KR100627129B1 - atomic reactor nuclear fuel control unit inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일정크기의 수용공간이 형성되며 뚜껑이 볼팅되어 개폐되는 몸체와, 상기 몸체의 좌우측벽에 결합되어 몸체를 이동시키도록 된 몸체의 이동수단과, 상기 몸체 전방의 화상정보를 수집하도록 길이방향으로 형성된 케이싱에 내장되며, 홀더에 의해 몸체 상부에 결합되고, 케이싱의 전방으로 렌즈가 배치되는 카메라를 포함하며, 원자로내의 연료 연소상태에 따라 연료를 승하강시키는 연료제어봉 집합체가 보관되는 원자로 연료제어봉 보관장소에서 연료제어봉을 카메라로 전송된 화상정보를 디스플레이부를 통하여 육안감시되게 하는 콘트롤러를 포함하는 원자로 연료제어봉 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 방사능 유해지역인 원자로 연료제어봉 보관장소내에 작업자가 내방사성의를 착용하고 들어가지 않고도 연료제어봉이 집하된 보관장소에서 본 발명에 의한 검사장치를 원격조정하여 작업자가 방사능의 영향을 받지 않도록 함으로써, 작업자의 안전을 보장함은 물론 연료제어봉의 고온에 의한 손상 및 부식정도를 육안검사하여 적당한 교체시기 및 수리시기에 의하여 효율적인 유지관리가 이루어질 수 있도록 하는 원자로 연료제어봉 검사장치를 제공한다.The present invention is formed in the receiving space of a certain size and the body is opened and closed by the lid is bolted, the movement means of the body coupled to the left and right side walls of the body to move the body, the length to collect the image information in front of the body Reactor fuel is built in the casing formed in the direction, coupled to the upper portion of the body by the holder, the camera is disposed in front of the casing, the reactor is a fuel control rod assembly for raising and lowering the fuel in accordance with the fuel combustion state in the reactor Reactor fuel control rod inspection apparatus including a controller for visually monitoring the image information transmitted from the fuel control rod to the camera at the control rod storage place, and more specifically, the operator in the reactor fuel control rod storage place that is a radioactive hazardous area Fuel rods without having to enter By remotely controlling the inspection device according to the present invention in a lower storage place, the operator is not affected by radioactivity, ensuring the safety of the operator and visually inspecting the damage and corrosion caused by the high temperature of the fuel control rod, and the proper replacement time. It provides a reactor fuel control rod inspection device for efficient maintenance by the time of repair.
원자로, 방사능, 연료제어봉, UGSReactor, Radioactivity, Fuel Control Rods, UGS
Description
도 1은 연료제어봉을 도시한 도면.1 is a view showing a fuel control rod.
도 2는 본 발명에 따른 검사장치의 몸체 일측단면을 도시한 도면.Figure 2 is a view showing one side cross-section of the body of the inspection apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 검사장치의 몸체 평단면을 도시한 도면.3 is a view showing a body cross-sectional view of the inspection apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 검사장치의 몸체 타측단면을 도시한 도면.Figure 4 is a view showing the other side cross-section of the body of the inspection apparatus according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 검사장치의 개략적인 구성을 도시한 블럭도.5 is a block diagram showing a schematic configuration of an inspection apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
101 : 몸체 102 : 카메라101: body 102: camera
103 : 홀더 104 : 전원공급부103: holder 104: power supply
105 : 콘트롤부 106 : 디스플레이부105: control unit 106: display unit
107 : 구동스프로켓 108 : 연동스프로켓107: drive sprocket 108: interlock sprocket
109 : 무한궤도 110 : 제1회전축109: infinitely orbit 110: first axis of rotation
111 : 이동모터 112 : 감속기111: moving motor 112: reducer
113 : 부싱 114 : 제2회전축113: bushing 114: second rotating shaft
115 : 래크 116 : 제1피스톤로드115: rack 116: first piston rod
117 : 제1공압실린더 118 : 제2피스톤로드117: first pneumatic cylinder 118: second piston rod
119 : 제2공압실린더 120 : 파지부119: second pneumatic cylinder 120: gripping portion
121 : 결합부 122, 123 : 제1, 제2힌지공121: coupling portion 122, 123: first, second hinge hole
124 : 힌지축 125 : 구동기어124: hinge shaft 125: drive gear
126 : 연동기어 127 : 입력장치126: interlocking gear 127: input device
본 발명은 방사능 유해지역인 원자로 연료제어봉 보관장소내에 작업자가 내방사성의를 착용하고 들어가지 않고도 연료제어봉이 집하된 보관장소에서 본 발명에 의한 검사장치를 원격조정하여 작업자가 방사능의 영향을 받지 않도록 함으로써, 작업자의 안전을 보장함은 물론 연료제어봉의 고온에 의한 손상 및 부식정도를 육안검사하여 적당한 교체시기 및 수리시기에 의하여 효율적인 유지관리가 이루어질 수 있도록 하는 원자로 연료제어봉 검사장치에 관한 것이다.The present invention remotely controls the inspection apparatus according to the present invention in a storage place where the fuel control rods are collected without the operator wearing radiation resistance in the reactor fuel control rod storage place that is a radioactive hazardous area so that the operator is not affected by radiation. As a result, the present invention relates to a reactor fuel control rod inspection device which ensures the safety of the worker and visually inspects the degree of damage and corrosion caused by the high temperature of the fuel control rod so that efficient maintenance can be performed by an appropriate replacement time and repair time.
일반적으로, 원자로 빌딩내의 핵연료는 연료제어봉에 결합된 상태에서 수조에 침수되어진다.In general, nuclear fuel in a reactor building is submerged in a tank in conjunction with fuel control rods.
상기한 바와 같은 핵연료는 연소되는 상태에 따라서 연료제어봉의 승하강에 의하여 핵연료도 승강하거나 하강하게 된다.As described above, the nuclear fuel is raised or lowered by the lowering and lowering of the fuel control rod depending on the combustion state.
이러한, 핵연료를 결합하는 도 1에 도시된 연료제어봉(1)은 핵연료의 연소 및 오랜사용에 의하여 연료제어봉(1)의 끝단(1a)이 부식되거나 고온으로 연소되는 핵연료에 의하여 손상되는 경우가 발생하게 된다.The fuel control rod 1 shown in FIG. 1, which combines nuclear fuel, may be damaged by a nuclear fuel that is corroded or burned at a high temperature by the
상기한 바와 같은 연료제어봉들은 원자로 내의 UGS(UPPER GUIDE STRUCTURE)에 집하되어 있고 이 UGS는 약 5M × 5M의 장방형 크기를 가지며, 이들 연료제어봉(1)의 끝단(1a) 부식 및 손상을 검사하기 위해서 종래에는 육안검사 및 육안식별 방법뿐이 없었다.The fuel control rods as described above are collected in the UGS (UPPER GUIDE STRUCTURE) in the reactor, and the UGS has a rectangular size of about 5M × 5M, to check for corrosion and damage to the
즉, 작업자가 내방사성의를 착용한 상태에서 이 연료제어봉 집하장소(UPPER GUIDE STRUCTURE)에 들어가 연료제어봉(1)을 검사해야 한다. 상기한 내방사성의는 비록, 내방사능 재질로 이루어졌다고는 하나 오랜시간 방사선에 노출되면 방사선에 영향을 받게 되므로 제한된 다수의 작업자가 제한된 시간내에 교대로 연료제어봉(1)을 검사해야 하므로, 작업시간이 지연되는 문제점을 갖게 된다.That is, the operator must enter the fuel guide rod storage place while inspecting the fuel control rod 1 while wearing the radiation resistance. Although the radiation resistance described above is made of a radiation resistant material, the radiation control is affected by radiation when exposed to radiation for a long time, so that a limited number of workers must inspect the fuel control rod 1 alternately within a limited time. This has a delayed problem.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 UGS(UPPER GUIDE STRUCTURE)내에 작업자가 직접 들어가 연료제어봉을 검사하지 않고, 이동가능한 검사장치가 UGS(UPPER GUIDE STRUCTURE)내에서 연료제어봉의 상태를 촬영하여 화상정보를 원자로빌딩 외부에 디스플레이하게 하여 외부에서도 UGS(UPPER GUIDE STRUCTURE)내부를 검사할 수 있도록 하는 목적을 제공한다.The present invention has been made in order to solve the above problems, the operator does not directly enter the UGS (UPPER GUIDE STRUCTURE) to inspect the fuel control rod, the movable inspection device to photograph the state of the fuel control rod in the UGS (UPPER GUIDE STRUCTURE) The purpose of this is to display image information outside the reactor building so that the inside can be inspected inside the UGS (UPPER GUIDE STRUCTURE).
상기한 목적은, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 일정크기의 수용공간이 형성되며 뚜껑(101a)이 볼팅되어 개폐되는 몸체(101)와, 상기 몸체(101)의 좌우측벽에 결합되어 몸체(101)를 이동시키도록 된 몸체의 이동수단과, 상기 몸체(101) 전방의 화상정보를 수집하도록 길이방향으로 형성된 케이싱(102a)에 내장되며, 홀더(103)에 의해 몸체(101) 상부에 결합되고, 케이싱(102a)의 전방으로 렌즈(102b)가 배치되는 카메라(102)를 포함하며, 원자로내의 연료 연소상태에 따라 연료를 승하강시키는 연료제어봉(1) 집합체가 보관되는 원자로 연료제어봉 보관장소에서 연료제어봉(1)을 카메라(102)로 전송된 화상정보를 디스플레이부(106)를 통하여 육안감시하기 위한 콘트롤러(105)를 포함하는 원자로 연료제어봉 검사장치에 있어서, 상기 몸체(101)의 바닥면에 돌설된 일정높이의 부싱(113)에 회전가능하게 삽결되며, 부싱(113) 상부로 돌출된 외경면에 피니언(114a)이 형성되고, 홀더(103)에 상단이 결합되는 제2회전축(114)과; 상기 제2회전축(114)의 피니언(114a)에 치합되는 직선형태의 래크(115)와; 상기 래크(115)의 종단에 제1피스톤로드(116)가 결합되어 래크(115)를 직선왕복동시키는 제1공압실린더(117)와; 상기 뚜껑(101a)을 관통하면서 제2피스톤로드(118)가 승하강되도록 몸체(101)의 바닥면에 설치되는 제2공압실린더(118)와; 상기 제2피스톤로드(118)의 상단에 결합되며, 외주면에 원형의 파지홈(120a)이 연계형성된 파지부(120)와; 상기 홀더(103) 하부 일정위치에 외감되며, 파지홈(120a)에 삽입되는 원형의 결합돌기(121a)가 외경면에 연계형성되는 결합부(121)와; 상기 홀더(103) 하부에 형성된 제1힌지공(122)과 제2회전축(114) 상부에 형성된 제2힌지공(123)에 삽결되어 홀더(103)가 제2회전축(114) 상부에서 상하회동할 수 있도록 하는 힌지축(124)을 포함하는 원자로 연료제어봉 검사장치에 의해 달성된다.The above object, as shown in Figures 2 to 4 is formed in the receiving space of a certain size and the
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또한, 상기 이동모터(111)의 회전속도를 감속시키기 위해 몸체(101) 내부의 제1회전축(110)에 출력축(도시하지 않음)이 결합되고 이동모터(111)의 제1구동축(도시하지 않음)에 입력축(도시하지 않음)이 결합되는 감속기(112)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, an output shaft (not shown) is coupled to the first rotating
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이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 검사장치의 몸체(101) 이동수단은 일정깊이로 함몰된 함몰부(101d)를 중심으로 양측으로 일정크기의 수용공간이 구획된 몸체(101)의 각 수용부 측벽에 회전가능토록 구동스프로켓(107)의 제1회전축(110)이 결합되는 바, 부싱은 통상적으로 회전하는 축에 결합되는 것이므로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.First, as shown in FIG. 2, the moving means of the
그리고, 몸체(101)의 양측벽(101b)(101c)에 결합된 구동스프로켓(107)으로부터 일정거리 이격된 양측벽(101b)(101c)에는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 연동스프로켓(108)이 회전가능하게 결합되며, 구동스프로켓(107)과 연동스프로켓(108)에는 도시된 바와 같이 무한궤도(109)(체인)가 외감되어 구동스프로켓(107)의 회전에 의하여 무한궤도(109)와 연동스프로켓(108)이 회전하게 되어 몸체(101)가 전진할 수 있게 한다. 여기서, 도면에 도시된 108a는 무한궤도(109)의 장력을 조절하기 위한 통상의 텐션조절장치이다.In addition, both
아울러, 상기 몸체(101) 내부로 돌출되는 구동스프로켓(107)의 제1회전축(110)단에는 이동모터(111)의 회전축(도시하지 않음)이 결합되도록 하여 이동모터(111)의 회전력이 제1회전축(110)을 통하여 구동스프로켓(107)으로 전달되게 함으로써, 무한궤도(109)가 회전될 수 있게 한다.In addition, the rotating shaft (not shown) of the moving
한편, 상기 구동스프로켓(107), 연동스프로켓(108), 무한궤도(109), 이동모터(111)는 양측에 각각 설치되므로 양측 이동수단을 구성하는 구성요소는 후술하는 콘트롤부(105)에 의하여 각각 제어될 수 있어 전후좌우방향을 향한 전후진 이동 및 제어가 가능하게 된다.On the other hand, since the drive sprocket 107, the
여기서, 상기 이동모터(111)의 회전축(도시하지 않음)과 제1회전축(110)의 축단에는 감속기(112)가 결합될 수 있도록 하여 비교적 고속으로 회전하는 이동모터(111)의 회전속도가 감속된 상태에서 구동스프로켓(107)으로 전달되도록 하여 용이한 제어가 가능하도록 하며, 상기한 감속기(112)는 감속비에 따라 다양하게 채택결합될 수 있는 것으로 본 발명은 이를 한정하지 않는다.Here, the rotational speed (not shown) of the moving
아울러, 도 3에 도시된 감속기(112)와 이동모터(111), 구동스프로켓(107)의 결합구조는 감속기(112)의 입력축에는 이동모터(111)의 회전축(도시하지 않음)이 바로 연결되고, 감속기(112)의 출력축에는 구동기어(125)가 결합되고 이 구동기어(125)에 치합되는 연동기어(126)는 제1회전축(110)에 결합될 수 있도록 한 구조로서 본 발명은 이를 한정하지 않는 것으로 도 3은 한가지의 실시예를 도시한 것으로 이해하는 것이 바람직하다.In addition, the coupling structure of the
한편, 상기 몸체(101) 전방의 화상정보를 수집하도록 된 카메라(102)는 길이방향으로 형성된 케이싱(102a)에 내장되며, 이 케이싱(102a)은 홀더(103)와 결합되고 홀더(103)는 몸체(101)의 함몰부(101d) 상부에 위치되며, 몸체(101) 바닥면의 홀더(103)에 의해 몸체(101) 상부에 결합되고, 상기 몸체(101)의 바닥면에 일정높이로 돌설된 부싱(113)에 삽입되는 제2회전축(114)의 상단에 결합된다.On the other hand, the
여기서, 본 발명 카메라(102)의 좌우회전 동작을 설명하면, 제2회전축(114)의 하부에는 도 4에 도시된 바와 같이 피니언(114a)이 외감형성되어 있으며, 이 피니언(114a)에는 래크(115)가 치합되는 바, 상기 래크(115)는 제1공압실린더(117)의 제1피스톤로드(116)에 종단에 결합되어 제1피스톤로드(116)가 제1공압실린더(117)의 왕복동함에 따라 래크(115)에 치합된 피니언(114a)을 좌,우로 회전시킴으로써 제2회전축(114) 상단에 결합된 홀더(103) 및 카메라(102)를 회전시킬 수 있게 되는 것이다.Here, referring to the left and right rotation operation of the
한편, 본 발명에 의한 카메라(102)의 상하회전 동작은 뚜껑(101a)을 관통하면서 제2피스톤로드(118)가 승하강되도록 몸체(101)의 바닥면에 제2공압실린더(118)를 도 4와 같이 설치하고, 이 제2피스톤로드(118)의 끝단에는 원판형의 파지부(120)를 결합하되, 이 파지부(120)의 외주면에 원형의 파지홈(120a)이 연계형성되어 있으며, 홀더(103)의 하부에도 원형의 결합돌기(121a)가 외경면에 연계형성된 결합부(121)가 외감되어 결합돌기(121a)가 파지부(120)의 파지홈(120a)에 삽입되는 결합구조를 갖게 된다.On the other hand, the vertical rotation of the
그리고, 상기 홀더(103)와 제2회전축(114)이 연결되는 연결부분은 도 4에 도시된 바와 같이 홀더(103) 하단에는 제1힌지공(122)을 형성하고 제2회전축(114) 상부에는 제2힌지공(123)을 형성하여 이들 제1, 제2힌지공(122)(123)에 힌지축(124)을 삽결시킴으로써, 힌지축(124)을 중심으로 제2회전축(114) 상부의 홀더(103) 및 케이싱(102a)이 회동할 수 있도록 한다.In addition, the connecting portion to which the
한편, 본 발명은 상술한 바와 같은 몸체의 이동수단과 카메라의 좌우회동과 카메라의 상하회동은 원자로 외부에서 원격으로 제어하는 바, 카메라(102), 한 쌍의 이동모터(111)에 전원공급부(104)의 전원을 공급하고, 각 구성요소와 유선으로 연결되어 원격의 위치에서 전원의 공급 및 차단으로 카메라(102)의 촬영 및 화상전성 그리고 방향전환 및 전후진을 제어하는 콘트롤부(105)가 마련된다.On the other hand, the present invention is the bar and the left and right rotation of the camera and the vertical rotation of the camera as described above are controlled remotely from the outside of the reactor, the
이러한, 콘트롤부(105)는 통상의 입력장치(키보드, 마우스, 스틱 등)을 포함하며, 카메라(102)로부터 촬영(수집)된 화상정보는 디스플레이부(106)로 전달되어 디스플레이됨으로써 작업자는 원자로 밖에서도 몸체(101) 및 카메라(102)를 제어하여 내부상태를 점검할 수 있게 되는 것이다.The
상기한 바와 같이 카메라(102)가 장착된 몸체(101)를 UGS(UPPER GUIDE STRUCTURE)에 배치하고 유선으로 연결된 원자로 밖 콘트롤부(105)의 입력장치(127)를 이용하여 좌우측 이동모터(111)의 전원공급과 정역회전을 제어하여 방향전원 및 전후진을 제어하며, 이동하는 몸체(101)의 카메라(102)는 카메라(102)로 촬영(수집)되는 화상정보를 케이블을 통한 유선으로 디스플레이부(106)에 전달하고, 디스플레이부(106)에 디스플레이하여 작업자는 연료제어봉(1) 하단의 상태를 검사할 수 있게 된다.As described above, the
이때, 상기 카메라(102)를 좌우로 일정각도 회동시키기 위해서는 제1공압실린더(117)에 에어를 충진하여 제1피스톤로드(116)와 래크(115)가 전진하여 피니언(114a)을 회전시킴으로써 제2회전축(114) 및 홀더(103)와 카메라(102)를 회동시켜 정지된 상태에서도 일정각도 범위 내의 연료봉을 육안식별할 수 있게 된다.At this time, in order to rotate the
이때, 케이싱(102a)은 도 3에 도시된 바와 같이 전방측은 상향으로 승강하나 홀더(103)부분을 중심으로 케이싱(102a)의 후방측은 함몰부(101d)에서 하강하게 되며, 홀더(103) 하부 결합부(121)의 결합돌기(121a)는 파지부(120)의 파지홈(120a)에 삽결된 상태이나 파지홈(120a)을 따라 회전가능하며, 어느 각도로 홀더(103)가 회전하더라도 항상 결합된 상태를 유지하게 된다.At this time, the casing (102a) as shown in Figure 3, the front side is elevated upwards, but the back side of the casing (102a) is lowered from the recessed
따라서, 제2공압실린더(118)에 에어를 충진하여 제2피스톤로드(118)에 결합된 파지부(120)가 하강하더라도 결합돌기(121a)는 도 4에 도시된 바와 같이 파지홈(120a)에 결합된 상태를 유지하게 되는 것이다.Therefore, even when the holding
여기서, 상기 케이싱(102a), 카메라(102) 및 홀더(103)가 몸체(101)의 뚜껑(101a) 상부로 일정거리 이격된 상태라면, 케이싱(102a), 카메라(102) 및 홀더(103)가 일정각도로 회동된 상태에서도 파지부(120)를 승, 하강시켜 카메라(102)가 제2회전축(114)을 중심으로 상하회동하게 할 수 있으나, 도 2, 도 4에 도시된 바에 의하면 케이싱(102a) 및 홀더(103)가 함몰부(101d)에서 결합된 구조를 갖기 때문에 도면상에서는 실질적으로 상술한 바와 같이 좌우회동 후, 상하회동은 실시불가능하나 이것은 본 발명에 따른 하나의 실시예에 불과하며 본 발명은 이를 한정하지는 않는다.Here, if the
아울러, 본 발명에 의한 케이싱(102a), 카메라(102), 이동모터(111), 제1, 제2공압실린더(118) 등은 내방사능계열로 이루어진 것은 물론이지만, 내방사능계열이 아니더라도 본 발명의 목적은 달성될 수 있으므로 이를 한정하지는 않는다.In addition, the
상기한 바와 같이 본 발명은 원자로 빌딩내의 핵연료를 제어하도록 된 연료제어봉의 끝단을 검사하기 위하여 검사장치를 연료제어봉 보관장소(UGS(UPPER GUIDE STRUCTURE))내 넣고, 이 장치의 이동수단, 카메라의 상하회동 및 좌우회동을 원자로 빌딩 외부에 위치된 콘트롤부를 통하여 제어함으로써, 작업자가 직접 방사능의를 착용하여 UGS(UPPER GUIDE STRUCTURE)내부에서 육안식별을 하지 않아도 되므로 작업자가 방사능으로부터 피해를 입지 않도록 하는 효과를 가진다.As described above, the present invention is to put the inspection device in the fuel control rod storage (UGS (UPPER GUIDE STRUCTURE)) to inspect the end of the fuel control rod to control the nuclear fuel in the reactor building, the moving means of the device, the upper and lower By controlling the rotation and left and right rotation through the control unit located outside the reactor building, the operator does not have to visually identify the inside of the UGS (UPPER GUIDE STRUCTURE) by wearing the radioactive clothing directly. Have
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