KR880001503B1 - 증기발생기의 관 지지판상에 퇴적한 슬러지의 제거방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

증기발생기의 관 지지판상에 퇴적한 슬러지의 제거방법 및 장치.

제1도는 본 발명 장치가 삽입된 증기 발생기의 하부의 개략적 사시도.

제2도는 제1도 장치의 랜스의 일부를 도시한 확대 사시도.

제2a도는 제2도 랜스의 변형예의 단면도.

제2b도는 세개의 급수관을 가진 다른 변형예를 도시한 제2도와 유사한 설명도.

제2c도는 제2b도의 헤더의 종단면도.

제2d도는 노즐의 가능한 변형예를 예시한 제2a도와 유사한 단면도.

제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도.

제4도는 제2도의 랜스와 관련된 구동기구를 예시한 확대도.

제5도는 제4도의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도.

제6도는 제4도의 변형예에 따른 구동 장치와 관련된 체인을 도시한 확대도.

제7도는 변형 실시예를 도시한 제4도의 유사도.

제8도는 제7도의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 취한 단면도.

제9도는 슬러지 소거 및 제거 장치를 포함하는 장치의 여러 부품들에 대한 상대적 배치를 도시한 개략적 평면도.

제10도는 연속적으로 세척되는 영역을 도시한 수직 단면도.

제11도는 변형 실시예를 도시한 제9도의 유사도.

제12도는 슬러지 제거 수단의 변형예를 도시한 개략적 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가압용기 2 : 관 지지 플레이트

7 : 관 다발 11 : 분배판

15 : 헤더 16, 17 : 구멍

19 : 랜스 27 : 파이프

34 : 코어 38 : 제트 노즐

60 : 베이스판 61 : 트랙

본 발명은 관 지지판에 의해 폐쇄된 수직 원통형 용기에 한묶음의 평행관이 내장되어 있으며, 이들 관이 상기 관 지지판에 밀봉 접속되어 복수의 평행판 시이트를 형성하도록 배열된 형태의 증기 발생기의 관 지지판에 퇴적된 슬러지를 제거하는데 사용하기에 적합한 슬러지 제거 방법 및 장치에 관한 것이다. 작동중에, 고온 일차 유체가 상기 관내에서 순환한다. 본 발명은 재순환형이라 불리우는 증기 발생기, 즉 2차 회로의 출구에서 증기로 부터 분리된 물이 급수와 함께 입구로 재순환되며, 이 때문에 마그네타이트를 포함하는 슬러지층은 관 지지판상에 퇴적하는 형태의 증기 발생기에 주로 사용된다. 장시간 경과하면 점착성이 조밀한 슬러지층이 형성되고 그 결과 관 지지판에 인접한 영역에서 교환관의 부식이 초래된다. 따라서, 증기 발생기의 성능 저하를 피하기 위해 슬러지를 주기적으로 제거하는 것이 필요하다.

예를들어 흡입 헤더를 사용하여 슬러지가 조밀층을 형성하기 전에 슬러지를 유출시키는 방법(프랑스 특허공개 제2,285,573호)에서 슬러지의 퇴적을 피하기에는 충분치 못하다.

따라서, 수많은 슬러지 제거 방법 및 장치가 제안되고 사용되어 왔다. 이들 중 대부분은 역 U자형 열과환관을 포함하며 이 관의 양단이 관 지지판에 고착된 형태의 증기 발생기에 사용하기 위해 특별히 설계된 것이다. 관과 대향된 관 지지판의 표면은 반구형 하부커버와 함께 챔버를 형성하며, 챔버는 구획판에 의해 두개의 격실로 분할되어 있다. 그 격실중 하나는 각관의 "고온"레그부와 연통되는 반면 다른 격실은 각관의 "저온"레그부와 연통된다. PWR 동력용 원자로에서 사용되는 상기한 유형의 증기 발생기에서는, 원자로로 부터의 압력을 받은 물이 고온 격실로 유입하고 고온 레그부 및 저온 레그부을 차례로 통과하고 제2격실에 유입한 다음 원자로로 재순환된다. 이러한 증기 발생기에서는, U자관에 주어질 곡률에 대한 제한이 있으므로 레그부의 거리는 인접관 시이트를 분리하는 거리보다 크게된다.

종래의 방법에서는 흔히 "관 레인(tube lane)"이라 불리우는 더 큰 레그부 간격을 이용한다. 랜스는 증기 발생기의 용기에 설치한 구멍을 통해서 관 지지판상방에서 관례내로 삽입된다. 이 랜스는 고압하의 수류를 관 지지판의 접선 방향으로 내보는데 사용된다. 다음에, 증기 발생기의 수직측에 대하여 랜스를 방사상으로 인출하여 관 지지판을 세척한다. 일반적으로, 랜스는 랜스 삽입 방향에 수직으로 반대 방향의 두 수류를 방출하는데 사용된다. 이 랜스는 축을 향한 이동과 진동을 동시에 행한다.(프랑스 특허공개 제2,352,269호).

전형적으로 랜스는 관 지지판의 제1 반부를 세척하기 위해 한 방향으로 삽입된 다음 제2 반부를 세척하기위해 제1 반부 구멍에 대향하는 구멍으로 부터 반대 방향으로 삽입된다. 수류에 의해 제거된 슬러지를 방출하기 위해, 용기내에 대향 형성된 두 구멍 사이의 관 지지판 주변에서 물순환이 이루어지게 구성되어 있다. 한 구멍으로 도입되는 유량은 둘로 나뉘고 각각이 관 레인의 양측상에 있는 주변 통로내로 도입되고 쌍방이 동일한 헤더에 의해 모두 수집되어 용기로 부터 유출한다.

다른 방법은 구멍군을 분배 배치한 가요성 환상 헤더를 주변 통로내에 삽입하고 물과 슬러지를 상기 헤더내로 인입한다. 이 방법은 비교적 대형의 관 레인을 사용하기 때문에 당업자에게는 극히 용이하고 만족스럽게 보이기는 하나 아직 결점이 남아 있다. 즉, 란스가 진동될때 유수는 상향이되며 슬러지 제거에는 유효하게 작용하지 않는다. 반대로, 중요한 결점으로서 상기 수류는 주변부에서 직접 끌어내지지 않은 슬러지를 관 지지판 중앙부를 향해 역류시킬 수 있는 수류를 일으킨다.

특정 영역에서, 랜스의 노즐 분사로부터 방출되는 수류와 소거용 수류가 반대 효과를 갖고 제거된 슬러지가 국부적으로 퇴적하는 결과를 초래하게 된다. 이런 현상으로, 슬러지는 퇴적되자마자 고화되므로 물에 희석, 현탁시키기 위한 수류를 먼저 슬러지에 부여하지 않으면 흡입에 의해 슬러지를 끌어내는 것은 거의 불가능하다.

마지막으로 사용 수압은 고속류의 작용을 받아 관이 손상되는 것을 방지하도록 중간정도(약 150 바아로)유지되어야 한다. 이 수압은 고화되고 완전히 부착된 슬러지층을 파괴하는데에는 충분치 못하다.

본 발명의 목적은 개선된 슬러지 제거 방법을 제공하는 것이다. 보다 상세하게는 본 발명의 목적은 층의 파괴를 촉진하고 이미 처리된 영역을 향해 슬러지의 일부가 역류하는 것을 피하기 위한 유선을 이룸으로써 더욱 효율적인 세척을 달성하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 비교적 보통의 기기를 사용할 수 있고, 원자로 용기가 보호실드내에 내장되었을때도 용이하게 실시할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. 이런 보호 실드는 PWR 동력용 원자로에 있어서 고장난 경우 비산하는 총알같은 물체를 실드내에 유지하도록 항상 사용되고 있다.

이러한 목적상, 본 발명에 따른 방법은 다음 단계를 포함한다. 즉, 적어도 하나의 랜스를 관 지지판에 평행한 방향으로 관 지지판의 바로 근처, 즉 관열 레인에서 관의 두평행 지지판 사이의 관 지지 플레이트의 중앙으로 부터 방사상으로 이동시키는(그리고 전형적으로는 두 랜스를 방사상으로 대칭적으로 이동시키는)단계와 ; 고압하의 세척용 유체의 두 흐름을 랜스의 단부로 부터 플레이트를 향해 그리고 관 지지판의 방향에 대해 대칭 고정되는 방향으로 안내하는 단계와 ; 랜스의 방사상 이동시 그들이 관과 마주설때 수류를 차단하는 단계와 ; 세척유체(전형적으로 물)가 관다발의 주변으로 부터 증기 발생기의 용기 밖으로 유출하는 단계를 포함한다.

관의 전면부에서는 유체 흐름이 차단되므로, 관음 손상시킬 염려없이 매우 높은 압력을 사용할 수도 있으며 결과적으로 슬러지의 층이 신속하게 파괴될 수 있다. 관은 랜스를 진동시킬 필요성이 없고 관에 수류가 적용되지 않기 때문에 관을 랜스에 극히 근접시킬 수 있다. 열교환관이 랜스를 제위치에 유지시키는 가이드를 구성할 수도 있다. U자관형 증기 발생기에서는, 관의 인접 시이트 사이의 통상의 간격이 랜스가 통과하기에 충분한 크기로 되어 있으며 결과적으로 관 레인을 통해서 랜스를 도입할 필요성이 없다.

관 지지판, 즉 플레이트 위쪽에 상기 플레이트에 근접하여 평행으로 분배 플레이트가 배치되어 있으며, 또 물을 유도하고 또 슬러지 퇴적물이 생기기 좋은 흐름의 정지 영역을 피하기 위한 중앙 구멍이 이 분배 플레이트에 형성된 형태의 기존 증기 발생기에 있어서 상기와 같이 삽입 위치 선택이 자유롭다는 것은 특별히 중요하다. 이 플레이트는 봉입물내 관의 전면부에 형성된 "핸드홀"이라 불리우는 대경 구멍에 충동한다. 이러한 증기 발생기에서는, 진동하는 랜스를 도입하기 위해 분배 플레이트 상방에 위치하는 핸드홀만 사용할 수 밖에 없으므로 수류의 작용 범위도 엄격하게 제한된다.

한편 본 발명의 방법에 사용되는 일정 경사 상태를 갖는 수류를 방출 랜스는 이 랜스는 관의 인접 시이트 사이에 삽입되도록 가로폭이 작다. 분배 플레이트와 관 지지판 사이에서 보통 핸드홀에 수지인 방향으로 용기내에 형성된 "아이-홀(eye-hole)"이라 불리우는 소경 구멍을 통하여 용기내에 삽입될 수 있다).

전형적으로 세척은 각종 랜스를 이용한 연속적 복수 처리 공정을 포함한다. 이들 랜스는 세척 공정이 진행됨에 따라 하나 혹은 복수의 랜스로부터 나온 수류가 원거리에 있는 관 지지 영역에 충돌하도록 방향 결정을 행한다. 결과적으로 슬러지는 관다발의 주변부를 향해 압출되고 상기 주변부에서는 수집되어 흡인 장치에 의해 취출된다.

수류에 의해 박리된 부유 슬러지의 퇴적도 피해야 한다. 이러한 목적상, 첫번째 방법은 두쌍으로 나뉜 네개의 관 부분을 사용한다. 각쌍은 하나의(또는 복수개의) 랜스 이동 방향에서 90°떨어져 설치된 구멍을 통하여 삽입되며 각 부분은 주변 레인의 90°범위를 카바한다. 결과적으로 네개의 부분이 주변 레인의 전체를 카바한다. 이들 부분은 물분사기일 수도 있는 흡입 장치에 연결되어 있다.

두번째 방법으로, 직경 방향으로 대향하는 곳에서 용기르 관통하는 헤더에 물을 출입시킴으로써 주변 레인을 따라 단일 방향의 물순환을 이룬다. 첫번째 방법과 병행하여 사용될 수도 있는 또 다른 방법은 관 지지판, 즉 플레이트의 주변부에서 플레이트상에 놓인 흡입 장치에 의해 슬러지를 수집한다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법을 행하는데 적당한 구성이 간단하고 동작시 효율적으로 작동하는 슬러지 제거 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 장치는 관의 두인접 시이트들 사이에서 삽입될 수 있도록 충분히 작은 가로폭을 가지며, 손질중에 지지판에 대해 관 지지판 혹은 플레이트쪽으로 향해 실질적으로 대칭인 방향으로 경사져서 조류가 흐르게 하도록 경사 설치된 노즐 분사구를 단부에 구비한 랜스를 적어도 하나 포함된다. 고압수를 랜스에 공급하고 또 노즐 분사구가 관의 전면에 있을때 급수를 차단시키기 위한 수단이 제공되어 있으며, 기구는 랜스를 고정 경사상태로 유지시키면서 용기 중앙부로 부터 외부를 향해 랜스를 반경 방향으로 이동시킨다. 관다발의 주변부에는 슬러지가 실린 액체를 수집하여 제거시키기 위한 수단이 제공되어 있다.

랜스의 단부는 전형적으로 두개의 노즐 분사구를 구비한 편평한 단면형 헤더를 가지며, 또한 인접하는 두개의 관 시이트들 사이에 삽입될 수 있을 만큼 충분히 작은 두께 및 랜스의 충분한 강성을 주도록 선택된 높이를 갖는다. 랜스는 수직 방향에서 실질적인 구부러짐을 피할 수 있을 만한 강성을 가지며 높이는 용기에 형성된 구멍을 통하여 랜스가 삽입될 수 있게끔 충분히 낮아야 한다. 헤더는 상부에 상향 평형용 조류를 방출하게 하는 포오트를 갖출수도 있다. 동력용 원자로의 증기 발생기는 보통, 비산하는 탄환형 물체 보호실드내에 배치된다. 증기 발생기의 용기와 실드 사이에서 얻어지는 자유공간은 보통, 증기 발생기에 반경 방향으로 삽입 시키도록 랜스의 전체 길이보다 작다. 이러한 결점을 극복하기 위하여, 랜스를 필요한 길이의 캔틸레버를 받아들이도록 수직 방향에서는 강성을 갖지만 수평으로는 가요성을 갖도록 하는 것이 좋다. 랜스는 용기 외부에 설치되어 랜스의 이동 정도를 구동기구의 이와 상호 동작하고 측정하기 위한 수단 및 관 접근 센서에 모두 협동할 수 있도록 고르게 분포된 이를 형성할 수도 있다. 헤더에 의해 보유된 이 센서는 조류가 방출 개시전에 헤더를 정확히 설치할 수 있게 해준다.

본 발명은 대표예로서 설명한 특정 실시예의 다음 설명을 고려하면 더욱 잘 이해할 수 있을 것이다. 본예는 동력 원자로에 있어서 널리 사용되는 형태의 U자관을 가지는 증기 발생기의, 유형의 관 지지판, 즉 관 플레이트상에 퇴적한 슬러지로 제거하는 장치이다.

우선, 본 발명과 관계된 증가 발생기의 부품에 대하여 간략히 설명하기로 한다. 더욱 완전한 설명은 다수의 논문들, 예를들어 앞서 언급한 프랑스 특허원 제2,285,573호 및 제2,352,269호에서 찾을 수 있다.

증기 발생기는 하부가 관 플레이트 혹은 관시트(2)에 의해 닫혀지는 가압 용기, 즉 용기(1)를 가진다. U자형 열교환관(7)의 단부는 플레이트 시트에 보이지 않게 연결되어 있다. 용기(1)는 관 지지 플레이트(2) 하방에서 격벽판(4)에 의해 원자로로 부터의 고온 일차수를 수용하는 격실 방출하는 격실로 나누어진 챔버(3)을 형성하고 있는 반구형 커버로서 연장된다. 일차수는 방출 노즐(6)을 통해 방출 격실밖으로 유출된다. 일차수는 U자관 다발(7)의 고온 레그부 및 저온 레그부를 차례로 통과하고 한 격실에서 다른 격실로 이행한다.

관다발(7)과 용기(1)의 사이에 자켓(8)이 설치된다. 자켓(8)은 관 지지 플레이트(2)까지 도달하지 않게 되어 있으며, 이것에 의해 용기(1)와 자켓(8)사이의 환상 공간을 따라 흘러내리는 제2 급수와 재순환수를 자유로이 통과시키는 간극이 남게된다. 2차수는 관 지지 플레이트(2) 바로 위에서 간극을 통하여 반경 방향으로 흐른다는 것을 알 수 있다. 관을 지지하기 위해 복수개의(도시않은) 보강판이 관다발에 따라 배치되어 있다. 보강판은 관을 삽입하고 있으며 수류 순환용 구멍군을 구비하고 있다.

중앙 개구(12)를 갖는 분배 플레이트(11)는 관 지지판(2)의 상방에 설치된다. 관의 고온 레그부 및 저온 레그부 보통은 "관 레인"으로 일컬어지는 자유 영역에 의해서 분리되고, 그것의 폭은 관 다발(7)중 큰 구멍(17) 라인에 따라 관에 부여할 수 있는 최고 곡률 반경에 의해 결정된다. 보강부재(14)와 물을 부단히 흡인하는 헤더(15)가 관 레인에 설치되어 있다.

세척 장치는 용기에 형성된 출입구를 이용하여 배치된 예시된 원자로 증기 발생기에서의 출입구는 직경이 큰쪽의 두 구멍(17)과 직경이 작은 쪽의 두 구멍(16)으로 이루어진다. 큰쪽 구멍(17), 즉 "핸드홀"은 직경 방향으로 서로 대향하여 관 레인 전방에 분배 플레이트(11)와 거의 동일 수준으로 배치되어 있다.

직경이 전형적으로 약 50mm인 두개의 작은쪽 구멍(16) 또는 "아이홀"이 관 지지 플레이트(2)로 부터 약간 상방으로 격리되어 (약 250mm)두 헨드홀을 잇는 방향으로 가로지르는 방향을 따라 수직으로 대향하여 동심 정렬된다. 원자로 증기 발생기의 동작시, 구멍(16, 17)은 자켓(8)내에 형성된 개구에도 대응하는 플러그에 의해서 폐쇄된다. 통상적으로, 용기(1)는 사고 발생에 의해 투사될지도 모를 비행파편을 차단하는 기능을 가진 보호실드(도시되지 않음)에 내장되어 있다.

제1도에 도시된 슬러지 제거 장치의 실시예는 관 지지 플레이트(2)로 부터 슬러지 층을 분리하고 그것을 교반 현탁액으로 변환시키는 장치와 교반 슬러지를 수집하여 유출시키는 장치를 가지는 것으로 생각될 수 있다.

예시된 바와같이, 관 지지 플레이트(2)로 부터 슬러지층을 제거하는 장치는 동시에 사용되는 두개의 랜스(19)를 포함하고 있으며, 각 랜스는 구멍(16)을 통해 삽입되고 이 두 구멍(16)을 잇는선의 양측에서 인접하는 두 관 시이트 사이, 즉 관열 사이에서 즉 전형적으로 폭이 약 10mm인 자유 공간내로 반경 방향으로 이동하도록 구성되어 있다.

제2도 내지 제5도를 참조하면, 랜스(19)는 안내 공급부(23) 및 적당한 연결 수단에 의해 안내 공급부(23)에 고정된 헤더(24)를 구비하고 있다. 이러한 연결 수단은 용기내에 있는 헤더가 분실될 위험을 없애도록 배열되어야 한다. 안내 공급부(23)는 수평으로 구부러지도록 설계된다. 이 안내부는 평면으로 보아 겹치는 두개의 파이프(27, 28)(제3도)를 가지며, 양 파이프는 구멍군을 갖는 중심코어(34) 및 두개의 금속측벽(25, 26)에 의해서 서로 연결되어 있다. 각 측벽(25, 26)은 얇은 금속 시이트라도 좋고 상기 시이트에 핀(32, 33)을 압형을 찍어겹치므로써 긴 구멍이 형성되어 있다. 코어(34), 핀(32, 33) 및 파이프(27, 28)는 열가소성 물질(31)에 매설되어 있다. 핀(32, 33)은 중심 코어(34)를 보유할 만한 길이이다. 따라서 안내부(23)는 균등 분포된 개구를 갖고 있으며 이들 구멍군이 나중에 설명될 구동기구의 대응 이와 상호 결합하는 이를 구성한다.

헤더(24)는 파이프(27, 28)가 내부에서 개방되는 물 박스를 한정하는 금속부를 구비한다. 측벽(25, 26)과 일체로된 핑거(42, 43)를 수납하기 위한 요구가 헤더의 후면부에 형성된다. 핀은 핑거(42, 43)를 헤더(24)에 안전하게 연결하기 위해 제공된다.

물 박스는 세척수의 조류를 방출하기 위한 두개의 분출 노즐(38)이 갖추어져 있다. 도시된 바와같이, 노즐(38)은 헤더(24)의 증가된 두께를 가지는 부분에 형성된 경사 배출구로서 형성된다. 이 배출구는 대칭적으로 그리고 하향 경사진 물 제트를 방출한다. 이와 같은 구성에 따르면 폭이 10mm를 넘지 않는 랜스, 즉 두관 시이트(7)사이에서 관열 사이 통로 폭을 초과하지 않는 랜스를 만드는 것을 가능케 한다. 랜스의 높이는 종래의 아이홀의 직경보다 더 작은 약 45mm로 할 수 있다.

이런 구성으로 인하여, 랜스는 용기 안쪽에서 가장 긴 캔틸레버로서 삽입되었을때도 랜스(19)의 수직 만곡량이 허용 범위내로 유지되고, 헤더(24)상에 작용하는 힘의 크기를 감소시키기 위해서, 균형 수류를 방출하도록 상향 배출구(40)를 헤더에 형성해도 좋다.

랜스는 제4도 및 제5도에 도시된 유형의 작동기구에 연결 작동할 수 있다. 이 기구는 용기(1)와 이를 둘러싸는 보호실드 사이에 반경 방향은 이용할 수 있는 공간을 용기(1)와 보호실드 사이의 자유 공간에 대응하는 값까지 감소시킬 수 있도록 용기(1)로 부터 나온 랜스부분을 즉시 구부린다. 랜스는 결과적으로 따로 길이부를 부착, 제거하지 않고 일체로 작동될 수 있다. 이는 관의 인접열 사이의 횡방향 공간이 연결부의 크기에 대한 엄격한 제한을 부과하게 되며, 게다가 상당량의 방사선이 작용하는 영역에서 작업자가 연결부에 관련 작업을 해야하기 때문에 특히 중요하다.

이제 변형 실시예에 대해서 제2a도 내지 제2d도를 참조하여 설명하기로 한다.

제2a도에 예시된 헤더는 헤더의 양측에 하나씩 개구된 두개 1세트의 노즐(38)을 1세트 이상 구비하고 있다는 점에서 제2도의 헤더와 다르다. 상부 파이프(27)는 제2도에서의 노즐과 동일 경사를 갖는 제1세트의 노즐(38)에 급수한다. 하부 파이프(28)는 랜스로 부터 수평 방향으로 더 가까운 플레이트 부분에 제트를 충돌시키는 각각 기울기가40°및 70°인 두 세트의 노즐에 급수한다.

제2a도에 예시된 헤더는 단일 세트의 노즐을 이용한 공정을 몇가지 연속하여 행하는 제1 처리중에 플레이트로 부터 박리된 슬러지를 소거하는데 특히 적당하다. 그러나, 나중에 지적하는 바와같이, 제2a도에 도시된 유형의 헤더는 소위 "필그림 스텝(Pilgrim step)"전진기구로써 단 한번의 랜스의 통과에 의해 슬러지 제거와 소거를 달성하는데 사용해도 좋다.

제2b도 및 제2c도에 도시된 변형예는 (제2도에 예시된 부품에 대응하는 부품은 동일한 참고번호로 표시되어 있음) 급수 관점에서 보아 제1도의 실시예와 다르다. 제2b도 및 제2c도의 헤더(24)는 위쪽으로 향한 평형구멍(40)을 갖춘 챔버(18)내로 통과하는 대응관들을 연장하는 세개의 가요성 공급 라인을 갖는다.

헤더의 단부 가까이까지 연장된 간막이(81)는 다른 관들로 부터의 물의 흐름을 분리한다. 제2b도에 도시된 헤더는 단거리 작업을 위한 것이다. 이 헤더는 동일한 경사를 가지며 또 길이 방향 간격이 동일한 관 시이트내에 있는 두개의 연속적인 열교환관 사이의 거리에 해당하는 두개의 노즐 세트(82)를 포함하고 있다. 검출용 눈금(83)은 검출 목적상 헤더(24) 및 랜스(19)상에서 새겨도 좋다. 랜스(19)상에 있는 두개의 연속 눈금 사이의 간격은 열교환된 사이의 거리에 해당한다. 제2도의 실시예와 비교해보면, 변형된 실시예는 급수유량을 증가시켜 줄 수 있다.

제1 공정에서 제2b도에 도시된 헤더(24)를 사용한 후, 원거리에 급수를 방출하는 다른 헤더를 특히 열교환기의 중앙부에 있는 열교환관 사이의 공간으로 부터 슬러지를 제거하기 위해 사용해도 좋다. 예를들어, 노즐이 제2도에 예시된 각 위치를 갖는 헤더를 제2 공정에 사용할 수 있다. 마지막으로, 제3 공정에서는 노즐이 제2도에서의 쇄선으로 표시한 각 위치를 갖는 헤더가 사용된다.

다른 변형예에 의하면, 제4도의 중심 코어(34)는 치가 형성된 면과 대향해 있는 랜스의 측면을 구성하는 금속 스트립으로 대치된다.

제4도 및 제5도를 참조하면, 지지 베이스판(60)에 의해 지지된 랜스(19)를 밀고 당기기 위한 기구가 도시되어 있다. 판(60)은 두개 평행한 커브 트랙(61)을 가지는 안내 장치(62, 63)를 지지한다. 안내부(23)는 트랙(61)을 통과하며, 형성면을 가지는, 무단 벨트(62)와 맞물린다. 롤러(23)는 벨트(12)를 유도한다. 구동장치는 또한 랜스(19)의 경로를 따라서 트랙(61)의 양측에 하나씩 배치된 두개의 구동 조립체를 구비하고 있다. 각 조립체는 양측에 이를 가지는 2개 한 세트의 벨트(64)를 갖고 있다. 각 벨트(64)는 안내부(23) 그리고 토오크 제한기(67) 및 랜스(19)의 이동량 측정 장치(68)를 가지는 전송 수단에 의해서 모터(66)에 연결된 구동 피니언(65)와 맞물리게 된다.

제6도 및 제7도의 변형된 실시예에서, 랜스는 강성 구조이다. 랜스(19)는 평면으로 보아 겹쳐지는 복수의 파이프(도시된 실시예에서의 두 파이프(27, 28)를 구비할고 있다. 파이프는 분배 배치된 복수의 스페이서(70)에 의해 상호 연결된다. 용기 외부에 근접 설치된 굽힘 장치는 용기에 출입할때의 랜스를 수납한다.

제7도에 도시된 바와같이, 굽힘 장치는 베이스판(60)에 의해 지지된 복수의 굽힘 롤러(72)를 구비하고 있다. 구동기구는 제일 뒤의 스페이서(70)에 연결되고 치차(73)에 의해 무단 통로를 따라 구동되는 체인(72)을 갖고 있다.

랜스 이동 측정 장치(68)는 수류가 열교환관을 때리는 것을 피하기에는 충분히 정확치 않을 수도 있다. 이 경우, 광학 감지기를 부가해도 좋다. 그러한 감지기는 랜스(19)를 따라 분포된 기준 마크(74)(제6도)와 협동할 수 있다. 전기 감지기, 예를들어 열교환관의 접근을 검출하도록 헤더의 후면에 설치된 와전류 감지기(75)를 사용할 수도 있다.

파이프(27, 28)는 가요성 배관을 거쳐 모터 펌프 장치(도시않음)로 부터 급수된다. 펌프 장치는 종래 형식으로도 좋으나 분사노즐(38)이 열교환관(7)과 충돌한 것을 지시하는 신호에 응답하여 급수를 중단하기 위한 수단을 갖출 필요가 있다. 검출용 시스템은 종래 구조도 좋으며, 측정 장치(68) 및/또는 광학 또는 전기 감지기를 포함한다.

펌프 장치는 전형적으로 필요에 따라 두가지 압력이 나누어 사용되도록 구성된다. 부착성 슬러지층을 파괴하기 위해서는 보다 높은 압력(200 바아 이상, 통상적으로는 약 300바아)이 사용될 것이다. 그러나 슬러지를 세척하고 희석하기 위해서는 낮은 압력이 사용될 것이다.

제1도 및 제9도를 참조하자면, 급수를 관다발의 중앙부로 분무하므로써 반경 외향 수류를 생기게 하는 두개의 랜스를 가지는 슬러지 수집 배출 시스템이 도시되어 있다. 슬러지를 함유한 물은 흡입용 구멍군(51)을 갖고 있으며 주변 레인에서 각각 용기의 주변부의 1/4을 덮는 4개의 가요성 흡입 헤더(22)에 의해서 흡입된다.

네 흡입 헤더는 모두 각각 배출기(52)에 연결되어 있는데, 제9도에는 그중 하나만이 도시되어 있다. 이 배출기의 구동 유체는 물이라도 좋으며 세척 목적상 사용된다. 고압력은 이용할 수 있으므로, 수주 8m 높이의 압력저하가 얻어질 수 있으며 현탁 슬러지를 흐르게 하기에 충분한 흡입력을 제공한다.

또, 저합 수류가 또한 핸드홀(17)에 설치된 노즐(53)로 부터 관 레인내로 도입되어도 좋다.

그러한 구성에 의해 물 순환은 완전히 합리적으로 되며 정지 영역 및 이미 세척된 영역을 통한 슬러지의 역류를 피할 수가 있다. 상기 장치는 연속적인 수회의 공정으로 이루어지는 세정 처리를 하도록 사용할 수 있다. 연속적인 네 세트의 랜스를 사용하여 4회의 공정을 행하는 예를 설명한다. 각 랜스(19)는 소정 하향 구배를 갖는, 수류를 방출하며, 다른 세트의 랜스(19)는 각각 다른 구배의 수류를 방출한다.

첫번째 공정에서는 한 세트의 랜스(19)가 관 지지 플레이트의 중앙부로 부터 관다발의 주변부를 향하여 이동된다. 분사노즐은 이때 수로가 영역 A를 세척하고 슬러지를 영역 B로 압출하도록 방향 잡혀있다. 두번째 공정에서는, 영역 B를 세척하여 C로 향해 슬러지를 압출하는 랜스(19)가 사용되는데, 마찬가지로 그 랜스(19)는 다른 영역에 약간 겹쳐지도록 설계된다. 마지막 공정에서는 관 다발 전체를 소거하고 처음 3회의 공정에서 퇴적한 가능성이 있는 슬러지를 제거하는 수류를 방출하는 분사노즐을 갖는 랜스(19)를 사용한다.

불변 위치에 유지된 분사노즐을 갖는 랜스(19)를 사용한 네회의 연속적인 공정을 실시하므로 슬러지를 증기 발생기의 주변을 향해 항상 같은 방향으로 압출시킬 수 있다. 주변에 배출된 슬러지는 흡입헤더(22)에 의해 흡입된다.

각 공정은 모두 같은 방법으로, 랜스(19)를 먼저 완전히 삽입하여 실행된다. 랜스에 공급되는 물의 압력은 고체층을 파괴시키려는 것(이는 약 400 바아의 압력을 필요로 한다)인가 세척 작업이 목적에 좌우되어 변화될 수 있다. 다음에 랜스를 반경 외향 이동시키고 분사노즐을 관열간 통로 전방에 도달시킨다. 이와 같이 이동하는 동안, 분사노즐(38)이 각 교환관의 전면에 놓이는 동안은 수류 방출이 중단된다. 분사노즐은 전형적으로 10초동안 차단되는 반면 수류 방출은 약 30초동안 지속된다.

수류가 관열통로만 방출되므로, 열교환관을 손상시키지 않고 정화된 퇴적 슬러지를 파괴시키기 위해 매우 높은 수압을 사용할 수 있다.

또, 랜스들의 이동과 수류 방출이 자동 원격 조정으로 소정 프로그램 순서에 따라서 수행되므로, 작업자가 기구를 설치하고 제거하기 위한 경우를 제외하고서는 증기 발생기의 바로 근처에 있을 필요성은 없다. 결과적으로 작업자가 받는 방사선의 양은 상당히 감소된다.

제11도의 변형 실시예에서는, 주변 레인 전체에서 같은 방향으로 물이 흐르게 하는 분사 및 흡입 시스템이 사용된다. 이러한 목적상 역시 네개의 배관 부분이 사용되며 이들 부분은 쌍으로 연결된다. 각 쌍은 고압 또는 증압하에서 물을 분사하기 위한 부분(75) 및 현탁 슬러지를 제거하도록 감압 작동되는 펌프 또는 분사기에 연결된 부분(76)을 가진다. 이들 부분은 관다발 전체의 주위에서 같은 방향으로 유체가 주변으로 흐르게 하기 위해 설치된다. 유동 압력 및 유량은 수류가 1.6m/s 이상이 속도를 가지도록 선택된다. 이러한 면에서 현탁 슬러지의 침전을 피할 수 있다. 수집 시스템은 또한 전술한 시스템과 같이, 저압의 물을 방출하는 헤더(21)를 포함한다.

위에서 정의한 구성은 슬러지가 실린 액체를 뽑아 내기 위한 내부 챔버(54)를 갖는 관 다발(7)주위에서 관 지지 플레이트(2)상에 수평으로 배치된 흡입관을 대체시키거나 거기에 부가해도 좋으며, 상기 실은 흡입수단(펌프 또는 배출기)에 연결되어 있다. 두실(55, 56)은 또한 흡입관내에 형성되고 내부 챔버(54)를 위한 입구 통로의 양측에서 개방된다. 실(55, 56)은 가압 공기 공급원에 연결되며 조정된 크기의 통로를 통하여 흡입관의 평탄한 하면과 유통된다. 흡입관의 평탄한 하면은 관지지 플레이트(2)상에 알맞게 형성된다. 챔버(55, 56)으로 부터 흘러나온 가압 공기는 슬러지를 다시 현탁시키고, 세척수와 함께 내부 챔버(54)내로 유입한다. 가압 공기류는 흡입관을 지지하는 공기 쿠션을 형성하고 이로써 슬러지의 제거가 용이하게 된다.

마지막으로 기술한 방법에 따르면, 세척 또는 흡입의 일시적인 중단에 기인하여 주변에 퇴적될 수 있는 슬러지 다시 분산시키는 것은 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상용 수집 시스템에 의해 완전한 작용을 행할 수 있다.

상술한 동작 순서는 첫번째 공정에서 경사가 큰 노즐을 갖는 랜스로써 행하는 복수회의 연속적인 공정을 포함한다. 또한 제2a도에 예시된 유형의 랜스를 갖고서, 한번의 공정에서 슬러지를 제거하는 것이 가능하다. 이러한 목적상, 랜스는 소위 "필그림스텝"이동에 따라 수류 방출이 끝날때마다 이동된다. 이 경우 관의 두 시이트 사이의 공간을 4회의 연속적인 수류 방출중에 헤드로 부터 물을 수용한다. 환언하면, 랜스의 이동은 다음표로 표시될 수 있다. 여기서 m은 관 레인에 가장 가까운 순서로 설치된 관 사이의 공간의 일련번호를 표시하며, 표의 세로줄은 랜스에 의한 첫번째, 두번째, …의 수류 방출에 대응하며 X표는 수류를 수용하는 관사이의 공간을 표시하고 있다.

예로써 상세히 설명한 실시예 이외에 다른 수많은 본 발명의 실시예가 이용될 수 있으며, 이는 숙련 기술자에게는 명백한 사실이다. 다음의 청구의 범위가 임의의 등가적인 구성도 포함한다는 점을 이해하여야 한다.

Claims (9)

1. 관 시이트에 의해 둘러싸인 수직 원통형 용기에 상기 시이트에 밀폐 접속된 평행한 관 시이트를 형성하도록 분배된 한 다발의 병렬 열교환관을 구비하고 있는 증기 발생기의 관 시이트상에 퇴적한 슬러지를 제거하는 방법에 있어서, 두개의 평행한 관 시이트 사이의 관 지지 플레이트(2)의 중앙부로 부터 관 시이트에 평행한 방향으로 그리고 관 시이트에 매우 가까운 지점으로 적어도 하나의 랜스(19)를 반경 방향으로 이동시키는 단계와, 고압 세척 유체의 두 수류를 랜스의 단부로 부터 플레이트쪽으로 그리고 상기 두개의 관 시이트의 방향에 대해 고정적이며 대칭적인 방향으로 방출하는 단계와, 반경 방향으로 이동하는 수류가 관에 충돌되지 않도록 랜스(19)가 수류 방출을 중단하는 단계와, 관 다발(7)의 주변부로 부터 증기 발생기 용기(1) 밖으로 세척 유체를 흐르게 하는 단계와, 랜스가 상기 네 단계를 연속적인 순서로 랜스로부터 원격한 영역내에서 관 지지 플레이트(2)에 충돌하는 세척 유체 흐름을 안내하게 하면서 상기 네 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 제거방법.
2. 제1항에 있어서, 관의 형상이 U자형이고 각관의 관 레인에 의해 분리된 고온 레그부 및 저온 레그부를 가지는 증기 발생기에 사용하기 위해, 상기 랜스(19)가 상기 관 레인에 수직이며 관 플레이트에 근접하는 방향으로 된 인접한 관 시이트 사이에 반경 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 슬러지 제거 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 랜스(19) 중 두개는 관 지지 플레이트(2) 전체를 소제하기 위해 상기 증기 발생기의 중앙부로 부터 동시에 대칭적으로 이동되는 것을 특징으로 하는 슬러지 제거방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 랜스 이동 단계가, 상기 관다발의 주변에서 슬러지를 함유한 세척 유체를 수집하는 단계와 상기 랜스가 삽입되는 구멍에 수직한 방향으로 정렬되는 구멍을 통하여 상기 용기 밖으로 돌출한 헤더들을 향해 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 제거 방법.
5. 관 지지 플레이트에 의해 둘러싸인 수직 원통형 용기내에 상기 플레이트에 연결되고 시트에 분배되고 일차 고온 유체가 흐르는 평행 열교환관을 구비하고 있는 증기 발생기의 관 지지 플레이트 상에 퇴적된 슬러지를 제거하는 장치에 있어서, 랜스가 두개의 인접한 관(7) 시이트 사이에서 삽입될 수 있을 만큼 작은 가로폭을 가지며, 관 지지 플레이트를 향해 관 시이트에 대해 거의 대칭적인 방향으로 경사 수류를 인도하도록 경사 설치된 분사노즐을 한 단부에 갖추고 있는 적어도 하나의 랜스(19)와 ; 랜스에 고압 유체를 공급하고 또 분사노즐이 상기 각 관(7)에 마주설때 유체 공급을 중단시키는 수단(20)과 ; 이동 방향에 대해 고정된 경사 위치를 유지하면서 용기 중앙부로 부터 그 외부를 향해 상기 랜스를 반경 방향으로 이동시키는 수단과, 관 다발의 주변부에서 슬러지를 함유한 유체를 수집 배출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러지 제거장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 랜스(19)의 단부는 편형 횡단면을 가지며 적어도 두개의 측방 분사노즐을 구비한 헤드부(24)를 포함하고, 상기 헤드의 두께는 상기 관(7)의 두개의 인접 시이트 사이의 간격보다 작고 높이는 상기 간격보다 높게 되어 있어서 상기 랜스의 회전이 방지되고 또 랜스가 수직 방향의 강성을 갖고 있어서 수직 방향에서의 실질적인 구부러짐을 방지하게 된 것을 특징으로 하는 슬러지 제거 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 랜스(19)의 단부에는 관형 플레이트를 향해 분사노즐에 의해 방출된 수류로 인한 수직력에 평형력을 일으키도록 수류를 배출하는 상향 통로(40)가 제공된 것을 특징으로 하는 슬러지 제거장치.
8. 제5항에 있어서, 증기 발생기에 사용하기 위해, 상기 랜스(19)를 용기내로 삽입하는 구멍 전방의 용기 외부에서 얻을 수 있는 공간이 상기 랜스가 용기내로 돌출되는 길이보다 작으며, 상기 랜스(19)는 수직 방향으로는 강성을 가지면서 수평 방향으로는 변형될 수 있도록 구성 배치되어 있고, 상기 랜스 구동 수단이 상기 용기의 외부에서 수평으로 랜스를 만곡시키도록 배치된 것을 특징으로 하는 슬러지 제거장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 랜스가 상기 분사노즐과 상기관들중 어느 하나가 일치하였음을 표시하기 위한 와전류 감지기(75)를 갖는 것을 특징으로 하는 슬러지 제거장치.

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