KR101748802B1

KR101748802B1 - 수트 블로워 및 이를 이용한 튜브형 열 교환기의 세정 방법

Info

Publication number: KR101748802B1
Application number: KR1020160135297A
Authority: KR
Inventors: 홍성호
Original assignee: 주식회사 지스코
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2017-06-19
Also published as: CN109863362B; EP3514471B1; EP3514471A4; JP2019534439A; US20190293372A1; CN109863362A; US11262146B2; WO2018074644A1; JP6807613B2; EP3514471A1

Abstract

본 기재는, 튜브형 열 교환기의 유로의 유입구의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복하는 일 단부를 포함하는 랜스 튜브, 상기 랜스 튜브와 연결되어 상기 랜스 튜브를 상기 일 방향으로 왕복 및 회전시키는 구동부, 상기 랜스 튜브의 상기 일 단부에 연결되어 상기 유입구로 증기를 분사하는 제1 노즐, 및 상기 제1 노즐과 이웃하여 상기 랜스 튜브의 일 단부에 연결되며, 상기 유입구로 고체 입자를 분사하는 제2 노즐을 포함하는 수트 블로워 및 이를 이용한 튜브형 열 교환기의 세정 방법에 관한 것이다.

Description

수트 블로워 및 이를 이용한 튜브형 열 교환기의 세정 방법{SOOT BLOWER AND METHOD FOR CLEANING TUBULAR HEAT EXCHANGER USING THEREOF}

본 기재는 수트 블로워 및 이를 이용한 튜브형 열 교환기의 세정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 연소로의 튜브나 폐열 열 교환기 등은 튜브 다발이 반복적으로 배치되어 있는 형태이다. 이들 열 교환기 튜브에 연소중에 발생한 분진이나 오염물이 쌓이면 열효율이 저하되므로 주기적으로 이들을 제거해야 한다. 현재는 주로 압축공기나 스팀등을 이용하여 이들 오염물을 제거하고 있다.

　그런데 이들 설비에서 일부 오염물질은 압축공기나 스팀등으로는 제거가 잘 되지않는 경우가 있다. 그리고 시멘트 공장의 폐열보일러에서 튜브등의 오염물 제거에는 시멘트 품질 저하 가능성으로 스팀등을 사용할 수 없다. 한편 바이오매스 보일러 튜브 등도 스팀을 사용할 경우 염소(Cl) 등에 의한 튜브 부식이 증가되어 사용할 수 없다.

본 기재는, 튜브형 열 교환기를 용이하게 세정하는 수트 블로워 및 튜브형 열 교환기의 세정 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수트 블로워는, 유체가 통과하는 유로를 포함하며 유로 상에 위치하는 튜브형 열 교환기를 세정하는 수트 블로워로, 유로의 유입구의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복하는 일 단부를 포함하는 랜스 튜브, 랜스 튜브와 연결되어 랜스 튜브를 일 방향으로 왕복시키며, 랜스 튜브를 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전시키는 구동부, 랜스 튜브의 일 단부에 연결되어 유입구로 증기를 분사하는 제1 노즐 및 제1 노즐과 이웃하여 랜스 튜브의 일 단부에 연결되며, 유입구로 고체 입자를 분사하는 제2 노즐을 포함한다.

구동부는, 랜스 튜브와 연결되어 랜스 튜브를 일 방향으로 왕복시키는 왕복 구동 유닛 및 랜스 튜브와 연결되어 랜스 튜브를 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전시키는 회전 구동 유닛을 포함할 수 있다.

회전 구동 유닛은 주기적으로 랜스 튜브의 회전 방향을 전환시킬 수 있다.

회전 구동 유닛은 랜스 튜브를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 0°초과 180°이하의 범위까지 회전시킬 수 있다.

왕복 구동 유닛은, 랜스 튜브 상에 위치하는 슬라이딩 가이드부, 슬라이딩 가이드부를 따라 왕복 운동하는 슬라이딩부 및 슬라이딩부와 랜스 튜브 사이를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.

랜스 튜브의 내부를 관통하며, 제1 노즐과 연통하는 제1 튜브 및 랜스 튜브 내부를 관통하며, 제2 노즐과 연통하는 제2 튜브를 더 포함할 수 있다.

제1 튜브와 연결되며, 제1 튜브로 증기를 공급하는 증기 공급부 및 제2 튜브와 연결되며, 제2 튜브로 고체 입자를 공급하는 고체 입자 공급부를 더 포함할 수 있다.

고체 입자 공급부는 복수의 서브 입자 공급부를 포함하며, 복수의 서브 입자 공급부 각각은 서로 다른 고체 입자를 제2 튜브로 공급할 수 있다.

서로 다른 고체 입자는 드라이아이스 펠렛, 얼음 알갱이 및 샌드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제2 노즐은 제1 노즐 대비 더 길 수 있다.

제2 노즐은 제1 노즐과 다른 형상일 수 있다.

제2 노즐과 이웃하여 랜스 튜브의 최외곽부에 위치하며, 제2 노즐 대비 더 긴 노즐 프로텍터를 더 포함할 수 있다.

구동부와 이웃하여 랜스 튜브의 일 단부를 감싸는 노즐 정비 챔버를 더 포함할 수 있다.

노즐 정비 챔버는 제1 노즐 및 제2 노즐을 노출하는 게이트를 포함할 수 있다.

제1 노즐은 제2 노즐에 대해 0°초과 180°이하의 범위의 각도를 가지도록 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 튜브형 열 교환기의 세정 방법은, 유체가 유로 상에서 열 교환을 수행하는 튜브형 열 교환기를 세정하는 것으로, 유로의 유입구의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복 및 회전하는 수트 블로워에 의해 증기가 분사되는 단계 및 유입구의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복 및 회전하는 수트 블로워에 의해 고체 입자가 분사되는 단계를 포함한다.

증기가 분사되는 단계는, 유입구의 표면에 증기 온도 90℃ 내지 300℃, 압력 10 ㎏/㎠g 내지 50 ㎏/㎠g 으로 고온의 증기를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.

고체 입자가 분사되는 단계는, 유입구의 표면에 0.5 ㎏/㎠g 내지 20 ㎏/㎠g의 압력으로 드라이아이스 펠렛을 분사하는 단계 및 유입구의 표면에 0.5 ㎏/㎠g 내지 30 ㎏/㎠g의 압력으로 얼음 알갱이 또는 샌드를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.

유입구의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복하는 수트 블로워의 이동 속도는 가변적일 수 있다.

수트 블로워는 일 방향과 나란한 회전 축을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향을 따라 회전할 수 있다.

수트 블로워는 주기적으로 회전 방향이 전환될 수 있다.

수트 블로워는 복수의 노즐을 포함하며, 복수의 노즐은 동일한 물질을 분사할 수 있다.

수트 블로워는 제1 노즐 및 제2 노즐을 포함하며, 제1 노즐은 증기를 분사하고, 제2 노즐은 상기 고체 입자를 분사할 수 있다.

본 기재에 의하면 튜브형 열 교환기를 용이하게 세정하는 수트 블로워 및 튜브형 열 교환기의 세정 방법이 제공된다.

도 1은 튜브형 열 교환기를 세정하는 일 실시예에 따른 수트 블로워를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 수트 블로워가 튜브형 열 교환기 오염물질을 제거하는 원리를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 수트 블로워를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 수트 블로워의 랜스 튜브를 회전하는 구동부를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 노즐 정비 챔버의 저부를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 제1 노즐 및 제2 노즐의 일례들을 나타낸 도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 수트 블로워를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 수트블로워를 작동원리를 정면에서 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 기재를 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 기재의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 기재를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로 본 기재가 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 일 실시예에 따른 수트 블로워를 설명한다.

도 1은 튜브형 열 교환기를 세정하는 일 실시예에 따른 수트 블로워를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 수트 블로워(1000)는 튜브형 열 교환기(10)를 세정한다. 튜브형 열 교환기(10)는 유체(F)가 통과하는 유로(11)를 포함하며, 유체(F)로부터 열를 회수하여 외부로 공급을 수행한다. 튜브형 열 교환기(10)의 유로(11)는 유체(F)가 유입되는 유입구(11a)를 포함한다. 여기서, 튜브형 열 교환기(10)는 보일러의 과열기, 재열기 또는 폐열회수 열 교환기등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 튜브형 열 교환기(10)는 종래의 다양한 형태를 가질 수 있다.

도 2는 도 1의 수트 블로워가 튜브형 열 교환기(10)에 존재하는 오염물질(P)을 제거하는 원리를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 수트 블로워(1000)로부터 분사되는 증기 또는 고체 입자에 의해 열 교환기 튜브(T)의 표면에 붙어있는 오염물질(P)이 제거되는 모습이 개략적으로 도시되어 있다. 이때, 본 실시예의 수트 블로워(1000)로부터 분사되는 증기 또는 고체 입자에 의해 열 교환기 튜브(T)의 표면으로부터 제거된 오염물질을 P`으로 도시하였다.

도 2와 같이 열 교환기 튜브(T)의 표면으로부터 오염물질(P)을 제거하기 위하여, 이하에서는 도 3 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수트 블로워(1000)에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 도 1에 도시된 수트 블로워(1000)를 보다 자세히 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 수트 블로워(1000)는 단수 또는 복수이며, 복수의 수트 블로워(1000) 각각은 튜브형 열 교환기(10)의 유로(11)의 유입구(11a)의 표면 상에 수평으로 다수가 설치될 수 있다.

수트 블로워(1000)는 랜스 튜브(100), 구동부(200), 제1 노즐(300), 제2 노즐(400), 제1 튜브(500), 제2 튜브(600), 증기 공급부(700), 고체 입자 공급부(800), 노즐 프로텍터(900), 노즐 정비 챔버(950)를 포함한다.

랜스 튜브(100)는 튜브형 열 교환기(10)의 유로(11)의 유입구(11a)의 표면 상에서 일 방향(X)을 따라 왕복하는 일 단부(101)를 포함한다.

여기서, 일 방향(X)이란, 튜브형 열 교환기(10)를 통하는 유체(F)의 이동 방향과 교차하는 순방향일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

도 4는 도 2에 수트 블로워의 랜스 튜브를 회전하는 구동부를 나타낸 도면이다. 도 3 및 도 4를 참고하여 본 실시예의 구동부(200)에 대해 설명하기로 한다.

구동부(200)는 랜스 튜브(100)와 연결되어 랜스 튜브(100)를 일 방향(X)으로 왕복시키는 왕복 구동 유닛(210) 및 랜스 튜브(100)와 연결되어 랜스 튜브(100)를 일 방향(X)으로 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전시키는 회전 구동 유닛(220)을 포함한다.

이와 같은 본 발명의 구동부(200)에 의해 본 실시예에 따른 랜스 튜브(100)는 왕복 구동 유닛(210)에 의해 일 방향(X)을 따라 왕복 운동함과 동시에 회전 구동 유닛(220)에 의해 회전 운동을 함께 할 수 있으므로, 열 교환기 튜브(T)에 대한 세정 면적을 확대하여 능력을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때, 구동부(200)의 왕복 구동 유닛(210)에 의한 왕복 운동과 회전 구동 유닛(220)에 의한 회전 운동은 앞서 설명한 것과 같이 동시에 일어날 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 미리 설정된 거리를 일 방향(X)을 따라 이동된 이후에 미리 설정된 주기로 회전 운동을 진행하고 다시 일 방향(X)을 따라 이동되는 등의 변형예도 가능하다. 이는 열 교환기(10)의 구조나 열 교환기 튜브(T)의 표면에 존재하는 오염 물질(P)의 상태에 따라 다양하게 변화될 수 있다.

이때, 본 실시예의 왕복 구동 유닛(210)은 슬라이딩 가이드부(212), 슬라이딩부(214), 연결부(216)를 포함한다. 슬라이딩 가이드부(212)는 랜스 튜브(100) 상에 위치하며, 일 방향(X)을 따라 연장되어 있다.슬라이딩부(214)는 슬라이딩 가이드부(212)를 따라 일 방향(X)으로 왕복 운동한다. 슬라이딩부(214) 및 슬라이딩 가이드부(212) 중 적어도 하나는 모터 등의 구동 유닛을 포함할 수 있다. 연결부(216)는 슬라이딩부(214)와 랜스 튜브(100) 사이를 연결하며, 연결부(216)에 의해 슬라이딩부(214)의 왕복 운동에 따라 랜스 튜브(100)의 일 단부(101)가 일 방향(X)을 따라 왕복 운동한다.

회전 구동 유닛(220)는 랜스 튜브(100)를 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전시킬 수 있으며, 보다 구체적으로, 본 실시예의 회전 구동 유닛(220)은 랜스 튜브(100)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 0°초과 180°이하의 범위까지 회전시킬 수 있다.

이때, 본 실시예에 따른 회전 구동 유닛(220)은 일정한 시간 간격을 가지고 주기적으로 회전 방향을 전환시킬 수 있다. 따라서 일 예로, 일정 시간 동안 시계 방향으로 랜스 튜브(100)를 회전시키는 회전 구동 유닛(220)은 일정 시간이 지나면 반시계 방향으로 랜스 튜브(100)를 회전시킬 수 있다. 다시 일정 시간 동안 랜스 튜브(100)가 반시계 방향으로 회전한 다음에는 다시 본 실시예에 따른 회전 구동 유닛(220)에 의해 랜스 튜브(100)는 시계 방향으로 회전할 수 있다. 이와 같이 일정 시간을 주기로 랜스 튜브(100)의 회전 방향이 전환되면, 보다 많은 튜브의 면적에 세정효과를 주기 위함이다.

제1 노즐(300)은 랜스 튜브(100)의 일 단부(101)에 연결되어 유입구(11a)로 증기를 분사한다. 제1 노즐(300)은 유입구(11a)의 표면에 증기 온도 90℃ 내지 300℃, 압력 10 ㎏/㎠g 내지 50 ㎏/㎠g 으로 고온의 증기를 분사할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

제2 노즐(400)은 제1 노즐(300)과 이웃하여 랜스 튜브(100)의 일 단부(101)에 연결되며, 유입구(11a)로 고체 입자를 분사한다. 제2 노즐(400)은 드라이아이스 펠렛, 얼음 알갱이, 및 샌드 중 적어도 하나를 포함하는 고체 입자를 분사할 수 있다. 제2 노즐(400)은 유입구(11a)의 표면에 0.5 ㎏/㎠g 내지 20 ㎏/㎠g의 압력으로 드라이아이스 펠렛을 분사하거나, 유입구(11a)의 표면에 0.5 ㎏/㎠g 내지 30 ㎏/㎠g의 압력으로 얼음 알갱이 또는 샌드를 분사할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

한편, 제2 노즐(400)은 유입구(11a)의 표면에 고압수를 분사할 수 있다. 본 실시예에 따른 제2 노즐(400)은 제1 노즐(300) 대비 더 길며, 제2 노즐(400)로부터 분사되는 고체 입자는 제1 노즐(300)로부터 분사되는 증기 대비 더 낮은 압력으로 유입구(11a)에 분사될 수 있다.

제1 튜브(500)는 랜스 튜브(100)의 내부를 관통하며, 제1 노즐(300)과 연통하고 있다. 제2 튜브(600)는 제1 튜브(500)와 이웃하여 랜스 튜브(100)의 내부를 관통하며, 제2 노즐(400)과 연통하고 있다.

증기 공급부(700)는 제1 튜브(500)와 연결되며, 제1 튜브(500)로 고온의 증기를 공급한다.

고체 입자 공급부(800)는 제2 튜브(600)와 연결되며, 제2 튜브(600)로 드라이아이스 펠렛, 얼음 알갱이, 및 샌드 중 적어도 하나를 포함하는 고체 입자를 공급한다. 고체 입자 공급부(800)는 복수의 서브 입자 공급부인 제1 서브 입자 공급부(810), 제2 서브 입자 공급부(820), 제3 서브 입자 공급부(830)를 포함한다.

제1 서브 입자 공급부(810)는 제2 튜브(600)로 드라이아이스 펠렛을 공급하며, 제2 서브 입자 공급부(820)는 제2 튜브(600)로 얼음 알갱이를 공급하며, 제3 서브 입자 공급부(830)는 제2 튜브(600)로 샌드를 공급한다. 즉, 복수의 서브 입자 공급부 각각은 서로 다른 고체 입자인 드라이아이스 펠렛, 얼음 알갱이, 및 샌드 중 적어도 하나를 제2 튜브(600)로 공급한다.

노즐 프로텍터(900)는 제2 노즐(400)과 이웃하여 랜스 튜브(100)의 최외곽부(102)에 위치하며, 제2 노즐(400) 대비 더 길다. 노즐 프로텍터(900)는 랜스 튜브(100)가 일 방향(X)으로 왕복 운동할 때, 제1 노즐(300) 및 제2 노즐(400)이 외부의 간섭에 의해 파손되는 것을 억제한다.

노즐 정비 챔버(950)는 구동부(200)와 이웃하여 랜스 튜브(100)의 일 단부(101)를 감싸고 있다. 노즐 정비 챔버(950)는 일 방향(X)으로 이동하는 랜스 튜브(100)의 이동 경로 내에 위치하고 있다.

도 5는 도 3에 도시된 노즐 정비 챔버의 저부를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 노즐 정비 챔버(950)는 일 방향(X)으로 이동하는 랜스 튜브(100)의 이동 경로 내에 위치하여 랜스 튜브(100)의 일 단부(101)를 감싸고 있으며, 제1 노즐(300) 및 제2 노즐(400)을 노출하는 게이트(951)를 포함한다. 게이트(951)를 통해 제1 노즐(300) 및 제2 노즐(400)을 선택된 형태의 노즐로 교체할 수 있다.

도 6은 도 3에 도시된 제1 노즐 및 제2 노즐의 일례들을 나타낸 도면이다. 도 6의 (A), (B), (C) 각각에 도시된 바와 같이, 제1 노즐(300) 및 제2 노즐(400) 각각은 다양한 형태를 가질 수 있다. 제2 노즐(400)은 제1 노즐(300)과 다른 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 제1 노즐(300) 및 제2 노즐(400) 각각의 토출구는 사각형, 원형, 직사각형, 타원형, 다각형 등의 다양한 형태를 가질 수 있으며, 이 중 선택된 형태의 제1 노즐(300) 및 제2 노즐(400)이 도 5에 도시된 게이트(951)를 통해 랜스 튜브(100)의 일 단부(101)에 연결될 수 있다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 수트 블로워(1000)는 튜브형 열 교환기(10)에 대응하여 일 방향(X)으로 왕복하는 랜스 튜브(100), 랜스 튜브(100)의 일 단부(101)에 연결되어 증기를 분사하는 제1 노즐(300), 제1 노즐(300)과 이웃하여 선택된 고체 입자를 분사하는 제2 노즐(400)을 포함함으로써, 튜브형 열 교환기(10)를 세정하는 작업 환경에 따라 증기, 드라이아이스 펠렛, 얼음 알갱이, 샌드, 고압수 등을 선택하여 튜브형 열 교환기(10)를 용이하게 세정할 수 있다.

일 예로, 드라이아이스 펠렛을 이용해 튜브형 열 교환기(10)에 부착된 황산암모늄염이나 분진 또는 비산석고를 제거하는 원리는 다음과 같다. 드라이아이스 펠렛이 제2 노즐(400)을 통해 고속으로 분사되어 튜브형 열 교환기(10)의 표면에 충돌하면 드라이아이스 펠릿은 튜브형 열 교환기(10)에 부착된 황산암모늄염을 초저온(일 예로, 영하 78℃)으로 급속 동결시킨다. 동결된 황산암모늄염은 주변 온도 차이에 의해 수축되면서 수많은 균열을 일으킨다. 드라이아이스 펠릿은 이들 균열들을 통하여 황산암모늄염들 사이로 침투됨과 동시에 승화하면서 부피가 800배 이상 팽창하여 황산암모늄염만을 위로 들어 올리게 된다. 초저온으로 동결된 이물질들은 튜브형 열 교환기(10)의 표면에서 쉽게 분리되어 배출된다.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 실시예의 일 변형예에 따른 수트 블로워를 설명한다. 도 7은 본 실시예의 일 변형예에 따른 수트 블로워를 나타낸 도면이다. 도 8은 도 7에 도시된 수트 블로워의 작동 모양을 정면에서 나타낸 도면이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 일 변형예에 따른 수트 블로워(1000)는 변경된 제1 노즐(310)과 제2 노즐(410)을 포함한다. 변경된 제1 노즐(310)과 제2 노즐(410)은 세정제를 수직으로 분사하는 것이 아니라 일정 각도의 경사를 가지고 분사하는 구조이다. 보다 구체적으로 설명하자면, 본 변형예에 따른 제2 노즐(410)은 제1 노즐(310)에 대해 0°초과 180°이하의 범위의 각도를 가지도록 배치된다. 이는 열 교환기 튜브(T)가 도 2와 같이 일렬로 배치된 것이 아니고 도 7과 같이 복수의 서브 튜브(T1, T2)를 포함하여 지그재그로 배치되는 변형예에서, 세정효과를 높이기 위한 배치이다.

제1 노즐(310)과 제2 노즐(410)은 도 7에 도시된 것과 같이 동일한 길이를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 길이를 가져 길이에 따른 세정력의 제어 역시 가능하다.

도 8은 도 7에 수트블로워를 작동원리를 정면에서 나타낸 도면이다. 도 8에는 제1 노즐(310) 및 제2 노즐(410, 도 7 참조)이 미리 설정된 경사 각도로 회전하면서 열 교환기 튜브(T)의 표면을 세정하는 모습이 개략적으로 도시되어 있다. 이때, 도 8에는 정면에서 봤을 때 제1 노즐(310)에 가려져 보이지 않는 제2 노즐(410, 도 7 참조)의 도시가 생략되어 있다. 제1 노즐(310)과 제2 노즐(410)의 배치 관계는 도 7을 참조하기로 한다.

도 8에는 제 1 노즐(310) 및 도시되지는 않았으나 제 2 노즐(410, 도 7 참조)의 회전 범위가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 것과 같이, 제1 노즐(310) 및 제2 노즐(410)은 일정한 경사각도로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 좌우로 회전함으로써 열교환기 튜브(T)의 표면을 세정하는 면적을 최대한 확장시킬 수 있다. 따라서 열교환기 튜브(T)의 표면에 대한 세정력이 보다 향상될 수 있다. 도면에 도시된 것 이외에도 열 교환기(10) 및 열 교환기 튜브(T)의 배치에 따라 제1 노즐(310) 및 제2 노즐(410)의 배치 각도 및 수량은 얼마든지 다양하게 변형될 수 있다.

이때, 제1 노즐(310) 및 제2 노즐(410)을 통해 분사되는 세정제는 앞서 설명한 것과 같이 고온의 증기, 고압수, 드라이아이스 펠렛, 샌드 등이 동일한 노즐을 통하여 동시에 분사될 수 있으며, 이들을 혼합하여 제1 노즐(310)과 제2 노즐(410) 각각에서 함께 분사할 수 있다. 또한, 앞서 설명한 것과 같이 제1 노즐(310)은 증기를 분사하고, 제2 노즐(410)은 고체 입자를 분사하는 실시예도 가능하다.

이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 튜브형 열 교환기의 세정 방법을 설명한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 튜브형 열 교환기의 세정 방법은 튜브형 열 교환기(10)의 유로(11)의 유입구(11a)의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복 및 회전하는 수트 블로워(1000) 또는 그 변형예에 따른 수트 블로워(1000)를 이용해 수행할 수 있다.

우선, 유체(F)가 통과하는 유로(11) 상에서 열 교환을 수행하는 튜브형 열 교환기의 유로(11)의 유입구(11a)의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복 및 회전하는 수트 블로워(1000)를 이용하여 증기를 분사한다.

이때, 본 실시예에 따른 수트 블로워(1000)는 일 방향과 나란한 방향을 따라 배치되는 회전 축을 중심으로 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이, 본 실시예의 수트 블로워(1000)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 0°초과 180°이하의 범위까지 회전될 수 있으며, 일정한 시간 간격을 가지고 주기적으로 회전 방향이 전환될 수 있다.

이때, 증기를 분사하는 단계는, 유입구의 표면에 증기 온도 90℃ 내지 300℃, 압력 10 ㎏/㎠g 내지 50 ㎏/㎠g 으로 고온의 증기를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.

다음, 유입구(11a)의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복하는 수트 블로워(1000)를 이용하여 고체 입자를 분사한다.

구체적으로, 고체 입자를 분사하는 단계는 유입구의 표면에 0.5 ㎏/㎠g 내지 20 ㎏/㎠g의 압력으로 드라이아이스 펠렛을 분사하는 단계, 및 유입구의 표면에 0.5 ㎏/㎠g 내지 30 ㎏/㎠g의 압력으로 얼음 알갱이 또는 샌드를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 유입구의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복하는 수트 블로워(1000)를 이용하여 고압수를 분사할 수 있다.

이때, 상술한 유입구(11a)의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복하는 수트 블로워(1000)의 속도는 가변적일 수 있다.

수트 블로워에서 2가지 세정액을 동시에 분사하는 경우, 예를 들어 고온 증기와 드라이아이스 펠렛을 동시에 분사하는 경우, 가장 최적으로는 열소자에 고온 증기가 먼저 분사되고 드라이아이스 펠렛이 분사되야 세정 효과를 높일 수 있다. 이와 반대의 경우 세정효과가 감소할 수 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10: 튜브형 열 교환기
11: 유로
11a: 유입구
100: 랜스 튜브
200: 구동부
210: 왕복 구동 유닛
212: 슬라이딩 가이드부
214: 슬라이딩부
216: 연결부
220: 회전 구동 유닛
300: 제1 노즐
400: 제2 노즐
P: 오염물질
P`: 제거되는 오염물질
F: 유체
T: 열 교환기 튜브
T1, T2: 서브 튜브
cw: 시계 방향
ccw: 시계 반대 방향

Claims

유체가 통과하는 유로를 포함하며 상기 유로 상에 위치하는 튜브형 열 교환기를 세정하는 수트 블로워에 있어서,
상기 유로의 유입구의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복하는 일 단부를 포함하는 랜스 튜브;
상기 랜스 튜브와 연결되어 상기 랜스 튜브를 상기 일 방향으로 왕복시키는 왕복 구동 유닛 및 상기 랜스 튜브를 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전시키는 회전 구동 유닛을 포함하는 구동부;
상기 랜스 튜브의 상기 일 단부에 연결되어 상기 회전 구동 유닛에 의해 상기 랜스 튜브와 함께 회전되며, 상기 회전 구동 유닛에 의해 회전되면서 상기 유입구로 90℃ 내지 300℃의 증기를 상기 튜브형 열 교환기를 향해 분사하는 제1 노즐;
상기 제1 노즐과 이웃하여 상기 랜스 튜브의 일 단부에 연결되어 상기 회전 구동 유닛에 의해 상기 랜스 튜브와 함께 회전되며, 상기 회전 구동 유닛에 의해 회전되면서 상기 유입구로 상기 증기가 분사된 상기 튜브형 열 교환기를 향해, 드라이아이스 펠렛 또는 얼음 알갱이 중 하나 이상과 샌드가 혼합된 고체 입자를 분사하는 제2 노즐; 및
상기 구동부와 이웃하여 상기 랜스 튜브의 상기 일 단부를 감싸며, 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐을 노출하는 게이트를 포함하는 노즐 정비 챔버를 포함하고,
상기 제1 노즐은 상기 제2 노즐에 대해 0°초과 180°이하의 범위의 각도를 가지도록 배치되는 수트 블로워.
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제1항에서,
상기 회전 구동 유닛은 주기적으로 상기 랜스 튜브의 회전 방향을 전환시키는 수트 블로워.
제1항에서,
상기 회전 구동 유닛은 상기 랜스 튜브를 상기 시계 방향 또는 상기 반시계 방향으로 0°초과 180°이하의 범위까지 회전시키는 수트 블로워.
제1항에서,
상기 왕복 구동 유닛은,
상기 랜스 튜브 상에 위치하는 슬라이딩 가이드부;
상기 슬라이딩 가이드부를 따라 왕복 운동하는 슬라이딩부; 및
상기 슬라이딩부와 상기 랜스 튜브 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 수트 블로워.
제1항에서,
상기 랜스 튜브의 내부를 관통하며, 상기 제1 노즐과 연통하는 제1 튜브; 및
상기 랜스 튜브 내부를 관통하며, 상기 제2 노즐과 연통하는 제2 튜브를 더 포함하는 수트 블로워.
제6항에서,
상기 제1 튜브와 연결되며, 상기 제1 튜브로 상기 증기를 공급하는 증기 공급부; 및
상기 제2 튜브와 연결되며, 상기 제2 튜브로 상기 고체 입자를 공급하는 고체 입자 공급부를 더 포함하는 수트 블로워.
제7항에서,
상기 고체 입자 공급부는 복수의 서브 입자 공급부를 포함하며,
상기 복수의 서브 입자 공급부 각각은 서로 다른 고체 입자를 상기 제2 튜브로 공급하는 수트 블로워.
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제1항에서,
상기 제2 노즐은 상기 제1 노즐 대비 더 긴 수트 블로워.
제1항에서,
상기 제2 노즐은 상기 제1 노즐과 다른 형상인 수트 블로워.
제1항에서,
상기 제2 노즐과 이웃하여 상기 랜스 튜브의 최외곽부에 위치하며, 상기 제2 노즐 대비 더 긴 노즐 프로텍터를 더 포함하는 수트 블로워.
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유체가 유로 상에서 열 교환을 수행하는 튜브형 열 교환기를 세정하는 세정 방법에 있어서,
상기 유로의 유입구의 표면 상에서 일 방향을 따라 왕복 및 상기 일 방향과 나란한 회전 축을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향을 따라 회전하는 수트 블로워를 이용하여 상기 튜브형 열 교환기를 향해 90℃ 내지 300℃의 증기를 회전하면서 분사하는 단계; 및
상기 유입구의 표면 상에서 상기 일 방향을 따라 왕복 및 상기 일 방향과 나란한 회전 축을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향을 따라 회전하는 상기 수트 블로워를 이용하여, 상기 증기가 분사된 상기 튜브형 열 교환기를 향해, 드라이아이스 펠렛 또는 얼음 알갱이 중 하나 이상과 샌드가 혼합된 고체 입자를 회전하면서 분사하는 단계를 포함하고,
상기 증기를 분사하는 단계는,
상기 유입구의 표면에 10 ㎏/㎠g 내지 50 ㎏/㎠g 의 압력으로 고온의 증기를 분사하는 단계를 포함하며,
상기 고체 입자가 분사되는 단계는,
상기 유입구의 표면에 0.5 ㎏/㎠g 내지 20 ㎏/㎠g의 압력으로 상기 고체 입자를 분사하는 단계를 포함하는 튜브형 열 교환기의 세정 방법.
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제16항에서,
상기 유입구의 표면 상에서 상기 일 방향을 따라 왕복하는 상기 수트 블로워의 이동 속도는 가변적인 튜브형 열 교환기의 세정 방법.
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제16항에서,
상기 수트 블로워는 주기적으로 회전 방향이 전환되는 튜브형 열 교환기의 세정 방법.
제16항에서,
상기 수트 블로워는 복수의 노즐을 포함하며,
복수의 상기 노즐은 동일한 물질을 분사하는 튜브형 열 교환기의 세정 방법.
제16항에서,
상기 수트 블로워는 제1 노즐 및 제2 노즐을 포함하며,
상기 제1 노즐은 상기 수트 블로워와 함께 회전하면서 상기 증기를 분사하며,
상기 제2 노즐은 상기 수트 블로워와 함께 회전하면서 상기 고체 입자를 분사하는 튜브형 열 교환기의 세정 방법.