게시판 > 질답게시판 > Thermal expansion Case (PSV(TRV))에 대한 질의

스테파노 Stefano

16-04-27 12:42

(A1) Pipe Block Valve 사이 구간에서 액팽창이 우려되는 곳에 Relief Valve를 받드시 두지 않아도 되는 Line Size 는 2" 이하 정도로 일반적으로 통용하고 있는데 실제로 Relief Valve를 부착해야 할 필요가 있는 상황애 해당하는 경우는 다음과 같은 상황이기 때문에 Line Size 만으로 구분하는 것은 적당한 방법이 아닙니다.

Line Size와 관련없이 열팽창을 고려하여 Relief Valve를 반드시 붙여야 할 Blocked Piping Piece:
i) Line의 길이가 길고 기온변화나 태양열 등에 노출되어 있어 액체 열팽창 부피가 크게 늘어날 수 있는 경우
ii) Line의 보온, 보냉 등에 의해 운전 중 온도변화가 큰 경우
iii) Line의 온도변화에 따른 액팽창 부피를 흡수할 수 있는 Vapor (또는 Gas) Lock Space가 전혀 마련되어 있지 안거나 Expansion Joint 등의 마련되어 있지 않은 경우
iv) Block Valve 뿐만 아니라 (Tight Shut-Off) Check Valve나 자동밸브 등에 의해서 차단된 공간의 경우에도 액팽창 여유공간이 포함되어 있지 않은 경우

(A2) PSV 배출시 온도가 크게 올라간다고 해도 배출시간은 극히 짧은 시간에 배출될 것이므로 일반 탄소강 재료를 사용하여도 지장이 없을 것입니다. 설령 시간이 연장된다고 해도 고압상태로 노출될 우려가 없다고 보면 저온강 사용은 불필요 하다고 봅니다. PSV Sizing시 Relieving \Temperature는 PSV의 Over Pressure에서의 배출온도에 해당합니다. 액체이기 때문에 운전온도가 상승해서 PSV가 열릴때의 온도에 해당합니다. 즉 Flashing 후의 온도가 아닙니다. Relief Valve의 후단의 배관경을 결정하기 위한 온도는 후단 압력으로 Flashing 후 Vapor-Liquid의 온도를 적용해야 하나 이를 Relieving Temperature라고 하지 않습니다.

(A3) 액의 열팽창에 의한 배출량 부하는 사실상 결정하기 어려운 경우가 많습니다. 기온변화의 속도가 그렇고, 복사열의 전열량도 그렇고, 가열기, 보온된 관의 경우도 그렇고 온도상승 속도가 불명확하기 때문에 그렇습니다.

굳이 Relief Vale의 배출량을 산출해 보자면

(액팽창밸브의 배출 유량, Q, m3/h) = (System Volume, V m3) * (부피팽창계수, α 1/℃ ) * (온도 상승속도, ΔT/ΔΘ, ℃/h) .........(1)

말하자면..액이 새어나오는 속도는 온도상승 속도에 달려있습니다. 얼마시간동안 부피가 얼마만크 늘어났느냐 이것이지요. 질문에서 온도상승이 1시간에 걸쳐 일어났고 늘어난 량이 10 kg 이라고 하면 10kg/h가 배출량이 되지요. 그 PSV는 1시간동안 약 반되의 눈물을 흘리고 있을 터인데.. 만약 12초 동안에 와락 10kg 늘어났다면 10kg*(3600 s/h)/(12s) = 3000 kg/s의혹도로 왈칵 쏟아져 나오게 되는데 순간유량이 3000 kg/h라는 이야기인데 이를 두고 혹시 쏟아낸 양이 3000 kg이라고 생각하고 있는 것은 아니겠지요..

대체로 폭발현상이 아니고서야 온도변화가 그리 빨리 일어나는 일은 드물지요. 따라서 Thermal Relief Valve의 경우 배출량에 따라 Valve를 임의로 Project Spec의 Minimum Valve Size 크기, 예를 들어 1/2" (혹은 3/4")등으로 정하여 설치하는 경우가 대부분입니다.

Line Size와 관련없이 열팽창을 고려하여 Relief Valve를 반드시 붙여야 할 Blocked Piping Piece: 
i) Line의 길이가 길고 기온변화나 태양열 등에 노출되어 있어 액체 열팽창 부피가 크게 늘어날 수 있는 경우
ii) Line의 보온, 보냉 등에 의해 운전 중 온도변화가 큰 경우
iii) Line의 온도변화에 따른 액팽창 부피를 흡수할 수 있는 Vapor (또는 Gas) Lock Space가 전혀 마련되어 있지 안거나 Expansion Joint 등의 마련되어 있지 않은 경우 
iv) Block Valve 뿐만 아니라  (Tight Shut-Off) Check Valve나  자동밸브 등에 의해서 차단된 공간의 경우에도 액팽창 여유공간이 포함되어 있지 않은 경우

(A2) PSV 배출시 온도가 크게 올라간다고 해도 배출시간은 극히 짧은 시간에 배출될 것이므로 일반 탄소강 재료를 사용하여도 지장이 없을 것입니다.  설령 시간이 연장된다고 해도 고압상태로 노출될 우려가 없다고 보면 저온강 사용은 불필요 하다고 봅니다.  PSV Sizing시 Relieving \Temperature는 PSV의 Over Pressure에서의 배출온도에 해당합니다.  액체이기 때문에 운전온도가 상승해서 PSV가 열릴때의 온도에 해당합니다.  즉 Flashing 후의 온도가 아닙니다.  Relief Valve의 후단의 배관경을 결정하기 위한 온도는 후단 압력으로 Flashing 후 Vapor-Liquid의 온도를 적용해야 하나 이를 Relieving Temperature라고 하지 않습니다.

(A3) 액의 열팽창에 의한 배출량 부하는 사실상 결정하기 어려운 경우가 많습니다.  기온변화의 속도가 그렇고, 복사열의 전열량도 그렇고, 가열기,  보온된 관의 경우도 그렇고 온도상승 속도가 불명확하기 때문에 그렇습니다.

굳이 Relief Vale의 배출량을 산출해 보자면

(액팽창밸브의 배출 유량, Q, m3/h) = (System Volume, V m3) * (부피팽창계수, α  1/℃ ) * (온도 상승속도,  ΔT/ΔΘ,  ℃/h) .........(1)

말하자면..액이 새어나오는 속도는 온도상승 속도에 달려있습니다.   얼마시간동안 부피가 얼마만크 늘어났느냐 이것이지요.  질문에서 온도상승이 1시간에 걸쳐 일어났고 늘어난 량이 10 kg 이라고 하면 10kg/h가  배출량이 되지요.  그 PSV는 1시간동안 약 반되의 눈물을 흘리고 있을 터인데..  만약 12초 동안에 와락 10kg 늘어났다면 10kg*(3600 s/h)/(12s) = 3000 kg/s의혹도로 왈칵 쏟아져 나오게 되는데  순간유량이 3000 kg/h라는 이야기인데 이를 두고 혹시 쏟아낸 양이 3000 kg이라고 생각하고 있는 것은 아니겠지요..

대체로 폭발현상이 아니고서야 온도변화가 그리 빨리 일어나는 일은 드물지요.   따라서 Thermal Relief Valve의 경우 배출량에 따라 Valve를 임의로  Project Spec의 Minimum Valve Size 크기, 예를 들어 1/2" (혹은 3/4")등으로 정하여 설치하는 경우가 대부분입니다.

공정의시작 hebedudghksl

16-04-29 18:55

정말 대단히 감사 합니다. 궁금 했던 사항이 속시원히 해결 되었습니다. 경험이 대단하신듯 합니다.
혹시 위 사항이 나와 있는 CODE위치나 어디서 위 사항을 배울수 있는지도 알려 주시면 은혜 잊지 않겠습니다.