KR0167565B1 - 복수기상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법과 이를 수행하는 플랜트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관다발(16)을 갖는 전열관 상에서 청정체(20)의 청정효율을 측정하는 방법에 관한 것이다.

게다가, 복수기 관의 내벽을 통해서 증기로부터 냉각수로의 전열을 측정하는 방법관 플랜트가 제안된 것이다. 비활성 온도 센서(열전소자;15)의 도움으로 측정이 수행되며, 일정 제어량의 온도 센서를 감도 높게 측정함으로써 청정체의 청정 효과를 산출할 수 있다.

Description

복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법과 이를 수행하는 플랜트

제1도는 본 발명의 플랜트에 의한 복수기 개략도.

제2도는 본 발명의 온도 측정 유니트를 수반하는 복수기의 관의 부분에 대한 단면도.

제3도는 본 발명에 의해 구비된 부분을 청정체가 통과하는 동안의 온도 시퀀스를 설명해주는 출력 정보 지시 테이프의 일부분.

제4도는 본 발명의 복수기의 관의 입구와 출구 사이의 충분히 구별되는 온도 프로필의 재확인(reidentification)을 설명해 주는 두개의 출력 정보 지시 테이프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 복수기 2 : (냉각수의) 유입 매니폴드

3 : (냉각수의) 유출 매니폴드 4 : (역류)필터

5 : 도관 6 : (복수기의) 관

7 : 리테이너 8 : 펌프

9 : 로크 10 : 측정기 세트

11 : 체크 볼륨 12 : 관판

13 : 링 14 : 슬롯

15 : 열전소자 20 : 청정체

21 : 체크 볼륨 24 : 바이패스관

25 : 전열관 26 : 보일러 연결관

27 : 보일러 28 : 바우

29 : 펌프

본 발명은 관들을 세정하기 위하여 관다발을 갖는 전열관의 물의 유입 매니폴드 내로 공급한 청정체의 청정 효율을 감시하는 방법에 관한 것이다.

청정체는 각 관을 관류하는 물의 흐름에 의해 밀어 넣어지고 물의 유출 매니폴드에 모여지고, 그리고 정지시킬 수 있는 로크(lock)를 지나서 다시 물의 유입 매니폴드로 피드백(feed back)된다.

감시되는 청정체에는 물이 담겨있고 청정 효율을 감시하도록 모니터에 장치된 관을 통하여 지난다. 게다가 본 발명은 응축하는 동안에 증기로부터 복수기의 하나 이상의 냉각수 관들 내의 냉각수로의 전열을 감시함으로써 광의적인 의미에서 청정체의 청정 효율을 감시하는 방법에 관한 것이며, 이에 대응되는 수단 및 플랜트를 제안하는 것이다.

청정체들의 청정은 상기가 세정된 관들의 내경 보다 더 크다는 점에 기초한 것이다. 청정체들의 효과를 감시하기 위한 몇가지 제안이 있다. 그 하나가 독일 특허 제3316202에 공개된 것이다. 순환되는 청정체는 무작위로 측정관이 위치하는 바이패스를 통하여 안내되며, 상기 이동은 감시되는 청정체의 이동 방향에서 마찰력으로 측정된다. 측정관의 길이는 수 센티미터이며, 청정체는 측정하는 동안에 냉각수에 의해 관을 통과하도록 강제된다.

상기 종류의 복수기를 세정하는 청정체의 효율의 감시는 원리상 만족할 만하다. 그러나, 필요한 장비는 다소 복잡하며 대응되는 측정 수단은 고가이다. 또다른 단점은 측정관의 길이가 짧다는 점이다. 청정체가 이미 다소간 사용된 것이거나 더 이상 이상적인 구형(球形)이 아니며 통의 모양일 때는 그 적절한 위치에서 항상 관을 통과하지 않는다. 볼(ball)이 전열관 내로 들어가면 그 직후에 볼은 자동적으로 저항이 가장 작은 위치를 취하며, 따라서 청정 효과가 최소이다. 측정관 내로 들어가는 임시 위치와는 별개로 통과하는 동안에 더 높거나 더 낮은 마찰력이 표시됨으로써 청정체가 실제로 제안된 청정 효과를 갖는지의 여부는 남은 불확실하다. 더 이상 이상적인 볼의 형태가 아닌 청정체들의 감시 및 실제적인 청정 사이에는 모순이 있을 수 있다.

본 발명의 목적은 상기한 종류의 방법을 개선시킴으로써 남은 불확실성도 배제하고, 필요한 도구를 단순화하는 것이다.

이 목적에 부합되도록, 본 발명에서는 관 내의 물이 관의 내벽을 통하여 작용하는 열원에 의하여 덥혀지고, 청정체가 상기 위치를 지날때 관을 따라서 예정된 위치에서 온도 시퀀스를 측정하고 계산하도록 제안한다.

청정체의 앞뒤의 최소의 지대에서 흐르는 물에 의해 추진되는 청정체가 이에 따라 밀릴때, 그리고 관이 외부로부터 가열되는 동안에 온도 변화는 청정체의 마찰력에 달려 있고, 그리고 해당관의 내측의 불순물의 제거하는 힘에 달려 있다는 놀라운 사실을 발견했다. 관을 통하여 청정체의 추진을 유발하는 압력의 강하는 관의 바디와 내벽 간의 갭을 통과하는 청정체에 의하여 압착되는 물로 인한 것이며, 그 효과는 청정체의 즉각적인 하향 즉, 제트 효과가 관 내의 수주(水柱)의 경계층의 큰 교류(攪流)를 유발한다. 청정체의 즉각적인 상향에서 흐름의 조용한 하향이 발견됨으로써 관으로부터 열이 강한 교류하의 유체(Fluid)보다 다소 온도가 낮은 유체 내로 거의 전달되지 않는다.

이러한 사실의 결과, 높은 마찰력과 청정체의 지역(area)하향 흐름과 상향 흐름간의 높은 압력 강하를 갖는 청정체가 통과하는 동안의 괄목할만한 온도 상승이 측정 위치에서 측정되며, 즉, 청정체의 실재 통과 순간에서 보통 물의 온도 값 까지의 괄목할 만한 강하, 이후의 평균치까지의 온도 상승이 있다. 따라서, 온도 시퀀스는 상승, 급강하, 그리고 1/2초 미만 내에서 사실상 최초의 값으로의 회귀로 특징지을 수 있다.

전열관의 세정이 성공적으로 실시될 수 있는 신뢰할 만한 감시(monitoring)는 경험을 근거로 상기한 온도 시퀀스의 판단을 필요로 한다. 감시가 실시되는 플랜트의 구경 측정(calibrating)에서, 우선 공지된 세정 압력, 직경, 둥금(roundness)을 갖는 청정체가 관을 통과하는 것이 바람직하다.

수많은 대응 싸이클을 기억하여 청정체의 이상적인 상태를 나타내는 많은 온도 변화가 측정될 수 있다. 그리고, 결과적으로 더 작은 직경은 해당 기계의 도움으로 더 큰 볼을 닳게 하여 성취할 수 있는 직경이 작지만 이상적인 공(ball) 형태를 갖는 청정체가 사용될 수 있다. 또한, 해당 측정 값을 기억함으로써, 온도 변화의 스펙트럼이 고정될 수 있다는 것은 사용된 청정체의 형태를 표시하는 것이다. 청정체의 직경이 관의 내경에 일치할때 압력 강하에 의한 실재 추진은 없으나 청정체는 어떤 힘이 가해지지 않아도 관을 통하여 떠다니게 된다. 상기의 제한적인 경우에 실재적으로 구별될만한 온도 변화가 없다. 또한, 어떠한 청정 효과가 없어도 청정체가 더이상 사용되지 않는다는 기능상의 제한은 제로 효과 한계를 잘 유지한다. 상기한 플랜트의 구경 측정은 플랜트를 설치하는 동안이 아니라 단지 상기 종류를 첫번째 플랜트를 이용하기 전에 단 한번 필요하다는 것이 강조되어야 한다.

측정된 온도 시퀀스와 청정 효율간의 상기한 종류의 관계와는 달리, 실재적이면서 작동되는 플랜트는 새로운 상태에서 이용될 수 있다. 따라서, 청정체는 특정된 것이 사용되고, 상기의 직경은 공지되고 그 둥근 정도도 보장된다. 측정된 온도 시퀀스를 근거로 마찰력 즉, 청정 효과에 대한 관계는 세정된 관과 새로운 청정체들로써 설정될 수 있다. 또한, 괄목할만한 마찰력이 여전히 제공되는 더 작은 직경의 청정체의 도움으로 온도 시퀀스의 변화는 새로운 즉, 세정된 관 내의 닳은 청정체의 상황에 대응하여 감시될 수 있다. 상기 종류의 대응되는 플랜트의 구경 측정은 온도 변화에 관계하는 모든 변수가 통합되는 장점을 갖는다. 상기에는 온도 레벨, 해당 전열관의 길이 및 전열관을 관류하는 동안의 흡수된 열량 등이 포함된다.

본 발명의 방법에 의하면, 청정체의 청정 효율의 결과는 각 청정체별 직경과 경도를 포함하며, 예를들면 청정체는 부풀어서 직경이 증가하는 중에 냉각수 내의 탄화수소의 양이 감소된다. 낮은 마찰력으로 인한 직경의 증가에도 불구하고 해당 청정체의 청정 효과가 매우 좋지 못하면, 관을 통해 이송되는 동안의 청정체에 대한 압력의 강하는 더 작게 된다. 따라서, 청정체와 관의 내벽 사이의 접촉지대에서의 상기한 제트 효과가 더 작음에 따라서 더 작은 온도의 하락을 유발한다. 또한, 본 발명의 방법은 결함이 있는 청정체의 감시를 가능케 한다. 간접적으로는, 항상 측정되는 마찰력은 청정 효과에 결정적인 간단하고도 유일한 것이다.

본 발명에 의한 측정을 수행하는 모든 조건이 이행된 전열관 상에서 직접 측정을 수행하는 것이 특히 유용하다. 측정이 실시되는 위치는 양호하게는 온도 센서와 그 전선 및 시그널 전송기가 설치되어 접근이 용이한 관의 단부이다. 이행되어야 하는 유일한 조건은 청정체가 통과하는 동안은 물론 백분도(degree centigrade)의 1/10 미만으로 정확히 구별 가능한 정밀성을 갖는 해당 처리 과정 동안에 온도 변화가 거의 활성없이 측정하는 것이다.

물론, 감시는 전열관 상에서 몇차례 수행될 수 있으므로, 청정 볼(cleaning balls)이 전열관의 관다발 상에 또는 복수(multi-wag)전열관 중의 일방관 내에서 어떻게 분포되는가에 대한 정보를 동시에 얻을 수 있다. 동시에 계속 탐지될 수 있는 청정 효과를 갖는 청정체의 각각의 통과는 청정체가 존재하며 해당 정보로 이용될 수 있다는 신호이기도 하다. 필요한 도구는 매우 단순하므로 온도를 측정할 열가지 이상의 위치가 설정될 수 있으며, 따라서 동시에 나머지 측정 위치들로 청정 효율의 감시를 성공적으로 계속하기에 충분하기 때문에 하나의 측정 위치의 측정에 대한 실패 효과가 작다.

청정체의 통과 중에 그리고 근사(近事) 비활성적 측정중에 시그널의 정교한 처리로 인한 감도는 또 다른 응용 즉, 전열관의 출구에 설정된 온도 센서의 도움으로 전열관 내에서의 냉각수의 유속의 측정을 가능하게 한다. 만일, 관의 입구에서 동일한 측정이 배치된다면 충분히 구별되는 온도 변화가 냉각수의 유입 지역에서 우세하며 해당 컴퓨터 수단이 관의 출구에서 측정된 온도 변화 프로필과 비교하여 관의 입구에서의 구별되는 온도 변화 프로필을 재(再)확인 하도록 제공된다. 충분히 구별되는 온도 변화들을 재확인할 수 있기 때문에 관의 입구로부터 냉각수가 관류되어 관의 출구까지 냉각수가 관류되는 시간을 고정하기 위해서 이용될 수 있다. 관의 길이를 참작해볼때 유속을 계산할 수 있다. 냉각수가 관내에서 덮혀진다 하여도 재확인이 성공적이라는 점이 강조된다. 제시된 열의 흡수에 의한 교란에도 불구하고 충분히 구별되는 온도 변화들은 관의 입구에서의 온도 변화들이 수집될 때 관의 단부에서 온도 변화들을 재확인하기 위해서 전열관을 통과하는 도중에 안정된다는 것이 놀랍게도 발견되었다.

관내의 냉각수의 유속에 대한 지식은 두배로 이용될 수 있다. 한편으로는 전열관의 관다발 상에의 압력 강하를 부가적으로 측정함으로써 관의 마찰계수가 알려진 관의 면적 이외에 거친 정도(粗度)에 달려 있기 때문에 관의 내벽면의 거친 정도는 계산될 수 있다. 조도는 증착 특히, 화학작용이나 침식에 의한 오염에 대한 정보를 준다. 다른 한편으로는 증기로부터 복수기의 냉각수로의 전열은 증기의 온도가 알려지면 계산될 수 있다. 증기의 온도는 인근 관을 폐색하고 상기 폐색된 관의 내측에서 온도 측정 유니트를 설치함으로써 매우 용이하게 측정될 수 있다. 상기 종류의 증기의 온도 측정기는 그 자체로써 공지되어 있다. 또다른 조건은 복수기의 해당관의 입구와 출구 사이의 온도 프로필이 재 확인됨은 물론 실재 온도는 잘 알려진 오류이다. 유속과 파악된 온도 변화들을 측정함으로써 얻은 냉각수의 유량과 연관하여 전열 상수는 일반적인 방법으로 계산될 수 있다.

충분히 구별되는 온도 변화들 즉, 충분히 구별되는 온도 프로필은 재확인될 수 있을때 제공된다. 상기의 온도 프로필들은 예를들면 복수 전열관의 제2관(second way)에서 발생된다. 관다발의 상이한 지역들에서 상이하게 가열되기 때문에 불충분하게 혼합됨으로 해서 제2관의 입구에서 아직은 완전하게 같은 수준으로 되지 못한 제1관의 관 출구에서는 냉각수의 온도들이 상이하다. 반면에, 본 발명에 의한 온도 측정의 감도가 매우 높고 비활성적으로 수행되고 컴퓨터 설비가 예를들면 상관 관계에 의해 재확인될 때 재확인할 만한 제2관 내에서 대략 2℃ 정도의 차이가 있다.

전열 관다발을 관류하는 유속을 감시하는 동일한 방법이 전열관의 제1관이나 일방(one-way)관에서 수행될 때 구별되는 온도 프로필이 인위적으로 형성되어 간단한 방법으로 수행될 수 있다. 사용되는 물이 전열관에 의해 덥혀지는 곳에서는 입구와 출구에서 열소자를 갖는 관의 입구에 가까운 곳에 증기나 따뜻하거나 차가운 물의 공급이 충분하다. 왜냐하면 상기의 열이 추가적인 에너지를 이용하지 않아도 실재하기 때문이다. 반면에 기술적으로 응용되고 이동될 수 있는 냉각수의 흐름내에서 따뜻하거나 차가운 부분의 흐름을 만들 수 있는 모든 가능성들이 있다. 따라서, 전열관의 내용물이 전열관의 냉각수 유입구로 밀릴 수 있고, 특히 냉각수의 유입구의 관판이 열을 공급하는 면으로 이용될 수 있고 관판은 응축된 증기나 냉각된 매체에 의하여 그 후면에서 접촉하기 때문에 주변부 보다 본질적으로 더 따뜻하므로 냉각수의 유입구 내에서 전열 장치들이 이용될 수 있다. 또한 따뜻하거나 차가운 물을 공급하는데 이용될 수 있는 관(들)을 통하여 청정체가 냉각수의 유입구로 공급된다. 유속을 측정하는 장치가 구비된 상기 관에 인접한 곳에 충분히 구별되는 온도 변화가 있다는 점이 중요할 따름이다.

물론, 청정체의 청정 효율과 유속은 똑같은 관 상에서 측정될 수 있다. 만일 온도 하락이 청정체의 통과를 나타내는 것이라면, 복수기의 관을 통과하는 청정체가 유속을 하락시키기 때문에 상기 신호는 유속에 반하는 것이 될 것이다. 만일 온도의 하락이 관의 단부에서 측정된다는 유속에 대한 신호로 이용될 수 있다. 도면에 도시된 본 발명의 실시례는 하기에서 더 상세히 설명하고자 한다.

제1도에는 복수기(1)가 개략적으로 도시되어 있으며, 증기가 지나는 통로는 도시되지 않았다. 냉각수는 냉각수의 유입 매니폴드(manifold)(2)를 지나서 복수기의 관(6)내로 펌핑되고 냉각수의 유출 매니폴드(3)를 거쳐서 복수기(1) 외로 배출된다. 냉각수 유입 매니폴드(2)의 입구에는 굵은 불순물을 거르기 위한 역류 필터(4)가 있고, 냉각수 유출 매니폴드(3)의 출구에는 관(6)을 세척하기 위해 관(6)내를 순환하는 제2도 상의 청정체(20)들이 리테이너(7)에 의해서 걸리게 된다. 냉각수 유입 매니폴드(2)에는 도관(5)이 있으며, 이 유입 매니폴드(2)를 통하여 청정체(20)에 냉각수가 공급된다. 도관(5)에 로크(9)가 제공되고 로크(9)에서 청정체(20)들이 다른 방식으로 걸리거나(carth) 구분되고 보출되고 검사되고 평가되거나 처리된다. 펌프(8)는 로크(9)내로, 그리고 로크(9)를 통하여 청정체(20)가 진행하도록 제공해 준다.

본 발명은 제1단계에서의 그 과다한 크기와 경도에 달려 있는 청정체(20)의 청정 효율에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 증기로 부터 냉각수로의 전열을 측정하는 청정 효율을 감시함으로써 청정 효율 즉, 측정된 복수기관(6)의 실제 청정 계수를 체크하는 것에 관한 것이다. 게다가, 미리 정해진 단일 복수기의 관(6)을 측정함으로써 초기의 관(6)들의 오염이나 침식을 미리 아는 것이 가능하다.

제2도에는 측정기 세트(10)가 제공된 관(6)의 배출구 측이 도시되어 있다. 세부적으로 보면 관(6)의 중심에 있고 청정체(20)는 다소 통(barrel)과 닮은 완전한 공 모양과는 다른 형태를 갖는데 관(6)에 대해 가해지는 저항이 최소가 된다는 점에 유의한다. 또한 이 위치는 최소의 마찰력을 창출하며, 결국 최악의 청정 효과를 낳는다. 본 발명의 특정 실시예에 의하면, 관(6)은 한가지 요소로 된 측정 장치이고, 청정체(20)가 통과하는 동안에 관(6)의 단부에서 온도 프로필(profile)의 측정이 시행되기 때문에 상기 위치에서의 측정의 경우에 청정체(20)의 마찰력이 최소로 발생됨이 명확한 사실이다. 마찰력을 직접 측정하는 측정 장치와 비교해 볼때, 본 발명은 청정체(20)의 청정 효율에 대한 유일한 최적치가 어느 것인가를 측정하는데 항상 최악의 청정 위치를 이용하도록 보장해 주는데 그 이유는 몇 센티미터 후에 자동적으로 효과적으로 불순물을 분리하기 위해서 실제 청정 작용이 관(6)의 최대 단면부에서 최소의 힘으로 발생되기 때문이다. 다시 말해서, 마찰력을 측정하는 측정관(measuring tube)의 길이가 예를들어 10㎝이면, 청정체(20)는 대개 가장 안락한 위치를 점하지 못하며 상기 위치의 도달 도중에 놓이게 된다. 그러나, 본 발명에서 사용된 측정관이 길이가 수미터인 관(6)이라면, 자동적으로 최저의 마찰력을 갖게 되는 상기 위치는 실제적으로 항상 청정체(20)가 복수기 관(6)의 단부에 도달되는 때이게 된다.

제3도에는 청정체(20)가 통과하는 동안에 열전소자(15)로써 측정된 시간으로 온도의 변화를 나타낸 것이 도시되어 있다. 명백한 온도의 상승이 있고, 1/2초 미만의 기간 내에 대략 상승치의 배가 되는 온도의 하락, 게다가 원래의 온도대에서 다소 더욱 완만한 온도의 상승이 있다. 온도 시퀀스(sequence)는 관(6)을 흐르는 동안 우세하고 열전소자(15)의 도움으로 링(13) 내의 관(6)의 단부에서 검출되는 체크볼륨(21) 내의 상태를 보여준다. 제트 효과로 인한 청정체(20)의 강한 하향 흐름의 와동대(帶)가 있고 따라서 따뜻한 관벽에서 냉각수로의 전열이 있음은 이미 설명한 바와같고 청정체(20)의 상향 흐름은 더욱 조용한 상태이고, 상기 흐름부에서는 관벽에서 냉각수로 열이 덜 전달된다.

보호판을 갖는 열전소자(15)는 컴퓨터 설비(computing unit)에 연결되고, 상기에서 제3도의 온도 시퀀스를 기초로 청정체(20)의 청정 효과를 결정한다. 게다가, 전체 플랜트의 청정체(20)의 선회는 통계학적인 방법을 응용하여 체크할 수 있으므로, 청정 작업에 관계하고 예를들면 청체대들에서 지체되지 않는 청정체(20)의 갯수가 결정된다. 계산된 수는 로크(9)내에 넣어진 청정체(20)의 수와 비교될 만 하다. 측정기 세트(10)가 임의적으로 복수기의 관판(12) 상에 분포되고 대응되는 관(6)에 조립된 상태하에서 복수기(1)의 전체관(管) 다발의 청정체(20)분포를 체크할 수 있다.

청정체(20)가 관(6)의 단부를 통과할 때 측정된 온도 시퀀스를 기초로 하여 전체 복수기가 세정되는 청정 강도를 판단할 수 있다. 청정강도는 순환하는 청정체(20)의 청정 효과와 청정체(20)의 갯수, 즉 시간 단위당 전열관들을 통과하는 숫자로써 결정된다. 청정 간격(interval)은 그 강도에 따라 연장되거나 단축되며, 또는 청정 효과가 높은 새로운 청정체들을 순환시킨다.

모든 적절한 값이 모니터상에 나타나거나 플로터(plotter)의 도움으로 프린트될 수 있고 또는 다른 장소, 예를들면 동력 장치의 제어실로 전달될 수 있다. 자동화의 정도에 따라 낡은 청정체들의 걸려짐(catchong)과 새로운 청정체들의 공급이 수동이나 반자동 또는 완전 자동화되어 수행될 수 있다. 청정 효율의 저하를 초기에 측정하고 대응책을 개시할 수 있다는 점이 중요할 따름이다.

제2도에 도시되고 상기에서 설명된 측정기 세트(10)는 제1도에서 개략적으로 도시된 바와같이 최상부에 도시된 관(6)에서 관판(12)에 인접해 있는 냉각수 유입 매니폴드(2) (제1도)에서 부가적으로 동일 유니트로써 고정될 수 있다. 이렇게 하여 대응되는 관(6)을 통해서 흐르는 물의 유입 온도와 물의 유출 온도를 측정하는 것이 가능하다. 상기 장치로써 관(6)을 통하여 관류하는 동안에 냉각수 내로 유입되는 열의 양은 냉각수의 질량 유량(mass flow) 즉, 단면적과 유속 및 밀도를 안다면 측정될 수 있다. 온도에 따른 밀도를 알고 관(6)의 단면적이 고안에 의해 고정되고, 따라서 이를 알게 되는 동안에 이동 속도가 측정되어야 한다. 이는 대응되는 측정 유니트로써 실시될 수 있다.

본 발명의 또다른 제안에 의하면, 유속은 냉각수를 전후 단부의 각각에서 측정기 세트(10)를 운반하는 관(6) 내로 유입시킴으로써 측정된다. 관(6) 단부의 온도 프로필 재(再) 확인은 관(6)에 유입될 때 냉각수가 갖는 온도 프로필이 충분히 구별된다면 가능하다. 이는 냉각수가 증기 중에서 열을 앗아가고 강하게 선회된다 해도 가능하다. 충분히 구별되는 온도 프로필이 상이한 방법으로 형성된다.

제4도에서는 두가지 측정치의 출력정보 지시 테이프가 일정한 시간 간격을 두고 관(6)의 일부(최하단 라인)와 관(6)의 출구(최상단 라인)에서 각각 온도 시퀀스를 보여준다. 관(6)의 입구에서 충분히 구분되는 온도 프로필은 부가적인 수단없이 복수기의 첫번째(제1)관을 통하여 흘러나온다. 복수기의 첫번째 단계에서 배출되는 냉각수는 결과적으로 섭씨 수(數)도의 온도차를 갖는 상이한 대(zone)들을 갖는다. 강한 와동과 냉각수에 의해 관(6)의 열을 빼앗길지라도 두번째 복수기의 관을 입구에서 나타나는 온도 프로필은 관의 단부에서 충분한 안전 한계(safty margins)내에서 재확인될 수 있다는 점이 놀랍게도 발견되었다. 제4도에서 두개의 화살표로 표시된 구간들은 상호 대응된다. 상기 구간들은 3.5초 간격이며, 상기 3,5초는 관(6)을 통하여 냉각수가 흐르는데 필요한 시간이다. 관(6)의 길이를 알면 유속을 상기의 방식으로 계산할 수 있다.

재확인 즉, 충분히 구별되는 온도 프로필의 조화(matching)는 비교 대비(cross-correlation)의 도움으로 수행된다. 상기 측정 방법은 간행물 Messtechnik(Karlsruhe 대 제어 계측 연구소의 보고서로서 F. Mesch, H.-H. Daucher 및 R.Fritsche 등이 공저한 7/71)에 기술되어 있다. 상기 간행물을 참고로 하였다.

유속에 대한 지식은 두배로 이용될 수 있다. 충분히 구별되는 온도 프로필에 의한 유속에 부가하여 관(6)의 입구와 출구에서 절대 온도를 측정하는 동안에 관(6)을 1회 경유하는 동안의 냉각수에 의해 앗아진 전열이 계산될 수 있다. 증기의 온도를 알게 되어 증기에서 냉각수로의 전열도 계산될 수 있으면, 관(6)의 청정에 대한 정보를 주는 전열 상수 k는 계산될 수 있다. 증기의 온도는 온도 측정 유니트가 도입된 인접관(6)을 폐색함으로써 용이하게 측정될 수 있다. 한 관(6)의 폐색은 예를들어 전체 복수기(1) 내의 일만개의 관들이 있음을 명심할 때 복수기의 효율에 미치는 영향이 미소하다. 물론, 증기의 온도는 온도 센서들을 이용하여 직접 측정될 수 있고, 또는 적절하게 배치될 때 복수기(1)의 증기부에서 증기압을 측정함으로써 계산될 수 있다.

관(6)의 입구와 출구 사이의 압력의 하락은 매우 용이하게 측정될 수 있다. 압력의 강하와 유속을 기초로 관(6)의 마찰 계수가 계산될 수 있다. 상기 계수는 표면과 실재(presence)의 조도와 일종의 침전물에 대한 정보를 제공한다. 예를들면, 관(6)내에 석회 침전물이 증가해간다면 우선적으로 관(6)의 마찰 계수가 상기한 방식으로 눈에 띄게 크게 상승한다. 복수기(1)의 입구와 출구 간의 동일한 차압(差壓)하에서 유속이 크게 증가하여 표면의 마찰 계수의 증가가 즉시 인지된다. 순환하는 청정체의 갯수가 증가하고 강옥(corundum)으로 코팅될 수도 있는 특수 청정체들이 공급됨으로써 즉각적인 대응책이 개시될 수 있다. 이러한 식으로 단일 복수기의 관(6)의 상태와 청정체(20)의 효율에 대한 좋은 정보는 단지 압력차의 측정 유니트가 있고 관(6) 마다 단 두개의 감시용 열전소자가 있다고 하여도 얻어진다.

제2도에서, 복수기(1)의 제1관의 냉각수의 유입 매니폴드(2), 또는 일방(one-way) 복수기에서의 상이한 온도대들은 물론 가열되거나 냉각된 물질들과 냉각수를 혼합함으로써 인공적으로 만들어질 수 있다. 예를들면, 관을 측정하거나 또는 여러개의 관들을 측정하는데 결정적인 예정된 위치에서 증기가 분송될 수 있거나 냉각되거나 가열된 물이 투입될 수 있을 것이다. 특히, 이것은 전열기의 출구 가까이에 있기 때문에 덥혀진 물을 사용할 여러가지 가능성들이 있다. 이러한 수단으로써 충분히 구별되는 온도 변화를 만들 수 있으므로 냉각수가 이미 복수기(1)의 여러가지 길(路) 중의 제1관을 지닌다 해도 유사한 상태가 일반적임을 알 수 있었다.

제1도의 몇가지 실시예는 측정기 세트(10)로써 양 단부에 고정된 냉각수의 유입 매니폴드(2)로 관(6)이 인입되기 직전에 충분히 구별되는 온도 변화를 창출하는데 이용될 수 있음을 도시하고 있다. 가능한 방법들 중의 하나는 바이패스(bypass)관(24)이고 상기로써 데워진 냉각수를 리테이너(7) 뒤로 보내며, 펌프에 의한 압력 증가의 도움으로 상기를 냉각수 유입 매니폴드(2) 내로 공급한다. 또는, 전열관(25)은 펌프(8)에 의해 가압된 냉각수의 유입 매니폴드(2)로부터 냉각수를 흐르게 할 수 있고, 복수기(1)의 (제1도 상에서) 좌측편의 관판(12)과 긴밀히 접촉하도록 상기를 운반하고 최종적으로 상기를 적절한 장소에서 냉각수로 방출되게 할 수 있다. 관판(12)과 밀착된 부분에서, 전열관(25) 내의 냉각수는 증기로 해서 내측의 관판이 젖기 때문에 이 부분이 냉각수의 유입 매니폴드(2)의 타부분 보다 더 고온이기 때문에 더 높은 온도를 유지한다. 물론, 상기 장소에서 이용되는 증기나 기타 열 또는 에너지에 의해 가열되는 물의 유입 매니폴드의 외측 전열기가 부가적 또는 대체적으로 있을 수 있다.

관판(12)에 가까이 있는 전열관(25)을 대신하여 스팀 전열관(25)이나 금속판(도시 안됨)으로 된 상기 유사물을 배치하는 것으로 족하므로 필요하다면 펌프(8)를 사용치 않고 자동적인 흐름에 의존하며 입구와 출구를 형성함으로써 유지될 수 있는 전열관(25)과 관판(12)의 사이에 흐름이 유지될 수 있다. 출구가 관(6)의 입구에 바로 인접하여 배치될 때, 원하는 온도 변화가 이 부분에서 발생된다. 일반적으로, 복수기(2)의 냉각수 유입 매니폴드(2)에서는 상기의 자동적인 흐름을 유발할 만큼 충분히 큰 압력 변화가 있다.

전열기를 대신하여 보일러(27)에도 보일러 연결관(26)이 제공되고, 또다시 펌프(8)의 도움으로 보일러 연결관(26)으로써 냉각수의 압력 증가가 발생되어 물이 유입 매니폴드(2)의 필터(4) 뒤의 부분(section)으로부터 흘러나오고 보일러(27)에 의해 덥혀진다. 물론, 보일러(27)는 바이패스 도수로 (24)에 배치되거나 필요하다면 전열관(25) 내에 배치될 수 있다. 단지 중요한 것은 필요한 장비는 작아야 하고 가열에 필요한 열이나 또는 가열되거나 냉각된 물의 흐름의 공급이 너무 크지 않다는 점이다. 보다 양호한 배치에서, 소량의 데워진 물이 바로 관(6)의 입구에 인접한 곳에서 도관(5)의 작은 단면으로부터 어김없이 이용된다. 냉각수 유입 매니폴드(2)내의 강한 냉각 효과는 덥혀진 물에 비유되기 때문에 따뜻한 물이 흐르는 도관(5)은 제1도의 점선들에 의해 표시된 단열부를 갖게 될 것이다.

따뜻한 물을 냉각수의 유입 매니폴드(2) 내로 공급하는 또다른 가능성은 바우(bow)(28)의 도움으로 인접해 있는 두개의 복수기의 관(6)을 연결하고 상기 유니트의 길이를 따라서 아무 곳에나 펌프(29)를 배치하는 것이다. 연결된 두개의 관(6) 중의 하나의 관(6)에서 더운물이 흐르도록 유지하기 위해서는 단지 매우 작은 압력차가 필요하기 때문에 매우 작은 성능의 펌프면 족하다. 추진력으로써 관판(12) 상이나 또는 물의 유입구나 유출구 내에서의 압력차나 유척-동적(hydraulic-dynamic) 효과를 이용하는 것도 가능하다.

총체적으로, 본 발명은 높은 효율의 복수기(1)를 조작하는 모듈 시스템의 구축을 가능케 한다. 가장 간단한 상태의 청정체(20)의 청정 효율은 관(6)의 수개의 출구들에서 측정기 세트(10)의 도움으로 결정되며 처리 및 시도(示度)에 상당하는 장비에 의해 계산된다. 복수기(1)의 제2관에 장착되는 배치일 경우, 증기와 냉각수 간의 전열은 동일한 측정기 세트(10)가 관(6)의 입구에 또한 고정되고 각 관(6)의 입구 및 출구에서의 두개의 온도 프로필을 비교하여 냉각수가 관(6)을 통과하는데 필요한 시간 즉, 냉각수의 유속을 계산하는데 비교 대비한 유니트를 처리 장비에 첨가한다면 측정될 수 있다. 일방 복수기이거나 복수관(multi-way)의 복수기의 제1관에서는 충분히 구별되는 온도 프로필을 발생시키는 상기한 장치가 사용되어야 한다.

결국, 관(6)의 마찰 저항은 관다발에 대한 압력 강하를 얻기 위한 압력차의 측정 유니트의 부가적인 설비에 의해서 계산될 수 있다. 이러한 식으로, 물이 닿는 관의 내측면의 상태는 복수기(1)가 작동되는 동안 최대의 정보량을 제공함으로써 판단될 수 있다. 어떠한 경우에도 단지 간단한 수단이 이용되는 것은 단지 소량만이 고정됨을 요하기 때문이다. 특히, 물이 가득한 도관(5)에의 고정 수단은 작을 뿐이며, 작은 요소 및 몇몇 관으로서 제공된다. 측정 점을 증가시킴으로써 청정체의 분포를 체크할 수 있다. 게다가, 매우 과다한 제어 시스템에서 하나 이상의 측정 점들의 비작용은 질(質)상의 절충없이 다음수리시까지 견딜 수 있다.

Claims (21)

1. 전열관(25)은 유입 매니폴드(2)로부터 유출 매니폴드(3)까지 뻗어있는 전열관 다발로 구성되고, 전열관(25)의 조작은 유입 매니폴드(2)로부터 유출 매니폴드(3)까지 상기 관에 물이 관류되고 유출 매니폴드(3)부터 로크(9)를 거쳐 다시 유입 매니폴드(2)까지 순환되는 청정체(20)가 상기 관들을 세정하기 위해 상기 관들을 통해 관류하는 물의 흐름에 의해 밀림으로써 청정체(20)를 상기 유입 매니폴드(3)로 공급하고, 물을 포함하는 측정관을 통하여 상기 청정체(20)들 중의 하나가 통과됨으로써 상기 청정체(20)들의 청정 효율을 감시하고, 상기 측정관내의 물이 따뜻해짐으로써 상기 측정관이 외측에서 열원과 접하게 되며, 청정체가 상기 측정관을 따라서 예정된 위치를 지날 때 국부적인 온도 변화의 시퀀스를 측정하고 처리하는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 측정관이 상기 전열관(25)들 중의 하나인 것을 특징으로 하는 복수기상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
3. 상기의 온도 변화 시퀀스가 상기 측정관의 단부에서 측정되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기의 온도 변화 시퀀스가 상기 전열관(25)들 중의 몇개의 관들에서 측정되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 온도 변화 시퀀스는 측정관의 양단부에서 일정 시간 동안 측정되고, 비교 대비에 의한 분석으로써 상기 관의 입구에서의 충분히 구별되는 온도 변화 프로필과 상기 관의 출구에서의 재 발견 사이의 시간 차이는 상기 관의 길이를 측정함으로써, 상기 물의 유속을 계산함으로써 얻게 되고 이용되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
6. 제5항에 있어서, 냉각수의 유입 매니폴드(2)에서 상기 충분히 구별되는 온도 변화 프로필은 상기 물의 국부적인 가열이나 냉각에 의해서 발생되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 냉각수는 상기 전열관(25)내의 따뜻해 진 물을 냉각수의 유입 매니폴드(2)의 부분으로 피드백시킴으로써 덥혀지는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 청정체(20)를 공급하는 관(6)은 따뜻해 진 물의 상기 피드백에 이용되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 전열관(25)들 중의 하나 내에서의 흐름이 상기 측정관의 부근에서 역류되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 물은 냉각수의 유입 매니폴드(2) 내로 증기를 분송함으로써 덥혀지는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
11. 제6항에 있어서, 상기 물은 보일러(27)로부터 더운 물이 공급됨으로써 덥혀지는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
12. 제6항에 있어서, 상기 물은 전열 수단에 의해 덥혀지는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 전열관(25)들의 유입구의 단부들에서의 판이 상기 전열 수단으로써 이용되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 전열 수단 내에서의 흐름은 냉각수의 유입 매니폴드(2) 내의 압력차에 의해서 생성되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
15. 제5항에 있어서, 상기의 유속에 부가하여, 상기 냉각수의 유입 매니폴드(2)와 유출 매니폴드(3) 사이의 압력 차가 측정되며, 상기 측정관의 마찰 계수가 계산되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정 방법.
16. 제6도에 의한 방법의 수행에서, 전열관(25)의 선단부와 후단부의 각각에 하나 이상의 온도 센서와 상기 유속을 측정하기 위한 비교 대비 분석을 수행하는 처리 유니트를 포함하며, 상기에서 전열관(25)의 냉각수의 유입 매니폴드(2) 측에서의 관판(12)의 부근에서 하나 이상의 공급관이 종단되는데, 상기를 통해서 증기나 따뜻하거나 차가운 물이 예정된 발단과 지속 기간의 간격 동안에 방출되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정을 수행하는 플랜트(PLANT).
17. 제16항에 있어서, 상기 공급관이 청정체에 공급되는 관(6)에 접속되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정을 수행하는 플랜트.
18. 제16항에 있어서, 상기 공급관이 보일러(27)에 접속되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정을 수행하는 플랜트.
19. 제16항에 있어서, 상기 공급관이 복수기의 관(6)이며, 상기에서 냉각수가 역방향으로 영구적으로 흐르는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정을 수행하는 플랜트.
20. 제19항에 있어서, 상기 공급관이 관의 유니트를 형성하는 또다른 관으로써 냉각수의 유출측상에 접속되고, 상기 관의 유니트가 펌프(29)를 포함하거나, 상기의 역 흐름이 상기 관판(12)에 인접해서 유압적 역압 효과나 또는 압력차에 의해서 유발되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정을 수행하는 플랜트.
21. 제16항에 있어서, 냉각수는 냉각수의 유입 매니폴드(2) 내에서 상기 관판(12)과 조절판의 사이를 압력차에 의해 통로를 통하여 관류함으로써, 상기 공급관을 대신하여 조절판이 냉각수가 통과하는 통로를 함께 형성하는 상기 냉각수의 유입 매니폴드(2)의 상기 관판(12) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 복수기 상의 청정체의 청정 효율의 측정을 수행하는 플랜트.