KR101329691B1 - Single failure proof system for nuclear fuel handling device with perventing drop - Google Patents

Single failure proof system for nuclear fuel handling device with perventing drop

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Abstract

본 발명은 핵연료 취급 설비에 관한 것으로서, 본 발명에 따른기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고 방지 시스템은 구동 모터의 1차 출력축에 연동된 와이어 로프 드럼이 회전되면서 핵연료를 수직으로 이동시키고, 착설된 가이드 레일을 따라서 핵연료를 수평으로 이송시키는 핵연료 취급 설비에 있어서, 상기 와이어 로프 드럼에 연동된 드럼 브레이크와, 상기 구동 모터의 2차 출력축과, 와이어 로프 드럼의 회전수 차이를 차동 기어를 이용하여 회전수로 출력하는 기계식 파손 검출부와, 상기 기계식 파손 검출부의 출력이 설정 기준 이상인 경우에 와이어 로프 드럼에 연동된 드럼 브레이크를 작동시키는 트리거 유니트를 포함하되, 상기 트리거 유니트는 드럼 브레이크를 작동시키는 액추에이터와, 상기 기계식 파손 검출부로부터 유입되는 출력에 따라서 회전되는 캠축과, 상기 캠축의 회전에 의해서 상기 액추에이터를 작동시키는 밸브부와, 상기 캠축의 회전을 감지하는 전기적 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a nuclear fuel handling facility, wherein a single accident prevention system for a nuclear fuel handling facility equipped with a mechanical fall arrest apparatus according to the present invention moves nuclear fuel vertically while a wire rope drum connected to a primary output shaft of a drive motor is rotated. In the nuclear fuel handling equipment for horizontally transporting nuclear fuel along the installed guide rail, the differential gear is configured to provide a differential gear differential between a drum brake interlocked with the wire rope drum, a secondary output shaft of the drive motor, and a rotation speed of the wire rope drum. And a mechanical breakage detection unit for outputting at a rotation speed by using a rotation speed, and a trigger unit for operating a drum brake interlocked with a wire rope drum when the output of the mechanical breakage detection unit is equal to or greater than a predetermined criterion, wherein the trigger unit operates the drum brake. The actuator and the mechanical damage detector Since by the camshaft, a rotation of the cam shaft which is rotated in accordance with an output that flows characterized in that it comprises a valve unit and for operating the actuator, an electrical switch for detecting the camshaft rotation.

Description

기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템{Single failure proof system for nuclear fuel handling device with perventing drop}Single failure proof system for nuclear fuel handling device with perventing drop}

본 발명은 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템에 관한 것으로서, 구동 모터와 와이어 로프 드럼의 회전수 차이를 통해서 시스템의 이상 유무를 감지하여 작동을 멈추도록 하는 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a single accident prevention system for a nuclear fuel handling facility equipped with a mechanical fall prevention device. The mechanical fall prevention device for stopping the operation by detecting the abnormality of the system through the difference in the rotational speed of the drive motor and the wire rope drum. It relates to a single accident prevention system for nuclear fuel handling equipment equipped with.

핵원료 재장전기(refueling machine)는 연료 이송 시스템의 직립기로부터 신연료를 받아서 원자로의 지정위치에 장전할 때, 또는 원자로로부터 사용 후 핵연료를 인출하여 연료 이송 시스템의 직립기로 이송시켜 연료 건물의 사용 후 연료 저장소로 이송시킬 때 사용된다.A nuclear fuel refueling machine receives new fuel from an upright machine of a fuel transfer system and loads it into a designated position of a reactor, or draws out spent fuel from a reactor and transfers it to an upright machine of a fuel transfer system to use a fuel building. It is then used to transfer the fuel to the reservoir.

또한, 사용후핵연료 취급설비(Spent Fuel Handling Device)위에 브리지 이동방향과 수직으로 이동하는 트롤리(trolley)를 갖는 천정형 크레인과 흡사한 기본 구조에 핵 연료의 장입과 인출 시 상하 운동을 담당하는 마스트 집합체(Mast Assembly)가 있다.In addition, a mast assembly that charges up and down movement of nuclear fuel in a basic structure similar to a overhead crane with a trolley moving vertically to the bridge movement direction on a spent fuel handling device. There is a (Mast Assembly).

마스트 집합체 내부에는 인양기 케이블(Hoist cable)에 의해 수직으로 움직이는 호이스트 집합체(Hoist Assembly)가 설치되어 있다. 이 호이스트 집합체 하부에는 연료봉이 호이스트와 맞물릴 수 있도록 필요에 따라 회전시킬 수 있는 집게 장치(Grapple Device)가 있다.Inside the mast assembly, a hoist assembly is installed which is moved vertically by a hoist cable. Below the hoist assembly is a Grapple Device that can be rotated as needed to engage the fuel rod with the hoist.

이러한 핵연료의 이송 시스템과 관련된 선행기술에는 대한민국 특허청에 제출된 출원번호 제10-2004-0051575호, 제10-2001-7008024호 등이 있었다.Prior arts related to such a nuclear fuel transfer system include Korean Patent Application Nos. 10-2004-0051575 and 10-2001-7008024.

도 1은 종래의 핵연료 이송 시스템을 도시하는 도면 대용 사진이다.1 is a drawing substitute photograph showing a conventional nuclear fuel transfer system.

도 1에 도시된 바와 같이 재장전기(refueling machine)는 원자로 격납 빌딩 내부에서 핵연료의 이송을 수행하는 장치이며, 외부에서 가해지는 충격으로부터 핵연료를 안전하게 보호할 필요가 있다.As shown in FIG. 1, a refueling machine is a device for transferring nuclear fuel inside a nuclear reactor containment building, and it is necessary to safely protect nuclear fuel from an external impact.

원자로의 안전설계에 있어서는 상정된 사상(事象)의 발생시 작동이 요구되는 안전계의 계통은 그 단일고장을 상정하더라도 안전기능을 손실하지 않도록 설계할 것이 요구되고 있으며 이것을 단일고장 기준(single failure criterion)이라 한다. 여기서 단일고장이란 단일사상에 대하여 한 기기가 안전성에 관련한 소정의 기능을 상실하는 것을 말하며, 이러한 사고로부터 안전한 설계가 Single failure proof stysem이다.In the safety design of nuclear reactors, the system of safety systems that require operation in the event of an assumed event is required to be designed so that the safety function is not lost even if the single failure is assumed, and this is the single failure criterion. This is called. In this case, a single failure means that a single device loses a certain function related to safety for a single accident, and a safety design against such an accident is a single failure proof stysem.

특히, 종래에는 이러한 호이스트 장치의 고장을 감지하는 것을 전기적 스위치에 의존하여 정전으로 인한 사고시 이를 감지할 수 없다는 문제점이 있다.
In particular, there is a problem in that it is impossible to detect the failure of the hoist device in the event of an accident due to a power failure by relying on an electrical switch.

본 발명에 따른 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템은 호이스트 드라이브의 내부 결함 발생을 기계적으로 감지하여 안전하게 핵연료 이송 시스템의 정지 및 하중을 내릴 수 있는 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
Single accident prevention system for nuclear fuel handling equipment equipped with a mechanical fall prevention device according to the present invention is equipped with a mechanical fall prevention device that can safely detect the occurrence of the internal defect of the hoist drive to stop and load the nuclear fuel transfer system safely The aim is to provide a single accident prevention system for fuel handling equipment.

본 발명에 따른 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템은 구동 모터의 1차 출력축에 연동된 와이어 로프 드럼이 회전되면서 핵연료를 수직으로 이동시키고, 착설된 가이드 레일을 따라서 핵연료를 수평으로 이송시키는 핵연료 취급 설비에 있어서, 상기 와이어 로프 드럼에 연동된 드럼 브레이크와, 상기 구동 모터의 2차 출력축과, 와이어 로프 드럼의 회전수 차이를 차동 기어를 이용하여 회전수로 출력하는 기계식 파손 검출부와, 상기 기계식 파손 검출부의 출력이 설정 기준 이상인 경우에 와이어 로프 드럼에 연동된 드럼 브레이크를 작동시키는 트리거 유니트를 포함하되, 상기 트리거 유니트는 드럼 브레이크를 작동시키는 액추에이터와, 상기 기계식 파손 검출부로부터 유입되는 출력에 따라서 회전되는 캠축과, 상기 캠축의 회전에 의해서 상기 액추에이터를 작동시키는 밸브부와, 상기 캠축의 회전을 감지하는 전기적 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The single accident prevention system for a nuclear fuel handling facility equipped with a mechanical fall prevention device according to the present invention moves the nuclear fuel vertically while the wire rope drum connected to the primary output shaft of the drive motor rotates, and moves the nuclear fuel along the installed guide rails. In the nuclear fuel handling equipment for transporting horizontally, a mechanical breakdown that outputs the difference in the rotational speed of the drum brake interlocked with the wire rope drum, the secondary output shaft of the drive motor, and the wire rope drum at a revolution speed using a differential gear. A detection unit and a trigger unit for operating a drum brake interlocked with a wire rope drum when the output of the mechanical failure detection unit is equal to or greater than a set reference, wherein the trigger unit includes an actuator for operating the drum brake and an inflow from the mechanical failure detection unit. Camshaft rotated according to output , Characterized in that by rotation of the cam shaft and including a valve portion for operating the actuator, an electrical switch for detecting the camshaft rotation.

마지막으로, 상기 캠축은 일정 이상의 회전력이 작동되어야 회전되도록 스프링이 설치되는 것을 특징으로 한다.
Finally, the camshaft is characterized in that the spring is installed so as to rotate when a predetermined or more rotational force is operated.

본 발명에 따른 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템은 차동 기어를 이용하여 기계적으로 출력하는 기계식 파손 검출부의 출력으로부터 와이어 로프 드럼에 연동된 드럼 브레이크를 작동시키는 트리거 유니트를 이용하여 기계적인 설비를 이용하여 정전 사고시에도 정상적으로 작동될 수 있는 추락 방지 기능이 수행될 수 있는 장점이 있다.
The single accident prevention system for a nuclear fuel handling facility equipped with a mechanical fall arrest apparatus according to the present invention uses a trigger unit that operates a drum brake interlocked with a wire rope drum from an output of a mechanical breakage detection unit that outputs mechanically using a differential gear. Therefore, there is an advantage that the fall prevention function that can be normally operated even in the event of a power failure by using a mechanical facility.

도 1은 종래의 핵연료 이송 시스템을 도시하는 도면 대용 사진.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템을 도시하는 개념도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트리거 유니트를 도시하는 평면도.1 is a drawing substitute photograph showing a conventional fuel delivery system.
Figure 2 is a conceptual diagram showing a single accident prevention system for nuclear fuel handling equipment equipped with a mechanical fall prevention device according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing a trigger unit according to a preferred embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템을 도시하는 개념도이다.Figure 2 is a conceptual diagram showing a single accident prevention system for nuclear fuel handling equipment equipped with a mechanical fall prevention apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템는 구동 모터(1), 와이어 로프 드럼(6), 드럼 브레이크(7)), 기계식 파손 검출부(10), 트리거 유니트(11)를 포함하여 이루어진다.A single accident prevention system for a nuclear fuel handling facility equipped with a mechanical fall arrest apparatus according to the present invention includes a drive motor (1), a wire rope drum (6), a drum brake (7), a mechanical breakage detection unit (10), and a trigger unit (11). )

도 2에 도시된 구동 모터(1)는 핵연료 취급 호이스트 드라이브의 구성품으로 와이어 로프 드럼(6)을 구동시키는 1차 출력축(S1)과 기계식 파손 검출부(10)를 구동시키는 2차 출력축(S2)으로 출력을 내보내며, 상기 1차 및 2차 출력축(S1,S2)은 하나의 샤프트로 이루어진다.The drive motor 1 shown in FIG. 2 is a component of a nuclear fuel handling hoist drive, with a primary output shaft S1 for driving the wire rope drum 6 and a secondary output shaft S2 for driving the mechanical breakage detection unit 10. Output the output, the primary and secondary output shaft (S1, S2) consists of one shaft.

특히, 상기 와이어 로프 드럼(6)은 핵연료 호이스트 장치인 마스트 어셈블리(MAST ASSEMBLY) 인양 로프용 드럼이며, 구동 모터(1)와 와이어 로프 드럼(6) 사이에는 구동 모터의 출력 제동을 위하여 1차 출력축에 설치되는 모터 브레이크(2), 회전 방향을 바꾸어주기 위한 마이터 기어 박스(3), 와이어 로프 드럼에 기준 이상의 하중이 인가될 경우 구동 모터의 강제 구동을 제한하기 위한 기계식 토크 제한 장치(4), 감속기(5)가 차례로 설치된다.In particular, the wire rope drum (6) is a drum for the lifting assembly (MAST ASSEMBLY), a nuclear fuel hoist device, the primary output shaft for braking the output of the drive motor between the drive motor (1) and the wire rope drum (6) A motor brake (2) installed in the motor, a miter gear box (3) for changing the rotation direction, and a mechanical torque limiter (4) for limiting the forced driving of the drive motor when a load higher than a standard is applied to the wire rope drum. , Reducer 5 is installed one after another.

그리고, 드럼 브레이크(7)는 와이어 로프 드럼(6)에 직결되는 브레이크이며, 직접적으로 와이어 로프 드럼(6)의 회전을 제동하는 역할을 한다.The drum brake 7 is a brake directly connected to the wire rope drum 6, and serves to directly brake the rotation of the wire rope drum 6.

드럼 브레이크(7)의 작동을 컨트롤하는 것이 액추에이터(12:또는 액츄에이터)이며, 기계식 파손 검출부(10)는 상기 구동 모터(1)의 2차 출력축(S2)과, 와이어 로프 드럼(6)의 회전수 차이를 차동 기어를 이용하여 기계적으로 출력하고, 상기 트리거 유니트(11)는 상기 기계식 파손 검출부(10)의 출력으로부터 와이어 로프 드럼(6)에 연동된 드럼 브레이크(7)를 작동시키는 역할을 수행한다.It is the actuator 12 (or actuator) that controls the operation of the drum brake 7, and the mechanical breakage detection unit 10 rotates the secondary output shaft S2 of the drive motor 1 and the wire rope drum 6. The number difference is mechanically output by using a differential gear, and the trigger unit 11 serves to operate the drum brake 7 linked to the wire rope drum 6 from the output of the mechanical breakage detection unit 10. do.

그리고, 2차 출력축(S2)에도 기계식 파손 검출부(10)까지 회전 전달을 담당하고 강제적 기계 파손 상태 조건을 생성할 수 있는 클러치(8)와, 회전 방향을 바꾸어 줄 수 있는 마이터 기어 박스(9)가 차례로 설치된다.In addition, the clutch 8 which is responsible for the rotation transmission to the mechanical failure detection unit 10 and also generates a forced mechanical failure condition condition in the secondary output shaft S2, and the miter gear box 9 which can change the rotation direction ) Are installed one after the other.

특히, 기계식 파손 검출부(10)는 와이어 로프 드럼의 회전수와 구동 모터의 2차 출력축의 회전수를 기계적 장비인 차동 기어 장치를 이용하여 회전수의 차이를 출력으로 나타내는 장치이다. 일반적으로 자동차에 사용되는 차동 기어 장치 입력과 출력을 역으로 이용한 설비이다.In particular, the mechanical breakage detection unit 10 is a device that shows the difference between the rotational speed of the wire rope drum and the rotational speed of the secondary output shaft of the drive motor as an output using a differential gear device as a mechanical device. It is a facility that uses the input and output of the differential gear device that is commonly used in automobiles.

즉, 자동차에 이용되는 차동 기어 장치의 양측 바퀴에 해당되는 회전축이 본 발명에서는 구동 모터의 2차 출력축와 와이어 로프 드럼의 회전수에 해당하며, 주축의 회전이 기계식 파손 검출부의 출력으로 나타나게 된다.That is, in the present invention, the rotation shaft corresponding to both wheels of the differential gear device used in the automobile corresponds to the rotation speed of the secondary output shaft of the drive motor and the wire rope drum, and the rotation of the main shaft is represented as the output of the mechanical failure detector.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트리거 유니트를 도시하는 평면도이다.3 is a plan view showing a trigger unit according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 트리거 유니트(11)는 드럼 브레이크를 작동시키는 액추에이터(11a)와, 기계식 파손 검출부로부터 유입되는 출력에 따라서 회전되는 캠축(11b)과, 상기 캠축(11b)의 회전에 의해서 상기 액추에이터(11a)를 작동시키는 밸브부(11c)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the trigger unit 11 is operated by an actuator 11a for operating a drum brake, a camshaft 11b rotated according to an output flowing from a mechanical breakage detection unit, and a rotation of the camshaft 11b. And a valve portion 11c for operating the actuator 11a.

여기서, 상기 캠축(11b)은 기계식 파손 검출부로부터 회전이 직접적으로 전달되며, 구동 모터의 2차 출력축와 와이어 로프 드럼의 회전수가 일정 이상 차이가 나게 되면 캠축(11b)이 회전되어 밸브부(11c)를 통해서 액추에이터(11a)를 작동시켜서 드럼 브레이크를 작동시키게 된다.Here, the camshaft 11b is directly transmitted from the mechanical breakage detection unit, and when the rotational speed of the secondary output shaft of the drive motor and the wire rope drum differs by more than a predetermined time, the camshaft 11b is rotated to move the valve portion 11c. By operating the actuator (11a) through to operate the drum brake.

따라서, 구동 모터에서의 출력이 와이어 로프 드럼에 정상적으로 전달되지 않는 비상 상황에서 드럼 브레이크를 작동시켜서 이동중인 핵연료가 추락되지 않도록 하는 것이다.Therefore, the drum brake is operated in an emergency situation in which the output from the drive motor is not normally transmitted to the wire rope drum so that the moving fuel does not fall.

여기서, 상기 캠축(11b)의 회전을 감지하는 전기적 스위치(11d) 더 포함되거나, 상기 캠축(11b)은 일정 이상의 회전력이 작동되어야 회전되도록 스프링(11e)이 설치되는 것이 바람직하다.Here, the electrical switch 11d for detecting the rotation of the camshaft (11b) is further included, or the camshaft (11b) is preferably provided with a spring (11e) to rotate when a predetermined or more rotational force is operated.

상기 캠축(11b)의 일단에 편향된 위치에 와이어(11f)가 고정되고, 상기 와이어(11f)는 스프링(11e)을 통해서 탄성적으로 고정되어 캠축(11b)이 일정한 힘이상의 회전력으로 회전되어야만 캠축이 회전될 수 있는 초기 조건을 설정할 수 있게 된다.The wire 11f is fixed at a position biased to one end of the camshaft 11b, and the wire 11f is elastically fixed through the spring 11e so that the camshaft 11b should be rotated with a rotational force of a predetermined force or more. It is possible to set an initial condition that can be rotated.

이상과 같이 본 발명은 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템을 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
As described above, the present invention has as its main technical idea to provide a single accident prevention system for nuclear fuel handling equipment equipped with a mechanical fall prevention device, and the embodiment described above with reference to the drawings is only one embodiment. The true scope of the invention should be determined by the claims.

11: 트리거 유니트
11a: 액추에이터
11b: 캠축
11c: 밸브부
11d: 전기적 스위치
11e: 스프링
11f: 와이어11: trigger unit
11a: actuator
11b: camshaft
11c: valve portion
11d: electrical switch
11e: spring
11f: wire

Claims (4)

구동 모터의 1차 출력축에 연동된 와이어 로프 드럼이 회전되면서 핵연료를 수직으로 이동시키고, 착설된 가이드 레일을 따라서 핵연료를 수평으로 이송시키는 핵연료 취급 설비에 있어서,
상기 와이어 로프 드럼에 연동된 드럼 브레이크와;
상기 구동 모터의 2차 출력축과, 와이어 로프 드럼의 회전수 차이를 차동 기어를 이용하여 회전수로 출력하는 기계식 파손 검출부와;
상기 기계식 파손 검출부의 출력이 설정 기준 이상인 경우에 와이어 로프 드럼에 연동된 드럼 브레이크를 작동시키는 트리거 유니트;를 포함하되,
상기 트리거 유니트는,
드럼 브레이크를 작동시키는 액추에이터와, 상기 기계식 파손 검출부로부터 유입되는 출력에 따라서 회전되는 캠축과, 상기 캠축의 회전에 의해서 상기 액추에이터를 작동시키는 밸브부와, 상기 캠축의 회전을 감지하는 전기적 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템.
In the nuclear fuel handling equipment for moving the nuclear fuel vertically as the wire rope drum linked to the primary output shaft of the drive motor rotates, and transports the fuel horizontally along the installed guide rail,
A drum brake linked to the wire rope drum;
A mechanical breakage detection unit for outputting a difference in rotational speed between the secondary output shaft of the drive motor and the wire rope drum at a rotational speed using a differential gear;
And a trigger unit configured to operate a drum brake interlocked with a wire rope drum when the output of the mechanical damage detector is greater than or equal to a predetermined criterion.
The trigger unit,
An actuator for operating a drum brake, a camshaft rotated according to the output from the mechanical breakage detection unit, a valve unit for operating the actuator by rotation of the camshaft, and an electrical switch for detecting rotation of the camshaft. Single accident prevention system for nuclear fuel handling equipment equipped with a mechanical fall prevention device.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 캠축은,
일정 이상의 회전력이 작동되어야 회전되도록 스프링이 설치되는 것을 특징으로 하는 기계식 추락 방지 장치가 구비된 핵연료 취급 설비용 단일사고방지 시스템.
The method of claim 1,
The camshaft,
Single accident prevention system for a nuclear fuel handling equipment equipped with a mechanical fall prevention device, characterized in that the spring is installed so as to rotate when a predetermined rotational force is operated.
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