KR101035202B1 - 케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치에 관한 것으로서, 다중코어 케이블의 내구성 시험 시 고온 고압 챔버에 연결되는 밀봉 플레이트와 케이블 사이의 실링을 수행할 수 있는 케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치에 관한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고온고압 챔버에 직접 연결되며 확관 형상의 케이블 절연체 분산기와, 상기 케이블 절연체 분산기의 개구된 개구부를 차단하며 복수개의 제1관통홀이 형성된 제1밀봉 플레이트와, 상기 제1밀봉 플레이트와 밀착되며 상기 제1관통홀과 대응하여 일치하는 제2관통홀이 형성된 제2밀봉 플레이트를 포함하여 구성되어지되, 상기 케이블 절연체 분산기를 거쳐 제1 및 제2밀봉 플레이트의 제1 및 제2관통홀을 통해 외부로 노출되는 케이블과, 상기 제1 및 제2관통홀 사이에 실링부재가 삽입되어 실링된 것을 특징으로 하는 케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치를 제공하고자 한다.

원자력 발전소, 케이블 절연체, 고온고압 내구시험, 밀봉장치

Description

케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치{Nuclear power plant multi core cable insulation steam sealing device for high temperature and high pressure resistance test}

본 발명은 케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다중코어 케이블의 내구성 시험 시 고온 고압 챔버에 연결되는 밀봉 플레이트와 케이블 사이의 실링을 수행할 수 있는 케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 발전소의 다중코어 케이블은 고온고압 배관이 지진 등의 특별한 설계 기준 사고로 인해 손상되어 고온 고압의 증기가 분출될 경우에 절연저항 및 누설 전류를 허용치 이내에서 유지하는 견고성을 가져야 한다.

이러한 케이블의 견고성을 입증하기 위하여 원자력 발전소에서 사용하는 케이블은 설치 전에 고온 고압 챔버에서 기계적/전기적 견고성에 대한 테스트를 받게 된다.

이러한 시험 중, 케이블의 3.05m 이상은 고온 고압의 챔버 내부에 위치하며, 나머지 0.5m 정도는 전기시험 장치의 연결을 위하여 고온 고압의 챔버 외부에 위치하게 된다.

이와 같이 고온 고압의 챔버 내,외부에 케이블이 위치할 경우, 시험 중 증기가 케이블을 타고 고압부인 챔버 내부에서 저압부인 외부로 누설되므로 이를 실링하는 밀봉장치가 사용되어야 한다.

상기한 종래 기술은 국제출원 PCT/GB91/01561호의 케이블 접속부 밀봉장치가 개시되어 있는 바, 이는 케이블 접속용 하우징내로 들어오는 단일 케이블을 밀봉하기 위한 장치로서, 밀봉판과 복수개의 테이퍼형 핀을 활용하는 방식이다.

이 방식은 구조가 복잡하여 100코어 정도의 다중 코어의 밀봉에 활용하기가 어려운 문제점이 있다.

또한, 국제출원 PCT/GB1993/01120호의 케이블 밀봉장치가 개시되어 있는 바, 이는 하우징, 밀봉재료 및 케이블의 축방향 힘을 밀봉재료가 아닌 하우징으로 보내는 수단을 포함하는 밀봉장치를 제공함으로써, 밀봉이 효과적으로 이루어지면서 작업시간을 줄이는 장치이다.

이 방식은 다중 코어 케이블의 고압밀봉에 사용하기 어려운 문제점이 있다.

그리고, 국내등록 10-0517751호의 케이블 및 파이프 트랜싯용 밀봉장치가 개시되어 있는 바, 이는 벽을 관통하는 케이블 및 파이프 트랜싯을 밀봉하기 위한 밀봉장치이다.

이 방식도 또한 다중 코어 케이블의 고압밀봉에 사용하기 어려운 문제점이 있다.

한편, 첨부한 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 종래의 나사 피팅을 이용한 밀봉장치는 100코어 정도의 다중코어 시험에 사용할 경우, 조임을 위하여 너트(1)를 돌리는 공간까지 고려하여 지름 약 0.7m의 대형 플레이트(2)를 제작하여야 하며, 100개의 너트(1)를 조이는 시간도 최소 50분 정도가 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 케이블 절연체의 내구성 시험시 사용되는 고온 고압 챔버에 연결된 밀봉 플랜지의 케이블 관통홀에 3중 압착 밀봉링을 매개로 견고하게 실링할 수 있는 케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고온고압 챔버에 직접 연결되며 확관 형상의 케이블 절연체 분산기와, 상기 케이블 절연체 분산기의 개구된 개구부를 차단하며 복수개의 제1관통홀이 형성된 제1밀봉 플레이트와, 상기 제1밀봉 플레이트와 밀착되며 상기 제1관통홀과 대응하여 일치하는 제2관통홀이 형성된 제2밀봉 플레이트를 포함하여 구성되어지되, 상기 케이블 절연체 분산기를 거쳐 제1 및 제2밀봉 플레이트의 제1 및 제2관통홀을 통해 외부로 노출되는 케이블과, 상기 제1 및 제2관통홀 사이에 실링부재가 삽입되어 실링된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 상기 실링부재는 제1밀봉 플레이트와 밀착되는 제2밀봉 플레이트의 접촉면측의 제2관통홀에 일체로 형성되며, 상기 제2관통홀의 외측 방향으로 확대 형성된 쐐기 형상의 테이퍼(taper)부에 압착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부재는 적어도 하나의 고무 링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 실링부재는 제2밀봉 플레이트의 테이퍼홀 전방 영역에 압착되어 밀봉되는 제1밀봉링; 상기 제1밀봉링의 후방의 테이퍼홀 중간 영역에 압착되어 밀봉되는 제2밀봉링; 및 상기 제2밀봉링의 후방의 테이퍼홀 후방 영역에 압착되어 밀봉되는 제3밀봉링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 및 제2밀봉 플레이트는 서로 마주보는 면에 O-링에 의한 실링구조를 더 포함한 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치에 의하면, 케이블 절연체의 내구성 시험시 고온 고압 챔버에 연결되는 밀봉플랜지에 형성된 테이퍼형 케이블 관통홀에 3중 밀봉링을 이용하여 관통홀의 실링작업을 간단하면서도 저렴한 비용으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다량의 케이블의 실링을 손쉽게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 압력이 가해질수록 실링력이 증가하여 밀봉 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 밀봉장치를 나타내는 설치도이고, 도 2는 본 발명에 따른 밀봉장치를 나타내는 단면도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 밀봉장치의 조립상태를 나타내는 조립도이다.

본 발명은, 원자력 발전소 제어용 다중 코어 케이블의 고온 고압 내구성 시험 중, 고온고압 챔버(100)에서의 기계적/전기적인 내구성 시험을 받게 되는 바, 이러한 내구성 시험 시, 케이블(200)의 일부는 고온고압 챔버(100) 내부에 위치하며, 나머지는 전기시험 장치와의 연결을 위하여 고온고압 챔버(100)의 외부에 위치하게 된다.

이때, 케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 고온고압 챔버(100)의 외부에 별도 구성되어 있는 바, 고온고압 챔버(100)에 직접 연결되며 확관(擴管) 형상의 케이블 절연체 분산기(10)와, 상기 케이블 절연체 분산기(10)의 개구된 개구부를 차단하며 복수개의 제1관통홀(21)이 형성된 제1밀봉 플레이트(20)와, 상기 제1밀봉 플레이트(20)와 밀착되며 상기 제1관통홀(21)과 대응하여 일치하는 제2관통홀(31)이 형성된 제2밀봉 플레이트(30)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 케이블 절연체 분산기(10)는 고온고압 챔버(100)와 연결되는 일측단의 개구부에 케이블(200)을 고정하는 고정구(11)가 끼움 고정되어 있고, 타측단은 직경이 협소한 일측단에 비해 상대적으로 그 직경이 확대된 개구부로 이루어져 그 확대된 개구부의 단면적만큼 케이블(200)이 각각의 제1 및 제2밀봉 플레이트(20,30)에 형성된 제1 및 제2관통홀(21,31)에 용이하게 삽입될 수 있으며, 아울러 고온고압 챔버(100)에 연결되는 베이스 기능을 수행하게 된다.

또한, 그 둘레면에는 등간격을 두고 체결홀(12)이 형성된 플랜지(13)가 구비되어 있다.

상기 제1밀봉 플레이트(20)는 상기 케이블 절연체 분산기(10) 및 제2밀봉 플레이트(30)의 중간 부위에 위치하고, 상기 케이블 절연체 분산기(10)의 플랜지(13)와 일치하는 테두리부에 등간격을 두고 체결홀(22)이 형성되어 있으며, 그 중심부에는 방사상으로 복수개로 이루어진 케이블(200)이 삽입되는 제1관통홀(21)이 형성되어 있다.

상기 제2밀봉 플레이트(30)는 상기 제1밀봉 플레이트(20)와 밀착되도록 이루어지며, 제1밀봉 플레이트(20)와 마찬가지로, 테두리부에 등간격을 두고 체결홀(32)이 형성되어 있으며, 그 중심부에는 방사상으로 복수개로 이루어진 케이블(200)이 삽입되는 제2관통홀(31)이 형성되어 있다.

상기 제2밀봉 플레이트(30)의 체결홀(32)은 케이블 절연체 분산기(10) 및 제1밀봉 플레이트(20)의 체결홀(22)과 일치하며, 상기 제2관통홀(31)은 제1밀봉 플레이트(20)의 제1관통홀(21)과 일치하도록 구성되어 있다.

즉, 상기 제1밀봉 플레이트(20)와 제2밀봉 플레이트(30)는 그 전체 형상은 대략 유사하나, 제2밀봉 플레이트(30)가 제1밀봉 플레이트(20)와 다른 차이점은 상기 제2밀봉 플레이트(30)의 일측, 다시 말해서 상기 제1밀봉 플레이트(20)와 밀착되는 면측에 형성된 제2관통홀(31)의 외측 방향으로 쐐기 형상의 테이퍼(taper)부(35)가 확대 형성되어 있다.

따라서, 이와 같이 구성된 상기 케이블 절연체 분산기(10), 제1밀봉 플레이 트(20), 그리고 제2밀봉 플레이트(30)를 순서대로 적층한 다음 그 테두리부에 위치한 체결홀(12,22,32)에 체결부재를 체결하게 될 경우, 상기한 구성들이 견고하게 고정된다.

이때, 서로 밀착되는 상기 제1 및 제2밀봉 플레이트(20,30)의 서로 마주보는 면에 O-링(40)에 의한 실링구조가 더 포함 가능하며, 이로 인해 제1 및 제2밀봉 플레이트(20,30) 사이로 증기가 누설되는 것을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 일측단부의 고정구(11)를 통해 연장되어 외부로 노출되는 케이블(200)과, 상기 케이블(200)이 관통하는 제1 및 제2관통홀(21,31) 사이에는 실링부재(50)가 구비되어 있는 바, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 실링부재(50)는 두께가 2mm 내외의 복수개, 바람직하게는 3개의 고무 링으로 이루어져 있다.

상기 실링부재(50)는 상기 테이퍼홀(35)에 삽입되어 실링되는 바, 제1밀봉링(51)은 제2밀봉 플레이트(30)의 테이퍼홀(35)과 케이블(200) 사이의 틈으로 압착되어 테이퍼홀(35) 전방 영역에 밀봉되고, 제2밀봉링(52)은 상기 제1밀봉링(51)의 후방의 테이퍼홀(35) 중간 영역에 압착/밀봉되어 고온고압 챔버(100)로부터의 압력을 지탱하게 된다.

제3밀봉링(53)는 상기 제2밀봉링(52)의 부피 축소분을 보완 가능토록 제2밀봉링(52)의 후방의 테이퍼홀(35) 후방 영역에 압착/밀봉되며, 일부는 제1밀봉 플레이트(20)의 제1관통홀(21)에 압착/밀봉되어 실링 기능을 수행하게 된다.

이와 같은 실링부재(50)는 독립적이면서도 상호 보완의 기능을 수행하여 전 체 실링력을 향상시킬 수 있게 되며, 고온고압 챔버(100)의 압력이 가해질수록 상기 테이퍼홀(35)의 협소부위로 실링부재(50)가 더 압착하게 되므로 그 실링력이 증가하게 되어 밀봉 안전성을 향상시키게 된다.

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 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 밀봉장치를 나타내는 설치도이다.

도 2는 본 발명에 따른 밀봉장치를 나타내는 단면도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 밀봉장치의 조립상태를 나타내는 조립도이다.

도 5는 종래의 밀봉장치를 나타내는 설치도이다.

도 6은 종래의 밀봉장치를 나타내는 단면도이다.

도 7은 도 6의 A부를 나타내는 확대도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 케이블 절연체 분산기 11 : 고정구

12 : 체결홀 13 : 플랜지

20 : 제1밀봉 플레이트 21 : 제1관통홀

22 : 체결홀 30 : 제2밀봉 플레이트

31 : 제2관통홀 32 : 체결홀

35 : 테이퍼홀 40 : O-링

50 : 실링부재 51 : 제1밀봉링

52 : 제2밀봉링 53 : 제3밀봉링

Claims (5)

1. 고온고압 챔버에 직접 연결되며 확관 형상의 케이블 절연체 분산기와, 상기 케이블 절연체 분산기의 개구된 개구부를 차단하며 복수개의 제1관통홀이 형성된 제1밀봉 플레이트와, 상기 제1밀봉 플레이트와 밀착되며 상기 제1관통홀과 대응하여 일치하는 제2관통홀이 형성된 제2밀봉 플레이트를 포함하여 구성되어지되,

   상기 케이블 절연체 분산기를 거쳐 제1 및 제2밀봉 플레이트의 제1 및 제2관통홀을 통해 외부로 노출되는 케이블과, 상기 제1 및 제2관통홀 사이에 실링부재가 삽입되어 실링되며,

   상기 실링부재는 제1밀봉 플레이트와 밀착되는 제2밀봉 플레이트의 접촉면측의 제2관통홀에 일체로 형성된 동시에, 상기 제2관통홀의 외측 방향으로 확대 형성된 쐐기 형상의 테이퍼(taper)부에 압착되며,

   상기 실링부재는 고무 링으로 이루어지며,

   상기 실링부재는 제2밀봉 플레이트의 테이퍼홀 전방 영역에 압착되어 밀봉되는 제1밀봉링; 상기 제1밀봉링의 후방의 테이퍼홀 중간 영역에 압착되어 밀봉되는 제2밀봉링; 및 상기 제2밀봉링의 후방의 테이퍼홀 후방 영역에 압착되어 밀봉되는 제3밀봉링을 포함하여 이루어지며,

   상기 제1 및 제2밀봉 플레이트는 서로 마주보는 면에 O-링에 의한 실링구조를 더 포함한 것을 특징으로 하는 케이블 절연체의 내구성 시험용 밀봉장치.
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