KR101646598B1 - Specimen sampling equipment for nozzle of reactor vessel head - Google Patents

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KR101646598B1
KR101646598B1 KR1020150041852A KR20150041852A KR101646598B1 KR 101646598 B1 KR101646598 B1 KR 101646598B1 KR 1020150041852 A KR1020150041852 A KR 1020150041852A KR 20150041852 A KR20150041852 A KR 20150041852A KR 101646598 B1 KR101646598 B1 KR 101646598B1
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이선호
변진귀
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두산중공업 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a sampling apparatus for a nozzle of a reactor head and a method thereof, and more specifically, to a sampling apparatus for a nozzle of a reactor head, capable of analyzing a cause of damage in detail by sampling a remaining specimen which is as it was first damaged to prevent reoccurrence of damage to the reactor and a method thereof. It is necessary to precisely analyze a cause of the damage to prevent reoccurrence of the damage due to stress corrosion cracking (SCC) of the INCONEL 600 in accordance with long-term operation of a reactor. The sampling apparatus for a nozzle of a reactor head according to an embodiment of the present invention comprises: a discharge electrode (10) to discharge an arch while having a predetermined distance with a damaged surface in order to sample a damaged part inside the reactor; and an electrode discharge-liquid supply nozzle (18) to supply a discharge liquid to the damaged surface. The apparatus according to an embodiment of the present invention has effects of enabling safe sampling of a specimen by preparing an automated apparatus capable of preserving a damaged part as it is.

Description

원자로 헤드 노즐부의 시료 채취 장치 및 방법. {SPECIMEN SAMPLING EQUIPMENT FOR NOZZLE OF REACTOR VESSEL HEAD}(EN) METHOD AND APPARATUS FOR COLLECTING SAMPLES OF NUCLEAR RESPONSE HEAD. {SPECIMEN SAMPLING EQUIPMENT FOR NOZZLE OF REACTOR VESSEL HEAD}

본 발명은 원자로가 설치되는 원자력 발전기의 시료 채취 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원자력 발전소의 장기간 운전에 따른 원자로 헤드 노즐부의 SCC(Stess Corrosion Cracking)손상 재발 방지 및 원인 분석 위한 시료 채취 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sampling device and a sampling method of a nuclear power generator equipped with a reactor, and more particularly, to a sampling device and a sampling method for preventing the recurrence of SCC (Stress Corrosion Cracking) damage of a reactor head nozzle part due to long- And methods.

원자력발전은 우라늄 원자에 중성자를 충돌시켜 핵분열이 일어나게 하여, 이때 핵분열과 함께 막대한 열이 발생하는 점을 이용한다. 핵연료봉에 저장된 핵연료의 분열이 일어나면서 연료봉은 열전도가 되며, 이 주위로 물을 순환시켜 뜨거운 증기를 만들어낸다. 이 증기는 터빈을 구동하여 발전기가 돌아가게 하는 원리이다.      Nuclear power generation utilizes the fact that nuclear fission occurs by colliding a neutron with a uranium atom, generating enormous heat together with fission. As the nuclear fuel stored in the fuel rod breaks down, the fuel rod becomes heat conduction, circulating water around it to produce hot steam. This steam is the principle that drives the turbine and makes the generator run.

이와 같이 사용되는 원자력발전기의 구성은 원자로 헤드와 제어봉 구동을 위한 CRDM 노즐 및 배기관 등을 포함한다.The construction of such a nuclear power generator includes a CRDM nozzle and an exhaust pipe for driving the reactor head and the control rod.

상기 노즐 및 배기관에는 일반적으로 INCONEL 600이 재료로 사용이 되며, 모재와 동일한 INCONEL 600을 사용하여 용접으로 제작된다. INCONEL 600 is generally used as a material for the nozzle and exhaust pipe, and it is manufactured by welding using the same INCONEL 600 as the base material.

그러나, INCONEL 600은 장기간 운전에 따라 SCC(Stess Corrosion Cracking)에 의한 손상이 발생하고 있다.However, INCONEL 600 has been damaged by SCC (Stress Corrosion Cracking) due to long-term operation.

이러한 손상의 재발을 방지하기 위해서는 정확한 손상 원인 분석이 필요하며, 손상 원인 분석을 위해서는 손상부 원형이 보존되어 있는 시료 채취가 필요하다.In order to prevent recurrence of these injuries, it is necessary to analyze the exact cause of damage.

하지만, 이러한 시료 채취 과정은 채취 장소가 우라늄 등을 발전 원료로써 이용하는 원자력 발전소의 내부라는 점을 고려하였을 때, 작업자가 직접 현장에 투입되어 수작업으로 시료를 채취하는 것은 각종 방사능 물질로부터의 오염의 위험성을 고려하여 보았을 때, 극히 위험한 작업에 해당한다.However, taking into account that the sampling site is the inside of the nuclear power plant where uranium is used as the raw material for the power generation, it is considered that the risk of contamination from various radioactive materials , It is an extremely dangerous task.

따라서, 작업자를 대신하여 현장에 직접 활용해 투입하여 원자력 발전소 내부 손상부위의 샘플을 채취할 수 있는 시료 채취 장치가 필요하다.Therefore, there is a need for a sampling device capable of directly sampling on the site on behalf of the operator and sampling the damage site inside the nuclear power plant.

또한, 손상부의 원형에 대한 보존이 어렵다는 문제점이 있다. 따라서 손상부의 원형에 대한 보존이 가능한 자동화된 시료 채취 장치가 필요하다.Further, there is a problem that it is difficult to preserve the original shape of the damaged portion. Therefore, an automated sampling device capable of preserving the original shape of the damaged part is needed.

미국공개특허공보 제2008-0175345호U.S. Published Patent Application No. 2008-0175345

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 원자로 내부의 손상 재발을 방지하기 위해, 손상부 원형이 보존되어 있는 시료를 채취하여 손상 원인의 구체적인 분석을 도모하는 원자로 헤드 노즐부의 시료 채취 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a nuclear reactor head which is capable of collecting a specimen in which a damage- And a sample collecting apparatus and method for a nozzle unit.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 채취 장치는 원자로의 손상부 시료 채취를 위한 것으로서, 상기 원자로 내측 손상부의 시료 채취를 위해 손상부 표면과 일정한 간극을 유지하며 방전가공을 실시하는 방전 가공용 전극 및 손상부 표면에 방전액을 분출하며 공급하는 전극 방전액 공급 노즐을 포함한다.In order to achieve the above object, a sample collecting apparatus according to an embodiment of the present invention for sampling a damaged part of a nuclear reactor, And an electrode discharge liquid supply nozzle for spraying and supplying a discharge liquid to the surface of the damaged portion.

또한, 상기 방전 가공용 전극은 상기 방전액 공급 노즐에 의하여 방전액이 상기 시료 채취 대상에 공급되는 상태에서 방전 가공을 수행하는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치를 포함할 수 있으며, 이상의 장치가 사용되는 장소는 원자력 발전소 원자로 헤드 노즐부의 손상에 대한 자동 시료 채취뿐만 아니라, 사람의 접근이 어려운 위치에 발생한 손상부에 대한 시료 채취에 대해서도 본 기술의 응용이 가능하다.The electrode for electric discharge machining may include a sample collecting device for performing discharge machining in a state in which the discharge liquid is supplied to the sample to be sampled by the discharge liquid supply nozzle. The present invention can be applied not only to the automatic sampling of damage to the nozzle head of the nuclear power plant, but also to the sampling of damaged parts occurring at a position where human access is difficult.

이와 더불어, 상기 방전액을 회수하는 방전액 받이를 더 포함하며, 상기 방전액 받이는 내부 환면과 외부 환면으로 구성되어 있으며, 외부 환면은 내부 환면에 비하여 일정 각도 상측으로 테이퍼된 형상으로 가지는 시료 채취 장치인 것이 바람직하다.In addition, the apparatus further includes a discharge liquid receiver for recovering the discharge liquid, wherein the discharge liquid receiver is composed of an inner surface and an outer surface, and the outer surface has a tapered shape Device.

상기 방전액 받이에는 다수개의 카메라의 설치가 가능하다.A plurality of cameras can be installed in the discharge liquid receiver.

또한, 상기 방전 가공용 전극으로부터 하측으로 연장되는 지지부를 더 포함하며, 상기 전극 방전액 공급 노즐은, 상기 지지부 일측에 마련된 방전액 공급 노즐 고정부 및 상기 방전액 공급 노즐 고정부로부터 상측으로 연장되는 한 쌍의 노즐관을 포함하는 것이 바람직하다.The electrode discharge liquid supply nozzle may include a discharge liquid supply nozzle fixing part provided at one side of the support part and a support part extending upward from the discharge liquid supply nozzle fixing part, It is preferable to include a pair of nozzle tubes.

각각의 상기 노즐관은 상기 지지부로부터 일정 각도 기울어진 상태로, 상기 방전액 공급 노즐 고정부로부터 상기 방전 가공용 전극을 향해 상호 간의 거리가 멀어지는 형태로 연장되고, 상기 노즐관의 끝단은 상기 지지부의 연장선상의 일 지점을 향해 절곡되어 상호 간의 거리가 좁아지는 형태로 형성된 것이 바람직하다.Wherein each of the nozzle tubes extends in such a manner that a distance therebetween is increased toward the electrode for electric discharge machining from the discharge liquid supply nozzle fixing portion in a state where the nozzle tube is inclined at a predetermined angle from the support portion, It is preferable that they are formed in such a shape that the distance between them is narrowed.

이 경우 노즐관의 끝단의 최종 높이는 방전 가공용 전극의 높이보다 낮은 것이 바람직하다. In this case, the final height of the end of the nozzle tube is preferably lower than the height of the electrode for electric discharge machining.

상기 방전액 공급 노즐 고정부는, 전극의 형상에 따라 방전액이 공급되는 위치를 조정할 수 있도록, 상기 한 쌍의 노즐관의 전,후방 각도조절 기능을 수행하는 다이얼을 포함하는 것이 가능하다.The discharge liquid supply nozzle fixing part may include a dial for performing a front and rear angle adjusting function of the pair of nozzle pipes so as to adjust a position where the discharge liquid is supplied according to the shape of the electrode.

전극의 형상이 직선형이 아닌 입체적 굴곡을 포함하는 형상인 경우에는 방전 가공이 일어나는 지점에 방전액을 공급할 수 있도록 방전액 공급 노즐을 컨트롤 하는 것이 바람직하다.It is preferable to control the discharge liquid supply nozzle so that the discharge liquid can be supplied to the point where the electric discharge machining occurs, in the case where the shape of the electrode includes the three-dimensional bending rather than the straight line.

상기 방전 가공용 전극의 회전 구동을 위한 전극 구동부를 포함하며, 전극이 회전되는 상태에서도 전원을 공급하는 전원 공급 브러쉬를 포함하는 것이 가능하다.And a power supply brush that includes an electrode driver for rotationally driving the electrode for electric discharge machining and supplies power even when the electrode is rotated.

원형 돔의 형상을 가진 원자로 헤드 노즐부의 시료채취나, 사람의 수작업으로는 작업하기 힘든 공간에서의 원활한 시료 채취를 위해서 방전 가공용 전극은 자체적으로 틸팅 및 회전 구동이 되어야 할 필요성이 존재한다.There is a need for the electrode for electric discharge machining to have its own tilting and rotational driving in order to collect a sample of a nozzle head having a circular dome shape and to collect a sample in a space that is hard to work by manual operation of the person.

시료 채취 과정을 모니터링 하는 적어도 하나의 과정 모니터링 카메라 및 전극의 위치를 모니터링 하는 적어도 하나의 전극 모니터링 카메라를 포함하는 것이 바람직하다. At least one process monitoring camera for monitoring the sampling process, and at least one electrode monitoring camera for monitoring the position of the electrodes.

상기 시료 채취 장치는, 상기 방전액 받이 하부에 위치하며, 상기 지지부의 자세를 제어하기 위한 구동부를 포함하는 것이 가능하다.The sample collecting apparatus may include a driving unit for controlling the attitude of the supporting unit, the driving unit being located below the discharging solution receptacle.

이러한 구동부는 방전 가공용 전극의 신속하며 정밀한 위치제어가 가능토록 한다.Such a drive unit enables rapid and precise position control of the electrode for electric discharge machining.

상기 구동부는, 상기 지지부를 장치 수직축으로부터 일정 각도 틸팅하는 틸팅 구동부를 포함하는 것이 가능하다.The driving unit may include a tilting driving unit that tilts the supporting unit at a predetermined angle from the vertical axis of the apparatus.

상기 구동부는, 상기 지지부를 좌우 방향으로 이동시키는 좌우 구동부를 포함하는 것이 가능하다.The driving unit may include left and right driving units for moving the supporting unit in the left and right directions.

상기 구동부는, 상기 지지부의 전후 방향으로 이동시키는 전후 구동부를 포함하는 것이 가능하다.The driving unit may include a front-rear driving unit for moving the supporting unit in the front-rear direction.

상기 구동부는, 상기 지지부를 장치 수직축과 평행한 축을 회전축으로 하여 회전 구동시키는 회전 구동부를 포함하는 것이 가능하다.The driving unit may include a rotation driving unit that rotationally drives the support unit with the axis parallel to the vertical axis of the apparatus as a rotation axis.

상기 구동부는, 상기 지지부를 상하 방향으로 이동시키는 상하 구동부를 포함하며, 상하 구동부 주위로 다수개의 지지바가 배열되는 것이 가능하다.The driving unit includes a vertical driving unit for moving the supporting unit in the vertical direction, and a plurality of supporting bars can be arranged around the vertical driving unit.

또한, 상기 방전 가공용 전극은 양 측면이 개방된 직육면체의 형상을 가지는 것이 바람직하다. Further, it is preferable that the electrode for electric discharge machining has a shape of a rectangular parallelepiped having both sides opened.

경우에 따라서는, 상기 방전 가공용 전극은 전류를 방전하는 상부체 및 상기 상부체와 상기 지지부를 연결하는 하부체를 포함하고,상기 상부체는 수평으로 뉘어지고 양 측면과 하부가 개방된 반원통 형상이며, 상기 하부체는 상기 반원통 형상의 반지름을 너비로 가지며, 상부가 개방된 직육면체 형상을 가지는 것이 가능하다.In some cases, the electrode for electric discharge machining includes an upper body for discharging a current and a lower body for connecting the upper body and the supporter. The upper body is divided into horizontally and semi- And the lower body has a width of the radius of the semicylindrical shape and a rectangular parallelepiped shape having an open top.

또한, 상기 방전 가공용 전극은 전류를 방전하는 상부체 및 상기 상부체와 상기 지지부를 연결하는 하부체를 포함하고, 상기 상부체는 수평으로 뉘어지고 양 측면 개방된 반원통 형상이며, 상기 하부체는 상기 반원통 형상의 상부체가 기울기를 가질 수 있도록, 전면과 후면간의 높이 차가 있으며, 상부 및 양 측면이 개방된 직육면체의 형상을 가지는 것 역시 가능하다.The electrode for electric discharge machining includes an upper body for discharging a current and a lower body for connecting the upper body and the supporting portion. The upper body is horizontally laid out and semi-cylindrical opened on both sides, It is also possible that the semi-cylindrical upper body has a height difference between the front and the rear so that the upper body can have a slope, and a shape of a rectangular parallelepiped having open top and both sides is also possible.

단순 방전 가공을 이용한 시료 채취 장치 뿐만 아니라, 원자로의 손상부 시료 채취를 위한 시료 채취 장치 방법에 있어서, 상기 방전액 공급 노즐이 시료 채취 대상의 표면에 방전액을 공급하는 전극 방전액 공급단계 및 상기 원자로 내측 손상부의 시료 채취를 위해 손상부 표면과 일정한 간극을 유지하며 상기 방전 가공용 전극이 방전가공을 실시하는 방전 가공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 채취 방법이 가능하다.A method for collecting a damaged sample of a reactor as well as a sample collecting apparatus using simple discharge machining, comprising the steps of: supplying an electrode liquid to a surface of a sample to be sampled by the discharge liquid supply nozzle; And a discharge machining step of discharging the discharge machining electrode while maintaining a constant gap with the surface of the damaged part for sampling the inner damaged part of the reactor.

여기서 상기 방전액 공급 단계는, 상기 방전 가공용 전극의 형상에 따라 방전액이 공급되는 위치를 조정할 수 있도록, 상기 방전액 공급 노즐의 전,후방 각도조절 기능을 수행하는 노즐 각도조절단계를 포함하는 시료 채취 방법이 가능하다.Wherein the discharging liquid supplying step includes a nozzle angle adjusting step of performing a front and rear angle adjusting function of the discharge liquid supply nozzle so as to adjust a position where the discharge liquid is supplied according to the shape of the electrode for electric discharge machining A sampling method is possible.

또한, 상기 방전 가공용 전극의 회전 구동을 위한 전극 구동단계를 포함하는 시료 채취 방법이 바람직하다.Further, a sampling method including an electrode driving step for rotationally driving the electrode for electric discharge machining is preferable.

적어도 하나 이상의 카메라를 활용하여 시료 채취 과정을 모니터링 하는 시료 채취 모니터링 단계 및 적어도 하나 이상의 카메라를 활용하여 전극의 설치 위치를 모니터링하는 전극 설치 모니터링 단계를 포함하는 시료 채취 방법이 바람직하다 할 것이다.A sample collection monitoring step of monitoring a sample collection process using at least one camera, and an electrode installation monitoring step of monitoring an installation position of the electrode using at least one camera.

또한, 상기 손상부에 방전 가공용 전극이 위치하도록, 지지부의 자세를 제어하는 지지부 구동단계를 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to include a supporting portion driving step of controlling the attitude of the supporting portion so that the electrode for electric discharge machining is positioned on the damaged portion.

구체적으로, 상기 지지부를 장치 수직축으로부터 일정 각도 틸팅하는 틸팅 구동부의 틸팅 구동단계를 포함하는 것이 가능하다.Specifically, it is possible to include a tilting driving step of the tilting driving unit for tilting the supporting unit at a predetermined angle from the vertical axis of the apparatus.

마찬가지로, 상기 지지부를 좌우 방향으로 이동시키는 좌우 구동부의 좌우 구동단계를 포함하는 것이 바람직하다.Similarly, it is preferable to include the left and right driving steps of the left and right driving units for moving the supporting unit in the left and right directions.

또한, 시료채취 장치의 상기 지지부를 전후 방향으로 이동시키는 전후 구동부의 전후 구동단계를 포함하는 것이 가능하다.It is also possible to include a back-and-forth driving step of the front-rear driving part for moving the supporting part of the sample-sampling device in the front-back direction.

마지막으로 상기 지지부를 장치 수직축과 평행한 축을 회전축으로 하여 회전 구동시키는 회전 구동부의 회전 구동단계를 포함하는 것이 바람직하다.And finally driving the rotation driving unit to rotationally drive the support unit with the axis parallel to the vertical axis of the apparatus as the rotation axis.

구체적으로는 상기 지지부 구동단계는, 상기 지지부의 상하 구동에 사용되는 상하 구동부의 상하 구동단계를 포함하는 시료 채취 방법이 가능하다.Specifically, the supporting unit driving step may include a sampling method including a vertical driving step of the up and down driving unit used to drive the supporting unit up and down.

상술한 바와 같은 본 발명의 원자로 헤드 노즐부의 시료 채취 장치 및 방법은, 장기간의 원자로 운전에 따라 INCONEL 600의 SCC(Stess Corrosion Cracking)에 의한 손상의 재발을 방지하기 위해서는, 정확한 손상 원인 분석이 필요하며, 손상 원인 분석을 위해 본 발명은 손상부 원형이 보존되어 있는 시료 채취 장치 및 방법을 제공함으로써, 손상 원형의 보존이 가능한 자동화 장치가 구비되어, 안전한 시료 채취가 가능한 효과가 있다.The apparatus and method for sampling a reactor head nozzle of the present invention as described above require precise damage analysis in order to prevent recurrence of damage caused by SCC (Stress Corrosion Cracking) of INCONEL 600 according to operation of a reactor for a long period of time In order to analyze the cause of damage, the present invention provides an apparatus and a method for collecting a damaged part, thereby providing an automated device capable of preserving a damaged original shape, thereby enabling safe sampling.

도 1은 원자로 헤드 노즐부의 수직단면도이다.
도 2는 시료 채취 장치의 사시도이다.
도 3은 본 방법발명의 각 단계들을 나타낸 개략도이다.
도 4는 시료 채취 장치의 정면도이다.
도 5는 시료 채취 장치의 측면도이다.
도 6은 방전 가공용 전극에 대한 정면 확대도이다.
도 7은 방전 가공용 전극에 대한 측면 확대도이다.
도 8은 방전 가공용 전극의 활용 가능한 실시예 대한 측면도이다.
1 is a vertical sectional view of a reactor head nozzle unit.
2 is a perspective view of the sample collecting apparatus.
Figure 3 is a schematic diagram showing the steps of the method of the invention.
4 is a front view of the sample collecting apparatus.
5 is a side view of the sample collecting apparatus.
6 is a front enlarged view of the electrode for electric discharge machining.
7 is a side enlarged view of the electrode for electric discharge machining.
8 is a side view of an available embodiment of an electrode for electric discharge machining.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals whenever possible, even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

또한, 본 발명에서의 '장치의 중심축'이란, 도 4 및 도 5의 '방전 가공용 전극(10) 및 상하 구동 축(51)'을 관통하며, 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 장치가 상기 '장치의 중심축'에 의해 양분되는 가상의 축을 의미한다. 4 and 5, and the apparatus shown in Figs. 4 and 5 is used as the center axis of the apparatus for electric discharge machining Means an imaginary axis bisected by the 'center axis of the device'.

본 발명의 "Sampling Head"란 용어는 "전극 어셈블리, 지지부, 방전액 받이 및 하부 구동부 등을 포함하는 일련의 구성을 의미한다. 시료 채취 장치는 "Sampling Head" 외에 "Sampling Head"를 작업위치로 이동시키는 배치 수단 등을 더 포함할 수 있으며, 이하의 실시예에서는 "Sampling Head"를 중심으로 살펴보기로 한다.The term "Sampling Head" of the present invention means a series of configurations including an electrode assembly, a supporting part, a discharge solution receiving part, a lower driving part, etc. The sampling device includes a " Sampling Head " And a positioning means for moving the sampling head. In the following embodiments, the sampling head will be mainly described.

본 발명은 원자로가 설치되는 원자력 발전기의 시료 채취 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus and method for sampling a nuclear power generator in which a nuclear reactor is installed.

본 발명은 상술한 바와 같이 최근 문제되고 있는 원자력 발전소의 장기간 운전에 따른 원자로 헤드(1) 노즐부의 SCC(Stess Corrosion Cracking)손상 재발 방지 및 원인 분석 위한 시료 채취 장치 및 방법에 대한 해결책을 제시하는 과정에서 착안 되었다.As described above, the present invention provides a solution to the problem of recurrence of SCC (Stress Corrosion Cracking) damage in the nozzle part of a reactor head (1) due to long-term operation of a nuclear power plant, .

이하 이러한 과정에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, this process will be described in detail.

먼저, 도 1을 참고하면, 직경 약 4m인 원자로 헤드(1)의 수직단면과 함께 83개의 CRDM 노즐(2), 1개의 배기관(4), 노즐 하단에 설치되는 가이드 콘(3) 및 배기관(4)의 용접부(5)가 도시되어 있다.First, referring to FIG. 1, 83 CRDM nozzles 2, one exhaust pipe 4, a guide cone 3 installed at the lower end of the nozzle, and an exhaust pipe (not shown) along with a vertical section of the reactor head 1 having a diameter of about 4 m 4 is shown.

이때, 원자로 헤드(1)와 CRDM 노즐(2) 및 배기관(4) 사이에는 INCONEL 600이 용가재로 용접되어 있다. 또한, 용접부(5)의 폭은 최대 20mm 이며, 기하학적 배치로 인해 설치 위치에 따라 폭 및 깊이가 증가한다.At this time, INCONEL 600 is welded between the reactor head 1, the CRDM nozzle 2, and the exhaust pipe 4 as an abradable material. Further, the width of the welded portion 5 is at most 20 mm, and the width and the depth increase depending on the installation position due to the geometrical arrangement.

이러한 설비를 갖춘 원자력 발전기 내부의 손상이 있을 경우, 그러한 손상에 대한 원인 규명 및 재발의 방지를 위해 손상 부위의 시료를 채취하여 연구하는 과정이 필요하다. If there is any damage inside the nuclear power generator with such facilities, it is necessary to take the sample of the damaged area and study it in order to identify the cause of the damage and prevent recurrence.

하지만, 이러한 시료 채취 과정은 채취 장소가 우라늄 등을 발전 원료로써 이용하는 원자력 발전소의 내부라는 점을 고려하였을 때, 작업자가 직접 현장에 투입되어 수작업으로 시료를 채취하는 것은 각종 방사능 물질로부터의 오염의 위험성을 고려하여 보았을 때, 극히 위험한 작업에 해당한다.However, taking into account that the sampling site is the inside of the nuclear power plant where uranium is used as the raw material for the power generation, it is considered that the risk of contamination from various radioactive materials , It is an extremely dangerous task.

따라서, 작업자를 대신하여 현장에 직접 활용해 투입하여 원자력 발전소 내부 손상부위의 샘플을 채취할 수 있는 시료 채취 장치(Sampling Head)가 도 2, 4 및 5에 도시되어 있다.Therefore, a Sampling Head is shown in Figures 2, 4 and 5, which can be used directly in the field on behalf of the operator to sample a damaged area inside the nuclear power plant.

도 2를 참고하면, 최하단의 Sampling Head 고정부에 부착된 상태로 매니퓰레이터에 의해 작업현장 근처로 이동한 Sampling Head는, 손상부위로의 정밀하고 신속한 제어를 위해 하단의 구동부(40)에 의해 수직, 좌우, 전후, 회전 및 틸팅 구동을 하게 되고, 이동을 마친 시료 채취 장치는 본격적으로 시료채취작업에 들어가게 된다.2, the sampling head, which is attached to the lowermost sampling head fixing portion and moved to the vicinity of the operation site by the manipulator, is vertically moved by the lower driving portion 40 for precise and quick control to the damaged portion, Left and right, forward and backward, and tilting drive, and the sample collection apparatus that has completed the movement enters the sample collection operation in earnest.

이러한 시료 채취 장치는 구체적으로, Sampling Head, 시료 채취 작업 전체를 제어하기 위한 제어 장치, 시료 채취 과정 및 Sampling Head의 설치 위치를 모니터링 하기 위한 카메라, 방전액 공급 장치 및 방전 가공용 EDM 파워 소스 등으로 구성되는 것이 가능하다.These sampling devices consist of Sampling Head, control device to control the entire sampling work, camera for monitoring sampling position of Sampling Head, discharge fluid supply device and EDM power source for EDM .

이하, 구체적인 각 구성요소의 역할에 대한 서술은 도 4 및 도 5를 참고하여 기술한다. Hereinafter, a description of specific roles of the respective components will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

Sampling Head에 포함된 주요 구성품에는, Sampling Head의 최상부에 위치하며, 절연성이 있는 가공액 중에서 가공용 전극과 공작물과의 사이에 단속적으로 방전시켜 가공 전극과 같은 단면의 형상을 공작물에 전사 및 가공하는 방전 가공을 실시하여 손상부위에서 직접적인 시료를 채취하는 역할을 하는 방전 가공용 전극(10)이 존재한다.The main components included in the sampling head include a discharge which is located at the uppermost part of the sampling head and discharges intermittently between the working electrode and the workpiece among the insulating working fluid to transfer and process the shape of the section like the working electrode to the workpiece There is an electrode for electric discharge machining 10 that performs processing and takes a direct sample at a damaged portion.

또한, 상기 방전 가공용 전극은 이하에서 서술할 다양한 형상을 가지는 것이 가능하다.Further, the electrode for electric discharge machining can have various shapes described below.

이와 더불어, 발전소 내부의 손상 부위에 대해 방전 가공용 전극(10)을 정확하게 위치시키기 위해 방전 가공용 전극(10)의 독립적인 회전 구동시키는 전극 구동부(17) 및 전극 고정부(11)가 존재한다. In addition, there are an electrode driving unit 17 and an electrode fixing unit 11 for independently rotating and driving the electrode 10 for electric discharge machining so as to precisely position the electrode 10 for electric discharge machining with respect to a damage site inside the power plant.

상기 전극 구동부(17) 하측에는 상기 전극 구동부(17)의 하단으로부터 연장되어 있는 사각기둥 형상의 지지부(19)가 위치되어 있다.A rectangular columnar support portion 19 extending from the lower end of the electrode driver 17 is positioned below the electrode driver 17.

상기의 지지부(19)의 일측에는, 등유 등의 절연성이 있는 가공액(방전액) 중에서 가공 전극과 공작물과의 사이에 단속적(斷續的)으로 방전시켜 가공 전극과 같은 단면의 형상을 공작물에 전사 및 가공하는 원리인 방전가공을 수행하기 위해 방전액(가공액)을 분출 및 공급하는 방전액 공급 노즐(18)이 설치되어 있으며, 이러한 방전액 공급 노즐(18)은 원형의 세관 형상의 노즐관(14)을 양측으로 포함하고, 상기 노즐관(14)은 직선성을 가지는 노즐관하단부 및 노즐관하단부의 상부로부터 지지부 방향으로 절곡되어진 노즐관상단부를 포함한다.In one side of the support portion 19, intermittent discharge is performed between the machining electrode and the workpiece in an insulating working fluid (discharge fluid) such as kerosene to form the shape of a cross section like the machining electrode on the workpiece A discharge liquid supply nozzle 18 for spraying and supplying a discharge liquid (a processing liquid) is provided for performing discharge processing, which is a principle of transfer and processing. This discharge liquid supply nozzle 18 has a circular tubular- And the nozzle tube 14 includes a nozzle tube lower end portion having linearity and a nozzle tube upper end portion bent from the upper portion of the nozzle tube lower portion toward the support portion.

상기 지지부(19)에 구성되어진 방전액 공급노즐(18)의 설치위치보다 상대적으로 낮은 위치에는, 상기 방전가공을 수행하기 위해 방전액(가공액)을 분출 및 공급하는 방전액 공급 노즐(18)을 통해 공급된 방전액의 확산을 방지하고, 회수하여 재사용하기 위한 목적으로 가지며, 원판의 형상으로서, 내부 환면과 외부 환면으로 구성되어 있으며, 외부 환면은 내부 환면에 비하여 일정 각도 상측으로 테이퍼된 형상으로 가지는 방전액 받이(30)가 구성됨이 바람직하다.A discharge liquid supply nozzle 18 for spraying and supplying a discharge liquid (machining liquid) to perform the electric discharge machining is provided at a position relatively lower than the installation position of the discharge liquid supply nozzle 18 formed in the support portion 19, For preventing the diffusion of the discharge liquid supplied through the inner surface and for recovering and reusing. The shape of the disk is composed of an inner surface and an outer surface, and the outer surface has a tapered shape And the discharge liquid receiving portion 30 is formed.

또한, 상기의 방전액 받이(30)의 상부에는, 상기의 방전액 받이의 상부 가장자리에 위치하여 시료 채취 과정을 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 설치된, 적어도 하나 이상의 과정 모니터링 카메라(21) 및 상기의 방전액 받이의 상부의 지지부 부근에 설치되어 전극의 위치 설정하는 과정을 모니터링할 수 있도록 설치된 적어도 하나 이상의 전극 모니터링 카메라(20)를 포함하는 것이 바람직하다.At least one process monitoring camera (21) is installed on the upper portion of the discharge liquid receiver (30) to monitor the sampling process in real time by being positioned at the upper edge of the discharge liquid receiver. And at least one electrode monitoring camera (20) installed near the support part on the upper part of the total receiver to monitor the process of positioning the electrodes.

또한, 상기의 방전액 공급 장치와 상기 방전액 받이(30)는 방전액을 상기 방전액 공급 노즐관(14)을 통하여 시료 채취 위치에 분출 및 공급하여 원활하게 채취가 이루어 지도록 하며, 공급된 방전액은 상기 방전액 받이(30)를 이용하여 회수 및 필터링하여 재사용함으로써 방전액의 낭비를 방지하고, 시료 채취 과정에서 발생하는 방사능 오염물을 최소화하도록 하는 것이 가능하다. In addition, the discharge liquid supply device and the discharge liquid receiver 30 eject and discharge the discharge liquid through the discharge liquid supply nozzle tube 14 to the sample collection position to smoothly collect the liquid, The entire amount can be recovered, filtered and reused by using the discharge solution receiver 30 to prevent waste of the discharge liquid and to minimize the radioactive contaminants generated in the sample collection process.

또한, Sampling Head의 하부는 시료 채취 위치의 정밀 제어를 위한 구동부(40)들로 구성되어 있다. The lower part of the sampling head is constituted by driving units 40 for precise control of the sampling position.

이하에서 서술할 상기 구동부(40)의 구성들은 기능이 달라지지 않는 범위내에서는 상호간의 배치 순서가 바뀌어도 무방하다.The arrangements of the driving unit 40 described below may be changed in the order of mutual arrangement within the range where the functions are not changed.

이러한 구동부(40)의 구성을 구체적으로 설명하면, 원자로 헤드(1)의 중심에서 벗어난 CRDM 노즐(2)의 외경 및 CRDM 노즐(2) 용접부(5)의 시료 채취시 Sampling Head의 구동부(40) 및 상기 방전액 받이(30)를 제외한 상부의 각도를 변경시키는데 사용되는 틸팅 축 구동부(41) 및 구동 모터(42)가 상기 Sampling Head의 구동부(40)의 최상단에 위치하고 있으며, 틸팅 제어과정 진행이 시작되면, 틸팅 축 구동 모터(42)가 작동하여 Sampling Head의 구동부(40) 및 상기 방전액 받이(30)를 제외한 상부의 각도를 제어하게 된다.The outer diameter of the CRDM nozzle 2 deviates from the center of the reactor head 1 and the outer diameter of the driving unit 40 of the sampling head during sampling of the CRDM nozzle 2 welding portion 5, A tilting shaft driving unit 41 and a driving motor 42 used for changing the angle of the upper portion except the discharge liquid receiver 30 are located at the uppermost stage of the driving unit 40 of the sampling head, The tilting shaft drive motor 42 operates to control the angle of the upper portion of the sampling head except for the driving unit 40 and the discharge liquid receiver 30. [

이와 더불어, '좌우 구동부(43) 및 좌우 구동 모터(44)', '전후 구동부(45) 및 전후 구동 모터(46)'는 상기 '틸팅 축 구동부(41) 및 구동 모터(42)'의 하단에 위치하게 되며, 틸팅 축을 비롯한 틸팅 축 구동부(41)의 상부에 고정된 장치의 좌우 및 전후 구동에 사용된다. In addition, the 'left and right driving unit 43 and the left and right driving motors 44', 'the front and rear driving unit 45 and the front and rear driving motor 46' are disposed at the lower ends of the 'tilting shaft driving unit 41 and the driving motor 42' And is used for left and right and front and rear driving of a device fixed on the upper part of the tilting axis driving part 41 including the tilting axis.

상기 '좌우 구동부(43) 및 좌우 구동 모터(44)', '전후 구동부(45) 및 전후 구동 모터(46)'는 상기 Sampling Head가 매니퓰레이터를 통한 배치 이후에 작동되어 지는 것이 일반적이며, 상기 방전 가공용 전극(10)이 시료 채취 부위에 보다 정밀하고 섬세하게 접근하여 정확한 시료채취가 가능할 수 있도록 미세한 제어가 가능하도록 구동한다.The 'left and right driving part 43 and left and right driving motor 44', 'front and rear driving part 45 and front and rear driving motor 46' are generally operated after the sampling head is disposed through the manipulator, The working electrode 10 is driven so as to enable fine control so that a more precise and delicate approach to the sampling part can be obtained and accurate sampling can be performed.

상기의 '좌우 구동부(43) 및 좌우 구동 모터(44)', '전후 구동부(45) 및 전후 구동 모터(46)'의 위치는 장치 중심축의 연장선상에 위치하게 되며, 상기 '틸팅 축 구동부(41) 및 구동 모터(42)'의 하부에 '좌우 구동부(43) 및 좌우 구동 모터(44)'가 위치하게 되며, 상기의 '좌우 구동부(43) 및 좌우 구동 모터(44)'의 하부에 '전후 구동부(45) 및 전후 구동 모터(46)'가 위치하게 되는 것이 바람직하다.The positions of the 'left and right driving unit 43 and the left and right driving motors 44', 'front and rear driving unit 45 and front and rear driving motor 46' are located on the extension line of the central axis of the apparatus, The right and left driving units 43 and the left and right driving motors 44 are located below the driving motors 41 and 41 and the left and right driving units 43 and the left and right driving motors 44 ' It is preferable that the front and rear driving part 45 and the front and rear driving motor 46 are positioned.

이외에도 상기 '전후 구동부(45)와 전후 구동 모터' 상부에 고정된 구성 전체의 360도 회전 구동을 위한 '회전 구동부(47) 및 회전 구동 모터(48)'가 존재하며, 상기의 '회전 구동부(47) 및 회전 구동 모터(48)'는 상,하 방향의 회전운동을 의미하는 것이 아닌, 좌,우 방향으로의 360도 회전운동을 의미한다.In addition, there are a 'rotation drive unit 47 and a rotation drive motor 48' for rotating 360 degrees of the entire structure fixed on the front and rear drive unit 45 and the front and rear drive motor, 47 and the rotation drive motor 48 'do not mean rotational motion in the upward and downward directions, but mean 360 degrees of rotation in the left and right directions.

또한, 상기 '회전 구동부(47) 및 회전 구동 모터(48)'는 회전 운동을 통하여 상기 방전 가공용 전극(10)의 형태가 돌출되어있는 경우, 상기 방전 가공용 전극(10)의 돌출 부위를 시료를 채취하고자 하는 부위에 접촉시키기 위해 정밀 회전운동을 수행한다.When the shape of the electrode 10 for electric discharge machining is protruded through the rotational motion of the rotation drive unit 47 and the rotation drive motor 48, the protruding portion of the electrode 10 for electric discharge machining is used as a sample Perform a precise rotational motion to contact the area to be sampled.

이와 더불어, 상기 방전 가공용 전극(10)의 시료 채취 시, 상기 전극을 시료 채취하고자 하는 부위에 접촉시키기 위해 전극 상하 위치 정밀 제어를 하는 상하 구동부(49)와 지지바(52) 및 상하 구동 모터(50)가 설치된다.In order to bring the electrode into contact with a portion to be sampled, the upper and lower driving unit 49, the support bar 52, and the up and down driving motor 50 are installed.

상기 '상하 구동부(49)와 지지바(52) 및 상하 구동 모터(50)'는 '회전 구동부(47) 및 회전 구동 모터(48)'의 하단부에 위치하게 된다. The upper and lower drive unit 49 and the support bar 52 and the up and down drive motor 50 are located at the lower ends of the rotation drive unit 47 and the rotation drive motor 48.

이러한 상하 구동부(49)와 지지바(52) 및 상하 구동 모터(50)는 상기 방전 가공용 전극을 시료를 채취하고자 하는 부위에 접촉시키기 위해 정밀 상하운동을 수행한다.The up and down driving unit 49, the support bar 52 and the up and down driving motor 50 perform a precise up and down movement to bring the electrode for electric discharge machining into contact with a portion to be sampled.

마지막으로, Sampling Head를 매니퓰레이터에 고정하여 견고하게 설치하기 위한 Sampling Head 고정부로 구성되어 있다.Finally, the sampling head is fixed to the manipulator to secure the sampling head.

도 6과 도 7을 참고하면, 이는 Sampling Head의 방전 가공용 전극(10) 및 전극 고정부(11)의 확대도 이다. 6 and 7, this is an enlarged view of the electrode 10 for electric discharge machining and the electrode fixing portion 11 of the sampling head.

원형의 전극 고정부(11)는 시료 채취를 위한 방전 가공이 일어나는 전극에 전원을 전달하며, 전원 전달의 방식은, 전선을 곧바로 전극 고정부(11)에 연결했을 때 회전하는 전극 고정부(11)에 의한 전선의 꼬임을 방지하기 위해 전극 단자와 전극 고정부(11) 사이에 COPPER(전원 공급)브러쉬(12)의 접촉 형태로 만들었다.The circular electrode fixing part 11 transfers power to the electrode where discharge machining is performed for sample collection and the power transmission method is a method in which the electrode fixing part 11 that rotates when the electric wire is directly connected to the electrode fixing part 11 (Power supply) brush 12 between the electrode terminal and the electrode fixing portion 11 in order to prevent twisting of the electric wire by the electrode terminal and the electrode fixing portion 11.

또한, 시료 채취 부분에 방전액을 공급하기 위해 상기 방전액 공급 노즐 고정부(15)에 2개의 상기 방전액 공급 노즐에 방전액이 나누어 공급되도록 하였다.Also, in order to supply the discharge liquid to the sample collecting part, the discharge liquid is supplied to the two discharge liquid supply nozzles in the discharge liquid supply nozzle fixing part 15 in a divided manner.

마지막으로, 도 8은 본 발명에 따른 전극 형상 설계의 예시를 나타낸 것이다. 도 8을 참고하면, 전극의 형상은 시료 채취의 위치와 채취하고자 하는 시료의 형태에 따라 다양한 형태로 제작하여 사용할 수 있다. Finally, Figure 8 illustrates an example of an electrode shape design in accordance with the present invention. Referring to FIG. 8, the shape of the electrode can be formed into various shapes according to the position of the sampling and the shape of the sample to be sampled.

예시로 나타낸 전극 type 1(61)은 배기관(4) 및 원자로 헤드(1)면의 시료 채취에 적합한 형태로 채취된 시료의 단면(전극의 상부) 형상이 원형 또는 타원형을 가지는 형태이다. 전극 type 2(62)는 단면 형상이 긴 장방형을 가지는 전극으로써 CRDM 노즐(2)의 용접부(5) 일부분에 대한 시료 채취에 적합한 형태이다. 전극 type 3(63)는 CRDM 노즐(2) 내면 및 외면 부분의 시료 채취가 가능한 형태를 나타낸 것이다. The electrode type 1 61 shown in the figure is a shape having a circular or elliptical shape in cross section (upper part of the electrode) of the sample taken in a form suitable for sample collection on the exhaust pipe 4 and the reactor head 1 surface. The electrode type 2 (62) is an electrode having a long rectangular cross-sectional shape and is suitable for sampling a part of the welded portion (5) of the CRDM nozzle (2). Electrode type 3 (63) shows a form in which samples of the inner and outer surfaces of the CRDM nozzle 2 can be sampled.

이러한 시료 채취용 전극의 크기는 간격 및 높이를 변경함으로써 가능하다. 또한, 전극의 형태는 사례로 나타낸 것 이외에도 전극 고정부(11)에 원하는 단면 형태로 만들어 고정하면 다양한 형상의 시료 채취가 가능하다.The size of such a sample-collecting electrode is possible by changing the interval and the height. In addition, the shape of the electrode can be variously shaped by fixing the electrode to the electrode fixing part 11 in a desired cross-sectional shape and fixing it.

상기 실시예로 나타낸 제어장치는 다수의 구동축으로 구성된 Sampling Head의 각 축에 대한 위치를 제어하여 시료 채취 위치에 방전 가공용 전극(10)을 위치시키며, 이때, 전극 모니터링 카메라(20)를 이용하여 Sampling Head를 시료 채취 위치를 정확하게 제어 가능하다. The controller shown in the above embodiment controls the position of the sampling head composed of a plurality of drive shafts with respect to each axis to position the electrode for electric discharge machining 10 at the sampling position, It is possible to precisely control the sampling position of the head.

또한, 상기 제어장치는 방전 가공용 전극(10)의 상부면이 가공면에 접촉하였을 때 전극에 흐르는 미세 전류를 이용하여 원자로 헤드(1)의 지지부 방향 위치를 위치시키게 된다. 또한, 제어 장치는 시료 채취 작업시의 가곤 속도, 방전 가공 전류 및 전압, On/Off 시간 등을 제어하는 기능을 한다.Further, when the upper surface of the electrode 10 for electric discharge machining is in contact with the machining surface, the control device locates the position of the support of the reactor head 1 in the direction of the support using the minute current flowing in the electrode. In addition, the control device controls the speed of gauging during sample collection, discharge machining current and voltage, and on / off time.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1 : 원자로 헤드
2 : CRDM 노즐
3 : 가이드 콘
4 : 배기관
5 : CRDM 노즐 및 배기관 용접부
10 : 방전 가공용 전극
11 : 전극 고정부
12 : 전원 공급 브러쉬
13 : 전원 단자
14 : 노즐관
15 : 방전액 공급 노즐 고정부
16 : 노즐 각도 조절 다이얼
17 : 전극 구동부
18 : 전극 방전액 공급 노즐
19 : 지지부
20 : 전극 모니터링 카메라
21 : 과정 모니터링 카메라
30 : 방전액 받이
40 : 구동부
41 : 틸팅 구동부
42 : 틸팅 구동 모터
43 : 좌우 구동부
44 : 좌우 구동 모터
45 : 전후 구동부
46 : 전후 구동 모터
47 : 회전 구동부
48 : 회전 구동 모터
49 : 상하 구동부
50 : 상하 구동 모터
51 : 상하 구동 축
52 : 지지바
61 : 전극 type 1
61a : 전극 type 1 상부체
61b : 전극 type 1 하부체
62 : 전극 type 2
63 : 전극 type 3
63a : 전극 type 3 상부체
63b : 전극 type 3 하부체
r : 반지름
h : 높이차
1: reactor head
2: CRDM nozzle
3: Guide cone
4: Exhaust pipe
5: CRDM nozzle and exhaust pipe weld
10: Electrode for discharge machining
11: electrode fixing portion
12: Power supply brush
13: Power terminal
14: Nozzle tube
15: Supply liquid supply nozzle fixing portion
16: Nozzle angle adjustment dial
17:
18: Electrode discharge liquid supply nozzle
19: Support
20: Electrode monitoring camera
21: Process monitoring camera
30: Receiving money
40:
41:
42: tilting drive motor
43:
44: Left and right drive motor
45:
46: Front and rear drive motor
47:
48: Rotary drive motor
49:
50: Up and down drive motor
51: Up and down drive shaft
52: Support bar
61: Electrode type 1
61a: electrode type 1 upper body
61b: Electrode type 1 Lower body
62: Electrode type 2
63: Electrode type 3
63a: electrode type 3 upper body
63b: electrode type 3 sub-body
r: Radius
h: height difference

Claims (26)

원자로의 손상부 시료 채취를 위한 시료 채취 장치에 있어서,
상기 원자로 내측 손상부의 시료 채취를 위해, 손상부 표면과 일정한 간극을 유지하며 방전가공을 실시하는 방전 가공용 전극(10); 및
상기 손상부 표면에 방전액을 공급하는 전극 방전액 공급 노즐(18);을 포함하며,
상기 방전 가공용 전극은 상기 전극 방전액 공급 노즐부(18)에 의하여 방전액이 상기 시료 채취 대상에 공급되는 상태에서 방전 가공을 수행하고,
상기 전극 방전액 공급 노즐(18)은 한 쌍으로 마련되며 상기 전극 방전액 공급 노즐(18)의 각각의 단부는 상기 방전 가공용 전극(10)의 양측에 소정 거리 이격되어 마련되는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.

CLAIMS 1. A sampling device for sampling a damaged part of a reactor,
An electrode for electric discharge machining 10 for discharging machining while maintaining a certain gap with the surface of the damaged part for collecting a sample of the inside damaged part of the reactor; And
And an electrode discharge liquid supply nozzle (18) for supplying a discharge liquid to the damaged portion surface,
The electrode for electric discharge machining is subjected to electric discharge machining in a state in which the discharge liquid is supplied to the object to be sampled by the electrode discharge liquid supply nozzle unit (18)
Wherein the electrode discharge liquid supply nozzles 18 are provided in a pair and each end of the electrode discharge liquid supply nozzle 18 is provided at a predetermined distance from both sides of the electrode 10 for electric discharge machining. Collecting device.

제1항에 있어서,
상기 방전액을 회수하는 방전액 받이(30)를 더 포함하며, 상기 방전액 받이(30)는 내부 환면과 외부 환면으로 구성되어 있으며, 외부 환면은 내부 환면에 비하여 일정 각도 상측으로 테이퍼된 형상을 가지는 시료 채취 장치.
The method according to claim 1,
(30) for recovering the discharge liquid, wherein the discharge liquid receiver (30) is constituted by an inner surface and an outer surface, and the outer surface is tapered upward by a predetermined angle relative to the inner surface A sample collection device.
제1항에 있어서,
상기 방전 가공용 전극(10)으로부터 하측으로 연장되는 지지부(19)를 포함하며, 상기 전극 방전액 공급 노즐(18)은, 상기 지지부(19) 일측에 마련된 방전액 공급 노즐 고정부(15) 및 상기 방전액 공급 노즐 고정부(15)로부터 상측으로 연장되는 한 쌍의 노즐관(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 채취 장치.
The method according to claim 1,
And a support portion 19 extending downward from the electrode for electric discharge machining 10. The electrode discharge liquid supply nozzle 18 includes a discharge liquid supply nozzle fixing portion 15 provided at one side of the support portion 19, And a pair of nozzle tubes (14) extending upward from the discharge liquid supply nozzle fixing part (15).
제3항에 있어서,
각각의 상기 노즐관(14)은 상기 지지부로부터 일정 각도 기울어진 상태로, 상기 방전액 공급 노즐 고정부(15)로부터 상기 방전 가공용 전극(10)을 향해 상호 간의 거리가 멀어지는 형태로 연장되고, 상기 노즐관(14)의 끝단은 상기 지지부의 연장선상의 일 지점을 향해 절곡되어 상호간의 거리가 좁아지는 형태로 형성된 시료 채취 장치.
The method of claim 3,
Each of the nozzle tubes 14 extends in a state of being tilted at a predetermined angle from the support portion so as to be distanced from the discharge liquid supply nozzle fixing portion 15 toward the electric discharge machining electrode 10, And the end of the nozzle tube (14) is bent toward a point on the extension line of the support part so that the distance between them is narrowed.
제3항에 있어서,
상기 방전액 공급 노즐 고정부(15)는, 상기 방전 가공용 전극(10)의 형상에 따라 방전액이 공급되는 위치를 조정할 수 있도록 상기 한 쌍의 노즐관(14)의 전,후방 각도를 조절하는 다이얼(16)을 포함하는 시료 채취 장치.
The method of claim 3,
The discharge liquid supply nozzle fixing portion 15 adjusts the angle of the front and rear of the pair of nozzle tubes 14 so that the position of the discharge liquid can be adjusted according to the shape of the electrode 10 for electric discharge machining And a dial (16).
제1항에 있어서,
상기 방전 가공용 전극(10)의 회전 구동을 위한 전극 구동부(17) 및 전극이 회전되는 상태에서도 전원을 공급하는 전원 공급 브러쉬(12)를 포함하는 시료 채취 장치.
The method according to claim 1,
An electrode driving unit (17) for rotating and driving the electric discharge machining electrode (10), and a power supply brush (12) for supplying power even in a state in which the electrode is rotated.
제1항에 있어서,
시료 채취 과정을 모니터링 하는 적어도 하나의 과정 모니터링 카메라(21) 및 전극의 위치를 모니터링 하는 적어도 하나의 전극 모니터링 카메라(20)를 포함하는 시료 채취 장치.
The method according to claim 1,
At least one process monitoring camera (21) for monitoring the sampling process and at least one electrode monitoring camera (20) for monitoring the position of the electrode.
제3항에 있어서,
상기 방전액 받이(30) 하부에 위치하며, 상기 지지부(19)의 자세를 제어하기 위한 구동부(40)를 포함하는 시료 채취 장치.
The method of claim 3,
And a driving unit (40) disposed below the discharge liquid receiver (30) for controlling the posture of the support unit (19).
제8항에 있어서,
상기 구동부(40)는, 상기 지지부(19)를 장치 수직축으로부터 일정 각도 틸팅하는 틸팅 구동부(41)를 포함하는 시료 채취 장치.
9. The method of claim 8,
The driving unit (40) includes a tilting driving unit (41) for tilting the supporting unit (19) at a predetermined angle from the vertical axis of the apparatus.
제8항에 있어서,
상기 구동부(40)는, 상기 지지부(19)를 좌우 방향으로 이동시키는 좌우 구동부(43)를 포함하는 시료 채취 장치.
9. The method of claim 8,
The driving unit (40) includes a left and right driving unit (43) for moving the supporting unit (19) in the left and right directions.
제8항에 있어서,
상기 구동부(40)는, 상기 지지부(19)를 전후 방향으로 이동시키는 전후 구동부(45)를 포함하는 시료 채취 장치.
9. The method of claim 8,
The driving unit (40) includes a front-rear driving unit (45) for moving the supporting unit (19) in the forward and backward directions.
제8항에 있어서,
상기 구동부(40)는, 상기 지지부(19)를 장치 수직축과 평행한 축을 회전축으로 하여 회전 구동시키는 회전 구동부(47)를 포함하는 시료 채취 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the driving unit (40) includes a rotation driving unit (47) for rotating the support unit (19) with the axis parallel to the vertical axis of the apparatus as a rotation axis.
제8항에 있어서,
상기 구동부(40)는, 상기 지지부(19)를 상하 방향으로 이동시키는 상하 구동부(49)를 포함하고,
상기 상하 구동부(49) 주위에 다수개의 지지바(52)가 배열되는 시료 채취 장치.
9. The method of claim 8,
The driving unit 40 includes a vertical driving unit 49 for moving the supporting unit 19 in the vertical direction,
And a plurality of support bars (52) are arranged around the up / down drive part (49).
제1항에 있어서,
상기 방전 가공용 전극(10)은 양 측면이 개방된 직육면체의 형상을 가진 시료 채취 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the electrode for electric discharge machining (10) has a shape of a rectangular parallelepiped having both sides opened.
제1항에 있어서,
상기 방전 가공용 전극(10)으로부터 하측으로 연장되는 지지부(19)를 포함하며,
상기 방전 가공용 전극(10)은
전류를 방전하는 상부체(61a) 및 상기 상부체(61a)와 상기 지지부(19)를 연결하는 하부체(61b)를 포함하고,
상기 상부체(61a)는 수평으로 뉘어지고 양 측면과 하부가 개방된 반원통 형상이며,
상기 하부체(61b)는 상기 반원통 형상의 반지름(r)을 너비로 가지며, 상부가 개방된 직육면체 형상을 가진 시료 채취 장치.
The method according to claim 1,
And a support portion (19) extending downward from the electrode for electric discharge machining (10)
The electrode for electric discharge machining (10)
An upper body 61a for discharging a current and a lower body 61b for connecting the upper body 61a and the supporting portion 19,
The upper body 61a has a semi-cylindrical shape in which the upper body 61a is divided horizontally,
Wherein the lower body (61b) has a width (r) of the semicylindrical shape and a rectangular parallelepiped shape with an open top.
제1항에 있어서,
상기 방전 가공용 전극(10)으로부터 하측으로 연장되는 지지부(19)를 포함하며,
상기 방전 가공용 전극(10)은
전류를 방전하는 상부체(63a) 및 상기 상부체(63a)와 상기 지지부(19)를 연결하는 하부체(63b)를 포함하고,
상기 상부체(63a)는 수평으로 뉘어지고 양 측면 개방된 반원통 형상이며, 상기 하부체(63b)는 상기 반원통 형상의 상부체(63a)가 기울기를 가질 수 있도록, 전면과 후면간의 높이 차(h)가 있으며, 상부 및 양 측면이 개방된 직육면체의 형상을 가진 시료 채취 장치.
The method according to claim 1,
And a support portion (19) extending downward from the electrode for electric discharge machining (10)
The electrode for electric discharge machining (10)
An upper body 63a for discharging a current and a lower body 63b for connecting the upper body 63a and the supporting portion 19,
The upper body 63a is horizontally laid open and semi-cylindrical opened on both sides. The lower body 63b has a height difference between the front and rear surfaces so that the semi-cylindrical upper body 63a can have a slope. (h) and having a shape of a rectangular parallelepiped having open top and both sides.
원자로의 손상부 시료 채취를 위한 시료 채취 방법에 있어서,
방전액 공급 노즐(18)이 상기 손상부 표면에 방전액을 공급하는 방전액 공급단계; 및
상기 손상부 표면과 방전 가공용 전극(10)의 간극을 일정하게 유지하며 방전가공을 수행하는 방전 가공단계;를 포함하며,
방전 가공단계는, 상기 전극 방전액 공급 노즐부(18)에 의하여 방전액이 상기 시료 채취 대상에 공급되는 상태에서 방전 가공을 수행하고,
상기 방전액 공급 단계는, 상기 전극 방전액 공급 노즐(18)의 각각의 단부가 상기 방전 가공용 전극(10)의 양측에 소정 거리 이격된 한 쌍으로 마련된 상태로 상기 손상부 표면에 방전액을 공급하는 것을 특징으로 하는 시료 채취 방법.
A method for sampling a damaged portion of a nuclear reactor,
A discharging liquid supplying step of supplying the discharging liquid to the surface of the damaged part by the discharging liquid supply nozzle (18); And
And an electric discharge machining step of performing electric discharge machining while keeping the gap between the damaged part surface and the electrode for electric discharge machining 10 constant,
In the discharge machining step, the electrode discharge liquid supply nozzle unit 18 performs discharge machining in a state in which the discharge liquid is supplied to the sample to be sampled,
The discharge liquid supplying step supplies the discharge liquid to the surface of the damaged part in a state in which the respective ends of the electrode discharge liquid supply nozzles 18 are provided at a pair of spaced apart from each other on both sides of the electrode 10 for electric discharge machining And the sample is collected.
제17항에 있어서,
상기 방전액 공급 단계는, 상기 방전 가공용 전극(10)의 형상에 따라 방전액이 공급되는 위치를 조정할 수 있도록, 상기 방전액 공급 노즐(18)의 전,후방 각도를 조절하는 노즐 각도조절단계를 포함하는 시료 채취 방법.
18. The method of claim 17,
The supplying step of supplying the discharge liquid may include a nozzle angle adjusting step of adjusting the forward and backward angles of the discharge liquid supply nozzle 18 so as to adjust a position where the discharge liquid is supplied according to the shape of the electrode 10 for electric discharge machining Including methods of sampling.
제17항에 있어서,
상기 방전액 공급 단계는, 상기 방전 가공용 전극(10)을 회전 구동시키는 전극 구동단계를 포함하는 시료 채취 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the discharging liquid supplying step includes an electrode driving step of rotationally driving the electrode for electric discharge machining (10).
제17항에 있어서,
상기 방전액 공급 단계는, 적어도 하나 이상의 카메라를 활용하여 시료 채취 과정을 모니터링 하는 과정 모니터링 단계 및 적어도 하나 이상의 카메라를 활용하여 전극의 위치를 모니터링 하는 전극 모니터링 단계를 포함하는 시료 채취 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the discharging liquid supplying step includes a process monitoring step of monitoring the sampling process using at least one camera and an electrode monitoring step of monitoring the position of the electrode using at least one camera.
제17항에 있어서,
상기 방전액 공급 단계는, 상기 손상부에 방전 가공용 전극(10)이 위치하도록, 지지부(19)의 자세를 제어하는 지지부 구동단계를 포함하는 시료 채취 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the discharging liquid supplying step includes a supporting part driving step of controlling the attitude of the supporting part (19) so that the electrode for electric discharge machining (10) is positioned on the damaged part.
제21항에 있어서,
상기 지지부 구동단계는, 상기 지지부(19)를 장치 수직축으로부터 일정 각도 틸팅하는 틸팅 구동단계를 포함하는 시료 채취 방법.
22. The method of claim 21,
Wherein the supporting portion driving step includes a tilting driving step of tilting the support portion (19) at a certain angle from the vertical axis of the apparatus.
제21항에 있어서,
상기 지지부 구동단계는, 상기 지지부(19)를 좌우 방향으로 이동시키는 좌우 구동단계를 포함하는 시료 채취 방법.
22. The method of claim 21,
The supporting part driving step includes a left and right driving step of moving the supporting part (19) in the left and right directions.
제21항에 있어서,
상기 지지부 구동단계는, 상기 지지부(19)를 전후 방향으로 이동시키는 전후 구동단계를 포함하는 시료 채취 방법.
22. The method of claim 21,
Wherein the supporting part driving step includes a back-and-forth driving step of moving the supporting part (19) in the forward and backward directions.
제21항에 있어서,
상기 지지부 구동단계는, 상기 지지부(19)를 장치 수직축과 평행한 축을 회전축으로 하여 회전 구동시키는 회전 구동단계를 포함하는 시료 채취 방법.
22. The method of claim 21,
Wherein the supporting portion driving step includes a rotation driving step of rotating the supporting portion (19) with the axis parallel to the device vertical axis as a rotation axis.
제21항에 있어서,
상기 지지부 구동단계는, 상기 지지부(19)를 상하 방향으로 이동시키는 상하 구동단계를 포함하는 시료 채취 방법.
22. The method of claim 21,
The supporting part driving step includes a vertical driving step of moving the supporting part (19) in a vertical direction.
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