KR101673077B1 - 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치 - Google Patents

원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원자력 발전소 1차 계통 압력용기에 설치되는 고정유닛; 상기 고정유닛에 수평방향으로 이동가능하게 설치되고, 일단에 3축 자세 조절부를 구비하는 로봇유닛: 상기 로봇유닛의 3축 자세 조절부에 연결되도록 설치되어, 상기 원자력 발전소 1차 계통 압력용기에 수평방향과 수직방향으로 이동가능하게 설치되는 이송유닛; 상기 이송유닛의 일측에 설치되는 연결유닛; 및 상기 연결유닛의 일측에 설치되어 상기 원자력 발전소 1차 계통 압력용기의 용접부를 검사하는 탐촉유닛;을 포함하는 증기발생기의 용접부 검사장치에 관한 것으로, 이를 통해 작업자가 방사능에 노출되는 것을 최소화하고, 용접부 검사 정밀성을 향상시킬 수 있다.

Description

원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치{Testing device for welding part of primary nuclear power plant component}
본 발명은 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자력 발전소의 원자로, 증기발생기, 가압기, 냉각재펌프, RCS 배관 등의 내부 용접부의 결함여부를 자동으로 검사하여 검사자가 방사능에 노출되는 것을 방지하고, 동종 또는 이종 용접부의 정밀한 검사를 수행할 수 있는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전소는 원자로를 중심으로 한 핵증기공급계통(Nuclear steam supply system)과 증기를 공급받아 발전기를 돌리는 터빈 등의 발전기계통, 및 기타 부수설비로 구분할 수 있다.
핵증기공급계통은 가압기, 증기발생기, 주냉각재펌프, 핵연료가 분열되는 원자로 등으로 구성된다.
원자력 발전소에서 1차 계통은 원자로에서 생성된 방사능이 함유된 고온고압의 1차 냉각수(primary coolant)를 증기발생기의 전열관의 내면에 흐르게 함으로써 전열관 외부의 차가운 급수(feed water)를 가열시켜 증기를 발생시킨후 이러한 증기를 터빈으로 공급하는 설비이다.
이처럼, 원자력 발전소에 있어서 일차 방사선 구역에 설치된 주요 설비 중 하나인 증기발생기는 1차측과 2차측의 압력경계구역으로 전열관의 누설시 2차측이 방사선에 오염될 수 있는 중요한 설비이다.
즉, 증기발생기 내부를 순환하는 1차 냉각수는 원자로를 통과하면서 가열과 방사능에 오염되고, 가압기에 의해 가압된 방사능을 함유한 고온고압수로서 전열관이 파열되면 2차 수를 오염시켜 방사능 누출을 초래할 수 있다.
따라서, 원자력 발전소에서 증기발생기는 방사능을 격리하는 1차 방호 설비로서 매우 중요하게 취급되고 있다.
이처럼, 원자력 발전소의 증기발생기의 각 용접부는 방사능 누출과 직접적으로 관련된 부분으로 정기적인 원자력 발전소의 계획 예방 정비시 또는 필요에 따라 수시로 용접부의 안정성을 검사한다.
그러나, 종래 증기발생기의 용접부의 검사장치가 없어 작업자가 수작업에 의해 증기발생기의 용접부를 검사함에 따라 검사자가 방사능에 과다하게 노출되어 검사자의 안전성을 심각하게 손상하는 문제점이 있었다.
또한, 상대적으로 좁은 증기발생기 수실 내부에서 용접부검사를 위해 작업자가 직접 수실 내부로 들어가야 하는 등 접근성이 현저히 떨어지고, 작업자의 작업자세가 제한됨에 따라 용접부 검사에 불편을 초래하는 문제점이 있었다.
더욱이, 작업자의 수작업에 의해 진행되는 용접부 검사에 의해 용접부 검사의 신뢰도와 안정성이 감소하고, 검사에 상대적으로 긴 시간이 소요되어 원자력 발전소의 효율이 저감되는 문제점이 있었다..
대한민국 특허공개공보 제10-2014-0110140호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 원자력 발전소의 1차 계통의 용접부의 결함여부를 자동으로 검사하여 검사자가 방사능에 노출되는 것을 방지하고, 작업자의 편의를 도모하며, 용접부의 정밀한 검사를 통해 원자력 발전소의 신뢰성과 안정성을 향상시킬 수 있는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치를 제공하는 것이다. 또한, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부를 정밀하게 검사할 수 있는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치는 원자력 발전소 1차 계통 압력용기에 설치되는 고정유닛; 상기 고정유닛에 수평방향으로 이동가능하게 설치되고, 일단에 3축 자세 조절부를 구비하는 로봇유닛: 상기 로봇유닛의 3축 자세 조절부에 연결되도록 설치되어, 상기 원자력 발전소 1차 계통 압력용기에 수평방향과 수직방향으로 이동가능하게 설치되는 이송유닛; 상기 이송유닛의 일측에 설치되는 연결유닛; 및 상기 연결유닛의 일측에 설치되어 상기 원자력 발전소 1차 계통 압력용기의 용접부를 검사하는 탐촉유닛;을 포함을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치는 상기 고정유닛, 상기 로봇유닛, 상기 이송유닛, 및 상기 탐촉유닛을 원격으로 조절하기 위한 원격조절유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 고정유닛은 상기 원자력 발전소 1차 계통 압력용기에 수직방향으로 설치되는 수직 베이스 프레임; 일단이 상기 수직 베이스 프레임에 연결되도록 설치되는 수평 베이스 프레임; 및 상기 수평 베이스 프레임의 타단에 설치되어 상기 수평 베이스 프레임의 수평을 유지하기 위한 고정부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 고정유닛은 일단이 상기 수직 베이스 프레임에 연결되고, 타단이 상기 수평 베이스 프레임에 연결되어 상기 수평 베이스 프레임을 상기 수직 베이스 프레임에 대해 틸팅시키기 위한 틸팅부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 이송유닛은 상기 3축 자세 조절부에 연결되는 수평 이송 레일부; 및 상기 수평 이송 레일부의 일측에 상기 수평 이송 레일부와 직교되도록 설치되는 수직 이송 레일부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 이송유닛은 상기 수직 이송 레일부를 상기 수평 이송 레일부에 대해 소정의 각도로 선회시키기 위해 상기 수평 이송 레일부와 상기 수직 이송 레일부 사이에 설치되는 선회부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 이송유닛의 수평 이송 레일부는 상기 수평 이송 레일부를 따라 수평방향으로 이동하는 수평 이동 블록; 및 상기 수평 이동 블록을 수평방향으로 이동시키기 위해 상기 수평 이송 레일부의 일측에 설치되는 수평 구동부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 이송유닛의 수직 이송 레일부는 상기 수직 이송 레일부를 따라 수직방향으로 이동하는 수직 이동 블록; 및 상기 수직 이동 블록을 수직방향으로 이동시키기 위해 상기 수직 이송 레일부의 일측에 설치되는 수직 구동부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 연결유닛은 상기 수직 이동 블록에 연결 설치되는 베이스 브라켓; 상기 탐촉유닛을 전후진 이동시키기 위한 전후진 이동부; 및 일측이 상기 전후진 이동부에 연결 설치되는 연결 브라켓;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 탐촉유닛은 일단이 상기 연결 브라켓에 결합 설치되는 지지 브라켓; 일측이 상기 지지 브라켓의 타단에 연결 설치되는 고정블록; 상기 고정블록에 설치되는 회전부; 상기 회전부의 일측에 설치되는 결합 브라켓; 및 상기 결합 브라켓에 설치되어 상기 용접부를 검사하는 탐촉부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 탐촉유닛의 회전부는 상기 고정블록에 고정 설치되는 회전 구동부; 및 상기 회전 구동부의 일측에 설치되어 회전하는 회전축;을 포함하고, 상기 결합 브라켓은 상기 회전축의 일단에 설치되어 상기 회전축과 동시에 회전할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 다른 실시예에서, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 탐촉유닛의 탐촉부는 체적검사가 가능한 위상배열 초음파 탐촉자로 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치는 상대적으로 고방사능 밀폐 공간인 원자로, 증기발생기, 가압기, 냉각재펌프, RCS 배관 등의 내부 용접부를 자동으로 검사함에 따라 방사능으로부터 작업자의 안전 및 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치는 수평방향 이동, 수직방향 이동, 회전이동, 및 선회이동을 통해 원자로, 증기발생기, 가압기, 냉각재펌프, RCS 배관 등과 같은 원자력 발전소 1차 계통의 공간에서 자유롭게 이동하여 원자력 발전소 1차 계통의 용접부를 정밀하게 검사하고, 이릍 통해 원자력 발전소의 신뢰도와 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치는 용접부 검사를 수행하지 않을 경우, 틸팅을 통해 원자력 발전소 1차 계통의 내부에서 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 증기발생기에 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치가 설치된 상태의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 2에서 고정유닛과 로봇유닛이 게더된 상태의 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 후방 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 연결유닛과 탐촉유닛의 상세도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치가 상부방향으로 이동하면서 검사하는 상태의 개략도를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치가 하부방향으로 이동하면서 검사하는 상태의 개략도를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 부호를 가지도록 하고 있다.
도 1은 증기발생기에 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치가 설치된 상태의 개략도를 나타내고, 도 2는 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 사시도를 나타낸다. 도 3은 도 2에서 고정유닛과 로봇유닛이 게더된 상태의 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 후방 사시도를 나타내고, 도 4는 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치의 연결유닛과 탐촉유닛의 상세도를 나타낸다. 도 5는 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치가 상부방향으로 이동하면서 검사하는 상태의 개략도를 나타내고, 도 6은 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치가 하부방향으로 이동하면서 검사하는 상태의 개략도를 나타낸다.
이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평방향"이란 지면에 대해 평행한 방향을 의미하고, "수직방향"이란 수평방향에 대해 직교하는 방향을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부에 이용될 수 있으며, 구체적으로 원자력 발전소 1차 계통을 형성하는 원자로, 증기발생기 주급수 배관 등의 용접부를 검사하는데 사용될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 증기발생기 내부에 설치되는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치(1)를 설명한다. 도 1 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치(1)는 고정유닛(100), 로봇유닛(200), 이송유닛(300), 연결유닛(400), 및 탐촉유닛(500)으로 이루어진다.
또한, 도 1에 도시된 것처럼, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치(1)는 원격조절유닛(600)을 더 구비할 수 있다.
고정유닛(100)은 증기발생기(10)의 수실(11) 내부에 설치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 증기발생기의 외부에 설치될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 다른 실시예에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치(1)의 고정유닛(100)은 수직 베이스 프레임(110), 수평 베이스 프레임(120), 고정부(130), 및 틸팅부(140)를 구비한다.
수직 베이스 프레임(110)이 증기발생기(10)의 수실(11) 내부 또는 외부에 수직방향으로 설치된다. 즉, 수직 베이스 프레임(110)이 볼트, 리벳, 용접과 같은 결합수단에 의해 증기발생기(10)의 수실(11) 내부 또는 외부에 수직방향으로 설치된다.
수평 베이스 프레임(120)이 수직 베이스 프레임(110)에 연결 설치된다. 즉, 수평 베이스 프레임(120)의 일단이 수직 베이스 프레임(110)의 상단부에 볼트, 리벳과 같은 결합 수단에 의해 수평 베이스 프레임(120)과 직교하도록 설치된다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 수평 베이스 프레임(120)의 상단부에 에 LM(linear motion) 가이드 레일이 설치되고, 후술하는 로봇유닛(200)이 수평 베이스 프레임(120)의 LM 가이드 레일을 따라 수평방향으로 이동되게 설치된다. 또한, 필요에 따라 수평 베이스 프레임(120)에 볼스크류와 서보모터가 설치되고, 서보모터의 구동에 의해 로봇유닛이 수평 베이스 프레임의 상부에서 수평방향으로 이동하게 된다.
고정부(130)가 수평 베이스 프레임(120)의 타단에 설치되어, 수평 베이스 프레임(120)의 수평 상태를 유지한다. 즉, 고정부(130)는 수직 베이스 프레임(110)이 설치되는 맞은편의 수평 베이스 프레임(120)의 타단에 설치되어, 수평 베이스 프레임(120)이 증기발생기의 수실 내부 또는 외부에서 수평 상태를 유지하고, 이동하지 않도록 수평 베이스 프레임(120)을 고정 지지하는 기능을 수행한다. 필요에 따라, 즉, 증기발생기의 수실 내부 또는 외부가 상대적으로 큰 경우에는 수평 베이스 프레임(120)의 길이가 길어지기 때문에, 수평 베이스 프레임(120)을 안정적으로 고정 지지하기 위해, 고정부(130)가 2개 이상 설치될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 틸팅부(140)의 일단이 수직 베이스 프레임(110)에 연결되고, 틸팅부(140)의 타단이 수평 베이스 프레임(120)에 연결되도록 설치된다. 틸팅부(140)에 의해 수평 베이스 프레임(120)이 수직 베이스 프레임(110)에 대해 틸팅축을 중심으로 틸팅되게 된다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 틸팅부(140)는 유압실린더 또는 공압실린더로 형성될 수 있다. 즉, 원격제어장치(600)의 신호에 의해 용접부 검사를 수행하지 않는 경우에는 유압실린더 또는 공압실린더의 작동에 의해 틸팅축을 중심으로 수평 베이스 프레임(120)이 수직 베이스 프레임(110)에 대해 틸팅된다. 이에 따라, 용접부 검사장치(1)가 증기발생기의 수실 내부 또는 외부에서 차지하는 공간을 최소화할 수 있게 된다.
로봇유닛(200)은 고정유닛(100)의 수평 베이스 프레임(120)에 수평방향으로 이동가능하게 설치된다. 로봇유닛(200)은 일단에 3축 자세 조절부(210)를 구비한다.
로봇유닛(200)은 다관절 형태의 산업용 로봇아암 형태로 형성된다. 이처럼, 로봇유닛(200)이 다관절 형태의 산업용 로봇아암 형태로 형성됨에 따라, 후술하는 탐촉유닛이 증기발생기의 수실 내부 또는 외부 공간에서 자유롭게 이동가능하고, 정확한 용접부를 검사할 수 있다.
상술한 바와 같이, 로봇유닛(200)은 수평 베이스 프레임(120)에 수평 방향으로 이동가능하게 설치된다. 또한, 로봇유닛(200)의 일단에 3축 자세 조절부(210)가 구비되어, 후술하는 이송유닛(300)을 증기발생기의 수실 내부 또는 외부에서 탐촉하기 위한 위치로 이동시킬 수 있다. 3축 자세 조절부(210)는 3개의 구동모터에 의해 X축, Y축, Z축으로 자세가 조절되게 된다.
이송유닛(300)은 로봇유닛(200)의 3축 자세 조절부(210)에 이송유닛(300)의 수평 이송 레일부(310)가 연결되도록 설치된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치(1)의 이송유닛(300)은 수평 이송 레일부(310), 수직 이송 레일부(320), 및 선회부(330)를 구비한다.
이송유닛(300)은 수평 이송 레일부(310)와 수직 이송 레일부(320)를 통해 탐촉유닛(500)을 증기발생기의 수실 내부 또는 외부에서 수평방향과 수직방향으로 이동시킬 수 있다.
수평 이송 레일부(310)는 수평 이동 블록(311)과 수평 구동부(312)를 구비하고, 수평 이송 레일부(310)의 일측이 로봇유닛(200)의 3축 자세 조절부(210)에 연결된다.
수평 이동 블록(311)은 수평 이송 레일부(310)를 따라 수평방향으로 이동가능하게 설치된다. 즉, 수평 이동 블록(311)은 수평 이송 레일부(310)의 일측면 또는 상측면에 형성되는 LM 가이드(LM guide) 또는 볼스크류(ball screw)를 따라 수평 이송 레일부(310)를 따라 수평방향으로 이동가능하게 설치된다.
수평 구동부(312)는 수평 이동 블록(311)을 수평 이송 레일부(310)를 따라 수평방향으로 이동시키도록 수평 이송 레일부의 일측에 설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 수평 이동 블록(311)의 이동거리를 제어하기 위해 수평 구동부(312)는 서보모터(servo motor)로 형성될 수 있다.
수직 이송 레일부(320)는 수직 이동 블록(321)과 수직 구동부(322)를 구비하고, 수평 이송 레일부(310)의 일측에 수평 이송 레일부(310)와 직교되도록 설치된다.
수직 이동 블록(321)은 수직 이송 레일부(320)를 따라 수직방향으로 이동가능하게 설치된다. 즉, 수직 이동 블록(321)은 수직 이동 레일부(320)의 일측면 또는 양측면에 형성되는 LM 가이드, 볼스크류, 또는 랙 앤 피니언(rack and pinion) 기어에 의해 수직 이송 레일부(320)를 따라 수직방향으로 이동가능하게 설치된다.
수직 구동부(322)는 수직 이동 블록(321)을 수직 이송 레일부(320)를 따라 수직방향으로 이동시키기도록 수직 이송 레일(320)부의 일측에 설치된다. 수직 이동 블록(321)의 이동거리를 제어하기 위해 수직 구동부(322)는 서보모터로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 이송유닛(300)의 선회부(330)는 수직 이송 레일부(320)를 수평 이송 레일부(310)에 대해 소정의 각도로 선회시키기 위해 수평 이송 레일부(310)와 수직 이송 레일부(320) 사이에 설치된다. 즉, 선회부(330)는 일측이 수직 이송 레일부(320)의 일측면에 결합되고, 타측면이 수평 이송 레일부(310)의 수평 이송 블록(311)에 결합되도록 설치된다. 선회부(330)는 태양기어와 유성기어의 조합 또는 회전축과 베어링의 조합으로 형성될 수 있다. 선회부(330)를 구동시키기 위한 구동모터, 특히 서보모터에 의해 선회부(330)는 수직 이송 레일부(320)를 수평 이송 레일부(310)에 대해 0도, 45도, 180도 등의 위치로 유지시킬 수 있다. 또한, 필요에 따라 360도 중에 원하는 각도로 수직 이송 레일부(320)를 수평 이송 레일부(310)에 대해 선회시킨 상태로 수직 이송 레일부(320)의 위치를 유지시킬 수 있다.
이처럼, 이송유닛(300)이 수평 이송 레일부, 수직 이송 레일부, 및 선회부를 구비하여, 탐촉유닛을 자유롭게 이동시킬 수 있기 때문에, 증기발생기의 수실 내부 또는 외부의 용접부(12)를 정밀하고 정확하게 검사할 수 있다.
한편, 용접부 검사 부분이 원주형상으로 이루어지는 경우에는, 원주형상에 맞는 원주형 레일부가 형성되어 후술한 탐촉유닛(500)을 원주형 레일부를 따라 이동시킬수도 있다.
연결유닛(400)은 이송유닛(300)의 일측에 설치된다.
도 3 내지 도 4에 도시된 것처럼, 연결유닛(400)은 베이스 브라켓(410), 전후진 이동부(420), 및 연결 브라켓(430)을 구비한다.
베이스 브라켓(410)은 수직 이동 블록(321)에 볼트, 리벳, 용접 등의 체결 수단에 의해 연결 설치된다.
전후진 이동부(420)는 탐촉유닛(500)을 전후진 이동시키기 위해 베이스 브라켓(410)의 일부에 볼트, 리벳, 용접 등의 체결 수단에 의해 결합 설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면 전후진 이동부(420)는 유압실린더 또는 공압실린더로 형성되고, 원격제어유닛의 제어신호에 따라 후술하는 연결 브라켓(430)을 전후진 이동시키게 된다.
연결 브라켓(430)의 일측이 전후진 이동부(420) 또는 베이스 브라켓(410)에 볼트, 리벳, 용접 등의 체결수단에 의해 결합 설치된다.
탐촉유닛(500)은 연결유닛(400)의 일측에 설치되어, 증기발생기(10)의 수실(11) 내부 또는 외부의 용접부(12)를 검사한다.
도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 탐촉유닛(500)은 지지 브라켓(510), 고정블록(520), 회전부(530), 결합 브라켓(540), 및 탐촉부(550)를 구비한다.
지지 브라켓(510)의 일단이 연결 브라켓(430)에 볼트, 리벳, 용접과 같은 결합 수단에 의해 결합 설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 지지 브라켓(510)은 탐촉부(550)에 압력을 부여하기 위해 탄성을 갖는 소재로 형성된다.
고정블록(520)의 일측이 지지 브라켓(510)의 타단에 볼트, 리벳, 용접과 같은 결합 수단에 의해 연결 설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 고정블록(520)은 후술하는 회전부(530)를 고정하기 위한 공간을 제공하고, 이동중에 회전부(530)가 이탈되는 것을 방지하기 위해 ㄴ자 형상으로 형성될 수 있다.
회전부(530)는 고정블록(520)에 설치된다.
도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 회전부(530)는 회전 구동부(531)와 회전축(532)을 포함한다.
회전 구동부(531)는 고정블록(520)의 상측에 볼트, 리벳, 용접과 같은 결합 수단에 의해 연결 설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 탐촉부(550)의 회전각도를 제어하기 위해 회전 구동부(531)는 서보모터로 형성될 수 있다.
회전축(532)이 회전 구동부의 일측에 설치된다. 필요에 따라 회전축(532)은 회전 구동부(531)의 회전축심과 일체로 형성될 수 있다.
원격제어장치(600)의 신호에 의해 회전 구동부(531)가 작동되어 회전축(532)이 회전하게 되면, 후술하는 결합 브라켓(540)이 회전축(532)의 일단에 볼트, 리벳, 용접과 같은 결합수단에 의해 결합됨에 따라 회전축(532)과 동시에 회전하게 된다.
결합 브라켓(540)이 회전부(530)의 일측에 설치된다.
탐촉부(550)가 결합 브라켓(540)에 볼트, 리벳, 용접과 같은 결합 수단에 의해 설치되어, 증기발생기의 수실 내부 또는 외부의 용접부를 검사한다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 탐촉부(550)는 체적검사가 가능한 위상배열 초음파 탐촉자(phased array ultrasonic prove)로 형성될 수 있다. 또한, 필요에 따라, 탐촉부(550)는 자동화 초음파 탐촉자(time of flight differaction prove) 또는 전자기 초음파 탐촉자(electromagenetic ultrasonic prove)로 형성될 수 있다. 더욱이, 탐촉부(550)는 용접부의 정밀한 검사를 위해 복수개가 결합 브라켓(540)에 설치될 수도 있다.
방사능이 누출되지 않는 안전한 작업실과 같은 곳에 고정유닛(100)의 틸팅여부, 로봇유닛(200)의 수평 베이스 프레임(120)을 따라 수평방향의 이동량, 이송유닛(300)의 수평 이송 레일부(310)와 수직 이송 레일부(320)의 이송거리, 이송유닛(300)의 선회부의 선회각도, 탐촉유닛(500)의 회전부(530)의 회전각도를 작업자의 조작을 통해 조절한다. 또한, 원격제어유닛(600)은 탐촉유닛(500)의 탐촉부(550)를 통해 측정된 용접부의 검사 데이터를 전송받고 이를 비교분석하여, 용접부의 검사결과를 디스플레이 등을 통해 작업자에게 표시하는 기능을 수행한다.
이처럼, 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치는 상대적으로 고방사능 밀폐 공간인 증기발생기의 수실 내부 또는 외부의 용접부를 자동으로 검사함에 따라 방사능으로부터 작업자의 안전 및 작업자의 편의를 도모하고, 용접부의 정밀하고 정확한 검사를 통해 원자력 발전소의 신뢰성과 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 의한 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치(1)로 용접부를 자동으로 검사하는 작동과정을 설명한다.
증기발생기의 수실 내부에 설치되는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치(1)를 작동하기 위해 작업자가 원격조절유닛(600)을 조작한다. 작업자의 조작신호에 의해 틸팅부(140)가 틸팅되면서 고정유닛(100)의 수평 베이스 프레임(120)이 틸팅되어 수평 상태를 유지한다. 이후, 작업자의 조작신호에 의해 로봇유닛(200)이 수평 베이스 프레임(120) 상에서 원하는 수평위치로 이동하게 된다. 이후, 작업자의 조작신호에 의해 수평 이송 레일부(310)의 수평 이동 블록(311)이 수평 구동부(312)의 구동에 의해 수평방향으로 이동된다. 수평 이동 블록(311)의 이동에 의해 수직 이송 레일부(320)가 원하는 검사 위치로 수평 이동된다. 이후, 작업자의 조작신호에 의해 선회부(330)의 선회각도가 조절되어 수직 이송 레일부(320)가 원하는 검사 위치가 되도록 선회된다. 이후, 작업자의 조작 신호에 의해 수직 이송 레일부(320)의 수직 이동 블록(321)이 수직 구동부(322)의 구동에 의해 수직방향으로 이동된다. 수직 이동 블록(321)의 이동에 의해 탐촉유닛(500)이 원하는 검사 위치로 수직 이동된다. 이후, 작업자의 조작 신호에 의해 전후진 이동부(420)가 작동된다. 이후, 원하는 용접부의 검사위치에서 하부에서 상부로 용접부의 검사를 진행할 경우에는 회전부(530)의 회전 구동부(531)의 회전에 의해 탐촉부(550)가 회전한 상태로 수평 이송 블록(311) 또는 수직 이송 블록(321)이 수평방향 또는 수직방향으로 이동하면서 용접부를 검사한다. 또한, 원하는 용접부의 검사위치에서 상부에서 하부로 용접부의 검사를 진행할 경우에는 회전부(530)의 회전 구동부(531)의 회전에 의해 탐촉부(550)가 회전한 상태로 수평 이송 블록(311) 또는 수직 이송 블록(321)이 수평방향 또는 수직방향으로 이동하면서 용접부를 검사하게 된다.
이처럼, 원자력 발전소 1차 계통의 수실 내부 또는 외부에서 용접부를 원하는 위치에서 자유롭게 이동하면서 작업자의 원격조절에 의해 검사함에 따라 작업자가 방사능에 노출되는 것을 방지하고, 정밀한 검사를 수행할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 변형예와 상기에서 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범주내에 속하는 다른 실시예로 확장될 수 있다.
1 : 용접부 검사장치, 10 ; 증기발생기,
11 : 수실, 12 : 용접부,
100 : 고정유닛, 110 : 수직 베이스 프레임,
120 : 수평 베이스 프레임, 130 : 고정부,
140 : 틸팅부, 200 : 로봇유닛,
210 : 3축 자세 조절부, 300 : 이송유닛,
310 : 수평 이송 레일부, 311 : 수평 이송 블록,
312 : 수평 구동부, 320 : 수직 이송 레일부,
321 : 수직 이송 블록, 322 : 수직 구동부,
330 : 선회부, 331 : 고정 브라켓,
400 : 연결유닛, 410 : 베이스 브라켓,
420 : 전후진 이동부, 430 : 연결 브라켓,
500 : 탐촉유닛, 510 : 지지 브라켓,
520 : 고정블록, 530 : 회전부,
531 : 회전 구동부, 532 : 회전축,
540 : 결합 브라켓, 550 : 탐촉부,
600 : 원격조절유닛.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 원자력 발전소 1차 계통 압력용기에 설치되는 고정유닛;
    상기 고정유닛에 수평방향으로 이동가능하게 설치되고, 일단에 3축 자세 조절부를 구비하는 로봇유닛:
    상기 로봇유닛의 3축 자세 조절부에 연결되도록 설치되어, 상기 원자력 발전소 1차 계통 압력용기에 수평방향과 수직방향으로 이동가능하게 설치되는 이송유닛;
    상기 이송유닛의 일측에 설치되는 연결유닛; 및
    상기 연결유닛의 일측에 설치되어 상기 원자력 발전소 1차 계통 압력용기의 용접부를 검사하는 탐촉유닛;을 포함하고,
    상기 고정유닛, 상기 로봇유닛, 상기 이송유닛, 및 상기 탐촉유닛을 원격으로 조절하기 위한 원격조절유닛:을 더 포함하며,
    상기 고정유닛은,
    상기 원자력 발전소 1차 계통 압력용기에 수직방향으로 설치되는 수직 베이스 프레임;
    일단이 상기 수직 베이스 프레임에 연결되도록 설치되는 수평 베이스 프레임; 및
    상기 수평 베이스 프레임의 타단에 설치되어 상기 수평 베이스 프레임의 수평을 유지하기 위한 고정부와,
    일단이 상기 수직 베이스 프레임에 연결되고, 타단이 상기 수평 베이스 프레임에 연결되어 상기 수평 베이스 프레임을 상기 수직 베이스 프레임에 대해 틸팅시키기 위한 틸팅부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이송유닛은,
    수직 이송 레일부를 수평 이송 레일부에 대해 소정의 각도로 선회시키기 위해 상기 수평 이송 레일부와 상기 수직 이송 레일부 사이에 설치되는 선회부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이송유닛의 수평 이송 레일부는,
    상기 수평 이송 레일부를 따라 수평방향으로 이동하는 수평 이동 블록; 및
    상기 수평 이동 블록을 수평방향으로 이동시키기 위해 상기 수평 이송 레일부의 일측에 설치되는 수평 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이송유닛의 수직 이송 레일부는,
    상기 수직 이송 레일부를 따라 수직방향으로 이동하는 수직 이동 블록; 및
    상기 수직 이동 블록을 수직방향으로 이동시키기 위해 상기 수직 이송 레일부의 일측에 설치되는 수직 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연결유닛은,
    상기 수직 이동 블록에 연결 설치되는 베이스 브라켓;
    상기 탐촉유닛을 전후진 이동시키기 위한 전후진 이동부; 및
    일측이 상기 전후진 이동부에 연결 설치되는 연결 브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 탐촉유닛은,
    일단이 상기 연결 브라켓에 결합 설치되는 지지 브라켓;
    일측이 상기 지지 브라켓의 타단에 연결 설치되는 고정블록;
    상기 고정블록에 설치되는 회전부;
    상기 회전부의 일측에 설치되는 결합 브라켓; 및
    상기 결합 브라켓에 설치되어 상기 용접부를 검사하는 탐촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 탐촉유닛의 회전부는,
    상기 고정블록에 고정 설치되는 회전 구동부; 및
    상기 회전 구동부의 일측에 설치되어 회전하는 회전축;을 포함하고,
    상기 결합 브라켓은 상기 회전축의 일단에 설치되어 상기 회전축과 동시에 회전하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탐촉유닛의 탐촉부는 체적검사가 가능한 위상배열 초음파 탐촉자인 것을 특징으로 하는 원자력 발전소 1차 계통의 용접부 검사장치.
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