KR101937378B1 - 이물질 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력 발전소의 증기발생기(200) 상부 TSP(222)에 위치한 이물질(230)을 제거하기 위한 장치에 관한 것으로, 전, 후진과 좌우 회동으로 조작이 이루어지는 핸들부(110)와 상기 핸들부(110)와 일단이 연결되어 조작방향에 따라 함께 움직이는 케이블(120)과 상기 케이블(120)의 타단과 연결되며, 상기 핸들부(110)의 조작에 따라 개폐가 지는 복수개의 날개(131)가 구비된 그립부(130)를 포함한다.

Description

이물질 제거 장치{REMOVING TOO FOR FOREIGN OBJECTS}

본 발명은 원자력 발전소의 증기발생기 상부 TSP에 위치한 이물질을 제거하기 위한 장치에 관한 것으로, 사람이 접근할 수 없는 미세한 튜브 주변에 놓여있는 이물질 주변으로 접근시켜 이물질을 직접 집어내리는 이물질 제거 장치에 관한 것이다.

증기 발생기는 원전의1차 냉각계통을 구성하는 주요기기로, 원자로 노심을 순환하는 1차 원자로 냉각계통과 터빈/발전기와 같은 2차 냉각 계통이 교차하여 증기를 발생시키는 열교환 장치이다.

그중 증기 발생기의 상부 구조물인 Tube In-Bundle 및 각 단 TSP는 그 틈새가 좁고 조밀하여 간혹 발생하는 이물질을 제거하기가 용이하지 않다.

특히, 증기 발생기 전열관의 틈새는 모델에 따라 2.9~10mm까지 그 크기가 다양하여 각각의 크기에 따른 이물질 제거 장치를 제작하기가 현실적으로 불가능하다. 또한 상부 TSP의 경우 최대 11단 까지 이루어져 있으며, 높이는 약 10m나 되기 때문에 그 높이까지 도달하기 위해서는 휘거나 꺾이지 않도록 충분한 강성과 탄성 재질로 이루어진 제거 장치가 요구된다.

이와 같이 협소한 관에 삽입되어 미세한 조작으로 이물질을 제거하는 제거 장치가 다수 제안되어 있다. 예를 들어 한국 등록 실용신안공보 제20-0269656호 (등록일자:2002.03.13.)은 전열관내 오염물질 제거장치에 관한 것으로, 전열관내로 투입되어 오염물질을 제거하고 제거된 오염물질을 일방향으로 이송하여 제거된 전열관내의 오염물질이 원하는 방향으로 이동되어 포집되도록 한다.

또 다른 예로 한국 등록 실용산안공보 제20-0420038호 (등록일자:2006.06.21.)은 증기발생기에 사용되는 이물질 제거용 원격제어 엔드이펙터 장치에 관한 것으로, 원자력 발전소의 증기발생기의 전열관 주위에 축적된 이물질을 제거하는데 사용되는 원격제어 엔드 이펙터 장치에 관한 것이다.

그러나 이 두 제안은 모두 관내에 발생한 이물질을 제거하기 위한 제거 장치로, 관다발 상단에 발생한 이물질을 제거하기 위한 본 발명의 제거 장치와는 다소 차이가 있다.

한국 등록 실용신안공보 제20-0269656호 (등록일자:2002.03.13.) 등록 실용산안공보 제20-0420038호 (등록일자:2006.06.21.)

본 발명은 원자력 발전소의 증기 발생기 내부 상단에 발생하는 각종 이물질을 제거하고자 한다.

또한 본 발명은 비좁고 높은 위치에 위치한 이물질에 도달하기 용이하도록 강성 및 탄성이 좋은 재질의 제거 장치를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이물질 제거 장치는 전, 후진과 좌우 회동으로 조작이 이루어지는 핸들부와 상기 핸들부와 일단이 연결되어 조작방향에 따라 함께 움직이는 케이블과 상기 케이블의 타단과 연결되며, 상기 핸들부의 조작에 따라 개폐가 지는 복수개의 날개가 구비된 그립부를 포함한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 케이블을 애워싸는 가이드부는 상기 케이블의 움직임을 가능하게 하며, 튜브 내부에서 상기 케이블의 수직 상승이 이루어지도록 안내하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 가이드부의 끝단에 설치되어 상기 케이블과 그립부 사이에 위치하는 연결부는 다양한 형태의 그립부와 교체가 이루어지며, 상기 그립부가 연결부의 내부로 내삽되도록 내부 공간이 형성됨을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 핸들부의 상단에 위치하며 회동으로 조여지고 풀리는 제1핸들과 상기 제1핸들의 하단에 위치하여 전, 후진하는 제2핸들과 상기 제2핸들 하단에 위치하여 좌우 회전이 이루어지는 제3핸들을 더 포함한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제1핸들의 조임으로 제2핸들의 위치를 고정시킬 수 있음을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제2핸들은 핸들부의 몸체를 따라 전, 후진하여 상기 케이블을 상하로 움직일 수 있도록 함을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제3핸들의 회전 방향에 따라 상기 케이블도 함께 회전함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이물질 제거 장치는 튜브 속에 삽입되는 장력과 탄성을 갖는 재질의 가이드부는 수직, 상승 가능한 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 이물질 제거 장치는 끝단에 개폐가 이루어지는 복수개의 날개가 구비된 그립부가 이물질을 직접 잡아 제거하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이물질 제거 장치의 전체도,
도 2는 본 발명에 따른 이물질 제거 장치가 증기 발생기 TSP에 삽입되는 모습,
도 3은 본 발명에 따른 이물질 제거 장치의 핸들부에 대한 부분 확대도,
도 4는 본 발명에 따른 이물질 제거 장치의 그립부에 대한 부분 확대도.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 이물질 제거 장치의 전체도를 보여주고 있다.

이물질 제거 장치(100)는 3개의 서로 다른 구성으로 이루어져 있으며, 핸들부(110)에는 케이블(120)이 연결되어 핸들부(110)의 조작에 따라 움직이게 되고, 케이블(120)의 타단에는 이물질(230)을 잡는 그립부(130)로 구성되어 있다.

핸들부(110)는 전, 후진과 좌우 회동으로 케이블(120)과 그립부(130)의 조작이 이루어진다.

케이블(120)은 가이드부(122)가 애워싸고 있으며, 가이드부(122)가 충분한 강성과 재질로 이루어져 있어 수직으로 위치하고 있는 증기 발생기(200)의 튜브(220)에 내삽되어 이물질(230)이 있는 높이까지 도달할 수 있게 된다.

케이블(120)은 핸들부(110)의 조작에 따라 자유롭게 움직일 수 있도록 가이드부(122) 내부에 위치하고 있다. 또한 케이블(120)과 가이드부(122)는 어느 높이에도 충분히 도달할 수 있도록 길이가 길어야 할 것이다.

케이블(120)의 타단과 연결된 그립부(130)는 복수개의 날개(131)로 이루어져 있어 핸들부(110)의 조작으로 그립부(130)의 날개(131)가 펼쳐졌다 접혀지게 되면서 이물질(230)을 날개(131)가 잡게 된다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 이물질 제거 장치가 증기 발생기 TSP에 삽입되는 모습이다.

증기 발생기(200)는 1차 계통 냉각수의 열을 이용하여 2차 계통 냉각수를 증기로 만드는 열교환기이다. 증기 발생기(200)의 내부에는 수천개에서 수만개의 크고 작은 튜브(220)가 다발로 이루어져 있으며, 이 다발을 TSP(222)(Tube Support Plate, 관지지대)가 증기 발생기(200)에 고정시키게 된다.

증기 발생기(200)를 운영하다보면 간혹 튜브(220)의 상단이나 튜브(220)를 지지하는 TSP(222)에 이물질(230)이 발생하게 된다. 이때 발생한 이물질(230)을 제거하기 위해서는 튜브(220)를 통해 이물질(230)에 접근할 수 있는 이물질 제거 장치(100)를 사용하게 된다.

증기 발생기(200)의 ECT 신호를 통해 이물질(230)의 발생 유무를 알 수 있게 된다.

발생한 이물질(230)을 제거하기 위해서는 우선, 이물질(230)의 위치를 찾아야 한다. 따라서 증기 발생기(200) 상단에 내시경이나 카메라와 같은 영상장치를 투입시켜 이물질(230)의 크기와 정확한 위치를 파악한다.

관련 튜브(220)를 커팅장비를 통해 커팅한 후에 커팅된 튜브(220)를 증기 발생기(200) 하단으로 내려준다. 그 후에 증기 발생기(200)의 하단에 위치하는 Manway(210)를 통해 이물질 제거 장치(100)를 투입하여 절단된 튜브(220)를 향해 접근시킨다.

케이블(120)을 감싸는 가이드부(122)는 튜브(220)의 내부에 삽입되어 튜브(220)를 타고 이물질(230)이 위치한 곳까지 이동하게 된다. 튜브(220)의 상단에 도달한 이물질 제거 장치(100)는 이물질(230)을 향해 더 나아가게 되며, 이물질(230)에 접근하게 된 이물질 제거 장치(100)는 핸들부(110)의 핸들을 조작하여 그립부(130)가 이물질(230)을 움켜잡게 된다.

이물질(230)을 움켜잡은 가이드부(122)를 밑으로 끌여당겨 그립부(130)가 증기 발생기(200) 하단으로 내려오도록 하면 이물질(230) 제거 작업이 완료된다.

증기 발생기(200) 내부에 위치하는 튜브(220)의 직경은 모델에 따라 그 크기가 다르지만, 일반적으로 10mm 에서 2.9mm로 크기가 다양하다. 따라서 직경이 가장 작은 튜브(220)(약 2.9mm)에도 가이드부(122)가 삽입될 수 있도록 케이블(120)과 가이드부(122)의 직경은 이보다 더 작아야 할 것이다.

이물질(230)은 최상단의 TSP(222)에서도 발생할 수 있기 때문에 최대 11단 까지 수직으로 위치하고 있는 TSP(222)의 높이인 약10m보다 케이블(120)과 가이드부(122)의 길이가 길어야 할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 이물질 제거 장치의 핸들부에 대한 부분 확대도이다.

핸들부(110)는 조작 방법에 따라 3가지의 구성으로 이루어져 있으며, 작업자가 편하게 잡고 손에서 미끄러지거나 빠지지 않도록 외관이 세레이션 가공이 되어 있다.

핸들부(110)는 핸들부(110)의 상단에 위치하며 회동으로 조여지고 풀리는 제1핸들(112)과 제1핸들(112)의 하단에 위치하여 전, 후진하는 제2핸들(114) 및 제2핸들(114)의 하단에 위치하여 좌우 회전이 이루어지는 제3핸들(116)로 이루어져 있다.

핸들부(110)의 내부에는 스터드 볼트가 위치하고 있어 제1핸들(112), 제2핸들(114) 및 제3핸들(116)의 각 부분별로 회동이나 전, 후진이 이루어진다.

제2핸들(114)을 제3핸들(116) 방향으로 돌리면서 이동시키게 되면 핸들부(110) 내부에 위치하는 스터드 볼트가 회전하면서 가이드부(122) 내에 위치하는 케이블(120)의 전후진이 이루어지게 된다. 케이블(120)의 전후진으로 연결부(132)에 내삽되어 있는 그립부(130)도 전후진이 되면서 날개(131)가 접혔다 펼쳐지게 된다.

제3핸들(116)의 좌우 회동으로 조작하여 그립부(130)의 회전이 이루어진다. 따라서 이물질(230)을 잡거나 잡기 좋은 위치에 접근 및 위치할 수 있도록 미세하게 회전시키게 된다.

제1핸들(112)은 조작된 제2핸들(114)과 제3핸들(116)을 고정시키는 것으로, 그립부(130)가 이물질(230)을 잡은 상태를 유지시켜 이물질(230)을 놓치지 않도록 제1핸들(112)을 돌려서 제2핸들(114)과 제3핸들(116)의 상태를 고정시키게 된다. 조여진 제1핸들(112)을 역방향으로 회전시켜주면 제2핸들(114)과 제3핸들(116)이 조작 가능한 상태로 되돌아가게 된다.

도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 이물질 제거 장치의 그립부에 대한 부분 확대도를 보여주고 있다.

그립부(130)는 복수개의 날개(131)로 이루어져 있으며, 이 날개(131)가 펼쳐졌다 오므려지게 됨에 따라 이물질(230)을 잡고, 놓게 된다. 그립부(130)는 케이블(120)의 끝단에 연결되어 있으며, 핸들부(110)의 조작에 따라 개폐가 이루어진다.

케이블(120)과 그립부(130) 사이에는 연결부(132)가 구비되어 있어, 연결부(132)를 통해 다양한 형태의 그립부(130)와 연결할 수 있으며, 증기 발생기(200) 내부의 상황에 따라 알맞은 형태의 그립부(130)를 연결해서 사용하면 될 것이다.

케이블(120)에 그립부(130)를 연결하게 되면 그립부(130)는 연결부(132)의 내부에 삽입되게 된다. 증기 발생기(200)의 튜브(220)에 이물질 제거 장치(100)를 삽입하게 되면, 그립부(130)가 연결부(132) 내부에 위치하기 때문에 튜브(220)를 이동하는 동안 튜브(220) 내부의 손상을 최소화 하게 된다.

한편, 그립부(130)는 내부에 공간이 형성된 바구니 형상, 자석의 성질이 구비된 그립부(130), 돼지 꼬리처럼 꼬불꼬불 말려있는 그립부(130) 등 다양한 형태의 그립부(130)가 마련되어 있다. 그립부(130)는 튜브(220)와 TSP(222)에 위치하는 이물질(230)에 따라 알맞은 형상을 선택하여 사용하면 될 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

100 : 이물질 제거 장치 110 : 핸들부
112 : 제1핸들 114 : 제2핸들
116 : 제3핸들 120 : 케이블
122 : 가이드부 130 : 그립부
131 : 날개 132 : 연결부
200 : 증기 발생기 210 : Manway
220 : 튜브 222 : TSP
230 : 이물질

Claims (7)

1. 전, 후진과 좌우 회동으로 조작이 이루어지는 핸들부;
   상기 핸들부와 일단이 연결되어 조작방향에 따라 함께 움직이는 케이블;
   상기 케이블의 타단과 연결되며, 상기 핸들부의 조작에 따라 개폐가 이루어지는 복수개의 날개가 구비된 그립부를; 포함하며,
   상기 핸들부는,
   상기 핸들부의 상단에 위치하며 회동으로 조여지고 풀리는 제1핸들과 상기 제1핸들의 하단에 위치하여 전, 후진하는 제2핸들과 상기 제2핸들 하단에 위치하여 좌우 회전이 이루어지는 제3핸들을 더 포함하며,
   상기 제1핸들은,
   조임으로 상기 제2핸들의 위치를 고정시키며,
   상기 제2핸들은,
   상기 케이블로부터 동축으로 연장되어 회동하며, 상기 케이블을 나진 및 나퇴 시키는 스터드 볼트를 포함하며,
   상기 제3핸들은,
   상기 제2핸들과 동일선상에 구비되어, 상기 그립부의 회동을 단속하는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이블을 애워싸는 가이드부는 상기 케이블의 움직임을 가능하게 하며, 튜브 내부에서 상기 케이블의 수직 상승이 이루어지도록 안내하는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드부의 끝단에 설치되어 상기 케이블과 그립부 사이에 위치하는 연결부는 다양한 형태의 그립부와 교체가 이루어지며, 상기 그립부가 연결부의 내부로 내삽되도록 내부 공간이 형성됨을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
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