KR20210103534A - 열교환기 튜브의 세정을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복합 발전소(5)의 열회수 증기 발생기(4)의, 보일러(2) 내부에 일렬로 배열된 리브형 열교환기 튜브(3)들을 세정 매체의 사용 하에 세정하기 위한 세정 시스템(1)에 관한 것이며, 이러한 세정 시스템은, 특히 보일러(2) 외부에 배열되며, 하나 이상의 세정 매체 용기(11)로부터 세정 매체를 토출하도록 구성된 펌프 장치(8)와; 보일러(2) 내부에 배열되며, 그곳에서 수직 방향 및 수평 방향으로 전동식으로 이동 가능하고, 토출 라인(10)을 통해 펌프 장치(11)와 연결되는, 세정 매체를 토출하는 하나 이상의 세정 장치(9)와; 보일러(2) 외부에 배열되며 세정 장치(9)의 이동을 제어하도록 구성된 제어 장치(29);를 포함한다. 또한, 본 발명은 이러한 세정 시스템(1)의 사용 하의 세정 방법에 관한 것이다.

Description

열교환기 튜브의 세정을 위한 시스템 및 방법

본 발명은 복합 발전소의 열회수 증기 발생기의, 보일러 내부에 일렬로 배열된 리브형 열교환기 튜브들을 세정 매체의 사용 하에 세정하기 위한 세정 시스템 및 상응하는 세정 방법에 관한 것이다.

복합 발전소에서 가스 터빈은 연료-공기 혼합물의 연소를 통해 사용 가능한 에너지를 획득한다. 가스 터빈의 하류에는, 가스 터빈에서 나오는 폐가스의 열 에너지를 증기 생성을 위해 사용하는 열회수 증기 발생기가 배열된다. 이후, 생성된 증기는 사용 가능한 추가 에너지를 획득하는 증기 터빈을 구동한다. 열회수 증기 발생기는 복수의 영역들로 세분될 수 있다. 이와 같이, 열회수 증기 발생기는 저압 영역, 중압 영역 및 고압 영역을 포함할 수 있다. 각각의 영역은 물이 증발되는 증발기 또는 열교환기를 포함할 수 있다. 증발기를 떠나는 증기는 열회수 증기 발생기 내부에서 아직 추가 과열기들을 통해 안내될 수 있으며, 이러한 추가 과열기들 내에서는 증기의 온도 및 품질이 개선된다. 또한, 몇몇 열회수 증기 발생기는, 필요한 경우 가스 터빈에서 나오는 폐가스를 추가로 가열하기 위해 자체 버너를 포함한다.

가스 터빈에 사용되는 연료의 높은 황 함량으로 인해, 복합 발전소의 작동 시에는 폐가스가 주위를 유동하는 열회수 증기 발생기의 열교환기 튜브에 황 침전물이 발생한다. 이러한 유형의 황 침전물은 열회수 증기 발생기의 효율을 감소시킨다. 이를 저지하기 위해, 열교환기 튜브는 규칙적인 시간 간격으로 외부로부터 세정된다. 열교환기 튜브의 세정을 위해, 첫번째 단계에서 보일러 내부의 온도는 세정 인부가 보일러에 들어갈 수 있을 정도로 강하되어야 한다. 열교환기 튜브가 일반적으로 수십 미터 높이로 솟아있기 때문에, 추가의 단계에서 보일러 내부에는 첫번째 열교환기 튜브 열의 열교환기 튜브와 평행하게 비계가 형성되며, 이러한 비계의 높이는 열교환기 튜브의 길이에 상응하게 선택된다. 이어서, 황 침전물의 영향을 받는 열교환기 튜브는 세정 시스템의 사용 하에 세정된다. 이러한 세정 시스템은 예를 들어, 열교환기 튜브가 세정 인부에 의해 수동으로 블라스팅되도록 하는 시판 중인 CO₂ 드라이아이스 블라스팅 시스템일 수 있다. 이러한 처리 방식의 단점은 세정 작업이 보일러 내부에서 실행되는 동안 세정 인부가 건강을 위협하는 조건에 노출된다는 것이며, 이는 원칙적으로 방지되어야 한다. 또한, 열교환기 튜브들이 일반적으로 조밀하게 인접 배열됨으로써, 처음의 2개 내지 3개의 열교환기 튜브 열만이 효과적으로 세정될 수 있는데, 이는 그 후방에 놓인 열들에는 종래의 CO₂ 드라이아이스 블라스팅 시스템의 핸드 헬드 블라스터를 위한 충분한 접근성이 제공되지 않기 때문이다. 더욱 후방에 놓인 열교환기 튜브 열들 상의 황 침전물에 기인할 수 있는 열회수 증기 발생기의 효율 감소가 상응하게 저지될 수 없다. 또 다른 단점은, 보일러 내부의 비계의 형성 및 해체가 매우 시간 및 노동 집약적이라는 것인데, 이는 긴 정지 시간과 높은 비용을 야기한다.

이러한 종래 기술에 기초하여, 본 발명의 과제는 상술한 단점들을 적어도 부분적으로 해소하는, 복합 발전소의 열회수 증기 발생기의, 보일러 내부에 일렬로 배열된 리브형 열교환기 튜브들을 세정하기 위한 대안적인 세정 시스템 및 대안적인 세정 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 특히 보일러 외부에 배열되며, 하나 이상의 세정 매체 용기로부터 세정 매체를 토출하도록 구성된 펌프 장치와; 보일러 내부에 배열되며, 그곳에서 수직 방향 및 수평 방향으로 전동식으로 이동 가능하고, 토출 라인을 통해 펌프 장치와 연결되는, 세정 매체를 토출하는 하나 이상의 세정 장치와; 보일러 외부에 배열되며 세정 장치의 이동을 제어하도록 구성된 제어 장치;를 포함하는, 복합 발전소의 열회수 증기 발생기의, 보일러 내부에 일렬로 배열된 리브형 열교환기 튜브들을 세정 매체의 사용 하에 세정하기 위한 세정 시스템을 제공한다. 세정 장치의 전동식 이동으로 인해, 열교환기 튜브의 실제 세정 과정 중에 세정 인부가 보일러 내부에 머무를 필요가 없음으로써, 인부의 건강상 위험이 최소화된다.

바람직하게, 펌프 장치는 세정 매체를 적어도 30바아로 압축하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 매우 우수한 기계적 세정 성능이 달성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 세정 장치는 바람직하게는 이동 불가능하게 이에 보유되는 고압 표면 블라스터를 포함한다. 고압 표면 블라스터는 다양한 구성 형태로 시중에서 입수 가능하며, 이는 세정 시스템의 가격에 유리한 영향을 미친다. 추가 모터 등이 생략되기 때문에, 이는 이동 불가능한 장치에도 동일하게 적용된다.

바람직하게, 세정 장치는, 그로부터 돌출되고, 전동식으로 앞뒤로 이동 가능하며, 유체 채널이 제공되는 하나 이상의 세정 랜스를 포함하며, 이러한 세정 랜스의 자유 단부 영역에는, 세정 매체를 상이한 방향들로 토출하는 하나 이상의 배출 개구 또는 배출 노즐, 특히 2개의 배출 개구 또는 배출 노즐이 제공되며, 토출 방향들은 바람직하게 서로 90°의 각도로 배열된다. 예를 들어 3 내지 8 mm 범위의 직경을 가질 수 있는 유체 채널을 갖는, 이러한 유형의 전동식으로 앞뒤로 이동 가능한 세정 랜스는, 매우 조밀하게 인접 배열된 열교환기 튜브들 사이에도 삽입될 수 있다는 점에서 장점을 갖는다. 이에 상응하게, 더욱 후방에 놓인 열교환기 튜브 열들도 문제없이 접근 가능하고, 상응하게 세정될 수 있음으로써, 황 침전물에 의해 감소된 열회수 증기 발생기의 효율이 완전히 또는 거의 완전히 복구될 수 있다. 세정 매체를 상이한 방향들로 토출하는 복수의 배출 개구 또는 배출 노즐의 제공도, 더욱 후방에 놓인 열교환기 튜브 열들에 대한 접근성에 매우 도움이 된다.

세정 장치가 고압 표면 블라스터뿐만 아니라 상술한 유형의 세정 랜스도 포함하는 경우, 고압 표면 블라스터와 세정 랜스는 바람직하게는 수직 방향으로 서로 오프셋 배열되므로, 동시에 작동할 때 서로 방해할 수 없게 된다.

바람직하게, 하나 이상의 배출 노즐은, 회전 가능하게 랜스 상에 배열된 노즐 헤드에 제공되고, 이러한 노즐 헤드는 바람직하게는 공지된 방식으로, 랜스를 관류하는 세정 매체 자체를 통해 회전된다. 이러한 방식으로, 랜스가 정지할 때 넓은 면적의 세정이 가능하도록 하는 회전 분류(rotating jet)가 생성된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 세정 랜스는 수평 평면에서 피봇 가능하고, 특히 전동식으로 피봇 가능하다. 이에 따라, 세정 랜스의 배향은 특히, 다양한 열회수 증기 발생기의 상이한 배열의 열교환기 튜브에 매칭될 수 있다.

바람직하게, 제어 장치와 연결된 하나 이상의 센서가 제공되며, 이러한 센서는 잠재적인 장애물과 관련하여 세정 랜스의 바로 주변을 모니터링하며, 제어 장치는, 장애물이 감지되는 경우에 감지된 장애물과의 충돌이 방지되도록 세정 랜스를 자동으로 이동시키거나 정지시키는 방식으로 그리고/또는 경고 신호를 출력하는 방식으로 구성된다. 이에 상응하게, 랜스와 장애물의 충돌 그리고 이에 따라 세정 장치의 손상이 확실히 방지될 수 있다. 하나 이상의 센서는 예를 들어 간격 센서 등일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 세정 장치는, 특히 제어 장치와 그리고/또는 보일러 외부에 배열되는 분석 장치와 데이터 기술적으로 연결된 카메라 유닛을 포함하며, 카메라 유닛에 의해 검출되는 이미지 영역을 조명하기 위한 조명 유닛이 선택적으로 제공될 수 있다. 이러한 카메라 유닛은 한편으로, 제어 장치의 사용 하에 조작자를 통해 이동이 실행될 때, 보일러 내부에서의 세정 장치의 이동을 용이하게 하는데 사용될 수 있다. 그러나 다른 한편으로, 카메라 유닛에 의해서는, 세정 이전의 열교환기 튜브의 상태의 평가 및/또는 세정 이후의 세정 결과의 검사도 실행될 수 있다. 이후, 상응하는 이미지 데이터는 문서화를 위해 분석 장치 내에 저장될 수 있다. 이러한 분석 장치는 원칙적으로 온-프레미스(On-premise) 방식으로뿐만 아니라 클라우드(Cloud) 방식으로도 보유될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 세정 장치의 실제 위치를 검출하고, 제어 장치와 그리고/또는 보일러 외부에 배열되는 분석 장치와 데이터 기술적으로 연결된 센서 시스템이 제공된다. 세정 장치의 실제 위치의 검출은, 조기에 편차를 확인할 수 있도록 하기 위해 실제 위치가 목표 위치와 비교될 수 있다는 점에서 장점을 갖는다. 그러나, 또한 검출된 실제 위치는 예를 들어 카메라 유닛의 이미지에 할당될 수도 있으므로, 이미지가 재차 보일러 내부의 특정 위치에 명확하게 할당될 수 있다.

세정 시스템은 바람직하게는 보일러 내부에 서로 간의 사전 결정된 간격으로 배열된, 각각 수직으로 연장되는 2개의 지지 프로파일들과; 전동식으로 수직으로 이동 가능하게 이에 보유된, 수평으로 연장되는 하나의 안내 프로파일;을 포함하며, 이러한 안내 프로파일에는 세정 장치가 전동식으로 수평으로 이동 가능하게 배열되며, 바람직하게는 안내 프로파일의 이동 및/또는 세정 장치의 이동의 각각의 최종 위치의 인식을 위한 장치들이 제공된다. 2개의 수직 지지 프로파일들 및 수직으로 이동 가능하게 이에 보유된 하나의 수평 안내 프로파일을 통해 세정 장치의 이동을 구현하는 것은 특히, 매우 간단하고 저렴하며 견고한 구조를 특징으로 하고, 이러한 구조는 또한 적은 시간 소모로 조립될 수 있다. 각각의 최종 위치의 인식을 위한 장치는 예를 들어 종래의 리미트 스위치(limit switch)를 통해 구현될 수 있다.

안내 프로파일은 바람직하게는, 안내 프로파일의 길이를 함께 규정하는 복수의 부분 프로파일들로 구성된다. 안내 프로파일의 이러한 세분화를 통해, 특히 보일러 내부에서의 안내 프로파일의 조립 및 분해가 용이하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 안내 프로파일의 전동식 수직 이동은, 보일러 외부에 위치 설정되는 하나 이상의 케이블 구동부 또는 체인 구동부를 통해 구현되고, 그 케이블 또는 체인은 보일러 개구를 통해 안내되고 안내 프로파일에 고정된다. 특히, 안내 프로파일에 대한 가능한 한 균일한 힘 작용을 구현하기 위해 2개의 케이블 구동부 또는 체인 구동부가 사용된다. 보일러 외부에 하나 이상의 케이블 구동부 또는 체인 구동부를 배열하는 것은, 하나 이상의 케이블 구동부 또는 체인 구동부가 영구적으로 조립 상태로 유지될 수 있다는 점에서 장점을 갖는데, 보일러 내부에 위치 설정될 때는 열회수 증기 발생기의 작동 중에 형성되는 높은 온도 때문에 권장되지 않을 것이다.

본 발명의 추가의 일 실시예에 따라, 보일러 내부에 배열되며, 그곳에서 수직 방향 및 수평 방향으로 전동식으로 이동 가능한 하나 이상의 검사 장치가 제공되고, 이러한 검사 장치는 특히 시각적 평가를 실행하고 그리고/또는 염료 침투 검사를 실행 및 문서화하고 그리고/또는 초음파 검사를 실행하도록 구성된다. 이러한 검사 장치는 예를 들어 세정 장치 대신, 안내 프로파일에 배열될 수 있다. 그러나, 대안적으로 검사 장치와 세정 장치를 통합적으로 형성하는 것도 가능하다. 시각적 평가를 위해, 검사 장치에는 카메라 유닛이 제공될 수 있다. 염료 침투 검사를 실행 및 문서화하기 위해, 검사 장치에는 예를 들어, 검사할 영역의 세정을 위한 회전 강철 브러시와; 염료의 도포를 위한 스프레이 장치와; 도포된 염료를 닦아내기 위한 회전 펠트 브러시(felt brush)와; 제2 매체의 도포를 위한 추가 스프레이 장치와; 그리고 사진의 생성을 위한 카메라 유닛;이 제공될 수 있다. 초음파 검사의 실행을 위해, 검사 장치에는 예를 들어 결합 매체의 분사를 위한 스프레이 장치 및 초음파 검사 헤드가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명은 도입부에 언급한 과제를 해결하기 위해, 복합 발전소의 열회수 증기 발생기의, 보일러 내부에 일렬로 배열된 열교환기 튜브들을 본 발명에 따른 세정 시스템의 사용 하에 세정하기 위한 방법을 제공한다.

세정 매체로서, 특히 NH4OH와 혼합된 물, 바람직하게는 NH4OH와 혼합된 완전 탈염수가 사용되고, 이때 NH4OH의 함량은 특히 20 내지 25중량% 범위이고 그리고/또는 세정 매체의 pH값은 특히 10 내지 12 범위이다. NH4OH에 의하여, 기계적 세정 효과에 추가적으로 화학적 세정 효과가 달성됨으로써, 세정 결과가 확실히 개선될 수 있다.

제어 장치를 통한 세정 장치의 이동 제어는 본 발명의 실시예에 따라 알고리즘에 기반하여 자율적으로, 특히 세정 장치의 주변을 모니터링하는 센서들 및/또는 세정 장치의 실제 위치를 모니터링하는 센서들의 센서 데이터의 고려 하에 실행된다. 이러한 자율 제어로 인해, 본원의 방법을 실행하기 위한 인건비가 확실히 감소될 수 있다.

그러나, 대안적으로, 세정 장치의 이동은 본 발명에 따른 방법에서는 제어 장치를 조작하는 인부를 통해서도 제어될 수 있다. 두 변형예들은, 실제 세정 중에 보일러 내부에 인부가 존재할 필요가 없다는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 특히 세정 장치 또는 검사 장치에 통합된 카메라 유닛의 사용 하에, 세정의 실행 이전에 세정될 열교환기 튜브의 평가가 실행되고 그리고/또는 세정 이후에 세정 결과의 검사가 실행되고, 이러한 평가 및/또는 세정 결과는 바람직하게 문서화를 목적으로 저장된다.

세정 장치의 이동이 2개의 수직 지지 프로파일들과, 수직으로 이동 가능하게 이에 보유되는 수평 연장되는 하나의 안내 프로파일을 통해 구현되는 경우, 지지 프로파일들은 바람직하게는, 지지 프로파일들이 열교환기 튜브들에 대해 평행하게 연장되고, 안내 프로파일이 자신의 길이에 걸쳐 가장 전방 열의 열교환기 튜브에 대해 균일한 간격을 갖고, 이러한 간격은 특히 세정 장치의 고압 표면 블라스터와 가장 전방 열의 열교환기 튜브 사이의 최단 거리가 50 내지 200mm 범위에 있으며, 더 양호하게는 여전히 80 내지 130mm 범위에 있도록 형성되는 방식으로, 보일러 내부에 위치 설정된다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예에 따라, 지지 프로파일들은 열회수 증기 발생기의 추가 작동 동안 보일러 내부에서 그 자리에 유지되므로, 첫번째 세정 시에만 설치되면 된다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점은 도면을 참조하여 본 발명에 따른 세정 시스템의 일 실시예에 대한 하기 설명에 기초하여 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 시스템을 구비한 열회수 증기 발생기의 보일러를 도시하는 개략적인 측면 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 장치의 전방 영역의 확대된 평면도이고, 그리고
도 3은 검사 장치의 개략적인 평면도이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 시스템(1)을 도시한다. 세정 시스템(1)은 보일러(2) 내부에 일렬로 배열된 리브형 열교환기 튜브(3)들을 외부로부터의 세정 매체의 사용 하에 세정하는데 사용되고, 보일러(2)는 복합 발전소(5)의 열회수 증기 발생기(4)의 일부를 형성한다.

복합 발전소(5)에서, 더 상세히 도시되지 않는 가스 터빈은 연료-공기 혼합물의 연소를 통해, 공지된 방식으로 사용 가능한 에너지를 획득한다. 연소 시에 발생하는 고온의 폐가스는 추가적으로 열회수 증기 발생기(4)로 안내되고, 그곳에서 화살표(6)의 방향으로 보일러(2)를 관류한다. 이와 동시에, 물은 화살표(7)의 방향으로, 보일러(2) 내에 배열된 열교환기 튜브(3)를 통해 안내되고, 폐가스의 열 에너지를 흡수하며, 증발된다. 이후, 생성된 증기는 더 상세히 도시되지 않는 증기 터빈에 공급되고, 이를 구동시킨다.

가스 터빈에 사용되는 연료의 높은 황 함량으로 인해, 보일러를 통해 안내되는 폐가스가 점진적으로 열교환기 튜브(3)의 외부측에 황을 침전시킴으로써, 열회수 증기 발생기(4)의 효율과, 이에 따라 복합 발전소(5)의 효율이 저하된다. 이러한 배경 하에, 황 침전물을 규칙적인 시간 간격으로 제거할 필요가 있으며, 이를 위해 세정 시스템(1)이 사용된다.

세정 시스템(1)은 주 구성 요소로서, 토출 라인(10)을 통해 서로 연결되는 펌프 장치(8) 및 세정 장치(9)를 포함한다. 펌프 장치(8)는 보일러(2) 외부에 배열된다. 이러한 펌프 장치는, 세정 매체 용기(11) 내에 저장된, 열교환기 튜브(3)의 세정을 위해 사용되어야 할 세정 매체를 이 경우 적어도 30바아로 압축하도록, 그리고 압축된 상태로 세정 장치(9)로 공급하도록 구성된다. 이 경우, 세정 매체는 약 25중량%의 암모니아(NH3OH)가 혼합된, pH값 11의 완전 탈염수이다.

이 경우에, 세정 장치(9)는 고압 표면 블라스터(12) 및 세정 랜스(13)를 포함하고, 이 둘 모두에는 토출 라인(10)을 통해 세정 매체가 공급된다. 고압 표면 블라스터(12)는 이동 불가능하게 세정 장치(9)에 보유된다. 반면, 세정 장치(9)로부터 외향 돌출된 세정 랜스(13)는 화살표(14)의 방향으로 전동식으로 앞뒤로 이동 가능하고, 수평 평면 내에서 화살표(15)의 방향으로 전동식으로 피봇 가능하다. 세정 랜스(13)는, 종방향으로 세정 랜스(13)를 통해 연장되는, 이 경우 더 상세히 도시되지 않는 유체 채널을 규정하고, 이러한 유체 채널의 직경은 바람직하게는 3 내지 8mm 범위에 있다. 이 경우, 유체 채널은, 세정 랜스(13)의 자유 단부 영역에 배열되고 세정 매체를 상이한 방향들로 토출하는 2개의 배출 개구(16)들로 이어지고, 토출 방향들은 도시된 실시예에서는 도 2에 점선으로 표시된 바와 같이, 바람직하게 서로 90°의 각도(α)로 배열된다. 또한, 두 배출 개구(16)들은, 도 2에 화살표(18)로 표시된 바와 같이, 회전 가능하게 세정 랜스(13)에 배열되고, 세정 랜스(13)를 관류하는 세정 매체 자체를 통해 회전되는 노즐 헤드(17)에 제공된다. 세정 장치(9)는 전체적으로 화살표(19 및 20)에 따라 수직 방향 및 수평 방향으로 전동식으로 이동 가능하다. 이러한 이동을 구현하기 위해, 이 경우 세정 시스템(1)은, 보일러(2) 내부에 서로 간의 사전 결정된 간격(A)으로 배열된, 각각 수직으로 연장되는 2개의 지지 프로파일(21)들과; 전동식으로 수직으로 이동 가능하게 이에 보유된, 수평으로 연장되고, 열교환기 튜브(3)들에 대해 평행하게 배열되며, 세정 장치(9)가 안내되는 하나의 안내 프로파일(22);을 포함한다. 안내 프로파일(22)은, 도 2에 점선으로 표시된 바와 같이, 안내 프로파일(22)의 길이를 함께 규정하는 복수의 부분 프로파일들로 구성될 수 있다. 이러한 세분화는 보일러(2) 내부에서의 안내 프로파일의 조립에 도움이 될 수 있다. 두 지지 프로파일(21)들 사이의 간격(A)은, 이러한 간격이 열교환기 튜브 열들의 길이(L)보다 약간 더 크도록 선택된다. 안내 프로파일(22)과 가장 전방 열의 열교환기 튜브(3) 사이의 간격은, 세정 장치(9)의 고압 표면 블라스터(12)와 가장 전방 열의 열교환기 튜브(3) 사이의 최단 거리(a)가 100mm이도록 형성된다. 이 경우, 안내 프로파일(22)의, 그리고 이에 따라 세정 장치(9)의 화살표(19)의 방향으로의 전동식 수직 이동은, 보일러(2) 외부에 위치 설정되는 2개의 케이블 구동부 또는 체인 구동부(23)를 통해 구현되고, 그 케이블 또는 체인(24)은 각각 보일러 개구(25)를 통해 안내되고 안내 프로파일(22)에 고정된다. 이에 상응하게, 안내 프로파일(22)은 케이블 구동부 또는 체인 구동부(23)의 작동 하에, 지지 프로파일(21)에서 롤러(26)를 통해 안내되는 방식으로 상하로 이동될 수 있다. 이 경우, 화살표(20)의 방향으로의, 안내 프로파일(22)을 따른 세정 장치(9)의 전동식 수평 이동은, 세정 장치(9)에 위치 설정된 구동 유닛(27)을 통해 실행된다. 이동의 제어를 위해, 세정 시스템(1)은 제어 장치(29)를 갖고, 케이블 구동부 또는 체인 구동부(23), 그리고 구동 유닛(27)은 이러한 제어 장치와 연결된다. 지지 프로파일(21)을 따른 안내 프로파일(22)의 이동의 최종 위치와, 안내 프로파일(21)을 따른 세정 장치(9)의 이동의 최종 위치의 인식을 위해, 리미트 스위치 형태의 장치(28)들이 제공되며, 이러한 장치들은 마찬가지로 제어 장치(29)와 연결된다. 세정 장치(9)의 에너지 및 데이터 공급은 예를 들어 견인 케이블 등을 통해 실행될 수 있다.

도시된 실시예에서, 제어 장치(29)를 통한 세정 장치(9)의 이동 제어는 자율적으로, 세정 장치(9), 세정 랜스(13) 및 안내 프로파일(22)의 실행될 이동을 사전 결정하는 알고리즘에 기반하여 실행된다. 충돌의 방지를 위해, 세정 장치(9)에는, 제어 장치(29)와 데이터 기술적으로 연결되고, 잠재적인 장애물과 관련하여 세정 랜스(13)의 바로 주변을 모니터링하는 하나 이상의 센서(30)가 제공된다. 이 경우, 제어 장치(29)는, 장애물이 감지되는 경우에 감지된 장애물과의 충돌이 방지되도록 세정 랜스(13)를 자동으로 이동시키거나 정지시키는 방식으로 구성된다. 하나 이상의 센서(30)는 예를 들어 적절한 간격 센서를 통해 구현될 수 있다. 또한, 바람직하게, 세정 장치(9)의 실제 위치를 검출하는 센서 시스템이 제공되고, 이러한 센서 시스템은 제어 장치(29)와 데이터 기술적으로 연결되므로, 이러한 제어 장치는 실제 위치를 목표 위치와 비교하고, 편차가 발생하는 경우에 개입할 수 있다. 센서 시스템은 상이한 위치들에 배열된 복수의 개별 구성 요소들로 구성되어 있으므로, 이 경우 하나의 도면 부호로 표시되지 않는다. 이 경우, 또한 세정 장치(9)는, 제어 장치(29)와 데이터 기술적으로 연결된 카메라 유닛(31)과; 카메라 유닛(31)에 의해 검출되는 이미지 영역을 조명하기 위한, 카메라 유닛(31)에 통합된 조명 유닛;을 포함한다.

대안적으로, 제어 장치(29)를 조작하는 인부를 통해 세정 장치(9)의 이동을 제어하는 것도 원칙적으로 가능하다. 이를 위해, 카메라 유닛(31)은, 카메라 유닛이 열교환기 튜브(3)의 세정 동안 더러워지지 않도록, 그리고 세정 장치(9) 및 그 세정 랜스(13)가 항상 조작자에게 보이도록 보일러(2) 내부에 위치 설정되어야 한다.

이 경우, 또한 세정 시스템(1)은, 특히 세정 장치(9)에 통합된 카메라 유닛(30)에 의해 기록된 이미지들이 저장될 수 있는 분석 장치(32)를 포함하고, 이러한 이미지들에 보일러 내부의 구체적인 위치를 각각 할당하기 위하여, 각각의 이미지에는 바람직하게 이미지 생성 시점에서의 센서 시스템을 통해 검출된 세정 장치(9)의 실제 위치가 할당된다. 이 경우, 분석 장치(32)는 온-프레미스 방식으로 또는 클라우드 방식으로 보유될 수 있다.

평가 및/또는 검사의 실행을 위해, 추가적으로 세정 시스템(1)은, 보일러(2) 내부에 배열되며, 그곳에서 수직 방향 및 수평 방향으로 전동식으로 이동 가능한, 도 3에 개략적으로 도시된 검사 장치(33)를 가질 수 있고, 이러한 검사 장치는 세정 장치(9)와 마찬가지로 안내 프로파일(22)에서 안내되고, 예를 들어 세정 장치(9) 대신에 안내 프로파일에 배열될 수 있다. 시각적 평가를 위해, 검사 장치(33)에는 카메라 유닛(31)이 제공될 수 있다. 염료 침투 검사를 실행 및 문서화하기 위해, 검사 장치에는 예를 들어, 검사할 영역의 세정을 위한 회전 강철 브러시(34)와; 염료의 도포를 위한 스프레이 장치(35)와; 도포된 염료를 닦아내기 위한 회전 펠트 브러시(36)와; 제2 매체의 도포를 위한 추가 스프레이 장치(35)와; 그리고 사진의 생성을 위한 카메라 유닛(31);이 제공될 수 있다. 초음파 검사의 실행을 위해, 검사 장치(33)에는 예를 들어 결합 매체의 분사를 위한 스프레이 장치(35) 및 초음파 검사 헤드(37)가 제공될 수 있다. 도 3에 개략적으로만 도시되어 있는 카메라 유닛(31), 강철 브러시(34), 스프레이 장치(35), 펠트 브러시(36) 및 초음파 헤드(37)는 단일 검사 장치(33)에 함께 배열될 수 있다. 그러나, 대안적으로 이들은 세정 장치(9)에 전체적으로 또는 부분적으로 통합되거나, 복수의 검사 장치(33)들에 분배될 수도 있다.

하기에는, 세정 시스템(1)의 사용 하에 열교환기 튜브(3)들을 세정하기 위한 방법이 설명된다.

첫번째 단계에서, 세정 인부가 보일러(2)에 들어갈 수 있도록 보일러의 온도가 강하된 이후에, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 세정 시스템(1)의 개별 구성 요소들이 조립된다.

후속하는 단계에서, 선택적으로 실제 상태의 평가가 실행될 수 있다. 이를 위해, 세정 장치(9)의 카메라 유닛(31)에 의해 열교환기 튜브(3)의 상태 이미지들이 생성되고, 각각의 이미지에는 이미지 생성 시점에서의 센서 시스템을 통해 검출된 세정 장치(9)의 실제 위치가 할당된다. 이후, 데이터는 분석 장치(32)로 전송되고, 그곳에 저장된다.

추가적인 단계에서, 고압 표면 블라스터(12) 및 세정 랜스(13)의 사용 하에 열교환기 튜브(3)의 세정이 실행된다. 열교환기 튜브(3)에 정면으로 배향된 고압 표면 블라스터는 가장 전방의 튜브 열의 열교환기 튜브(3)의 세정과, 그 후방에 배열된 튜브 열의 열교환기 튜브(3)의 부분 세정을 담당한다. 세정 랜스는 가장 전방의 튜브 열의 열교환기 튜브(3)들 사이의 공간에 각각 삽입되고, 적어도 제2, 제3 및 제4 튜브 열의 열교환기 튜브(3)의 세정을 담당한다. 이러한 방식으로, 매우 철저한 세정이 달성된다.

실제 세정의 실행 이후, 열교환기 튜브(3)는 예를 들어 탈이온수로 재차 헹궈질 수 있다. 이는 종래의 고압 세정기에 의해 또는 마찬가지로 세정 장치(9)의 사용 하에 수동으로 실행될 수 있다.

후속하는 단계에서, 세정 결과는 예를 들어 세정 장치(9)의 카메라 유닛(31)의 재사용 하에 문서화될 수 있으며, 이 경우에도 각각의 이미지에는 이미지 생성 시점에서의 센서 시스템을 통해 검출된 세정 장치(9)의 실제 위치가 재차 할당된다. 이후, 데이터는 마찬가지로 분석 장치(32)로 전송되고, 그곳에 저장된다.

또한, 예를 들어 염료 침투 검사, 초음파 검사 등과 같은 추가 검사가, 특히 상술한 유형의 검사 장치의 사용 하에 실행될 수 있다.

마지막 단계에서, 세정 시스템(1)은 분해되고, 적어도 지지 프로파일(21)과 케이블 구동부 또는 체인 구동부(23)는 그 다음 세정까지 그 자리에 유지될 수 있다.

이제, 열회수 증기 발생기는 재차 작동 개시될 수 있다.

본 발명이 바람직한 실시예에서 상세히 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 공개된 실시예로 한정되지 않으며, 다른 변형예들이 발명의 보호 범위를 벗어나지 않으면서 통상의 기술자에 의해 도출될 수 있다.

Claims (21)

1. 복합 발전소(5)의 열회수 증기 발생기(4)의, 보일러(2) 내부에 일렬로 배열된 리브형 열교환기 튜브(3)들을 세정 매체의 사용 하에 세정하기 위한 세정 시스템(1)으로서, 특히 보일러(2) 외부에 배열되며, 하나 이상의 세정 매체 용기(11)로부터 세정 매체를 토출하도록 구성된 펌프 장치(8)와; 보일러(2) 내부에 배열되며, 그곳에서 수직 방향 및 수평 방향으로 전동식으로 이동 가능하고, 토출 라인(10)을 통해 펌프 장치(11)와 연결되는, 세정 매체를 토출하는 하나 이상의 세정 장치(9)와; 보일러(2) 외부에 배열되며 세정 장치(9)의 이동을 제어하도록 구성된 제어 장치(29);를 포함하는, 세정 시스템(1).
2. 제1항에 있어서, 펌프 장치(11)는 세정 매체를 적어도 30바아로 압축하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 세정 장치(9)는 바람직하게는 이동 불가능하게 이에 보유되는 고압 표면 블라스터(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 세정 장치(9)는, 그로부터 돌출되고, 전동식으로 앞뒤로 이동 가능하며, 유체 채널이 제공되는 하나 이상의 세정 랜스(13)를 포함하며, 이러한 세정 랜스의 자유 단부 영역에는, 세정 매체를 상이한 방향들로 토출하는 하나 이상의 배출 개구(16) 또는 배출 노즐, 특히 2개의 배출 개구(16) 또는 배출 노즐이 제공되며, 토출 방향들은 바람직하게 서로 90°의 각도(α)로 배열되는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
5. 제3항 및 제4항에 있어서, 고압 표면 블라스터(12)와 세정 랜스(13)는 수직 방향으로 서로 오프셋 배열되는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 하나 이상의 배출 개구(16) 또는 배출 노즐은, 회전 가능하게 세정 랜스(13)에 배열된 노즐 헤드(17)에 제공되는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 세정 랜스(13)는 수평 평면에서 피봇 가능하고, 특히 전동식으로 피봇 가능한 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치(29)와 연결된 하나 이상의 센서(30)가 제공되며, 이러한 센서는 잠재적인 장애물과 관련하여 세정 랜스(13)의 바로 주변을 모니터링하며, 제어 장치(29)는, 장애물이 감지되는 경우에 감지된 장애물과의 충돌이 방지되도록 세정 랜스(13)를 자동으로 이동시키거나 정지시키는 방식으로 그리고/또는 경고 신호를 출력하는 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 세정 장치(9)는, 특히 제어 장치(29)와 그리고/또는 보일러 외부에 배열되는 분석 장치(31)와 데이터 기술적으로 연결된 카메라 유닛(31)을 포함하며, 카메라 유닛(31)에 의해 검출되는 이미지 영역을 조명하기 위한 조명 유닛이 선택적으로 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 세정 장치(9)의 실제 위치를 검출하고, 제어 장치(28)와 그리고/또는 보일러(2) 외부에 배열되는 분석 장치(32)와 데이터 기술적으로 연결된 센서 시스템이 제공되는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 세정 시스템은, 보일러(2) 내부에 서로 간의 사전 결정된 간격으로 배열된, 각각 수직으로 연장되는 2개의 지지 프로파일(21)들과; 전동식으로 수직으로 이동 가능하게 이에 보유된, 수평으로 연장되는 하나의 안내 프로파일(22);을 포함하며, 이러한 안내 프로파일에는 세정 장치(9)가 전동식으로 수평으로 이동 가능하게 배열되며, 바람직하게는 안내 프로파일(22)의 이동 및/또는 세정 장치(9)의 이동의 각각의 최종 위치의 인식을 위한 장치(28)들이 제공되는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
12. 제11항에 있어서, 안내 프로파일(22)은 안내 프로파일(22)의 길이를 함께 규정하는 복수의 부분 프로파일들로 구성되는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 안내 프로파일(22)의 전동식 수직 이동은, 보일러(2) 외부에 위치 설정되는 하나 이상의 케이블 구동부 또는 체인 구동부(23)를 통해 구현되고, 그 케이블 또는 체인(24)은 보일러 개구(25)를 통해 안내되고 안내 프로파일(22)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 보일러(2) 내부에 배열되며, 그곳에서 수직 방향 및 수평 방향으로 전동식으로 이동 가능한 하나 이상의 검사 장치가 제공되고, 이러한 검사 장치는 특히 시각적 평가를 실행하고 그리고/또는 염료 침투 검사를 실행 및 문서화하고 그리고/또는 초음파 검사를 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템(1).
15. 복합 발전소(5)의 열회수 증기 발생기(4)의, 보일러(2) 내부에 일렬로 배열된 열교환기 튜브(3)들을 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 세정 시스템(1)의 사용 하에 세정하기 위한, 세정 방법.
16. 제15항에 있어서, 세정 매체로서, NH4OH와 혼합된 물, 바람직하게는 NH4OH와 혼합된 완전 탈염수가 사용되고, 이때 NH4OH의 함량은 특히 20 내지 25중량% 범위이고 그리고/또는 세정 매체의 pH값은 특히 10 내지 12 범위인 것을 특징으로 하는, 세정 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 제어 장치(29)를 통한 세정 장치(9)의 이동 제어는 알고리즘에 기반하여 자율적으로, 특히 세정 장치(9)의 주변을 모니터링하는 센서들 및/또는 세정 장치(9)의 실제 위치를 모니터링하는 센서들의 센서 데이터의 고려 하에 실행되는 것을 특징으로 하는, 세정 방법.
18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 세정 장치(9)의 이동은 제어 장치(29)를 조작하는 인부를 통해 제어되는 것을 특징으로 하는, 세정 방법.
19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 세정 장치(9) 또는 검사 장치에 통합된 카메라 유닛(31)의 사용 하에, 세정의 실행 이전에 세정될 열교환기 튜브(3)의 평가가 실행되고 그리고/또는 세정 이후에 세정 결과의 검사가 실행되고, 이러한 평가 및/또는 세정 결과는 바람직하게 문서화를 목적으로 저장되는 것을 특징으로 하는, 세정 방법.
20. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 세정 시스템(1)의 사용 하의, 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 열교환기 튜브의 세정 방법에 있어서,
    지지 프로파일(21)들은, 지지 프로파일들이 열교환기 튜브(3)들에 대해 평행하게 연장되고, 안내 프로파일(22)이 자신의 길이에 걸쳐 가장 전방 열의 열교환기 튜브(3)에 대해 균일한 간격을 갖고, 이러한 간격은 특히 세정 장치(9)의 고압 표면 블라스터(12)와 가장 전방 열의 열교환기 튜브(3) 사이의 최단 거리(a)가 50 내지 200mm 범위에 있으며, 더 양호하게는 여전히 80 내지 130mm 범위에 있도록 형성되는 방식으로, 보일러(2) 내부에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는, 세정 방법.
21. 제20항에 있어서, 지지 프로파일(21)들은 열회수 증기 발생기(4)의 추가 작동 동안 보일러(2) 내부에서 그 자리에 유지되는 것을 특징으로 하는, 세정 방법.

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