KR101429603B1 - 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자로 상부 헤드 배기관에 존재하는 균열 여부를 검출하기 위한 탐촉자를 장착시켜 배기관 내부에 적용할 수 있도록 제어하고, 이송로봇에 장착하는 방식을 개선하여 고 방사선구역에서 짧은 시간 내에 장착 및 해체를 가능하게 한 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너에 관한 것이다.
본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너는, 이송로봇에 의해 지지되며, 일측에 원자로 상부 헤드 배기관의 균열 여부를 검출하기 위한 탐촉자가 장착되어 있는 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너에 있어서, 상기 이송로봇의 일측에 구비된 결합부에 슬라이딩되어 장착 및 해체가 가능하도록 상기 스캐너의 일측에 가이드부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너{Scanner for nondestructive testing of reactor head exhaust pipe}
본 발명은 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자로 상부 헤드 배기관에 존재하는 균열 여부를 검출하기 위한 탐촉자를 장착시켜 배기관 내부에 적용할 수 있도록 제어하고, 이송로봇에 장착하는 방식을 개선하여 고 방사선구역에서 짧은 시간 내에 장착 및 해체를 가능하게 한 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너에 관한 것이다.
일반적으로, 원자로 용기는 원통형의 몸체로 하부에는 반구형 헤드가 용접되고 상부에는 분리 가능한 헤드로 구성되며, 원자로 용기 헤드에는 제어봉구동장치 및 계측장치를 위한 관통관과 비응축성 기체를 제거하기 위한 배기관이 설치되어 있다.
특히, 알로이(Alloy) 600 소재로 제작된 상부 헤드의 배기관 및 용접부에는 장기간 사용에 따른 응력부식균열(PWSCC : Primary Water Stress Corrosion Cracking)에 의해 결함이 많이 발생하고 있다.
현재 국내에서 운전 중인 원자로의 안전에 관한 기술기준은 대부분 미국의 기준을 준용하고 있으므로 국내에 운전 중인 모든 원자로도 미국의 정해진 기준에 따라 원자로 헤드 배기관의 건전성을 비파괴검사법으로 확인하고 있다.
종래의 검사 장치로는, 이동 가능하도록 설치되는 이송로봇과, 상기 이송로봇에 의해 지지되어 원자로 상부 헤드 배기관의 균열 여부를 검출하는 검사장치로 구성된다. 특히, 상기 검사장치는 초음파탐상검사(UT)와 와전류탐상검사(ECT)를 이용해서 검출할 수 있는 탐촉자 및 상기 탐촉자를 배기관 내부에 적용할 수 있도록 제어하는 스캐너로 이루어진다.
도 1은 종래기술에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 종래기술에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사장치를 도시한 사용상태도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사장치는 이송로봇(1)과, 상기 이송로봇(1)에 의해 지지되며 일측에 원자로 상부 헤드 배기관(2)의 균열 여부를 검출하기 위한 탐촉자(3)가 장착되어 있는 스캐너(4)를 포함한다.
상기 이송로봇(1)은 프레임(11)이 이동대차(12)의 레일(13)에서 이동 가능하게 구성되며, 상기 이동대차(12)는 상부 구조물의 하중을 지지하게 된다.
이러한 스캐너로는 대한민국 특허등록 제10-0961283호 및 대한민국 특허공개번호 제10-2008-0010731호에 개시되어 있다.
그러나, 상기 종래의 스캐너는 배기관뿐만 아니라, CEDM 및 CRDM을 같이 검사할 수 있는 구조로 되어 있어 크기가 너무 크고 무거우며, 스캐너의 장착 구조가 나사 조임 방식으로 인해 장착 및 해체하는데 많은 시간이 소요됨에 따라 작업자들의 방사선 피폭량이 과다하게 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 원자로 상부 헤드 배기관에 존재하는 균열 여부를 검출하기 위한 탐촉자를 장착시켜 배기관 내부에 적용할 수 있도록 제어하는 것으로서, 이송로봇에 장착하는 방식을 개선하여 고 방사선구역에서 짧은 시간 내에 장착 및 해체를 가능하게 한 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너는, 이송로봇에 의해 지지되며, 일측에 원자로 상부 헤드 배기관의 균열 여부를 검출하기 위한 탐촉자가 장착되어 있는 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너에 있어서, 상기 이송로봇의 일측에 구비된 결합부에 슬라이딩되어 장착 및 해체가 가능하도록 상기 스캐너의 일측에 가이드부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너는, 원자로 상부 헤드 배기관에 존재하는 균열 여부를 검출하기 위한 탐촉자를 장착시켜 배기관 내부에 적용할 수 있도록 제어하는 것으로서, 이송로봇에 장착하는 방식을 개선하여 고 방사선구역에서 짧은 시간 내에 장착 및 해체를 가능하게 함으로써, 작업자의 방사선 피폭을 최소화시키는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사장치를 도시한 구성도.
도 2는 종래기술에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사장치를 도시한 사용상태도.
도 3은 본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너를 도시한 정단면도.
도 4는 본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너를 도시한 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너를 도시한 요부 확대 사시도.
본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너는, 이송로봇에 의해 지지되며, 일측에 원자로 상부 헤드 배기관의 균열 여부를 검출하기 위한 탐촉자가 장착되어 있는 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너에 있어서, 상기 이송로봇의 일측에 구비된 결합부에 슬라이딩되어 장착 및 해체가 가능하도록 상기 스캐너의 일측에 가이드부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합부는 상기 이송로봇의 일측에 고정되며 볼트가 체결되도록 다수의 체결공이 형성되는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트의 일측에 형성되며 상기 가이드부가 삽입되어 결합되도록 상광하협의 끼움홈이 형성되는 결합플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드부는 상부 타측면이 상기 스캐너의 일측에 고정되어 수직방향으로 돌출되는 가이드 바와, 상기 가이드 바의 일측에 상기 끼움홈에 대응되는 형태로 돌출 형성되어 상기 끼움홈에 결합되는 가이드돌기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 끼움홈과 가이드돌기의 양측에 각각의 경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드 바의 일측에 상기 가이드 바의 무게를 줄이기 위해 다수의 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너를 도시한 정단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너를 도시한 측면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너를 도시한 요부 확대 사시도이다.
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도 1 내지 도 3에서와 같이, 상기 스캐너(4)의 하부에는 상기 탐촉자(3)와 연결된 회전축(41)을 구동시키기 위한 회전축 구동모터(41a)가 설치되고, 일측에는 수직축(42)을 구동시키기 위한 수직축 구동모터(42a)가 설치된다.
이상에서와 같이, 상기 이송로봇(1), 탐촉자(3) 및 스캐너(4)로 구성되는 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사장치는, 이미 널리 알려진 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너는 상기 이송로봇(1)의 일측에 구비된 결합부(5)에 슬라이딩되어 장착 및 해체가 가능하도록 상기 스캐너(4)의 일측에 가이드부(6)가 구비된다.
따라서, 이송로봇(1)에 나사 조임 방식으로 장착되었던 기존의 스캐너에 비해 장착 및 해체 시간을 단축시키는 장점을 가지고 있다.
상기 결합부(5) 및 가이드부(6)는 적어도 1개 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 결합부(5)는 상기 이송로봇(1)의 일측에 고정되며 볼트(미도시)가 체결되도록 다수의 체결공(511)이 형성되는 고정플레이트(51)와, 상기 고정플레이트(51)의 일측에 형성되며 상기 가이드부(6)가 삽입되어 결합되도록 상광하협의 끼움홈(521)이 형성되는 결합플레이트(52)로 이루어진다.
상기 고정플레이트(51)는 금속 재질로 이루어진 직사각형 형태의 판으로서, 스캐너(4)의 측면에 위치하고 체결공(511)에 볼트를 체결하여 고정되는 것이다.
상기 결합플레이트(52)는 상기 고정플레이트(51)와 같은 금속 재질이면서 사각형태로 이루어지며, 상기 고정플레이트(51)의 외측면에 형성된다.
상기 끼움홈(521)이 상광하협의 형태로 테이퍼지게 형성되고 상기 가이드부(6)의 가이드돌기(62)를 끼움홈(521)에 대응되는 형태로 형성함으로써, 상기 가이드돌기(62)의 장착 및 해체를 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 안정적으로 지지할 수 있는 것이다.
상기 가이드부(6)는 상부 타측면이 상기 스캐너(4)의 일측에 고정되어 수직방향으로 돌출되는 가이드 바(61)와, 상기 가이드 바(61)의 일측에 상기 끼움홈(521)에 대응되는 형태로 돌출 형성되어 상기 끼움홈(521)에 결합되는 가이드돌기(62)로 이루어진다.
상기 가이드 바(61)는 금속 재질의 판 형태로 이루어지며, 상하단부에 직각이 되게 돌출부(612)가 형성되고 상기 돌출부(612)에 가이드돌기(62)가 형성된다.
상기 가이드돌기(62)는 상기 끼움홈(521)에 대응되는 상광하협의 형태로 이루어진다.
특히, 상기 끼움홈(521)과 가이드돌기(62)의 양측에 각각의 경사면(521a,621)이 형성되는 것이 바람직하다.
이처럼, 상기 끼움홈(521)과 가이드돌기(62)의 끼움 결합구조에 따라 상기 이송로봇(1)에 스캐너(4)의 장착 및 해체를 신속하고 용이하게 함으로써, 고 방사선구역에서 장착 및 해체 작업시간을 대폭 줄임에 따라 작업자의 방사선 피폭을 최소화시킬 수 있는 것이다.
한편, 상기 가이드 바(61)의 일측에 상기 가이드 바(61)의 무게를 줄이기 위해 다수의 관통홀(611)이 형성된다.
즉, 상기 가이드 바(61)에 다수의 관통홀(611)을 형성하여 가이드 바(61)의 무게를 줄임으로써, 장치의 장착 및 해체는 물론 이송을 용이하게 하고 재료비 절감의 효과를 제공한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
1 : 이송로봇
11 : 프레임
12 : 이동대차
13 : 레일
2 : 배기관
3 : 탐촉자
4 : 스캐너
41 : 회전축, 41a : 구동모터
42 : 수직축, 42a : 구동모터
5 : 결합부
51 : 고정플레이트
511 : 체결공
52 : 결합플레이트
521 : 끼움홈, 521a : 경사면
6 : 가이드부
61 : 가이드 바
611 : 관통홀, 612 : 돌출부
62 : 가이드돌기
621 : 경사면

Claims (5)

  1. 이송로봇(1)에 의해 지지되며, 일측에 원자로 상부 헤드 배기관(2)의 균열 여부를 검출하기 위한 탐촉자(3)가 장착되어 있는 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너에 있어서,
    상기 이송로봇(1)의 일측에 구비된 결합부(5)에 슬라이딩되어 장착 및 해체가 가능하도록 상기 스캐너(4)의 일측에 가이드부(6)가 구비되고,
    상기 결합부(5)는 상기 이송로봇(1)의 일측에 고정되며 볼트가 체결되도록 다수의 체결공(511)이 형성되는 고정플레이트(51)와, 상기 고정플레이트(51)의 일측에 형성되며 상기 가이드부(6)가 삽입되어 결합되도록 상광하협의 끼움홈(521)이 형성되는 결합플레이트(52)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 가이드부(6)는 상부 타측면이 상기 스캐너(4)의 일측에 고정되어 수직방향으로 돌출되는 가이드 바(61)와, 상기 가이드 바(61)의 일측에 상기 끼움홈(521)에 대응되는 형태로 돌출 형성되어 상기 끼움홈(521)에 결합되는 가이드돌기(62)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너.
  4. 제3항에 있어서, 상기 끼움홈(521)과 가이드돌기(62)의 양측에 각각의 경사면(521a,621)이 형성되는 것을 특징으로 하는 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너.
  5. 제3항에 있어서, 상기 가이드 바(61)의 일측에 상기 가이드 바(61)의 무게를 줄이기 위해 다수의 관통홀(611)이 형성되는 것을 특징으로 하는 원자로 헤드 배기관의 비파괴검사용 스캐너.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100834686B1 (ko) * 2006-07-28 2008-06-02 두산중공업 주식회사 원자로 헤드 관통관 보수 로봇용 원격 제어 가이드 시스템
KR100961283B1 (ko) * 2009-04-09 2010-06-03 이춘복 배관 용접부 자동 비파괴 검사용 스캐너

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