KR101014751B1 - 증기 발생기의 화학 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학 세정 공정 중에 발생되는 모재 부식율을 감소시키고, 경성 슬러지의 제거 효율을 향상시키기 위한 증기 발생기의 화학 세정 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 증기 발생기의 화학 세정 방법은 증기 발생기로 주입되는 세정액의 온도를 80~100℃의 저온으로 조절하여 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지를 제거하는 제1 세정 공정 단계와, 상기 증기 발생기 내부에 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양에 따라 세정액의 온도를 100~150℃의 고온으로 조절하여 상기 증기 발생기 내부에 존재하는 경성 슬러지를 제거하는 제2 세정 공정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
슬러지, 세정액, 증기 발생기

Description

증기 발생기의 화학 세정 방법{CHEMISTRY WASHING METHOD OF STEAM GENERATOR}
본 발명은 화학 세정 공정 중에 발생되는 모재 부식율을 감소시키고, 경성 슬러지의 제거 효율을 향상시키기 위한 증기 발생기의 화학 세정 방법에 관한 것이다.
원자력발전소 증기발생기의 2차측에는 발전소의 가동에 따라 계통수중에 포함되어 있는 철산화물이 퇴적되며 운전년수의 증가에 따라 그 퇴적량이 점차 증가하게 된다. 퇴적되는 슬러지는 그 종류에 따라 가루형태의 연성슬러지, 연성슬러지가 경화된 경성슬러지, 튜브표면의 스케일 등으로 나눌 수 있으며, 특히 경성슬러지는 증기발생기 내부의 구성 재료와 접촉하는 부위 즉 슬러지 층의 가장 안쪽에 장기간 퇴적되어 있던 슬러지가 고온 고압의 조건에서 경화되어 생성된 것으로써 주로 덩어리 형태로 접촉부위에 고착되어 있다.
경성슬러지는 접촉부위에 부식을 집중적으로 발생시킴에 따라 슬러지의 제거를 위해 주기적인 배수, 랜싱, 화학세정 등 다양한 방법을 사용 중에 있다. 여기서, 화학 세정 방법은 세정액을 이용하며, 착물을 형성하여 슬러지를 용해시킴으로 써 슬러지를 제거한다. 화학 세정 방법은 경성슬러지를 제거하기 위한 가장 효과적인 방법이나, 화학 세정 공정 적용시 세정액과 접촉하는 부위의 모재에서 부식이 발생하게 된다.
즉, 화학 세정 방법은 공정의 시작 시점에 외부의 열원을 이용하여 세정액의 온도를 120℃인 고온으로 올리고 공정이 진행되는 동안 이 온도를 계속 유지함으로써 증기 발생기 내부에 존재하는 슬러지를 제거하게 된다. 이와 같이 고온 세정은 경성 슬러지 즉, 단단하게 굳어있는 형태의 슬러지를 제거하기 위해 고온으로 진행된다.
하지만, 세정액을 초기 주입 공정부터 세정액의 온도를 일관되게 유지함으로써 도 1에 도시된 바와 같이 과도한 초기 부식 발생된다. 이와 같은 화학 세정 방법으로 슬러지를 제거할 경우에 탄소강의 모재 부식은 재질에 따라 약 1∼10mils가 발생하며, 이 부식으로 인해 증기발생기는 운전년한 동안 통상적으로 단 1회 또는 2회의 세정 공정만을 적용할 수 있다.
또한, 고온세정의 경우 반응의 시작 시점부터 높은 온도를 유지함에 따라 부식율의 증가와 함께 세정액의 반응성도 급격히 높아지게 되어 세정액은 연성 슬러지와 급속히 반응하여 소모된다. 따라서 화학 세정의 주목적인 경성슬러지와 반응할 수 있는 세정액이 소모되어 경성슬러지 제거효율이 떨어지게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 화학 세정 공정 중에 발생되는 모재 부식율을 감소시키고, 경성 슬러지의 제거 효율을 향상시키기 위한 증기 발생기의 화학 세정 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 증기 발생기의 화학 세정 방법은 증기 발생기로 주입되는 세정액의 온도를 80~100℃의 저온으로 조절하여 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지를 제거하는 제1 세정 공정 단계와, 상기 증기 발생기 내부에 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양에 따라 세정액의 온도를 100~150℃의 고온으로 조절하여 상기 증기 발생기 내부에 존재하는 경성 슬러지를 제거하는 제2 세정 공정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 세정액은 킬레이트 세정제로 에틸렌디아민테트라아세트산(Ethylenediaminetetraacetic Acid;EDTA) 용액을 사용하거나, 에틸렌디아민테트라아세트를 주성분으로 하는 EDTA 화합물을 사용하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 세정액은 첨가제로 농도 조절제, 환원제, 부식 억제제 중 어느 하나 또는 적어도 하나 이상을 사용할 수 있으며, 농도 조절제로는 암모니아수를 사용할 수 있으며, 환원제로는 하이드라진 또는 아스코빅산과 같이 환원성 분위기를 조성할 수 있는 약품을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세정액의 온도를 100~150℃의 고온으로 조절하는 상기 제2 세정 공정 단계는 상기 증기 발생기 내부에 존재하는 연성 슬러지가 70~100%가 상기 제1 세정 공정 단계에서 제거된 시점에 상기 세정액의 온도를 100~150℃의 고온으로 조절하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 연성 슬러지를 제거하는 제1 세정 공정 단계 또는 고온의 세정액으로 경성 슬러지를 제거하는 제2 세정 공정 단계 중 어느 한 단계 이후에 공정의 진행 상황에 따라 세정 효율의 향상을 위해 추가의 세정액을 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 추가 세정액의 주입은 기존의 세정액 일부를 배수한 후 주입하거나 농축된 세정액을 주입하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 추가 세정액을 주입할 경우에 상기 추가 세정액의 농도 변화에 따라 50∼100℃ → 100∼150℃ → 50∼100℃ → 100∼150℃와 같이 단계적으로 세정액의 온도를 조절한다.
또한, 상기 제1 및 제2 세정 공정 단계 이후 상기 연성 슬러지 및 경성 슬러지 외에 튜브 시트와 튜브의 접촉면 또는 튜브 지지판(Tube Support Plate;TSP)과 튜브 사이의 접촉면에 존재하는 틈새 부위에 존재하는 다량의 슬러지인 틈새 부위 슬러지를 제거하기 위해 120~150℃의 고온으로 세정액의 온도로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
위와 같이 상기 세정 공정 중에 100~150℃의 세정액 온도에서 상기 증기 발생기 상부 밸브를 열어 감압시켜 세정액의 비등으로 세정액의 유동을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 증기 발생기의 화학 세정 방법은 80~100℃의 저온의 세정액으로 증기 발생기 내부에 존재하는 연성 슬러지를 제거한 뒤, 증기 발생기 내부에 존재하는 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양에 따라 100~150℃의 고온의 세정액으로 온도를 조절하여 증기 발생기 내부에 존재하는 경성 슬러지를 제거한다.
이와 같이, 세정액을 초기 주입시 저온의 세정액으로 주입하여 연성 슬러지를 70~100% 정도로 제거한 뒤 고온의 세정액으로 주입함으로써 20~40%의 모재 부식율 저감 효과를 얻을 수 있으며, 세정액의 온도 변화없이 화학 세정 공정을 시행하는 것보다 5~10% 정도의 경성 슬러지의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 모재 부식율에 의해 증기 발생기는 운전년한 동안 단 1회 또는 2회의 세정 공정만을 적용하였지만, 모재 부식율을 감소시킴으로써 본 발명은 운전년한 동안 세정 공정을 5회~7회의 세정 공정을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 증기 발생기의 화학 세정 방법은 100~150℃의 세정액 온도에서 증기 발생기 상부 밸브를 열어 증기 발생기 내부를 감압시켜 세정액 유동을 발생시킴으로써 경성 슬러지의 제거 효율을 5~20% 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 증기 발생기의 화학 세정 방법을 나타낸 블록도이다.
원자력발전소에서 증기 발생기(100)는 증기 터빈과 발전기로부터 전력을 생산하는 데 필요한 증기를 발생시킨다. 증기 발생기(100)는 1차 계통의 원자로냉각재가 들어오는 입구노즐과, 열교환이 이루어지도록 하는 전열관과, 입구노즐을 통해 들어오는 원자로냉각재가 있는 2차 계통에 열을 전달하고 다시 원자로로 돌아가는 출구노즐을 포함한다.
이와 같이 구성된 증기 발생기(100)의 동작은, 1차 계통의 원자로 냉각재는 입구노즐로 들어와서 다수의 전열관(튜브) 안쪽으로 흐르면서 바깥쪽에 있는 이차계통 냉각수에 열을 전달하고 이때 증기가 생성되게 한다.
여기서, 증기 발생기(100)에서 원자로냉각재가 흐르는 부분을 1차측, 급수 및 증기가 흐르는 부분을 2차측이라 한다. 2차 계통은 주증기계통, 터빈 계통, 복수 및 급수계통 등으로 구성된다. 따라서, 증기 발생기 2차측에서 생성된 수증기는 주증기관을 따라 이동하여 터빈을 회전시킨다.
이때, 증기 발생기(100)는 2차측 상부다발 전열관 사이에 철산화물과 같은 슬러지나 이물질 등이 존재하게 되어 열전달 효율이 저하되거나 전열관이 파손되는 것을 방지하기 위해 화학 세정 방법을 이용할 수 있다.
화학 세정 방법은 화학 세정액을 사용하여 착물을 형성하여 슬러지를 용해시킨다. 여기서, 화학 세정액은 주성분으로 예로 들어 킬레이트 세정제로 에틸렌디아민테트라아세트산(Ethylenediaminetetraacetic Acid; 이하,EDTA) 용액을 사용할 수 있으며, EDTA을 10~20%의 농도로 사용하며, 첨가제로 농도(pH) 조절제을 사용할 수 있다.
pH 조절제 첨가제로는 예로 들어 암모니아수 및 환원제로는 예로 들어 하이드라진을 사용할 수 있으며, 세정 방법에 따라 부식 억제제를 첨가제로 사용할 수 있다.
EDTA은 철산화물의 슬러지를 Fe3 + 또는 Fe2 +의 형태로 착물을 형성하여 철산화물의 슬러지를 용해시키게 된다.
여기서, 화학 세정 방법은 증기 발생기(100)의 외부 열원(110) 또는 내부 열원(미도시)을 이용하여 세정액의 온도를 올려서 세정액을 증기 발생기(100)에 주입하며, 외부 열원(110) 또는 내부 열원을 이용하여 공정 중에 세정액의 온도를 사용자가 원하는 온도로 조절하게 된다.
다시 말하여, 외부 열원(110)은 증기 발생기(100) 외부에 별도로 설치되어 증기 발생기(100)의 내부 온도를 높여서 증기 발생기(100)로 주입되기전 세정액 탱크(120)로부터 공급된 세정액의 온도를 높이며, 내부 열원은 증기 발생기(100)와 연계된 계통을 이용하여 증기 발생기(100)의 내부 온도를 높여서 증기 발생기(100)로 주입되는 세정액의 온도를 높이거나 조절하게 된다. 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 외부 열원(110)을 이용하여 설명하기로 한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 화학 세정 방법을 설명하자면, 증기 발생기로 주입되는 세정액의 온도를 저온으로 조절하여 연성 슬러지를 제거하는 제1 세정 공정 단계와, 증기 발생기 내부에 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양에 따라 세정액의 온도를 고온으로 조절하여 경성 슬러지를 제거하는 제2 세정 공정 단계를 포함한다.
제1 세정 공정 단계로 증기 발생기로 주입되는 세정액의 온도를 저온으로 조절하여 연성 슬러지를 제거한다. 구체적으로, 증기 발생기로 화학 세정액을 최초로 주입할 경우에 세정액의 온도를 상대적으로 낮은 온도인 80~100℃로 하며, 바람직하게는 세정액의 온도를 92℃로 설정하여 연성 슬러지를 용해한다.
이와 같이 세정액의 온도를 92℃인 낮은 온도로 세정 공정을 진행함으로써 증기 발생기 내부에 존재하는 대부분의 연성 슬러지가 용해된다.
다시 말하여, 상대적으로 낮은 온도로 인해 세정액이 연성 슬러지의 내부까지 충분히 흡수되어 연성 슬러지가 덮고 있는 경성 슬러지의 표면까지 도달하게 되어 제2 세정 공정 단계에서 온도를 높일 때 경성 슬러지의 제거를 촉진하게 되며, 부식율이 높은 초기 조건에서 반응성을 낮게 유지하여 모재 부식율을 낮은 수준으로 유지할 수 있다.
즉, 세정 공정 중 초기 세정액의 온도를 상대적으로 낮게하여 세정액 주입 초기의 반응속도를 너무 빠르지 않게 되어야 연성 슬러지의 내부에 존재하는 경성 슬러지 표면까지 세정액이 충분히 흡수되어 경성 슬러시 제거시 효율을 더욱 높일 수 있으며, 초기 세정 공정에 제거되는 연성 슬러지는 높은 세정액의 온도가 아니더라도 충분히 제거할 수 있다.
또한, 세정 공정 중에 모재 부식율은 증기 발생기로 세정액의 초기 주입할 때의 온도에 따라 달라지게 된다. 즉, 세정 공정 중에 증기 발생기는 세정액 초기 주입시 모재 부식율이 세정액의 온도를 증가함에 따라 급격히 증가하게 된다. 따 라서, 초기 세정 공정 단계에서 상대적으로 낮은 온도로 하여 모재 부식률의 증가를 방지할 수 있다.
제2 세정 공정 단계로 증기 발생기 내부에 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양에 따라 세정액의 온도를 고온으로 조절하여 경성 슬러지를 제거한다.
다시 말하여, 증기 발생기 내부에 연성 슬러지를 제거한 후 증기 발생기 내부의 슬러지의 상태에 따라 세정액의 온도를 상대적으로 높은 온도인 100~150℃로 하며, 바람직하게는 세정액의 온도를 120℃로 설정하여 경성 슬러지를 용해한다. 이는, 경성 슬러지는 세정액의 온도를 상대적으로 높은 100~150℃로 되어야 제거가 가능하기 때문이다.
여기서, 공정 진행 중 세정액의 온도를 높이는 시점은 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양을 사전에 측정하여 공정이 진행되는 동안 세정액 중에 용해된 철성분의 분석을 통해 이루어진다. 예로 들어, 제1 세정 공정 단계에서 연성 슬러지가 예로 들어 70~100%으로 바람직하게는 90%로 용해된 시점부터 온도를 낮은 온도에서 높은 온도로 높일 수 있다.
구체적으로, 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양은 증기 발생기를 사용한 기간이 길어질수록 많게 된다. 이를 고려하여 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양을 예측하여 세정액의 온도를 조절 및 변경하게 된다.
즉, 화학 세정 공정은 예로 들어 증기 발생기 2차측 부피 1ℓ당 10g의 연성 슬러지를 가지는 증기 발생기일지라도 경성 슬러지를 제거하기 위해 12~20시간의 반응 시간을 가지도록 설계되는데 위와 같은 조건의 연성 슬러지를 가지는 증기 발생기는 예로 들어 5~10시간의 반응 시간을 가지게 되면 연성 슬러지 양의 90%가 제거되게 된다.
이와 같은 방법으로 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양을 사전에 예측하여 제1 세정 공정 단계를 통해 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지가 70~100% 정도로 제거되는 시점에 세정액의 온도를 높여준다.
이와 같이 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양을 사전에 측정하여 연성 슬러지를 70~100% 정도로 제거되는 시점에 온도를 높여주게 되면, 경성 슬러지의 양을 제거하는데 효율적이다.
이는, 도 3에 도시된 바와 같이 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양을 고려하여 온도를 조절했을 경우에 경성 슬러지가 효과적으로 제거된 것이 나타내고 있다. 즉, 도 3은 시간(X축)에 따른 경성 슬러지의 용해율(Y축)을 나타내고 있는 그래프이다.
제1 곡선(10)은 제1 세정 공정 단계에서 저온의 세정액으로 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지를 90% 제거한 뒤 제2 세정 공정 단계에서 고온의 세정액으로 경성 슬러지를 제거하는 경우에 결과치의 곡선을 나타내고 있다. 제2 곡선(12)은 초기 세정 공정부터 120℃의 온도를 유지하여 온도 변화없이 경성 슬러지를 제거하는 경우에 결과치의 곡선을 나타내고 있다. 이와 같이 온도 조절한 제1 곡선(10)이 온도 변화 없는 제2 곡선(12)에 비해 5~10%정도의 효과를 나타내고 있다.
다시 말하여, 제1 세정 공정 단계에서 저온의 세정액을 사용하여 연성 슬러지를 제거한 뒤 제2 세정 공정 단계에서 고온의 세정액을 사용하여 경성 슬러지를 제거함으로써 반응초기 경성 슬러지의 내부로 세정액이 충분히 침투함에 따라 반응 초기 표면에 존재하는 연성 슬러지와 급격한 반응에 의해 발생하는 철산화물 포하 세정액의 농도 분극이 줄며, 경성 슬러지와 처음 접촉하는 세정액의 농도가 상대적으로 높아 경성 슬러지의 용해율을 향상시키고 일부 용해되지 않고 남는 경성 슬러지도 슬러지의 내부 깊숙이까지 세정액이 침투하여 구조를 약화시키는 효과를 가지게 된다.
따라서, 온도 변화를 줘서 슬러지를 단계적으로 제거함으로써 경성 슬러지의 용해 효율 증가와 동시에 세정 공정 완료 후 발전소가 정상 운전 조건으로 전환시 증기 발생기 내부의 고온, 고압의 조건에 의해 남아있는 경성 슬러지가 파쇄될 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 증기 발생기의 세정 공정은 저온의 세정액으로 연성 슬러지를 제거하는 제1 세정 공정 단계 또는 고온의 세정액으로 경성 슬러지를 제거하는 제2 세정 공정 단계 중 어느 한 단계 이후에 공정의 진행 상황에 따라 세정 효율의 향상을 위해 추가의 세정액을 주입할 수 있다. 세정액의 주입은 기존의 세정액 일부를 배수한 후 주입하거나 농축된 세정액을 주입할 수 있다.
구체적으로, 농축된 세정액을 증기 발생기에 추가 주입할 때 세정액의 온도가 100~150℃의 고온이면 세정액의 온도를 80~100℃의 저온으로 조절하였다가 다시 일정 시간 지난 뒤 고온으로 조절할 수 있다. 즉, 증기 발생기 내의 세정액 농도 변화에 따라 50∼100℃ → 100∼150℃ → 50∼100℃ → 100∼150℃와 같이 단계적으로 온도 변화를 줄 수 있다.
이와 같이, 농축된 세정액을 증기 발생기에 주입할 경우에 세정액의 온도가 고온이면 세정액의 온도를 저온으로 조절한 뒤 농축된 세정액을 주입함으로써 고온에서 발생되는 강한 모재 부식을 방지할 수 있으므로 모재 부식율을 줄일 수 있다. 또한, 세정액의 농도에 따라 온도를 조절함으로써 세정액 주입 부분에서 국부적인 슬러지 용해가 급격히 일어나는 것과 이에 따른 국부적인 부식율 증가를 방지할 수 있으며, 경성 슬러지와 같이 제거하기 어려운 슬러지의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 추가 세정액 주입시 세정액의 일부를 배수할 경우에 세정액의 배수량은 기존 세정액의 수위보다 바로 아래의 튜브 지지판(Tube Support Plate;TSP)의 상부로 설정한다. 이는 일반적으로 증기 발생기 튜브 지지판의 상부에 철산화물의 슬러지가 많이 쌓여 있기 때문이며, 화학 세정 공정 중에 세정액의 균일한 혼합을 위해 증기 발생기의 하부로 질소 가스를 주입한다. 이에 따라, 세정액의 제일 상단 즉 표면에서 유동이 활발히 일어나 철산화물 슬러지의 제거가 잘 됨으로써 튜브 지지판에 쌓인 다량의 슬러지에 대한 제거 효율도 높일 수 있다.
이와 같이 화학 세정 공정 중에 질소 가스를 증기 발생기의 하부로 주입함으로써 세정액의 유동을 활발하게 한다. 이때, 증기 발생기 내부에 순차적으로 다수 단으로 존재하는 원판형의 구조물인 튜브 지지판에 의해 많은 제약을 받는다. 즉, 증기 발생기 하부로 주입되는 질소 가스가 원판형의 튜브 지지판에 의해 막혀 대부 분의 증기 발생기의 가장 자리에만 이동하여 세정액의 상층부에서만 강한 유동이 발생한다.
따라서 세정액이 증기 발생기 내부에 전체적으로 균일하게 유동시키기 위해 증기 발생기 상부의 밸브를 개방하여 내부 압력을 급속히 떨어뜨려 감압시킨다. 즉, 증기 발생기가 밀봉된 상태에서 내부의 세정액 온도를 100~150℃의 고온으로 올릴 경우에 압력이 발생된다. 이때 상부의 밸브를 개방함으로써 내부 압력이 일시적으로 감압되어 세정액 전체에서 고른 비등 현상이 발생된다. 이로 인해 반응에 사용된 세정액과 반응에 사용되지 않은 세정액 사이에서 발생되는 농도 분극 현상을 줄일 수 있어 세정액의 반응 속도를 높일 수 있다. 이때, 세정액의 수위를 낮추어 비등한 세정액이 최초 세정액 수위의 상단부를 오염시키는 것을 막을 수 있다.
이는, 도 4에 도시된 바와 같이 100~150℃의 고온에서 증기 발생기 상부의 밸브를 개방하였을 경우에 세정 효율을 나타내고 있다. 즉, 도 4는 시간(X축)에 따른 세정 효율(Y축)을 나타내고 있는 그래프이다.
제3 곡선(20)은 100~150℃의 고온에서 증기 발생기 상부의 밸브를 개방하였을 경우에 세정 효율을 나타내고 있는 결과치의 곡선을 나타내고 있다. 제4 곡선(22)은 증기 발생기 상부의 밸브 개방을 하지 않았을 경우에 세정 효율을 나타내고 있는 결과치의 곡선을 나타내고 있다. 이와 같이 밸브를 개방한 경우에 제1 곡선(20)이 밸브를 개방하지 않을 경우에 비해 제2 곡선(22)에 비해 5~20%정도의 효과를 나타내고 있다.
위에서 설명한 화학 세정 공정은 연성 슬러지와 경성 슬러지의 반응을 예로 들어 설명하였지만, 연성 슬러지 및 경성 슬러지 외에 튜브 시트와 튜브의 접촉면 등의 틈새 부위에 다량의 슬러지가 존재할 경우에 세정액의 농도를 연성 슬러지 및 경성 슬러지를 제거하는 세정액의 농도보다 좀 더 올려 반응시킬 수 있다. 즉, 80~100℃의 세정액의 온도 범위에서 연성 슬러지를 제거하고, 100~150℃의 세정액의 온도 범위에서 대부분의 경성 슬러지를 제거한 뒤, 120~150℃의 세정액의 범위에서 틈새 부위 슬러지를 제거하는 것과 같이 온도를 조절하여 온도 상승을 두 번이상 조정하여 단계적으로 연성 슬러지, 경성 슬러지, 틈새 부위 슬러지를 제거할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 자명하다.
도 1은 종래 시간에 따른 부식률을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 증기 발생기의 화학 세정 방법을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시간에 따른 경성 슬러지의 용해율을 나타내고 있는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 시간에 따른 세정 효율을 나타내고 있는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100 : 증기 발생기 110 : 열원

Claims (9)

  1. 증기 발생기로 주입되는 세정액의 온도를 80~100℃의 저온으로 조절하여 증기 발생기 내에 존재하는 연성 슬러지를 제거하는 제1 세정 공정 단계와;
    상기 증기 발생기 내부에 연성 슬러지, 경성 슬러지, 스케일의 양에 따라 세정액의 온도를 100~150℃의 고온으로 조절하여 상기 증기 발생기 내부에 존재하는 경성 슬러지를 제거하는 제2 세정 공정 단계를 포함하되,
    상기 제2 세정 공정 단계는 상기 증기 발생기 내부에 존재하는 연성 슬러지의 70~100%가 상기 제1 세정 공정 단계에서 제거된 시점에 상기 세정액의 온도를 100~150℃의 고온으로 조절하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 화학 세정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세정액은 킬레이트 세정제로 에틸렌디아민테트라아세트산(Ethylenediaminetetraacetic Acid;EDTA) 용액을 사용하거나, 에틸렌디아민테트라아세트를 주성분으로 하는 EDTA 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 화학 세정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 세정액은 첨가제로 농도 조절제, 환원제, 부식 억제제 중 어느 하나 또는 적어도 하나 이상을 사용할 수 있으며, 농도 조절제로는 암모니아수를 사용할 수 있으며, 환원제로는 하이드라진 또는 아스코빅산과 같은 환원제를 사용하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 화학 세정 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연성 슬러지를 제거하는 제1 세정 공정 단계 또는 고온의 세정액으로 경성 슬러지를 제거하는 제2 세정 공정 단계 중 어느 한 단계 이후에 공정의 진행 상황에 따라 세정 효율의 향상을 위해 추가의 세정액을 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 화학 세정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 추가 세정액의 주입은 기존의 세정액 일부를 배수한 후 주입하거나 농축된 세정액을 주입하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 화학 세정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 추가 세정액을 주입할 경우에 상기 추가 세정액의 농도 변화에 따라 50∼100℃ → 100∼150℃ → 50∼100℃ → 100∼150℃와 같이 단계적으로 세정액의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 화학 세정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 세정 공정 단계 이후 상기 연성 슬러지 및 경성 슬러지 외에 튜브 시트와 튜브의 접촉면에 존재하는 틈새 부위에 다량의 슬러지인 틈새 부위 슬러지를 제거하기 위해 120~150℃의 고온으로 세정액의 온도로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 화학 세정 방법.
  9. 제1항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 공정 중에 100~150℃의 세정액 온도에서 상기 증기 발생기 상부 밸브를 열어 감압시켜 세정액의 비등으로 세정액의 유동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 증기 발생기의 화학 세정 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5164015A (en) * 1986-12-01 1992-11-17 Siemens Aktiengesellschaft Method for cleaning a vessel
KR100244018B1 (ko) * 1990-05-18 2000-02-01 드폴 루이스 에이 열교환용기의 내부에서 침전물 및 부식 생성물을 제거하기 위한 개선된 방법
JP2003176997A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スケールの除去方法
KR20050058447A (ko) * 2002-08-23 2005-06-16 프라마톰 아엔페 게엠베하 가압수형 원자로의 증기 발생기를 세척하는 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5164015A (en) * 1986-12-01 1992-11-17 Siemens Aktiengesellschaft Method for cleaning a vessel
KR100244018B1 (ko) * 1990-05-18 2000-02-01 드폴 루이스 에이 열교환용기의 내부에서 침전물 및 부식 생성물을 제거하기 위한 개선된 방법
JP2003176997A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スケールの除去方法
KR20050058447A (ko) * 2002-08-23 2005-06-16 프라마톰 아엔페 게엠베하 가압수형 원자로의 증기 발생기를 세척하는 방법

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