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KR-20260060561-A - Appartus for checking leakage of pipe flowing high temperature process water

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Abstract

본 발명은 고온의 공정수가 흐르는 배관의 누수확인 장치에 관한 것으로, 상기 누수확인 장치는 상기 배관을 감싸고 있으며, 상기 배관과 마주하는 제1층; 외부에 노출되어 있는 제2층; 상기 제1층 및 상기 제2층 사이에 위치하는 보온재층; 적어도 일부가 외부에 노출되어 있으며 상기 제1층에 위치하며 물과 접촉하여 색상이 변화하는 누수확인부; 및 상기 제1층 및 상기 제2층에 걸쳐 위치하며, 상기 배관에서 누수된 상기 공정수를 상기 누수확인부로 안내하는 안내부를 포함한다.

Inventors

  • 이호중

Assignees

  • 한국수력원자력 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241025

Claims (12)

  1. 고온의 공정수가 흐르는 배관의 누수확인 장치에 있어서, 상기 누수확인 장치는 상기 배관을 감싸고 있으며, 상기 배관과 마주하는 제1층; 외부에 노출되어 있는 제2층; 상기 제1층 및 상기 제2층 사이에 위치하는 보온재층; 적어도 일부가 외부에 노출되어 있으며 상기 제1층에 위치하며 물과 접촉하여 색상이 변화하는 누수확인부; 상기 제1층 및 상기 제2층에 걸쳐 위치하며, 상기 배관에서 누수된 상기 공정수를 상기 누수확인부로 안내하는 안내부를 포함하는 누수확인 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안내부는, 상기 제2층에 위치하며, 상기 제1층으로부터 상기 공정수가 유입되는 유입구 및 유입된 상기 공정수를 상기 누수확인부로 배출하는 유출구를 포함하는 안내관; 및 상기 제1층과 상기 보온재층의 사이에 위치하며, 상기 제1층으로부터 유입된 공정수가 상기 보온재층으로 유입되는 것을 방지하는 수평방향 방수층을 포함하는 누수확인 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 안내부는, 상기 안내관 내에 위치하며, 상기 공정수가 상기 유입구 방향으로 역류하는 것을 방지하는 일방향 밸브를 더 포함하는 누수확인 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 누수확인부는 상기 배관의 길이방향을 따라 이격되어 배치되어 있는 복수개로 마련되며, 상기 안내관은 상기 각 누수확인부에 대응하도록 복수개로 마련되는 누수확인 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 각 안내관은, 상기 유입구가 상기 유출구보다 많은 개수로 마련되어 있는 누수확인 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 안내부는, 상기 제1층을 상기 안내관에 대응하는 복수의 영역으로 분리시키는 수직방향 방수층을 더 포함하며, 상기 수직방향 방수층으로 구분된 상기 제1층의 인접한 영역 간에는 상기 공정수의 흐름이 분리되는 누수확인 장치.
  7. 제6항에 있어서, 누수확인부는, 내부공간을 형성하며, 일정온도 이상의 물과 접촉하면 파손되는 캡슐커버; 및 상기 내부공간에 위치하며, 물과 접촉하여 색상이 변화하는 누수확인물질을 포함하는 누수확인 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 누수확인물질은 염화코발트를 포함하는 누수확인 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 배관과 상기 제1층 사이에 위치하며, 공정수 외 다른 성분이 상기 제1층으로 유입되는 것을 방지하지 위한 필터층을 더 포함하는 누수확인 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 보온재는 유리섬유를 포함하는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 배관은 무붕산운전이 적용되는 원자력발전소의 1차측 고온배관인 장치.
  12. 고온의 공정수가 흐르는 배관의 누수확인 장치에 있어서, 상기 누수확인 장치는 상기 배관을 감싸는 판상 형태이며, 상기 배관과 마주하는 제1층; 외부에 노출되어 있는 제2층; 상기 제1층 및 상기 제2층 사이에 위치하는 보온재층; 적어도 일부가 외부에 노출되어 있으며 상기 제1층에 위치하며 물과 접촉하여 색상이 변화하며 산점되어 있는 복수의 누수확인부; 및 상기 배관에서 누수된 상기 공정수를 상기 복수의 누수확인부 중 어느 하나에 선택적으로 안내하는 안내부를 포함하는 누수확인 장치.

Description

고온의 공정수가 흐르는 배관의 누수확인 장치{Appartus for checking leakage of pipe flowing high temperature process water} 본 발명은 고온의 공정수가 흐르는 배관의 누수확인 장치에 관한 것이다. 원자력 발전소는 열손실에 따른 열효율 저하를 방지하기 위해 배관 및 밸브 등의 고온기기를 보온재로 덮어 온도를 유지한다. 주기적으로 보온재를 제거하고 기기 점검을 수행해야 하는 원자력발전소의 특성 상 유리섬유 재질의 보온재를 기기형상으로 제작된 직물재질의 자켓에 넣어 사용한다. 원자력발전소의 냉각수는 열을 생성하는 효율적인 반응도 관리를 위해 붕산을 소량 포함하여 기기에서 다량의 누설이 발생하면 보온재 자켓 외면까지 누설된 냉각수의 붕산이 석출되어 확인할 수 있다. 그러나, 기존의 보온재 자켓은 소량 누설의 경우 확인 어렵고, 무붕산 환경의 원자력 발전소에서는 붕산 석출이 발생하지 않아 확인이 불가한 문제가 있다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 누수확인 장치의 사시고이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 누수확인 장치가 배관에 설치된 형태를 나타낸 것이고, 도 3은 도 2의 III-III'를 따른 단면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 누수확인 장치의 작동을 나타낸 것이다. 이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 이하의 설명에서 누수확인 장치는 보온재 자켓 또는 보온자켓으로 불릴 수 있다. 본 발명에 따른 누수확인 장치는 원자력 발전소의 1차측 고온배관 내지 무붕산 운전이 적용되는 원자력 발전소(예를 들어, SMR)에 적용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이하 도면을 참조로 본 발명을 설명한다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 누수확인 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 누수확인 장치의 사시고이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 누수확인 장치가 배관에 설치된 형태를 나타낸 것이고, 도 3은 도 2의 III-III'를 따른 단면이다. 도 1 및 도 2와 같이 누수확인 장치(1)는 플렉시블한 직사각형판 형태이다. 다른 실시예에서는, 정사각형 판, 다각형 판 등 다양한 형태일 수 있다. 누수확인 장치(1)의 외면에는 누수확인부(40)가 마련되어 있다. 누수확인부(40)는 누수가 발생되면 물과 반응하여 색상이 변화한다. 누수확인부(40)는 다수개로 마련되며, 누수확인 장치(1)의 길이방향을 따라 이격되어 있다. 다른 실시예에서 누수확인부(40)는 길이방향의 수직방향으로도 복수개가 배치될 수도 있다. 각 누수확인부(40)는 도 2와 같이 해당되는 영역에서의 누수에 의해서만 색상이 변화하며, 아래에서 자세히 설명한다. 체결부(70)는 양 단에 마련되고, 도 2와 같이 누수확인 장치(1)가 배관을 감싼 상태에서 체결되어, 누수확인 장치(1)를 고정시킨다. 배관의 검사 등이 필요한 경우 체결부(70)를 분리하여 간단하게 누수확인 장치(1)를 분리할 수 있다. 체결부(70)는 단추형태 결합 또는 밸크로 등 다양한 형태로 마련될 수 있으며, 다른 실시예에서는 체결부(70)를 사용하지 않고 별도의 체결부재를 사용하여 누수확인 장치(1)를 배관에 고정시킬 수 있다. 도 3과 같이 누수확인 장치(1)는 제1층(10), 제2층(20), 보온재층(30), 누수확인부(40), 안내부(50) 및 필터층(60)을 포함한다. 각 층은 서로 밀접 내지 접촉하고 있을 수 있다. 제1층(10)의 일면은 배관을 향하고 있으며, 타면은 수평방향 방수층(520)으로 덮여 있다. 제1층(10)은 직물로 마련될 수 있으며, 특히 고온에 의한 변형을 방지하기 위해 유리섬유로 이루어진 직물로 마련될 수 있다. 제2층(20)은 일면은 보온재층(30)과 접하고, 타면은 외부에 노출되어 있다. 제2층(20)은 부분적으로 제거되어 있으며, 제거된 부분에 누수확인부(40)가 위치한다. 다른 실시예에서, 누수확인부(40)는 제2층(20) 상에 위치할 수 있으며, 이 경우 안내관(510)은 제2층(20)까지 연장된다. 제2층(20) 역시 직물로 마련될 수 있으며, 특히 고온에 의한 변형을 방지하기 위해 유리섬유로 이루어진 직물로 마련될 수 있다. 보온재층(30)은 제1층(10)과 제2층(20) 사이에 위치하며, 보온재인 유리섬유 등으로 이루어진다. 보온재층(30)은 제1층(10) 및 제2층(20)에 비해 두껍게 마련되어 있다. 누수확인부(40)는 캡슐커버(41)와 누수확인물질(42)로 이루어진다. 캡슐커버(41)는 내부공간을 형성하며, 누수확인물질(42)은 내부공간에 위치한다. 캡슐커버(41)는 상온보다 높은 온도 내지 고온, 예를 들어, 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상 또는 70℃ 이상의 물과 접촉하면 손상되어 누수확인물질(42)을 노출시킨다. 캡슐커버(41)는 천연폴리머 또는 합성폴리머 등으로 마련될 수 있다. 캡슐커버(41)는 누수확인물질(42)의 변색을 쉽게 확인하기 위해, 투명 내지 반투명하게 마련될 수 있다. 누수확인물질(42)은 물과 접촉하면 색상이 변화하여, 외부에서 누수를 쉽게 확인할 수 있도록 한다. 누수확인물질(42)은, 이에 한정되지 않으나, 염화코발트를 포함할 수 있다. 염화코발트는 푸른 색이며, 물과 접촉하면 아래와 같이 염화코발트 6수화물이 되어 붉은 색이 된다. 안내부(50)는 배관이 손상되어 누수된 공정수가 누수확인부(40)를 향하도록 안내한다. 공정수는 고온의 물 내지 스팀일 수 있으며, 다른 불순물 성분을 포함할 수 있다. 안내부(50)는 안내관(510), 수평방향 방수층(520) 및 수직방향 방수층(530)을 포함한다. 안내관(510)은 주로 보온재층(30)에 위치하며 유입구(511), 유출구(512) 및 일방향 밸브(513)을 포함한다. 유입구(511)는 유출구(512)에 비해 다수로 마련되어 있다. 즉, 2개 이상의 유입구(511)를 통해 유입된 공정수를 하나의 유출구(512)로 배출되는 것이다. 유입구(511)는 제1층(10)과 접하며, 유출구(512)는 누수확인부(40)와 접한다. 일방향 밸브(513)는 판막 등으로 마련되어 유입된 공정수가 유입구(511) 방향으로 역류하지 않도록 한다. 수평방향 방수층(520)은 제1층(10)의 상부에 마련되어, 제1층(10)에 유입된 공정수가 보온재층(30)으로 유입되는 것을 방지한다. 수직방향 방수층(520)은 제1층(10)을 누수확인부(40)에 대응하는 다수의 영역으로 구획한다. 수직방향 방수층(520)에 의해 인접한 영역의 제1층(10) 간의 공정수 이동이 제한된다. 필터층(60)은 메시 등으로 마련되어 공정수 외의 불순물을 걸러낸다. 필터층(60)에 의해 불순물이 제1층(10) 내지 안내관(510)으로 유입되어 유로를 막는 것이 방지된다. 이하 도 4를 참조하여 누수확인 장치의 작동을 나타낸 것이다. 도 4와 같이 배관의 A영역에 누설이 발생하면 공정수가 필터층(60)을 거쳐 제1층(10)으로 유입된다. 필터층(60)에 의해 이물질 외의 공정수만 제1층(10)으로 유입된다. 제1층(10)에 유입된 공정수는 수평방향 방수층(520)에 의해 보온재층(30)으로 공급되지 않으면서, 수직방향 방수층(530)에 의해 다른 영역으로 공급되지 않고, 해당 영역의 유입구(511)로 유입된다. 유입구(511)을 통해 유입된 공정수는 유출구(512)로 이동하는데, 일방향 밸브(513)에 의해 역방향 이동이 제한된다. 일방향 밸브(513)는, 특히, 도 4와 같이, 배관의 상부에 누수확인부(40)가 위치할 경우, 유용하다. 이 경우, 공정수는 중력에 의해 다시 유입구(511)로 이동할 수 있는데, 일방향 밸브(513)에 의해 유출구(512) 방향으로만 이동하게 된다. 유출구(512)에서 유출된 공정수는 캡슐커버(41)의 하부를 손상시키고, 누수확인물질과 접촉한다. 누수확인물질은 물과의 접촉에 의해 색상이 변화하고, 작업자의 육안 또는 영상분석 등을 통해 쉽게 누수를 확인할 수 있다. 본 발명에 따르면, 누수가 작게 발생한 경우도 누수확인이 용이하다. 수평방향 방수층(520)에 의해 누수된 공정수의 상당량이 안내관(510)으로 공급되기 때문이다. 또한 본 발명에 따르면, 누수가 발생한 위치의 파악이 용이하다. 수직방향 방수층(530)에 의해 누수된 공정수가 해당되는 영역의 누수확인부(40)에만 공급되기 때문이다. 또한, 캡슐커버(41)에 의해 대기 중의 수분 등에 의해 누수확인물질이 변색되는 문제가 감소하여, 오작동의 위험이 크게 감소한다. 누수확인물질(42)은 물과 접촉하여 색상이 변화하기 때문에, 공정수가 붕소를 포함하지 않아도 무방하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.