KR100384234B1 - 증기발생기 슬러지 세정 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전소 증기발생기의 튜브시트(tubesheet)에 축적되는 슬러지를 제거하기 위한 슬러지 세정장비로서, 증기발생기의 전열관 배치에 따라 로봇의 진행 방향과 90도 또는 임의의 각도(예를 들면 30도)로 고압수를 분사하여 튜브시트 표면에 침적되어 있는 슬러지를 제거하는 장비에 관한 것이다.

본 발명은 증기 발생기 수작업구(10)를 통해 레일(23)이 장착되며, 이 레일(23)을 통해 증기 발생기(1) 내부에 투입된 세정로봇은 노즐연결부를 통해 여러 가지 노즐본체를 장착하여 사용할 수 있고, 시각장치 고정부와 렌즈 정화 노즐이 장착되어 노즐을 통해 고압수를 전열관(2)에 분사할 때 정확히 분사되고 있는지 점검이 가능하도록 한 것으로 세정 로봇이 수작업구(10)를 통해 레일(23)을 따라 증기 발생기(1) 내부로 출입할 때 노즐 및 로봇에 부착된 고압호스 및 케이블이 꼬이지 않도록 호스 및 케이블 승강기 계통이 수작업구에 장착되며, 호스 및 케이블 승강기 계통은 여러 개의 풀리와 납 추, 파이프 등으로 구성되어 납 추의 무게에 비례하여 케이블 및 호스가 장력을 받도록 한 것으로 전열관의 배치가 사각이나 삼각배열 무관하게 세정이 가능하며, 노즐의 교체가 용이하고 설치가 간편하여 방사선에 피폭될 염려가 적다.

Description

증기발생기 슬러지 세정 장비{Equipments for cleaning sluges in vapor generator}

본 발명은 원자력발전소의 증기발생기에 있어서 하부 튜브시트(tube sheet)위에 침적되는 슬러지를 고압수를 사용하여 제거하도록 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비에 관한 것이다.

원자력발전소에서는 우라늄의 핵분열 시 발생하는 열로 물을 가열하여 발생한 증기의 힘으로 터빈을 회전시키고 이 회전력으로 발전기를 돌려 전기를 생산한다. 증기발생기의 내부는 전열관이 조밀하게 배치되어 있으며, 전열관의 내부로는 방사능에 오염된 고온의 물이 흐르고 외부에는 오염되지 않은 저온의 물이 흐르면서 열교환이 일어나 오염되지 않은 물이 고온 고압의 증기로 변환되며, 이 증기의 힘으로 터빈 및 발전기를 회전시켜 발전한다.그런데, 이 증기발생기의 내부에는 운전 경과 년수에 따라 슬러지가 축적되어 증기발생기 내부의 전열관의 열효율을 저하시키고 전열관의 손상을 초래하여 증기 발생기 전체의 수명을 단축시키는 현상이 발생한다.이 슬러지의 성분은 주로 산화철, 산화구리로서 제거하지 않으면 응집되어 전열관 사이에 고착되며, 열 응력을 발생시키도록 하며, 슬러지가 물과 함께 유동하면서 전열관을 마모시키기도 한다.이렇게 증기발생기의 수명에 좋지 않은 영향을 미치는 슬러지의 영향을 줄이기 위하여 증기발생기의 운전 중에 내부의 냉각수를 일정량 밖으로 방출하기 위한 설비 및 운전 절차를 가지고 있으나, 실질적으로 이러한 방법만으로는 슬러지가 효과적으로 제거되지 않고 계속적으로 침적되는 현상이 발견되고 있다. 따라서 증기 발생기 제작사에서 매년 예방정비 기간 중 주기적으로 증기발생기 내부를 세정하도록 권하고 있다.증기발생기의 내부를 세정하는 방식에는 첫째 슬러지의 주성분인 산화철과 산화구리만을 특수한 화학물질을 사용하여 선별적으로 용해시켜 제거하는 화학세정방식, 둘째, 고압 세정수를 슬러지에 분사하면서 제거된 슬러지를 물과 함께 흡입한 후 여과계통으로 보내 필터를 거쳐 고형 슬러지는 제거하고 깨끗한 물만 재순환 시키는 고압수 세정 방식, 셋째, 증기발생기 내부를 물로 채운 상태에서 초음파 가진기를 사용하여 전열관에 고착된 미세한 슬러지를 분리시켜 제거하는 초음파 방식 등이 있다. 본 특허는 고압수 세정 방식의 증기발생기 슬러지 세정 장비에 관한 것이다.

종래 기술에 있어서, 증기발생기의 전열관하부지지판 위에 침적되는 슬러지를 고압수를 분사하여 제거하는 방법 및 장비에 관한 미국 특허에는 여러 가지가 있다. 미국특허 2,036,871호의 경우 증기발생기의 전열관 배치가 직각배열인 경우에 사용할 수 있는 장비로서 증기발생기 수작업구(hand hole)를 통해 로봇 레일을 투입하여 중앙지지봉(center tie rod)에 걸친 다음 세정 로봇을 레일을 통해 투입하여 세정 로봇에 장착된 노즐에서 고압수를 분사하여 증기발생기 내부에 침적된 슬러지를 제거하는 방식이다.이 장비의 경우 세정 로봇을 투입하기 위하여 레일을 두 번 설치하여야 하였으며 레일이 여러 부분으로 나누어져 있어 이것들을 조립하는 데 소요되는 시간으로 인하여 작업자의 방사선 쪼임량이 비교적 많다는 문제점 있었다.이는, 전열관이 사각 배열인 경우 이 장비를 사용하여 전열관 사이에 축적된 슬러지의 세정이 가능하나 삼각 배열의 증기발생기의 경우에는 효과적으로 전열관 뒤에 침적된 슬러지는 제거할 수 없다. 그 이유는 튜브 사이의 간격이 좁아 전열관 사이로 랜스(lance)를 효과적으로 투입할 수 없기 때문이다.

또한 미국특허 4,700,662호의 경우 삼각배열 전열관의 경우에도 세정이 가능하도록 노즐 헤드를 설계하였으나 세정 노즐이 고정형이며, 노즐부를 정밀 이동시키기 위한 기구에 대하여 자세히 기술하지 않아 간단한 수작업 세정 도구에 그치고있다. 따라서 고압수를 전열관 표면에 수직으로 분사하여 전열관의 침식을 초래할 위험이 있다. 또한 고정된 다수의 노즐을 사용하여 튜브시트위에 고압수를 분사하는 방식을 사용하여 전열관 자체에 부착되어 있는 이물질을 효과적으로 제거할 수 없다는 문제점이 있다.

또 다른 미국특허 4,276,856호의 경우 증기발생기 수작업구를 통해 기계적으로 제어되는 노즐 헤드를 투입하는 방식이며, 노즐의 출구가 일반적인 원형이 아니고 사각형으로 제작되어 전열관의 경우에는 사용할 수 없거나 세정 효율이 떨어지는 방식이다.

또한 미국특허 4,515,747호의 경우 증기발생기 튜브시트 외곽 원주 부분에 특별히 제작된 여러 단이 연결된 형태의 대차(cart)를 투입하며, 대차 위에 장착된 노즐이 외각 부분에서 중앙 부분으로 고압수를 분사하는 방식이다. 이 대차의 양쪽 끝에는 줄을 매달아 이 줄을 이용하여 고압수 분사 위치를 조정하는 방식으로 세정 작업을 수행한다. 이 방식의 단점은 고압수 분사 위치를 정확하게 설정하기 어려우며, 대차와 전열관 사이의 직접 마찰에 의한 전열관 손상 가능성이 있다는 것이다.

또한, 미국특허 5,813,370호의 경우도 삼각 배열 전열관을 가진 증기발생기의 슬러지 세정에 적합한 방식으로 고압수를 세관 사이로 90도, 30도, 150도 방향으로 분사하는 것은 유사하나 외관, 기능, 제어방식 등에서 본 발명과는 완전히 다른 형태이다.

또한, 미국특허 5,782,209호의 경우에는 본 발명과는 달리 직각 배열 또는 삼각 배열 방식 전열관을 가진 증기발생기의 전열관 사이로 랜스를 투입하여 슬러지를 세정하는 방식이다.

이 밖에도 관련 미국 특허로서 5,069,172호, 5,341,406호, 5,411,043호, 4,424,769호, 4,513,747호, 4,676,201호 등이 있으나 세정 방식, 장비 형태, 제어 방식 등에 있어서 본 발명과는 차이가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는 증기발생기내 전열관의 배치에 무관하게 사용이 가능하며 탈부착식의 세정노즐본체에 의해 노즐교체가 용이하고 레일의 설치가 간편하여 작업자의 피폭량을 줄일 수 있고 전열관 하부지지판의 전 영역을 고압수로 세정할 수 있도록 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 : 증기발생기 내부 개략도

도 2 : 삼각 배열 전열관 증기발생기의 튜브관 상부 수평 단면도

도 3: 증기발생기와 호스 및 케이블 승강기 계통이 조립된 모습

도 4: 호스 및 케이블 승강기 계통

(a) 호스 및 케이블 승강기 계통 정면도

(b) 호스 및 케이블 승강기 계통 측면도

(c) 호스 및 케이블 승강기 계통 윗면도

(d) ∼(f) 로스 및 케이블 승강기 계통 단면도

(g) 호스 및 케이블 승강기 계통 D 조망도

도 5: 증기발생기 슬러지 세정 장비 조립도

도 6: 세정 로봇 레일

(a) 세정 로봇 레일 윗면도

(b) 세정 로봇 레일 정면도

(c) 수작업구에서 본 레일 모습 및 레일 측면도

(d)∼(i) 세정 로봇 레일 GG 단면도 ∼ LL 단면도

도 7: 세정 로봇 레일 부품 - 랙기어

(a) 랙기어 정면도

(b) 랙기어 측면도

도 8: 세정 로봇

(a) 세정 로봇 윗면도

(b) 세정 로봇 측면도

(c)∼(g) 세정 로봇 단면도

도 9: 90도 세정 노즐 본체

(a) 90도 세정 노즐 본체 윗면도

(b) 90도 세정 노즐 본체 정면도

(c) 90도 세정 노즐 본체 내부 모습

(d)∼(j) 90도 세정 노즐 본체 단면도

도 10: 30도 세정 노즐 본체

(a) 30도 세정 노즐 본체 정면도

(b) 30도 세정 노즐 본체 내부 모습

(c) 30도 세정 노즐 본체 윗면도

(d) 30도 세정 노즐 본체 BB 단면도

(e) 30도 세정 노즐 본체 좌측면도

(f) 30도 세정 노즐 본체 CC 단면도

(g) 30도 세정 노즐 본체 우측면도

* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명

1. 증기발생기 2. 전열관

3. 전열관 하부 지지판 4. 상부 지지판

5. 입구 노즐 6. 출구 노즐

7. 슬러지 8. 수직방향

9. 경사 방향 10. 수작업구

11. 주입 노즐 12. 가장자리 방향

13. 흡입 노즐 14. 호스 및 케이블 승강기 계통

15. 호스 부착대 16. 상부 풀리

17. 하부 풀리 18. 납 추

19. 플랜지 20.지지 구조물

21. 세로 세움대 22. 레일 고정대

23. 레일 24. 레일 고정 볼트

25. 세정 로봇 26. 중앙지지봉

27. 레일 절개 종단부 28. 랙 기어

29. 직류모터 30. 감속 기어

31. 베벨 기어1 32. 베벨 기어2

33. 피니언 기어 34. 90도 노즐본체35 : 30도 노즐본체 36. 90도 노즐

37. 엔코더 장착 직류모터 38. 감속 기어

39 . 90도 노즐블록 40. 감속기41. 직류 모터 42. 베벨 기어43. 30도 노즐블록 44. 노즐 연결부

45. 노즐 본체 고정 볼트 46. 시각장치

47. 렌즈 정화 노즐 48. 호스안내홈

49. 로봇 제거 레버 50. 누름바퀴

51. 스프링 52. 홈바퀴

53. 평평바퀴 54. 누름바퀴 안내면

55,57. 고압수 커넥터 56,58. 고압수 튜브

59. 30도 노즐 60. 절개부분

61. 노즐 블록 회전축 62. 사각 봉

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 증기발생기(1) 내부의 전열관 하부 지지판(3)에 침적된 슬러지를 고압수를 분사하여 제거하는 슬러지 세정 장비에 있어서, 상기 증기발생기(1)의 내부에 투입되어 설치되는 것으로 한 쪽 부분이 절개되어 있어 중앙지지봉(26)의 방해를 받지 않고 일측 수작업구(10)에서 다른쪽 수작업구(10')에 걸칠 수 있도록 설치되는 레일(23)과; 상기 레일(23)을 통하여 증기발생기(1) 내에 투입하여 세정 작업을 수행하는 세정로봇(25)과; 상기 세정로봇(25)에 설치되어 여러 가지 노즐본체를 장착하도록 하는 노즐연결부(44)와; 상기 증기발생기(1)의 수작업구(10)에 별도의 플랜지(19)를 부착하고 상기 플랜지(19)에 레일 고정대(22)와 지지구조물(20)이 장착하여 증기발생기(1) 내에 투입되는 세정로봇(25)에 연결되는 케이블 및 호스의 장력을 일정하게 유지하고, 꼬이지 않도록 하는 호스 및 케이블 승강기 계통(14)과; 상기 노즐을 통하여 고압수를 전열관에 정확히 분사되는지 여부를 점검하도록 하는 시각장치 고정부와 렌즈정화노즐이 상기 세정로봇(25)에 장착됨을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 세정로봇(25)은 두 개의 홈바퀴(52)와 피니언 기어(33)가 랙기어(28) 위를 주행하며 노즐 연결부(44)를 통해 여러 형태의 노즐 블록을 교환하여 사용할 수 있도록 하며, 상기 세정 로봇(25)에 부착되어 사용되는 노즐 본체는 여러 개의 베벨기어(31,32)를 통해 모터 등 구동 장치의 회전 운동을 특정 방향으로 바꾸고 이 회전 운동을 이용하여 일정 방향으로 향하고 있는 노즐들을 노즐 회전축을 중심으로 회전시키면서 전열관 하부 지지판(3) 위에 침적된 슬러지에 고압수를 분사할 수 있게 한 것을 그 특징으로 한다.

또한, 상기 노즐 본체는 고압수가 경우에 따라 한 개의 노즐 블록에 공급되거나 두 갈래로 나누어져 두 개의 노즐 블록에 공급되고 노즐 블록에 부착되어 있는 다수의 노즐을 통해 고압수가 분사되며 분사 시 노즐 블록 회전축(61)을 중심으로 노즐 블록이 일정 각도 범위 내에서 회전하며, 세정로봇(25)의 주행 방향과 90도 방향으로 향하고 있는 다수의 노즐들이 장착된 노즐 블록을 전기 모터 또는 다른 구동원을 사용하여 회전시키며, 단면이 역 사다리꼴 형태의 노즐 연결부(44)를 장착하여 세정 로봇(25)에 쉽게 탈부착시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 세정 로봇(25)을 안내하는 레일(23)은 상기 레일(23)의 양쪽 끝 부분에 레일고정볼트(24)가 장착되고 이 레일고정볼트(24)와 레일고정대(22)가 너트로 고정되며, ㄷ자 모양의 레일 내부에 랙기어(28) 및 사각봉(62)이 장착되어 있으며, 상기 랙기어(28)의 가공 부분 및 바로 하단부의 단면이 사다리꼴 또는 삼각형인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 노즐 연결부(44)는 세정 로봇(25)과 쉽게 탈부착시킬 수 있는 역 사다리꼴 형태인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 증기발생기(1)의 내부 구성을 도시한 것으로, 역 U자 형태의 다수의 전열관(2)이 다발 모양으로 되어 있으며, 하부는 전열관하부지지판(tubesheet,3)에 고정되어 있고, 상부는 다수의 상부지지판(4)으로 고정되어 전체 구조물의 형태가 유지되도록 되어 있으며, 전열관하부지지판(3)에는 다수의 튜브(그림에 없음)가 고정되어 있다.

상기 증기발생기(1)의 기능은 원자로(그림에 없음)에서 유출된 고온 고압의 물이 입구노즐(5)을 통해 들어와 전열관(2)을 통해 흐르면서 전열관 외부를 채우고 있는 저온의 물에 열을 전달하고 온도가 떨어진 물은 출구노즐(6)을 통해 다시 원자로(그림에 없음)로 들어간다.

이러한 일련의 운전이 진행되는 동안에 증기발생기(1)의 전열관하부지지판 (3)의 위에는 주로 금속산화물로 구성된 슬러지(7)가 침적된다. 이 슬러지는 운전 경과 년수가 증가함에 따라 점차 양이 많아져서 전열관(2)의 열전달 효율을 저하시키고 전열관(2)과 전열관하부지지판(3)의 부식을 촉진시켜 궁극적으로 증기발생기(1)의 수명을 단축시킨다.

도 2는 삼각배열 전열관을 가진 증기발생기(1)의 전열관하부지지판(3)을 평면에서 본 도면을 보여주고 있다. 전열관(2) 사이에 침적되어 있는 슬러지(7)를 효과적으로 제거하기 위해서는 고압수를 수직방향(8)은 물론 전열관(2)의 배열 형태에 따라 경사방향(9)으로 분사해야 한다.

고압수 분사에 의해 전열관하부지지판(3) 가운데 부분에 있던 슬러지(7)는 가장자리 부분으로 이동된다. 증기발생기(1)에는 수작업구(10)가 2개 또는 4개가 있으며, 상황에 따라 1개 또는 그 이상의 주입노즐(11)에서 전열관하부지지판(3)의 가장자리 방향(12)으로 물을 흘려보내면서 1개 또는 그 이상의 흡입노즐(13)에서 물과 슬러지 혼합물을 흡입하여 정화계통(그림에 없음)으로 보내어 슬러지는 걸러내고 깨끗한 물은 다시 증기발생기(1) 내부로 순환시킨다. 이러한 순환 작업을 계속 수행하여 증기발생기(1) 내부에 침적된 슬러지(7)를 제거하도록 하는 것이다.

도 3은 호스 및 케이블 승강기 계통(14)이 증기발생기(1)에 장착된 모습을 보여주고 있다. 호스 및 케이블 승강기 계통(14)은 수작업구(10)에 볼트로 장착되며 고압호스 및 전기 케이블 등이 증기발생기(1)의 내부로 투입될 때 꼬이거나 증기발생기(1) 내부의 구조물에 걸리지 않도록 하기 위한 장치이다.

도 4는 호스 및 케이블 승강기 계통(14)의 자세한 도면을 보여주는 것으로서 고압수 공급 호스(그림에 없음)는 호스부착대(15)에 신속탈부착형 커넥터로 장착된다. 호스부착대(15)는 외부 장치와 연결되는 고압 호스 등이 호스 및 케이블 승강기 계통(14)에 견고하게 연결되어 세정 장비 운전이 용이하게 하기 위한 것이다.

상기 호스부착대(15)에 장착된 신속탈부착형 커넥터에 연결된 고압 호스는 상부풀리(16)를 한바퀴 돈 다음 아래의 하부 풀리(17)에 걸쳐진 상태에서 세정로봇(25)이 증기발생기(1)의 내부에 주행할 때 고압호스 및 전기 케이블 등은 상부 풀리(16)와 쇠줄로 연결되어 있는 납 추(18)의 자중에 의하여 일정한 장력을 갖는다. 상부풀리(16)는 두 개 설치되어 고압 호스 및 전기 케이블의 장력을 각각 조절할 수 있다.

호스 및 케이블 승강기계통(14)과 증기발생기(1)는 플랜지(19)를 이용하여 볼트로 결합되며, 지지구조물(20) 또한 볼트 또는 용접으로 플랜지(19)와 연결되는 구조이다. 지지구조물(20)에는 두 개의 원통 파이프가 장착되어 있어서 여기에 세로 세움대(21)를 장착할 수 있다.

플랜지(19)에는 ㄱ자 단면의 레일고정대(22)가 장착되어 수작업구(10)를 통해 증기발생기(1) 내부에 투입되는 레일(23)이 고정된다.

도 5는 증기발생기 슬러지 세정장비의 조립도를 보여주고 있다. 레일(23)의 양쪽 끝 부분에 장착되어 있는 레일고정볼트(24)는 레일고정대(22)와 너트로 체결되어 레일(23)과 호스 및 케이블 승강기 계통(14)이 일체가 되며, 이 상태에서 노즐이 부착된 세정로봇(25)이 레일(23)을 따라 진입하게 된다.

레일(23)을 수작업구(10)를 통해 증기발생기(1)의 내부에 투입할 때 레일(23)이 전열관 하부지지판(3)의 가운데에 윗 방향으로 솟아있는 중앙지지봉(26)을 통해 반대편 수작업구(10)에 도달할 수 있도록 가운데 부분이 절개되어 있다. 증기발생기(1)의 내부에 레일(23)을 투입할 때 절개부분(60)이 있는 쪽을 먼저 수작업구(10)를 통해 투입하며 이 때 레일고정볼트(24)는 제거된 상태이다. 레일절개종단부(27)가 반대편 수작업구에 도달하면 레일고정볼트(24)를 레일(23)에 고정시킨 후 레일고정대(22)에 너트로 고정시킨다. 이것은 중앙지지봉(26)을 피해 레일(23)을 설치하기 위한 것이다.

도 6(c)에서 레일(23)의 단면을 보면 한쪽은 랙 기어(28)가, 다른 한쪽은 평평한 사각봉(62)이 장착되어 있다.

도 7에서 (a)는 랙기어(28)의 측면도를, (b)는 단면도를 보여주고 있다. 랙기어(28)의 단면은 좁은 공간 내에서 세정로봇(25)이 주행방향 및 주행 수직 방행의 위치 정밀도를 갖도록 사다리꼴 단면의 윗부분에 기어가 가공되어 있다.

도 8은 세정 로봇(25) 본체를 보여주고 있다. 세정 로봇(25)은 인코더 부착형 직류 모터(29)로 구성되며, 모터는 감속기어(30)와 연결되고 감속기어(30)는 베벨기어1(31)과 연결된다. 베벨기어1(31)은 베벨기어2(32)와 연결되어 직류 모터(29)의 회전 운동이 90도 방향이 바뀌어 피니언 기어(33)에 전달된다. 이 피니언 기어(33)가 랙기어(28) 위에서 회전함으로서 세정 로봇(25)이 레일(23)을 따라 전진 또는 후진하게 된다.

세정 로봇(25)의 아래 부분에는 노즐 본체를 연결하는 노즐연결부(44)가 있어서 용도에 따라 도 9에서와 같은 90도 노즐 본체(34)과 도 10에서와 같은 30도 노즐본체(35)를 부착하여 세정 작업을 수행한다. 노즐 연결부의 측면에는 노즐 본체 고정 볼트(45) 장착되어 있어서 세정 로봇(25)에 90도 노즐 본체 또는 30도 노즐 본체에 장착되어 있는 본체연결부를 끼워 맞춘 다음 노즐 본체 고정 볼트(45)를 이용하여 고정시킨다. 세정 로봇(25)에는 내시경 또는 카메라 등 시각장치(46)와 렌즈 정화 노즐(47)이 설치되어 고압수를 전열관(2)에 분사할 때 고압수 분사 방향이 정확하게 전열관(2)의 사이로 향하고 있는지 감시할 수 있다. 시각장치(46)와 렌즈 정화 노즐의 연결 케이블 및 호스는 호스안내홈(48)을 따라 수작업구(10)를 통해 증기발생기(1)의 밖으로 연결된다.

세정 로봇(25)은 공급 전원 상실 등 제어 기능을 상실하였을 경우에도 증기발생기(1) 밖으로 인출할 수 있도록 안전 장치를 갖추고 있다. 로봇 제거 레버(49)를 당기면 여기에 연결된 부품들이 회전 운동을 하면서 베벨기어1(31)을 오른쪽으로 이동시켜 피니언기어(33)가 자유롭게 회전할 수 있게 된다.

4개의 누름바퀴(50)는 세정 로봇이 레일(23)을 따라 주행할 때 누름바퀴안내면(54)을 따라 이동하면서 스프링(51)의 힘에 의해 두 개의 홈바퀴(52)와 두 개의 평평바퀴(53)가 랙기어(28) 및 사각봉(62)에 안착되도록 하여 세정 로봇(25)의 위치가 정확하게 결정되도록 하며, 세정 로봇(25)에 연결된 90도 노즐 블록 및 30도 노즐 블록이 고압수를 분사할 때 그 반작용으로 로봇이 흔들리는 것을 방지한다.

도 9에서 90도 노즐 본체(34)는 다수의 90도 노즐(36)이 상반된 방향으로 부착되어 있어서 고압수 분사로 인한 반력을 최소화하였다. 90도 노즐 본체(34)의 내부에는 엔코더 장착 직류 모터(37) 및 감속기어(38)가 설치되어 있으며, 직류 모터(37)의 회전 운동이 90도 노즐 블록에 전달되어 90도 노즐(36)이 회전하면서 고압수를 분사하여 슬러지를 제거한다.

도 9(h)는 90도 노즐 블록(39)의 회전 시 90도 노즐(36) 부분의 h-h 단면도를 보여주고 있다. 고압수 호스(도면에 없음)는 신속탈부착식으로 고압수 커넥터(55)에 탈부착되며, 고압수 튜브(56)를 통해 90도 노즐 블록(39)으로 고압수가 전달되어 90도 노즐(36)을 통하여 분사된다. 이 고압 분사수가 하부 지지판(3)위에 침적된 슬러지(7)를 가장자리로 이동시킨다. 가장자리로 이동된 슬러지(7)는 주입 노즐(11)에 의하여 유입된 물에 의하여 흡입 노즐(13)쪽으로 이동되어 흡입 펌프(그림에 없음)에 의해 증기발생기 외부로 방출된다.

도 10은 30도 노즐 본체(35)의 모습을 보여주고 있다. 30도 세정 노즐 본체 내부에는 감속기(40) 및 엔코더 장착형 직류 모터(41)가 탑재되어 있으며, 직류 모터(41)의 회전 운동이 여러 개의 베벨기어(42)를 통해 30도 방향으로 배열된 30도 노즐블록(43)에 회전운동으로 전달된다. 30도 노즐 블록(43)은 노즐 회전축(61)을 중심으로 일정 각도 범위 내에서 회전하며, 여기에 부착되어 있는 30도 노즐(59)이 전열관 하부 지지판(3)의 전 표면에 고압수를 분사한다. 고압수는 고압수 커넥터(57)에 탈부착되는 고압 호스(그림에 없음)를 통해 고압수 튜브(58)를 거쳐 30도 노즐 블록으로 유입되며, 30도 노즐 블록으로 유입되며, 30도 노즐(59)을 통해 증기발생기(1)의 전열관 하부 지지판(3)에 분사된다.

이와 같은 본 발명 증기발생기 슬러지 세정 장비는 전열관의 배치가 직사각형인 기존의 증기발생기는 물론 삼각 배열인 증기발생기의 전열관 및 전열관 하부 지지판의 세정에 활용할 수 있도록 한 것으로 세정 노즐 본체는 세정 로봇 하부에 탈부착식으로 부착할 수 있게 함으로써 증기발생기의 형태가 달라질 경우에도 노즐 본체만 교체하면 재사용이 가능한 구조이고, 증기발생기의 중앙 지지봉이 있을 경우에도 고안된 레일을 사용하면 세정 레일을 단시간에 설치할 수 있어서 방사선 쪼임량을 줄일 수 있으며, 사각 배열 증기발생기 세정시에는 노즐 블록 자체가 회전할 수 있도록 하여 30도 방향으로 배열된 전열관 사이로 전열관 하부 지지판의 전 영역에 고압수를 분사할 수 있는 것으로 종래의 장치에 비해 매우 효율적으로 세정작업을 수행하도록 하는 잇점이 있다.

Claims (11)

1. 증기발생기(1)의 바닥면을 이루는 전열관(2)의 하부지지판(3)에 침적되는 슬러지를 향해 고압수를 분사하여 제거하는 슬러지 세정 장비에 있어서,

   증기발생기(1)의 내부에 한 쪽 수작업구(10)로 투입되어 설치되면서 그 몸체의 한쪽부분에 중앙지지봉(26)의 방해를 받지 않고 다른쪽 수작업구(10')에 걸치도록 절개부분(60)이 형성된 레일(23)과;

   레일(23)에 홈바퀴(52)와 평평바퀴(53)를 통해 탑재되면서 직류모터(29)의 축에 베벨기어1.2(31,32)로 연결되는 피니언기어(33)가 랙기어(28)를 따라 전후진함은 물론 몸체아래부분에 노즐연결부(44)가 설치된 세정로봇(25);

   세정로봇(25)에 노즐연결부(44)를 통해 연결되면서 모터의 회전운동방향을 베벨기어를 통해 변경하여 회전축을 중심점으로 노즐들을 회전시키면서 하부지지판 (3)에 적층된 슬러지를 향해 고압수를 분사하는 노즐본체(34,35);

   수작업구(10)에 부착된 세로세움대(21)에 호스부착대(15)가 이동하는 상/하부풀리(16.17)를 장착하여 세정로봇(25)에서 분기되는 케이블 및 호스의 장력을 일정하게 유지하면서 꼬임을 방지하는 호스 및 케이블 승강기 계통(14)과;

   세정로봇(25)에 장착되면서 노즐본체에 구비되는 노즐들을 통해 분사되는 고압수의 분사방향이 전열관(2)의 사이로 정확히 분사되는지 여부를 점검하는 시각장치(46)와 렌즈정화노즐(47)로 이루어진 것을 특징으로 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비.
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5. 제 1항에 있어서, 노즐본체(34.35)에, 세정로봇(25)의 주행방향과 노즐들이 장착된 노즐블록을 베벨기어를 매개로하여 노즐회전축을 중심점으로 구동하여 회전시키는 직류모터가 구비된 것을 특징으로 하는 증기발생기 슬러지 세정 장치.
6. 제 1항에 있어서, 레일(23)은, 그 양쪽 끝 부분에 레일고정볼트(24)가 장착되고 이 레일고정볼트(24)에 너트를 통해 레일고정대(22)가 고정되며, 그 내부에 단면이 사다리꼴 또는 삼각형을 이루는 랙기어(28) 및 사각봉(62)이 장착된 것을 특징으로 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비.
7. 제 1항에 있어서, 노즐연결부(44)는, 그 몸체가 세정로봇(25)과의 탈부착과정을 단순화하기 위해 역 사다리꼴 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비.
8. 제 1항에 있어서, 시각장치(46)에는, 내시경 또는 카메라가 장착된 것을 특징으로 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비.
9. 제 1항에 있어서, 세정로봇(25)에, 세정로봇(25)이 레일(23)을 따라 주행하는 과정에서 발생하는 충격력을 누름바퀴안내면(54)을 따라 이동하면서 스프링(51)을 통해 완충함과 더불어 노즐본체내의 노즐에서 고압수를 분사하는 과정에서 발생하는 흔들림을 완충시키는 다수개의 누름바퀴(50)가 장착된 것을 특징으로 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비.
10. 제 1항에 있어서, 세정로봇(25)에, 베벨기어(31.32)와 피니언기어(33)의 결합을 해제하여 세정로봇(25)을 외부로 인출할 수 있도록 한 로봇제거레버(49)가 구비됨을 특징으로 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비.
11. 제 1항에 있어서, 호스 및 케이블 승강기 계통(14)은, 호스부착대(15)에 커넥터를 통해 연결되는 고압호스가 한 쌍의 상부풀리(16)와 한 개의 하부풀리(17)를 따라 회전하는 과정에서 상부풀리(16)에 쇠줄을 통해 연결되는 납 추(18)의 자중에 의해 장력조절되는 것을 특징으로 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비.