KR100911259B1 - 증기발생기용 가스 수집 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증기발생기용 가스 수집 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증기발생기에 마련된 전열관과 튜브시트의 용접부로부터 누설되는 가스를 수집하는 가스 수집 장치에 있어서, 상기 튜브시트에 대응되는 전방밀착면을 구비하고 내부에 가스수집공간이 형성된 본체와, 상기 전열관과 대응되도록 상기 전방밀착면으로부터 돌출되게 장착되는 지지구를 포함하며, 상기 전방밀착면에는 상기 지지구의 주위에 돌출되게 형성되어 상기 용접부의 둘레의 튜브시트에 밀착되는 외부패킹과, 상기 지지구와 상기 외부패킹의 사이에 형성되어 상기 가스수집공간과 연통되는 가스유입구가 구비되고, 상기 지지구의 둘레에는 상기 전열관의 내주면에 밀착되는 내부패킹이 구비된 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 검사 시간대와 검사 환경에 따라서 달라지는 공기 중의 헬륨 양으로 인한 검사의 혼동을 방지할 수 있으므로, 제품에 대한 신뢰 향상을 증가시킬 수 있고, 정확한 결함 위치 및 누설 위치를 파악할 수 있으며, 한 번에 다수의 전열관을 측정할 수 있어 검사 시간을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

전열관, 튜브시트, 가스 수집 장치, 레버, 내부패킹, 외부패킹, 진공

Description

증기발생기용 가스 수집 장치{Gas collector device for vapor producer}

본 발명은 증기발생기용 가스 수집 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 누설이 의심되는 증기발생기의 용접부 영역을 밀폐한 상태에서 가스를 수집함으로서, 정확한 결함 위치 및 누설 위치를 파악할 수 있는 증기발생기용 가스 수집 장치에 관한 것이다.

원자력 발전소의 증기발생기에는 전열관(Tube)의 양 단부가 튜브시트에 형성된 홀에 용접되어, 열 교환 구조를 지니고 이 구조를 견고히 하기 위하여 확관(Expand) 및 튜빙(Tubing) 가공 작업을 거친다. 이와 같은 가공 작업 후에는 전열관의 내/외부와 전열관과 튜브시트의 용접부에 결함 및 누설 여부를 검사한다.

상기 가스의 누출을 검출하는 방법으로는 액체침투 탐상검사, 와전류 탐상검사(Eddy Current Test), 추적자 가스 검출법 등이 이용되고 있다.

이 중, 추적자 가스 검출법은 최종 검사시 전열관 내측에 추적자 가스(통상적으로 헬륨 가스를 이용함)를 적정 농도에 맞게 투입한 후 전열관과 튜브시트를 접합하고, 일정 시간 이후에 추적자 가스의 누설 여부를 확인하는 방법으로서, 미 세한 지시의 검출이 가능하여 최종 검사에서 많이 이용되고 있다.

이와 같은, 종래의 추적자 가스 검출 장치는 가스 검출기와 호스로 연결된 볼펜 타입의 가스 수집 장치를 작업자가 들고 검사 부위 전체를 직접 탐지하였다.

그러나, 상기 검출 장치는 대기 중의 헬륨 양(5~6× 10-6cc.std/sec)을 기본적으로 검출한 후에 추가적으로 검출되는 헬륨의 양으로 누설의 여부를 확인할 수 있기 때문에, 검사 시간대와 검사 환경에 따라서 달라지는 공기 중의 헬륨 양으로 인해 검사의 혼동과 신뢰에 대한 우려가 발생되었다.

또한, 종래의 검출 장치는 증기발생기와 같이 16,680개의 홀이 형성된 튜브시트를 검사할 경우에는 정확한 결함 위치 및 누설 위치를 파악하기가 어려우며, 검사 시간이 과다하게 소요되어 검사자의 피로도가 증가되고, 검사 누락이 우려되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 상기 용접부 영역을 밀폐한 상태에서 가스를 수집함으로서, 공기 중에 분포된 헬륨과 상기 용접부로부터 누설되는 헬륨을 구분하고, 다수의 전열관을 각각 검사함으로서, 정확한 결함 위치 및 누설 위치를 파악할 수 있는 증기발생기용 가스 수집 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 구현하기 위하여 본 발명의 가스 수집 장치는 증기발생기에 마련된 전열관과 튜브시트의 용접부로부터 누설되는 가스를 수집하는 가스 수집 장치에 있어서, 상기 튜브시트에 대응되는 전방밀착면을 구비하고 내부에 가스수집공간이 형성된 본체와, 상기 전열관과 대응되도록 상기 전방밀착면으로부터 돌출되게 장착되는 지지구를 포함하며, 상기 전방밀착면에는 상기 지지구의 주위에 돌출되게 형성되어 상기 용접부의 둘레의 튜브시트에 밀착되는 외부패킹과, 상기 지지구와 상기 외부패킹의 사이에 형성되어 상기 가스수집공간과 연통되는 가스유입구가 구비되고, 상기 지지구의 둘레에는 상기 전열관의 내주면에 밀착되는 내부패킹이 구비된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 지지구는, 상기 전방밀착면에 장착되어 전방으로 돌출되고 내부에 유동홈이 형성된 지지관과, 상기 유동홈에 삽입되어 왕복 이동되며, 선단부에 상기 유동홈 보다 직경이 큰 압박돌기가 형성된 유동바를 포함하며, 상기 내부패킹은 상기 압박돌기와 상기 지지관의 선단면의 유동바 상에 배치되는 탄성체인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 가스 수집 장치는 상기 본체의 가스수집공간에 구비되며 상기 유동바와 결합되는 연동디스크와, 상기 연동디스크와 결합되어 상기 유동바를 상기 지지관에 대하여 상대 이동 시키는 레버를 더 포함하며, 상기 내부패킹은 상기 레버에 의해 상기 압박돌기가 후퇴될 때에 상기 지지관과 상기 압박돌기의 가압에 의해 직경이 확장되어 상기 전열관의 내주면에 밀착되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 레버는 회전함으로써 상기 유동바를 전후로 이동시키는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 수집 장치는 누설이 의심되는 용접부 영역을 밀폐한 상태에서 가스를 검출함으로서, 검사 시간대와 검사 환경에 따라서 달라지는 공기 중의 헬륨 양으로 인한 검사의 혼동을 방지할 수 있으므로, 제품에 대한 신뢰 향상을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스 수집 장치는 각 홀에 삽입하여 검사를 할 수 있으므로, 정확한 결함 위치 및 누설 위치를 파악할 수 있으며, 한 번에 다수의 전열관을 측정할 수 있어 검사 시간을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

아래에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제공한다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공하는 것이고, 본 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 가스 수집 장치를 보인 것으로, 도 1은 상기 가스 수집 장치의 사용상태도를 나타내며, 도 2 및 도 3은 가스 수집 장치의 작동상태도를 나타낸다.

상기 도면에서와 같이, 본 발명에 따른 가스 수집 장치는 증기발생기(10)에 마련된 적어도 하나의 전열관(11)과 튜브시트(12)의 용접부(13)로부터 누설되는 가스를 수집하기 위한 것으로, 본체(100)와, 상기 본체(100)에 장착되어 상기 전열관(11)에 삽입되는 지지구(200)와, 상기 지지구(200)를 조정하는 밀폐조정수단(300)을 포함한다.

본체(100)는 내부에 가스수집공간(110)이 형성되며, 전방에 상기 튜브시트(12)에 대응되는 전방밀착면(100a)이 구비되고, 후방이 개구된 형상으로 제조된다. 본체(100)는 다각형의 기둥 형상으로 제조될 수 있으며, 바람직하게는 원통형상을 갖는다. 이러한 본체(100)의 전방밀착면(100a)에는 지지공(120)과, 외부패킹(130)과, 가스유입구(140)가 구비된다.

지지공(120)은 상기 본체(100)의 전방밀착면(100a) 중앙에 형성된다. 지지 공(120)은 하기에서 설명할 지지구(200)가 결합되는 것으로, 바람직하게는 나사구조를 갖도록 형성된다.

외부패킹(130)은 고무와 같은 탄성체로 이루어지며, 상기 본체(100)의 전방밀착면(100a)에 돌출되도록 형성된다. 이때, 외부패킹(130)은 상기 지지공(120)과 상기 가스유입구(140)의 바깥 둘레에 형성되며, 상기 전열관(11)의 용접부(13)를 내측에 수용하도록 형성된다. 이러한 외부패킹(130)은 상기 용접부(13)의 둘레에 마련된 튜브시트(12)에 밀착된다.

가스유입구(140)는 상기 본체(100)의 전방밀착면(100a)에 형성되되, 상기 지지공(120)과 상기 외부패킹(130)의 사이 영역에 형성되어 상기 가스수집공간(110)과 용접부(13) 영역이 연통되도록 한다. 이러한 가스유입구(140)는 상기 도면에서 보인 것과 같이, 본체(100)의 가스수집공간(110)과, 상기 본체(100)의 둘레에 형성된 가스배출구(150)와 연결되도록 형성된다. 따라서, 상기 용접부(13) 영역에서 누설되는 가스는 상기 가스유입구(140)를 통해 수집되어 상기 가스수집공간(110) 및 가스배출구(150)를 통해 외부에 설치된 가스 검출 장치(미도시)로 흐른다. 도면부호 151은 상기 가스배출구(150)에 장착되어 가스 검출 장치와 연결하는 호스(미도시)가 결합되는 호스연결포트를 나타낸다.

지지구(200)는 상기 지지공(120)에 장착되어 상기 전열관(11)의 내부로 삽입된다. 지지구(200)는 상기 도 2 및 도 3에 보인 것과 같이, 상기 지지공(120)에 장착되어 본체(100)의 전방으로 돌출되고 내부에 유동홈(211)이 형성된 지지관(210) 과, 상기 유동홈(211)에 삽입되는 유동바(220)와, 상기 유동바(220)의 둘레에 장착되는 내부패킹(230)을 포함한다.

지지관(210)은 원통형상으로 이루어져 상기 지지공(120)에 장착된다. 지지관(210)의 중앙에는 양측이 관통되는 형상의 유동홈(211)이 형성된다.

유동바(220)는 봉 형상으로 제조되며, 선단부에는 돌출 형상의 압박돌기(221)가 형성되며 타측 끝단에는 나사구조가 형성된다. 이때, 압박돌기는 상기 유동홈(211)의 직경보다 크도록 형성된다. 이러한 유동바(220)는 상기 유동홈(211)에 삽입되어 축선을 따라 왕복 이동된다.

내부패킹(230)은 상기 외부패킹(130)과 같이 고무 재질의 탄성체로 이루어진다. 내부패킹(230)은 상기 도 2에서와 같이, 상기 압박돌기(221)와 상기 지지관(210)의 선단면의 사이의 유동바(220) 상에 배치된다. 이러한 내부패킹(230)의 외경은 상기 전열관(11)의 내경과 거의 동일한 크기를 가져 억지 끼움되도록 형성될 수도 있으며, 바람직하게는 상기 전열관(11)의 내경보다 작은 크기로 형성된다.

밀폐조정수단(300)은 상기 지지구(200)를 조정하여 상기 전열관(11)을 밀폐시킨다. 구체적으로, 상기 밀폐조정수단(300)은 상기 본체(100)의 내부에 구비되며 상기 유동바(220)와 결합되는 연동디스크(310)와, 상기 연동디스크(310)와 결합되어 상기 유동바(220)를 상기 지지관(210)에 대하여 상대 이동시키는 레버(320)를 포함한다.

연동디스크(310)는 원판 형상으로 이루어지며, 상기 본체(100)의 가스수집공간(110)에 구비된다. 연동디스크(310)는 상기 유동바(220)와 결합되는 결착구(311)와, 상기 레버(320)가 결합되는 결착공(312)이 형성되어, 상기 유동바(220)와 레버(320)를 연결한다.

레버(320)는 상기 연동디스크(310)에 결합되는 결합봉(321)과, 상기 결합봉(321)과 회전볼트(323)에 의해 결합되어 회동되는 손잡이바(322)로 이루어진다. 이러한 레버(320)는 상기 도 2에서 보인 것과 같이, 본체(100)의 후방에 덮개(160)가 결합되면, 상기 결합봉(321)은 상기 가스수집공간(110)에 위치되고, 상기 덮개(160)의 외측벽에 상기 결합봉(321)과 손잡이바(322)의 결합 영역이 맞닿도록 설치된다. 레버(320)는 회전시켰을 때에 상기 유동바(220)를 전후 이동시키도록, 통상의 지렛대 원리를 이용하여 사용될 수 있게 구비된다. 구체적으로, 레버(320)는 상기 결합봉(321)과 손잡이바(322)의 결합 영역에 설치된 회전볼트(323)의 양측의 폭이 다르게 형성되어 180° 회전하였을 때 상기 연동디스크(310)를 전, 후로 이동시킨다. 이러한 레버(320)는 90° 회전하였을 때 상기 연동디스크(310)를 이동시키도록 제조될 수도 있다. 이때, 상기 덮개(160)와 레버(320)가 결합되는 영역에는 가스가 누설되는 것을 방지하고, 작동 간에 상기 레버(320)가 마모되는 것을 방지할 수 있도록 레버보호패킹(330)이 구비되는 것이 바람직하다. 한편, 도면부호 161은 상기 본체와 상기 덮개를 고정시키는 고정볼트를 나타낸다.

이하에서는 상기 도 2 및 도 3을 참고하여, 상기 가스 수집 장치의 작동원리 를 살펴본다.

상기 도 2에서와 같이, 지지구(200)가 검사 대상 전열관(11)의 내부에 삽입되고, 상기 외부패킹(130)이 상기 용접부(13)의 외측 둘레를 밀폐하도록 밀착시킨다. 이때, 상기 레버(320)를 180° 하방으로 이동시키면, 상기 도 3에서와 같이 상기 결합봉(321)이 결합된 연동디스크(310)가 상기 레버(320) 측으로 후퇴되고, 상기 연동디스크(310)에 결합된 유동바(220) 또한 상기 본체(100)의 내부 측으로 후퇴된다. 이로 인해, 상기 유동바(220)의 끝단에 형성된 압박돌기(221)는 후퇴되어 상기 내부패킹(230)을 가압하고, 가압된 상기 내부패킹(230)은 팽창하여 상기 전열관(11)의 내주면에 밀착된다. 따라서, 상기 내부패킹(230)과 외부패킹(130)에 의해 상기 용접부(13) 영역은 진공 상태가 된다. 그러므로, 상기 용접부(13) 영역에 분포된 가스는 상기 가스유입구(140)로 유입되어 상기 본체(100)의 가스수집공간(110) 및 가스배출구(150)를 통해 외부의 가스 검출 장치로 흐른다.

한편, 도 4에서는 본 발명에 따른 가스 수집 장치의 다른 예를 나타내고 있다. 상기 도 4에서와 같이, 본 발명에 따른 가스 수집 장치는 다수개의 지지구(200)을 구비하는 것이 가능하다. 구체적으로, 본 실시예에서는 4개의 지지구(200)이 구비된 가스 수집 장치를 보인 것이나, 필요에 따라 2개, 3개, 7개 등으로 제조하는 것이 가능하다.

이와 같은 경우에는 상기 지지구(200)의 간격이 상기 전열관(11)의 간격에 맞게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 외부패킹(130)은 상기 다수의 지지구(200) 이 장착되는 지지공(120)들의 외부 둘레에 형성되고, 상기 연동디스크(310)에는 다수개의 결착구(311)가 형성되어 상기 지지구(200)의 유동바(220)의 후방 끝단들이 상기 하나의 연동디스크(310)에 장착되어 상기 레버(320)의 작동에 의해 함께 연동된다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 가스 수집 장치는 누설이 의심되는 용접부 영역을 밀폐시켜 가스를 검출함으로서, 검사 시간대와 검사 환경에 따라서 달라지는 공기 중의 헬륨 양으로 인한 검사의 혼동을 방지할 수 있으므로, 제품에 대한 신뢰 향상을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스 수집 장치는 각 홀에 삽입하여 검사를 할 수 있으므로, 정확한 결함 위치 및 누설 위치를 파악할 수 있으며, 한 번에 다수의 전열관을 측정할 수 있어 검사 시간을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 수집 장치를 나타내는 사용상태도이며,

도 2는 상기 도 1의 단면도이며,

도 3은 상기 도 2가 작동되는 상태를 나타낸 단면도이며,

도 4는 본 발명에 따른 가스 수집 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 증기발생기 11: 전열관

12: 튜브시트 13: 용접부

100: 본체 100a: 전방밀착면

110: 가스수집공간 120: 지지공

130: 외부패킹 140: 가스유입구

150: 가스배출구 151: 호스연결포트

160: 덮개 161: 고정볼트

200: 지지구 210: 지지관

211: 유동홈 220: 유동바

221: 압박돌기 230: 내부패킹

300: 밀폐조정수단 310: 연동디스크

311: 결착구 312: 결착공

320: 레버 321: 결합봉

322: 손잡이바 323: 회전볼트

330: 레버보호패킹

Claims (4)

1. 증기발생기(10)에 마련된 전열관(11)과 튜브시트(12)의 용접부(13)로부터 누설되는 가스를 수집하는 가스 수집 장치에 있어서,

   상기 튜브시트(12)에 대응되는 전방밀착면(100a)을 구비하고 내부에 가스수집공간(110)이 형성된 본체(100)와,

   상기 전열관(11)과 대응되도록 상기 전방밀착면(100a)으로부터 돌출되게 장착되는 지지구(200)를 포함하며,

   상기 전방밀착면(100a)에는 상기 지지구(200)의 주위에 돌출되게 형성되어 상기 용접부(13)의 둘레의 튜브시트(12)에 밀착되는 외부패킹(130)과, 상기 지지구(200)와 상기 외부패킹(130)의 사이에 형성되어 상기 가스수집공간(110)과 연통되는 가스유입구(140)가 구비되고,

   상기 지지구(200)의 둘레에는 상기 전열관(11)의 내주면에 밀착되는 내부패킹(230)이 구비된 것을 특징으로 하는 가스 수집 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지지구(200)는,

   상기 전방밀착면(100a)에 장착되어 전방으로 돌출되고 내부에 유동홈(211)이 형성된 지지관(210)과,

   상기 유동홈(211)에 삽입되어 왕복 이동되며, 선단부에 상기 유동홈(211) 보다 직경이 큰 압박돌기(221)가 형성된 유동바(220)를 포함하며,

   상기 내부패킹(230)은 상기 압박돌기(221)와 상기 지지관(210)의 선단면의 유동바(220) 상에 배치되는 탄성체인 것을 특징으로 하는 가스 수집 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 본체(100)의 가스수집공간(110)에 구비되며 상기 유동바(220)와 결합되는 연동디스크(310)와,

   상기 연동디스크(310)와 결합되어 상기 유동바(220)를 상기 지지관(210)에 대하여 상대 이동 시키는 레버(320)를 더 포함하며,

   상기 내부패킹(230)은 상기 레버(320)에 의해 상기 압박돌기(221)가 후퇴될 때에 상기 지지관(210)과 상기 압박돌기(221)의 가압에 의해 직경이 확장되어 상기 전열관(11)의 내주면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 가스 수집 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 레버(320)는 회전함으로써 상기 유동바(220)를 전후로 이동시키는 것을 특징으로 하는 가스 수집 장치.

Images