KR101147989B1 - 배관 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배관 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 배관을 지지하기 위한 배관지지장치, 배관의 온도변화를 계측하기 위한 온도 계측장치, 상기 배관지지장치에 설치되며 배관의 처짐을 계측하기 위한 처짐 계측장치, 상기 배관지지장치에 설치되며, 배관의 3축 변위를 측정하기 위한 3축 변위 계측장치, 상기 배관지지장치 및 각 계측장치를 촬영하여 영상정보를 송출하는 영상장치, 상기 계측장치들의 측정값 및 상기 영상정보를 수집하고 디지털 신호로 변환하기 위한 데이터 수집기 및 상기 데이터 수집기에 연결되며 모니터링 하고자 하는 배관 상태를 표시하는 출력장치로 구성되어 배관의 각 지점별 변위량 및 온도를 측정하여 이력을 관리하고, 문제 발생시 이를 관리자가 실시간으로 확인할 수 있는 배관 모니터링 시스템에 관한 것이다.

Description

배관 모니터링 시스템{Monitoring system for pipe}

본 발명은 배관 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 관리하고자 하는 배관의 각 지점별 변위량 및 온도를 측정하여 이력을 관리하고, 문제 발생시 이를 관리자가 카메라 영상을 통하여 실시간으로 확인할 수 있는 배관 모니터링 시스템에 관한 것이다.

발전소 보일러 및 석유화학 플랜트의 배관시스템에 대한 안전성 확보에 대한 인식의 중요성은 설비의 운전 이력이 증가함에 따라 더해가고 있지만 실제적인 설비 건전성 평가는 상용프로그램을 이용한 평가 수준에 머물고 있어서, 이론적인 근거를 위주로 한 전체적인 경향만을 분석하는 수준이다. 그러나 실제 발전소 등의 배관 상태는 운전조건이나 환경 등의 영향으로 설계 당시의 상태와는 상당한 차이를 보이고 있어 배관 거동 분석에 있어 많은 문제점을 야기시키고 있다. 그럼에도 불구하고 손상해석을 위한 수치해석 프로그램의 입력값으로 설계 당시의 값들을 취하고 있으므로, 이와 같은 건전성 평가는 실제와는 상이한 결과를 나타내는 경우가 많아서 상당한 위험성을 내포할 수밖에 없다.

종래 화력, 수력, 열병합, 원자력 발전소와 석유화학 및 정유공장 등에 설치되는 배관관리 시스템은 대부분 배관을 지지하는 행거와 연결된 게이지 측정기로 배관의 초기 위치를 기록한 후, 가동에 따른 배관의 거동을 이 배관의 수직방향으로만 측정함에 따라 3축 방향으로 거동하는 배관 변위를 정확하게 확인할 수 없었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 배관의 3축 변위 계측장치가 대한민국 공개특허 제2005-0023980호 및 제2005-0069222호에서 개시되어 있다. 상기 선행기술에서는 배관이 고온고압으로 인하여 3축 변형이 발행하는지를 체크하여 3축 변위정보를 생성하고, 상기 3축 변위정보를 원거리에 있는 작업자(운전자)가 알 수 있도록 제공하여 작업자가 응급상황을 확인할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 이러한 3축 변위 계측장치를 이용하는 경우에도 행거의 절손, 서포트 편향, 계측장치의 인디케이터 탈락 등에서 오는 측정장치의 오류 및 배관지지장치의 손상 등 예상치 못한 외부요인으로 인하여 측정값을 신뢰할 수 없는 경우가 발생하고, 이러한 경우 작업자가 문제가 발생한 배관을 실제로 확인하여야 하는 문제가 있었다. 이러한 확인 작업은 배관이 측정하기 위험한 위치에 있는 경우 작업자가 위험에 노출되는 문제를 수반하고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 카메라에서 얻어지는 영상정보를 이용하여 배관지지장치 또는 배관 계측장치의 이상을 정확하게 사용자에게 전달하는 것을 목적으로 한다.

또한, 온도 계측장치를 통하여 배관 및 배관지지장치의 이상온도를 관리할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 네트워크 시스템을 이용하여 배관 및 배관지지장치의 변위, 실시간 영상 정보, 온도변화 등을 관리자에게 실시간 전달하여 정확한 현장상황 파악이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 배관 모니터링 시스템은, 배관을 지지하기 위한 배관지지장치; 상기 배관의 온도변화를 계측하기 위한 온도 계측장치; 상기 배관지지장치의 상부에 설치되며 배관의 처짐을 계측하기 위한 처짐 계측장치; 상기 배관지지장치의 하부에 설치되며, 배관의 3축 변위를 측정하기 위한 3축 변위 계측장치; 상기 배관지지장치 및 각 계측장치를 촬영하여 영상정보를 송출하는 영상장치; 상기 계측장치들의 측정값 및 상기 영상정보를 수집하고 디지털 신호로 변환하기 위한 데이터 수집기; 및 상기 데이터 수집기에 연결되며 모니터링 하고자 하는 배관 상태를 표시하는 출력장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 출력장치는 모니터링 하고자 하는 배관의 3차원 그래픽 이미지에 상기 계측장치의 설치위치를 점멸등으로 표시하고, 상기 배관에 이상이 발생한 경우 상기 점멸등을 점멸시켜 관리자에게 알릴 수 있다.

또한, 상기 출력장치는 이상이 발생한 배관의 이력정보, 카메라뷰, 도면정보 및 그래프뷰를 확인하기 위한 선택메뉴가 표시될 수 있다.

또한, 상기 이력정보 메뉴를 클릭하는 경우 배관지지장치 명, 점거부품, 점검항목 및 현재상태가 표시될 수 있다.

또한, 상기 그래프뷰를 클릭하는 경우, 상기 배관지지장치의 x, y, z축 변위 및 온도 변화가 시간 경과에 따라 그래프로 표시될 수 있다.

또한, 상기 그래프뷰에는 상기 배관지지장치의 설계시의 x, y, z축 변위값이 표시될 수 있다.

또한, 상기 x, y, z축 변위 및 온도는 날짜 및 설정된 시간 구간에서 표시될 수 있다.

또한, 상기 출력장치에 제공되는 화면은 웹상에서 제공될 수 있다.

또한, 상기 배관 모니터링 시스템은 상기 출력장치와 유?무선 네트워크 망으로 연결되는 휴대용 소형 단말기를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 배관 모니터링 시스템은, 네트워크 시스템을 이용하여 배관 및 배관지지장치의 변위, 온도변화 등의 이력을 관리하고, 관리자에게 실시간 전달되는 영상정보를 통하여 정확한 현장상황 파악이 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은, 배관설비에 장착되는 본 발명의 배관 모니터링 시스템의 계측장치 설치 구성도,
도 2는, 본 발명의 배관 모니터링 시스템의 특정 발전소의 특정 호기를 선택한 경우 출력장치 배관 모니터링 화면 이미지,
도 3은 도 2의 모니터링 화면에서 특정 배관을 클릭한 경우의 배관 모니터링 화면 이미지,
도 4는, 도 3의 모니터링 화면에서 특정 배관지지장치의 그래프뷰를 클릭한 경우 배관지지장치의 변위 및 배관 온도 그래프 화면 이미지,
도 5는, 도 3의 모니터링 화면에서 특정 배관지지장치의 이력정보를 클릭한 경우 이력정보 화면 이미지,
도 6은, 도 3의 모니터링 화면에서 특정 배관지지장치의 카메라뷰를 클릭한 경우 카메라 영상 이미지,
도 7은, 도 3의 모니터링 화면에서 특정 배관지지장치의 도면정보를 클릭한 경우 도면정보 화면 이미지이다.

이하, 본 발명에 의한 배관 모니터링 시스템의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 배관설비에 장착되는 본 발명의 배관 모니터링 시스템 설치 구성도이다. 이를 참조하면, 발전소 또는 석유화학 플랜트에 설치되는 배관설비에 있어서 각 배관(1)은 배관지지장치(10)에 의해 지지되어 천장(2)에 고정된다. 배관지지장치(10)는 배관의 하부에 고정되는 H빔(11)과 H빔(11) 양측에 연결되어 천장(2)에 고정되는 행거(12)로 구성된다. 행거(12)에는 배관(1)의 처짐을 계측하기 위한 처짐 계측장치(13)가 설치된다. 처짐 계측장치(13)에는 행거(12)의 처짐에 따라 연동되는 지시바늘(13a)이 구비되고 배관의 수직방향 처짐 정도를 알 수 있는 표시판(13b)이 설치되어 있어, 상기 지시바늘(13a)이 표시판(13b)을 지시하는 위치에 의해 배관(1)의 처짐을 확인할 수 있다.

H빔(11)의 하부에는 3차원 변위 계측장치(20)가 설치된다. 3차원 변위 계측장치(20)의 고정클립(21)이 H빔(11)에 용접되어 고정되고 고정클립(21)에 3차원 변위 계측장치의 유니버설 조인트(22) 연결되어 H빔(11)의 변위가 계측된다. 3차원 변위 계측장치는 공지의 구성으로서 대한민국 공개특허 제2005-0023980호 또는 제2005-0069222호에 상세히 개시되어 있으므로 여기서는 자세한 설명은 생략한다. 3차원 변위 계측장치(20)는 전원 및 데이터 케이블에 의해 데이터 수집장치(3)에 연결된다.

배관(1)에는 온도 계측장치(30)가 설치된다. 온도 계측장치(30)는 공지의 백금박막 측온저항체(RDT)가 사용되며 전원 및 데이터 케이블에 의해 데이터 수집장치(3)에 연결된다.

상기 처짐 계측장치, 3차원 변위 계측장치, 온도 계측장치 및 배관의 상태는 영상장치(40)에 의해 촬영된다. 영상장치(40)는 카메라(41)와 카메라(41)의 각도를 조절하며 천장에 고정되는 각도조절부재(42)로 구성된다. 각도조절부재(42)는 관리자가 확인을 원하는 위치로 카메라(41)의 촬영 포인트를 조정하기 위한 것이다. 카메라(41)의 조정은 상,하 방향 및 좌,우 방향으로 조정될 수 있으며, 필요에 따라서는 실시간 영상에 의해 확인이 필요한 각 지점을 넘버링하고, 관리자가 출력장치(4)에서 상기 넘버를 클릭함에 따라 자동으로 카메라 각도가 조절되도록 구성할 수도 있다.

데이터 수집장치에서(3)는 3차원 변위 계측장치(20), 온도 계측장치(30), 영상장치(40)로부터 수집된 측정값 및 영상신호를 디지털 신호로 변환하여 출력장치(4)에 송신한다. 출력장치(4)는 수신한 측정값을 데이터 베이스에 저장하고 이력을 관리한다. 출력장치(4)는 웹서비스를 통해 상기 수신된 데이터를 기초로 모니터링 수단을 제공한다.

도 2 및 도 3은 배관을 실시간으로 모니터링 하기 위한 웹서비스의 화면을 나타낸다. 발전소에 설치되는 배관의 모니터링 시스템을 예로 설명하면, 화면 좌측의 제1 시스템 트리(410)에서는 각 발전소별로 구분되어 표시되고, 관리자가 특정 발전소를 클릭하면 해당 발전소의 각 호기별 분류 트리가 표시되고, 각 호기에는 서브 트리로서 설치된 배관 종류가 표시된다. 특정 호기를 클릭하면 해당 호기에 설치된 모든 배관의 3차원 이미지(430)와 각 배관(431)에 설치된 계측장치의 위치가 중앙 화면에 표시된다. 계측장치의 위치는 점멸등(432)으로 표시되며, 이상 신호가 발생한 경우 관리자가 알 수 있도록 점등 또는 알람과 함께 표시된다.

제1 시스템 트리(410)에서 특정 배관을 클릭한 경우 해당 배관에 설치된 배관지지장치(10)의 리스트가 서브 트리에 표시되며, 중앙 화면에는 해당 배관 및 계측장치의 설치 레이아웃이 도 3에서와 같이 표시된다. 점멸등(432)은 정상동작시 녹색으로 이상동작시 적색으로 점등하도록 표시될 수 있다.

관리자는 제1 시스템 트리(410)에 표시되는 배관지지장치의 리스트에서 모니터링이 필요한 배관지지장치(10)를 클릭함으로써 해당 배관지지장치(10)의 이력, 변위정보등을 확인할 수 있다. 배관지지장치(10)의 이력, 변위정보 등은 제2 시스템 트리(420)에서 선택메뉴로서 제공된다.

도 4 내지 도 7은 제2 시스템 트리(420)에서 특정 메뉴를 선택한 경우에 제공되는 웹페이지 화면을 나타낸다. 관리자는 제1 시스템 트리(410)에서 배관지지장치 리스트로부터 특정 배관지지장치를 클릭하면 제2 시스템 트리(420)에서 해당 배관지지장치의 이력정보, 카메라뷰, 도면정보 및 그래프뷰에 대한 메뉴가 서브 트리로 표시된다.

도 4는 그래프 뷰를 클릭한 경우 해당 배관지지장치의 x, y, z변위 온도가 그래프로 표시된 화면을 나태낸다. 그래프뷰(440)는 설계시의 기준값을 제공하는 데이터창(441)과 날짜 및 시간을 설정할 수 있는 시간창(442)을 제공한다.

도 5는 특정 배관지지장치의 이력정보(450)를 클릭한 화면으로 배관지지장치의 점검부품, 점검항목, 현재상태 등을 기록한 이력이 표시된다.

도 6은 특정 배관지지장치에 대한 카메라뷰(460)를 클릭한 화면을 표시한다. 지지장치에 설치된 카메라에 의한 영상이 실시간으로 제공되므로 관리자는 배관지지장치에 설치된 계측장치 및 배관의 상태를 카메라 영상을 통해 직접 확인할 수 있다.

도 7는 특정 배관지지장치에 대한 도면정보(470)를 클릭한 화면을 표시한다. 도면정보에는 배관지지장치 및 계측장치 설치시의 설계수치가 기록되어 있어 관리자가 배관지지장치의 변위 및 온도의 허용 기준값을 확인할 수 있다.

상기 출력장치의 디스플레이 정보는 유,무선 네트워크 망을 통해 PDA 등의 휴대용 소형 단말기(5)에 전송된다. 현장에 있는 관리자는 휴대용 소형 단말기(5)를 통해 제공되는 정보를 이용하여 문제되고 있는 특정배관을 손쉽게 찾아 조치를 취할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

1: 배관 3: 데이터 수집장치
4: 출력장치 5: 휴대용 소형 단말기
10: 배관지지부재 20: 3차원 변위 계측장치
30: 온도 계측장치 40: 영상장치

Claims (9)

1. 배관을 지지하기 위한 배관지지장치;
   상기 배관의 온도변화를 계측하기 위한 온도 계측장치;
   상기 배관지지장치에 설치되며 배관의 처짐을 계측하기 위한 처짐 계측장치;
   상기 배관지지장치에 설치되며, 배관의 3축 변위를 측정하기 위한 3축 변위 계측장치;
   상기 배관지지장치 또는 각 계측장치를 촬영하여 영상정보를 송출하는 영상장치;
   상기 계측장치들의 측정값 및 상기 영상정보를 수집하고 디지털 신호로 변환하기 위한 데이터 수집기;
   상기 데이터 수집기에 연결되며 모니터링 하고자 하는 배관 상태를 표시하는 출력장치; 및
   상기 출력장치와 유?무선 네트워크 망으로 연결되는 휴대용 소형 단말기; 를 포함하되,
   상기 출력장치는 모니터링 하고자 하는 배관의 3차원 그래픽 이미지에 상기 계측장치의 설치위치를 점멸등으로 표시하고, 상기 배관에 이상이 발생한 경우 상기 점멸등을 점멸시켜 관리자에게 알리도록 되어 있고, 이상이 발생한 배관의 이력정보, 카메라뷰, 도면정보 및 그래프뷰를 확인하기 위한 선택 메뉴가 표시되고, 상기 출력장치에 제공되는 화면은 웹상에서 제공되게 구성됨으로써, 배관의 각 지점별 변위량, 온도를 측정하여 이력을 관리하고, 문제 발생 시 이를 관리자가 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 배관 모니터링 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 이력정보 메뉴를 클릭하는 경우, 배관지지장치 명, 점검부품, 점검항목 및 현재 상태가 표시되는 것을 특징으로 하는 배관 모니터링 시스템.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 그래프뷰 메뉴를 클릭하는 경우, 상기 배관지지장치의 x, y, z축 변위 및 온도 변화가 시간 경과에 따라 그래프로 표시되는 것을 특징으로 하는 배관 모니터링 시스템.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 그래프뷰 메뉴에는 상기 배관지지장치의 설계시의 x, y, z축 변위값이 표시되는 것을 특징으로 하는 배관 모니터링 시스템.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 x, y, z축 변위 및 온도는 날짜 및 설정된 시간 구간에서 표시되는 것을 특징으로 하는 배관 모니터링 시스템.
   
8. 삭제
9. 삭제

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