KR102005676B1

KR102005676B1 - 원자로 용기의 노즐 절단 장치

Info

Publication number: KR102005676B1
Application number: KR1020180064891A
Authority: KR
Inventors: 박광수; 김해웅; 최윤혁
Original assignee: 두산중공업 주식회사; 신화파스칼(주)
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2019-07-30

Abstract

원자로 용기의 노즐 절단 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자로 용기의 노즐 절단 장치는 노즐(nozzle)(3)이 구비된 원자로 용기(2)의 상면 가장자리에 위치되고, 상기 노즐(3)을 절단하기 위해 서로 다른 접촉면적을 갖는 톱날부(saw blade part)(102)가 구비된 절단 유닛(100); 상기 톱날부(102)에 회전력을 제공하는 구동 유닛(200); 및 상기 톱날부(102)와 인접하여 상기 절단 유닛(100)의 일측 단부에 구비되고, 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 발생되는 이물질을 흡입하기 위한 이물질 흡입 유닛(400)이 구비되되, 상기 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 톱날부(102)가 상기 노즐(3)의 절단 방향으로 이동될 때 상기 노즐(3)의 외주면과 근접되어 상기 이물질을 흡입하는 것을 특징으로 한다.

Description

원자로 용기의 노즐 절단 장치{Nozzle cutting device in reactor vessel}

본 발명은 서로 다른 특성을 갖는 복수개의 쏘(saw)을 이용하여 원자로 용기에 구비된 노즐을 절단할 발생되는 이물질을 안정적으로 흡입하면서 절단 작업을 실시할 수 있는 원자로 용기의 노즐 절단 장치에 관한 것이다.

일반적으로 원자로는 열 발생, 방사성 동위원소나 플루토늄 생산, 강한 핵 방사선의 발생, 또는 그 외의 유용한 목적에 사용하기 위해 핵분열이 지속적으로 발생하고 제어 가능하도록 설계된 장치이다.

원자로는 용기의 내부에 핵연료 집합체와 제어봉 집합체(control element assembly)가 내부 구조물(reactor vessel interal)에 의해 지지된다. 핵연료 집합체는 다수의 핵연료봉으로 이루어져 있고 상기 핵연료봉의 내부에는 핵분열 에너지인 우라늄 소결체가 삽입되어 있으며, 핵연료봉의 내경은 10mm이고, 두께는 0.5mm이며, 그 길이는 4000mm 내외로 이루어진 가늘고 긴 형상으로 이루어져 있다.

제어봉 집합체는 원자로 반응도 제어를 위해 원자로 상부에 장착되는 부품으로 핵분열시 중성자를 흡수해 출력증강과 노심반응도 등을 조절하고 사고발생시 자동 낙하시켜 원자로 가동을 중지시키는 역할을 하는 원전의 핵심부품이다.

내부 구조물은 원자로 내부에서 핵연료 집합체(core assembly)를 지지하며 제어봉 집합체가 핵연료 안으로 삽입 또는 인출이 이루어질 때 안내하는 동시에 냉각수가 원자로로 인입 되었다가 인출될 때 통로 역할을 하고 있으며 핵연료 내 각종 계기들을 지지하는 역할을 하고 있다.

그리고 원전의 핵심 설비는 고준위의 방사능을 띄고 있어, 작업자의 접근에 많은 어려움이 발생한다. 이러한 이유로 원전의 해체 시에는 원격으로 작동되는 절단 장비가 사용된다.

하지만, 원격 절단 장비를 원전의 핵심 설비 근처에 설치하기 위해서는 작업자가 직접 원전의 해체 구역 내로 투입되어야 한다. 또한, 이러한 작업 방식의 경우에는 작업자가 방사능 방호장비를 장착해야 하는 등의 이유로 작업에 많은 시간이 소요된다.

일 예로 원자로 용기는 상부에 상부 헤드와 연결되고 플랜지 결합 방식으로 서로 간에 결합된다. 특히 상부 헤드와 마주보는 원자로 용기의 상대면은 플랜지 부가 구비되고, 외측에는 냉각수의 유입과 유출을 위한 노즐이 구비된다.

상기 원자로 용기는 해체가 필요할 경우 소정의 크기 또는 위치별로 절단을 실시해야 하는데, 상기 노즐을 절단하고자 할 때 서로 다른 특성을 갖는 톱날을 이용하여 절단을 해야한다.

종래에는 원자로 용기에 대한 절단을 위해 노즐 절단을 실시할 때 와이어 쏘, 또는 밴드 쏘를 이용하거나 일차로 와이어 쏘(wire saw)를 이용하여 절단하고, 이차로 밴드 쏘(band saw)를 이용하여 추가 절단을 실시하였다. 이 경우 하나의 방법만 적용할 경우 또는 2가지 절단 방법을 적용할 경우 모두 쏘 블레이드(Saw Blade)을 교체해야 하므로 작업자가 상기 원자로 용기가 위치된 곳으로 접근하여 톱날 교체 작업을 실시해야 한다.

이 경우 작업자가 일정 시간 동안 원자로 용기가 위치된 곳에서 작업이 이루어지면서 방사능에 피폭되거나, 작업 시간이 지연되는 문제점이 유발되었다.

이와 함께 작업자의 방사능 피폭 없이 안전하게 원자로 용기에 구비된 노즐에 대한 부분 절단을 실시할 수 있는 방안이 필요하게 되었다.

또한 노즐 절단시 발생되는 이물질이 그대로 작업 현장에서 비산되는 문제점이 발생되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.

일본 공개 특허공보 특개2004-077149호(2004.03.11.)

본 발명의 실시 예들은 원자로 용기에 구비된 노즐을 절단할 때 비산되는 이물질을 안정적으로 회수하여 작업자의 오염 방지와 작업자의 방사능 피폭을 예방할 수 있는 원자로 용기의 노즐 절단 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치는 노즐(nozzle)(3)이 구비된 원자로 용기(2)의 상면 가장자리에 위치되고, 상기 노즐(3)을 절단하기 위해 서로 다른 접촉면적을 갖는 톱날부(saw blade part)(102)가 구비된 절단 유닛(100); 상기 톱날부(102)에 회전력을 제공하는 구동 유닛(200); 및 상기 톱날부(102)와 인접하여 상기 절단 유닛(100)의 일측 단부에 구비되고, 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 발생되는 이물질을 흡입하기 위한 이물질 흡입 유닛(400)이 구비되되, 상기 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 톱날부(102)가 상기 노즐(3)의 절단 방향으로 이동될 때 상기 노즐(3)의 외주면과 근접되어 상기 이물질을 흡입이 이루어지고, 상기 절단 유닛(100)은 상기 원자로 용기(2)의 상면에 지지 되는 제1 프레임(130); 상기 원자로 용기(2)의 외측을 바라보며 상기 제1 프레임(130)과 수직으로 연결된 제2 프레임(140); 상기 제2 프레임(140)의 전면에 서로 마주보며 위치되고, 상기 노즐(3)이 내측으로 유입되도록 하단이 상기 노즐(3)의 유입 방향으로 개구부(152)가 형성된 제3 프레임(150)을 포함한다.
상기 제2 프레임(140)에는 상기 제3 프레임(150)을 상기 노즐(3)의 돌출된 돌출 방향에 따른 절단 길이를 임의의 위치로 조절하기 위해 전진 또는 후진 이동시키기 위한 이송 실린더(30)가 구비된다.
상기 제3 프레임(150)에는 상기 노즐(3)과, 상기 이물질 흡입 유닛(400)과의 이격된 거리를 감지 하기 위한 감지부(50)가 구비된다.
상기 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 제3 프레임(150)의 전면을 기준으로 하측 단부에 구비된 지지 브라켓(BR)을 매개로 연결되고, 상기 노즐(3)을 향해 전진 또는 후진 이동되며 이물질을 흡입하는 것을 특징으로 한다.
상기 지지 브라켓(BR)의 외측에 구비된 제1 모터(M1); 상기 제1 모터(M1)에서 발생된 회전력을 전달받아 직선 왕복 운동으로 변환하는 회전력 변환부(410); 상기 회전력 변환부(410)와 연결되고, 상기 제1 모터(M1)의 정회전 또는 역회전에 의해 상기 노즐(3)을 향해 이동하는 이물질 흡입관(420); 상기 이물질 흡입관(420)의 외측을 감싸는 아웃터 커버(430)가 구비된다.
상기 아웃터 커버(430)의 내측 길이 방향에 구비된 제1 가이드(404); 상기 이물질 흡입관(420)의 외측에 구비되고, 상기 제1 가이드(404)와 상대 이동 되도록 결합된 제2 가이드(406)가 구비된다.
상기 이물질 흡입관(420)은 상기 노즐(3)을 향해 연장된 단부에서부터 길이 방향으로 소정의 길이로 상기 노즐(3)의 상측을 향해 개구된 제1 흡입 영역(S1); 상기 노즐(3)을 향해 연장된 이물질 흡입관(420)의 단부에 개구된 제2 흡입 영역(S2)이 형성된다.
상기 제2 흡입 영역(S2)은 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 상기 노즐(3)의 반경 방향에서 발생되는 이물질을 흡입하기 위해 개구되고, 상기 제1 흡입 영역(S1)은 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 상기 노즐(3)의 반경 방향과, 상기 이물질 흡입관(420)의 상측 방향에서 발생되는 이물질을 흡입하기 위해 개구된다.
상기 이물질 흡입관(420)은 정면을 기준으로 좌측과 우측이 외측을 향해 소정의 각도로 경사진 경사부(411)가 형성되고, 상기 경사부(411)에 의해 이물질이 내측으로 가이드 되는 것을 특징으로 한다.
상기 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 이물질 흡입관(420)으로 흡입된 이물질을 진공압으로 흡입하기 위해 상기 제3 프레임(150)의 일측에 구비되고, 상기 이물질 흡입관(420)과 연결된 진공 흡입관(402)을 더 포함한다.
상기 제3 프레임(150)은 전면에 톱날부(102)가 구비되되, 상기 톱날부(102)는 소정의 폭으로 연장되고 띠 형태로 이루어진 제1 톱날(102a); 소정의 직경을 갖는 제2 톱날(102b)을 더 포함한다.
상기 제1 톱날(102a)은 밴드 쏘(Band saw)가 사용되고, 상기 제2 톱날(102b)은 와이어 쏘(Wire saw)가 사용된다.
상기 제3 프레임(150)에는 전면 상측에 위치되고, 상기 제1 톱날(102a)이 권취되기 위해 구비되며, 상기 구동 유닛(200)에 구비된 회전축과 축 결합된 제1 풀리(P1); 상기 제1 풀리(P1)를 기준으로 하측 방향으로 이격되어 좌측과 우측에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 제1 풀리(P1)를 경유한 제1 톱날(102a)이 권취된 제2 풀리(P2); 상기 제1,2 풀리(P1, P2) 사이에 배치되고, 상기 제1 풀리(P1)의 하측에 서로 마주보며 이격되며 상기 제2 톱날(102b)이 권취된 제3 풀리(P3); 상기 제3 풀리(P3)를 기준으로 상측에 위치되어 서로 마주보며 이격되고, 상기 제3 풀리를 경유한 상기 제2 톱날(102b)이 권취된 제4 풀리(P4); 상기 제2 풀리(P2)와 마주보며 위치되고, 상기 제4 풀리(P4)를 경유한 상기 제2 톱날(102b)이 권취된 제5 풀리(P5)가 구비된다.
상기 제3 프레임(150)에는 상기 제1 풀리(P1)가 삽입된 위치를 기준으로 세로 방향에 소정의 길이로 개구된 제1 가이드 슬롯(152); 상기 제4 풀리(P4)가 삽입된 위치를 기준으로 세로 방향에 소정의 길이로 개구된 제2 가이드 슬롯(154)이 구비된다.
상기 제2 프레임(140)에는 상기 제3 프레임(150)을 상기 노즐(3)을 향해 하강 또는 승강 시키기 위해 제1 액추에이터(148)가 구비된다.
상기 제3 프레임(150)에는 상기 제5 풀리(P5)가 축 결합된 제1 지지 블록(510); 상기 제1 지지 블록(510)이 결합되고, 상기 제3 프레임(150)의 세로 방향을 연장된 제1 슬라이드 레일(520); 상기 제1 지지 블록(510)의 일측에 결합되고, 상기 지지 블록(510)을 상기 제1 슬라이드 레일(520)을 따라 이동시켜 상기 제2 톱날(102b)을 상기 제3 프레임(150)의 길이 방향 상측 또는 하측으로 이동시키기 위한 제1 실린더(530)가 구비된다.
상기 제1 실린더(530)는 상기 제1 톱날(102a)에 의해 상기 노즐(3)에 대한 절단이 필요할 경우에는 상기 제5 풀리(P5)를 상기 제3 프레임(150)의 상측으로 이동시키고, 상기 제2 톱날(102b)에 의해 상기 노즐(3)에 대한 절단이 필요할 경우에는 상기 제5 풀리(P5)를 상기 제3 프레임(150)의 하측으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제3 프레임(150)에는 상기 제2 톱날(102b)의 장력(tension)을 조절하기 위한 장력 조절부(600)가 구비된다.
상기 장력 조절부(600)는 제4 풀리(P4)에 축 결합된 제2 지지 블록(610); 상기 제2 지지 블록(610)이 결합되고, 상기 제3 프레임(150)의 세로 방향을 연장된 제2 슬라이드 레일(620); 상기 제2 지지 블록(610)의 일측에 결합되고, 상기 제2 톱날(102b)의 장력에 따라 상기 제2 지지 블록(610)을 상기 제2 슬라이드 레일(620)을 따라 이동시키기 위한 제1 장력 조절 실린더(630)를 포함한다.
상기 제1 장력 조절 실린더(630)는 상기 제2 톱날(102b)의 장력을 갑지하는 장력 감지 센서(TS)로부터 전달된 장력에 따라 장력 조절을 실시하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 프레임(140)에는 상기 제3 프레임(150)을 상기 노즐(3)이 위치된 방향으로 이동시키기 위해 전면 좌우 위치에 서로 이격된 제3 가이드 레일(142); 상기 제3 가이드 레일(142)에 결합되고, 상기 제3 프레임(150)이 하측 또는 상측 방향으로 이동시 상기 제3 가이드 레일(142)을 따라 이동이 이루어지는 제2 지지 블록(144)를 더 포함한다.
상기 톱날부(102)가 상기 노즐(3)의 절단 방향으로 이동될 때 상기 노즐(3)의 외주면과 근접되어 상기 이물질을 흡입하도록 상기 이물질 흡입 유닛(400)과 상기 노즐(3)과의 이격 거리를 제어하는 제어부(700)를 더 포함한다.
상기 이물질 흡입 유닛(400)으로 진공압을 제공하기 위한 진공 펌프 유닛(VP)을 더 포함한다.

삭제

본 발명의 실시 예들은 작업자의 방사능 피폭을 최소화 하면서도 원자로 용기에 구비된 노즐에 대한 절단 작업을 실시할 수 있어 작업자의 작업성이 향상된다.

본 발명의 실시 예들은 노즐이 절단될 때 발생되는 칩이 진공압으로 흡입된 후에 별도의 탱크에 안전하게 보관되므로 작업자가 방사능에 노출되는 문제가 발생되지 않아 안전한 작업 환경이 조성된다.

도 1은 원자로 용기를 간략히 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치를 정면에서 바라본 도면.
도 4내지 도 5는 도 3의 측면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 이물질 흡입 유닛을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 이물질 흡입 유닛의 측면도.
도 8은 도 6에 도시된 이물질 흡입관을 도시한 사시도.
도 9는 도3의 A부분 확대도.
도 10은 도3의 B부분 확대도.
도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 제2 풀리에 권취된 제1 톱날과, 제5 풀리에 권취된 제2 톱날의 배치 상태를 도시한 사시도.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치의 작동 상태도.
도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치의 정면도.
도 15는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치의 정면도.

본 발명의 일 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 1은 원자로 용기를 간략히 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치를 정면에서 바라본 도면이고, 도 4내지 도 5는 도 3의 측면도이며, 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 이물질 흡입 유닛을 도시한 도면이다.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치(1)는 원자로 용기(2)의 내부로 냉각수가 유입 및 유출되는 노즐(3)에 대한 절단을 위해 구비된다. 참고로 원자로 용기(2)는 상단 원주 방향에 플랜지(2a)가 형성된다.

상기 노즐(3)은 작업자가 현장 상황에 따라 가장 유리한 절단을 위해 톱날부(102)를 이용하여 절단을 실시한다.

이를 위해 절단 유닛(100)은 노즐(nozzle)(3)이 구비된 원자로 용기(2)의 상면 가장자리에 위치되고, 상기 노즐(3)을 절단하기 위해 서로 다른 접촉면적을 갖는 톱날부(saw blade part)(102)를 갖는 절단 유닛(100)과, 상기 톱날부(102)에 회전력을 제공하는 구동 유닛(200) 및 상기 톱날부(102)와 인접하여 상기 절단 유닛(100)의 일측 단부에 구비되고, 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 발생되는 이물질을 흡입하기 위한 이물질 흡입 유닛(400)이 구비된다.

그리고 상기 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 가이드 부(132)에 의해 상기 톱날부(102)가 상기 노즐(3)의 절단 방향으로 이동될 때 상기 노즐(3)의 외주면과 근접되어 상기 이물질을 흡입하는 것을 특징으로 한다.

상기 톱날부(102)는 소정의 폭으로 연장되고 띠 형태로 이루어진 제1 톱날(102a)과, 소정의 직경을 갖는 제2 톱날(102b)을 포함한다.

일 예로 상기 제1 톱날(102a)은 밴드 쏘(Band saw)가 사용되고, 상기 제2 톱날(102b)은 와이어 쏘(Wire saw)가 사용된다. 제1 톱날(102a)은 띠 형태로 이루어지므로 소정의 폭이 형성된 톱날에 해당된다.

제1 톱날(102a)은 일정 폭이 유지되므로 노즐(3)의 두께가 두꺼운 부위를 절단할 경우 유리할 수 있다.

제2 톱날(102b)은 단면이 원형인 와이어 쏘가 사용되는데, 상기 와이어 쏘는 절단면이 깨끗하게 절단되므로 정확한 절단 작업을 실시하고자 할 때 유리해진다.

본 실시 예에 의한 제1 톱날(102a)은 연장된 폭에 따른 길이가 상기 제2 톱날(102b)의 직경에 따른 길이 보다 길게 연장된다. 상기 밴드 쏘로 구성된 제1 톱날(102a)은 와이어 쏘로 구성된 제2 톱날(102b) 보다 연장 폭에 따른 길이가 길게 연장된다.

첨부된 도 4 내지 도 5를 참조하면, 절단 유닛(100)은 상기 원자로 용기(2)의 상면에 지지 되는 제1 프레임(130)과, 상기 원자로 용기(2)의 외측을 바라보며 상기 제1 프레임(130)과 수직으로 연결된 제2 프레임(140)과, 상기 제2 프레임(140)의 전면에 서로 마주보며 위치되고, 상기 노즐(3)이 내측으로 유입되도록 하단이 상기 노즐(3)의 유입 방향으로 개구부(152)가 형성된 제3 프레임(150)을 포함한다.

제1 프레임(130)은 원자로 용기(2)의 상면에 형성된 플랜지 부(2a)에 볼트를 매개로 고정 결합된다. 이 경우 제2,3 프레임(140, 150)의 무게에 따른 하중이 지면으로 가해지는 경우에도 전복되지 않고 안정적으로 사용할 수 있다.

이를 위해 제1 프레임(130)에는 상기 플랜지 부(2a)와 마주보는 부분에 볼트가 삽입되는 홀이 형성되어 있어 현장에서 작업자가 상기 볼트를 이용하여 고정 작업을 통해 용이하게 고정시킬 수 있다.

상기 제1 프레임(130)은 원자로 용기(2)의 상면에 수직으로 세워지고, 상기 제2 프레임(140)은 상기 제1 프레임(130)의 전면에 위치되며, 상기 제3 프레임(150)은 제2 프레임(140)의 전면에 위치된다.

제2 프레임(140)에는 상기 제3 프레임(150)을 상기 노즐(3)의 돌출된 돌출 방향에 따른 절단 길이를 임의의 위치로 조절하기 위해 전진 또는 후진 이동시키기 위한 이송 실린더(30)가 구비된다.

상기 이송 실린더(30)는 노즐(3)을 절단하기 위한 위치를 현장에서 손쉽게 조절하기 위해 복수 개로 구성되어 상기 제3 프레임(150)을 전방 또는 후방으로 손쉽게 이동시킬 수 있다.

상기 이송 실린더(30)는 실린더와 피스톤의 조합으로 구성된다. 일 예로 상기 실린더는 상기 제2 프레임(140)에 고정되고, 상기 피스톤은 상기 제3 프레임(150)의 후면에 고정된다.

일 예로 상기 피스톤이 상기 제2 프레임(140)에서 제3 프레임(150) 방향으로 전진 또는 후진 될 경우, 상기 노즐(3)의 정확한 절단 위치에 따라 작업자가 정확한 위치 설정을 실시할 수 있다.

제3 프레임(150)은 정면에서 바라볼 때 하측에 개구부(152)가 형성되어 있어 노즐(3)을 향해 상기 제3 프레임(150)이 하향 이동되는 경우에도 막힘 없이 이동된다.

상기 개구부(152)는 노즐(3)의 직경 보다는 크게 개구되어 있어 절단 과정에서 제3 프레임(150)의 일측과 노즐(3)이 걸리거나, 간섭되는 현상이 발생되지 않는다.

첨부된 도 4 또는 도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 실시 예는 노즐(3)이 절단될 때 발생되는 칩(Chip)과 같은 이물질을 흡입하기 위해 이물질 흡입 유닛(400)이 상기 제3 프레임(150)의 정면 하측에 구비된다.

이를 위해 본 실시 예에 의한 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 지지 브라켓(BR)의 외측에 구비된 제1 모터(M1)와, 상기 제1 모터(M1)에서 발생된 회전력을 전달받아 직선 왕복 운동으로 변환하는 회전력 변환부(410)와, 상기 회전력 변환부(410)와 연결되고, 상기 제1 모터(M1)의 정회전 또는 역회전에 의해 상기 노즐(3)을 향해 이동하는 이물질 흡입관(420)과, 상기 이물질 흡입관(420)의 외측을 감싸는 아웃터 커버(430)를 포함한다.

상기 제1 모터(M1)는 지지 브라켓(BR)에 설치되고, 상기 이물질 흡입관(420)의 길이 방향 이동을 위해 구비된다.

상기 회전력 변환부(410)는 일 예로 상기 제1 모터(M1)에 구비된 회전축과 연결된 제1 기어(G1)와, 상기 제1 기어(G1)와 치합된 제2 기어(G2)로 구성된다.

상기 제1 기어(G1)는 일 예로 스퍼 기어가 사용되고, 상기 제2 기어(G2)는 랙 기어가 사용될 수 있으나, 상기 제1 모터(M1)의 회전 운동을 왕복 운동으로 변환 가능한 다른 구성으로 변경되는 것도 가능할 수 있다.

상기 회전력 변환부(410)는 제1 모터(M1)가 작동될 경우 제1 기어(G1)가 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전될 경우, 상기 제2 기어(G2)가 제1 기어(G1)의 회전력을 전달받아 직선 왕복 운동 되면서 상기 이물질 흡입관(420)을 노즐(3)과 인접한 위치로 이동시킬 수 있다.

참고로 이물질 흡입관(420)은 상기 노즐(3)과 특정 거리로 이격 간격이 일정하게 유지되도록 거리에 따라 수치 데이터로 상기 이격 거리가 설정될 수 있다.

상기 제1 모터(M1)는 회전량이 감지부(50)에서 감지된 이격 거리 데이터에 따라 가변 된다. 예를 들면 노즐(3)의 외주면과 수평 방향에서의 이격 거리에 따라 상기 제1 모터(M1)의 회전량이 변화된다.

상기 감지부(50)는 노즐(3)과 수평 방향에서의 이격 거리에 따른 데이터 신호를 상기 제1 모터(M1)에 전송하고, 상기 제1 모터(M1)는 이를 입력 받아 노즐(3)과 이격 거리가 멀어질 경우 상기 이물질 흡입관(420)이 노즐(3)의 외주면에 근접되도록 작동된다.

이와는 반대로 상기 이물질 흡입관(420)이 상기 노즐(3)과 지나치게 근접될 경우 기 설정된 이격 거리가 유지되도록 상기 제1 모터(M1)의 회전량이 변화된다. 이 경우 상기 이물질 흡입관(420)이 상기 노즐(3)과 기 설정된 이격 거리로 다시 길이 방향에서 이동하여 재 위치하게 되므로 항시 일정한 이격 거리가 유지된다.

상기 이물질 흡입관(420)은 외측에 아웃처 커버(430)가 감싸며 위치되고, 상기 제2 기어(G2)가 상기 이물질 흡입관(420)의 측면에 고정되어 있어 전술한 제1 모터(M1)의 회전량에 따라 상기 이물질 흡입관(420)은 상기 노즐(3)을 향해 전진 또는 후진되며 이동된다.

이물질 흡입관(420)은 일 예로 원형 또는 다각 형태 중의 어느 하나의 형태로 이루어지고, 본 실시 예는 사각 형태로 한정하여 도시하였다.

상기 아웃터 커버(430)는 이물질 흡입관(420)의 외측을 감싸며 상기 이물질 흡입관(420)의 파손 또는 변형을 막고 보호하는 역할을 한다.

본 실시 예는 이물질 흡입관(420)이 아웃터 커버(430)의 내측 길이 방향에서 안정적으로 이동되도록 상기 아웃터 커버(430)의 내측 길이 방향에 구비된 제1 가이드(404)와, 상기 이물질 흡입관(420)의 외측에 구비되고, 상기 제1 가이드(404)와 상대 이동 되도록 결합된 제2 가이드(406)가 구비된다.

본 실시 예에 의한 상기 제2 가이드(406)는 제1 가이드(404)에 삽입되므로 상기 이물질 흡입관(420)이 길이 방향에서 이동될 때 이동 방향이 안정적으로 가이드 된다. 또한 상기 이물질 흡입관(420)이 길이 방향에서 이동도 중 아웃터 커버(430)의 외측으로 이동되지 않는 현상 없이 일정하게 길이 방향에서 이동된다.

제1,2 가이드(20, 30)는 일 예로 도면에 도시된 바와 같이 이물질 흡입관(420)의 정면을 기준으로 외측 상부와 하부에 각각 위치되어 있어 안정적으로 이동된다.

제1,2 가이드(20, 30)는 도면에 도시된 형태로 한정하지 않고 다양하게 변경될 수 있다.

상기 제3 프레임(150)에는 상기 노즐(3)과, 상기 이물질 흡입 유닛(400)과의 이격된 거리를 감지 하기 위한 감지부(50)가 구비된다.

감지부(50)는 일 예로 초음파 센서가 사용되나, 이격 거리를 감지할 수 있는 다른 센서가 사용되는 것도 가능할 수 있다.

상기 이물질 흡입 유닛(400)은 도면 기준으로 제3 프레임(150)의 정면 좌측에 위치된 것으로 도시하였으나, 우측에 위치되는 것도 가능할 수 있다.

또한 이물질 흡입 유닛(400)은 좌측과 우측에 각각 위치되는 것도 가능할 수 있다.

상기 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 제3 프레임(150)의 정면을 기준으로 하측 단부에 구비된 지지 브라켓(BR)을 매개로 연결되고, 상기 노즐(3)을 향해 전진 또는 후진 이동되며 이물질을 흡입하는 것을 특징으로 한다.

본 실시 예는 이물질 흡입 유닛(400)이 노즐(3)이 절단될 때 발생되는 이물질을 안정적으로 흡입하기 위해 상기 노즐(3)의 절단에 따라 외주면과 설정된 이격 거리가 일정하게 유지되어 이물질을 안정적으로 흡입하는 것이 가장 바람직 하다.

첨부된 도 8을 참조하면, 이물질 흡입관(420)은 상기 노즐(3)을 향해 연장된 단부에서부터 길이 방향으로 소정의 길이로 상기 노즐(3)의 상측을 향해 개구된 제1 흡입 영역(S1)과, 상기 노즐(3)을 향해 연장된 이물질 흡입관(420)의 단부에 개구된 제2 흡입 영역(S2)이 형성된다.

이물질 흡입관(420)은 노즐(3)이 절단되면서 발생되는 이물질을 보다 안정적으로 흡입하기 위해 상기 제1,2 흡입 영역(S1, S2)이 형성된다.

상기 제2 흡입 영역(S2)은 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 상기 노즐(3)의 반경 방향에서 발생되는 이물질을 흡입하기 위해 개구된다.

그리고 상기 제1 흡입 영역(S1)은 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 상기 노즐(3)의 반경 방향과, 상기 이물질 흡입관(420)의 상측 방향에서 발생되는 이물질을 흡입하기 위해 개구된다.

특히 노즐(3)이 절단되면서 상측(upper side)에서 낙하하는 이물질과, 상기 노즐(3)의 반경 방향(redial direction)에서 발생되는 이물질을 안정적으로 흡입해야만 방사능 성분이 포함된 이물질에 대한 흡입이 안정적으로 이루어진다.

이 경우 이물질 흡입관(420)에 의해 상기 이물질이 작업장에서 비산되거나, 낙하되지 않고 흡입되므로 장비에 대한 추가 오염을 예방하고, 작업자의 방사능 피폭 문제를 방지할 수 있다.

상기 제1 영역(S1)은 제2 영역(S2)보다 개구된 크기가 크게 형성된다.

이와 같이 형성되는 이유는 상기 제1 톱날(102a)이 상기 이물질 흡입관(420)의 위치보다 상측에 위치되 있고, 이러한 조건에서 노즐(3)에 대한 절단이 이루어지므로 반경 방향에서 발생되는 이물질 보다 제1 영역(S1)으로 낙하되는 이물질의 양이 상대적으로 많이 발생되는 레이 아웃을 고려하여 도면에 도시된 바와 같은 관계가 유지된다.

상기 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 이물질 흡입관(420)으로 흡입된 이물질을 진공압으로 흡입하기 위해 상기 제3 프레임(150)의 일측에 구비되고, 상기 이물질 흡입관(420)과 연결된 진공 흡입관(402)을 더 포함한다.

또한 상기 진공 흡입관(402)은 별도로 구비된 진공 펌프(미도시)와 연결되어 있어 내부가 진공압이 유지된다.

상기 진공 흡입관(402)은 이물질에 대한 흡입 효율 향상을 위해 내부 길이 방향을 따라 나선형의 홈부(미도시)가 형성된다. 상기 홈부는 이물질을 길이 방향으로 나선 형태로 회전시켜 이동 안전성 향상과 흡입 효율의 향상을 동시에 도모할 수 있다.

상기 이물질 흡입관(420)은 정면을 기준으로 좌측과 우측이 외측을 향해 소정의 각도로 경사진 경사부(411)가 형성되고, 상기 경사부(411)에 의해 이물질이 내측으로 가이드 된다.

상기 경사부(411)는 노즐(3)에서 발생된 이물질이 제1 영역(S1)의 내측을 향해 낙하되도록 하는 역할을 한다. 노즐(3)이 제1 톱날부(102a)에 의해 절단될 경우 다량의 이물질이 발생된다.

상기 이물질은 낙하 방향과 위치가 최대한 이물질 흡입관(420)의 내측으로 이동하는 것이 흡입 효율을 높이는데 유리해진다. 본 실시 예는 상기 경사부(411)를 이용하여 이물질 흡입관(420)의 내측으로 유입될 수 있는 유입 각도를 확장함으로써 보다 많은 양의 이물질을 흡입할 수 있다.

첨부된 도 3 또는 도 9를 참조하여 설명한다. 참고로 도 9는 도 3의 A부분 확도 이다.

본 실시 예에 의한 제3 프레임(150)에는 전면 상측에 위치되고, 상기 제1 톱날(102a)이 권취되기 위해 구비되며, 상기 구동 유닛(200)에 구비된 회전축과 축 결합된 제1 풀리(P1)와, 상기 제1 풀리(P1)를 기준으로 하측 방향으로 이격되어 좌측과 우측에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 제1 풀리(P1)를 경유한 제1 톱날(102a)이 권취된 제2 풀리(P2)가 구비된다.

그리고 상기 제1,2 풀리(P1, P2) 사이에 배치되고, 상기 제1 풀리(P1)의 하측에 서로 마주보며 이격되며 상기 제2 톱날(102b)이 권취된 제3 풀리(P3)와, 상기 제3 풀리(P3)를 기준으로 상측에 위치되어 서로 마주보며 이격되고, 상기 제3 풀리를 경유한 상기 제2 톱날(102b)이 권취된 제4 풀리(P4)가 구비된다.

또한 상기 제2 풀리(P2)와 마주보며 위치되고, 상기 제4 풀리(P4)를 경유한 상기 제2 톱날(102b)이 권취된 제5 풀리(P5)가 구비된다.

제1 풀리(P1)는 제1 내지 제5 풀리(P2 ~ P5) 보다 직경이 크게 형성되고, 제3 프레임(150)의 중앙 상측에 위치된다. 제1 풀리(P1)는 후술할 구동 유닛(200)에 의해 회전된다.

제1 톱날(102a)은 상기 제1 풀리(P1)와 제1 풀리(P2)에 권취되고, 소정의 폭을 갖는 밴드 쏘(Band saw)가 사용된다. 그리고 상기 제2 톱날(102b)은 상기 제3 풀리(P3)와 제4 풀리(P4)와 제5 풀리(P5)에 권취되며, 와이어 쏘(Wire saw)가 사용된다.

제1 톱날(102a)은 제1 풀리(P1)를 기준으로 제2 풀리(P2)에 삼각 형태로 권취되어 있어 노즐(3) 절단 작업시 도면 기준으로 12시 방향으로 가해지는 힘을 받는다.

도 3 또는 도 10내지 도 11을 참조하여 설명한다. 참고로 도 10은 도 3의 B부분 확도 이다.

제5 풀리(P5)는 제2 풀리(P2)의 후방에 소정의 거리로 이격 간격이 유지된다. 상기 제5 풀리(P5)는 제2 풀리(P2)의 회전과 상관없이 자유 회전되므로 제1 톱날(102a)의 작동과 상관 없이 제2 톱날(102b)의 안정적인 회전과 이동이 이루어진다.

본 실시 예는 노즐(3)에 대한 절단 과정에서 제3 프레임(150)이 제2 프레임(140)의 하측으로 이동되고, 전술한 개구부(152)를 통해 노즐(3)이 유입된다.

이 경우 상기 제3 프레임(150)은 제2 프레임(140)의 하측 방향으로 이동을 위해 상기 제1 풀리(P1)가 삽입된 위치를 기준으로 세로 방향에 소정의 길이로 개구된 제1 가이드 슬롯(152)과, 상기 제4 풀리(P4)가 삽입된 위치를 기준으로 세로 방향에 소정의 길이로 개구된 제2 가이드 슬롯(154)이 구비된다.

상기 제1 가이드 슬롯(152)은 도면에 도시된 길이와 폭으로 개구되고, 제2 가이드 슬롯(154) 또한 도면에 도시된 길이와 폭으로 개구된다.

본 실시 예는 제1 톱날(102a)과 함께 제2 톱날(102b)이 모두 사용 가능하며 이에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 9 또는 도 11을 참조하면, 본 실시 예에 의한 제3 프레임(150)에는 상기 제5 풀리(P5)가 축 결합된 제1 지지 블록(510)과, 상기 제1 지지 블록(510)이 결합되고, 상기 제3 프레임(150)의 세로 방향을 연장된 제1 슬라이드 레일(520)과, 상기 제1 지지 블록(510)의 일측에 결합되고, 상기 지지 블록(510)을 상기 제1 슬라이드 레일(520)을 따라 이동시켜 상기 제2 톱날(102b)을 상기 제3 프레임(150)의 길이 방향 상측 또는 하측으로 이동시키기 위한 제1 실린더(530)가 구비된다.

제5 풀리(P5)는 제1 지지 블록(510)에 축 결합되므로 제2 톱날(102b)의 작동에 별다른 영향을 유발하지 않고 안정적인 회전이 이루어진다.

제1 슬라이드 레일(520)은 제2 풀리(P2)가 위치된 곳 보다 하측 방향으로 길게 연장된다. 이 경우 상기 제5 풀리(P5)는 상기 제1 톱날(102a)과 간섭되지 않는 위치로 상기 제1 실린더(530)에 의해 이동되므로 제1 톱날(102a)에 의해 1차로 절단된 노즐(3)을 추가로 절단하고자 할 때 손쉽게 절단을 실시할 수 있다.

이에 대해 보다 상세하게 설명하면, 상기 제1 실린더(530)는 상기 제1 톱날(102a)에 의해 상기 노즐(3)에 대한 절단이 필요할 경우에는 상기 제5 풀리(P5)를 상기 제2 슬라이드 레일(620)을 따라 상기 제3 프레임(150)의 상측으로 이동시킨다.

또한 상기 제1 실린더(530)는 상기 제2 톱날(102b)에 의해 상기 노즐(3)에 대한 절단이 필요할 경우에는 상기 제5 풀리(P5)를 상기 제2 슬라이드 레일(620)을 따라 상기 제3 프레임(150)의 하측으로 이동시킬 수 있으므로 노즐(3)에 대한 절단 작업을 제1 톱날(102a)과 함께 제2 톱날(102b)을 이용하여 실시할 수 있다.

특히 노즐(3)은 제1 톱날(102a)에 의해 1차로 절단될 위치 근방에 절단된 후에, 상기 제2 톱날(102b)에 의해 정확한 절단 위치에 절단되므로 정확성이 향상된다.

또한 제2 톱날(102b)은 와이어 쏘가 사용되므로, 밴드 쏘가 사용되는 제1 톱날(102a)에 비해 노즐(3)이 절단될 때 발생되는 이물질이 적게 발생된다.

또한 작업자가 상기 제2 톱날(102b)을 교체하지 않아도 노즐(3) 절단을 실시할 수 있어 작업자가 원자로 용기(2)가 위치된 곳으로 투입되지 않아도 되므로 방사능에 노출되는 문제점이 발생되지 않는다.

또한 노즐(3)이 절단될 때 발생되는 이물질 량을 줄이고자 할 때 제1 톱날(102a)과 제2 톱날(102b)을 모두 사용할 수 있으므로 사용상의 편리성이 향상되고, 이물질 발생량도 줄일 수 있다.

상기 제3 프레임(150)에는 상기 제2 톱날(102b)의 장력(tension)을 조절하기 위한 장력 조절부(600)가 구비된다. 상기 장력 조절부(600)는 제4 풀리(P4)가 위치된 제2 가이드 슬롯(154)에 구비된다.

상기 장력 조절부(600)는 제2 톱날(102b)에 축 결합된 제2 지지 블록(610)과, 상기 제2 지지 블록(610)이 결합되고, 상기 제3 프레임(150)의 세로 방향을 연장된 제2 슬라이드 레일(620)과, 상기 제2 지지 블록(610)의 일측에 결합되고, 상기 제2 톱날(102b)의 장력에 따라 상기 제2 지지 블록(610)을 상기 제2 슬라이드 레일(620)을 따라 이동시키기 위한 제1 장력 조절 실린더(630)를 포함한다.

상기 제1 장력 조절 실린더(630)는 상기 제2 톱날(102b)의 장력을 갑지하는 장력 감지 센서(TS)로부터 전달된 장력에 따라 장력 조절을 실시한다.

예를 들면 제1 장력 조절 실린더(630)는 상기 장력 감지 센서(TS)를 통해 입력된 데이터에 따라 상기 제2 톱날(102b)이 작동 도중 장력 변동이 필요하면 실린더가 외측으로 이동하여 조정된다.

상기 제1 장력 조절 실린더(630)는 실린더의 신장에 따라 상기 제2 지지 블록(610)을 제2 슬라이드 레일(620)을 따라 용이하게 이동시킬 수 있으므로 상기 제2 톱날(102b)의 장력이 기 설정된 장력 범위에서 항시 일정하게 유지된다.

따라서 상기 제2 톱날(102b)은 노즐(3)에 대한 절단 과정에서 장력 변동으로 인한 늘어짐 또는 끊어지는 현상이 발생되지 않고 안정적인 절단을 실시할 수 있다.

상기 제2 프레임(140)에는 상기 제3 프레임(150)을 상기 노즐(3)이 위치된 방향으로 이동시키기 위해 전면 좌우 위치에 서로 이격된 제3 가이드 레일(142)과, 상기 제3 가이드 레일(142)에 결합되고, 상기 제3 프레임(150)이 하측 또는 상측 방향으로 이동시 상기 제3 가이드 레일(142)을 따라 이동이 이루어지는 제2 지지 블록(144)를 더 포함한다.

상기 제3 프레임(150)은 제1 톱날(102a)에 의해 노즐(3) 절단이 이루어질 때 제2 프레임(140)의 하측으로 이동된다. 상기 제3 프레임(150)은 중량물 이므로 균일한 속도로 노즐(3)을 향해 이동되는 것이 안정적인 작업 환경과, 노즐(3) 절단의 정확성을 동시에 도모할 수 있다.

본 실시 예는 전술한 제3 가이드 레일(142)을 따라 상기 제2 지지 블록(144)이 결합되어 있으므로 상기 제3 프레임(150)이 노즐(3)을 향해 이동되거나 원위치 되는 경우에 급격하게 이동되지 않고 안정적으로 이동된다.

제3 가이드 레일(142)은 제2 프레임(140)의 전면 좌우 위치에 서로 이격되어 있으므로 지지점이 상측에 유지되므로 중량물인 제3 프레임(150)이 이동 도중 급격하게 낙하되는 현상을 사전에 예방할 수 있다.

본 실시 예에 의한 구동 유닛(200)은 모터부(210)와, 상기 모터부(210)에서 발생된 회전력을 특정 토크로 변환하는 토크 변환기를 포함한다.

상기 모터부(210)에서 연장된 회전축에 상기 제1 풀리(P1)가 삽입된다. 상기 모터부(210)가 작동될 경우 회전력은 제1 풀리(P1)로 전달되고, 상기 제1 풀리(P1)의 회전력이 제1,2 톱날(102a, 102b)로 전달된다.

상기 제1 톱날(102a)은 상기 제1 풀리(P1)와 상기 제2 풀리(P2)를 경유하여 권취되므로 상기 제1 풀리(P1)가 회전될 경우 상기 제2 풀리(P2)도 함께 회전되면서 노즐(3)에 대한 절단이 이루어진다.

제2 풀리(P2)는 제1 풀리(P1) 보다 작은 경으로 구성되고, 노즐 유닛(100)의 정면에서 바라볼 때 좌우 최하측에 각각 위치된다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 원자로 용기의 절단 장치의 작동 상태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 3 또는 도 12 내지 도 13을 참조하면, 상기 제2 프레임(140)에는 상기 제3 프레임(150)을 상기 노즐(3)을 향해 하강 또는 승강 시키기 위해 제1 액추에이터(148)가 구비된다.

제1 액추에이터(148)는 도면 기준으로 제2 프레임(140)의 전면 중앙에 세로 방향으로 복수 개가 구비된다. 제1 액추레이터(148)는 일 예로 실린더(148a)와 피스톤(148b)로 구성된다.

상기 실린더(148a)는 일 방향으로 연장되고, 상기 제2 프레임(140)과 제3 프레임(150)에 각각 고정되며, 상기 피스톤(148b)은 상기 제2 프레임(140)의 상단에 고정 브라켓을 매개로 고정된다.

상기 피스톤(148b)이 실린더(148a)에서 인출될 경우 제3 프레임(150)은 상기 피스톤(148b)의 인출되는 길이에 따라 상기 노즐(3)을 향해 하측으로 이동된다.

예를 들어 노즐(3)이 절단되기 위해서는 감지부(50)부가 노즐(3)과 이격 거리를 감지한 후에, 상기 감지 데이터를 상기 데이터를 상기 제1 액추에이터(148)로 전달한다.

제1 액추에이터(148)는 노즐(3)과의 이격 거리에 따라 상기 피스톤(148b)이 실린더(148a)의 외측으로 인출되면서 제3 프레임(150)은 상기 제3 가이드 레일(142)을 따라 화살표로 도시된 바와 같이 하측으로 이동된다.

제1 톱날(102a)은 제1 풀리(P1)와 제2 풀리(P2)에 의해 회전되므로 상기 제3 프레임(150)히 6시 방향으로 하강될 경우 노즐(3)을 절단하면서 하측으로 서서히 이동된다.

상기 피스톤(148b)이 실린더(148a)에서 모두 인출될 경우 제1 톱날(102a)이 노즐(3)의 상측 단부에서 중간 및 하측 단부까지 이동되면서 절단이 이루어진다.

이와 동시에 상기 제1 톱날(102a)에 의해 노즐(3)이 절단되면서 발생된 이물질인 칩(chip)은 이물질 흡입부(400)를 통해 흡입된다.

따라서 노즐(3)이 절단되면서 발생된 이물질은 바닥으로 낙하되거나 주위로 비산되지 않고 모두 이물질 흡입부(400)에 구비된 이물질 흡입관(420)을 통해 안정적으로 흡입된다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 주요 구성은 제1 실시 예에 이미 설명하였으므로 상이한 구성만 설명한다.

첨부된 도 14를 참조하면, 본 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치(1a)는 노즐(nozzle)(3)(도1 참조)이 구비된 원자로 용기(2)(도 1 참조)의 상면 가장자리에 위치되고, 상기 노즐(3)을 절단하기 위해 서로 다른 접촉면적을 갖는 톱날부(saw blade part)(102)가 구비된 절단 유닛(100)과, 상기 톱날부(102)에 회전력을 제공하는 구동 유닛(200)(도 2 참조)과, 상기 톱날부(102)와 인접하여 상기 절단 유닛(100)의 일측 단부에 구비되고, 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 발생되는 이물질을 흡입하기 위한 이물질 흡입 유닛(400)이 구비된다.

그리고 상기 이물질 흡입 유닛(400)이 상기 가이드 부(132)에 의해 상기 톱날부(102)가 상기 노즐(3)의 절단 방향으로 이동될 때 상기 노즐(3)의 외주면과 근접되어 상기 이물질을 흡입하도록 상기 이물질 흡입 유닛(400)과 상기 노즐(3)과의 이격 거리를 제어하기 위한 제어부(700)를 포함한다.

본 실시 예는 제어부(700)를 더 포함하고, 상기 제어부(700)는 모터부(210)(도 2 참조) 및 노즐(3)의 절단에 필요한 구성품에 대한 제어를 위해 구비된다.

제2 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치(1a)는 원자로 용기(2)(eh 1 참조)의 내부로 냉각수가 유입 및 유출되는 노즐(3)에 대한 절단을 위해 구비된다. 참고로 원자로 용기(2)는 상단 원주 방향에 플랜지(2a)가 형성된다.

상기 제어부(700)는 작업자에게 현재 절단되는 상태를 영상 정보로 제공하기 위한 영상 유닛(800)과 연계되어 구성되므로, 작업자가 원격지에 있는 경우 또는 방사능에 의한 피폭 위험으로부터 안전한 위치에 있는 경우에도 노즐(3)의 정확한 절단 과정을 모두 육안으로 확인할 수 있다.

제어부(700)는 노즐(3)에 대한 절단 작업 도중 구동 유닛(200)이 오작동 하거나, 절단 유닛(100)에서 오작동이 발생될 경우 상기 노즐(3)에 대한 작동을 중지시키도록 제어한다.

제어부(700)는 작업자에게 현재 오작동 상태 정보를 별도의 단말기를 이용하여 전송하도록 통신 모듈(900)이 구비된다. 상기 통신모듈(900)은 원격지에 위치된 작업자 또는 관리자에게 현재 노즐(3)의 작업 상황에 대한 정보를 별도의 인터넷 망을 통해 전송한다.

따라서 작업자는 원격지에 있는 경우에도 노즐(2)에 대한 절단 상황을 실시간으로 인지하고 비상 상황이 발생되는 경우에도 즉각적으로 대처할 수 있다.

본 발명의 제3 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 15를 참조하면, 본 실시 예는 원자로 용기의 노즐 절단 장치(1b)는 노즐(nozzle)(3)(도 1 참조)이 구비된 원자로 용기(2)(도 1 참조)의 상면 가장자리에 위치되고, 상기 노즐(3)을 절단하기 위해 서로 다른 접촉면적을 갖는 톱날부(saw blade part)(102)가 구비된 절단 유닛(100)과, 상기 톱날부(102)에 회전력을 제공하는 구동 유닛(200)(도 2 참조)과, 상기 톱날부(102)와 인접하여 상기 절단 유닛(100)의 일측 단부에 구비되고, 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 발생되는 이물질을 흡입하기 위한 이물질 흡입 유닛(400)과, 상기 이물질 흡입 유닛(400)으로 진공압을 제공하기 위한 진공 펌프 유닛(VP)이 구비된다.

그리고 상기 톱날부(102)가 상기 노즐(3)의 절단 방향으로 이동될 때 상기 노즐(3)의 외주면과 근접되어 상기 이물질을 흡입하도록 상기 이물질 흡입 유닛(400)과 상기 노즐(3)과의 이격 거리를 제어하는 제어부(700)를 포함한다.

상기 진공 펌프 유닛(VP)은 제어부(700)에 의해 작동 상태가 제어되는데, 상기 이물질 흡입 유닛(400)에 진공압을 제공하여 노즐(3)이 절단될 때 발생되는 이물질을 안정적으로 흡입하도록 한다.

진공 펌프 유닛(VP)은 진공 펌프(VP1)와, 상기 진공 펌프(VP1)의 전단에 위치된 필터(F)와, 이물질이 모이는 탱크(T)를 포함하여 구성된다.

제3 실시 예에 의한 원자로 용기의 노즐 절단 장치(1b)는 원자로 용기(2)(도 1 참조)의 내부로 냉각수가 유입 및 유출되는 노즐(3)에 대한 절단을 위해 구비된다. 참고로 원자로 용기(2)는 상단 원주 방향에 플랜지(2a)가 형성된다.

상기 이물질 흡입 유닛(400)은 전술한 도 3 또는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2 프레임(140)의 전면을 기준으로 하측 단부에 구비된 지지 브라켓(BR)을 매개로 연결되고, 상기 노즐(3)을 향해 전진 또는 후진 이동되며 이물질을 흡입하는 것을 특징으로 한다.

이물질 흡입 유닛(400)은 상기 지지 브라켓(BR)의 외측에 구비된 제1 모터(M1)와, 상기 제1 모터(M1)에서 발생된 회전력을 전달받아 직선 왕복 운동으로 변환하는 회전력 변환부(410)와, 상기 회전력 변환부(410)와 연결되고, 상기 제1 모터(M1)의 정회전 또는 역회전에 의해 상기 노즐(3)을 향해 이동하는 이물질 흡입관(420)과, 상기 이물질 흡입관(420)의 외측을 감싸는 아웃터 커버(430)를 포함한다.

상기 진공 펌프 유닛(VP)은 상기 진공 흡입관(402)과 연결되고, 상기 진공 펌프(VP1)가 작동될 경우 상기 진공 흡입관(402)의 내부를 소정의 압력이 유지되는 진공압으로 유지시킨다.

이 경우 노즐(3)에서 발생된 이물질은 압력 차이에 의해 상기 이물질 흡입관(430)으로 빨아들여진 후에 상기 진공 흡입관(402)을 경유하여 필터(F)로 이동된다.

상기 필터(F)는 탱크(T)로 유입되는 이물질 중 특정 크기 이하의 미세한 물질만을 분류하고, 상기 필터(F)에서는 상기 탱크(T)로 유입되지 못하는 크기를 갖는 이물질이 각각 서로 다르게 필터링 된다.

이 경우 필터(F)만 주기적으로 교환할 경우 진공 펌프(VP1)의 고장 또는 오작동이 방지되므로 장기간 사용하는 경우에도 안정적으로 사용할 수 있다.

상기 탱크(T)는 필터(F)를 경유한 미세한 이물질만이 유입되므로 다량의 이물질을 안전하게 분리시켜 보관할 수 있다.

상기 진공 펌프(VP1)는 도면에서 1개로도시하였느마, 복수개로 구성 가능하며 특별히 개수를 한정하지 않는다.

작업자는 노즐(3)에 대한 절단 작업이 모두 종료되면 상기 탱크(T)로 회수된 이물질을 안전하게 회수하여 처리하면 작업이 종료된다.

특히 상기 탱크(T)는 이물질이 외부로 비산되지 않도록 별도의 밸브(미도시)에 의해 유입 또는 유출이 안전하게 차단되므로 상기 이물질이 작업장 주변 또는 특정 위치에서 확산되는 현상이 발생되지 않는다.

본 실시 예는 전술한 실시 예와 함께 절단 유닛에 의해 원자로 용기에 구비된 노즐이 절단되는 원자로 용기의 노즐 절단 방법을 제공한다.

이와 같이 절단 유닛에 의해 노즐이 절단될 경우 칩이 비산되지 않고 이물질 흡입관을 통해 즉시 흡입되므로 방사능 오염으로부터 안전하게 상기 노즐을 전단할 수 있다.

또한 작업자가 원자로 용기의 노즐 작업에서 최소한으로 위험에 노출되기 때문에 안전한 작업 환경을 조성할 수 있는 방법을 제공한다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

2 : 원자로 용기
2a : 플랜지 부
100 : 절단 유닛
102 : 톱날부
102a: 제1 톱날
102b : 제2 톱날
130, 140, 150 : 제1,2,3 플레임
200 : 구동 유닛
400 : 이물질 흡입 유닛
410 : 회전력 변환부
420 : 이물질 흡입관
430 : 아웃터 커버
P1 : 제1 풀리
P2 : 제2 풀리
P3 : 제3 풀리
P4 : 제4 풀리
P5 : 제5 풀리

Claims

노즐(nozzle)(3)이 구비된 원자로 용기(2)의 상면 가장자리에 위치되고, 상기 노즐(3)을 절단하기 위해 서로 다른 접촉면적을 갖는 톱날부(saw blade part)(102)가 구비된 절단 유닛(100);
상기 톱날부(102)에 회전력을 제공하는 구동 유닛(200); 및
상기 톱날부(102)와 인접하여 상기 절단 유닛(100)의 일측 단부에 구비되고, 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 발생되는 이물질을 흡입하기 위한 이물질 흡입 유닛(400)이 구비되되,
상기 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 톱날부(102)가 상기 노즐(3)의 절단 방향으로 이동될 때 상기 노즐(3)의 외주면과 근접되어 상기 이물질을 흡입이 이루어지고,
상기 절단 유닛(100)은 상기 원자로 용기(2)의 상면에 지지 되는 제1 프레임(130); 상기 원자로 용기(2)의 외측을 바라보며 상기 제1 프레임(130)과 수직으로 연결된 제2 프레임(140); 상기 제2 프레임(140)의 전면에 서로 마주보며 위치되고, 상기 노즐(3)이 내측으로 유입되도록 하단이 상기 노즐(3)의 유입 방향으로 개구부(152)가 형성된 제3 프레임(150)을 포함하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
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제1 항에 있어서,
상기 제2 프레임(140)에는 상기 제3 프레임(150)을 상기 노즐(3)의 돌출된 돌출 방향에 따른 절단 길이를 임의의 위치로 조절하기 위해 전진 또는 후진 이동시키기 위한 이송 실린더(30)가 구비된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제3 프레임(150)에는 상기 노즐(3)과, 상기 이물질 흡입 유닛(400)과의 이격된 거리를 감지 하기 위한 감지부(50)가 구비된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제1 항에 있어서,
상기 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 제3 프레임(150)의 전면을 기준으로 하측 단부에 구비된 지지 브라켓(BR)을 매개로 연결되고, 상기 노즐(3)을 향해 전진 또는 후진 이동되며 이물질을 흡입하는 것을 특징으로 하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제5 항에 있어서,
상기 지지 브라켓(BR)의 외측에 구비된 제1 모터(M1);
상기 제1 모터(M1)에서 발생된 회전력을 전달받아 직선 왕복 운동으로 변환하는 회전력 변환부(410);
상기 회전력 변환부(410)와 연결되고, 상기 제1 모터(M1)의 정회전 또는 역회전에 의해 상기 노즐(3)을 향해 이동하는 이물질 흡입관(420);
상기 이물질 흡입관(420)의 외측을 감싸는 아웃터 커버(430)가 구비된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제6 항에 있어서,
상기 아웃터 커버(430)의 내측 길이 방향에 구비된 제1 가이드(404);
상기 이물질 흡입관(420)의 외측에 구비되고, 상기 제1 가이드(404)와 상대 이동 되도록 결합된 제2 가이드(406)가 구비된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제6 항에 있어서,
상기 이물질 흡입관(420)은 상기 노즐(3)을 향해 연장된 단부에서부터 길이 방향으로 소정의 길이로 상기 노즐(3)의 상측을 향해 개구된 제1 흡입 영역(S1);
상기 노즐(3)을 향해 연장된 이물질 흡입관(420)의 단부에 개구된 제2 흡입 영역(S2)이 형성된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제8 항에 있어서,
상기 제2 흡입 영역(S2)은 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 상기 노즐(3)의 반경 방향에서 발생되는 이물질을 흡입하기 위해 개구되고,
상기 제1 흡입 영역(S1)은 상기 노즐(3)이 상기 톱날부(102)에 의해 절단될 때 상기 노즐(3)의 반경 방향과, 상기 이물질 흡입관(420)의 상측 방향에서 발생되는 이물질을 흡입하기 위해 개구된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제6 항에 있어서,
상기 이물질 흡입관(420)은 정면을 기준으로 좌측과 우측이 외측을 향해 소정의 각도로 경사진 경사부(411)가 형성되고, 상기 경사부(411)에 의해 이물질이 내측으로 가이드 되는 것을 특징으로 하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제10 항에 있어서,
상기 이물질 흡입 유닛(400)은 상기 이물질 흡입관(420)으로 흡입된 이물질을 진공압으로 흡입하기 위해 상기 제3 프레임(150)의 일측에 구비되고, 상기 이물질 흡입관(420)과 연결된 진공 흡입관(402)을 더 포함하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제3 프레임(150)은 전면에 톱날부(102)가 구비되되, 상기 톱날부(102)는 소정의 폭으로 연장되고 띠 형태로 이루어진 제1 톱날(102a);
소정의 직경을 갖는 제2 톱날(102b)을 더 포함하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제12 항에 있어서,
상기 제1 톱날(102a)은 밴드 쏘(Band saw)가 사용되고, 상기 제2 톱날(102b)은 와이어 쏘(Wire saw)가 사용되는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제12 항에 있어서,
상기 제3 프레임(150)에는 전면 상측에 위치되고, 상기 제1 톱날(102a)이 권취되기 위해 구비되며, 상기 구동 유닛(200)에 구비된 회전축과 축 결합된 제1 풀리(P1);
상기 제1 풀리(P1)를 기준으로 하측 방향으로 이격되어 좌측과 우측에서 서로 마주보며 위치되고, 상기 제1 풀리(P1)를 경유한 제1 톱날(102a)이 권취된 제2 풀리(P2);
상기 제1,2 풀리(P1, P2) 사이에 배치되고, 상기 제1 풀리(P1)의 하측에 서로 마주보며 이격되며 상기 제2 톱날(102b)이 권취된 제3 풀리(P3);
상기 제3 풀리(P3)를 기준으로 상측에 위치되어 서로 마주보며 이격되고, 상기 제3 풀리를 경유한 상기 제2 톱날(102b)이 권취된 제4 풀리(P4);
상기 제2 풀리(P2)와 마주보며 위치되고, 상기 제4 풀리(P4)를 경유한 상기 제2 톱날(102b)이 권취된 제5 풀리(P5)가 구비된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제14 항에 있어서,
상기 제 3 프레임(150)에는 상기 제1 풀리(P1)가 삽입된 위치를 기준으로 세로 방향에 소정의 길이로 개구된 제1 가이드 슬롯(152);
상기 제4 풀리(P4)가 삽입된 위치를 기준으로 세로 방향에 소정의 길이로 개구된 제2 가이드 슬롯(154)이 구비된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 프레임(140)에는 상기 제3 프레임(150)을 상기 노즐(3)을 향해 하강 또는 승강 시키기 위해 제1 액추에이터(148)가 구비된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제14 항에 있어서,
상기 제3 프레임(150)에는 상기 제5 풀리(P5)가 축 결합된 제1 지지 블록(510);
상기 제1 지지 블록(510)이 결합되고, 상기 제3 프레임(150)의 세로 방향을 연장된 제1 슬라이드 레일(520);
상기 제1 지지 블록(510)의 일측에 결합되고, 상기 지지 블록(510)을 상기 제1 슬라이드 레일(520)을 따라 이동시켜 상기 제2 톱날(102b)을 상기 제3 프레임(150)의 길이 방향 상측 또는 하측으로 이동시키기 위한 제1 실린더(530)가 구비된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제17 항에 있어서,
상기 제1 실린더(530)는 상기 제1 톱날(102a)에 의해 상기 노즐(3)에 대한 절단이 필요할 경우에는 상기 제5 풀리(P5)를 상기 제3 프레임(150)의 상측으로 이동시키고,
상기 제2 톱날(102b)에 의해 상기 노즐(3)에 대한 절단이 필요할 경우에는 상기 제5 풀리(P5)를 상기 제3 프레임(150)의 하측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제12 항에 있어서,
상기 제3 프레임(150)에는 상기 제2 톱날(102b)의 장력(tension)을 조절하기 위한 장력 조절부(600)가 구비된 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제19 항에 있어서,
상기 장력 조절부(600)는 제4 풀리(P4)에 축 결합된 제2 지지 블록(610);
상기 제2 지지 블록(610)이 결합되고, 상기 제3 프레임(150)의 세로 방향을 연장된 제2 슬라이드 레일(620);
상기 제2 지지 블록(610)의 일측에 결합되고, 상기 제2 톱날(102b)의 장력에 따라 상기 제2 지지 블록(610)을 상기 제2 슬라이드 레일(620)을 따라 이동시키기 위한 제1 장력 조절 실린더(630)를 포함하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제20 항에 있어서,
상기 제1 장력 조절 실린더(630)는 상기 제2 톱날(102b)의 장력을 갑지하는 장력 감지 센서(TS)로부터 전달된 장력에 따라 장력 조절을 실시하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 프레임(140)에는 상기 제3 프레임(150)을 상기 노즐(3)이 위치된 방향으로 이동시키기 위해 전면 좌우 위치에 서로 이격된 제3 가이드 레일(142);
상기 제3 가이드 레일(142)에 결합되고, 상기 제3 프레임(150)이 하측 또는 상측 방향으로 이동시 상기 제3 가이드 레일(142)을 따라 이동이 이루어지는 제2 지지 블록(144)를 더 포함하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제1 항에 있어서,
상기 톱날부(102)가 상기 노즐(3)의 절단 방향으로 이동될 때 상기 노즐(3)의 외주면과 근접되어 상기 이물질을 흡입하도록 상기 이물질 흡입 유닛(400)과 상기 노즐(3)과의 이격 거리를 제어하는 제어부(700)를 더 포함하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
제1 항에 있어서,
상기 이물질 흡입 유닛(400)으로 진공압을 제공하기 위한 진공 펌프 유닛(VP)을 더 포함하는 원자로 용기의 노즐 절단 장치.
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