KR100529249B1 - 증기발생기에 사용되는 수실 정비로봇을 구동하는 2축구동 로더 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원자력 발전소의 증기발생기에서 이용되는 수실 정비로봇을 구동하는 2축 구동 로더에 관한 것으로, 본 발명의 2축 구동 로더(400)는 증기발생기(120)의 수실내에 삽입되는 수실 정비로봇(200)을 구동하며, 증기발생기(120)의 맨웨이(126) 입구측에 고정된다. 그리고, 2축 구동 로더(400)는 맨웨이(126) 입구측에 고정되는 결합판(410)과, 결합판(410)에 일측이 축결합되어 회전 구동되는 연결바디(420)와, 연결바디(420)의 타측에 축결합되어 회전 구동되는 하부 회전체(460)와, 하부 회전체(460)의 상부에 일체로 결합되며 수실 정비로봇(200)이 장착되는 연결 지지관(440)을 포함한다. 따라서, 본 발명은 일정한 높이를 갖는 연결 지지관에 수실 정비로봇이 결합 구동되기 때문에, 맨웨이의 위치가 낮은 한국 표준형 증기발생기에서도 수실 정비로봇이 장착되어 기능을 발휘할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명은 연결 지지관과 연결바디가 각각 2축으로 회전 구동되기 때문에, 수실 정비로봇이 증기발생기의 스테이 실린더에 간섭받지 않고, 수실 내에서 보다 넓은 범위로 구동될 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 원자력 발전소의 증기발생기에서 수실을 정비하는 수실 정비로봇에 관한 것이며, 특히, 한국형 증기발생기에서 수실 정비로봇이 용이하게 수실 정비하도록 수실 정비로봇을 구동하는 2축 구동 로더에 관한 것이다.
원자력 발전소의 원자로에서 발생되는 핵연료 붕괴열은 1차적으로 냉각수에 전달되고, 이런 냉각수는 증기발생기의 전열관을 통해 터빈으로 공급된다. 증기발생기에는 가동되는 연수가 증가되고 운전환경이 악화됨에 따라 전열관에 결함이 발생하는데, 이런 전열관의 결함을 정비하기 위해 수실 정비로봇이 설치 사용된다.
도 1은 증기발생기에 수실을 정비하는 정비로봇이 장착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 증기발생기(100)에는 수실내의 결함을 정비 및 검사하기 위해 맨웨이(Manway ; 106)를 통해 수실 정비로봇(200)이 삽입된다. 수실 정비로봇(200)은 로사(ROSA)Ⅲ라는 모델이 주로 사용되는데, 여러 증기발생기(100)의 모델에 적합하게 설계되어 사용되고 있다. 즉, 수실 정비로봇(200)은 수실 내에서 ECT 검사에 의해 발견된 전열관의 결함부위에 슬리브(sleeve)를 설치하여 손상된 튜브를 재생하거나, 플러그(plug) 또는 스테빌라이저(stabilizer)를 설치하여 전열관을 폐쇄한다.
이런 수실 정비로봇(200)은 증기발생기(100)의 맨웨이(106)측에 고정된 로더(300)에 결합되며, 원격조정에 의해 증기발생기(100)의 수실내로 삽입된다. 수실 정비로봇(200)은 암(Arm ; 220), 리스트(Wrist ; 230)로 연결 구성되며, 암(220)과 리스트(230)를 연결하는 각 축들의 자유운동으로 수실 내에서 3차원운동을 하게 된다. 그리고, 수실 정비로봇(200)의 헤드부(210)는 로더(300)의 조작과 암(220)과 리스트(230)의 자유운동으로 튜브시트(tube sheet ; 102)로 이동 부착되어, 정비 및 보수작업을 하게 된다.
하지만, 상기 수실 정비로봇(200)은 모든 종류의 증기발생기에 적용하여 사용할 수 없고, 증기발생기(100)의 맨웨이(106) 위치와 다른 수실내의 구조물의 간섭으로 인해 사용이 제약되는 경우도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 수실 정비로봇이 한국형 증기발생기에 장착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수실 정비로봇(200)을 사용할 수 없는 일예로는 한국 표준형 증기발생기(120)가 있다. 즉, 한국 표준형 증기발생기(120)는 맨웨이(126)의 위치가 상기 증기발생기(100)와 달리 하부에 위치한다. 이로 인해, 수실 정비로봇(200)의 헤드부(210)가 튜브시트(122)에 도달하지 못하는 문제점이 발생한다.
또한, 한국 표준형 증기발생기(120)에는 수실 중심에 스테이 실린더(stay cylinder ; 128)가 위치하기 때문에, 수실 정비로봇(200)이 정비작업 중에 수실 내에서 간섭받게 된다.
이와 같이, 한국 표준형 증기발생기(120)에는 수실 정비로봇(200)이 튜브시트(122)에 도달하지 못하고, 스테이 실린더(128) 및 스터드 볼트의 간섭 등으로 인해 원활한 정비, 보수작업을 할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 수실 정비로봇이 증기발생기의 튜브시트에 도달하도록 수실 정비로봇이 결합되는 연결 지지관을 길게 연장 형성하는 2축 구동 로더를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 수실 정비로봇이 수실내에서 간섭없이 구동 운전될 수 있도록, 증기발생기에 고정된 결합판을 중심으로 2축이 자유 회전운동하도록 구성되는 2축 구동 로더를 제공하는데 다른 목적이 있다.
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 2축 구동 로더는 증기발생기의 수실내에 삽입되는 수실 정비로봇을 구동하며, 상기 증기발생기의 맨웨이 입구측에 고정된다. 그리고, 2축 구동 로더는 상기 맨웨이 입구측에 고정되는 결합판과, 상기 결합판에 일측이 축결합되어 회전 구동되는 연결바디와, 상기 연결바디의 타측에 축결합되어 회전 구동되는 하부 회전체와, 상기 하부 회전체의 상부에 일체로 결합되며 상기 수실 정비로봇이 장착되는 연결 지지관을 포함한다.
또한, 상기 결합판에는 제 1기어가 고정되고, 상기 연결바디에는 회전할 수 있는 제 2기어가 설치되며, 상기 제 1기어와 상기 제 2기어가 상호 맞물리는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연결바디에는 웜휠이 고정되고, 상기 하부 회전체에는 웜기어가 설치 고정되며, 상기 웜기어는 상기 웜휠에 맞물려 상기 웜휠의 원주를 따라 이동하는 것이 더 바람직하다.
또한, 상기 웜기어에는 핸들이 연결 설치되어, 상기 핸들의 조작에 따라 상기 웜기어가 회전하는 것이 더 바람직하다.
또한, 상기 연결 지지관은 일정한 길이를 갖는 원통형상인 것이 바람직하다.
아래에서는 본 발명에 따른 2축 구동 로더의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하겠다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 한국형 증기발생기에서 수실 정비로봇이 2축 구동 로더에 장착되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 한국형 증기발생기에 장착되어 수실 정비로봇을 구동하는 2축 구동 로더의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 2축 구동 로더의 측면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 2축 구동 로더(400)는 증기발생기(120)의 맨웨이(126)에 고정되는 결합판(410)과, 결합판(410)의 일측에 축결합되어 회전운동하는 연결바디(420) 및, 연결바디(420)에 일단이 축결합되며 그 타단이 수실 정비로봇(200)에 결합되도록 길게 연장 형성된 연결 지지관(440)을 포함한다.
2축 구동 로더(400)의 결합판(410)은 증기발생기(120)의 맨웨이(126) 입구측에 맨웨이 볼트에 의해 고정된다. 결합판(410)에는 반원 형상의 제 1기어(411)가 부착 고정되며, 제 1기어(411)의 반원 중심에는 제 1축(412)이 결합된다. 또한, 제 1축(412)에는 연결바디(420)의 일축이 회전 가능하게 결합된다.
연결바디(420)는 일정한 길이를 갖는 몸체로서 제 1축(412)을 중심으로 회전운동한다. 이런 연결바디(420)의 내부에는 제 2기어가 설치되어 있으며, 제 2기어는 연결바디(420)의 외부로 노출된 제 1핸들(430)에 연결되어 결합판(410)에 고정된 제 1기어(411)에 맞물린다. 이로 인해, 연결바디(420)는 제 1핸들(430)의 조작에 따라 제 1축(412)을 중심으로 회전운동이 가능하다.
연결바디(420)의 타측 내부에는 일부 절단된 형상의 웜휠(warm wheel ; 463)이 하부를 향하도록 설치 고정된다. 그리고, 연결바디(420)의 타측에는 하부 회전체(460)가 제 2축(465)에 의해 양 측부에 축결합되며, 하부 회전체(460)는 제 2축(465)을 중심으로 상하로 회전이 가능하다.
하부 회전체(460)에는 웜기어(461)와 웜기어 심(462)이 결합된 고정물이 부착 고정되는데, 웜기어(461)는 웜휠(463)에 맞물리고, 웜기어 심(462)은 제 2핸들(450)에 연결된다. 이와 같은 구성으로 웜기어(461)는 제 2핸들(450)의 조작에 따라 회전한다. 반면, 웜휠(463)은 연결바디(420)에 고정되어 있음으로, 웜기어(461)는 웜휠(463)의 원주를 따라 이동하게 된다. 따라서, 웜기어(461)에 일체 고정된 하부 회전체(460)는 제 2축(465)을 중심으로 회전 이동하게 된다.
그리고, 하부 회전체(460)의 상부측에는 상부 지지판(441)이 결합되고, 상부 지지판(441)에는 연결 지지관(440)이 상부에 체결된다. 연결 지지관(440)은 일정한 길이를 갖는 원통형상으로, 그 상부 연결부(442)에는 수실내의 정비 또는 검사하는 수실 정비로봇(200)이 결합된다.
이와 같은 2축 구동 로더(400)는 수실 정비로봇(200)을 지지 구동할 수 있도록 강성이 높은 알루미늄 6061 T6으로 제작되며, 연결 지지관(440)은 수실 정비로봇(200)의 헤드부(210)가 증기발생기(120)의 튜브시트(122)에 도달할 수 있는 연장된 높이를 갖는 것이 바람직하다.
아래에서는 상기 2축 구동 로더의 작동방법에 대해 설명하겠다.
먼저, 2축 구동 로더(400)의 결합판(410)을 맨웨이 볼트로 증기발생기(120)의 맨웨이(126) 입구측에 설치 고정한다. 그리고, 작업자는 연결 지지관(440)에 결합된 수실 정비로봇(200)이 수실내로 용이하게 삽입되도록, 제 1핸들(430)을 회전시켜 연결바디(420)를 구동시킨다.
그리고, 수실 정비로봇(200)이 수실내로 삽입 설치된 후에는 수실 정비로봇(200)이 스테이 실린더(128) 및 증기발생기(120)의 다른 부분에 의해 간섭되지 않도록, 수실 정비로봇(200)을 컴퓨터 제어에 의해 원격조종한다. 또한, 작업자는 필요에 따라 제 2핸들(450)을 회전시킴으로써 연결 지지관(440)에 결합된 수실 정비로봇(200)이 수실 내에서 보다 넓은 범위에서 구동되도록 한다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 2축 구동 로더는 일정한 높이를 갖는 연결 지지관에 수실 정비로봇이 결합 구동되기 때문에, 맨웨이의 위치가 낮은 한국 표준형 증기발생기에서도 수실 정비로봇이 장착되어 원활한 정비 또는 검사작업을 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 연결 지지관과 연결바디가 각각 2축으로 회전 구동되기 때문에, 수실 정비로봇이 증기발생기의 스테이 실린더에 간섭받지 않고, 수실 내에서 보다 넓은 범위로 구동될 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 2축 구동 로더에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 증기발생기에 수실을 정비하는 정비로봇이 장착된 상태를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 수실 정비로봇이 한국형 증기발생기에 장착된 상태를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 한국형 증기발생기에서 수실 정비로봇이 2축 구동 로더에 장착되는 상태를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3에 도시된 한국형 증기발생기에 장착되어 수실 정비로봇을 구동하는 2축 구동 로더의 사시도이고,
도 5는 도 4에 도시된 2축 구동 로더의 측면도이다.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
200 : 수실 정비로봇 400 : 2축 구동 로더
410 : 결합판 430, 450 : 제 1, 제 2핸들
440 : 연결 지지관
Claims (5)
- 증기발생기의 수실내에 삽입되는 수실 정비로봇을 구동하며, 상기 증기발생기의 맨웨이 입구측에 고정되는 로더에 있어서,상기 맨웨이 입구측에 고정되는 결합판과, 상기 결합판에 일축이 축결합되어 회전 구동되는 연결바디와, 상기 연결바디의 타측에 축결합되어 회전 구동되는 하부 회전체 및, 상기 하부 회전체의 상부에 일체로 결합되며 상기 수실 정비로봇이 장착되는 연결 지지관을 포함하는 것을 특징으로 하는 2축 구동 로더.
- 제 1항에 있어서, 상기 결합판에는 제 1기어가 고정되고, 상기 연결바디에는 회전할 수 있는 제 2기어가 설치되며, 상기 제 1기어와 상기 제 2기어가 상호 맞물리는 것을 특징으로 하는 2축 구동 로더.
- 제 1항에 있어서, 상기 연결바디에는 웜휠이 고정되고, 상기 하부 회전체에는 웜기어가 설치 고정되며, 상기 웜기어는 상기 웜휠에 맞물려 상기 웜휠의 원주를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 2축 구동 로더.
- 제 3항에 있어서, 상기 웜기어에는 핸들이 연결 설치되어, 상기 핸들의 조작에 따라 상기 웜기어가 회전하는 것을 특징으로 하는 2축 구동 로더.
- 제 1항에 있어서, 상기 연결 지지관은 일정한 길이를 갖는 원통형상인 것을 특징으로 하는 2축 구동 로더.
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