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  열교환기 PSV 설치 기준
  글쓴이 : 이조사   고유ID : todigi     날짜 : 23-05-22 14:22     조회 : 147    
안녕하세요,
열교환기를 신규로 설치하면서 PSV 설치도 함께 검토하고 있습니다.

KOSHA-GUIDE(D-18-2020)에 나와 있는 안전밸브 설치 대상에는 아래와 같이 나와있습니다.
  " 관형 열교환기는 관의 파열로 인한 압력 상승이 동체의 설계압력 또는 최고허용압력을 초과할 우려가
있는 경우에 한한다. "

위 내용대로라면 열교환기 PSV 설치는 Tube Rupture Case만 고려하면 되는 것인지요?

그렇지 않고 외부화재 Case나 다른 Case도 고려해야 한다면 Shell/Tube측 모두 PSV를 설치해야 하는 것인지요?

열교환기 PSV 설치 기준에 대해 정립이 되지 않아 자세히 알려주시면 정말 감사하겠습니다.

감사합니다.





Stefano    23-05-24 20:38
(A1) KOSHA Guide상에 나와 있다는 내용 즉 "관형 열교환기의 튜브 파열에 인한 압력이 동체이 설계압력 (또는 최고허용압력)을 초과하는 경우에 한한다."의 설명은 Shell 동체나 Head Cover나 설계압력을 초과하지 않으면 달아둘 필요가 없다는 것을 설명한 것입니다.  (API Std 521이 표준으로 채택되기 이전 RP(Recommended Practice)로 채용할 경우 잠깐 언급되었었던 2/3 Rule (현재의 10/13 Rule)이라는 것은 당연한 Practice이지만 여기에 목메듯 매달리는 것은 안된다고 판단합니다.) 

이는 Tube 파열이라는 "특수조건"에서만 해당하는 내용이고 그 밖의 경우 압력용기나 열교환기 등의 압력상승시에도 안전밸브를 부착하지 않는다는 것으로 확대해석하면 안되는 사항입니다.    그 특수조건에서 배제되는 조건은 다른 일반적 조건에서 배제되는 것을 포함하지 않기 때문입니다.   

즉, 열교환기만의 특수상황 즉 <튜브파열시라고 하여도 저압측 설계압력을 초과하지 않을 경우(튜브가 새는 경우데도 저압측 압력이 설계압력을 초과할 것인지 그렇지 않은지를 확인하는 것도 아주 어려운 작업에 해당합니다.)에는 안전밸브를 달아둘 필요가 없는 것은 당연한 것>이지만 다른 상황에서 설계압력을 초과할 때에도 달아둘 필요가 없는 것처럼 이해하면 안됩니다.

(A2) API Std. 521에는  안전밸브를 달아야 하는 상황(설계압력을 초과하는 상황)뿐 만 아니라 배출량 계산방법까지도 자세히 설명하고 있습니다.    Tube Rupture는 특수한 경우에 해당하고 그외에 훨씬 많은 상황이 열교환기의 압력상승원인이 될 수 있으며 대부분 열교환기에 연결된 배관이나 장치에 함께 연결되어  하나의 안전밸브가 열교환기를 포함한 기기의 압력상승시 보호 용으로 사용되고 있습니다. 

튜브파열시 급격반응이 일어나는 상황은 특수상황중에서도 더 특수한 경우에 해당하는데 이러한 경우에도 상승하는 압력이 저압측 설계압력을 초과하는 지의 여부도 면밀히 검토해 봐야 한다고 설명하고 있습니다.  (Para. 5.19.2 API Std.%21-2008)

(A3) 열교환기의 경우 대개 반응기나, 증류탑, 압축기, 증발기 등과 연결되어 사용되고 있기 때문에 불필요한 것이 아니라 이들과의 연결 배관에 둠으로써 두개 이상의 기기를 보호할 수 있도록 설치하는 경우가  대부분이고  저온측 액팽창의 경우나, 고압유체가 저압측으로 흘러들어갔을 때의 폭발적 반응이 우려되는 경우에도 Relief Valve나  Rupture Disc등을 사용하여 보호해야 할 필요가 있습니다.
이조사 todigi   23-05-26 10:28
상세한 답변 감사드립니다.
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