KR101539538B1 - Inspection device of penetration for reactor upper head - Google Patents

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KR101539538B1
KR101539538B1 KR1020140052475A KR20140052475A KR101539538B1 KR 101539538 B1 KR101539538 B1 KR 101539538B1 KR 1020140052475 A KR1020140052475 A KR 1020140052475A KR 20140052475 A KR20140052475 A KR 20140052475A KR 101539538 B1 KR101539538 B1 KR 101539538B1
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김윤원
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한전케이피에스 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a device for inspecting a penetrating pipe of a reactor upper head. In particular, the device of the present invention comprises: an end-effector (100) placed on the bottom of a penetrating pipe (P) of a reactor upper head; a camera (110) placed in the center of the end-effector (100) for checking the center of the penetrating pipe (P); a gripper (120) placed on both ends of the top of the end-effector (100) for fixating the penetrating pipe (P); an elevation operating unit (130) placed on the end-effector (100) for elevating the gripper (120); an ultrasonic probe placed on the elevation operating unit (130) for inspecting the penetrating pipe (P); and an operating unit (150) for moving the ultrasonic probe. The center of the end-effector (100) and the center of the penetrating pipe (P) can be made to accurately match each other by the gripper (120) placed on both sides of the end-effector (100), and the degree of precision of ultrasonic inspection data can be improved. As a plurality of motors is installed for inspection, operation, and function check of the end-effector (100), the end-effector (100) can separately inspect, operate, and check the functions of the penetrating pipe (P), enhancing the convenience of work and reliability of the inspection.

Description

원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치{Inspection device of penetration for reactor upper head}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting a reactor upper head,

본 발명은 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치에 관한 것으로서, 특히 원자력발전소의 원자로 상부헤드에 설치된 관통관을 검사하기 위한 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a pipe inspection apparatus for an upper head of a nuclear reactor, and more particularly, to a pipe inspection apparatus for a pipe upper head for inspecting a pipe installed at a reactor head of a nuclear power plant.

일반적으로 원자력발전소의 원자로 상부헤드에는 제어봉제어장치가 구비되는데, 이때 제어봉제어장치는 전자기력을 이용하여 제어봉을 인출, 삽입시킴으로써 원자로의 핵반응을 제어하여 원자력발전소의 전기적 출력을 조절하는 역할을 한다.Generally, a control rod control device is provided at the upper head of the reactor of a nuclear power plant. At this time, the control rod control device controls the nuclear power of the reactor by regulating the electrical output of the nuclear power plant by withdrawing and inserting the control rod by using electromagnetic force.

한편, 원자로 상부헤드에는 관통관이 형성되는데, 이 관통관의 갭 초음파 검사는 검사용 엔드이펙터가 검사 대상인 원자로 상부 헤드의 관통관에 검사용 로봇시스템에 의해 설치되어 검사가 수행된다. On the other hand, in the upper head of the reactor, a gas pipe is formed. In the gap ultrasonic inspection of the pipe, an inspection end effector is installed in the pipe of the upper head of the reactor to be inspected by the inspection robot system.

그러나, 종래의 엔드이펙터에는 원자로 상부헤드의 관통관과 중심을 정확히 일치시키는 수단이 존재하지 않아 엔드이펙터의 초음파 탐촉자와 관통관 사이의 간격이 일정하게 유지될 수 없어 엔드이펙터를 통한 초음파 검사 시 관통관 데이터의 정밀도에 대한 신뢰성이 낮아지게 되는 문제점이 있었다.
However, in the conventional end effector, there is no means for precisely aligning the center pipe with the pipe tube of the upper head of the reactor, so that the gap between the ultrasonic probe and the pipe tube of the end effector can not be maintained constant, The reliability of the accuracy of the customs clearance data is lowered.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치에 관한 것으로서, 특히 원자력발전소의 원자로 상부헤드에 설치된 관통관을 검사하기 위한 것을 목적으로 한다.
The present invention relates to an apparatus for inspecting a pipe top of a reactor head for solving the above problems, and more particularly to an apparatus for inspecting a pipe installed in a reactor head of a nuclear power plant.

이러한 본 발명은 원자로 상부헤드의 관통관 하부에 구비되는 엔드이펙터와; 상기 엔드이펙터 중앙에 구비되어 상기 관통관의 중앙을 확인하는 카메라와; 상기 엔드이펙터 상부 양단에 구비되어 상기 관통관을 고정시키는 그립퍼와; 상기 엔드이펙터에 구비되어 상기 그립퍼를 승강 이동시키는 승강구동부와; 상기 승강구동부에 구비되어 상기 관통관을 검사하는 초음파 탐촉자와; 상기 초음파 탐촉자를 이동시키는 작동부;를 포함함으로써 달성된다.The present invention relates to an end effector provided at a lower portion of a pipe of a reactor upper head; A camera provided at the center of the end effector for checking the center of the tube; A gripper provided at both ends of the end effector to fix the pipe tube; A lifting and lowering driving unit provided on the end effector to move the gripper up and down; An ultrasonic probe provided on the lifting and lowering driving part for inspecting the tube; And an operation part for moving the ultrasonic probe.

상기 각각의 그립퍼 상부에는 상기 관통관 외경에 상기 그립퍼를 밀착시키는 캠팔로워가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.And a cam follower is formed on an upper portion of each of the grippers to closely contact the gripper with the outer diameter of the pipe.

상기 그립퍼는 상기 캠팔로워를 승강시키는 에어실린더를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.The gripper preferably includes an air cylinder for lifting the cam follower.

상기 승강구동부는 상기 엔드이펙터에 구비하는 고정부와; 상기 고정부로부터 승강 가능하게 구비되는 승강부를 도록 하는 것이 바람직하다.The lifting and lowering driving unit includes: a fixing unit provided to the end effector; It is preferable that the elevating portion is provided so as to be capable of being elevated from the fixing portion.

상기 작동부는 상기 고정부에 구비되어 상기 초음파 탐촉자를 승강시키는 스케닝모터와; 상기 승강부에 구비되어 상기 초음파 탐촉자를 회전시키는 인덱스모터;를 포함도록 하는 것이 바람직하다.The operation unit includes a scanning motor provided at the fixing unit to move the ultrasonic probe upward and downward; And an index motor provided on the lifting unit to rotate the ultrasonic probe.

상기 인덱스모터와 스캐닝모터는 챔버 내부에 설치되도록 하는 것이 바람직하다.
The index motor and the scanning motor are preferably installed inside the chamber.

이상과 같은 본 발명은 엔드이펙터의 양측에 구비된 그립퍼에 의해 엔드이펙터의 중심과 관통관의 중심을 정확하게 일치할 수 있게 하여 초음파 검사 데이터의 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 엔드이펙터의 검사, 동작 및 기능 점검을 위해 복수의 모터를 설치하도록 함으로써 엔드이펙터 단독으로 관통관의 검사, 동작 및 기능 점검이 가능하게 하여 작업 편의성과 검사 신뢰도를 향상시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.
As described above, according to the present invention, the grippers provided on both sides of the end effector can precisely match the center of the end effector with the center of the pipe, thereby improving the accuracy of the ultrasonic inspection data. It is an object of the present invention to improve the convenience of operation and the reliability of inspection by making it possible to inspect, operate, and inspect the pipe tube by itself by providing a plurality of motors for function check.

도 1은 본 발명의 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치를 다른 각도에서 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치를 또 다른 각도에서 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an apparatus for inspecting a pipe of a reactor head of the present invention,
FIG. 2 is a view showing the pipe inspection apparatus of the reactor head of the present invention from a different angle; FIG.
Fig. 3 is a view showing the pipe inspection apparatus of the reactor head of the present invention from another angle; Fig.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 원자로 상부헤드의 관통관(P) 하부에 구비되는 엔드이펙터(100)와, 관통관(P) 중앙을 확인하는 카메라(110)와, 관통관(P)을 고정시키는 그립퍼(120)와, 그립퍼(120)를 이동시키는 승강구동부(130)와, 상기 관통관(P)을 검사하는 초음파 탐촉자와, 승강구동부(130)를 이동시키는 작동부(150)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 3, the apparatus for inspecting a pipe top of a reactor head of the present invention includes an end effector 100 provided below a pipe P of a reactor head, A gripper 120 for fixing the pipe tube P; an elevation driving unit 130 for moving the gripper 120; an ultrasonic probe for inspecting the pipe tube P; And an actuating part 150 for moving the eccentric part 130.

관통관(penetration, P)은 파이프 형상으로 이루어져 원자로 상부헤드에 구비되어 관통관(P) 내부를 본 발명을 통해 검사할 수 있게 한다.The penetration P is formed in a pipe shape and is provided in the upper head of the reactor so that the inside of the pipe P can be inspected through the present invention.

엔드이펙터(100)는 관통관(P) 하부에 구비되어 관통관(P)을 검사한다.The end effector 100 is provided under the pipe P to examine the pipe P for inspection.

엔드이펙터(100) 하부에는 엔드이펙터(100)를 지지하는 인덱스 베이스(101)가 구비되며, 인덱스 베이스(101) 하부에는 받침대(102)가 구비되도록 하는 것이 바람직하다.An index base 101 for supporting the end effector 100 is provided below the end effector 100 and a pedestal 102 is provided below the index base 101. [

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 카메라(110)는 엔드이펙터(100) 중앙, 즉 관통관(P)에 결합되는 슬리브 퍼널 안착대(140) 상부에 구비되어 관통관(P)의 중앙을 확인하여 관통관(P) 내부 검사 시 엔드이펙터(100)와 관통관(P)의 중앙이 일치되는지 확인하는 동시에 관통관(P)의 중앙을 관찰할 수 있게 한다.1 to 3, the camera 110 is provided at the center of the end effector 100, that is, above the sleeve funnel seat 140 coupled to the pipe tube P, So that the center of the pipe P can be observed while checking whether the center of the pipe P is consistent with the end effector 100 during the inside inspection of the pipe P,

그립퍼(120)는 엔드이펙터(100) 상부 양단에 구비되어 관통관(P)이 이동되지 않도록 고정시킬 수 있게 한다.The gripper 120 is provided at both ends of the end effector 100 to fix the pipe P so as not to move.

이때, 각각의 그립퍼(120) 상부에는 고정관의 외경에 대응하는 복수 개의 캠팔로워(121)가 구비되도록 하여 관통관(P) 외경에서 그립퍼(120)를 밀착시켜 관통관(P)의 고정력을 향상시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.At this time, a plurality of cam followers 121 corresponding to the outer diameter of the fixing pipe are provided on each of the grippers 120 so that the gripper 120 is brought into close contact with the outer diameter of the pipe P to improve the fixing force of the pipe P And the like.

즉, 관통관(P) 외경 양단에 각각의 그립퍼(120)가 위치하며, 각각의 그립퍼(120)에 형성된 복수의 캠팔로워(121)가 관통관(P) 외경에 밀착되어 점 지지하면서 관통관(P) 외경의 4개 지점을 고정할 수 있게 한다.That is, the grippers 120 are positioned at both ends of the outer diameter of the pipe tube P, and a plurality of cam followers 121 formed on each gripper 120 closely contact the outer diameter of the pipe tube P, (P) to fix the four points of the outer diameter.

또한, 그립퍼(120)는 캠팔로워(121)를 승강시키는 에어실린더(122)를 포함하도록 하여 에어실린더(122) 작동을 통해 캠팔로워(121)를 이동시켜 관통관(P)에 밀착시킬 수 있게 한다.The gripper 120 may include an air cylinder 122 for moving the cam follower 121 so as to move the cam follower 121 through the operation of the air cylinder 122 so as to be brought into close contact with the tube P do.

승강구동부(130)는 엔드이펙터(100)에 구비되어 그립퍼(120)를 승강 이동시킨다.The lifting drive unit 130 is provided on the end effector 100 to move the gripper 120 up and down.

이때, 승강구동부(130)는 엔드이펙터(100)에 고정되는 고정부(131)와, 고정부(131)로부터 승강 가능하게 구비되는 승강부(132)로 이루어진다.The lifting and lowering driving unit 130 includes a fixing unit 131 fixed to the end effector 100 and a lifting unit 132 provided to be movable up and down from the fixing unit 131.

한편, 고정부(131)와 승강부(132)는 파이프를 통해 연결되도록 하여 승강부(132)의 이동을 파이프가 가이드할 수 있게 하는 것이 바람직하다.Meanwhile, it is preferable that the fixing portion 131 and the elevating portion 132 are connected to each other through a pipe so that the pipe can guide the movement of the elevating portion 132.

이때, 승강구동부(130)에는 인덱싱부(미도시)가 구비되도록 하여 승강구동부(130)를 회전시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.At this time, the elevation driving unit 130 is preferably provided with an indexing unit (not shown) so that the elevation driving unit 130 can be rotated.

초음파 탐촉자는 엔드이펙터(100)에 구비되어 관통관(P) 내부를 초음파를 통해 검사할 수 있게 한다. 여기서, 인덱스 베이스(101) 상부에 카메라(110)가 구비되게 하여 카메라(110)를 통해 중앙이 일치된 상태에서 관통관(P) 내 검사를 실시할 수 있게 한다.The ultrasonic transducer is provided in the end effector 100 so that the inside of the tube P can be inspected through ultrasonic waves. In this case, the camera 110 is provided above the index base 101, and the inspection can be performed in the pipe tube P in a state where the center is aligned through the camera 110.

이때, 엔드이펙터(100)에는 작동부(150)가 구비되어 승강구동부(130)를 이동시킬 수 있게 한다.At this time, the end effector 100 is provided with the actuating part 150 so that the elevation driving part 130 can be moved.

작동부(150)는 승강구동부(130)를 회전시키는 인덱스모터(151)와, 초음파탐촉자를 이동 시키는 스캐닝모터(152)로 이루어진다.The operation unit 150 includes an index motor 151 for rotating the elevation driving unit 130 and a scanning motor 152 for moving the ultrasonic probe.

인덱스모터(151)는 고정부(131) 하부에 구비되어 인덱스 베이스(101)의 상부의 미도시된 피니언 및 랙기어와 연결되어 승강구동부(130) 전부위를 회전시키고, 승강구동부에(132)에 설치된 스캐닝모터(152)는 미도시된 탐촉자 구동이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.The index motor 151 is provided below the fixed portion 131 and connected to a pinion and a rack gear not shown in the upper portion of the index base 101 to rotate the entire portion of the lift driving portion 130, It is preferable that the scanning motor 152 installed in the main body is driven by a probe not shown.

이때, 인덱스모터(151)는 승강구동부(130)와 미도시된 피니언 및 랙기어와 연결되어 승강구동부(130)에 설치된 모든부위를 회전시켜 인덱싱을 할 수 있도록 하며, 스캐닝모터(152)는 미도시된 초음파 탐촉자와 기어 결합되어 회전력을 통해 미도시된 초음파 탐촉자를 상승 및 하강시켜 스캔닝을 할 수 있도록 한다.At this time, the index motor 151 is connected to the elevation driving unit 130 and the pinion and the rack gear (not shown) to rotate all the parts installed on the elevation driving unit 130 so that indexing can be performed. The ultrasonic probe is geared with the illustrated ultrasonic probe so that the ultrasonic probe, which is not shown in the figure, can be moved up and down to perform scanning.

또한, 인덱스모터(151)와 스캐닝모터(152)는 챔버 내부에 설치되도록 하여 모터 작동이 원활하게 이루어질 수 있게 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the index motor 151 and the scanning motor 152 are installed inside the chamber so that the motor can be smoothly operated.

이처럼, 본 발명은 엔드이펙터(100)의 중심과 관통관(P)의 중심이 정확하게 일치하게 하기 위하여 엔드이펙터(100)에 그립퍼(120)를 구비시켜 관통관(P)의 외면을 고정시킬 수 있게 하고, 엔드이펙터(100)에 복수의 모터가 설치되도록 하여 미도시된 초음파 탐촉자를 승강시키거나 회전시킬 수 있게 하여 관통관(P)에 용이하게 접근할 수 있게 한다.The end effector 100 may be provided with a gripper 120 to fix the outer surface of the tube P so that the center of the end effector 100 and the center of the tube P can be exactly aligned with each other. And the end effector 100 is provided with a plurality of motors so that the ultrasonic transducer (not shown) can be raised or lowered so that the tube P can be easily accessed.

한편, 캠팔로워(121)를 승강시키는 에어실린더(122) 작동은 엔드이펙터(100)와 연동되는 제어부를 통해 원격으로 조절할 수 있게 하며, 그립퍼(120)를 이동시키는 승강구동부(130)와 초음파 탐촉자를 이동시키는 작동부(150)도 제어부와 연동되어 외부에서 제어할 수 있게 하는 것이 바람직하다.The operation of the air cylinder 122 for moving up and down the cam follower 121 can be controlled remotely through a control unit interlocked with the end effector 100. The elevation driving unit 130 for moving the gripper 120, It is preferable that the operation unit 150 for moving the control unit 150 is also interlocked with the control unit so as to be controlled from the outside.

이러한, 본 발명의 엔드이펙터(100)는 별도의 로봇 장치와 결합되어 외부 제어를 통해 검사 대상인 원자로 상부의 관통관(P)의 하부에 접근하게 되고, 엔드이펙터(100)에 구비된 카메라(110)를 통해 관통관(P)과 엔드이펙터(100)의 중심을 일치시키며, 관통관(P)과 엔드이펙터(100)의 중심이 일치되면 승강구동부(130)를 통해 그립퍼(120)를 승강 이동하여 관통관(P)에 엔드이펙터(100)를 고정시키고, 엔드이펙터(100) 고정이 완료되면 작동부(150)를 통해 초음파 탐촉자를 이동시켜 관통관(P) 내부의 초음파 검사 작업을 수행하게 된다.The end effector 100 according to the present invention is coupled to a separate robot apparatus so as to approach the lower portion of the pipe P at the upper portion of the reactor to be inspected through the external control, The gripper 120 is moved up and down through the lifting and lowering driving part 130 when the center of the pipe P and the end effector 100 coincide with each other, The end effector 100 is fixed to the pipe P and the ultrasound probe is moved through the operation part 150 when the end effector 100 is fixed and the ultrasonic inspection operation is performed inside the pipe P do.

그 결과, 본 발명은 엔드이펙터(100)와 관통관(P)의 중심 일치 시간이 짧아 작업 시간을 단축시킬 수 있으며, 정확도는 향상시켜 운전 중 중심이 이탈되는 현상을 방지할 수 있게 하고, 또한, 엔드이펙터(100)에 구비된 작동부(150)를 통해 초음파 탐촉자가 독자적으로 작동할 수 있게 하여 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있게 한다.
As a result, the present invention can shorten the working time by shortening the center coincidence time of the end effector 100 and the pipe P, and can improve the accuracy and prevent the deviation of the center during operation, The ultrasonic probe can be operated independently through the operation part 150 provided in the end effector 100, thereby improving the reliability of the test.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

100 : 엔드이펙터 110 : 카메라
120 : 그리퍼 121 : 캠팔로워
122 : 에어실린더 130 : 승강구동부
131 : 고정부 132 : 승강부
140 : 안착대 150 : 작동부
151 : 인덱스모터 152 : 스캐닝모터100: end effector 110: camera
120: Gripper 121: Cam follower
122: air cylinder 130:
131: fixing part 132:
140: seat base 150:
151: Index motor 152: Scanning motor

Claims (7)

원자로 상부헤드의 관통관 하부에 구비되는 엔드이펙터와;
상기 엔드이펙터 중앙에 구비되어 상기 관통관의 중앙을 확인하는 카메라와;
상기 엔드이펙터 상부 양단에 구비되어 상기 관통관을 고정시키는 그립퍼와;
상기 엔드이펙터에 구비되어 상기 그립퍼를 승강 이동시키는 승강구동부와;
상기 엔드이펙터에 구비되어 상기 관통관을 검사하는 초음파 탐촉자와;
상기 승강구동부를 이동시키는 작동부를 포함하되;
상기 각각의 그립퍼 상부에는 상기 관통관 외경에 상기 그립퍼를 밀착시키는 캠팔로워가 형성되는 것을 특징으로 하는 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치.
An end effector provided at a lower portion of the pipe of the reactor upper head;
A camera provided at the center of the end effector for checking the center of the tube;
A gripper provided at both ends of the end effector to fix the pipe tube;
A lifting and lowering driving unit provided on the end effector to move the gripper up and down;
An ultrasonic probe provided in the end effector for inspecting the tube;
And an actuating part for moving the lifting and lowering part;
And a cam follower is formed on an upper portion of each of the grippers to closely contact the gripper with the outer diameter of the tube.
청구항 1에 있어서,
상기 승강구동부에 구비되어 승강구동부를 회전시키는 인덱싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치.
The method according to claim 1,
And an indexing unit provided in the elevation driving unit and rotating the elevation driving unit.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 그립퍼는 상기 캠팔로워를 승강시키는 에어실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the gripper includes an air cylinder for moving the cam follower up and down.
청구항 1에 있어서,
상기 승강구동부는
상기 엔드이펙터에 구비하는 고정부와;
상기 고정부로부터 승강 가능하게 구비되는 승강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치.
The method according to claim 1,
The lifting /
A fixing part provided on the end effector;
And an ascending / descending part provided to be able to move up and down from the fixing part.
청구항 5에 있어서,
상기 작동부는
상기 고정부에 구비되어 상기 초음파 탐촉자를 승강시키는 스캐닝모터와;
상기 승강부에 구비되어 상기 초음파 탐촉자를 회전시키는 인덱스모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치.
The method of claim 5,
The operating portion
A scanning motor provided on the fixing unit to move the ultrasonic probe upward;
And an index motor provided on the lifting unit to rotate the ultrasonic probe.
청구항 6에 있어서,
상기 인덱스모터와 스캐닝모터는 챔버 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 원자로 상부헤드의 관통관 검사 장치.The method of claim 6,
Wherein the index motor and the scanning motor are installed inside the chamber.
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