KR101537475B1 - 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴 - Google Patents

원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴 Download PDF

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박건훈
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Abstract

본 발명은 원자로 상부구조안내물 인양 볼트 깊이 측정 툴에 관한 것으로서, 일단이 원자로 상부안내구조물의 암나사 인입부와 나사 결합되는 인양볼트와 연결되는 하부 렌치와; 인양 기구의 원통형 컬럼에 삽입되며 일단이 상기 하부 렌치와 선택적으로 체결되고, 타단에 핸들부가 마련되는 상부 렌치와; 상기 상부 렌치에 마련되며 눈금이 형성된 스케일부를 포함하고, 상기 상부 렌치와 상기 하부 렌치가 체결되어 상기 핸들부의 회전에 따라 상기 인양 볼트가 상기 암나사 인입부와 나사 결합되기 위하여 이동한 거리를 상기 스케일부의 눈금을 통해 식별할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 인양 볼트의 정확한 깊이 측정을 통해 인양 볼트의 원자로 상부안내구조물과의 체결 여부를 알 수 있다.

Description

원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴{The Depth Measurement Tool For Reactor UGS Lift Bolt}
본 발명은 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인양 볼트의 깊이 측정을 통해 인양 볼트의 상부안내구조물과의 체결 여부를 알 수 있는 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴에 관한 것이다.
원자력 발전소의 원자로는 리액터 베셀(Reactor Vessel), 리액터 헤드(Reactor Head), 원자로 상부안내구조물(UPS:Upper Guide Structure), 코어 서포트 배럴(CSB, Core Support Barrel), 로어 서포트 스트럭쳐(LSS, Lower Support Structure)를 주요 구성으로 하여 마련된다. 원자력 발전소는 계획예방 정비를 위하여 원자로를 분해 및 조립하게 된다. 원자로의 분해 및 조립 공정 시, 연료 재장전을 위하여 원자로 상부안내구조물은 인양 기구에 의해 인양되어 저장대에 안착된다.
도 1은 인양 기구를 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 인양 기구는 인양을 위한 스프레더와, 스프레더와 연결되며 상부의 외곽에 마련되는 원통형 컬럼(130)과, 원통형 컬럼(130) 내부로 삽입되고 일측에 핸들부(180)가 구비되는 상부 렌치(110)와, 상부 렌치(110)와 일측이 연결되고 타측이 인양 볼트(5)와 연결되는 하부 렌치(120)와, 일단이 하부 렌치(120)와 연결되고 타단이 원자로 상부안내구조물(9)의 암나사 인입부(7)와 체결되는 인양 볼트(5)를 포함한다. 이와 같이 구비되는 인양 기구를 원자로 상부로 이동하여 원자로 상부안내구조물(9)과 중심선을 일치시킨다. 이후, 원통형 컬럼(130) 내부로 상부 렌치(110)를 삽입하여 하부 렌치(120)와 연결하고, 상부 렌치(110)의 핸들부(180)를 회전시켜 상부 렌치(110)와 연결된 하부 렌치(120) 및 하부 렌치(120)와 체결되고 저장나사부(140)에 결합된 상태의 인양 볼트(5)가 회전하여 원자로 상부안내구조물(9)과 체결된다. 이러한 원통형 컬럼(130)은 인양 기구의 외곽 3곳에 설치되며 상단부가 스프레더와 연결되어 스프레더에 의해 인양된다(도 4 참조).
이와 같은 원자로 상부안내구조물(9)과 인양 기구는 도 3에 도시된 바와 같이, 인양 볼트(5)가 원자로 상부안내구조물(9)의 암나사 인입부(7)와 나사 결합됨으로써 체결된다. 인양 볼트(5)와 원자로 상부안내구조물(9)의 정상적인 체결을 확인하는 것은 종래에는 상부 렌치(110)가 원통형 컬럼(130) 내부에 삽입된 깊이를 작업자의 육안 확인을 통하여 이루어졌다. 그러나, 상부 렌치(110)의 삽입 깊이를 육안으로 확인함에 따라 인양 기구와 인양 볼트(5)의 체결 여부를 판단하는 것은 체결 깊이의 측정이 부정확하거나 작업자가 잘못 인식함에 따라 인양 기구와 인양 볼트(5)의 정상적인 체결 여부를 잘못 판단할 가능성이 높은 문제점이 있었다. 이에, 인양 기구 3곳 중 어느 하나의 인양 볼트(5)와 인양 기구 간의 체결 여부를 잘못 판단한 상태로 스프레더를 이용하여 인양할 경우, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 인양 볼트(5)와 원자로 상부안내구조물(9) 간의 체결력 부족에 의해 인양 기구의 불평형이 유발된다. 이는 원자로 상부안내구조물(9) 자체의 변형뿐만 아니라 원자로 상부안내구조물(9) 인양 및 이동 중 주변구조물과의 간섭에 의하여 정위치에 안착될 수 없어 원자로 구성품이 손상되는 문제점을 유발하였다.
한국 공개특허공보 제10-2001-0064640(2001.07.09)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인양 볼트의 깊이 측정을 통해 인양 볼트의 원자로 상부안내구조물과의 체결 여부를 알 수 있는 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴은,일단이 원자로 상부안내구조물의 암나사 인입부와 나사 결합되는 인양볼트와 연결되는 하부 렌치와; 인양 기구의 원통형 컬럼에 삽입되며 일단이 상기 하부 렌치와 선택적으로 체결되고, 타단에 핸들부가 마련되는 상부 렌치와; 상기 상부 렌치에 마련되며 눈금이 형성된 스케일부를 포함하고, 상기 상부 렌치와 상기 하부 렌치가 체결되어 상기 핸들부의 회전에 따라 상기 인양 볼트가 상기 암나사 인입부와 나사 결합되기 위하여 이동한 거리를 상기 스케일부의 눈금을 통해 식별할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이에, 인양 볼트가 이동된 거리를 정확하게 측정하여, 인양 볼트와 상부안내구조물의 체결 여부를 정확하게 판단할 수 있다.
본 발명에서, 상기 원통형 컬럼 내부에는 상기 인양 볼트를 수납하기 위한 저장나사부(140)가 마련되고, 상기 인양 볼트는 상기 저장나사부에 수납된 상태로부터 상기 원자로 상부안내구조물 인양 시 상기 암나사 인입부와 나사 결합하기 위하여 상기 저장나사부로부터 이탈되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 상부 렌치의 상기 스케일부에는 상기 저장나사부로부터 상기 암나사 인입부의 입구까지의 거리와 대응되는 거리의 인양 볼트 이동 구간과; 상기 인양 볼트가 상기 암나사 인입부의 입구로부터 상기 암나사 인입부에 최종 체결되는 위치까지의 거리와 대응되는 거리의 인양 볼트 삽입 구간이 식별 가능하게 표시되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 인양 볼트 이동 구간과 상기 인양 볼트 삽입 구간은 서로 다른 색깔로 표시되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 인양 볼트가 상기 저장나사부에 위치하는 상태일 때, 상기 스케일부의 상기 인양 볼트 이동 구간이 시작되는 제1 기준선이 상기 원통형 컬럼의 입구면의 연장선상에 위치하고, 상기 인양 볼트가 상기 인입부의 입구에 위치하는 상태일 때, 상기 스케일부의 상기 인양 볼트 삽입 구간이 시작되는 제2 기준선이 상기 원통형 컬럼의 입구면의 연장선상에 위치하고, 상기 인양 볼트가 상기 암나사 인입부에 최종 체결된 상태일 때, 상기 스케일부의 상기 인양 볼트 삽입 구간이 끝나는 제3 기준선이 상기 원통형 컬럼의 입구면의 연장선상에 위치하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 상부 렌치에 마련되어 상기 원통형 컬럼의 입구면까지의 거리를 측정함으로써 상기 스케일부를 보조하여 상기 인양 볼트가 이동한 거리를 식별하기 위한 레이저 거리 측정기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴에 따르면, 인양 볼트의 정확한 깊이 측정을 통해 인양 볼트의 원자로 상부안내구조물과의 체결 여부를 알 수 있다.
도 1은 인양 기구를 도시한 도면.
도 2는 원통형 컬럼 내부를 도시한 도면.
도 3은 인양 볼트가 원자로 상부안내구조물과 정상 체결된 상태를 도시한 도면.
도 4는 도 3 상태의 원자로 상부안내구조물을 인양 기구로 인양하는 모습을 도시한 도면.
도 5는 인양 볼트가 원자로 상부아내구조물과 비정상 체결된 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 5 상태의 원자로 상부안내구조물을 인양 기구로 인양하는 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴을 도시한 도면.
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴을 이용하여 인양 볼트와 원자로 상부안내구조물을 결합하는 모습을 도시한 도면.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴은, 일단이 원자로 상부안내구조물(9)의 암나사 인입부(7)에 나사 결합되는 인양볼트(5)와 연결되는 하부 렌치(20)와; 인양 기구의 원통형 컬럼(30)에 삽입되며 일단이 하부 렌치(20)에 선택적으로 체결되고, 핸들부(80)가 마련되는 상부 렌치(10)와; 상부 렌치(10)에 마련되며 눈금이 형성된 스케일부(70)를 포함한다.
원통형 컬럼(30)은 상부의 입구면을 통해 상부 렌치(10)가 삽입되도록 마련된다. 원통형 컬럼(30)의 하부 내부에는 저장나사부(40)가 마련된다. 저장나사부(40)는 원자로 상부안내구조물(9)의 암나사 인입부(7)와 나사 결합되기 위한 인양 볼트(5)와 결합하여, 인양 볼트(5)가 원통형 컬럼(30) 내부에 수납되도록 한다.
인양 볼트(5)는 일측이 저장나사부(40)와 결합되어 원통형 컬럼(30) 내부에 수납된다. 인양 볼트(5)는 일단이 원자로 상부안내구조물(9)의 암나사 인입부(7)와 나사 결합되고, 타단이 하부 렌치(20)와 연결된다.
하부 렌치(20)는 원통형 컬럼(30) 내부에 수납되며, 일단이 인양 볼트(5)와 연결되고, 타단이 상부 렌치(10)와 선택적으로 체결된다.
상부 렌치(10)는 원통형 컬럼(30) 내부로 삽입가능하게 구비된다. 상부 렌치(10)의 일단은 원통형 컬럼(30) 내부로 삽입되어 하부 렌치(20)와 선택적으로 체결되고, 타단에는 상부 렌치(10)를 회전시키기 위한 핸들부(80)가 마련된다. 이에, 핸들부(80)의 회전에 의하여 상부 렌치(10)는 회전되고, 상부 렌치(10)의 일단에 체결된 하부 렌치(20) 역시 회전되며, 하부 렌치(20)의 일단에 연결된 인양 볼트(5)도 회전된다. 따라서 핸들부(80)의 회전에 의해 인양 볼트(5)를 원자로 상부안내구조물(9)의 암나사 인입부(7)의 나사산을 따라 삽입하여 나사 결합시킬 수 있다.
상부 렌치(10)에는 눈금과 구간별로 색깔이 마킹된 스케일부(70)가 마련된다. 스케일부(70)는 저장나사부(40)로부터 암나사 인입부(7)의 입구까지의 거리와 대응되는 거리의 인양 볼트 이동 구간과, 인양 볼트(5)가 암나사 인입부(7)의 입구로부터 암나사 인입부(7)에 최종 체결되는 위치까지의 거리와 대응되는 거리의 인양 볼트 삽입 구간(73)으로 나뉘어져 식별 가능하도록 서로 다른 색깔로 마킹되어 구비된다. 예를 들면, 인양 볼트(5)가 원자로 상부안내구조물(9)의 암나사 인입부(7)의 첫 나사산으로부터 최종 체결 위치까지의 거리가 64±2 mm 인 경우, 인양 볼트 삽입 구간(73)은 64 mm 의 길이를 가지며, 인양 볼트 이동 구간(71)과 다른 색깔로 마킹된다. 이에, 직관적으로 인양 볼트(5)가 원자로 상부안내구조물(9)과 결합되기 위하여 이동된 거리가 충분한지 여부를 스케일부(70)의 눈금과 함께 판단할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 인양 볼트(5)가 저장나사부(40)에 위치하는 상태일 때, 스케일부(70)의 인양 볼트 이동 구간(71)이 시작되는 제1 기준선(75)이 원통형 컬럼(30)의 입구면의 연장선상에 위치하고, 도 9에 도시된 바와 같이, 인양 볼트(5)가 암나사 인입부(7)의 입구에 위치하는 상태일 때, 스케일부(70)의 인양 볼트 삽입 구간(73)이 시작되는 제2 기준선(76)이 원통형 컬럼(30)의 입구면의 연장선상에 위치한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 인양 볼트(5)가 암나사 인입부(7)에 최종 체결된 상태일 때, 스케일부(70)의 인양 볼트 삽입 구간(73)이 끝나는 제3 기준선(77)이 원통형 컬럼(30)의 입구면의 연장선상에 위치한다. 이에, 보다 직관적으로 스케일부(70)의 색깔에 의해 인양 볼트(5)의 체결 여부를 파악할 수 있다.
한편, 상부 렌치(10)에 마련되어 상기 원통형 컬럼(30)의 입구면까지의 거리를 측정함으로써 스케일부(70)를 보조하여 인양 볼트(5)가 이동한 거리를 식별하기 위한 레이저 거리 측정기(13)를 더 포함할 수 있다. 레이저 거리 측정기(13)는 레이저를 발사하여 반사되어 되돌아오는 레이저를 검출하여 정확한 거리를 확인할 수 있도록 마련된다. 레이저 거리 측정기(13)는 도 9에 도시된 바와 같이, 인양 볼트(5)가 인입부의 입구에 위치하는 상태일 때, 레이저 거리 측정기(13)를 통하여 원통형 컬럼(30)의 입구면까지의 거리를 측정함으로써 이를 기준 거리로 세팅한다. 이후, 도 10에 도시된 바와 같이, 인양 볼트(5)가 암나사 인입부(7)에 최종 체결된 상태일 때, 레이저 거리 측정기(13)를 통하여 원통형 컬럼(30)의 입구면까지의 거리를 측정함으로써 기준 거리로부터 이동한 거리를 알아낼 수 있다. 이에 보다 정확하게 인양 볼트(5)의 이동 거리를 측정하고, 레이저 측정기를 통하여 측정된 값을 스케일부(70)를 통해 측정된 값과 일치 여부를 확인하여 체결 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
상기와 같이 구비되는 원자로 상부안내구조물(9) 인양 볼트 깊이 측정 툴을 이용하여 인양 볼트(5)와 원자로 상부안내구조물(9)의 결합 여부를 확인하는 방법을 설명한다. 우선, 인양 기구를 원자로 상부안내구조물(9)과 중심선을 일치시킨다. 인양 기구 3곳의 원통형 컬럼(30) 입구면으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상부 렌치(10)를 원통형 컬럼(30) 내부로 삽입시켜 인양 볼트(5)와 연결 상태의 하부 렌치(20)와 결합시킨다. 인양 볼트(5)는 원통형 컬럼(30) 내부의 저장나사부(40)에 체결된 상태이다. 이 때, 스케일부(70)의 인양 볼트 이동 구간(71)의 일측 경계선인 제1 기준선(75)은 원통형 컬럼(30)의 입구면의 연장선상에 위치한다.
이 후, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 렌치(10)의 핸들부(80)를 회전시켜 인양 볼트(5)가 저장나사부(40)를 벗어나 원자로 상부안내구조물(9)의 암나사 인입부(7)에 안착되도록 한다. 이 때, 스케일부(70)의 인양 볼트 이동 구간(71)은 저장나사부(40)로부터 암나사 인입부(7)까지의 거리와 대응되는 거리이므로, 인양 볼트 이동 구간(71)의 타측 경계선인 스케일부(70)의 제2 기준선(76)이 원통형 컬럼(30)의 입구면의 연장선상에 위치할 때까지 핸들부(80)를 회전시킨다. 이 후, 레이저 거리 측정기(13)를 통하여 레이저 거리 측정기(13)로부터 원통형 컬럼(30)의 입구면 까지 거리(D)를 측정하여 기준 거리를 정한다.
레이저 거리 측정기(13)를 통하여 기준 거리를 정한 후, 도 10에 도시된 바와 같이, 상부 렌치(10)의 핸들부(80)를 회전시켜 인양 볼트(5)가 원자로 상부안내구조물(9)의 암나사 인입부(7)와 나사결합되도록 한다. 이 때, 스케일부(70)의 인양 볼트 삽입 구간(73)은 암나사 인입부(7)의 입구로부터 최종 체결 위치까지의 거리와 대응되는 거리이므로, 인양 볼트 삽입 구간(73)의 경계선인 스케일부의 제3 기준선(77)이 원통형 컬럼(30)의 입구면의 연장선상에 위치할 때까지 핸들부(80)를 회전시킨다. 이 후, 레이저 거리 측정기(13)를 통하여 레이저 거리 측정기(13)로부터 원통형 컬럼(30)의 입구면 까지 거리(D)를 측정하고, 기준 거리와의 차이를 통해 인양 볼트(5)의 실제 이동 거리를 확인한다.
전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 상부 렌치
20: 하부 렌치
70: 스케일부

Claims (6)

  1. 일단이 원자로 상부안내구조물의 암나사 인입부와 나사 결합되는 인양볼트와 연결되는 하부 렌치와;
    인양 기구의 원통형 컬럼에 삽입되며 일단이 상기 하부 렌치와 선택적으로 체결되고, 타단에 핸들부가 마련되는 상부 렌치와;
    상기 상부 렌치에 마련되며 눈금이 형성된 스케일부를 포함하고,
    상기 상부 렌치와 상기 하부 렌치가 체결되어 상기 핸들부의 회전에 따라 상기 인양 볼트가 상기 암나사 인입부와 나사 결합되기 위하여 이동한 거리를 상기 스케일부의 눈금을 통해 식별할 수 있고,
    상기 원통형 컬럼 내부에는 상기 인양 볼트를 수납하기 위한 저장나사부가 마련되고,
    상기 인양 볼트는 상기 저장나사부에 수납된 상태로부터 상기 원자로 상부안내구조물 인양 시 상기 암나사 인입부와 나사 결합하기 위하여 상기 저장나사부로부터 이탈되며,
    상기 상부 렌치의 상기 스케일부에는 상기 저장나사부로부터 상기 암나사 인입부의 입구까지의 거리와 대응되는 거리의 인양 볼트 이동 구간과;
    상기 인양 볼트가 상기 암나사 인입부의 입구로부터 상기 암나사 인입부에 최종 체결되는 위치까지의 거리와 대응되는 거리의 인양 볼트 삽입 구간이 식별 가능하게 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 인양 볼트 이동 구간과 상기 인양 볼트 삽입 구간은 서로 다른 색깔로 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 인양 볼트가 상기 저장나사부에 위치하는 상태일 때, 상기 스케일부의 상기 인양 볼트 이동 구간이 시작되는 제1 기준선이 상기 원통형 컬럼의 입구면의 연장선상에 위치하고,
    상기 인양 볼트가 상기 암나사 인입부의 입구에 위치하는 상태일 때, 상기 스케일부의 상기 인양 볼트 삽입 구간이 시작되는 제2 기준선이 상기 원통형 컬럼의 입구면의 연장선상에 위치하고,
    상기 인양 볼트가 상기 암나사 인입부에 최종 체결된 상태일 때, 상기 스케일부의 상기 인양 볼트 삽입 구간이 끝나는 제3 기준선이 상기 원통형 컬럼의 입구면의 연장선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 렌치에 마련되어 상기 원통형 컬럼의 입구면까지의 거리를 측정함으로써 상기 스케일부를 보조하여 상기 인양 볼트가 이동한 거리를 식별하기 위한 레이저 거리 측정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴.
KR1020140052112A 2014-04-30 2014-04-30 원자로 상부안내구조물 인양 볼트 깊이 측정 툴 KR101537475B1 (ko)

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