KR101107840B1

KR101107840B1 - 모델별 호환 가능한 증기발생기용 랜싱장치

Info

Publication number: KR101107840B1
Application number: KR1020100104693A
Authority: KR
Inventors: 김철효; 김기철
Original assignee: 한전케이피에스 주식회사
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2012-01-31

Abstract

본 발명은 모델별 호환 가능한 증기발생기용 랜싱장치에 관한 것으로서, 증기발생기의 웨스팅하우스 F 모델과 델타60 모델에 공통적으로 적용이 가능하도록 함으로 모델별 장비개발에 따른 비용을 절감시키기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 증기발생기(10)내의 튜브시트(11)에 침전된 이물질을 제거하기 위해 핸드홀(12)을 통해 가이드레일(20)이 삽입 설치되고, 상기 가이드레일(20)을 따라 이동이 이루어지는 이동로봇(30) 일측에는 고압수를 분사하기 위한 다수의 노즐공(41)이 구비된 노즐블럭(40)이 장착되는 랜싱장치에 있어서, 상기 가이드레일(20)은 양측의 핸드홀(12)에서 동시에 삽입이 가능하도록 제1레일(21)과 제2레일(22) 2개가 쌍을 이루어 상호 직선형태로 결합 가능한 구조를 이루되, 상호간 결합 부위에는 증기발생기(10) 중심에 설치된 중앙 지지봉(13)과의 간섭을 방지하기 위한 통공부(23)가 형성되며; 상기 노즐블럭(40)에 구비된 다수의 노즐공(41)에는 선택적으로 마개(42) 및 노즐구(43)가 결합 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

모델별 호환 가능한 증기발생기용 랜싱장치{THE COMMON LANCING EQUIPMENT FOR STEAM GENERATOR IN NUCLEAR POWER PLANT}

본 발명은 증기발생기용 랜싱장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자력 발전소에 설치된 증기발생기 중 웨스팅하우스 F 모델과 델타60 모델의 증기발생기에 공동 적용이 가능하도록 한 랜싱장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 발전소의 증기발생기는 운전 이력이 증가함에 따라 2차 계통 내부의 튜브시트(tube sheet) 상부 및 튜브 지지판 상부에 슬러지가 침적되는 현상이 발생한다.

특히, 증기발생기의 2차측 튜브시트(tubesheet)나 유량분배판(FDB : Flow Distribution Baffle) 상단에 존재하는 슬러지 형태의 이물질은 원전 운전 중 증기발생기 내 튜브를 손상시켜 운전 중 불시정지 등 안전문제를 초래할 우려가 있다.

따라서 증기발생기의 건전성을 확보하기 위하여 증기발생기 제작 업체에서는 매년 예방정비 기간 중 증기발생기 내 이물질을 제거하도록 권고하고 있다.

일반적으로 사용되는 침적물 제거기술인 랜싱(Lancing)은 국내 증기발생기 모델별 세정장치가 개발되어 사용 중이며, 이들 장치들은 원자력 발전소 격납용기 내부에 설치된 2~4대의 증기발생기에 대한 세정작업에 사용된다.

즉, 증기발생기 핸드홀 내부로 가이드 레일을 설치하고, 레일을 통해 세정로봇을 설치 증기발생기 내부를 이송하면서 고압 펌프시스템의 고압 세정수를 호스를 통해 공급받아 세정로봇에 장착된 직경 약 0.5mm의 8개 노즐을 통해 약250kgf/cmm²의 압력으로 고압수를 분사하여 증기발생기 2차측 튜브시트 상부에 축적된 슬러지를 제거하게 된다.

한편, 현재 국내 원전에 적용되는 증기발생기의 모델은 웨스팅하우스 F, 델타 60, 프라마통 51B, 시스템-80, CANDU 등이 사용되고 있으며, 원전 1호기당 2~4대의 증기발생기가 운전되고 있다.

특히, 웨스팅하우스 F 모델과 델타60 모델의 증기발생기 2차측 랜싱장치로는 4종류의 장비(KALANS-1, KALANS-5, CECIL-1, CECIL-2)가 적용되고 있으며, 이들 장비는 세정로봇이 구동시 이동경로가 되는 가이드레일과 세정로봇은 증기발생기의 튜브외경, 피치 및 튜브레인 간격의 치수차이로 인해 상호 교환 사용이 불가능한 문제점이 있었다.

예를들어, 고리 1호기에 적용되고 있는 랜싱장비인 KALANS-1의 세정 로봇과 가이드레일은 고리 3,4호기 혹은 영광 1,2호기에 적용이 불가능하게 된다.

따라서, 각 호기에 맞는 랜싱장치를 개별적으로 개발하여 사용하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 웨스팅하우스 F 모델과 델타60 모델에 공통적으로 적용이 가능한 랜싱장비를 제공함으로서 모델별 장비개발에 따른 제작비용 증가를 방지하고 장비의 유지 보수비용을 절감시킬 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 랜싱장치는, 증기발생기내의 튜브시트에 침전된 이물질을 제거하기 위해 핸드홀을 통해 가이드레일이 삽입 설치되고, 상기 가이드레일을 따라 이동이 이루어지는 이동로봇 일측에는 고압수를 분사하기 위한 다수의 노즐공이 구비된 노즐블럭이 장착되는 랜싱장치에 있어서, 상기 가이드레일은 양측의 핸드홀에서 동시에 삽입이 가능하도록 제1레일과 제2레일 2개가 쌍을 이루어 상호 직선형태로 결합 가능한 구조를 이루되, 상호간 결합 부위에는 증기발생기 중심에 설치된 중앙 지지봉과의 간섭을 방지하기 위한 통공부가 형성되며; 상기 노즐블럭에 구비된 다수의 노즐공에는 선택적으로 마개 및 노즐구가 결합 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 랜싱장치는, 증기발생기 중 웨스팅하우스 F 모델과 델타60 모델에 공통적으로 적용이 가능하게 됨으로 모델별 장비개발에 따른 비용을 절감시키는 효과를 나타낸다.

특히, 모델이 다른 타 발전소에서 동일의 장비를 보유함으로 장비 유지보수비용을 절감시키는 이점을 나타낸다.

또한, 중앙 지지봉과의 간섭을 피하여 내부를 횡단하는 가이드레일 구조물이 설치되어짐으로 양방향에서 2대의 이동로봇이 동시에 이동되어지면서 랜싱동작이 이루어질 수 있게 되어 작업시간을 단축시키는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 랜싱장치가 장착된 증기발생기 부분 절개도.
도 2는 본 발명에서의 가이드레일 분리상태를 나타낸 것으로서
2a는 분리 사시도.
2b는 A부 확대도.
도 3은 본 발명에서의 가이드레일 결합 사시도.
도 4는 본 발명에서의 가이드레일 평면 구조도.
도 5는 본 발명에서의 가이드레일에 노즐 구조체 장착 상태 측면도.
도 6은 본 발명에서의 노즐 구조체 측면도.
도 7은 본 발명에서의 노즐블럭을 상세도로 나타낸 것으로서,
7a는 마개 및 노즐구 결합전 상태도.
7b는 노즐공 배치 확대도.
7c는 웨스팅하우스 F 모델 적용시 마개 및 분사노즐 배치형태도.
7d는 델타60 모델 적용시 마개 및 분사노즐 배치형태도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드레일 지지구조를 나타낸 것으로서,
8a는 중앙 지지봉 부분 사시도.
8b는 가이드레일 지지상태 단면도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모델 호환형 증기발생기용 랜싱장치 설치구조를 도 1 내지 도 7을 통해 살펴보면, 내부에 수직방향으로 다수의 전열관(14)이 설치되고, 전열관(14) 하부에는 튜브시트(11)가 구성되며, 중심에는 중앙 지지봉(13)이 구비된 통상의 증기발생기(10)에 있어서, 증기발생기(10)의 양측에 형성된 핸드홀(12)을 통해 각각 삽입 설치가 가능하도록 제1레일(21)과 제2레일(22) 2개가 한 쌍을 이루는 가이드레일(20)이 구성되어지게 된다.

즉, 본 발명의 가이드레일(20)은 도 2 내지 도 4에서 나타내어지는 바와 같이 2개의 레일(21,22)이 쌍을 이루는 가운데 상호간의 결합부위에는 중앙 지지봉(13)과의 간섭을 방지하기 위한 통공부(23)를 형성하도록 각각의 선단부에는 측벽부(21a,22a)가 구비되어져 있고, 양측 측벽부(21a,22a) 선단에는 상호 체결을 위한 체결홈(21b) 및 체결돌기(22b)가 형성되어져 있음을 확인할 수 있다.

한편, 가이드레일(20)을 따라 이동이 이루어지는 이동로봇(30) 일측에는 고압의 세척수 분사를 위한 노즐블럭(40)이 일체로 결합되어지게 되는데, 노즐블럭(40) 일측에는 도 7에서와 같이 펌프(미도시)로 부터 내부 유로를 통해 공급되는 고압의 세정수가 배출되어질 수 있는 다수의 노즐공(41)이 형성되고, 이러한 노즐공(41)에는 선택적으로 유로를 폐쇄시키기 위한 마개(42) 또는 스프레이 분사를 유도하는 노즐구(43)가 결합되어지게 된다.

즉, 노즐공(41)은 B부를 확대한 도 7b에서와 같이 상호 24.197mm 간격(D)을 유지하도록 하여 델타60 모델의 전열관 간격 피치와 대응되도록 한 제1군(41a)과, 상호 24.89mm 간격(d)을 유지하도록 하여 F모델의 전열관 간격 피치와 대응되도록 한 제2군(41b)이 상호 교번하는 형태로 배치되도록 구성시킨 것이다.

따라서, 웨스팅하우스 F 모델의 증기발생기에서 사용시는 도 7c에서와 같이 노즐공(41) 중 제1군(41a)에는 노즐구(43)를 결합시키고 다른 제2군(41b)에는 마개(42)를 결합시켜서 사용하고, 델타60 모델의 증기발생기에서 사용시는 도 7d에서와 같이 노즐공(41) 중 제1군(41a)에는 마개(42)를 결합시키고 다른 제2군(41b)에는 노즐구(43)를 결합시켜 사용이 가능하게 된다.

한편, 이동로봇(30)은 2개가 중앙 지지봉(13)을 기준으로 양측의 제1레일(21) 및 제2레일(22)에서 동시에 작업을 수행하게 되며, 이러한 이동로봇(30)은 공지의 기술이므로 구체적인 구성 및 동작설명은 생략키로 한다.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 랜싱장치의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.

먼저, 가이드레일(20)을 이루는 제1레일(21)과 제2레일(22)을 각각 웨스팅하우스 F 모델 또는 델타60 모델의 증기발생기(10) 양측에 형성되어져 있는 핸드홀(12)을 통해 삽입하여 설치가 이루어지며, 이때 내부의 중앙 지지봉(13)과의 간섭이 방지되는 가운데 측벽부(21a,22a) 상호간에 끼워맞춤 방식에 의한 연결이 이루어지게 된다.

그리고, 양측 가이드레일(20)에 각각 일측에 노즐블럭(40)이 장착된 이동로봇(30)을 설치하여 노즐블럭(40)의 해당 노즐구(43)를 통해 고압수가 분사되어 튜브시트(11) 상부 및 전열관(14)에 축적된 산화 침적물이 처리되어지게 되고, 이러한 작업이 이동로봇(30)이 이동되는 과정에서 반복적으로 이루어지게 되는 것이다.

즉, 이때 노즐블럭(40)에는 마개(42) 및 노즐구(43)가 장착되어져 있는데, 증기발생기 모델에 따라 마개(42)와 노즐구(43)의 배치형태가 결정되어진 상태에서 설치가 이루어지게 된다.

따라서, 본 발명의 랜싱장치는 증기발생기 중 양측에 핸드홀이 형성되고 내부에 중앙 지지봉이 구성된 웨스팅하우스 F 모델과 델타60 모델에 공통적으로 적용하여 설치 및 사용이 가능하게 됨으로 모델별 장비개발에 따른 비용을 절감시킬 수 있게 됨을 알 수 있다.

한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 가이드레일 지지구조를 나타낸 것이다.

즉, 도시된 바와 같이 중앙 지지봉(13)에는 가이드레일(20)이 안착 지지되어질 수 있도록 지지턱(13a)이 형성되고, 이러한 지지턱(13a)에는 이동로봇(30)의 이동에 따른 가이드레일(20)의 진동을 흡수하여 완충시키기 위한 스폰지 또는 우레탄 재질의 진동흡수층(13b)을 형성시킨 것이다.

이와 같은 구조를 이룸으로서 가이드레일(20)이 중단에서 지지턱(13a)에 의해 안정적으로 지지되고, 이에 따른 양측 제1,2레일(21,22)이 체결되는 부위에서의 결합 안정성이 유지되어질 수 있게 된다.

또한, 이동로봇(30)의 이동과정에서 발생하는 진동이나 충격력이 진동흡수층(13b)에서 흡수 및 감소되어질 수 있게 됨으로 보다 정확한 튜브 위치에서의 세척수 분사가 이루어질 수 있게 됨은 물론, 진동에 따라 제1,2레일(21,22)간 연결부의 탈락 등의 불량 발생이 방지되어질 수 있게된다.

10 : 증기발생기 11 : 튜브시트
12 : 핸드홀 13 : 중앙 지지봉
20 : 가이드레일 21 : 제1레일
22 : 제2레일 21a,22a: 측벽부
21b: 체결홈 22b: 체결돌기
23 : 통공부 24 : 보강살
30 : 이동로봇
40 : 노즐블럭 41 : 노즐공
42 : 마개 43 : 노즐구

Claims

증기발생기(10)내의 튜브시트(11)에 침전된 이물질을 제거하기 위해 핸드홀(12)을 통해 가이드레일(20)이 삽입 설치되고, 상기 가이드레일(20)을 따라 이동이 이루어지는 이동로봇(30) 일측에는 고압수를 분사하기 위한 다수의 노즐공(41)이 구비된 노즐블럭(40)이 장착되는 랜싱장치에 있어서,
상기 가이드레일(20)은 양측의 핸드홀(12)에서 동시에 삽입이 가능하도록 제1레일(21)과 제2레일(22) 2개가 쌍을 이루어 상호 직선형태로 결합 가능한 구조를 이루되, 상호간 결합 부위에는 증기발생기(10) 중심에 설치된 중앙 지지봉(13)과의 간섭을 방지하기 위한 통공부(23)가 형성되며;
상기 노즐블럭(40)에 구비된 다수의 노즐공(41)에는 선택적으로 마개(42) 및 노즐구(43)가 결합 구성된 것을 특징으로 하는 모델별 호환 가능한 증기발생기용 랜싱장치.
청구항 1에 있어서,
상기 노즐공(41)은 상호 24.197mm 간격을 유지하는 제1군(41a)과, 상호 24.89mm 간격을 유지하는 제2군(41b)이 상호 교번하는 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 모델별 호환 가능한 증기발생기용 랜싱장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1레일(21)과 제2레일(22) 각각의 선단에는 중앙에 통공부(23)를 형성하는 측벽부(21a,22a)가 양측에 각각 구비되어 있으며, 그중 제2레일(22)의 측벽부(22a) 선단에는 체결돌기(22b)가 돌출 구비되었으며, 이와 대응되는 제1레일(21)의 측벽부(21a)에는 체결홈(21b)이 형성된 것을 특징으로 하는 모델별 호환 가능한 증기발생용 랜싱장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드레일(20) 상면에는 길이방향을 따라 강도보강을 위한 보강살(24)이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 모델별 호환 가능한 증기발생기용 랜싱장치.
청구항 1에 있어서,
상기 중앙 지지봉(13)에는 가이드레일(20)이 안착 지지되어질 수 있도록 지지턱(13a)이 형성된 것을 특징으로 하는 모델별 호환 가능한 증기발생기용 랜싱장치.
청구항 5에 있어서,
상기 지지턱(13a)에는 이동로봇(30)의 이동에 따른 가이드레일(20)의 진동을 흡수하여 완충시키기 위한 진동흡수층(13b)이 형성된 것을 특징으로 하는 모델별 호환 가능한 증기발생기용 랜싱장치.