KR101330006B1 - 열 교환기의 워터 챔버 내에서의 작동을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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필리페. 장봉
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아레바 엔피
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Abstract

본 발명은 실질적인 반구형 형상의 벽(6), 및 그 상부 부분에서 복수의 수직 구멍(4)이 횡단하는 튜브 판(5)을 포함하는 열 교환기(1)의 워터 챔버(7) 내에서의 작동을 위한 장치(10)에 관한 것이다. 상기 장치는, 튜브 판(5)의 저면 상에의 부착을 위한 부재를 구비하면서 적어도 하나의 이동활차(15)를 지지하는 적어도 하나의 레일(11)을 포함하고, 상기 이동활차(15)는 상기 레일(11)을 따라 이동될 수 있으며, 진자 리프팅 수단(19) 및 로봇 암(20)이 설치되고, 로봇 암은 튜브 판(5)의 저면 상에 결합하기 위한 부재와, 튜브 판(5)에 대하여 부착 베이스(30)를 견인하기 위해 리프팅 수단(19)과 상호작용하는 구동 수단을 구비하는 부착 베이스(30)를 포함한다.
특히, 본 발명은 가압수형 원자로의 증기 발생기에 적용할 수 있다.
Figure R1020060137846
진입 해치, 워터 챔버, 튜브 판, 리프팅 수단, 툴 캐리어, 부착 베이스

Description

열 교환기의 워터 챔버 내에서의 작동을 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR OPERATING IN A WATER CHAMBER OF A HEAT EXCHANGER}
도 1은 본 발명에 따른 장치에 의해 작업이 수행되는 워터 챔버를 포함하는 증기 발생기의 하부 부분의 부분적인 파단 개략 사시도.
도 2는 작업 장치의 로봇 암을 삽입하기 위한 경사로의 개략 사시도.
도 3은 로봇 암을 지지 및 이동시키기 위한 이동활차 및 레일의 개략 사시도.
도 4는 도 3의 이동활차 및 레일의 개략 단면도.
도 5는 튜브 판에 대한 로봇 암의 부착을 위한 베이스의 개략 사시도.
도 6은 로봇 암을 위한 툴 캐리어의 일 예의 개략 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 작업 장치가 설치된 증기 발생기 워터 챔버의 부분 개략 사시도.
본 발명은 워터 챔버 내에서의 열교환기, 특히 가압수형 원자로의 증기 발생기의 작동을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
가압수형 원자로는 원자로의 가압 냉각수가 순환하는 1차 계통을 포함하며, 상기 1차 계통은 일반적으로 그 각각에 증기 발생기가 위치하는 몇 가지 순환계통(loop)들을 포함하고, 상기 증기 발생기는 원자로의 가압 냉각수와 급수(feedwater) 사이의 열 교환에 의해 급수의 가열 및 증기발생을 제공하여, 그 결과 발전소의 터빈으로 보내지는 증기를 생성한다. 가압수형 원자로의 증기 발생기는 열교환 튜브 다발(bundle)이 그 축이 수직인 상태로 내부에 배치되어 있는 일반적으로 원통형 형상의 배럴(barrel) 및 상기 다발들을 수납하는 상기 배럴 아래에서 상기 증기 발생기의 하부 부분을 구성하는 실질적으로 반구형 형상의 워터 챔버를 포함한다.
수평방향으로 배치되고 및 수직 방향으로 구멍에 의해 횡단되며(traversed), 정렬된 상태로 배치되는 매우 두꺼운 튜브 판이, 증기 발생기의 상부 부분과 워터 챔버 사이를 분리시킨다. 증기 발생기 다발의 상기 튜브들은 튜브 판의 구멍 내의 그 단부 부분을 경유하여 밀봉식으로 결합 및 부착되어 있다. 워터 챔버는 한편으로는 증기 발생기 배럴의 하부 부분을 형성하는 반구형 벽에 의해 한정되고, 다른 한편으로는 다발의 튜브를 통과시키고, 부착하는 구멍이 형성되어 있는 튜브 판의 하부 수평면에 의해 한정된다.
다발의 튜브 각각은 그 상부 부분에서 굴곡되고, 두 개의 직선형 분기부를 가지며, 이 분기부의 단부는 튜브 판을 횡단하는 구멍 내에서, 다발의 튜브 각각의 내부로 공급되도록 격실 중 하나의 내측의 워터 챔버에 원자로 냉각수가 진입하도록 주회로의 덕트에 배관에 의해 각각 연결되어 있는 두 개의 격실로 워터 챔버를 분리하는 격판의 각 측부와 결합된다.
다발의 튜브 내측에서 순환하는 가압된 냉각수는 이 워터 챔버의 제2 격실에 연결된 주회로의 덕트에 의해 수집되도록 워터 챔버의 제2 격실 내에서 회수된다.
워터 챔버에 접근할 수 있게 하기 위해서, 이 워터 챔버의 반구형 배럴은 워터 챔버의 하나의 격실을 한정하는 반구형 배럴의 두 부분 각각에서 진입 패치 또는 맨홀에 의해 횡단된다.
원자로의 동작 동안, 튜브 판, 격판 및 증기 발생기 다발의 열 교환 튜브의 벽은 기계적 및 열적 응력을 받는다. 튜브 판과 격판 사이의 용접 영역에도 동일한 바가 적용된다.
특정 동작 시각 이후, 이들 응력은 균열의 출현 또는 균열의 시작을 유발하며, 이는 급수가 삽입되는 증기 발생기 배럴의 내부 체적내의 가압된 냉각수의 임의의 누설을 방지하기 위해, 그리고, 이들이 균열이 확장하는 경우 가압된 배럴의 완전성을 손상시키지 않도록 검출되어야만 한다.
따라서, 예로서, 원자로 탱크에 연료 집합체를 재장전하기 위한 핵 발전소의 계획된 운전정지 동안, 주기적으로 튜브 판과 격판 사이의 연결 영역 및 증기 발생기 튜브의 검사를 수행할 필요가 있다.
균열 또는 균열의 시작이 검출되는 경우, 증기 발생기가 동작에 복귀할 때, 압력 용기의 완전성을 훼손시키거나 누설의 위험을 방지하기 위한 작업이 수행되어 야만 한다.
검사 및 작업은 증기 발생기의 워터 챔버 내측에서 작업하는 작업자에 의해 수행되어야만 한다.
이 기술은 코어의 연료 집합체와 접촉하는 원자로 냉각수에 의해 워터 챔버 내부에 발생하는 활성화된 재료의 퇴적물을 포함하는 매우 방사능이 강한 영역에서 작업자가 작업해야한다는 단점이 있다. 이 때문에, 각 작업자가 매우 짧은 시간 동안 증기 발생기의 워터 챔버 내측에 존재하는 상태로, 극도로 신속하게 작업을 수행하는 경우에도, 작업자가 받는 피폭선량(dose)이 현저할 수 있다.
따라서, 그들이 받는 피폭선량을 제한하기 위해 많은 수의 작업자가 작업을 수행하여야할 필요가 있다.
작업자가 워터 챔버에 들어가야 하는 필요성과 연계된 단점을 방지하기 위해, 검사 작업을 수행하기 위해, 워터 챔버 외측으로부터 원격 제어되는 장치를 사용하고, 예로서, 임의의 작업을 위해, 또는 균열의 시작 또는 균열의 제거를 위해, 다양한 작업을 수행하는 것이 알려진 관례이다.
이들 원격 작업 장치는 작업자가 증기 발생기의 워터 챔버 내에 있어야하는 시간을 감소시킬 수 있거나, 심지어, 작업자가 워터 챔버 내에서 작업하여야할 필요성을 제거할 수 있다.
따라서, 진입 해치를 통해 워터 챔버 내에 삽입되고, 이 해치 부근에서 워터 챔버의 벽에 부착되는 결합부를 포함하는 인간형의 로봇 암이 알려져 있다.
또한, 튜브 판의 하부면 아래에 장치를 결합하기 위한 판과, 판에 대해 수직 인 축, 즉, 동작 동안 튜브 판에 수직인 수직축 둘레에서 결합판 상에서 회전하도록 장착된 터릿을 포함하는 증기 발생기의 워터 챔버 내에서의 작업을 위한 장치가 알려져 있다.
또한, 이 장치는 하나 또는 두 개의 환형 영역을 가로질러 쓸고 지나가도록 터릿의 축 둘레에서 회전할 수 있도록 터릿에 회전식으로 견고히 부착된 하나 또는 두 개의 텔레스코픽 암을 포함한다.
현재까지 사용되는 작업 장치는 일반적으로 말하면, 매우 부피가 크고, 그 구조가 극도로 복잡하며, 특히, 이들을 증기 발생기의 워터 챔버 내에 삽입 및 배치하기 위해 길고 어려운 작업을 필요로 한다.
부가적으로, 이들 장치는 일반적으로, 특정 작업을 위해 설계되어 있으며, 특히, 기계가공 작업 동안의 현저한 힘을 견디도록 의도되어 있지 않다.
또한, 작업의 초기 단계에서, 워터 챔버 내측에 장치를 배치하는 것은 복잡한 작업이며, 워터 챔버 내측에 적어도 한 명의 작업자가 존재할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 단점을 피하는 열 교환기의 워터 챔버 내에서의 작업을 위한 장치 및 방법을 제안하는 것이다.
따라서, 본 발명의 주제는 적어도 하나의 진입 해치를 포함하는 실질적 반구형 형상의 벽을 포함하고, 복수의 수직 구멍이 횡단하는 튜브 판에 의해 그 상부 부분에서 한정되어 있는 열 교환기의 워터 챔버 내에서의 작업을 위한 장치이며, 이는
- 튜브 판의 저면에 부착하기 위한 부재를 구비하고, 적어도 하나의 이동활차를 지지하는 적어도 하나의 레일로서, 이동활차는 상기 레일을 따라 이동할 수 있고, 이동활차에는 진자 리프팅 수단이 설치되는 레일과,
- 한편으로는 상기 레일의 각 측부에서 튜브 판의 저면 상에 결합하기 위한 부재를 구비하고, 다른 한편으로는 튜브 판에 대하여 부착 수단을 견인하도록 리프팅 수단과 상호작용하는 구동 수단을 구비하는 부착 베이스를 포함하는 로봇 암을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면,
- 상기 적어도 하나의 레일은 제1 레일의 연장부에 배치된 적어도 하나의 제2 레일과, 레일을 따라 이동될 수 있는 하나의 제2 이동활차를 포함하고, 상기 장치는 한편으로는 상기 레일의 각 측부에서 튜브 판의 저면 상에 결합하기 위한 부재를 구비하고, 다른 한편으로, 튜브 판에 대하여 부착 베이스를 견인하기 위해 리프팅 수단과 상호작용하는 구동 수단을 구비하는 부착 베이스를 포함하는 툴 캐리어를 포함하고,
- 상기 적어도 하나의 레일의 상기 부착 부재는 튜브 판의 수직 구멍 내로 삽입되도록 각각 의도된 적어도 두 개의 유지 클램프에 의해 형성되고,
- 상기 장치는 진입 해치의 외주 상에서의 부착을 위한 요소를 포함하는 로봇 암을 삽입하기 위한 가동성 경사로와, 그 부착 베이스가 진입 해치에 대면하여 배치되면서 상기 경사로 상에서 이동될 수 있는 로봇 암을 지지하기 위한 판을 포 함하고,
- 툴 캐리어 및 로봇 암의 부착 베이스는 두 대향 측부상에 레일을 배치하기 위한 리세스와 구동 수단의 중앙 하우징을 포함하는 실질적 평행육면체 형상의 베어링 판에 의해 형성되고,
- 베어링 판은 그 측부 중 하나의 적어도 하나의 리세스에서, 두 개의 인덱싱 포스트를 포함하고, 인덱싱 포스트 각각은 튜브 판의 수직 구멍에 대응하는 기초판의 구멍 내로 삽입되고,
- 베어링 판의 결합 부재는 튜브 판의 수직 구멍 내로 각각 삽입되는 적어도 두 개의 유압 유지 클램프를 포함하고,
- 베어링 판의 결합 부재는 튜브 판의 수직 구멍 내로 각각 삽입되는 네 개의 유압 유지 클램프를 포함하고, 상기 클램프 각각은 베어링 판의 코너 상에 배치되고,
- 진자 리프팅 수단은 체인 또는 케이블에 의해 형성되며,
- 구동 수단은 리프팅 수단과 결합하기 위한 부재를 구비하면서, 감속 기어에 의해 회전되는 휠에 의해 형성되고,
- 휠은 기어 휠이다.
본 발명의 다른 주제는 적어도 하나의 해치를 포함하는 실질적인 반구형 형상의 벽을 포함하고, 복수의 수직 구멍이 횡단하는 튜브 판에 의해 그 상부 부분에서 한정되는 열 교환기의 워터 챔버 내에서 작업하는 방법이며, 이는
- 레일을 따라 이동할 수 있으면서 진자 리프팅 수단이 설치되어 있는 적어 도 하나의 이동활차를 지지하는 적어도 하나의 레일이 진입 해치를 통해 워터 챔버내로 삽입되고,
- 상기 레일이 튜브 판의 저면 상에 부착되며,
- 한편으로는 상기 레일의 각 측부 및 튜브 판의 저면 상에 결합하기 위한 부재를 구비하고, 다른 한편으로는 리프팅 수단과 상호작용하는 구동 수단을 구비하는 부착 베이스를 포함하는 로봇 암이 워터 챔버 외측에 배치되고,
- 로봇 암의 부착 베이스가 진입 해치에 대면하여 배치되며,
- 로봇 암이 구동 수단과 상호작용하는 리프팅 수단에 의해 워터 챔버 내측에서 권상되고,
- 로봇 암의 부착 베이스가 수직 구멍 내에 결합하기 위해 부재에 의해 튜브 판의 저면상의 결정된 위치에 부착되고,
- 로봇 암은 이 워터 챔버 내측에서 다양한 작업을 수행하기 위해 워터 챔버 외측으로부터 원격 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면,
- 한편으로는 리프팅 수단과 상호작용하는 구동 수단의 작용에 의해, 그리고, 다른 한편으로는, 이동활차에 의해, 로봇 암은 워터 챔버 내측에서 새로운 일련의 작업을 수행하기 위해, 새로운 사전결정된 위치로 이동되고,
- 로봇 암의 부착 베이스가 튜브 판의 저면 상에 부착된 이후,
- 리프팅 수단과 상호작용하는 구동 수단 및 상기 레일의 각 측부에서 튜브 판의 저면 상에 결합하기 위한 부재를 구비하는 툴 캐리어의 부착 베이스를 진입 해치에 대면하여 배치하고,
- 툴 캐리어가 구동 수단과 상호작용하는 리프팅 수단에 의해 워터 챔버 내측에서 권상되고,
- 결정된 위치에서, 부재를 수직 구멍내에 결합함으로써, 튜브 판의 저면 상에 툴 캐리어의 부착 베이스가 부착되고,
- 로봇 암은 한편으로는 이 워터 챔버 내측에서의 다양한 작업을 수행하고, 다른 한편으로는 로봇 암의 단부가 툴 캐리어상에 대기하는 툴과 상호작용하게 함으로써, 작업을 완료하기 위해 필요한 툴 변경을 수행하도록 워터 챔버 외측으로부터 원격 제어된다.
첨부 도면을 참조로 이루어지는, 예로서 주어진 하기의 설명을 읽을 때, 본 발명을 보다 양호하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 예로서, 총체적으로 참조 번호 1로 표시되어 있는 핵 발전소의 증기 발생기와 같은 열 교환기의 하부 부분을 도시한다. 이 증기 발생기(1)는 내부에 튜브(3)의 세트로 구성된 열 교환기 다발이 배치되는 실질적인 원통형 형상의 외부 배럴(2)을 포함한다.
증기 발생기 열 교환기 튜브(3)의 다발 각각은 종래의 방식으로, U 형상을 가지며, 굴곡된 상부 부분과 두 개의 직선형 분기부를 가지며, 그 저면 단부는 증기 발생기(1)의 워터 챔버(7)를 형성하는 실질적인 반구형 벽(6)에 의해 한정되는 하부 부분으로부터 튜브(3)의 다발을 수납하는 증기 발생기(1)의 상부 부분을 분리시키는 튜브 판(5)의 수직 구멍(4)에 결합 및 부착되어 있다.
이 워터 챔버(7)는 그 상부 부분에서 튜브 판(5)의 저면에 의해 한정된다.
워터 챔버(7)는 대칭 평면을 형성하는 튜브 판(5)의 직경 평면내에 배치된 수직 격벽(8)에 의해 두 개의 격실로 분리되며, 그 각 측부에는 증기 발생기(1)의 튜브(3)의 다발 각각의 직선형 분기부의 단부가 부착된다.
격벽(8)은 워터 챔버(7)를 제1 및 제2 격실로 분할하며, 제1 및 제2 격실은 각각 격벽(8)에 의해 분리된 입구 격실과 출구 격실 사이에서 튜브(3) 내측을 순환하는 가압수형 원자로의 냉각수의 도시되지 않은 입구 덕트 및 출구 덕트에 연결된다. 이 격벽(8)은 격벽(8)과 튜브 판(5) 사이의 전체 접촉 길이를 따라 연장하는 연속적 용접 봉합선에 의해 튜브 판(5)의 저면에 부착된 격판을 형성한다.
도 1의 단면 평면은 격벽(8)에 평행한 평면이며, 그래서, 워터 챔버의 두 격실 중 단 하나만이 도 1에 나타나 있다.
워터 챔버(7)의 벽(6)은 예로서, 검사, 수리, 정비 또는 기계가공 작업을 수행하기 위해, 이 워터 챔버(7)의 격실의 내측에 접근할 수 있게 하는 입구 해치(9) 또는 맨홀이 횡단하고 있다.
구체적으로, 진입 해치(9)(도 1)는 예로서, 검사, 수리, 기계가공 또는 정비 같은 모든 작업을 수행하기 위해 사용될 수 있는 본 발명에 따른, 총체적으로 참조 번호 10으로 표시되어 있는 작업 장치를 특히, 증기 발생기의 워터 챔버(7)내로 삽입하기 위해 사용될 수 있다.
작업 장치(10)는 워터 챔버(7) 내측에 작업 부재를 삽입할 수 있게 하고, 이들 작업 부재를 상기 워터 챔버(7) 내측에서 이동시킬 수 있게 하는 다수의 독립적 요소로 구성되어 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 작업 장치는 튜브 판(5) 아래에 부착하기 위한 부재를 구비하는 적어도 하나의 레일(11)을 포함한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 레일(11)은 튜브 판(5)의 저면에 적용되도록 의도된 기초판(12)과, 활주로(runway)(13)로 형성되어 있으며, 활주로는 기초판(12)에 의해 지지되고, 그 위에서 적어도 하나의 이동활차(trolley)(15)가 이동한다. 활주로(13)는 레일(11)의 기초판(12)의 전체 길이를 따라 연장하며, 그 길이방향 에지상에서, 활주로(13)의 길이방향 에지와 정합하는 형상으로 이루어진, 그리고, 이동활차(15)에 의해 운반되는 활주 롤러(16)와 상호작용하도록 의도된 V-형 종단면을 갖는다.
도 2 및 도 3에 도시된 예시적 실시예에서, 롤러(16)는 각각 이중 휠의 형상을 갖는다.
레일(11)은 진입 해치(9)를 통해 워터 챔버(7) 내로의 삽입을 보다 용이하게 하기 위해, 두 부분의 레일로 형성되고, 각 레일(11)은 튜브 판(5) 아래에 부착하기 위한 부재를 포함한다.
이들 부착 부재는 임시 유지 클램프(17)와 도 2에 도시된 바와 같이 레일(11)의 기초판(12)의 전체 길이를 따라 분포된 세 개의 유지 클램프(18)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 임시 유지 클램프(17)는 이동활차(15)를 레일(11)상에 로킹하는 것을 가능하게 하며, 이 임시 유지 클램프(17) 및 유지 클램프(18)는 종래의 유형으로 이루어지고, 수직 구멍(4)의 내경 보다 매우 미소하게 작은 공칭 외경을 각각 가지면서 반경방향으로 팽창할 수 있는 관형 케이싱을 각각 포함한다. 임시 유지 클램프(17)의 관형 케이싱의 팽창은 수동으로 제어되는 것이 바람직하며, 유지 클램프(18)의 것은 적절한 공지된 유형의 작업 부재에 의해 워터 챔버(7) 외측으로부터 조작할 수 있다.
임시 유지 클램프(17)는 레일(11)이 유지 클램프(18)에 의해 결합되어 있는 동안, 튜브 판(5)의 저면 상에 레일(11)을 유지할 수 있게 한다.
레일(11)은 후술될 바와 같이, 두 개의 다른 요소를 지지하여 이동시키기 위해 다수의 이동활차(15)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이동활차 또는 이동활차들(15)은 체인 또는 케이블로, 또는 공지된 유형의 임의의 다른 적절한 부재로 형성되는 진자 리프팅 수단(19)이 설치되어 있다.
또한, 작업 장치는 전체적으로 참조 번호 20으로 지지된 로봇 암을 포함한다. 산업적 유형의 이 로봇 암(20)은 자유 단부(22)가 공간내에서 약 360°를 커버하면서 이동할 수 있게 하도록 서로 관절연결된 다수의 암 요소(21)를 포함한다. 로봇 암(20)의 자유 단부(22)는 워터 챔버(7) 내에서 작업하는 툴을 부착하기 위한 수단 또는 수행되는 작업에 적합한 관찰 또는 검사 부재를 구비한다.
로봇 암(20)은 튜브 판(5) 아래에 부착하기 위해 베이스(30)를 포함하며, 도 5에 도시된 바와 같이, 이 부착 베이스(30)는 실질적인 평행육면체 형상의 베어링 판(31)으로 형성되어 있다. 튜브 판(5) 아래에 부착하기 위한 베이스(30)의 베어링 판(31)은 중앙 하우징(32)을 포함하고, 중앙 하우징 내에는 상기 튜브 판에 대하여 베이스(30)를 견인하도록 리프팅 수단(19)과 상호작용하는 구동 수단(33)이 배치되어 있다. 구동 수단(33)은 박스(34) 내에 배치된, 도시되지 않은 휠에 의해 형성되어 있으며, 이 휠은 도시되지 않은 토크 제한기에 의해 보호되는 감속 기어(36)에 의해 회전되는 샤프트(35)에 의해 지지되어 있다. 이 휠에는 리프팅 수단(19)과의 결합을 위한 부재가 설치되어 있으며, 이 리프팅 수단(19)이 체인으로 형성되는 경우, 휠은 기어 휠이다. 이러한 목적을 위해, 박스(34)는 체인(19)이 진입하기 위한 개구(34a)와, 이 체인(19)이 빠져나오기 위한 출구 개구(34b)를 포함한다.
또한, 베어링 판(31)은 그 대향 측부들 중 두 개 상에서, 레일(11)을 배치하기 위한 리세스(37)를 포함한다. 리세스들(37) 중 적어도 하나에는 두 개의 인덱싱 포스트(38)가 설치된다. 이 인덱싱 포스트(38)는 공지된 유형으로 이루어지며, 활주로(13)의 각 측부에서 그들이 기초판(12)의 저면 상에 압력을 가할 수 있게 하는 도시되지 않은 스프링을 각각 포함하며, 기초판(12)은 튜브 판(5)의 수직 구멍(4)에 대응하는 구멍(12a)을 갖는다. 베어링 판(31)은 또한, 공지된 유형으로 이루어진, 적어도 두 개의 유압 유지 클램프(40)를 포함하며, 이들 각각은 필요시, 튜브 판(5)의 수직 구멍(4)내로 들어가도록 의도되어 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 베어링 판(31)은 이 베어링 판(31)의 코너에 각각 배치되어 있는 네 개의 유압 유지 클램프(40)를 구비하고 있다. 이들 유압 유지 클램프(40)는 공지된 유형으로 이루어지며, 각각이 워터 챔버(7) 내측에서 튜브 판(5) 아래에 베이스(30) 및 로봇 암을 유지하기 위해 수직 구멍(4) 내측에 부착되도록 반경방향으로 팽창가능한 관형 케이싱을 각각 포함한다.
로봇 암(20)을 워터 챔버(7)내로 삽입하는 것을 보다 용이하게 하기 위해, 장치는 이 로봇 암(20)을 지지하여 삽입하기 위한 경사로(50)(도 1 및 도 4)를 포함한다. 이 경사로(50)는 이동가능하며, 진입 해치(9)의 외주에 부착하기 위한 요소(51)를 구비하고, 그 베이스(30)가 진입 해치(9)에 대면하여 배치되어 있는 로봇 암(20)을 지지하기 제2 이동활차로 형성된 판(52)을 포함한다. 이 제2 이동활차(52)는 경사로(50) 상에서 이동될 수 있다.
또한, 상기 장치는 적어도 하나의 제2 이동활차를 포함하며, 이는 레일(11) 상에서 이동될 수 있고, 이동활차(15)와 동일하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 장치는 또한, 로봇 암(20)의 부착 베이스(30)와 동일한 부착 베이스(30)를 포함하는 툴 캐리어(60)를 포함한다. 이 부착 베이스는 두 개의 인덱싱 포스트(38)와, 레일(11)의 각 측부에서 튜브 판(5) 아래에 결합하기 위한 부재와, 튜브 판(5)에 대하여 툴 캐리어(60)의 부착 베이스(30)를 견 입하기 위해 리프팅 수단(19)을 구비하는 구동 수단(33)을 구비한다. 종래의 방식에서, 툴 캐리어(60)는 로봇 암에 의해 수행되는 작업에 적합한 툴(61)을 수용하도록 각각 의도된 슬롯을 포함한다. 이 툴은 예로서, 검사하기 위한 부재 또는 관찰하기 위한 부재 또는 워터 챔버(7) 내측 부분을 기계가공하기 위한 부재일 수 있다.
작업 장치(10)는 하기 방식으로 워터 챔버(7) 내측에 배치된다.
무엇보다도, 이 워터 챔버(7)내에 위치한 작업자는 진입 해치(9)를 통해, 레일(11)을 수용하며, 이 레일 위에는 이동활차(15)가 임시 유지 클램프(17)의 도움으로 로킹되어 있다. 작업자는 이 임시 유지 클램프(17)의 도움으로 튜브 판(5)의 하부면에 이 레일(11)을 유지하고, 동시에, 레일(11)의 각 단부의 유지 클램프(18)를 수직 구멍(4)내로 결정된 토크로 나사결합한다. 그후, 작업자는 임시 유지 클램프(17)를 제거하여, 이동활차(15)를 릴리즈하고, 레일(11)의 실질적으로 중심에 배치된 유지 클램프(18)를 로킹한다. 그후, 작업자는 이 레일(11)이 연속적 활주로를 형성하도록 제2 레일에 대해서도 동일한 작업을 수행한다. 따라서, 레일(11)과 제2 레일은 두 개의 이동활차를 포함하고, 그 각각으로부터 체인(19)이 워터 챔버(7) 내측에 매달려지게 된다.
그후, 작업자는 워터 챔버 외측에서 부착 요소(51)를 이용하여 진입 해치(9)의 외부 에지에 경사로(50)를 클램핑한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 경사로(50)의 이동활차(52)는 로봇 암(20)을 지지하며, 이 로봇 암의 부착 베이스(30)는 진입 해치(9)에 대면하여 배치된다.
작업자는 체인(19)의 자유 단부를 로봇 암(20)의 베이스(30)에 의해 지지되어 있는 구동 수단(33)의 개구(34a) 내로 삽입하고, 이 체인(19)을 이 구동 수단(33)의 기어 휠과 결합한다. 체인의 단부는 출구 개구(34b)를 통해 밖으로 나온다. 구동 수단(33)의 기어 휠은 감속 기어(36)에 의해 구동된다.
이동활차(52)는 워터 챔버(7) 내측으로 로봇 암(20)의 제1 관절 부분까지를 삽입하기 위하여 도시하지 않은 윈치의 도움으로 경사로(50)상에서 이동한다. 그후, 로봇 암(20)은 이를 워터 챔버(7)내에 삽입하는 것을 용이하게 하기 위해 접혀지게 된다. 이동활차(15)는 레일(11)의 활주로(13)상에서 자유롭게 병진이동할 수 있으며, 이 이동활차(15)는 로봇 암의 샤프트와 동일한 레벨이 되고, 상기 워터 챔버(7) 내측에서, 로봇 암(20)은 워터 챔버(7)의 벽에 접촉하는 것을 방지하기 위해 접혀지고, 그리고 부착 베이스(30)의 상면이 튜브 판(5)에 평행하게 하도록 평형점을 발견하도록 적소에 위치된다.
그 후, 로봇 암(20)은 측방향 배치를 달성하기 위해, 활주로(13)의 각 측부를 기초판(12)의 저면에 대하여 두 개의 스프링 인덱스 포스트(38)가 가압할 때까지 구동 수단(33)의 기어 휠과 체인(19)에 의해 상승된다. 로봇 암(20)은 인덱싱 포스트(38)가 기초판(12)의 구멍(12a)에 배치되도록 작업자에 의해 워터 챔버(7) 외측으로부터 폴 의해 레일(11)상에서 이동된다. 로봇 암은 다시 구동 수단(33)의 기어 휠과 체인(19)에 의해 권상되며, 그래서, 부착 베이스(30)의 판(31)의 베어링면이 튜브 판(5)의 저면과 접촉한다. 유압 유지 클램프(40)는 각각, 인덱싱 포스트(38)와 같이, 이 튜브 판(5)의 수직 구멍(4)내에 자체적으로 배치되게 된다. 부착 베이스(30)의 정확한 평탄화는 도시되지 않은 두 개의 이동 센서에 의해 제어된다. 이 부착 베이스(30)가 튜브 판(5)의 저면에 대하여 평탄하게 가압될 때, 로봇 암(20)은 유압 유지 클램프(40)에 의해 상기 튜브 판(5)에 로킹된다.
따라서, 로봇 암(20)은 튜브 판(5) 아래의 사전결정된 위치에 부착된다.
작업자는 그 부착 베이스(30)에 의해, 튜브 판(5) 아래에 툴 캐리어(60)를 또한 부착하기 위해 동일한 작업을 수행한다.
작업자는 예로서, 검사, 관찰 또는 기타 기계가공 작업과 같은 툴 캐리어(60)에 의해 운반되는 툴(61)을 사용하여 다양한 작업을 수행하도록, 워터 챔버(7) 외측으로부터 로봇 암(20)을 원격 제어한다.
로봇 암(20)이 워터 챔버(7)의 결정된 영역에서 이들 작업을 수행하고 나면, 로봇 암(20)은 튜브 판(5)으로부터 분리되고, 구동 수단(33)의 기어 휠과 상호작용하는 체인(19)에 의해 하강되며, 워터 챔버(7) 내측에서 새로운 일련의 작업을 수행하기 위해, 이동활차(15)에 의해, 새로운 사전결정된 위치로 이동된다.
이들 작업은 증기 발생기의 워터 챔버 내측에 언제든지 작업자가 존재할 필요 없이 수행될 수 있다.
구체적으로, 워터 챔버 내측에 로봇 암 및 툴 캐리어를 삽입, 배치 및 부착하는 것은 전체적으로, 이 워터 챔버 외측에서 수행할 수 있다.
본 발명은 적어도 하나의 진입 해치를 포함하는 실질적 반구형 형상의 벽을 포함하고, 복수의 수직 구멍이 횡단하는 튜브 판에 의해 그 상부 부분에서 한정되어 있는 열 교환기의 워터 챔버 내에서의 작업을 위한 장치 및 방법을 제안하여, 기존의 원격작업장치들의 단점 즉, 부피가 크고, 그 구조가 극도로 복잡하며, 특히, 이들을 증기 발생기의 워터 챔버 내에 삽입 및 배치하기 위해 길고 어려운 작업을 필요하며, 기계가공 작업 동안의 현저한 힘을 견디도록 의도되어 있지 않은 문제점들을 극복한다.

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 진입 해치(hatch)(9)를 포함하는 실질적 반구형 형상의 벽(6)을 포함하고, 복수의 수직 구멍(4)이 횡단하는 튜브 판(5)에 의해 그 상부 부분에서 한정되는 열 교환기(1)의 워터 챔버(7) 내에서 작동하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는:
    - 상기 튜브 판(5)의 저면에 부착하기 위해 그리고 상기 저면으로부터 레일(11)을 유지하기 위해 구성된 부착 부재들을 구비하는 적어도 하나의 레일(11)로서, 상기 레일(11)은 상기 레일(11)을 따라 이동될 수 있으면서 진자 리프팅 수단(19)이 설치된 적어도 하나의 이동활차(torlley)(15)를 지지하도록 구성된, 적어도 하나의 레일(11), 및
    - 부착 베이스(30)를 구비하는 로봇 암(20)으로서, 상기 부착 베이스(30)는 상기 튜브 판(5)의 저면에 상기 레일(11)의 양면을 결합하기 위한 부재들을 구비하고, 상기 튜브 판(5)에 대항하여 상기 부착 베이스(30)를 견인하기 위해 상기 진자 리프팅 수단(19)과 상호작용하는 구동 수단(33)을 구비하는, 로봇 암(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 레일(11)은 상기 레일의 연장부에 배치된 적어도 하나의 제2 레일과, 상기 레일(11)을 따라 이동될 수 있는 하나의 이동활차(15)를 포함하며,
    상기 장치는 부착 베이스(30)를 구비하는 툴 캐리어(60)를 포함하고, 상기 부착 베이스(30)는 상기 레일(11)의 양면을 상기 튜브 판(5)의 저면에 결합하기 위한 부재들을 구비하고, 상기 튜브 판(5)에 대항하여 상기 부착 베이스(30)를 견인하기 위해 상기 진자 리프팅 수단(19)과 상호작용하는 구동 수단(33)을 구비하는, 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 레일(11)의 상기 부착하기 위한 부재들은 상기 튜브 판(5)의 수직 구멍(4) 내로 삽입되도록 각각 의도된 적어도 두 개의 유지 클램프(18)로 형성되는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 로봇 암(20)을 삽입하기 위한 가동성 경사로(50)를 포함하고, 상기 경사로(50)는 상기 진입 해치(9)의 외주 상에 부착하기 위한 요소(51)와, 상기 부착 베이스(30)가 상기 진입 해치(9)에 대면하여 배치되어 상기 경사로(50) 상에서 이동될 수 있는 상기 로봇 암(20)을 지지하기 위한 판(52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 툴 캐리어(60) 및 상기 로봇 암(20)의 상기 부착 베이스(30)는 상기 구동 수단(33)의 중앙 하우징(32)과 두 대향 측부상에 상기 레일(11)을 배치하기 위한 리세스(37)를 포함하는 실질적 평행육면체 형상의 베어링 판(31)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 베어링 판(31)은 그 측부들 중 하나에 있는 적어도 하나의 리세스(37)에서, 그 각각이 상기 튜브 판(5)의 수직 구멍(4)에 대응하는 기초판(12)의 구멍 내로 삽입되는 두 개의 인덱싱 포스트(38)를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 베어링 판(31)의 상기 결합하기 위한 부재는 상기 튜브 판(5)의 수직 구멍(4) 내로 각각 삽입되는 적어도 두 개의 유압 유지 클램프(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 베어링 판(31)의 상기 결합하기 위한 부재는 상기 튜브 판(5)의 수직 구멍(4) 내로 각각 삽입되는 네 개의 유압 유지 클램프(40)를 포함하고, 상기 유압 유지 클램프(40) 각각은 상기 베어링 판(31)의 코너 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 진자 리프팅 수단(19)은 체인 또는 케이블로 형성되는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구동 수단(33)은 감속 기어(36)에 의해 회전되는 휠로 형성되고, 상기 진자 리프팅 수단(19)과 결합하기 위한 부재들을 구비하는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 휠은 기어 휠인 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서 작동하기 위한 장치.
  12. 적어도 하나의 진입 해치(9)를 포함하는 실질적 반구형 형상의 벽(6)을 포함하고, 복수의 수직 구멍(4)이 횡단하는 튜브 판(5)에 의해 그 상부 부분에서 한정되는 열 교환기(1)의 워터 챔버(7) 내에서 작동하기 위한 방법에 있어서,
    - 레일(11)을 따라 이동될 수 있으면서 진자 리프팅 수단(19)이 설치되어 있는 적어도 하나의 이동활차(15)를 지지하는 적어도 하나의 레일(11)이 상기 진입 해치(9)를 통해 상기 워터 챔버(7) 내로 삽입되고,
    - 상기 레일(11)이 상기 튜브 판(5)의 저면에 부착되어 유지되며,
    - 상기 튜브 판(5)의 저면에 상기 레일(11)의 양면을 결합하기 위한 부재들을 구비하고, 상기 진자 리프팅 수단(19)과 상호작용하는 구동 수단(33)을 구비하는 부착 베이스(30)를 포함하는 로봇 암(20)이 상기 워터 챔버(7) 외측에 배치되고,
    - 상기 로봇 암(20)의 부착 베이스(30)가 상기 진입 해치(9)에 대면하여 배치되며,
    - 상기 로봇 암이 상기 구동 수단(33)과 상호작용하는 상기 진자 리프팅 수단(19)에 의해 상기 워터 챔버(7) 내측에서 권상되고,
    - 상기 로봇 암(20)의 부착 베이스(30)은 상기 수직 구멍(4) 내에 상기 결합하기 위한 부재에 의해 상기 튜브 판(5)의 저면의 결정된 위치에 부착되며,
    - 상기 로봇 암(20)은 이 워터 챔버(7) 내측에서 다양한 작업을 수행하기 위해 상기 워터 챔버(7) 외측으로부터 원격 제어되는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서의 작동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 리프팅 수단(19)과 상호작용하는 상기 구동 수단(33)의 작용에 의해, 그리고 상기 이동활차(15)에 의해, 상기 로봇 암(20)은 상기 워터 챔버(7) 내측에서 새로운 일련의 작업을 수행하기 위해, 새로운 사전결정된 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서의 작동 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 로봇 암(20)의 부착 베이스(30)가 상기 튜브 판(5)의 저면에 부착된 후에,
    - 상기 리프팅 수단(19)과 상호작용하는 구동 수단(33) 및 상기 튜브 판(5)의 저면에 상기 레일(11)의 양면을 결합하기 위한 부재들을 구비하는 툴 캐리어(60)의 부착 베이스(30)를 상기 진입 해치(9)에 대면하여 배치하고,
    - 상기 툴 캐리어(60)가 상기 구동 수단(33)과 상호작용하는 상기 진자 리프팅 수단(19)에 의해 상기 워터 챔버(7) 내측에서 권상되고,
    - 결정된 위치에서, 상기 수직 구멍(4) 내에 상기 결합하기 위한 부재에 의해, 상기 튜브 판(5)의 저면에 상기 툴 캐리어(60)의 상기 부착 베이스(30)가 부착되고,
    - 상기 로봇 암(20)은 이 워터 챔버 내측에서 다양한 작업을 수행하고, 상기 로봇 암(20)의 단부가 상기 툴 캐리어(60) 상에 대기하는 상기 툴과 상호작용하게 함으로써, 상기 작업을 완료하기 위한 필요한 툴 변경을 수행하도록 상기 워터 챔버(7) 외측으로부터 원격 제어되는 것을 특징으로 하는 워터 챔버 내에서의 작동 방법.
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