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KR102111366B1 - Probe and system for nondestructive testing of moisture separator and reheater tube - Google Patents

Probe and system for nondestructive testing of moisture separator and reheater tube Download PDF

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Publication number
KR102111366B1
KR102111366B1 KR1020190139533A KR20190139533A KR102111366B1 KR 102111366 B1 KR102111366 B1 KR 102111366B1 KR 1020190139533 A KR1020190139533 A KR 1020190139533A KR 20190139533 A KR20190139533 A KR 20190139533A KR 102111366 B1 KR102111366 B1 KR 102111366B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
heat transfer
probe
transfer tube
circuit
Prior art date
Application number
KR1020190139533A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이진이
이희종
도화식
Original Assignee
주식회사 이첸
조선대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 이첸, 조선대학교산학협력단 filed Critical 주식회사 이첸
Priority to KR1020190139533A priority Critical patent/KR102111366B1/en
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Publication of KR102111366B1 publication Critical patent/KR102111366B1/en

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Abstract

The present invention relates to a probe and a system for nondestructive inspection of a heat transfer tube of a moisture separator and reheater of a ferromagnetic material having a curved tube unit and a heat transfer fin. An objective of the present invention is to distinguish the position and shape of a defect by simultaneously measuring a leakage flux of a defect in a circumferential direction and an eddy current of a defect in an axial direction. According to an embodiment of the present invention, the probe for nondestructive inspection of a heat transfer tube of a moisture separator and reheater comprises: a housing having an outer diameter smaller than the inner diameter of a heat transfer tube to be inspected; a magnet inserted into the housing; a differential magnetic sensor which encloses a portion of an outer wall of the housing corresponding to the position of the inserted magnet, and is arranged to be circumferentially parallel with an inner wall of the heat transfer tube when inserted into the heat transfer tube; and an excitation coil enclosing the differential magnetic sensor.

Description

습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브 및 시스템 {Probe and system for nondestructive testing of moisture separator and reheater tube}Probe and system for nondestructive testing of moisture separator and reheater tube}

본 발명은 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전열핀과 관지지판에 의한 전자기장의 왜곡을 최소화하면서, 원주방향 결함의 누설자속과 축방향 결함의 와전류를 동시에 측정하여 지시하고, 이를 바탕으로 결함의 위치를 판별하며, 깊이를 평가할 수 있는 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a probe and a system for non-destructive inspection of a heat transfer tube of a moisture separation reheater, and more specifically, while minimizing distortion of an electromagnetic field by a heat transfer fin and a tube support plate, leakage flux of a circumferential defect and eddy current of an axial defect It relates to a probe and a system for non-destructive inspection of a moisture separation reheater tube that can measure and indicate simultaneously, determine the location of a defect based on this, and evaluate the depth.

원자력 발전소의 습분분리재열기(moisutre separator and reheater)는 고압 터빈을 거친 팽창된 증기의 습분을 분리하고 재가열하여 저압터빈에 공급하는 설비를 말한다. 습분분리재열기는 발전소의 출력 등에 영향을 주는 중요 설비 중 하나로, 습분분리재열기의 전열관은 고온, 고압 등의 운전 조건에서 상대적으로 고온 강도가 우수한 탄소강 또는 페라이트(ferrite)계열 스테인리스강 등의 강자성체로 제작된다.A moisutre separator and reheater in a nuclear power plant refers to a facility that separates and reheats the moisture of the expanded steam that has passed through a high-pressure turbine and supplies it to a low-pressure turbine. Moisture separator reheater is one of the important facilities that affect the power output of the power plant, and the heat transfer pipe of the moisture separator reheater is a ferromagnetic material such as carbon steel or ferrite-based stainless steel having excellent high temperature strength under operating conditions such as high temperature and high pressure. It is made of.

전열관은 탄소강 재질의 관지지판(tube support plate)에 의해 서로 일정한 간격을 유지한다. 그러나 습분분리재열기의 열 전달 과정에서 열교환 매질의 유동에 의하여 전열관과 관지지판이 접촉하게 되어 관지지판 아래의 전열관 부분은 결함에 매우 취약하다.The heat transfer tubes maintain a constant distance from each other by a carbon steel tube support plate. However, in the heat transfer process of the moisture separation reheater, the heat exchanger tube and the tube support plate are brought into contact by the flow of the heat exchange medium, and the heat pipe part under the tube support plate is very vulnerable to defect.

이와 같은 전열관의 결함은 습분분리재열기의 운전 중 침식, 진동에 의한 마모, 응력부식균열 등으로 인해 발생할 수 있으며, 발전소의 정상운전을 위해 전열관의 안전성 평가를 위해 주기적인 비파괴검사의 수행이 필요하다.Such defects in the heat pipe may occur due to erosion, vibration wear, stress corrosion cracking, etc. during operation of the moisture separation reheater, and periodic non-destructive testing is required to evaluate the safety of the heat pipe for normal operation of the power plant. Do.

전열관의 안전성을 검사하기 위한 방법으로 보빈형 와전류 비파괴검사법(eddy current testing)이 존재하나, 습분분리재열기의 전열관과 같이 강자성체로 구성된 전열관의 경우에는 표피 효과(skin effect)에 의해 와전류의 침투 깊이가 제한되어 결함 검출에 한계가 있다.  There is a bobbin-type eddy current testing method as a method for inspecting the safety of a heat transfer tube, but in the case of a heat transfer tube composed of a ferromagnetic material such as a heat transfer tube of a moisture separation reheater, the penetration depth of the eddy current due to a skin effect Is limited and there is a limit in detecting defects.

이를 극복하기 위해 원격장 와전류검사법(RFECT), 누설자속검사법(MFLT), 부분포화 와전류검사법(PSECT)이 제안되었으나 원격장 와전류검사법의 경우 곡선구간의 결함 검출이 곤란하고, 누설자속검사법의 경우 전열핀이 가공된 전열관에 대한 결함을 판별하기 어려우며, 부분포화 와전류검사법의 경우 강력한 외부자계를 입력해야 하므로 검사 장치의 구현이 어렵다는 문제점이 있다.To overcome this, the remote field eddy current test (RFECT), the leak magnetic flux test (MFLT), and the partially saturated eddy current test (PSECT) have been proposed. It is difficult to discriminate the defects on the heat-treated pipe, and in the case of the partial saturation eddy current inspection method, it is difficult to implement an inspection device because a strong external magnetic field must be input.

KRKR 11584111158411 B1B1

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 한 것으로, 직선구간과 곡선구간이 일체화되어 있는 복잡한 구조의 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a probe and a system for non-destructive inspection of a heat transfer tube tube of a moisture separator reheater having a complex structure in which a straight section and a curved section are integrated.

또한, 본 발명은 강자성체 재질이면서, 전열핀을 가지는 전열관이 관지지판을 통과하는 상태에서도 원주방향 결함의 누설자속과 축방향 결함의 와전류를 동시에 측정하여 결함의 위치, 형상을 판별할 수 있는 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is a ferromagnetic material, the moisture separation to determine the location and shape of the defect by simultaneously measuring the leakage magnetic flux of the circumferential defect and the eddy current of the axial defect even when the heat pipe having the heating pin passes through the tube support plate. It is an object of the present invention to provide a probe and a system for non-destructive inspection of the reheater tube.

본 발명의 목적들은 상술된 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브는 피검사체인 전열관의 내경보다 작은 외경을 가지는 하우징(housing); 상기 하우징 내부에 삽입되는 자석; 상기 삽입된 자석의 위치에 대응되는 하우징의 외벽의 일부분을 둘러싸고, 상기 전열관 내부에 삽입 시, 원주방향으로 상기 전열관의 내벽과 평행하도록 배열된 차동형 자기센서(magnetic sensor); 및 상기 차동형 자기센서를 둘러싸는 여자코일(excitation coil)을 포함할 수 있다.Probe for non-destructive inspection of the moisture separation reheater heat pipe tube according to an embodiment of the present invention includes a housing having an outer diameter smaller than the inner diameter of the heat pipe to be inspected; A magnet inserted into the housing; A differential magnetic sensor that surrounds a part of the outer wall of the housing corresponding to the position of the inserted magnet, and is arranged in a circumferential direction parallel to the inner wall of the heat pipe when inserted inside the heat pipe; And an excitation coil surrounding the differential magnetic sensor.

상기 자석의 축방향 길이는, 상기 전열관의 외부면으로부터 돌출된 복수 개의 전열핀들 사이 간격의 3배 이상일 수 있다.The axial length of the magnet may be 3 times or more of a gap between the plurality of heat transfer fins protruding from the outer surface of the heat transfer tube.

상기 프로브의 축방향 길이는 하기 수학식의 값보다 작을 수 있다.The axial length of the probe may be smaller than the value of the following equation.

Figure 112019112878225-pat00001
Figure 112019112878225-pat00001

Figure 112019112878225-pat00002
Figure 112019112878225-pat00002

여기서, L은 프로브의 축방향 길이, R은 전열관의 중심 곡률 반경, γ는 전열관 내벽의 반지름, d는 자석의 직경, t는 여자코일의 두께, h는 차동형 자기센서의 높이, α는 여유도를 의미한다.Here, L is the axial length of the probe, R is the radius of central curvature of the heat pipe, γ is the radius of the inner wall of the heat pipe, d is the diameter of the magnet, t is the thickness of the excitation coil, h is the height of the differential magnetic sensor, α is the margin Means

상기 차동형 자기센서는 상기 전열관의 외부면으로부터 돌출된 복수 개의 전열핀들 사이 간격의 정수 배에 해당하는 간격으로 서로 이격되어 차동형으로 연결될 수 있다.The differential magnetic sensors may be connected to each other by being spaced apart from each other at an interval corresponding to an integer multiple of the spacing between the plurality of heat transfer fins protruding from the outer surface of the heat pipe.

상기 여자코일의 폭은 상기 전열관의 외부면으로부터 돌출된 복수 개의 전열핀들 사이 간격의 3배 이상의 정수 배일 수 있다.The width of the excitation coil may be an integer multiple of 3 times or more of a gap between a plurality of heat transfer fins protruding from the outer surface of the heat transfer pipe.

상기 프로브는, 상기 하우징의 양단에 체결되는 한 쌍의 치구를 더 포함할 수 있다.The probe may further include a pair of jigs fastened to both ends of the housing.

본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템은 상기 프로브; 및 상기 프로브로부터 출력된 신호를 분기하고 디지털 신호로 변환하는 신호처리회로를 포함할 수 있다.Non-destructive testing system for the moisture separation reheater heat pipe tube according to an embodiment of the present invention includes the probe; And it may include a signal processing circuit for branching the signal output from the probe and converting it to a digital signal.

상기 신호처리회로는, 상기 차동형 자기센서로부터 출력된 신호를 증폭시키는 증폭회로; 상기 증폭회로로부터 출력된 신호를 제1 신호 및 제2 신호로 분기하는 제1 분기회로; 상기 제1 신호로부터 직류성분 신호를 추출하는 저대역 통과필터 및 상기 제2 신호로부터 교류성분 신호를 추출하는 고대역 통과필터; 상기 여자코일에 입력된 교류전류와 같은 위상을 가지는 제1 사각파와 상기 여자코일에 입력된 교류전류와 90도의 위상차를 가지는 제2 사각파를 출력하는 위상지연회로; 상기 고대역 통과필터를 통과한 신호를 제3 신호 및 제4 신호로 분기하는 제2 분기회로; 상기 제3 신호 및 제4 신호를 각각 상기 제1 사각파 및 제2 사각파와 곱하는 승산회로; 상기 승산회로를 통과한 각각의 신호를 적분하여 제1 아날로그신호와 제2 아날로그신호를 출력하는 적분회로; 및 상기 제1 아날로그신호, 제2 아날로그 신호 및 상기 저대역 통과필터를 통과한 제3 아날로그신호를 각각 제1 디지털신호, 제2 디지털신호 및 제3 디지털신호로 변환하는 디지털 변환회로를 포함할 수 있다.The signal processing circuit includes: an amplifying circuit for amplifying a signal output from the differential magnetic sensor; A first branch circuit for branching the signal output from the amplifying circuit into a first signal and a second signal; A low-pass filter for extracting a DC component signal from the first signal and a high-pass filter for extracting an AC component signal from the second signal; A phase delay circuit for outputting a first square wave having the same phase as the AC current input to the excitation coil and a second square wave having a phase difference of 90 degrees from the AC current input to the excitation coil; A second branch circuit for branching the signal passing through the high-pass filter into a third signal and a fourth signal; A multiplication circuit for multiplying the third signal and the fourth signal by the first square wave and the second square wave, respectively; An integrating circuit for integrating each signal passing through the multiplication circuit and outputting a first analog signal and a second analog signal; And a digital conversion circuit that converts the first analog signal, the second analog signal, and the third analog signal that has passed through the low-pass filter into first digital signals, second digital signals, and third digital signals, respectively. have.

상기 증폭회로는, 상기 차동형 자기센서로부터 출력된 신호를 교류 증폭할 수 있다.The amplification circuit may amplify a signal output from the differential magnetic sensor.

상기 제1 분기회로는, 상기 증폭회로로부터 출력된 신호를 서로 크기가 동일한 직류 신호, 제1 교류 신호 및 제2 교류 신호로 분기할 수 있다.The first branch circuit may branch signals output from the amplification circuit into DC signals having the same size as each other, first AC signals, and second AC signals.

상기 비파괴검사 시스템은, 상기 여자코일에 교류전류를 인가하는 교류전원; 및 상기 차동형 자기센서에 직류전류를 인가하는 센서전원을 더 포함할 수 있다.The non-destructive inspection system includes an AC power supply for applying an AC current to the excitation coil; And a sensor power supply for applying a DC current to the differential magnetic sensor.

상기 비파괴검사 시스템은, 상기 제1 디지털신호, 제2 디지털신호 및 제3 디지털신호를 저장하고, 상기 제1 디지털신호 및 제2 디지털신호를 이용하여 상기 교류성분 신호의 진폭과 위상차를 연산하는 중앙처리부; 및 상기 중앙처리부로부터 연산된 데이터를 이용하여 그래프를 생성하는 그래프 생성부를 더 포함할 수 있다.The non-destructive inspection system stores the first digital signal, the second digital signal, and the third digital signal, and calculates the amplitude and phase difference of the AC component signal using the first digital signal and the second digital signal. Processing unit; And it may further include a graph generating unit for generating a graph using the data calculated from the central processing unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브 및 시스템은 직선구간과 곡선구간이 일체화되어 있는 복잡한 구조의 습분분리재열관 전열관 튜브를 비파괴검사할 수 있다는 장점이 있다.The probe and system for non-destructive inspection of the moisture separation reheater heat pipe tube according to an embodiment of the present invention has the advantage of being capable of non-destructive inspection of the moisture separation reheat tube heat pipe tube of a complex structure in which a straight section and a curved section are integrated.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브 및 시스템은 전열핀을 가진 전열관의 경우에도 전열핀에 의한 전자기장의 왜곡을 최소화하면서 결함을 측정할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the probe and system for non-destructive inspection of the moisture separation reheater heat pipes according to an embodiment of the present invention have the advantage that defects can be measured while minimizing the distortion of the electromagnetic field caused by the heat transfer fins even in the case of heat pipes having heat transfer fins. have.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브 및 시스템은 전열관의 원주방향 결함과 축방향 결함을 하나의 프로브로 검출할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the probe and system for the non-destructive inspection of the moisture separation reheater heat pipe tube according to an embodiment of the present invention has an advantage that the circumferential defect and the axial defect of the heat pipe can be detected by one probe.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브 및 시스템은 전열관 결함의 위치, 형상, 깊이를 정량적으로 측정할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the probe and system for non-destructive inspection of the heat exchanger tube of the moisture separation reheater according to an embodiment of the present invention has an advantage of quantitatively measuring the position, shape, and depth of the heat exchanger defect.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브(probe)를 측면에서 바라본 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브가 전열관 내부에 삽입된 것을 간략히 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브가 전열관의 원주방향으로 유도전류를, 전열관의 축방향으로 자기장을 인가하는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브를 이용하여 전열관을 자화시키고, 자기센서를 통해 측정한

Figure 112019112878225-pat00003
의 분포를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템을 간략히 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리회로를 간략히 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템을 나타내는 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템의 그래프 생성부로부터 생성된, 결함에 따른 교류성분 신호의 실수 성분, 허수 성분, 진폭, 위상차를 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 8에서 #7~#13의 결함위치에서 교류성분 신호의 실수 성분 및 허수 성분 값의 변화를 그래프 생성부가 리사주 선도(lissajous curve)로 도시한 결과를 나타내는 그래프이다.1 is a side view of a probe for non-destructive inspection of a tube for heat transfer of a moisture separation reheater according to an embodiment of the present invention, as viewed from the side.
FIG. 2 is a diagram briefly showing that a probe for non-destructive inspection of a moisture separation reheater heat pipe tube according to an embodiment of the present invention is inserted into the heat pipe.
FIG. 3 is a diagram illustrating that a probe for non-destructive inspection of a moisture separation reheater heat pipe according to an embodiment of the present invention applies an induced current in the circumferential direction of the heat pipe and a magnetic field in the axial direction of the heat pipe.
FIG. 4 shows that the heat transfer tube is magnetized using a probe for non-destructive inspection of the heat exchanger tube of the moisture separation reheater according to an embodiment of the present invention, and measured through a magnetic sensor.
Figure 112019112878225-pat00003
It is a diagram showing the distribution of.
5 is a block diagram briefly showing a non-destructive inspection system for a moisture separation reheater heat pipe tube according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram briefly showing a signal processing circuit according to an embodiment of the present invention.
7 is an image showing a non-destructive inspection system for the heat exchanger tube of the moisture separation reheater according to another embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the real component, imaginary component, amplitude, and phase difference of an AC component signal according to a defect, generated from a graph generation unit of a moisture separation reheater heat pipe tube non-destructive inspection system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing a result of a graph generation unit showing a change in real and imaginary component values of an AC component signal at a defect location of # 7 to # 13 in FIG. 8 as a lisajous curve.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.Specific structural or functional descriptions with respect to the embodiments of the present invention disclosed in the present specification or the application are exemplified for the purpose of illustrating the embodiments according to the present invention, and the embodiments according to the present invention may be implemented in various forms. And may not be construed as limited to the embodiments described in this specification or application.

본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the embodiment according to the present invention can be modified in various ways and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiment according to the concept of the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 명세서에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 즉, 구성요소들을 상기 용어들에 의해 한정하고자 함이 아니다.In the present specification, terms such as first and / or second are used only to distinguish one component from another component. That is, it is not intended to limit the components by the terms.

본 명세서에서 '포함하다' 라는 표현으로 언급되는 구성요소, 특징, 및 단계는 해당 구성요소, 특징 및 단계가 존재함을 의미하며, 하나 이상의 다른 구성요소, 특징, 단계 및 이와 동등한 것을 배제하고자 함이 아니다.Elements, features, and steps referred to in the phrase 'include' in this specification mean that the elements, features, and steps exist, and are intended to exclude one or more other elements, features, steps, and the like. This is not.

본 명세서에서 단수형으로 특정되어 언급되지 아니하는 한, 복수의 형태를 포함한다. 즉, 본 명세서에서 언급된 구성요소 등은 하나 이상의 다른 구성요소 등의 존재나 추가를 의미할 수 있다.In this specification, unless otherwise specified in the singular form, the plural form is included. That is, the components and the like referred to herein may mean the presence or addition of one or more other components.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의하여 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다.Unless defined otherwise, all terms used in this specification, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains (ordinary skilled person). to be.

즉, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In other words, terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and are interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined herein. Does not work.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브(probe)를 측면에서 바라본 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브가 전열관 내부에 삽입된 것을 간략히 도시한 도면이다.1 is a side view of a probe for non-destructive inspection of a moisture separation reheater heat pipe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a non-destruction of a moisture separation reheater heat pipe tube according to an embodiment of the present invention It is a diagram briefly showing that a probe for inspection is inserted inside a heat transfer tube.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 튜브 전열관 비파괴검사를 위한 프로브(200)는 하우징(210), 자석(220), 차동형 자기센서(230), 여자코일(excitation coil)(240) 및 치구(250)를 포함할 수 있다. 또한, 전열관(10)은 전열관(10)의 외부면으로부터 돌출된 복수 개의 전열핀(11)을 포함할 수 있다.1 and 2, the probe 200 for non-destructive inspection of the moisture separation reheater tube heat pipe according to an embodiment of the present invention includes a housing 210, a magnet 220, a differential magnetic sensor 230, and an excitation coil (excitation coil) 240 and jig 250 may be included. In addition, the heat transfer pipe 10 may include a plurality of heat transfer fins (11) protruding from the outer surface of the heat transfer pipe (10).

전열관(10)은 전열관(10)의 외벽으로부터 돌출된 복수 개의 전열핀(11)을 포함할 수 있다. 전열핀(11)은 열 교환 매질의 열 전달 능력을 증가시키기 위하여 전열관(10)의 외벽에 위치할 수 있다. 전열핀(11)은 매질과의 단면적을 넓히기 위해, 전열관(10)의 외벽을 나선형으로 절삭하거나 소성 변형(plastic deformation)을 하여 제작할 수 있다. 전열관(10)을 절삭하여 가공한 경우, 전열핀(11)의 산과 골 부분에서 두께가 서로 다르게 되며, 소성 변형에 의해 제작한 전열핀의 경우에는 산과 골 부분에서 재질의 밀도가 서로 다르게 된다.The heat exchanger tube 10 may include a plurality of heat exchanger pins 11 protruding from the outer wall of the heat exchanger tube 10. The heat exchanger pin 11 may be located on the outer wall of the heat exchanger tube 10 to increase the heat transfer capacity of the heat exchange medium. In order to increase the cross-sectional area with the medium, the heat transfer fin 11 can be manufactured by spirally cutting the outer wall of the heat transfer tube 10 or performing plastic deformation. When the heat pipe 10 is cut and processed, the thickness of the heat-exchanging fins 11 is different from each other, and in the case of the heat-generating fins produced by plastic deformation, the density of the materials is different from the acid and the bones.

하우징(210)은 프로브(200)의 몸체 역할을 하며, 하우징(210) 내부에 자석(220), 차동형 자기센서(230) 등 전열관(10)을 자화시키고 자속밀도를 측정할 수 있는 프로브(200)의 핵심적인 구성요소가 삽입될 수 있다. 하우징(210)은 피검사체인 전열관(10)에 들어갈 수 있도록 전열관(10)의 내경보다 작은 외경을 가지는 배관 형태의 원통형으로 구성되고, 자기장에 영향 받지 않기 위하여 비금속 또는 비자성체로 구성되는 것이 바람직하다.The housing 210 serves as a body of the probe 200, and a probe 200 capable of magnetizing the heat transfer tube 10 such as a magnet 220 and a differential magnetic sensor 230 inside the housing 210 and measuring magnetic flux density ) Core components can be inserted. The housing 210 is composed of a cylindrical shape of a pipe having an outer diameter smaller than the inner diameter of the heat transfer pipe 10 so as to enter the heat pipe 10 to be inspected, and is preferably made of a non-metal or non-magnetic material so as not to be affected by the magnetic field. Do.

자석(220)은 프로브(200)의 내측에 위치하여 전열관(10)을 축방향으로 자화시킬 수 있다. 자석(200)은 하우징(210) 내에 삽입되고 균일한 자계를 형성할 수 있도록 원통형으로 구성되는 것이 바람직하다.The magnet 220 is located inside the probe 200 to magnetize the heat transfer tube 10 in the axial direction. The magnet 200 is preferably inserted into the housing 210 and configured in a cylindrical shape to form a uniform magnetic field.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브가 전열관의 원주방향으로 유도전류를, 전열관의 축방향으로 자기장을 인가하는 것을 도시한 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating that a probe for non-destructive inspection of a moisture separation reheater heat pipe according to an embodiment of the present invention applies an induced current in the circumferential direction of the heat pipe and a magnetic field in the axial direction of the heat pipe.

도 3을 참조하면, 자석(220)이 전열관(10)의 축방향(z-방향)으로 자기장을 인가하는 것을 확인할 수 있다. 전열관(10)의 원주방향(Φ-방향)으로 유도전류가 유도되는 것은 여자코일(240)에 교류전류가 인가되기 때문인데 이에 대한 내용은 후술하기로 한다.Referring to FIG. 3, it can be confirmed that the magnet 220 applies a magnetic field in the axial direction (z-direction) of the heat transfer tube 10. The induced current is induced in the circumferential direction (Φ-direction) of the heat exchanger tube 10 because an AC current is applied to the excitation coil 240, which will be described later.

자석(220)이 전열관(10)을 축방향으로 자화하면 원주방향(Φ-방향) 결함과 전열핀(11)으로부터 직류성분 자속밀도분포의 변화가 발생하고 이를 차동형 자기센서(230)가 감지하여 신호를 출력할 수 있다. 자석(220)에 의한 자기장은 전열핀(11)의 산과 골에 집속하게 된다. 여기서, 전열관(10)은 전자기장을 막아주는 역할을 하므로 전열관(10)을 지지하는 관지지판(tube support plate; TSP)까지 자기장이 도달하지 못하도록 한다.When the magnet 220 magnetizes the heat transfer tube 10 in the axial direction, a circumferential (Φ-direction) defect and a change in the magnetic flux density distribution of the DC component from the heat transfer pin 11 occur, and the differential magnetic sensor 230 detects this You can output a signal. The magnetic field by the magnet 220 is focused on the mountains and valleys of the heat transfer fin 11. Here, the heat transfer pipe 10 serves to block the electromagnetic field, so that the magnetic field does not reach the tube support plate (TSP) supporting the heat transfer pipe 10.

일 실시예에서, 자석(220)의 축방향 길이는 전열핀(11)들 사이 간격의 3배 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 전열관(10)이 자화되는 경우, 전열핀(11)의 골 또는 산에는 에지 효과(edge effect)로 인해 N극과 S극이 교차로 발생하게 된다. 발생하는 자극의 편차를 작게 하기 위해서는 자석(220)의 축방향 길이가 전열핀(11) 들의 사이 간격의 3배 이상이 되는 것이 바람직하다.In one embodiment, it is preferable that the axial length of the magnet 220 is equal to or greater than three times the spacing between the heat transfer fins 11. When the heat exchanger tube 10 is magnetized, an N-pole and an S-pole are generated at an intersection due to an edge effect in the bone or acid of the heat-transfer fin 11. In order to reduce the deviation of the generated stimulus, it is preferable that the axial length of the magnet 220 is more than three times the interval between the heat transfer fins 11.

차동형 자기센서(magnetic sensor)(230)는 삽입된 자석(220)의 위치에 대응되는 하우징(210) 외벽의 일부분을 둘러싸고, 전열관(10) 내부에 삽입 시, 원주방향으로 전열관(10)의 내벽과 평행하도록 배열될 수 있다. 차동형 자기센서(230)는 서로 이격된 자기센서가 차동형으로 연결되는 것이 바람직하다. The differential magnetic sensor 230 surrounds a portion of the outer wall of the housing 210 corresponding to the position of the inserted magnet 220, and when inserted inside the heat transfer tube 10, the inner wall of the heat transfer tube 10 in the circumferential direction And parallel. In the differential magnetic sensor 230, it is preferable that magnetic sensors spaced apart from each other are connected in a differential manner.

일 실시예에서, 차동형 자기센서(230)는 전열핀(11)들 사이 간격의 정수 배에 해당하는 간격으로 서로 이격되어 차동형으로 연결될 수 있다. 전열핀(11)의 산과 골에서는 각각 서로 다른 세기의 자기장이 발생하나 전열핀(11)의 산과 산 또는 골과 골 사이에서는 전자기장의 왜곡이 거의 동일하다. 따라서, 전열핀(11) 간격의 정수 배에 해당하는 거리만큼 한 쌍의 자기센서(230)를 서로 이격되게 설치하는 경우, 첫번째 센서에서 측정된 자기장의 세기로부터 두번째 센서에서 측정된 자기장의 세기를 빼주면, 전열핀(11)의 산과 골에서 나오는 각각의 바이어스(bias) 자속밀도, 즉, 자기장의 세기가 상쇄될 수 있다. 또한, 전열관(10)의 일부 영역에서 전열핀(11)이 소실되었거나, 결함이 발생한 영역을 지날 때 자기센서(230)의 출력이 최대화될 수 있는 바, 자기센서(230)를 차동형으로 연결하는 것이 바람직하다.In one embodiment, the differential magnetic sensors 230 may be connected to each other by being spaced apart from each other at an interval corresponding to an integer multiple of the interval between the heat transfer fins 11. Although the magnetic fields of different strengths are generated in the mountains and valleys of the heat transfer fins 11, the distortion of the electromagnetic field is almost the same between the mountains and valleys of the heat transfer fins 11 or the valleys and valleys. Accordingly, when a pair of magnetic sensors 230 are spaced apart from each other by a distance corresponding to an integer multiple of the interval between the heat transfer fins 11, the intensity of the magnetic field measured at the second sensor is measured from the intensity of the magnetic field measured at the first sensor. If subtracted, the bias magnetic flux density, that is, the strength of the magnetic field, coming from the acid and the valley of the heat transfer fin 11 may be canceled. In addition, in some regions of the heat transfer pipe 10, when the heat transfer fins 11 are lost or when a defect occurs, the output of the magnetic sensor 230 can be maximized, so that the magnetic sensor 230 is differentially connected. It is preferred.

또한, 자석(220)이 축방향(z-방향)으로 자기장을 인가하므로, 전열관(10)에 결함이 없을 경우, 자속밀도의 반지름 방향 성분(r-방향,

Figure 112019112878225-pat00004
)이 최소화되고, 결함이 있을 경우,
Figure 112019112878225-pat00005
이 최대화되는 바, 차동형 자기센서(230)는 반지름 방향(도 3의 r-방향)의 자기 감도를 가지는 것이 바람직하다.In addition, since the magnet 220 applies a magnetic field in the axial direction (z-direction), when there is no defect in the heat transfer tube 10, the radial component of the magnetic flux density (r-direction,
Figure 112019112878225-pat00004
) Is minimized, and if there is a defect,
Figure 112019112878225-pat00005
As it is maximized, the differential magnetic sensor 230 preferably has a magnetic sensitivity in a radial direction (r-direction in FIG. 3).

결함의 방향이 원주방향(도 3의 Φ-방향)인 경우, 자석(220)에 의해 발생한 직류성분의 자속밀도(

Figure 112019112878225-pat00006
)가 최대가 된다. 따라서, 이 경우 차동형 자기센서(230)에 의해 출력되는 직류성분 신호(
Figure 112019112878225-pat00007
) 또한 최대가 될 것이다. When the defect direction is the circumferential direction (Φ-direction in FIG. 3), the magnetic flux density of the DC component generated by the magnet 220 (
Figure 112019112878225-pat00006
) Becomes the maximum. Therefore, in this case, the DC component signal output by the differential magnetic sensor 230 (
Figure 112019112878225-pat00007
) Will also be the maximum.

여자코일(excitation coil)(240)은 차동형 자기센서(230)를 둘러싸고, 교류전류가 인가되어 전열관(10)의 원주방향으로 유도전류를 인가할 수 있다.The excitation coil 240 surrounds the differential magnetic sensor 230, and an AC current is applied to apply an induced current in the circumferential direction of the heat transfer tube 10.

일 실시예에 있어서, 여자코일(240)의 폭이 전열핀(11)들 사이 간격의 3배 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 축방향의 교번하는 자계가 전열핀(11)의 골 또는 산에 N극과 S극의 자기장이 교차하면서 발생하게 된다. 이때 발생하는 자극의 편차를 작게 하기 위해서는 여자코일(240)의 폭이 전열핀(11)들 사이 간격의 3배 이상이 되는 것이 바람직하다. In one embodiment, it is preferable to make the width of the excitation coil 240 more than three times the spacing between the heat transfer fins 11. An alternating magnetic field in the axial direction is generated when the magnetic fields of the N pole and the S pole cross the bones or mountains of the heat transfer fin 11. In order to reduce the deviation of the stimulus generated at this time, it is preferable that the width of the excitation coil 240 is at least three times the interval between the heat transfer fins 11.

한편, 여자코일(240)에 의한 원주방향의 유도전류는 결함의 방향이 축방향(z-방향)일 때 최대로 왜곡되며, 유도전류의 왜곡은 반지름 방향(r-방향)의 교번하는 자속밀도의 변화를 유발하게 된다. 따라서, 결함의 방향이 축방향일 때, 교류성분의 시변자속밀도(

Figure 112019112878225-pat00008
)가 최대가 된다. 이로 인해 차동형 자기센서(230)에 의해 출력되는 교류성분 신호(
Figure 112019112878225-pat00009
) 또한 최대가 될 것이다.On the other hand, the induced current in the circumferential direction by the excitation coil 240 is distorted to the maximum when the direction of the defect is in the axial direction (z-direction), and the distortion of the induced current is alternating magnetic flux density in the radial direction (r-direction). Causes a change. Therefore, when the defect direction is axial, the time-varying magnetic flux density of the AC component (
Figure 112019112878225-pat00008
) Becomes the maximum. Due to this, the AC component signal output by the differential magnetic sensor 230 (
Figure 112019112878225-pat00009
) Will also be the maximum.

자석(220) 및 여자코일(240)과 중첩되는 부분의 전열관(10) 부분에 결함이 존재하는 경우, 결함의 방향에 관계없이 직류성분의 누설자속밀도(

Figure 112019112878225-pat00010
)와 교류성분의 시변자속밀도(
Figure 112019112878225-pat00011
)가 중첩된 신호가 차동형 자기센서(230)에 의하여 출력될 수 있다. When a defect is present in a portion of the heat transfer tube 10 of the portion overlapping the magnet 220 and the excitation coil 240, the leakage magnetic flux density of the DC component regardless of the direction of the defect (
Figure 112019112878225-pat00010
) And the time-varying magnetic flux density of the AC component (
Figure 112019112878225-pat00011
) Overlapped signal may be output by the differential magnetic sensor 230.

직류성분의 누설자속밀도와 교류성분의 시변자속밀도의 분포는 결함의 형태에 따라 변화하게 되며, 이를 차동형 자기센서(230)를 통해 측정함으로써 결함의 형태 및 방향을 측정할 수 있는 것이다. 예컨대, 원주방향의 결함의 경우에는 직류성분의 누설자속밀도 변화에 따른 출력 신호(

Figure 112019112878225-pat00012
)가 최대가 될 것이며, 축방향의 결함의 경우에는 교류성분의 시변자속밀도 변화에 따른 출력 신호(
Figure 112019112878225-pat00013
)가 최대가 될 것이다. 원주방향 및 축방향 결함이 중첩된 결함의 경우에는 출력 신호
Figure 112019112878225-pat00014
,
Figure 112019112878225-pat00015
가 중첩된 신호가 출력되는 바, 이를 분석하여 결함의 형상을 측정할 수 있다.The distribution of the leakage magnetic flux density of the DC component and the time-varying magnetic flux density of the AC component varies depending on the shape of the defect, and the shape and direction of the defect can be measured by measuring this through the differential magnetic sensor 230. For example, in the case of a defect in the circumferential direction, an output signal according to a change in the leakage magnetic flux density of the DC component (
Figure 112019112878225-pat00012
) Will be the maximum, and in the case of an axial defect, the output signal according to the change in the time-varying flux density of the AC component (
Figure 112019112878225-pat00013
) Will be the maximum. Output signal in case of defects with overlapping circumferential and axial defects
Figure 112019112878225-pat00014
,
Figure 112019112878225-pat00015
Since the superimposed signal is output, the shape of the defect can be measured by analyzing it.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 비파괴검사를 위한 프로브를 이용하여 전열관을 자화시키고, 차동형 자기센서를 통해 측정한

Figure 112019112878225-pat00016
의 분포를 나타내는 도면이다. 여기서, 그래프의 종축인 좌측 사선은 각도, 즉, 원주방향으로 배열된 차동형 자기센서(230)의 위치를 나타내고, 그래프의 횡축인 우측 사선은 거리, 즉, 전열관(10)에서의 위치를 나타낸다. 또한, FBH는 평저공 결함(flat bottomed hole)을 의미하고, OD 및 ID는 각각 외측 결함 및 내측 결함을 의미하며, 그래프의 높낮이는 각 좌표에서 측정된
Figure 112019112878225-pat00017
값을 나타낸다.FIG. 4 is a magnetization of the heat pipe using a probe for non-destructive inspection of the heat pipe of the moisture separation reheater according to an embodiment of the present invention, and measured through a differential magnetic sensor.
Figure 112019112878225-pat00016
It is a diagram showing the distribution of. Here, the left diagonal line, which is the vertical axis of the graph, represents an angle, that is, the position of the differential magnetic sensor 230 arranged in the circumferential direction, and the right diagonal line, which is the horizontal axis of the graph, represents the distance, that is, the position in the heat transfer tube 10. In addition, FBH means flat bottomed hole, OD and ID mean outer defect and inner defect, respectively, and the height of the graph is measured at each coordinate.
Figure 112019112878225-pat00017
Value.

도 4를 참조하면, 결함의 위치 및 깊이에 따라

Figure 112019112878225-pat00018
의 분포가 다르게 측정되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 그래프는 최종적으로 그래프 생성부에 의해 생성되는데 이에 대한 내용은 후술하기로 한다.4, according to the location and depth of the defect
Figure 112019112878225-pat00018
It can be seen that the distribution of is measured differently. These graphs are finally generated by the graph generator, which will be described later.

또한, 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브(200)의 축방향 길이는 하기 수학식 1보다 작은 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the axial length of the probe 200 for non-destructive inspection of the moisture separation reheater heat pipe tube is smaller than Equation 1 below.

Figure 112019112878225-pat00019
Figure 112019112878225-pat00019

Figure 112019112878225-pat00020
Figure 112019112878225-pat00020

여기서, L은 프로브의 축방향 길이, R은 전열관의 중심 곡률 반경, γ는 전열관 내벽의 반지름, d는 자석의 직경, t는 여자코일의 두께, h는 차동형 자기센서의 높이, α는 여유도(프로브의 외경과 전열관 내경과의 간격; lift-off)를 의미한다. Here, L is the axial length of the probe, R is the radius of central curvature of the heat pipe, γ is the radius of the inner wall of the heat pipe, d is the diameter of the magnet, t is the thickness of the excitation coil, h is the height of the differential magnetic sensor, α is the margin (Gap between the outer diameter of the probe and the inner diameter of the heat pipe; lift-off).

여유도가 작을수록 차동형 자기센서(230)의 출력이 커지며, 여유도가 클수록 차동형 자기센서(230)의 마모가 심해진다.The smaller the margin, the greater the output of the differential magnetic sensor 230, and the larger the margin, the greater the wear of the differential magnetic sensor 230.

프로브(200)의 축방향 길이(L)가 상기 수학식 1보다 작아야 곡선으로 이루어진 전열관(10) 내부에서도 결함의 측정이 가능하므로 복잡한 구조의 전열관에서 결함 측정을 위해서는 상기 수학식 1 조건을 만족하는 것이 바람직하다.When the axial length L of the probe 200 is smaller than Equation 1, defects can be measured even inside the heat transfer tube 10 formed of a curve, so that the condition of Equation 1 is satisfied in order to measure defects in a heat transfer tube having a complicated structure. It is preferred.

또한, 전열핀(11)의 산과 산 간의 간격이 일반적으로 1mm 내외인 바, 차동형 자기센서(230)가 4개 내지 5개의 산의 거리만큼 이격된 위치에 연결되더라도, 5mm 내외의 센서 폭이 되므로 종래 기술에 비해 길이가 짧아져 곡관부의 검사가 가능해진다.In addition, since the distance between the acid of the heat transfer pin 11 and the mountain is generally about 1 mm, even if the differential magnetic sensor 230 is connected to a position spaced apart by a distance of 4 to 5 mountains, the sensor width is about 5 mm. The length is shorter than that of the prior art, and inspection of the curved portion is possible.

치구(250)는 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 하우징(210)의 양단에 체결되어 자석(220), 차동형 자기센서(230) 및 여자코일(240)을 전열관(10)의 중심에서 내벽과 평행하도록 위치시키는 고정 역할을 수행할 수 있다. 비오-사바르(Biot-Savart) 법칙에 의하면 전류에 의한 자기장의 크기는 거리의 제곱에 반비례하게 된다. 또한, 자석에 의한 자화도 비오-사바르 법칙이 적용될 수 있다. 따라서, 자석(220)과 여자코일(240)이 전열관(10)의 중심에서 벗어나거나 평행하지 않는 경우, 전열관(10)에 도달하는 자기장의 크기가 불균일해질 수 있다. 치구(250)를 하우징(210)의 양단에 체결하여 자석(220), 차동형 자기센서(230), 여자코일(240)을 고정시킴으로써 자석(220)에 의한 전열관(10)의 자화와 여자코일(240)에 흐르는 전류에 의한 자기장을 균일하게 할 수 있는 것이다.Jig 250 may be composed of a pair, fastened to both ends of the housing 210, the magnet 220, the differential magnetic sensor 230 and the excitation coil 240 parallel to the inner wall from the center of the heat pipe (10) It can play a fixed role of positioning. According to the Biot-Savart law, the magnitude of a magnetic field due to electric current is inversely proportional to the square of the distance. In addition, the magnetization by a magnet may also be applied to the Bio-Savar law. Accordingly, when the magnet 220 and the excitation coil 240 are not deviated from or parallel to the center of the heat exchanger tube 10, the size of the magnetic field reaching the heat exchanger tube 10 may be uneven. Magnetization and excitation coil of heat transfer tube 10 by magnet 220 by fixing jig 250 at both ends of housing 210 to fix magnet 220, differential magnetic sensor 230, and excitation coil 240 It is possible to make the magnetic field by the current flowing in 240) uniform.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템을 간략히 도시한 블록도이다.5 is a block diagram briefly showing a non-destructive inspection system for a moisture separation reheater heat pipe tube according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템(20)은 상기 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브(200) 및 신호처리회로(300)를 포함할 수 있다. Referring to Figure 5, the moisture separation reheater heat pipe tube non-destructive inspection system 20 according to an embodiment of the present invention is a probe 200 and signal processing circuit 300 for the moisture separation reheater heat pipe tube non-destructive inspection It can contain.

신호처리회로(300)는 프로브(200)의 차동형 자기센서(230)로부터 출력된 신호를 분기하고 디지털 신호로 변환하는 역할을 수행한다.The signal processing circuit 300 serves to branch the signal output from the differential magnetic sensor 230 of the probe 200 and convert it into a digital signal.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리회로를 간략히 도시한 블록도이다.6 is a block diagram briefly showing a signal processing circuit according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 일 실시예에 있어서, 신호처리회로(300)는 증폭회로(310), 제1 분기회로(320), 저대역 통과필터(330), 고대역 통과필터(340), 위상지연회로(350), 제2 분기회로(360), 승산회로(370), 적분회로(380) 및 디지털 변환회로(390)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, in one embodiment, the signal processing circuit 300 includes an amplifying circuit 310, a first branch circuit 320, a low-pass filter 330, a high-pass filter 340, and a phase It may include a delay circuit 350, a second branch circuit 360, a multiplication circuit 370, an integration circuit 380 and a digital conversion circuit (390).

증폭회로(310)는 차동형 자기센서(230)로부터 출력된 신호를 입력받고 이를 증폭시키는 역할을 수행한다. The amplifying circuit 310 receives a signal output from the differential magnetic sensor 230 and amplifies the signal.

일 실시예에 있어서, 증폭회로(310)는 차동형 자기센서(230)의 출력 신호를 교류 증폭하는 것이 바람직하다. 전열관(10)은 좁고 긴 형태를 띄며 출력 신호를 전달하기 위해서는 가늘고 긴 신호선이 필요하나, 신호선이 가늘고 긴 경우 저항이 커지게 되어 신호의 감쇄를 유발한다. 따라서, 신호의 감쇄를 보완하고 직류성분과 교류성분이 중첩되어 있는 출력 신호를 측정하기 위해서는 출력 신호를 교류 증폭하는 것이 바람직하다.In one embodiment, the amplifying circuit 310 is preferably AC amplifying the output signal of the differential magnetic sensor 230. The heat pipe 10 has a narrow and long shape, and an elongated signal line is required to transmit an output signal, but when the signal line is elongated, the resistance increases, causing signal attenuation. Therefore, it is preferable to amplify the output signal by alternating current to compensate for the attenuation of the signal and measure the output signal in which the DC component and the AC component overlap.

제1 분기회로(320)는 증폭회로(310)로부터 증폭된 출력신호를 직류성분 및 교류성분 신호를 추출하기 위한 목적으로 분기할 수 있다. 제1 분기회로(320)는

Figure 112019112878225-pat00021
,
Figure 112019112878225-pat00022
신호를 포함하고 있는 증폭된 출력신호를 균등하게 제1 신호 및 제2 신호로 분기할 수 있다. 제1 분기회로(320)로부터 분기된 신호가 저대역 통과필터(330) 및 고대역 통과필터(340)를 통과함으로써 증폭된 출력신호가 직류성분 신호 및 교류성분 신호로 분기될 수 있다. The first branch circuit 320 may branch the output signal amplified from the amplification circuit 310 for the purpose of extracting DC components and AC component signals. The first branch circuit 320
Figure 112019112878225-pat00021
,
Figure 112019112878225-pat00022
The amplified output signal including the signal may be equally branched into the first signal and the second signal. The signal branched from the first branch circuit 320 passes through the low-pass filter 330 and the high-pass filter 340 so that the amplified output signal can be branched into a DC component signal and an AC component signal.

일 실시예에 있어서, 제1 분기회로(320)는 증폭된 출력신호를 서로 크기가 동일한 직류신호, 제1 교류신호, 제2 교류신호로 분기할 수 있다. 추후, 교류성분 신호의 위상차를 연산할 때 분기된 교류성분 신호의 진폭이 서로 크기가 같아야 한다. 이때, 제1 분기회로(320)에서 동일한 크기의 신호를 분기하게 되면 별도의 증폭회로 없이 위상차 연산을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 제1 분기회로(320)로부터 분기된 신호의 1/3은 직류성분(

Figure 112019112878225-pat00023
)을 추출하기 위한 신호가 되고, 2/3은 교류성분(
Figure 112019112878225-pat00024
)을 추출하기 위한 신호가 되도록 분기하는 것이 바람직하다. In one embodiment, the first branch circuit 320 may branch the amplified output signals into DC signals having the same size as each other, first AC signals, and second AC signals. Subsequently, when calculating the phase difference of the AC component signals, the amplitudes of the branched AC component signals should be the same as each other. At this time, when the first branch circuit 320 branches the signal of the same size, there is an advantage that the phase difference operation can be performed without a separate amplifier circuit. Therefore, 1/3 of the signal branched from the first branch circuit 320 is a DC component (
Figure 112019112878225-pat00023
), And 2/3 is the AC component (
Figure 112019112878225-pat00024
It is desirable to branch to become a signal for extracting).

저대역 통과필터(330)는 제1 분기회로(320)로부터 하나의 분기된 신호를 받아 직류성분의 누설자속밀도에 변화에 따른 직류성분 신호(

Figure 112019112878225-pat00025
)를 추출할 수 있다. 따라서, 저대역 통과필터(330)를 통과한 신호는 원주방향의 결함을 검출하는 데 활용될 수 있다.The low-pass filter 330 receives one branched signal from the first branch circuit 320 and the DC component signal according to the change in the leakage magnetic flux density of the DC component (
Figure 112019112878225-pat00025
) Can be extracted. Therefore, the signal that has passed through the low-pass filter 330 can be used to detect defects in the circumferential direction.

고대역 통과필터(340)는 제1 분기회로(320)로부터 분기된 다른 하나의 신호를 받아 교류성분의 시변자속밀도 변화에 따른 교류성분 신호(

Figure 112019112878225-pat00026
)를 추출할 수 있다. 따라서, 고대역 통과필터(340)를 통과한 신호는 축방향의 결함을 검출하는 데 활용될 수 있다.The high-pass filter 340 receives another signal branched from the first branch circuit 320, and the AC component signal according to the change in the time-varying flux density of the AC component (
Figure 112019112878225-pat00026
) Can be extracted. Therefore, the signal that has passed through the high-pass filter 340 can be utilized to detect axial defects.

위상지연회로(350)는 여자코일(240)에 입력되는 교류전류와 같은 위상을 가지는 제1 사각파와 상기 교류전류와 90도의 위상차를 가지는 제2 사각파를 출력할 수 있다. 출력된 제1 사각파 및 제2 사각파는 제2 분기회로(360)에서 분기된 교류성분 신호에 각각 곱해짐으로써 교류성분 신호를 실수 성분과 허수 성분으로 나눌 수 있다.The phase delay circuit 350 may output a first square wave having a phase equal to an AC current input to the excitation coil 240 and a second square wave having a phase difference of 90 degrees from the AC current. The output first and second square waves are multiplied by the AC component signals branched from the second branch circuit 360, so that the AC component signals can be divided into real components and imaginary components.

제2 분기회로(360)는 고대역 통과필터(340)를 통과하여 추출된 교류성분 신호(

Figure 112019112878225-pat00027
)를 크기가 같은 두 개의 신호인 제3 신호 및 제4 신호로 분기할 수 있다. 제2 분기회로(360)에서 분기된 교류성분 신호인 제3 신호 및 제4 신호는 위상지연회로(350)에서 출력된 제1 사각파 및 제2 사각파와 각각 곱해짐으로써 교류성분 신호가 실수 성분 및 허수 성분으로 분기될 수 있다. The second branch circuit 360 is an AC component signal extracted through the high-pass filter 340 (
Figure 112019112878225-pat00027
) May be split into two signals having the same size, the third signal and the fourth signal. The third and fourth signals, which are AC component signals branched from the second branch circuit 360, are multiplied by the first square wave and the second square wave output from the phase delay circuit 350, respectively, so that the AC component signal is a real component. And imaginary components.

승산회로(370)는 제2 분기회로(360)에서 분기된 신호인 제3 신호 및 제4 신호를 위상지연회로(350)에서 출력한 제1 사각파 및 제2 사각파와 곱하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 일 실시예에 있어서, 제3 신호는 제1 사각파, 제4 신호는 제2 사각파와 곱해질 수 있다. 신호가 승산회로(370)를 통과함으로써 교류성분 신호가 실수 성분 및 허수 성분으로 분기될 수 있다. The multiplication circuit 370 may perform a function of multiplying the third and fourth signals, which are signals branched from the second branch circuit 360, with the first square wave and the second square wave output from the phase delay circuit 350. have. That is, in one embodiment, the third signal may be multiplied by the first square wave and the fourth signal by the second square wave. As the signal passes through the multiplication circuit 370, the AC component signal can be divided into real components and imaginary components.

여기서, 교류성분 신호는 여자코일(240)에 입력된 교류전류와 동일한 위상을 가지는 신호 및 여자코일(240)에 입력된 교류전류와 90도의 위상차를 가지는 신호로 분기될 수 있다. 즉, 교류성분 신호를 교류성분 신호의 실수 성분인

Figure 112019112878225-pat00028
와 허수 성분인
Figure 112019112878225-pat00029
로 분기할 수 있다.Here, the AC component signal may be branched into a signal having the same phase as the AC current input to the excitation coil 240 and a signal having a phase difference of 90 degrees from the AC current input to the excitation coil 240. That is, the AC component signal is a real component of the AC component signal.
Figure 112019112878225-pat00028
And imaginary ingredients
Figure 112019112878225-pat00029
You can branch to

분기된 교류성분 신호의 실수 성분과 허수 성분은 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.The real component and the imaginary component of the branched AC component signal can be expressed by Equation 2 below.

Figure 112019112878225-pat00030
Figure 112019112878225-pat00030

Figure 112019112878225-pat00031
Figure 112019112878225-pat00031

여기서 Z는 진폭, Ψ는 위상차를 나타내며, 진폭과 위상차는 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.Here, Z is the amplitude, Ψ is the phase difference, and the amplitude and the phase difference can be expressed as Equation 3 below.

Figure 112019112878225-pat00032
Figure 112019112878225-pat00032

Figure 112019112878225-pat00033
Figure 112019112878225-pat00033

여기서 Φ는 각도(원주방향으로 배열된 자기센서의 위치), z는 전열관에서의 거리(위치)를 의미한다.Here, Φ is the angle (the position of the magnetic sensors arranged in the circumferential direction), and z is the distance (position) from the heat pipe.

이와 같이, 실수 성분 및 허수 성분으로 분기된 신호를 바탕으로 교류성분 신호의 진폭과 위상차를 연산할 수 있다. 여기서, 위상차는

Figure 112019112878225-pat00034
,
Figure 112019112878225-pat00035
의 크기가 동일한 것을 전제로 하므로 분기된 실수 성분 및 허수 성분 신호는 동일한 크기를 갖는 것이 바람직하다.As described above, the amplitude and phase difference of the AC component signal can be calculated based on the signal branched into the real component and the imaginary component. Where the phase difference is
Figure 112019112878225-pat00034
,
Figure 112019112878225-pat00035
Since it is assumed that the magnitudes of are the same, it is preferable that the branched real component and imaginary component signals have the same magnitude.

적분회로(380)는 승산회로(370)에서 출력된 신호를 적분하여 최종적으로 직류신호를 출력하는 역할을 수행한다. 즉, 교류성분 신호를 직류성분 신호로 변환하는 역할을 수행한다. 적분회로(380)는 승산회로(370)에서 출력된 교류성분 신호의 실수 성분

Figure 112019112878225-pat00036
, 허수 성분
Figure 112019112878225-pat00037
을 각각 직류 신호로 변환한 제1 아날로그신호 및 제2 아날로그신호를 출력할 수 있다.The integrating circuit 380 integrates the signal output from the multiplication circuit 370 and finally serves to output a DC signal. That is, it serves to convert the AC component signal to a DC component signal. The integration circuit 380 is a real component of the AC component signal output from the multiplication circuit 370
Figure 112019112878225-pat00036
, Imaginary ingredients
Figure 112019112878225-pat00037
Each of the first analog signal and the second analog signal converted to DC signals may be output.

디지털 변환회로(390)는 적분회로(380)에서 출력된 제1 아날로그신호

Figure 112019112878225-pat00038
및 제2 아날로그신호
Figure 112019112878225-pat00039
와 저대역 통과필터(330)를 통과한 제3 아날로그신호(
Figure 112019112878225-pat00040
)를 각각 제1 디지털신호, 제2 디지털신호 및 제3 디지털신호로 변환하는 역할을 수행한다. 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 중앙처리부로 디지털신호를 입력하고 입력된 신호를 바탕으로 중앙처리부 및 그래프 생성부가 연산 및 그래프 생성 과정을 수행토록 하기 위함이다.The digital conversion circuit 390 is the first analog signal output from the integration circuit 380
Figure 112019112878225-pat00038
And second analog signal
Figure 112019112878225-pat00039
And a third analog signal passing through the low-pass filter 330 (
Figure 112019112878225-pat00040
) To convert the first digital signal, the second digital signal, and the third digital signal, respectively. This is to convert the analog signal to a digital signal, input the digital signal to the central processing unit, and perform the calculation and graph generation process by the central processing unit and the graph generation unit based on the input signal.

일 실시예에 있어서, 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템(20)은 센서전원(미도시) 및 교류전원(미도시)을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the moisture separation reheater heat pipe tube non-destructive inspection system 20 may further include a sensor power source (not shown) and an AC power source (not shown).

센서전원은 차동형 자기센서(230)에 연결되어 차동형 자기센서(230)에 직류전류를 인가할 수 있다. 즉, 센서전원에 의해 전류가 안정적으로 흐르도록 하며, 자속밀도의 변화에 차동형 자기센서(230)에 전압차 또는 임피던스 변화가 유발될 수 있다.The sensor power is connected to the differential magnetic sensor 230 to apply a direct current to the differential magnetic sensor 230. That is, the current flows stably by the sensor power, and a voltage difference or impedance change may be induced in the differential magnetic sensor 230 due to a change in magnetic flux density.

교류전원은 여자코일(240)에 연결되어 여자코일(240)에 교류전류를 인가할 수 있다. 즉, 교류전원은 여자코일(240)에 교류전류를 인가하기 위하여 정현파를 출력하고, 여자코일(240)에 흐르는 교류전류에 의해 전열관(10)에 원주방향으로 유도전류가 인가될 수 있다. The AC power is connected to the excitation coil 240 to apply an AC current to the excitation coil 240. That is, the AC power outputs a sinusoidal wave to apply an AC current to the excitation coil 240, and an induced current may be applied in the circumferential direction to the heat transfer tube 10 by the AC current flowing through the excitation coil 240.

일 실시예에 있어서, 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템(20)은 중앙처리부(미도시) 및 그래프 생성부(미도시)를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the moisture separation reheater heat pipe tube non-destructive inspection system 20 may further include a central processing unit (not shown) and a graph generation unit (not shown).

일 실시예에 있어서, 중앙처리부 및 그래프 생성부는 전자장치에 포함될 수 있다. 예컨대, 전자장치는 개인용 컴퓨터(PC), 노트북, 개인휴대용 정보단말기(PDA), 휴대폰일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되거나 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the central processing unit and the graph generation unit may be included in the electronic device. For example, the electronic device may be a personal computer (PC), a laptop, a personal digital assistant (PDA), or a mobile phone, but the present invention is not limited or limited thereto.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템을 나타내는 이미지이다.7 is an image showing a non-destructive inspection system for the heat exchanger tube of the moisture separation reheater according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템(20)은 전열관 내부에 삽입된 습분분리 전열관 비파괴검사를 위한 프로브(200)와 중앙처리부 및 그래프 생성부가 포함된 PC를 포함하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 전열관(10) 내부에 삽입된 프로브(200)의 차동형 자기센서(230)를 통해 출력 신호를 획득하고, 출력 신호를 신호처리회로(300)를 통해 디지털신호로 변환하며 변환된 디지털신호를 기반으로 중앙처리부 및 그래프 생성부가 연산 및 그래프 도시를 실시한다.Referring to FIG. 7, it is confirmed that the moisture separation reheater heat pipe tube non-destructive testing system 20 includes a probe 200 for non-destructive testing of the moisture separation heat pipe inserted inside the heat pipe and a PC including a central processing unit and a graph generating unit Can be. That is, the output signal is obtained through the differential magnetic sensor 230 of the probe 200 inserted inside the heat transfer tube 10, the output signal is converted into a digital signal through the signal processing circuit 300, and the converted digital signal is converted. Based on this, the central processing unit and the graph generation unit perform calculations and graphs.

중앙처리부는 디지털 변환회로(390)로부터 변환된 제1 디지털신호, 제2 디지털신호 및 제3 디지털신호를 입력받을 수 있다. 입력받은 디지털신호들을 저장한 후, 교류성분 신호에 해당하는 제1 디지털신호 및 제2 디지털신호를 이용하여 교류성분 신호의 진폭 및 위상차를 연산할 수 있다. The central processing unit may receive first digital signals, second digital signals, and third digital signals converted from the digital conversion circuit 390. After storing the received digital signals, the amplitude and phase difference of the AC component signal may be calculated using the first digital signal and the second digital signal corresponding to the AC component signal.

즉, 중앙처리부는 상기 수학식 2, 3을 통해 입력받은 디지털신호를 이용하여 교류성분 신호의 진폭과 위상차를 연산할 수 있는 것이다.That is, the central processing unit can calculate the amplitude and phase difference of the AC component signal using the digital signals input through Equations 2 and 3 above.

그래프 생성부는 중앙처리부로부터 연산된 데이터를 활용하여 직류성분 신호, 교류성분 신호의 진폭 및 위상차에 대한 그래프를 생성, 도시할 수 있다. 사용자는 생성된 그래프를 통해 전열관(10) 결함의 위치, 크기, 깊이, 형상 등을 확인할 수 있다.The graph generation unit may generate and display a graph of the DC component signal and the amplitude and phase difference of the AC component signal by using the data calculated from the central processing unit. The user can check the location, size, depth, shape, etc. of the defects in the heat pipe 10 through the generated graph.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 습분분리재열기 전열관 비파괴검사 시스템의 그래프 생성부로부터 생성된, 결함에 따른 교류성분 신호의 실수 성분, 허수 성분, 진폭, 위상차를 나타내는 그래프이다.Figure 8 is a graph showing the real component, imaginary component, amplitude, phase difference of the AC component signal according to the defect, generated from the graph generator of the moisture separation reheater heat pipe non-destructive inspection system according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면,

Figure 112019112878225-pat00041
는 교류성분 신호의 실수 성분,
Figure 112019112878225-pat00042
는 허수 성분을 나타낸다. 이는 진폭(Z)과 위상차(phi)를 계산하기 위하여 측정하는 값이다. 연산된 진폭의 크기가 클수록 결함의 크기가 크다는 뜻이고, 위상차는 결함의 위치와 깊이에 따라 다르게 나타난다.Referring to Figure 8,
Figure 112019112878225-pat00041
Is the real component of the AC component signal,
Figure 112019112878225-pat00042
Represents an imaginary component. This is a value measured to calculate the amplitude (Z) and phase difference (phi). The larger the amplitude of the calculated amplitude, the greater the size of the defect, and the phase difference appears differently depending on the location and depth of the defect.

각각의 그래프에서 종축은 각도(원주방향으로 배열된 자기센서의 위치), 횡축은 전열관의 거리, 즉, 위치를 나타낸다. 진폭과 위상차는 교류성분 신호의 실수 성분 및 허수 성분으로부터 계산된 값이다. 즉, 그래프 생성부는 교류성분 신호의 실수 성분, 허수 성분과 이로부터 연산된 진폭 및 위상차를 그래프의 높낮이나 색깔의 차이로서 그래프 좌표 안에 도시할 수 있다. 도 8을 참조하면, 전열관(10)의 결함으로부터 검출된 교류성분 신호의 진폭과 위상차가 연산되어 그래프로 도시된 것을 확인할 수 있으며, 이로부터 결함의 크기 등을 파악할 수 있다. 또한, #11, #12 결함 사이에 관지지판(TSP)이 있으나, 이에 영향을 받지 않고 모든 결함에 대해 검출이 완료된 것을 확인할 수 있다.In each graph, the vertical axis represents the angle (the position of the magnetic sensors arranged in the circumferential direction), and the horizontal axis represents the distance of the heat pipe, that is, the position. The amplitude and phase difference are calculated from real and imaginary components of the AC component signal. That is, the graph generator may display real components, imaginary components, and amplitudes and phase differences calculated from the AC component signals in graph coordinates as differences in height or color of the graph. Referring to FIG. 8, it can be confirmed that the amplitude and phase difference of the AC component signal detected from the defect of the heat transfer tube 10 are calculated and illustrated in a graph, from which the size of the defect, etc. can be grasped. In addition, although there is a tube support plate (TSP) between defects # 11 and # 12, it can be confirmed that detection was completed for all defects without being affected by this.

도 9는 도 8에서 #7~#13의 결함위치에서 교류성분 신호의 실수 성분 및 허수 성분 값의 변화를 그래프 생성부가 리사주 선도(lissajous curve)로 도시한 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 9 is a graph showing a result of a graph generation unit showing a change in real and imaginary component values of an AC component signal at a defect location of # 7 to # 13 in FIG. 8 as a lisajous curve.

도 9를 참조하면, 평저공(FBH) 100% 결함에서의 리사주 선을 기준으로 하여 내측 결함(ID)은 시계반대방향, 외측 결함(OD)는 시계방향으로 회전한 것을 확인할 수 있다. 즉, 교류성분 신호의 실수 성분 및 허수 성분 값의 변화를 도시한 리사주 선도를 통해 결함의 위치를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, it can be seen that the inner defect ID is counterclockwise and the outer defect OD is rotated clockwise based on the Lissajous line in the flat bottom hole (FBH) 100% defect. That is, the location of the defect can be confirmed through a Lissajous diagram showing changes in real and imaginary component values of the AC component signal.

일 실시예에 있어서, 습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템(20)은 다채널전원(미도시)을 더 포함할 수 있다. 다채널전원은 증폭회로(310), 저대역 통과필터(330), 고대역 통과필터(340), 승산회로(370), 적분회로(380), 디지털 변환회로(390), 중앙처리부 및 그래프 생성부에 전력을 공급하는 역할을 수행할 수 있다.In one embodiment, the moisture separation reheater heat pipe tube non-destructive testing system 20 may further include a multi-channel power source (not shown). Multi-channel power supply is amplification circuit 310, low-pass filter 330, high-pass filter 340, multiplication circuit 370, integration circuit 380, digital conversion circuit 390, central processing unit and graph generation It can serve to supply power to the wealth.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 전열관 11 : 전열핀
20 : 비파괴검사 시스템 200 : 프로브
210 : 하우징 220 : 자석
230 : 차동형 자기센서 240 : 여자코일
250 : 치구 300 : 신호처리회로
310 : 증폭회로 320 : 제1 분기회로
330 : 저대역 통과필터 340 : 고대역 통과필터
350 : 위상지연회로 360 : 제2 분기회로
370 : 승산회로 380 : 적분회로
390 : 디지털 변환회로
10: heat transfer tube 11: heat transfer fins
20: non-destructive inspection system 200: probe
210: housing 220: magnet
230: differential magnetic sensor 240: excitation coil
250: fixture 300: signal processing circuit
310: amplification circuit 320: first branch circuit
330: low-pass filter 340: high-pass filter
350: phase delay circuit 360: second branch circuit
370: multiplication circuit 380: integration circuit
390: digital conversion circuit

Claims (12)

복수의 전열핀들을 포함하는, 전열관의 내경보다 작은 외경을 가지는 하우징(housing);
상기 하우징 내부에 삽입되는 자석;
상기 삽입된 자석의 위치에 대응되는 위치에서 상기 하우징의 외벽의 일부를 둘러싸고, 상기 전열핀들에 의한 자기장의 적어도 일부가 상쇄되도록 상기 전열핀들 사이의 간격에 따라 미리 결정되는 간격으로 이격되어 차동형으로 배치되는 제1 자기센서 및 제2 자기센서를 포함하며, 상기 전열관 내부에 삽입 시, 상기 제1 자기센서 및 상기 제2 자기 센서는 원주방향으로 상기 전열관의 내벽과 평행하도록 배열되는 차동형 자기센서(magnetic sensor); 및
상기 차동형 자기센서를 둘러싸는 여자코일(excitation coil)을 포함하는,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브.
A housing having a smaller outer diameter than the inner diameter of the heat transfer tube, including a plurality of heat transfer fins;
A magnet inserted into the housing;
Surrounds a part of the outer wall of the housing at a position corresponding to the position of the inserted magnet, and is spaced apart at predetermined intervals according to the interval between the heat exchange pins so that at least a part of the magnetic field by the heat exchange pins is offset and arranged differentially A first magnetic sensor and a second magnetic sensor, and when inserted inside the heat pipe, the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged in a circumferential direction to be parallel to the inner wall of the heat pipe. sensor); And
Comprising an excitation coil surrounding the differential magnetic sensor,
Probe for non-destructive testing of heat transfer tube of moisture separator reheater.
제1항에 있어서,
상기 자석의 축방향 길이는,
상기 전열관의 외부면으로부터 돌출된 복수 개의 전열핀들 사이 간격의 3배 이상인,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브.
According to claim 1,
The axial length of the magnet,
More than 3 times the spacing between the plurality of heat transfer fins protruding from the outer surface of the heat transfer tube,
Probe for non-destructive testing of heat transfer tube of moisture separator reheater.
제1항에 있어서,
상기 프로브의 축방향 길이는 하기 수학식의 값보다 작은,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브.
Figure 112019112878225-pat00043

Figure 112019112878225-pat00044

여기서, L은 프로브의 축방향 길이, R은 전열관의 중심 곡률 반경, γ는 전열관 내벽의 반지름, d는 자석의 직경, t는 여자코일의 두께, h는 차동형 자기센서의 높이, α는 여유도를 의미한다.
According to claim 1,
The axial length of the probe is smaller than the value of the following equation,
Probe for non-destructive testing of heat transfer tube of moisture separator reheater.
Figure 112019112878225-pat00043

Figure 112019112878225-pat00044

Here, L is the axial length of the probe, R is the central radius of curvature of the heat pipe, γ is the radius of the inner wall of the heat pipe, d is the diameter of the magnet, t is the thickness of the excitation coil, h is the height of the differential magnetic sensor, α is the margin Means
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 여자코일의 폭은 상기 전열관의 외부면으로부터 돌출된 복수 개의 전열핀들 사이 간격의 3배 이상의 정수 배인,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브.
According to claim 1,
The width of the excitation coil is an integer multiple of 3 times or more of the spacing between the plurality of heat transfer fins protruding from the outer surface of the heat transfer pipe,
Probe for non-destructive testing of heat transfer tube of moisture separator reheater.
제1항에 있어서,
상기 프로브는,
상기 하우징의 양단에 체결되는 한 쌍의 치구를 더 포함하는,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사를 위한 프로브.
According to claim 1,
The probe,
Further comprising a pair of jigs fastened to both ends of the housing,
Probe for non-destructive testing of heat transfer tube of moisture separator reheater.
상기 제1항의 프로브; 및
상기 프로브로부터 출력된 신호를 분기하고, 상기 분기된 신호의 직류 성분 신호, 상기 분기된 신호의 교류 성분 신호 중, 진폭 성분 신호 및 위상 성분 신호를 식별하며, 상기 직류 성분 신호, 상기 진폭 성분 신호 및 상기 위상 성분 신호를 변환함으로써, 상기 직류 성분 신호, 상기 진폭 성분 신호 및 상기 위상 성분 신호 각각에 대응되는 디지털 신호를 함께 출력하는 신호처리회로를 포함하는,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템.
The probe of claim 1; And
The signal output from the probe is branched, and a DC component signal of the branched signal, an AC component signal of the branched signal, an amplitude component signal and a phase component signal are identified, and the DC component signal, the amplitude component signal, and And a signal processing circuit for outputting together the DC component signal, the amplitude component signal, and the digital signals corresponding to each of the phase component signals by converting the phase component signals.
Non-destructive inspection system for heat transfer tube of moisture separator reheater.
제7항에 있어서,
상기 신호처리회로는,
상기 차동형 자기센서로부터 출력된 신호를 증폭시키는 증폭회로;
상기 증폭회로로부터 출력된 신호를 제1 신호 및 제2 신호로 분기하는 제1 분기회로;
상기 제1 신호로부터 직류성분 신호를 추출하는 저대역 통과필터 및 상기 제2 신호로부터 교류성분 신호를 추출하는 고대역 통과필터;
상기 여자코일에 입력된 교류전류와 같은 위상을 가지는 제1 사각파와 상기 여자코일에 입력된 교류전류와 90도의 위상차를 가지는 제2 사각파를 출력하는 위상지연회로;
상기 고대역 통과필터를 통과한 신호를 제3 신호 및 제4 신호로 분기하는 제2 분기회로;
상기 제3 신호 및 제4 신호를 각각 상기 제1 사각파 및 제2 사각파와 곱하는 승산회로;
상기 승산회로를 통과한 각각의 신호를 적분하여 제1 아날로그신호와 제2 아날로그신호를 출력하는 적분회로; 및
상기 제1 아날로그신호, 제2 아날로그 신호 및 상기 저대역 통과필터를 통과한 제3 아날로그신호를 각각 제1 디지털신호, 제2 디지털신호 및 제3 디지털신호로 변환하는 디지털 변환회로를 포함하는,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템.
The method of claim 7,
The signal processing circuit,
An amplifying circuit for amplifying the signal output from the differential magnetic sensor;
A first branch circuit for branching the signal output from the amplifying circuit into a first signal and a second signal;
A low-pass filter for extracting a DC component signal from the first signal and a high-pass filter for extracting an AC component signal from the second signal;
A phase delay circuit for outputting a first square wave having the same phase as the AC current input to the excitation coil and a second square wave having a phase difference of 90 degrees from the AC current input to the excitation coil;
A second branch circuit for branching the signal passing through the high-pass filter into a third signal and a fourth signal;
A multiplication circuit for multiplying the third signal and the fourth signal by the first square wave and the second square wave, respectively;
An integrating circuit for integrating each signal passing through the multiplication circuit and outputting a first analog signal and a second analog signal; And
And a digital conversion circuit that converts the first analog signal, the second analog signal, and the third analog signal that has passed through the low-pass filter into first digital signals, second digital signals, and third digital signals, respectively.
Non-destructive inspection system for heat transfer tube of moisture separator reheater.
제8항에 있어서,
상기 증폭회로는,
상기 차동형 자기센서로부터 출력된 신호를 교류 증폭하는,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템.
The method of claim 8,
The amplification circuit,
AC amplifying the signal output from the differential magnetic sensor,
Non-destructive inspection system for heat transfer tube of moisture separator reheater.
제8항에 있어서,
상기 제1 분기회로는,
상기 증폭회로로부터 출력된 신호를 서로 크기가 동일한 직류 신호, 제1 교류 신호 및 제2 교류 신호로 분기하는,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템.
The method of claim 8,
The first branch circuit,
Branching the signal output from the amplification circuit to a DC signal having the same size as each other, a first AC signal and a second AC signal,
Non-destructive inspection system for heat transfer tube of moisture separator reheater.
제7항에 있어서,
상기 비파괴검사 시스템은,
상기 여자코일에 교류전류를 인가하는 교류전원; 및
상기 차동형 자기센서에 직류전류를 인가하는 센서전원을 더 포함하는,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템.
The method of claim 7,
The non-destructive inspection system,
An AC power supply for applying an AC current to the excitation coil; And
Further comprising a sensor power for applying a direct current to the differential magnetic sensor,
Non-destructive inspection system for heat transfer tube of moisture separator reheater.
제8항에 있어서,
상기 비파괴검사 시스템은,
상기 제1 디지털신호, 제2 디지털신호 및 제3 디지털신호를 저장하고, 상기 제1 디지털신호 및 제2 디지털신호를 이용하여 상기 교류성분 신호의 진폭과 위상차를 연산하는 중앙처리부; 및
상기 중앙처리부로부터 연산된 데이터를 이용하여 그래프를 생성하는 그래프 생성부를 더 포함하는,
습분분리재열기 전열관 튜브 비파괴검사 시스템.
The method of claim 8,
The non-destructive inspection system,
A central processing unit for storing the first digital signal, the second digital signal and the third digital signal, and calculating the amplitude and phase difference of the AC component signal using the first digital signal and the second digital signal; And
Further comprising a graph generating unit for generating a graph using the data calculated from the central processing unit,
Non-destructive inspection system for heat transfer tube of moisture separator reheater.
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