TWI656343B - 傳熱管的水位檢測方法及傳熱管的檢查方法 - Google Patents

Abstract

提供傳熱管的水位檢測方法，是在往水平方向延伸之分歧管的下方所延伸的複數個傳熱管的水位檢測方法，其特徵為，具有：發出工序，在從分歧管往水平方向突出地設置之點檢用管台的下面，以超音波往上方發出的方式從超音波感測器連續地發出超音波；排水開始工序，從傳熱管及分歧管開始排水；排水停止工序，在藉由排水，而使得超音波感測器從檢測到超音波之反射訊號的狀態變化成沒有檢測到的狀態的時間點，停止排水；以及開放工序，在停止之後，開放點檢用管台的至少一部分。

Description

傳熱管的水位檢測方法及傳熱管的檢查方法

本發明，是關於傳熱管的水位檢測方法及傳熱管的檢査方法。

為了進行傳熱管(Boiler tube)的厚度測定或損傷檢査，有著從連接有複數個傳熱管的分歧管導入超音波感測器來進行檢査的系統。檢査之際，必須讓水充滿於檢査對象的傳熱管，故使用鍋爐的供水設備來進行供水(例如參照專利文獻1)。

在檢查連接於分歧管的複數個傳熱管的情況，是將對象之分歧管的端部予以切斷而將超音波感測器導入至分歧管的內部，但若水累積至比分歧管還上方的話，在分歧管的切斷之際會噴出有被施加壓力的水。因此，有必要使分歧管內的水排除，另一方面，還必須要不多不少地注水成傳熱管內充滿水的狀態。 　　特別是，分歧管是在鍋爐的上下方向分散存在，故在切斷配置於下方的分歧管之際，必須要注意。

以往，為了不多不少地進行注水，是進行以下流程： 　　(1)暫時將傳熱管內的水完全排除 　　(2)切斷設在分歧管的點檢用管台而開放 　　(3)供給水 　　(4)當水從被切斷的點檢用管台溢出的話就停止水的供給 [先前技術文獻]

[專利文獻1]日本特開2001-305110號公報 　　[專利文獻2]日本特開昭60-36803號公報

但是，以上述流程進行注水的情況，由於分歧管有複數個，故有著消耗時間或費用的課題。且，若對每個複數個分歧管進行上述流程的話，有著必須要大量的水，且排出多量的排水的課題。

在專利文獻2記載著，為了確認傳熱管是否有水殘留，而從傳熱管的外側抵接超音波感測器的探傷儀，藉由觀看其波形，來確認有無殘留水。但是，專利文獻2所記載的技術，僅為檢測完全流掉(排水)後之傳熱管內之殘留水的手法。且，即使使用該手法，與對象的分歧管連接的傳熱管，是被耐火物給覆蓋，故若不將此去除的話就無法抵接超音波感測器，且，即使是去除了耐火物，亦有著在沒有立足點的高處進行作業而導致作業困難的課題。

本發明之目的在於提供傳熱管的水位檢測方法及傳熱管的檢査方法，可容易得到分歧管內的水被排除，且傳熱管充滿水的狀態。

根據本發明的第一態樣，傳熱管的水位檢測方法，是在往水平方向延伸之分歧管的下方所延伸的複數個傳熱管的水位檢測方法，其特徵為，具有：發出工序，在從前述分歧管往水平方向突出地設置之點檢用管台的下面，以超音波往上方發出的方式從超音波感測器連續地發出超音波；排水開始工序，從前述傳熱管及分歧管開始排水；排水停止工序，在藉由前述排水，而使得前述超音波感測器從檢測到前述超音波之反射訊號的狀態變化成沒有檢測到的狀態的時間點，停止前述排水；以及開放工序，在前述停止之後，開放前述點檢用管台的至少一部分。

根據這種構造，可使分歧管內的水被排出，並在傳熱管內充滿水的狀態下停止排水。藉此，可容易得到分歧管內的水被排出，且傳熱管充滿水的狀態。 　　且，由於不需要拆掉保護傳熱管的耐火材便可檢測水位的變化，故可用低成本且較短的作業時間來進行水位的檢測。

在上述傳熱管的水位檢測方法中，前述點檢用管台，是在走廊的附近，在與前述走廊的上表面之間空出既定的間隔來配置亦可。

根據這種構造，可在走廊作業，故可安全地進行作業。

根據本發明的第二態樣，傳熱管的檢査方法，其特徵為，具有超音波感測器插入工序，是在上述任一個傳熱管的水位檢測方法之後實施，將傳熱管用超音波感測器從前述點檢用管台往前述傳熱管插入。

根據這種構造，可在傳熱管充滿水的狀態來安全地進行檢査。

根據本發明，可使分歧管內的水被排出，並在傳熱管內充滿水的狀態下停止排水。藉此，可容易得到傳熱管充滿水的狀態。 　　且，由於不需要拆掉保護傳熱管的耐火材便可檢測水位的變化，故可用低成本且較短的作業時間來進行水位的檢測。

以下，針對本發明之傳熱管的水位檢測方法、及傳熱管的檢査方法的實施形態，參照圖式來詳細地說明。 　　本發明之傳熱管的水位檢測方法，例如，在對構成爐床式(Stoker)焚化爐的鍋爐所使用的傳熱管進行厚度測定或探傷檢査之際，用來確認傳熱管內充滿水，且，確認連接於傳熱管之上方的分歧管內的水被排出的方法。

此處，是針對使用超音波探測器等的感測器(以下稱為傳熱管用超音波感測器)來進行傳熱管之厚度測定或探傷檢査的管厚度測定裝置進行說明。

如圖1所示般，鍋爐10，具備：於水平方向延伸的分歧管12、往分歧管12的下方延伸的複數個傳熱管11。傳熱管11是成為水蒸氣流路的複數個剛性管，沿著分歧管12的延伸方向配列並使一端連接於分歧管12。各個傳熱管11是與分歧管12連通，各自對分歧管12以正交的方式延伸。

於分歧管12，在點檢之際所使用的點檢用管台13是形成為從分歧管12之延伸方向的端部往水平方向突出。 　　且點檢用管台13，是藉由分歧管12的配置或大小，而從分歧管12的途中往水平方向突出來複數形成亦可。 　　傳熱管用超音波感測器6，是透過點檢孔13a及分歧管12而被導入至傳熱管11，該點檢孔13a是將複數個點檢用管台13的至少一部分予以開放藉此來形成。又，點檢孔13a，在鍋爐10的運轉中是被塞住。點檢孔13a，是在傳熱管11的水位檢測結束之後在傳熱管11的檢査之際形成。

且，點檢用管台13，是在走廊21的附近，在與走廊21的上表面之間空出既定的間隔來配置。

管厚度測定裝置1，具有：資料收集解析機器2、將資料收集解析機器2所收集的資料予以顯示的資料顯示裝置3、與資料收集解析機器2連接的纜線卷取裝置4、從纜線卷取裝置4排出的可撓性管亦即纜線5、安裝在纜線5之前端的感測器亦即傳熱管用超音波感測器6、傳熱管用超音波感測器6的導引裝置亦即導引管7、安裝在點檢用管台13的超音波感測器8(參照圖3A及圖3B)。

安裝在點檢用管台13的超音波感測器8，是用來從外部檢測點檢用管台13內有無水的感測器，其與插入至傳熱管11內的傳熱管用超音波感測器6不同。

資料收集解析機器2，是將傳熱管用超音波感測器6所測定之傳熱管11的厚度資料透過纜線5來輸入的機器。亦即，資料收集解析機器2，具有收集並解析傳熱管11之厚度資料的功能。 　　資料顯示裝置3，是用來顯示資料收集解析機器2所收集到之傳熱管11的厚度資料而使用的顯示裝置(顯示器)。

纜線5，是沿著傳熱管11的軸線方向來插入至剛性之傳熱管11的內部。纜線5，例如為由金屬或乙烯基等所成之長條狀的可撓性管，其全長都可彎曲。纜線5，是在內部含有：將傳熱管用超音波感測器6與資料收集解析機器2予以連接的資料訊號配線、以水壓來使傳熱管用超音波感測器6旋轉用的水供給管。 　　傳熱管用超音波感測器6，是設在纜線5的前端部，發出超音波藉此測定傳熱管11的厚度資料。

導引管7，是將纜線5及傳熱管用超音波感測器6導入至傳熱管11時進行導引的管，其在傳熱管11的厚度測定之前先配置在分歧管12內。導引管7，是由彎曲自如的筒所構成。 　　導引管7，是從點檢孔13a插入至分歧管12內，使其前端連接於傳熱管11，該點檢孔13a是將點檢用管台13的至少一部分予以開放藉此來形成。換言之，點檢孔13a，是以使導引管7插入至分歧管12內，並使其前端連接於傳熱管11的程度，將點檢用管台13的至少一部分予以開放來形成即可。

如圖2所示般，具有檢査對象之傳熱管11的鍋爐10，是具有複數個分歧管12。在以下的說明，是以鍋爐10具有6個上部側之分歧管12者來進行說明。鍋爐10，具有：配置在最高位置的分歧管12A、配置在第二高位置的分歧管12B、配置在第三高位置的分歧管12C、配置在第四高位置的分歧管12D、配置在第五高位置的分歧管12E、配置在第六高位置的分歧管12F。 　　在連接於各個分歧管12的複數個傳熱管11之下方，設有排水閥18。藉由打開排水閥18，而可透過排水用集合分歧管19，來對排水槽20進行排水。

接著，針對點檢用管台13的詳細形狀進行說明。以下，以點檢用管台13之內部空間R2的至少一部分充滿水的狀態來進行說明。圖3A至圖5B，是表示本發明之實施形態之分歧管及點檢用管台的圖，圖3A、圖4A及圖5A，是從與分歧管的軸線呈正交的水平方向來觀看之分歧管的剖面圖，圖3B、圖4B及圖5B，是從分歧管的軸線方向觀看之分歧管的側視圖。

在圖3A及圖3B所示的實施形態，點檢用管台13，是安裝於設在分歧管12之延伸方向之端部的端壁12a。點檢用管台13與分歧管12，例如以溶接來接合亦可，例如藉由凸緣來安裝成可拆卸亦可。在分歧管12之端壁12a的中心位置，形成有使分歧管12的內部空間R1與點檢用管台13的內部空間R2連通用的圓形之貫通孔14。

點檢用管台13，為有底圓筒狀。點檢用管台13，具有：圓筒狀的圓筒部15、圓形的壁部16。圓筒部15，例如形成為藉由凸緣而可從既定位置分割拆卸亦可。圓筒部15的外徑，比分歧管12的外徑還小。點檢用管台13之貫通孔14的內徑，是與圓筒部15的內徑大致相等。 　　點檢用管台13，是以圓筒部15與分歧管12成為同軸狀的方式，安裝在分歧管12的端壁12a。在傳熱管11的水位檢測結束之後的傳熱管11之檢査之際，使點檢用管台13的圓筒部15在既定位置切斷或拆卸，藉此使點檢用管台13的壁部16從分歧管12分離，而形成圖1所示的點檢孔13a。

藉由上述構造，分歧管12的內部空間R1與點檢用管台13的內部空間R2為連通，在分歧管12的內部空間R1充滿水的情況，點檢用管台13的內部空間R2亦會充滿水。 　　如圖5A所示般，藉由排水而使水位降低，在點檢用管台13的內部空間R2成為沒有水之當下的階段，分歧管12的內部空間R1之中比內部空間R2還下方的空間依然是充滿著水。圖5A的狀態，是在連接於分歧管12的傳熱管11內充滿水，另一方面，在點檢用管台13內成為沒水的狀態。本發明之傳熱管的水位檢測方法，其目的是使水位成為圖5A所示的水位。

超音波感測器8，是安裝在點檢用管台13之圓筒部15之下方的外周面15a。超音波感測器8，是以超音波US1往上方V1發出的方式來安裝在圓筒部15之外周面15a之上下方向V的最下部(下表面)。換言之，超音波感測器8，是配置成使超音波US1從圓筒部15的最下部朝向圓筒部15的最上部來發出。 　　從超音波感測器8的發射器往上方V1發出的超音波US1，是在水與構成點檢用管台13的金屬之間的界面，或是水與空氣之間的界面反射而朝向下方V2。反射的反射訊號US2，是由超音波感測器8的接收器所接收。

接著，針對傳熱管的水位檢測方法、在傳熱管的水位檢測方法之後實施之傳熱管的檢査方法來進行說明。 　　傳熱管11的水位檢測，是在使用管厚度測定裝置1來檢查傳熱管11之前所實施者，是在開放點檢用管台13之前來實施。亦即，本實施形態之傳熱管的水位檢測方法，是不開放點檢用管台13就檢測傳熱管11之水位的方法。

如圖7所示般，傳熱管的水位檢測方法，是具有：發出工序S1，從設置在點檢用管台13的超音波感測器8來連續地發出超音波US1；排水開始工序S2，從傳熱管11及分歧管12開始排水；判定工序S3，判定超音波感測器8是否有檢測到反射訊號；排水停止工序S4，在沒有檢測到反射訊號的情況停止排水；以及開放工序S5，將點檢用管台13的至少一部分予以開放。

作為一例之傳熱管11的檢査，是從連接著的分歧管12之位置較高的來依序實施。在圖2所示的鍋爐10中，分歧管12A配置在最高的位置。因此，可從連接於該分歧管12A的傳熱管11A來進行檢査。然後，對配置在該分歧管12A之次高位置的分歧管12B所連接的傳熱管11B進行檢査，以下，依序檢查傳熱管11C、傳熱管11D、傳熱管11E、傳熱管11F。

且，當配置在最高位置的分歧管12A沒有充滿水的情況，是使用未圖示之鍋爐10的供水設備來進行供水。

發出工序S1，是從設置在點檢用管台13之下方的超音波感測器8來發出超音波US1，並使超音波US1的發出持續下去的工序。 　　圖6，是表示超音波之反射時間T之隨時間變化的圖表，橫軸為時間，縱軸為從超音波的發出到接收為止所需之超音波的反射時間T。在接近超音波感測器之側的界面從超音波感測器8的發射器所發出的超音波US1，是在水與形成點檢用管台13的金屬之間的界面反射，超音波感測器8的接收器，是接收反射訊號US2。 　　於未圖示的顯示裝置，顯示出以接近超音波感測器8之側的水與金屬之間的界面為基準的反射時間T。藉由演算反射時間T與音速之間的關係，而可演算出到達水與金屬的界面為止的距離，並將所演算的距離顯示在顯示裝置亦可。且，將圖6的隨時間變化顯示於顯示裝置亦可。 　　又，反射時間T是在資料收集解析機器2進行收集及解析亦可，顯示裝置是作為資料顯示裝置3亦可。

排水開始工序S2，是將與檢査對象亦即傳熱管11A對應的排水閥18A給打開，而開始從傳熱管11及分歧管12排水的工序。 　　藉由開始排水，而如圖4A及圖4B所示般，使充滿在分歧管12的水逐漸減少。直到水面F降到貫通孔14為止，點檢用管台13的內部空間R2是充滿著水，由於水位沒有變化，故反射時間T亦為一定(圖6的時間t0～t1)。之後，若持續排水的話，由於點檢用管台13，是設置成與分歧管12共用水位，故在點檢用管台13的內部空間R2充滿的水亦會逐漸減少。 　　藉由使內部空間R2的水減少，超音波會在內部空間R2的水與空氣之間的界面亦即水面F進行反射。藉由水的減少，而如圖6的時間t1至t2所示般，反射時間T會逐漸變短。

判定工序S3，是判定超音波感測器8是否有檢測到反射訊號US2的工序。在有檢測到反射訊號US2的情況(YES)，是持續反射訊號US2的檢測。 　　排水停止工序S4，是在因排水而從有檢測到反射訊號US2的狀態變化成沒有檢測到的狀態的時間點，停止排水的工序。 　　由於持續排水而使分歧管12內的水減少，而如圖5A所示般，點檢用管台13之內部空間R2的水會消失。藉此，從有檢測到反射訊號US2的狀態變化成沒有檢測到的狀態(圖6的時間t2)。

在該時間點，作業者是關閉與傳熱管11A對應的排水閥18A。藉此，使排水停止，分歧管12的水位是成為圖5A所示的水位。亦即，成為點檢用管台13內的水消失，但傳熱管11內充滿著水的狀態。藉此，即使切斷點檢用管台13亦不會噴出水。且，可確實使連接於分歧管12之下方的複數個傳熱管11充滿水。

在開放工序S5，使點檢用管台13的圓筒部15開放來形成點檢孔13a，藉此如圖1所示般，成為可將導引管7插入至分歧管12之內部的狀態。

接著，針對在傳熱管的水位檢測方法之後實施之傳熱管的檢査方法進行說明。 　　傳熱管的檢査方法，具有：導引管插入工序，從藉由開放工序S5所形成的點檢孔13a來將導引管7插入分歧管12；超音波感測器插入工序，透過點檢用管台13及導引管7來插入傳熱管用超音波感測器6；以及傳熱管測定工序，測定傳熱管11的厚度。

在超音波感測器插入工序，是從形成在點檢用管台13的點檢孔13a來插入傳熱管用超音波感測器6，使傳熱管用超音波感測器6被導引管7導引至傳熱管11。 　　在傳熱管測定工序，是將由傳熱管用超音波感測器6所測定之傳熱管11的厚度資料透過纜線5來輸入至資料收集解析機器2，資料顯示裝置3是顯示出資料收集解析機器2所收集之傳熱管11的厚度資料。

根據上述實施形態，可充分排出分歧管12內的水，並在傳熱管11內充滿水的狀態下停止排水。藉此，可容易得到傳熱管11充滿水的狀態。 　　且，由於不需要拆掉保護傳熱管11的耐火材便可檢測水位的變化，故可用低成本且較短的作業時間來進行水位的檢測。

且，點檢用管台13的外徑比分歧管12的外徑還小，藉此可容許排水之停止的延遲。亦即，由於從沒有檢測到反射訊號US2的狀態，到水位比傳熱管11的上端還要低為止是需要時間，故可防止水位比傳熱管11的上端還要低的情況。

且，點檢用管台13，是在走廊21的附近，在與走廊21的上表面之間空出既定的間隔來配置，藉此可在走廊21作業，故可安全地進行作業。

以上，雖針對本發明的實施形態參照圖式來詳細說明，但具體的構造並不限於該實施形態，不超脫本發明主旨之範圍的設計變更等亦包含在內。 　　又，在上述實施形態，點檢用管台13雖為圓筒形狀，但並不限於此，例如為角筒形狀亦可。

1：管厚度測定裝置 2：資料收集解析機器 3：資料顯示裝置 4：纜線卷取裝置 5：纜線 6：傳熱管用超音波感測器 7：導引管 8：超音波感測器 10：鍋爐 11：傳熱管 12：分歧管 12a：端壁 13：點檢用管台 13a：點檢孔 14：貫通孔 15：圓筒部 16：壁部 18：排水閥 19：排水用集合分歧管 20：排水槽 21：走廊 US1：超音波 US2：反射訊號 V：上下方向

圖1為本發明之實施形態之鍋爐及管厚度測定裝置的立體圖。 　　圖2為本發明之實施形態之鍋爐的概略圖。 　　圖3A為本發明之實施形態之分歧管及點檢用管台的剖面圖，是表示分歧管充滿水之狀態的圖。 　　圖3B為圖3A所示之分歧管及點檢用管台的剖面圖。 　　圖4A為本發明之實施形態之分歧管及點檢用管台的剖面圖，是表示分歧管內的水減少之情況的圖。 　　圖4B為圖4A所示之分歧管及點檢用管台的剖面圖。 　　圖5A為本發明之實施形態之分歧管及點檢用管台的剖面圖，是表示點檢用管台內沒有水之狀態的圖。 　　圖5B為圖5A所示之分歧管及點檢用管台的剖面圖。 　　圖6為表示超音波之反射訊號之大小之隨時間變化的圖表。 　　圖7為本發明之實施形態之傳熱管之水位檢測方法的流程圖。

Claims (3)

1. 一種傳熱管的水位檢測方法，是在往水平方向延伸之分歧管的下方所延伸的複數個傳熱管的水位檢測方法，其特徵為，具有： 　　發出工序，在從前述分歧管往水平方向突出地設置之點檢用管台的下面，以超音波往上方發出的方式從超音波感測器連續地發出超音波； 　　排水開始工序，從前述傳熱管及分歧管開始排水； 　　排水停止工序，在藉由前述排水，而使得前述超音波感測器從檢測到前述超音波之反射訊號的狀態變化成沒有檢測到的狀態的時間點，停止前述排水；以及 　　開放工序，在前述停止之後，開放前述點檢用管台的至少一部分。
2. 如請求項1所述之傳熱管的水位檢測方法，其中，前述點檢用管台，是在走廊的附近，在與前述走廊的上表面之間空出既定的間隔來配置。
3. 一種傳熱管的檢査方法，其特徵為， 　　具有超音波感測器插入工序，是在請求項1或請求項2所述之傳熱管的水位檢測方法之後實施， 　　將傳熱管用超音波感測器從前述點檢用管台往前述傳熱管插入。