Vacuum PSV water sealing 이해

 

 

진공으로 운전되는 스팀 터빈이나 후단 surface condenser 보호용으로 PSV가 설치되는데 이를 atmospheric relief valve라고 하며, 운전 특성상 진공으로 운전됨에 따라 항상 외부로부터 공기가 유입될 가능성이 높다. 이 경우 진공을 유지하기 위해 과도한 스팀이 요구되며 inert gas인 공기가 system내에 accumulation됨에 따라 장기적으로는 condenser 및 터빈의 성능에도 영향을 줄 수 있다.

 

HEI2629-11th ed.

 

따라서 이러한 공정에 최적화한 PSV가 water sealed relief valve이며, HEI기준에 따라 10psig이상 초과되지 않도록 PSV가 작동을 하여 max capacity의 steam을 배출하며 (18"까지는 4psig에서 relief, 그 이상은 7psig에서 relief 작동) 보호설비의 설계압력을 초과하지 않아야 한다.

 

PSV body 주변에 gauge glass가 설치되어 water seal 높이를 눈으로 확인할 수 있다. 적절한 seal 높이를 유지하고 drainage를 위해 overflow connection이 있으며 이를 통해 vacuum system 내부로 공기의 유입을 방지할 수 있다.

 

 

Graham vendor 자료

 

valve에는 manual hand wheel이 설치되어 valve 내부의 check나 유지관리를 위해 사용된다. valve size와 무관하게 sealing water유량은 0.25gpm으로 PSV내 disc로 공급되어 운전중일 때는 항상 소량의 water가 disc를 통해 vacuum system내로 들어올 수 있으며 대부분의 물은 overflow된다.

 

 

Atmospheric Relief Valve는 vacuum service에 대해 HEI standard를 따라 설계되고 설치되며 대부분 4"에서 36"까지 available하다. 과압이후 water seal은 자동적으로 reset되고 reliable운전을 위해 seal design이 중요하다.

 

turbine, condenser보호를 위한 atmospheric relief valve는 trip throttle valve나 over speed governor만큼 중요하고, seat주변으로 water seal을 형성하도록 water inlet과 overflow port가 설치되며 특히 overflow port는 disc에 water head build-up이 되지 않도록 하며 이를 위해 valve 밖에 level gauge도 설치된다.

 

 

아래는 vendor O&M manual 자료 내용이다.

1. Water sealing을 유지하여 air leakage가 없도록 해야 함.

2. Sealing을 위해 물 공급이 원활하지 않을 경우 외부에서 vacuum system내로 공기가 과량 유입되어 vacuum유지가 어렵고 steam이 과도하게 요구될 수 있음.

3. 30일마다 relief valve의 water seal 운전 상태를 check한다.

 

 

valve side에는 handwheel과 screw가 설치되어 inspection을 위해 disc를 올리거나 maintenance를 위해 valve를 open할 수도 있다.

 

atmospheric relief valve는 vertical로 설치되어 압력에 따라 자동으로 열리고 닫히며 smooth한 운전을 위해 적절히 leveling되어야 한다. 특히 진공 조건을 위한 zero leakage를 위해 special O ring과 water seal을 고려해야 한다. 대기압 이상의 set point가 요구될 경우 내부 spring loaded disc가 설치되며, type이나 제작자에 따라 spring이 아닌 dead weight로 작동되기도 한다. maintenance시 hand wheel을 clockwise방향으로 돌려 lifting을 통해 open할 수 있다.

 

 

 

PSV외에도 air leakage를 방지하기 위해 진공으로 운전되는 gate valve stem의 clearance를 통해 air가 유입될 수 있어서 이부분에도 water sealing을 적용한 사례가 있어서 아래와 같이 소개한다.

 

 

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