KR101969700B1 - 원자로 튜브 교체 조립체 - Google Patents

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KR101969700B1
KR101969700B1 KR1020120004253A KR20120004253A KR101969700B1 KR 101969700 B1 KR101969700 B1 KR 101969700B1 KR 1020120004253 A KR1020120004253 A KR 1020120004253A KR 20120004253 A KR20120004253 A KR 20120004253A KR 101969700 B1 KR101969700 B1 KR 101969700B1
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데이브 제이. 머피
쇼운 엠. 윌슨
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비더블유엑스티 뉴클리어 에너지 캐나다 인코포레이티드
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Abstract

단부 실드들을 갖고 실드들 사이로 수평으로 연장하는 연료 채널을 갖는 원자로용 튜브 교체 조립체는 하나의 실드에 인접하여 위치된 상부 하중 지지면을 갖는 적어도 하나의 메인 플랫폼을 포함한다. 상부면 상에 장착된 적어도 하나의 연료 채널 매니퓰레이터 조립체가 튜브 교체 중에 채널 부품을 조작한다. 상부면과 매니퓰레이터 조립체 중 하나와 결합된 제 1 드라이브가 채널에 대해 평행한 제 1 수평 방향 성분과 채널에 대해 수직인 제 2 수평 방향 성분 중 적어도 하나를 갖는 수평 방향으로 표면 상에서 매니퓰레이터 조립체를 변위시킨다. 따라서, 매니퓰레이터 조립체는 채널에 대해 수직인 x-방향과 채널에 대해 평행한 z-방향에서 변위 가능하다. 플랫폼은 또한 채널에 대해 수직 y-방향 위치 설정을 위해 수직 위치 설정 기구와 결합될 수 있다.

Description

원자로 튜브 교체 조립체{NUCLEAR REACTOR RETUBING ASSEMBLY}
본 발명은 원자로(nuclear reactor)를 재건 또는 보수하기 위한 조립체에 관한 것으로서, 특히 연료 채널로부터 열화된 연료 채널 부품을 제거하고 수평 연료 채널을 갖는 원자로를 위해 연료 채널 내로 새로운 연료 채널 부품을 삽입하기 위한 튜브 교체(retubing) 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 원자로의 유지관리 및 수리를 위한 조립체에 관한 것이다.
칸두(CANDU)TM형 원자로와 같은 수평으로 배치된 연료 채널을 갖는 원자로는 노화 관련 열화를 받게 되는 수백개의 연료 채널을 갖는다. 칸두 원자로의 중간 수명은 서비스의 30년이다. 대략 다른 30년 정도 원자로 수명을 연장하는 주 요소는, 통상적으로 튜브 교체 또는 보수라 칭하는 프로젝트인, 원자로를 정지시키고 열화된 연료 채널 부품을 교체하는 것을 수반한다. 제거된 부품은 극도로 방사성이고, 원자로 볼트(vault) 작업 환경이 또한 위험성이 있다. 전통적인 연료 채널 교체는 원자로 볼트 내에서 지정된 프로세스 작업에서 수동 제어형 공구로 작업하는 다수의 작업자를 채용하였다.
원자로 볼트는 재급유(refueling) 작업을 수행하기 위해 그 내부에 위치된 현존하는 급유기(fueling machine)를 가질 수 있다. 재급유기가 종종 한 쌍의 이격된 타워 및 타워에 의해 지지되는 수평 연장 브리지를 포함하는 원자로 영역 브리지 조립체에 의해 지지된다. 이러한 브리지 조립체는 캐나다 특허 제 1,218,770호에 개시되어 있다. 브리지 조립체는 원자로 볼트 내에 상당한 양의 공간을 점유한다. 과거에, 브리지 조립체의 제거는 원자로 볼트 내에 튜브 교체 장비를 수용하기 위해 브리지 조립체 의해 점유된 공간의 일부를 제거하기 위해 실행되어 왔다. 그러나, 튜브 교체 장비를 위한 공간을 제공하기 위한 원자로의 브리지 조립체의 제거는 고비용이고 시간 소비적이다.
따라서, 볼트 내의 자동화 공구 조작의 사용을 용이하게 하고 튜브 교체 또는 정비 작업이 현존하는 원자로 브리지 조립체에 의해 구속되지 않는 원자로 볼트 내에 사용을 위한 튜브 교체 또는 정비 조립체를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 원자로를 재건 또는 보수하기 위한 조립체에 관한 것으로서, 특히 연료 채널로부터 열화된 연료 채널 부품을 제거하고 수평 연료 채널을 갖는 원자로를 위해 연료 채널 내로 새로운 연료 채널 부품을 삽입하기 위한 튜브 교체 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 원자로용 정비 및 수리를 위한 조립체에 관한 것이다.
본 발명은 원자로 코어의 단부 실드들 사이로 수평으로 연장하는 연료 채널을 갖는 원자로 코어를 구비하는 원자로용 튜브 교체 조립체를 제공한다. 조립체는 원자로 코어의 단부 실드들 중 하나에 인접하여 위치된 상부 하중 지지면을 갖는 적어도 하나의 메인 플랫폼을 포함한다. 적어도 하나의 연료 채널 매니퓰레이터(manipulator) 조립체가 튜브 교체 작업 중에 연료 채널 부품을 조작하기 위해 메인 플랫폼의 상부면 상에 장착된다. 제 1 드라이브가 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 평행한 제 1 수평 방향 성분과 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 수직인 제 2 수평 방향 성분 중 적어도 하나를 갖는 수평 방향으로 메인 플랫폼의 상부면 상에서 매니퓰레이터 조립체를 선택적으로 변위시키기 위해 메인 플랫폼의 상부면과 매니퓰레이터 조립체 중 하나와 결합된다.
적어도 하나의 메인 플랫폼이 수평 연료 채널에 대해 제 1 수평 방향으로 그리고 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 수직인 제 2 방향으로 연장될 수 있다.
따라서, 연료 채널 매니퓰레이터는 원자로 단부 실드를 가로질러 메인 플랫폼에 의해 제공된 상부면을 가로질러 뿐만 아니라 원자로 단부 실드를 향해 그리고 그로부터 이격하여 선택적으로 변위될 수 있다. 이러한 변위는 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 수직인 수평 방향, 즉 x-방향에서 뿐만 아니라, 매니퓰레이터 변위는 또한 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 평행한 수평 방향, 즉 z-방향에서 수행될 수 있다. 더욱이, 변위는 x-방향 및 z-방향 성분을 갖는 방향에서 수행될 수 있다. 따라서, 변위는 연료 채널에 대해 대각선이거나 곡선형일 수 있고, 연료 채널 매니퓰레이터 조립체에 의한 x- 및 z-방향 이동은 튜브 교체 작업을 수행하기 위해 연료 채널에 대해 연료 채널 매니퓰레이터 조립체를 위치시키기 위한 추가의 정도의 이동 제어 및 정밀도를 제공한다. 플랫폼 상에서 x- 및 z-방향에서의 매니퓰레이터 조립체의 이동은 또한 튜브 교체 조립체를 위한 추가의 공구 조작 옵션을 제공한다. 예를 들어, 튜브 교체 조립체는 다수의 연료 채널 매니퓰레이터 조립체를 포함하도록 적용될 수 있다. 플랫폼 상의 연료 채널 매니퓰레이터 조립체의 변위 가능성에 의해 튜브 교체 조립체에 제공된 추가의 작업성은 튜브 교체 작업의 효율을 증가시키고, 감소된 원자로 정지 시간을 제공할 뿐만 아니라 원자로 코어의 방사성 환경으로의 작업자 노출을 감소시킨다.
수직 위치 설정 기구는 메인 플랫폼과 결합될 수 있고, 제 2 드라이브가 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 플랫폼을 구동하기 위해 수직 위치 설정 기구와 결합된다. 수직 위치 설정 기구는 메인 플랫폼 아래로부터 메인 플랫폼에 결합하는 적어도 하나의 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재를 포함할 수 있고, 제 2 드라이브가 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 부재 및 메인 플랫폼을 구동하기 위해 연장 가능한 위치 설정 부재와 결합될 수 있다.
대안적으로, 수직 위치 설정 기구는 연료 채널 매니퓰레이터 조립체와 결합될 수 있고, 제 2 드라이브는 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 연료 채널 매니퓰레이터 조립체를 구동하기 위해 수직 위치 설정 기구와 결합될 수 있다. 수직 위치 설정 기구는 매니퓰레이터 조립체 아래로부터 매니퓰레이터 조립체를 결합하는 적어도 하나의 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재를 포함할 수 있고, 제 2 드라이브는 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 부재 및 매니퓰레이터 조립체를 구동하기 위해 연장 가능한 위치 설정 부재와 결합될 수 있다.
연료 채널 매니퓰레이터 조립체는 메인 플랫폼의 상부면에 장착된 팔레트 및 팔레트와 결합된 적어도 하나의 연료 채널 조작 공구를 포함할 수 있다. 제 1 드라이브는 메인 플랫폼의 상부면 및 팔레트 중 하나와 결합될 수 있다. 그러나, 팔레트와 적어도 하나의 공구 사이의 결합은 분리 가능할 수 있다. 수직 위치 설정 기구가 팔레트 결합될 수 있고, 제 2 드라이브가 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 적어도 하나의 연료 채널 조작 공구를 구동하기 위해 수직 위치 설정 기구와 결합될 수 있다.
이 방식으로, 튜브 교체 조립체는 수직 y-방향으로 이동을 구비한다. 연료 채널 매니퓰레이터 조립체는 원자로 코어의 단부 실드 사이로 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 3개의 데카르트 좌표축 중 임의의 하나를 따라 정확하게 위치될 수 있다.
튜브 교체 조립체는 복수의 메인 플랫폼 및 복수의 연료 채널 매니퓰레이터 조립체 중 하나 또는 모두를 포함하도록 또한 적용될 수 있다. 메인 플랫폼은 수직으로 연장하는 경로를 따라 3개의 위치에서 원자로 코어의 단부 실드에 인접하여 수직으로 이격될 수 있다. 대안적으로, 복수의 메인 플랫폼의 각각의 하나는 수직으로 연장하는 경로를 따라 각각의 사전 결정된 위치로 플랫폼의 각각을 구동하기 위해 수직 위치 설정 기구와 결합될 수 있다.
본 발명은 원자로 코어의 단부 실드들 사이로 수평으로 연장하는 연료 채널을 갖는 원자로 코어를 구비하는 원자로용 정비 및 수리 조립체를 제공할 수 있다. 조립체는 원자로 코어의 단부 실드들 중 하나에 인접하여 위치된 상부 하중 지지면을 갖는 적어도 하나의 메인 플랫폼을 포함한다. 적어도 하나의 정비 및 수리 디바이스가 정비 및 수리 작업 중에 원자로의 환경에서 부품을 검사하고 수리하기 위해 메인 플랫폼의 상부면 상에 장착된다. 제 1 드라이브가 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 평행한 제 1 수평 방향 성분과 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 수직인 제 2 수평 방향 성분 중 적어도 하나를 갖는 수평 방향으로 메인 플랫폼의 상부면 상에서 정비 및 수리 디바이스를 선택적으로 변위시키기 위해 메인 플랫폼의 상부면과 적어도 하나의 정비 및 수리 디바이스 중 하나와 결합된다.
튜브 교체 및 정비 및 수리 조립체는 원자로 환경 내의 원자로 영역 브리지 조립체의 존재에 의해 구속되지 않는다. 오히려, 튜브 교체 및 정비 및 수리 조립체는 원자로 영역 브리지의 지지 타워 사이에서 작동하는 것이 가능하다. 따라서, 원자로 영역 브리지는 그 최상부 위치로 상승될 수 있고, 튜브 교체 또는 정비 및 보수 조립체는 사전 결정된 수직 위치로 브리지 아래에서 작동할 수 있다. 튜브 교체 및 정비 및 수리 조립체는 브리지 조립체에 의해 구속되지 않기 때문에, 원자로 환경으로부터 원자로 영역 브리지 조립체를 제거할 필요가 없을 수 있어, 따라서 튜브 교체 작업을 위한 상당한 시간 및 비용을 절약한다.
본 발명의 다른 양태는 원자로 코어의 단부 실드 사이로 수평으로 연장하는 연료 채널을 갖는 원자로 코어를 구비하는 원자로용 튜브 교체 조립체에 관한 것이다. 조립체는 원자로 코어의 단부 실드들 중 하나에 인접하여 위치된 상부 하중 지지면을 갖는 적어도 하나의 메인 플랫폼을 포함한다. 메인 플랫폼은 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 평행한 제 1 수평 방향 및 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 수직인 제 2 수평 방향으로 연장한다. 트랙 네트워크는 메인 플랫폼과 결합되고 제 1 수평 방향에서 플랫폼의 적어도 일부 및 제 2 수평 방향에서 플랫폼의 적어도 일부에 걸쳐 있다. 연료 채널 매니퓰레이터 조립체가 튜브 교체 작업 중에 연료 채널 부품을 조작하기 위해 트랙 네트워크 상에 장착된다. 제 1 드라이브가 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향에서 트랙 네트워크 상에서 매니퓰레이터 조립체를 선택적으로 변위시키기 위해 매니퓰레이터 조립체와 결합된다.
트랙 네트워크는 레일 격자 네트워크일 수 있고, 메인 플랫폼의 상부면과 결합된 레일을 포함할 수 있고 또는 상부면 아래에서 메인 플랫폼에 매립되는 레일을 포함할 수 있다.
복수의 매니퓰레이터 조립체가 메인 플랫폼의 상부면과 결합될 수 있고, 각각의 매니퓰레이터 조립체는 메인 플랫폼의 상부면과 결합된 수직 위치 설정 기구를 가질 수 있다.
연료 채널 매니퓰레이터 조립체는 메인 플랫폼의 상부면 상에서 트랙 네트워크 상에 장착된 팔레트를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 연료 채널 조작 공구가 팔레트와 결합된다. 제 1 드라이브는 팔레트와 결합될 수 있다. 팔레트와 적어도 하나의 공구 사이의 결합은 분리 가능할 수 있다. 수직 위치 설정 기구는 팔레트와 결합될 수 있고, 제 2 드라이브는 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 적어도 하나의 연료 채널 조작 공구를 구동하기 위해 수직 위치 설정 기구와 결합될 수 있다.
팔레트는 적어도 하나의 조작 공구를 지지하기 위한 롤러 본체 및 트랙 네트워크 상에서 롤러 본체를 지지하고 변위시키기 위해 롤러 본체와 결합된 적어도 2개의 휠을 갖는 롤러 조립체일 수 있다. 제 1 드라이브는 휠을 회전시키기 위해 휠들 중 적어도 하나와 결합된다.
튜브 교체 조립체는 제 1 방향으로 연장하는 트랙 네트워크가 제 2 방향으로 연장하는 트랙 네트워크와 교차하는 적어도 2개의 트랙 네트워크 교점을 포함할 수 있다. 각각의 트랙 네트워크 교점은 적어도 2개의 휠 중 대응하는 것들을 수용한다. 스위칭 기구가 제 1 방향 및 제 2 방향 중 하나로부터 제 1 방향 및 제 2 방향 중 다른 하나로 휠들 중 대응하는 것의 변위의 방향을 스위칭하기 위해 트랙 네트워크 교점의 각각과 결합된다. 스위칭 기구는 턴테이블 베이스 및 턴테이블 베이스의 직경을 가로질러 연장하는 트랙 세그먼트를 갖는 턴테이블을 포함할 수 있다. 트랙 세그먼트는 트랙 세그먼트가 제 1 방향으로 연장하는 트랙 네트워크와 연속적인 제 1 위치와 트랙 세그먼트가 제 2 방향으로 연장하는 트랙 네트워크와 연속적인 제 2 위치 사이에서 회전 가능하다. 휠은 트랙 세그먼트 상에 위치 가능하고, 휠의 변위 방향은 각각의 롤러 휠이 트랙 세그먼트 상에 위치될 때 스위칭 가능하다.
조립체는 롤러의 변위를 방지하기 위한 휠 잠금 기구를 포함할 수 있다. 적어도 2개의 교점 중 하나에서의 스위칭 기구는 휠들이 스위칭 기구의 대응하는 것들에 의해 수용될 때 적어도 2개의 교점 중 다른 하나에서 스위칭 기구에 대해 90도 회전된다. 이 방식으로, 휠들은 서로에 대해 90도로 배치된다. 따라서, 롤러의 이동은 제 1 및 제 2 방향의 모두에서 정지된다.
본 발명은 원자로 코어의 단부 실드들 사이로 수평으로 연장하는 연료 채널을 갖는 원자로 코어를 구비하는 원자로용 정비 및 수리 조립체를 제공할 수 있다. 정비 및 수리 조립체는 원자로 코어의 단부 실드들 중 하나에 인접하여 위치된 상부 하중 지지면을 갖는 적어도 하나의 메인 플랫폼을 포함한다. 메인 플랫폼은 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 평행한 제 1 수평 방향 및 수평으로 연장하는 연료 채널에 대해 수직인 제 2 수평 방향에서 연장한다. 트랙 네트워크는 메인 플랫폼과 결합되고 제 1 수평 방향에서 플랫폼의 적어도 일부 및 제 2 수평 방향에서 플랫폼의 적어도 일부에 걸쳐 있다. 정비 및 수리 디바이스가 정비 및 수리 작업 중에 부품을 검사 및 수리하기 위해 트랙 네트워크 상에 장착된다. 제 1 드라이브는 제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향에서 트랙 네트워크 상에 정비 및 수리 디바이스를 선택적으로 변위시키기 위해 정비 및 수리 디바이스와 결합된다.
본 발명의 특성 및 목적의 더 양호한 이해를 위해, 첨부 도면을 예로서 참조할 것이다.
도 1은 예시적인 연료 채널 조립체의 사시도.
도 2는 예시적인 원자로 튜브 교체 조립체의 사시도.
도 3은 메인 플랫폼 상에 복수의 연료 채널 매니퓰레이터를 갖는 튜브 교체 조립체의 사시도.
도 4는 트랙 네트워크의 일 실시예의 단면도.
도 5는 트랙 네트워크의 일 실시예의 단면도.
도 6은 래크 및 피니언 조립체를 갖는 트랙 네트워크의 단면도.
도 7은 트랙 네트워크의 일 실시예의 단면도.
도 8은 선형 유도 드라이브의 측면 입면도.
도 9는 트랙 네트워크와 결합된 롤러의 측면 입면도.
도 10은 턴테이블의 사시도.
도 11은 보조 플랫폼을 갖는 튜브 교체 조립체의 사시도.
도 12는 복수의 메인 플랫폼 및 복수의 보조 플랫폼을 갖는 튜브 교체 조립체의 사시도.
도 13은 원자로 단부 실드에 인접하여 수직으로 이격된 복수의 메인 플랫폼을 도시하는 튜브 교체 조립체의 사시도.
도 14는 복수의 메인 플랫폼을 갖는 튜브 교체 조립체의 측면 입면도.
도 15는 원자로 영역 브리지 환경에서 튜브 교체 조립체의 사시도.
본 발명은 원자로를 재건 또는 보수하기 위한 조립체에 관한 것으로서, 특히 연료 채널로부터 열화된 연료 채널 부품을 제거하고 수평 연료 채널을 갖는 원자로를 위해 연료 채널 내로 새로운 연료 채널 부품을 삽입하기 위한 튜브 교체 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 원자로의 정비 및 수리를 위한 조립체에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 튜브 교체 작업시에 교체될 급유 부품이 원자로 내의 각각의 연료 채널에 대해 도시되어 있다. 각각의 연료 채널(14)(도 2)은 연료 채널 부품, 칼란드리아(calandria) 부품 및 피더(feeder) 부품을 포함한다. 연료 채널 부품은 이하의 부품, 즉 채널 마개(1), 채널 마개를 밀봉하기 위한 마개 밀봉 인서트(2), 피더 커플링(3), 연료를 채널 내로 안내하기 위한 라이너 튜브(4), 채널 부품을 지지하기 위한 단부 피팅체(5), 외측 베어링(미도시), 연료 번들(11), 연료 번들(11) 및 냉각제를 유지하기 위한 압력 튜브(8), 압력 튜브(8)를 지지하기 위한 칼란드리아 튜브(9), 압력 튜브(8)와 칼란드리아 튜브(9)를 분리하기 위한 환형 스페이서(7), 단부 피팅을 지지하기 위한 내측 베어링(미도시), 실드 플러그(17), 단부 실드 격자 튜브(19), 채널 환형 벨로즈(21) 및 각각의 채널의 일 단부를 고정 위치에 유지하기 위한 위치 설정 조립체(23) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 튜브 교체 작업 중에, 열화된 또는 손상된 연료 채널 부품은 연료 채널로부터 제거되어 새로운 부품으로 교체된다. 도 1에서, 연료 채널은 단부 실드(16) 사이의 칼란드리아의 코어 내로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 각각의 단부 실드(16)는 내부 및 외부 튜브 시트(16a, 16b)를 갖는다. 단부 피팅체 또는 단부 피팅(5)은 단부 실드(16) 내의 격자 튜브(19)로부터 그리고 단부 실드(16)로부터 외부 튜브 시트(16b)의 외측으로 연장된다.
도 2를 참조하면, 원자로 튜브 교체 조립체(10)가 도시되어 있다. 조립체(10)는 튜브 교체 작업을 위해 뿐만 아니라 원자로 정비 및 수리를 위해 사용될 수 있다. 정비는 예를 들어 운전 중지 중에 원자로에서의 정비 작업, 예정되지 않은 운전 중지 또는 보수 중의 이상 정비 뿐만 아니라 정비 및 수리 작업 중의 원자로 환경에서 작업자의 부품 검사 및 보조 또는 지원을 포함할 수 있다. 튜브 교체 조립체(10)는 격벽(98)(도 15에 도시됨) 또는 현존하는 콘크리트 스테이션(100)에 장착될 수 있고, 튜브 교체가 진행 중인 원자로의 원자로 코어(12)에 인접하여 위치된다. 바람직하게는, 원자로는 칸두TM형 원자로이다. 원자로 코어(12)는 원자로 코어(12)의 단부 실드(16) 사이로 수평으로 연장하는 복수의 연료 채널(14)을 포함한다. 예시를 목적으로, 단지 하나의 단부 실드(16)만이 도시되어 있다. 정상 작동 상황 하에서, 연료 채널 단부 피팅(5)(도 1) 및 관련 배관은 단부 실드(16)로부터 돌출된다. 그러나, 도면을 간단화하기 위해, 단지 2개 또는 몇 개의 단부 피팅(5) 및 이들의 배관만이 도시되어 있다. 따라서, 연료 채널(14)을 참조할 때, 도시된 격자 튜브 개구는 도 1의 연료 채널(14)이 단부 실드(16) 내에 위치되어 있는 위치를 표현한다.
튜브 교체 조립체(10)는 원자로 코어(12)의 단부 실드(16)에 인접하게 위치된 상부 하중 지지면(20)을 갖는 적어도 하나의 메인 플랫폼(18)을 포함한다. 메인 플랫폼(18)은 수평 연료 채널에 대해 평행한 제 1 수평 방향(26) 및 수평 연료 채널에 대해 수직인 제 2 수평 방향(28)으로 연장한다. 하나 이상의 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)가 플랫폼(18)의 상부면(20)에 장착된다. 도 2의 실시예에서, 단지 하나의 채널 매니퓰레이터 조립체(22)만이 플랫폼(18) 상에 장착되어 도시되어 있다. 도 3의 튜브 교체 조립체(10)는 메인 플랫폼(18)에 장착된 2개의 매니퓰레이터 조립체(22)를 도시하고 있다. 메인 플랫폼(18)은 수직 위치에서 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)를 지지하고, 여기서 튜브 교체 작업 중에 연료 채널(14) 중 하나 이상에서 연료 채널 부품을 조작할 수 있다. 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)는 그에 장착된 하나 이상의 연료 채널 조작 공구(34)를 포함할 수 있다. 연료 채널 조작 공구(34)는 튜브 교체 작업 중에 특정 작업을 수행하기 위한 다양한 구성일 수 있다. 매니퓰레이터 조립체(22)는 연료 채널(14)로부터의 이들의 제거 및 연료 채널(14) 내로의 이들의 삽입을 실행하기 위해 연료 채널에 결합한다. 매니퓰레이터 조립체(22)는 또한 일단 제거되면 또는 채널(14)에 삽입되면 부품을 취급하기 위해 구성될 수도 있다. 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)는 평행한 채널(14) 상의 다수의 동일한 작업으로부터 하나의 채널(14) 상의 순차적인 작업의 범위의 특정 용례에 구성 가능하고 재구성하다.
도 2에 도시된 실시예에서, 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)는 메인 플랫폼(18)의 상부면(20)에 장착된 팔레트(pallet)(36)를 포함한다. 매니퓰레이터 조립체(22)는 팔레트(36)에 장착되고 그와 결합된 연료 채널 조작 공구(34)를 갖는 공구 캐리지(38)를 추가로 포함한다. 제 1 드라이브(24)는 수평으로 연장하는 연료 채널(14)에 대해 평행한 제 1 수평 방향 성분(26)(z-방향) 및 수평으로 연장하는 연료 채널(14)에 대해 수직인 제 2 수평 방향 성분(28)(x-방향) 중 적어도 하나를 갖는 수평 방향으로 메인 플랫폼(18)의 상부면(20) 상에서 매니퓰레이터 조립체(22)를 선택적으로 변위시키기 위해 팔레트(36)와 결합된다. 매니퓰레이터 조립체(22)는 대각선으로, 비대각선으로 또는 연료 채널(14)에 대해 곡선 방식으로 상부면(20) 상에서 변위될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 제 1 드라이브(24)는 팔레트(36)로부터 현수되어 메인 플랫폼(18)의 상부면(20) 상에 팔레트(36)를 지지하는 휠(40)을 포함한다. 휠(40)은 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)를 제 1 수평 방향(26) 및 제 2 수평 방향(28)으로 상부면(20) 상에서 선택적으로 변위시켜 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)가 원자로 코어 단부 실드(16)에서 수평으로 연장하는 연료 채널(14)에 대해 위치되고 튜브 교체 작업 중에 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)를 재위치 설정하게 할 수 있는 일 변위 기구이다. 제 1 드라이브(24)는 대신에 메인 플랫폼(18)의 상부면(20)과 결합될 수 있다. 휠의 회전은 예를 들어 전기 디스크 모터 또는 전기 모터 및 구동 트레인을 포함할 수 있는 서보 모터에 의해 제어된다. 임의의 적합한 형태의 드라이브의 기동 제어가 도시된 실시예에 대해 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 6에는, 래크 및 피니언 기구(37)가 팔레트(36)와 결합되는 제 1 드라이브(24)의 일 실시예가 도시되어 있다. 래크 및 피니언 기구(37)는 플랫폼(18)의 상부면(20)에 매립된 선형 기어 바아(43) 상의 오목부(51)에 결합되는 치형부를 갖는 원형 회전 가능한 기어 또는 피니언(39)을 포함한다. 휠(41)은 팔레트(36)와 결합되고, 지지 플랫폼(18)에 매립된 레일(54)에 결합된다. 피니언(39)에 인가된 회전 운동은 팔레트(36) 및 따라서 매니퓰레이터 조립체(22)가 래크 및 레일(54)을 따라 선형으로 변위될 수 있게 한다. 레일(54)은 U형 또는 V형 홈(45) 또는 오목부를 갖는다. U형 또는 V형 돌출부(47)가 휠(41)로부터 현수되고, 홈에 대응한다. 돌출부 및 홈은 레일(54)에 결합하는 휠(41)을 위한 측방향 안정성 및 더 확실한 위치 설정을 제공하도록 협동한다.
도 8에는, 제 1 드라이브(24)가 선형 유도 드라이브(55)이고 선형력이 레일을 따라 통과하는 전류에 응답하여 자기장을 유도하기 위해 메인 플랫폼과 결합된 레일(54) 중 하나 이상(또는 대안적으로, 가이드 레일 사이의 중심 레일)을 통해 전원(도면에는 도시되지 않음)으로부터 전류를 통과시킴으로써 생성된다. 팔레트(36)는 자기장에 응답하여 그에 결합된 자기 컨덕터(57)를 갖는다. 팔레트(36)는 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)를 이동시키기 위해 레일(54)을 따라 선형으로 변위된다.
연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)는 튜브 교체 작업 중에 메인 플랫폼(18)의 표면(20) 상에서 제 1 및 제 2 방향(26, 28)으로 선택적으로 변위될 수 있다. 이 이동 정도는 그 부품이 제거되어 교체될 연료 채널(14)에 대한 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)의 정밀한 위치 설정을 제공한다. z-방향 이동은 특히 튜브 교체 조립체(12)를 위한 추가의 정도의 제어 및 작동성을 제공한다. z-방향 이동을 사용하여, 매니퓰레이터 조립체(22)와 원자로 단부 실드(16) 사이의 거리가 변경될 수 있다. 따라서, 매니퓰레이터 조립체(22)는 연료 채널 부품을 제거하고 삽입하기 위해 목표된 연료 채널(14)로부터 최적 거리에 위치될 수 있다. z-방향에서의 매니퓰레이터 조립체 위치 설정은 또한 매니퓰레이터 조립체가 삽입되거나 제거될 부품을 변위시키기 위한 또는 작업자가 플랫폼(18) 상의 매니퓰레이터 조립체의 영역에서 작업하기 위한 작업 공간을 또한 제공한다. 또한, z-방향 이동은 다수의 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)가 동시에 단일 플랫폼(18) 상에서 작동하도록 전개될 수 있는 장점을 제공한다. z-방향에서 메인 플랫폼(18)의 상부면(20) 상에서 이용 가능한 공간을 이용함으로써, 매니퓰레이터 조립체(22)는 필요하다면 서로를 지나쳐 이동할 수 있다. 따라서, 2개의 매니퓰레이터 조립체(22)는 예를 들어 다수의 채널(14)을 병렬로 튜브 교체하기 위한 동일한 구성을 가질 수 있고 또는 완성을 위해 다양한 공구를 필요로 하는 복잡한 작업을 수행하기 위해 상이한 구성으로 전개될 수 있다. 본 발명을 사용하여, 튜브 교체 작업은 더 효율적이고 더 시기 적절한 방식으로 접근될 수 있다.
도 2에서, 방사능 실드(74)가 메인 플랫폼(18)의 상부면(20)에 장착된다. 방사능 실드(74)는 원자로 코어(12)로부터의 방사능에 대한 상부면(20)의 노출을 감소시키기 위해 원자로 단부 실드(16)와 상부면(20) 사이에 위치된다. 따라서, 플랫폼(18) 상의 작업자(미도시)는 플랫폼(18) 상에서 작업할 때 감소된 방사능 노출을 가질 것이다. 방사능 실드(74)는 제 1 수평 방향 성분(26)과 제 2 수평 방향 성분(28) 중 적어도 다른 하나를 갖는 다른 수평 방향으로 플랫폼(18)의 상부면 상에서 방사능 실드(74)를 선택적으로 변위시키기 위해 메인 플랫폼(18)의 상부면(20)과 방사능 실드(74) 중 하나와 결합된 방사능 실드 드라이브(75)를 포함할 수 있다. 방사능 실드 드라이브(75)는 임의의 적합한 드라이브를 포함할 수 있다.
튜브 교체 조립체(10)는 원자로 환경에서 작업하는 작업자에 대한 위험을 감소시키기 위한 또는 원자로 환경에서 장비에 대한 손상의 위험을 감소시키기 위한 안전 특징부를 또한 포함할 수 있다. 안전 특징부는 자동 또는 작업자 조작식일 수 있고, 조립체(10) 및 튜브 교체 작업을 위해 사용된 장비의 구성에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 메인 플랫폼(18)은 상부면(20)에서 작업하는 작업자를 지원하기 위한 핸드 레일, 낙하 방지를 위한 속박점(tie-off point) 및 비상 정지 제어부를 포함할 수 있다.
튜브 교체 조립체(10)는 매니퓰레이터 조립체(22)를 원자로 실드(16) 및 연료 채널(14)에 대해 사전 결정된 수직 위치로 상승 및 하강시키기 위해 메인 플랫폼(18) 또는 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)와 결합될 수 있는 하나 이상의 수직 위치 설정 기구(30)를 포함한다. 도 2에서, 수직 위치 설정 기구(30)는 메인 플랫폼(18)과 결합된다. 제 2 드라이브(31)는 플랫폼(18)을 수직으로 연장하는 경로(32)를 따라 사전 결정된 위치로 구동하기 위해 수직 위치 설정 기구(30)와 결합된다.
바람직하게는, 수직 위치 설정 기구는 파코 스파이럴리프트 인크(Paco Spiralift Inc.)로부터 입수 가능한 바와 같은 스파이럴리프트(Spiralift)TM이다. 도 2는 스파이럴리프트 디자인의 부분 연장된 위치 설정 기구(30)를 도시한다. 스파이럴리프트는 수직 방향으로 팽창 및 수축 위치를 취하는 것이 가능한 기계적 선형 액추에이터이다. 액추에이터는 얇은 수직으로 배향된 나선형 강철 밴드의 삽입에 의해 팽창하는 코일형 가요성 평판 강철 스프링을 이용한다. 스프링은 밴드 상의 대응 구멍과 상호 체결되는 치형부를 포함한다. 코일 내로의 밴드의 삽입은 하중을 지지하기 위한 수직으로 연장하는 칼럼을 형성한다. 평판 스프링은 리프트의 베이스에 저장되고, 수직으로 배향된 밴드는 저장된 스프링에 인접한 회전 매거진 내에 저장된다. 적합한 모터와 같은 제 2 드라이브(31)가 중심 수직축 둘레에서 코일 및 밴드를 회전시키기 위해 리프트의 베이스에서 스프로켓 및 스러스트 베어링과 결합된다. 스프로켓은 그가 회전함에 따라 코일형 스프링의 권선을 분리하는 휠을 지지한다. 모터는 스프로켓을 회전하고 이는 스프링의 권선을 팽창하기 위해 지지휠 상에 평판 스프링을 공급한다. 밴드가 삽입되어 스프링의 치형부와 접촉하여 상호 체결된다. 스프링 및 밴드는 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재(42)의 원하는 수직 위치가 도달할 때까지 연속적으로 결합된다. 부재(42)의 수축은 스프링 및 밴드를 결합 해제하기 위해 스프링 및 밴드의 회전을 반전함으로써 수행된다. 이는 부재(42)의 높이를 감소시키기 위해 칼럼을 분해한다. 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재(42)는 메인 플랫폼(18)의 아래로부터 메인 플랫폼(18)에 결합하거나 접촉한다. 제 2 드라이브(31)는 메인 플랫폼(18)을 수직으로 연장하는 경로(32)를 따라 사전 결정된 위치에 위치시키기 위해 연장 가능한 위치 설정 부재(42)를 연장시킨다.
다른 적합한 수직 위치 설정 기구(30)는 유압 또는 공압 호이스트(hoist)를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 기구는 플랫폼(18) 아래에 기중 실린더가 매립되는 것을 요구할 것이다. 실린더가 플랫폼 아래로 연장하게 하기 위해 공간이 제공될 필요가 없는 콤팩트한 디자인을 갖기 때문에 스파이럴리프트가 바람직하다.
도 3은 수직 위치 설정 기구(30)가 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)와 결합되는 실시예를 도시한다. 도 2에서와 같이, 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)는 팔레트(36)에 장착된 공구 캐리지(38)와 캐리지(38)와 결합된 연료 채널 조작 공구(34)를 포함한다. 각각의 연료 채널 조작 공구(34)의 피치, 요(yaw) 및 롤(roll)은 공구(34)의 정확한 정렬 및 위치 설정을 제공하기 위해 제어 가능하다. 팔레트(36)와 공구 캐리지(38) 사이의 결합은 분리 가능하다. 도 3은 캐리지(38) 및 공구(34)를 수직으로 연장하는 경로(32)를 따라 상승시키기 위해 팔레트(36)에 장착된 수직 위치 설정 기구(30)를 도시한다. 이 실시예에서, 바람직한 수직 위치 설정 기구(30)는 스파이럴리프트와 같은 수직 기계적 선형 액추에이터이다. 공구 카트리지(38)는 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재(42)와 결합된다.
캐리지(38)와 조작 공구(34) 사이의 결합은 또한 분리 가능하다. 수직 위치 설정 기구(30)는 캐리지(38)를 상승시킬 필요 없이 수직으로 연장하는 경로(32)를 따라 공구(34)를 상승시키기 위해 캐리지(38)와 공구(34) 사이에 위치될 수 있다.
수직 위치 설정 기구(30)는 조립체(10) 내의 하나 초과의 위치에 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 캐리지(38)를 상승 및 하강시키기 위한 제 1 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재(42) 및 제 2 드라이브(31)와, 메인 플랫폼(18) 아래로부터 결합 또는 접촉에 의해 메인 플랫폼(18)을 상승 및 하강시키기 위한 다른 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재(42) 및 제 2 드라이브(31)를 도시하고 있다. 이 방식으로, 연료 채널(14)에 대해 수직으로 연장하는 경로(32)를 따른 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)의 위치 설정은 단지 하나의 수직으로 연장하는 위치 설정 기구(30)만을 사용하는 것에 비교할 때 추가의 정도의 제어를 갖고 성취될 수 있다. 그러나, 플랫폼(18) 또는 플랫폼(18)에 대한 매니퓰레이터 조립체(22) 중 하나의 수직 위치 설정은 모두 튜브 교체 작업을 위해 요구되는 것일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 2 및 도 3에서, 트랙 네트워크(48)가 제 1 방향(26) 및 제 2 방향(28)에서 플랫폼(18)의 상부면(20) 상에서의 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)의 이동을 위한 가이드를 제공하기 위해 메인 플랫폼(18)과 결합된다. 트랙 네트워크(48)는 상부면(20)에 매립되거나 동일 높이가 될 수 있고 또는 상부면(20) 위로 돌출될 수도 있다. 더욱이, 트랙 네트워크(48)는 스테이션(100) 상의 바닥과 연속적일 수 있어 장비가 지면 레벨에서 로딩되고 언로딩될 수 있게 된다. 이 로딩/언로딩은 팔레트(36), 캐리지(38) 및 공구(34)를 함께 포함할 수 있고, 또는 팔레트(36)로부터 분리된 캐리지(38) 및 공구(34) 또는 간단히 공구(34)를 포함할 수도 있다. 트랙 네트워크(48)는 도 2 및 도 3에 격자 네트워크 구성으로 도시되어 있고, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 상세히 도시되어 있다. 바람직하게는, 트랙 네트워크(48)는 수평으로 연장하는 연료 채널(14)에 대해 평행한 제 1 방향(26) 및 수평으로 연장하는 연료 채널(14)에 대해 수직인 제 2 방향(28)에서 플랫폼(18)의 대향 에지들 사이로 연장한다.
그러나, 트랙 네트워크(48)는 반드시 플랫폼의 대향 에지들 사이의 거리에 완전히 걸칠 필요가 있지 않고, 뿐만 아니라 트랙 네트워크(48)가 수평으로 연장하는 연료 채널(14)에 대해 평행 및 수직 방향으로 상부면(20) 상에 배치될 필요가 있지도 않다. 트랙 네트워크(48)는 연료 채널(14)에 대해 트랙의 대각선 세트에 배치될 수 있고, 또는 상부면(20) 상의 곡선 경로를 따를 수도 있다. 네트워크(48)는 제 1 수평 방향(26)에서 플랫폼(18)의 적어도 일부 및 제 2 수평 방향(28)에서 플랫폼의 적어도 일부에 걸쳐 튜브 교체를 위해 목표된 연료 채널(14)에 도달하기 위한 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)를 위한 이동의 범위를 제공한다.
트랙 네트워크(48)의 트랙은 매니퓰레이터 조립체(22)의 팔레트(36)의 저부 에지에서 변위 기구(40)가 트랙에 결합하여 이들을 따라 이동할 수 있게 하도록 이격되어 있다. 매니퓰레이터 조립체(22)를 상부면(20) 상에 위치시키기 위해, 매니퓰레이터 조립체(22)는 제 1 방향(26) 및 제 2 방향(28) 중 하나에서 트랙 네트워크(48)를 따라 이동한다. 매니퓰레이터 조립체(22)는 일 방향에서 원자로 단부 실드(16)에 대해 원하는 위치로 선택적으로 변위될 수 있다. 다음에, 변위 기구(40)는 제 1 방향(26) 및 제 2 방향(28) 중 다른 하나에서 연장하는 트랙 네트워크(48)에 결합하도록 90도 스위칭된다. 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)는 이어서 방향(26, 28) 중 다른 하나에서 원자로 단부 실드(16)에 대해 위치될 수 있다. 이 프로세스는 상부면(20) 상의 매니퓰레이터 조립체(22)의 사전 결정된 위치가 얻어질 때까지 요구된 바와 같이 반복될 수 있다.
도 4에 도시되 실시예에서, 트랙 네트워크(48)는 레일 격자 네트워크(50)이다. 레일 격자 네트워크(50)는 플랫폼(18)의 상부면(20)을 가로질러 연장하는 레일(54)에 의해 형성된다. 변위 기구(40)는 매니퓰레이터 조립체(22)(도 4에는 도시되지 않음)의 팔레트(36)와 결합된 휠(41)이다. 레일(54)은 매니퓰레이터 조립체(22)의 휠이 이들을 결합할 수 있게 하도록 이격된다. 이 실시예에서, 휠(41)은 적합한 체결 수단(56)에 의해 메인 플랫폼(18)에 확실하게 체결되는 레일 격자 네트워크(50)의 레일(54)을 결합하기 위해 적용된다. 도 4의 레일 격자 네트워크(50)는 상부면(20)으로부터 상향으로 돌출된다. 대안적으로, 레일 격자 네트워크(50)는 메인 플랫폼(18)에 매립될 수 있다.
매립된 트랙 네트워크(48)가 도 5의 실시예에 도시된다. 메인 플랫폼(18)은 트랙 네트워크(48)를 형성하기 위해 그를 통해 부분적으로 연장하는 홈통(trough)(58)을 갖는다. 휠(41)은 팔레트(36)와 결합되고 홈통(58) 내에 위치된다. 휠(41)은 선회 조립체(62)를 경유하여 팔레트(36)에 장착된다. 휠(41)은 제 1 및 제 2 방향(26, 28) 중 하나에서 변위됨에 따라 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)를 지지한다. 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)가 제 1 및 제 2 방향(26, 28) 중 다른 하나에서 이동해야 할 때, 휠(41)의 배향은 메인 플랫폼(18)의 표면(20) 상에서 2개의 방향(26, 28) 중 다른 하나로 연장하는 홈통(58) 내의 휠(41)의 위치 설정을 허용하기 위해 선회 조립체(62)를 경유하여 90도 변경될 수 있다.
도 7에 도시된 대안적인 실시예에서, 트랙 네트워크(48)는 메인 플랫폼(18)의 상부면(20)과 동일 높이이다. 휠(41)은 도 5에 도시된 바와 같이 선회 조립체(62)를 경유하여 팔레트(36)에 장착된다. 트랙 네트워크(48)는 가이드 스트립(64)을 포함한다. 가이드 스트립(64)은 표면(20) 상에서 쌍으로 이격되고, 제 1 및 제 2 방향(26, 28)에서 트랙 네트워크(48)를 형성하도록 평행하게 연장한다. 휠(41)은 가이드 스트립(64) 사이에 위치되고 롤링되어 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)가 제 1 및 제 2 수평 방향(26, 28) 중 하나로 위치될 수 있게 한다. 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)가 제 1 및 제 2 방향(26, 28) 중 다른 하나로 이동해야 할 때, 휠(41)의 배향은 메인 플랫폼(18)의 표면(20) 상에서 2개의 방향(26, 28) 중 다른 하나에서 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)의 위치 설정을 허용하기 위해 선회 조립체(62)를 경유하여 90도 스위칭될 수 있다.
바람직하게는 매니퓰레이터 조립체(22)용 팔레트(36)는 힐먼 인코포레이티드(Hilman Incorporated)로부터 입수 가능한 바와 같은 4개의 트랙 메이트 시리즈 힐먼 롤러(Track Mate series Hilman Roller)(76)의 시스템이다. 4개의 롤러(76)는 트랙 네트워크(48) 상의 매니퓰레이터 조립체(22)의 코너 영역을 각각 지지하도록 위치된다. 적합한 롤러(76)가 도 9에 도시된다 트랙 메이트 시리즈 힐먼 롤러(76)는 편평한 바아 트랙(80) 상에서 자기 정렬의 목적으로 이중 플랜지 형성된 롤러(78)에 의해 지지된 롤러 본체(77)를 갖고 설계된다. 편평한 바아 트랙(80)은 트랙 네트워크(48)의 실시예이고, 메인 플랫폼(18)과 일체이거나 적합하게 고정될 수 있다. 힐먼 롤러는 도 6에 도시된 것과 같은 래크 및 피니언 조립체(37)를 사용할 수 있고, 편평한 바아 트랙(80)은 이러한 래크 및 피니언 조립체와 협동할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 편평한 바아 트랙(80)은 대응 피니언(37)과 결합하기 위한 오목부(51)를 갖는 선형 기어 바아(43)를 갖는다. 바람직하게는, 트랙 메이트 롤러(76)는 편평한 바아 트랙(80)과 일체화 가능하고 롤러(76)가 회전을 성취하게 하기 위해 스위칭 기구로서 롤러(76)와 협동하는 힐먼 턴테이블 부속품(82)과 함께 사용된다. 힐먼 턴테이블 부속품은 또한 힐먼 인크로부터 입수 가능하다. 턴테이블(82)은 도 10에 상세히 도시되어 있다. 턴테이블(82)은 제 1 방향(26) 및 제 2 방향(28)으로 연장하는 트랙(80) 사이의 교점(84)에 위치된다. 하나의 롤러(76)가 각각의 교점에 위치되기 때문에, 하나의 턴테이블(82)이 4개의 롤러(76)의 각각이 편평한 바아 트랙(80) 상에서의 매니퓰레이터 조립체(22)의 변위의 방향을 변화시키게 하기 위해 요구된다. 턴테이블(82)은 원형이고, 90도 증분으로 회전 가능하고, 턴테이블(82)의 직경을 가로질러 연장하는 그에 결합된 편평한 바아 트랙 세그먼트(86)를 갖는다. 턴테이블(82)의 직경은 적어도 롤러(76)의 휠(78)이 그를 가로질러 연장하는 트랙 세그먼트(86) 상에 지지되게 하기 위해 충분한 직경이다. 작동시에, 힐먼 롤러(76)는 4개의 롤러(76)의 각각이 턴테이블(82)의 트랙 세그먼트(86) 상에 위치될 때까지 제 1 및 제 2 방향(26, 28) 중 하나에서 편평한 바아 트랙(80)을 따라 매니퓰레이터 조립체(22)를 이동시킨다. 방향의 변경이 욕되면, 각각의 턴테이블(82)은 제 1 및 제 2 방향(26, 28) 중 첫 번째 방향으로부터 방향(26, 28) 중 두 번째 방향으로 이들의 각각의 트랙 세그먼트(86)를 스위칭하기 위해 90도 회전한다. 트랙 네트워크(48)는 모든 트랙 교점(84)에 턴테이블(82)을 포함할 수 있고, 또는 트랙 교점(84) 중 사전 결정된 것들에 턴테이블(82)을 포함할 수 있다. 또한, 도 10의 트랙(80)은 90도로 배치되지만, 턴테이블(82)은 이들 사이의 각도에 무관하게 트랙 네트워크(48)의 트랙(80)의 세트 사이에서 스위칭하도록 요구된 임의의 증분으로 회전 가능할 수 있다. 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)는 다른 2개의 롤러(76)에 대해 90도만큼 롤러(76) 중 2개를 회전시킴으로써 편평한 바아 트랙(80) 상에 적소에 잠금될 수 있어 2개의 롤러(76)의 2개의 이중 플랜지 형성된 롤러(78)의 축이 다른 2개의 롤러(76)의 이중 플랜지 형성된 롤러(78)의 축에 대해 수직이 된다. 이 방식으로, 매니퓰레이터 조립체(22)는 휠이 잠금 해제될 때까지 상부면(20) 상에서 임의의 방향으로 변위될 수 없고, 여기서 이들의 각각의 축은 서로에 대해 평행하다.
튜브 교체 조립체(10)의 다른 양태에서, 보조 플랫폼(66)은 도 11에 도시된 바와 같이 메인 플랫폼(18)에 인접하여 위치되어 메인 플랫폼(18)이 단부 실드(16)와 보조 플랫폼(66) 사이에 위치되게 된다. 보조 플랫폼(66)은 예를 들어 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22) 또는 이들의 임의의 결합 해제된 부분 및 새로운 연료 채널 부품과 같은 공구, 공급물 및 다른 재료를 로딩 작업 중에 메인 플랫폼(18)으로 상승시키기 위해 예로서 사용될 수 있는 2차 플랫폼이다. 보조 플랫폼(66)은 또한 연료 채널(14)로부터 제거되어 있는 열화된 부품을 언로딩하기 위해, 또는 예를 들어 튜브 교체 작업을 위해 더 이상 메인 플랫폼(18) 상에 요구되지 않는 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22) 또는 이들의 임의의 결합 해제된 부분 또는 공구를 하강시키기 위해 사용될 수 있다. 보조 플랫폼(66)은 또한 작업자 및 설비를 메인 플랫폼(18)으로 운송하기 위한 엘리베이터로서 사용될 수 있다.
보조 플랫폼(66)의 사용은 메인 플랫폼(18)을 로딩 및 언로딩하기 위해 튜브 교체 작업을 중단시킬 필요성을 감소시킨다. 보조 플랫폼(66)이 없이, 메인 플랫폼(18)은 콘크리트 스테이션(100) 또는 지면 레벨로 하강되어야 하고, 여기서 제거되어 있는 열화된 연료 채널 부품 또는 더 이상 요구되지 않는 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)가 언로딩될 수 있고 새로운 부품 및 필요한 매니퓰레이터 조립체(22)가 로딩될 수 있다. 그러나, 보조 플랫폼(66)의 일 기능은 요구에 따라 메인 플랫폼(18)으로 또는 메인 플랫폼(18)으로부터 이격하여 물품을 운반하는 것이기 때문에, 매니퓰레이터 조립체(22) 또는 연료 채널 부품의 로딩 및 언로딩은 보조 플랫폼(66)의 수직 위치가 메인 플랫폼(18)의 수직 위치에 대응할 때마다 수행될 수 있다. 따라서, 메인 플랫폼(18)은 지면 레벨에서 임의의 로딩 및 언로딩이 보조 플랫폼(66)에 의해 수행되는 동안 수직으로 연장하는 경로(32)를 따라 사전 결정된 위치에서 작동될 수 있다.
제 2 수직 위치 설정 기구(68)는 보조 플랫폼(66)에 결합한다. 제 2 드라이브(31)는 메인 플랫폼(18)용 제 1 수직으로 연장하는 경로(32)와 평행한 제 2 수직으로 연장하는 경로(70)를 따라 사전 결정된 위치로 보조 플랫폼(66)을 구동하기 위해 제 2 수직 위치 설정 기구(68)와 결합된다. 보조 플랫폼(66)용 수직 위치 설정 기구(68)는 공압, 유압 또는 기계적 위치 설정 기구를 포함하는 임의의 적합한 위치 설정 수단을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제 2 수직 위치 설정 기구(68)는 스파이럴리프트와 같은 기계적 선형 액추에이터이다. 도 12에서, 수직 위치 설정 기구(68)는 보조 플랫폼(66) 아래로부터 보조 플랫폼(66)을 결합하거나 접촉하는 적어도 하나의 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재(72)를 포함한다. 제 2 드라이브(31)는 연장 가능한 위치 설정 부재(72)를 연장시키고 수직으로 연장하는 경로(70)를 따라 사전 결정된 위치에 보조 플랫폼(66)을 위치시킨다. 플랫폼(66)은 제어 가능한 방식으로 사전 결정된 위치로 상승되거나 하강될 수 있다.
도 12에 도시된 조립체(10)는 복수의 메인 플랫폼(18) 및 복수의 보조 플랫폼(66)을 포함한다. 메인 플랫폼(18) 및 보조 플랫폼(66)은 폐기를 위한 재료를 저장하기 위한 하나 이상의 저장 용기 또는 플라스크(flask)(79)를 지지할 수 있다. 하나 이상의 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)는 메인 플랫폼(18)의 상부면(20) 상에 지지될 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 메인 플랫폼(18) 및 보조 플랫폼(66)의 각각은 각각의 수직 위치 설정 기구(30, 68)와 결합된다. 메인 플랫폼(18) 및 보조 플랫폼(66)의 각각은 각각의 수직 위치 설정 기구(30, 68)에 의해 이들의 각각의 수직으로 연장하는 경로(32, 70)를 따라 독립적으로 위치 설정 가능하다.
트랙 네트워크(48)는 메인 플랫폼 및 보조 플랫폼(66)의 각각의 상부면(20)과 결합되고 그와 연속적이다. 트랙 네트워크(48)는 메인 플랫폼(18) 및 보조 플랫폼(66)의 각각의 상부면(20)을 가로질러 걸쳐 있다. 트랙 네트워크(48)는 플랫폼들이 각각의 수직으로 연장하는 경로(32, 70)를 따라 동일한 사전 결정된 위치에 위치될 때 메인 플랫폼(18) 사이, 보조 플랫폼(66) 사이 또는 메인 플랫폼(18)과 보조 플랫폼(66) 사이의 매니퓰레이터 조립체(22) 또는 다른 장비의 이동을 허용하기 위해 플랫폼들 사이에서 연속적이다.
도 13에 도시된 튜브 교체 조립체(10)는 원자로 코어(12)의 단부 실드(16)에 인접하여 복수의 메인 플랫폼(18)을 포함한다. 메인 플랫폼(18)은 수직으로 연장하는 경로(32)를 따라 상이한 사전 결정된 위치에서 서로로부터 수직으로 이격된다. 각각의 메인 플랫폼(18)은 수직으로 연장하는 경로(32)를 따라 이들의 각각의 위치에서 고정될 수 있고 또는 동일한 수직으로 연장하는 경로(32)를 따라 그리고 사전 결정된 위치의 상이한 것들에서 독립적으로 위치 설정 가능할 수 있다. 플랫폼(18)은 메인 플랫폼(18)의 각각에 결합하는 수직 위치 설정 기구(30)에 의해 위치 설정 가능할 수 있다. 트랙 네트워크(48)는 메인 플랫폼(18) 및 보조 플랫폼(66)의 각각의 상부면(20)과 결합되고 그와 연속적이다. 메인 플랫폼(18) 중 각각의 하나는 그 위에 장착된 하나 이상의 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)를 갖는다.
도 14는 2개의 메인 지지 플랫폼(18)을 갖는 실시예를 도시한다. 각각의 플랫폼(18)은 각각의 수직 위치 설정 기구(30)에 의해 지지된다. 2개의 플랫폼(18)은 "겹쳐진" 배열에 있고, 상부 플랫폼(18)은 하부 플랫폼(18)보다 수평으로 수직 방향(28)으로 더 연장하고, 상부 플랫폼(18)은 하부 플랫폼(18)보다 높은 수직 위치에 있다. 상부 플랫폼(18)은 하부 플랫폼(18)의 수직 위치 설정 기구(30)에 대해 외측에 있는 수직 위치 설정 기구(30)에 의해 상승 및 하강된다. 따라서, 2개의 플랫폼(18)이 서로 독립적으로 수직으로 연장하는 경로(32)를 따라 위치될 수 있다. 플랫폼(18)은 동일한 수직 위치를 점유할 수 없고, 하부 플랫폼(18)은 상부 플랫폼(18)보다 높은 수직 위치를 얻을 수 없다. 적절한 안전 정지 특징부가 하부 플랫폼(18) 상에서 작업하는 작업자에 대한 위험을 감소시키기 위해 하나 또는 양 플랫폼(18) 상에 이용될 수 있다. 이러한 안전 특징부는 예를 들어 상부 및 하부 플랫폼(18)이 서로 접촉하는 것을 방지하기 위한 근접도 센서를 포함할 수 있고 또는 서로에 대해 사전 결정된 근접도 내에서 플랫폼(18)의 작동을 방지할 수 있다.
정비 및 수리 조립체 실시예에서, 정비 및 수리 디바이스는 매니퓰레이터 조립체(22) 대신에 메인 플랫폼(18)의 상부면(20)과 결합될 수 있다. 대안적으로, 정비 및 수리 디바이스 및 매니퓰레이터 조립체(22)의 모두는 상부면(20) 상에 위치될 수 있다. 정비 및 수리 디바이스는 매니퓰레이터 조립체(22)와 유사하고, 매니퓰레이터 조립체(22)에 대해 전술된 동일한 실시예 중 임의의 하나에서 메인 플랫폼(18) 및 보조 플랫폼(66)과 함께 사용될 수 있다. 그러나, 정비 및 수리 디바이스를 위한 공구 조작은 매니퓰레이터 조립체(22)에 의해 수행될 수 없는 다양한 작업을 위한 것이다.
매니퓰레이터 조립체(22)를 위해 사용된 것과 유사한 드라이브가 수평으로 연장하는 연료 채널(14)에 대해 평행한 제 1 수평 방향 성분(26) 및 수평으로 연장하는 연료 채널(14)에 대해 수직인 제 2 수평 방향 성분(28) 중 적어도 하나를 갖는 수평 방향에서 메인 플랫폼(18)의 상부면(20) 상에서 정비 및 수리 디바이스를 선택적으로 변위시키기 위해 메인 플랫폼(18)의 상부면(20)과 정비 및 수리 디바이스 중 하나와 결합된다.
연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)와 유사한 방식으로, 정비 및 수리 디바이스는 메인 플랫폼(18)의 상부면(20)에 장착된 팔레트를 포함할 수 있다. 정비 및 수리 조립체는 팔레트에 장착되고 그와 함께 결합된 정비 및 수리 공구(34)를 갖는 공구 캐리지를 추가로 포함한다. 정비 및 수리 공구는 원자로의 환경에서 임의의 부품 또는 장비의 부분의 수리, 검사, 보수 또는 정비를 위해 사용될 수 있는 적어도 하나의 공구를 포함한다. 정비 및 수리 공구는 정비 또는 수리 작업이 있는 원자로 환경에서 작업자를 보조할 뿐만 아니라 원자로의 환경에서 부품의 운반 및 조작을 위해 공구 조작을 보조하도록 구성된 공구를 또한 포함할 수 있다.
정비 및 수리 디바이스는 연료 채널 매니퓰레이터 조립체에 대해 전술되고 도시된 것과 유사한 방식으로 수직 위치 설정 기구와 결합될 수 있다. 따라서, 정비 및 수리 디바이스 또는 이들의 공구는 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 상승되거나 하강될 수 있다. 더욱이, 정비 및 수리 공구의 피치, 요 및 롤이 정확하게 제어된다.
도 15는 원자로 튜브 교체 조립체(10)의 환경에서 원자로 영역 브리지 조립체(88)를 도시한다. 원자로 영역 브리지 조립체(88)는 브리지(90)를 상승 및 하강시키기 위해 지지 타워(92)에 의해 각각의 단부에서 지지된 원자로 영역 브리지(90)를 포함한다. 브리지는 원자로의 연료 채널(14) 상에서의 재급유 작업을 수행하기 위해 캐리지(96)를 지지한다. 브리지(90)는 메인 플랫폼(18)이 브리지(90) 아래에서 작동하는 상태로 그 최상부 위치에서 도시되어 있다. 플랫폼(18)은 브리지 조립체(88)의 지지 타워(92) 사이로 연장되고, 원자로 영역 브리지(90)와 간섭하지 않고 수직으로 연장하는 경로(32)를 따라 사전 결정된 위치로 상승되거나 하강될 수 있다. 튜브 교체 작업을 수행하기 위한 플랫폼(18)은 원자로 영역 브리지 조립체(88)에 의해 구속되지 않기 때문에, 튜브 교체 작업을 수행하기 위해 원자로의 환경으로부터 브리지 조립체(88)를 제거할 필요가 없을 수 있다. 브리지 조립체(88)의 제거는 고비용이고 시간 소비적인 작업이다. 따라서, 본 발명의 사용은 튜브 교체 또는 정비 및 수리가 더 저비용이고 더 시기 적절한 방식으로 수행될 수 있게 한다.
그 상부면(20) 상에 정비 및 수리 디바이스 또는 연료 채널 매니퓰레이터 조립체(22)를 갖는 메인 플랫폼(18)을 구비하는 튜브 교체 조립체 및 정비 및 수리 조립체(10)가 설명되었지만, 튜브 교체 또는 정비 및 수리 조립체(10)는 메인 플랫폼(18)과, 단순히 수직으로 연장하는 경로(70)에 따라 사전 결정된 위치에 메인 플랫폼을 위치시키기 위해 지지 플랫폼(18)을 결합하는 수직 위치 설정 기구(30)를 포함할 수 있다. 플랫폼(18)은 반드시 매니퓰레이터 조립체(22) 또는 정비 및 수리 디바이스가 그 위에 장착되도록 요구하지는 않는다. 플랫폼(18)은 원자로의 튜브 교체 또는 정비 및 수리 작업 중에 작업자 및 장비를 지지하고 수송하는데 사용될 수 있다. 따라서, y-방향에서 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치에 위치될 수 있는 플랫폼을 제공하는 것이 본 발명의 범주 내에 있다.
매니퓰레이터 조립체(22) 또는 유지 복수 및 수리 조립체가 원자로의 환경에서 이동하는 것이 가능한 자율 주행 차량(autonomous guided vehicle)과 결합되는 것은 본 발명의 범주 외에 있는 것은 아니다. 매니퓰레이터 조립체 또는 정비 및 수리 조립체를 위한 제 1 드라이브는 메인 플랫폼(18)의 상부면 상의 제 1 및 제 2 방향(26, 28)에서 조립체를 이동하기 위한 차량의 엔진 및 변속 구동 휠일 수 있다. 적합한 수직 위치 설정 기구(30)가 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 조립체 또는 그 공구를 상승 및 하강시키기 위해 그와 결합된 조립체 및 차량 중 하나 또는 모두와 결합될 수 있다. 이에 의해, 본 발명은 상부면과 결합된 트랙 네트워크를 위한 필요성 없이 상부면 상에 전개될 수 있다.
본 발명이 다양한 특정 실시예의 견지에서 설명되었지만, 당 기술 분야의 숙련자들은 본 발명이 본 명세서에 개시된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주 내의 수정을 갖고 실시될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
1: 채널 마개 2: 마개 밀봉 인서트
3: 피더 커플링 4: 라이너 튜브
5: 단부 피팅체 7: 환형 스페이서
8: 압력 튜브 9: 칼란드리아 튜브
10: 원자로 튜브 교체 조립체 11: 연료 번들
14: 연료 채널 20: 상부 하중 지지면
22: 연료 채널 매니퓰레이터 조립체 23: 위치 설정 조립체
36: 팔레트 40: 휠

Claims (38)

  1. 원자로 코어의 단부 실드들 사이로 수평으로 연장하는 연료 채널들을 갖는 원자로 코어를 구비하는 원자로용 튜브 교체 조립체로서,
    상기 원자로 코어의 단부 실드들 중 하나에 인접하여 위치된 상부 하중 지지면을 갖는 적어도 하나의 메인 플랫폼과,
    튜브 교체 작업 중에 연료 채널 부품들을 조작하기 위해 상기 메인 플랫폼의 상부면 상에 장착된 적어도 하나의 연료 채널 매니퓰레이터 조립체와,
    수평으로 연장하는 연료 채널들에 대해 평행한 제 1 수평 방향 및 수평으로 연장하는 연료 채널들에 대해 수직인 제 2 수평 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 메인 플랫폼의 상부면 상에서 상기 매니퓰레이터 조립체를 선택적으로 변위시키기 위해 상기 메인 플랫폼의 상부면과 상기 매니퓰레이터 조립체 중 하나와 결합되는 제 1 드라이브를 포함하는 튜브 교체 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 플랫폼과 결합된 수직 위치 설정 기구, 및
    수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 상기 플랫폼을 구동하기 위해 상기 수직 위치 설정 기구와 결합된 제 2 드라이브를 추가로 포함하는 튜브 교체 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 채널 매니퓰레이터 조립체와 결합된 수직 위치 설정 기구, 및
    수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 상기 연료 채널 매니퓰레이터 조립체를 구동하기 위해 상기 수직 위치 설정 기구와 결합된 제 2 드라이브를 추가로 포함하는 튜브 교체 조립체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 수직 위치 설정 기구는 상기 메인 플랫폼 아래로부터 상기 메인 플랫폼에 결합하는 적어도 하나의 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재를 포함하고,
    상기 제 2 드라이브는 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 상기 부재 및 상기 메인 플랫폼을 구동하기 위해 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재와 결합되는 튜브 교체 조립체.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 수직 위치 설정 기구는 상기 연료 채널 매니퓰레이터 조립체 아래로부터 상기 연료 채널 매니퓰레이터 조립체를 결합하는 적어도 하나의 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재를 포함하고,
    상기 제 2 드라이브는 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 상기 부재 및 상기 매니퓰레이터 조립체를 구동하기 위해 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재와 결합되는 튜브 교체 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 연료 채널 매니퓰레이터 조립체는,
    상기 메인 플랫폼의 상부면에 장착된 팔레트,
    상기 팔레트와 결합된 적어도 하나의 연료 채널 조작 공구를 추가로 포함하고,
    상기 제 1 드라이브는 상기 메인 플랫폼의 상부면 및 상기 팔레트 중 하나와 결합되는 튜브 교체 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 팔레트와 상기 적어도 하나의 조작 공구 사이에서 상기 팔레트와 결합된 수직 위치 설정 기구, 및
    수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 적어도 하나의 연료 채널 조작 공구를 구동하기 위해 상기 수직 위치 설정 기구와 결합된 제 2 드라이브를 포함하는 튜브 교체 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 원자로 코어로부터의 방사능으로의 상기 상부면의 노출을 감소시키기 위해 상기 원자로 코어의 단부 실드와 상기 메인 플랫폼의 상부면 사이에 위치된 적어도 하나의 방사능 실드를 포함하는 튜브 교체 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 메인 플랫폼의 상부면 상에서 상기 방사능 실드를 선택적으로 변위시키기 위해 상기 메인 플랫폼의 상부면과 상기 방사능 실드 중 하나와 결합된 방사능 실드 드라이브를 포함하는 튜브 교체 조립체.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 플랫폼과 결합되고 제 1 수평 방향에서 상기 메인 플랫폼의 적어도 일부 및 제 2 수평 방향에서 상기 플랫폼의 적어도 일부에 걸치는 트랙 네트워크를 추가로 포함하고,
    상기 연료 채널 매니퓰레이터 조립체는 튜브 교체 작업 중에 연료 채널 부품들을 조작하기 위해 상기 트랙 네트워크 상에 장착되는 튜브 교체 조립체.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 연료 채널 매니퓰레이터 조립체는,
    상기 메인 플랫폼의 상부면 상의 트랙 네트워크 상에 장착된 팔레트,
    상기 팔레트와 결합된 적어도 하나의 연료 채널 조작 공구를 추가로 포함하고,
    상기 제 1 드라이브는 상기 팔레트와 결합되는 튜브 교체 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 드라이브는 래크 및 피니언 조립체이고, 상기 래크 및 피니언 조립체는,
    상기 연료 채널 매니퓰레이터 조립체와 결합되고 치형부들을 갖는 회전 가능한 기어,
    상기 메인 플랫폼의 상부면과 결합되고 상기 회전 가능한 기어의 치형부들과 협동 가능한 오목부들을 갖는 선형 기어 바아를 포함하고,
    상기 회전 가능한 기어 및 선형 기어 바아는 상기 회전 가능한 기어가 회전될 때 상기 선형 기어 바아를 따른 선형 운동으로 상기 회전 가능한 기어의 회전 운동을 전달하도록 협동하는 튜브 교체 조립체.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 팔레트는 롤러 조립체이고, 상기 롤러 조립체는,
    적어도 하나의 연료 채널 조작 공구를 지지하기 위한 롤러 본체,
    상기 트랙 네트워크 상에서 상기 롤러 본체를 지지하고 변위시키기 위해 상기 롤러 본체와 결합된 적어도 2개의 휠들을 추가로 포함하고,
    상기 제 1 드라이브는 상기 휠들을 회전시키기 위해 상기 휠들 중 적어도 하나와 결합되는 튜브 교체 조립체.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 트랙 네트워크는 편평한 바아 트랙 네트워크이고,
    상기 휠들은 상기 편평한 바아 트랙 네트워크 상에서의 자기 정렬을 위한 이중 플랜지 형성된 휠들인 튜브 교체 조립체.
  16. 제 11 항에 있어서,
    제 1 방향으로 연장하는 트랙 네트워크가 제 2 방향으로 연장하는 트랙 네트워크와 교차하는 적어도 하나의 트랙 네트워크 교점,
    상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향 중 하나로부터 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향 중 다른 하나로 상기 매니퓰레이터 조립체의 변위의 방향을 스위칭하기 위해 상기 트랙 네트워크 교점과 결합된 스위칭 기구를 포함하는 튜브 교체 조립체.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 스위칭 기구는 턴테이블을 포함하고, 상기 턴테이블은,
    턴테이블 베이스,
    상기 턴테이블 베이스의 직경을 가로질러 연장하는 트랙 세그먼트로서, 상기 트랙 세그먼트가 제 1 방향으로 연장하는 트랙 네트워크와 연속적인 제 1 위치와 상기 트랙 세그먼트가 제 2 방향으로 연장하는 상기 트랙 네트워크와 연속적인 제 2 위치 사이에서 회전 가능한 상기 트랙 세그먼트를 포함하고,
    상기 매니퓰레이터 조립체는 상기 트랙 세그먼트 상에 위치 설정 가능하고, 상기 매니퓰레이터 조립체의 변위의 방향은 상기 매니퓰레이터 조립체가 상기 트랙 세그먼트 상에 위치될 때 스위칭 가능한 튜브 교체 조립체.
  18. 제 14 항에 있어서,
    제 1 방향으로 연장하는 트랙 네트워크가 제 2 방향으로 연장하는 트랙 네트워크와 교차하는 적어도 2개의 트랙 네트워크 교점들로서, 상기 트랙 네트워크 교점은 적어도 2개의 휠들 중 대응하는 것들을 각각 수용하는 상기 적어도 2개의 트랙 네트워크 교점들, 및
    상기 제 1 방향 및 제 2 방향 중 하나로부터 상기 제 1 방향 및 제 2 방향 중 다른 하나로 상기 휠들 중 대응하는 것의 변위 방향을 스위칭하기 위해 상기 트랙 네트워크 교점들의 각각과 결합된 스위칭 기구를 추가로 포함하는 튜브 교체 조립체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 롤러의 변위를 방지하기 위한 휠 잠금 기구를 추가로 포함하고,
    상기 적어도 2개의 트랙 네트워크 교점들 중 하나에서의 스위칭 기구는 상기 휠들이 상기 스위칭 기구 중 대응하는 것들에 의해 수용될 때 상기 적어도 2개의 트랙 네트워크 교점들 중 다른 하나에서의 상기 스위칭 기구에 대해 90도 회전되는 튜브 교체 조립체.
  20. 원자로 코어의 단부 실드들 사이로 수평으로 연장하는 연료 채널들을 갖는 원자로 코어를 구비하는 원자로용 정비 및 수리 조립체로서,
    상기 원자로 코어의 단부 실드들 중 하나에 인접하여 위치된 상부 하중 지지면을 갖는 적어도 하나의 메인 플랫폼과,
    정비 및 수리 작업 중에 상기 원자로의 환경에서 부품들을 검사하고 수리하기 위해 상기 메인 플랫폼의 상부면 상에 장착된 적어도 하나의 정비 및 수리 디바이스와,
    수평으로 연장하는 연료 채널들에 대해 평행한 제 1 수평 방향 및 수평으로 연장하는 연료 채널들에 대해 수직인 제 2 수평 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 메인 플랫폼의 상부면 상에서 상기 적어도 하나의 정비 및 수리 디바이스를 선택적으로 변위시키기 위해 상기 메인 플랫폼의 상부면과 상기 적어도 하나의 정비 및 수리 디바이스 중 하나와 결합되는 제 1 드라이브를 포함하는 정비 및 수리 조립체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 메인 플랫폼과 결합된 수직 위치 설정 기구, 및
    수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 상기 플랫폼을 구동하기 위해 상기 수직 위치 설정 기구와 결합된 제 2 드라이브를 추가로 포함하는 정비 및 수리 조립체.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 정비 및 수리 디바이스와 결합된 수직 위치 설정 기구, 및
    수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 상기 정비 및 수리 디바이스를 구동하기 위해 상기 수직 위치 설정 기구와 결합된 제 2 드라이브를 추가로 포함하는 정비 및 수리 조립체.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 수직 위치 설정 기구는 상기 메인 플랫폼 아래로부터 상기 메인 플랫폼에 결합하는 적어도 하나의 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재를 포함하고,
    상기 제 2 드라이브는 상기 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 상기 부재 및 상기 메인 플랫폼을 구동하기 위해 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재와 결합되는 정비 및 수리 조립체.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 수직 위치 설정 기구는 상기 정비 및 수리 디바이스 아래로부터 상기 정비 및 수리 디바이스를 결합하는 적어도 하나의 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재를 포함하고,
    상기 제 2 드라이브는 수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 상기 부재 및 상기 디바이스를 구동하기 위해 수직으로 연장 가능한 위치 설정 부재와 결합되는 정비 및 수리 조립체.
  25. 제 20 항에 있어서, 상기 정비 및 수리 디바이스는,
    상기 메인 플랫폼의 상부면에 장착된 팔레트,
    상기 팔레트와 결합된 적어도 하나의 정비 및 수리 공구를 추가로 포함하고,
    상기 제 1 드라이브는 상기 메인 플랫폼의 상부면 및 상기 팔레트 중 하나와 결합되는 정비 및 수리 조립체.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 팔레트와 상기 적어도 하나의 정비 및 수리 공구 사이에서 상기 팔레트와 결합된 수직 위치 설정 기구, 및
    수직으로 연장하는 경로를 따라 사전 결정된 위치로 적어도 하나의 정비 및 수리 공구를 구동하기 위해 상기 수직 위치 설정 기구와 결합된 제 2 드라이브를 포함하는 정비 및 수리 조립체.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 원자로 코어로부터의 방사능으로의 상기 상부면의 노출을 감소시키기 위해 상기 원자로 코어의 단부 실드와 상기 메인 플랫폼의 상부면 사이에 위치된 적어도 하나의 방사능 실드를 포함하는 정비 및 수리 조립체.
  28. 제 27 항에 있어서,
    제 1 수평 방향 및 제 2 수평 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 메인 플랫폼의 상부면 상에서 상기 방사능 실드를 선택적으로 변위시키기 위해 상기 메인 플랫폼의 상부면과 상기 방사능 실드 중 하나와 결합된 방사능 실드 드라이브를 포함하는 정비 및 수리 조립체.
  29. 삭제
  30. 제 20 항에 있어서,
    상기 메인 플랫폼과 결합되고 제 1 수평 방향에서 상기 메인 플랫폼의 적어도 일부 및 제 2 수평 방향에서 상기 플랫폼의 적어도 일부에 걸치는 트랙 네트워크를 포함하고,
    연료 채널 매니퓰레이터 조립체는 튜브 교체 작업 중에 연료 채널 부품들을 조작하기 위해 상기 트랙 네트워크 상에 장착되는 정비 및 수리 조립체.
  31. 제 20 항에 있어서, 연료 채널 매니퓰레이터 조립체는,
    상기 메인 플랫폼의 상부면 상의 트랙 네트워크 상에 장착된 팔레트,
    상기 팔레트와 결합된 적어도 하나의 연료 채널 조작 공구를 추가로 포함하고,
    상기 제 1 드라이브는 상기 팔레트와 결합되는 정비 및 수리 조립체.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 제 1 드라이브는 래크 및 피니언 조립체이고, 상기 래크 및 피니언 조립체는,
    상기 연료 채널 매니퓰레이터 조립체와 결합되고 치형부들을 갖는 회전 가능한 기어,
    상기 메인 플랫폼의 상부면과 결합되고 상기 회전 가능한 기어의 치형부들과 협동 가능한 오목부들을 갖는 선형 기어 바아를 포함하고,
    상기 회전 가능한 기어 및 선형 기어 바아는 상기 회전 가능한 기어가 회전될 때 상기 선형 기어 바아를 따른 선형 운동으로 상기 회전 가능한 기어의 회전 운동을 전달하도록 협동하는 정비 및 수리 조립체.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 팔레트는 롤러 조립체이고, 상기 롤러 조립체는,
    적어도 하나의 연료 채널 조작 공구를 지지하기 위한 롤러 본체,
    상기 트랙 네트워크 상에서 상기 롤러 본체를 지지하고 변위시키기 위해 상기 롤러 본체와 결합된 적어도 2개의 휠들을 추가로 포함하고,
    상기 제 1 드라이브는 상기 휠들을 회전시키기 위해 상기 휠들 중 적어도 하나와 결합되는 정비 및 수리 조립체.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 트랙 네트워크는 편평한 바아 트랙 네트워크이고,
    상기 적어도 2개의 휠들은 상기 편평한 바아 트랙 네트워크 상에서의 자기 정렬을 위한 이중 플랜지 형성된 휠들인 정비 및 수리 조립체.
  35. 제 30 항에 있어서,
    제 1 방향으로 연장하는 트랙 네트워크가 제 2 방향으로 연장하는 트랙 네트워크와 교차하는 적어도 하나의 트랙 네트워크 교점, 및
    상기 제 1 방향 및 제 2 방향 중 하나로부터 상기 제 1 방향 및 제 2 방향 중 다른 하나로 상기 매니퓰레이터 조립체의 변위의 방향을 스위칭하기 위해 상기 트랙 네트워크 교점과 결합된 스위칭 기구를 포함하는 정비 및 수리 조립체.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 스위칭 기구는 턴테이블을 포함하고, 상기 턴테이블은,
    턴테이블 베이스,
    상기 턴테이블 베이스의 직경을 가로질러 연장하는 트랙 세그먼트로서, 상기 트랙 세그먼트가 제 1 방향으로 연장하는 트랙 네트워크와 연속적인 제 1 위치와 상기 트랙 세그먼트가 제 2 방향으로 연장하는 상기 트랙 네트워크와 연속적인 제 2 위치 사이에서 회전 가능한 상기 트랙 세그먼트를 포함하고,
    상기 매니퓰레이터 조립체는 상기 트랙 세그먼트 상에 위치 설정 가능하고, 상기 매니퓰레이터 조립체의 변위 방향은 상기 매니퓰레이터 조립체가 상기 트랙 세그먼트 상에 위치될 때 스위칭 가능한 정비 및 수리 조립체.
  37. 제 33 항에 있어서,
    제 1 방향으로 연장하는 트랙 네트워크가 제 2 방향으로 연장하는 트랙 네트워크와 교차하는 적어도 2개의 트랙 네트워크 교점들로서, 상기 트랙 네트워크 교점은 적어도 2개의 휠 중 대응하는 것들을 각각 수용하는, 상기 적어도 2개의 트랙 네트워크 교점들, 및
    상기 제 1 방향 및 제 2 방향 중 하나로부터 상기 제 1 방향 및 제 2 방향 중 다른 하나로 상기 휠들 중 대응하는 것의 변위 방향을 스위칭하기 위해 상기 트랙 네트워크 교점들의 각각과 결합된 스위칭 기구를 추가로 포함하는 정비 및 수리 조립체.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 롤러의 변위를 방지하기 위한 휠 잠금 기구를 추가로 포함하고,
    상기 적어도 2개의 트랙 네트워크 교점들 중 하나에서의 스위칭 기구는 상기 휠들이 상기 스위칭 기구 중 대응하는 것들에 의해 수용될 때 상기 적어도 2개의 트랙 네트워크 교점들 중 다른 하나에서의 상기 스위칭 기구에 대해 90도 회전되는 정비 및 수리 조립체.
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