JP2011064442A - 蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置 - Google Patents

蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置 Download PDF

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Abstract

【課題】蒸気発生器の中心部から両方向に洗浄を行う、蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置を提供する。
【解決手段】本発明の蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置は、蒸気発生器の下部一側に設けられた第１開口部内に設置され、前記第１開口部から固定支持棒までの間に形成され、両端がマウントフランジとレールスタンダによって支持される第１ガイドレールと、前記第１ガイドレールに沿って移動可能に設けられた第１洗浄ロボットとを含んでなる第１ランシング部；および蒸気発生器の下部他側に設けられた第２開口部内に設置され、前記第２開口部から固定支持棒までの間に形成され、両端がマウントフランジとレールスタンダによって支持される第２ガイドレールと、前記第２ガイドレールに沿って移動可能に設けられた第２洗浄ロボットとを含んでなる第２ランシング部を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、デューアル型ランシング装置に係り、より詳しくは、ハンドホールの両方にそれぞれガイドレールと洗浄ロボットを設置し、蒸気発生器の中心部から両方向にそれぞれの洗浄ロボットが沈積物を除去するようにすることにより、沈積物の反対側への移動現象を防止して沈積物を完全に除去することが可能なデューアル型ランシング装置に関する。
原子力発電所の蒸気発生器は、原子炉で生成された熱エネルギーの熱交換によってタービン／発電機を駆動する蒸気を生産する機能、および外部への放射能漏出を防ぐ圧力バウンダリの役割を行う原子力発電所の主要設備である。
原子力発電所では、ウラニウムの核分裂の際に発生する熱で水を加熱して発生した蒸気の力によりタービンを回転させ、この回転力によって発電機を駆動して電気を生産する。蒸気発生器の内部には伝熱管が稠密に配置されており、伝熱管の内部には放射能に汚染した高温水が流れ、伝熱管の外部には汚染していない低温水が流れながら熱交換が起ることにより、汚染していない水が高温高圧の蒸気に変換され、この蒸気の力によりタービンおよび発電機を回転させて発電する。
ところが、この蒸気発生器の内部には運転経過年数に応じてスラッジが蓄積されることにより、蒸気発生器内の伝熱管の熱効率を低下させ、伝熱管の損傷をもたらして蒸気発生器全体の寿命を短縮させる現象が発生する。このようなスラッジは、その成分が主に酸化鉄、酸化銅であって、除去しなければ凝集して伝熱管同士の間に固着され、熱応力を発生し、水と共に流動しながら伝熱管を磨耗させる。
このように蒸気発生器の寿命に悪影響を及ぼすスラッジの影響を減らすために、蒸気発生器の運転中に内部の冷却水を一定量外部へ放出するための設備および運転手続きを持っているが、実際、このような方法のみではスラッジが効果的に除去されず、継続的に沈積する現象が発見されている。
したがって、蒸気発生器の内部を効果的に洗浄するための装置が要求されるうえ、蒸気発生器の内部洗浄にかかる７２時間の作業時間を減少させなければならない必要性がある。
そこで、本発明は、上述したような問題を解消するためのもので、その目的とするところは、蒸気発生器の中心部から両方向に洗浄を行うランシング装置を提供することにある。
具体的に、本発明は、ハンドホールの両方向にそれぞれガイドレールと洗浄ロボットを設置し、蒸気発生器の中心部から２つの洗浄ロボットが沈積物を除去するようにすることにより、沈積物の反対側への移動現象を防止して沈積物を完全に除去することが可能なランシング装置に関するものである。
上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、蒸気発生器の下部一側に設けられた第１開口部内に設置され、前記第１開口部から固定支持棒までの間に形成され、両端がマウントフランジとレールスタンダによって支持される第１ガイドレールと、前記第１ガイドレールに沿って移動可能に設けられた第１洗浄ロボットとを含んでなる第１ランシング部；および蒸気発生器の下部他側に設けられた第２開口部内に設置され、前記第２開口部から固定支持棒までの間に形成され、両端がマウントフランジとレールスタンダによって支持される第２ガイドレールと、前記第２ガイドレールに沿って移動可能に設けられた第２洗浄ロボットとを含んでなる第２ランシング部を含むことを特徴とする、蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置を提供する。
本発明の蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置では、前記マウントフランジは、前記ガイドレールの一端を支持するためのもので、一端は蒸気発生器のハンドホールに結合し、他端はガイドレールの一端を固定し、前記レールスタンダは、前記ガイドレールを支持するための棒状の部材であって、固定支持棒を中心として両側に垂直方向に所定の距離離隔して設けられることを特徴とする。
また、前記第１および第２洗浄ロットは、第１直流サーボモータの軸に取り付けられて回転する第１メーターギア、前記第１メーターギアに連結されて回転し、上下位置に設けられた一対のスプールギア、および前記上端に位置したスプールギア軸に設けられ、ガイドレールに噛み合うラックギアを含み、ガイドレールに沿って前後方向に移動させる移送部と、前記移送部の内部一側に設けられる前記第２直流サーボモータの軸に取り付けられて回転する第２メーターギア、および前記第２メーターギアの下端に設けられ、半円周面に歯部が形成されて円周方向に回転するロボットメーターギアを含み、洗浄ロボットを回転させるノズル部とを含んでなり、前記第１および第２洗浄ロボットのノズル部の先端にはノズルが設けられ、前記ノズルの後端にはカメラおよびランプが設置されることを特徴とする。
また、前記第１および第２ガイドレールと第１および第２洗浄ロボットは蟻継ぎ(dovetail)方式で結合することを特徴とする。
また、前記第１および第２洗浄ロボットは遠隔制御部を備えることを特徴とする。
本発明に係る蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置は、２つの洗浄ロボットが同時に洗浄を行うため、洗浄時間が短縮されるという点に技術的特徴がある。
また、本発明に係る蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置は、全種の原子力発電所の蒸気発生器に適用可能なので互換性が高いという点に技術的特徴がある。
また、本発明に係る蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置は、遠隔制御が可能であるうえ、洗浄ロボットに設置されたランプおよびカメラを介して位置および状態を把握することができて作業者の作業効率を向上させるという点に技術的特徴がある。
以上、本発明の特定の実施例に関連して叙述したが、当業者であれば、添付した請求の範囲に開示された本発明の思想と領域から逸脱することなく、様々な改造および変化を加え得ることを理解するであろう。
本発明に係る蒸気発生器を示す図である。 本発明に係るガイドレールに結合している洗浄ロボットの正面図である。 本発明に係るガイドレールに洗浄ロボットが結合していることを示す平面図である。 本発明に係る洗浄ロボットの断面図である。 図４に示した洗浄ロボットのスプールギアの部分を右側から見た図である。 図４に示した洗浄ロボットの第２メーターギアとロボットギアとの噛合状態を示した図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明に係る蒸気発生器を示す。
前記蒸気発生器１０は、原子炉で生成された熱エネルギーの熱交換によってタービン発電機を駆動する蒸気を生産する機能、および外部への放射能漏れを防ぐ圧力バウンダリの役割を行う、原子力発電所の主要設備である。
本発明に係る蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置は、前記蒸気発生器１０のチューブシートの上部に沈積した酸化鉄を周期的に除去するためのもので、前記蒸気発生器の開口部を介して、蒸気発生器の内側に設けられた両側のハンドホールに、ガイドレールおよび洗浄ロボットを含むランシング装置を設置する。前記ガイドレールに結合している洗浄ロボットが移動しながら高圧の洗浄水を噴射して底部の沈積物を除去するようにする。
本発明では、ハンドホールから中心部までガイドレールおよび洗浄ロボットを設けた第１ランシング装置と、反対側のハンドホールから中心部までガイドレールおよび洗浄ロボットを設けた第２ランシング装置とを含んでなるが、前記第１ランシング装置と第２ランシング装置はその構成および駆動方法が同一なので、一つのランシング装置についてのみ叙述する。
図２は本発明に係るガイドレールに結合している洗浄ロボットの正面図を示し、図３は本発明に係るガイドレールに洗浄ロボットが結合している平面図を示す。
図２に示すように、本発明に係る蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置１００は、前記蒸気発生器の下部の開口部２０に設けられた両側のハンドホール２１にマウントフランジ２２を備え、前記蒸気発生器の中央部に２つのレールスタンダ２３を形成する。
前記マウントフランジ２２の一端は蒸気発生器のハンドホール２１の上端に固定され、前記マウントフランジ２２の他端は連結部材を用いてガイドレールの一端を固定する。前記レールスタンダ２３は、ガイドレールの他端を支持するための棒状の部材であって、固定支持棒３２を中心として両側に垂直方向に所定の距離離隔して設けられることを特徴とする。
図３に示すように、前記レールスタンダ２３とマウントフランジ２２の上端に固着された第１ガイドレールおよび第２ガイドレールに洗浄ロボットを２つ以上設置することにより、蒸気発生器の中心を基準として２台のランシング装置が同時に洗浄を行って従来の作業時間を半分に減らすことができる。
図４は本発明に係る洗浄ロボットの断面図を示し、図５は洗浄ロボットの移送部の駆動を説明するための断面図を示し、図６はノズル部の駆動を説明するための断面図を示す。
本発明に係る洗浄ロボットは、ガイドレールに沿って前後移動が可能であり、ノズルが回転して沈積物を洗浄するようにすることを技術的特徴とする。これを重点的に説明すると、次のとおりである。
洗浄ロボット２００は移送部およびノズル部からなる。移送部は洗浄ロボット２００をガイドレールに沿って前後方向に移動可能であり、ノズル部は洗浄ロボット２００が往復回転し得るように構成する。
まず、洗浄ロボットの移送部は、前記洗浄ロボット２００が、第１直流サーボモータ２１０によって駆動され、ガイドレール３００に沿って前後方向に移動できるように構成される。図５に示すように、前記第１直流サーボモータ２１０の軸に取り付けられた第１メーターギア２１２は、下側に位置したスプールギア２１１と噛み合って駆動する。上側のスプールギア２１１と下側のスプールギア２１１からなる上下一対のスプールギア２１１は、上側のスプールギア２１１と下側のスプールギア２１１が互いに噛み合って回転する。
前記上側に位置したスプールギア２１１と同じ軸に位置して駆動力の伝達を受けたラックギア３１０は、前記ガイドレール３００に沿って噛み合って回転しながら洗浄ロボットを前後方向に動かす。
次に、前記洗浄ロボット２００は、第２直流サーボモータ２２０によって駆動され、ノズル２５０が回転して沈積物を洗浄するようにする。前記洗浄ロボット２００に設けられたノズル２５０は、約２５０ｂａｒの洗浄水を吐き出すもので、洗浄のために多数設けられる。本発明に係る一実施例として、洗浄ロボット２００に３つのノズル２５０が２列に配列され、ノズル２５０の回転角度は約±７４〜±８５°である。
前記洗浄ロボットのノズル部は、前記移送部の内部に設けられる第２直流サーボモータ２２０と、前記第２直流サーボモータの軸に取り付けられた第２メーターギア２２１と、前記第２メーターギア２２１の下端に位置し、第２メーターギア２２１に噛み合って駆動するロボットメーターギア２２２とを含んでなる。
図６に示すように、前記ロボットメーターギア２２２は半円周面に歯部が形成されて前記第２メーターギア２２１と互いに噛み合うことにより、洗浄ロボットの胴体は円周方向に移動し、ノズルを介して高圧水を噴射する。
また、前記洗浄ロボットのロボットメーターギア２２２に連結される洗浄ロボット胴体の端部の一面にはノズルを形成し、前記ノズルの後端にはカメラおよびランプを設置する。また、ノズル部に洗浄高圧水を供給するために、供給ホース（図示せず）が連結されるように形成する。
また、前記洗浄ロボットのロボットメーターギア２２２の両側面に多数のブッシングを形成し、移送部および駆動部を駆動するモータなどを支持するようにする。前記ブッシングの表面にガイドピースを形成し、このガイドピースを、前記移送部を含む洗浄ロボットの胴体と蟻継ぎ(dovetail)方式で結合させる。このように蟻継ぎ方式で結合させたときは、その結合力が強くて分離されるおそれがないうえ、結合が簡単であるという利点がある。
また、本発明に係る洗浄ロボット２００とガイドレール３００も蟻継ぎ方式で結合するという点に、本発明の技術的特徴がある。
前述した洗浄ロボットは、蒸気発生器の下部に設けられた両方の開口部にそれぞれ設けられる。よって、２台の洗浄ロボットを同時に制御することができるため、洗浄時間を相当短縮することができ、単方向洗浄の際に沈積物が反対側へ移動する問題点を解決することができるという点において、その技術的効果は非常に大きい。
一方、本発明に係る蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置は、遠隔制御および現場制御システムを備えて作業者の便宜性を向上させる特徴を持っている。これについて説明すると、次のとおりである。
遠隔制御部は、洗浄ロボットの運動を制御し得るように原子力発電所の格納容器の外部に設けられた現場遂行用事務室に設置され、遠隔制御を可能にする。前記遠隔制御部は、洗浄ロボットの動作情報およびビデオ情報を現場制御システムで受け取って作業者に提供する。
遠隔制御のために、前記洗浄ロボット２００のノズル２５０の後端にさらにカメラ２４０とランプ（図示せず）を設置する。前記カメラによって記録された蒸気発生器の内部における噴射および洗浄ロボットの動きは、表としてモニター上に表示される。具体的には、洗浄ロボットの位置と洗浄ロボットのノズル回転角度の値などを表示して作業者に提供する。
前記カメラは、一実施例として内視鏡カメラを使用することができる。
したがって、現場制御部と遠隔制御部によって、洗浄ロボットの運転を制御し、沈積物処理部に設置された高圧ポンプによって、洗浄高圧水が供給ホースを介して前記洗浄ロボットのノズルまで伝達されて蒸気発生器の伝熱管の間に吐き出されるようにする。
蒸気発生器の両方向の円周外郭に掃き出された沈積物は、回収ポンプおよびホースを介してさらに沈積物処理部に送られ、フィルターによって沈積物のみが濾され、さらに綺麗な洗浄水に変わって高圧ポンプを介してロボットに伝達される閉循環運転を行う。
上述した本発明に係る蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置は、蒸気発生器の下部の両方向にそれぞれ洗浄ロボットを設けることにより、洗浄時間を短縮させることができるとともに、単方向洗浄の際に沈積物が反対側へ移動する問題点を解決することができるという点に技術的特徴がある。
また、本発明に係る蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置は、遠隔制御および現場制御が可能であって洗浄ロボットの洗浄位置およびノズルの回転角度を把握することができるため、作業者の作業時間を短縮させ且つ作業能率を向上させるという点に技術的特徴がある。
１０ 蒸気発生器
２０ 両方の開口部
２１ ハンドホール
２２ マウントフランジ
２３ レールスタンダ
１００ ランシング装置
２００ 洗浄ロボット
２１０ 第１直流サーボモータ
２１１ スプールギア
２１２ 第１メーターギア
２２０ 第２直流サーボモータ
２２１ 第２メーターギア
２２２ ロボットメーターギア
２３０ ブッシング
２４０ カメラ
２５０ ノズル
３００ ガイドレール
３１０ ラックギア

Claims (5)

  1. 蒸気発生器の下部一側に設けられた第１開口部内に設置され、前記第１開口部から固定支持棒までの間に形成され、両端がマウントフランジとレールスタンダによって支持される第１ガイドレールと、前記第１ガイドレールに沿って移動可能に設けられた第１洗浄ロボットとを含んでなる第１ランシング部、および
    前記蒸気発生器の下部他側に設けられた第２開口部内に設置され、前記第２開口部から固定支持棒までの間に形成され、両端がマウントフランジとレールスタンダによって支持される第２ガイドレールと、前記ガイドレールに沿って移動可能に設けられた第２洗浄ロボットとを含んでなる第２ランシング部を含むことを特徴とする、蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置。
  2. 前記マウントフランジは、前記ガイドレールの一端を支持するためのもので、一端は前記蒸気発生器のハンドホールに結合し、他端は前記ガイドレールの一端を固定し、
    前記レールスタンダは、前記ガイドレールを支持するための棒状の部材であって、前記固定支持棒を中心として両側に垂直方向に所定の距離離隔して設けられることを特徴とする、請求項１に記載の蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置。
  3. 前記第１および第２洗浄ロボットは、
    第１直流サーボモータの軸に取り付けられて回転する第１メーターギアと、前記第１メーターギアに連結されて回転し、上下位置に形成された一対のスプールギアと、前記上端に位置したスプールギア側に設けられて前記ガイドレールと噛み合うラックギアとを含み、前記ガイドレールに沿って前後方向に移動させる移送部；および
    前記移送部の内部一側に設けられる前記第２直流サーボモータの軸に取り付けられて回転する第２メーターギアと、前記第２メーターギアの下端に設けられ、半円周面に歯部が形成されて円周方向に回転するロボットメーターギアとを含み、前記洗浄ロボットを回転させるノズル部を含んでなり、
    前記ノズル部の端部にはノズルを形成し、前記ノズルの後端にはカメラおよびランプを設置することを特徴とする、請求項１に記載の蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置。
  4. 前記第１および第２ガイドレールと前記第１および第２洗浄ロボットは蟻継ぎ方式で結合することを特徴とする、請求項１に記載の蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置。
  5. 前記第１および第２洗浄ロボットは遠隔制御部を備えることを特徴とする、請求項１に記載の蒸気発生器二次側デューアル型ランシング装置。
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