KR100362055B1 - 상부다발증기발생기용세척/검사기구의전개장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사기구의 전개 장치는, 증기 발생기(10)의 튜브시트(32) 근방의 증기 발생기 외피에 있는 입구를 통해서 공급되며, 증기 발생기 내부의 지지판(12, 14, 16, 18, 22, 24, 26) 내에 있는 유동 슬롯(28, 30)을 통해서 상방으로 뻗도록 하나의 굽힘 위치에서 탄성을 가지고 굽어지며, 증기 발생기를 통해서 세척/검사기구(90)를 증기 발생기의 상부 튜브다발 (42) 근처에 위치시키고 지지하도록 견고함을 갖는 연장체(80)와, 상기 지지판(12, 14, 16, 18, 22, 24, 26)을 통해서 다시 연장체(80)를 퇴피시키도록 상기 지지판을 통해서 상기 연장체(80)를 구동시키는 수단(92, 106)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치

발명의 분야

본 발명은 핵 발전소 증기 발생기용 상부 다발 세척/검사 기구의 전개 장치에 관한 것이다.

관련 출원

본 발명은 1994년 5월 6일자로 출원된 미국 특허출원 제 08/239,378호에 대한 부분 연속출원이다.

발명의 배경

증기 발생기(Steam generator)는 핵 발전소의 1차측으로부터의 열을 2차측의 증기로 변환하여 1차와 2차 장치가 분리 유지되도록 한다. 통상적인 증기 발생기는, 발생기의 바닥 또는 "튜브 시트(tube sheet)"로부터 상방향으로 뻗어있는 다수개의 U-형상의 튜브를 포함하는 수직 실린더이다. 반응기로부터의 고온 고압의 유체가 튜브를 통해 이동할 때 발생기 내에서 튜브를 둘러싸고 있는 급수 블랭킷에 에너지를 내주어 증기를 발생시키고 증기의 흐름이 터빈으로 유입될 때 궁극적으로 동력을 발생시킨다.

증기 발생기는 지난 40년 이상 꾸준히 설계되어 왔으나, 실제로 그 신뢰적 특성은 불완전했다. 급수관에 부착되어 있는 미립자 불순물로부터의 슬러지는 발생기의 효율에 중대한 영향을 미치며 심지어 튜브에 균열을 발생시킬 정도로 튜브의열화를 초래한다. 만약 상기 튜브 내에 있는 1차 방사성 유체가 2차측으로 침투하면 재앙을 불러 일으킬 수 있다. 이러한 균열을 방지하는 플러깅 또는 보수에는 많은 시간이 소비되므로, 다른 대체 전력 소스로부터 많은 비용을 들여서 전력을 충당하여야 하는 고비용의 가동 중단 시간을 초래한다.

가요성 랜스(lance) 등과 압축수를 사용하여 증기 발생기의 저면 근방의 튜브를 세척하는 방법은 공지되어 있다. 그러나 통상적인 증기 발생기는 30피트 높이일 수 있기 때문에 상기 발생기의 저면으로부터 상방으로 향하는 물제트를 사용하여 튜브의 상부에 있는 슬러지를 제거한다는 것은 어려운 일이다.

이에 따라 화학적 세척이 사용되나 여기에는 여러 가지 다른 문제점이 있다. 첫째, 화학적 세척은 매우 비용이 비싸고 가동 중지기간이 연장되어야 한다. 그리고 화학적 세척에 사용되는 용제는 증기 발생기의 내부 재료를 부식시킬 수 있다. 게다가, 화학적 세척은 다량의 유해 페기물, 심지어 방사능 폐기물을 발생시킬 수 있다. 이러한 폐기물을 처리하는 비용은 매우 높다. 이와 같은 이유로 인해서, 많은 설비에 화학적인 세척이 고려되었으나 실질적으로 이를 실시하는 발전소는 거의 없다.

다른 한편으로, 대안적인 세척방법을 고려할 때 기술적으로 심각한 어려움에 부딪히게 된다. 통상적인 증기 발생기는 대략 50,000ft²의 열전달 면적을 가진다. 튜브다발은 직경이 약 10피트이고 높이가 30피트이지만, 상기 튜브다발의 중간에 있는 접근 통로는 단지 3.5인치 폭이며, 일련의 연속 지지판에 의해서 대략 4피트마다 가로막힌다. 상기 지지판에는 유동 슬롯이 형성되어 있으며, 상기 슬롯은 통상 2.75인치x15인치의 작은 크기로 이루어져 있다. 또한, 상기 증기 발생기 내부로 접근하는 것은 6인치의 핸드 홀(hand hole)로 제한된다. 상기 수직으로 뻗어 있는 튜브들 사이의 틈새는 단지 0.406인치 또는 그 이하이다.

그러므로, 상기 상부 튜브다발을 세척하거나 검사하기 위해 세척 분무헤드 및/또는 검사기구를 증기 발생기의 상단까지 30피트 높이로 조작하는 것은 쉬운 일이 아니다. 이때 설계상 세가지의 주요한 점을 고려해야 한다. 첫째, 이러한 전개 장치(deployment apparatus)는 증기 발생기의 핸드 홀과 연속적인 지지판의 유동 슬롯에 맞아 들어가기에 충분하게 작아야 한다. 둘째, 상기 전개 장치는 유동 슬롯을 통해서 30피트의 길이만큼 상방향으로 연장될 수 있음과 동시에, 원단부에 전개되어 있는 세척 및 검사기구를 지지할 수 있어야 한다. 셋째, 상기 전개 장치는 완전히 퇴피될 수 있어야 한다. 파손될 위험성을 가지고 있는 장치는 튜브다발의 상부 영역에 박히거나, 또는 증기 발생기 내부에 구성요소를 떨어뜨린 채 남겨둘 수 있으므로 매우 고가인 증기 발생기의 내부에 채용하기에는 위험부담이 너무 크다.

게다가, 상기 전개 장치는 세척시 그 지역에서 일하는 작업자가 방사능에 노출될 잠재적인 위험과 핵 발전소에 관련된 고가의 운전정지 비용을 감안할 때, 최소한의 수작업으로 가동 중단 시간을 최소화할 수 있도록 신속한 세척 및/또는 검사를 용이하게 하여야 한다.

브룩스의 특허(제 5,265,129호)에는, 다수의 공압 또는 유압 실린더로 이루어진 접이식 부재가 사용되어 지지판을 통해 검사 카메라를 전개시키는 이중 붐 설계가 기술되어 있다. 이와 같은 설계에서 하나의 문제점은, 접힌 상태의 접이식 부재가 발생기의 핸드 홀을 통해 수용되고 세워질 때 그것이 제 1 지지판의 높이, 즉 18인치 정도를 넘지 못한다는 것이다.

접힌 상태로 세워질 때 18인치의 높이를 가지며 30피트까지 연장될 수 있는 장치를 설계, 제작 및 제어하는 것은 곤란한 일이다.

발명의 요약

따라서, 본 발명은 접이식 실린더에 의존하지 않는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사기구의 전개 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 증기 발생기의 세척 공정이 위에서 아래로 진행됨으로써 퇴적물을 하방으로 씻어 내리는 것이 가능한 전개 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 화학적인 세척 기술을 사용하지 않아 화학적인 세척에서의 본질적인 결점을 극복하거나, 또는 화학적인 세척과 연계하여 사용될 수 있는 전개 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 증기 발생기의 바닥에 있는 입구에 맞는 크기를 가지고 통과하며, 증기 발생기의 상부 다발에 세척헤드 또는 검사카메라를 안내하도록 상기 증기 발생기의 내부에 있는 지지판의 유동 슬롯을 통해서 상부로 뻗을 수 있으며, 그리고 세척 또는 검사동작을 완료한 후 제거될 수 있도록 상기 유동 슬롯을 통해서 퇴피되어 회수될 수 있는 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은, 핸드 홀을 통해서 증기 발생기 내부로 기구를 삽입한 다음 접이식 실린더에 의존하여 튜브 지지판을 통해서 세척헤드 또는 검사카메라를 상향 전개하는 대신, 증기 발생기의 외측으로부터 핸드 홀을 통해서 공급되고, 지지판을 통해서 상방으로 이동되는 위치에서 90° 굴절되기에 충분한 탄성을 가지고 있으며, 증기 발생기의 상부 튜브다발(예컨대, 30피트)을 향하여 상방으로 이동하면서 증기 발생기의 상부를 검사하고 세척하는 검사 기구나 세척헤드를 지지하기에 충분하도록 강성도 가지고 있으며, 검사기구나 세척헤드가 증기 발생기 내부로부터 안전하게 제거되도록 퇴피되어지는 뱀형상의 기구를 사용함으로써 구성되는 알맞은 전개 장치를 구현한다.

본 발명은 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치를 나타낸다. 상기 장치는 증기 발생기의 튜브시트 근처의 증기 발생기 외피(shell)에 있는 입구를 통해서 공급되는 연장체를 포함하여 이루어지거나, 포함하거나, 주요성분으로 포함하거나, 또는 이것에 의해 이루어질 수 있다. 상기 연장체는 증기 발생기 내부의 지지판 내에 있는 유동 슬롯을 통해서 상방향으로 뻗는 위치에서 탄성을 가지고 굽어지며, 증기 발생기를 통해서 세척/검사기구를 증기 발생기의 상부 튜브다발 근처에 위치시키고 지지하도록 강성을 가진다. 또한, 상기 지지판을 통해서 상기 연장체를 상향 구동시키고 상기 지지판을 통해서 연장체를 퇴피시키는 수단이 존재한다.

상기 연장체 어셈블리는, 통상적으로, 증기 발생기의 상부 튜브다발을 세척하기 위해 상기 연장체의 말단부에 세척헤드를 장착하는 수단, 및/또는 증기 발생기의 상부 튜브다발을 검사하기 위해 상기 연장체의 말단부에 검사 카메라를 장착하는 수단을 포함한다.

상기 연장체는 하나의 견고한 체인이거나, 또는 각각 단지 한 방향으로만 굽어질 수 있고, 각각의 굽어짐에 의해 증기 발생기내로 전개되며, 서로 맞대어져 견고한 형상으로 전개되는 한 쌍의 견고한 체인일 수 있다.

다른 형상의 견고한 체인은, 한가지 형상에서 각각의 링크가 인접 링크에 대하여 피봇가능하고, 다른 형상에서는 인접 링크들이 피봇 운동하지 못하도록 해제가능하게 고정하는 수단이 포함된 다수개의 링크를 포함한다. 해제가능한 고정수단은 결합시 링크들을 서로 고정시키고, 퇴피시 링크들을 해제시키는 퇴피가능한 핀을 포함한다. 이 경우, 상기 구동수단은 상기 핀을 자동적으로 퇴피 및 결합시키는 수단을 포함한다.

해제가능한 고정수단은 대안적으로 상기 링크의 한 부분에 멈춤쇠 볼과 인접 링크 세트의 한 부분에 상응하는 멈춤쇠 홈을 포함할 수 있거나, 또는 상기 해제가능한 고정수단은 하나의 링크가 인접 링크와 결합된 채 유지되도록 압착하는 스프링을 포함할 수 있다. 또한, 해제가능한 고정수단은 하나의 링크가 인접 링크와 결합된 채 유지되도록 하는 자석일 수 있다. 또한, 해제가능한 고정수단은 하나의 링크가 인접 링크와 결합된 채 유지되도록 스프링 및 자석을 모두 포함할 수 있다. 상기 견고한 체인은 각각 힌지 및 상기 힌지 너머로 연장되어 인접 링크의 한쪽 방향 움직임을 제한하는 연장부를 포함하는 다수의 링크일 수도 있다.

상기 견고한 체인 구성의 대안으로서, 상기 연장체는 다수의 견고한 링크를 포함할 수 있다. 각각의 링크는 힌지를 포함하고, 인접 링크의 한쪽 방향 운동만을 허용하는 적어도 하나의 관절 요홈부를 상기 힌지 근방에 포함하거나, 또는 상기힌지의 양측면에서 관절 요홈부를 가질 수 있다. 상기 전개 장치는 튜브를 형성하도록 자기-바이어스된 재료로 형성된 연장가능한 마스트를 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 구동수단은 상기 마스트 재료를 사이에 끼운 채 구동하는 한 쌍의 대향-회전 드럼을 포함한다.

상기 마스트, 견고한 체인 또는 견고한 링크 구성이 병합될 수 있다. 즉, 상기 연장체는 튜브를 형성하도록 자기-바이어스된 재료로 형성된 연장 가능한 마스트에 의해 지지되는 견고한 체인으로 이루어지거나, 또는 튜브를 형성하도록 자기-바이어스된 재료로 형성된 연장가능한 마스트에 의해 지지되는 일련의 견고한 링크로 이루어질 수 있다.

상기 구동수단은 바람직하게는 상기 연장체를 튜브시트 근처의 위치에서 증기 발생기의 상부 다발을 향해 상방으로 뻗는 위치로 안내하는 굴절슈를 포함한다.

바람직한 실시예에 대한 설명

다른 목적, 특징 및 장점들은 하기의 바람직한 실시예에 관한 기술 및 첨부 도면을 참조할 때 해당 업계의 전문가에게 자명할 것이다.

제 1도는 통상적인 증기 발생기의 개략도이며,

제 2도는 본 발명의 전개 장치에 의해 일정 위치로 상승된 세척헤드의 일실시예를 도시한 개략도이며,

제 3도는 본 발명의 전개 장치에 의해 일정 위치로 상승된 세척헤드와 검사기구의 병합 장치의 개략도이며,

제 4도는 일련의 접이식 실린더를 사용한 종래의 기술에 따른 전개 장치의개략도이며,

제 5도는 하나의 형상에서는 탄성적이고 다른 형상에서는 상당히 견고한 연장체를 채용하고 있는 본 발명의 전개 장치를 도시한 개략도이며,

제 6도는 제 5도에 도시된 연장체의 견고한 체인 실시예를 도시한 개략도이며,

제 7도는 본 발명에 따라 서로 맞대어진 견고한 체인을 도시한 개략도이며,

제 8도는 통상적인 체인 결합의 정면도이며,

제 9도는 본 발명의 전개 장치에 사용된 견고한 체인을 도시한 정면도이며,

제 10도는 본 발명의 전개 장치에서 맞대어져 위치된 두 개의 견고한 체인을 도시한 정면도이며,

제 11A 및 11B도는 본 발명의 전개 장치에 사용된 다른 형태의 견고한 체인을 도시한 개략도이며,

제 12도는 본 발명의 전개 장치에 사용된 견고한 또 다른 형태의 견고한 체인을 도시한 개략도이며,

제 13도는 본 발명에 따른 스프링에 의해 치우쳐진 견고한 체인의 개략도이며,

제 14도는 본 발명에 따른 자석에 의해 치우쳐진 견고한 체인을 도시한 개략도이며,

제 15도는 자석 및 스프링이 통합된 견고한 체인을 도시한 개략도이며,

제 16도는 본 발명에 따른 견고한 체인의 다른 형태를 도시한 개략도이며,

제 17도는 본 발명에 따른 하나의 관절 요홈부를 구비한 일련의 견고한 링크를 도시한 개략도이며,

제 18도는 본 발명에 따른 이중 관절 요홈부를 구비한 일련의 견고한 링크를 도시한 개략도이며,

제 19도는 본 발명에 따른 전개 장치에 사용된 자기-바이어스된 마스트를 도시한 개략도이며,

제 20도는 구동수단을 포함하는 본 발명의 자기-바이어스된 마스트를 도시한 다른 개략도며, 그리고

제 21도는 마스트 재료와 견고한 링크 구조를 채용한 본 발명에 따른 전개 장치의 개략도이다.

제 1도는 연속적인 튜브 지지판(12, 14, 16, 18, 22, 24, 26)에 의해서 분리되어 있는 열전달 튜브를 포함하는 증기 발생기를 개략적으로 도시하고 있다. 각각의 튜브 지지판은 제 1 튜브 지지판(12)에 도시된 바와 같이 많은 유동 슬롯(28, 30)을 포함하고 있다.

웨스팅하우스의 모델 W44 및 W51 증기 발생기가 증기 발생기 시장을 가장 많이 점유하고 있으며 W51의 치수는 W44와 유사하다. W44 증기 발생기는 튜브 시트 위로 51인치마다 균등하게 이격되어 있는 116인치 직경의 지지판을 이용한다. 상기 튜브시트 높이에서 3½인치 블로우다운 레인(blowdown lane; 38)의 각 단부에 핸드 홀(36)과 같은 두 개의 6인치 직경의 핸드 홀이 있다. 각각의 튜브시트 지지판은 중심 타이 로드(40)의 각각의 측면상에 4인치씩 이격되어 있는 2¾×15인치의 세개의 유동 슬롯을 가지고 있다. 상기 유동 슬롯들은 블로우다운 레인(38)으로부터 최상단 튜브 지지판(26) 위쪽의 튜브들의 U자형 굽힘부(41)까지 선명하게 "눈으로 보이는 직선의"수직 통로가 생기도록 서로 정렬되어 있다.

상기 배경기술에서 설명된 바와 같이, 증기 발생기의 저면부에서 튜브시트 (32)와 제 1 튜브 지지판(14) 사이의 영역을 물-분사 세척하는 장치가 공지되어 있으나, 증기 발생기의 상부 다발 내의 매우 밀집된 공간의 제약으로 인하여 상부 지지판들 근방에서 튜브를 세척하는 것은 매우 곤란하다(미국특허 제 5,262,129호 참조).

본 발명에서는, 핸드 홀(36)로부터 블로우다운 레인(38)을 따라 중심 타이로드(center tie rod; 40)에 이르며, 다시, 상방향으로 각 지지판 내의 정렬된 유동 슬롯(28, 30,‥‥)을 통해서 증기 발생기 상단부(42)에 이르는 접근 통로(34)가 구현되었다. 그리고, 증기 발생기의 상단부(42)로 세척용 헤드(들)이 전개될 때, 상기 발생기는 상부로부터 아래로 세척되며, 이에 따라 세척과정 동안 침전물을 하방으로 씻어내도록 구현되었다.

증기 발생기 내부의 좁은 제한 공간 내에 적합하게 맞으며, 도면부호 31로 나타낸 90° 꺾임이 가능할 정도의 유연성이 있으며, 검사 또는 세척을 위한 검사기구 또는 세척헤드를 지지하기 위해서 증기 발생기의 상부 다발(42)을 향해 상방향으로 이동되기에 충분한 강성을 가지며, 그리고 상기 검사기구 또는 세척헤드가 안전하게 제거되도록 퇴피가능한 세척 또는 검사헤드 전개 장치를 설계하는 것이 기술적인 과제이다.

제 2도에서는 증기 발생기의 상부 영역에 있는 지지판에 대하여 유동 슬롯 (52)으로부터 물을 분사하도록 설계된 세척헤드(50)에 관한 하나의 형태를 도시하고 있다.

제 3도에서는 지지판의 유동 슬롯을 통해서 상부로 전개될 수 있는 비디오 카메라(60) 및 노즐(62)이 결합된 검사/세척기구를 도시하고 있다.

이와같이 결합된 검사/세척기구를 위한 종래의 전개 장치가 제 4도에 도시되어 있다. 붐(70)이 접근포트(72)를 통해서 뻗어 있으며, 그리고 화살표(76)에 도시된 바와 같이 블로우다운 레인(74) 내에서 곧추 세워진다. 접이식 부재(78, 80)가 실린더(82) 내부에서 뻗어서, 검사 카메라(84)를 상향 전개시킨다. 미국 특허 제 5,265,129호를 참조하라.

그러나, 발명의 배경에서 설명한 바와 같이, 제 1도의 튜브시트(32)와 제 1 지지판(12) 사이의 거리는 단지 18인치에 불과하다. 접힌 상태에서는 높이가 18인치에 불과하지만 30피트까지 뻗을 수 있는 붐 및 접이식 실린더의 결합장치는 설계, 제조 및 제어하는데 어려움이 있다. 게다가, 이러한 설계에서는 상기 붐(70)이 증기 발생기 내부에 배설되어야 한다.

이와는 반대로, 본 출원의 발명은 증기 발생기(84) 외부로부터 핸드 홀(82)을 통해서 공급가능한 제 5도와 같은 연장체(elongated body; 80)를 포함하고 있다. 연장체(80)는 도면부호 86으로 지시된 지점에서 상방향으로 이동되는 위치로 굽어지기에 충분한 탄성(flexibility)을 가지며, 또한 세척헤드/검사기구(90)(제 2도 및 제 3도 참조)가 증기 발생기를 통하여 상부 튜브다발에 도달되도록 위치시키기 위해, 도면부호 88로 지시된 바와 같이 견고(rigid)하다.

제 1도와 같이 지지판(12, 14, 16, 18, 22, 24, 26)을 통해서 연장체(80)를 상부로 구동하고, 제 5도와 같이 상기 지지판을 통해서 연장체(80)를 다시 아래로 퇴피시키기 위한 몇몇 수단(92)이 존재한다.

바람직한 실시예에서, 제 5도의 연장체(80)는 제 6도에서와 같이 용기(106) 내의 스택(104)으로부터 펼쳐질 때 모터(102) 및 구동부(103)에 의해 구동되는 "견고한 체인"(100)이다. 굴절 슈(turn shoe; 108)는 견고한 체인(100)이 상방향으로 굴절되도록 인도하여 검사/세척헤드(110)를 증기 발생기 상부의 두 개의 다발로 이송한다.

견고한 체인(100)은 도면부호 109로 나타낸 굽힘부를 형성하기에 충분한 탄성을 가지나, 또한 굽힘부(108)를 지나 상부로 연장됨과 동시에 세척 및 검사기구를 굽힘부(108)로부터 약 30피트 높이에 있는 상부 튜브다발 주위에서 지지하기에 충분히 견고하다.

그러나, 다른 연장체들도 가능하며, 이들 다른 연장체 또한, 유동 슬롯을 통해서 상향 연장되기 위한 위치로 굽어지는 형태가 되도록 하는 탄성을 가지며 증기 발생기의 지지판들의 유동 슬롯을 통해 세척헤드/검사기구를 상방으로 위치시키고 지지하기 위한 다른 형태가 되도록 하는 견고함을 가지는 한 본 발명의 범위에 속한다. 다른 다양한 실시예가 다음에 기술된다.

견고한 체인

일실시예에서, 제 7도에서와 같이 두 개의 견고한 체인(120, 122)이 제공된다. 견고한 체인(122)은 도면부호 124로 지시된 바와 같이 한쪽 방향으로만 굽어지도록 형성된 반면에, 견고한 체인(120)은 도면부호 126으로 지시된 바와 같이 이와 반대방향으로만 굽어지도록 형성되어 있다.

서로 마주대고 접한 상태에 있을 때, 이들의 조합은 튜브 지지판(128, 130, 132등)의 유동 슬롯을 통해서 상방향으로 세척헤드/검사기구를 지지하면서 상방으로 전개되기에 충분한 견고함을 가진다. 견고한 체인(120)은 환형부(134)에 배설되어 있는 한편, 견고한 체인(122)은 환형부(136)에 배설되어 있다. 그리고 두 개의 체인은 각각 가이드 슈(140, 142)를 통해서 구동부(138)에 의해 구동된다. 비디오/세척유체 관(144)은 인장 아암(146)에 의해 인장된다.

제 8도에 도시된 바와 같이, 통상적인 비-견고한 체인(150)은 양 방향으로 자유로이 굽어진다. 그러나, 제 9도의 견고한 체인(152a)은 단지 한 방향으로만 굽어진다. 제 10도에서 이러한 두 개의 체인(152b, 152c)이 마주대고 접할 때, 각 체인이 별개로 존재할 때에는 탄성을 갖는 조립체로부터 하나의 견고한 구조가 형성된다.

제 11A도에는 다른 견고한 체인이 도시되어 있다. 각각의 링크(160)는 중공형이어서 비디오(162), 세척 스프레이(164) 및 전력선(166)을 수송한다. 핀(168)은 인접 링크를 결합시켜서 링크들이 서로 회전하는 것을 방지한다. 또한, 핀(168)이 퇴피됨으로써 링크(160)에 대하여 링크(172)가 굽어진다.

본 실시예에서, 제 11B도에 도시된 핀 드라이브(173)가 상기 결합 핀을 안으로 밀어넣는데 사용되어, 상기한 90° 회전이 이루어진 후에, 견고한 지지를 제공하도록 한다. 상기 핀 드라이브는 또한, 상기 견고한 체인이 증기 발생기의 지지판의 유동 슬롯을 통하여 다시 퇴피될 때 상기 결합 핀을 당겨서 뽑는다.

화살표(175) 방향의 진행에 의해 핀(177)이 놀려지는 경우, 핀 드라이브 (173)는 핀(177)의 상단을 압착하여 이를 구멍에 끼워넣는 판형 스프링 세트와 같이 간단하다. 화살표(181) 방향의 진행에 의해 핀(179)이 잡아 뽑히는 경우, 판 스프링은 핀 헤드의 아래를 눌러서 핀이 링크의 구멍으로부터 분리되도록 한다.

다른 실시예에서, 상기 견고한 체인의 개념은 제 12도의 링크(200)를 포함하는데, 이것은 핀(204, 206)에 의해 링크(202)에 결착되어 있다. 링크(202)상의 멈춤쇠 볼(208)은 링크(200)상의 멈춤쇠 홈(210)과 결합된다. 이런식으로, 링크(202)는 평상시에는 링크(200)에 대하여 결합되어 있으나, 충분한 굽힘력(제 6도의 굴절 슈(108)를 통해 체인을 미는 힘)이 인가되면 멈춤쇠 볼(208)이 멈춤쇠 홈(210)으로부터 해제되고, 이에 따라서, 링크(200)가 링크(202)에 대해서 피봇되도록 하여 증기 발생기 내부의 지지판에 있는 유동 슬롯을 통해서 상부로 연장되는 위치로 굽어지는 탄성 형상을 제공한다. 굽힘이 일어난 후에는 한 링크의 멈춤쇠 볼들이 그와 인접 링크의 멈춤쇠 홈들과 다시 결합되어 검사/세척기구를 증기 발생기를 통해 상부 튜브다발 근처에 위치시키며 지지하는 견고한 형상을 제공한다.

제 12도의 설계에는 한 세트의 링크만을 요구한다는 점에서 제 7도의 한 쌍의 견고한 체인 설계에 비해 이점을 제공하고, 또한 핀 결착/퇴피용 드라이브가 요구되지 않기 때문에 제 11도의 핀 구성에 비해 이점을 제공한다. 또한, 제 12도의 구성에서는, 링크(200, 202)의 중공형 내부가 부속장치를 위한 통로를 구비하고 있다.

다른 실시예에서, 제 13도의 견고한 체인(220)은 볼과 스프링 조립체(226)가 결착된 링크(222, 224)를 포함하고 있다. 스프링(228)은 링크(224)를 한쪽으로 치우치게 하여 링크(222)에 대해 고정되도록 하지만, 충분한 굽힘력(제 6도의 굴절 슈(108)를 통해서 체인을 미는 힘)이 인가되면, 이들 링크가 제 5도의 부호 86에서와 같이 90° 굴절을 이루도록 서로에 대해 회전한다. 본 실시예와 가장 근접한 유사예(analogy)는 중심부에 형성된 탄성 "번지 코드(bungee cord)"에 의해 결합되는 일련의 텐트 폴이다. 90° 회전이 이루어진 후, 상기 스프링은 링크를 한쪽으로 치우치게 하여 증기 발생기를 통한 전개를 위한 견고한 형상을 제공한다.

다른 실시예에서, 제 14도의 링크(250)는 희토류 자석(rare earth magnet; 252)을 포함하는 반면, 링크(254)는 철판(256)을 포함한다. 링크(250)의 자석(252)은 링크(254)의 철판(256)에 이끌림으로써 이들 링크가 서로 체결된 상태로 유지되게 한다. 그러나, 제 12도 및 13도에 도시된 바와 같이, 충분한 굽힘력이 가해지면 링크들이 서로에 대해 회전할 것이고, 그런 다음 체인의 굽힘이 이루어지면 다시 서로 결착된다. 제 15도의 견고한 체인(260)은 제 13도의 스프링 구성과 제 14도의 자석 구성을 결합한 것이다.

다른 실시예에서, 제 16도의 견고한 체인(280)은 상당히 긴 링크(282, 284, 286)를 포함하는데, 링크(282)에 대하여 나타낸 것처럼 각각의 링크는 연장부(290)를 가지며 이것은 인접 링크가 한쪽 방향으로 회전하지 못하도록 한다. 이같은 긴 링크는 상기 장치에서 요구되는 링크의 총수를 최소화시킨다.

견고한 링크

제 5도의 연장체(80)에 대한 다른 실시예로, 제 17도는 일정 형상에서는 탄성을 가지며 다른 형상에서는 견고한, 일련의 견고한 링크를 나타낸 것이다. 중공형 견고한 링크(306, 308, 310)는 각각 인접 링크(306, 308, 310) 사이에 관절 요홈부(302, 304)를 포함한다.

본 실시예에서, 관절 요홈부는 단지 각 링크의 한쪽 면 위에만 존재한다. 피봇 핀(312)과 관절 요홈부(302)는 링크(306)가 화살표(314)에 도시된 방향으로 링크(308)에 대해서 약간 회전되게 한다. 각 링크가 약간씩 회전될 수 있으므로 상기 일련의 견고한 링크는 증기 발생기의 블로우다운 레인을 가로지르는데 필요한 굽힘을 형성할 수 있음과 동시에(제 1도), 중추부(316)가 각 링크로 하여금 화살표 (318) 방향으로 굽어지는 것을 막기 때문에 상기 링크들이 유동 슬롯을 통해서 상방향으로 뻗을 때에는 매우 견고하다.

이와 유사한 설계가 견고한 링크(322, 326, 328)에 관해서 제 18도에 도시되어 있다. 이 경우, 각 링크(322, 326, 328)는 일레스토머(elastomeric) 힌지부재 (330)에 의해 인접 링크끼리 연결되어 있는 중공형 부재를 포함하여 이루어져 있다. 여기서 관절 요홈부(336, 338)는 각 일레스토머 힌지부재 상의 양측면에 형성되어 있다.

이러한 일련의 링크는 블로우다운 레인을 지나서 굴절된 후 유동 슬롯을 통해서 상부로 뻗기에 충분히 굽어질 수 있다. 각 링크 내에 형성된 오리피스(333)를 지나는 교정 케이블(straightening cable; 332)은 링크들을 견고한 형상으로 고정시키는데 사용된다. 수로(334) 및 주변 공급라인(336)은 각 링크의 중심을 지난다. 이러한 링크는 임의의 탄성 플라스틱 물질로 제작될 수 있다.

마스트의 실시예

상기에서 기술된 견고한 링크 또는 다양한 견고한 체인에 관한 대안적 실시예가 제 19도에 도시되어 있다. 연장가능한 마스트(360)는 튜브(362)를 형성하도록 자기-바이어스된(self-biased) 재료로 만들어지나, 이 재료는 납작한 롤(364)로 펼쳐질 수 있다. 상기 마스트(360)의 재료는 통상적으로, 캐나다 온테리오 브람프톤 에어포트 로드 9445에 소재한 스파 에어로스 페이스(Spar Aerospace)사로부터 구입할 수 있는 0.010 스프링-템퍼 스테인레스강이다. 이 재료의 고유 성질은 넓은 중첩부를 갖는 2인치 직경의 튜브이다. 상기 튜브는 길이를 따라서 슬리브(364)와 같은 가이드 슬리브로 보강될 수 있다.

제 20도에서 도시한 바와 같이, 마스트(360)는 피복 재료(376)로 둘러싸인 수관(370)과 주변 공급라인(372, 374)을 증기 발생기의 유동 슬롯을 통해서 상부로 가이드한다. 모터 구동부(378)는 유동 슬롯을 통해서 본 실시예의 전개 장치를 상부로 구동한다. 모터 구동부(378)는 마주 회전하는 드럼(380, 382)을 포함하는데, 이 드럼들은 각각 유성 가이드 롤러 기구(384)를 구동시킨다. 대안적으로, 2개의 롤로 이루어진 마스트 재료가 하나의 튜브를 형성하도록 사용됨으로써 각각의 롤이 넓은 중첩부를 갖는 튜브의 반쪽씩을 형성하여 추가적인 견고함을 줄 수 있다.

결합된 마스트/견고한 링크의 실시예

제 19도 내지 제 20도에 도시된 마스트는, 제 21도에 도시된 바와 같이 제17도에서 도시된 바 있는 견고한 링크의 실시예(300)가 증기 발생기의 상단을 향해 연장될 때 부가적인 지지력을 제공하는 경우를 포함하여, 전술된 견고한 체인 및 견고한 링크들 중 어느 것과도 함께 사용될 수 있다. 제 21도의 마스트 저장드럼(382)은 하나 혹은 다수의 롤로 된 마스트 재료 및 굴절 슈(384)를 포함하고, 증기 발생기의 핸드 홀 외부로부터 견고한 링크를 공급하며, 궁극적으로, 연속적인 지지판의 유동 슬롯을 통해서 상부로 공급한다.

본 발명의 뱀형상 연장체의 실시예들, 즉, 견고한 체인 또는 견고한 링크 또는 마스트 재료 또는 이들의 결합체 중 어느 것에서도, 제 4도에 도시된 종래 기술의 붐 및 접이식 실린더는 제거되며, 그 대신에 연장체는 증기 발생기의 핸드 홀과 연속적인 지지판에 있는 유동 슬롯을 통해서 공급될 수 있도록 충분히 작은 크기를 갖는다. 또한, 상기 연장체는 이 장치의 임의의 부재가 증기 발생기의 상부에 남겨지지 않도록 완전히 퇴피된다. 상기 연장체는 연속하는 지지판의 유동 슬롯을 통해 상부로 연장되는 위치가 되도록 굽혀지기에 충분한 탄성을 가지는 한편, 세척헤드/검사기구를 상부 튜브 다발 근방에서 위치시키고 지지하는 견고함을 갖는다.

따라서, 임의의 실시예에서의 본 발명은, 굽어질 수 있으며 굽어진 이후에 증기 발생기 내부에서 30피트 높이에서까지 세척헤드나 검사기구를 지지할 수 있을 정도로 견고한 전개 장치를 제공하고자 하는, 겉보기로는 서로 불합치되는 목적을 달성한다.

그러므로, 비록 본 발명의 특정한 구성들이 일부 도면에는 도시되고 나머지 도면에는 도시되어 있지 않더라도, 이는 단지 편의상의 목적에 기인한 것이며 각각의 구성은 본 발명에 따른 다른 임의의 구성 혹은 다른 모든 구성들과 병합될 수 있다.

그리고, 다른 실시예들이 관련 기술분야의 전문가들에게 발생될 여지가 있으며 이들은 하기의 특허청구범위에 속한다.

Claims (33)

1. 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치에 있어서,

   증기 발생기의 튜브시트 근방의 증기 발생기 외피에 있는 입구를 통해 공급될 수 있는 연장체로서, 굽힘 위치(86)에서 탄성을 가지고 굽어짐으로써 상기 증기 발생기 내부의 지지판에 있는 유동 슬롯을 통하여 상방으로 뻗을 수 있을 수 있으며, 또한 수직으로 배열될 때 (88)에는 견고함을 가짐으로써 세척/검사기구를 상기 증기 발생기를 통해서 상기 증기 발생기의 상부 튜브다발 근방에 배치 및 지지할 수 있는 연장체, 및

   상기 연장체를 상기 지지판을 통하여 상향 구동시키고, 상기 연장체를 다시 상기 지지판을 통하여 퇴피시키기 위한 수단을 포함하여 이루어지는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연장체가, 상기 증기 발생기의 상부 튜브다발을 세척하기 위해 상기 연장체의 단부에 세척헤드를 장착하는 수단을 포함하여 이루어지는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연장체가, 상기 증기 발생기의 상부 튜브다발을 검사하기 위해 상기 연장체의 단부에 검사 카메라를 장착하는 수단을 포함하여 이루어지는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 연장체가 견고한 체인으로 구성되어 있는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 연장체가 한 쌍의 견고한 체인을 포함하여 이루어지고, 상기 체인 각각은 한 방향으로만 굽어질 수 있으며, 각각이 굽어짐에 의해 상기 증기 발생기 내부로 전개되며, 상기 한 쌍의 체인은 서로 맞대어져 전개됨으로써 견고한 형상을 이루는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 연장체가 한 쌍의 견고한 체인을 포함하여 이루어지고, 상기 체인 각각은 한 방향으로는 자유로이 굽어질 수 있으나 반대방향으로는 견고한 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 한 쌍의 견고한 체인을 맞대어지도록 배향함으로써 세척/검사기구를 상기 증기 발생기를 통하여 상부로 위치시키고 지지하는 견고한 구조를 제공하는 수단을 더 포함하여 이루어지는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
8. 제 4항에 있어서, 상기 견고한 체인이 다수개의 링크를 포함하고, 상기 링크 각각은 인접 링크에 대하여 상기 굽힘 위치에서 피봇될 수 있으며, 상기 링크가 수직으로 배열될 때 인접 링크들이 피봇될 수 없도록 해제가능하게 고정시키는 수단을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 해제가능한 고정 수단은, 결합시 상기 링크들을 서로 고정시키며 퇴피시 상기 링크들을 서로 해제시키는 퇴피가능한 핀을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 구동 수단은 상기 핀을 자동적으로 퇴피 및 결합시키는 수단을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
11. 제 8항에 있어서, 상기 해제가능한 고정 수단은 링크의 한 부분상에 멈춤쇠 볼을 포함하고, 인접 링크 세트의 한 부분상에 보완적인 멈춤쇠 홈을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
12. 제 8항에 있어서, 상기 해제가능한 고정 수단은 하나의 링크가 인접 링크와 결합된 상태로 유지되도록 압착하는 스프링을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
13. 제 8항에 있어서, 상기 해제가능한 고정 수단은 하나의 링크가 인접 링크와 결합된 상태로 유지되도록 하는 자석을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
14. 제 8항에 있어서, 상기 해제가능한 고정 수단은 하나의 링크가 인접 링크와 결합된 상태로 유지되도록 하는 스프링 및 자석을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
15. 제 4항에 있어서, 상기 견고한 체인은 다수개의 링크를 포함하고, 각각의 링크가 힌지 및 상기 힌지 너머로 뻗어있는 연장부를 포함하여 인접 링크의 한쪽 방향 움직임을 막는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
16. 제 1항에 있어서, 상기 연장체가 다수개의 견고한 링크를 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
17. 제 16항에 있어서, 상기 링크 각각은 힌지 및 상기 힌지 근방에 하나 이상의 관절 요홈부를 포함하여 인접 링크가 단지 한 방향으로만 움직일 수 있도록 하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개장치.
18. 제 17항에 있어서, 상기 링크가 상기 힌지의 양쪽에 관절 요홈부를 갖는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
19. 제 1항에 있어서, 상기 연장체가, 튜브를 형성하도록 자기-바이어스된 재료로 형성된 연장가능한 마스트를 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
20. 제 19항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 마스트 재료를 사이에 맞물리게 하여 구동하는 한 쌍의 대향 회전 드럼을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
21. 제 1항에 있어서, 상기 연장체가, 튜브를 형성하도록 자기-바이어스된 재료로 형성된 연장가능한 마스트에 의해 지지되는 견고한 체인을 포함하여 이루어지는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개장치.
22. 제 1항에 있어서, 상기 연장체가, 튜브를 형성하도록 자기-바이어스된 재료로 형성된 마스트에 의해 지지되는 일련의 견고한 링크를 포함하여 이루어지는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
23. 제 1항에 있어서, 상기 구동수단이, 상기 연장체를 상기 튜브시트 주위의 위치로부터 상기 증기 발생기의 상부 다발로 상향 연장되도록 하는 위치로 인도하기 위한 굴절 슈를 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
24. 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치에 있어서,

    다수개의 링크를 포함하는 견고한 체인으로서, 상기 링크 각각이 인접 링크에 대해 피봇됨으로써 증기 발생기의 내부를 통하여 상부로 이동되는 위치로 굽어질 수 있는 견고한 체인, 및

    세척/검사기구를 상기 증기 발생기의 내부를 통하여 상방으로 배치 및 지지하기 위하여, 수직으로 배열될 때 인접 링크들이 피봇되지 않도록 해제가능하게 고정시키는 수단을 포함하여 이루어지는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
25. 제 24항에 있어서, 상기 해제가능한 고정 수단은 결합시 상기 링크들을 서로 고정시키며 퇴피시 상기 링크들을 서로 해제시키는 퇴피가능한 핀을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
26. 제 24항에 있어서, 상기 해제가능한 고정 수단은 링크의 한 부분상에 멈춤쇠 볼을 포함하고, 인접 링크 세트의 한 부분상에 보완적인 멈춤쇠 홈을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
27. 제 24항에 있어서, 상기 해제가능한 고정 수단은 하나의 링크가 인접 링크와 결합된 상태로 유지되도록 압착하는 스프링을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
28. 제 24항에 있어서, 상기 해제가능한 고정 수단은 하나의 링크가 인접 링크와 결합된 상태로 유지되도록 하는 자석을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
29. 제 24항에 있어서, 상기 해제가능한 고정 수단은 하나의 링크가 인접 링크와 결합된 상태로 유지되도록 하는 스프링 및 자석을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
30. 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치에 있어서,

    일련의 링크가 증기 발생기의 내부를 통해서 상향 이동하는 위치로 굽혀질 수 있도록 하나의 링크가 인접 링크에 대해 소량 피벗되도록 하는 수단을 포함하는 상호연결된 일련의 링크, 및

    상기 증기 발생기의 내부를 통해서 세척/검사기구를 위치시키고 지지하도록 인접 링크 세트의 추가적인 피봇운동을 방지하는 수단을 포함하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
31. 제 30항에 있어서, 상기 피봇운동 방지 수단은 각각의 인접한 한 쌍의 링크 사이에 힌지를 포함하고, 상기 하나의 링크가 인접 링크에 대해 소량 피벗되도록 하는 수단은 상기 힌지의 일측면 근방에 관절 요홈부를 포함하여 한쪽방향으로만피봇운동을 허용하는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
32. 제 31항에 있어서, 상기 힌지의 양측면상에 관절 요홈부가 형성되어 있는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.
33. 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치에 있어서,

    상기 증기 발생기의 내부를 통하여 상방으로 이동되는 위치에서 굽어지도록 탄성을 가지고, 상기 증기 발생기의 내부를 통하여 세척/검사기구를 위치시키고 지지시키기에 충분한 견고함을 갖는 몸체,

    상기 증기 발생기의 내부를 지나 상부로 이동될 때 상기 몸체를 지지하기 위하여, 상기 몸체 주위로 튜브를 형성하도록 자기-바이어스된 재료로 형성된 연장가능한 마스트, 및

    상기 마스트-몸체 조합물을 상기 증기 발생기를 통하여 상방으로 구동시키는 수단을 포함하여 이루어지는 상부 다발 증기 발생기용 세척/검사 기구의 전개 장치.