KR20020032131A - Equipments for cleaning sluges in vapor generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 증기발생기에 있어서 하부 튜브시트(tubesheet)위에 침적되는 슬러지를 고압수를 사용하여 제거하도록 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비에 관한 것이다.The present invention relates to a steam generator sludge cleaning equipment for removing sludge deposited on a lower tubesheet in a steam generator using high pressure water.
원자력발전소에서는 우라늄의 핵분열 시 발생하는 열로 물을 가열하여 발생한 증기의 힘으로 터빈을 회전시키고 이 회전력으로 발전기를 돌려 전기를 생산한다. 증기발생기의 내부는 전열관이 조밀하게 배치되어 있으며, 전열관의 내부로는 방사능에 오염된 고온의 물이 흐르고 외부에는 오염되지 않은 저온의 물이 흐르면서 열교환이 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 내부의 전열관의 열효율을 저하시키고 전열관의 손상을 초래하여 증기 발생기 전체의 수명을 단축시키는 현상이 발생한다. 이 슬러지의 성분은 주로 산화철, 산화구리로서 제거하지 않으면 응집되어 전열관 사이에 고착되며, 열 응력을 발생시키도록 하며, 슬러지가 물과 함께 유동하면서 전열관을 마모시키기도 한다. 이렇게 증기발생기의 수명에 좋지 않은 영향을 미치는 슬러지의 영향을 줄이기 위하여 증기발생기의 운전 중에 내부의 냉각수를 일정량 밖으로 방출하기 위한 설비 및 운전 절차를 가지고 있으나, 실질적으로 이러한 방법만으로는 슬러지가 효과적으로 제거되지 않고 계속적으로 침적되는 현상이 발견되고 있다. 따라서 증기 발생기 제작사에서 매년 예방정비 기간 중 주기적으로 증기발생기 내부를 세정하도록 권하고 있다. 증기발생기의 내부를 세정하는 방식에는 첫째 슬러지의 주성분인 산화철과 산화구리만을 특수한 화학물질을 사용하여 선별적으로 용해시켜 제거하는 화학세정방식, 둘째, 고압 세정수를 슬러지에 분사하면서 제거된 슬러지를 물과 함께 흡입한 후 여과계통으로 보내 필터를 거쳐 고형 슬러지는 제거하고 깨끗한 물만 재순환 시키는 고압수 세정 방식, 셋째, 증기발생기 내부를 물로 채운 상태에서 초음파 가진기를 사용하여 전열관에 고착된미세한 슬러지를 분리시켜 제거하는 초음파 방식 등이 있다. 본 특허는 고압수 세정 방식의 증기발생기 슬러지 세정 장비에 관한 것이다.In nuclear power plants, turbines are powered by steam generated by heating water with heat generated during nuclear fission of uranium, and electricity is generated by rotating generators using this torque. Inside the steam generator, heat transfer tubes are densely arranged. Inside the heat transfer tubes, hot water contaminated with radiation flows, and low temperature uncontaminated water flows to the outside. This steam is generated by rotating turbines and generators with the power of this steam. However, the sludge accumulates in the steam generator according to the number of years of operation, which lowers the thermal efficiency of the heat transfer tube inside the steam generator and damages the heat transfer tube, thereby shortening the life of the steam generator. The components of the sludge are mainly iron oxide and copper oxide, which, if not removed, agglomerate and stick between heat pipes, generate heat stress, and cause sludge to flow through the water and wear the heat pipe. In order to reduce the effect of sludge that has an adverse effect on the life of the steam generator, there are facilities and operation procedures for discharging the internal coolant out of a certain amount during the operation of the steam generator, but practically, this method alone does not remove the sludge effectively. The phenomenon of depositing continuously is found. Therefore, the steam generator manufacturer recommends to clean the steam generator periodically during the preventive maintenance every year. In order to clean the inside of the steam generator, first, the chemical cleaning method that selectively dissolves and removes only iron oxide and copper oxide, which are the main components of the sludge, using a special chemical, and second, the sludge removed while spraying the high pressure washing water to the sludge. Inhalation with water and then sent to the filtration system to remove solid sludge through the filter and recirculate only clean water. And ultrasonic method for removing. This patent relates to steam generator sludge cleaning equipment of high pressure water cleaning method.
종래 기술에 있어서, 증기발생기의 전열관하부지지판 위에 침적되는 슬러지를 고압수를 분사하여 제거하는 방법 및 장비에 관한 미국 특허에는 여러 가지가 있다.In the prior art, there are a number of US patents relating to methods and equipment for spraying high pressure water to remove sludge deposited on a heat transfer tube lower support plate of a steam generator.
미국특허 2,036,871호의 경우 증기발생기의 전열관 배치가 직각배열인 경우에 사용할 수 있는 장비로서 증기발생기 수작업구(hand hole)를 통해 로봇 레일을 투입하여 중앙지지봉(center tie rod)에 걸친 다음 세정 로봇을 레일을 통해 투입하여 세정 로봇에 장착된 노즐에서 고압수를 분사하여 증기발생기 내부에 침적된 슬러지를 제거하는 방식이다. 이 장비의 경우 세정 로봇을 투입하기 위하여 레일을 두 번 설치하여야 하였으며 레일이 여러 부분으로 나누어져 있어 이것들을 조립하는 데 소요되는 시간으로 인하여 작업자의 방사선 쪼임량이 비교적 많다는 문제점있었다. 전열관이 사각 배열인 경우 이 장비를 사용하여 전열관 사이에 축적된 슬러지의 세정이 가능하였으나 심각 배열의 증기발생기의 경우에는 효과적으로 전열관 뒤에 침적된 슬러지는 제거할 수 없다는 문제점이 있었다. 그 이유는 튜브 사이의 간격이 좁아 전열관 사이로 랜스(lance)를 효과적으로 투입할 수 없기 때문이다.U.S. Patent No. 2,036,871 is a device that can be used when the heat generator's heat pipe arrangement is a right-angled array.The robot rail is put through the steam generator hand hole to cover the center tie rod, and then the cleaning robot is railed. It is a method of removing the sludge deposited inside the steam generator by injecting high pressure water from the nozzle mounted on the cleaning robot by inputting through the nozzle. This equipment had to install the rail twice in order to insert the cleaning robot, and because the rail was divided into several parts, the amount of radiation required by the workers was relatively high due to the time required to assemble them. In the case of a rectangular array of heat pipes, this equipment was used to clean sludge accumulated between heat pipes. However, in the case of a severely arranged steam generator, sludge deposited behind the heat pipes could not be effectively removed. The reason is that the spacing between the tubes is narrow, so that a lance cannot be effectively introduced between the heat pipes.
또한 미국특허 4,700,662호의 경우 삼각배열 전열관의 경우에도 세정이 가능하도록 노즐 헤드를 설계하였으나 세정 노즐이 고정형이며, 노즐부를 정밀 이동시키기 위한 기구에 대하여 자세히 기술하지 않아 간단한 수작업 세정 도구에 그치고있다. 따라서 고압수를 전열관 표면에 수직으로 분사하여 전열관의 침식을 초래할 위험이 있다. 또한 고정된 다수의 노즐을 사용하여 튜브시트위에 고압수를 분사하는 방식을 사용하여 전열관 자체에 부착되어 있는 이물질을 효과적으로 제거할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, the U.S. Patent No. 4,700,662 has designed the nozzle head to clean the triangular heat transfer tube, but the cleaning nozzle is fixed and does not describe the mechanism for precisely moving the nozzle. Therefore, there is a risk of injecting the high-pressure water perpendicular to the surface of the heat pipe to cause erosion of the heat pipe. In addition, there is a problem that it is not possible to effectively remove the foreign matter attached to the heat transfer pipe itself by using a method of spraying high pressure water on the tube sheet using a plurality of fixed nozzles.
또 다른 미국특허 4,276,856호의 경우 증기발생기 수작업구를 통해 기계적으로 제어되는 노즐 헤드를 투입하는 방식이며, 노즐의 출구가 일반적인 원형이 아니고 사각형으로 제작되어 전열관의 경우에는 사용할 수 없거나 세정 효율이 떨어지는 방식이다.Another U.S. Patent No. 4,276,856 is a method of injecting a mechanically controlled nozzle head through a steam generator hand tool, and the outlet of the nozzle is not a general circular shape but is made in a square shape so that it cannot be used or has low cleaning efficiency. .
또한 미국특허 4,515,747호의 경우 증기발생기 튜브시트 외곽 원주 부분에 특별히 제작된 여러 단이 연결된 형태의 대차(cart)를 투입하며, 대차 위에 장착된 노즐이 외각 부분에서 중앙 부분으로 고압수를 분사하는 방식이다. 이 대차의 양쪽 끝에는 줄을 매달아 이 줄을 이용하여 고압수 분사 위치를 조정하는 방식으로 세정 작업을 수행한다. 이 방식의 단점은 고압수 분사 위치를 정확하게 설정하기 어려우며, 대차와 전열관 사이의 직접 마찰에 의한 전열관 손상 가능성이 있다는 것이다.In addition, US Patent No. 4,515,747 puts a cart of several stages connected to the outer circumference of the steam generator tube sheet, and a nozzle mounted on the trolley sprays high pressure water from the outer portion to the center portion. . At both ends of the trolley, the strings are suspended and the strings are used to clean the high pressure water jet. The disadvantage of this method is that it is difficult to accurately set the high pressure water injection position, and there is a possibility of heat pipe damage due to direct friction between the bogie and the heat pipe.
또한, 미국특허 5,813,370호의 경우도 삼각 배열 전열관을 가진 증기발생기의 슬러지 세정에 적합한 방식으로 고압수를 세관 사이로 90도, 30도, 150도 방향으로 분사하는 것은 유사하나 외관, 기능, 제어방식 등에서 본 발명과는 완전히 다른 형태이다.In the case of US Patent No. 5,813,370, the high-pressure water is sprayed 90 degrees, 30 degrees, and 150 degrees between the tubules in a manner suitable for sludge cleaning of a steam generator having a triangular arrayed heat pipe, but it is similar in appearance, function, and control method. It is a completely different form from the invention.
또한, 미국특허 5,782,209호의 경우에는 본 발명과는 달리 직각 배열 또는 삼각 배열 방식 전열관을 가진 증기발생기의 전열관 사이로 랜스를 투입하여 슬러지를 세정하는 방식이다.In addition, in the case of US Pat. No. 5,782,209, unlike the present invention, a sludge is injected by introducing a lance between heat transfer tubes of a steam generator having a right angle or triangular heat transfer tube.
이 밖에도 관련 미국 특허로서 5,069,172호, 5,341,406호, 5,411,043호, 4,424,769호, 4,513,747호, 4,676,201호 등이 있으나 세정 방식, 장비 형태, 제어 방식 등에 있어서 본 발명과는 차이가 있다.In addition, there are related U.S. Patent Nos. 5,069,172, 5,341,406, 5,411,043, 4,424,769, 4,513,747, 4,676,201, etc., but the cleaning method, equipment type, control method, etc. are different from the present invention.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는 증기발생기내 전열관의 배치에 무관하게 사용이 가능하며 착탈식의 세정노즐본체에 의해 노즐교체가 용이하고 레일의 설치가 간편하여 작업자의 피폭량을 줄일 수 있고 전열관 하부지지판의 전 영역을 고압수로 세정할 수 있도록 하는 증기발생기 슬러지 세정 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve this problem, the present invention can be used irrespective of the arrangement of the heat exchanger tube in the steam generator, and the nozzle is easily replaced by the removable cleaning nozzle body, and the installation of the rail is easy to reduce the exposure of the operator and the heat transfer tube lower support plate. It is an object of the present invention to provide a steam generator sludge cleaning equipment for cleaning the entire area of the high pressure water.
도 1 : 증기발생기 내부 개략도1: Schematic diagram of the steam generator
도 2 : 삼각 배열 전열관 증기발생기의 튜브관 상부 수평 단면도2: Horizontal cross-sectional view of the tube tube of the triangular array heat generator steam generator
도 3: 증기발생기와 호스 및 케이블 승강기 계통이 조립된 모습3: Assembled steam generator, hose and cable lift system
도 4: 호스 및 케이블 승강기 계통4: Hose and Cable Lift System
(a) 호스 및 케이블 승강기 계통 정면도(a) Front view of hose and cable lift system
(b) 호스 및 케이블 승강기 계통 측면도(b) Hose and Cable Lift System Side View
(c) 호스 및 케이블 승강기 계통 윗면도(c) Hose and Cable Lift System Top View
(d) ∼(f) 로스 및 케이블 승강기 계통 단면도(d) to (f) Loss and Cable Lift System Cross Section
(g) 호스 및 케이블 승강기 계통 D 조망도(g) Hose and Cable Lift System D View
도 5: 증기발생기 슬러지 세정 장비 조립도5: Assembly diagram of steam generator sludge cleaning equipment
도 6: 세정 로봇 레일6: Cleaning robot rail
(a) 세정 로봇 레일 윗면도(a) Top view of cleaning robot rail
(b) 세정 로봇 레일 정면도(b) Front view of cleaning robot rail
(c) 수작업구에서 본 레일 모습 및 레일 측면도(c) Rail view and rail side view from hand tool
(d)∼(i) 세정 로봇 레일 GG 단면도 ∼ LL 단면도(d)-(i) Cleaning robot rail GG cross section-LL cross section
도 7: 세정 로봇 레일 부품 - 렉기어7: Cleaning robot rail parts-lex gear
(a) 랙기어 정면도(a) Front view of rack gear
(b) 랙기어 측면도(b) Rack Gear Side View
도 8: 세정 로봇8: cleaning robot
(a) 세정 로봇 윗면도(a) Top view of cleaning robot
(b) 세정 로봇 측면도(b) Cleaning robot side view
(c)∼(g) 세정 로봇 단면도(c) to (g) Cleaning robot cross section
도 9: 90도 세정 노즐 본체9: 90 degree cleaning nozzle body
(a) 90도 세정 노즐 본체 윗면도(a) Top view of 90 degree cleaning nozzle body
(b) 90도 세정 노즐 본체 정면도(b) 90 degree cleaning nozzle body front view
(c) 90도 세정 노즐 본체 내부 모습(c) Inside view of the 90 degree cleaning nozzle body
(d)∼(j) 90도 세정 노즐 본체 단면도(d)-(j) 90 degree cleaning nozzle body sectional drawing
도 10: 30도 세정 노즐 본체10: 30 degree cleaning nozzle body
(a) 30도 세정 노즐 본체 정면도(a) 30 degree cleaning nozzle body front view
(b) 30도 세정 노즐 본체 내부 모습(b) 30 degree cleaning nozzle body inside
(c) 30도 세정 노즐 본체 윗면도(c) Top view of 30 degree cleaning nozzle body
(d) 30도 세정 노즐 본체 BB 단면도(d) 30 degree cleaning nozzle body BB sectional drawing
(e) 30도 세정 노즐 본체 좌측면도(e) 30 degree cleaning nozzle body left side view
(f) 30도 세정 노즐 본체 CC 단면도(f) 30 degree cleaning nozzle body CC cross section
(g) 30도 세정 노즐 본체 우측면도(g) 30 degree cleaning nozzle body right side view
* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of drawings
1. 증기발생기2. 전열관Steam generator 2. A heat pipe
3. 전열관 하부 지지판4. 상부 지지판Heat plate lower support plate 4. Upper support plate
5. 입구 노즐6. 출구 노즐Inlet nozzle 6. Outlet nozzle
7. 슬러지8. 수직방향Sludge 8. Vertical direction
9. 경사 방향10. 수작업구9. Slope direction 10. Hand tool
11. 주입 노즐12. 주입수 방향Injection nozzle 12. Injection water direction
13. 흡입 노즐14. 호스 및 케이블 승강기 계통Suction nozzle 14. Hose and Cable Lift System
15. 호스 부착대16. 상부 풀리15.Hose Mount 16. Upper pulley
17. 하부 풀리18. 납 추Lower pulley 18. Lead weight
19. 플랜지20.지지 구조물19. Flange 20. Supporting Structure
21. 세로 세움대22. 레일 고정대21.Vertical stand 22. Rail guide
23. 레일24. 레일 고정 볼트23.Rail 24. Rail fixing bolt
25. 세정 로봇26. 중앙지지봉25. Cleaning Robot Center support rod
27. 레일 절개 종단부28. 랙 기어27.Rail Incision Ends 28. Rack gear
29. 직류모터30. 감속 기어DC motor 30. Reduction gear
31. 베벨 기어132. 베벨 기어231. Bevel Gear 132. Bevel gear 2
33. 피니언 기어34. 90도 노즐 본체33. Pinion Gear 90 degree nozzle body
35. 30도 노즐 본체36. 90도 노즐30 degree nozzle body 36. 90 degree nozzle
37. 엔코더 장착 직류모터38. 감속 기어37.DC motor with encoder Reduction gear
39. 90도 노즐 블록40. 감속기39 degree nozzle block reducer
41. 직류 모터42. 베벨 기어DC motor 42. Bevel gear
43. 30도 노즐 블록44. 노즐 연결부43 degree nozzle block 44. Nozzle connection
45. 노즐 본체 고정 볼트46. 시각장치 고정부45. Nozzle body fixing bolt 46. Visual device fixing part
47. 렌즈 정화 노즐48. 호스안내홈47. Lens Purification Nozzle 48. Hose Information Home
49. 로봇 제거 레버50. 누름바퀴49. Robot release lever 50. Push wheel
51. 스프링52. 홈바퀴51.Spring 52. Home wheel
53. 평평바퀴54. 누름바퀴 안내면53. Flat wheels 54. Push-wheel guide
55,57. 고압수 커넥터56,58. 고압수 튜브55,57. High Pressure Connectors 56,58. High pressure water tube
59. 30도 노즐60. 절개부분59 degree nozzle 60. Incision
61. 노즐 블록 회전축62. 사각 봉61. Nozzle block rotation axis 62. Square rods
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 증기발생기(1) 내부의 전열관 하부 지지판(3)에 침적된 슬러지를 고압수를 분사하여 제거하는 슬러지 세정 장비에 있어서, 상기 증기발생기(1)의 내부에 투입되어 설치되는 것으로 한 쪽 부분이 절개되어 있어 중앙지지봉(26)의 방해를 받지 않고 일측 수작업구(10)에서 다른쪽 수작업구(10')에 걸칠 수 있도록 설치되는 레일(23)과; 상기 레일(23)을 통하여 증기발생기(1) 내에 투입하여 세정 작업을 수행하는 세정로봇(25)과; 상기 세정로봇(25)에 설치되어 여러 가지 노즐본체를 장착하도록 하는 노즐연결부(44)와; 상기 증기발생기(1)의 수작업구(10)에 별도의 플랜지(19)를 부착하고 상기 플랜지(19)에 레일 고정대(22)와 지지구조물(20)이 장착하여 증기발생기(1) 내에 투입되는 세정로봇(25)에 연결되는 케이블 및 호스의 장력을 일정하게 유지하고, 꼬이지 않도록 하는 호스 및 케이블 승강기 계통(14)과; 상기 노즐을 통하여 고압수를 전열관에 정확히 분사되는지 여부를 점검하도록 하는 시각장치 고정부와 렌즈정화노즐이 상기 세정로봇(25)에 장착됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object in the present invention, in the sludge cleaning equipment for removing the sludge deposited in the heat transfer tube lower support plate 3 inside the steam generator 1 by high-pressure water, the inside of the steam generator 1 One side is cut into one that is installed is inserted into the rail (23) is installed so as not to be disturbed by the central support rod 26 from one hand tool 10 to the other hand tool 10 '; A cleaning robot (25) which is introduced into the steam generator (1) through the rail (23) to perform a cleaning operation; A nozzle connecting portion 44 installed at the cleaning robot 25 to mount various nozzle bodies; A separate flange 19 is attached to the hand tool 10 of the steam generator 1, and the rail holder 22 and the support structure 20 are mounted on the flange 19 to be introduced into the steam generator 1. A hose and cable lift system 14 for maintaining a constant tension of the cables and hoses connected to the cleaning robot 25 and preventing them from being twisted; The visual device fixing unit and the lens purifying nozzle for checking whether the high-pressure water is accurately injected into the heat pipe through the nozzle are mounted on the cleaning robot 25.
본 발명에 있어 상기 세정로봇(25)은 두 개의 홈바퀴(52)와 피니언 기어(33)가 랙기어(28) 위를 주행하며 노즐 연결부(44)를 통해 여러 형태의 노즐 블록을 교환하여 사용할 수 있도록 하며, 상기 세정 로봇(25)에 부착되어 사용되는 노즐 본체는 여러 개의 베벨기어(31,32)를 통해 모터 등 구동 장치의 회전 운동을 특정 방향으로 바꾸고 이 회전 운동을 이용하여 일정 방향으로 향하고 있는 노즐들을 노즐 회전축을 중심으로 회전시키면서 전열관 하부 지지판(3) 위에 침적된 슬러지에 고압수를 분사할 수 있게 한 것을 그 특징으로 한다.In the present invention, the cleaning robot 25 has two groove wheels 52 and the pinion gear 33 traveling on the rack gear 28 and used to exchange various types of nozzle blocks through the nozzle connecting portion 44. The nozzle main body attached to the cleaning robot 25 is used to change the rotational motion of the driving device such as a motor in a specific direction through a plurality of bevel gears 31 and 32 and to use the rotational motion in a predetermined direction. It is characterized in that the high-pressure water can be injected to the sludge deposited on the heat transfer tube lower support plate 3 while rotating the nozzles facing the nozzle rotation axis.
또한, 상기 노즐 본체는 고압수가 경우에 따라 한 개의 노즐 블록에 공급되거나 두 갈래로 나누어져 두 개의 노즐 블록에 공급되고 노즐 블록에 부착되어 있는 다수의 노즐을 통해 고압수가 분사되며 분사 시 노즐 블록 회전축(61)을 중심으로 노즐 블록이 일정 각도 범위 내에서 회전하며, 세정로봇(25)의 주행 방향과 90도 방향으로 향하고 있는 다수의 노즐들이 장착된 노즐 블록을 전기 모터 또는 다른 구동원을 사용하여 회전시키며, 단면이 역 사다리꼴 형태의 노즐 연결부(44)를 장착하여 세정 로봇(25)에 쉽게 착탈시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the nozzle body is a high-pressure water is supplied to one nozzle block, or divided into two branches in some cases is supplied to two nozzle blocks and the high pressure water is injected through a plurality of nozzles attached to the nozzle block, the nozzle block rotation axis when spraying The nozzle block rotates about a certain angle about 61 and rotates the nozzle block equipped with a plurality of nozzles facing the driving direction of the cleaning robot 25 in the 90 degree direction by using an electric motor or another driving source. And, it is characterized in that the cross section is attached to the nozzle connection portion 44 of the inverted trapezoidal shape to be easily removable to the cleaning robot (25).
상기 세정 로봇(25)을 안내하는 레일(23)은 상기 레일(23)의 양쪽 끝 부분에 레일고정볼트(24)가 장착되고 이 레일고정볼트(24)와 레일고정부품(22)이 너트로 고정되며, ㄷ자 모양의 레일 내부에 랙기어(28) 및 사각봉(62)이 장착되어 있으며, 상기 랙기어(28)의 가공 부분 및 바로 하단부의 단면이 사다리꼴 또는 삼각형인 것을 특징으로 한다.The rail 23 for guiding the cleaning robot 25 has a rail fixing bolt 24 mounted at both ends of the rail 23, and the rail fixing bolt 24 and the rail fixing part 22 are nuts. It is fixed, the rack gear 28 and the square rod 62 is mounted in the U-shaped rail, characterized in that the cross-section of the processing portion and the immediately lower end of the rack gear 28 is trapezoidal or triangular.
또한 상기 노즐 연결부(44)는 세정 로봇(25)과 쉽게 착탈시킬 수 있는 역 사다리꼴 형태인 것을 특징으로 한다.In addition, the nozzle connection portion 44 is characterized in that the inverted trapezoidal shape that can be easily removable with the cleaning robot (25).
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 증기발생기(1)의 내부 구성을 도시한 것으로 역 U자 형태의 다수의 전열관(2)이 다발 모양으로 되어 있으며, 하부는 전열관하부지지판(tubesheet)(3)에 고정되어 있고, 상부는 다수의 상부지지판(4)으로 고정되어 전체 구조물의 형태가 유지되도록 되어있으며, 전열관하부지지판(3)에는 다수의 튜브가 고정되어 있다.Figure 1 shows the internal configuration of the steam generator (1) is a plurality of heat pipe (2) of the inverted U-shape in the form of a bundle, the lower portion is fixed to the lower heat transfer tube (tubesheet) (3), the upper Is fixed to a plurality of upper support plates (4) is to maintain the shape of the entire structure, the lower tube is supported by a plurality of heat transfer tube (3).
상기 증기발생기(1)의 기능은 원자로(그림에 없음)에서 유출된 고온 고압의 물이 입구노즐(5)을 통해 들어와 전열관(2)을 통해 흐르면서 전열관 외부를 채우고 있는 저온의 물에 열을 전달하고 온도가 떨어진 물은 출구노즐(6)을 통해 다시 원자로(그림에 없음)로 들어간다.The function of the steam generator (1) is to transfer the heat to the low-temperature water filling the outside of the heat pipe as the high temperature and high pressure water flowing out of the reactor (not shown) flows through the inlet nozzle (5) and flows through the heat pipe (2). After the temperature drops, the water enters the reactor (not shown) through the outlet nozzle (6).
이러한 일련의 운전이 진행되는 동안에 증기발생기(1)의 전열관하부지지판(3)의 위에는 주로 금속산화물로 구성된 슬러지(7)가 침적된다. 이 슬러지는 운전 경과 년수가 증가함에 따라 점차 양이 많아져서 전열관(2)의 열전달 효율을 저하시키고 전열관(2)과 전열관하부지지판(3)의 부식을 촉진시켜 궁극적으로 증기발생기(1)의 수명을 단축시킨다.During this series of operations, sludge 7 mainly composed of metal oxides is deposited on the heat transfer tube lower support plate 3 of the steam generator 1. This sludge increases gradually as the number of years of operation increases, thereby lowering the heat transfer efficiency of the heat transfer tube 2 and promoting corrosion of the heat transfer tube 2 and the lower support plate 3, and ultimately, the life of the steam generator 1 Shorten.
도 2는 삼각배열 전열관을 가진 증기발생기(1)의 전열관하부지지판(3)을 평면에서 본 도면을 보여주고 있다. 전열관(2) 사이에 침적되어 있는 슬러지(7)를 효과적으로 제거하기 위해서는 고압수를 수직방향(8)은 물론 전열관(2)의 배열 형태에 따라 경사방향(9)으로 분사해야 한다.2 shows a plan view of the lower heat transfer tube lower support plate 3 of the steam generator 1 having a triangular array heat transfer tube. In order to effectively remove the sludge 7 deposited between the heat transfer tubes 2, the high-pressure water must be sprayed in the inclined direction 9 according to the arrangement of the heat transfer tubes 2 as well as the vertical direction 8.
고압수 분사에 의해 전열관하부지지판(3) 가운데 부분에 있던 슬러지(7)는 가장자리 부분으로 이동된다. 증기발생기(1)에는 수작업구(10)가 2개 또는 4개가 있으며, 상황에 따라 1개 또는 그 이상의 주입노즐(11)에서 전열관하부지지판(3)의 가장자리 방향(12)으로 물을 흘려보내면서 1개 또는 그 이상의 흡입노즐(13)에서 물과 슬러지 혼합물을 흡입하여 정화계통(그림에 없음)으로 보내어 슬러지는 걸러내고 깨끗한 물은 다시 증기발생기(1) 내부로 순환시킨다. 이러한 순환 작업을 계속 수행하여 증기발생기(1) 내부에 침적된 슬러지(7)를 제거하도록 하는 것이다.The sludge 7 in the center portion of the heat transfer tube lower support plate 3 is moved to the edge portion by high pressure water injection. There are two or four hand tools 10 in the steam generator 1, and in one or more injection nozzles 11, water flows in the direction of the edge 12 of the heat transfer pipe lower support plate 3 depending on the situation. The water and sludge mixture is sucked from one or more suction nozzles 13 and sent to a purification system (not shown) to filter the sludge and circulate clean water back into the steam generator (1). This circulation operation is continued to remove the sludge 7 deposited in the steam generator 1.
도 3은 호스 및 케이블 승강기 계통(14)이 증기발생기(1)에 장착된 모습을 보여주고 있다. 호스 및 케이블 승강기 계통(14)은 수작업구(10)에 볼트로 장착되며 고압호스 및 전기 케이블 등이 증기발생기(1)의 내부로 투입될 때 꼬이거나 증기발생기(1) 내부의 구조물에 걸리지 않도록 하기 위한 장치이다.3 shows the hose and cable lift system 14 mounted on the steam generator 1. The hose and cable lift system 14 is bolted to the hand tool 10 so that the high pressure hose and the electric cable are not twisted or caught in the structure inside the steam generator 1 when it is introduced into the steam generator 1. It is an apparatus for doing so.
도 4는 호스 및 케이블 승강기 계통(14)의 자세한 도면을 보여주는 것으로서 고압수 공급 호스(그림에 없음)는 호스부착대(15)에 신속착탈형 커넥터로 장착된다. 호스부착재(15)는 외부 장치와 연결되는 고압 호스 등이 호스 및 케이블 승강기 계통(14)에 견고하게 연결되어 세정 장비 운전이 용이하게 하기 위한 것이다.4 shows a detailed view of the hose and cable lift system 14, wherein the high pressure water supply hose (not shown) is mounted to the hose mount 15 as a quick-release connector. Hose attachment material 15 is for high pressure hoses and the like connected to the external device is firmly connected to the hose and cable lift system 14 to facilitate the cleaning equipment operation.
상기 호스부착대(15)에 장착된 신속착탈형 커넥터에 연결된 고압 호스는 상부풀리(16)를 한바퀴 돈 다음 아래의 하부 풀리(17)에 걸쳐진 상태에서 세정로봇(25)이 증기발생기(1)의 내부에 주행할 때 고압호스 및 전기 케이블 등은 상부 풀리(16)와 쇠줄로 연결되어 있는 납 추(18)의 자중에 의하여 일정한 장력을 갖는다. 상부풀리(16)는 두 개 설치되어 고압 호스 및 전기 케이블의 장력을 각각 조절할 수 있다.The high pressure hose connected to the quick detachable connector mounted on the hose mounting unit 15 has the upper pulley 16 rounded and then the cleaning robot 25 of the steam generator 1 with the lower pulley 17 extended. When traveling inside, the high pressure hose and the electric cable have a constant tension by the weight of the lead weight 18 is connected to the upper pulley 16 and the iron wire. Two upper pulleys 16 may be installed to adjust the tension of the high pressure hose and the electric cable, respectively.
호스 및 승강기계통(14)과 증기발생기(1)는 플랜지(19)를 이용하여 볼트로 결합되며, 지지구조물(20) 또한 볼트 또는 용접으로 플랜지(19)와 연결되는 구조이다. 지지구조물(20)에는 두 개의 원통 파이프가 장착되어 있어서 여기에 세로 세움대(21)를 장착할 수 있다.The hose and elevating cylinder 14 and the steam generator 1 are bolted using the flange 19, the support structure 20 is also connected to the flange 19 by bolts or welding. The support structure 20 is equipped with two cylindrical pipes so that it can be mounted on the vertical table (21).
플랜지(19)에는 ㄱ자 단면의 레일고정부품(22)이 장착되어 수작업구(10)를 통해 증기발생기(1) 내부에 투입되는 레일(23)이 고정된다.The rail 19 is mounted on the flange 19 so that the rail 23 inserted into the steam generator 1 through the hand tool 10 is fixed.
도 5는 증기발생기 슬러지 세정장비의 조립도를 보여주고 있다. 레일(23)의 양쪽 끝 부분에 장착되어 있는 레일고정볼트(24)는 레일고정부품(22)과 너트로 체결되어 레일(23)과 호스 및 케이블 승강기 계통(14)이 일체가 되며, 이 상태에서 노즐이 부착된 세정로봇(25)이 레일(23)을 따라 진입하게 된다.Figure 5 shows the assembly of the steam generator sludge cleaning equipment. The rail fixing bolts 24 mounted on both ends of the rail 23 are fastened by the rail fixing parts 22 and nuts, and the rail 23, the hose, and the cable lift system 14 are integrated. In the cleaning robot 25 is attached to the nozzle is to enter along the rail (23).
레일(23)을 수작업구(10)를 통해 증기발생기(1)의 내부에 투입할 때 레일(23)이 전열관 하부지지판(3)의 가운데에 윗 방향으로 솟아있는 중앙지지봉(26)을 통해 반대편 수작업구(10)에 도달할 수 있도록 가운데 부분이 절개되어 있다. 증기발생기(1)의 내부에 레일(23)을 투입할 때 절개부분(60)이 있는 쪽을 먼저 수작업구(10)를 통해 투입하며 이 때 레일고정볼트(24)는 제거된 상태이다. 레일절개종단부(27)가 반대편 수작업구에 도달하면 레일고정볼트(24)를 레일(23)에 고정시킨 후 레일고정부품(22)에 너트로 고정시킨다. 이것은 중앙지지봉(26)을 피해 레일(23)을 설치하기 위한 것이다.When the rail 23 is introduced into the steam generator 1 through the hand tool 10, the rail 23 is opposed to the other side through the central support rod 26 which rises upward in the center of the heat transfer tube lower support plate 3. The center portion is cut out to reach the hand tool 10. When the rail 23 is introduced into the steam generator 1, the side having the cutout portion 60 is first introduced through the hand tool 10, and the rail fixing bolt 24 is removed. When the rail cutting end 27 reaches the opposite hand tool, the rail fixing bolt 24 is fixed to the rail 23 and then fixed to the rail fixing part 22 with a nut. This is for installing the rail 23 to avoid the central support rod (26).
도 6(c)에서 레일(23)의 단면을 보면 한쪽은 랙 기어(28)가, 다른 한쪽은 평평한 4각봉(62)이 장착되어 있다.In FIG. 6 (c), when the cross section of the rail 23 is seen, one rack gear 28 is mounted, and the other is a flat quadrangular rod 62.
도 7에서 (a)는 랙기어(28)의 측면도를, (b)는 단면도를 보여주고 있다. 랙기어(28)의 단면은 좁은 공간 내에서 세정로봇(25)이 주행방향 및 주행 수직 방행의 위치 정밀도를 갖도록 사다리꼴 단면의 윗부분에 기어가 가공되어 있다.In Figure 7 (a) is a side view of the rack gear 28, (b) is a cross-sectional view. In the cross section of the rack gear 28, the gear is machined in the upper part of the trapezoidal cross section so that the cleaning robot 25 has the positioning accuracy in the traveling direction and the traveling vertical direction in a narrow space.
도 8은 세정 로봇(25) 본체를 보여주고 있다. 세정 로봇(25)은 인코더 부착형 직류 모터(29)로 구성되며, 모터는 감속기어(30)와 연결되고 감속기어(30)는 베벨기어1(31)과 연결된다. 베벨기어1(31)은 베벨기어2(32)와 연결되어 직류 모터(29)의 회전 운동이 90도 방향이 바뀌어 피니언 기어(33)에 전달된다. 이 피니언 기어(33)가 랙기어(28) 위에서 회전함으로서 세정 로봇(25)이 레일(23)을 따라 전진 또는 후진하게 된다.8 shows the cleaning robot 25 body. The cleaning robot 25 is composed of a DC motor 29 with an encoder, and the motor is connected to the reduction gear 30 and the reduction gear 30 is connected to the bevel gear 1 31. The bevel gear 1 31 is connected to the bevel gear 2 32 so that the rotational movement of the DC motor 29 is changed by 90 degrees and is transmitted to the pinion gear 33. As the pinion gear 33 rotates on the rack gear 28, the cleaning robot 25 moves forward or backward along the rail 23.
세정 로봇(25)의 아래 부분에는 노즐 본체를 연결하는 노즐연결부(44)가 있어서 용도에 따라 90도 노즐 본체(34) 또는 30도 노즐 본체(35)를 부착하여 세정 작업을 수행한다. 노즐 연결부의 측면에는 노즐 본체 고정 볼트(45) 장착되어 있어서 세정 로봇(25)에 90도 노즐 본체(34) 또는 30도 노즐 본체(35)에 장착되어 있는 본체연결부(45)를 끼워 맞춘 다음 노즐 본체 고정 볼트(45)를 이용하여 고정시킨다. 세정 로봇(25)에는 내시경 또는 카메라 등 시각장치(46)와 렌즈 정화 노즐(47)이 설치되어 고압수를 전열관(2)에 분사할 때 고압수 분사 방향이 정확하게 전열관(2)의 사이로 향하고 있는지 감시할 수 있다. 시각장치(46)와 렌즈 정화 노즐의 연결 케이블 및 호스는 호스안내홈(48)을 따라 수작업구(10)를 통해 증기발생기(1)의 밖으로 연결된다.The lower part of the cleaning robot 25 has a nozzle connecting portion 44 for connecting the nozzle body to attach the 90-degree nozzle body 34 or the 30-degree nozzle body 35 according to the application to perform the cleaning operation. The nozzle body fixing bolt 45 is mounted on the side of the nozzle connection part to fit the cleaning connector 25 to the body connection part 45 mounted on the 90 degree nozzle body 34 or the 30 degree nozzle body 35, and then the nozzle. Fix using a body fixing bolt (45). The cleaning robot 25 is provided with a vision device 46 such as an endoscope or a camera and a lens purifying nozzle 47 so that when the high pressure water is injected into the heat transfer pipe 2, the high pressure water injection direction is precisely directed between the heat transfer tubes 2. Can be monitored. The connecting cable and the hose of the visual device 46 and the lens purifying nozzle are connected out of the steam generator 1 through the hand tool 10 along the hose guide groove 48.
세정 로봇(25)은 공급 전원 상실 등 제어 기능을 상실하였을 경우에도 증기발생기(1) 밖으로 인출할 수 있도록 안전 장치를 갖추고 있다. 로봇 제거 레버(49)를 당기면 여기에 연결된 부품들이 회전 운동을 하면서 베벨기어1(31)을 오른쪽으로 이동시켜 피니언기어(33)가 자유롭게 회전할 수 있게 된다.The cleaning robot 25 is provided with a safety device so that the cleaning robot 25 can be taken out of the steam generator 1 even when the control function such as loss of power supply is lost. When the robot removal lever 49 is pulled, the parts connected thereto move the bevel gear 1 31 to the right while rotating the pinion gear 33 so that the pinion gear 33 can freely rotate.
4개의 누름바퀴(50)는 세정 로봇이 레일(23)을 따라 주행할 때 누름바퀴안내면(54)을 따라 이동하면서 스피링(51)의 힘에 의해 두 개의 홈바퀴(52)와 두 개의 평평바퀴(53)가 랙기어(28) 및 사각봉(62)에 안착되도록 하여 세정 로봇(25)의 위치가 정확하게 결정되도록 하며, 세정 로봇(25)에 연결된 90도 노즐 블록(39) 및 30도 노즐 블록(43)이 고압수를 분살할 때 그 반작용으로 로봇이 흔들리는 것을 방지한다.The four push wheels 50 move along the push wheel guide surface 54 when the cleaning robot travels along the rails 23, and two groove wheels 52 and two flat surfaces by the force of the spring 51. The wheel 53 is seated on the rack gear 28 and the square rod 62 so that the position of the cleaning robot 25 can be accurately determined, and the 90 degree nozzle block 39 and 30 degree connected to the cleaning robot 25 are When the nozzle block 43 distributes the high pressure water, it prevents the robot from shaking in response.
도 9에서 90도 노즐 본체(34)는 다수의 90도 노즐(36)이 상반된 방향으로 부착되어 있어서 고압수 분사로 인한 반력을 최소화하였다. 90도 노즐 본체(34)의 내부에는 엔코더 장착 직류 모터(37) 및 감속기어(38)가 설치되어 있으며, 직류 모터(37)의 회전 운동이 90도 노즐 블록(39)에 전달되어 90도 노즐(36)이 회전하면서 고압수를 분사하여 슬러지를 제거한다.In FIG. 9, the 90-degree nozzle body 34 has a plurality of 90-degree nozzles 36 attached in opposite directions to minimize reaction force due to high-pressure water injection. An encoder-mounted DC motor 37 and a reduction gear 38 are installed inside the 90-degree nozzle main body 34, and the rotational motion of the DC-motor 37 is transmitted to the 90-degree nozzle block 39, thereby providing a 90-degree nozzle. As the 36 rotates, high pressure water is sprayed to remove the sludge.
도 9(h)는 90도 노즐 블록(39)의 회전 시 90도 노즐(36) 부분의 h-h 단면도를 보여주고 있다. 고압수 호스(도면에 없음)는 신속착탈식으로 고압수 커넥터(55)에 착탈되며, 고압수 튜브(56)를 통해 90도 노즐 블록(39)으로 고압수가 전달되어 90도 노즐(36)을 통하여 분사된다. 이 고압 분사수가 전열관 하부 지지판(3)위에 침적된 슬러지(7)를 전열관 하부 지지판(3)의 가장자리로 이동시킨다. 가장자리로 이동된 슬러지(7)는 주입 노즐(11)에 의하여 유입된 물에 의하여 흡입 노즐(13)쪽으로 이동되어 흡입 펌프(그림에 없음)에 의해 증기발생기 외부로 방출된다.FIG. 9 (h) shows a h-h cross-sectional view of the 90 degree nozzle 36 portion upon rotation of the 90 degree nozzle block 39. The high pressure water hose (not shown) is detachably attached to the high pressure water connector 55 in a quick detachable manner, and the high pressure water is transferred to the 90 degree nozzle block 39 through the high pressure water tube 56 and through the 90 degree nozzle 36. Sprayed. This high pressure jet water moves the sludge 7 deposited on the heat transfer tube lower support plate 3 to the edge of the heat transfer tube lower support plate 3. The sludge 7 moved to the edge is moved toward the suction nozzle 13 by the water introduced by the injection nozzle 11 and discharged out of the steam generator by the suction pump (not shown).
도 10은 30도 노즐 본체(35)의 모습을 보여주고 있다. 30도 세정 노즐 본체 내부에는 감속기(40) 및 엔코더 장착형 직류 모터(41)가 탑재되어 있으며, 직류 모터(41)의 회전 운동이 여러 개의 베벨기어(42)를 통해 30도 방향으로 배열된 30도 노즐블록(43)에 회전운동으로 전달된다. 30도 노즐 블록(43)은 노즐 회전축(61)을 중심으로 일정 각도 범위 내에서 회전하며, 여기에 부착되어 있는 30도 노즐(59)이 전열관 하부 지지판(3)의 전 표면에 고압수를 분사한다. 고압수는 고압수 커넥터(57)에 착탈되는 고압 호스(그림에 없음)를 통해 고압수 튜브(58)를 거쳐 30도 노즐 블록으로 유입되며, 30도 노즐 블록으로 유입되며, 30도 노즐(59)을 통해 증기발생기(1)의 전열관 하부 지지판(3)에 분사된다.10 shows the state of the 30 degree nozzle body 35. The reduction gear 40 and the encoder-mounted DC motor 41 are mounted inside the 30 degree cleaning nozzle body, and the rotational movement of the DC motor 41 is arranged in a 30 degree direction through several bevel gears 42. It is transmitted to the nozzle block 43 in a rotational motion. The 30 degree nozzle block 43 rotates within a predetermined angle range around the nozzle rotation axis 61, and the 30 degree nozzle 59 attached thereto sprays high pressure water on the entire surface of the heat transfer tube lower support plate 3. do. The high pressure water is introduced into the 30 degree nozzle block through the high pressure water tube 58 through the high pressure hose (not shown) detachable from the high pressure water connector 57, into the 30 degree nozzle block, and the 30 degree nozzle (59). ) Is injected into the lower support plate (3) of the heat transfer tube of the steam generator (1).
이와 같은 본 발명 증기발생기 슬러지 세정 장비는 전열관의 배치가 직사각형인 기존의 증기발생기는 물론 삼각 배열인 증기발생기의 전열관 및 전열관 하부 지지판의 세정에 활용할 수 있도록 한 것으로 세정 노즐 본체는 세정 로봇 하부에 착탈식으로 부착할 수 있게 함으로써 증기발생기의 형태가 달라질 경우에도 노즐 본체만 교체하면 재사용이 가능한 구조이고, 증기발생기의 중앙 지지봉이 있을 경우에도 고안된 레일을 사용하면 세정 레일을 단시간에 설치할 수 있어서 방사선 쪼임량을 줄일 수 있으며, 사각 배열 증기발생기 세정시에는 노즐 블록 자체가 회전할 수 있도록 하여 30도 방향으로 배열된 전열관 사이로 전열관 하부 지지판의 전 영역에 고압수를 분사할 수 있는 것으로 종래의 장치에 비해 매우 효율적으로 세정작업을 수행하도록 하는 잇점이 있다.The steam generator sludge cleaning equipment of the present invention can be utilized to clean the heat transfer tube and the heat transfer tube lower support plate of the steam generator in a triangular arrangement as well as the conventional steam generator in which the heat transfer tube is rectangular in shape. By changing the shape of the steam generator, it can be reused by replacing only the nozzle body, and the designed rail can be installed in a short time even if there is a central support rod of the steam generator. When the rectangular array steam generator is cleaned, the nozzle block itself can be rotated so that high pressure water can be sprayed to the entire area of the lower plate of the heat pipe between the heat pipes arranged in the 30 degree direction. To perform the cleaning operation efficiently It has the advantage.
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