KR100977274B1 - 증기 발생기 육안 검사 장치 - Google Patents

Abstract

비디오 프로브를 검사 부위 가까이 안내하는 플렉시블한 비디오 프로브 안내부; 비디오 프로브 안내부의 일 단에 부착되어 비디오 프로브를 검사 부위로 향하도록 방향을 전환시키는 방향 전환부; 공간상에서 비디오 프로브를 검사 부위로 직선 이동 가능케 하는 다단 파이프 구조의 직진 가이드; 및 비디오 프로브 안내부를 감아 증기 발생기 내부에 투입되는 길이와 좌우 위치를 조절하는 검사 장치 본체;를 포함하는 증기 발생기 육안 검사 장치가 제공된다.

비디오 프로브, 증기 발생기, 육안 검사 장치, 방향 전환부, 직진 가이드, 검사 장치 본체

Description

증기 발생기 육안 검사 장치{VISUAL INSPECTION DEVICE OF STEAM GENERATOR}

본 발명은 원자력 발전소의 증기 발생기 내부를 검사하는 증기 발생기 육안 검사 장치에 관한 것이고, 특히 종래의 검사 장치로는 육안 검사가 어려운 증기 발생기의 유량 분배판 고정 볼트 육안 검사 장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 원자력 발전소의 증기 발생기의 단면도, 도 2(a)는 도 1에 도시된 증기 발생기내 유량 분배판 및 고정 볼트를 도시한 도면, 그리고 도 2(b)는 도 2(a)의 라인 A-A에 따라 취한 단면도를 나타낸다.

도 1, 도 2(a), 및 도 2(b)를 참조하면, 원자력 발전소의 증기 발생기(1)의 내부에는 다수의 전열관이 조밀하게 배치되어 원자로에서 발생하는 열을 이용하여 증기를 생산한다. 증기 발생기(1) 내부에는 전열관을 고정시키기 위하여 에그크레이트(eggcrate)(2)를 비롯한 다수의 부품들이 설치되어 있다.

따라서 이들 부품이 구조물에서 분리되어 이물질이 되어 전열관에 손상을 주지 않도록 발전소 예방정비 기간 중 여러 가지 방법으로 이물질 존재 여부를 검사 하고 있다. 증기 발생기(1) 내부의 이물질 존재 여부를 검사하는 가장 일반적인 방법으로는 검사하고자 하는 부분에 카메라나 비디오 프로브(video probe)를 투입하여 영상신호를 획득한 후 이를 분석하는 것이다.

때로는 증기 발생기 내부 형상이 복잡하여 접근하기가 용이하지 않은 경우에는 그 목적에 맞게 특수한 검사 장치를 개발하여 활용하기도 한다.

증기 발생기 검사 장치로는 미국특허 제 6543392호 및 제 6820575호에 개시된 상부다발 검사 장치가 있는데 두 장치 모두 검사 장치를 증기 발생기 하부에 있는 작업구(handhole)를 통해 진입시켜 상부로 이동할 수 있도록 고안된 것이 특징이다.

증기 발생기 튜브 내부를 검사하는 장치로는 미국특허 제 4231419호에 개시된 검사 장치가 있다. 이 검사 장치는 하부 수실(4)에 투입하여 전열관 내부에 이상이 있는지를 검사하도록 구성되어 있다.

또 다른 사례로 미국특허공개 제 20030169419호의 경우는 증기 발생기 하부 작업구(5)로 투입되어 튜브시트(tubesheet)(6) 부분을 검사할 수 있도록 되어 있다.

상기한 검사 장치의 공통점은 비디오 프로브 또는 카메라를 시각 장치로 활용하여 육안검사가 가능하도록 고안된 것이 그 특징이다.

증기 발생기 내의 이물질을 검사하는 다른 방법으로는 초음파를 이용한 비파괴적인 방법이 활용되고 있다. 이 방법은 초음파 탐촉자를 전열관 내부에 투입하여 전열관의 손상 여부를 검사하기 위해 많이 활용되나, 종종 신호 분석을 통해 전 열관 외부에 이물질이 존재하는지 여부를 판독하기도 한다.

그러나 이 방법은 전열관 외부 접촉면의 상태를 간접적으로 파악할 수 있을 뿐이며, 이물질의 종류 및 형태를 알 수 없다는 것이 한계점이다. 따라서 초음파 탐촉자를 이용한 이물질 검사 결과 의심이 가는 위치에는 카메라나 비디오 프로브 등을 투입하여 이물질 존재 여부를 확인하고 있다.

그러나, 상기한 육안 검사 방법이나 초음파 검사 방법은 증기 발생기의 유량 분배판 고정 볼트를 검사할 수 없는 단점이 있었다. 따라서 본 발명은 증기 발생기 내부 구조물의 시각적 검사(visual inspection)에 관한 것으로, 보다 자세하게는 기존의 장치 및 방법으로는 검사가 불가능하였던 유량 분배판 고정 볼트의 육안 검사 장치를 제공한다.

본 발명의 일 태양에 따라, 비디오 프로브를 검사 부위 가까이 안내하는 플렉시블한 비디오 프로브 안내부; 상기 비디오 프로브 안내부의 일 단에 부착되어 상기 비디오 프로브를 상기 검사 부위로 향하도록 방향을 전환시키는 방향 전환부; 공간상에서 상기 비디오 프로브를 상기 검사 부위로 직선 이동 가능케 하는 다단 파이프 구조의 직진 가이드; 및 상기 비디오 프로브 안내부를 감아 증기 발생기 내부에 투입되는 길이와 좌우 위치를 조절하는 검사 장치 본체;를 포함하는 증기 발생기 육안 검사 장치가 제공된다.

상기 비디오 프로브 안내부는 상기 비디오 프로브가 지나갈 수 있도록 하는 비디오 프로브 안내 관통 구멍 및 상기 방향 전환부의 관절용 부품을 조절할 수 있는 일반 강선 안내 관통 구멍을 포함할 수 있다.

상기 방향 전환부는 복수의 상기 관절용 부품을 포함하고, 상기 관절형 부품 의 각각은 힌지로 서로 연결되고, 그 일면에는 비디오 프로브 안내 관통 구멍, 일반 강선 안내 관통 구멍, 및 형상기억합금 강선 안내 관통 구멍을 포함할 수 있다.

상기 직진 가이드는 1단 내지 일 파이프가 다른 파이프에 삽입될 수 있도록 하는 다단의 원형 또는 각형 파이프로 구성될 수 있다.

상기 검사 장치 본체는 상기 비디오 프로브 안내부를 감아두는 휠, 상기 비디오 프로브 안내부를 상기 증기 발생기 내부에 투입 시 마찰을 줄이는 복수의 롤러, 및 상기 증기 발생기의 상부 작업구에 고정 볼트로 부착되며 상기 휠 및 상기 롤러가 좌우로 움직일 수 있도록 하는 고정 판을 포함할 수 있다.

상기 검사 장치 본체는 상기 고정 판에 형성된 안내홈을 따라 움직이는 미끄럼 이동부를 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 증기 발생기 유량 분배판 고정 볼트 검사 장치는 기존의 방식으로는 시각적인 검사가 불가능했던 유량 분배판 고정 볼트의 이상 유무를 시각적으로 확인 할 수 있다.

유량 분배판 고정 볼트는 증기 발생기 내부에서 분리될 경우 전열관에 손상을 주어 방사능 물질을 환경에 유출시킬 수도 있으므로 고정 볼트의 손상 여부를 시각적으로 확인하는 것은 원자력 발전소의 안전 운전을 위해 매우 중요한 사항이다.

또한 본 검사 장치는 유량 분배판 중앙 부근까지 접근이 용이하도록 구성되 어 유량 분배판 고정 볼트 뿐만 아니라 증기 발생기 내부 구조물의 이상 유무를 점검하는 수단을 제공하여 원자력 발전소의 안전 운전에 기여할 수 있다.

이하 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 참조로하는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증기 발생기 유량 분배판 고정 볼트 육안 검사 장치(100)의 방향 전환부(10)의 방향이 곧게 펴져 있는 모습을 도시한 도면, 도 4는 도 3의 검사 장치(100)에 포함된 관절형 부품(13)을 도시한 도면, 도 5는 유량 분배판 인근에 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(100)가 설치되어 있는 모습을 도시한 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(100)의 방향 전환부(10)의 방향이 90도 전환되어 있는 모습을 도시한 도면, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(100)의 검사 장치 본체(20)를 도시한 사시도, 도 8은 도 7에 도시된 검사 장치 본체(20)의 미끄럼 이동부(28) 부근을 확대한 확대도, 도 9는 도 7에 도시된 검사 장치 본체(20)의 롤러(27) 부근을 확대한 확대도, 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(100)의 종단부를 확대한 확대도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(100)는 비디오 프로브(3)를 검사 부위 인근까지 안내하는 플렉시블한 비디오 프로브 안내부(9); 상기 비디오 프로브 안내부(9)의 일 단에 부착되어 비디오 프로브(3)를 검사 부위인 유량 분배판 고정 볼트(8)로 향하게 90도 방향을 전환시키는 방향 전환부(10); 공간상에서 비디오 프로브(3)를 검사 부위로 직선 이동을 가능케 하는 다단 파이프 구조의 직진 가이드(도시 안됨); 및 비디오 프로브 안내부(9)를 감아 증기 발생기 내부에 투입되는 길이와 좌우 위치를 조절하는 검사 장치 본체(20)를 포함한다.

상기 비디오 프로브 안내부(9)는 수지 등으로 제작되는데, 상세하게는 고온 상태에서 녹은 수지를 금형을 통해 사출하여 일체형으로 제작한다. 비디오 프로브 안내부(9)는 띠 모양으로 형성될 수 있다. 또한 비디오 프로브 안내부(9)에는 비디오 프로브가 지나갈 수 있도록 하는 프로브 관통 구멍(15)과 방향 전환부의 관절형 부품(13)을 조절할 수 있는 일반 강선 안내 관통 구멍(16)이 가공되어 있다.

상기 방향 전환부(10)는 다수의 관절형 부품(13)으로 구성되어 있다. 도 4를 참조하면, 각 관절형 부품(13)은 힌지(14)로 서로 연결되어 있고, 관절형 부품(13)의 일 면에는 비디오 프로브 안내 관통 구멍(15), 일반 강선 안내 관통 구멍(16), 및 형상기억합금 강선 안내 관통 구멍(22)이 형성되어 있다.

형상기억합금 강선 안내 관통 구멍(22)에는 형상기억합금 강선(17) 등 탄성 이 있는 강선이 다수의 관절형 부품(13)을 모두 관통하도록 되어 있다.

상기 직진 가이드는 도 10에 도시된 바와 같이 비디오 프로브(3)가 내부 공간에 삽입될 수 있는 1단 또는 다단의 원형 또는 각형 파이프(32)로 구성되어 있다. 각 파이프는 굵기가 서로 달라 한 개의 파이프가 다른 파이프에 삽입될 수 있어서 전체 파이프 조립품의 길이가 조절될 수 있다.

비디오 프로브(3)의 단부는 여러 개의 파이프(32)중 가장 구경이 작은 파이프에 결합되어 있어서 비디오 프로브(3)의 움직임에 따라 직진 가이드의 길이가 달라진다. 즉, 다단 파이프(32) 중 가장 안쪽에 있는 파이프에 비디오 프로브(3)을 밀어 넣으면 다단 파이프(32)가 펼쳐지면서 길이가 늘어나고 반대로 비디오 프로브(3)를 당겨서 빼면 다단 파이프(32)가 서로 접혀지면서 길이가 줄어든다.

상기 검사 장치 본체(20)는 검사 장치(100)을 거치하여 검사 장치(100)를 증기 발생기(1)내에 삽입하여 검사를 수행할 수 있도록 한다.

도 7 및 8을 참조하면, 검사 장치 본체(20)는 비디오 프로브 안내부(9)를 취급하기 용이하도록 감아두는 휠(26), 비디오 프로브 안내부(9)를 증기 발생기 내부에 투입할 때 마찰을 줄여주는 다수의 롤러(27), 증기 발생기 상부 작업구(23)에 고정 볼트(33)로 부착되며 휠(26)과 롤러(27)가 좌우로 움직일 수 있도록 하는 고정 판(31)을 포함한다.

휠(26)은 유연한 비디오 프로브 안내부(9)를 감을 수 있도록 원통형으로 되어 있으며, 부착된 손잡이(29)를 이용하여 회전시켜 감겨있는 비디오 프로브 안내부(9)를 감거나 풀어주어 그 길이를 조절한다.

롤러(27)는 비디오 프로브 안내부(9)를 증기 발생기 내부 검사 부위로 안내 할 때 마찰을 최소화 할 수 있도록 한다. 검사 장치 본체(20)는 상부 작업구(23)에 부착된 상태에서 비디오 프로브(3)의 단부가 검사부위에 정확하게 위치할 수 있도록 좌우 미세 위치 조절이 가능하도록 되어 있다.

이러한 좌우 미세 위치 조절은 상부 작업구(23)에 고정되는 안내홈(30)을 가진 고정판(31)과 이 안내홈(30)을 따라 움직이는 미끄럼 이동부(28)에 고정된 휠(26) 및 롤러(27)의 작동으로 가능하다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(100)의 검사 방법의 일 예를 설명한다.

먼저, 검사 장치(100)는 증기 발생기 상부 작업구(23)와 덮개(24) 상부의 덮개 구멍(25)을 통해 증기 발생기 내부로 투입된다. 증기 발생기(1) 내부에서 방향 전환부(10)는 강선 안내 관통 구멍(16)에 장착된 탄성이 있는 강선(17)에 의해 곧게 펴진 상태에서 증기 발생기 전열관을 감싸고 있는 덮개(wrapper)(24)와 에그크레이트(2) 사이를 통과시킨 후 검사 부위에 근접하면 탄성이 있는 강선(18)을 당겨 방향 전환부(10)가 검사부위인 유량 분배판 고정 볼트(8)를 향해 90도 방향을 전환한다.

이후, 탄성이 있는 강선(18)을 당기게 되면 각 관절형 부품(13) 사이의 틈새(21)가 좁혀지면서 유량 분배판 고정 볼트(8)가 있는 방향으로 방향 전환부(10)의 끝부분이 향하게 되고 이때 강선에 가했던 인장력을 제거하면 굽혀져 있던 강선이 형상기억합금 강선(17)의 탄성력에 의해 곧게 펴지면서 다수의 관절형 부품(13)도 곧게 펴지게 된다.

유량 분배판 고정 볼트(8)를 검사하고자 할 때에는 방향 전환부(10)가 곧게 펴지고 다단 파이프(32)가 모두 삽입되어 가장 짧아진 상태에서 검사 장치(100)를 검사하고자 하는 증기 발생기 유량 분배판(7) 인근으로 삽입한다.

비디오 프로브 방향 전환부(10)의 끝 부분이 검사하고자 하는 유량 분배판 인근에 도달하면 탄성이 있는 강선(18)에 인장력을 가해 방향 전환부가 90도 방향을 바꾸어 유량 분배판(7) 쪽을 향하도록 한다.

이 상태에서 비디오 프로브 안내부와(9) 방향 전환부(10)를 관통하고 있는 프로브용 구멍(11)을 통해 비디오 프로브(3)를 밀어넣는다. 비디오 프로브(3)를 비디오 프로브 안내부(9)의 프로브용 구멍(11)으로 밀어 넣으면 접혀있던 다단 파이프(32)가 펼쳐지면서 길이가 늘어나 비디오 프로브(3)의 끝부분이 유량 분배판(7)의 중앙 부위에 도달하게 된다. 비디오 프로브(3)의 종단부 인근이 다단 파이프(32) 중 가장 안쪽 파이프와 결합되어 있어서, 비디오 프로브(3)의 삽입 길이에 따라 다단 파이프(32)의 길이가 조절된다.

이 상태에서 비디오 프로브(3) 끝 부분의 각도 조절 (angulation) 기능을 이용하여 검사하고자 하는 볼트를 시각적으로 검사하고 그 결과를 기록한다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이고 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 일반적인 원자력 발전소의 증기 발생기의 단면도,

도 2(a)는 도 1에 도시된 증기 발생기내 유량 분배판 및 고정 볼트를 도시한 도면,

도 2(b)는 도 2(a)의 라인 A-A에 따라 취한 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증기 발생기 유량 분배판 고정 볼트 육안 검사 장치(100)의 방향 전환부(10)의 방향이 곧게 펴져 있는 모습을 도시한 사시도,

도 4는 도 3의 검사 장치에 포함된 관절형 부품을 도시한 도면,

도 5는 유량 분배판 인근에 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치가 설치되어 있는 모습을 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 방향 전환부의 방향이 90도 전환되어 있는 모습을 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 검사 장치 본체 및 검사 장치를 도시한 사시도,

도 8은 도 7에 도시된 검사 장치 본체의 미끄럼 이동부 부근을 확대한 확대도,

도 9는 도 7에 도시된 검사 장치 본체의 롤러 부근을 확대한 확대도, 및

10은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 종단부를 확대한 확대도이다.

Claims (6)

1. 비디오 프로브(3)를 증기 발생기의 검사 부위 가까이 안내하는 플렉시블한 비디오 프로브 안내부(9);

   상기 비디오 프로브 안내부(9)의 일 단에 부착되어 상기 비디오 프로브(3)를 상기 검사 부위로 향하도록 방향을 전환시키는 방향 전환부(10);

   내부 공간에 상기 비디오 프로부(3)가 삽입되어 상기 내부 공간상에서 상기 비디오 프로브(3)를 상기 검사 부위로 직선 이동 가능케 하는 다단 파이프(32) 구조의 직진 가이드; 및

   상기 비디오 프로브 안내부(9)를 감아 상기 증기 발생기 내부에 투입되는 길이와 좌우 위치를 조절하는 검사 장치 본체(20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 육안 검사 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 비디오 프로브 안내부(9)는 상기 비디오 프로브(3)가 지나갈 수 있도록 하는 비디오 프로브 안내 관통 구멍(15) 및 상기 방향 전환부(10)의 관절용 부품(13)을 조절할 수 있는 일반 강선 안내 관통 구멍(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 육안 검사 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 방향 전환부(10)는 복수의 상기 관절용 부품(13)을 포함하고, 상기 관절용 부품(13)의 각각은 힌지(14)로 서로 연결되고, 그 일면에는 비디오 프로브 안내 관통 구멍(15), 일반 강선 안내 관통 구멍(16), 및 형상기억합금 강선 안내 관통 구멍(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 육안 검사 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 직진 가이드는 1단 내지 일 파이프가 다른 파이프에 삽입될 수 있도록 하는 다단의 원형 또는 각형 파이프(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 육안 검사 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 검사 장치 본체(20)는,

   상기 비디오 프로브 안내부(9)를 감아두는 휠(26),

   상기 비디오 프로브 안내부(9)를 상기 증기 발생기 내부에 투입 시 마찰을 줄이는 복수의 롤러(27), 및

   상기 증기 발생기의 상부 작업구(23)에 고정 볼트(33)로 부착되며 상기 휠 (26) 및 상기 롤러(27)가 좌우로 움직일 수 있도록 하는 고정 판(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 육안 검사 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 검사 장치 본체(20)는,

   상기 고정 판(31)에 형성된 안내홈(30)을 따라 움직이는 미끄럼 이동부(28)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생기 육안 검사 장치.

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