KR101321304B1 - 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치 - Google Patents

중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치에 관한 것으로, 조절봉을 구성하는 구동부와 몸체에서 구동부 부품의 성능을 시험하기 위하여, 각 구성요소가 설치되는 공간을 제공하는 하우징; 중수로형 원자로의 조절봉을 구동시키는 구동기가 설치되는 구동기 안착대; 상기 구동기의 회전축에 결합되고 외경에 벨트가 결합되는 구동기용 풀리; 일단이 상기 구동기용 풀리에 결합되고 타단이 웨이트용 풀리에 결합되는 링 형상의 벨트; 조절봉의 중량에 대응하는 중량을 갖는 웨이트; 상기 웨이트의 상단에 회전 가능하게 결합되고 상기 벨트에 외경이 결합되는 웨이트용 풀리; 및 상기 구동기의 동작에 필요한 전원을 공급하고, 상기 구동기의 동작 상태 정보를 수집하는 관리 수단;을 포함한다.

Description

중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치{A tester for adjuster drive machine of heavy water type nuclear reactor}
본 발명은 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조절봉을 구성하는 구동부와 몸체에서 구동부 부품의 성능을 시험하는 기술에 관한 것이다.
원자로는 연쇄핵분열반응의 결과 순간적으로 방출되는 다량의 질량결손(質量缺損) 에너지가 방출되도록 연쇄반응을 제어하여 핵분열에서 발생하는 열에너지를 동력으로 사용하도록 하는 장치이다. 이러한 원자로는 연료의 핵분열 때에 방출되는 중성자(中性子)를 매개체로 하여 핵분열(원자로의 경우에도 연소라 한다)을 지속하게 된다. 따라서, 원자로에서는 핵연료에 흡수되는 중성자수를 제어함으로써 핵연료의 연소를 조절하는데, 원자로 내의 핵분열을 지속시키기 위해서는 핵분열시 방출되는 중성자 중에서 다시 핵연료에 흡수되어 재차 핵분열을 일으키는 수가 최소한 1개 이상이어야 한다. 만약 그 수가 1일 때에는 핵분열반응은 감소하지도 증가하지도 않고 일정하게 유지되며, 이 상태를 원자로의 임계(臨界)라고 한다.
또한 그 수가 1을 초과할 때는 핵분열반응의 수도 점점 증가하게 되는데 이를 초임계상태(超臨界狀態)라 하며, 그 반대의 경우를 미임계상태(未臨界狀態)라 한다. 일반적으로 원자로를 일정한 출력으로 운전할 때는 이를 임계상태로 두거나 약간의 임계초과상태로 하여 여분의 중성자를 적당한 물질(조절봉)에 흡수시키는 방법을 취한다.
이처럼 조절봉을 통해 중성자수를 제어하기 위하여 조절봉이 원자로안에 삽입되는 양을 조절하는 방법이 이용되는데 이를 위하여 구동기가 사용된다. 이러한 구동기는 경년열화 등의 원인에 의해 비정상적인 동작이 발생하는 경우가 빈번하기 때문에, 계획예방정비 기간 중에 분해 점검을 하게 된다.
이러한 분해 점검은 구동기를 분리하여 정비소에서 정비한 뒤, 현장에 재설치하여 성능 시험을 하게 되는데, 이때 시험 결과가 좋지 않으면 다시 재작업을 해야 하고 이로 인한 시간 및 인적 낭비가 심한 문제가 있다.
그러나 이와 같은 조절봉의 구동기는 대한민국특허출원제10-2010-0082864호에 개시된 바와 같이 정비를 위한 취급기구만이 제안되어 있을 뿐이고, 구동기를 정밀시험하기 위한 기술은 수작업에만 의존해야 하는 문제가 상존한다.
본 발명은 전술된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 현장이 아닌 분해 점검이 이루어지는 정비소에서 구동기를 시험할 수 있는 기술의 제공을 목적으로 한다.
전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치는, 각 구성요소가 설치되는 공간을 제공하는 하우징; 중수로형 원자로의 조절봉을 구동시키는 구동기가 설치되는 구동기 안착대; 상기 구동기의 회전축에 결합되고 외경에 벨트가 결합되는 구동기용 풀리; 일단이 상기 구동기용 풀리에 결합되고 타단이 웨이트용 풀리에 결합되는 링 형상의 벨트; 조절봉의 중량에 대응하는 중량을 갖는 웨이트; 상기 웨이트의 상단에 회전 가능하게 결합되고 상기 벨트에 외경이 결합되는 웨이트용 풀리; 및 상기 구동기의 동작에 필요한 전원을 공급하고, 상기 구동기의 동작 상태 정보를 수집하는 관리 수단;을 포함한다.
본 실시형태에서, 상기 구동기 안착대의 하단과 하우징 사이에 설치되어 상기 벨트의 구동시에 하우징과의 마찰을 방지할 수 있도록 구동기 안착대의 위치를 전후좌우로 이동시키는 조정대를 추가로 포함할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 관리 수단은: 상기 구동기의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부; 사용자의 명령을 입력받는 입력부; 상기 구동기의 회전 속도, 회전 방향 및 토크 정보를 감지하여 제어부로 전달하는 감지부; 및 상기 입력부를 통해 입력된 사용자의 명령을 기반으로 상기 전원부의 공급 전원을 조절하고, 상기 감지부에서 감지된 정보를 기반으로 상기 구동기의 성능을 판단하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 관리 수단은: 상기 구동기의 동작 상태 및 장치의 동작 상태를 시각적으로 표시하는 표시부;를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 정비소에서 구동기의 동작을 정밀하게 시험할 수 있어, 정비, 점검 및 재설치에 따른 시간적, 인력적 낭비를 없앨 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 시험 장치의 측면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 관리 수단의 블럭도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치를 설명한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
(실시예)
이하에서 첨부된 도면 도1 및 도2를 참조로 본 발명에 따른 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치를 설명한다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 시험 장치의 측면도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 관리 수단의 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치(100: 이하에서 설명의 편의를 위하여 별다른 설명이 없는 한 '중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치'는 간략히 '시험 장치'라 한다)에서 하우징(110)은 각 구성요소가 설치되는 공간을 제공한다.
구동기 안착대(120)는 중수로형 원자로의 조절봉을 구동시키는 구동기(10)가 설치된다.
조정대(115)는 구동기 안착대(120)의 하단과 하우징(110) 사이에 설치되어 벨트(132)의 구동시에 하우징과(110)과의 접촉에 따른 마찰을 방지할 수 있도록 구동기 안착대(120)의 위치를 전후좌우로 이동시킨다. 조정대(115)를 사용함에 따라 벨트(132)가 마찰에 의해 파손되는 것을 방지하게 된다.
구동기용 풀리(130)는 구동기(10)의 회전축 외경에 결합되고, 구동기용 풀리(130)의 외경에는 벨트(132)가 결합된다.
벨트(132)는 링 형상을 가지며, 일단이 구동기용 풀리(130)의 외경에 결합되고 타단이 웨이트용 풀리(136)의 외경에 결합된다.
웨이트(134)는 조절봉의 중량에 대응하는 중량을 갖는다. 웨이트(134)는 10, 15 및 20Kg의 중량을 가질 수 있으며, 필요에 따라 중량의 가감이 이루어질 수도 있다.
웨이트용 풀리(136)는 웨이트(134)의 상단에 회전 가능하게 결합되고 벨트(132)가 웨이트용 풀리(136)의 외경에 결합된다.
관리 수단은 구동기(10)의 동작에 필요한 전원을 공급하고, 구동기(10)의 동작 상태 정보를 수집한다. 첨부된 도면 도2를 참조로 관리 수단의 구성을 상세히 설명하면, 전원부(152)는 구동기(10)의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
입력부(160)는 사용자의 명령을 입력받는다. 입력부(160)는 누름 스위치, 키보드, 키패드와 같은 다양한 주지의 입력수단이 사용될 수 있다.
감지부(154)는 구동기(10)의 회전 속도, 회전 방향 및 토크 정보를 감지하여 제어부(150)로 전달한다.
제어부(150)는 입력부(160)를 통해 입력된 사용자의 명령을 기반으로 전원부(152)의 공급 전원을 조절하고, 감지부(154)에서 감지된 정보를 기반으로 구동기(10)의 성능을 판단한다.
표시부(140)는 구동기(10)의 동작 상태 및 장치의 동작 상태를 시각적으로 표시한다. 표시부(140)는 램프, LED, TFT LCD와 같은 다양한 주지의 표시 수단을 사용할 수 있다.
이동 바퀴(112)는 시험 장치(100)의 이동을 돕기 위해 사용된다.
(사용예)
이하에서 본 발명에 따른 시험 장치의 사용예를 설명한다.
먼저, 구동기(10)를 구동기 안착대(120)에 설치하고 전원부(152)를 연결한다.
구동기(10)의 회전축 외경에 구동기용 풀리(130)를 결합하고, 구동기용 풀리(130)와 웨이트용 풀리(136)의 외경에 벨트(132)를 결합한다. 이에 의해 웨이트(134)는 공중에 부양된 상태를 유지한다. 이때 벨트(132)가 하우징(110) 등과 접촉하여 마찰을 일으킬 우려가 있을 경우, 조정대(115)의 위치를 조절하여 마찰에 따른 벨트(132)의 파손을 방지할 수 있게 된다.
사용자가 입력부(160)를 조작하여 구동기(10)의 회전 속도, 방향 등을 입력한다.
제어부(150)는 입력부(160)를 통해 입력된 사용자의 명령에 따라 전원부(152)를 제어하게 되며, 전원부(152)를 구성하는 인버터에 의해 구동기(10)의 회전 속도가 조절된다.
감지부(154)는 구동기(10)의 동작에 따른 상태 정보를 감지하여 제어부(150)로 전달한다.
제어부(150)는 상태 정보를 기반으로 구동기(10)의 상태를 확인하고 이를 표시부(140)가 표시하도록 한다.
이상으로 본 발명의 특정 실시예들에 대하여 설명하였다.
그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 특별히 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해해야 할 것이다.
따라서, 전술된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
100: 시험 장치 110: 하우징
112: 이동 바퀴 115: 조정대
120: 구동기 안착대 130: 구동기용 풀리
132: 벨트 134: 웨이트
136: 웨이트용 풀리 140: 표시부
150: 제어부 152: 전원부
154: 감지부 160: 입력부

Claims (4)

  1. 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치를 구성하는 구성요소가 설치되는 공간을 제공하는 하우징;
    중수로형 원자로의 조절봉을 구동시키는 구동기가 설치되는 구동기 안착대;
    상기 구동기의 회전축에 결합되고 외경에 벨트가 결합되는 구동기용 풀리;
    일단이 상기 구동기용 풀리에 결합되고 타단이 웨이트용 풀리에 결합되는 링 형상의 벨트;
    조절봉의 중량에 대응하는 중량을 갖는 웨이트;
    상기 웨이트의 상단에 회전 가능하게 결합되고 상기 벨트에 외경이 결합되는 웨이트용 풀리; 및
    상기 구동기의 동작에 필요한 전원을 공급하고, 상기 구동기의 동작 상태 정보를 수집하는 관리 수단;을 포함하는 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동기 안착대의 하단과 하우징 사이에 설치되어 상기 벨트의 구동시에 하우징과의 마찰을 방지할 수 있도록 구동기 안착대의 위치를 전후좌우로 이동시키는 조정대를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 관리 수단은:
    상기 구동기의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부;
    사용자의 명령을 입력받는 입력부;
    상기 구동기의 회전 속도, 회전 방향 및 토크 정보를 감지하여 제어부로 전달하는 감지부; 및
    상기 입력부를 통해 입력된 사용자의 명령을 기반으로 상기 전원부의 공급 전원을 조절하고, 상기 감지부에서 감지된 정보를 기반으로 상기 구동기의 성능을 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 관리 수단은:
    상기 구동기의 동작 상태 및 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치의 동작 상태를 시각적으로 표시하는 표시부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중수로형 원자로 조절봉의 구동기를 위한 성능 시험 장치.
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