KR102102052B1 - Automatic pressure protection safety shut-off apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동 압력보호 안전차단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해양플랜트 설비나 육상의 화학공정 설비 등에서 유로(流路) 내 흐르는 기체(gas)나 액체(oil)에 과도한 압력이 발생할 경우 고압의 상태를 감지하여 상기 유로(流路)를 자동으로 차단하므로 화재나 폭발 및 확산을 방지할 수 있기 위한 자동 압력보호 안전차단장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치는 유로(流路)를 차단하는 안전차단장치로, 제1 내지 제3 서브센서 및 메인센서가 상기 유로(流路)의 전방에 설치되어 상기 유로의 과도한 압력을 감지하여 신호를 전달하는 압력전송부; 상기 압력전송부로부터 신호를 받아 보우팅 논리동작을 수행하여 제어신호를 출력하는 논리제어부; 및 상기 논리제어부의 제어신호에 따라 상기 유로를 차단하는 유로차단부;를 포함하되,
상기 제1 서브센서는 상기 메인센서와 비교하여 상기 메인센서의 설정 범위 내에 상기 제1 서브센서가 포함될 경우에만 상기 제1 서브센서의 신호로 인정하고, 상기 제2 서브센서는 상기 메인센서와 비교하여 상기 메인센서의 설정 범위 내에 상기 제2 서브센서가 포함될 경우에만 상기 제2 서브센서의 신호로 인정하며, 상기 제3 서브센서는 상기 메인센서와 비교하여 상기 메인센서의 설정 범위 내에 상기 제3 서브센서가 포함될 경우에만 상기 제3 서브센서의 신호로 인정하고,
상기 보우팅 논리동작은, 상기 메인센서와 비교되어 인정받은 상기 제1 내지 3 서브센서에서 전달된 3개의 신호 중에서 2개 이상의 동일한 신호를 최종 출력으로 선택하는 방식인 2 out of 3 방식을 이용하여 제어 신호를 선택하여 출력한다.The present invention relates to an automatic pressure protection safety shut-off device, and more particularly, when an excessive pressure occurs in a gas or liquid flowing in a flow path in an offshore plant facility or a chemical processing facility on land. Since it automatically blocks the flow path by sensing the state of the, it relates to an automatic pressure protection safety shut-off device for preventing fire, explosion and diffusion.
Automatic pressure protection safety shut-off device according to an embodiment of the present invention is a safety shut-off device that blocks the flow path, the first to third sub-sensor and the main sensor is installed in front of the flow path (流 路) A pressure transmitter that senses excessive pressure in the flow path and transmits a signal; A logic control unit receiving a signal from the pressure transmission unit and performing a voting logic operation to output a control signal; And a flow path blocking unit blocking the flow path according to a control signal from the logic control unit.
The first sub-sensor is recognized as a signal of the first sub-sensor only when the first sub-sensor is included within a set range of the main sensor compared to the main sensor, and the second sub-sensor is compared with the main sensor Therefore, only when the second sub-sensor is included in the setting range of the main sensor is recognized as the signal of the second sub-sensor, the third sub-sensor is compared to the main sensor, and the third within the setting range of the main sensor Recognized as a signal of the third sub-sensor only when a sub-sensor is included,
The voting logic operation uses 2 out of 3, which is a method of selecting two or more identical signals as the final output among the three signals transmitted from the first to third sub-sensors recognized as compared with the main sensor. Select and output a control signal.
Description
본 발명은 자동 압력보호 안전차단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해양플랜트 설비나 육상의 화학공정 설비 등에서 유로(流路) 내 흐르는 기체(gas)나 액체(oil)에 과도한 압력이 발생할 경우 고압의 상태를 감지하여 상기 유로(流路)를 자동으로 차단하므로 화재나 폭발 및 확산을 방지할 수 있기 위한 자동 압력보호 안전차단장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic pressure protection safety shut-off device, and more particularly, when an excessive pressure occurs in a gas or liquid flowing in a flow path in an offshore plant facility or a chemical processing facility on land. Since it automatically blocks the flow path by sensing the state of the, it relates to an automatic pressure protection safety shut-off device for preventing fire, explosion and diffusion.
최근 들어, 공업화와 산업화가 가속화함에 따라 천연자원(석유, 천연가스 등)의 사용량이 점차 증가 되고 있으며, 매장량이 한정된 천연자원의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.Recently, as industrialization and industrialization accelerate, the use of natural resources (petroleum, natural gas, etc.) is gradually increasing, and stable production and supply of natural resources with limited reserves has emerged as a very important problem.
해양플랜트는 유전 또는 가스 채굴지점에 설치된 이후 약 3년에서 많게는 40년까지 운용되므로 이에 따른 설계상의 고려조건도 상당히 까다로운 편이다. 바람이나 파도 등의 기후적 영향과 해상의 특수한 환경적 상황은 물론 석유제품의 생산으로 화재 및 폭발에 대한 안정성 확보와 관련된 다양하고 난이도 높은 기술이 요구된다.Offshore plants are operated for about 3 to as many as 40 years after being installed at oil or gas mining sites, so design considerations are very demanding. In addition to the climatic effects of wind and waves, and special environmental conditions in the sea, various and difficult technologies related to securing stability against fire and explosion through the production of petroleum products are required.
또한, 최근 1,000m 이상의 심해에서의 석유자원 개발에 대한 수요 증가로 인해 기술의 확보 및 개발이 다양하게 진행되고 있으며, 특히 기존의 단일 기능의 단순 목적용에서 시추, 생산, 저장 등이 동시에 가능한 다목적용 해양플랜트를 개발하는 추세이다.In addition, due to the recent increase in demand for petroleum resource development in deep waters of 1,000 m or more, various technologies are being secured and developed. In particular, drilling, production, storage, etc. are possible at the same time for simple purposes of existing single functions. It is a trend to develop a marine offshore plant.
이에 따라 세계적으로 에너지와 자원의 수요증가와 가격급등이 최근에 더욱 뚜렷이 진행되고 있는 가운데 해양플랜트의 수요와 가격도 동반 상승하고 있으며 향후에도 기복은 있으나 지금과 같은 추세가 계속될 것으로 전망되고 있다.As a result, demand and prices for offshore plants are rising along with the recent increase in demand for energy and resources and skyrocketing prices worldwide, and there are ups and downs, but the trend is expected to continue.
특히, 중력식(Gravity Based Structure) 및 고정식(Fixed Platform)구조물, 부유식 구조물(Floating Structure), 반잠수식 구조물(Semisubmersible Structure)에 이르기까지 해양시추설비는 유가의 상승에 따라 발주가 이루어질 전망이며 실제로 유가 상승에 비례해서 발주량이 증감하고 있다.Particularly, from the Gravity Based Structure and the Fixed Platform Structure, the Floating Structure, and the Semisubmersible Structure, the offshore drilling facility will be ordered according to the rise in oil prices. Orders are increasing or decreasing in proportion to rising oil prices.
부유식 원유 생산, 저장, 및 육상 정제시설로 운송하기 위한 하역 기능을 할 수 있도록 고안된 해양플랜트인 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)는 심해에서도 작업이 가능하도록 만든 설비이므로 고정식 구조물 등의 해양 구조물보다는 움직임이 자유롭고 활용성이 높아 심해자원 개발에 발맞춰 FPSO 건조가 증가 되고 있다.FPSO (Floating Production Storage and Offloading), an offshore plant designed to function as a loading and unloading facility for floating crude oil production, storage, and transportation to an onshore refining facility, is a facility made to work even in the deep sea. FPSO drying is increasing in line with the development of deep sea resources due to its free movement and high usability.
FPSO는 현재 유전에서 원유 또는 천연가스를 생산하기 위해 사용되고 있으며, 일예로 LNG FPSO는 근래 들어 유전의 고갈 및 청정연료에 대한 수요의 증가로 인해 그 개발이 이루어지고 있다. 심해저 유전 개발에 있어서 Oil FPSO나 LNG FPSO는 해상에 부유한 상태에서 원유나 천연가스를 정제, 저장 및 운반할 수 있는 부유식 해상 정유 공장이라고 할 수 있다.FPSO is currently being used to produce crude oil or natural gas in oil fields. For example, LNG FPSO has recently been developed due to depletion of oil fields and an increase in demand for clean fuel. In deep-sea oil field development, Oil FPSO or LNG FPSO can be said to be a floating offshore refinery that can refine, store and transport crude oil or natural gas while floating on the sea.
이와 같이 해양플랜트를 포함한 대규모 플랜트 설비는 가스나 오일 등을 이송시 배관 내에 발생할 수 있는 과도한 압력을 빠르게 제거하여 화재나 폭발 및 확산을 방지할 수 있는 안전장치를 확보하는 것이 필수적이다.In this way, it is essential for large-scale plant facilities including offshore plants to quickly remove excess pressure that may be generated in the pipes when transporting gas or oil, thereby securing a safety device that can prevent fire, explosion, and spread.
한편, 상기와 같은 과도한 압력은 일반적으로 릴리프시스템과 같은 전통적인 시스템(Traditional systems)을 통해 처리된다.Meanwhile, the excessive pressure as described above is generally treated through traditional systems such as a relief system.
릴리프시스템은 설정된 압력을 초과하면 시스템 내 유체에 대한 대체배출구를 열어 보호시스템 내 압력 상승을 방지한다. 상기 대체배출구는 일반적으로 여분의 유체를 안전하게 처리하기 위해 플레어 또는 배출시스템에 유도한다.The relief system prevents the pressure rise in the protection system by opening an alternative outlet for the fluid in the system when the set pressure is exceeded. The alternate outlet generally leads to a flare or discharge system to safely handle excess fluid.
릴리프시스템은 안전한 조치를 위해 유체의 초과 유입을 제거하는 것을 목표로 한다.The relief system aims to eliminate excess inflow of fluids for safe measures.
그러나 종래 릴리프시스템은 공정 유체 또는 환경 내 연소배출 생성물(가연성 및 유독성) 및 종종 설치물의 큰 소음과 같은 문제점을 가지고 있다.However, conventional relief systems have problems such as combustion products in the process fluid or environment (flammable and toxic) and often loud noise of installations.
또한, 환경 인식이 높아짐에 따라 릴리프시스템이 항상 만족스러운 해결책은 아니다.Also, as environmental awareness increases, the relief system is not always a satisfactory solution.
따라서, 종래의 릴리프시스템에 대한 대안으로 종합적이고 일체화된 압력보호 안전장치가 절실히 필요하다.Accordingly, there is an urgent need for a comprehensive and integrated pressure protection safety device as an alternative to the conventional relief system.
본 발명은 상기한 문제점 및 필요성에 의해서 창출된 것으로, 해양플랜트 설비나 육상의 화학공정 설비 등에서 유로(流路) 내에 흐르는 기체(gas)나 액체(oil)에 과도한 압력이 발생할 경우 고압의 상태를 감지하여 상기 유로(流路)를 자동으로 차단하므로 화재나 폭발 및 확산을 방지할 수 있는 자동 압력보호 안전차단장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was created by the above problems and necessities, and when an excessive pressure occurs in a gas or a liquid flowing in a flow path in an offshore plant facility or a chemical processing facility on land, a high pressure state is generated. An object of the present invention is to provide an automatic pressure protection safety shut-off device that can prevent a fire, explosion, and spread by detecting and automatically blocking the flow path.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치는 유로(流路)를 차단하는 안전차단장치로, 제1 내지 제3 서브센서 및 메인센서가 상기 유로(流路)의 전방에 설치되어 상기 유로의 과도한 압력을 감지하여 신호를 전달하는 압력전송부; 상기 압력전송부로부터 신호를 받아 보우팅 논리동작을 수행하여 제어신호를 출력하는 논리제어부; 및 상기 논리제어부의 제어신호에 따라 상기 유로를 차단하는 유로차단부;를 포함하되,In order to achieve the above object, an automatic pressure protection safety shut-off device according to an embodiment of the present invention is a safety shut-off device that blocks a flow path, wherein the first to third sub-sensors and the main sensor are connected to the flow path ( A pressure transmission unit installed at the front of the roadway to sense an excessive pressure in the flow path and transmit a signal; A logic control unit receiving a signal from the pressure transmission unit and performing a voting logic operation to output a control signal; And a flow path blocking unit blocking the flow path according to a control signal from the logic control unit.
상기 제1 서브센서는 상기 메인센서와 비교하여 상기 메인센서의 설정 범위 내에 상기 제1 서브센서가 포함될 경우에만 상기 제1 서브센서의 신호로 인정하고, 상기 제2 서브센서는 상기 메인센서와 비교하여 상기 메인센서의 설정 범위 내에 상기 제2 서브센서가 포함될 경우에만 상기 제2 서브센서의 신호로 인정하며, 상기 제3 서브센서는 상기 메인센서와 비교하여 상기 메인센서의 설정 범위 내에 상기 제3 서브센서가 포함될 경우에만 상기 제3 서브센서의 신호로 인정하고,The first sub-sensor is recognized as a signal of the first sub-sensor only when the first sub-sensor is included within a set range of the main sensor compared to the main sensor, and the second sub-sensor is compared with the main sensor Therefore, only when the second sub-sensor is included in the setting range of the main sensor is recognized as the signal of the second sub-sensor, the third sub-sensor is compared to the main sensor, and the third within the setting range of the main sensor Recognized as a signal of the third sub-sensor only when a sub-sensor is included,
상기 보우팅 논리동작은, 상기 메인센서와 비교되어 인정받은 상기 제1 내지 3 서브센서에서 전달된 3개의 신호 중에서 2개 이상의 동일한 신호를 최종 출력으로 선택하는 방식인 2 out of 3 방식을 이용하여 제어 신호를 선택하여 출력한다.The voting logic operation uses 2 out of 3, which is a method of selecting two or more identical signals as the final output among the three signals transmitted from the first to third sub-sensors recognized as compared with the main sensor. Select and output a control signal.
본 발명은 고압의 공급원을 격리하는 장치로 유로 내의 흐름을 차단하여 고 신뢰성의 방식으로 자동으로 분리할 수 있는 이점이 있다.The present invention has the advantage that it is possible to automatically separate in a highly reliable manner by blocking the flow in the flow path as a device for isolating a high-pressure supply source.
또한, 고압의 공급원인 펌프(액체의 경우) 또는 가스압축기(가스의 경우)의 경우, 안전한 방법으로 고압 상태를 신뢰하여 펌프 또는 가스압축기를 안정적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.In addition, in the case of a pump (in the case of a liquid) or a gas compressor (in the case of a gas) that is a source of high pressure, there is an advantage that the pump or gas compressor can be stably blocked by trusting the high pressure state in a safe manner.
또한, 유로 내 과도한 압력으로 인한 안전사고 등으로부터 장비, 인명을 보호할 수 있는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that can protect equipment, human life from safety accidents due to excessive pressure in the flow path.
즉, 본 발명은 가장 마지막 보루로써 공정 내에 압력이 높아질 경우 압력을 차단함으로써 공정 폭발을 막아주고, 공장, 선박의 안정성을 강화할 뿐만 아니라 가스플레어(Gas-to-flare)로 인한 자원 낭비를 예방할 수 있는 이점이 있다.That is, the present invention prevents process explosion by blocking pressure when pressure increases in the process as the last sconce, and not only enhances the stability of factories and ships, but also prevents waste of resources due to gas-to-flare. There is an advantage.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 높은 안전무결성 기준(SIS: Safety Instrumented System) 등급을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치를 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 논리제어부 내의 제어신호 흐름도이다.1 is a schematic perspective view showing an automatic pressure protection safety shutoff device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a high safety integrity standard (SIS: Safety Instrumented System) rating.
3 is a block diagram showing an automatic pressure protection safety shutoff device according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a control signal in the logic control unit proposed by the present invention.
먼저, 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서 본 발명은 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.First, prior to describing the present invention in detail, the present invention is not intended to be limited to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and that one or more other features are present. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as “… unit”, “… unit”, and “… module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. You can.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시 예의 구성 요소가 해당 실시 예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시 예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시 예가 통합된 하나의 실시 예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.In addition, the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the embodiments, and may be implemented to be included in other embodiments within the scope of maintaining the technical spirit of the present invention. Although the description is omitted, it is natural that a plurality of embodiments may be reimplemented as one integrated embodiment.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components, regardless of reference numerals, are assigned the same or related reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. In the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
그리고 도면의 도시에 있어서 요소들 간의 크기 비율이 다소 상이하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 간의 크기가 상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면상에 나타나는 표현의 차이는 해당 분야의 종사자들이 용이하게 이해 가능한 부분들이므로 별도의 설명을 생략한다.In addition, in the drawing, there is a part in which the size ratio between elements is expressed somewhat differently, or there is a part in which sizes between parts that are combined with each other are expressed differently, but the difference in the expressions shown in the drawings is easy for those skilled in the field. Since it is understandable parts, a separate description is omitted.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is described as one embodiment, whereby the technical spirit of the present invention and its core configuration and operation are not limited.
본 발명은 화학플랜트 또는 정유공장과 같은 플랜트 내에 과도한 압력을 방지하도록 설계된 안전계장시스템(SIS)의 한 유형으로, 시스템의 설계압력을 초과하기 전에 고압공급원을 차단하여 공정 라인이나 배관의 파열(폭발)로 인한 손실을 방지하고, 설비의 고압부와 저압부 사이에 차단벽 기능을 한다.The present invention is a type of safety instrumentation system (SIS) designed to prevent excessive pressure in a plant, such as a chemical plant or a refinery, by breaking the high-pressure supply before exceeding the design pressure of the system to rupture the process line or piping (explosion ) To prevent loss and acts as a barrier between the high and low pressure parts of the installation.
또한, 본 발명은 과도한 유체의 유입을 차단하면서 시스템 내에 포함되게 하는 것을 목표로 하여 높아지는 환경 인식을 해소하고, 종래 릴리프장치가 가지고 있는 가연성, 유독성 및 소음성과 같은 문제점을 해결하고자 창안되었다.In addition, the present invention was created to solve the problems such as flammability, toxicity, and noise of the conventional relief device to solve the increased environmental awareness, aiming to be included in the system while blocking the inflow of excessive fluid.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치를 도시한 개략적인 사시도이고, 도 2는 높은 안전무결성 기준(SIS: Safety Instrumented System) 등급을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치를 도시한 블럭도(block)이고, 도 4는 본 발명에서 제안하는 논리제어부 내의 제어신호 흐름도이다.1 is a schematic perspective view showing an automatic pressure protection safety shutoff device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a high safety integrity standard (SIS: Safety Instrumented System) rating, Figure 3 is the present An automatic pressure protection safety shutoff device according to an embodiment of the present invention is a block diagram (block), Figure 4 is a control signal flow diagram in the logic control unit proposed by the present invention.
상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치(100)는 유로(流路)(L)를 차단하는 안전차단장치에 관한 것으로, 제1 내지 제3 서브센서(111, 112, 113) 및 메인센서(114)가 상기 유로(流路)(L)의 전방에 설치되어 상기 유로(L)의 과도한 압력을 감지하여 신호를 전달하는 압력전송부(110); 상기 압력전송부(110)로부터 신호를 받아 보우팅 논리동작(200)을 수행하여 제어신호(O)를 출력하는 논리제어부(120); 및 상기 논리제어부(120)의 제어신호에 따라 상기 유로를 차단하는 유로차단부(130);를 포함한다.Referring to the drawings, the automatic pressure protection safety shut-off
또한, 상기 제1 서브센서(111)는 상기 메인센서(114)와 비교하여 상기 메인센서(114)의 설정 범위 내에 상기 제1 서브센서(111)가 포함될 경우에만 상기 제1 서브센서(111)의 신호로 인정하고, 상기 제2 서브센서(112)는 상기 메인센서(114)와 비교하여 상기 메인센서(114)의 설정 범위 내에 상기 제2 서브센서(112)가 포함될 경우에만 상기 제2 서브센서(112)의 신호로 인정하며, 상기 제3 서브센서(113)는 상기 메인센서(114)와 비교하여 상기 메인센서(114)의 설정 범위 내에 상기 제3 서브센서(113)가 포함될 경우에만 상기 제3 서브센서(113)의 신호로 인정한다.In addition, the
상기 보우팅 논리동작(200)은, 상기 메인센서(114)와 비교되어 인정받은 상기 제1 내지 3 서브센서(111, 112, 113)에서 전달된 3개의 신호 중에서 2개 이상의 동일한 신호를 최종 출력으로 선택하는 방식인 2 out of 3 방식을 이용하여 제어 신호를 선택하여 출력한다.The
또한, 상기 메인센서(114)는 상기 제1 내지 제3 서브센서(111, 112, 113) 각각보다 정밀도가 높은 안전무결성 기준(SIS: Safety Instrumented System) 등급을 가진다.In addition, the
그럼, 본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치(100)를 구체적으로 자세히 설명하면 다음과 같다.Then, the automatic pressure protection safety shut-off
본 발명에서 제안하는 자동 압력보호 안전차단장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 안전 릴리프밸브와 적어도 동일한 신뢰도로 지정된 시간 내에 과도한 압력의 공급원을 차단하는 장치로 다음과 같이 크게 구분할 수 있다.The automatic pressure protection safety shut-off
첫째, 유로의 과도한 압력을 감지하여 전송하는 압력전송부(100).First, the
둘째, 상기 압력전송부(100)로부터의 신호를 받아 제어신호를 출력하는 논리제어부(200).Second, the
셋째, 상기 논리제어부(130)로부터 제어신호를 받아 수행하는 유로차단부(300)이다.Third, the flow path blocking unit 300 is performed by receiving a control signal from the
따라서, 본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유로(流路)(L)를 자동으로 차단할 수 있는 시스템으로, 크게 압력전송부(100), 논리제어부(200) 및 유로차단부(300)를 포함한다.Therefore, the automatic pressure protection safety shut-off
압력전송부(110)는 고압을 감지하는 센서(또는 이니시에이터)로 구성된 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 서브센서(111, 112, 113) 및 메인센서(114)를 포함한다.The
즉, 압력전송부(110)는 유로(流路) 내에 흐르는 기체(gas) 또는 액체(oil) 등의 압력을 측정하여 설정된 압력보다 높은 고압(high pressure)을 감지하여 신호를 후술하는 논리제어부(200)에 전달하게 된다.That is, the
더욱 구체적으로 설명하면, 제1 내지 제3 서브센서(111, 112, 113) 및 메인센서(114)는 압력전송장치(Pressure Transmitter) 기능을 포함하고 있다.More specifically, the first to
메인센서(114)는 도 2에 도시된 바와 같이 일반적으로 SIL 2등급의 제1 내지 제3 서브센서(111, 112, 113) 각각보다 정밀도가 높은 안전무결성 기준(SIS: Safety Instrumented System) SIL 3등급을 가진다.As shown in FIG. 2, the
특히, 자동 압력보호 안전차단장치(100)의 정밀도를 높이기 위해서는 SIL 등급이 높은 고가의 압력전송장치(Pressure Transmitter)으로 제1 내지 제3 서브센서(111, 112, 113) 전체를 구성하는 것보다 하나의 메인센서(114)로 나머지 제1 내지 제3 서브센서(111, 112, 113)를 비교하여 정밀도를 향상시키는 것이 매우 경제적이다.In particular, in order to increase the precision of the automatic pressure protection safety shut-off
논리제어부(120)는 압력전송부(110)로부터 신호를 받아 프로세서에 따라 최종 제어 신호를 출력하여 내는 로직솔버(logic solver)이다.The
또한, 논리제어부(120)는 압력전송부(110)로부터 신호를 받아 보우팅(voting) 논리동작(200)을 수행하여 제어신호(O)를 출력한다.In addition, the
특히, 본 발명에서 제안하는 논리제어부(120)는 2oo3(2 out of 3) 로직(logic)을 더욱 개선하여 새로운 2oo3 로직을 제안한다. In particular, the
도 4에 도시된 바와 같이, 논리제어부(120)는 제1 내지 제3 서브센서(111, 112, 113) 각각의 신호(A, B, C)가 메인센서(114)의 기준압력(측정압력)(P)을 기준하여 정확도(accuracy)가 벗어날 경우에 2oo3 보우팅(voting)에서 제외시킨다.4, the
따라서, 제1 내지 제3 서브센서(111, 112, 113) 각각은 메인센서(114)와 비교하여 메인센서(114)의 설정 범위 내의 압력값(pressure value)에 제1 내지 제3 서브센서(111) 각각의 압력값(pressure value)이 포함될 경우에만 해당하는 제1 내지 제3 서브센서(111) 각각의 신호로 인정한다.Accordingly, each of the first to
또한, 보우팅(voting) 논리동작(200)은 새로운(new) 2oo3 로직(logic)으로, 인정받은 제1 내지 3 서브센서(111, 112, 113) 각각에서 전달된 3개의 신호 중에서 2개 이상의 동일한 신호를 선택하는 2 out of 3 방식으로 제어신호(O)를 출력한다.In addition, the
유로차단부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 차단부(131, 132)를 포함하고, 논리제어부(120)의 제어신호에 따라 유로(L)를 차단한다.As shown in FIG. 3, the flow
또한, 유로차단부(130)는 프로세스를 안전한 상태로 가져와서 실제현장에서 시정조치를 수행하는 최종 작동장치로, 과도한 압력의 공급원을 차단하는 것을 의미한다.In addition, the flow
유로차단부(130)에서 제1 및 제2 차단부(131, 132) 각각은 개폐밸브(미부호), 액추에이터(미부호) 및 솔레노이드(미부호)로 구성된다.In the flow
제1 및 제2 차단부(131, 132)는 도 3에 도시된 바와 같이, 배관 상에 직렬로 연결된다.The first and
본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치(100)는 높은 가외성(redundancy)을 가지고 있다.Automatic pressure protection safety shut-off
즉. 제1 내지 제3 서브센서(111, 112, 113) 및 메인센서(114) 중 하나의 고장으로 본 발명의 기능을 손상시키지 않을 것인데, 이는 높은 압력의 두 판독 값이 활성화에 필요하기 때문이다.In other words. Failure of one of the first to
또한, 본 발명은 유로차단부(130)가 이중 차단방식의 1 out of 2(1oo2)로 구성되어 제1 및 제2 차단부(131, 132) 중 하나의 고장으로 본 발명의 기능을 손상시키지 않을 것인데, 제1 및 제2 차단부(131, 132) 중 고장나지 않은 다른 하나가 작동되어 닫히게 한다.In addition, the present invention does not impair the function of the present invention due to the failure of one of the first and
따라서, 본 발명의 일실시 예에 따른 자동 압력보호 안전차단장치(100)는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.Therefore, the automatic pressure protection safety shut-off
본 발명은 고압의 공급원을 격리하는 장치로 유로 내의 흐름을 차단하여 고 신뢰성의 방식으로 자동으로 분리할 수 있는 이점이 있다.The present invention has the advantage that it is possible to automatically separate in a highly reliable manner by blocking the flow in the flow path as a device for isolating a high-pressure supply source.
또한, 고압의 공급원인 펌프(액체의 경우) 또는 가스압축기(가스의 경우)의 경우, 안전한 방법으로 고압 상태를 신뢰하여 펌프 또는 가스압축기를 안정적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.In addition, in the case of a pump (in the case of a liquid) or a gas compressor (in the case of a gas) that is a source of high pressure, there is an advantage that the pump or gas compressor can be stably blocked by trusting the high pressure state in a safe manner.
또한, 유로 내 과도한 압력으로 인한 안전사고 등으로부터 장비, 인명을 보호할 수 있는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that can protect equipment, human life from safety accidents due to excessive pressure in the flow path.
즉, 본 발명은 가장 마지막 보루로써 공정 내에 압력이 높아질 경우 압력을 차단함으로써 공정 폭발을 막아주고, 공장, 선박의 안정성을 강화할 뿐만 아니라 가스플레어(Gas-to-flare)로 인한 자원 낭비를 예방할 수 있는 이점이 있다.That is, the present invention prevents process explosion by blocking pressure when pressure increases in the process as the last sconce, and not only enhances the stability of factories and ships, but also prevents waste of resources due to gas-to-flare. There is an advantage.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain the scope of the technical spirit of the present invention. .
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100 : 본 발명이 제안하는 안전차단장치
110 : 압력전송부
120 : 논리제어부
130 : 유로차단부100: safety shut-off device proposed by the present invention
110: pressure transmission unit
120: logic control unit
130: Euro block
Claims (2)
제1 내지 제3 서브센서 및 메인센서가 상기 유로(流路)의 전방에 설치되어 상기 유로의 과도한 압력을 감지하여 신호를 전달하는 압력전송부;
상기 압력전송부로부터 신호를 받아 보우팅 논리동작을 수행하여 제어신호를 출력하는 논리제어부; 및
상기 논리제어부의 제어신호에 따라 상기 유로를 차단하는 유로차단부;를 포함하되,
상기 제1 서브센서는 상기 메인센서와 비교하여 상기 메인센서의 설정 범위 내에 상기 제1 서브센서가 포함될 경우에만 상기 제1 서브센서의 신호로 인정하고, 상기 제2 서브센서는 상기 메인센서와 비교하여 상기 메인센서의 설정 범위 내에 상기 제2 서브센서가 포함될 경우에만 상기 제2 서브센서의 신호로 인정하며, 상기 제3 서브센서는 상기 메인센서와 비교하여 상기 메인센서의 설정 범위 내에 상기 제3 서브센서가 포함될 경우에만 상기 제3 서브센서의 신호로 인정하고,
상기 메인센서는 상기 제1 내지 제3 서브센서 각각보다 정밀도가 높은 안전무결성 기준(SIS: Safety Instrumented System) 등급을 가지며,
상기 보우팅 논리동작은,
상기 메인센서와 비교되어 인정받은 상기 제1 내지 3 서브센서에서 전달된 3개의 신호 중에서 2개 이상의 동일한 신호를 최종 출력으로 선택하는 방식인 2 out of 3 방식을 이용하여 제어 신호를 선택하여 출력하고,
상기 유로차단부는 제1 및 제2 차단부를 포함하고, 상기 논리제어부의 제어신호에 따라 상기 유로를 차단하되 이중 차단방식의 1 out of 2로 구성되어 상기 제1 및 제2 차단부 중 어느 하나가 작동되어 닫히는 것을 특징으로 하는 자동 압력보호 안전차단장치.In the automatic pressure protection safety shut-off device to block the flow path,
A pressure transmission unit having first to third sub-sensors and a main sensor installed in front of the flow path to sense an excessive pressure in the flow path and transmit a signal;
A logic control unit receiving a signal from the pressure transmission unit and performing a voting logic operation to output a control signal; And
Includes; a flow path blocker for blocking the flow path according to the control signal of the logic control unit,
The first sub-sensor is recognized as a signal of the first sub-sensor only when the first sub-sensor is included within a set range of the main sensor compared to the main sensor, and the second sub-sensor is compared with the main sensor Therefore, only when the second sub-sensor is included in the setting range of the main sensor is recognized as the signal of the second sub-sensor, the third sub-sensor is compared to the main sensor, and the third within the setting range of the main sensor Recognized as a signal of the third sub-sensor only when a sub-sensor is included,
The main sensor has a safety integrity standard (SIS: Safety Instrumented System) grade higher than each of the first to third sub-sensors,
The bowing logic operation,
The control signal is selected and output by using 2 out of 3, which is a method of selecting two or more identical signals as the final output among the three signals transmitted from the first to third sub-sensors that are compared with the main sensor and is recognized, and ,
The flow path blocking portion includes first and second blocking portions, and blocks the flow path according to a control signal of the logic control unit, but is configured as 1 out of 2 of a double blocking method, and either of the first and second blocking portions is configured. Automatic pressure protection safety shut-off device characterized in that it is activated and closed.
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