KR100920114B1 - 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치 - Google Patents

증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치

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KR100920114B1
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Abstract

본 발명은 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치에 관한 것으로, 다수의 전열관과, 상기 전열관을 고정하기 위한 에그 크레이트와, 상기 에그 크레이트의 중앙에 설치되어 유속을 제어하기 위한 다수의 홀이 구비된 유량 분배판과, 상기 유량 분배판을 고정하는 고정 볼트가 구비된 증기 발생기의 고정 볼트를 검사하는 고정 볼트 검사 장치에 있어서, 상기 고정 볼트 검사 장치는, 영상을 전달하기 위한 비디오 프로브; 상기 증기 발생기의 일측으로부터 유입되어 내측으로 삽입되고 상기 에그 크레이트까지 연장되어 상기 비디오 프로브를 안내하는 굽힘성이 있는 비디오 프로브 안내부; 및 상기 비디오 프로브 안내부의 단부에 설치되어 상기 비디오 프로브가 검사할 유량 분배판의 고정 볼트를 향하도록 상기 비디오 프로브의 방향을 전환시키는 방향전환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치{Visual inspection device for fixing bolt of flow distribution plate for steam generator}
본 발명은 증기발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자력 발전소의 증기 발생기 내부 구조물 중 하나인 유량 분배판을 고정시키기 위한 고정 볼트의 이상 유무를 시각적으로 검사하는, 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치에 관한 것이다.
원자력 발전소의 증기 발생기(1)의 내부에는 다수의 전열관(24)이 조밀하게 배치되어 원자로에서 발생하는 열을 증기로 변환시킨다. 그런데 증기 발생기(1)의 내부에는 전열관(24)을 고정시키기 위한 격자 모양의 에그 크레이트(2)를 비롯한 다수의 부품들이 설치되어 있어 이들 부품이 구조물에서 분리되어 증기 발생기(1)의 내부에서 움직이면서 전열관(24)에 손상을 주지 않도록 여러 가지 방법으로 이물질 존재 여부를 검사하고 있다(도 1 및 도 3 참조).
증기 발생기(1)의 내부의 이물질 존재 여부를 검사하는 방법으로 가장 일반적인 것은 검사하고자 하는 부분에 카메라나 비디오 프로브(videoprobe)를 투입하여 시각적으로 검사하는 것이다. 증기 발생기(1)의 내부 형상이 복잡하여 접근하기가 용이하지 않은 경우에는 그 목적에 맞게 특수한 검사 장치를 개발하여 활용하기도 한다.
첨부된 도 1은 일반적인 증기 발생기를 도시한 사시도이고, 도 2a는 일반적인 유량분배판 및 고정 볼트를 도시한 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 증기 발생기(1)는 원자로에서 발생한 열을 증기로 변환시키는 열교환기로서, 내부에는 다수의 전열관(24)이 설치되고(도 3 참조), 상기 전열관(24)을 고정시키기 위한 격자 모양의 에그 크레이트(eggcrate)(2)가 설치된다. 상기 에그 크레이트(2)의 중앙에는 유속을 제어하기 위해 다수의 홀이 있는 유량 분배판(7)이 고정 볼트(8)로 고정 설치된다.
이 고정 볼트(8)는 유체의 유동 현상으로 발생하는 진동으로 손상될 가능성이 있기 때문에 손상 여부를 시각적으로 검사할 필요가 있다.
그런데 유량 분배판(7)이 설치된 위치는 증기 발생기(1)의 중앙 부분이므로 고정 볼트(8)에 접근하기 위해서는 카메라나 비디오 프로브를 삽입할 때 유량 분배판(7)과 덮개 사이의 좁은 틈새를 지나 수직 하강한 후 90도 방향을 바꾸어 수평 방향으로 이동하도록 해야 하는 어려움이 있다. 따라서 고정 볼트(8)를 시각적으로 검사할 수 있는 방법이나 검사 장치의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 유량 분배판을 고정하는 고정 볼트를 시각적으로 검사할 수 있는 검사 장치를 제공함으로써 고정 볼트의 손상 여부를 시각적으로 용이하게 검사할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명은, 다수의 전열관과, 상기 전열관을 고정하기 위한 에그 크레이트와, 상기 에그 크레이트의 중앙에 설치되어 유속을 제어하기 위한 다수의 홀이 구비된 유량 분배판과, 상기 유량 분배판을 고정하는 고정 볼트가 구비된 증기 발생기의 고정 볼트를 검사하는 고정 볼트 검사 장치에 있어서, 상기 고정 볼트 검사 장치는, 영상을 전달하기 위한 비디오 프로브; 상기 증기 발생기의 일측으로부터 유입되어 내측으로 삽입되고 상기 에그 크레이트까지 연장되어 상기 비디오 프로브를 안내하는 굽힘성이 있는 비디오 프로브 안내부; 및 상기 비디오 프로브 안내부의 단부에 설치되어 상기 비디오 프로브가 검사할 유량 분배판의 고정 볼트를 향하도록 상기 비디오 프로브의 방향을 전환시키는 방향전환부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 구성은, 상기 비디오 프로브 안내부는 바 형상으로 만들어지며, 굽힘성이 있는 플라스틱 또는 탄성이 있는 금속으로 만들어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성은, 상기 비디오 프로브 안내부는 내부에 길이 방향을 따라 프로브용 홀과, 와이어용 홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성은, 상기 방향 전환부는 상기 비디오 프로브의 회전을 안내하도록 일측이 절곡되고 내부로 상기 비디오 프로브가 관통하여 지나가는 비디오 프로브 회전 안내 튜브와, 상기 비디오 프로브 회전 안내 튜브를 외측에서 감싸는 회전 안내 튜브 캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성은, 상기 비디오 프로브 회전 안내 튜브는 외주면을 따라 나선형으로 형성된 한 쌍의 나선형 슬릿을 포함하며, 상기 나선형 슬릿은 나선 방향이 서로 반대 방향이 되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성은, 상기 회전 안내 튜브 캡은 상기 나선형 슬릿에 대응하는 위치에 일직선 형태로 형성된 한 쌍의 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성은, 상기 슬릿에는 각각 회전운동 변환 레버가 장착되며, 상기 회전운동 변환 레버는 상기 비디오 프로브 회전 안내 튜브와 회전 안내 튜브 캡이 서로에 대해 상대적인 회전 운동을 할 때 상기 슬릿을 따라 상하 운동함과 동시에 상기 나선형 슬릿을 따라 슬라이딩 이동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성은, 상기 회전운동 변환 레버는 상기 슬릿에 걸림 유지되어 임의로 이탈되지 않도록 양측면이 돌출되어 횡단면이 'T'자 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성은, 상기 회전운동 변환 레버는 일단부에 설치되어 상기 슬릿을 따라 상하 운동하도록 인장력을 조절하기 위한 상하운동 조절용 강선과, 상기 상하운동 조절용 강선과 대향되는 타측에 설치되어 상기 나선형 슬릿에 삽입되는 원통 형상의 원통형 안내부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치는, 검사하고자 하는 고정 볼트가 있는 위치까지 비디오 프로브 등 시각 장비를 안내할 수 있어 고정 볼트의 손상 여부를 시각적으로 검사할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 증기 발생기를 도시한 사시도이다.
도 2a는 일반적인 유량분배판 및 고정 볼트를 도시한 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정볼트 검사장치가 설치된 증기 발생기의 일부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정볼트 검사장치를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 전환부를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전운동 변환 레버를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 안내 튜브캡의 부분 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오프로브 회전 안내 튜브를 도시한 부분 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 증기 발생기 2 : 에그 크레이트
3 : 비디오 프로브 7 : 유량 분배판
8 : 유량분배판 고정볼트 9 : 비디오 프로브 안내부
10 : 방향 전환부 13 : 비디오 프로브 회전안내튜브
14 : 회전안내 튜브캡 19 : 상하운동 조절용 강선
20 : 원통형 안내부 21 : 회전운동 변환레버
100 : 고정볼트 검사장치
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하고, 일반적인 증기 발생기의 구성 요소에 대해서는 도 1 내지 도 2b를 참조하여 설명하기로 한다.
첨부된 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정볼트 검사장치가 설치된 증기 발생기의 일부를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정볼트 검사장치를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 전환부를 도시한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전운동 변환 레버를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 안내 튜브캡의 부분 확대도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오프로브 회전 안내 튜브를 도시한 부분 사시도이다.
일반적인 증기 발생기(1)에는 다수의 전열관(24)과, 전열관(24)을 고정하기 위한 격자 형상의 에그 크레이트(2)와, 에그 크레이트(2)의 중앙에 설치되며 유속을 제어하기 위한 다수의 홀이 형성된 유량 분배판(7)과, 유량 분배판을 고정하는 고정 볼트(8)가 설치되어 있다(도 1 내지 도 2b 참조).
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고정 볼트 검사 장치(100)는 증기 발생기(1)의 상부 작업구(25)로 삽입되어 덮개(22)에 형성된 덮개홀(26)을 통해 증기 발생기(1)의 내측으로 삽입되며, 검사 대상이 되는 고정 볼트(8)가 있는 에그 크레이트(2)까지 연장된다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 고정 볼트 검사 장치(100)는, 크게 고정 볼트(8)에 대한 영상을 전달하기 위한 비디오 프로브(3)와, 증기 발생기(1)의 일측에 설치되어 상기 비디오 프로브(3)를 안내하는 비디오 프로브 안내부(9)와, 상기 비디오 프로브(3)의 방향을 전환시키기 위한 방향 전환부(10)로 구성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 비디오 프로브 안내부(9)는 얇은 바(bar) 형상으로 만들어지며, 원하는 위치로 비디오 프로브(3)를 안내하기 위해 굽힘성이 있는 플라스틱 재질이나 탄성이 있는 금속으로 만들어지는 것이 바람직하다. 상기 비디오 프로브 안내부(9)는 내부에 길이 방향을 따라 복수의 홀이 형성되는데, 하나는 비디오 프로브(3)가 삽입되는 프로브용 홀(11)이고, 다른 하나는 후술할 상하운동 조절용 강선(19)이 삽입되는 와이어용 홀(12)로 프로브용 홀(11)의 양측에 형성된다. 비디오 프로브 안내부(9)의 단부에는 방향 전환부(10)가 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 방향 전환부(10)는 비디오 프로브(3)의 회전을 안내하도록 일측이 'L'자 형태로 절곡되고 내부로 비디오 프로브(3)가 삽입되어 지나가는 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)와, 비디오 프로브 회전 안내 튜브를 외측에서 감싸는 회전 안내 튜브 캡(14)으로 구성된다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)의 내부로 비디오 프로브(3)가 지나가므로, 상기 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)는 프로브용 홀(11)과 연통되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)는 외주면을 따라 나선형으로 한 쌍의 나선형 슬릿(15, 16)이 형성된다. 상기 나선형 슬릿(15, 16)은 나선의 방향이 서로 반대 방향이 되도록 형성되어 후술할 방향 전환부(10)가 삽입된다.
도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 회전 안내 튜브 캡(14)은 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)를 외측에서 감싸는 형태이며, 이를 위해 회전 안내 튜브 캡(14)의 내경은 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)의 외경보다 약간 크게 형성되어 있어 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)와 서로 상대적인 회전 운동만 가능하도록 되어 있다. 회전 안내 튜브 캡(14)의 외주면에는 나선형 슬릿(15, 16)에 대응하는 위치에 일직선으로 한 쌍의 슬릿(17, 18)이 형성되며, 슬릿(17, 18)에는 각각 회전운동 변환 레버(21)가 장착된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전운동 변환 레버(21)는 바디의 횡단면이 'T'자 형상을 가지며, 돌출된 양측면이 슬릿(17, 18)에 삽입됨으로써 슬릿(17, 18)에 걸림 유지되어 임의로 이탈되지 않는다. 회전운동 변환 레버(21)의 상단부에는 상하운동 조절용 강선(19)이 설치되며, 상하운동 조절용 강선(19)에 대향되는 타측에는 원통형 안내부(20)가 설치된다.
상기 상하운동 조절용 강선(19)은 전술한 비디오 프로브 안내부(9)에 형성된 와이어용 홀(12)까지 연장되도록 삽입되며, 회전운동 변환 레버(21)가 슬릿(17, 18)을 따라 상하 운동하도록 인장력을 조절하는데 사용된다.
상기 원통형 안내부(20)는 회전 안내 튜브 캡(14)에 형성된 나선형 슬릿(15, 16)에 삽입되어 회전운동 변환 레버(21)가 나선형 슬릿(15, 16)을 따라 슬라이딩 이동하도록 한다.
이렇게 회전운동 변환 레버(21)가 슬릿(17, 18) 및 나선형 슬릿(15, 16)에 공통적으로 삽입되므로 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)와 회전 안내 튜브 캡(14)이 서로 상대적인 회전 운동을 할 때 회전운동 변환 레버(21)가 슬릿(17, 18)을 따라 상하 운동함과 동시에 나선형 슬릿(15, 16)을 따라 슬라이딩 운동할 수 있게 된다(도 7 참조).
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치에 있어서, 도 3 내지 도 8을 참조하여 고정 볼트를 검사하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 고정 볼트(8)를 검사하고자 할 때에는 고정 볼트 검사 장치(100)의 방향 전환부(10)를 증기 발생기(1)의 덮개(22)와 에그 크레이트(2)의 틈새로 투입한 수 검사하고자 하는 증기 발생기(1)의 유량 분배판(7) 근처까지 삽입한다.
이때 고정 볼트 검사 장치(100)는 증기 발생기(1)의 상부 작업구(25)와 덮개 홀(26)을 통해 설치한다.
방향 전환부(10)의 단부가 검사하고자 하는 고정 볼트(8)가 있는 에그 크레이트(2)의 가장자리 부근에 도달하면 상하운동 조절용 강선(19)에 인장력을 가해 방향 전환부(10)가 90도 회전하여 유량 분배판(7) 쪽을 향하도록 한다.
이 상태에서 비디오 프로브 안내부(9)와 방향 전환부(10)를 관통하고 있는 프로브용 홀(11)을 통해 비디오 프로브(3)를 삽입한다.
비디오 프로브(3)가 프로브용 홀(11)을 통해 에그 크레이트(2)의 가장자리에 도달하면 계속해서 비디오 프로브(3)를 밀어 넣어 증기 발생기(1)의 사각 튜브(23)와 전열관(24)의 틈새를 따라 유량 분배판(7)을 고정하고 있는 고정 볼트(8)가 있는 위치에 도달하게 된다.
이 상태에서 비디오 프로브(3) 끝 부분의 각도 조절(angulation) 기능을 이용해 검사하고자 하는 볼트를 시각적으로 검사(visual inspection)하고 그 결과를 기록한다.
이러한 과정에 의해 종래에 시각적인 검사가 불가능했던 유량 분배판의 고정 볼트의 이상 유무를 시각적으로 확인할 수 있다. 고정 볼트는 증기 발생기 내부에서 분리될 경우 전열관에 손상을 주어 방사능 물질이 유출되는 원인이 될 수 있으므로 고정볼트의 손상 여부를 시각적으로 확인하는 것은 원자력 발전소의 안전 운전을 위해 매우 중요하다 하겠다.
한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (9)

  1. 다수의 전열관(24)과, 상기 전열관(24)을 고정하기 위한 에그 크레이트(2)와, 상기 에그 크레이트(2)의 중앙에 설치되어 유속을 제어하기 위한 다수의 홀이 구비된 유량 분배판(7)과, 상기 유량 분배판(7)을 고정하는 고정 볼트(8)가 구비된 증기 발생기(1)의 고정 볼트(8)를 검사하는 고정 볼트 검사 장치(100)에 있어서,
    상기 고정 볼트 검사 장치(100)는,
    영상을 전달하기 위한 비디오 프로브(3);
    상기 증기 발생기(1)의 일측으로부터 유입되어 내측으로 삽입되고 상기 에그 크레이트(2)까지 연장되어 상기 비디오 프로브(3)를 안내하는 굽힘성이 있는 비디오 프로브 안내부(9); 및
    상기 비디오 프로브 안내부(9)의 단부에 설치되어 상기 비디오 프로브(3)가 검사할 유량 분배판(7)의 고정 볼트(8)를 향하도록 상기 비디오 프로브(3)의 방향을 전환시키는 방향 전환부(10)를 포함하여 이루어지며,
    상기 방향 전환부(10)는,
    상기 비디오 프로브(3)의 회전을 안내하도록 일측이 절곡되고 내부로 상기 비디오 프로브(3)가 관통하여 지나가는 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)와, 상기 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)를 외측에서 감싸는 회전 안내 튜브 캡(14)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비디오 프로브 안내부(9)는 바 형상으로 만들어지며, 굽힘성이 있는 플라스틱 또는 탄성이 있는 금속으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비디오 프로브 안내부(9)는 내부에 길이 방향을 따라 프로브용 홀(11)과, 와이어용 홀(12)이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)는 외주면을 따라 나선형으로 형성된 한 쌍의 나선형 슬릿(15, 16)을 포함하며, 상기 나선형 슬릿(15, 16)은 나선 방향이 서로 반대 방향이 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전 안내 튜브 캡(14)은 상기 나선형 슬릿(15, 16)에 대응하는 위치에 일직선 형태로 형성된 한 쌍의 슬릿(17, 18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬릿(17, 18)에는 각각 회전운동 변환 레버(21)가 장착되며, 상기 회전운동 변환 레버(21)는 상기 비디오 프로브 회전 안내 튜브(13)와 회전 안내 튜브 캡(14)이 서로에 대해 상대적인 회전 운동을 할 때 상기 슬릿(17, 18)을 따라 상하 운동함과 동시에 상기 나선형 슬릿(15, 16)을 따라 슬라이딩 이동하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전운동 변환 레버(21)는 상기 슬릿(17, 18)에 걸림 유지되어 임의로 이탈되지 않도록 양측면이 돌출되어 횡단면이 'T'자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 회전운동 변환 레버(21)는 일단부에 설치되어 상기 슬릿(17, 18)을 따라 상하 운동하도록 인장력을 조절하기 위한 상하운동 조절용 강선(19)과, 상기 상하운동 조절용 강선(19)과 대향되는 타측에 설치되어 상기 나선형 슬릿(15, 16)에 삽입되는 원통 형상의 원통형 안내부(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기용 유량 분배판의 고정 볼트 검사 장치.
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