KR102087689B1 - 동심 튜브 사이에서 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

동심 튜브 사이에서 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 동심 내부 튜브와 외부 튜브 사이에 온도 구배가 존재할 때 동심 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치에 관한 것이다. 탐침 헤드 조립체는 상기 내부 튜브 내에서 이동될 수 있다. 하나 이상의 온도 센서는 상기 탐침 헤드 조립체에 결합되어 있고 상기 내부 튜브의 내면의 온도를 검출하도록 구성되어 있다. 구동 조립체는, 상기 내부 튜브에 대해 상기 탐침 헤드 조립체를 이동시키기 위해 작동될 수 있다. 데이터 획득 시스템은, 감소된 온도 구배에 대응하는 온도 이상을 가진 상기 내면을 따라 하나 이상의 위치를 식별하기 위해, 하나 이상의 상기 온도 센서에 결합되어 있고 복수의 온도 측정을 수용하도록 구성되어 있다.

Description

동심 튜브 사이에서 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING POSITION OF ANNULUS SPACER BETWEEN CONCENTRIC TUBES}
본 발명은 원자로를 위한 연료 채널에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은, CANDU("CANada Deuterium Uranium") 원자로가 일예인 원자로의 동심 튜브(예를 들면, 내부 압력 튜브를 가진 칼란드리아 튜브(calandria tube))를 가진 연료 채널에 사용하기 위한 원환 스페이서(annulus spacers)에 관한 것이다. 단지 예로서, CANDU 원자로는, 천연 우라늄, 다른 저-농축 우라늄, 재생 우라늄, 혼합 산화물, 핵분열성 및 친핵연료 악티늄족(fissile and fertile actinides), 및 그들의 조합으로 구성되는 연료를 사용할 수 있는 중수 또는 경수 냉각 및 중수 감속 핵분열 원자로(heavy-water moderated fission reactor)이다.
본 출원은, 2011년 11월 3일자로 출원되었고 전체 내용이 원용에 의해 본 명세서에 합체된 미국 가특허출원 제61/555,375를 우선권으로 주장한다.
자주 가터 스프링(garter springs)(GS)으로서 제공되는 환형 스페이서(AS)는, 상술한 바와 같은 내부 압력 튜브(PT) 및 외부 칼란드리아 튜브(CT)와 같은 연료 채널 조립체의 2개의 튜브들 사이에 환형 갭(annular gap)을 유지하기 위해 CANDU 원자로에 사용된다. PT는 칼란드리아 내에서 중수 감속재(heavy water moderator)로부터 PT를 절연하는 원자로 CTs 내에 위치된다. PTs와 CTs 사이의 환형 갭은 통상적으로 원환 가스(annulus gas)로 채워진다. 어떤 경우에는, 연료 채널 조립체당 4개의 원환 스페이서가 사용되며, 각각 연료 채널의 길이를 따라 규정된 축 방향 위치에 있다. 스페이서가 올바른 위치에 있는 것이 중요한데, 그것은 올바르지 않은 위치 설정은 고온 PT와 냉각기 CT 사이의 접촉을 발생시킬 수 있기 때문이다. 그러한 접촉은 허용 불가한 것이다.
몇 가지 실시예에서, 연료 채널 조립체는 PT, 2개의 단부 피팅, 및 관련 하드웨어로 구성되며, PT는 기계식 압연 팽창 조인트에 의해 2개의 단부 피팅에 연결된다. 연료 주입기 측 튜브시트로 압연되고 벨로우즈 부착 링에 용접된 벨로우즈 조립체는 원환(annulus)을 양쪽 단부에서 밀봉하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 어떤 연료 채널 조립체 실시예에, PTs와 CTs 사이의 환형 공간에 대한 직접적 접근 통로가 없다.
한 가지 공지된 형태의 원환 스페이서는 밀접 코일 나선형 스프링(close-coiled helical spring)이다. 예를 들면, 그러한 스프링은 4.83mm(0.190 인치) 외경을 가질 수 있고, 지르칼로이-2 거들 와이어를 사용하여 토러스(torus)로 형성될 수 있으며, 사각형 단면(예를 들면, 1.02 × 1.02 mm(0.040 × 0.040 인치))의 지르코늄 합금 와이어로부터 형성될 수 있다. 스페이서는, 국부적 수소 농도가 중수소의 진입으로 인해 증가할 때 블리스터 형성의 가능성이 증가하기 때문에 바람직하지 않을 PTs와 CTs 사이의 직접적 접촉을 방지할 수 있다. 어떤 실시예에서, 약 1.02m(40 인치) 이격되고 연료 채널 조립체의 출구 단부를 향해 이격되는 방식으로 위치되는 4개의 스페이서가 각각의 채널 조립체 내에 있다. 각각의 원환 스페이서의 위치는, 원환 스페이서들이 다양한 기능, 성능, 안전, 환경, 및 인터페이싱 시스템의 요구사항을 충족시키는 것을 확실하게 하기 위해 중요하다.
어떤 원환 스페이서는, 가터 스프링 및 가터 스프링의 코일 와이어에 의해 형성되는 환형 공동 내에 유지되는 거들 와이어를 구비하는 느슨한 피팅 스페이서이다. 거들 와이어는, 연료 채널을 따른 원환 스페이서의 위치를 와전류 테스트(ECT) 기술(즉, 연속적 전도율의 루프를 형성하는 재료로부터 거들 와이어가 만들어질 수 있다는 사실에 기초함)을 사용하여 검출할 수 있게 할 수 있다. 다른 원환 스페이서는 밀접한 피팅이며, 원환 스페이서를 PT의 외면으로 밀접하게 당기는 스프링 인장을 가질 수 있다.
많은 경우에, 와전류 기술은, 밀접 피팅 스페이서의 디자인이 용접된 거들 와이어를 포함하지 않기 때문에, 밀접 피팅 스페이서를 포지티브하게 위치시킬 수 없다. 느슨한 피팅 스페이서 및 밀접 피팅 스페이서를 사용하는 다른 시도가 있으며, 그것은 연료 채널 조립체의 축 방향 길이를 따라 그러한 스페이서의 위치를 식별하는 것이다.
한 가지 측면에서, 본 발명은, 동심 내부 튜브와 외부 튜브 사이에 온도 구배가 존재할 때 동심 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치를 제공한다. 탐침 헤드 조립체는 상기 내부 튜브 내에서 이동될 수 있다. 하나 이상의 온도 센서는 상기 탐침 헤드 조립체에 결합되어 있고 상기 내부 튜브의 내면의 온도를 검출하도록 구성되어 있다. 구동 조립체는, 상기 내부 튜브에 대해 상기 탐침 헤드 조립체를 이동시키기 위해 작동될 수 있다. 데이터 획득 시스템은, 감소된 온도 구배에 대응하는 온도 이상을 가진 상기 내면을 따라 하나 이상의 위치를 식별하기 위해, 하나 이상의 상기 온도 센서에 결합되어 있고 복수의 온도 측정을 수용하도록 구성되어 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 동심 내부 튜브와 외부 튜브 사이에 온도 구배를 가지는 동심 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법을 제공한다. 하나 이상의 온도 센서를 포함하는 탐침 헤드 조립체는 상기 내부 튜브 내에 삽입된다. 상기 내부 튜브의 상기 내면의 온도는 상기 내부 튜브의 내면을 따라 복수의 위치에서 검출된다. 하나 이상의 위치는, 감소된 온도 구배에 대응하는 온도 이상을 가지는 상기 내면을 따라 식별된다.
본 발명의 다른 측면들은 상세한 설명 및 첨부 도면을 고려하여 명백하게 될 것이다.
도 1은 CANDU형 원자로의 원자로 코어의 사시도이다.
도 2는 CANDU형 원자로 연료 채널 조립체의 절결도이다.
도 3은 CANDU형 원자로의 연료 채널 내에 설치되는 원환 스페이서의 사시도이다.
도 4는 열 프로파일링을 사용하여 연료 채널 조립체의 압력 튜브와 칼렌드리아 튜브 사이에 원환 스페이서를 위치시키기 위한 장치의 사시도이다.
도 5는 칼란드리아의 외부 주위에 감긴 가열 케이블의 사시도이다.
도 6은 도 5의 가열 케이블에 작동 가능하게 결합되는 가열기 제어 박스의 정면도이다.
도 7은 가열기가 감긴 칼란드리아 튜브에 설치되는 섬유유리 파이프 절연의체의 섹션의 사시도이다.
도 8은 절연체를 통해 칼란드리아 튜브의 외면으로 연장되는 서모스탯 벌브의 사시도이다.
도 9는 칼란드리아 튜브의 외부 온도를 시각적으로 모니터링하기 위한 디지털 온도계 및 판독기의 사시도이다.
도 10은 가열기가 작동될 때를 나타내기 위해 가열기 제어 박스에 결합되는 지시등의 사시도이다.
도 11은 압력 튜브의 내부의 온도 프로파일을 얻기 위한 제1 구성의 탐침 헤드 조립체의 사시도이다.
도 12는 도 11의 탐침 헤드 조립체의 양쪽 단부에 있는 2개의 휠 부착 센터링 조립체의 사시도이다.
도 13은, 온도 탐침의 반경 방향으로 향한 어레이를 포함하는, 도 11의 탐침 헤드 조립체의 온도 탐침 블럭의 제1 어레이를 도시한다.
도 14는, 온도 탐침의 반경 방향으로 향한 어레이를 포함하는, 도 11의 탐침 헤드 조립체의 온도 탐침 블럭의 제2 어레이를 도시한다.
도 15 및 도 16은, 탐침 헤드 조립체의 단일 반경 방향 위치에 있는 온도 탐침의 축 방향으로 연장되는 로우(row)를 포함하는, 탐침 헤드 조립체에 사용하기 위한 다른 온도 탐침 블럭을 도시한다.
도 17 및 도 18은 압력 튜브의 내부에 국부적 냉각을 제공하기 위한 워터 재킷을 도시한다.
도 19는 주변 온도 아래의 소정 온도로 냉각된 공기를 공급하기 위해 탐침 헤드 조립체에 결합되는 냉풍 발생기의 사시도이다.
도 20은 탐침 헤드 조립체의 내부에 냉풍 발생기의 출구 튜브를 삽입하기 위한 피팅의 사시도이다.
도 21은 관형 본체의 말단 단부가 폐쇄되는 짧은 길이 구성에서의 탐침 헤드 조립체의 관형 본체의 사시도이다.
도 22는 관형 본체의 말단 단부가 개방되는 기다란 길이 구성에서의 탐침 헤드 조립체의 관형 본체의 사시도이다.
도 23은 압력 튜브를 통해 탐침 헤드 조립체를 안내하기 위한 구동 시스템의 사시도이다.
도 24는 도 23의 구동 시스템의 상세도이다.
도 25는, 압력 튜브를 통해 탐침 헤드 조립체를 안내하기 위한 컴퓨터 제어 구동 시스템, 및 데이터 획득 시스템의 사시도이다.
본 발명의 임의의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 그 적용이, 다음에 설명되거나 첨부 도면에 도시된 컴포넌트의 구성 및 배치의 상세사항에 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명은 다른 실시예에도 적용되고 여러 가지 방식으로 실시 또는 수행될 수 있다. 예를 들면, 여기에 기술된 장치 및 방법은 가터 스프링 또는 다른 원환 스페이서를 검출하기 위해 핵 연료 채널에 적용하는 것과 관련하여 도입 및 설명된다. 그러나, 여기에 기술된 장치 및 방법은 원환 스페이서 외에도 다른 대상물을 검출하기 위해 다른 응용 및 환경에 사용될 수 있다. 단지 예로서, 상기 장치 및 방법은, 시추 장비 부근 또는 주위의 대상물을 검출하기 위해 다운홀(downhole) 시추 응용에 사용될 수 있고, 인접 장비, 구조적 지지물, 다른 대상물의 위치를 검출하기 위해 파이프라인에 사용될 수 있으며, 필요시 다른 응용에도 사용될 수 있다.
도 1은, 단지 예로서의, CANDU로서 공지된, CANDU형 원자로의 원자로 코어의 사시도이다. 칼란드리아(10)로서 공지된 대체로 원통형인 용기는 중수 감속재를 포함한다. 칼란드리아(10)는 환형 외피(shell), 및 제1 단부(22)와 제2 단부(24)에 있는 튜브 시트(18)를 가진다. 복수의 연료 채널 조립체(28)는 칼란드리아(10)를 통해 제1 단부(22)로부터 제2 단부(24)로 통과한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 연료 채널 조립체(28)에서, 칼란드리아 튜브(32)는 칼란드리아(10)의 중수 감속재와 CT(32) 내의 구조물 사이에 제1 경계선을 형성한다. 압력 튜브(PT)(36)는 연료 채널 조립체(28)의 내벽을 형성한다. PT(36)는 원자로 냉각제 및 연료 조립체(40)를 위한 도관을 제공한다. CT(32) 및 PT(36)는 동심 튜브 조립체를 형성하고, 원환 공간(44)은 PT(36)와 CT(32) 사이의 갭에 의해 정의된다. CT(32)는 한 쌍의 동심 튜브의 외부 튜브를 구성하고, PT(36)는 상기 쌍의 동심 튜브의 내부 튜브를 구성한다. 원환 공간(44)은 통상적으로 건조 이산화탄소, 질소, 공기 또는 그들의 혼합물과 같은 순환 가스로 채워진다. 원환 공간(44) 및 가스는 원환 가스 시스템의 부품일 수 있다. 원환 가스 시스템은 두 가지 주요 작용을 가진다. 첫째, CT(32)와 PT(36) 사이의 가스 경계는 PTs(36) 내의 고온 원자로 냉각제 및 연료와 상대적 저온의 CTs(32) 사이에 열절연을 제공한다. 둘째, 원환 가스 시스템은, 원환 가스 내의 습기의 존재를 통해, 칼란드리아 튜브, 압력 튜브(36) 또는 그들의 연결부의 누수를 표시한다.
일련의 원환 스페이서(48)는 CT(32)와 PT(36) 사이(즉, PT(36)의 외면(36E)과 CT(32)의 내면(32I) 사이)에 위치된다. 1개의 그러한 스페이서가 도 3에 도시되어 있다. 기능적으로, 원환 스페이서(48)는 원환 스페이서(48)를 통해 원환 스페이서(48) 주위의 원환 가스의 통과를 가능하게 하면서, PT(36)와 그에 대응하는 CT(32) 사이의 사전 규정된 갭을 유지한다. 원환 스페이서(48)의 다른 작용에, PTs(36) 및 CTs(32)의 마모, 긁힘, 변형 또는 손상을 제한하면서 PT(36)와 CT(32) 사이의 상대적 축 방향 이동을 수용하는 것이 포함된다. 원환 스페이서(48)는 통상적으로 원자로의 정상적 작동 동안에 PT(36)로부터 중수 감속재로의 열 전달을 대체로 제한하기 위해 디자인되지만, 원환 스페이서(48)는 연료 채널 조립체(28)의 2개의 단부들 사이에서 PT(36)와 CT(32) 사이에서 잠재적 전도의 지점들만 제공한다. 원환 스페이서(48)가 연료 채널 원환 공간(44)에 위치되기 때문에, 원환 스페이서의 온도는, 원환 스페이서(48)가 어느 컴포넌트와 접촉하는지에 따라, 고온 PT(36)(어떤 실시예에서 정상적 원자로 작동 동안에 약 300℃) 또는 냉각기 CT(32)(어떤 실시예에서 정상적 원자로 작동 동안에 약 80℃)에 의해 영향을 받을 수 있다. 원환 스페이서(48)가 2개의 튜브와 접촉되면, PT(36)와 CT(32)의 온도들 사이의 온도 구배를 겪을 수 있다.
도 3을 계속 참조하면, 원환 스페이서(48)는 상술한 바와 같이 PT(36)와 CT(32) 사이의 원환 공간(44) 내에 수용된다. 원환 스페이서(48)가 도 3에서 가터 스프링(52) 및 거들 와이어(56)를 포함하는 느슨한 피팅 스페이서로서 도시되어 있지만, 원환 스페이서(48)는 거들 와이어를 가지지 않는 밀접한 피팅 스페이서일 수 있거나, PT(36)와 CT(32) 사이에 필요한 공간을 유지하기 위해 적절한 여러 가지 다른 형상을 취할 수 있다. 어떤 실시예에서, 가터 스프링(52)은 소정 길이의 코일 와이어(60)로부터 형성된다. 코일 와이어(60)의 2의 단부(64, 68)는 가터 스프링(52)이 토로이드(72)를 형성하도록 연결될 수 있다. 거들 와이어가 구비되면, 거들 와이어(56)는 가터 스프링(52)의 코일 와이어(60)에 의해 환형 공동(80) 내에 유지될 수 있다. 가터 스프링(52)은 PT(36) 둘레에 밀접하게 장착되도록 하는 크기를 가질 수 있고, 어떤 실시예에서는 설치 동안에 PT(36)의 외경보다 큰 크기로 팽창되지만 일단 위치되면 여전히 밀접하고 견고하게 장착될 수 있도록 탄성을 가진다. 가터 스프링(52)은 INCONEL X-750과 같은 니켈-크롬기 합금으로부터 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 가터 스프링(52)은 ZIRCALOY와 같은 지르코늄기 합금 또는 지르코늄-니오븀-구리 합금을 포함하여 다른 합금으로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 가터 스프링(52)은 지르코늄, 니오븀 및 구리의 조합을 포함하지만 그에 제한되지 않는 합금으로 형성될 수 있다.
각각의 원환 스페이서(48)의 위치를 검출하는 것은, 원환 스페이서(48)의 위치를 입증하여, 원환 스페이서(48)가 다양한 기능, 성능, 안전, 환경, 및 인터페이싱 시스템의 요구사항을 충족하는 것을 확실하게 하기 위해, 많은 응용에서 필요하다. 본 발명의 실시예는, CT(32)와 PT(36) 사이에 존재하는 온도 구배에 대한 각각의 원환 스페이서(48)의 반응을 검출함으로써, CT(32)와 PT(36) 중 하나 또는 둘 다의 열 분석 또는 프로파일링을 통해 원환 스페이서(48)를 탐색하는 장치 및 방법을 제공한다. 어떤 실시예에서, PT(36)에 설치되는 밀접한 피팅 가터 스프링의 위치는 와전류 테스팅을 사용하지 않고 약 15mm 또는 더 양호한 허용오차 내에서 식별될 수 있다.
도 4 내지 도 25는, 본 발명의 어떤 실시예에 따라, 칼란드리아(10)의 외부에서 CT(32)와 PT(36) 사이의 원환 스페이서(48)의 위치를 식별하기 위한 연구소-베이스 검출 장치(100) 및 방법을 도시하고 있다. CT(32)는 2개의 3 × 3 격자 사이트 스탠드(104)(도 4)의 중심 격자 사이트들 사이에 현수된다. 장치(100)의 제1 단부는, 헐거운 끼워맞춤 압력 튜브 허브가 완비된 단부 피팅(108)을 포함한다. 이러한 단부 피팅은 라이너 튜브를 구성하지 않는다. 라이너 튜브 보호 슬리브는 압력 튜브를 유지하고 균일한 툴 공급 표면을 제공하기 위해 제1 단부 피팅에 사용될 수 있다. 4개의 가터 스프링(52) 또는 다른 원환 스페이서(48)는 PT(36)와 CT(32) 사이에 구비된다. 가터 스프링(52)은 어떤 실시예에서 PT(36)에 밀접 장착될 수 있다. 또한, 영을 포함하여 4개 정도의 원환 스페이서(48)가 구비될 수 있으며, 그 수는 검출 방법을 수행하기 전에 알려질 필요는 없고, 그것이 원환 스페이서(48)의 수 및 위치를 효과적으로 판정할 수 있다.
도 4의 장치(100)를 다시 참조하면, CT(32)의 외면(32E)은 BriskHeat FE 가열 케이블(도 5)과 같은 가열기(112)로 밀접하게 감기고, CT(32)를 따라 나선형으로 감길 수 있다. 가열 케이블 랩(wrap)의 피치 간격은 예를 들면 약 2.5 인치일 수 있다. 가열기 제어 박스(116)(도 6)는 CT(32)의 제1 단부 또는 임의의 다른 적절한 위치에 장착될 수 있다. 설치된 가열 케이블(112)은, 도 7에 도시된 바와 같이 ASJ(완전 서비스 재킷(All Service Jacket))를 가진 6-인치 직경(철 파이프 규격), 2-인치 두께 섬유유리 파이프 절연과 같은 절연체(120)로 덮일 수 있다.
서모스탯 벌브(124)는 도 8에 도시된 바와 같이 절연체(120)을 통해 CT(32)의 외면(32E) 상의 위치(예를 들면, CT(32)를 따라 중간 지점)에 설치될 수 있다. 서모스탯 벌브(124)는, CT(32)의 외면(32E)을 주변 온도 위의 소정 설정점 온도에 유지하기 위해, 도 6의 가열기 제어 박스(116)와 결합될 수 있다. 또한, 디지털 온도계(128)는, 오퍼레이터가 도 9에 도시된 바와 같은 CT(32)의 외면(32E)의 온도를 시각적으로 모니터링할 수 있게 하기 위해 사용될 수 있다. 온도계의 구조와 상관없이, 온도계(128)는, CT(32)의 외면(32E)이 주변 온도 위의 소정 온도로 가열되는 것을 확인한다. 이것은 연구소 세팅에서의 원환 스페이서 탐색 방법에서 초기 단계로서 수행될 수 있고, 또한, CT(32)의 외면(32E)의 가열을 시뮬레이팅할 수 있다(예를 들면, 기능적 원자로 내의 감속재로부터). 표시등(132)은, 가열기(112)가 켜지고 꺼질 때를 시각적으로 표시하기 위해, 도 10에 도시된 가열기 제어 박스(116)에 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 탐침 헤드 조립체(136)는 도 11에 도시되어 있다. 도 12(도 11의 상세도)에 도시된 바와 같이, 탐침 헤드 조립체(136)의 어떤 실시예는, 다른 실시예에서는 단일 중심설정 조립체가 사용될 수 있지만, 내측 및 외측 중심설정 조립체를 포함한다.
탐침 헤드 조립체(136)의 임의의 또는 모든 중심설정 조립체(140)에, 탐침 헤드 조립체가 PT(36) 내에서 축 방향으로 주행할 때 탐침 헤드 조립체(136)의 원활한 주행 및 안내를 보조하기 위해 PT(36)의 내면(36I)을 따라 접촉하고 구르는 하나 이상의 휠(142)이 구비될 수 있다. 그러한 휠(142)의 예가 도 12에 도시되어 있다.
탐침 헤드 조립체(136)의 원주 방향 (절대적) 구성이라고 지칭되는 한 가지 구성에서, 하나 이상의 반경 방향 온도 센서 어레이(144)가 구비된다. 복수의 스프링 로딩(예를 들면, 반경 방향 외향으로 편향됨) 안내 블럭(146)은 복수의 축 방향 위치(예를 들면, 도시된 구성에서 2개의 위치)에서 탐침 헤드 조립체(136)의 원둘레 주위에 구비된다. 안내 블럭(146)은 각각 하나 이상의 온도 탐침(150)을 지지할 수 있다. 도시된 구성에서, 안내 블럭(146)의 반경 방향 어레이 각각에, 전체적으로 안내 블럭(146)이 각각의 축 방향 위치에서 온도 탐침(150)의 반경 방향 어레이를 제공하도록, 단일 온도 탐침(150)이 구비된다. 온도 탐침(150)은 임의의 구성에서 서미스터 또는 열전쌍 탐침일 수 있다(예를 들면, 하나의 조립체에서 서미스터 탐침이고, 다른 조립체에서 열전쌍 탐침이며, 하나의 조립체 또는 2개의 조립체 모두에서 서미스터와 열전쌍 탐침의 혼합, 등등). 예로서 어떤 실시예에서, 각각의 온도 탐침(150)은 PT(36)의 내면(36I)과 온도 탐침(150)의 접촉을 확실하게 하기 위해 대응 안내 블럭(146)의 외면을 지나 0.002 인치에 세팅된다(도 13 및 도 14 참조). 안내 블럭(146)의 외면은 도 13에 도시된 바와 같이 대체로 평평하거나 도 14에 도시된 바와 같이 중앙 축에 관해 구부러질 수 있다. 안내 블럭(146)은 PT(36)로의 용이한 삽입을 위해 테이퍼진 외향 단부면(146A)을 포함한다.
도시된 장치에서, 탐침 헤드 조립체(136)에, 각각 중심설정 조립체(14)와 결합되는 제1 및 제2 복수의 스프링 로딩 안내 블럭(146)이 구비된다. 이러한 세팅에서, 2개의 세트의 안내 블럭(146)(및 대응 탐침(150))은 서로 축 방향으로 이격된다. 상술한 바와 같이, 다른 구성에서, 단일 어레이의 온도 탐침(150)이 본 발명의 다른 실시예에서 구비될 수 있다. 아래에서 더욱 상세히 설명되듯이, 어떤 실시예에서의 온도 탐침(150)의 반경 방향 어레이는 PT(36)의 추가적 섹션 또는 전체 내면(36I)의 온도 프로파일에 대한 데이터를 얻기 위해 PT(36)의 추가적 섹션으로 축 방향으로 이송 또는 구동될 수 있다.
도 15 및 도 16은, 축 방향 탐침 헤드 조립체라고 지칭되는, 본 발명의 다른 구성의 탐침 헤드 조립체(236)를 도시하고 있다. 이러한 구성에서, 복수의 온도 탐침(250)은 축 방향 어레이로 구비되며, 각각의 온도 탐침(250)은 유일한 축 방향 위치에 위치된다. 도시된 구성에서, 모든 온도 탐침(250)은 로우 내의 공통 반경 방향 위치에서 정렬된 상태로 구비된다. 도 15 및 도 16에 도시된 실시예에서 모든 온도 탐침(250)은 캐리어 바(252)(예를 들면 플렉시글래스 바)에 장착되며, 캐리어 바(252)는 탐침 헤드 조립체(236)의 천공된 관형 본체(254)에 스프링 로딩 방식(예를 들면 반경 방향 외향으로 편향됨)으로 결합된다. 도시된 구성에서, 캐리어 바(252)는, 관형 본체(254)에 대해 스프링 편향되는 한 쌍의 안내 블럭(246) 사이에 견고하게 결합된다. 도 13 및 도 14의 안내 블럭(146)과 같이 안내 블럭(246)은 테이퍼진 외향 단부 표면(246A)을 포함한다. 온도 탐침(250)은 대응 패스너(256)(예를 들면 세트 스크루)에 의해 캐리어 바(252)에 각각 고정될 수 있다. 각각의 온도 탐침(250)은, 탐침 헤드 조립체(236)가 PT(36)에 삽입될 때, PT(36)의 내면(36I)과 접촉되도록 위치될 수 있다. 온도 탐침(250)의 로우는, 열전쌍, 서미스터, 또는 임의의 바람직한 배치에서 그들의 조합을 포함할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되듯이, 온도 탐침(250)의 로우는 PT(36)의 내면(36I), 또는 내면(36I)의 적어도 길이 방향 섹션의 온도 프로파일을 얻도록 PT(36)의 축 주위로 회전될 수 있다. 그러면, 탐침 헤드 조립체(236)는, PT(36)의 추가적 섹션의 온도 프로파일 또는 전체 내면(36I)의 온도 프로파일을 얻도록 PT(36)의 추가적 섹션으로 이송 또는 구동될 수 있다.
대안으로서 또는 추가적으로, 시스템 및 방법은, PT(36)의 내면(36I) 상의 여러 위치의 온도를 나타내는 데이터를 수집하기 위해, 하나 이상의 비접촉 온도 센서(800) 또는 "열 영상 디바이스"를 사용할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 적외선 카메라(800)는 탐침 헤드 조립체(136, 236)에 구비되고, PT(36)에 삽입되며, PT의 온도 프로파일을 검출하고 PT를 나타내는 대응 전기 신호를 출력하기 위해 작동될 수 있다. 도 19의 탐침 헤드 조립체(236)는 설명의 목적을 위해 1개의 비접촉 온도 센서(800)를 가진 상태로 도시되어 있다.
도 17 및 도 18은 도 11 내지 도 16의 탐침 헤드 조립체 중 어느 하나에 사용하기 위한 워터 재킷(300)을 도시하고 있다. 도시된 워터 재킷(300)은, 중앙 지지 스풀(302), 및 워터 재킷(300)의 입구(306) 및 출구(308) 사이에서 냉각수를 이송하기 위해 워터 튜빙의 코일(304)을 포함한다. 워터 재킷(300)은, 워터 튜빙의 코일(304)이 PT(36)의 내면(36I)에 가압되도록, PT(36)의 내경과 대략 동일한 사이즈 또는 약간 큰 외경을 가질 수 있다. 워터 재킷(300)에, 탐침 헤드 조립체(136, 236)에서 또는 근처에서 국부적 냉각 효과를 발생시키기 위해, 냉각수가 공급될 수 있다(예를 들면, 압력 튜브의 중심 아래로 축 방향으로 공급된다). 따라서, 워터 재킷(300)은, PT(36)의 온도 검출 동안 또는 바로 전에, 상술한 바와 같이 PT(36)의 내면(36I) 및 CT(32)(가열될 수 있음)의 외면(32E) 사이의 온도 구배를 증가시키기 위해, 작동 히트 싱크로서 작용할 수 있다. 예를 들면, 워터 재킷(300)이 탐침 헤드 조립체(236)의 말단 단부에 부착되면, 워터 튜빙의 코일(304)을 통해 주행하는 냉각수는 워터 재킷(300)의 위치에서 PT(36)의 내면(36I)을 냉각시킬 수 있고, 그 후에, 냉각된 섹션 내의 PT(36)의 내면(36I)의 온도 측정을 수행하기 위해, 어레이 중 하나의 어레이의 온도 탐침(150)을 PT(36)의 냉각된 섹션에 인접한 축 방향 위치로 가져오도록 PT(36)를 따라 축 방향으로 이동될 수 있다. 또는, 워터 재킷(300)은, 상술한 온도 측정을 하기 위해, 탐침 헤드 조립체(136)의 후속적 이동 없이 PT(36)의 유사한 냉각 효과를 발생시키도록 충분히 가까이 위치될 수 있다(예를 들면, 하나 이상의 온도 탐침(150)에 바로 인접함). 물론, 워터 재킷(300)은 도 15 및 도 16의 탐침 헤드 조립체(236)에 의해 유사한 효과를 가지고 사용될 수 있다. 워터 재킷(300)은 물 또는 임의의 다른 적절한 열교환 유체를 이송할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 19는, PT(36)의 내면(36I)을 능동적으로 냉각시키기 위한 다른 장치를 도시하고 있다. 냉기 발생기(400)(예를 들면, EXAIR 코포레이션으로부터 이용 가능한 "ColdGun")는 주변 온도 아래의 소정 온도로 냉각된 공기를 공급하기 위해 사용될 수 있다. 냉각된 공기는 탐침 헤드 조립체(136, 236) 주위 및/또는 탐침 헤드 조립체(136, 236)를 통해 PT(36)의 내부로 취입될 수 있다. 예를 들면, 도 20은, 냉기 발생기(400)의 출구 튜브(408)를 도 15 및 도 16의 탐침 헤드 조립체(236)의 내부로 삽입하기 위한 피팅(404)을 도시하고 있다. 탐침 헤드 조립체(236)의 관형 본체(254)는 애퍼처(259)를 통해 측부를 통해 천공되고, 냉각된 공기를 PT(36)의 내면(36I)과 접촉되게 통과할 수 있게 하기 위해 개방 말단 단부(254A)를 포함한다.
도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 탐침 헤드 조립체(236)의 관형 본체(254)는 여러 가지 축 방향 길이 온도 탐침 구성에 대응하는 여러 가지 축 방향 길이를 위해 구성될 수 있다. 온도 탐침(250) 또는 비접촉 온도 센서(800)는 단순화를 위해 여기에 도시되지 않았다. 짧은 길이 구성으로 구비될 때, 관형 본체(254)의 단부는, 국부 냉각이 애퍼처(259)를 통해 제공되도록, 폐쇄될 수 있다(예를 들면, 단부 캡(258)이 말단 단부(254A)에 걸쳐 구비됨). 기다란 길이 구성으로 구비될 때, 관형 본체(254)의 말단 단부(254A)는 대형 면적 압력 튜브 냉각을 위해 개방될 수 있다(예를 들면, 단부 캡(258)이 제거됨). 냉각된 공기는 애퍼처(259) 대신 또는 애퍼처(259)에 추가하여 말단 단부(254A)를 통해 제공될 수 있다.
도 23에 도시되었듯이, PT(36)를 통해 탐침 헤드 조립체(136, 236)를 안내하기 위한 푸시 로드(504)는 튜빙의 섹션(예를 들면, ABS 튜빙의 7 피트 길이)을 포함할 수 있다. 또한, 구동 시스템(500)은 PT(36)를 통해(푸시 로드(504)를 통함) 탐침 헤드 조립체(136, 236)를 구동하기 위해 구비될 수 있다. 한 가지 구성에서, 구동 시스템(500)은, 관련 프레임(512)과 함께 2개의 나사산이 형성된(예를 들면 3/8 내지 16) 구동 로드(508), 및 클램프(516)(도 24)를 포함할 수 있다. 기본적 구성에서, 탐침 헤드 조립체(136, 236)는 수동으로(구동 로드(508)에 결합되는 크랭크(520)을 통해 손에 의해) 또는 코드 없는 드릴과 같은 손잡이식 툴에 의해 구동될 수 있고, 탐침 헤드 조립체(136, 236)는 온도 측정들 사이에서 또는 온도 탐침(150, 250)이 PT(36)의 내면(36I)의 온도를 측정할 때 PT(36)를 통해 비교적 정상 속도(steady speed)로 구동될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 탐침 헤드 조립체(136, 236)는 예측 가능하고 프로그래밍 가능한 구동 속도를 제공하기 위해 컴퓨터 제어 구동 시스템(500')에 의해 구동될 수 있다. 이러한 방식으로, 위치 데이터는, PT(36)의 내면(36I)의 온도 프로파일을 나타내는 종합된 출력을 발생시키기 위해, 온도 탐침(150, 250)으로부터의 온도 데이터와 함께 데이터 획득 시스템(DAS)에 제공될 수 있다. 도 25에 도시된 바와 같이, 측정된 온도를 나타내는 신호는, GEC 접속 박스(532)를 통해 온도 탐침 리드(528)를 거쳐, 획득된 데이터를 포착, 기억, 프로세싱 및 디스플레이하기 위해 사용되는 컴퓨터(536)(예를 들면 랩톱 컴퓨터)로 송신될 수 있다. 위치 데이터를 나타내는 신호(예를 들면 모터 엔코더로부터)는 컴퓨터(536)로 직접 또는 모터 리드(540)를 통해 간접적으로 되돌려 송신될 수 있다. 온도 및/또는 위치 데이터는 어떤 구성에서는 실시간으로 디스플레이될 수 있다.
CT(32)의 외면(32E)과 PT(36)의 내면(36I) 사이의 온도 구배를 형성하고, PT(36)의 내면(36I)의 온도 프로파일을 얻음으로써, 각각의 원환 스페이서(48)의 위치가 검출될 수 있다. 이것은 각각의 원환 스페이서(48)의 영역에서의 국부화된 온도 변화를 관찰함으로써 본 발명의 상술한 실시예에서 달성될 수 있다. 상술한 테스트 세트업은 여러 가지 특정 구조, 및 특정 연구소 세팅에서 원환 스페이서(48)의 위치를 판정하기 위한 방법을 설정하지만, 본 발명은 그러한 구성에 한정되지 않고, 다양한 장비를 사용하여 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 온도 프로파일링은 연료 채널 조립체에서 원환 스페이서(48)의 위치를 검출하기 위해 사용될 수 있고, 연구소 세팅(예를 들면 연료 채널 조립체를 원자로에 조립하기 전에), 작동중인 원자로, 운전 정지 원자로, 또는 운전 중지 원자로를 위한 다른 특정 툴링 조립체, 테스트 세트업 및/또는 프로세스에 적응될 수 있다. 작동중인 원자로 또는 운전 정지 원자로에 대해 작업할 때, CT(32)의 외면(32E)과 PT(36)의 내면(36I) 사이의 온도 구배는, 연료(40)가 PT(36)로부터 제거되었을 때, CT(32)의 외부의 감속재 액체를 가열함으로써 및/또는 옵션으로서 PT(36)의 내면(36I)을 냉각함으로써 발생될 수 있다.
어떤 실시예에서, 여기에 설명되고 도시된 장치 및 방법에 의해 검출되는 온도 구배는, PT(36)의 내면(36I)보다 저온인 감속재 액체에 의해 발생될 수 있다(냉각 장치와 관련하여 상술한 유사한 방식으로, 감속재가 충분히 냉각되게 함으로써(또는 심지어는 감속재 액체를 능동적으로 냉각시킴으로써), 및/또는 PT(36)의 내면(36I)을 가열함으로써 달성될 수 있는 상태).
본 발명은, PT(36)와 CT(32) 사이의 온도 구배를 강화하기 위해 인위적 열원 또는 히트 싱크의 실시를 필요로 하지 않는 "수동적" 탐색 방법, 및 온도 구배를 발생시키거나 강화하여 원환 스페이서(48)(즉, 단지 원환 스페이서(48)를 탐색하는 목적을 위함)를 검출하는 능력을 강화하기 위해 별도의 열원 및/또는 히트 싱크를 사용하는 "능동적" 탐색 방법을 생각한다는 것이 명백하다. 수동적 방법에서, 온도 판독(기록)/매핑 기구는, 국부화된 온도 이상(PT(36)의 내면(36I)의 온도가 CT(32)의 외면(32E)의 온도에 가장 가까운, 즉 감소된 온도 구배)을 통해, 연료 채널 조립체의 여러 가지 부품들 사이의 "열 유출"의 효과를 식별하기 위해 PT(36)의 내면(36I)의 온도 변화를 매핑한다. 능동 방법은, 온도 기록/매핑을 수행하기 전에, PT(36) 내의 연속적 또는 특정하게 진동하는 "열원" 또는 연속적 또는 특정하게 진동하는 "히트 싱크"의 실시를 포함할 수 있다. 수동적 방법에서와 같이, 온도 판독(기록)/매핑 기구는, 국부화된 온도를 통해, 연료 채널 조립체의 여러 가지 부품들 사이의 "열 유출"의 효과를 식별하기 위해 PT(36)의 내면(36I)의 온도 변화를 매핑한다. 그러나, 능동 방법에서, "열 유출"은 PT(36)의 내면(36I)의 국부화된 사전 가열 또는 사전 냉각에 의해 강화된다. 원환 스페이서(48)를 통한 PT(36)와 CT(32) 사이의 접촉 또는 밀접 접촉의 위치는, 여러 가지 원주 방향의 위치(예를 들면 6시 또는 인접 위치) 또는 PT(36)의 원둘레의 연속적 주위와 같은, 상술한 하나 이상의 온도 탐침(150, 250)에 의해 검출되는 국부화된 온도 구배로서 표현될 것이다.
또한, 원환 스페이서(48)를 찾기 위한 열 매핑의 개념은, 내부 및 외부 중 어느 것이 "고온" 측인가에 상관없이 효과적일 수 있다. 다시 말해서, CT(32)의 외면(32E)의 온도를 초과하는 온도로 PT(36)의 내면(36I)을 가열함으로써 양호한 결과를 얻는 것이 가능하다.
또한, 여기에 기술된 임의의 열 매핑 방법은 "열 유출" 영역에서의 초음파 테스트(UT)(전단 및/또는 길이 방향) 속도 변화의 모니터링에 의해 보충될 수 있고, 초음파 속도 변화는 원환 스페이서(48)와 PT(36) 사이의 접촉의 위치에 대응하는 국부화된 온도 차이의 효과일 것이다.
상기 설명은 원자로 내의 연료 채널 조립체의 동심 튜브들 사이의 원환 스페이서의 검출과 관련된 것이지만, 본 발명은 튜브의 외부의 대상물의 위치를 검출하기 위해(또한, 튜브에 대한 열 구배에 의해 열 검출을 할 수 있음) 다른 응용에 사용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러한 대상물은 반드시 튜브를 둘러싸거나 형상이 환형일 필요가 없으며, 반드시 동심 튜브들 사이의 공간에 위치될 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 특징은 파이프라인 수리 및 보수 유지, 시추 시스템 등에 사용된다.

Claims (29)

  1. 동심 내부 튜브와 외부 튜브 사이에 온도 구배가 존재할 때 동심 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치에 있어서,
    상기 내부 튜브 내에서 이동될 수 있는 탐침 헤드 조립체,
    상기 탐침 헤드 조립체에 연결되어 있고 상기 내부 튜브의 내면의 온도를 검출하도록 구성된 하나 이상의 온도 센서,
    상기 내부 튜브에 대해 상기 탐침 헤드 조립체를 이동시키기 위해 작동될 수 있는 구동 조립체, 및
    상기 내부 튜브와 상기 외부 튜브의 온도 사이에 감소된 온도 구배에 대응하는 온도 이상을 가진 상기 내면을 따라 하나 이상의 위치를 식별하기 위해, 하나 이상의 상기 온도 센서에 연결되어 있고 복수의 온도 측정을 수용하도록 구성된 데이터 획득 시스템으로서, 상기 감소된 온도 구배는 상기 내부 튜브의 온도가 상기 외부 튜브의 온도에 가장 가까운 온도 구배인, 데이터 획득 시스템
    을 포함하는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 상기 온도 센서는, 상기 탐침 헤드 조립체가 상기 내부 튜브 내에 위치될 때, 상기 내부 튜브의 상기 내면과 접촉되어 위치될 수 있는 복수의 온도 탐침을 포함하는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    복수의 상기 온도 탐침은 제1 축 방향 위치에서 원형 어레이 내에 배치되어 있는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    제2 축 방향 위치에서 원형 어레이 내에 배치되어 있는 제2 복수의 온도 탐침을 더 포함하는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    복수의 상기 온도 탐침은 축 방향 로우로 배치되어 있는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    복수의 상기 온도 탐침은 반경 방향 외향으로 편향되도록 상기 탐침 헤드 조립체에 연결되어 있는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부 튜브의 상기 내면과 상기 외부 튜브의 외면 사이의 열 구배를 설정 및 강화하도록 구성된 능동 가열 장치와 능동 냉각 장치 중 하나를 더 포함하는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 능동 냉각 장치는 상기 탐침 헤드 조립체에 결합되고 상기 내면을 냉각시키도록 구성되어 있는,원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 능동 냉각 장치는, 중앙 지지 스풀 및 냉각된 열교환 액체를 이송하기 위한 튜빙의 코일을 포함하는 액체 냉각 재킷인, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 능동 냉각 장치는 저온 공기 발생기인, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 구동 조립체는 컴퓨터 제어 구동 시스템을 포함하는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동 조립체는, 상기 내부 튜브의 상기 내면의 온도 프로파일을 나타내는 온도 및 위치 데이터를 발생시키기 위해 온도 측정치와 상관될 위치 데이터를 상기 데이터 획득 시스템에 제공하도록 구성되어 있는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 온도 프로파일을 나타내는 온도 및 위치 데이터를 실시간으로 디스플레이하도록 구성된 디스플레이 장치를 더 포함하는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 탐침 헤드 조립체는 휠을 가진 중심 설정 조립체를 포함하는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 구동 조립체는, 회전될 때 상기 내부 튜브를 통해 상기 탐침 헤드 조립체를 축 방향으로 미끄러지게 하도록 구성된 하나 이상의 나사산이 형성된 로드를 포함하는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 상기 온도 센서는 비접촉 열 영상 장치를 포함하는, 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 장치.
  17. 동심 내부 튜브와 외부 튜브 사이에 온도 구배를 가지는 동심 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    하나 이상의 온도 센서를 포함하는 탐침 헤드 조립체를 상기 내부 튜브 내에 삽입하는 단계,
    상기 내부 튜브의 내면을 따라 복수의 위치에서 상기 내부 튜브의 상기 내면의 온도를 검출하는 단계, 및
    상기 내부 튜브와 상기 외부 튜브의 온도 사이에 감소된 온도 구배에 대응하는 온도 이상을 가지는 상기 내면을 따라 하나 이상의 위치를 식별하는 단계 - 상기 감소된 온도 구배는 상기 내부 튜브의 온도가 상기 외부 튜브의 온도에 가장 가까운 온도 구배임 -를 포함하는,
    하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 내부 튜브의 내면을 따라 복수의 위치에서 상기 내부 튜브의 상기 내면의 온도를 검출하는 단계는, 상기 내면과 접촉하는 복수의 탐침을 제공하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 내부 튜브의 내면을 따라 복수의 위치에서 상기 내부 튜브의 상기 내면의 온도를 검출하는 단계는,
    상기 내면을 따라 제1 축 방향 위치에서 복수의 상기 탐침에 의해 복수의 온도를 검출하는 단계,
    상기 탐침 헤드 조립체에 연결되는 구동 조립체에 의해 복수의 상기 탐침을 상기 내면을 따라 제2 축 방향 위치로 이동시키는 단계, 및
    상기 제2 축 방향 위치에서 복수의 온도를 검출하는 단계
    를 포함하는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 내부 튜브의 내면을 따라 복수의 위치에서 상기 내부 튜브의 상기 내면의 온도를 검출하는 단계는, 제1 위치에서 상기 탐침 헤드 조립체에 의해, 복수의 축 방향으로 이격되는 위치에서 상기 내면의 온도를 검출하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 탐침 헤드 조립체를 제2 위치로 이동시키는 단계, 및
    복수의 추가적 축 방향으로 이격되는 위치에서 상기 내면의 온도를 검출하는 단계
    를 더 포함하는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 내부 튜브의 내면을 따라 복수의 위치에서 상기 내부 튜브의 상기 내면의 온도를 검출하는 단계는, 비접촉 열 영상 장치에 의해 온도를 검출하는 단계를 포함하는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 내부 튜브와 상기 외부 튜브 중 하나를 고온 측으로서 설정하고, 다른 하나를 저온 측으로서 설정하는 단계, 및
    상기 내부 튜브와 상기 외부 튜브 사이의 열 구배를 설정 및 강화하기 위해 상기 고온 측의 능동적 가열과 상기 저온 측의 능동적 냉각 중 하나 이상을 수행하는 단계
    를 더 포함하는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 내면은, 저온 공기 발생기로부터의 냉각된 공기를 상기 내면에 불어 능동적으로 냉각되는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 내면은, 상기 탐침 헤드 조립체에 액체 냉각 재킷을 구비하고, 냉각된 열교환 액체를 상기 액체 냉각 재킷을 통해 흐르게 함으로써, 능동적으로 냉각되는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 내부 튜브와 상기 외부 튜브 사이의 복수의 원환 스페이서는, 감소된 온도 구배에 대응하는 온도 이상을 각각 가지는 상기 내면을 따른 복수의 위치를 식별함으로써 검출되는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  27. 제17항에 있어서,
    상기 탐침 헤드 조립체를 상기 내부 튜브 내의 복수의 위치로 구동하는 단계,
    하나 이상의 상기 온도 센서의 위치에 대응하는 위치 데이터를 수집하는 단계, 및
    상기 내면의 온도 프로파일을 나타내는 온도 및 위치 데이터를 발생시키기 위해 온도 데이터와 위치 데이터를 상관시키는 단계
    를 더 포함하는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 온도 프로파일을 나타내는 온도 및 위치 데이터를 실시간으로 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 하나 이상의 원환 스페이서의 위치를 검출하기 위한 방법.
  29. 삭제
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