Abstract
A safety relief valve is a device that relieves excessive pressure in piping lines or tanks and maintains pressure at the appropriate pressure level for use. The (pressure in the) safety valve is directly influenced by the change in the back pressure, depending on whether the vents in the spring bonnet are vented to the atmosphere or to the outlet. The back pressure is divided into the built-up back pressure and the superimposed back pressure, and the back pressure characteristics vary according to the usage conditions. The safety valve used in this study is a Conventional Safety Relief Valve. The blowdown of the safety valve is predicted by establishing the equilibrium equation between the opening force and spring force considering the back pressure characteristics. Its reliability is secured by using CFX17.1. In addition, the safety of the safety valve trim was examined through fluid-structure interaction analysis.
안전릴리프밸브는 배관라인 혹은 탱크의 과도한 압력을 완화하고 사용 적정압력 수준으로 유지해주는 장치이다. 안전릴리프밸브는 스프링 보닛에 통풍구가 대기 쪽으로 혹은 배출구 쪽으로 뚫려 있는지에 따라 배압의 변화에 직접적으로 영향을 받게 된다. 배압은 축적 배압(Built-up back pressure)과 부과 배압(superimposed back pressure)으로 나뉘게 되며 사용조건에 따라 배압의 특성이 달라진다. 본 연구에서 사용되는 안전밸브는 Conventional Safety Relief Valve로써, 배압의 특성을 가정하였다. 또한 개방력과 스프링력 사이의 힘의 평형 방정식을 세워 이론적 접근방법으로 초기 스프링 변위를 구하였다. 디스크가 받는 반력 즉 개방력과 스프링력을 비교하여 블로우 다운을 예측하였다. 블로우 다운은 설정 압력과 디스크 재닫힘 압력 간의 차이다. 본 연구는 ASME 규격 코드에 따라서 블로우 다운 시험 전에 전산 유동해석프로그램 CFX17.1을 이용하여 수치적으로 예측하였음을 밝힌다. 또한 유체-구조 연성해석(fluid-structure interaction analysis)을 통해 안전밸브 트림부의 안전성을 검토하였다. 향후, 시험과 전산수치해석 값을 서로 비교하여 블로우 다운 이론적 접근방법과 유동해석방법을 제안하고자 한다.
