KR100970436B1

KR100970436B1 - 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치

Info

Publication number: KR100970436B1
Application number: KR1020080092126A
Authority: KR
Inventors: 김석태; 정우태
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-07-15
Also published as: US8016950B2; KR20100033121A; US20100071734A1

Abstract

본 발명은 원자력발전소의 증기발생기 내에서 전열관 주위에 쌓인 슬러지와 같은 이물질을 제거하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경수로 원전의 증기발생기 내부에 부착되어 있는 슬러지를 고압수를 이용하여 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 원자력발전소의 증기발생기 내부를 세정하는 세정장치에 있어서, 상기 증기발생기 내부에 수용공간이 직사각형 모양으로 길게 형성된 구조의 중앙에 고정봉에 레일 지지장치의 한쪽 끝단이 연결되고 다른 쪽 레일 지지장치 끝단에 연결된 핸드홀 플랜지가 핸드홀에 부착하고 구동장치를 통하여 증기발생기 내부에 레일이 설치되며;

상기 구동장치에는 제 2 서보모터와 풀리, 스트립 두루마리 장치를 길이에 맞게 부착할 수 있고 기어에 의해 비틀림 회전력을 전달받을 수 있는 회전 조인트를 갖추고;

상기 레일은 3개로 분절된 레일로 가운데 직사각형으로 길게 잘라내어 랜싱로봇과 배럴 스프레이를 장착 가능하며, 이송 스트립이 이동할 수 있는 홈이 있으며, 자체가 비틀림 회전이 가능하도록 되어 있고;

상기 랜싱로봇에는 고압수를 직진성을 유지하며 분사할 수 있는 고압수 분사노즐을 가진 가늘고 긴 랜스를 갖추며;

상기 이송 스트립이 장비의 작동을 방해하지 않게 처리해주는 이송 스트립 두루마리 장치와, 세정장치에 공급되는 전원이나 고압수의 케이블이 장비의 작동에 방해하지 않게 처리해주는 케이블 처리장치가 설치되어 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치{Partial Inter-tube lancing apparatus with hydraulic drive for steam generator in nudear plant}

본 발명은 원자력발전소의 증기발생기 내에서 전열관 주위에 쌓인 슬러지와 같은 이물질을 제거하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경수로 원전의 증기발생기 내부에 부착되어 있는 슬러지를 고압수를 이용하여 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력발전소의 증기발생기는 원자로에서 발생하는 열에너지를 전달받은 1차 냉각수와 2차 냉각수가 만나는 곳으로, 증기발생기의 전열관을 경계하여 열교환이 일어나는 매우 중요한 구조물이다.

이 과정에서 발생된 증기가 터빈을 돌려 운동에너지를 전기에너지로 전환되어 발전이 일어난다. 그러나 원자력발전소의 운전 이력이 증가함에 따라 2차 계통 관들은 마모가 발생하고, 이에 의해 관들에서 떨어져 나온 금속성분이 증기발생기 내에서 슬러지로 침적된다.

이러한 증기발생기 슬러지는 비교적 부드러운 연성 슬러지(Soft Sludge)와 슬러지의 강도가 비교적 딱딱한 경성 슬러지(Hard Sludge)로 구분되며, 전자인 연성 슬러지의 경우는 보통 증기발생기의 상층단에 주로 침적되고, 후자인 경성 슬러지의 경우는 증기발생기 하층단의 튜브시트(Tube-sheet) 위에 침적된 슬러지가 전열관의 뜨거운 열기에 의해 딱딱한 슬러지 형태로 침적된다.

이렇게 침적된 슬러지는 증기발생기 세관의 열전달 능력을 저하시켜 열 출력 효율이 낮아지게 되며 궁극적으로 발전소의 출력 감발과 직결되며, 해외 원전의 경우는 출력저하로 인한 발전소의 정지사례도 보고된 바 있다.

또한, 증기발생기의 국부적인 부식 초래로 인한 증기발생기의 조기교체로 막대한 경제적 손실을 입히게 됨으로써 원자력발전소에서는 주기적으로 계획 예방정비를 실시하고 이 기간 중에 특히 증기발생기 튜브시트 상단에 침적된 슬러지를 제거하고 있다.

여기서, 증기발생기 슬러지를 제거하는 방법은 고압수 분사방식, 화학세정 방법, 초음파 세정방법 및, 복합식 세정법 등이 있는데, 이들 중 화학세정 방법이 세정효율이 가장 뛰어나지만, 상대적으로 세관 부식 등의 취약성에 노출되기 때문에 발전소 수명기간 동안 통상 2~3회 정도로 제한하여 화학세정을 실시해 오고 있다.

최근 개발중에 있는 초음파 세정의 경우는, 세정효율에 대한 평가가 정확히 제시되어 있지는 않으나, 향후 각광받을 수 있는 기술로 다양한 세정기술의 개발이 활발히 진행중에 있다.

그리고 아직까지 뚜렷한 대안이 개발되지 않은 상태에서 현실적인 세정방법은 고압수 분사방식의 세정기술이 가장 유리한 대안 중의 하나이다.

종래에 있어 증기발생기에 존재하는 슬러지를 제거하는 장치의 경우, 본 출원인에 의해 등록된 국내특허 제575,110호(미국특허는 제7,086,353호로 등록 되었슴)가 있으나, 이 기술은 레일의 부피가 크기 때문에 증기발생기 전열관 다발 사이를 진입하는 랜스의 길이가 짧아질 수밖에 없는 구조이며, 랜스의 한번 고압수 분사로 전열관 영역의 한 열만 세정 가능하므로 작업시간 또한 많이 소요되고, 결정적으로 비틀림 회전이나 랜스를 펼치고 접는 구동력이 서보모터에 의존하기 때문에 증기발생기 내에서 고 방사능에 노출되어 재질 방사화에 의한 열화로 서보모터가 잦은 고장을 발생시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 종래기술의 취약점을 보완한 기술로 랜싱로봇 중 랜스는 고압수 1회 분사로 전열관 영역의 세 개의 열을 세정할 수 있어 작업시간을 단축시킬 수 있고, 더욱 길어진 랜스로 전열관 다발을 보다 깊이 접근할 수 있어 더욱 강력한 세정효율을 제공하는 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 증기발생기 안에서 구동되는 랜싱로봇 중 랜스의 펼침과 복귀가 서보모터의 구동으로 하지않고 수압과 스프링력을 이용하였으며, 랜싱로봇 및 배럴 스프레이의 비틀림 회전 및 왕복 직선운동을 가능케 하는 구동모터를 비교적 방사선량이 적은 증기발생기 밖에 설치하여 잦은 모터의 고장원인을 해결하여 내구성이 향상된 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원자력발전소의 증기발생기 내부를 세정하는 세정장치에 있어서, 상기 증기 발생기 내부에 수용공간이 직사각형 모양으로 길게 형성된 구조의 중앙에 고정봉에 레일 지지장치의 한쪽 끝단이 연결되고, 다른 쪽 레일 지지장치 끝단에 연결된 핸드홀 플랜지가 핸드홀에 부착하고 구동장치를 통하여 증기발생기 내부에 레일이 설치되며;

이와 같은 본 발명에 따른 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치는 경수로 원전모델 F형 증기발생기를 세정대상으로 하며, 증기발생기의 핸드홀을 통해 설치하여 무전열관 영역을 관통해 레일을 설치하고 그 위로 랜싱로봇을 장착하여 배럴 스프레이 작업과 랜싱작업을 수행할 수 있는데, 랜싱로봇과 배럴 스프레이를 움직이는 구동모터가 모두 증기발생기 밖에 설치하기 때문에 기존의 세정장치가 자주 야기하던 모터의 고장을 미연에 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 배럴 스프레이는 더욱 많아진 노즐을 이용하여 대용량 의 고압수 세정을 더욱 빨리 수행할 수 있으며, 랜싱로봇은 더욱 길어진 랜스를 이용하여 증기발생기의 전열관 영역을 안전하게 깊이 접근할 수 있고, 랜싱로봇에 3개의 랜스가 장착되어 있기 때문에 한 번의 고압수 분사로 전열관 영역 3열을 동시에 세정하여 랜싱 작업시간을 단축시키는 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시 도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명인 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치의 주요 구성은, 비교적 긴 랜스(lance, 301)를 가진 랜싱로봇(lancing robot, 300), 대용량 분사능력을 구비하도록 노즐 분사구멍(601)이 다수 개 형성된 배럴 스프레이(barrel spray, 600), 초승달 모양의 홈을 가진 레일(rail, 800), 단면이 초승달 모양인 이송 스트립(transferring strip, 701), 이송 스트립을 감아 놓아 보관하는 스트립 두루마리 장치(strip scroll device, 1005), 베어링을 이용한 뒷쪽 및 앞쪽 레일 지지장치(rail supporter, 900, 903)와 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치를 핸드홀(hand-hole, 102)에 장착할 수 있게 해주는 다른 핸드홀 플랜지(hand-hole flange, 901), 랜싱로봇이 비틀림 회전 및 직선 왕복이동이 가능토록 해주는 구동장치(driving device, 1000), 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치의 움직임을 방해하지 않도록 해주는 케이블 처리장치(cable treating device, 1100) 등으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 랜스(301)는 분사된 고압수가 긴 구간 직진성을 유지할 수 있도록 긴 랜스(301) 끝에 고압수 분사노즐(401)을 가지고 있으며, 금속성의 회전힌 지(304)는 랜스(301)가 펴지고 접힘이 가능하게 하며, 금속성의 랜스 바인더(lance binder, 305)와 플라스틱의 랜스 지지대(lance supporter, 405)가 랜스(301)를 단단히 고정시켜주어 안정적으로 고압수를 분사할 수 있게 해주는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 랜싱로봇(300)은 랜스(301)를 펼치고 접음에 있어, 모터를 사용하지 않고 고압호스(307)가 수압에 의해 펴지려는 힘을 이용하여 랜스(301)를 펼치는데(도 3과 도 5 참조), 이때 전자석으로 만들어진 랜싱로봇 헤드(lance robot head, 302)는 기계적으로 랜스(301)가 90°이상 펴지는 것을 제한하는 동시에, 금속성의 회전힌지(304)를 랜스(301)가 직각으로 유지하도록 도와준다.

그리고 상기 랜스(301)가 다시 제자리로 복귀할 때는, 고압수의 공급을 멈춤으로써 수압력을 제거하면 복귀 스프링(501)에 의해 랜스(301)가 제자리로 복귀하는데, 이때 전자석으로 구성된 랜스 복귀 블록(lance returning block, 303)이 랜스(301)의 복귀를 자성으로 유도하고 랜싱로봇(300)이 이동 중에 랜스(301)가 제자리를 벗어나지 않도록 단속한다.

또한, 상기의 랜싱로봇(300)은 내시경 카메라(402)와 내시경에 내장된 조명(404) 및 보조 조명(403)을 이용하여 랜스(301)가 수직으로 위치하였는지 확인한 후, 랜싱로봇(300)이 비틀림 회전을 하여 증기발생 전열관 다발 사이를 진입하며 고압수를 분사하여 증기발생기 튜브시트 상단에 침적된 슬러지 혹은 일부 이물질을 증기발생기 가장자리로 씻어 내거나 밀어내어 제거할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기의 랜싱로봇(300)은 3개의 랜스(301)를 동시에 작동하여, 고압수 한번 분사에 전열관 영역의 3열을 동시에 세정할 수 있어, 기존의 세정장치에 비해 작업시간을 3분의 1로 단축시키는 효과가 있다.

또한, 상기의 배럴 스프레이(600)는 증기발생기 내 튜브시트 상단 중, 특히 슬러지의 침적이 많은 증기발생기 내 중앙영역인 강남콩처럼 생긴 영역(kidney bean zone)을 랜싱로봇(300)과는 별도로 공급되는 배럴 스프레이 호스(603)의 고용량 고압수를 이용하여 세정할 수 있는데, 랜싱로봇(300)의 반대편에 장착되어 있기 때문에 배럴 스프레이(600)로 세정을 할 경우, 레일(800) 전체를 180°비틀림 회전하여 분사방향을 아래로 하여 총 24개의 배럴 스프레이 노즐을 이용하여 회전 왕복 운동을 하며 세정할 수 있으며 회전 관성모멘트를 최소화하기 위하여 불필요한 부분(602)을 잘라내어 무게를 줄여 원활히 회전운동을 할 수 있도록 설계되어 있다.

한편, 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)는 도 7에서 보이는 것과 같이 결합단면을 오목과 볼록면을 형성하여 사이에 초승달 모양의 이송 스트립(701)을 삽입한 상태에서 상하 볼트로 조여 결합한다.

또한, 레일(800)은 도 8에 도시된 바와 같이 초승달 모양의 이송 스트립 홈(804)을 가지고 있어, 이 홈을 따라 이송 스트립(701)이 지나가고 이송 스트립(701)이 초승달 모양을 유지할 수 있어 좌굴현상(buckling)이 일어나는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 매우 긴 레일(800)은 3개의 레일(800)로 분절되어 있어 보관 및 증기발생기 내 설치에 편리함을 극대화하였고, 레일(800)을 정확하게 직선으로 이을 수 있도록 안내돌기(801) 및 안내홈(802)이 있고 텐셔닝 장치(805)의 레버를 이용하여 텐셔닝 와이어(803)를 팽팽히 조여 3개의 레일(800)이 완전히 하나의 바디처럼 단단해지도록 되어 있다.

또한, 상기의 레일(800)이 원활히 비틀림 회전을 하기 위해서는 레일(800)을 베어링을 이용하여 마찰을 최소화하여 지지해 주어야 하는데, 뒤쪽 및 앞쪽 레일 지지장치(900, 903)는 각각 베어링 하우징(907a, 907b)을 포함하고 있고, 증기발생기 중앙 고정봉(stay-rod cylinder, 103)에 뒤쪽 레일 지지장치(900)의 봉 고정 홈(906)을 고정하여 레일(800)이 원활히 비틀림 회전을 할 수 있도록 지지하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기의 구동장치(1000)는 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)가 직선 왕복운동과 비틀림 회전운동을 할 수 있게 하는데, 구동장치(1000)는 제 1, 2 서보모터(1001, 1003)와 기어(1002), 풀리(1006) 등으로 구성되어 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)의 비틀림 회전운동은 제 1 서보모터(1001)가 기어(1002)를 이용하여 기어에 의해 회전조인트(905)로 회전력을 전달하여 레일(800)을 회전시켜 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)가 비틀림 회전운동을 하게 된다.

또한, 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)의 직선 왕복운동의 경우, 제 2 서보모터(1003)에 의해 회전력이 풀리(106)로 전달되어 이송 스트립(701)이 레일(800)의 초승달 모양의 이송 스트립 홈(804)을 통해 이송되어 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)를 밀어낼 수 있는 추진력을 만들어내며, 이때 줄자와 비슷한 원리의 이송 스트립 두루마리 장치(strip scroll device, 1005)에서 연속적으로 공급된 이송 스트립(701)이 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)가 레일(800)의 끝까지 이동시켜 준다.

또한, 십자가 모양의 보호캡(904)은 제 2 서보모터(1003)와 풀리(1006), 이송 스트립(701) 등으로 이루어진 구동장치(1000)로 외부 이물질의 침입되는 것을 보호하는 기능을 갖는다.

또한, 상기의 케이블 처리장치(1100)는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치의 작동이 호스나 전선 케이블로 인하여 방해받는 것을 미연에 방지하도록 설계되었는데, 그 방법은 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치 중 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)가 증기발생기(100)에 설치되어 핸드홀(102) 입구부터 증기발생기(100) 안쪽으로 직선이동을 하는 경우, 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)가 처음 입구에서 세정 작업할 경우, 케이블 처리장치(1100)에 호스나 케이블이 감겨있게 되고 점점 안쪽으로 이동하게 되면서 케이블이나 호스가 풀려 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)를 따라가게 되어 호스나 케이블이 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)의 움직임을 방해하지 않도록 해주며, 호스나 케이블은 케이블 처리장치(1100)에 나선형으로 뚫린 나선홈(1101)을 따라 호수나 케이블이 돌아 들어와 회전중심 관통관(1102)으로 빠져나와 펌프나 전원, 내시경 제어장치로 연결되어 있다.

이하, 첨부된 도면 중 도 1 내지 도 10을 참조하여 상기에 설명한 부품들로 구성된 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치에 관한 작동 및 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

원자력발전소의 원자로에서 데워진 원자로 1차 냉각수와 2차 냉각수가 열교환을 일으켜 증기를 발생시키는 곳이 바로 증기발생기(100)인데, 튜브시트 상단은 비교적 유속 흐름이 느려 2차 냉각수에 포함된 금속성 슬러지 성분이 비교적 많이 쌓인다. 그러므로 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치를 증기발생기 내에 설치하여 금속성 슬러지를 제거하게 된다.

도 1은 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치가 증기발생기 하부인 튜브시트(tube-sheet, 도면에 미도시) 위의 무전열관 영역(no-tube-lane)에 설치된 도면이다.

도 1과 도 10에 도시된 바와 같이, 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치를 설치하기 위해 먼저 구동장치(1000)와 핸드홀 플랜지(901)를 볼트 체결한 후 증기발생기 핸드홀(102)에 핸드홀 플랜지(901)의 볼트구멍을 맞춘 후 핸드홀 플랜지(901)의 수평방향의 4개 구멍에 스터드 볼트를 이용하여 이 핸드홀(102)에 장착한다.

도 8에서 도시된 바와 같이, 분절된 3개의 레일(800)을 텐셔닝 와이어(803)로 이은 후 안내돌기(801)와 안내홈(802)을 이용하여 레일(800)을 일직선으로 맞춘 후 텐셔닝 장치(805)를 이용하여 텐셔닝 와이어(803)를 조여 레일(800)이 마치 단단한 하나의 바디처럼 조립되면 회전조인트(905)를 볼트 조립한 후 레일 지지장치(900, 903)를 앞뒤로 조립한다(도 2와 도 9 참조).

상기의 레일(800)이 조립되면 이송 스트립(701)을 이송 스트립 홈(804)에 수동으로 밀어 넣은 후, 도 7에서 도시된 바와 같이 필요한 고압호스와 케이블이 연결된 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600)를 이송 스트립(701)을 사이에 두고 이미 조립된 레일(800)에 장착하여 볼트 체결하면 랜싱로봇(300)과 배럴 스프레이(600) 가 레일(800)을 따라 직선이동할 수 있는 자유도가 생긴다.

증기발생기(100)에 장착된 핸드홀 플랜지(901)와 구동장치(1000)의 구멍을 통해 조립된 레일(800)과 랜싱로봇(300), 배럴 스프레이(600) 등을 증기발생기(100)의 안으로 진입시켜 증기발생기(100)의 중앙 고정봉(stay-rod cylinder, 103)에 뒤쪽 레일 지지장치(900)의 고정 홈(906)을 맞추고 구동장치(1000)와 앞쪽 레일 지지장치(903)를 볼트 체결하면 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치의 설치가 완료된다.

설치가 완료된 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치는 증기발생기 세정작업을 다음과 같이 수행한다.

먼저, 레일(800)을 180° 비틀면 회전하여 배럴 스프레이(600)가 증기발생기(100) 튜브시트 상단을 향하게 하여 증기발생기(100)의 핸드홀(102) 입구부터 중앙까지 조금씩 전열관 영역을 한 열씩 움직이며 슬러지가 많이 쌓인 강남콩처럼 생긴 영역(kidney-bean zone)을 대용량 고압수를 이용하여 세정할 수 있는데, 이때 미리 입력된 전열관의 배치 데이터를 이용하여 서보모터의 엔코더(encoder)로 배럴 스프레이의 위치를 계산하여 전열관 사이를 자동으로 한 열씩 대용량 고압수 세정을 할 수 있다.

상기 배럴 스프레이(600) 세정이 끝나면 레일(800)을 비틀림 회전하여 랜싱로봇(300)을 증기발생기 튜브시트 상단인 아래로 향하게 하여 본격적으로 전열관 다발 사이 깊이 고압수식 세정을 시작할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 처음 랜싱로봇(300)은 증기발생기 핸드홀(102) 입구에 설치될 때, 3개의 랜스(301)를 전자석인 랜스 복귀 블록(303)과 스프링에 의해 모두 접힌 상태에서 랜스 복귀 블록(303)의 자성을 제거하고 랜스(301)에 고압수를 공급하면 수압이 스프링장력을 압도하여 랜스(301)가 펼쳐져 수직을 유지하게 되면서 고압수를 분사할 수 있고, 그 상태에서 레일(800)을 시계방향으로 비틀림 회전하여 전열관 사이를 진입하게 되어 전열판 영역 깊은 곳까지 배럴 스프레이(600) 보다 훨씬 높은 고압수로 세정하고 다시 반시계방향으로 비틀림 회전하여 반대편 전열관 영역 깊이 고압수 세정을 수행한 후, 역시 서보모터의 엔코더를 이용하여 전열관 영역을 한 열식 증기발생기 중앙까지 자동으로 세정할 수 있다.

이러한 일련의 세정은 증기발생기의 마주보는 핸드홀에 동시에 두 대의 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치를 설치하여 대칭적으로 수행하면 더욱 효과가 커진다.

도 1은 본 발명에 따른 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발부분 삽입형 세정장치가 증기발생기 하부인 튜브시트 위의 무전열관 영역에 설치된 상태를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 세정장치만을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 랜싱로봇 부분을 보여주는 도면,

도 4는 도 3의 부분 확대도,

도 5 (A)와 (B)는 랜스의 작동상태를 보여주는 도면들,

도 6은 배럴 스프레이 부분의 확대도,

도 7은 도 6의 화살표 (가)방향에서 본 것으로, 배럴 스프레이 부분을 뒤집어서 본 도면,

도 8은 레일의 연결상태를 나타낸 도면,

도 9 (C)와 (D)는 본 발명의 구동장치부분과 뒤쪽 레일지지장치를 나타낸 도면들,

도 10은 본 발명에 따른 구동장치의 연결상태를 나타낸 도면,

도 11은 본 발명에 따른 케이블 처리장치를 나타낸 도면이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100 : 증기발생기, 101 : 핸드홀 플랜지,

102 : 핸드홀, 103 : 중앙 고정봉,

300 : 랜싱로봇(Lancing robot), 301 : 랜스(Lance),

302 : 랜싱로봇 헤드, 303 : 랜스 복귀블록,

304 : 회전힌지, 305 : 랜스 바인더,

307 : 고압호스, 401 : 고압수 분사노즐,

402 : 내시경 카메라, 403 : 보조조명,

404 : 조명, 405 : 랜스 지지대,

501 : 복귀스프링, 600 : 배럴 스프레이(Barrel spray),

603 : 배럴 스프레이 호스, 701 : 이송 스트립,

800 : 레일, 801 : 안내돌기,

802 : 안내홈, 803 : 텐셔닝 와이어,

804 : 이송 스트립 홈, 805 : 텐셔닝 장치,

900 : 뒷쪽 레일 지지장치, 901 : 핸드홀 플랜지,

903 : 앞쪽 레일 지지장치, 905 : 회전 조인트,

904 : 보호캡, 907a,907b : 베어링 하우징,

1000 : 구동장치, 1005 : 두루마리 장치,

1100 : 케이블 처리장치.

Claims

원자력발전소의 증기발생기 내부를 세정하는 세정장치에 있어서,

상기 증기 발생기 내부에 수용공간이 직사각형 모양으로 길게 형성된 구조의 중앙에 고정봉에 레일 지지장치의 한쪽 끝단이 연결되고 다른 쪽 레일 지지장치 끝단에 연결된 핸드홀 플랜지가 핸드홀에 부착하고 구동장치를 통하여 증기발생기 내부에 레일이 설치되며;

상기 구동장치에는 제 2 서보모터와 풀리, 스트립 두루마리 장치를 길이에 맞게 부착할 수 있고 기어가 새겨져 비틀림 회전력을 전달받을 수 있는 회전 조인트를 갖추고;

상기 레일은 3개로 분절된 레일로 가운데 직사각형으로 길게 잘라내어 랜싱로봇과 배럴 스프레이를 장착 가능하며, 이송 스트립이 이동할 수 있는 홈이 있으며, 자체가 비틀림 회전이 가능하도록 되어 있고;

상기 랜싱로봇에는 고압수를 직진성을 유지하며 분사할 수 있는 고압수 분사노즐을 가진 가늘고 긴 랜스를 갖추며;

상기 이송 스트립이 장비의 작동을 방해하지 않게 처리해주는 이송 스트립 두루마리 장치와, 세정장치에 공급되는 전원이나 고압수의 케이블이 장비의 작동에 방해하지 않게 처리해주는 케이블 처리장치가 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치.
제 1항에 있어서,

상기 레일은,

상기 레일은 3개의 레일로 분절되어 있으며, 텐셔닝 와이어가 각 레일을 연결한 후 텐셔닝 장치로 조일 수 있는데, 각 분절 레일은 안내돌기와 안내홈이 있어 분절 레일이 마치 하나의 레일처럼 곧고 단단한 레일로 랜싱로봇과 배럴 스프레이가 비틀림 회전과 직선왕복운동을 하여 원활히 세정작업을 할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치.
제 1항에 있어서,

상기 회전 조인트는,

첫 번째 분절 레일에 부착되고 제 1 서보모터에 의해 비틀림 회전이 가능하며 레일로 그 회전력을 전달하여 랜싱로봇 및 배럴 스프레이를 회전시키며, 회전 조인트에 부착되는 제 2 서보모터와 풀리, 스트립 두루마리 장치를 회전 조인트와 같이 비틀림 회전을 하여 레일의 이송 스트립 홈에 맞게 이송 스트립을 공급해 주는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치.
제 1항에 있어서,

상기 배럴 스프레이는,

랜싱로봇과 함께 직진 왕복운동 및 비틀림 회전운동이 이송 스트립과 레일에 의해 모두 증기발생기 밖에 설치된 구동장치로 작동하며, 배럴 스프레이 노즐 분사구멍이 다수 개 형성되어 한번에 보다 많은 영역을 세정할 수 있는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치.
제 4항에 있어서,

상기 랜싱로봇은,

배럴 스프레이와 마찬가지로 직진 왕복운동 및 비틀림 회전운동은 이송 스트립과 레일에 의해 모두 증기발생기 밖에 설치된 구동장치로 작동하며, 3개의 긴 랜스를 가지고 있어 한 번의 고압수 분사에 전열관 영역의 3열을 동시에 세정하고, 또한, 랜스의 펼침과 복귀가 고압수의 수압과 스프링의 힘으로 이루어져 작동 메커니즘이 간단한 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치.
제 5항에 있어서,

상기 랜스는,

랜싱로봇에 조립되어져 있으며 모두 3개로 이루어져 있고 랜스 하나당 2대의 노즐이 한 조로 구성되어 고압수 분사 시 일어나는 진동을 줄이고 안정적으로 고압수를 분사하기 위한 랜스 지지대를 가지고 있어 분사된 고압수의 직진구간이 길며 전열관 영역을 보다 깊이 접근하여 세정할 수 있는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치.
제 1항에 있어서,

상기 스트립 두루마리 장치는,

스프링이 없는 두루마리를 가지고 있어 제 2 서보모터가 구동하는데 부하를 최소화 하였으며, 랜싱로봇이 증기발생기 안으로 이동할 때는 이송 스트립이 스트립 두루마리 장치로부터 풀려나오고 반대로 랜싱로봇이 증기발생기 가장자리인 핸드홀 앞으로 이동할 때는 이송 스트립이 스트립 두루마리 장치로 감겨 들어가는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치.
제 7항에 있어서,

상기 이송 스트립은,

스트립 두루마리 장치 안에서는 이송 스트립의 탄성 복원력 때문에 단면이 긴 직사각형으로 펴지고 스트립 두루마리 장치 밖으로 나올 때는 초승달처럼 생긴 홈에서 스트립 단면이 휘어져 초승달 모양으로 풀려나와 풀리를 통해 레일의 이송 스트립 안내홈 안으로 진입하여 랜싱로봇과 배럴 스프레이를 미는데 있어 이송 스트립 자체가 좌굴이 일어나지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치.
제 1항에 있어서,

상기 케이블 처리장치는,

케이블이나 고압호스를 감는 두루마리에 원주 둘레방향으로 나선형 구멍이 있어, 케이블이나 고압호스가 이 구멍사이로 들어와 케이블 처리장치 중앙으로 빠져나오고, 랜싱로봇이나 배럴 스프레이가 증기발생기 세정을 수행할 때 증기발생기 가장자리인 핸드홀 앞에서 증기발생기 중앙 쪽으로 세정하면서 진입하면 케이블 처리장치에 감겨 있던 케이블과 고압호스가 풀려 랜싱로봇이나 배럴 스프레이를 따라가며 작업을 수행할 수 있도록 돕는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 증기발생기를 세정하는 수압구동 전열관 다발 부분 삽입형 세정장치.