KR100357639B1 - 사용후핵연료 수송용기 뚜껑취급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중에 안착된 사용후핵연료 수송용기의 뚜껑을 안전하고 간편하게 취급하기 위한 수송용기 뚜껑취급장치에 관한 것으로서, 수심 약 15미터 정도의 깊이의 수중에 안착된 사용후핵연료 수송용기에 뚜껑을 안착시키거나, 뚜껑을 여는 뚜껑취급장비로서 지렛대의 원리를 이용하여 용기 뚜껑에 장착된 고리를 확고하게 잡아주고, 안착부분을 안장형으로 하여 체결위치를 손쉽게 찾으며, 스프링의 장력 조절장치를 이용하여 적정의 개폐장치의 최적의 미끄럼 구동력을 확보하여 뚜껑을 간단하게 체결 및 해체 할 수 있는 수송용기 뚜껑취급장치를 제공한다.

Description

사용후핵연료 수송용기 뚜껑취급장치{Spent Fuel Cask Lid Handling Tool}

본 발명은 사용후핵연료 수송용기의 취급에 일반적으로 널리 사용되고 있는 뚜껑취급장치에 관한 것으로서, 특히 수중에서 안전하게 개폐해야 하는 사용후핵연료 수송용기 뚜껑취급장치에 있어서 작업의 안전성을 높이며, 작업의 편의성을 극대화시켜 효율을 극대화할 수 있도록 한 것이다.

그럼, 여기서 사용후핵연료(spent fuel) 수송용기의 취급과정을 간단히 설명하면 다음과 같다. 일반적으로 사용후핵연료 수송용기(90)는 도 1에 도시되는 바와 같이 본체(91)와 뚜껑(92), 뚜껑인양고리(93), 그리고 수송용기인양고리(94) 등으로 이루어진다.

이와 같은 사용후핵연료 수송용기(90)에서 뚜껑(92)을 개폐하기 위하여 뚜껑(92)의 중앙부에 부착되는 인양고리(93)는 아이볼트와 같은 형태를 갖는다. 이러한 수송용기 뚜껑(92)은 도 2에 도시되는 바와 같이 수심 약 15미터 깊이의 수송용기 장전조(cask loading pit; 95)에 안착되며, 약 8-9미터의 길이를 갖는 뚜껑 취급장치(1)를 사용하여 작업자가 장전조(95) 위에 설치된 브리지크레인(bridge crane; 100)에 체결하여 개폐작업을 한다.

도 2에서 보듯이 장전조의 수면(99)으로부터 약 15미터 깊이의 수중에 안착된 사용후핵연료 수송용기(90)의 뚜껑(92)을 체결하기 위해서는 브리지크레인난간(101)에서 뚜껑취급장치(1)를 수송용기 본체(91) 정중앙 상부의 체결 위치로 이동시킨 후 수송용기 뚜껑 인양고리(93)에 체결하게 되는 바, 이때 그 체결상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있어야 한다. 이와 같이 뚜껑(92)을 열고 장전조턱(98) 위에 안착시킨 후 사용후핵연료 저장조(spent fuel storage pool; 96)에 저장된 사용후핵연료(97)를 인출하여 수송용기(91) 내부에 안착시키게 되는 것이다.

도 3과 도 4는 종래의 뚜껑취급장치(201)(301)를 각각 도시한 것이다. 이 종래 뚜껑취급장치(201)(301)의 기본 구성개념을 살펴보면, 수송용기(90)의 뚜껑 인양고리(93)를 체결하는 인양고리체결부(210)(310)와, 그 인양고리체결부(210)(310)를 내부파이프(221)(321)와 외부몸통파이프(223)(323)로 장전조(95) 상부의 수면위까지 수직상으로 길게 연결하는 연결파이프부(220)(320)와, 장전조(95) 상부에 위치된 브리지크레인(100)에 연결되어 연결파이프부(220)(320)를 통해 인양고리체결부(210)(310)를 조작하는 크레인연결 및 개폐부(240)(340) 및, 뚜껑 개폐손잡이(243)(343)에 구동력을 제공하는 스프링장치(230)(330)로 구성되어 있어, 도 2에 도시된 바와 같이 장전조(95)에 안착된 수송용기(90)의 뚜껑 인양고리(93)에 인양고리체결부(210)(310)를 체결함으로써 수송용기 뚜껑(92)을 취급할 수 있게 된다.

그런데, 도 3에 도시된 종래 뚜껑취급장치(201)는 인양고리체결부(210)가 크레인훅 형태의 체결고리(211)를 이용하도록 구성된 것이므로, 뚜껑(92)의 인양력은높지만 뚜껑(92)을 체결하기 위해서는 취급장치 전체를 수직상태에서 약간 기울인 상태로 수중에서 좌우로 움직여야 하며, 특히 취급장치를 좌우로 움직일 때 수면에 파장이 일어나서 작업자가 체결고리(211)의 체결부위를 정확히 관찰하기 어려운 문제점이 있으며, 또한 뚜껑인양고리(93)의 구멍과 훅의 끝을 일치시키기 어려운 문제점이 있다.

또한, 도 4에 도시된 종래 뚜껑취급장치(301)는 집게형태의 체결집게(311)를 이용하여 인양고리체결부(310)를 구성한 것인데, 이 인양고리체결부(310)의 체결집게(311)를 조각하는 체결개폐용 밀대(313)가 정확한 고정위치에서 벗어나면 링크형태의 구동을 이용해 개폐되는 체결집게(311)가 벌어져 뚜껑 인양고리(93)를 놓치게 되는 문제점이 있으며, 또한 체결고리부분의 몸체(312)가 체결집게(311)의 폭에 비해 너무 커서 뚜껑체결집게(311)가 인양고리(93)에 정확히 체결됐는지 여부를 브리지 크레인(100)의 난간(101)위에 있는 작업자가 육안으로 확인하기 어려운 문제점이 있다.

한편, 종래 뚜껑취급장치(201)(301)들은 뚜껑 개폐손잡이(243)(343)에 구동력을 제공하는 스프링장치(230)(330)의 스프링 장력을 조절할 수 없는 문제점이 있다. 이에 따라, 스프링장력이 강하거나 약할 경우 방사능물질에 오염된 물 속에 들어가서 표면과 내부가 방사성물질로 오염된 장치를 분해하여 스프링의 길이를 자르거나 늘려서 스프링의 탄성력을 조절해야하므로, 작업자의 방사선피폭 문제와 스프링장력의 적절한 조절이 불가능한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 뚜껑인양시의 강도상의 안전성을 유지 또는 향상시킨 상태에서 뚜껑의 체결작업의 편이성을 향상시키고, 작업시의 시야를 증대시키고 그 기능을 최적화함으로써 사용후핵연료 수송용기의 뚜껑취급에 대한 안전성을 향상시킬 수 있도록 하는 사용후핵연료 수송용기 뚜껑취급장치를 제공하는 데 제 1 목적이 있다.

또한 본 발명은 체결집게의 개폐를 조작하는 손잡이의 작용력을 장치의 분해조립 없이 장치의 외부에서도 손쉽게 최적화할 수 있도록 함으로써 뚜껑의 체결작업의 편이성을 향상시킬 수 있도록 하는 데 제 2 목적이 있다.

도 1은 사용후핵연료 수송용기의 개략도.

도 2는 사용후핵연료 수송용기의 수중 뚜껑 취급작업 개략도.

도 3은 종래의 고리 형태의 사용후핵연료 뚜껑취급장치 단면도.

도 4는 종래의 사용후핵연료 뚜껑취급장치 단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수송용기 뚜껑취급장치의 구성을 보인 단면도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수송용기 뚜껑인양고리 체결부의 체결 및 해체시의 상태를 보인 정면도.

도 7은 도 6에 제시된 본 발명의 실시예에 따른 뚜껑 인양고리 체결집게의 정면도 및 측면도.

도 8은 도 5와 도 6에 제시된 본 발명의 실시예에 따른 체결집게의 고정용 몸체와 집게체결핀 등의 상세도.

도 9는 도 5와 도 6에 제시된 본 발명의 실시예에 따른 체결집게의 개폐를 조작하는 밀대의 상세도.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 수송용기 뚜껑인양고리의 체결 및 해체시의 상태를 보인 개념도.

도 11은 도 5에 제시된 본 발명의 실시예에 따른 뚜껑취급장치의 중간부분파이프부 연결부 단면의 상세도.

도 12는 도 5에 제시된 본 발명의 실시예에 따른 뚜껑취급장치의 상단 부분에 있는 스프링장력 조절장치의 부분 발췌도.

도 13은 도 5와 도 12에 제시된 본 발명의 실시예에 따른 뚜껑취급장치의 스프링장력 조절장치의 상세도.

도 14는 도 5에 제시된 본 발명의 실시예에 따른 뚜껑취급장치의 크레인연결 및 개폐장치를 보인 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 수송용기 뚜껑취급장치 10 : 인양고리체결부

11 : 체결집게 12 : 몸통부

13 : 밀대 20 : 연결파이프부

21 : 내부파이프 23 : 외부몸통파이프

30 : 스프링장력조절장치 31 : 파이프연결형 고정구

33 : 잠금장치 구동용 스프링 34 : 스프링 받침대

35 : 장력조절구 36 : 장력조절구받침대

38 : 척핸들삽입구 40 : 크레인연결 및 개폐부

41 : 크레인체결고리 고정구 42 : 크레인체결고리

43 : 집게개폐용손잡이

상기와 같은 제 1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 사용후핵연료 수송용기에서 아이볼트형 인양고리를 이용하여 뚜껑을 개폐시키기 위해 장전조에 위치된 수송용기의 뚜껑 인양고리를 체결하는 인양고리체결부와, 상기 인양고리체결부를 내부파이프와 외부몸통파이프로 장전조 상부의 수면위까지 수직상으로 길게 연결하는 연결파이프부와, 상기 장전조 상부에 위치된 브리지크레인에 연결되어 연결파이프부를 통해 인양고리체결부를 조작하는 크레인연결 및 개폐부로 구성된 사용후핵연료 뚜껑취급장치에 있어서, 상기 인양고리체결부는 2개로 이루어져 서로 맞물릴 때 상기 뚜껑 인양고리를 체결하도록 원형으로 폐쇄된 원형고리부를 구성하는 체결집게와, 피라밋 형태로 경사지도록 형성된 몸체의 상부에 상기 외부몸통파이프와 결합되는 동일 직경의 체결부를 가지며 내부에 상기 체결집게가 하부로부터 삽입 위치되어 체결핀을 통해 회전 개폐가능하게 고정되는 몸통부와, 상단이 상기 내부파이프에 연결된 상태에서 상기 몸통부의 중심에 수직상으로 설치되어 상하이동에 의해 상기 체결집게를 개폐시키는 개폐용 밀대를 포함하는 사용후핵연료 뚜껑취급장치를 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 체결집게는 열릴 때 상기 밀대에 접촉되는 열림접촉부, 그 열림접촉부의 상측에서 넓어진 수직면을 형성하여 닫힐 때 상기 밀대에 접촉되는 닫힘접촉부가 구성되며, 상기 밀대는 상기 내부파이프와 결합되는 나사봉을 통해 상기 몸통부의 밀대이동용 구멍에 결합되어 상하 이동시 상기 체결집게의 열림접촉부와 닫힘접촉부에 위치하여 체결집게의 개폐를 단속하는 체결집게 접촉용 원통형접촉구가 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 제 2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 사용후핵연료 수송용기에서 아이볼트형 인양고리를 이용하여 뚜껑을 개폐시키기 위해 장전조에 위치된 수송용기의 뚜껑 인양고리를 체결하는 인양고리체결부와, 상기 내부파이프와 외부몸통파이프로 장전조 상부의 수면위까지 수직상으로 길게 연결하는 연결파이프부와, 상기 장전조 상부에 위치된 브리지크레인에 연결되어 연결파이프부를 통해 인양고리체결부를 조작하는 크레인연결 및 개폐부 및, 상기 인양고리체결부를 조작시 상기 내부파이프에 작용하는 스프링장력을 조절하는 스프링장력조절장치를 포함하는 사용후핵연료 뚜껑취급장치에 있어서, 상기 스프링장력조절장치는 서로 분리된 외부몸통파이프를 고정나사로 연결하며 그 외부몸통파이프의 내측으로돌출된 상측부에 접시형 홈을 갖는 파이프연결형 고정구, 상기 파이프연결형 고정구 상부의 내부파이프 외주상에 끼워지는 잠금장치 구동용 스프링, 상기 잠금장치 구동용 스프링이 위치된 상부의 내부파이프 외주상에 고정되는 장력조절구받침대, 상기 장력조절구받침대의 하단에 내부파이프를 중심으로 회전 가능하게 설치되는 장력조절구, 하단에 잠금장치 구동용 스프링의 상단을 지지하는 접시형 홈을 가지고 그 장력조절구의 하부로부터 나사 결합되어 장력조절구의 회전시 상하 이동하는 스프링받침대, 그 장력조절구를 회전시키도록 외부몸통파이프의 외부로부터 삽입 결합되는 척핸들삽입구를 포함하는 사용후핵연료 뚜껑취급장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용후핵연료 수송용기 뚜껑취급장치(1)를 보인 것이다. 이 수송용기 뚜껑취급장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 사용후핵연료 수송용기(90)에서 아이볼트형 인양고리(93)를 이용하여 뚜껑(92)을 개폐시키기 위한 것으로서, 집게구조를 통해 장전조(95)에 위치된 수송용기(90)의 뚜껑 인양고리(93)를 체결하는 인양고리체결부(10)와, 그 인양고리체결부(10)를 장전조(95) 상부의 수면위까지 수직상으로 길게 연결하는 연결파이프부(20)와, 장전조(95) 상부에 위치된 브리지크레인(100)에 연결되어 연결파이프부(20)를 통해 인양고리체결부(10)를 조작하는 크레인연결 및 개폐부(40)로 크게 구성되며, 연결파이프부(20)에는 크레인연결 및 개폐부(40)에서 인양고리체결부(10)를 조작시 작용하는 스프링장력을 조절하는 스프링장력조절장치(30)가 구비된다.

도 6은 본 발명의 근간이 되는 인양고리체결부(10) 및 연결파이프부(20)의 세부적인 구조 및 이들의 연결구조를 나타내는 것으로서, 우선 인양고리체결부(10)는 하단중심으로부터 밖으로 개폐되는 2개의 체결집게(11)와 힌지 역할을 하는 체결핀(14)을 통해 그 체결집게(11)를 고정하는 몸통부(12), 그 몸통부(12)의 중심에 수직상으로 이동 가능하게 끼워져 체결집게(11)의 개폐를 조작하는 개폐용 밀대(13)로 구성된다. 그리고, 연결파이프부(20)는 개폐용 밀대(13)의 상단에 크레인연결 및 개폐부(40)까지 수직상방으로 연결되어 상하 조작력을 밀대(13)에 전달하는 개폐용 내부파이프(21), 몸통부(12)의 상단 외주상에 크레인연결 및 개폐부(40)까지 수직상방으로 결합되어 내부에 개폐용 내부파이프(21)를 두고 뚜껑취급장치(1)의 몸통을 이루는 외부몸통파이프(23)로 구성된다. 이때, 밀대(13)와 내부파이프(21)는 밀대결합볼트(24)에 의해 서로 결합되며, 외부몸통파이프(23)의 하단에는 밀대결합볼트(24)를 체결작업하기 위한 타원형의 하부유지보수용구멍(22)이 형성된다. 또한, 외부몸통파이프(23)의 끝단에는 체결용 암나사부(25)가 형성된다.

도 7a 및 도 7b는 인양고리체결부(10)의 체결집게(11)를 상세하게 나타내는 것으로서, 이 체결집게(11)는 서로 마주하는 하단 내측부에 뚜껑인양고리(93)를 체결하는 내부의 원형고리부(11a)와, 그 원형고리부(11a)를 중심으로 외곽을 형성하는 외부의 원형부(11b), 그 원형부(11b)의 상부로부터 점차 좁아지도록 연장된 부분에 전후방으로 관통 형성되며 체결핀(14)을 통해 몸통부(12)에 연결되어 회전운동을 할 수 있는 핀구멍(11c), 체결집게(11)가 열릴 때 밀대(13)에 접촉되는 열림접촉부(11d), 그 열림접촉부(11d)의 상측에서 넓어지는 수직면을 형성하여 체결집게(11)가 닫힐 때 밀대(13)에 접촉되는 닫힘접촉부(11e), 밀대(13)와의 간섭을 막기 위한 모따기부분(11f) 등으로 구성된다. 이때, 원형고리부(11a)는 반원호홈구조로 이루어져 두개의 체결집게(11)가 서로 결합될 때 폐쇄된 원형을 형성하게 되며, 또한 원형고리부(11a)의 하단에는 도 7c에 도시된 바와 같이 서로 요철구조로 맞물려 체결력을 높이기 위한 체결돌기(11g) 및 체결홈(11h)이 각각 형성된다.

도 8a와 도 8b 및 도 8c는 인양고리체결부(10)의 몸통부(12)를 상세하게 나타내는 것으로서, 이 몸통부(12)는 작업자의 시계를 넓힐 수 있도록 피라밋 형태로 경사진 내부에 체결집게(11)가 삽입 위치되는 공간부가 하부 및 좌우측으로부터 개방된 몸체(12a), 그 몸체(12a)의 중단부 양측단에 체결핀(14)이 체결되도록 각각 관통된 집게체결용 핀구멍(12b), 외부몸통파이프(23)와 나사 체결되도록 몸체(12a)의 상단에 수나사가 가공된 체결부(12d), 체결용 밀대(13)가 상하 이동을 가능하게 결합되도록 몸체(12a)로부터 체결부(12d)의 중앙에 상하로 관통된 밀대이동용 구멍(12e)으로 구성된다. 그리고, 핀구멍(12b)의 일측단에는 삽입 결합된 체결핀(14)을 나사(14e)로 박아 고정시키기 위한 핀고정용 볼트구멍(12c)이 관통되고, 몸체(12a)의 하단면 중심에는 인양고리(93)의 상부에 안착되기 위한 인양고리 안착용홈(12f)(12g)이 전후, 좌우측으로 곡면을 형성하게 된다. 또한, 체결집게 체결핀(14)은 도 8d에 도시되는 바와 같이 핀머리(14a), 이탈방지용 홈(14b)(14c),와셔(14d), 나사(14e) 및 이탈방지용 스냅링(14f) 등으로 구성된다. 이때, 이탈방지용 홈(14b)(14c)에 설치된 나사(14e)와 스냅링(14f)은 이중으로 체결핀(14)의 이탈을 방지하게 된다.

이와 같이 인양고리체결부(10)의 몸통부(12)는 외곽을 상부로 갈수록 점차 작아지는 피라밋 형태로 경사지게 하였으며, 체결핀(14a)이 삽입되는 핀구멍(12b)을 음각하여 핀머리(14a)가 외부로 돌출하지 않도록 하였으며, 스냅링(14d)이 고정되는 이탈방지홈(14b)의 끝단도 돌출을 최소화하고 매끄럽게 하여 외부에 걸리거나 부딪치는 부분이 없고, 수면 위에서 작업자가 체결집게(11)가 개폐되는 것을 잘 볼 수 있도록 시계를 최대화하였다.

도 9a와 도 9b는 체결집게(11)의 개폐를 구동하는 밀대(13)의 상세도로서, 이 밀대(13)는 체결집게(11)의 열림접촉부(11d)와 닫힘접촉부(11e)에 위치하게 되며 내부에 암나사가 형성되어 있는 체결집게 접촉용 원통형접촉구(13a)와, 하단에 그 원통형접촉구(13a)의 암나와 나사 결합되는 나사봉(13b)가 형성되고 상단에 결합용 볼트(24)를 통해 내부파이프(21)와 결합되기 위한 볼트홈(13c)이 형성된 밀대 나사봉(13b)으로 구성된다. 이때, 원통형접촉구(13a)와 밀대 나사봉(13b)은 서로 나사로 연결되어 있으므로, 원통형접촉구(13a)의 높이 즉, 체결집게(11) 사이에서의 위치를 나사 회전조작으로 손쉽게 조절할 수 있게 된다. 또한, 운통형 접촉구(13a)의 외측면은 요철구조를 가져서 체결집게(11)의 각 접촉부(11d)(11e)와 확실히 접촉하도록 하였다.

도 10은 인양고리체결부(10)의 개폐동작상태를 나타낸 것으로서, 도 10a는체결집게(11)가 뚜껑인양고리(93)의 상부에 안착된 상태를 나타낸 측면도이고, 도 10b는 체결시 체결집게(11)와 인양고리(93)의 단면과의 결합상태를 보인 정면도이며, 도 10c는 체결집게(11)가 열린상태로 뚜껑인양고리(93)의 상부에 안착된 상태를 보인 정면도이다. 이와 같은 나타낸 도 10에서 뚜껑취급장치(1)는 뚜껑 인양고리(93)위에 안장형 구조의 인양고리 안착용홈(12f)(12g)을 갖는 몸통(12)이 안착된 후 밀대(13)의 상하 이동에 의해서 체결집게(11)가 개폐되므로, 뚜껑 인양고리(93)의 체결에는 밀대(13)에 연결된 내부파이프(21)의 무게만을 들어올리게 되면 체결된다.

도 11은 연결파이프부(20)에서 서로 분리된 외부몸통파이프(23)를 서로 연결하는 외부파이프연결구(26)를 상세히 나타내는 것으로, 이 외부파이프연결구(26)의 중심 외경은 외부몸통파이프(23)의 외경과 같고, 그 양측단에는 수나사(27)가 가공되어 외부몸통파이프(23)의 내측에 나사 체결되고 고정나사(29)로 고정되며, 내부에는 밀대 구동용 내부파이프(21)가 원활하게 미끄럼 운동을 할 수 있도록 안내구멍(28)이 형성된다.

도 12는 본 발명의 중요 구성요소중 하나인 스프링장력조절장치(30)를 나타낸 것이다. 이 스프링장력조절장치(30)는 밀대(13)와 함께 내부파이프(21)를 상부로 들어올리려는 스프링장력을 조절하기 위한 것으로, 양끝단에 암나사부(25)가 형성되고 서로 분리된 외부몸통파이프(23)를 수나사(32)와 고정나사(29)로 연결하며 그 외부몸통파이프(23) 끝단의 나사부(25) 내측으로 고정되는 상측부에 접시형 홈을 갖고 외부몸통파이프(23)에 고정되는 파이프연결형 고정구(31), 그 파이프연결형 고정구(31) 상부의 내부파이프(21) 외주상에 끼워지는 잠금장치 구동용 스프링(33), 그 잠금장치 구동용 스프링(33)이 위치된 상부의 내부파이프(21) 외주상에 고정되는 장력조절구받침대(36), 그 장력조절구받침대(36)의 하단에 내부파이프(21)를 중심으로 회전 가능하게 설치되는 장력조절구(35), 하단에 잠금장치 구동용 스프링(33)의 상단을 지지하는 접시형 홈을 가지고 그 장력조절구(35)의 하부로부터 나사 결합되어 장력조절구(35)의 회전시 상하 이동하는 스프링받침대(34), 그 장력조절구(35)를 회전시키도록 외부몸통파이프(23)의 외부로부터 삽입 결합되는 척핸들삽입구(38)로 구성된다.

도 13a 및 도 13b는 도 12에 도시된 스프링장력조절장치(30)의 부분 상세도를 나타낸 것으로서, 장력조절구받침대(36)는 원통형으로 형성되어 고정볼트(36b)를 통해 내부 파이프(21)의 외주상에 고정되고, 그 중단부에는 장력조절시 일반 드릴척용 척핸들(39)을 외부몸통파이프(23)에 나있는 척핸들삽입구(38)를 통하여 외부몸통파이프(23)의 길이 직각방향으로 삽입할 수 있는 척핸들구멍(36a)이 형성된다. 또한, 원통형으로 형성된 장력조절구(35)의 하단 내주상에는 암나사(35b)가 가공되고, 역시 원통형으로 형성된 스프링받침대(34)의 상단 외주상에는 그 장력조절구(35)의 암나사부(35b)와 결합되기 위한 수나사(34b)가 가공된다. 내부파이프(21)에는 스프링받침대(34)의 회전이나 이탈을 방지하고 상하방향으로만 이동 가능하게 안내하기 위한 가이드홈(37)이 상하로 길게 형성됨과 동시에, 스프링받침대(34)에 결합된 가이드핀(34a)이 그 가이드홈(37)에 상하 이동 가능하게 결합된다. 장력조절구(35)의 상단 원주상에는 드릴용 척핸들(39)과 직각방향을 맞물릴 수 있도록 베벨기어(35a)가 각인되어 척핸들(39)을 핸들구멍(36a)에 넣고 회전하면 회전운동하여 스프링받침대(34)를 상하로 이동시키는 역할을 한다. 척핸들구멍(36a)에 척핸들(39)을 삽입하여 회전하면 장력조절장치(35)가 회전하며 스프링받침대(34)를 상하로 이동시켜 스프링의 장력을 조절하게 된다. 이때, 스프링받침대(34)는 내부파이프(21)에 형성된 가이드홈(37)과 스프링받침대 가이드핀(34a) 때문에 회전운동을 하지 못하고 정해진 구간 내에서 상하로만 이동하게 되어 스프링(33)의 장력을 적절히 조절할 수 있게 된다.

도 2와 도 5, 도 10 및 도 12에서 작업자가 뚜껑취급장치(1)의 체결 및 해체작업에 소요되는 힘은 내부파이프(21)의 무게를 장치의 내부에 있는 스프링(33)의 장력과 취급장치가 잠겨있는 장전조(95) 물의 부력이 상쇄하고 난 힘을 필요로 하게 된다. 기존의 뚜껑취급장치는 장치의 사용 전에 물의 부력으로 인한 영향을 고려하여 스프링의 장력을 맞추기가 어려운 문제점이 있었으나, 본 발명에 따른 뚜껑취급장치(1)는 공기중에서 조립되어 방사성물질로 오염된 물 속에서 취급하여 오염된 상태더라도 작업자에게 필요한 적정의 힘을 뚜껑취급장치(1)를 브리지크레인(100)으로 인양하여 브리지크레인 난간(101)에서 스프링장력조절장치(30)를 조작하여 간단하게 조정할 수 있는 특징을 갖는다.

도 14a는 도 5에 도시된 뚜껑취급장치(1)의 크레인연결 및 개폐부(40)의 상세도를 나타낸 것으로서, 크레인연결 및 개폐부(40)는 하단 외주상에 외부몸통파이프(23)의 끝단의 암나사부(25)와 나사 결합되는 크레인체결고리 고정구(41)와, U형 볼트로 이루어져 양끝단이 크레인체결고리 고정구(41)의 양측단에 결합되어 브리지크레인(100)에 연결되는 고리구조를 형성하는 크레인체결고리(42), 크레인체결고리 고정구(42)의 중심에 상하방향으로 이동가능하게 설치되어 연결축(44)을 통해 내부파이프(21)의 상단과 연결되는 집게개폐용손잡이(43), 그 집게개폐용손잡이(43)의 위치 즉 집게개폐위치를 크레인체결고리 고정구(41)에 고정하는 잠금핀(48)으로 구성된다. 이때, 크레인체결고리(42)는 고정나사(47a)(47b)를 통해 크레인체결고리 고정구(41)에 체결 고정된다.

또한, 집게개폐용 손잡이(43)의 연결축(44)에는 도 14b에 도시되는 바와 같이 상하로 소정 거리를 둔 2개의 잠금핀 체결구멍(45a)(45b)이 각각 축직각방향으로 관통 형성되고, 크레인체결고리 고정구(41)에는 그 잠금핀 체결구멍(45a)(45b)의 위치를 결정하기 위한 잠금핀 삽입구멍(46)이 관통 형성되는 바, 집게개폐용손잡이(43)의 연결축(44)에 있는 두개의 잠금핀 체결구멍(45a)(45b)은 체결집게(11)가 도 10b 및 도 10c에서 같이 열림과 닫힘의 두 가지 상태에서 잠금핀 삽입구멍(46)과 일치하도록 되어 있어 잠금핀(48)에 의하여 체결 고정된다. 즉, 아래쪽에 위치된 잠금핀 체결구멍(45a)은 내부파이프(21)와 함께 집게개폐용손잡이(43)가 상승하였을 때 잠금핀 삽입구멍(46)과 나란히 위치되어 도 10b에서와 같이 체결집게(11)의 닫힘상태를 고정시키기 위한 것이고, 위쪽에 위치된 잠금핀 체결구멍(45b)은 도 10c에서와 같이 체결집게(11)의 열림상태를 고정시키기 위한 것이다. 그리고, 외부몸체 파이프의 상단에는 타원형의 상부유지보수구멍(49)이 관통 형성되어 집게개폐용 손잡이(43)와 내부파이프(21)의 연결작업을 용이하도록 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면 다음과 같다. 도 7과 도 8, 도 9 및 도 10에서 뚜껑취급장치(1)가 닫혔을 때는 도 9의 밀대(13)의 원통형접촉구(13a)가 도 7의 닫힘접촉부(11e)에 접촉되며, 핀구멍(11c)의 위치보다 상부에 위치하여 지렛대처럼 체결집게(11)의 열림을 방지하며, 그 체결집게(11)가 열리는 것은 밀대(13)의 원통형접촉구(13a)가 찌그러지거나 아래 방향으로 이동하기 전에는 불가능하여 뚜껑(92)이 절대 떨어지지 않도록 안전성을 보장하게 된다. 또한, 밀대(13)의 원통형접촉구(13a)는 원통형이므로 체결집게(11)가 열리려고 회전하려 해도 닫힘접촉부(11e)에서 원통형 접촉구(13a)에 작용하는 힘은 항상 원통형 접촉구(13a) 원주면에 수직하게 작용하므로 밀대(13)를 수직방향으로 이동시키는 힘은 언제나 영(0)이 되므로 밀대(13)를 미는 작용력은 전혀 없다. 이와 같이 체결집게(11)에 체결된 수송용기 뚜껑(92)의 하중은 모두 체결핀(14)에 전단하중으로 작용하며, 평행하게 마주보고 있는 닫힘접촉부(11e) 내부에 끼어있는 밀대(13)를 움직이는데 전혀 영향을 미치지 못한다. 그리고, 원통형접촉구(13a)가 아래로 내려오면 체결집게(11)의 열림접촉부(11d)와 접촉하게 되어 핀구멍(11c)을 중심축으로 하여 체결집게(11)를 벌리게 된다.

그리고, 도 6과 도 8, 도 9와 도 10에 제시된 바와 같이 체결집게(11)를 고정하는 경사진 몸통부(12a)는 상부의 크기가 외부몸통파이프(23)와 같고 아래 부분의 폭도 체결집게(11)보다 좁아 수면 위의 브리지크레인 난간(101)에서 작업하는 작업자의 시계를 넓힐 수 있도록 구성되었다. 또한, 도 8에 제시된 바와 같이 몸통부(12a)에 있는 안장형태의 인양고리 안착용홈(12f)(12g)은 뚜껑인양고리(93)와 곡률반경을 같도록 하여 뚜껑취급장치가 도 10과 같이 뚜껑인양고리(93)에 쉽고 정확하게 안착되고, 미끄러지지 않도록 하는 기능을 하여 작업의 효율을 높이도록 하였다.

그리고, 도 5와 도 10 및 도 14에서와 같이 체결집게(11)의 개폐는 작업자 손의 힘만으로 도 14의 집게개폐용손잡이(43)를 구동하여 이루어지는데, 뚜껑취급장치(1)의 개폐수단인 개폐용손잡이(43)에 걸리는 전체 무게는 개폐용손잡이(43), 내부파이프(21), 그리고 밀대(13)의 무게이다. 이때, 작업자의 힘과 체결집게 개폐용손잡이(43)에 걸리는 전체무게와의 힘의 균형을 맞춰주는 것이 도 12에 보여진 스프링(33)이며, 이 스프링(33)의 장력의 크기를 조절하는 장치가 도 13의 스프링장력조절장치(30)이다. 이 스프링장력조절장치(30)는 수송용기 뚜껑취급장치(1)가 작업장내에서 수평으로 놓인 상태에서 조립되고 방사성물질로 오염된 수중에서 작동되기 때문에, 기존의 장치처럼 스프링 장력을 조절하기 위해서 장치를 몇 번이고 해체하고 다시 조립해야하는 까다로운 작업을 없애고, 간단하게 드릴용 척핸들(39)을 사용하여 작업자의 힘에 가장 적합하도록 스프링 장력을 손쉽게 조절할 수 있는 기능을 가진다.

또한, 뚜껑취급장치(1)의 상하부에 있는 타원형의 유지보수용 구멍(22)(49)은 뚜껑취급장치(1)가 수중에서 상하로 움직일 때 내부에 담긴 물의 배수를 원활하게 해주고, 또한 유지보수 작업시 작업공구의 이동공간의 폭을 넓혀줌으로써 유지보수의 편이성을 높였다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 수중에서 체결 및 해체를 해야 하는 사용후핵연료 수송용기의 뚜껑을 쉽고 안전하게 취급할 수 있어 작업의 안전성과 편이성을 향상시켰으며, 작업자의 작업시간을 단축함과 아울러 방사선피폭량을 최소화시킬 수 있다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 사용후핵연료 수송용기(90)에서 아이볼트형 인양고리(93)를 이용하여 뚜껑(92)을 개폐시키기 위해 장전조(95)에 위치된 수송용기(90)의 뚜껑 인양고리(93)를 체결하는 인양고리체결부(10)와, 상기 인양고리체결부(10)를 내부파이프(21)와 외부몸통파이프(23)로 장전조(95) 상부의 수면위까지 수직상으로 길게 연결하는 연결파이프부(20)와, 상기 장전조(95) 상부에 위치된 브리지크레인(100)에 연결되어 연결파이프부(20)를 통해 인양고리체결부(10)를 조작하는 크레인연결 및 개폐부(40)로 구성된 사용후핵연료 뚜껑취급장치에 있어서,

   상기 인양고리체결부(10)는 2개로 이루어져 서로 맞물릴 때 상기 뚜껑 인양고리(93)를 체결하도록 원형으로 폐쇄된 원형고리부(11a)를 구성하는 체결집게(11)와, 피라밋 형태로 경사지도록 형성된 몸체(12a)의 상부에 상기 외부몸통파이프(23)끝단의 암나사부(25)와 결합되는 동일 직경의 수나사 체결부(12d)를 가지며 내부에 상기 체결집게(11)가 하부로부터 삽입 위치되어 체결핀(14)을 통해 회전 개폐가능하게 고정되는 몸통부(12)와, 상단이 상기 내부파이프(21)에 연결된 상태에서 상기 몸통부(12)의 중심에 수직상으로 설치되어 상하이동에 의해 상기 체결집게(12)를 개폐시키는 개폐용 밀대(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 뚜껑취급장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 체결집게(11)는 열릴 때 상기 밀대(13)에 접촉되는 열림접촉부(11d), 그 열림접촉부(11d)의 상측에서 넓어진 수직면을 형성하여 닫힐 때 상기 밀대(13)에 접촉되는 닫힘접촉부(11e)가 구성되며, 상기 몸통부(12)의 하부에는 뚜껑인양고리(93)위에 안착을 용이하게 하는 안장형 구조의 인양고리 안착용 홈(12f)(12g)이 형성되며, 상기 밀대(13)는 상기 내부파이프(21)와 결합되는 나사봉(13b)을 통해 상기 몸통부(12)의 밀대이동용 구멍(12e)에 결합되어 상하 이동시 상기 체결집게(11)의 열림접촉부(11d)와 닫힘접촉부(11e)에 위치하여 체결집게(11)의 개폐를 단속하는 체결집게 접촉용 원통형접촉구(13a)가 구성되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 뚜껑취급장치.
3. 사용후핵연료 수송용기(90)에서 아이볼트형 인양고리(93)를 이용하여 뚜껑(92)을 개폐시키기 위해 장전조(95)에 위치된 수송용기(90)의 뚜껑 인양고리(93)를 체결하는 인양고리체결부(10)와, 상기 인양고리체결부(10)를 내부파이프(21)와 외부몸통파이프(23)로 장전조(95) 상부의 수면위까지 수직상으로 길게 연결하는 연결파이프부(20)와, 상기 장전조(95) 상부에 위치된 브리지크레인(100)에 연결되어 연결파이프부(20)를 통해 인양고리체결부(10)를 조작하는 크레인연결 및 개폐부(40) 및, 상기 크레인연결 및 개폐부(40)에서 인양고리체결부(10)를 조작시 상기 내부파이프(21)에 작용하는 스프링장력을 조절하는 스프링장력조절장치(30)를 포함하는 사용후핵연료 뚜껑취급장치에 있어서,

   상기 스프링장력조절장치(30)는 서로 분리된 상기 외부몸통파이프(23)를 고정나사(32)로 연결하며 상기 외부몸통파이프(23)의 내측으로 돌출된 상측부에 접시형 홈을 갖는 파이프연결형 고정구(31), 상기 파이프연결형 고정구(31) 상부의 내부파이프(21) 외주상에 끼워지는 잠금장치 구동용 스프링(33), 상기 잠금장치 구동용 스프링(33)이 위치된 상부의 내부파이프(21) 외주상에 고정되는 장력조절구받침대(36), 상기 장력조절구받침대(36)의 하단에 상기 내부파이프(21)를 중심으로 회전 가능하게 설치되는 장력조절구(35), 하단에 상기 잠금장치 구동용 스프링(33)의 상단을 지지하는 접시형 홈을 가지고 상기 장력조절구(35)의 하부로부터 나사 결합되어 상기 장력조절구(35)의 회전시 상하 이동하는 스프링받침대(34), 상기 장력조절구(35)를 회전시키도록 외부몸통파이프(23)의 외부로부터 삽입 결합되는 척핸들삽입구(38)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 뚜껑취급장치.