KR100866658B1 - 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치 - Google Patents

원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원자로의 스터드 볼트 및 너트를 자동으로 세정하고 탈장착하기 위한 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치에 관한 것으로, 다중 스터드 신장기의 하부에 분해 및 조립이 가능하게 장착되는 레일; 상기 레일에 이동가능하게 설치되어서 상기 다중 스터드 신장기에 설치된 스터드 볼트 및 너트를 탈착시켜서 세정한 후 다시 장착시키는 세정 및 탈장착기; 및 상기 세정 및 탈장착기를 자동 또는 수동으로 제어하는 컨트롤 유닛;을 포함하여 구성함으로써, 작업 인원을 최소로 투입할 수 있게 하고, 작업시간을 훨씬 감소시킬 수 있게 하고, 방사성물질의 체내에 피폭되는 현상 및 확산을 방지하고, 세척액 등 화학물질로부터 작업자를 보호할 수 있으며, 격납 건물내 작업공간 활용도를 증대시키는 등의 스터드 볼트 세정에 대한 효율성을 증대시키는 효과를 제공한다.
원자로, 스터드 볼트, 너트, 세정, 탈장착

Description

원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치{Cleaning, detaching and mounting apparatus of stud bolt and nut for reactor}
도 1은 일반적인 원자로에 스터드 볼트가 장착된 상태와 본 발명에 따른 세정 장치가 장착된 상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치를 이송하는 장치를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치를 이송하는 레일을 도시한 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 탈장착기를 도시한 개략도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치에 구비된 구동척 및 기준척의 작동상태를 도시한 개략도.
도 7은 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 하부의 안착부를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 원자로 스터드 너트 분해조립기를 도시한 개략도.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트 세정기를 도 시한 개략도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명*
2: 다중 스터드 신장기 3: 스터드 볼트
4: 너트
100: 레일 110: 수평 조절 볼트
120: 평기어 200: 세정 및 탈장착기
210: 구동기 212: 제1 모터
214: 롤러 220: 탈장착기
221: 제2 모터 222: 제1 안내 나사
223: 제1 선형 이동 레일 224: 제1 선형 이동 베어링
225: 제3 모터 226: 구동척
226-1: 제1 롤러 226-2: 제1 유압실린더
227: 기준척 227-1: 제2 롤러
227-2: 제2 유압실린더 228: 제1 안착부
228-1: 개방부 228-2: 베어링
230: 너트 분해조립기 231: 제4 모터
232: 제2 안내 나사 233: 제2 선형 이동 레일
234: 제2 선형 이동 베어링 235: 제5 모터
236: 제2 안착부 236-1: 스프링 락
237: 오일리스 베어링 238: 공압실린더
240: 세정기 241: 제1 와이어 브러쉬
241-1: 제3 유압실린더 242: 제2 와이어 브러쉬
242-1: 제4 유압실린더 243: 제6 모터
244: 제5 유압실린더 245: 세정액 탱크
300: 컨트롤 유닛
본 발명은 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자력발전소의 원자로 헤드 체결용 스터드 볼트 및 너트를 다중 스터드 신장기에서 탈거하여 세정한 후 다시 장착하는 공정을 자동으로 일괄 수행할 수 있게 하는 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치에 관한 것이다.
일반적으로, 원자로 헤드는, 발전소의 형태에 따라서 약간의 치수변동에 차이가 있겠지만, 다중 스터드 신장기(MST: Multiple Stud Tensioner)를 통해 54 내지 58개의 스터드 볼트 및 너트에 의해 결합된다.
상기 원자로 헤드 결합용 스터드 볼트 및 너트에는 원자로의 장시간 운전 중 많은 이물질이 끼이게 되고, 이러한 이물질을 제거하기 위하여 원자로 운전 중 적정한 시간에 스터드 볼트 및 너트를 분리 해체하여 세정해 줄 필요성이 있다.
상기 스터드 볼트 및 너트를 세정하기 위한 종래의 방식에 있어서는, 적재 차량을 통해서 스터드 볼트가 다중 스터드 신장기에서 탈거되면, 주변에 배치된 극지 크레인(Polar Crane)을 이용하여 별도의 작업장소로 이동시켜 받침목 위에 눕힌 다음, 너트를 풀어내고 스터드 볼트 및 너트를 와이어 브러쉬로 청소한 후, 상기의 역순으로 스터드 볼트를 다중 스터드 신장기에 다시 장착하는 모든 작업이 수동으로 행해지고 있다.
상기와 같은 세정 및 탈장착 작업에 있어서는, 스터드 볼트의 탈장착 작업시 다중 스터드 신장기 자체 호이스트를 이용하여 다중 스터드 신장기 스탠드 하부에 놓여진 대차로 받는 방법을 이용하거나, 아니면 다중 스터드 신장기 자체 호이스트가 없는 경우 모터를 장착한 적재 차량을 사용하여 탈장착하는 방법을 이용하게 되는데, 이들 방법에 있어서는 작업인원이 4~5명 정도 투입되어야 하는 많은 인력 소모와 스터드 볼트의 무게에 의해 적재 차량이 전도될 우려가 있어 안전사고의 위험 요소가 되는 등의 문제점이 있었다.
그리고, 대차나 적재 차량으로부터 작업장소로의 이동은 원자로 건물 천정 기중기를 사용해야 하기 때문에 중량물(약 320Kg) 낙하위험이 상존할 뿐만 아니라, 스터드 볼트 이동작업으로 인하여 다른 중량물 작업을 할 수가 없어 천정 기중기 작업효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 상기 스터드 볼트를 받침목 위에 눕히거나 세울 때 미끄러지거나 구르면서 나사산 손상이 일어날 수 있고 안전사고 위험이 상존할 뿐만 아니라, 스터드 볼트에서 너트를 분해 및 조립할 때 작업자가 직접 실시해야 하기 때문에 작업자 피로도가 증가되는 문제점이 있었다.
아울러, 상기 스터드 볼트 및 너트 나사산 청소작업시 비산되는 방사성물질에 의한 체내 피폭 위험 및 세척액(아세톤 등)이 작업자와 직접 접촉할 수 있는 위험이 있고, 인력에 의한 비능률적 청소작업으로 스터드 볼트의 고착 발생요인이 잠재해 있는 문제점이 있었다.
상기와 같이 상기 스터드 볼트가 부피가 크고 무거워서 공간을 많이 차지할 뿐만 아니라 취급이 불편하여 일부 원자력발전소에서는 장비를 이용해 스터드 볼트만을 자동으로 세정하고 있는데, 이 또한 사람이 직접 실시해야하기 때문에 인력 소모가 발생하였고, 아울러 스터드 볼트가 적정한 수준으로 세정되지 않은 경우가 종종 발생하였다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 원자력발전소의 원자로 헤드 체결용 스터드 볼트 및 너트를 다중 스터드 신장기에서 탈거하여 세정한 후 다시 장착하는 공정을 자동으로 일괄 수행할 수 있게 함으로써, 작업 인원을 최소로 투입할 수 있게 하고, 작업시간을 기존보다 훨씬 감소시킬 수 있게 하고, 방사성물질의 체내에 피폭되는 현상 및 확산을 방지하고, 세척액 등 화학물질로부터 작업자를 보호할 수 있게 하며, 격납 건물내 작업공간 활용도를 증대시키는 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치를 제공하는 데에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 원자로의 스터드 볼트 및 너트를 자동으로 세정하고 탈장착하기 위한 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치에 있어서, 다중 스터드 신장기의 하부에 분해 및 조립이 가능하게 장착되는 레일; 상기 레일에 이동가능하게 설치되어서 상기 다중 스터드 신장기에 설치된 스터드 볼트 및 너트를 탈착시켜서 세정한 후 다시 장착시키는 세정 및 탈장착기; 및 상기 세정 및 탈장착기를 자동 또는 수동으로 제어하는 컨트롤 유닛;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 레일은 상기 세정 및 탈장착기가 이탈되지 않고 정밀하게 위치 제어될 수 있도록 하기 위해 T자 형상으로 이루어지며, 양측에 설치되어서 나사의 죔/풀림 작용을 통해 수평이 유지될 수 있도록 하는 수평 조절볼트와 상기 세정 및 탈장착기가 슬립이 발생하지 않으면서 정확하게 위치가 제어될 수 있도록 하기 위해 외측면에 구비된 평기어를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정 및 탈장착기는, 상기 세정 및 탈장착기가 상기 레일로부터 이탈되지 못하도록 하면서 이동되게 하는 구동기; 상기 구동기에 의해 상기 레일 상부에서 이동하며, 상기 다중 스터드 신장기에 설치된 스터드 볼트를 분리하고 장착하는 탈장착기; 상기 세정 및 탈장착기의 상부에 장착되어서 상기 스터드 볼트에 체결된 너트를 분리하고 장착하는 너트 분해조립기; 및 분리된 상기 스터드 볼트 및 너트를 세정하는 세정기;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 구동기는, 상기 컨트롤 유닛의 제어에 의해 상기 세정 및 탈장착기를 이동시키는 제1 모터와, 상기 세정 및 탈장착기가 지진이나 진동에 결딜 수 있도록 하기 위해 상기 레일에 凹凸 형상으로 끼워진 롤러를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 탈장착기는, 상기 스터드 볼트의 수직 승하강 이동을 안내하며 중심에서 "X"축으로 미세 조정할 수 있게 하는 제2 모터 및 제1 안내 나사와, 상기 스터드 볼트의 수직 승하강시 흔들리지 않고 정밀하게 위치가 제어될 수 있도록 안내하는 제1 선형 이동 레일 및 제1 선형 이동 베어링과, 상기 스터드 볼트를 회전시키기 위해 작동하는 제3 모터와, 상기 제3 모터의 작동에 따라 회전하고 외면이 폴리우레탄으로 코팅된 제1 롤러를 구비하며, 제1 유압실린더의 작용에 의해 상기 스터드 볼트를 지지하는 구동척과, 상기 제1 롤러에 의해 상기 스터드 볼트가 회전할 때 동시에 회전하고 외면이 플라스틱으로 코팅된 두 개의 제2 롤러를 구비하며, 제2 유압실린더의 작용에 의해 상기 스터드 볼트를 지지하는 기준척과, 상기 스터드 볼트의 하부가 강제로 구속되지 않고 안착할 수 있게 내측에 베어링을 구비하며, 일측이 개방된 개방부를 구비한 제1 안착부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 너트 분해조립기는, 상기 너트의 수평 이동을 안내하는 제4 모터 및 제2 안내 나사와, 상기 너트의 수평 이동시 흔들리지 않고 정밀하게 위치가 제어될 수 있도록 안내하는 제2 선형 이동 레일 및 제2 선형 이동 베어링과, 상기 너트가 분리되도록 회전시켜주기 위한 제5 모터와, 상기 너트가 안착되며 상기 너트의 회전시에만 구속력을 갖을 수 있도록 스프링 락이 구비되어 있는 제2 안착부와, 상기 제2 안착부에 구비되어서 상기 너트의 회전을 돕는 오일리스 베어링과, 상기 너트의 수평 이동을 돕는 공압 실린더를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 안내 나사 및 제2 안내 나사의 피치는 상기 스터드 볼트와 동일한 8UN 이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 세정기는, 제3 유압실린더의 작동에 의해 상기 스터드 볼트의 상하부 각각을 세정하는 두 개의 제1 와이어 브러쉬와, 제4 유압실린더의 작동에 의해 상기 너트를 세정하는 제2 와이어 브러쉬와, 상기 제1 와이어 브러쉬와 제2 와이어 브러쉬를 회전시키는 제6 모터와, 상기 제1 와이어 브러쉬와 제2 와이어 브러쉬를 수직으로 승하강시키는 제5 유압실린더와, 이물질 및 세정액을 제거하기 위한 에어 블로워와, 스터드 볼트 및 너트를 세정하기 위한 세정액을 저장하여 공급하기 위해 하부에 장착된 세정액 탱크를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 일반적인 원자로에 스터드 볼트가 장착된 상태와 본 발명에 따른 세정 장치가 장착된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치를 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치를 이송하는 장치를 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치를 이송하는 레일을 도시한 측면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 탈장착기를 도시한 개략도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치에 구비된 구동척 및 기준척의 작동상태를 도시한 개략도이고, 도 7은 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 하부의 안착부를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 원자로 스터드 너트 분해조립기 를 도시한 개략도이며, 도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트 세정기를 도시한 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 원자로 헤드 체결을 위해 다중 스터드 신장기(2)에 장착된 스터드 볼트(3) 및 너트(4)를 자동으로 분리하여 세정한 후 다시 장착하기 위한 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치는, 도면에 도시된 바와 같이, 레일(100), 세정 및 탈장착기(200) 및 컨트롤 유닛(300)으로 구성된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 레일(100)은 다중 스터드 신장기(2)의 하부에 분해 및 조립이 가능하게 장착되어서 일정한 궤도를 가지고 있으며, 스터드 볼트(3) 각각의 위치를 정확히 지정해 주는 베이스 역할을 한다.
상기 레일(100)은 세정 및 탈장착기(200)가 이탈되지 않고 정밀하게 위치 제어될 수 있도록 하기 위해 T자 형상으로 이루어지게 한다.
상기 레일(100)의 하부 양측에는 나사의 죔/풀림 작용을 통해 수평이 유지될 수 있도록 하는 수평 조절볼트(110)가 구비된다.
또한, 상기 레일(100)로부터 세정 및 탈장착기(200)가 슬립이 발생하지 않으면서 정확하게 위치가 제어될 수 있도록 하기 위해 외측면에 평기어(120)가 구비된다.
상기 세정 및 탈장착기(200)는 레일(100)에 이동가능하게 설치되어서 상기 다중 스터드 신장기(2)에 설치된 스터드 볼트(3) 및 너트(4)를 탈착시켜서 세정한 후 다시 장착시키는 역할을 하는 것으로, 구동기(210), 탈장착기(220), 너트 분해 조립기(230) 및 세정기(240)로 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같은 상기 구동기(210)는, 세정 및 탈장착기(200)가 상기 레일(100)로부터 이탈되지 못하도록 하면서 이동되게 하는 역할을 하는 것으로, 제1 모터(212)와 롤러(214)를 구성한다.
상기 제1 모터(212)는 컨트롤 유닛(300)의 제어에 의해 세정 및 탈장착기(200)를 이동시키는 동력원이 되며, 정밀 제어가 가능하다.
상기 롤러(214)는 세정 및 탈장착기(200)가 지진이나 진동의 충격에 견딜 수 있도록 하기 위해 레일(100)의 상부에 凹凸 형상으로 끼워 맞춰진다.
도 5에 도시된 바와 같은 상기 탈장착기(220)는 구동기(210)에 의해 상기 레일(100) 상부에서 이동하며 다중 스터드 신장기(2)에 설치된 스터드 볼트(3)를 분리하고 장착하는 역할을 하는 것으로, 제2 모터(221), 제1 안내 나사(222), 제1 선형 이동 레일(223), 제1 선형 이동 베어링(224), 제3 모터(225), 구동척(226), 기준척(227) 및 제1 안착부(228)를 구성한다.
상기 제2 모터(221)는 스터드 볼트(3)의 수직 승하강 이동을 안내하며, 스터드 볼트(3)가 중심에서 "X"축으로 미세하게 조정될 수 있게 해준다.
상기 제2 모터(221)는 컨트롤 유닛(300)에 의해 피엘씨 프로그램을 통해 속도 등이 정밀하게 제어되어 스터드 볼트(3)가 안착되는 위치가 정밀하게 제어될 수 있도록 하고, 다음에 기술될 스터드 볼트(3) 회전용 제3 모터(225) 및 제5 모터(235)와 서로 통신가능하게 한다.
상기 제1 안내 나사(222)는 제2 모터(221)의 회동력을 전달받아 스터드 볼 트(3)의 수직 승하강 이동을 안내하며, 스터드 볼트(3)가 중심에서 "X"축으로 미세하게 조정될 수 있게 해준다.
여기서, 상기 제1 안내 나사(222)의 피치는 스터드 볼트(3)와 동일한 8UN으로 형성되게 하여서, 스터드 볼트(3)의 이동 위치를 정밀하게 제어할 수 있게 해준다.
상기 제1 선형 이동 레일(223) 및 그에 구비된 제1 선형 이동 베어링(224)은 스터드 볼트(3)가 수직 승하강할 때 흔들리지 않고 정밀하게 위치가 제어될 수 있도록 안내해주는 역할을 한다.
상기 제3 모터(225)는 도 5, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 구동척(226)에 구비된 제1 롤러(226-1)를 구동시켜서 스터드 볼트(3)의 전체 나사산이 세정될 수 있도록 회전시켜주며, 컨트롤 유닛(300)의 의해 제어된다.
상기 구동척(226)은 상기와 같은 제3 모터(225)의 작동에 따라 회전하고, 그 회전력을 전달받아 스터드 볼트(3)를 회전시키는 제1 롤러(226-1)를 구비한다.
여기서, 상기 제1 롤러(226-1)는 제1 유압실린더(226-2)의 작용에 의해 스터드 볼트(3)를 지지하게 된다.
그리고, 상기 제3 모터(225)는 제1 롤러(226-1)가 스터드 볼트(3)를 척킹하게 하고 세정하게 할 뿐만 아니라, 너트(4)의 분해 조립시 보조 역할을 해주는 역할을 한다.
상기 제1 롤러(226-1)는 도 6b에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트(3)를 지지할 때 나사산이 손상되지 않도록 하고 스터드 볼트(3)가 회전할 때 마찰력을 높여 주기 위해 외면이 폴리우레탄으로 코팅된다.
상기 기준척(227)은 제1 롤러(226-1)에 의해 스터드 볼트(3)가 회전할 때 동시에 회전하고, 상기 스터드 볼트(3)의 원활한 회전과 이탈을 방지하기 위해 지지해주는 두 개의 제2 롤러(227-1)를 구비한다.
여기서, 상기 제2 롤러(227-1)는 제2 유압실린더(227-2)의 작용에 의해 상기 스터드 볼트(3)를 지지하게 된다.
상기 제2 롤러(227-1)는 도 6b에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트(3)를 지지할 때 나사산이 손상되지 않도록 하기 위해 외면이 플라스틱으로 코팅된다.
상기 제1 안착부(228)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 스터드 볼트(3)의 하부가 강제로 구속되지 않고 안착할 수 있게 내측에 베어링(228-2)을 구비하며, 일측이 개방된 개방부(228-1)를 구비하여서 제2 와이어 브러쉬(242)가 접촉되게 하여 스터드 볼트(3)를 세정하게 한다.
따라서, 상기 베어링(228-2)을 통해 스터드 볼트(3)가 가볍게 회전될 수 있으며, 개방부(228-1)를 통해 스터드 볼트(3)의 하부까지 완전히 세정되게 하는 것이 가능하다.
도 8에 도시된 바와 같은 상기 너트 분해조립기(230)는, 도 2에 도시된 바와 같이 세정 및 탈장착기(200)의 상부에 장착되어서 스터드 볼트(3)에 체결된 너트(4)를 분리하고 장착하는 역할을 하는 것으로, 제4 모터(231), 제2 안내 나사(232), 제2 선형 이동 레일(233), 제2 선형 이동 베어링(234), 제3 모터(225), 제2 안착부(236), 오일리스 베어링(237) 및 공압실린더(238)를 구성한다.
상기 제4 모터(231)는 너트(4)의 수평 이동을 안내하는 제2 안내 나사(232)를 구동시키기 위해 작동한다.
상기 제4 모터(231)는 컨트롤 유닛(300)에 의해 피엘씨 프로그램을 통해 속도 등이 정밀하게 제어되어 너트(4)가 이동되어 안착되는 위치가 정밀하게 제어될 수 있게 한다.
상기 제2 안내 나사(232)는 제4 모터(231)의 회동력을 전달받아 너트(4)의 수평 이동을 안내하며, 너트(4)가 중심에서 "X"축으로 미세하게 조정될 수 있게 해준다.
여기서, 상기 제2 안내 나사(232)의 피치는 스터드 볼트(3)와 너트(4)가 분해 조립될 때 원활하게 이루어지도록 8UN으로 형성되게 하는 것이 바람직하다.
상기 제2 선형 이동 레일(233) 및 그에 구비된 제2 선형 이동 베어링(234)은 너트(4)가 수평 이동할 때 흔들리지 않고 정밀하게 위치가 제어될 수 있도록 안내해주는 역할을 한다.
상기 너트(4)는 스프링 락(236-1)을 통해 지지될 때 탈장착기(220)의 제3 모터(225)를 작동시켜서 스터드 볼트(3)를 회전시켜 하강시키면 자동으로 분리되거나, 아니면 제5 모터(235)를 통해 너트(4)를 회전시켜 수직 상승되게 하여 분리할 수 있게 한다.
상기 제2 안착부(236)는 너트(4)가 안착되게 하며, 너트(4)의 회전시에만 구속력을 갖을 수 있도록 스프링 락(236-1)이 구비된다.
따라서, 상기 스프링 락(236-1)은 너트(4)의 안착시 방해가 되지 않고 회전 시에만 구속력을 갖게 되는 것이다.
상기 오일리스 베어링(237)은 제2 안착부(236)에 구비되어서 너트(4)의 회전을 돕는 역할을 하며, 공간을 많이 차지하지는 않는다.
상기 공압실린더(238)는 너트(4)의 수평 이동, 즉 "X" 축 이송을 조력하는 역할을 하며, 작동 로드가 구비되지 않아 설치 공간과 중량을 줄일 수 있게 하고 안전성을 향상시켜 준다.
상기 세정기(240)는, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 분리된 스터드 볼트(3) 및 너트(4)를 세정하는 역할을 하는 것으로, 제1 와이어 브러쉬(241), 제2 와이어 브러쉬(242), 제6 모터(243) 및 제5 유압실린더(244)를 포함한다.
상기 제1 와이어 브러쉬(241)는 스터드 볼트(3)의 상하부 각각을 세정하기 위해 두 개로 구성되며, 상기 제1 와이어 브러쉬(241)들을 구동시키기 위한 각각의 제3 유압실린더(241-1)를 구비한다.
한편, 상기 제1 와이어 브러쉬(241)의 전후 이송 작용은 제5 유압실린더(244)에 의해 작용한다.
상기 제2 와이어 브러쉬(242)는 제4 유압실린더(242-1)의 작동에 의해 상기 너트(4)를 세정한다.
또한, 상기 제2 와이어 브러쉬(242)의 수직 승하강 작용은 제5 유압실린더(244)에 의해 작용한다.
그리고, 상기 제1 와이어 브러쉬(241)들과 제2 와이어 브러쉬(242)는 다수개의 제6 모터(243)에 의해 구동된다.
상기 세정기(240)의 하부에는 스터드 볼트(3) 및 너트(4)를 세정하기 위한 세정액을 저장하는 세정액 탱크(245)가 구비된다.
또한, 상기 세정기(240)에는 스터드 볼트(3) 및 너트(4)를 세정한 후 그들로부터 세정액을 제거하기 위해 에어 블로워(미도시)를 구비한다.
따라서, 상기 에어 블러워를 통해 스터드 볼트(3) 및 너트(4) 표면에 있는 세정액을 완전히 제거하여 건조시킬 수 있게 한다.
상기 컨트롤 유닛(300)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 세정 및 탈장착기(200)를 자동 또는 수동으로 제어해주는 역할을 한다.
상기 컨트롤 유닛(300)에서는 피엘씨(PLC) 프로그램에 의해 스터드 볼트(3)의 1 내지 54번까지 자동으로 세정 작업을 수행할 수 있게 한다.
그리고, 상기 컨트롤 유닛(300)은 장비의 에러 발생을 대비하여 수동으로 조작할 수 있는 기능이 제공된다.
따라서, 작업자가 1 내지 54번까지의 스터드 볼트(3)를 하나 하나씩 세정 작업할 수 있게 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치의 작동상태를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
상기 레일(100) 위에서 이동하는 세정 및 탈장착기(200)는 다중 스터드 신장기(2)에 매달려 있는 스터드 볼트(3) 위치에 정지하면 탈장착기(220)가 작동하여 스터드 볼트(3)를 다중 스터드 신장기(2)에서 분리하여 수직 하강시킨다.
X축 및 Y축으로 이동이 가능한 너트(4)의 수직 승하강 및 회전장치인 분해조 립기(230)는 너트(4)를 분해하여 스터드 볼트(3)의 위쪽으로 너트(4)를 풀어낸 후 너트(4)의 제2 안착부(236) 및 스프링 락(236-1)에 의해 고정되어 너트(4)의 세정기(240)가 있는 곳으로 후진(X축 이동)한다.
이 상태에서 스터드 볼트(3)의 세정기(240)는 그의 상ㆍ하부 나사산을, 너트 세정기(240)는 내부 나사산을 제6 모터(243)에 의해 구동되는 각각의 제1 와이어 브러쉬(241) 및 제2 와이어 브러쉬(242)로 청소한다.
이때 세척액은 세정액 탱크(245)로부터 자동으로 공급되며, 설비 전ㆍ후면은 투명창 및 차단막으로 차폐된다.
청소가 끝난 스터드 볼트(3) 및 너트(4)의 나사산은 에어 블로워에 의해 이물질 및 세척액 등이 제거된다.
상기 에어 블로윙 작업이 끝난 너트는 X축으로 움직이는 너트 분해조립기(230)에 의해 스터드 볼트(3)의 위치로 이동한 후 수직 하강하여 스터드 볼트(3)에 조립된다.
그 후, 상기 스터드 볼트(3)의 탈장착기(220)는 앞으로 전진하여 스터드 볼트(3)를 장착해야 할 위치에서 정지한 후, 다중 스터드 신장기(2)에 장착한다.
상기와 같은 모든 작업은 컨트롤 유닛(300)의 피엘씨 프로그램에 의해 자동으로 수행되어지나, 반자동 및 수동으로 작동시키는 것이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가 진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치에 의하면 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.
첫째. 한 장소에서 모든 작업을 자동으로 일괄 수행하여 투입인력 및 작업시간을 감소시킬 수 있게 한다.
둘째. 스터드 볼트가 설비 내에서 직립된 상태로 모든 작업을 수행함으로써 설비 자체가 콤팩트하며 작업공간을 최소화할 수 있게 한다.
셋째. 중량물인 스터드 볼트를 사람이 취급하는데 따르는 안전사고 위험 요소를 제거할 수 있게 한다.
넷째. 스터드 볼트 이동공정이 없어 병행작업 가능으로 격납 건물 천정기중기의 효율을 증대시킬 수 있게 한다.
다섯째. 설비에 투명창 및 차단막을 설치하여 작업 상태확인이 가능하고, 방사성 오염물질의 비산방지 및 작업자 체내피폭 방지를 가능하게 한다.
여섯째. 세척액 등으로부터 작업자를 보호할 수 있게 한다
일곱째. 설비에 의해 청소작업을 자동 수행함으로써 효율성을 제고하여 스터드 볼트 고착요인을 사전에 제거할 수 있게 한다.

Claims (8)

  1. 원자로의 스터드 볼트 및 너트를 자동으로 세정하고 탈장착하기 위한 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치에 있어서,
    양측에 설치되어서 나사의 죔/풀림 작용을 통해 수평이 유지될 수 있도록 하는 수평 조절볼트(110)와 슬립이 발생하지 않게 하여 정확하게 위치가 제어될 수 있도록 하기 위해 외측면에 형성된 평기어(120)를 구비하여서, 다중 스터드 신장기(2)의 하부에 분해 및 조립이 가능하게 장착되는 레일(100);
    상기 레일(100)로부터 이탈되지 못하도록 하면서 이동되게 하는 구동기(210)와, 상기 구동기(210)에 의해 상기 레일(100) 상부에서 이동하며 상기 다중 스터드 신장기(2)에 설치된 스터드 볼트(3)를 분리하고 장착하는 탈장착기(220)와, 상부에 장착되어서 상기 스터드 볼트(3)에 체결된 너트(4)를 분리하고 장착하는 너트 분해조립기(230)와, 분리된 상기 스터드 볼트(3) 및 너트(4)를 세정하는 세정기(240)를 포함하여서, 상기 다중 스터드 신장기(2)에 설치된 상기 스터드 볼트(3) 및 너트(4)를 탈착시켜서 세정한 후 다시 장착시키는 세정 및 탈장착기(200); 및
    상기 세정 및 탈장착기(200)를 자동 또는 수동으로 제어하는 컨트롤 유닛(300);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레일(100)은 상기 세정 및 탈장착기(200)가 이탈되지 않고 정밀하게 위치 제어될 수 있도록 하기 위해 T자 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동기(210)는,
    상기 컨트롤 유닛(300)의 제어에 의해 상기 세정 및 탈장착기(200)를 이동시키는 제1 모터(212)와,
    상기 세정 및 탈장착기(200)가 지진이나 진동에 결딜 수 있도록 하기 위해 상기 레일(100)에 凹凸 형상으로 끼워진 롤러(214)를 구비한 것을 특징으로 하는 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탈장착기(220)는,
    상기 스터드 볼트(3)의 수직 승하강 이동을 안내하며 중심에서 "X"축으로 미세 조정할 수 있게 하는 제2 모터(221) 및 제1 안내 나사(222)와,
    상기 스터드 볼트(3)의 수직 승하강시 흔들리지 않고 정밀하게 위치가 제어될 수 있도록 안내하는 제1 선형 이동 레일(223) 및 제1 선형 이동 베어링(224)과,
    상기 스터드 볼트(3)를 회전시키기 위해 작동하는 제3 모터(225)와,
    상기 제3 모터(225)의 작동에 따라 회전하고 외면이 폴리우레탄으로 코팅된 제1 롤러(226-1)를 구비하며, 제1 유압실린더(226-2)의 작용에 의해 상기 스터드 볼트(3)를 지지하는 구동척(226)과,
    상기 제1 롤러(226-1)에 의해 상기 스터드 볼트(3)가 회전할 때 동시에 회전하고 외면이 플라스틱으로 코팅된 두 개의 제2 롤러(227-1)를 구비하며, 제2 유압실린더(227-2)의 작용에 의해 상기 스터드 볼트(3)를 지지하는 기준척(227)과,
    상기 스터드 볼트(3)의 하부가 강제로 구속되지 않고 안착할 수 있게 내측에 베어링(228-2)을 구비하며, 일측이 개방된 개방부(228-1)를 구비한 제1 안착부(228)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 너트 분해조립기(230)는,
    상기 너트(4)의 수평 이동을 안내하는 제4 모터(231) 및 제2 안내 나사(232)와,
    상기 너트(4)의 수평 이동시 흔들리지 않고 정밀하게 위치가 제어될 수 있도록 안내하는 제2 선형 이동 레일(233) 및 제2 선형 이동 베어링(234)과,
    상기 너트(4)가 분리되도록 회전시켜주기 위한 제5 모터(235)와,
    상기 너트(4)가 안착되며, 상기 너트(4)의 회전시에만 구속력을 갖을 수 있도록 스프링 락(236-1)이 구비되어 있는 제2 안착부(236)와,
    상기 제2 안착부(236)에 구비되어서 상기 너트(4)의 회전을 돕는 오일리스 베어링(237)과,
    상기 너트(4)의 수평 이동을 돕는 공압실린더(238)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치.
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서, 상기 세정기(240)는,
    제3 유압실린더(241-1)의 작동에 의해 상기 스터드 볼트(3)의 상하부 각각을 세정하는 두 개의 제1 와이어 브러쉬(241)와,
    제4 유압실린더(242-1)의 작동에 의해 상기 너트(4)를 세정하는 제2 와이어 브러쉬(242)와,
    상기 제1 와이어 브러쉬(241)와 제2 와이어 브러쉬(242)를 회전시키는 다수 개의 제6 모터(243)와,
    상기 제1 와이어 브러쉬(241)와 제2 와이어 브러쉬(242)를 수직으로 승하강시키는 두 개의 제5 유압실린더(244)와,
    이물질 및 세정액을 제거하기 위한 에어 블로워와,
    스터드 볼트(3) 및 너트(4)를 세정하기 위한 세정액을 저장하여 공급하기 위해 하부에 장착된 세정액 탱크(245)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 스터드 볼트 및 너트의 세정 및 탈장착장치.
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