KR101068968B1 - Inspection device of nuclear fuel assembly - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중수로 사용후 핵연료 집합체의 검사장치에 관한 것으로, 베이스플레이트; 상기 베이스플레이트의 상측에 좌우로 이동 가능하게 설치되는 이동플레이트; 상기 베이스플레이트에 설치되어 이동플레이트를 왕복 이동시키는 구동수단; 상기 이동플레이트의 상측에 설치되어 핵연료 집합체가 안착되는 집합체 받침대; 상기 집합체 받침대의 일측에 설치되어 핵연료 집합체를 회전시키는 회전수단; 상기 베이스플레이트의 일측에 설치되어 핵연료 집합체를 검사하기 위한 검사유닛을 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 핵연료 집합체가 안정적으로 안착된 상태에서, 안착된 핵연료 집합체를 검사자가 수중에서 카메라를 이용하여 검사를 실시함으로써 용이하면서도 안전하게 작업을 진행할 수 있게 된다.The present invention relates to an apparatus for inspecting spent nuclear fuel assemblies, the base plate; A moving plate installed on the upper side of the base plate to be movable left and right; Driving means installed on the base plate to reciprocate the moving plate; An assembly pedestal installed on an upper side of the movable plate to seat a nuclear fuel assembly; Rotating means is installed on one side of the assembly pedestal to rotate the nuclear fuel assembly; Is installed on one side of the base plate includes a test unit for inspecting the fuel assembly.
According to the present invention configured as described above, in a state where the fuel assembly is stably seated, the inspector inspects the seated fuel assembly using a camera underwater so that the work can be easily and safely performed.

Description

핵연료 집합체의 검사장치{Inspection apparatus of nuclear fuel bundle}Inspection apparatus of nuclear fuel bundle

본 발명은 검사자가 핵연료 집합체를 수중에서 원하는 각도로 회전시킨 후 육안으로 검사할 수 있도록 한 중수로 사용후 핵연료 집합체의 검사장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for inspecting spent fuel assembly in heavy water so that an inspector can visually inspect the nuclear fuel assembly by rotating it at a desired angle in water.

일반적으로 중수로 원전에서는 우라늄-235의 비율이 0.7%인 천연 우라늄을 사용하며, 원자로에서 사용되는 핵연료로 가공하기 위하여 우라늄을 19g 정도 무게의 원통형 펠릿(Pellet)으로 만드는 성형가공을 한다. 이 펠릿 수십 개를 지르칼로이 피복관에 삽입하고 여기에 헬륨기체를 넣은 후 마개를 용접하여 연료봉을 제조한다. 이러한 연료봉들은 최종적으로 핵연료 집합체를 구성하여 원자로 내에서 핵반응을 통하여 연소하게 된다.In general, heavy water reactors use natural uranium with a ratio of 0.7% uranium-235, and form a process of making uranium into cylindrical pellets weighing about 19g for processing into nuclear fuel used in nuclear reactors. Dozens of these pellets are inserted into a Zircaloy cladding tube, helium gas is inserted therein, and the stopper is welded to produce a fuel rod. These fuel rods finally form a fuel assembly and are burned by nuclear reaction in the reactor.

한편, 월성 원전에서는 원자로 내에서 핵연료 집합체의 결함 유무를 기체핵분열 생성물 감시계통과 결함연료 위치 탐지계통 및 고정지역 감시계통, 화학부의 냉각재 수동시료 채취/분석 등을 통하여 판별하며, 결함이 확인되면 해당 연료관으로부터 2다발 단위로 사용후연료 수용조로 인출한다. 최종 결함 다발의 확인을 위하여 사용후연료 수용조의 수면 밖으로부터 망원경을 사용하여 연료 외부에 대해 육안검사를 수행하며 `98년 이후 현재까지 총 14건의 결함연료 발생과 그 검사결과 단 1건에서만 외부에서 뚜렷한 결함을 확인하였다. 이에 따라 결함이 정확히 확인되지 않은 2다발은 모두 결함연료로 별도 보관처리하고 있다. 결함연료 검사장비는 월성 4기 원전 중 월성 1호기에서만 수동형 육안검사장비를 보유하고 있으나, 카메라 및 조명을 수면 밖에서 케이블로 수동 조정해야 하며 카메라 성능이 낮아 정확한 검사가 어려운 실정이다.
On the other hand, Wolsung nuclear power plants determine whether there is a defect in the fuel assembly in the reactor through gas fission product monitoring system, defect fuel location detection system, fixed area monitoring system, and manual sample collection / analysis of the coolant in the chemical department. It is withdrawn from the fuel pipe into the spent fuel tank in two bundles. Visual inspection of the exterior of the fuel from the surface of the spent fuel tank using the telescope is performed to confirm the final bundle of defects. A distinct defect was identified. As a result, two bundles for which the defect was not correctly identified are stored separately as defective fuel. Defective fuel inspection equipment has manual visual inspection equipment only in Wolseong Unit 1 of Wolsong 4 nuclear power plants, but it is difficult to accurately inspect cameras and lights with cables outside the water and due to low camera performance.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 과제는 사용후 핵연료 집합체를 수중에서 안정적인 안착 및 회전을 가능케 하여 검사자로 하여금 검사작업을 용이하게 진행할 수 있도록 함으로써 결함이 의심되는 핵연료 다발들에 대하여 안전하고 용이하며 정밀하게 검사를 수행하여 최종 결함연료를 판별할 수 있도록 한 핵연료 집합체의 검사장치를 제공하는 것이다.
The present invention is to solve this problem, the object of the present invention is to enable the stable fuel and the stable assembly of the spent fuel assembly in the water to enable the inspector to proceed with the inspection work easily to the suspected nuclear fuel bundles The present invention provides a fuel assembly inspection apparatus capable of performing safe, easy and precise inspection for the final defective fuel.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 베이스플레이트; 상기 베이스플레이트의 상측에 좌우로 이동 가능하게 설치되는 이동플레이트; 상기 베이스플레이트에 설치되어 이동플레이트를 왕복 이동시키는 구동수단; 상기 이동플레이트의 상측에 설치되어 핵연료 집합체가 안착되는 집합체 받침대; 상기 집합체 받침대의 일측에 설치되어 핵연료 집합체를 회전시키는 회전수단; 상기 베이스플레이트의 일측에 설치되어 핵연료 집합체를 검사하기 위한 검사유닛을 포함하는 사용후 핵연료 집합체의 검사장치가 제공된다.
In order to solve the above problems, in the present invention; A moving plate installed on the upper side of the base plate to be movable left and right; Driving means installed on the base plate to reciprocate the moving plate; An assembly pedestal installed on an upper side of the movable plate to seat a nuclear fuel assembly; Rotating means is installed on one side of the assembly pedestal to rotate the nuclear fuel assembly; It is provided on one side of the base plate is provided with an apparatus for inspecting spent fuel assembly comprising a test unit for inspecting the fuel assembly.

이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 사용후 핵연료 집합체가 수중에서 안정적으로 안착된 상태에서, 안착된 핵연료 집합체를 수면 밖에 있는 검사자가 수중에 설치된 고성능 컬러 카메라를 이용하여 검사를 실시함으로써 안전하고 용이하며 신속하게 작업을 진행할 수 있다.
According to the present invention configured as described above, in a state where the spent fuel assembly is stably settled in water, the inspector outside the surface of the spent fuel assembly is inspected by using a high-performance color camera installed in the water, safely, easily and quickly. Work can be done.

도 1은 본 발명에 의한 핵연료 집합체 검사장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 핵연료 집합체 검사장치를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 의한 핵연료 집합체 검사장치를 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 핵연료 집합체 검사장치의 사용 상태도.1 is a perspective view showing a nuclear fuel assembly inspection apparatus according to the present invention.
Figure 2 is a side view showing a nuclear fuel assembly inspection apparatus according to the present invention.
Figure 3 is a plan view showing a nuclear fuel assembly inspection apparatus according to the present invention.
Figure 4 is a state of use of the nuclear fuel assembly inspection apparatus according to the present invention.

이하에서는, 본 발명에 의한 핵연료 집합체의 검사장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the inspection apparatus of the nuclear fuel assembly according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 핵연료 집합체의 검사장치는 크게 핵연료 집합체(F)가 안착되는 핵연료 집합체 받침유닛(100)과, 안착된 핵연료 집합체를 검사하는 검사유닛(200)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the apparatus for inspecting a nuclear fuel assembly of the present invention includes a nuclear fuel assembly support unit 100 on which the nuclear fuel assembly F is largely placed, and an inspection unit 200 for inspecting the nuclear fuel assembly. .

받침유닛(100)은 평판형의 베이스플레이트(110), 베이스플레이트(110)의 상측에 좌우로 이동 가능하게 설치되는 이동플레이트(140), 이동플레이트(140)의 상측에 설치되어 핵연료 집합체가 안착되는 집합체 받침대(150), 집합체 받침대(150)의 일측에 설치되어 핵연료 집합체를 회전시키는 회전수단(160)을 포함한다.The support unit 100 is installed on the upper plate of the base plate 110, the movable plate 140, which is installed to be movable left and right on the upper side of the base plate 110, the nuclear fuel assembly is seated The assembly pedestal 150, which is installed on one side of the assembly pedestal 150 includes a rotating means 160 for rotating the nuclear fuel assembly.

베이스플레이트(110)는 장방형의 금속재, 목재 등으로 이루어진 평판으로, 그 상면에는 이동플레이트(140)의 좌우 이동에 대한 구동력을 제공하기 위한 구동수단(120)이 설치된다. 즉, 검사하고자 하는 핵핵연료 집합체가 집합체 받침대(150)에 놓일 경우, 핵연료 집합체의 위치에 대응되도록 이동플레이트(140)를 이동시킬 필요가 있으며, 이를 위해 구동수단(120)이 설치되는 것이다.Base plate 110 is a flat plate made of a rectangular metal, wood, etc., the upper surface is provided with a driving means 120 for providing a driving force for the left and right movement of the movable plate 140. That is, when the nuclear fuel assembly to be tested is placed on the assembly pedestal 150, it is necessary to move the moving plate 140 to correspond to the position of the nuclear fuel assembly, and the driving means 120 is installed for this purpose.

구동수단(120)은 베이스플레이트(110)의 상면에 이동플레이트(140)의 이동 방향을 따라 길게 설치되는 구동스크류(121), 구동스크류(121)의 일측에 설치되어 구동스크류(121)를 작동시키는 구동모터(122) 및 구동모터(122)의 모터축과 구동스크류(121)에 상호 연결되어 구동스크류(121)를 회전시키는 구동체인(123)을 포함한다.The drive means 120 is installed on one side of the drive screw 121, the drive screw 121 is installed on the upper surface of the base plate 110 along the moving direction of the moving plate 140 to operate the drive screw 121. And a drive chain 123 connected to the motor shaft and the drive screw 121 of the drive motor 122 and the drive motor 122 to rotate the drive screw 121.

또한, 베이스플레이트(110)에는 구동스크류(121)와 간섭되지 않는 위치에 이동플레이트(140)의 좌우 이동을 안내하기 위한 가이드레일(130)이 고정편(131)에 의해 고정된다. 또한, 이동플레이트(140)의 저면에는 가이드레일(130)에 결합하도록 레일체결부(141)가 하측으로 돌출 형성된다.In addition, the guide plate 130 for guiding the left and right movement of the movable plate 140 is fixed to the base plate 110 by the fixing piece 131 at a position that does not interfere with the driving screw 121. In addition, the rail fastening portion 141 protrudes downward from the bottom surface of the movable plate 140 to be coupled to the guide rail 130.

집합체 받침대(150)는 대략 "∩" 형상으로 이루어지며, 이동플레이트(140)의 상면에 소정 거리를 두고 한 쌍이 설치된다. 이때, 집합체 받침대(150)의 상면에는 핵연료 집합체가 안정적으로 안착될 수 있도록 원호형의 오목한 안착홈(151)이 형성됨이 바람직하다.Aggregate pedestal 150 is formed in a substantially "∩" shape, a pair is provided on the upper surface of the movable plate 140 at a predetermined distance. At this time, it is preferable that an arc-shaped concave seating groove 151 is formed on the upper surface of the assembly support 150 so that the nuclear fuel assembly can be stably seated.

회전수단(160)은 검사자가 핵연료 집합체을 육안 검사할 수 있도록 핵연료 집합체를 소정 각도씩 회전시키는 것으로, 이동플레이트(140)의 상면에 설치되는 회전모터(161)를 포함한다.The rotating means 160 rotates the nuclear fuel assembly by a predetermined angle so that the inspector can visually inspect the nuclear fuel assembly, and includes a rotating motor 161 installed on the upper surface of the moving plate 140.

회전모터(161)는 그 일측으로 모터축(161a)이 수평으로 구비되며, 집합체 받침대(150)에는 대략 삼각형으로 회전축(162)(163)(164)이 결합된다. 즉, 도 1의 검사장치를 우측에서 봤을 때, 집합체 받침대(150)의 하단에 제1회전축(162)이 결합되고, 소정 높이차를 두고 집합체 받침대(150)의 상단에 제2회전축(163)이 결합되며, 제2회전축(163)과 수평으로 이동한 위치에 제3회전축(164)이 결합된다.The rotation motor 161 is provided with a motor shaft 161a horizontally to one side thereof, the rotation shaft 162, 163, 164 is coupled to the assembly pedestal 150 in a substantially triangular shape. That is, when the inspection apparatus of FIG. 1 is viewed from the right side, the first rotary shaft 162 is coupled to the lower end of the aggregate pedestal 150, and the second rotary shaft 163 is disposed on the upper end of the aggregate pedestal 150 with a predetermined height difference. It is coupled, and the third rotary shaft 164 is coupled to the position moved horizontally with the second rotary shaft 163.

그리고 모터축(161a)에는 제1구동풀리(162b)가 결합되고 제1회전축(162)에는 제1연동풀리(162c)가 결합되며 제1구동풀리 및 제1연동풀리는 제1체인(162a)에 의해 상호 결합된다.The first drive pulley 162b is coupled to the motor shaft 161a, and the first drive pulley 162c is coupled to the first rotation shaft 162. The first drive pulley and the first drive pulley are coupled to the first chain 162a. By mutual coupling.

또한, 제1회전축(162)에는 제2구동풀리(163b)가 설치되고, 제2체인(163a)에 의해 연결되도록 제2회전축(163)에는 제2연동풀리(163c)가 설치된다.In addition, a second driving pulley 163b is installed on the first rotation shaft 162 and a second interlocking pulley 163c is installed on the second rotation shaft 163 so as to be connected by the second chain 163a.

마찬가지로 제2회전축(163)에는 제3구동풀리(164b)가 설치되고 제3회전축(164)에는 제3연동풀리(164c)가 설치되며, 각각 제3체인(164a)에 의해 연결된다.Similarly, a third drive pulley 164b is installed on the second rotation shaft 163 and a third interlocking pulley 164c is installed on the third rotation shaft 164, and is connected by the third chain 164a, respectively.

따라서, 회전모터(161)의 작동시 모터축(161a)이 회전하여 각 체인(162a)(163a)(164a)에 의해 결합된 각 구동풀리 및 연동풀리가 회전하게 되면, 집합체 받침대(150) 상에 놓인 핵연료 집합체(F)를 소정 각도로 회전시킬 수 있게 된다.
Therefore, when the motor shaft 161a is rotated during the operation of the rotary motor 161 and the respective driving pulleys and the interlocking pulleys coupled by the chains 162a, 163a, and 164a rotate, the assembly pedestal 150 is placed on the assembly pedestal 150. It is possible to rotate the nuclear fuel assembly (F) placed in a predetermined angle.

검사유닛(200)은 받침유닛(100)의 전방에 설치되어 핵연료 집합체를 검사하기 위한 카메라(230)가 장착되는 것으로서, 베이스플레이트(110)와 동일선상에 연장 설치되는 베이스프레임(210), 베이스프레임(210)의 상면에 설치되어 검사용 카메라가 설치되는 카메라 받침대(220)를 포함한다.The inspection unit 200 is installed in front of the support unit 100 is mounted with a camera 230 for inspecting the nuclear fuel assembly, the base frame 210, the base extending in the same line as the base plate 110, base It is installed on the upper surface of the frame 210 includes a camera pedestal 220 is installed inspection camera.

이때, 카메라 받침대(220)는 장착된 카메라가 집합체 받침대(150)에 놓인 핵연료 집합체를 용이하게 촬영할 수 있는 정도의 높이가 적당하다.
At this time, the camera pedestal 220 has a suitable height so that the camera can be easily photographed the nuclear fuel assembly placed on the assembly pedestal 150.

이와 같이 구성된 핵연료 집합체를 검사하기 위해서는, 우선 구동수단(120)을 작동시켜 집합체 받침대(150)를 좌우로 적절하게 이동시키면서 그 위에 검사하고자 하는 핵연료 집합체(F)를 안착시킨다.In order to inspect the fuel assembly configured as described above, first, the driving means 120 is operated to properly seat the fuel assembly F to be inspected while appropriately moving the assembly pedestal 150 from side to side.

그 후, 카메라 받침대(220)에 설치된 카메라(230)를 조절하여 핵연료 집합체(F)에 초점을 맞춘 뒤, 검사자는 카메라(230)를 통해 핵연료 집합체의 외관에 나타나는 스크래치 등을 수중에서 안전하게 검사할 수 있게 된다.
Then, after adjusting the camera 230 installed in the camera pedestal 220 to focus on the fuel assembly F, the inspector can safely inspect the scratches, etc. appearing on the exterior of the fuel assembly through the camera 230, safely. It becomes possible.

100 ; 받침유닛 110 ; 베이스플레이트
120 ; 구동수단 130 ; 가이드레일
140 ; 이동플레이트 150 ; 집합체 받침대
160 ; 회전수단
200 ; 검사유닛 210 ; 베이스프레임
220 ; 카메라 받침대 230 ; 카메라100; Support unit 110; Base plate
120; Drive means 130; Guide rail
140; Moving plate 150; Aggregate pedestal
160; Rotating means
200; Inspection unit 210; Baseframe
220; Camera stand 230; camera

Claims (4)

베이스플레이트;
상기 베이스플레이트의 상측에 좌우로 이동 가능하게 설치되는 이동플레이트;
상기 베이스플레이트에 설치되어 이동플레이트를 왕복 이동시키는 구동수단;
상기 이동플레이트의 상측에 설치되어 핵연료 집합체가 안착되는 집합체 받침대;
상기 집합체 받침대의 일측에 설치되어 핵연료 집합체를 회전시키는 회전수단;
상기 베이스플레이트의 일측에 설치되어 핵연료 집합체를 검사하기 위한 검사유닛을 포함하되,
상기 베이스플레이트의 상면에는 이동플레이트의 이동 방향을 따라 가이드레일이 설치되고, 상기 이동플레이트의 저면에는 가이드레일이 체결되는 레일체결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 검사장치.
Base plate;
A moving plate installed on the upper side of the base plate to be movable left and right;
Driving means installed on the base plate to reciprocate the moving plate;
An assembly pedestal installed on an upper side of the movable plate to seat a nuclear fuel assembly;
Rotating means is installed on one side of the assembly pedestal to rotate the nuclear fuel assembly;
Is installed on one side of the base plate includes a test unit for inspecting the fuel assembly,
A guide rail is installed on an upper surface of the base plate along a moving direction of the movable plate, and a rail fastening portion to which the guide rail is fastened is formed on a lower surface of the movable plate.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 구동수단은 베이스플레이트의 상면에 이동플레이트의 이동 방향을 따라 길게 설치되는 구동스크류, 상기 구동스크류의 일측에 설치되어 구동스크류를 작동시키는 구동모터 및 구동스크류의 모터축과 구동스크류에 연결되어 구동스크류를 회전시키는 구동체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 검사장치.
The method according to claim 1,
The driving means is a drive screw which is installed on the upper surface of the base plate in a long direction along the moving direction of the drive plate, a drive motor installed on one side of the drive screw to drive the drive screw and connected to the motor shaft and drive screw of the drive screw to drive An apparatus for inspecting a nuclear fuel assembly comprising a drive chain for rotating a screw.
청구항 1에 있어서,
상기 집합체 받침대의 상면에는 핵연료 집합체가 안정적으로 안착될 수 있도록 안착홈이 형성하는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 검사장치.The method according to claim 1,
An apparatus for inspecting a nuclear fuel assembly, characterized in that a mounting groove is formed on the upper surface of the aggregate support so that the nuclear fuel assembly can be stably seated.
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