옥내소화전설비 펌프의 순환배관 설치

순환배관 설치의 필요성

 

체절운전시 수온 상승 방지를 위한 순환배관

가. 체절운전

① 체절운전은 토출량이 0인 상태 즉 주배관의 개폐밸브를 폐쇄한 상태에서 펌프가 운전하는 것을 말한다. 펌프가 체절운전을 하게되는 경우는 펌프의 성능시험을 위해 의도적으로 체절운전시험을 하는 경우가 대부분이다.

② 그런데 수계 소화설비에서 주펌프는 자동으로 정지하지 않도록 설정되어 있다. 따라서 화재 진압 또는 훈련을 위해 옥내소화전을 사용한 후 방수구를 모두 폐쇄하면, 이제부터 소화수의 방출은 없는 상태이므로 체절운전이 시작되는 것이다. MCC(Motor Control Center) 등에서 강제적으로 주펌프를 정지시켜주지 않는 이상 체절운전은 지속된다.

 

나. 수온의 상승

펌프는 작동하고 있으나 소화수가 방출되는 것이 아니므로 펌프가 과열되기 시작한다. 펌프의 과열은 수온의 상승으로 이어지게 되는데 점차 물이 과열되면 증기압에 의해 기포가 발생되기 시작하고 이 기포에 의해 펌프의 임팰러가 손상을 입게 된다. 결국 체절운전이 지속되면 수온의 상승과 펌프의 손상으로 이어진다는 것을 의미한다.

 

 

순환배관의 설치

 

순환배관 설치 위치

가. 순환배관은 체크밸브 이전에 분기된다.

순환배관은 옥내소화전설비 펌프의 토출측 체크밸브 이전에 분기하여 설치한다. 펌프가 체절운전을 하면서 토출측 배관의 압력이 상승할 때 순환배관 내부도 동시에 압력이 상승하여야 하기 때문이다. 체크밸브보다 윗부분에서 분기하더라도 펌프의 체절압력은 동일하게 느낄 수 있다. 그러나 펌프가 기동하지 않는 경우에도 건물의 낙차에 따른 압력을 받아 개방될 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 체크밸브 이전에서 분기한다.

 

나. 순환배관에는 개폐밸브를 설치하지 않는다.

화재안전기준에 별도의 규정이 있는 것은 아니지만, 순환배관에는 개폐밸브를 설치하지 않는다. 만약 점검 또는 수리 등의 이유로 순환배관을 폐쇄시켜 놓은 상태에서 다시 개방해야 한다는 것을 잊어버릴 수 있기 때문이다. 그러면 체절운전이 발생했을 때 압력이 빠져나가지 못하고 수온이 상승하게 되므로  펌프가 쉽게 고장날 가능성이 높아지기 때문에 개폐밸브를 설치하지 않는다.

 

순환배관에 설치되는 릴리프 밸브

순환배관에 설치되는 릴리프밸브(Relief Valve)

가. 우리나라의 순환배관 설치

외국의 경우는 순환배관에 오리피스를 설치하여 일정량을 배출해주는 역할, 즉 펌프에서 토출되는 소화수의 일부를 순환배관을 통해 배출해주는 역할을 하는 경우가 있다. 그런데 우리나라의 경우 펌프가 체절압력으로 체절운전을 하는 경우를 대비해서 설치하는 것이므로, 순환배관은 대부분 릴리프밸브에 의해 폐쇄된 상태로 운영한다.

 

나. 압력과 수량 손실을 막기 위함이다.

펌프가 기동되고 있는데 아무 때나 소화수가 순환배관을 통해 빠져나간다면 펌프의 토출량과 양정이 손실되어. 실제 방수구나 헤드에서는 필요 압력이나 방수량이 부족해질 수밖에 없다는 것 때문이다. 따라서 순환배관은 설치되어는 있으나 사실은 릴리프밸브에 의해 폐쇄된 상태라고 보면 된다.

 

다. 릴리프밸브가 자동 개폐밸브의 역할을 한다.

 

릴리프 밸브 설치

화재 초기에 펌프의 정격토출량 대비 방수량이 적은 경우 펌프가 체절운전되는 것을 막을 수는 없다. 이유는 주펌프는 자동으로 정지하지 않기 때문이다. 따라서 펌프가 체절운전되고 있는 상황에서도 수온이 상승하지 않도록 하는 것이 필요하다. 따라서 체절압력 미만에서 개방되는 릴리프밸브(Relief Valve)를 순환배관 중간에 설치한다. 일정 압력(체절압력 미만의 압력)이 되면 자동으로 개방되도록 세팅을 해놓기 때문에 자동 개폐밸브의 역할을 한다.

 

라. 순환배관의 존재 목적은 릴리프밸브가 알아서 해준다.

이를 통해 알 수 있는 것은 평상시 순환배관은 릴리프밸브에 의해 페쇄된 상태로 운영된다는 것이다. 펌프가 기동되어 정격토출압력 근처에서 운전되는 때에는 순환배관은 폐쇄된 상태로 유지된다. 그러다가 펌프가 체절운전이 시작되면 순환배관의 압력도 동일하게 높아지므로, 체절압력 근처에서 릴리프밸브가 개방되고 순환배관을 통해 물이 방출된다. 이렇게 토출측의 압력을 저하시킴으로써 수온이 상승되는 것을 막아주게 된다.

 

 

충압펌프에는 순환배관을 설치하지 않는다.

 

충압펌프는 자동 정지 기능이 있다.

순환배관이 설치되는 이유는 펌프의 체절운전이 발생하는 경우를 대비한 경우이다. 체절운전 또는 유사한 상황이 발생했을 때 자동으로 펌프가 정지하면 굳이 순환배관을 설치하여야 할 필요가 없다. 충압펌프는 옥내소화전설비 주배관 내부의 압력이 세팅된 압력만큼 감소하면 자동으로 기동하고, 세팅된 압력만큼 압력이 상승하면 자동으로 정지한다. 따라서 충압펌프는 굳이 순환배관을 설치할 필요가 없다.

 

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