KR100708889B1 - 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치 - Google Patents

고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치 Download PDF

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steam generator
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김석태
정우태
홍승열
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한국전력공사
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Abstract

본 발명은 다양한 각도의 분사방향을 갖는 세정로봇에 의해 고압수를 분사하여 증기발생기의 전열관 표면 및 전열관 하부지지판 상부에 축적된 슬러지를 제거하기 위한, 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 다양한 각도의 분사방향을 갖는 세정로봇에 의해 고압수를 분사하여 증기발생기의 전열관의 표면 및 전열관 하부지지판의 상부에 축적된 슬러지를 제거하기 위한 증기발생기 세정장치에 있어서, 상기 증기발생기의 수작업구를 통해 분리판과 전열관 사이의 여분의 공간 양측으로 레일 가이드를 고정 실린더의 양 옆쪽에 이르기까지 진입시켜 설치하고, 레일을 상기 레일 가이드를 통해 상기 고정 실린더의 양 옆쪽까지 깊숙히 진입시켜 설치하고, 상기 레일 가이드와 레일에 걸쳐 설치된 고정 와이어에 와이어 텐셔너를 이용하여 장력을 걸어 상기 레일 가이드와 레일 전체를 강고하게 고정시키며, 상기 레일에 고압수 분사 세정로봇을 설치하는 구조로 이루어진다.
상기와 같이 이루어진 본 발명에 의하면, 증기발생기의 전열관 표면 및 전열관 하부지지판 상부에 침적되는 슬러지를 보다 안전하면서 확실하게 제거할 수 있다.
세정로봇, 레일 가이드, 고압수 분사, 전열관, 전갈

Description

고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치{An apparatus for cleaning steam generators of nuclear power plant using high pressure water spray}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치가 설치된 상태를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 부분 확대사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치의 측단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레일 및 레일 가이드를 보다 상세히 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의하여 45°방향 고압수 분사 세정로봇의 사시 구성도,
도 6은 본 발명의 실시예에 의하여 45°방향 고압수 분사 세정로봇의 내부 구성요소를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 의하여 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇의 사시 구성도,
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 의하여 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇의 내부 구성요소를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇에 의해 30°방향으로 고압수가 분사되는 모습을 나타낸 사시도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇에 의해 90°방향으로 고압수가 분사되는 모습을 나타낸 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 증기발생기, 2 : 분리판
3 : 고정 실린더 5 : 플랜지 브라켓
6 : 전열관 7 : 수작업구
8 : 전열관 하부지지판, 9 : 증기발생기 벽
10 : 세정로봇 구동부, 11 : 패치 플레이트
100 : 45°방향 고압수 분사 세정로봇
111 : 레일 가이드 112 : 레일
113 : 레일 조각 114 : 와이어 텐셔너
115 : 레일 안내홈
117-1 : 제1 45°노즐 117-2 : 제2 45°노즐
119 : 비디오 스코프 120,220 : 타이밍 벨트
121,221 : 고압호스 122,222 : DC 서보 모터
123-1 : 제1 틸트 스퍼기어 123-2 : 제2 틸트 스퍼기어
123-3 : 제3 틸트 스퍼기어
삭제
삭제
삭제
124-1 : 제1 랙기어 124-2 : 제2 랙기어
125-1 : 제1 틸트 가이드 125-2 : 제2 틸트 가이드
129,229 : 샤프트
200 :30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇
201 : 30°노즐 202-1 : 제1 90°노즐
202-2 : 제2 90°노즐 203-1 : 로봇 몸체1
203-2 : 로봇 몸체2 223-1 : 제1 틸트 스퍼기어
223-2 : 제2 틸트 스퍼기어 224 : 틸트 랙기어
225 : 틸트 가이드 227 : 퀵 커넥터
본 발명은 원자력 발전소의 증기발생기 내부를 청소하는 세정장치에 관한 것으로, 특히 레일 가이드에 의해 고정 실린더 양 옆쪽까지 안내될 수 있는 레일을 따라 세정로봇을 이동시키면서 다양한 각도로 고압수를 분사함으로써, 증기발생기의 전열관 표면 및 전열관 하부지지판 상부에 축적된 슬러지를 세정하여 증기발생기의 가장자리로 밀어내 별도의 흡입장치에 의해 그 슬러지를 증기발생기 외부로 송출하여 슬러지에 포함된 고형성분을 효율적으로 제거할 수 있는, 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전소의 1차계통은 원자로, 증기발생기, 냉각제 순환펌프, 가압기 등으로 구성된다.
상기한 원자로에서 가열된 냉각제는 증기발생기로 유입되어 2차계통 순환수에 열을 전달하게 되고, 이와같이 냉각제로부터 열을 전달받은 상기 2차계통 순환수는 고온 고압의 증기로 변환되고, 그와같이 변환된 고온 고압의 증기에 의해서 터빈이 회전하게 된다.
그런데, 상기 증기발생기의 2차계통 순환수에는 배관의 침부식에 의한 금속성 슬러지가 함유되어 있어, 증기 발생기의 전열관(tube) 표면, 전열관 지지대(tube sheet) 상부 및, 전열관 지지판(tube support plate) 상부 등에 슬러지가 침적되어, 그로 인한 여러가지 문제가 야기될 수 있다.
따라서, 상기와 같이 증기발생기의 전열관 표면, 전열관 지지대 상부 및 전열관 지지판 상부 등에 침적된 슬러지를 적절하게 제거할 필요성이 있고, 그러한 필요성에 따라 다양한 증기발생기 세정장치가 종래에도 다양하게 제안되어 왔다.
원자력발전소 증기발생기 내부의 슬러지를 제거하기 위한 세정장치는 화학 세정방법, 초음파 세정방법, 충격파를 이용한 세정방법 및 고압수 분사를 이용한 세정방법 등을 사용하게 된다.
상기 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기의 세정장치는 크게 전열관 지지대 부분을 세정하는 장치와 전열관 지지판 부분을 세정하는 장치로 나누어진다.
상기 전열관 지지대 세정장치에 관한 기술로서는, 초창기에 개발된 미국특허 제4,079,701호, 제4,445,465호, 제4,515,747호, 제4,620,881호 등이 있으며, 가장 최근에 개발된 미국특허 제5,069,172호, 제5,341,406호, 제5,036,871호, 제 5,813,370호 등이 있다.
그리고, 증기발생기 상부다발의 전열관 지지판을 검사하는 장비에 관한 기술로서는 미국특허 제6,145,583호가 있는데, 이 미국특허 제6,145,583호는 한국특허출원 제2003-64390호를 개선한 것으로, 증기발생기 상부다발로 검사장비 헤드를 이송시키는 방법이 기술되어 있으며, 특히 이전 특허의 장비에 비해 기능이 일부 추가됨과 더불어 소형화됨으로써 한국표준형 원전의 증기발생기에 설치가 유리하도록 제작되어 있다.
상기 증기발생기의 세정장치는, 레일 및 세정로봇(랜싱로봇)과, 제어케이블 및 제어랙, 슬러지 처리장비 등 3개의 요소로 나눌 수 있는데, 상기 기존의 한국특허출원 제2003-64390호에는 제어케이블 및 제어랙과 슬러지 처리장비에 대한 설명은 기재되어 있지 않으며, 레일 및 세정로봇이 중점적으로 설명되어 있다.
상기 한국특허출원 제2003-64390호에 개시된 세정로봇은 각각의 노즐이 30° 방향으로 고정되어 상하로 회전운동하면서 세정하도록 실시되어 있다.
그러나, 한국표준형 원전 증기발생기(System-80 증기발생기)의 전열관은 3각형 구조로 30°방향 이외에도 다른 다양한 각도에서 세정작업을 해야할 필요성이 있기 때문에, 상기 한국특허출원 제2003-64390호에 개시된 세정로봇은 적용되기가 어려운 문제점이 있다.
또한, 한국특허출원 제2003-64390호의 세정로봇은 증기발생기의 고정 실린더의 직전까지만 세정하고, 고정 실린더의 양 옆쪽 깊숙히 진입하여 세정할 수는 없는 문제점이 있다.
물론, 상기 한국특허출원 제2003-64390호에 개시된 레일도 꺾어질 수 있는 형태를 가지고는 있으나, 고정 실린더 양 옆쪽까지 세정로봇을 안내할 수 있는 구성 및 방법에 대해서는 개시되어 있지 않다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원자력발전소 증기발생기의 전열관 표면 및 전열관 하부지지판 상부에 고압수를 분사하여 슬러지를 증기발생기 가장자리로 안전하면서 확실하게 밀어낼 수 있도록 함으로써 보다 안전하면서 확실하게 슬러지를 제거할 수 있는, 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 세정로봇을 안내하는 레일을 고정 실린더 양 옆쪽까지 깊숙히 안내하기 위한 레일 가이드를 구비하고, 레일 가이드에 의해 고정 실린더 양 옆쪽까지 안내될 수 있는 레일을 따라 세정로봇을 이동시키면서 다양한 각도로 고압수를 분사함으로써, 증기발생기의 전열관 표면 및 전열관 하부지지판 상부에 축적된 슬러지를 세정하여 증기발생기의 가장자리로 밀어내 별도의 흡입장치에 의해 그 슬러지를 증기발생기 외부로 송출하여 슬러지에 포함된 고형성분을 효율적으로 제거할 수 있는, 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다양한 각도의 분사방향을 갖는 세정로봇에 의해 고압수를 분사하여 증기발생기의 전열관의 표면 및 전열관 하부지지판의 상부에 축적된 슬러지를 제거하기 위한 증기발생기 세정장치에 있어서, 상기 증기발생기의 수작업구를 통해 분리판과 전열관 사이의 여분의 공간 양측으로 레일 가이드를 고정 실린더의 양 옆쪽에 이르기까지 진입시켜 설치하고, 레일을 상기 레일 가이드를 통해 상기 고정 실린더의 양 옆쪽까지 깊숙히 진입시켜 설치하고, 상기 레일 가이드와 레일에 걸쳐 설치된 고정 와이어에 와이어 텐셔너를 이용하여 장력을 걸어 상기 레일 가이드와 레일 전체를 강고하게 고정시키며, 상기 레일에 고압수 분사 세정로봇을 설치하는 구조로 이루어진다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 기술에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 본 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치가 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 부분 확대사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치의 측단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치의 구성은, 다양한 각도의 분사방향을 갖는 세정로봇에 의해 고압수를 분사하여 증기발생기(1)의 전열관(6)의 표면 및 전열관 하부지지판(8)의 상부에 축적된 슬러지를 제거하기 위한 증기발생기 세정장치에 있어서, 상기 증기발생기(1)의 수작업구(7)를 통해 분리판(2)과 전열관(6) 사이의 여분의 공간 양측으로 레일 가이드(111)를 고정 실린더(3)의 양 옆쪽에 이르기까지 진입시켜 설치하고, 레일(112)을 상기 레일 가이드(111)를 통해 상기 고정 실린더(3)의 양 옆쪽까지 깊숙히 진입시켜 설치하고, 상기 레일 가이드(111)와 레일(112)에 걸쳐 설치된 고정 와이어에 와이어 텐셔너(114)를 이용하여 장력을 걸어 상기 레일 가이드(111)와 레일(112) 전체를 강고하게 고정시키며, 상기 레일(112)의 레일안내홈(115)에 고압수 분사 세정로봇(100, 200)을 설치하는 구조로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 본 발명의 일실시예에 따른 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치의 작용은 다음과 같다.
도 1 및 도 2는 원자력발전소 1차계통의 구성요소중 하나인 증기발생기(1)의 일부 하부구조를 나타내는 도면으로, 증기발생기(1)의 내부에 증기발생기 세정장치가 설치되어 있는 모습을 보여준다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 증기발생기(1)의 수작업구(7)를 통해 분리판(2)과 전열관(6) 사이의 여분의 공간 양측으로 레일 가이드(111)를 고정 실린더 (3) 양 옆쪽에 이르기까지 진입시켜 설치한다.
상기 레일 가이드(111)는 레일(112)을 증기발생기(1)의 고정 실린더(3)의 양 옆쪽으로 깊숙히 안내하는 역할을 수행한다.
상기 레일 가이드(111)는 레일(112)을 45°로 구부린다.
상기한 레일(112)은 수작업구(7)를 통해 패치 플레이트(11)상의 전열관(6)이 없는 통로를 따라 설치되며, 상기 레일(112)의 단부는 레일(112)이 구부러질 수 있도록 몇개의 부분으로 나누어진다.
종래 세정장치의 레일은 횡단면 폭이 29mm이고, 높이는 70mm이므로 증기발생기(1)의 패치 플레이트(11)와 간섭되었으나, 본 발명에서는 증기발생기(1)의 패치 플레이트(11)와 더 이상 간섭되지 않도록, 레일(112)을 횡단면 폭이 28mm이고, 높이가 60mm가 되도록 얇게 제작한다.
상기 레일(112)은 도 4에 도시된 바와 같이 다수개의 레일 조각(113)으로 이루어져 있으며, 각각의 레일 조각(113)은 레일 가이드(111)의 마지막 조각보다 짧게 제작되어 레일(112)을 구성하고 있는 여러개의 레일 조각(113)들이 꺾어지면서 유연하게 상기 증기발생기(1)의 고정 실린더(3) 양 옆쪽으로 접근할 수 있게 한다.
다음에, 레일(112)이 레일 가이드(111)의 안내에 따라 원하는 작업위치까지 진입하면, 와이어 텐셔너(114)에 의해 레일 가이드(111)와 레일(112)에 걸쳐 설치된 고정 와이어(도시되지 않음)에 장력을 걸어 레일 가이드(111) 및 레일(112) 전체가 고정되어 움직이지 않는 강고한 상태를 만든다.
상기와 같이 레일 가이드(111) 및 레일(112)이 증기발생기(1)의 내부에 설치 되어 강고하게 고정된 후, 세정로봇(100, 200)을 설치하여 세정로봇(100, 200)에 의한 세정작업을 수행하게 되는데, 도 5 및 도 6에 도시된 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)과 도 7 및 도 8에 도시된 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)이 서로 교대로 설치되어 세정작업을 수행하게 된다. 도 1 및 도 2에는 이해를 돕기 위해 세정로봇(100, 200)이 모두 설치되어 있는 것으로 도시되어 있다.
이미 언급한 바 있듯이 증기발생기의 2차계통 순환수에는 배관의 침부식에 의한 금속성 슬러지가 함유되어 있다. 이로 인해, 증기발생기(1)의 전열관(6)의 표면 및 전열관 하부지지판(8)의 상부 등에 슬러지가 침적되고, 그로 인한 여러가지 문제가 야기될 수 있기 때문에, 상기와 같이 증기발생기(1)의 전열관(6)의 표면 및 전열관 하부지지판(8)의 상부 등에 침적된 슬러지를 세정로봇(100, 200)을 이용하여 적절하게 제거하여 세정해주어야 할 필요가 있다.
본 발명의 세정로봇(100, 200)은, 고정 실린더(3)의 양 옆쪽까지 깊숙히 안내되어 세정할 수 있고, 45°방향으로 세정작업을 수행할 수 있으며, 30°및 90°방향에서 동시에 세정작업을 수행할 수도 있다.
45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)과 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)중에서 어느 한대가 도 4에 도시된 레일 안내홈(115)에 설치되면, 세정로봇 구동부(10)의 DC 서보 모터(도시되지 않음)의 작동에 의해 상기 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100) 또는 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)에 연결된 타이밍 벨트(120,220: 도 5 및 도 7 참조)에 구동력이 전달되고, 이 구동력에 의해 상기 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100) 또는 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)이 상기 레일(112)의 홈을 따라 증기발생기(1)의 고정 실린더(3)의 양 옆쪽까지 깊숙히 이동하면서 45° 또는 30°및 90°방향으로 증기발생기(1)의 전열관(6)의 표면 및 전열관 하부지지판(8)을 세정하게 된다.
위에서, 세정로봇 구동부(10)에 의해 타이밍 벨트(120,220)에 구동력이 전달되어 세정로봇(100, 200)이 이동하게 되는 동작과정에 대해서는 한국특허출원 제2003-64390호에 상세히 설명되어 있기 때문에 본원에서는 특별히 상세하게 설명하지는 않고 간략하게 설명하였다.
이하, 도 5 내지 도 10을 참조하여 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)과 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)에 의한 각각의 세정작업을 설명한다.
우선, 도 5 및 도 6에 도시된 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)에 따른 세정작업은 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)의 내부 구성요소를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
도 5에 도시되어 있는 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)의 횡단면은 기존의 것보다 작은 폭(예컨대, 22.5mm)과 높이(예컨대, 40.0mm)를 갖는다. 또한, 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)은 45°로 설정된 노즐 어셈블리의 분사각을 가지며, 조작자는 비디오 스코프(119)를 통해 분사를 관찰할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)의 DC 서보 모터(122)가 작동되어 동력 전달 축인 샤프트(129)를 회전시키면, 동력 전달 축인 샤프트(129)의 제1,2,3 틸트 스퍼기어(123-1, 123-2, 123-3)와 연동되는 제1 틸트 랙기어(124-1)와 제2 틸트 랙기어(124-2)가 동작된다.
상기 제1 틸트 랙기어(124-1) 및 제2 틸트 랙기어(124-2)의 동작에 의해 제1 틸트 가이드(125-1) 및 제2 틸트 가이드(125-2)가 설치된 제1 45°노즐(117-1) 및 제2 45°노즐(117-2)이 상하로 회전운동하면서 고압호스(121)를 통해 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)으로 유입되는 고압수를 분사시켜 전열관(6)의 표면 및 전열관 하부지지판(8)을 세정한다.
한편, 상기 제1 틸트 가이드(125-1) 및 제2 틸트 가이드(125-2)는 구속자유도를 없애기 위해 우레탄 재질을 사용하고 있으며, 상기 제1 45°노즐(117-1) 및 제2 45°노즐(117-2)을 상하로 자연스럽게 회전시킬 수 있게 한다. 상기 제1 틸트 가이드(125-1) 및 제2 틸트 가이드(125-2)는 필요에 따라 제1 틸트 랙기어(124-1) 및 제2 틸트 랙기어(124-2)와의 접속부위 일부를 잘라 자유도의 구속을 없앨 수 있다.
또한, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 유연한 비디오 스코프(119)를 통해 증기발생기(1)의 내부를 검사하면서 현재 수행되고 있는 세정작업을 모니터링 할 수 있다. 즉, 본 발명은, 제1,2 45°노즐(117-1, 117-2)로부터 분사되는 고압수가 어떻게 전열관(6) 및 전열관 지지판(8)을 세정하고 있는지를 비디오 스코프(119)를 통해 조작자가 관찰할 수 있다.
상기와 같이, 현재 작업위치에서의 세정작업이 완료되면, 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)은 타이밍 벨트(120)에 의해 레일(112)을 따라 일정 간격으로 이동하여 다음 작업위치에서의 세정작업을 상기와 바와 같은 작업과정을 반복하여 수행한다.
다음에, 도 7 내지 도 10에 도시된 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)에 따른 세정작업은 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)을 나타낸 도면이고, 도 8의 (a)와 (b)는 도 7의 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)의 내부 구성요소를 보다 상세히 나타낸 도면들이며, 도 9는 도 7의 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)에 의해 30°방향으로 고압수가 분사되는 모습을 나타내고, 도 10은 도 7의 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)에 의해 90°방향으로 고압수가 분사되는 모습을 나타낸다.
도 7에 도시되어 있는 바와 같은 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)의 횡단면은 폭 23.5mm이고, 높이 43.0mm로 감소된다(기존의 세정장치의 세정로봇의 횡단면은 폭 24.5mm이고, 높이 44mm이다).
상기 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)에서 레일(112)에 따른 분사각은 30°및 90°로 설정된다. 특히, 90°로 향하는 노즐 어셈블리가 많은 양의 고압수를 분사하기 때문에 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)에 퀵 커넥터(227)를 채용한다.
상기한 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)에 설치된 서보 모터(222)는 스퍼기어 및 랙기어를 이용하여 노즐이 상하로 움직일 수 있게 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)의 DC 서보 모터(222)가 작동되어 동력 전달 축인 샤프트(229)를 회전시키면, 동력 전달 축인 상기 샤프트(229)와 연동되는 틸트 랙기어(224)가 동작된다.
상기 틸트 랙기어(224)의 동작에 의해 틸트 가이드(225)가 설치된 30°노즐(201)이 상하로 회전운동하면서 고압호스(221)를 통해 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)으로 유입되는 고압수를 분사시켜 전열관(6)의 표면 및 전열관 하부지지판(6)을 세정한다.
한편, 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)에 의한 90°방향으로의 세정은, 로봇몸체 2(203-2)에 설치된 90°방향 노즐(202-1, 202-2)이 제1,2 틸트 스퍼기어(223-1, 223-2)를 통해 구동력을 전달받아 로봇몸체 1(203-1)에 설치된 30°방향 노즐(201)과 동시에 동작되어 수행된다.
상기 45°방향 고압수 분사 세정로봇(100)과 마찬가지로, 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)의 틸트 가이드(225)도 구속자유도를 없애기 위해 우레탄 재질로 사용되며, 상기 30°노즐(201)을 상하로 자연스럽게 회전시킬 수 있게 한다.
아울러, 본 발명에 따른 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)은 90°로 꺾여진 카메라 렌즈를 사용하여 이 고압수 분사 세정로봇(200)의 측면을 모니터링 할 수 있는 구조를 갖고 있다.
상기와 같이 30°및 90°방향 고압수 분사 세정로봇(200)에 의한 전열관(6)의 표면 및 전열관 하부지지판(8)의 상부의 세정은 증기발생기(1)의 내부에 설치된 레일(112)을 따라 반복해서 수행된다.
결국, 상기와 같은 각각의 고압수 분사 세정로봇(100, 200)에 의한 세정작업을 반복 수행함으로써, 증기발생기(1)의 전열관(6)의 표면 및 전열관 하부지지판(8)의 상부에 축적된 슬러지를 세정하여 증기발생기(1)의 가장자리로 안전하면서 확실하게 밀어내고, 상기 세정로봇(100, 200)에 의해 증기발생기(1)의 가장자리로 이동된 슬러지를 별도의 흡입장치(도시되지 않음)에 의해 증기발생기(1)의 외부로 송출하여 그 슬러지에 포함된 고형성분을 효과적으로 제거함으로써 작업이 완료된다.
본 발명에 따른 세정장치는, 3개의 로봇으로 이루어진 기존의 세정장치와 달리, 2개의 세정로봇(100, 200)만을 갖추고 있다. 본 발명에 따른 세정장치의 세정로봇(100, 200)은 증기발생기(1)의 전열관(6)의 표면 및 전열관 하부지지판(8)상에 축적된 슬러지에 고압수를 분사할 수 있는 분사방향의 각도가 다른 여러개의 노즐을 갖추고 있기 때문에, 기존 세정장치의 세정로봇과 달리, 2개의 세정로봇(100, 200)만으로도 증기발생기(1)의 중심 고정 실린더(3)의 주위에 축적된 슬러지까지 제거할 수 있어 작업과정이 좀더 단순화되어 효율적이다.
이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은, 레일 가이드에 의해 고정 실린더 양 옆쪽까지 안내될 수 있는 레일을 따라 세정로봇을 이동시키면서 다양한 각도로 고압수를 분사함으로써, 증기발생기의 전열관 표면 및 전열관 하부지지판 상부에 축적된 슬러지를 세정하여 증기발생기의 가장자리로 밀어내 별도의 흡입장치에 의해 그 슬러지를 증기발생기 외부로 송출하여 슬러지에 포함된 고형성분을 효율적으로 제거할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (13)

  1. 다양한 각도의 분사방향을 갖는 세정로봇에 의해 고압수를 분사하여 증기발생기의 전열관의 표면 및 전열관 하부지지판의 상부에 축적된 슬러지를 제거하기 위한 원자력발전소 증기발생기 세정장치에 있어서,
    상기 증기발생기(1)의 수작업구(7)를 통해 분리판(2)과 전열관(6) 사이의 여분의 공간 양측으로 레일 가이드(111)를 고정 실린더(3)의 양 옆쪽에 이르기까지 진입시켜 설치하고,
    레일(112)을 상기 레일 가이드(111)를 통해 상기 고정 실린더(3)의 양 옆쪽까지 깊숙히 진입시켜 설치하고,
    상기 레일 가이드(111)와 레일(112)에 걸쳐 설치된 고정 와이어에 와이어 텐셔너(114)를 이용하여 장력을 걸어 상기 레일 가이드(111)와 레일(112) 전체를 강고하게 고정시키며,
    상기 레일(112)에 고압수 분사 세정로봇(100, 200)들을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레일(112)의 단부는 레일이 구부러질 수 있도록 몇개의 레일조각(113)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고압수 분사 세정로봇(100, 200)들 중 하나의 고압수 분사 세정로봇이 레일(112)의 레일안내홈에 설치되면, 세정로봇 구동부(10)의 서보 모터의 작동에 의해 상기 고압수 분사 세정로봇에 연결된 타이밍 벨트(120, 220)에 구동력이 전달되고,
    상기 구동력에 의해 상기 고압수 분사 세정로봇이 상기 레일(112)의 홈을 따라 증기발생기(1)의 고정 실린더(3)의 양 옆쪽까지 깊숙히 이동하면서 45°또는 30°및 90°방향으로 증기발생기(1)의 전열관(6)의 표면 및 전열관 하부지지판(8)을 세정하는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 고압수 분사 세정로봇(100)은,
    DC 서보 모터(122)가 작동되어 동력 전달 축인 샤프트(129)를 회전시키면, 동력 전달 축인 샤프트(129)와 연동되는 제1 틸트 랙기어(124-1)와 제2 틸트 랙기어(124-2)가 동작되고,
    상기 제1 틸트 랙기어(124-1) 및 제2 틸트 랙기어(124-2)의 동작에 의해 제1 틸트 가이드(125-1) 및 제2 틸트 가이드(125-2)가 설치된 제1 45°노즐(117-1) 및 제2 45°노즐(117-2)이 상하로 회전운동하면서 고압호스를 통해 고압수를 분사시키는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 틸트 가이드(125-1) 및 제2 틸트 가이드(125-2)는 구속자유도를 없애기 위해 우레탄 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 틸트 가이드(125-1) 및 제2 틸트 가이드(125-2)는 제1 틸트 랙기어(124-1) 및 제2 틸트 랙기어(124-2)와의 접속부위 일부를 잘라 자유도의 구속을 없애는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 고압수 분사 세정로봇(100)은 증기발생기(1)의 내부를 검사하면서 현재 수행되고 있는 세정작업을 조작자가 모니터링 할 수 있는 비디오 스코프(119)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 고압수 분사 세정로봇(100)은, 현재 작업위치에서의 세정작업이 완료되면, 타이밍 벨트(120)에 의해 레일(112)을 따라 일정 간격으로 이동하여 다음 작업위치에서의 세정작업을 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 고압수 분사 세정로봇(200)은,
    DC 서보 모터(222)가 작동되어 동력 전달 축인 샤프트(229)를 회전시키면, 동력 전달 축인 샤프트(229)와 연동되는 틸트 랙기어(224)가 동작되고,
    상기 틸트 랙기어(224)의 동작에 의해 틸트 가이드(225)가 설치된 30°노즐(201)이 상하로 회전운동하면서 고압호스를 통해 30°방향으로 고압수를 분사시키는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 고압수 분사 세정로봇(200)은,
    90°방향 노즐(202-1, 202-2)이 제1,2 틸트 스퍼기어(223-1, 223-2)를 통해 구동력을 전달받아 30°방향 노즐(201)과 동시에 동작되어 90°방향으로 고압수를 분사시키는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  11. 삭제
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 고압수 분사 세정로봇(200)의 틸트 가이드(225)는 구속자유도를 없애기 위해 우레탄 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 고압수 분사 세정로봇(200)은 90°로 꺾여진 카메라 렌즈를 사용하여 이 고압수 분사 세정로봇(200)의 측면을 모니터링 할 수 있는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압수 분사를 이용한 원자력발전소 증기발생기 세정장치.
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KR20030030481A (ko) 증기발생기의 침전물 제거장치

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