KR101960821B1

KR101960821B1 - 증기발생기 관다발 내부 세정 및 이물질 제거 장치

Info

Publication number: KR101960821B1
Application number: KR1020170001413A
Authority: KR
Inventors: 정우태
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2019-03-22
Also published as: KR20180080734A

Abstract

본 발명은 원자력 발전소의 증기 발생기 내부의 관판 상부의 튜브 사이 또는 관다발 외부에 존재하는 이물질을 검사하거나 침적물을 제거하기 위한 장비에 관한 것으로, 장방형의 제1강판(12)과 상기 제1강판(12)의 일측면에 고정되는 브라켓(14)과 상기 브라켓(14)의 몸체에 구비되는 자석(16)과 상기 브라켓(14)의 양 측면에 상기 제1강판(12)의 길이방향과 나란하게 제1롤러(18)가 위치하는 제1가이드 레일(10)과 상기 제1가이드 레일(10)의 안내를 받아 이동하며, 서로 마주보는 한 쌍의 제2강판(21)과 상기 제2강판(21)의 사이에 위치하여 상기 제1가이드 레일(10)의 상단 모서리에 안착하는 제2롤러(22)와 상기 제2롤러(22)가 위치하는 제2강판(21)의 반대 측면에 위치하는 모터(23)와 상기 모터(23)에 의해 권취되며, 제2강판(21)의 끝단면에 연결되는 와이어(25)가 구비된 제2가이드 레일(20)과 한 쌍의 상기 제2강판(21) 사이에 삽입되어 이동하는 복수개의 호스(32)와 전선(34)이 배열된 렌스(30)를 포함한다.

Description

증기발생기 관다발 내부 세정 및 이물질 제거 장치{STEAM GENERATOR IN-BUNDLE LANCING AND FOREIGN OBJECT SEARCH AND RETRIEVAL SYSTEM}

본 발명은 원자력 발전소의 증기 발생기 내부의 관판 상부의 튜브 사이 또는 관다발 외부에 존재하는 이물질을 검사하거나 침적물을 제거하기 위한 장비에 관한 것이다.

원자력 발전소는 우라늄의 핵분열로 발생하는 열을 이용해 물을 가열시키고, 가열된 물에서 발생한 증기로 터빈을 돌려 전기를 발생한다.

증기는 증기발생기의 내부에는 다수의 전열관이 배치된 관다발이 형성되어 있으며, 이 전열관의 내부에는 방사능에 노출된 고온의 물이, 전열관의 외부에는 냉각수가 흘러 열교환이 이루어지면서 증기가 발생한다.

증기를 발생시키는 증기발생기 내부에 위치한 전열관과 펌프 등의 마모에 의해 발생하는 금속 입자들이 모여 형성된 슬러지가 침적되어, 열교환기의 열교환 효율이 저하되고, 전열관이 손상되거나 증기발생기의 전체 수명이 단축된다.

따라서 증기발생기를 주기적으로 세정작업을 하여 내부에 이물질이 남아있지 않도록 제거하며, 유입에 의한 이물질이 발생하지 않도록 예방정비 기간에 검사하여 발견시 이를 제거하고 있다.

증기발생기 내부의 슬러지나 각종 이물질을 제거하기 위한 세정장비 및 기술이 다수 제안되어 있다.

예를 들어, 화학 세정기술은 EDTA 등 유기산을 이용하여 슬러지를 녹여 제거하는 방법이며, 고압의 물을 분사하여 제거하는 랜싱기술, 초음파로 슬러지를 분쇄하는 초음파 세정기술이 있다. 또한 전자 내시경을 이용하여 증기 발생기 내부에 발견된 이물질을 각종 공구를 이용하여 제거하기도 한다.

한국 등록특허공보 제10-0934872호 (등록일자:2009.12.23.)는 한국형 증기발생기 환형 공간부 침전물 세정장치에 관한 것으로, 증기 발생기 내부에 투입하여 이동하는 과정에서 주변에 전열튜브를 손상시키지 않고 안전하고 원활하게 이동할 수 있도록 한다.

한국 등록특허공보 제10-0934872호 (등록일자:2009.12.23)

본 발명은 증기 발생기 내부 환형공간인 내벽을 이용하고자 한다.

본 발명은 세정 작업시 발생하는 진동을 방지하고자 한다.

본 발명은 유연한 렌스가 증기발생기의 전열관 사이를 지나갈 수 있도록 하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치는 장방형의 제1강판과 상기 강판의 일측면에 고정되는 브라켓과 상기 브라켓의 몸체에 구비되는 자석과 상기 브라켓의 양 측면에 상기 강판의 길이방향과 나란하게 제1롤러가 위치하는 제1가이드 레일과 상기 제1가이드 레일의 안내를 받아 이동하며, 서로 마주보는 한 쌍의 제2강판과 상기 제2강판의 사이에 위치하여 상기 제1가이드 레일의 상단 모서리에 안착하는 제2롤러와 상기 제2롤러가 위치하는 제2강판의 반대 측면에 위치하는 모터와 상기 모터에 의해 권취되며, 제2강판의 끝단면에 연결되는 와이어가 구비된 제2가이드 레일과 한 쌍의 상기 제2강판 사이에 삽입되어 이동하는 복수개의 호스와 전선이 배열된 렌스를 포함한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 제2롤러의 휠에는 두 개의 홈이 형성되어 있어 바깥방향의 제1홈은 상기 제1가이드 레일에 안착하고, 제2홈은 상기 렌스를 이동시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 와이어는 상기 제1가이드 레일에 서로 이격되게 위치하는 한 쌍의 권취휠에 연결되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 권취휠은 상기 제2가이드 레일의 끝단면에 설치되는 제1권취휠과 상기 모터 주변으로 설치되는 제2권취휠에 의해 상기 와이어를 모터에 권취하도록 가이드 하여 제2가이드 레일의 끝단면이 접히고 펼쳐지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 권취휠은 한 쌍의 블록 사이에 두 개의 홈이 형성된 바퀴가 축으로 연결됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치는 증기발생기 내부의 원하는 곳으로 이동하여 이물질 제거 및 세정하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치는 영구자석이 증기발생기 내벽에 부착되어 부드럽게 이동하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치가 증기발생기 내부에 위치하는 모습,
도 2는 본 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치의 제1가이드레일에 대한 전체도,
도 3은 본 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치의 제2가이드레일에 대한 전체도,
도 4는 제2가이드레일에 대한 부분 상세도,
도 5는 본 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치의 렌스에 대한 상세도,
도 6은 제1가이드 레일에 안착한 제2가이드레일을 통해 렌스가 투입되는 모습.

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, 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치가 증기발생기 내부에 위치하는 모습이다.

관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치(100)(이하 "제거장치"라 함)는 원자력 발전소의 증기발생기 내의 관판 상부의 튜브 사이나 전열관의 관다발 외부에 발생하는 이물질을 찾고, 제거하는 역할을 한다.

증기발생기 내부에 위치하는 열교환기(200)에 형성된 수작업구(210)를 통해 우선 제1가이드 레일(10)을 삽입 시킨 후, 제1가이드 레일(10)을 따라 제2가이드 레일(20)을 연결시켜 이동하게 된다. 그 후에 제2가이드 레일(20)에 구비된 한 쌍의 제2강판(21) 사이에 렌스(30)를 투입시켜 열교환기(200) 내의 이물질을 내시경 카메라(미도시)로 탐색하고 이물질이 발견되면 렌스(30)에 구비된 호스(32)를 통해 물을 분사하여 이물질을 제거한다.

제1가이드레일(10)은 증기발생기 내벽면에 밀착하여 제2가이드 레일(20)이 흔들림 없이 이동할 수 있도록 고정시켜주며, 제2가이드 레일(20)을 통해 렌스(30)가 원하는 방향으로 조작되어 이물질 탐색 및 제거를 하게 된다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치의 제1가이드 레일에 대한 전체도이다.

제1가이드 레일(10)은 장방형의 강판으로 이루어진 제1강판(12)과 제1강판(12)의 일측면에 다수의 브라켓(14)이 부착되며, 브라켓(14)의 몸체에 자석(16)이 위치하고 있다. 또한 브라켓(14)의 측면에 제1강판(12)의 길이방향과 나란한 방향으로 이동을 가능하게 하는 제1롤러(18)가 더 구비되어 있다.

따라서 제1가이드 레일(10)을 열교환기(200)의 수작업구(210)를 통해 삽입을 하게 되면, 자석(16)이 열교환기(200)의 내벽면에 부착하게 된다. 그리고 열교환기 (200) 둘레를 충분히 감싸기 위해 제1가이드 레일(10)을 밀어주면 제1롤러(18)에 의해 매끄럽게 지나가게 된다.

이때 제1강판(12)은 유연한 재질로, 길이가 긴 형태의 얇은 판상형의 판으로 이루어져 있으며, 금속 또는 플라스틱 재질로 되어 있으면 좋을 것이다. 제1강판(12)의 두께는 약 0.2 ~ 3mm정도로 열교환기(200)의 곡면을 따라 유연하게 잘 휘어지며 내구성이 강할 정도의 두께면 좋을 것이다.

제1가이드 레일(10)은 자석(16)에 의해 열교환기(200)의 벽면에 부착하여 고정된다. 하지만 자석(16)과 열교환기(200) 사이에 제1롤러(18)가 위치하고 있어, 자석(16)과 열교환기(200)가 직접 접하지 않게 된다. 즉, 제1롤러(18)와 자석(16) 사이의 길이 차이 만큼인 약 0.1 ~ 3mm 정도의 간격이 형성되어 제1가이드 레일(10)을 밀어주는데 어려움이 없도록 한다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치의 제2가이드레일에 대한 전체도이다.

열교환기(200) 내부에 부착된 제1가이드 레일(10)의 길이 방향으로 위치하는 모서리에 제2가이드 레일(20)이 안착하여 제1가이드 레일(10)의 안내를 받아 이동한다.

제2가이드 레일(20)은 서로 같은 형태로 이루어진 두 개의 제2강판(21)이 서로 마주보며 위치하고 있다. 제2강판(21)의 사이에는 간격을 유지할 수 있도록 하는 다수의 제2롤러(22)가 위치하고 있으며, 제2롤러(22)가 위치하는 제2강판(21)의 반대측면에 와이어(25)가 권취된 모터(23)와 두 개의 권취휠(24)(26)이 위치하고 있다.

제2롤러(22)는 두 개의 홈이 형성되어 있어, 제일 바깥방향에 위치하는 제1홈은 제2강판(21)의 외측으로 위치하여 제1가이드 레일(10)이 안착하게 되며, 내측으로 위치하는 제2홈은 제2강판(21)의 사이에 위치하여 제2홈의 회동으로 렌스(30)가 이동하게 된다.

와이어(25)에 연결되어 있는 제2권취휠(26)은 제2강판(21)의 끝단면에 위치하고 있으며, 제2강판(21)이 잘 휠 수 있을 정도의 위치에 와이어(25)를 권취하는 모터(23)와 모터(23) 부근에 와이어(25)의 권취를 안내하는 제1권취휠(24)이 설치되어 있다.

따라서 모터(23)의 회전에 따라 제1권취휠(24)의 안내를 받은 와이어(25)가 제2권취휠(26)을 잡아당겨 제2강판(21)의 끝단면이 휘어지게 하며, 또는 반대 방향으로 회전하여 제2강판(21)을 평평하게 만든다. 와이어(14)는 두 개의 홈이 형성된 권취휠(24)(26)에 권취되어 있으며, 와이어(25)가 권취휠(24)(26)에 권취되는 회수가 증가함에 따라 필요로 하는 모터(23)의 회전력은 작아지게 된다.

한편 제2권취휠(26) 부근의 휘어지는 제2강판(21)은 제1강판(12)에 안착하지 않기 때문에 이 부근에 위치하는 제2롤러(22)는 제2강판(21) 사이에 렌스(30)가 지나갈 수 있도록 하는 제2홈만 형성되어 있다. 권취휠(24)(26)은 한 쌍의 블록(27) 사이에 두 개의 홈이 형성된 바퀴(28)가 축(29)에 연결된 형태로 이루어져 있다.

도 5는 본 발명에 따른 증기발생기 관다발 내부 이물질 제거 및 세정장치의 렌스에 대한 상세도이다.

렌스(30)에는 물을 분사하는 복수개의 호스(32)와 열교환기(200)의 내부를 볼 수 있도록 하는 내시경 카메라에 전원을 공급하는 전선(34)이 배열되어 있다.

호스(32)는 이물질 제거를 위해 호스(32)를 통과한 물이 고압으로 분사될 수 있도록 내구성이 강한 재질로 이루어져 있어야 할 것이며, 전선(34)은 설치된 내시경 카메라의 누전 또는 감전 사고를 방지할 수 있도록 피복되어야 할 것이다.

렌스(30)는 제2가이드 레일(20)의 한 쌍으로 이루어진 제2강판(21) 사이를 지나갈 수 있도록 다수의 호스(32)와 전선(34)이 일렬로 배치되어 하나의 밴드 형상으로 구성되어 있으다. 즉, 제2가이드 레일(20)의 굽힘 형상에 따라 렌스(30)도 호스(32)와 전선(34)에 무리가지 않으며 동일하게 굽을 수 있도록 하는 유연한 재질로 이루어져 있어야 할 것이다.

따라서 렌스(30)는 다수의 호스(32)와 전선(34)을 금속이나 플라스틱 재질의 틀 속에 배열하여 제2가이드 레일(20)을 따라 움직임에 어려움 없이 이동할 수 있어야 할 것이다.

도 6은 제1가이드레일에 안착한 제2가이드레일을 통해 렌스가 투입되는 모습이다.

원자력 발전소의 정비 기간에 열교환기(200)의 수작업구(210)를 개방하여 제1가이드 레일(10)을 투입시켜 제1가이드 레일(10)이 열교환기(200)의 내측벽면에 부착되도록 설치한다. 이때 제1강판(12)이 열교환기(200)의 바닥면과 수평하게 위치하도록 위치시킨다.

제1가이드 레일(10)이 부착되었다면 제2가이드 레일(20)의 제2롤러(22)가 제1가이드 레일(10)의 측면 모서리에 삽입시킨 다음, 제2강판(21) 사이에 렌스(30)를 투입한다.

렌스(30)가 제2가이드 레일(20)의 끝단부에 도달하게 되면 모터(23)를 구동시켜 와이어(25)가 제2권취휠(26)에 감기게 되면서 제1권취휠(24)을 잡아당겨 제2가이드 레일(20)의 굽힘 정도를 제어한다. 제2가이드 레일(20)이 원하는 각도로 구부러졌다면 렌스(30)를 더 진입시켜 전열관 사이에 위치시키며, 내시경 카메라로 전열관을 관찰하고, 슬러지가 발견되면 호스(32)에 물을 공급하여 이물질을 제거한다.

렌스(30)의 호스(32) 중 하나에 다수의 이빨이 형성된 집게형태의 툴을 부착하여 이물질을 직접 집어서 제거할 수도 있을 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.

10 : 제1가이드 레일 12 : 제1강판
14 : 브라켓 16 : 자석
18 : 제1롤러 20 : 제2가이드 레일
21 : 제2강판 22 : 제2롤러
23 : 모터 24 : 제1권취휠
25 : 와이어 26 : 제2권취휠
27 : 블록 28 : 바퀴
29 : 축 30 : 렌스
32 : 호스 34 : 전선
100 : 세정장치 200 : 열교환기
210 : 수작업구

Claims

장방형의 제1강판과 상기 제1강판의 일측면에 고정되는 브라켓과 상기 브라켓의 몸체에 구비되는 자석과 상기 브라켓의 양 측면에 상기 제1강판의 길이 방향과 나란하게 제1롤러가 위치하는 제1가이드 레일;
상기 제1가이드 레일의 안내를 받아 이동하며, 서로 마주보는 한 쌍의 제2강판과 상기 제2강판의 사이에 위치하여 상기 제1가이드 레일의 상단 모서리에 안착하는 제2롤러와 상기 제2롤러가 위치하는 제2강판의 반대 측면에 위치하는 모터와 상기 모터에 의해 권취되며, 제2강판의 끝단면에 연결되는 와이어가 구비된 제2가이드 레일;
한 쌍의 상기 제2강판 사이에 삽입되어 이동하는 복수개의 호스와 전선이 배열된 렌스를; 포함하고,
상기 제2롤러의 휠에는 두 개의 홈이 형성되어 있어 바깥방향의 제1홈은 상기 제1가이드 레일에 안착하고, 제2홈은 상기 렌스를 이동시키는 것을 특징으로 하는 증기발생기 관다발 내부 세정 및 이물질 제거 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 와이어는 상기 제1가이드 레일에 서로 이격되게 위치하는 한 쌍의 권취휠에 연결되는 것을 특징으로 하는 증기발생기 관다발 내부 세정 및 이물질 제거 장치.
제3항에 있어서,
상기 권취휠은 상기 제2가이드 레일의 끝단면에 설치되는 제1권취휠과 상기 모터 주변으로 설치되는 제2권취휠에 의해 상기 와이어를 모터에 권취하도록 가이드 하여 제2가이드 레일의 끝단면이 접히고 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 증기발생기 관다발 내부 세정 및 이물질 제거 장치.
제4항에 있어서,
상기 권취휠은 한 쌍의 블록 사이에 두 개의 홈이 형성된 바퀴가 축으로 연결됨을 특징으로 하는 증기발생기 관다발 내부 세정 및 이물질 제거 장치.
장방형의 제1강판과 상기 제1강판의 일측면에 고정되는 브라켓과 상기 브라켓의 몸체에 구비되는 자석과 상기 브라켓의 양 측면에 상기 제1강판의 길이 방향과 나란하게 제1롤러가 위치하는 제1가이드 레일;
상기 제1가이드 레일의 안내를 받아 이동하며, 서로 마주보는 한 쌍의 제2강판과 상기 제2강판의 사이에 위치하여 상기 제1가이드 레일의 상단 모서리에 안착하는 제2롤러와 상기 제2롤러가 위치하는 제2강판의 반대 측면에 위치하는 모터와 상기 모터에 의해 권취되며, 제2강판의 끝단면에 연결되는 와이어가 구비된 제2가이드 레일;
한 쌍의 상기 제2강판 사이에 삽입되어 이동하는 복수개의 호스와 전선이 배열된 렌스를; 포함하고,
상기 와이어는,
상기 제1가이드 레일에 서로 이격되게 위치하는 한 쌍의 권취휠에 연결되는 것을 특징으로 하며,
상기 권취휠은,
상기 제2가이드 레일의 끝단면에 설치되는 제1권취휠과 상기 모터 주변으로 설치되는 제2권취휠에 의해 상기 와이어를 모터에 권취하도록 가이드 하여 제2가이드 레일의 끝단면이 접히고 펼쳐지며, 한 쌍의 블록 사이에 두 개의 홈이 형성된 바퀴가 축으로 연결됨을 특징으로 하는 증기발생기 관다발 내부 세정 및 이물질 제거 장치.