Malfunction Analysis when a EFV is Working

과류차단 밸브 작동 시 오작동에 대한 분석

Abstract

Currently, the government has been expanding the supply of semi-low-pressure in order to solve the problems of unsupplied area of city gas and to secure the economical efficiency of small supplied area. It is mainly supplied from the central storage tank to each household by buried piping. It is necessary to provide such a shutoff valve that can block the excess flow gas due to pipeline leak or rupture when piping is damaged by other construction. For this study, System CFD code named Flownex has been used and a component corresponding to the actual EFV was developed. We compared Flownex results with experimental data to verify the accuracy of Flownex and confirmed the error rate to be around 2%. In this study, pipeline network modeling was done by selecting the LPG supply pipeline in a village and installed the component of the EFV at each junction. We selected the longest pipeline from the main pipeline and set scenarios so that the excess flow occurs by that the pipeline is ruptured before entering the household. The excess flow occurs by the pipeline rupture and the EFV is closed. At this time, we analyzed backflow effects to the other pipeline by closing EFV.

최근 들어 정부는 도시가스 미공급지역 해소 및 소규모 공급지역의 경제성 확보를 위해 준저압 공급을 확대하고 있다. 주로 중앙 저장 탱크에서 매설 배관으로 각 세대에 공급하고 있는데 타공사에 의한 매설 배관의 파손 시 가스의 누출을 차단할 방법으로 배관 파손에 의한 과류를 차단할 수 있는 밸브의 필요성이 대두되고 있다. 이 연구를 위해 System CFD Code인 Flownex를 이용하였으며 실제 과류차단밸브에 해당되는 Component를 개발 완료하였다. 본 연구를 진행하면서 Flownex의 정확도를 검증하기 위해 실험값과 비교 하였으며 2% 내외의 오차율을 확인하였고 본 연구를 위해 사용이 가능한 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 마을 단위의 LPG 공급 배관망을 선정하여 Modeling을 하였으며 주배관에서 세대로 인입되는 가지관의 이음 부위에 임으로 과류차단밸브 Component를 설치하였다. 주 배관에서 세대까지 가장 긴 배관을 선택하여 세대 인입 직전에 배관을 임으로 파손시켜 과류가 발생하도록 시나리오를 정하였다. 배관이 파손됨에 따라 과류가 발생하게 되고 과류차단밸브가 작동하게 되는데 이 때 과류차단 밸브의 작동이 타 배관에 미치는 영향 및 오작동 유무를 분석하였다.

Fig. 1. Samho 1-Ri Isometric 1-3.

Fig. 2. Samho 1-Ri Isometric 2-3.

Fig. 3. Samho 1-Ri Isometric 3-3.

Fig. 4. Samho 1-Ri Flownex Model 1-3.

Fig. 5. Samho 1-Ri Flownex Model 2-3.

Fig. 6. Samho 1-Ri Flownex Model 3-3.

Fig. 7. Selected pipeline for backflow simulation.

Fig. 8. Flow changes when 15-4 pipeline is ruptured.

Fig. 9. Flow changes when EFV is reset after repairing 15-4 pipeline.

Fig. 10. Flow changes when 15-10 pipeline is ruptured.

Fig. 11. Flow changes when EFV is reset after repair 15-10 pipeline.

Fig. 12. EFV 15-4 closing and resetting when 15-4 pipeline is ruptured and repaired.

Fig. 13. EFV 15-10 closing and resetting when 15-4 pipeline is ruptured and repaired.