KR100446826B1 - 증기발생기용 스케일 제거장치 - Google Patents

Abstract

셸 앤드 튜브 열교환기형 증기발생기의 내부에 부착된 스케일을 제거하는 스케일 제거장치가 제공된다.

스케일 제거장치는, 고압수 호스 (91) 를 보유지지하여 관판, 관지지판 및 전열관에 관하여 가동인 플렉시블 랜스 (58) 와, 이 플렉시블 랜스의 선단에 장착되는 세정 헤드 (60) 를 구비한다. 이 세정 헤드의 내부에는, 고압수 호스와 연통하는 캐비테이션 발생 노즐 구멍 (99a, 99b) 이 형성되어 있다. 세정시에 기포가 발생하고, 이 기포가 붕괴할 때 생기는 충격압이 전파되어, 광범위에 걸쳐 스케일을 제거한다.

Description

증기발생기용 스케일 제거장치 {DESCALING DEVICE FOR STEAM GENERATOR}

본 발명을 이해하기 위해서는, 예컨대 원자력 발전 플랜트에서 사용되는 증기발생기에 대해 설명할 필요가 있다고 생각되므로, 도 10 을 참조하여 그 개요를 간단히 설명한다.

도 10 에서 도면부호 1 은, 증기발생기의 증기발생부를 나타내고, 이 증기발생부 (1) 는 핸드 홀 또는 검사 홀 (1 개만 도면부호 17 로 나타냄) 이 직경방향과 대치하여 형성된 거의 원통형의 동체부 (2) 를 갖는다. 동체부 (2) 내의 하방 부위에는 관판 (3) 이 설치되고, 동체부 (2) 의 저부 (2a) 와 함께 수실(水室) (4) 을 구분하여 형성한다. 한편, 이 관판 (3) 의 상방에는, 상기 수실 (4) 과 연통하도록 다수의 통상 U 자형의 전열관 (5) 이 배치됨과 동시에, 이 다수의 전열관 (5) 을 횡단하여 가로방향에서 지지하도록 복수의 관지지판 (6a, 6b,‥‥6f) 이 수평으로 배치되어 있다. 각 전열관 (5) 은 관지지판 (6a, 6b,‥‥6f) 에 형성된 통상 BEC (Broached Egg Crate) 홀이라 칭하는 다른 형태의 구멍을 뚫어 상하로 연장되어 있다. 이 BEC 홀은, 도 10 에서 관지지판 (6a) 에 대표적으로 도면부호 7 로 개략적으로 나타나 있다.

상기 수실 (4) 내의 스페이스는, 분리판 (8) 에 의해 핫 레그부 (4a) 와 콜드 레그부 (4b) 로 분리되어 있고, 각 U 자형 전열관 (5) 의 일단은 핫 레그부 (4a) 에 연통하고, 타단은 콜드 레그부 (4b) 에 연통하고 있다. 따라서, 관판 (3) 에도 각 전열관의 단부를 받아들이기 위한 다수의 홀이 도면부호 3a 로 개략적으로 나타나는 바와 같이 형성되어 있다.

또, 도 10 에 있어서, 도면부호 9 는 수실 (4) 내에 작업원이 들어가는 것을 가능하게 하는 맨홀, 도면부호 10 은 핫 레그부 (4a) 에 연통하는 냉각재 입구 노즐, 도면부호 11 은 콜드 레그부 (4b) 에 연통하는 냉각재 출구 노즐, 도면부호 12 는 증기발생기를 끌어올리기 위한 트러니언 (trunnion;이축(耳軸)) 이다. 도시하지 않지만, 증기발생기의 정수리부에는 증기 출구가 형성되어 있다. 또, 증기발생부 (1) 의 상방에는, 동체부 부분내로 급수를 도입하기 위한 급수 노즐 (도시 생략) 이 있다.

따라서, 예컨대 원자력 발전 플랜트의 증기발생기의 경우, 원자로에서 보내온 고온고압의 냉각재는, 냉각재 입구 노즐 (10) 을 통하여 증기발생기의 수실 (4) 의 핫 레그부 (4a) 에 들어가고, 전열관 (5) 의 내부를 통과하여 콜드 레그부 (4b) 에 이르고, 다시 냉각재 출구 노즐 (11) 을 거쳐 원자로로 되돌아간다. 한편, 상기 급수 노즐로부터는 급수가 동체부 (2) 내로 공급되어, 전열관 (5) 의 주위를 채운다. 따라서, 이 급수는 전열관 (5) 의 내부를 흐르는 고온고압의 냉각재에의해 가열되어 증기가 되고, 상기 증기 출구로 나와, 발전을 위해 증기 터빈 (도시 생략) 으로 보내진다.

이와 같이 급수가 증기로 상태변화하므로, 관판 (3) 의 상면, 특히 전열관 (5) 의 단부가 삽입되는 홀 (3a) 근방의 관판 (3) 상면이나 거기에 설치된 전열관 (5) 의 하부 주변면 (이들 영역을 본 명세서에서는 관판 주위라 함) 에, 또 각 관지지판의 상하면이나 상기 BEC 홀 (7) 의 특히 바로 아래부분 근방 (이들 영역을 본 명세서에서는 관지지판 주위라 함) 에 스케일이라 칭하는 오물이 부착되기 쉽다. 이 스케일을 방치하면 전열관의 부식 등의 원인이 되므로 정기적으로 제거해야 한다.

이와 같이 증기발생기는 다양한 산업분야에서 비교적 넓게 사용되는 장치이지만, 사용함에 따라 내부의 전열관 (5) 이나 관판 (3), 관지지판 (6a, 6b,‥‥6f) 등에 스케일이라 불리는 오물이 발생하므로, 증기발생기의 성능을 유지함과 동시에, 스케일에 의한 부식의 발생과 같은 사태를 피하기 위해 스케일을 제거할 필요가 있음을 알 수 있다.

종래, 이와 같은 스케일을 제거하기 위해, 다양한 스케일 제거장치가 제안되어 개발되어 왔다. 원자력 발전 플랜트용 증기발생기는, 작업원이 소정량 이상의 방사선의 조사를 받지 않도록 한다는 건강관리상의 제한이 있는 것 외에, 상당히 대형의 설비임에도 불구하고, 그 내부에 있는 전열관은 그 갯수가 매우 많아 빽빽하게 채워져 설치되어 있고, 또한 각 전열관은 그 직경이 약 20 mm 정도로 가늘고 비교적 두께가 얇은 것으로, 강한 충격을 받으면 손상될 가능성도 있다.또, 증기발생기내에는 복수의 관지지판이 설치되어 있고, 관지지판간의 거리는 증기발생기 전체의 높이에 비하면 훨씬 짧기 때문에, 이러한 모든 조건을 감안하여 스케일 제거장치의 개발이 이루어져 왔다.

상술한 바와 같이, 증기발생기에서 관판은 1 장뿐이지만, 관지지판은 복수장 설치되어 있기 때문에, 관지지판 주위를 세정하기 위해서는, 스케일 제거장치의 세정 헤드는, 관지지판에 형성된 플로우 슬롯 (도 10 에서 관지지판 (6a) 에 형성되고 도면부호 13 으로 나타낸 가늘고 긴 슬롯) 을 통과하여 빠져나가 승강해야 한다. 따라서, 스케일 제거장치의 개발은, 관판 주위의 세정용인 것과, 관지지판 주위의 세정용인 것으로 나뉘어 진행되어 왔다.

도 11 은, 일본 공개특허공보 평 4-503564 호에 기재된 관판 주위의 스케일 제거장치의 대표적인 것을 나타내고 있고, 이 스케일 제거장치 (15) 는, 증기발생기의 관판 (3) 바로 위에 있는 튜브레인 (16) 내에, 핸드 홀 또는 검사 홀 (17) 을 통해 가로방향으로 연장되어 들어간 상태로 도시되어 있고, 지지 레일 (18) 을 따라 이동하는 트랜스포터 (20) 를 포함하고 있다. 플렉시블 랜스 (19) 가 이 트랜스포터 (20) 내를 통과하여 관열(管列)간의 원하는 세정위치로 연장되어 있다.

도 12 는, 이 플렉시블 랜스 (19), 특히 그 선단부분에 있는 세정 헤드 (26) 를 상세하게 나타내고 있다. 이 플렉시블 랜스 (19) 는, 호스바아 구조체라 칭하는 부재 (25) 에 의해 서로 고정된 4 개의 고압 호스 (22) 와, 질소 퍼지라인 (23) 과, 비디오 프로브의 광화이버 케이블 (24) 을 가지며, 이들의 선단이 세정 헤드 (26) 에 접속되어 있다. 세정 헤드 (26) 의 전단에는, 고압 호스 (22) 에접속되는 복수의 노즐 (27) 이 설치되어 있고, 세정중에는 여기에서 물 제트 (28) (도 11) 가 분사되도록 되어 있다.

또, 관지지판 주위의 스케일 제거장치로는, 도 14 에 대표적으로 나타낸 바와 같이, 본 출원인의 일본 공개특허공보 평 9-026107 호에 기재된 것이 있다. 도 14 에 총괄적으로 도면부호 30 으로 나타내는 이 스케일 제거장치는, 삽입기구 (31) 와 안내기구 (32) 를 구비하고, 삽입기구 (31) 는, 그 바로 앞측에 구동장치 (33) 를 가짐과 동시에 선단측에 고정판 (34) 을 가지며, 제 2 잭 (35) 의 작동으로 고정함과 동시에, 바로 앞측과 선단측의 중간에 받침판 (36) 및 제 1 잭 (37) 을 설치하고, 안내기구 (32) 를 상방으로 90 도 방향전환시키는 기구로 하고 있다. 또, 안내기구 (32) 는 곡면을 이동할 수 있도록 다수의 직사각형의 누름판 (38) 으로 분할되고, 안내기구 (32) 의 배면에는 고압 호스 및 전선 케이블 (29) 을 장착 가능하게 하고, 안내기구 (32) 의 선단부에는 세정부 본체 (40) 를 설치하고, 거기에 있는 세정 헤드 (41) 는 180 도 회전할 수 있는 기구로 하고 있다.

도시하지 않지만, 이 세정 헤드 (41) 에도 동일하게 복수의 노즐이 형성되어 있고, 여기에서 세정하고자 하는 부위를 향해 물 제트를 분사한다. 이 안내기구 (32) 를 신축함으로써, 각 관지지판에 있는 플로우 슬롯 (13) 을 통과시켜 복수의 관지지판 주위의 스케일을 제거하고자 한다.

한편, 스케일의 제거에 관해서는, 부착되어 버린 것을 랜스로부터의 물 제트에 의해 제거하는 외에, 부착 자체를 방지하고자 하는 기술의 개발도 진행되고 있다. 그러므로, 최근의 증기발생기에 있어서는, 스케일의 부착 범위도 종래에비해 좁아지고, 또 부착 두께도 매우 얇아진 한편, 부착되어 버린 스케일의 부착력은 강력하여, 상술한 물 제트에 의해 제거하는 것은 용이하지 않았다. 도 15 는, 관판상의 전열관에 대한 스케일의 부착상황의 일례를 나타내는 설명도이며, 전열관의 축심을 중심으로, 좌측에 종래의 증기발생기에서의 스케일 (하드 스케일) 의 부착상황, 우측에 최근의 증기발생기에서의 스케일 (하드 스케일) 의 부착상황을 나타내고 있다.

강고하게 부착된 스케일 (하드 스케일이라 함) 을 제거하기 위해, 종래에는 물 제트의 고압화를 실시하여 대응해 왔다. 이 경우, 물 제트의 분사궤적상에 있는 스케일에 대해서는 어느 정도 개선이 확인되었지만 그 정도에서 머무르고, 분사궤적으로부터 벗어난 영역에 있는 스케일에 대해서는 무력하여 제거되지 않고 잔류되었다. 이 잔류 스케일을 제거하기 위해, 물 제트의 분사궤적폭을 확대하도록, 복수의 세정 노즐의 배치 또는 동 세정 노즐로부터의 물 제트의 지향방향을 변경하는 시도도 이루어졌지만, 결과적으로 분사면적이 넓어진 만큼 단위면적당 충격력이 낮아져, 잔류 스케일을 원하는 만큼 제거할 수는 없었다.

이것을, 도 16 을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 도 16 의 (a) 는 사용된 세정 헤드의 일례를 나타내는 사시도이며, 그 전단면 또는 정면 (A) 에는, 상하 2 영역에 합계 8 개의 노즐 구멍 (A1∼A4, A5∼A8) 이 형성되고, 양측면 (B) 에는 상하 2 위치에 합계 4 개의 노즐 구멍 (B1∼B4) (B3, B4 는 도시 생략) 가 형성되어 있다. 이 세정 헤드를 도 16 의 (b) 에 나타내는 바와 같이 전열관 (5) 과 전열관 (5) 사이에 삽입하여, 화살표 방향으로 당기면서 세정 헤드의 전단면 (a)및 양 측면 (B) 의 각 노즐 구멍으로부터 물 제트 (28A, 28B) 를 분사하여 세정한다. 이 경우, 물 제트 (28A, 28B) 에 해당하는 영역이 세정가능영역이며, 그 이외의 부분은 분사궤적외 영역이 된다. 도 16 의 (b) 에 있어서, 「Y」 란 도 11 에 나타낸 튜브레인 (16) 을 따른 방향을 X 로 했을 때, 평면상에서 X 방향에 직교하는 방향을 가리킨다. 따라서, Y14, Y15, Y16 은 튜브레인 (16) 을 기점으로 14, 15, 16 번째의 전열관인 것을 나타내고 있다.

도 16 의 (c) 는 도 16 의 (b) 에 나타내는 바와 같이 분사된 물 제트 (28A, 28B) 의 분사궤적을 나타내는 평면도이며, 중앙의 굵은 사선영역이 물 제트 (28A) 에 의해 세정가능한 영역이며, 그 좌우에 있는 상대적으로 가느다란 영역이 물 제트 (28B) 에 의해 세정가능한 영역이다. 따라서, 평면적으로 볼 때, 관판 (3) 상에 분사궤적외 영역이 존재하는 것을 알 수 있는데, 이 분사궤적외 영역의 스케일을 제거하는 것이 어려웠다. 또, 도 16 의 (d) 는 전열관 (5) 의 높이 방향에 관한 물 제트 (28B) 의 세정가능영역을 사선으로 나타내고 있다. 이 도면에서, 전열관의 높이 방향에도 분사궤적외 영역이 있는 것을 알 수 있는데, 이 분사궤적외 영역의 스케일을 제거하는 것이 곤란하였다. 도 16 의 (d) 에서, 사선영역에서 빠져나와 있는 선에 대한 도면부호는 측면 (B) 에 있는 노즐의 번호를 나타내고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 현행 스케일 제거장치에 있는 이하의 과제를 해결할 수 있는, 또는 현행 스케일 제거장치에 대한 이하의 요구를 만족할 수 있는 스케일 제거장치를 제공하는 것에 있다.

(1) 잔류 하드 스케일을 제거하기 위해, 세정유체 분사범위를 관판 전면 및 관판상 10 mm 이상의 전열관 측벽 (현행 스케일 제거장치에서 분사궤적외 영역으로 되었던 곳을 포함) 에 맞추는 것.

(2) 재료에 대한 분사의 충격의 영향은 국소적으로 강한 부분을 기준으로 평가되므로, 세정효과를 넓은 범위에 걸쳐 높이기 위해, 분사범위내에서 국소적으로 세정력이 높은 부분이 없도록 하는 것. 그렇지 않으면 세정조건이 완화되어 버린다.

(3) 공기중 물 제트는 세정유효직경이 작아, 랜스에 장치한 세정 노즐로 세정범위를 넓히는 것이 어렵다.

본 발명은, 예컨대 원자력 발전 플랜트에서 사용되는 증기발생기와 같은 열교환기, 특히 증기발생기의 관판상 또는 관군내 등의 슬러지 또는 스케일을 제거하기 위한 제거장치에 관한 것이다.

도 1 은 증기발생기의 관판 주위의 스케일을 제거하기 위한 본 발명에 의한 스케일 제거장치의 사시도이며,

도 2 는 증기발생기의 관지지판 주위의 스케일을 제거하기 위한 본 발명에의한 스케일 제거장치의 사시도이며,

도 3 은 도 2 의 스케일 제거장치의 주요부를 확대하여 나타내는 사시도이며,

도 4 의 (a) 는 도 1 및 도 2 의 스케일 제거장치에서 사용할 수 있는 플렉시블 랜스의 세정 헤드를 특히 일부 단면으로 나타내는 평면도, (b) 는 그 측면도이며,

도 5 는 도 4 의 (a) 의 일부를 확대하여 노즐 칩을 특히 명확하게 나타내는 평면도이며,

도 6 의 (a), (b) 및 (c) 는 각각 본 발명에 따른 세정 헤드를 사용한 시험장치의 개요를 설명하기 위한 도면이고, 도 6 의 (d) 는 (c) 에 나타낸 세정 헤드를 사용하여 세정한 경우의 충격압의 전파를 나타내는 설명도이며,

도 7 은 본 발명에 의한 세정 헤드의 변형 실시형태를 나타내는 단면도이며,

도 8 은 본 발명에 의한 세정 헤드의 다른 변형 실시형태를 나타내는 단면도이며,

도 9 의 (a) ∼ (d) 는 본 발명의 세정 헤드에서 사용할 수 있는 여러 가지 노즐 조립체 또는 노즐 칩을 나타내는 단면도이며,

도 10 은 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 종래의 증기발생기의 동체부를 파단하여 나타내는 입면도이며,

도 11 은 관판 주위의 스케일을 제거하기 위한 종래의 장치의 사시도이며,

도 12 는 도 11 의 스케일 제거장치에서 사용되고 있는 플렉시블 랜스 선단의 세정 헤드를 나타내는 단면도이며,

도 13 은 도 12 의 세정 헤드의 측면도이며,

도 14 는 관지지판 주위의 스케일을 제거하기 위한 종래의 장치의 사시도이며,

도 15 는 종래의 물 제트를 사용한 경우의 스케일의 제거에 대해 설명하는 도면이고,

도 16 의 (a) 는 실험에 사용한 종래의 세정 헤드의 부분도, (b) 는 그 세정 헤드의 노즐 구멍으로부터 전열관 사이에 분사되는 물 제트를 나타내는 평면도, (c) 는 상기 물 제트에 의한 관판의 세정가능영역, 따라서 분사궤적외 영역을 나타내는 평면도, (d) 는 상기 물 제트에 의한 전열관의 세정가능영역, 따라서 분사궤적외 영역을 나타내는 입면도이다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

다음, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하는데, 도면 중 동일 도면부호는 동일한 또는 대응하는 부분을 나타내는 것으로 한다. 또, 본 발명은 이하의 설명에서 알 수 있듯이, 이 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 변형이 가능하다.

도 1 은, 본 발명에 따라 관판 주위를 세정하기 위한 스케일 제거장치 (50) 를 증기발생기의 동체부 (2) 내에 나타내고 있다. 관판 (3) 에는 다수의 홀 (3a) 이 형성되어 있고, 각 홀 (3a) 에 전열관 (5) 의 단부가 삽입되어 물이 새지 않게 고착되어 있다. 또, 동체부 (2) 에는, 관판 (3) 의 상면의 비교적 근방의부위에, 직경방향과 대치하여 1 쌍의 둥근 핸드 홀 또는 검사 홀 (1 개만 나타냄) (2b) 이 형성되어 있고, 이 핸드 홀 (2b) 을 통해 스케일 제거장치 (50) 가 동체부내에 반입되도록 되어 있다. 관판 (3) 의 상면에, 이 실시형태에서는 밀집된 점상으로 편의상 나타낸 영역 또는 부분 (3b) 이, 제거해야 할 부착 스케일을 나타내고 있다.

도 1 에서 관판 (3) 의 상방에 수평으로 설치된 스케일 제거장치 (50) 는, 하부가 개방된 모노레일이라 불리는 현가안내장치 (51) 와, 이 현가안내장치 (51) 에 의해 현가지지됨과 동시에 튜브레인 (16) 을 따라서 수평방향으로 안내되는 원통상의 랜스 반송체 (52) 를 갖는다. 현가안내장치 (51) 는 레일부 (53) 를 가지고 있고, 랜스 반송체 (52) 의 도시하지 않은 피안내부가 레일부 (53) 에 계합하여, 레일부 (53) 에 의해 수평방향의 이동이 안내된다. 랜스 반송체 (52) 의 이동장치에 대해서는 도시를 생략한다.

이 현가안내장치 (51) 및 랜스 반송체 (52) 를 지지하기 위해, 모노레일 (51) 의 일단은 회전운동이 자유롭게 튜브레인 블록 (54a) 에 장착된 길이 조절이 가능한 지지부재 (55) 에 결합되어 있다. 그리고, 도시되어 있지 않은 모노레일 (51) 의 타단은, 동체부 (2) 의 외부에서 동일한 지지부재 (도시 생략) 에 장착되어 있다. 튜브레인 블록은, 도면부호 54b 로 나타내는 바와 같이, 도시된 핸드 홀 (2b) 측에도 배치되어 있고, 모노레일 (51) 의 상방에 나타나 있는 유량분배판 (56) 과 마찬가지로 유량분배의 개선기능을 갖는다.

모노레일 (51) 의 관판 (3) 에 대한 높이 방향의 위치와, 핸드 홀 (2b) 에대한 수평방향의 위치는, 상술한 지지부재 (55) 등의 회전운동량을 조절함으로써 자유롭게 제어할 수 있다. 또, 모노레일 (51) 의 상반부의 양측에는 길이 방향으로 에어벌룬이라 불리는 지지ㆍ보호장치 (57) 가 배치되어 있다. 이 지지ㆍ보호장치 (57) 는 예컨대 고무제품의 가요성 자루체로 이루어지고, 모노레일 (51) 을 위치결정한 후 공기를 도입하여 이 자루체가 팽창되어 모노레일 (51) 의 양측에 있는 관군에 맞닿아 모노레일 (51) 의 안정적인 지지와 관군의 보호가 이루어진다.

랜스 반송체 (52) 의 원통형 본체 (52a) 중에 플렉시블 랜스 (58) 가 수용되어 있다. 플렉시블 랜스 (58) 는 이름 그대로 가요성이며, 이 실시형태에서는 도시한 바와 같이 거의 직각으로 완곡되어 있다. 또, 도시하지 않았지만, 원통형 본체 (52a) 중에는, 랜스 구동장치가 배치되어 있어, 랜스 (58) 를 화살표로 나타내는 바와 같이 수평방향으로 왕복운동시키거나, 원통형 본체 (52a) 의 축심 주위에 회전운동시킬 수 있다. 플렉시블 랜스 (58) 의 선단에는, 후술하는 세정 헤드 (60) 가 장착되어 있어, 랜스 반송체 (52) 를 상기 이동장치 (도시 생략) 로 이동시킴으로써, 이 세정 헤드 (60) 의 X 방향의 위치가 조절되고, 또 상기 랜스 구동장치에 의해 랜스 (58) 를 왕복운동시키거나 회전운동시킴으로써 세정 헤드 (60) 의 Y 방향 및 Z 방향의 위치가 조절된다.

도 1 에 있어서, 도면부호 59 는 블로우 다운 파이프를 나타내고 있다. 이 블로우 다운 파이프 (59) 는, 증기발생기에 본래 구비되어 있는 것으로, 랜스에 의해 제거된 스케일 (3b) 을 관판상으로부터 배제하기 위한 배수 노즐 (도시 생략) 과는 별도로 설치되어 있다. 또, 상술한 랜스 반송체의 이동장치, 랜스 구동장치, 플렉시블 랜스 등에 대해서는 주지의 구조인 것이면 되고, 그에 대한 설명은 생략한다.

이상은 관판 주위의 스케일 제거장치 (50) 에 대한 설명이지만, 본 발명은 관지지판 주위의 스케일의 제거장치에도 적용가능하며, 이하 그 장치의 일례에 대해 도 2 및 도 3 을 참조하여 개략적으로 설명한다.

도 2 및 도 3 에 있어서, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 스케일 제거장치 (70) 에 있어서는, 동체부 (2) 의 외주면에, 이 스케일 제거장치 (70) 를 조작하기 위한 모든 기기로 이루어진 조작장치 어셈블리 (71) 가 장착된다. 동체부 (2) 내에는 조작장치 어셈블리 (71) 와 작동상 접속되어, 가이드레일 어셈블리 (72) 가 장치되어 있다. 이 가이드레일 어셈블리 (72) 는, 이 실시형태에서는 가장 하방에 있는 제 1 관지지판 (6a) 상에 놓여지고, 가이드레일 어셈블리 (72) 의 각 단부 근방에 상술한 핸드 홀 (2b) 과는 별도의 핸드 홀 (2c) 이 있다.

이 가이드레일 어셈블리 (72) 에 의해 지지되고 안내되는 것이, 승강장치 조립체 (이하, 단순히 승강장치라 함) (74) 를 이동ㆍ기립ㆍ경도(傾倒)가능하게 지지하는 이동ㆍ접속캐리지 조립체 (이동ㆍ접속수단) (75) 이다. 도 2 에서 수직 상방으로 연장되는 승강장치 (74) 의 기립ㆍ경도는 윈치 (76) 등의 조성하에, 리지드한 수압식 기립ㆍ경도장치 (77) 에 의해 실시된다. 또, 승강장치 (74) 는 튜브가이드 장치 (78) 와 신축 아암 조립체 (80) 를 포함하고 있고, 이 신축 아암 조립체 (80) 의 선단에 랜스 이송장치 (79) 가 장착되어 있다. 랜스 이송장치 (79) 에 의해 플렉시블 랜스 (81) 의 선단에 설치한 세정 헤드 (82) 가 관군내의소정 위치로 이송된다. 이 세정 헤드 (82) 는, 후술하는 유체분사 노즐을 포함하고, 거기에서 분사되어 스케일에 충돌하는 유체의 압력에 의해 스케일을 박리하여 제거한다. 관지지판상에 낙하된 제거 스케일은 별도의 다른 수단에 의해 동체부외로 배출된다.

도 3 에서 신축 아암부 (85) 의 선단에 랜스 이송장치 (86) 가 장착되어 있다. 이 랜스 이송장치 (79) 는, 내부를 플렉시블 랜스 (81) 가 통과하는 랜스 삽입관 (87) 과, 랜스 이송기구 (도시생략) 를 포함하고 있고, 이들은 기대(基臺) (88) 상에 장착된다. 또, 90 도 선회가능한 랜스 삽입관 (87) 에는, 세정하고자 하는 관열 사이에 그 선단을 위치시킨 후, 이 랜스 삽입관 (87) 을 관군에 의해 지지하는 클램프 기구 (89) 가 설치되어 있다.

상술한 스케일 제거장치 (70) 는, 증기발생기 동체부의 외부에 있을 때에는 반분해상태이지만, 다음과 같은 순서로 동체부내로 반입되어 조립된다.

1. 핸드 홀 (2c) 로 손을 삽입하여 감시 카메라 (83) 를 동체부 (2) 내에 장착한다.

2. 가이드레일 어셈블리의 장착시에 전열관 (5) 을 손상으로부터 보호하기 위해, 전열관 프로텍터 (84) 를 관군 레인에 설치한다.

3. 가이드레일 어셈블리 (72) 를 구성하는 분할식의 가이드레일 (실시형태에서는 2 분할) (72a) 를, 핸드 홀 (2c) 을 통하여 동체부 (2) 내에 도입한다. 이 때 이동캐리지 (75a) 는 미리 가이드레일에 장착해 둔다.

4. 그 후 튜브가이드 기구 (78), 신축 아암 조립체 (80) 및 랜스 이송장치(79) 등이 접속된 상태에서, 승강장치 (74) 를 옆으로 향하게 하여 이동캐리지 (75a) 의 안 쪽까지 깊숙히 핸드 홀 (2c) 을 통해 삽입한다.

5. 다음, 접속캐리지 (75b) 를 핸드홀을 경유하여 동체부내에 반입하고, 이동캐리지 (75a) 와 접속캐리지 (75b) 를 고정하여 이동ㆍ접속캐리지 조립체 (75) 로 한다.

6. 그 후, 수압식 기립ㆍ경도장치 (77) 를 승강장치 (74) 에 장착하고 나서, 윈치 및 래크의 조성하에 승강장치 (74) 를 도시하는 직립상태로 유지한다. 이로써, 오염부분, 특히 관지지판의 하측을 세정할 준비가 완료된다.

세정을 하기 위해서는, 신축 아암 조립체 (80) 의 선회 아암부 (80b) 를 수직 아암부 (80a) 에 대해 직교하는 상태로 선회시키면서, 신축 아암부 (85) 를 적절히 늘린다. 그리고, 랜스 이송장치 (86) 를 작동하여, 그 랜스 삽입관 (87) 을 도 2 에 나타내는 상방향 상태로부터 도 3 에 나타내는 횡방향의 세정상태로 선회시켜, 전열관열 사이에 삽입한다. 이렇게 하여 세정해야 할 위치에 삽입된 세정 헤드 (82) 로부터 고압수를 도 3 에 나타내는 바와 같이 분사하면, 그 위치에 있는 스케일을 제거할 수 있다.

다음, 도 1 에 나타낸 관판 주위의 스케일 제거장치 (50) 및 도 2 및 도 3 에 나타낸 관지지판 주위의 스케일 제거장치 (70) 에 사용하기에 적합한 세정 헤드에 관하여, 그 여러 가지 실시형태에 대해 설명한다. 설명의 중복을 피하기 위해, 관판 주위의 스케일 제거장치 (50) 의 세정 헤드 (60) 에 대해서만 기재하지만, 후자의 세정 헤드 (82) 의 구조도 기본적으로는 동일하다고 생각하면 된다.

랜스 (58) 의 선단부와 거기에 장착된 세정 헤드 (60) 가 도 4 및 도 5 에 나타나 있다. 랜스 (58) 자체의 구조는, 예컨대 도 10 에 나타낸 바와 같은 통상의 것이라도 되고, 이 실시형태에서는 간단히 설명하면, 3 개의 고압수 호스 (91) 와, 1 개의 질소 퍼지라인 (92) 과, 1 개의 비디오 프로브의 광화이버 케이블 (93) 을 포함하고, 이들 호스 등을 그 길이방향으로 설치된 일체상의 블록 (93a, 93b, 93c, ‥) 이 상호 고정되어 있다. 그리고, 가장 선단의 블록 (93a) 에 있는 장착 단부 블록 (94) 에, 적절한 고착수단 (95) 에 의해 박형 세정 헤드 (60) 가 장착되어 있다.

세정 헤드 (60) 에는, 각 고압수 호스 (91) 를 받아들이는 소켓부 (60a) 가 형성되어 있고, 이 소켓부 (60a) 가 1 개의 챔버 (60b) 에 연통하고 있다. 그리고, 이 챔버 (60b) 에 연통하도록, 노즐 칩 (96) 이 착탈이 자유롭게 그리고 액체가 새지 않게 장착되어 있다. 이 노즐 칩 (96) 은, 주사위와 같은 입방체 형상의 본체부 (6 면체) (96a) 와, 도면에서 이 본체부 (96a) 의 상면 및 하면에서 연장되어 나오는 플런지 형상의 장착부 (96b) 와, 본체부 (96a) 의 내면에서 상기 챔버 (60b) 방향으로 돌출된 원통형의 연통부 (돌출부) (96c) 를 갖는다.

세정 헤드 (60) 에는, 도 4 및 도 5 에서 이해할 수 있듯이, 상술한 노즐 칩 (96) 을 받아들이기에 적합한 형상의 오목부가 형성되어 있고, 이 노즐 칩 (96) 은, 그 장착부 (96b) 에서 2 개의 고정 나사 (97) 에 의해 세정 헤드 (60) 에 확실하게 고정되고, 연통부 (96c) 에서 챔버 (60b) 에 연통된다. 연통부 (96c) 주위에는 O-링 (98) 과 같은 시일수단이 배치되어 있어, 노즐 칩 (96) 을 세정 헤드(60) 에 대해 액체가 새지 않게 장착할 수 있도록 되어 있다. 연통부 (96c) 에는 거의 동일한 직경의 유로 (99a) 가 형성되고, 또 본체부 (96a) 에는 원추형의 노즐 구멍 (99b) 이 형성되어 있다. 유로 (99a) 는 일단에서 챔버 (60b) 에 연통하고, 타단에서 노즐 구멍 (99b) 의 소경단에 연통하고 있다. 노즐 구멍 (99b) 의 대경단은 외부에 노출되어 있다.

이러한 세정 헤드 (60) 를 스케일의 제거에 사용할 때에는, 적어도 세정 헤드 (60) 전체가 수몰되기까지 관판상에 물을 채운 후, 상기 고압수 호스 (91) 에 고압수를 공급한다. 고압수 호스 (91) 를 통과한 고압수는, 수몰된 세정 헤드 (60) 의 챔버 (60b) 로 들어가고, 거기에서 노즐 칩 (96) 의 유로 (99a) 를 물 제트가 되어 통과하여 노즐 구멍 (99b) 에서 분사된다. 도시한 형상의 노즐 구멍 (99b) 의 수중에서 물 제트를 분사하면, 이 물 제트 주위의 액체가 가속되고, 압력이 국소적으로 저하되어 증기압 이하가 되면, 액체는 증발하여 기포로 되어 성장하는 캐비테이션이라는 현상이 발생한다. 이 캐비테이션 기포가 붕괴할 때 매우 높은 충격압이 발생한다.

따라서, 이 캐비테이션 기포가 강고하게 부착된 스케일에 닿으면, 기포가 붕괴하여 높은 충격압이 발생하여 하드 스케일도 박리할 수 있다. 캐비테이션 제트의 특징은, 고압수 제트보다도 낮은 압력으로 넓은 범위에 높은 충격압이 얻어지고, 또한 기포가 확산되어 광범위하게 충격압을 발생시키기 때문에, 종래의 물 제트에서는 도달하지 않았던 영역에도 도달하므로, 소위 분사궤적외 영역도 바람직하게 세정할 수 있다. 또, 넓은 범위에 걸쳐 높은 충격압이 얻어지므로, 이 세정헤드가 부착된 랜스를 조작하는 측의 장치도 구성이 단순해져 로봇화가 용이해진다.

도 6 의 (a), (b) 에 나타낸 시험장치를 사용하여, 도 4 및 도 5 에 나타낸 세정 헤드 (60) 와 실질적으로 동등한 노즐 형상을 갖는 도 6 의 (c) 의 세정 헤드 또는 노즐 헤드를 장착하여 스케일 제거시험을 실시한 결과, 도 6 의 (d) 에 나타내는 바와 같이, 캐비테이션의 기포가 이동 (전파) 하여, 세정가능영역이 넓은 범위로 확산되므로, 분사각도, 노즐압력, 유량, 스탠드오프 거리, 관판면의 수심 등의 팩터를 적절하게 설정함으로써, 표면조도의 허용치를 초과하는 침식(erosion) 이 발생하지 않고 (분사시간 60 분), 공시체 (전열관) 에 대한 캐비테이션 작용면의 80 % 이상이 스케일 제거에 유효한 충격압에 도달하는 것을 알 수 있었다. 또, 실제 증기발생기 관판에 적용하는 것을 상정하여 분사각도를 58 도로 한 경우, 높이 방향으로 관판에서 10 mm 이상에 걸쳐, 또 원주방향으로는 거의 반원주 이상에 걸쳐, 유효한 캐비테이션이 작용하여, 현행 스케일 제거장치에서의 분사궤적외 영역을 포함하는 세정대상부위에 유효하다는 것을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니고 다양한 변형이 가능하다. 예컨대, 세정 헤드로는 도 7 에 나타내는 바와 같이, 2 개의 캐비테이션 노즐 칩 (101) 을 갖는 세정 헤드 (100) 라도 된다. 도 7 에서 세정 헤드 (100) 에는 각 노즐 칩에 연통하는 챔버 (102) 가 형성되어 있고, 고압수는 고압수 호스 (103) 에서 이 챔버 (102) 를 통하여 노즐 칩 (101) 에 공급되어 상술한 바와 같이 캐비테이션이 발생한다.도면부호 104 는 헤드 선단에 나타내는 CCD 카메라 (105) 에 이어지는 소위 광화이버와 같은 이미지 가이드이다.

도 8 에 나타내는 벤츄리형 세정 헤드 (110) 에서는, 도 4 및 도 5 의 원통형의 유로 (99a) 에 대응하는 부분이 슬롯부 (111) 로 되어 있기 때문에, 캐비테이션은 그 기포가 도면부호 112 로 나타나 있는 바와 같이, 이 슬롯부 (111) 에서 발생한다. 따라서, 이 세정 헤드 (110) 는 수중에서는 물론, 공기중에서도 사용가능하다. 또한, 이 세정 헤드 (110) 에서는, 선단측의 각을 단순히 모서리를 깎는 것이 아니라, 곡면부 (113) 로 하고 있다.

다시 도 1 을 참조하면 용이하게 알 수 있듯이, 랜스 (58) 는 흰색 화살표로 나타내는 바와 같이 랜스 반송체 (52) 의 원통형 본체 (52a) 를 따라 이동가능하므로, 완전하게 복귀되었을 때에는 그 선단에 있는 세정 헤드가 원통형 본체의 단부 덮개체 (52b) 의 내측에 위치하게 된다. 이 상태에서 스케일 제거장치 (50) 가 핸드 홀 (2b) 을 통해 동체부밖으로 반출입되므로, 도 8 에 나타내는 바와 같이 세정 헤드 (110) 의 각을 곡면부 (113) 로 해 두면, 반출입시에 핸드 홀 (2b) 을 간섭하지 않아 작업성이 향상된다. 따라서, 이 곡면부 (113) 는 도 1 에 나타낸 원통형 본체 (52a) 의 단부 덮개체 (52b) 의 외주형상에 맞추는 것이 가장 좋다.

다음, 도 9 의 (a) ∼ (d) 를 참조하여, 본 발명의 스케일 제거장치에서 사용하여 캐비테이션을 발생시킬 수 있는 여러 세정 헤드 또는 노즐 칩에 대해 설명한다. 도 9 의 (a) 에 나타낸 세정 헤드 (120) 는, 고압수 호스 (121) 에 연통하는 원추형의 유로 (123) 를 갖는 제 1 부재 (122) 와, 이 유로 (123) 에 연통하는 원통형의 유로 (125) 를 갖는 제 2 부재 (124) 와, 이 유로 (125) 에 연통하는 원추형의 유로 (127) 를 갖는 제 3 부재 (126) 를 갖는다. 제 3 부재 (126) 에는, 유로 (127) 에 연통하는 원추형의 유로 (129a) 및 원통형의 유로 (129b) 를 내부에 형성한 노즐 칩 (129) 이 착탈이 자유롭게 끼워 맞춰져 있고, 또 원추형의 유로 (127) 에는 원통형의 유로 (125) 에 선단을 돌입시켜 원주체 또는 핀 (128) 이 설치되어 있다. 이 세정 헤드 (120) 에서는, 고압수는 고압수 호스 (121) 로부터 원추형의 유로 (123) 에 들어가고, 거기에서 원통형의 유로 (125) 에 분사되어 핀 (128) 주위에 캐비테이션이 발생한다. 이 세정 헤드 (120) 에서는 유로 (125) 의 전방에 노즐 칩 (129) 등이 더 형성되어 있기 때문에, 공기중에서 세정 헤드 (120) 를 사용해도 캐비테이션을 발생시킬 수 있다.

도 9 의 (b) 및 (c) 는, 오리피스형의 다른 노즐 칩 (130, 135) 을 나타내는 것으로, 원통형의 유로 또는 챔버 (131) 의 전방에 끝이 가느다란 거의 원추형으로 형성된 유로 (132) 를 가지며, 원추형의 이 유로 (132) 의 선단에, 비교적 짧은 길이의 원추형 유로 (133) 가 형성되어 있다. 이 유로 (133) 의 길이를 짧게 함으로써, 도면의 좌측에서 우측으로 흐르는 고압수에서의 캐비테이션의 발생이 촉진된다고 생각되고 있다. 노즐 칩 (130) 과 노즐 칩 (135) 은 외형이 다른 점에서 상이하다.

도 9 의 (d) 는, 혼형 노즐 칩 (140) 을 나타내고 있다. 고압수는, 노즐 칩 (140) 의 우측에서 혼형 유로 (141) 에 도입되어, 원통형의 챔버 또는 유로 (142) 를 거쳐, 원추형의 유로 (143) 에서 나와 캐비테이션을 발생시킨다. 이실시형태에서 원통형의 유로 (142) 에 적절한 초음파 진동자 (144) 를 장착하면 캐비테이션의 발생이 촉진된다.

이상, 본 발명의 몇가지 바람직한 실시형태 및 그 변형 실시형태에 대해 설명했지만, 다음과 같이 변형할 수도 있다.

(1) 초음파 진동자는 도 9 의 (d) 의 변형 실시형태에서만 사용되고 있지만, 캐비테이션의 촉진이 요망되는 경우에는, 노즐 상류측 (캐비테이션 발생전의 부위) 에 설치할 수 있다.

(2) 1 개 또는 2 개의 노즐 칩을 갖는 실시형태를 나타냈지만, 그 수는 증가시킬 수 있다. 또, 복수의 노즐 칩을 동일한 세정 헤드에 부착하는 경우, 다른 종류의 노즐 칩을 조합하여 사용해도 된다.

(3) CCD 카메라 및 이미지 가이드가 장치되어 있지 않은 세정 헤드의 실시형태에도 이들을 설치할 수 있다.

따라서, 상기 목적에서, 제 1 본 발명의 증기발생기용 스케일 제거장치는, 동체부와, 이 동체부의 횡단방향에 이 동체부내에 수평으로 배치된 관판 및 복수의 관지지판과, 상기 관판으로부터 일단이 연장되어 이 관판에서 타단이 종단함과 동시에, 상기 동체부내에 튜브레인을 구분하여 형성하도록 상기 각 관지지판을 관통하여 열을 지어 연장되는 복수의 전열관을 가지며, 상기 동체부에는, 상기 관판보다도 상방의 부위에 핸드 홀이 형성되어 있는 증기발생기에 있어서, 상기 핸드 홀을 통해 삽입되어 상기 관판 주위의 세정에 적용되는 스케일 제거장치로서, 고압수 호스를 보유지지하고 상기 관판 및 상기 전열관에 관하여 가동인 플렉시블 랜스와, 이 플렉시블 랜스의 선단에 장착되는 세정 헤드를 구비하고, 이 세정 헤드의 내부에는, 상기 고압수 호스와 연통하는 유체통로와, 이 유체통로에 연통하는 챔버와, 이 챔버에 연통하는 캐비테이션 발생 노즐 구멍이 형성되어 있다.

이 스케일 제거장치는, 또한 상기 관판상에 수평으로 배치되는 현가안내장치와, 이 현가안내장치에 의해 현가되고, 상기 핸드 홀을 통과하는 수평방향의 이동을 안내받는 랜스 반송체를 더 구비하고, 상기 플렉시블 랜스는 상기 랜스 반송체를 통과하여 이 랜스 반송체로부터 나오고 복귀됨과 동시에, 상기 세정 헤드의 선단부는, 상기 핸드 홀을 구분하여 형성하는 동체부 벽면을 간섭하지 않는 곡면으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 랜스 반송체는, 상기 플렉시블 랜스가 통과하는 원통형 본체를 가지며, 상기 세정 헤드의 선단부는, 상기 플렉시블 랜스가 완전하게 복귀되었을 때, 상기 원통형 본체의 주변면에서 돌출되지 않는 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 상기 캐비테이션 발생 노즐 구멍은 필요에 따라 1 개 또는 복수개로 할 수 있다.

상기 목적에서, 제 2 발명의 증기발생기용 스케일 제거장치는, 동체부와, 이 동체부의 횡단방향에 이 동체부내에 수평으로 배치된 복수의 관지지판과, 상기 동체부내에 튜브레인을 구분하여 형성하도록 상기 각 관지지판을 통과하여 열을 지어 연장되는 복수의 전열관과, 상기 관지지판 중 적어도 1 개의 관지지판의 바로 위에 직경방향과 대치하여 상기 동체부에 형성된 1 쌍의 핸드 홀을 가지며, 상기 각 관지지판의, 상기 튜브레인에 대응하는 부분에는, 플로우 슬롯이 형성되어 있는 증기발생기에 있어서, 상기 핸드 홀을 통해 삽입되고, 상기 각 관지지판에 형성된 상기 플로우 슬롯을 통과하여 승강하고, 상기 관지지판 주위를 세정하는 스케일 제거장치로서, 고압수 호스를 보유지지하고 상기 관지지판 및 상기 전열관에 관하여 가동인 플렉시블 랜스와, 이 플렉시블 랜스의 선단에 장착되는 세정 헤드를 구비하고, 이 세정 헤드의 내부에는, 상기 고압수 호스와 연통하는 유체통로와, 이 유체통로에 연통하는 챔버와, 이 챔버에 연통하는 캐비테이션 발생 노즐 구멍이 형성되어 있다.

또한, 상기 세정 헤드는, 상기 유체통로와, 이 유체통로에 연통하는 상기 챔버가 내부에 형성된 헤드 본체부와, 이 헤드 본체부에 착탈이 자유롭게 장착되는 노즐 칩을 가지며, 이 노즐 칩에 상기 캐비테이션 노즐 구멍이 형성되어 있다. 상기 노즐 칩에는 제 7 항에 기재된 바와 같이 초음파 진동자를 장착할 수 있다.

또, 상기 노즐 칩은, 상기 캐비테이션 발생 구멍을 구분하여 형성하는 6 면체와, 이 캐비테이션 발생 구멍의 소경단 및 대경단이 있는 면을 제외한 상기 6 면체가 대치하는 2 개의 면에서 연장되는 박판상 장착부와, 상기 캐비테이션 발생 구멍의 상기 소경단에 연통하는 유로를 구분하여 형성하는 돌출부를 구비하고, 상기 헤드 본체부에는, 상기 노즐 칩의 형상에 대응하는 윤곽의 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부에 상기 노즐 칩을 삽입하여 상기 장착부에서 상기 헤드 본체부에 장착할 수 있다. 또, 상기 세정 헤드의 선단부내에는 CCD 카메라를 설치하면 바람직하다.

상술한 본 발명과 같이, 동체부와, 이 동체부의 횡단방향에 이 동체부내에 수평으로 배치된 관판 및 복수의 관지지판과, 상기 관판으로부터 일단이 연장되어 이 관판에서 타단이 종단함과 동시에, 상기 동체부내에 튜브레인을 구분하여 형성하도록 상기 각 관지지판을 관통하여 열을 지어 연장되는 복수의 전열관을 가지며, 상기 동체부에는, 상기 관판보다도 상방의 부위에 핸드 홀이 형성되어 있는 증기발생기에 있어서, 상기 핸드 홀을 통해 삽입되어 상기 관판 주위의 세정에 적용되는 스케일 제거장치가, 고압수 호스를 보유지지하여 상기 관판 및 상기 전열관에 관하여 가동인 플렉시블 랜스와, 이 플렉시블 랜스의 선단에 장착되는 세정 헤드를 구비하고, 이 세정 헤드의 내부에는, 상기 고압수 호스와 연통하는 유체통로와, 이 유체통로에 연통하는 챔버와, 이 챔버에 연통하는 캐비테이션 발생 노즐 구멍이 형성되어 있으면, 고압수를 플렉시블 랜스에 흐르게 했을 때 캐비테이션이 발생하여, 세정 헤드의 노즐 구멍에서 강력한 충격압이 넓은 범위에 걸쳐 전파되어, 관판 주위의 스케일에 닿아, 종래 분사궤적외 영역에 완고하게 부착되어 있던 스케일이라도 용이하게 제거할 수 있다. 이는, 증기발생기가 원자력 발전 플랜트에서 사용되는 경우에, 작업원의 피폭방지상 및 전열관의 건전성 유지상 특히 유효하다.

또, 본 발명에 의하면, 스케일 제거장치는, 상기 관판상에 수평으로 배치되는 현가안내장치와, 이 현가안내장치에 의해 현가되고, 상기 핸드 홀을 통과하는 수평방향의 이동이 안내되는 랜스 반송체를 더 구비하고, 상기 플렉시블 랜스는, 상기 랜스 반송체를 통과하여 이 랜스 반송체로부터 나오고 다시 복귀됨과 동시에, 상기 세정 헤드의 선단부는, 상기 핸드 홀을 구분하여 형성하는 동체부 벽면을 간섭하지 않는 곡면으로 형성되어 있기 때문에, 세정 헤드가 부착된 플렉시블 랜스를 랜스 반송체내에 수납한 스케일 제거장치를 핸드 홀을 통해 반출입할 때, 핸드 홀을 간섭하지 않아 작업성이 좋다. 또, 증기발생기내에 밀집하여 설치된 다수의 전열관 사이에 세정 헤드를 삽입하는 경우에도, 세정 헤드의 선단부가 곡면으로 형성되어 있으면 삽입이 용이하다. 또, 상기 랜스 반송체는 상기 플렉시블 랜스가 통과하는 원통형 본체를 가지며, 상기 세정 헤드의 선단부는, 상기 플렉시블 랜스가 완전하게 복귀되었을 때, 상기 원통형 본체의 주변면에서 돌출되지 않는 형상으로 되어 있는 경우에도 동일한 효과를 나타낸다. 상기 캐비테이션 발생 노즐 구멍은 1 개 또는 2 개면 된다.

또한, 본 발명에 의한 스케일 제거장치는, 동체부와, 이 동체부의 횡단방향에 이 동체부내에 수평으로 배치된 복수의 관지지판과, 상기 동체부내에 튜브레인을 구분하여 형성하도록 상기 각 관지지판을 통과하여 열을 지어 연장되는 복수의 전열관과, 상기 관지지판 중 적어도 1 개의 관지지판의 바로 위에 직경방향과 대치하여 상기 동체부에 형성된 1 쌍의 핸드 홀을 가지며, 상기 각 관지지판의, 상기 튜브레인에 대응하는 부분에는, 플로우 슬롯이 형성되어 있는 증기발생기에 있어서, 상기 핸드 홀을 통해 삽입되고, 상기 각 관지지판에 형성된 상기 플로우 슬롯을 통과하여 승강하고, 상기 관지지판 주위를 세정하는 스케일 제거장치로서, 고압수 호스를 보유지지하여 상기 관지지판 및 상기 전열관에 관하여 가동인 플렉시블 랜스와, 이 플렉시블 랜스의 선단에 장착되는 세정 헤드를 구비하고, 이 세정 헤드의 내부에는, 상기 고압수 호스와 연통하는 유체통로와, 이 유체통로에 연통하는 챔버와, 이 챔버에 연통하는 캐비테이션 발생 노즐 구멍이 형성되어 있으면, 고압수를 플렉시블 랜스에 흐르게 했을 때 캐비테이션이 발생하여, 세정 헤드로부터 강력한 충격압이 넓은 범위에 걸쳐 전파되어, 관지지판 주위의 스케일에 닿아, 완고하게 부착된 스케일이라도 용이하게 제거할 수 있다. 이는, 증기발생기가 원자력 발전 플랜트에서 사용되는 경우에, 작업원의 피폭방지상 및 전열관의 건전성 유지상 특히 유효하다.

또, 상기 세정 헤드는, 상기 유체통로와, 이 유체통로에 연통하는 상기 챔버가 내부에 형성된 헤드 본체부와, 이 헤드 본체부에 착탈이 자유롭게 장착되는 노즐 칩을 가지며, 이 노즐 칩에 상기 캐비테이션 노즐 구멍이 형성되어 있으면, 반복사용에 의해 노즐 칩 자체에 캐비테이션에 의한 침식이 발생하더라도, 이 노즐칩을 용이하게 신품과 교환할 수 있기 때문에 보수 비용이 감소된다.

또, 본 발명에 의하면, 상기 노즐 칩에 초음파 진동자가 장착되어 있으면, 캐비테이션의 충격압을 한 층 더 높일 수 있기 때문에, 부착된 스케일의 제거율이 높아진다.

또한, 상기 노즐 칩은, 상기 캐비테이션 발생 구멍을 구분하여 형성하는 6 면체와, 이 캐비테이션 발생 구멍의 소경단 및 대경단이 있는 면을 제외한 상기 6 면체가 대치하는 2 개의 면에서 연장되는 박판상 장착부와, 상기 캐비테이션 발생 구멍의 상기 소경단에 연통하는 유로를 구분하여 형성하는 돌출부를 구비하고, 상기 헤드 본체부에는, 상기 노즐 칩의 형상에 대응하는 윤곽의 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부에 상기 노즐 칩을 삽입하여 상기 장착부에서 상기 헤드 본체부에 장착되도록 되어 있으면, 노즐 칩을 소형으로 형성할 수 있고, 증기발생기와 같이 밀집되어 설치된 전열관 사이에 삽입하여 사용하기에 적합하다. 또, 상기 세정 헤드의 선단부내에 CCD 카메라를 설치하면, 피세정 부분의 화상을 증기발생기 외부의 모니터에 표시하여 관찰하면서 세정 작업을 실시할 수 있다.

Claims (13)

1. 동체부와, 이 동체부의 횡단방향에 이 동체부내에 수평으로 배치된 관판 및 복수의 관지지판과, 상기 관판으로부터 일단이 연장되어 이 관판에서 타단이 종단함과 동시에, 상기 동체부내에 튜브레인을 구분하여 형성하도록 상기 각 관지지판을 관통하여 열을 지어 연장되는 복수의 전열관을 가지며, 상기 동체부에는, 상기 관판보다도 상방의 부위에 핸드 홀이 형성되어 있는 증기발생기에 있어서, 상기 핸드 홀을 통해 삽입되어 상기 관판 주위의 세정에 적용되는 스케일 제거장치로서, 고압수 호스를 보유지지하고 상기 관판 및 상기 전열관에 관하여 가동인 플렉시블 랜스와, 이 플렉시블 랜스의 선단에 장착되는 세정 헤드를 구비하고, 이 세정 헤드의 내부에는, 상기 고압수 호스와 연통하는 유체통로와, 이 유체통로에 연통하는 챔버와, 이 챔버에 연통하는 캐비테이션 발생 노즐 구멍이 형성되어 있는 증기발생기용 스케일 제거장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 관판상에 수평으로 배치되는 현가안내장치와, 이 현가안내장치에 의해 현가되고, 상기 핸드 홀을 통과하는 수평방향의 이동을 안내받는 랜스 반송체를 더 구비하고, 상기 플렉시블 랜스는 상기 랜스 반송체를 통과하여 이 랜스 반송체로부터 풀리고 복귀됨과 동시에, 상기 세정 헤드의 선단부는, 상기 핸드 홀을 구분하여 형성하는 동체부 벽면을 간섭하지 않는 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기용 스케일 제거장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 랜스 반송체는, 상기 플렉시블 랜스가 통과하는 원통형 본체를 가지며, 상기 세정 헤드의 선단부는, 상기 플렉시블 랜스가 완전하게 복귀되었을 때, 상기 원통형 본체의 주변면에서 돌출되지 않는 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기용 스케일 제거장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 캐비테이션 발생 노즐 구멍은, 1 개 또는 복수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기용 스케일 제거장치.
5. 동체부와, 이 동체부의 횡단방향에 이 동체부내에 수평으로 배치된 복수의 관지지판과, 상기 동체부내에 튜브레인을 구분하여 형성하도록 상기 각 관지지판을 통과하여 열을 지어 연장되는 복수의 전열관과, 상기 관지지판 중 적어도 1 개의 관지지판의 바로 위에 직경방향과 대치하여 상기 동체부에 형성된 1 쌍의 핸드 홀을 가지며, 상기 각 관지지판의, 상기 튜브레인에 대응하는 부분에는, 플로우 슬롯이 형성되어 있는 증기발생기에 있어서, 상기 핸드 홀을 통해 삽입되고, 상기 각 관지지판에 형성된 상기 플로우 슬롯을 통과하여 승강하고, 상기 관지지판 주위를 세정하는 스케일 제거장치로서, 고압수 호스를 보유지지하고 상기 관지지판 및 상기 전열관에 관하여 가동인 플렉시블 랜스와, 이 플렉시블 랜스의 선단에 장착되는 세정 헤드를 구비하고, 이 세정 헤드의 내부에는, 상기 고압수 호스와 연통하는 유체통로와, 이 유체통로에 연통하는 챔버와, 이 챔버에 연통하는 캐비테이션 발생 노즐 구멍이 형성되어 있는 증기발생기용 스케일 제거장치.
6. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 세정 헤드는, 상기 유체통로와, 이 유체통로에 연통하는 상기 챔버가 내부에 형성된 헤드 본체부와, 이 헤드 본체부에 착탈이 자유롭게 장착되는 노즐 칩을 가지며, 이 노즐 칩에 상기 캐비테이션 노즐 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기용 스케일 제거장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 노즐 칩에는 초음파 진동자가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기용 스케일 제거장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 노즐 칩은, 상기 캐비테이션 발생 구멍을 구분하여 형성하는 6 면체와, 이 캐비테이션 발생 구멍의 소경단 및 대경단이 있는 면을 제외한 상기 6 면체가 대치하는 2 개의 면에서 연장되는 박판상 장착부와, 상기 캐비테이션 발생 구멍의 상기 소경단에 연통하는 유로를 구분하여 형성하는 돌출부를 구비하고, 상기 헤드 본체부에는, 상기 노즐 칩의 형상에 대응하는 윤곽의 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부에 상기 노즐 칩을 삽입하여 상기 장착부에서 상기 헤드 본체부에 장착되는 것을 특징으로 하는 증기발생기용 스케일 제거장치.
9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정 헤드의 선단부내에는 CCD 카메라가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기용 스케일 제거장치.
10. 수몰상태의 피세정물에 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 증기발생기용 스케일 제거장치의 세정 헤드에 설치된 캐비테이션 발생 노즐 구멍으로부터 물 제트를 분사하고, 물 제트 주위의 액체를 가속시켜, 국소적으로 증기압 이하의 압력상태를 발생시킴으로써, 액체의 증발에 수반되는 기포를 발생시켜 캐비테이션 현상을 일으킴으로써, 피세정물을 세정하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거방법.
11. 제 6 항에 있어서, 상기 세정 헤드의 선단부내에는 CCD 카메라가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기용 스케일 제거장치.
12. 제 7 항에 있어서, 상기 세정 헤드의 선단부내에는 CCD 카메라가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기용 스케일 제거장치.
13. 제 8 항에 있어서, 상기 세정 헤드의 선단부내에는 CCD 카메라가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기용 스케일 제거장치.