KR101046589B1

KR101046589B1 - 증기발생기의 슬러지 세척장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101046589B1
Application number: KR1020100036939A
Authority: KR
Inventors: 배용한
Original assignee: 배용한
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2011-07-05

Abstract

제품의 기능성과 사용상의 편의성을 향상시키기 위해서, 본 발명은 증기발생기의 벽면을 따라 이동되어 전열관 간격에 대응되어 구비된 다수의 분사노즐을 통해 고압수가 분사됨으로써 상기 틈새의 이물질이 간편히 제거되는 증기발생기의 이물질 세척장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 증기발생기 벽면을 따라 이동가능하게 구비되는 운송 구동부; 상기 운송 구동부의 일측에 구비되되, 증기발생기의 전열관 사이 간격에 대응되게 배열되어 세척수를 분사하는 복수개의 노즐이 구비된 고압분사부; 상기 고압분사부를 배열축방향 기준으로 선택적으로 자전되도록 지지하는 회전지지체를 포함하여 이루어지되, 상기 고압분사부를 선택적으로 자전시키는 제1회전구동부; 상기 제1회전구동부를 상기 배열축방향과 수직되는 시소축방향으로 선택적으로 회전시키는 제2회전구동부; 및 상기 운송 구동부, 상기 제1회전구동부 및 상기 제2회전구동부의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어지는 증기발생기의 슬러지 세척장치를 제공한다.

Description

증기발생기의 슬러지 세척장치 및 그 제어방법{sludge lancing apparatus in steam generator and control method of sludge lancing apparatus}

본 발명은 증기발생기의 슬러지 세척장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증기발생기 내부에 구비된 전열관 틈새의 바닥면에 형성되는 슬러지를 제거하기 위해 고압 세척수가 분사되는 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 발전소에서는 우라늄의 핵분열 시 발생하는 열로 물을 가열하여 발생한 증기의 힘으로 터빈을 회전시키고 이 회전력으로 발전기를 돌려 전기를 생산한다.

이와 같은, 증기발생기의 내부는 전열관에 조밀하게 배치되어 있으며, 전열관의 내부로는 방사능에 오염된 고온의 물이 흐르고 외부에는 오염되지 않은 저온의 물이 흐르면서 열 교환이 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 내부 전열관의 열효율을 저하시키고 전열관의 손상을 초래하여 증기발생기 전체의 수명을 단축시키는 현상이 발생한다. 이러한 슬러지의 성분은 주로 산화철, 산화구리로서 제거하지 않으면 응집되어 전열관 사이에 고착되고, 열 응력을 발생하며, 슬러지가 물과 함께 유동하면서 전열관을 마모시키기도 한다.

따라서, 이렇게 증기발생기의 수명에 좋지 않은 영향을 미치는 슬러지의 영향을 줄이기 위하여 증기발생기의 운전 중에 내부의 냉각수를 일정량 밖으로 방출하기 위한 설비 및 운전절차를 가지고 있으나, 실질적으로 이러한 방법만으로는 슬러지가 효과적으로 제거되지 않고 계속적으로 침적되는 현상이 발견되고 있으므로 증기발생기 제작사에서 매년 예방 정비기간 중 주기적으로 증기발생기 내부를 세척하도록 권고하고 있다.

그러므로, 상기 증기발생기의 내부 세척을 위한 다양한 세척장치가 개발되어 제공되고 있는데, 이와 같은 세척장치는 상기 증기발생기의 중심선에 전열관이 배열되어 있지 않은 영역(No Tube Lance 혹은 Blow Down Lance; BdL이라 함)을 따라 앞뒤로 직선운동을 하면서 진행방향의 90도 방향으로 고압세척수를 직접 분사하는 방식으로 상기 증기발생기의 내부를 세척한다.

그러나, 상술한 종래의 증기발생기의 세척장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 상기 증기발생기의 세척장치는 구성부품 수도 많고 구조도 복잡하여 제작시 생산성이 현저히 떨어질 뿐만 아니라 사용시 증기발생기 내부에 설치가 까다로워 사용 편의성도 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.

둘째, 상기 증기발생기의 세척장치는 상기 증기발생기의 내측으로 이동되어 고압 세척수가 분사될 때, 양방향으로 고압 세척수가 불균형하게 분사됨으로써 노즐 헤드가 심하게 진동되기 때문에 전열관의 표면이 심각하게 손상될 위험성이 내재된다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 증기발생기의 벽면을 따라 이동되면서 원격제어기의 제어신호에 따라 노즐이 전열관 간격에 대응되게 형성된 고압분사부의 방향이 조절되어 고압 세척수가 분사되는 증기발생기의 슬러지 세척장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 증기발생기 벽면에 밀착되어 이동되도록 구비되는 운송 구동부; 양단부에 회전걸림부가 형성되며, 상기 운송 구동부에 수직방향으로 연결 배치된 연결축부에 회전지지되어 선택적으로 시소축방향 시소 회전되도록 구비되는 회전지지체; 보조구동모터의 회전력을 전달받아 상기 회전지지체를 상기 연결축부를 기준으로 선택적으로 시소축방향 시소 회전시키는 제2회전구동부; 증기발생기의 전열관 사이 간격에 대응되게 배열되어 세척수가 분사되는 복수개의 노즐이 구비되며, 상기 회전걸림부에 양단이 회전가능하게 지지되어 선택적으로 배열축방향 자전되도록 구비되는 고압분사부; 및 회전모터의 회전력을 상기 고압분사부의 일단으로 전달하여 상기 고압분사부를 노즐의 배열축 기준으로 선택적으로 배열축방향 자전시키는 제1회전구동부를 포함하여 이루어지는 증기발생기의 슬러지 세척장치를 제공한다.

여기서, 상기 제1회전구동부는, 상기 회전지지체의 상부에 형성되는 회전걸림부에 양단이 지지된 상기 고압분사부의 일단에 구비되되, 자전축과 동심축을 이루어 구비되는 제1치형기어와, 상기 제1치형기어와 나란하게 기어물림되도록 구비되되, 상기 회전지지체의 내부에 형성된 회전모터의 구동축에 구비되는 제2치형기어를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 제2회전구동부는, 상기 운송 구동부 사이에 형성된 연결축부와 동심축을 이루되, 상기 연결축부에 회전 가능하게 결합된 상기 제1회전구동부의 측면에 고정 형성되는 제3치형기어와, 상기 제3치형기어와 나란하게 기어물림되어 회전되되, 상기 제1회전구동부의 측면에 형성된 안착홈에 배치되는 제4치형기어와, 상기 제4치형기어의 중심에 고정결합된 보조축부의 일단에 형성되는 제1보조치형기어와, 상기 제1보조치형기어와 수직하게 기어물림되되, 상기 운송 구동부의 상부에 구비된 보조회전모터의 구동축에 형성되는 제2보조치형기어를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

더욱이, 상기 운송 구동부의 양단에는 구동수단과 벨트부재로 연결되어 구동되면서 상기 벽면에 밀착 가능하도록 외주면에 자성재질의 밀착부재가 형성된 전륜 및 후륜이 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 고압분사부의 타단은 상기 제1회전구동부의 상기 시소축방향 회전이 용이하게 이루어지도록 물공급부재의 측면에 형성된 회전홈에 연결되고, 상기 회전지지체의 상부에는 슬러지의 확인을 위해 상기 고압분사부의 일측에 배치되어 분사방향을 향하도록 형성된 감시카메라가 구비됨이 바람직하다.

한편, 본 발명은 원격제어기를 통해 입력된 신호에 따라 증기발생기 벽면에 밀착되어 이동되도록 운송 구동부를 제어 및 구동되는 제1단계; 상기 운송 구동부의 작동에 의해 이동되어 고압분사부의 노즐이 전열관들 사이의 관통간격방향을 향하도록, 상기 운송 구동부에 수직방향으로 연결 배치된 연결축부에 회전지지되는 회전지지체를 선택적으로 시소축방향으로 시소 회전시키는 제2회전구동부를 제어 및 구동하며, 상기 노즐의 상하방향 분사각도를 조절하도록 상기 회전지지체에 회전가능하게 지지된 고압분사부를 선택적으로 배열축방향 자전시키는 제1회전구동부를 제어 및 구동하는 제2단계; 및 세척수 밸브가 개방되도록 제어 및 구동되어 상기 고압분사부의 노즐을 통하여 고압 세척수를 분사하는 제3단계를 포함하여 이루어지는 증기발생기의 슬러지 세척장치의 제어방법을 제공한다.

여기서, 상기 제2단계에서 상기 제2회전구동부의 제어 및 구동은, 상기 운송 구동부가 상기 증기발생기 내벽의 이동된 지점에 따라 복수개의 관통간격방향 중 기설정된 관통간격방향으로 상기 노즐의 방향이 대응되도록 제어 및 구동됨이 바람직하다.

더욱이, 상기 제3단계에서, 상기 고압분사부의 노즐이 상기 관통간격방향을 향하되 상기 상하방향의 분사각도가 조절되어 분사거리가 확대되도록 제1회전구동부가 제어 및 구동되는 단계를 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 상기 제3단계에서 상기 고압 세척수가 분사될 시, 상기 고압 세척수에 의한 전열관의 표면 손상이 방지되도록 상기 운송 구동부의 구동수단이 정지되게 제어됨이 바람직하다.

또한, 상기 제3단계에서 상기 고압 세척수의 분사는, 증기발생기의 내측 영역이 중복 세척되도록 상기 운송 구동부가 이동된 지점에서 1차 관통간격방향으로의 분사가 완료된 이후 기설정된 2차 관통간격방향으로 분사되도록 상기 제1회전구동부 및 상기 제2회전구동부가 제어 및 구동됨이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 증기발생기의 슬러지 세척장치 및 그 제어방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 슬러지 세척장치는 운송 구동부, 고압분사부, 제1회전구동부 및 제2회전구동부로 이루어지기 때문에 구성부품 수가 적을 뿐만 아니라 구조도 단순하여 제작 편의성이 현저히 향상될 수 있다.

둘째, 상기 슬러지 세척장치는 증기발생기의 핸드홀로 삽입되는 것으로 세척을 위한 준비가 완료되며 현장에 구비된 원격제어기를 통해 작동이 제어되기 때문에 사용 편의성이 현저히 향상될 수 있다.

셋째, 전열관 틈새의 바닥면에 형성된 슬러지의 세척시 상기 전열관의 간격과 대응되게 배열된 다수의 노즐이 방향 조절되어 일방향으로 고압 세척수가 분사되되 상기 슬러지 세척장치가 벽면에 지지되어 상기 고압 세척수가 분사되기 때문에 상기 분사노즐의 흔들림이 방지되어 상기 고압 세척수의 분사 방향이 안정적으로 고정되므로 전열관의 표현이 손상될 우려를 최소화하여 제품의 품질성이 향상시킬 수 있다.

넷째, 운송 구동부의 전륜 및 후륜에 구비된 자성재질의 밀착부재에 의해 상기 증기발생기의 변면에 밀착되어 이동되되 상기 운송 구동부의 구동수단 각각이 독립적으로 제어되어 상기 세척장치의 이동 방향이 변경가능하기 때문에 증기발생기에 대한 세척범위가 확대되어 사용자의 만족성을 향상시킬 수 있다.

다섯째, 상기 슬러지 세척장치에는 감시카메라가 장착되어 있어 상기 증기발생기의 오염 정도 및 고압 세척수의 분사에 따른 세척 정도를 실시간으로 확인할 수 있으므로 제품의 기능성이 현저히 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기의 슬러지 세척장치를 나타낸 분해사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기의 슬러지 세척장치를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 2의 A-A에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2회전구동부를 나타낸 측면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기의 슬러지 세척장치가 증기발생기에 설치된 상태를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기의 슬러지 세척장치의 제어방법을 나타낸 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기의 슬러지 세척장치 및 그 제어방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기의 슬러지 세척장치를 나타낸 분해사시도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 증기발생기의 슬러지 세척장치(31)는 운송 구동부(41), 고압분사부(51), 제1회전구동부(61), 제2회전구동부(71) 및 컨트롤러(도 5의 12)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 운송 구동부(41)는 증기발생기 벽면을 따라 이동가능하게 구비되되, 이동 방향이 조절되도록 상호 독립적으로 작동되는 한 쌍의 구동수단(43)에 의해 구동됨이 바람직하다.

상세히, 상기 운송 구동부(41)는 본체프레임(45), 구동수단(43), 전륜(47a) 및 후륜(47b)으로 이루어지는데, 상기 운송 구동부(41)의 본체프레임(45) 양단에는 상기 본체프레임(45)의 내부에 구비된 상기 구동수단(43)과 벨트부재(49z)로 연결되어 구동되면서 상기 벽면에 밀착 가능하도록 외주면에 자성재질의 밀착부재(105)가 형성된 전륜(47a) 및 후륜(47b)이 구비된다.

예컨대, 상기 본체프레임(45) 내부에는 전기모터 등과 같은 상기 구동수단(43)이 길이방향으로 구비되며, 여기에 상기 구동수단(43)의 구동력을 상기 전륜(47a)에 전달하기 위한 다수의 동력전달부재가 더 구비된다. 이때, 상기 동력전달부재로는 상기 구동수단(43)의 구동축에 형성되는 제1베벨기어(도 4의 101), 상기 제1베벨기어(도 4의 101)와 수직하게 기어물림되는 제2베벨기어(도 4의 103) 및 상기 제2베벨기어(도 4의 103)의 일측에 형성되는 벨트풀리(49y)가 포함되며, 또한 상기 전륜(47a)의 일측에 형성되어 상기 전륜(47a)과 동심축을 이루어 회전되도록 구비된 벨트풀리(49x) 및 각각의 상기 벨트풀리(49x, 49y)를 연결하는 상기 벨트부재(49z)가 더 포함된다.

따라서, 상기 구동수단(43)의 구동에 의해 상기 제1베벨기어(도 4의 101)가 회전됨과 아울러 상기 제2베벨기어(도 4의 103)가 회전되고, 이에 따라 상기 제2베벨기어(도 4의 103)의 벨트풀리(49y)가 회전됨으로써 상기 벨트부재(49z)에 의해 연결되는 상기 전륜(47a)의 벨트풀리(49x)가 동시에 회전된다. 이와 같이 동력전달부재가 구비됨으로써 상기 전륜(47a)이 구동된다.

이때, 상기 구동수단(43)에 의해 상기 후륜(47b)이 구동되도록 상기 동력전달부재가 구비될 수도 있고, 상기 전륜(47a)과 상기 후륜(47b)이 동시에 구동되도록 상기 동력전달부재가 구비될 수도 있으나, 본 발명에서는 상기 슬러지 세척장치(31)의 효과적인 방향조절을 위해 상기 전륜(47a)에 구동되도록 상기 동력전달부재가 구비됨이 바람직하다.

그리고, 전술한 바와 같이 상기 전륜(47a) 및 후륜(47b) 각각의 외주면에는 상기 증기발생기의 변멱에 상기 운송 구동부(31)가 밀착되어 이동 가능하도록 자성재질의 밀착부재(105)가 형성된다.

따라서, 상기 슬러지 세척장치(31)는 양측에 상기 운송 구동부(41)가 상호 대향되도록 배치되어 상기 구동수단(43) 각각이 제어신호에 의해 독립적으로 작동됨으로써 상기 슬러지 세척장치(31)의 이동방향이 설정되며, 상기 전륜(47a) 및 상기 후륜(47b)에 형성된 상기 밀착부재(105)에 의해 인코넬 600계통의 합금재질로 이루어진 상기 증기발생기의 벽면에 밀착되어 이동될 수 있다.

한편, 상기 운송 구동부(41)의 일측에는 상기 고압분사부(51)가 구비되며, 상기 고압분사부(51)에는 상기 증기발생기의 전열관 사이 간격에 대응되게 배열된 복수개의 노즐(53)이 구비된다.

구체적으로, 상기 고압분사부(51)는 상호 대향되게 배치된 상기 운송 구동부(41)의 사이에 구비되는데, 이는 상기 고압분사부(51)의 노즐(53)을 통해 고압 세척수가 분사될 시 상기 분사에 따른 반발력에 의해 상기 슬러지 세척장치(31)가 한쪽으로 기울어질 수 있는 우려를 미연에 차단하기 위함이다.

그리고, 상기 고압분사부(51)는 상기 제1회전구동부(61)의 회전지지체(63)에 자전되도록 지지되어 구비되는데, 여기서 상기 제1회전구동부(61)는 상기 고압분사부(51)가 배열축방향 기준으로 선택적으로 자전되도록 지지하는 상기 회전지지체(63)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 배열축방향은 상기 고압분사부(51)에 구비된 상기 복수개의 노즐(53)이 길이방향으로 배열된 방향으로서 상기 고압분사부(51)의 양단이 상기 회전지지체(63)의 상부에 형성된 회전걸림부(65)에 양단이 지지됨으로써 상기 고압분사부(51)가 상기 배열축방향으로 자전되며, 이때, 상기 회전지지체(63)의 내부에 구비된 회전모터가 제어신호에 따라 작동됨으로써 상기 고압분사부(51)의 자전이 시계방향 또는 반시계방향으로 선택적으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1회전구동부(61)는 상기 제2회전구동부(71)에 의해 상기 배열축방향과 수직되는 시소축방향으로 선택적으로 회전될 수 있다. 즉, 상기 제1회전구동부(61)의 상기 회전지지체(63)는 상호 대향되게 배치된 상기 운송 구동부(41) 사이에 구비되되 상기 운송 구동부(41)에 수평하게 형성된 연결축부(도 3의 109)에 회전 가능하게 결합되기 때문에 상기 회전지지체(63)가 상기 시소축방향으로 회전되며 상기 시소축방향의 회전을 위한 회전모터(75)가 상기 운송 구동부(41)의 상부에 구비되어 제어신호에 의해 작동됨에 따라 상기 시소축방향의 회전이 선택적으로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 상기 고압분사부(51)는 상기 제1회전구동부(61)에 의해 상기 배열축방향으로 자전되며 더욱이, 상기 고압분사부(51)가 장착되는 회전지지체(63)가 상기 제2회전구동부(71)에 의해 상기 시소축방향으로 회전되기 때문에 상기 고압분사부(51)는 다축으로 회전되어 상기 노즐(53)의 분사방향이 조절되므로 세척범위가 일정영역에 한정되지 않고 확대될 수 있다.

한편, 상기 제1회전구동부(61) 및 상기 제2회전구동부(71)의 작동원리는 이하 도 3 및 도 4의 설명에서 상술한다.

그리고, 상기 슬러지 세척장치(31)에는 상기 운송 구동부(41), 상기 제1회전구동부(61) 및 상기 제2회전구동부(71)의 구동을 제어신호에 따라 제어하기 위한 컨트롤러(도 5의 12)가 구비됨이 바람직한데, 상기 컨트롤러(도 5의 12)는 상기 슬러지 세척장치(31)의 내부에 구비될 수도 있고 상기 슬러지 세척장치(31)의 외부에서 각 구동부와 전기적으로 연결되어 구비될 수도 있다.

따라서, 상기 슬러지 세척장치(31)가 증기발생기의 핸드홀을 통해 삽입되면 현장에 구비된 원격제어기(도 5의 13)를 통해 제어신호가 입력되고, 입력된 상기 제어신호에 따라 각 구동부(41, 61, 71)가 상기 컨트롤러(도 5의 12)에 의해 제어되어 상기 증기발생기의 세척이 이루어지기 때문에 사용자의 방사능 노출에 대한 위험성이 현저히 낮아질 뿐만 아니라 사용 편의성도 현저히 향상될 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기의 슬러지 세척장치를 나타낸 사시도이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 고압분사부(51)는 상기 제1회전구동부(61)의 회전지지체(63)에 양단이 지지되어 자전 가능하게 결합되는데, 상기 양단부의 외주에는 상기 자전이 용이하게 이루어지도록 볼 베어링(111)이 각각 구비되어 결합됨이 바람직하다.

이때, 상기 고압분사부(51)의 일단에는 상기 자전축과 동심축을 이루어 상기 고압분사부(51)와 일체로 회전되는 제1치형기어(도 3의 55)가 형성되고, 타단에는 상기 고압분사부(51)로 물이 공급되기 위한 물공급부재(121)가 형성된다.

여기서, 상기 물공급부재(121)의 측면에는 회전홈(123)이 형성되어 상기 회전홈(123)에 상기 타단이 연결되어 결합되기 때문에 상기 회전지지체(63)가 제2회전구동부(71)에 의해 시소축방향으로 회전되더라도 상기 타단는 상기 회전홈(123)에 의해 상기 물공급부재(121)와 일정 간격으로 유동 가능하게 결합됨으로써 상기 시소축방향 회전이 용이하게 이루어질 수 있다.

물론, 상기 물공급부재(121)는 상기 회전지지체(63)에 개재될 시 회전 가능하게 개재되는데 이때, 상기 물공급부재(121)의 일단에 형성되는 보조물공급부재(125)도 상기 물공급부재(121)의 외주를 따라 회전 가능하도록 구비됨으로써 상기 회전지지체(63)의 회전 자유도가 더욱 향상될 수 있다.

그리고, 상기 회전지지체(63)의 상부에는 전열관 틈새의 바닥면에 형성되는 슬러지의 확인과 상기 고압분사부(51)의 분사 상태를 확인하기 위해 상기 고압분사부(51)의 일측에 배치되어 상기 고압분사부(51)의 분사방향을 향하도록 형성되는 감시카메라(127)가 구비된다.

더욱이, 상기 증기발생기의 내부는 어둡기 때문에 상기 감시카메라(127)의 시야 확보를 위해 상기 감시카메라(127) 일측 또는 양측에는 조명등(129)이 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 슬러지 세척장치(31)에는 운송 구동부(41)의 진행 방향에 대한 확인 및 폭넓은 시야확보를 위해 상기 제1회전구동부(61)의 전측에 다축 회전카메라(131)가 더 구비된다.

구체적으로, 상기 운송 구동부(41) 사이에 고정연결부(133)가 형성되고 상기 고정연결부(133)의 일단에 상기 고정연결부(133)의 외주를 따라 회전되는 회전연결부(135)가 형성되는데 이때, 상기 다축 회전카메라(131)의 양측면이 상기 회전열결부(135)의 지지연장부(137)에 회전 가능하도록 즉, 상기 고정연결부(133)의 외주에 따른 회전방향에 수직되는 방향으로 회전되도록 결합되기 때문에 상기 다축 회전카메라(131)에 의해 폭넓은 시야가 확보될 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 2의 A-A에 대한 단면도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 제1회전구동부(61)는 회전지지체(63), 제1치형기어(55), 제2치형기어(57) 및 회전모터(도 4의 107)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 회전지지체(63)의 상부에는 상기 고압분사부(도 2의 51)의 양단이 지지되는 회전걸림부(65)가 형성되어 상기 회전걸림부(65)에 상기 고압분사부(도 2의 51)가 자전되도록 장착된다. 이때, 상기 고압분사부(도 2의 51)의 일단에 상기 제1치형기어(55)가 구비되되, 상기 고압분사부(도 2의 51)의 자전축과 동심축을 이루면서 상기 고압분사부(도 2의 51)와 일체로 회전되도록 구비된다.

더욱이, 상기 제1치형기어(55)는 상기 회전걸림부(65)의 내부에 배치되기 때문에 상기 내부 공간의 효과적인 활용을 위해 상기 제1치형기어(55)의 기엇니가 상기 고압분사부(도 2의 51)의 자전범위에 대응되도록 부분적으로 형성됨이 바람직하나, 제작 편의에 따라 완전한 형태의 기엇니로 형성될 수도 있다.

그리고, 제2치형기어(57)는 상기 제1치형기어(55)와 나란하게 기어물림되는데, 상기 회전지지체(63)의 내부에 형성된 회전모터(도 4의 107)의 구동축에 구비된다.

따라서, 제어신호에 의해 상기 회전모터(도 4의 107)가 작동되면 상기 회전모터(도 4의 107)의 구동축에 형성된 제2치형기어(57)가 회전되고 이에 따라 상기 제2치형기어(57)와 나란하게 기어물림된 제1치형기어(55)가 회전됨으로써 상기 제1치형기어(55)와 일체로 회전되는 상기 고압분사부(51)가 자전된다.

이때, 본 발명에서는 자전에 따라 조절되는 고압 세척수의 분사방향이 정확히 조절되기 위해 기어결합으로 구동력이 전달되도록 구성하였으나, 벨트결합 또는 체인결합으로 상기 구동력이 전달되도록 구성될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제2회전구동부를 나타낸 측면도이다.

도 4에서 보는 바와 같이, 제2회전구동부(71)는 제3치형기어(77), 제4치형기어(73), 제1보조치형기어(79c), 제2보조치형기어(79a) 및 보조회전모터(75)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 제3치형기어(77)는 제1회전구동부(61)의 측면에 고정 형성되는데 구체적으로, 상기 제1회전구동부(61)에 포함되는 회전지지체(63)의 측면에 고정 형성된다. 이때, 상기 회전지지체(63)는 운송 구동부(41) 사이에 수평하게 형성된 연결축부(도 3의 109)에 지지되어 시소축방향으로 회전되도록 구비되므로 상기 제3치형기어(77)는 상기 연결축부(도 3의 109)와 동심축을 이루어 상기 회전지지체(63)와 일체로 회전되도록 상기 회전지지체(63)의 측면에 고정 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제4치형기어(73)는 상기 제1회전구동부(61)의 회전지지체(63) 측면에 형성된 안착홈(139)에 배치되어 상기 제3치형기어(77)와 나란하게 기어물림되도록 구비된다. 여기서, 상기 제4치형기어(73)의 중심축에는 상기 제4치형기어(73)와 일체로 회전되도록 형성되는 보조축부(79c)가 구비되는데 이때, 상기 보조축부(79c)의 일단에 상기 제1보조치형기어(79b)가 형성됨으로써 상기 보조축부(79c)와 일체로 회전될 수 있다.

또한, 상기 제2보조치형기어(79a)는 상기 제1보조치형기어(79b)와 수직하게 기어물림되되, 상기 운송 구동부(41)의 상부에 구비되는 보조회전모터(75)의 구동축에 형성된다.

여기서, 상기 보조회전모터(75)는 상기 운송 구동부(41)의 상부에 형성된 충격완화부(도 3의 141)의 내부에 길이방향으로 배치되는데, 이는 상기 슬러지 세척장치(31)의 폭을 최소화하기 위함이다. 따라서, 상기 수직하게 기어물림되는 제1보조치형기어(79b)와 제2보조치형기어(79a)는 베벨기어로 구비됨이 바람직하다.

이와 같이 구비되는 상기 제2회전구동부(71)는 제어신호에 따라 상기 보조회전모터(75)가 작동되면 상기 보조회전모터(75)의 구동축에 형성된 상기 제2보조치형기어(79a)가 회전되며 이에 따라 수직하게 기어물림된 상기 제1보조치형기어(79b)도 회전된다.

그리고, 상기 보조축부(79c)에 의해 상기 제1보조치형기어(79b)와 연동되도록 구비된 상기 제4치형기어(73)가 회전됨과 동시에 상기 제4치형기어(73)와 나란하게 기어물림되는 상기 제3치형기어(77)가 회전된다. 이를 통해, 상기 제3치형기어(77)가 고정 결합된 상기 제1회전구동부(61)의 상기 회전지지체(63)가 시소축방향으로 회전된다. 따라서, 상기 회전지지체(63)에 장착된 고압분사부가 시소축방향으로 회전됨으로써 분사방향이 조절된다.

여기에 있어서도, 본 발명에서는 고압 세척수의 분사방향이 정확히 조절되기 위해 기어결합으로 구동력이 전달되도록 구성하였으나, 벨트결합 또는 체인결합으로 상기 구동력이 전달되도록 구성될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기의 슬러지 세척장치가 증기발생기에 설치된 상태를 나타낸 개략도이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 슬러지 세척장치(31)는 증기발생기(G)의 핸드홀(H)을 통해 내부 벽면에 설치되며, 상기 핸드홀(H)의 테두리 일측에는 상기 슬러지 세척장치(31)와 연결된 제1케이블(16)이 수납 또는 공급되는 케이블 권취부(19)가 구비된다. 그리고, 상기 증기발생기(G)의 외부 일정 영역에는 상기 슬러지 세척장치(31)의 각 구동부를 제어하는 컨트롤러(12)가 제2케이블(15)에 의해 연결되어 구비된다. 또한, 현장의 사무실과 같은 안전한 장소에는 상기 컨트롤러(12)의 제어를 위한 원격제어기(13)가 구비된다.

따라서, 사용자는 안전한 장소에서 상기 원격제어기(13)를 통해 상기 증기발생기(G) 내의 오염 정도를 육안으로 확인할 수 있으며, 상기 원격제어기(13)를 통한 제어신호의 입력만으로 상기 슬러지 세척장치(31)를 제어하여 상기 증기발생기 내의 슬러지를 간편히 세척할 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기의 슬러지 세척장치의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 슬러지 세척장치는 원격제어기를 통해 신호가 입력됨으로써 상기 입력된 신호에 따라 상기 슬러지 세척장치의 이동 방향이 조절되어 상기 슬러지 세척장치가 증기발생기 내벽을 따라 이동되도록 운송 구동부의 각각에 구비된 구동수단이 상호 독립적으로 제어 및 구동된다.(s201)

이후, 상기 슬러지 세척장치가 상기 운송 구동부의 작동에 의해 이동되어 상기 신호에 따라 설정된 지점에 도달되면 고압분사부의 노즐이 전열관들 사이의 관통간격방향을 향하도록 제2회전구동부가 제어 및 구동하며, 상기 노즐의 상하방향 분사각도를 조절하도록 제1회전구동부가 제어 및 구동된다.(s203)

여기서, 상기 제2회전구동부의 제어 및 구동은 상기 운송 구동부가 상기 증기발생기 내벽의 이동된 지점에 따라 복수개의 관통간격방향 중 기설정된 관통간격방향으로 상기 노즐의 방향이 대응되도록 제어 및 구동됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제1회전구동부 및 상기 제2회전구동부의 제어 및 구동이 완료되면 세척수 밸브가 개방되도록 상기 세척수 밸브의 제어 및 구동되어 상기 고압분사부의 노즐을 통하여 고압 세척수가 분사된다.(s205)

이때, 상기 고압 세척수가 분사될 시 상기 분사되는 고압 세척수에 의해 전열관의 표면 손상이 방지되도록 상기 운송 구동부의 구동수단이 정지되게 제어됨과 아울러 상기 고압분사부의 노즐이 상기 관통간격방향을 향하되 상기 상하방향의 분사각도가 조절되어 분사거리가 확대되도록 제1회전구동부가 제어 및 구동된다.(s207)

여기서, 상기 고압 세척수의 분사는 증기발생기의 내측 영역이 중복 세척되도록 상기 운송 구동부가 이동된 지점에서 1차 관통간격방향으로의 분사가 완료된 이후 기설정된 2차 관통간격방향으로 분사되도록 상기 제1회전구동부 및 상기 제2회전구동부가 제어 및 구동됨이 바람직하다.

구체적으로, 본 발명의 슬러지 세척장치는 전열관이 배열되어 있지 않은 상기 증기발생기의 벽면을 따라 기설정된 각 지점으로 이동되어 상기 전열관의 관통간격방향으로 고압 세척수를 분사하여 슬러지를 세척할 수 있는데 이때, 상기 각 지점 중 다수의 관통간격방향에 있어 2방향 이상으로 상기 고압 세척수를 분사하도록 설정된 지점에서는 상기 지점에서 다방향으로 순차적으로 분사가 이루어짐으로써 상기 전열관이 형성된 증기발생기의 내측 바단면이 중복 세척되기 때문에 상대적으로 상기 슬러지가 다량 형성되는 상기 내측 바닥면이 매우 효과적으로 세척될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

G: 증기발생기 H: 핸드홀
12: 컨트롤러 13: 원격제어기
31: 슬러지 세척장치 41: 운송 구동부
43: 구동수단 45: 본체프레임
47a: 전륜 47b: 후륜
49x, 49y:벨트풀리 49z: 벨트부재
51: 고압분사부 53: 노즐
55: 제1치형기어 57: 제2치형기어
61: 제1회전구동부 63: 회전지지체
65: 회전걸림부 71: 제2회전구동부
73: 제4치형기어 75: 보조회전모터
77: 제3치형기어 79a: 제2보조치형기어
79b: 제1보조치형기어 79c: 보조축부
101: 제1베벨기어 103: 제2베벨기어
105: 밀착부재 107: 회전모터
109: 연결축부 121: 물공급부재
123: 회전홈 125: 보조물공급부재
127: 감시카메라 129: 조명등
131: 다축 회전카메라 133: 고정연결부

Claims

증기발생기 벽면에 밀착되어 이동되도록 구비되는 운송 구동부;
양단부에 회전걸림부가 형성되며, 상기 운송구동부에 수직방향으로 연결 배치된 연결축부에 회전지지되어 선택적으로 시소축방향 시소 회전되도록 구비되는 회전지지체;
보조구동모터의 회전력을 전달받아 상기 회전지지체를 상기 연결축부를 기준으로 선택적으로 시소축방향 시소 회전시키는 제2회전구동부;
증기발생기의 전열관 사이 간격에 대응되게 배열되어 세척수가 분사되는 복수개의 노즐이 구비되며, 상기 회전걸림부에 양단이 회전가능하게 지지되어 선택적으로 배열축방향 자전되도록 구비되는 고압분사부; 및
회전모터의 회전력을 상기 고압분사부의 일단으로 전달하여 상기 고압분사부를 노즐의 배열축 기준으로 선택적으로 배열축방향 자전시키는 제1회전구동부를 포함하여 이루어지는 증기발생기의 슬러지 세척장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1회전구동부는,
상기 회전지지체의 상부에 형성되는 회전걸림부에 양단이 지지된 상기 고압분사부의 일단에 구비되되, 자전축과 동심축을 이루어 구비되는 제1치형기어와,
상기 제1치형기어와 나란하게 기어물림되도록 구비되되, 상기 회전지지체의 내부에 형성된 회전모터의 구동축에 구비되는 제2치형기어를 포함하여 이루어짐을 특징으로하는 증기발생기의 슬러지 세척장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제2회전구동부는,
상기 운송 구동부 사이에 형성된 연결축부와 동심축을 이루되, 상기 연결축부에 회전 가능하게 결합된 상기 제1회전구동부의 측면에 고정 형성되는 제3치형기어와,
상기 제3치형기어와 나란하게 기어물림되어 회전되되, 상기 제1회전구동부의 측면에 형성된 안착홈에 배치되는 제4치형기어와,
상기 제4치형기어의 중심에 고정결합된 보조축부의 일단에 형성되는 제1보조치형기어와,
상기 제1보조치형기어와 수직하게 기어물림되되, 상기 운송 구동부의 상부에 구비된 보조회전모터의 구동축에 형성되는 제2보조치형기어를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 증기발생기의 슬러지 세척장치.
제 1 항에 있어서,
상기 운송 구동부의 양단에는 구동수단과 벨트부재로 연결되어 구동되면서 상기 벽면에 밀착 가능하도록 외주면에 자성재질의 밀착부재가 형성된 전륜 및 후륜이 구비됨을 특징으로 하는 증기발생기의 슬러지 세척장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고압분사부의 타단은 상기 제1회전구동부의 상기 시소축방향 회전이 용이하게 이루어지도록 물공급부재의 측면에 형성된 회전홈에 연결되고,
상기 회전지지체의 상부에는 슬러지의 확인을 위해 상기 고압분사부의 일측에 배치되어 분사방향을 향하도록 형성된 감시카메라가 구비됨을 특징으로 하는 증기발생기의 슬러지 세척장치.
원격제어기를 통해 입력된 신호에 따라 증기발생기 벽면에 밀착되어 이동되도록 운송 구동부를 제어 및 구동되는 제1단계;
상기 운송 구동부의 작동에 의해 이동되어 고압분사부의 노즐이 전열관들 사이의 관통간격방향을 향하도록, 상기 운송 구동부에 수직방향으로 연결 배치된 연결축부에 회전지지되는 회전지지체를 선택적으로 시소축방향으로 시소 회전시키는 제2회전구동부를 제어 및 구동하며, 상기 노즐의 상하방향 분사각도를 조절하도록 상기 회전지지체에 회전가능하게 지지된 고압분사부를 선택적으로 배열축방향 자전시키는 제1회전구동부를 제어 및 구동하는 제2단계; 및
세척수 밸브가 개방되도록 제어 및 구동되어 상기 고압분사부의 노즐을 통하여 고압 세척수를 분사하는 제3단계를 포함하여 이루어지는 증기발생기의 슬러지 세척장치의 제어방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제2단계에서 상기 제2회전구동부의 제어 및 구동은,
상기 운송 구동부가 상기 증기발생기 내벽의 이동된 지점에 따라 복수개의 관통간격방향 중 기설정된 관통간격방향으로 상기 노즐의 방향이 대응되도록 제어 및 구동됨을 특징으로 하는 증기발생기의 슬러지 세척장치의 제어방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제3단계에서,
상기 고압분사부의 노즐이 상기 관통간격방향을 향하되 상기 상하방향의 분사각도가 조절되어 분사거리가 확대되도록 제1회전구동부가 제어 및 구동되는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 증기발생기의 슬러지 세척장치의 제어방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제3단계에서 상기 고압 세척수가 분사될 시,
상기 고압 세척수에 의한 전열관의 표면 손상이 방지되도록 상기 운송 구동부의 구동수단이 정지되게 제어됨을 특징으로 하는 증기발생기의 슬러지 세척장치의 제어방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제3단계에서 상기 고압 세척수의 분사는,
증기발생기의 내측 영역이 중복 세척되도록 상기 운송 구동부가 이동된 지점에서 1차 관통간격방향으로의 분사가 완료된 이후 기설정된 2차 관통간격방향으로 분사되도록 상기 제1회전구동부 및 상기 제2회전구동부가 제어 및 구동됨을 특징으로 하는 증기발생기의 슬러지 세척장치의 제어방법.