KR101718318B1

KR101718318B1 - 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리

Info

Publication number: KR101718318B1
Application number: KR1020150180606A
Authority: KR
Inventors: 박민수; 김동일; 강배준; 류홍석; 김준홍; 김연규
Original assignee: 한전케이피에스 주식회사
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-03-21

Abstract

본 발명은 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리를 제공한다. 상기 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리는 원자로 배관에 삽입되는 헤드부와; 상기 헤드부에 연결되며, 다수의 초음파 탐촉자를 갖는 몸체부; 및 상기 몸체부에 연결되며, 타단에 초음파 검사 장치와 연결도록 설정된 길이를 갖는 연결부를 포함한다.

Description

원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리{SUPERSONIC WAVES PROBE ASSEMBLY FOR NUCLEAR REACTOR}

본 발명은 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원자로 용기의 배관 내부 검사부위에 용이하게 삽입되며, 다수의 초음파 탐촉자를 밀착시켜 초음파 검사(UT, PAUT)를 수행할 수 있는 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력발전은 원자로 내부에서 핵연료를 이용하여 핵 분열을 실시하고, 이때 생성되는 에너지를 사용하여 1차 냉각수를 가열한다.

이어, 상기 가열된 에너지를 사용하여 증기발생기에서 2차 냉각수로 에너지를 전달한다.

그리고, 발생되는 증기를 사용하여 증기 터빈에서 회전에너지로 변환하여 발전기에서 전기를 생산한다.

원자력발전소는 원자로 내부에는, 핵연료가 장전되고 핵분열 반응에 의하여 발생된 높은 에너지가 원자로 냉각재를 가열하여 고온 고압의 상태에 이르기 때문에, 원자로 용기와 원자로 상부헤드를 체결하는 스터드에도 높은 인장응력이 작용하게 된다.

따라서, 상기 스터드의 나사산에서 균열이 발생되고 파단사고로 이어지는 문제점이 있다.

이에 따라, 종래에는, 스터드의 건전성을 확인하기 위하여 주기적으로 가동 중 검사기간 중에 초음파검사 기법을 사용하여 검사를 수행하고 있다.

현재 적용하고 있는 초음파검사기법은 검사자가 초음파 탐촉자를 잡고 스터드의 상부에서 초음파를 입사하거나 초음파 탐촉자를 초음파 탐촉자 봉에 연결하여 스터드의 중심공에 삽입하여 검사를 하는 방법이 널리 적용되고 있다.

상기와 같은 종래의 원자로 용기에 대한 배관 초음파 탐촉자 어셈블리는 초음파 탐촉의 설치가 어려운 문제점에 있다. 또한, 원자로 용기의 다양한 배관에 대한 적용이 어렵고, 탐촉자 어셈블리의 배관 삽입이 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래의 탐촉자 어셈블리를 배관으로 삽입하는 경우, 탐촉자와 배관이 충돌하여, 탐촉자가 손상되는 문제점이 발생된다.

더하여, 종래에는 탐촉자 어셈블리의 내부 케이블 노출에 따른 단선위험 및 간섭발생되는 문제점도 있다.

원자로 스터드 자동 초음파검사 장치 및 방법(대한민국 특허출원 제10-2012-0131740호)

본 발명의 목적은, 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원자로 용기의 배관 내부 검사부위에 용이하게 삽입되며, 다수의 초음파 탐촉자를 밀착시켜 초음파 검사(UT, PAUT)를 수행할 수 있는 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리를 제공함에 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리를 제공한다.

상기 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리는 원자로 배관에 삽입되는 헤드부와; 상기 헤드부에 연결되며, 다수의 초음파 탐촉자를 갖는 몸체부; 및 상기 몸체부에 연결되며, 타단에 초음파 검사 장치와 연결도록 설정된 길이를 갖는 연결부를 포함한다.

상기 연결부는, 일단이 상기 탐촉자 부착부에 연결되는 제 1연결축과, 타단이 상기 초음파 검사 장치에 연결되는 제 2연결축과, 상기 제 1연결축과 상기 제 2연결축을 연결하는 커플링을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 헤드부는, 상기 배관의 내주를 지지하도록 외주가 곡면을 이루고, 전단은 볼록하도록 구 반구 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 헤드부의 끝단 외주는, 다수의 갈래를 이루는 것이 바람직하다.

상기 헤드부는, 상기 몸체부를 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 몸체부에는, 탐촉자 케이블이 설치되고, 상기 탐촉자 케이블은, 상기 헤드부에 의해 커버되는 것이 바람직하다.

상기 몸체부에는, 상기 다수의 초음파 탐촉자가 설치되는 탐촉자 부착부가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 탐촉자 부착부는, 상기 다수의 초음파 탐촉자에 탄성을 가하여 상기 배관의 내주에 밀착되도록 하는 작동부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 초음파 탐촉자는, 상기 탐촉자 부착부의 둘레를 따라 간격을 이루어 배치되는 것이 바람직하다.

상기 작동부는, 상기 탐촉자 부착부의 둘레를 따라 간격을 이루어 설치되는 다수의 힌지단과, 상기 다수의 스프링을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 다수의 힌지단은, 상기 다수의 초음파 탐촉자의 일단에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 다수의 스프링은, 상기 다수의 초음파 탐촉자의 일단에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 다수의 초음파 탐촉자 각각은, 상기 스프링의 탄성에 의해, 상기 힌지단을 회전 중심으로 하여, 외측으로 경사지도록 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명은, 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원자로 용기의 배관 내부 검사부위에 용이하게 삽입되며, 다수의 초음파 탐촉자를 밀착시켜 초음파 검사(UT, PAUT)를 수행할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리를 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리를 보여주는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블 리가 배관에 설치되는 상태를 보여주는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리를 설명한다.

도 1은 본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리를 보여주는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리를 보여주는 측면도이고, 도 3은 본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블 리가 배관에 설치되는 상태를 보여주는 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조 하면, 본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리의 구성을 설명한다.

본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리는 크게, 헤드부(100)와, 몸체부(300)와, 연결부(200) 및 탐촉자 부착부(400)로 구성된다.

상기 헤드부(100)를 설명한다.

상기 헤드부(100)는 원자로 배관(1)의 내부에 삽입되는 부분으로서, 몸체부(300)의 일단에 설치된다.

상기 헤드부(100)는 배관(1)의 내주를 지지하도록 외주가 곡면을 이루고, 전단은 볼록하도록 반구 형상으로 형성된다.

상기 헤드부(100)는 일측에 개방되고, 내측에 일정의 공간이 형성되며, 전당이 상술한 바와 같이 반구 형상으로 형성된다.

더하여, 상기 헤드부(100)의 끝단 외주는, 다수의 갈래(110)를 이루도록 형성된다.

도면에 도시되지는 않았지만, 상기 몸체부(300)의 일단에는 베어링이 설치된다.

상기 베어링은 상기 헤드부(100)가 회전되도록 안내하는 부재이다.

즉, 상기 헤드부(100)는, 상기 몸체부(300)를 회전 중심으로 하여 회전 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 몸체부(300)에는, 탐촉자 케이블(10)이 설치된다.

여기서, 상기 탐촉자 케이블(10)은, 상기 헤드부(100)에 의해 커버됨으로써,외부로부터의 물리적인 손상이 방지될 수 있다.

상기 몸체부(300)의 타단에는 연결부(200)가 설치된다.

상기 연결부(200)를 설명한다.

상기 연결부(200)는, 상기 몸체부(300)에 연결되며, 타단에 초음파 검사 장치(미도시)와 연결도록 설정된 길이를 갖는다.

상기 연결부(200)는, 일단이 상기 탐촉자 부착부(400)에 연결되는 제 1연결축(220)과, 타단이 상기 초음파 검사 장치에 연결되는 제 2연결축(210)과, 상기 제 1연결축(220)과 상기 제 2연결축(210)을 연결하는 커플링(230)으로 구성된다.

상기 커플링(230)을 통해 제 1,2연결축(220,210)은 자동 조심이 가능할 수 있다.

상술한 몸체부(300) 및 이에 설치되는 탐촉자 부착부(400)를 설명한다.

상기 탐촉자 부착부(400)는 다수의 초음파 탐촉자(410)를 구비한다.

또한, 상기 탐촉자 부착부(400)는, 상기 다수의 초음파 탐촉자(410)에 탄성을 가하여 상기 배관의 내주에 밀착되도록 하는 작동부(500)를 포함한다.

여기서, 다수의 초음파 탐촉자(410)는, 상기 탐촉자 부착부(400)의 둘레를 따라 간격을 이루어 배치된다.

그리고, 상기 작동부(500)는, 상기 탐촉자 부착부(400)의 둘레를 따라 간격을 이루어 설치되는 다수의 힌지단(510)과, 상기 다수의 스프링(520,530)으로 구성된다.

여기서, 상기 다수의 힌지단(510)은, 상기 다수의 초음파 탐촉자(410)의 일단에 연결된다.

상기 다수의 스프링(520,530)은, 상기 다수의 초음파 탐촉자(410)의 일단에 연결된다.

따라서, 다수의 초음파 탐촉자(410) 각각은, 상기 스프링(520,530)의 탄성에 의해, 상기 힌지단(510)을 회전 중심으로 하여, 외측으로 경사지도록 배치될 수 있다.

상기의 구성을 참조로 하여, 본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리의 동작 방식을 설명한다.

제 2연결축(210)의 끝단에는 비파괴 검사장치가 연결되고, 헤드부(100) 부터 원자로 용기내 소구경배관(1)의 입구를 통해 삽입된다.

여기서, 제 1,2연결축(220,210)은 커플링에 의해 연결되기 때문에, 탐촉자 어셈블리와 배관(1)의 센터링에 대한 자동조심이 가능할 수 있다.

그리고, 초음파 검사를 위하여 탐촉자 어셈블리가 배관(1) 내부로 이동하게 되면 탐촉자 어셈블리는 전면에 부착된 헤드부(100)에 의해 소구경배관 내주를 지지함과 아울러, 몸체부(300)를 배관(1)의 센터에 위치시키면서 이동할 수 있다.

이어, 탐촉자 부착부(400)에 구비되는 다수의 초음파 탐촉자(410)는, 작동부(500)에 의해 배관(1) 내주와 탄성을 이루어 밀착하게 되게 되어 초음파 검사를 수행한다.

여기서, 작동부(500)는 힌지단(510)에 의해 테이퍼지게 고정된 탐촉자 부착부(400)를 스프링(520,530)에 의해 작동되며 배관(1) 내부에 삽입되면 스프링(520,530)에 의해 탐촉자 부착부(400)가 배관(1) 내부에 밀착된다.

더하여, 탐촉자 케이블(10)은 몸체부(300) 내부에 설치되고, 이때, 탐촉자 어셈블리 전면에 부착된 헤드부(100)에 의해 보호될 수 있다.

그리고, 탐촉자 어셈블리가 검사를 위하여 회전하면 배관(1) 내부에 밀착된 헤드부(100)는 베어링에 의해 고정되어 있어 몸체부(300)의 회전을 용이하게 할 수 있다.

상기와 같은 구성 및 동작 방식을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는 다수의 초음파 탐촉자 및 PAUT 탐촉자를 용이하게 사용할 수 있고, 원자로 용기의 다양한 소구경 배관에 대한 적용이 용이하다.

또한, 본 발명에 따르는 실시예는 자동 조심기능에 따라 탐촉자 어셈블리의 배관 삽입이 용이할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르는 실시예는, 탐촉자의 파손을 방지하고 탐촉자 어셈블리를 배관 중심부에 위치하게 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따르는 실시예는 초음파 탐촉자를 배관 내부에 밀착시켜 초음파 검사를 용이하게 할 수 있고, 내부 케이블을 보호하여 케이블 단선을 방지하며, 탈부착이 용이하고 구조가 간단하여 유지보수가 용이할 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명의 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 배관
10 : 탐촉자 케이블
100 : 헤드부
200 : 연결부
300 : 몸체부
400 : 탐촉자 부착부
500 : 작동부

Claims

원자로 배관에 삽입되는 헤드부;
상기 헤드부에 연결되며, 다수의 초음파 탐촉자를 갖는 몸체부; 및
상기 몸체부에 연결되며, 타단에 초음파 검사 장치와 연결되도록 설정된 길이를 갖는 연결부를 포함하되,
상기 헤드부는, 상기 배관의 내주를 지지하도록 외주가 곡면을 이루고, 전단은 볼록하도록 구 반구 형상으로 형성되고,
상기 몸체부는, 상기 헤드부가 상기 몸체부를 회전 중심으로 하여 회전 가능하도록 상기 몸체부의 일단에 베어링이 설치되고, 상기 다수의 초음파 탐촉자가 설치되는 탐촉자 부착부가 설치되고,
상기 탐촉자 부착부는, 상기 다수의 초음파 탐촉자에 탄성을 가하여 상기 배관의 내주에 밀착되도록 하는 작동부를 구비하고,
상기 다수의 초음파 탐촉자는, 상기 탐촉자 부착부의 둘레를 따라 간격을 이루어 배치되고,
상기 작동부는, 상기 탐촉자 부착부의 둘레를 따라 간격을 이루어 설치되는 다수의 힌지단과, 다수의 스프링을 구비하되, 상기 다수의 힌지단은, 상기 다수의 초음파 탐촉자의 일단에 연결되고, 상기 다수의 스프링은, 상기 다수의 초음파 탐촉자의 일단에 연결되고,
상기 다수의 초음파 탐촉자 각각은, 상기 스프링의 탄성에 의해, 상기 힌지단을 회전 중심으로 하여, 외측으로 경사지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리.
제 1항에 있어서,
상기 연결부는,
일단이 탐촉자 부착부에 연결되는 제 1연결축과,
타단이 상기 초음파 검사 장치에 연결되는 제 2연결축과,
상기 제 1연결축과 상기 제 2연결축을 연결하는 커플링을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 헤드부의 끝단 외주는, 다수의 갈래를 이루는 것을 특징으로 하는 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 몸체부에는, 탐촉자 케이블이 설치되고,
상기 탐촉자 케이블은, 상기 헤드부에 의해 커버되는 것을 특징으로 하는 원자로용 초음파 탐촉자 어셈블리.
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