KR101362707B1 - 핵연료 피복관의 변형량 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 핵연료 피복관(100)의 변형량 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 본 발명은 측정의 신뢰성을 확보할 수 있으며, 고방사선의 핵연료 피복관(100)의 크립변형량을 안전하게 측정할 수 있는 핵연료 피복관(100)의 변형량 측정장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 핵연료 피복관의 변형량 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 본 발명은 측정의 신뢰성을 확보할 수 있으며, 고방사선의 핵연료 피복관의 크립변형량을 안전하게 측정할 수 있는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치에 관한 것이다.
원자력 발전소에서 이용되는 핵연료는 피복관 내부에 저장되어 이용되며, 사용된 핵연료 피복관은 내부 핵연료를 제거한 후, 건식저장 중 크립 건전성을 평가하기 위하여 내부에 일정 압력과 온도를 가한 상태로 핵연료 피복관의 변형량을 측정한다.
이 때, 변형량은 선형변이동차동변압기(LVDT, Linear variable differential transformer)를 이용한 접촉식 방법과, 레이저 등의 광학기술을 이용한 비접촉식 방법에 의해 측정될 수 있다.
특히, 변형률 측정 장치로서, 대한민국 등록특허0927542호(발명의 명칭 : 간섭 광학식 2차원 변형률측정 장치 및 방법)가 제안된 바 있으며, 변위계측 가능한 장치로서, 대한민국공개특허 2010-0042412 호(발명의 명칭 : 고온고압 수화학 환경 하에서 사용될 수 있는 변위계측 장치 및 변위계측 모니터링 시스템)가 제안된 바 있다.
그러나, 핵연료 피복관은 내부 핵연료가 제거된 상태라 할지라도 고방사선을 띄는 물질로서, 접촉식 측정 방법은 사용되기가 어려우며, 비접촉식이라 하더라도 크립 변형량을 측정하기 위해서는 장시간, 조건을 달리하는 측정이 필수적이므로, 실험자의 방사선 방호 등의 안전성을 확보하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 측정 장치를 구성하는 구성품들 역시, 고방사선에 의한 내구성 저하가 유발될 수 있으며, 측정 신뢰성 역시 저하될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 핵연료 피복관의 크립 변형량을 용이하게 측정가능하면서도, 측정 신뢰성을 높일 수 있으며, 실험 장치의 내구성 및 실험자의 안전성을 확보할 수 있는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치 및 방법에 대한 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 방사선 및 열을 차단가능한 베이스부 및 프레임이 형성하는 내부에 변형량 측정이 가능한 몸체, 온도조절부, 압력조절부 및 광학측정부가 구비됨으로써 안전하게 핵연료 피복관의 변형량을 측정할 수 있는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 몸체 내부에 보호관이 더 구비됨으로써 측정 도중 핵연료 피복관의 크립 파단 시 피복관 내측면에 고착되어 있던 방사성 입자들이 비산하여 시험기 몸체 및 주변 장비가 방사성 물질로부터 오염되는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 안전성 및 내구성을 보다 높일 수 있는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치를 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명의 목적은 광학측정부의 조사부 및 수집부가 차폐부에 의해 감싸지며, 제1반사부 및 제2반사부를 통해 레이저 빔을 조사 및 수집함으로써 핵연료 피복관의 방사선이 제1관통홀 및 제2관통홀을 통해 조사부 및 수집부를 손상하는 것을 미연에 방지할 수 있는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 온도조절부를 통해 몸체의 높이방향으로 온도를 고르게 형성할 수 있으며, 보호관 내부 또는 핵연료 피복관 표면의 온도를 측정하여 이를 통해 히터를 제어함으로써 측정 신뢰도를 향상할 수 있는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 핵연료 피복관에 제1고정구 및 제2고정구가 형성되며, 하측에서 제2고정구가 베이스부 또는 몸체에 의해 고정되고, 상측에서 제1고정구를 고정하는 고정블럭에 의해 고정됨으로써, 높이방향으로 긴 핵연료 피복관이라 할지라도 휘어진 상태로 몸체 내부에 구비되는 것을 방지할 수 있는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 핵연료 피복관(100)의 변형량을 측정하는 측정장치에 있어서, 방사선 및 열을 차단가능하며, 핵연료 피복관(100)이 삽입고정되는 삽입홀(210)이 중공형성된 베이스부(200); 방사선 및 열을 차단가능하며, 상기 베이스부(200) 상측에 일정 공간을 형성하는 프레임(300); 상기 프레임(300) 내부에 상기 삽입홀(210)을 통해 삽입된 핵연료 피복관(100)을 감싸도록 형성되며, 일정 영역이 상기 핵연료 피복관(100)에 수직한 방향으로 레이저 빔(B)이 통과되도록 제1관통홀(401) 및 제2관통홀(402)이 중공형성된 몸체(400); 상기 핵연료 피복관(100)의 온도를 조절하는 온도조절부(500); 상기 핵연료 피복관(100)의 하측과 연결되어 압력을 조절하는 압력조절부(600); 및 상기 프레임(300) 내부에 구비되어 레이저 빔(B)을 조사하는 조사부(710)와, 조사된 레이저 빔(B)을 수집하는 수집부(720)를 포함하는 광학측정부(700); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 온도조절부(500)는 상기 몸체(400) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(510)와, 상기 몸체(400) 내주면에 형성되는 히터(520)와, 상기 온도센서(510)로부터 측정된 정보를 이용하여 상기 히터(520) 작동을 제어하는 제1제어부(530)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 상기 몸체(400) 내부에 레이저 빔(B)이 통과가능한 재질의 보호관(410)이 더 구비되는 것을 특징으로한다.
또한, 상기 온도센서(510)는 상기 몸체(400)의 길이방향 및 둘레방향을 따라 복수개 형성되되, 상기 보호관(410) 내부의 온도를 측정하는 제1온도센서(511)와, 상기 핵연료 피복관(100) 표면의 온도를 측정하는 제2온도센서(512)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 온도조절부(500)는 상기 히터(520)가 상기 몸체(400)의 높이방향으로 복수개의 모듈(500a, 500b, 500c)로 구획되되, 상기 제1제어부(530)가 상기 복수개의 모듈(500a, 500b, 500c)을 형성하는 히터(520)를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 상기 핵연료 피복관(100)의 상측에 제1고정부(110) 및 하측에 제2고정구(120)가 연결되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 상기 몸체(400)의 상측 일정 영역에 중공부(403)가 중공형성되되, 상기 중공부(403)를 관통하여 상기 제1고정부(110)를 고정하는 고정블럭(800)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압력조절부(600)는 상기 제2고정구(120)를 통해 상기 핵연료 피복관(100)과 연통되는 연결라인(610)과, 상기 연결라인(610) 상에 구비된 펌프(620)와, 상기 펌프(620) 작동을 제어하는 제2제어부(630)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 광학측정부(700)는 상기 조사부(710) 및 수집부(720)가 높이방향으로 상기 제1관통홀(401) 및 제2관통홀(402)과 일정거리 이격되도록 형성되되, 상기 조사부(710)를 통해 조사된 레이저 빔(B)을 상기 제1관통홀(401)로 반사하는 제1반사부(731)와, 상기 제2관통홀(402)을 통과한 레이저 빔(B)을 상기 수집부(720)로 반사하는 제2반사부(732)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광학측정부(700)는 상기 조사부(710) 및 수집부(720)가 방사선을 차단하는 차폐부(740)에 의해 감싸지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프레임(300)은 상기 베이스부(200)가 형성된 측의 타측이 개폐가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치는 방사선 및 열을 차단가능한 베이스부 및 프레임이 형성하는 내부에 변형량 측정이 가능한 몸체, 온도조절부, 압력조절부 및 광학측정부가 구비됨으로써 안전하게 핵연료 피복관의 변형량을 측정할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치는 몸체 내부에 보호관이 더 구비됨으로써 측정 도중 핵연료 피복관의 크립 파단시 피복관 내측면에 고착되어 있던 방사성 입자들이 비산하여 몸체 및 주변 장비가 방사성 물질로부터 오염되는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 안전성 및 내구성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치는 광학측정부의 조사부 및 수집부가 차폐부에 의해 감싸지며, 제1반사부 및 제2반사부를 통해 레이저 빔을 조사 및 수집함으로써 핵연료 피복관의 방사선이 제1관통홀 및 제2관통홀을 통해 조사부 및 수집부를 손상하는 것을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치는 온도조절부를 통해 몸체의 높이방향으로 온도를 고르게 형성할 수 있으며, 보호관 내부 또는 핵연료 피복관 표면의 온도를 측정하여 이를 통해 히터를 제어함으로써 측정 신뢰도를 향상할 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치는 핵연료 피복관에 제1고정구 및 제2고정구가 형성되며, 하측에서 제2고정구가 베이스부 또는 몸체에 의해 고정되고, 상측에서 제1고정구를 고정하는 고정블럭에 의해 고정됨으로써, 높이방향으로 긴 핵연료 피복관이라 할지라도 휘어진 상태로 몸체 내부에 구비되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 4는 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치의 부분 절개 사시도, 종단면도, 및 횡단면도.
도 5는 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치의 온도조절부 및 압력조절부 작동을 설명한 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치의 또 다른 예를 나타낸 종단면도 및 작동 상세도.
도 2 내지 4는 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치의 부분 절개 사시도, 종단면도, 및 횡단면도.
도 5는 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치의 온도조절부 및 압력조절부 작동을 설명한 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치의 또 다른 예를 나타낸 종단면도 및 작동 상세도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 4는 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)의 부분 절개 사시도, 종단면도, 및 횡단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)의 온도조절부(500) 및 압력조절부(600) 작동을 설명한 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)의 또 다른 예를 나타낸 종단면도 및 작동 상세도이다.
본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 베이스부(200), 프레임(300), 몸체(400), 온도조절부(500), 압력조절부(600), 및 광학측정부(700)를 포함한다.
상기 베이스부(200)는 방사선 및 열을 차단가능한 재질로 형성되며, 나머지 구성을 최하층에서 안정적으로 지지할 수 있을 정도의 내구성을 제공할 수 있는 재질로 형성된다.
상기 베이스부(200)는 핵연료 피복관(100)이 삽입고정되는 삽입홀(210)이 중공형성되며, 상기 핵연료 피복관(100)의 삽입고정이 용이하도록 바닥과 베이스부(200)는 일정거리 이격되는 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 프레임(300)은 상기 베이스부(200)의 상측에 형성되는 구성으로서, 내부에 일정 공간을 형성한다.
이 때, 상기 프레임(300)은 상기 베이스부(200)와 같이, 방사선 및 열을 차단가능한 재질로 형성된다.
본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 핵연료 피복관(100) 및 상기 핵연료 피복관(100)의 변형량 측정을 위한 구성들이 상기 프레임(300) 내부에 구비되어 작업자의 안전성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.
상기 프레임(300) 및 베이스부(200)는 방사선을 차폐할 수 있으면서도 충분한 내구성을 갖는 재질이 이용될 수 있다.
실 예로서, 상기 프레임(300)은 방사선 차폐를 위해 80mm 두께의 순수 납과 상기 납 재질을 감싸는 스테인리스 스틸 재질을 이용할 수 있다.
상기 베이스부(200)는 약 1톤 가량의 프레임(300) 중량을 지지하기 위해 40mm 스틸 재질의 판이 이용되며, 동시에 방사선 차폐를 위해 스틸 판의 상측 및 하측에 40mm 납 재질의 판이 적층된 구조가 이용될 수 있다.
또한, 상기 프레임(300)은 내부 구성들의 장착과 함께 유지 및 점검 작업이 용이하도록 상기 베이스부(200)가 구비된 측의 타측이 개폐가능하게 형성되는 것이 바람직하다. (도 1 내지 3, 도 6 및 도 7 참조)
도 1 내지 도 3, 도 6 및 도 7에서, 상측면을 형성하는 프레임(300)의 상측면 전체가 별도의 덮개(310)로서, 개폐가능하게 형성된 예를 나타내었으며, 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 이에 한정되지 않으며, 개폐되는 영역 및 고정 방식 등은 더욱 다양하게 형성가능하다.
상기 몸체(400)는 상기 프레임(300) 내부에 구비되는 구성으로서, 상기 삽입홀(210)을 통해 삽입된 핵연료 피복관(100)을 감싸도록 형성되며, 일정 영역이 상기 핵연료 피복관(100)에 수직한 방향으로 레이저 빔(B)이 통되도록 제1관통홀(401) 및 제2관통홀(402)이 중공형성된다.
즉, 상기 몸체(400)는 상면 및 하면이 차단되어 내부에 일정 공간을 형성하는 관형태 부재로서, 이 때, 그 단면의 형태는 원형, 다각형을 포함하여 다양하게 형성될 수 있다. .
상기 몸체(400)는 내부에 핵연료 피복관(100)이 구비되며, 변형량 측정을 위한 장치들이 구비된다.
이 때, 상기 몸체(400)는 상기 제1관통홀(401) 및 제2관통홀(402)이 중공형성되며, 상기 제1관통홀(401) 및 제2관통홀(402)을 통해 몸체(400) 외부에 위치된 광학측정부(700)의 조사부(710)에서 조사된 레이저 빔(B)이 상기 핵연료 피복관(100)을 관통하여 상기 수집부(720)를 통해 수집되며, 상기 수집부(720)의 수집 정보를 통해 핵연료 피복관(100)의 변형량이 연산된다.
상기 몸체(400)는 몸체 이송수단(910)에 의해 높이방향으로의 이동 및 장착이 자동으로 수행될 수 있다.
상기 온도조절부(500)는 상기 핵연료 피복관(100)의 온도를 조절하는 수단으로서, 상기 피복관의 둘레방향 및 높이방향으로 복수개 형성가능하다.
상기 온도조절부(500)는 온도센서(510), 히터(520), 및 제1제어부(530)를 포함하여 형성된다.
상기 온도센서(510)는 상기 몸체(400) 내부의 온도를 측정하는 수단이며, 측정 정보가 상기 제1제어부(530)로 전송된다.
상기 온도센서(510)는 상기 몸체(400)에 고정될 수 있으며, 몸체(400) 내부 또는 핵연료 피복관(100)의 표면 온도를 측정가능한 다양한 수단이 이용될 수 있다.
상기 히터(520)는 상기 몸체(400) 내주면에 형성되어 가열하는 수단으로서, 다양한 형태로 형성가능하다.
상기 제1제어부(530)는 상기 온도센서(510)로부터 측정된 온도 정보를 이용하여 상기 히터(520) 작동을 제어하는 수단이다.
한편, 상기 핵연료 피복관(100)의 변형량 측정 시, 길이방향으로 길게 형성된 핵연료 피복관(100)의 높이방향으로 균일하게 온도를 제어하는 것이 매우 중요한데, 이를 위하여 본 발명의 핵연료 피복관(100)의 변형량 측정 장치는 상기 히터(520)가 몸체(400)의 높이방향으로 복수개의 모듈(500a, 500b, 500c)로 구획되되, 상기 제1제어부(530)가 상기 복수개의 각 모듈(500a, 500b, 500c)을 개별적으로 제어할 수 있다.
도 5에서, 상기 히터가 3개의 모듈(500a, 500b, 500c)로 이루어진 예를 나타내었으며, 이는 일 실시예로, 그 개수 등은 더욱 다양하게 형성가능하다.
도 5에서, 상기 온도센서(510)를 통해 측정된 온도 정보가 상기 제1제어부(530)로 전송되는 전기적 연결 상태를 점선으로 나타내었고, 상기 제1제어부(530)의 히터(520) 제어 신호를 실선으로 나타내었다.
또한, 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 상기 몸체(400)와 핵연료 피복관(100) 사이에 레이저 빔(B)이 통과가능한 재질의 보호관(410)이 더 구비될 수 있다.
상기 핵연료 피복관(100)의 변형량 측정 시, 온도 및 압력이 조절됨에 따라 상기 핵연료 피복관(100)이 파손될 수 있으며, 이 때, 핵연료 피복관(100) 내측면에 고착되어 있던 방사성 입자들이 비산되어 상기 몸체(400) 내주면에 박히면, 상기 몸체(400) 전체가 방사성 물질로 오염되어 교체해야 한다.
상기 보호관(410)은 핵연료 피복관(100)이 파손된다 할지라도 상기 보호관(410) 내부에만 방사성 물질들이 존재하며 제염을 통해 쉽게 제거하거나 또는 교체가 가능하다. 이에 따라, 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 몸체(400) 전체를 교체하는 등의 번거로움을 방지할 수 있고, 유지 및 보수 작업이 용이한 장점이 있다.
상기 보호관(410)이 구비되는 형태에서, 상기 온도센서(510)는 상기 몸체(400)의 길이방향 및 둘레방향을 따라 복수개 형성되되, 상기 몸체(400) 내부 중, 상기 보호관(410) 내부의 온도를 측정하는 제1온도센서(511)와, 상기 핵연료 피복관(100)의 온도를 측정하는 제2온도센서(512)를 포함할 수 있다.
상기 보호관(410)은 상기 제1온도센서(511) 및 제2온도센서(512)의 일정 영역이 삽입가능하도록 일정 영역이 중공형성될 수 있다.
한편, 상기 핵연료 피복관(100)은 내부에 저장된 핵연료가 제거된 상태의 관형부재로서, 상측에 제1고정부(110) 및 하측에 제2고정구(120)가 연결되어 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)에 장착될 수 있다.
상기 제1고정부(110)는 상기 핵연료 피복관(100)의 일측(도면에서 상측 부분)을 폐쇄하며, 추가적으로 몸체(400)의 상측면에 구비되는 고정블럭(800)에 의해 고정되어 정확한 위치에 상기 핵연료 피복관(100)을 고정하는 역할을 담당할 수 있다.
즉, 상기 고정블럭(800)은 상기 몸체(400)의 상측 일정 영역이(도면에서 상측 중앙 영역) 중공형성된 중공부(403)를 관통하여 상기 몸체(400) 내부의 제1고정부(110)를 고정하는 역할을 담당한다.
또한, 제2고정구(120)는 상기 핵연료 피복관(100)의 타측(도면에서 하측 부분)을 고정하되, 압력조절부(600)의 연결라인(610)과 핵연료 피복관(100) 내부가 서로 연통되도록 고정한다.
이 때, 상기 제2고정구(120)는 상기 베이스부(200)의 삽입홀(210)을 통해 고정될 수도 있고, 상기 몸체(400)를 통해 고정될 수도 있다.
이를 통해, 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 정확한 위치에 핵연료 피복관(100)이 고정됨으로써 상기 핵연료 피복관(100)의 온도 및 압력 제어를 더욱 용이하게 수행할 수 있으며, 측정 신뢰도를 더욱 높일 수 있다.
상기 압력조절부(600)는 연결라인(610), 펌프(620), 및 제2제어부(630)를 포함하여 형성된다.
상기 연결라인(610)은 펌프(620) 작동에 의해 상기 핵연료 피복관(100) 내부 압력을 조절하는 구성으로서, 상기 제2제어부(630)는 상기 펌프(620) 작동을 제어한다.
상기 광학측정부(700)는 조사부(710), 수집부(720)를 포함하는 구성으로서, 상기 프레임(300) 내부에 구비된다.
상기 조사부(710)는 레이저 빔(B)을 조사하는 구성이며, 조사된 레이저 빔(B)은 상기 몸체(400)의 제1관통홀(401)을 통해 몸체(400) 내부로 이동되며, 상기 핵연료 피복관(100)을 통과하여 상기 몸체(400)의 제2관통홀(402)을 통해 외부로 이동되고, 상기 수집부(720)를 통해 수집된다.
이 때, 상기 조사부(710) 및 수집부(720)의 레이저 빔(B)을 조사하는 부분 및 수집하는 부분이 상기 몸체(400)의 제1관통홀(401) 및 제2관통홀(402)이 형성된 높이에 대응되도록 위치되는 경우에, 상기 핵연료 피복관(100)을 통해 방사되는 방사선에 의해 상기 조사부(710) 및 수집부(720)가 손상될 수 있다.
본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 상기 조사부(710) 및 수집부(720)의 구비 높이가 상기 몸체(400)의 제1관통홀(401) 및 제2관통홀(402)의 형성 높이와 차이가 있도록 형성되되, 제1반사부(731) 및 제2반사부(732)를 이용하여 레이저 빔(B)의 이동 경로가 조절되어 상기 핵연료 피복관(100)의 방사선에 의해 상기 조사부(710) 및 수집부(720)가 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
더욱 상세하게, 도 3을 참조하면, 상기 제1관통홀(401) 및 제2관통홀(402)을 통해 방사선이 방사될 수 있으나, 상기 위치에는 제1반사부(731) 및 제2반사부(732) 및 프레임(300)의 내벽면이 위치되므로, 상기 조사부(710) 및 수집부(720)의 직접적인 손상이 가해지지 않으며, 상기 간접적인 영향을 받을 수 있는 영역(조사부(710) 및 수집부(720)의 둘레 부분)에 차폐부(740)가 형성되어 전체 내구성을 보다 높일 수 있다.
이 때, 상기 조사부(710) 및 수집부(720)의 높이방향 이동은 각각 조사부 이송수단(940), 및 수집부 이송수단(950)을 통해 수행가능하며, 상기 제1반사부(731)의 높이방향 이동 및 고정 각도가 제1반사부 위치제어수단(920)에 의해 조절가능하고, 상기 제2반사부(732)의 높이방향 이동 및 고정 각도가 제2반사부 위치제어수단(930)에 의해 조절가능하다. (도 6 및 도 7 참조)
이에 따라, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는 안전하게 핵연료 피복관(100)의 변형량을 측정할 수 있으며, 측정 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 핵연료 피복관의 변형량 측정장치
100 : 핵연료 피복관 110 : 제1고정부
120 : 제2고정구
200 : 베이스부 210 : 삽입홀
300 : 프레임 310 : 덮개
400 : 몸체 401 : 제1관통홀
402 : 제2관통홀 403 : 중공부
410 : 보호관
500 : 온도조절부 510 : 온도센서
511 : 제1온도센서 512 : 제2온도센서
520 : 히터(500a, 500b, 500c)
530 : 제1제어부
600 : 압력조절부 610 : 연결라인
620 : 펌프 630 : 제2제어부
700 : 광학측정부 710 : 조사부
720 : 수집부 731 : 제1반사부
732 : 제2반사부 740 : 차폐부
800 : 고정블럭
910 : 몸체 이송수단
920 : 제1반사부 위치제어수단
930 : 제2반사부 위치제어수단
940 : 조사부 이송수단
950 : 수집부 이송수단
B : 레이저 빔
100 : 핵연료 피복관 110 : 제1고정부
120 : 제2고정구
200 : 베이스부 210 : 삽입홀
300 : 프레임 310 : 덮개
400 : 몸체 401 : 제1관통홀
402 : 제2관통홀 403 : 중공부
410 : 보호관
500 : 온도조절부 510 : 온도센서
511 : 제1온도센서 512 : 제2온도센서
520 : 히터(500a, 500b, 500c)
530 : 제1제어부
600 : 압력조절부 610 : 연결라인
620 : 펌프 630 : 제2제어부
700 : 광학측정부 710 : 조사부
720 : 수집부 731 : 제1반사부
732 : 제2반사부 740 : 차폐부
800 : 고정블럭
910 : 몸체 이송수단
920 : 제1반사부 위치제어수단
930 : 제2반사부 위치제어수단
940 : 조사부 이송수단
950 : 수집부 이송수단
B : 레이저 빔
Claims (11)
- 핵연료 피복관(100)의 변형량을 측정하는 측정장치에 있어서,
방사선 및 열을 차단가능하며, 핵연료 피복관(100)이 삽입고정되는 삽입홀(210)이 중공형성된 베이스부(200);
방사선 및 열을 차단가능하며, 상기 베이스부(200) 상측에 일정 공간을 형성하는 프레임(300);
상기 프레임(300) 내부에 상기 삽입홀(210)을 통해 삽입된 핵연료 피복관(100)을 감싸도록 형성되며, 일정 영역이 상기 핵연료 피복관(100)에 수직한 방향으로 레이저 빔(B)이 통과되도록 제1관통홀(401) 및 제2관통홀(402)이 중공형성된 몸체(400);
상기 핵연료 피복관(100)의 온도를 조절하는 온도조절부(500);
상기 핵연료 피복관(100)의 하측과 연결되어 압력을 조절하는 압력조절부(600); 및
상기 프레임(300) 내부에 구비되어 레이저 빔(B)을 조사하는 조사부(710)와, 조사된 레이저 빔(B)을 수집하는 수집부(720)를 포함하는 광학측정부(700); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 온도조절부(500)는
상기 몸체(400) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(510)와,
상기 몸체(400) 내주면에 형성되는 히터(520)와,
상기 온도센서(510)로부터 측정된 정보를 이용하여 상기 히터(520) 작동을 제어하는 제1제어부(530)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
- 제2항에 있어서,
상기 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는
상기 몸체(400) 내부에 레이저 빔(B)이 통과가능한 재질의 보호관(410)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
- 제3항에 있어서,
상기 온도센서(510)는 상기 몸체(400)의 길이방향 및 둘레방향을 따라 복수개 형성되되,
상기 보호관(410) 내부의 온도를 측정하는 제1온도센서(511)와,
상기 핵연료 피복관(100) 표면의 온도를 측정하는 제2온도센서(512)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
- 제2항에 있어서,
상기 온도조절부(500)는
상기 히터(520)가 상기 몸체(400)의 높이방향으로 복수개의 모듈(500a, 500b, 500c)로 구획되되,
상기 제1제어부(530)가 상기 복수개의 모듈(500a, 500b, 500c)을 형성하는 히터(520)를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는
상기 핵연료 피복관(100)의 상측에 제1고정부(110) 및 하측에 제2고정구(120)가 연결되는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
- 제6항에 있어서,
상기 핵연료 피복관의 변형량 측정장치(1000)는
상기 몸체(400)의 상측 일정 영역에 중공부(403)가 중공형성되되, 상기 중공부(403)를 관통하여 상기 제1고정부(110)를 고정하는 고정블럭(800)이 구비되는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
- 제6항에 있어서,
상기 압력조절부(600)는
상기 제2고정구(120)를 통해 상기 핵연료 피복관(100)과 연통되는 연결라인(610)과,
상기 연결라인(610) 상에 구비된 펌프(620)와,
상기 펌프(620) 작동을 제어하는 제2제어부(630)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 광학측정부(700)는 상기 조사부(710) 및 수집부(720)가 높이방향으로 상기 제1관통홀(401) 및 제2관통홀(402)과 일정거리 이격되도록 형성되되,
상기 조사부(710)를 통해 조사된 레이저 빔(B)을 상기 제1관통홀(401)로 반사하는 제1반사부(731)와,
상기 제2관통홀(402)을 통과한 레이저 빔(B)을 상기 수집부(720)로 반사하는 제2반사부(732)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
- 제9항에 있어서,
상기 광학측정부(700)는
상기 조사부(710) 및 수집부(720)가 방사선을 차단하는 차폐부(740)에 의해 감싸지는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
- 제1항에 있어서,
상기 프레임(300)은 상기 베이스부(200)가 형성된 측의 타측이 개폐가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료 피복관의 변형량 측정장치.
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- 2012-06-18 KR KR1020120064694A patent/KR101362707B1/ko not_active IP Right Cessation
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| US11232876B2 (en) | 2017-07-25 | 2022-01-25 | Kepco Nuclear Fuel Co., Ltd. | Standard for mobile equipment for measuring structural deformation of nuclear fuel assembly |
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