KR101534675B1 - Remote dismantling robotic system for decommissioning nuclear reactor pressure vessel - Google Patents

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KR101534675B1 KR1020130164123A KR20130164123A KR101534675B1 KR 101534675 B1 KR101534675 B1 KR 101534675B1 KR 1020130164123 A KR1020130164123 A KR 1020130164123A KR 20130164123 A KR20130164123 A KR 20130164123A KR 101534675 B1 KR101534675 B1 KR 101534675B1
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Abstract

본 발명은 작업자의 피폭량을 감소시키면서 원자로압력용기를 모든 해체과정을 완수할 수 있도록 고정위치에서 작업하는 고정형 매니퓰레이터와 공간이동이 가능한 이동형 매니퓰레이터로 이루어지며, 고정형 매니퓰레이터와 이동형 매니퓰레이터의 작동모습을 촬영하는 카메라와 원격으로 제어하는 제어부를 포함하여 해체 작업 효율성 증대와 해체 비용을 절감시킬 수 있는 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템에 관한 것이다.The present invention comprises a fixed manipulator for working at a fixed position and a movable manipulator capable of space movement so as to complete the disassembly process of the reactor pressure vessel while reducing the amount of exposure of the operator, and the operation of the fixed manipulator and the movable manipulator The present invention relates to a robot system for remote decommissioning of a nuclear reactor pressure vessel capable of increasing the efficiency of disassembly work and reducing the disassembly cost.

Description

원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템{Remote dismantling robotic system for decommissioning nuclear reactor pressure vessel}[0001] The present invention relates to a remote dismantling robotic system for decompressing nuclear reactor pressure vessel,

본 발명은 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업자의 피폭량을 감소시키면서 원자로압력용기를 모든 해체과정을 완수할 수 있도록 고정위치에서 작업하는 고정형 매니퓰레이터와 공간이동이 가능한 이동형 매니퓰레이터로 이루어지는 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a robot system for remotely decomposing a reactor pressure vessel, and more particularly, to a robot system for remotely decomposing a reactor pressure vessel, and more particularly, And a robot system for remote decommissioning of a reactor pressure vessel made of a manipulator.

현재 가동 중인 국내 원자력발전소의 운전 현황은 고리 1호기 원전부터 10년 수명 연장할 경우에는 2017년 영구 운전정지 및 해체가 시작되고, 20년 수명 연장할 경우에는 2027년에 영구 운전정지 및 해체가 시작될 것으로 예상된다.The operation status of domestic nuclear power plants currently in operation begins to be suspended and dismantled in 2017 when the life span of the Kori Unit 1 is extended to 10 years, and when the life span of 20 years is extended, .

원전 해체 시에 핵연료를 제외한 가장 방사능이 높은 대상물을 원전 핵심설비라고 한다. 원전 핵심설비에는 원자로 노내 구조물을 포함한 원자로압력용기, 증기발생기, 원자로냉각재펌프, 가압기 등을 들 수 있다. 이러한 원전 핵심설비를 해체하기 위해서는 해체 대상에 대한 물리/화학적 및 방사선학적 특성 분석을 바탕으로 원전 핵심설비 해체 시나리오를 구축하여야 한다.When dismantling nuclear power plants, the most radioactive objects excluding nuclear fuel are called core facilities of nuclear power plants. Nuclear core facilities include reactor pressure vessels, including nuclear reactor structures, steam generators, reactor coolant pumps, and pressurizers. In order to dismantle these nuclear facilities, it is necessary to construct a core dismantling scenario based on the analysis of physical / chemical and radiological characteristics of the dismantled objects.

해체 철거에 있어서는 방사성 물질을 외부에 비산시키지 않을 것, 해체 철거에 종사하는 작업자에의 방사능 노출을 방지할 것이 필요하다. 기기류 중에서는 원자로 시설의 심장부인 원자로 압력용기의 철거가 가장 난제이다.In demolition demolition, it is necessary to prevent radioactive materials from being scattered to the outside, and to prevent exposure to workers engaged in demolition demolition. Demolition of nuclear reactor pressure vessels, which is the heart of reactor facilities, is the most difficult task.

종래의 해체 공법의 경우, 원자로 차폐벽을 선행 철거해, 그 후, 생체 차폐벽과 원자로 압력 용기의 사이의 간극을 물로 채워, 그 상태로 원자로 압력 용기를 절단 장치에 의해 절단해 반출하지만, 원자로 차폐벽의 철거, 관통공 등의 밀봉 처리, 물의 주입 및 배출 등 해체 작업의 공정수가 많아서 해체 기간이 장기화하고 해체 비용도 높아지는 문제점이 있다.In the case of the conventional dismantling method, the reactor shielding wall is removed beforehand, and thereafter, the gap between the biological shielding wall and the reactor pressure vessel is filled with water, and the reactor pressure vessel is cut and taken out by the cutting apparatus. There is a problem that the dismantling period is prolonged and the disassembling cost is also increased due to a large number of dismantling operations such as dismantling of the shielding wall, sealing treatment of through holes, injection and discharge of water, and the like.

따라서, 해체 작업의 공정수를 최소화하고 해체기간을 줄이며 방사능 노출을 최소화할 수 있는 원자로용기 해체방법을 개발하고, 이에 적합한 원자로용기의 해체장비를 개발할 필요가 있다.
Therefore, it is necessary to develop a reactor vessel dismantling method that minimizes the number of dismantling processes, reduce the dismantling period, minimize radiation exposure, and develop a dismantling equipment suitable for the reactor vessel.

한국특허 제10-1096421호Korean Patent No. 10-1096421 일본 공개특허공보 특개평08-075892호(1996.03.22.)Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-075892 (Feb. 일본 공개특허공보 특개2010-078433호(2010.04.08.)Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-078433 (Apr. 4, 2010)

본 발명의 목적은, 가능한 작업자 피폭선량을 감소하고, 발생되는 폐기물을 절감하고, 방사선학적 및 비방사선학적으로 안전하게 수행하고, 해체 비용을 절감시키며, 원자로압력용기를 모든 해체과정을 완수할 수 있도록 고정위치에서 작업하는 고정형 매니퓰레이터와 공간이동이 가능한 이동형 매니퓰레이터로 이루어지는 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템을 제공하는 데에 있다.
It is an object of the present invention to reduce the possible operator exposure dose, reduce the waste generated, perform it safely radiologically and non-radiologically, reduce the cost of disassembly, and ensure that the reactor pressure vessel can be fully dismantled There is provided a robot system for remote dismantling work of a reactor pressure vessel, comprising a fixed manipulator working at a fixed position and a movable manipulator capable of space movement.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원자로격납건물 내에서 원자로용기의 주위에 고정되는 고정가이드를 타고 승강하는 고정형 매니퓰레이터; 상기 원자로격납건물 내의 차폐벽에 설치된 원자로용기와 상기 고정형 매니퓰레이터에 모두 접근가능하도록 이동가능한 이동형 매니퓰레이터; 상기 고정형 매니퓰레이터와 상기 이동형 매니퓰레이터의 작동모습을 촬영하는 하나 이상의 카메라; 및 상기 고정형 매니퓰레이터와 상기 이동형 매니퓰레이터를 원격으로 제어하는 제어부를 포함하는 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a nuclear reactor including: a stationary-type manipulator that ascends and descends by using a stationary guide fixed around a reactor vessel in a reactor containment building; A movable manipulator movable to access both the reactor vessel installed in the shielding wall in the reactor containment building and the fixed manipulator; At least one camera for photographing an operation state of the fixed manipulator and the movable manipulator; And a controller for remotely controlling the fixed manipulator and the movable manipulator.

상기 이동형 매니퓰레이터는, 원자로격납건물 내에서 원자로용기 상측에 배치되는 고정레일을 타고 상기 고정레일의 길이방향으로 이동가능한 이동브릿지; 상기 이동브릿지의 이동레일을 타고 상기 고정레일의 길이방향에 직각방향으로 이동가능한 와이어리프팅장치; 및 상기 와이어리프팅장치에 와이어에 의해 고정되어 상하로 이동가능한 이동액츄에이터를 포함하고, 상기 이동액츄에이터는 상기 원자로용기에 삽입가능한 이동액츄에이터본체; 및 상기 이동액츄에이터본체의 하부에 설치되는 하나 이상의 이동로봇암을 포함하는 것을 특징으로 한다.The movable manipulator includes a movable bridge which is movable in the longitudinal direction of the fixed rail while riding on a fixed rail disposed on the upper side of the reactor vessel in the reactor containment building; A wire lifting device which is movable in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the fixed rail while riding on a moving rail of the moving bridge; And a moving actuator which is fixed to the wire lifting device by a wire and is movable up and down, the moving actuator including a moving actuator body insertable into the reactor vessel; And at least one mobile robot arm provided at a lower portion of the moving actuator body.

또, 상기 이동로봇암은 상기 이동액츄에이터본체의 하부에 회전가능하도록 설치되는 이동암베이스에 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the mobile robot arm is mounted on a movable arm base rotatably installed at a lower portion of the moving actuator body.

또, 상기 이동로봇암은 한쌍이 설치되고, 상기 이동암베이스 상에서 상호의 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다.In addition, a pair of the mobile robot arms are provided, and the distance between the mobile robot arms is adjusted on the movable arm base.

또, 상기 이동로봇암은 상기 이동암베이스로부터 순차적으로 연결되는 2 이상의 이동로봇관절과, 상기 2 이상의 이동로봇관절 중 최종 이동로봇관절의 단부에 설치되는 이동로봇엔드이펙터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The mobile robot arm includes two or more mobile robot joints sequentially connected from the movable arm base, and a mobile robot end effector installed at an end of the joint of the last mobile robot among the two or more mobile robot joints.

또, 상기 이동액츄에이터본체의 측부에는 상기 원자로용기의 내부에 맞닿아 지지하는 지지부가 설치되는 것을 특징으로 한다.The movable actuator body is provided at its side portion with a support portion which abuts against the inside of the reactor vessel.

또, 상기 고정형 매니퓰레이터는, 원자로격납건물 내에서 원자로용기의 주위에 고정되는 고정로봇가이드; 상기 고정가이드를 타고 승강하는 고정로봇슬라이더; 및 상기 고정로봇슬라이더에 고정되는 고정로봇암을 포함하는 것을 특징으로 한다.The fixed manipulator includes a stationary robot guide fixed around the reactor vessel in the reactor containment building; A fixed robot slider that ascends and descends with the fixed guide; And a fixed robot arm fixed to the fixed robot slider.

또, 상기 고정로봇암은 상기 고정로봇슬라이더에 고정되는 고정로봇암베이스와, 상기 고정로봇암베이스로부터 순차적으로 연결되는 2 이상의 고정로봇관절과, 상기 2 이상의 고정로봇관절 중 최종 고정로봇관절의 단부에 설치되는 고정로봇엔드이펙터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The stationary robot arm may include a stationary robot arm base fixed to the stationary robot slider, at least two stationary robot joints sequentially connected to the stationary robot arm base, and an end stationary robot arm And a fixed robot end effector installed on the robot.

또, 상기 고정로봇엔드이펙터는 교체가능한 것을 특징으로 한다.
In addition, the fixed robot end effector is replaceable.

본 발명의 원자로압력용기 원격 해체용 로봇 시스템에 의하여 작업자의 피폭량을 감소시키면서 원자로압력용기를 해체시나리오에 맞추어 해체할 수 있고, 해체 작업 효율성 증대와 해체 비용을 절감시킬 수 있다.The reactor pressure vessel remote disassembly robot system according to the present invention can reduce the amount of worker exposure while dismantling the reactor pressure vessel in accordance with the disassembly scenario, thereby increasing the efficiency of disassembly and reducing the disassembly cost.

특히, 해체시나리오가 변경되어도, 이에 맞추어 해체작업을 수행할 수 있어서 해체시나리오에 따른 해체설비의 변경이 필요없는 장점을 가진다.
Particularly, even if the disassembly scenario is changed, the disassembly operation can be performed in accordance therewith, and there is no need to change the disassembly facility according to the disassembly scenario.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 부분확대사시도이다.
도 3은 도 1의 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템 중 고정형 매니퓰레이터의 부분확대사시도이다.
도 4는 도 1의 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템 중 이동형 매니퓰레이터의 부분확대사시도이다.
도 5은 도 4의 이동형 매니퓰레이터의 부분확대 사시도이다.
도 6은 도 4의 이동형 매니퓰레이터를 아래에서 바라본 부분확대 사시도이다.
도 7은 도 4의 이동형 매니퓰레이터를 원자로용기에 삽입하기 직전의 모습이다.1 is a perspective view of a robot system for remote decommissioning of a nuclear reactor pressure vessel according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a partially enlarged perspective view of Fig. 1. Fig.
3 is a partially enlarged perspective view of the fixed manipulator of the robot system for remote decommissioning of the reactor pressure vessel of FIG.
4 is a partially enlarged perspective view of the mobile manipulator of the robot system for remote decommissioning of the reactor pressure vessel of FIG.
Figure 5 is a partially enlarged perspective view of the mobile manipulator of Figure 4;
Figure 6 is a partially enlarged perspective view of the mobile manipulator of Figure 4 as viewed from below.
Fig. 7 is a view immediately before inserting the movable manipulator of Fig. 4 into the reactor vessel.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components, and the same reference numerals will be used to designate the same or similar components. Detailed descriptions of known functions and configurations are omitted.

원자로 용기 해체 작업시, 상기 원자로 용기(10)가 고정된 차폐벽(12)의 주위, 특히 원자로 수조(16) 주위에 원자로 용기를 해체하기 위한 해체설비를 장착하게 되는데, 이 때 고정형 매니퓰레이터(150)은 해체설비의 하나로써 설치된다. A dismantling facility for disassembling the reactor vessel is mounted around the shielding wall 12 to which the reactor vessel 10 is fixed, particularly around the reactor water tank 16, ) Is installed as one of the dismantling facilities.

본 발명의 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템은 중량물의 이송, 절단 및 고정하는 작업을 분할하여 함께 수행할 수 있도록 이동형 매니퓰레이터(100)와 고정형 매니퓰레이터(150)와, 이를 관찰하는 카메라(미도시), 및 카메라에 의해 관측되는 작업모습을 확인하면서 상기 이동형 매니퓰레이터(100)와 상기 고정형 매니퓰레이터(150)을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 이루어진다. 이 결과, 원자로압력용기 해체 시나리오가 변경되어도 시나리오에 맞게 충분히 수행할 수 있는 적응성이 우수한 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템이다.The robot system for remote disassembly of nuclear reactor pressure vessels according to the present invention comprises a movable manipulator 100, a fixed manipulator 150 and a camera (not shown) for observing the movable manipulator 100, And a control unit (not shown) for controlling the movable manipulator 100 and the fixed manipulator 150 while checking the operation state observed by the camera. As a result, it is a robotic system for remote decommissioning of nuclear reactor pressure vessels that can be sufficiently performed to meet the scenario even if the reactor pressure vessel disassembly scenario is changed.

즉, 상기 이동형 매니퓰레이터(100)에 의해 원자로용기(10) 또는 상기 원자로용기(10)를 구성하는 부품을 상기 고정형 매니퓰레이터(150)와 다른 해체장비가 설치되는 설비공간으로 이동시킬 수 있다. 또 상기 이동형 매니퓰레이터(100)에 의해 상기 원자로용기(10)의 내부에서 다양한 고정수단으로 견고하게 고정된 부품을 취출할 수 있도록 절단, 분리, 이양 작업을 동시에 할 수 있으며, 이를 위해 상기 이동형 매니퓰레이터(100)는 2 이상의 이동로봇암(121,122)을 포함하는 것이 바람직하다.That is, the movable manipulator 100 can move the reactor vessel 10 or the components constituting the reactor vessel 10 to a facility space where the dismantling equipment other than the fixed manipulator 150 is installed. Further, the movable manipulator 100 can cut, separate, and transfer the parts securely fixed by various fixing means inside the reactor vessel 10 at the same time. For this purpose, the movable manipulator 100 preferably include two or more mobile robot arms 121, 122.

또, 상기 고정형 매니퓰레이터(150)는 상기 이동형 매니퓰레이터(100)에 의해 이동된 상기 원자로용기(10)를 구성하는 부품을 파지하거나, 절단, 분리, 이동하는 작업을 할 수 있다. 특히, 상기 고정형 매니퓰레이터(150)가 해체하고자 하는 원자로용기 또는 그 구성부품을 파지한 상태에서 상기 고정형 매니퓰레이터(150)로 절단 및 분리하는 작업도 가능하여, 크기가 큰 대형의 구성부품의 처리도 가능하다. 또, 상기 고정형 매니퓰레이터(150)이 설치되는 설비공간에는 추가적으로, 수평방향 절단을 위한 원형톱(20), 수직방향 절단을 위한 띠톱(26), 해체하고자 하는 대상물을 고정하고 절단을 위해 위치변경이 가능한 회전원판(14) 및 회전원판가이드(24), 해체된 부품 등을 저장하는 저장용기(28)가 설치될 수 있다.In addition, the fixed manipulator 150 can grasp, cut, separate, and move components constituting the reactor vessel 10 moved by the movable manipulator 100. Particularly, the fixed manipulator 150 can be cut and separated by the fixed manipulator 150 while grasping the reactor vessel or its constituent parts to be disassembled, and it is also possible to process a large-sized constituent part having a large size Do. In addition, in the equipment space in which the fixed manipulator 150 is installed, a circular saw 20 for cutting in the horizontal direction, a band saw 26 for cutting in the vertical direction, and an object to be disassembled are fixed, A rotary disk 14 and a rotary disk guide 24, a storage container 28 for storing disassembled parts, and the like may be installed.

도 2에서는 예시적으로 상기 고정형 매니퓰레이터(150)와 상기 이동형 매니퓰레이터(100)에 의해 상부 내부구조물 집합체(22)를 해체하는 모습을 도시하였다.FIG. 2 illustrates an exemplary disassembly of the upper inner structure assembly 22 by the fixed manipulator 150 and the movable manipulator 100. FIG.

상기 상부 내부구조물 집합체(22)와 상기 이동형 매니퓰레이터(100)에 의해 상기 회전원판(14)으로 이동하여 상기 상부 내부구조물 집합체(22)의 하부원판(30)이 고정된다. 이후, 상기 이동형 매니퓰레이터(100)이 절단되는 제어봉가이드튜브(control rod guide tube)(32)를 파지한 상태에서, 상기 고정형 매니퓰레이터(150)이 상부 내부구조물 집합체(22)에서 상부원판(34)의 상측으로 돌출된 제어봉가이드튜브(control rod guide tube)(32)를 절단한다. 이 결과, 제어봉가이드튜브(32)를 떨어뜨리지 않고 절단 분리가 안정적으로 가능하게 된다. 이와 같이 상기 상부 내부구조물 집합체(22)와 상기 이동형 매니퓰레이터(100)에 의해 다양한 원자로용기 및 이를 구성하는 부품을 해체분리할 수 있다.
The upper inner structure assembly 22 and the movable manipulator 100 move to the rotary disc 14 to fix the lower disc 30 of the upper inner structure assembly 22. [ Thereafter, the fixed manipulator 150 is moved from the upper assembly of the inner structure 22 to the lower end of the upper circular plate 34 in a state in which the control rod guide tube 32 is cut, The control rod guide tube 32 protruding upward is cut. As a result, cutting and separation can be stably performed without dropping the control rod guide tube 32. As described above, various reactor vessels and parts constituting the reactor vessel can be disassembled and separated by the upper inner structural body 22 and the movable manipulator 100.

이하, 상기 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템을 구성하는 이동형 매니률레이터(100), 고정형 매니퓰레이터(150), 카메라, 및 제어부에 대하여 하나씩 설명한다.Hereinafter, the movable type manometer 100, the fixed type manipulator 150, the camera, and the control unit constituting the robot system for remote decommissioning of the reactor pressure vessel will be described.

상기 고정형 매니퓰레이터(150)는 원자로격납건물(18) 내에서 원자로용기(10)의 주위에 고정되는 고정로봇가이드(152)를 타고 승강하도록 이루어진다. 이러한 작용이 가능하도록 상기 고정형 매니퓰레이터(150)는, 상기 원자로격납건물(18) 내에서 원자로용기(10)의 주위에 고정되는 고정로봇가이드(152)와, 상기 고정가이드(152)를 타고 승강하는 고정로봇슬라이더(156)와, 상기 고정로봇슬라이더(156)에 고정되는 고정로봇암을 포함하여 이루어진다.The fixed manipulator 150 is configured to ascend and descend in the reactor containment building 18 by a fixed robot guide 152 fixed around the reactor vessel 10. The fixed manipulator 150 includes a fixed robot guide 152 fixed around the reactor vessel 10 in the reactor containment 18 and a fixed robot guide 152 mounted on the fixed guide 152 A fixed robot slider 156, and a stationary robot arm fixed to the fixed robot slider 156.

상기 고정로봇가이드(152)는 한쌍의 가이드빔으로 형성되어 상기 고정로봇슬라이더(156)의 작동오차를 최소화하였으며, 또 상기 고정로봇가이드(152)에는 고정로봇이동스크류(154)가 설치되어 상기 고정로봇슬라이더(156)를 승강시키는 구동력을 전달할 수 있다. 상기 고정로봇이동스크류(154)의 구동수단은 공지의 기술을 사용할 수 있으며, 여기서는 그 설명을 생략한다.The stationary robot guide 152 is formed of a pair of guide beams to minimize an operation error of the stationary robot slider 156. The stationary robot guide 152 is provided with a stationary robot moving screw 154, The driving force for moving the robot slider 156 up and down can be transmitted. The driving means of the fixed robot moving screw 154 can use a known technique, and a description thereof will be omitted here.

상기 고정로봇암은 상기 고정로봇슬라이더(156)에 고정되는 고정로봇암베이스(158)와, 상기 고정로봇암베이스(158)로부터 순차적으로 연결되는 2 이상의 고정로봇관절(160,162)과, 상기 2 이상의 고정로봇관절(160,162) 중 최종 고정로봇관절(162)의 단부에 설치되는 고정로봇엔드이펙터(164)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 상기 고정로봇엔드이펙터(164)는 다자유도를 갖게 되어 다양한 작업을 수행할 수 있다. 특히, 또, 상기 고정로봇엔드이펙터(164)는 그리퍼, 유압커터, 워터젯 등 다양한 기구로 교체가능하다.
The fixed robot arm includes a fixed robot arm base 158 fixed to the fixed robot slider 156, two or more fixed robot joints 160 and 162 sequentially connected from the fixed robot arm base 158, And a fixed robot end effector 164 installed at an end of the final fixed robot joint 162 among the fixed robot joints 160 and 162. Accordingly, the fixed robot end effector 164 has many degrees of freedom and can perform various operations. Particularly, the fixed robot end effector 164 can be replaced by various mechanisms such as a gripper, a hydraulic cutter, and a water jet.

상기 이동형 매니퓰레이터(100)는 다른 해체장비와 상호 협력하여 중량물의 이송, 절단 및 고정하는 작업을 분할하여 함께 수행할 수 있으며, 특히 상기 원자로용기(10) 내부로 삽입되어 상기 원자로용기(10) 내부의 요소를 절단하거나, 취출하여 다른 장소로 옮기거나 다른 해체장비의 절단과정동안 대상물을 파지한 상태로 유지할 수 있는 것이 특징이다.The movable manipulator 100 may be divided into a plurality of operations for transporting, cutting and fixing heavy materials in cooperation with other dismantling equipment. In particular, the movable manipulator 100 may be inserted into the reactor vessel 10, It is possible to cut off the elements of the dismantling device, to take it out and move it to another place, or to keep the object in a state of being held during the cutting process of the other dismantling equipment.

상기 이동형 매니퓰레이터(100)는 원자로격납건물(18) 내에서 원자로용기(10) 상측에 배치되는 고정레일(102)을 타고 상기 고정레일(102)의 길이방향으로 이동가능한 이동브릿지(105)와, 상기 이동브릿지(105)의 이동레일(104)를 타고 상기 상기 고정레일(102)의 길이방향에 직각방향으로 이동가능한 와이어리프팅장치(106)와, 상기 와이어리프팅장치(106)에 와이어(108,110)에 의해 고정되어 상하로 이동가능한 이동액츄에이터(112)를 포함하여 이루어진다.The movable manipulator 100 includes a movable bridge 105 which is movable in the longitudinal direction of the fixed rail 102 on a fixed rail 102 disposed on the reactor vessel 10 in the reactor containment building 18, A wire lifting device 106 capable of moving in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the fixed rail 102 on the moving rail 104 of the moving bridge 105 and the wires 108 and 110 in the wire lifting device 106, And a movable actuator 112 movable upward and downward.

상기 고정레일(102)를 타고 움직이는 상기 이동브릿지(104)와 상기 이동브릿지(105)를 타고 움직이는 와이어리프팅장치(106)의 구성은 공지의 기술을 이용하 수 있으므로 여기에서는 자세한 설명은 생략한다.The construction of the mobile bridge 104 moving on the fixed rail 102 and the wire lifting device 106 moving on the mobile bridge 105 can be well known in the art and will not be described in detail here.

상기 와이어리프팅장치(106)는 와이어(108,110)에 의해 상기 이동액츄에이터(112)를 상하로 이동할 수 있으며, 특히 이송 또는 절단 작업시 상기 이동액츄에이터(112)의 흔들림을 최소화하기 위하여 교차 와이어를 사용하였다.The wire lifting device 106 can move the moving actuator 112 up and down by means of wires 108 and 110 and in particular cross wires to minimize shaking of the moving actuator 112 during a feeding or cutting operation .

상기 이동액츄에이터(112)는 이동액츄에이터본체(114)의 측면에 지지부(116,118,120)가 설치된다. 상기 지지부(116,118,120)는 상기 이동액츄에이터(112)가 상기 원자로용기(10)의 내벽에 직접 닿아 충격을 받는 것을 방지하도록 상기 원자로용기(10)의 내부에 맞닿아 지지하는 역할을 한다. 상기 지지부(116,118,120)의 개수는 제한된 바 없으며, 본 발명의 실시예에서는 3개를 사용하여 3점 지지하도록 하였다.The moving actuator 112 is provided with supporting portions 116, 118, 120 on the side surfaces of the moving actuator body 114. The supporting portions 116, 118 and 120 serve to abut against the inside of the reactor vessel 10 to prevent the moving actuator 112 from directly impacting against the inner wall of the reactor vessel 10 to be impacted. The number of the support portions 116, 118, and 120 is not limited. In the embodiment of the present invention, three supports are used to support three points.

상기 액츄에이터본체(114)의 하부에는 하나 이상의 이동로봇암(121,122)가 설치되며, 본 발명에서는 한쌍을 설치하였다. 상기 이동로봇암(121,122)은 상기 이동액츄에이터본체(114)의 하부에 회전가능하도록 설치되는 것이 바람직하다. One or more mobile robot arms 121 and 122 are provided under the actuator body 114, and a pair of the robot arm arms 121 and 122 is provided in the present invention. The mobile robot arm 121 and 122 may be rotatably installed at a lower portion of the moving actuator body 114.

이를 위해 상기 이동액츄에이터본체(114)의 하부에는 이동암베이스(134)가 회전기어(132)에 맞물려 회전가능하도록 설치되고, 상기 이동암베이스(134)에 상기 이동로봇암(121,122)이 설치된다. 상기 이동암베이스(134)를 회전시키는 구동부에 대해서는 도시 및 설명을 생략한다.To this end, a movable arm base 134 is installed on the lower portion of the movable actuator body 114 so as to be rotatable by engaging with a rotary gear 132, and the movable robot arm 121 and 122 are installed on the movable arm base 134. The driving unit for rotating the movable arm base 134 will not be shown and described.

상기 이동암베이스(134)에는 한쌍의 암슬라이더(136)가 상기 이동암베이스(134)의 길이방향으로 이동가능하도록 배치된다. 특히, 상기 이동암베이스(134)에 설치되는 이동스크류(138)의 회전에 의해 상기 암슬라이더(136)는 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 이는 상기 이동스크류(138)의 나사선 방향을 중심을 기준으로 서로 반대로 형성하는 것에 의해 구현할 수 있다. 이 결과, 상기 이동로봇암(121,122)은 상기 이동암베이스(134) 상에서 상호의 간격이 조절될 수 있다. 상기 이동스크류(138)를 회전시키는 구동부에 대해서는 도시 및 설명을 생략한다.A pair of arm sliders 136 are disposed on the movable arm base 134 so as to be movable in the longitudinal direction of the movable arm base 134. In particular, the arm slider 136 can move toward or away from each other by the rotation of the movable screw 138 installed on the movable arm base 134. This can be realized by reversing the screw direction of the moving screw 138 with respect to the center. As a result, the distance between the mobile robot arms 121 and 122 on the movable arm base 134 can be adjusted. The driving unit for rotating the moving screw 138 is not shown and described.

상기 암슬라이더(136)에는 상기 암슬라이더(136)로부터 순차적으로 연결되는 2 이상의 이동로봇관절(124,126,128)이 설치되고, 최총의 이동로봇관절(128)에는 이동로봇엔드이펙터(130)가 설치된다. 상기 이동로봇관절(124)은 상기 암슬라이더(136)에 대하여 스위블회전가능하도록 설치되고, 이후의 이동로봇관절(124,126,128)가 결합은 축조인트로 연결되어 축회전이 가능하게 설치될 수 있다. 상기 이동로봇엔드이펙터(130)에는 그리퍼, 유압커터, 워터젯 등 다양한 기구로 교체가능하다.
The arm slider 136 is provided with two or more mobile robot joints 124, 126 and 128 sequentially connected from the arm slider 136 and a mobile robot end effector 130 is mounted on the mobile robot joint 128. The mobile robot joint 124 is swivelably rotatable with respect to the arm slider 136, and the joints of the mobile robot joints 124, 126, and 128 may be connected to the mobile robot joint to be rotatable. The mobile robot end effector 130 can be replaced with various mechanisms such as a gripper, a hydraulic cutter, and a water jet.

상기 카메라(미도시)에 의해 상기 고정형 매니퓰레이터(150)와 상기 이동형 매니퓰레이터(100)에 의한 해체작업을 모두 모니터링할 수 있다. 따라서, 상기 카메라를 복수개를 미리 설치해두어 작업과정을 작업자가 잘 볼 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 고정형 매니퓰레이터(150)와 상기 이동형 매니퓰레이터(100)에 직접 카메라를 설치하는 것도 가능하다. 예를 들어, 상기 이동형 매니퓰레이터(100)의 이동액츄에이터본체(114)의 하부, 상기 고정형 매니퓰레이터(150)의 고정로봇슬라이더(156)에 장착하여 해체과정을 더욱 자세하게 모니터링하는 것이 가능하다.It is possible to monitor the dismantling work by the fixed manipulator 150 and the movable manipulator 100 by the camera (not shown). Therefore, it is preferable that a plurality of cameras are installed in advance so that the worker can easily view the work process. It is also possible to install the camera directly in the fixed manipulator 150 and the mobile manipulator 100. For example, it is possible to monitor the disassembly process in detail by mounting the movable manipulator 100 on the lower portion of the movable actuator body 114 and the fixed robot slider 156 of the fixed manipulator 150.

상기 제어부는 작업자의 피폭을 방지할 수 있는 시설에서 상기 고정형 매니퓰레이터(150)와 상기 이동형 매니퓰레이터(100)를 원격제어할 수 있으며, 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 수집하여 표시하는 것도 가능하다. 또, 추가적으로 원형톱(20), 띠톱(26), 회전원판(14) 및 회전원판가이드(24), 저장용기(28)에 대한 제어도 가능하다. 따라서, 상술한 원자로압력용기 원격 해체용 로봇 시스템으로 작업자의 피폭량을 감소시키면서 원자로압력용기를 미리 계획된 해체 시나리오에 맞추어 해체할 수 있다.
The control unit can remotely control the fixed manipulator 150 and the movable manipulator 100 in a facility that can prevent exposure of an operator, and it is also possible to collect and display images photographed by the camera. It is also possible to control the circular saw 20, the band saw 26, the rotating disk 14, the rotating disk guide 24, and the storage container 28 in addition. Thus, with the above-described robot system for remote decommissioning of the reactor pressure vessel, the reactor pressure vessel can be disassembled in accordance with the planned disassembly scenario while reducing the worker's exposure dose.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that

10: 원자로용기 12: 격납벽체
14: 회전원판 16: 원자로수조
18: 원자로격납건물 20: 원형톱
22: 상부 내부구조물 집합체 24: 회전원판가이드
26: 띠톱 28: 저장용기
30: 하부원판 32: 제어봉가이드튜브
34: 상부원판 100: 이동형 매니퓰레이터
102: 고정레일 104: 이동레일
105: 이동브릿지 106: 와이어리프팅장치
108,110: 와이어 112: 이동액츄에이터
114: 이동액츄에이터본체 116,118,120: 지지부
121,122: 이동로봇암 124,126,128: 이동로봇관절
130: 이동로봇엔드이펙터 132: 회전기어
134: 이동암베이스 136: 암슬라이더
138: 이동스크류 150: 고정형 매니퓰레이터
152: 고정로봇가이드 154: 고정로봇이동스크류
156: 고정로봇슬라이더 158: 고정로봇암베이스
160,162: 고정로봇관절 164: 고정로봇엔드이펙터10: reactor vessel 12: containment wall
14: rotating disk 16: reactor water tank
18: reactor containment building 20: circular saw
22: upper inner structure assembly 24: rotary disc guide
26: band saw 28: storage container
30: lower original plate 32: control rod guide tube
34: upper plate 100: movable manipulator
102: fixed rail 104: movable rail
105: mobile bridge 106: wire lifting device
108, 110: wire 112: moving actuator
114: moving actuator body 116, 118, 120:
121, 122: Mobile robot arm 124, 126, 128: Mobile robot joint
130: mobile robot end effector 132: rotary gear
134: Movement arm base 136: Female slider
138: moving screw 150: fixed type manipulator
152: stationary robot guide 154: stationary robot moving screw
156: fixed robot slider 158: fixed robot arm base
160, 162: Fixed robot joints 164: Fixed robot end effector

Claims (9)

원자로격납건물 내에서 원자로용기의 주위에 고정되는 고정가이드를 타고 승강하는 고정형 매니퓰레이터;
상기 원자로격납건물 내의 차폐벽에 설치된 원자로용기와 상기 고정형 매니퓰레이터에 모두 접근가능하도록 이동가능한 이동형 매니퓰레이터;
상기 고정형 매니퓰레이터와 상기 이동형 매니퓰레이터의 작동모습을 촬영하는 하나 이상의 카메라;
상기 고정형 매니퓰레이터와 상기 이동형 매니퓰레이터를 원격으로 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 이동형 매니퓰레이터는,
원자로격납건물 내에서 원자로용기 상측에 배치되는 고정레일을 타고 상기 고정레일의 길이방향으로 이동가능한 이동브릿지;
상기 이동브릿지의 이동레일을 타고 상기 고정레일의 길이방향에 직각방향으로 이동가능한 와이어리프팅장치; 및
상기 와이어리프팅장치에 와이어에 의해 고정되어 상하로 이동가능한 이동액츄에이터를 포함하고,
상기 이동액츄에이터는 상기 원자로용기에 삽입가능한 이동액츄에이터본체; 및
상기 이동액츄에이터본체의 하부에 설치되는 하나 이상의 이동로봇암을 포함하며,
상기 이동로봇암은 상기 이동액츄에이터본체의 하부에 회전가능하도록 설치되는 이동암베이스에 설치되고,
상기 이동로봇암은 한쌍이 설치되고, 상기 이동암베이스 상에서 상호의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템.
A fixed-type manipulator which ascends and descends with a fixed guide fixed around the reactor vessel in the reactor containment building;
A movable manipulator movable to access both the reactor vessel installed in the shielding wall in the reactor containment building and the fixed manipulator;
At least one camera for photographing an operation state of the fixed manipulator and the movable manipulator;
And a control unit for remotely controlling the fixed manipulator and the movable manipulator,
The mobile manipulator includes:
A movable bridge which is movable in the longitudinal direction of the fixed rail while riding on a fixed rail disposed on the upper side of the reactor vessel in the reactor containment building;
A wire lifting device which is movable in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the fixed rail while riding on a moving rail of the moving bridge; And
And a moving actuator which is fixed to the wire lifting device by a wire and is movable up and down,
The moving actuator including a movable actuator body insertable into the reactor vessel; And
And at least one mobile robot arm provided at a lower portion of the moving actuator body,
Wherein the mobile robot arm is installed on a movable arm base rotatably installed at a lower portion of the mobile actuator body,
Wherein a pair of the mobile robot arms is provided and the distance between the movable and moving arms is adjusted on the movable arm base.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 이동로봇암은 상기 이동암베이스로부터 순차적으로 연결되는 2 이상의 이동로봇관절과, 상기 2 이상의 이동로봇관절 중 최종 이동로봇관절의 단부에 설치되는 이동로봇엔드이펙터를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템.
The mobile robot according to claim 1, wherein the mobile robot arm includes two or more mobile robot joints sequentially connected from the movable arm base, and a mobile robot end effector installed at an end of the joint of the last mobile robot among the two or more mobile robot joints A robotic system for remote decommissioning of nuclear reactor pressure vessels.
제1항에 있어서, 상기 이동액츄에이터본체의 측부에는 상기 원자로용기의 내부에 맞닿아 지지하는 지지부가 설치되는 것을 특징으로 하는 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템.
The robot system for remote disassembly of nuclear reactor pressure vessels according to claim 1, wherein a supporting portion for abutting against the inside of the reactor vessel is provided at a side of the moving actuator body.
제1항에 있어서, 상기 고정형 매니퓰레이터는,
원자로격납건물 내에서 원자로용기의 주위에 고정되는 고정로봇가이드;
상기 고정가이드를 타고 승강하는 고정로봇슬라이더;
상기 고정로봇슬라이더에 고정되는 고정로봇암을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템.
The apparatus of claim 1, wherein the fixed manipulator comprises:
A stationary robot guide fixed within the reactor containment building around the reactor vessel;
A fixed robot slider that ascends and descends with the fixed guide;
And a fixed robot arm fixed to the fixed robot slider.
제7항에 있어서,
상기 고정로봇암은 상기 고정로봇슬라이더에 고정되는 고정로봇암베이스와, 상기 고정로봇암베이스로부터 순차적으로 연결되는 2 이상의 고정로봇관절과, 상기 2 이상의 고정로봇관절 중 최종 고정로봇관절의 단부에 설치되는 고정로봇엔드이펙터를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템.
8. The method of claim 7,
The fixed robot arm includes a fixed robot arm base fixed to the fixed robot slider, at least two fixed robot joints sequentially connected to the fixed robot arm base, and a plurality of fixed robot arms installed at the ends of the final fixed robot joints of the two or more fixed robot joints And a fixed robot end effector which is connected to the robot arm.
제8항에 있어서, 상기 고정로봇엔드이펙터는 교체가능한 것을 특징으로 하는 원자로 압력용기 원격 해체 작업용 로봇 시스템.The robot system according to claim 8, wherein the fixed robot end effector is replaceable.
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