KR101897538B1 - 열교환기 튜브 세정 시스템 - Google Patents

Abstract

열교환기 튜브 세정 시스템을 개시한다.
본 발명의 하나의 실시예는 열교환기 내부를 세척하는 경우 열교환기 내부가 복수개의 볼로 어느정도 새척되었는지 판단하는 열교환기 튜브 세정 시스템을 제공한다.

Description

열교환기 튜브 세정 시스템{Heat Exchanger Tube Cleaning System}

본 실시예는 열교환기 튜브 세정 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 관로를 세척하기 위하여 다수의 볼을 순환시키는데 이때 관로의 세정율을 판단하는 열교환기 튜브 세정 시스템에 관한 것이다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.

물 등과 같은 유체가 흐르는 열교환기 튜브는 시간이 경과 함에 따라 이물질 등이 표면에 축적되어 열교환 효율이 저하되는 문제를 갖는다 이를 해결하기 위하여 다수의 세척용 볼을 투입하여 순환시킴으로써 관로 내부에 축적되어 있는 스케일을 제거하는 기술들이 적용되고 있다. 냉각수가 흐르는 열교환기 설비에 탄성을 가진 세척용 볼을 투입시켜 줌으로써, 해당 세척용 볼들이 수실에서 골고루 분산되어 각각의 튜브 내로 흘러들어감으로써 튜브 내면을 세정하는 방식으로 이루어진다.

세척용 볼이 상기 세정 설비를 통해 잘 순환한다면, 이로 인해 열교환기 설비 튜브의 청결을 유지하여 해당 튜브의 열 전달률을 일정하게 유지시켜 줌으로서, 콘덴서나 열 교환기의 성능이 보장될 수 있다.

따라서, 세척용 볼을 이용한 열교환기 설비의 세척과정이 어느 정도의 세정율을 가지는지 판단하는 것이 필요하다.

종래의 세정 시스템 중에는 투명한 유로관을 순환로 중도에 설치하고 유로관 외부에 센서를 설치하여 적외선을 조사함으로써 유로관 내부를 흐르는 볼을 감지하여 볼의 개수를 카운팅하는 것이 있는데, 볼을 카운팅함에 있어서도 부정확할 뿐만 아니라, 시간이 고려되지 않고 단지 카운팅된 숫자만 이용하기 때문에 튜브의 세정율을 판단하는 지표로서 부족하다. 종래의 이러한 세정 시스템은 과거에 볼을 꺼내어 수동으로 카운트 하던 방식을 자동으로 전환한 것에 불과할 뿐이다.

본 발명은 열교환기 내부의 세척 정도를 새로운 개념으로 판단함으로써 보다 효과적인 세정율을 판단할 수 있는 열교환기 튜브 세정 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 열교환기 튜브 세정 시스템은 열교환기의 냉각수 튜브를 포함하며, 유체와 볼이 순환하는 순환로, 상기 순환로 상에 설치되며 상기 유체를 펌핑하는 펌프, 상기 순환로 일단에 연결되어, 시간 및 상기 볼의 개수를 카운팅하기 위한 카운터, 및 상기 카운터의 카운팅 결과를 이용하여, 볼 회수율(R_B), 평균 볼 무리 순환 주기(T_B), 볼 주기 순환율(R_C), 볼 분산율(D_B), 볼 주기 세정율(C_C) 중 적어도 하나를 계산하고 상기 냉각수 튜브의 세정율에 대해 판단하는 판단부를 포함한다.

볼 주기 순환율(R_C) 또는 상기 볼 분산율(D_B)은 상기 평균 볼 무리 순환 주기(T_B)를 이용하여 계산한다.

n개의 볼들로 이루어진 볼 무리의 1회 순환에 대한 볼 무리 순환 주기(T_B1)는 아래 수식으로 정의된다.

T_B1 = T_B1' + T_C = (L_R+n×d)/V_F + T_C

그리고, n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기(T_B)는 아래 수식으로 계산된다.

T_B = TIME(C_max)/N

여기서, TIME(C_max)는, n개의 볼 무리가 N회 순환하는데 걸리는 시간으로 정의된다. 그리고, L_R은 순환로의 전체 길이를 나타내며, d는 볼의 직경을 나타내고, V_F는 유체의 유속을 나타낸다. 한편, T_C는 순환 동안에 볼이 유속에 따라 함께 흐르지 못하고 정체하는 시간을 나타낸다.

판단부는, 상기 평균 볼 무리 순환 주기가 제1 기준치 이하인 경우 상기 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단한다.

판단부는, 평균 볼 무리 정체시간(T_C)을 아래 수식으로 계산하고 상기 유체의 흐름 상태를 추가로 판단한다.

T_C = T_B - (L_R + n×d)/V_F

볼 주기 순환율(R_C)은, 상기 평균 볼 무리 순환 주기(T_B)를 아래 수식을 통해 계산한다.

R_C = T_B'/T_B × 100%

판단부는, 상기 볼 주기 순환율이 제2 기준치 이상인 경우 상기 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단한다.

n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 볼 분산율(D_B)은, 다음 수식을 통해 계산한다.

판단부는, 상기 볼 분산율이 제3 기준치 이상인 경우 상기 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단한다.

볼 주기 세정율은, 상기 볼 주기 순환율과 상기 볼 분산율을 아래 수식에 대입하여 구한다.

판단부는, 상기 볼 주기 세정율이 제4 기준치 이상인 경우 상기 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단한다.

또한, 본 발명은 순환로와 분기 유로로 연결된 볼 콜렉터를 추가로 포함하고, 카운터는 상기 볼 콜렉터로 볼이 수집되는 동안 상기 볼을 카운팅하며, 상기 판단부는 상기 카운팅된 볼의 개수를 이용하여 상기 볼 회수율을 계산한다.

볼 회수율은, 다음 수식을 이용하여 구한다.

R_B = B_r/n × 100%

냉각수 튜브 세정율을 판단하는 경우, 상기 볼 회수율이 제5 기준치 이상인 경우를 전제조건으로 시스템에 설정될 수 있다.

본 발명을 통해, 세척용 볼을 이용하여 관로를 세척하는 장치를 사용함에 있어서, 관로 세척의 정도를 보다 효과적으로 판단할 수 있는 새로운 판단기준을 제시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 튜브 세정 시스템을 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 판단부를 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 튜브 세정 시스템의 판단부의 동작을 개략적으로 보여주는 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 튜브 세정 시스템(100)을 개략적으로 보여주는 구성도이다.

본 발명에 따른 열교환기 튜브 세정 시스템(100)은 순환로(10), 펌프(80), 카운터(20) 및 판단부(30)를 포함한다.

순환로(10)는 열교환기(40)의 냉각수 튜브(12)를 포함하며, 유체와 볼이 순환한다. 여기서, 순환로(10)는 유입 파이프(11), 냉각수 튜브(12), 유출 파이프(13), 제1 관로(14, 15)를 포함한다.

펌프(80)는 순환로(10) 상에 설치되며 유체를 펌핑하여 순환시킨다.

카운터(20)는 순환로(10) 일단에 연결되어, 시간 및 상기 볼의 개수를 카운팅한다.

판단부(30)는 카운터(20)의 카운팅 결과를 이용하여, 볼 회수율(R_B), 평균 볼 무리 순환 주기(T_B), 볼 주기 순환율(R_C), 볼 분산율(D_B), 볼 주기 세정율(C_C) 중 적어도 하나를 계산하고 냉각수 튜브(12)의 세정율에 대해 판단한다.

여기서, 판단부(30)에서 볼 회수율(R_B), 평균 볼 무리 순환 주기(T_B), 볼 주기 순환율(R_C), 볼 분산율(D_B), 볼 주기 세정율(C_C)을 계산하는 것은 이하 상세하게 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 열교환기 튜브 세정 시스템(100)은 고압의 압축공기를 생성하기 위한 에어 콤프레서(50, air compressor)와, 유체를 수용하고 에어 콤프레서(50)로부터 도출되는 고압의 압축공기를 공급받아 유체를 열교환기(40) 측으로 배출시키기 위한 인젝터(51, injector)와 다수의 볼(60)을 수용하고 인젝터(51)로부터 배출되는 고압의 유체와 함께 볼(60)을 열교환기(40) 측으로 배출시키기 위한 순환로(10)와 분기 유로(57)로 연결된 볼 콜렉터(52, ball collector)와, 볼 콜렉터(52)로부터 배출되어 열교환기(40)를 통과한 볼(60)을 볼 콜렉터(52) 측으로 복귀시키기 위한 볼 스트레이너(21, ball strainer)를 포함한다.

에어 콤프레서(50)와 인젝터(51)를 연결하는 제2 관로(53)에는 제1 솔레노이드밸브(54)가 설치되고, 볼 콜렉터(52)와 열교환기(40)의 유입 파이프(11)를 연결하는 제1 관로(70)에는 제1 체크밸브(22)가 설치되며, 볼 콜렉터(52)를 연결하는 제1 관로(14)에는 제2 체크밸브(23)가 설치된다.

또한, 카운터(20)는 볼 스트레이너(21)의 출구 측과 제2 체크밸브(23)의 입구측 사이를 연결하는 제1 관로(14) 중도에 설치될 수 있다.

카운터(20)는 카운터(20)를 지나가는 볼을 카운팅한다. 볼 카운팅은 열교환 튜브 세척을 위해 볼이 순환하는 동안에 이루어질 수 있다. 또한, 볼 카운팅은 볼 콜렉터(52)로 볼(60)을 수집하면서 이루어질 수도 있다.

카운터는 발광부와 수광부 사이로 볼이 지나가면서 발광부로부터의 수광부로의 빛을 차단하는 것을 감지하여 카운팅을 수행하는 장치가 이용될 수 있다. 이러한 카운터는 종래에 알려진 장치가 이용될 수 있으며 더 자세한 설명은 생략한다.

인젝터(51)에는 인젝터(51) 내의 고압 압축공기가 외부로 배출되도록 하기 위한 드레인 파이프(55)가 구비되고, 드레인 파이프(55)의 중도에는 제2 솔레노이드밸브(56)가 설치된다.

제어부(70)는 열교환기 튜브 세정 시스템(100)이 원활하게 작동될 수 있도록 제1 및 제2 솔레노이드밸브(54, 56)의 개폐시기를 제어한다.

이하, 열교환기 튜브 세정 시스템(100)의 작동을 설명한다. 제1 및 제2 솔레노이드밸브(54, 56)가 모두 폐쇄되어 있고 다수의 볼(60)이 볼 콜렉터(52)내에 모여 있으며 인젝터(51) 내에 유체가 채워진 초기상태에서, 제어부(70)에 의해 에어 콤프레서(50)가 작동하고 제1 솔레노이드밸브(54)가 개방되면, 콤프레서(50)로부터 고압의 공기가 인젝터(51) 내로 유입되어 유체를 가압한다. 이 가압력이 볼 콜렉터(52) 내로 전달되어 볼 콜렉터(52) 내의 다수의 볼(60)은 제1 체크밸브(22) 및 제1 관로(15)를 통해 열교환기(40)의 입구로 투입된다.

볼(60)이 볼 콜렉터(52)에서 열교환기(40)의 내부로 모두 투입될 수 있는 기설정된 시간이 경과 되면, 제어부(70)는 제1 솔레노이드밸브(54)를 폐쇄상태로 전환된다. 열교환기(40)의 내부로 투입된 다수의 볼(60)은 열교환기(40)의 관로 내부벽면에 밀착하여 관로를 통과하면서 벽면에 고착된 스케일을 제거한다.

열교환기(40)를 통과한 유체는 유출 파이프(13)를 통과한 뒤 볼 스트레이너(21)를 거치면서 외부로 배출되고 볼(60)은 볼 스트레이너(21)를 거치면서 제1 관로(14)를 지나 제2 체크밸브(23) 및 제1 체크밸브(22)를 경유하여 다시 열교환기(40)로 재순환한다.

세척이 완료되면 제어부(70)가 제2 체크벨브(23)를 폐쇄하고, 볼(60)은 제1 관로(14)를 지나 제2 체크밸브(23)의 입구에 정지상태로 대기하게 된다. 볼(60)이 모두 열교환기(40)를 통과할 수 있는 기설정된 시간이 경과되면, 제어부(70)는 제2 솔레노이드밸브(54)를 개방하여 인젝터(51) 내의 고압공기가 드레인 파이프(55)를 통해 외부로 배출되도록 한다. 동시에, 제2 체크밸브(23)를 경유하여 볼(60)은 볼 콜렉터(52) 내로 복귀되고, 유체는 볼 콜렉터(52)를 통과하여 인젝터(51)의 내부를 다시 채우게 된다. 볼(60)이 볼 콜렉터(52)에 모두 회수될 수 있는 기설정된 시간이 경과되면, 제어부(70)는 제2 솔레노이드밸브(56)를 폐쇄시킴으로써, 열교환기 튜브 세정 시스템(100)을 초기상태로 복귀시킨다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 판단부(30)를 개략적으로 보여주는 구성도이다.

판단부(30)는 평균 볼 무리 순환 주기 판단부(31), 볼 주기 순환율 판단부(32), 볼 분산율 판단부(33), 볼 주기 세정율 판단부(34) 및 볼 회수율 판단부(35)를 포함한다.

평균 볼 무리 순환 주기 판단부(31)는 볼 주기 순환율을 판단한다. 볼 주기 순환율(R_C) 또는 볼 분산율(D_B)은 볼 무리 순환 주기(T_B)를 이용하여 계산한다.

여기서, n개 볼 무리의 1회 순환에 대한 볼 무리 순환 주기(T_B)는 아래 [수학식 1]로 정의된다.

T_B1 = T_B1' + T_C = (L_R+n×d))/V_F + T_C ... [수학식 1]

(여기서, T_B1는 T_B1'과 T_C의 합으로 구할 수 있다. T_B1 : n개 볼 무리의 1회 순환 주기, T_B1' : 이론적 볼 무리의 1회 순환 주기, T_C : 볼이 유속과 함께 흐르지 못하고 정체하는 시간, L_R : 순환로의 길이, n : 볼의 개수, d : 볼의 지름, V_F : 유체의 속도이다. 여기서, 이론적 볼 무리 순환 주기 T_B1'는 볼이 n개 투입되어 무리지어 순환할 때 볼 n 개 모두 순환로의 한 지점을 통과하는 가장 이상적인 전체 순환 길이를 유체의 속도로 나눈 값이다.)

여기서, n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기(T_B)는 아래 [수학식 2]로 계산된다.

T_B = TIME(C_max)/N ... [수학식 2]

(여기서, T_B는 TIME(C_max)를 N으로 나눈 값으로 구할 수 있다. T_B : n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기, TIME(C_max) : n개의 볼 무리가 N회 순환하는데 걸리는 시간으로 정의되고, N : 볼 무리의 순환 횟수이다.)

평균 볼 무리 순환 주기 판단부(31)는 평균 볼 무리 순환 주기가 제1 기준치 이하인 경우 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단한다.

또한, 평균 볼 무리 순환 주기 판단부(31)는 평균 볼 무리 정체시간(T_C)을 아래 [수학식 3]으로 계산하고 상기 유체의 흐름 상태를 추가로 판단한다. 평균 볼 무리 순환 주기 판단부(31)는 볼 무리 정체시간(T_C)이 짧을수록 유체의 흐름 상태가 양호하다고 판단하고, 이에 따라, 유체의 흐름 상태가 좋은 경우, 잘 순환하는 것으로 판단하여 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단한다.

T_C = T_B - (L_R+n×d)/V_F ... [수학식 3]

(여기서, T_C : 볼 무리 정체시간, T_B : n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기, L_R : 순환로의 길이, n : 볼의 개수, d : 볼의 지름, V_F : 유체의 속도이다.)

볼 주기 순환율 판단부(32)는 볼 주기 순환율(R_C)을 볼 무리 순환 주기(T_B)를 아래 [수학식 4]에 대입하여 구한다.

R_C = T_B'/T_B ×100% ... [수학식 4]

(여기서, R_C는 T_B'를 T_B로 나눈값에 100%를 곱하여 구할 수 있다. R_C : 볼 주기 순환율, T_B : n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기(실제 볼 무리 순환주기), T_B' : 이론적 볼 무리 순환 주기이다.)

볼 주기 순환율 판단부(32)는 상기 볼 주기 순환율이 제2 기준치 이상인 경우 상기 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단한다. 여기서, 제2 기준치는 예컨대, 60% 이상일 수 있다.

볼 분산율 판단부(33)는 n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 볼 분산율(D_B)을 아래 [수학식 5]을 통해 계산한다.

... [수학식 5]

(여기서, 구속 조건 :

,

이고, D_BN : n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 볼 분산율, T_B : n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기, T_BN : N회 순환하는 볼 무리 순환 주기, i : 볼이 튜브를 통과한 횟수, mi : 볼이 i회 이상 통과한 튜브 수, n : 볼 전체 개수, mo : 볼이 한번도 통과하지 않은 튜브 수이다.)

볼 분산율 판단부(33)는 볼 분산율이 크면 볼이 튜브로 유입되기 전에 잘 분산되어 여러 튜브에 고르게 통과하였다고 판단한다.

볼 분산율 판단부(33)는 볼 분산율이 제3 기준치 이상인 경우 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단한다. 여기서, 제3 기준치는 예컨대, 60% 이상일 수 있다.

볼 주기 세정율 판단부(34)는 볼 주기 순환율과 볼 분산율을 아래 [수학식 6]에 대입하여 볼 주기 세정율(C_C)을 구한다.

... [수학식 6]

(여기서, C_C : 볼 주기 세정율, R_C : 볼 주기 순환율, D_B : 볼 분산율이다.)

볼 주기 세정율 판단부(34)는 볼 주기 세정율이 제4 기준치 이상인 경우 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단한다. 여기서, 제4 기준치는 예컨대, 60% 이상일 수 있다.

볼 회수율 판단부(35)는 카운팅된 볼의 개수를 이용하여 볼 회수율을 계산한다. 볼 회수율 판단부(35)는 아래 [수학식 7]을 이용하여 구한다.

R_B = B_r/n×100% ... [수학식 7]

(여기서, R_B : 볼 회수율, n : 전체 볼 투입 개수, B_r : 전체 볼 투입 n개 대비 수집 운전 시간인 설정시간 동안 회수된 볼의 개수이다.)

볼 회수율은 설정시간 동안의 볼 회수율로 계산되며, 그 설정시간은 예컨대 30분일 수 있다.

볼 회수율 판단부(35)는 냉각수 튜브 세정율을 판단하는 경우, 볼 회수율이 제5 기준치 이상인 경우를 전제조건으로 한다. 여기서, 제5 기준치는 예컨대, 30분 기준으로 95% 이상일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기 튜브 세정 시스템의 판단부의 동작을 개략적으로 보여주는 순서도이다.

판단부(30)는 카운팅된 볼의 개수를 이용하여 볼 회수율을 계산한다(S301). 여기서, 볼 회수율은 전체 볼 투입 n개 대비 수집 운전 시간인 설정시간 동안 회수된 볼의 비율을 나타낸 것이다.

판단부(30)는 볼 회수율이 제5 기준치 이상인지 여부를 판단한다(S302). 여기서, 제5 기준치는 예컨대, 30분 동안 95%이다.

단계 S302에서, 볼 회수율이 제5 기준치 이상인 것으로 판단되는 경우, 판단부(30)는 평균 볼 무리 순환 주기를 계산한다(S303). 여기서, 평균 볼 무리 순환 주기는 n개의 볼 무리가 N회 순환하는데 걸리는 시간을 볼 무리의 순환 횟수로 나눈 값이다.

단계 S302에서, 볼 회수율이 제5 기준치 미만인 것으로 판단되는 경우, 냉각수 튜브 세정율을 판단하는 것을 종료한다.

판단부(30)는 평균 볼 무리 순환 주기를 이용하여 평균 볼 무리 정체시간을 계산한다(S304). 여기서, 평균 볼 무리 정체시간은 n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기에서 볼 n개의 이론적 볼 무리 순환주기를 뺀 값을 나타낸다.

판단부(30)는 평균 볼 무리 순환 주기를 이용하여 볼 주기 순환율을 계산한다(S305). 여기서, 볼 주기 순환율은 이론적 볼 무리 순환주기의 실제 볼 무리 순환주기에 대한 비율을 나타낸다.

판단부(30)는 평균 볼 무리 순환 주기를 이용하여 볼 분산율을 계산한다(S306). 여기서, 볼 분산율은 전체 볼 투입 n개 대비 N회 볼 무리 순환 주기 동안 볼이 i회 이상 통과한 튜브 수이다.

판단부(30)는 볼 주기 순환율과 볼 분산율을 이용하여 볼 주기 세정율을 계산한다(S307).

판단부(30)는 평균 볼 무리 순환 주기, 볼 주기 순환율, 볼 분산율, 볼 주기 세정율 각각 제1 기준치, 제2 기준치, 제3 기준치, 제4 기준치 이상인지 판단하고, 볼 무리 정체시간의 경우, 짧을수록 유체 흐름 상태가 양호하다고 판단하고, 이에 따라, 유체의 흐름 상태가 좋은 경우, 잘 순환하는 것으로 판단한다(S308).

도 3에서는 단계 S301 내지 단계 S308을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 3에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S301 내지 단계 S308 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

또한, 이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통산의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것을 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하면, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 열교환기 튜브 세정 시스템
10: 순환로
11: 유입 파이프
12: 냉각수 튜브
13: 유출 파이프
14, 15: 제1 관로
20: 카운터
21: 볼 스트레이너
22: 제1 체크밸브
23: 제2 체크밸브
30: 판단부
31: 평균 볼 무리 순환 주기 판단부
32: 볼 주기 순환율 판단부
33: 볼 분산율 판단부
34: 볼 주기 세정율 판단부
35: 볼 회수율 판단부
40: 열교환기
50: 콤프레서
51: 인젝터
53: 볼 콜렉터
54: 제1 솔레노이드밸브
55: 드레인 파이프
56: 제2 솔레노이드밸브
57: 분기 유로
60: 볼
70: 제어부
80: 펌프

Claims (15)

1. 열교환기의 냉각수 튜브를 포함하며, 유체와 볼이 순환하는 순환로;
   상기 순환로 상에 설치되며 상기 유체를 펌핑하는 펌프;
   상기 순환로 일단에 연결되어, 시간 및 상기 볼의 개수를 카운팅하기 위한 카운터; 및
   상기 카운터의 카운팅 결과를 이용하여, 볼 회수율(R_B), 평균 볼 무리 순환 주기(T_B), 볼 주기 순환율(R_C), 볼 분산율(D_B), 볼 주기 세정율(C_C) 중 적어도 하나를 계산하고 상기 냉각수 튜브의 세정율에 대해 판단하는 판단부
   를 포함하고,
   상기 볼 주기 순환율(R_C) 또는 상기 볼 분산율(D_B)은 상기 평균 볼 무리 순환 주기(T_B)를 이용하여 계산하며,
   n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 볼 분산율(D_B)은, 아래 수식
   

   

   
   (구속 조건 :

   

   ,

   

   이고, D_BN : n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 볼 분산율, T_B : n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기, T_BN : N회 순환하는 볼 무리 순환 주기, i : 볼이 튜브를 통과한 횟수, mi : 볼이 i회 이상 통과한 튜브 수, n : 볼 전체 개수, mo : 볼이 한번도 통과하지 않은 튜브 수)
   을 통해 계산하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   n개 볼 무리의 1회 순환에 대한 볼 무리 순환 주기(T_B1)는 아래 수식
   T_B1 = T_B1' + T_C = (L_R+n×d)/V_F + T_C
   (T_B1 : n개 볼 무리의 1회 순환 주기, T_B1' : 이론적 볼 무리의 1회 순환 주기, T_C : 볼이 순환로에서 머무는 시간, L_R : 순환로의 길이, n : 볼의 개수, d : 볼의 지름, V_F : 유체의 속도이다.)
   으로 정의되는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 상기 평균 볼 무리 순환 주기(T_B)는 아래 수식
   T_B = TIME(C_max)/N
   (T_B : n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기, TIME(C_max) : n개의 볼 무리가 N회 순환하는데 걸리는 시간으로 정의되고, N : 볼 무리의 순환 횟수)
   으로 계산되는 것을 특징으로 하고,
   TIME(C_max)는, n개의 볼 무리가 N회 순환하는데 걸리는 시간으로 정의되는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 판단부는, 상기 평균 볼 무리 순환 주기가 제1 기준치 이하인 경우 상기 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 판단부는, 평균 볼 무리 정체시간(T_C)을 아래 수식
   T_C = T_B - (L_R+n×d)/V_F
   (T_C : 볼 무리 정체시간, T_B : n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기, L_R : 순환로의 길이, n : 볼의 개수, d : 볼의 지름, V_F : 유체의 속도)
   으로 계산하고 상기 유체의 흐름 상태를 추가로 판단하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 볼 주기 순환율(R_C)은, 상기 볼 무리 순환 주기(T_B)를 아래 수식
   R_C = T_B'/T_B × 100%
   (R_C : 볼 주기 순환율, T_B : n개 볼 무리의 N회 순환에 대한 평균 볼 무리 순환 주기(실제 볼 무리 순환주기), T_B' : 이론적 볼 무리 순환 주기)
   에 대입하여 구하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 판단부는, 상기 볼 주기 순환율이 제2 기준치 이상인 경우 상기 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는, 상기 볼 분산율이 제3 기준치 이상인 경우 상기 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
11. 제1항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼 주기 세정율은, 상기 볼 주기 순환율과 상기 볼 분산율을 아래 수식
    

    

    
    (C_C : 볼 주기 세정율, R_C : 볼 주기 순환율, D_B : 볼 분산율)
    에 대입하여 구하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 판단부는, 상기 볼 주기 세정율이 제4 기준치 이상인 경우 상기 냉각수 튜브 세정율이 좋은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    상기 순환로와 분기 유로로 연결된 볼 콜렉터를 추가로 포함하고,
    상기 카운터는 상기 볼 콜렉터로 볼이 수집되는 동안 상기 볼을 카운팅하며,
    상기 판단부는 상기 카운팅된 볼의 개수를 이용하여 상기 볼 회수율을 계산하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
14. 제13항에 있어서,
    상기 볼 회수율은, 아래 수식
    R_B = B_r/n × 100%
    (R_B : 볼 회수율, n : 전체 볼 투입 개수, B_r : 전체 볼 투입 n개 대비 수집 운전 시간인 30분 동안 회수된 볼의 개수)
    을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.
15. 제14항에 있어서,
    상기 냉각수 튜브 세정율을 판단하는 경우, 상기 볼 회수율이 제5 기준치 이상인 경우를 전제조건으로 하는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브 세정 시스템.

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