KR102021260B1 - 원자로 냉각 시스템의 가공 및 용접 장치 - Google Patents

원자로 냉각 시스템의 가공 및 용접 장치 Download PDF

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Abstract

안전 작업 구역에서 원격조작하여 고방사선 구역에 위치하는 원자로 냉각 시스템의 배관을 대상으로 가공 및 용접 작업을 수행하는 RCS 가공 및 용접 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 RCS 가공 및 용접 장치는 원자로 냉각제 개통 배관을 정비하기 위한 가공 작업이 수행되도록 하는 가공 기구부; 원자로 냉각제 개통 배관을 정비하기 위한 용접 작업이 수행되도록 하는 용접 기구부; 및 원자로 냉각제 개통 배관에 안착하되, 상측에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 선택적으로 결합 가능하도록 마련되는 장비 베이스부;를 포함한다. 이에 의해, 안전 작업 구역에서 가공 작업 또는 용접 작업이 수행되도록 원격조작하되, 가공 작업 또는 용접 작업을 수행하고자 하는 영역에 대한 영상정보를 기반으로 가공 수단 또는 용접 수단의 위치를 미세조정하여, 고방사선 구역에 위치하는 원자로 냉각 시스템의 배관이 손상되지 않으며, 가공 및 용접 작업을 수행할 수 있다. 또한, 원자로 냉각제 개통 배관에 설치된 장비 베이스와 가공 기구 또는 용접 기구 간의 탈부착이 가능하여, 가공 기구 또는 용접 기구를 선택적으로 이용할 수 있다.

Description

원자로 냉각 시스템의 가공 및 용접 장치{Apparatus for machining and welding of Reactor Coolant System}
본 발명은 원자로 냉각 시스템의 가공 및 용접 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안전 작업 구역에서 원격조작하여 고방사선 구역에 위치하는 원자로 냉각 시스템의 배관을 대상으로 가공 및 용접 작업을 수행하는 가공 및 용접 장치에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전 시설에는 방사선과 직접 관련된 계통인 1차 계통과, 방사선과 관련이 없는 계통인 2차 계통의 설비들로 구성된다.
1차 계통은 NSSS(Nuclear Steam Supply System)와 원자로 안전성 관련 계통, 원자로 보조 계통 및 기타 방사선 관련 보조 계통 등을 포함하고, 2차 계통은 터빈과 발전기, 이들의 보조 계통 및 기타 비방사선 계통 등을 포함한다.
여기서, 원자로 냉각 시스템(RCS)의 원자로 냉각재 개통 배관은 노후되면, 교체하는 정비작업을 수행해야 하는데, 방사선과 관련된 고방사선 구역에 배치된 RCS 배관의 정비작업을 수행하는데 많은 어려움이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 안전 작업 구역에서 가공 작업 또는 용접 작업이 수행되도록 원격조작하되, 가공 작업 또는 용접 작업을 수행하고자 하는 영역에 대한 영상정보를 기반으로 가공 수단 또는 용접 수단의 위치를 미세조정하여, 고방사선 구역에 위치하는 원자로 냉각 시스템의 배관이 손상되지 않으며, 가공 및 용접 작업을 수행하는 원자로 냉각 시스템(Reactor Coolant System, 이하 'RCS'라고 총칭하기로 함)의 가공 및 용접 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 원자로 냉각제 개통 배관에 설치된 장비 베이스와 가공 기구 또는 용접 기구 간의 탈부착이 가능하여, 가공 기구 또는 용접 기구를 선택적으로 이용할 수 있는 RCS 가공 및 용접 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, RCS 가공 및 용접 장치는 원자로 냉각제 개통 배관을 정비하기 위한 가공 작업이 수행되도록 하는 가공 기구부; 원자로 냉각제 개통 배관을 정비하기 위한 용접 작업이 수행되도록 하는 용접 기구부; 및 원자로 냉각제 개통 배관에 안착하되, 상측에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 선택적으로 결합 가능하도록 마련되는 장비 베이스부;를 포함한다.
그리고 장비 베이스부는, 상측에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 안착하는 경우, 안착된 가공 기구부 또는 용접 기구부와 체결결합되도록 하고, 하측에 원자로 냉각제 개통 배관의 원주방향을 따라 이송레일이 마련되어, 상측이 가공 기구부 또는 용접 기구부가 체결결합된 상태로, 이송레일을 따라 미세이동이 가능하도록 하는 기구부 베이스;를 포함할 수 있다.
또한, 장비 베이스부는, 기구부 베이스의 하측에 마련되어, 원자로 냉각제 개통 배관의 외주연에 밀착하여 안착하는 고정 베이스부와 원자로 냉각제 개통 배관의 길이방향을 따라 연장형성된 이송경로를 따라 기구부 베이스에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 체결결합된 상태로, 미세이동이 가능하도록 하는 고정 베이스 조정부가 구비되는 부재 고정 베이스부;를 더 포함할 수 있다.
그리고 부재 고정 베이스부는, 고정 베이스부와 연결되되, 온(on) 상태인 경우, 원자로 냉각제 개통 배관의 외주연에 밀착되어, 장비 베이스부의 안착상태가 안정적으로 고정되도록 하는 부재 고정 마그네틱부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 가공 기구부는, 표면 노즐 돌출부 제거 툴, 탭 가공 툴, 트레파닝(trepanning) 가공 툴, 패드(PAD) 평면 가공 툴, 패드(PAD) 측면 가공 툴, 홀 확장 가공 툴 중 적어도 하나의 툴이 마련될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, RCS 가공 및 용접 시스템은, 원자로 냉각제 개통 배관에서의 가공 작업 또는 용접 작업에 대한 영상정보를 수집하는 영상정보 수집부; 영상정보 수집부로부터 수신된 영상정보를 출력하는 영상정보 출력부; 원자로 냉각제 개통 배관을 정비하기 위한 가공 작업이 수행되도록 하는 가공 기구부; 원자로 냉각제 개통 배관을 정비하기 위한 용접 작업이 수행되도록 하는 용접 기구부; 원자로 냉각제 개통 배관에 안착하되, 상측에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 선택적으로 결합 가능하도록 마련되는 장비 베이스부; 및 출력되는 영상정보를 기반으로 장비 베이스부에 결합된 가공 기구부 또는 용접 기구부가 원격조작되도록 하는 원격조작부;를 포함한다.
그리고 영상정보 수집부는, 가공 기구부에 장착되어, 가공 작업에 대한 영상정보를 수집하는 제1 영상정보 수집부; 및 용접 기구부에 장착되어, 용접 작업에 대한 영상정보를 수집하는 제2 영상정보 수집부;를 포함할 수 있다.
또한, 장비 베이스부는, 하측에 원자로 냉각제 개통 배관의 원주방향을 따라 이송레일이 마련되어, 이송레일을 따라 미세이동이 가능하도록 하는 기구부 베이스; 및 원자로 냉각제 개통 배관의 길이방향을 따라 연장형성된 이송경로를 따라 미세이동이 가능하도록 하는 부재 고정 베이스부;를 포함하고, 원격조작부는, 영상정보 출력부에 의해 출력되는 제1 영상정보 또는 제2 영상정보를 기반으로, 장비 베이스부에 결합된 가공 기구부 또는 용접 기구부의 위치가 원자로 냉각제 개통 배관의 원주방향 또는 길이방향을 따라 미세이동되도록 하는 제1 원격조작부;를 포함할 수 있다.
그리고 제1 영상정보 수집부는, 가공 기구부의 헤드에 장착되어, 원자로 냉각제 개통 배관 내 가공 작업이 수행될 예정인 영역 또는 가공 작업이 수행 중인 영역에 대한 제1 영상정보를 수집할 수 있다.
또한, 원격조작부는, 제1 영상정보를 기반으로 장비 베이스부에 결합된 가공 기구부에 마련되는 가공 축이 상승 또는 하강하도록 제어하거나 또는 가공 축의 회전 여부를 결정하고, 가공 축의 회전시, 회전방향 및 회전속도를 제어하는 제2 원격조작부;를 더 포함할 수 있다.
그리고 용접 기구부는, 용접 와이어 및 용접 토치가 장착된 용접헤드부;를 포함하고, 제2 영상정보 수집부는, 용접헤드부에 장착되어, 원자로 냉각제 개통 배관 내 용접 작업이 수행될 예정인 영역 또는 용접 작업이 수행 중인 영역에 대한 제2 영상정보를 수집할 수 있다.
또한, 제2 영상정보 수집부는, 고온으로 인하여 제2 영상정보가 정상적으로 수집되지 못하는 것을 방지하도록, 일측에 장착되되, 내부에 냉각수가 유입되어 순회되도록 하는 제1 냉각수 유입 경로가 구비된 제1 수냉식 냉각부;를 포함할 수 있다.
그리고 원격조작부는, 제2 영상정보를 기반으로 장비 베이스부에 결합된 용접 기구부의 용접헤드부가 회전되도록 제어하거나, 용접헤드부가 원자로 냉각제 개통 배관의 길이방향을 따라 이동하도록 제어하거나, 또는 용접헤드부가 상승 또는 하강하도록 제어하는 제3 원격조작부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 제2 원격조작부는, 제2 영상정보를 기반으로 용접 와이어의 인입 위치가 상, 하, 좌, 우 네 방향으로 조정되도록 제어하거나 또는, 용접 와이어가 용접하고자 하는 영역에 송급 또는 이격되도록 제어할 수 있다.
그리고 용접헤드부는, 고온으로 인하여 용접 토치가 정상적으로 동작하지 못하는 것을 방지하도록, 일측에 장착되되, 내부에 냉각수가 유입되어 순회되도록 하는 제2 냉각수 유입 경로가 구비된 제2 수냉식 냉각부;를 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 안전 작업 구역에서 가공 작업 또는 용접 작업이 수행되도록 원격조작하되, 가공 작업 또는 용접 작업을 수행하고자 하는 영역에 대한 영상정보를 기반으로 가공 수단 또는 용접 수단의 위치를 미세조정하여, 고방사선 구역에 위치하는 원자로 냉각 시스템의 배관이 손상되지 않으며, 가공 및 용접 작업을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 원자로 냉각제 개통 배관에 설치된 장비 베이스와 가공 기구 또는 용접 기구 간의 탈부착이 가능하여, 가공 기구 또는 용접 기구를 선택적으로 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RCS 가공 및 용접 시스템의 설명에 제공된 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RCS 가공 및 용접 시스템 중 고방사선 구역에 배치되는 가공 및 용접 장치의 설명에 제공된 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상정보 수집부의 설명에 제공된 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장비 베이스부의 설명에 제공된 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 기구부의 설명에 제공된 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 기구부가 예시된 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 기구부의 설명에 제공된 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 장비 베이스부와 용접 기구부가 예시된 도면, 그리고
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격조작부의 설명에 제공된 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RCS 가공 및 용접 시스템의 설명에 제공된 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RCS 가공 및 용접 시스템 중, 고방사선 구역에 배치되는 가공 및 용접 장치의 설명에 제공된 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 RCS 가공 및 용접 시스템은 안전 작업 구역에서 가공 작업 또는 용접 작업이 수행되도록 원격조작하되, 가공 작업 또는 용접 작업을 수행하고자 하는 영역에 대한 영상정보를 기반으로 가공 수단 또는 용접 수단의 위치를 미세조정하여, 고방사선 구역에 위치하는 원자로 냉각 시스템의 배관이 손상되지 않으며, 가공 및 용접 작업을 수행하고, 원자로 냉각제 개통 배관(10)에 설치된 장비 베이스와 가공 기구 또는 용접 기구 간의 탈부착 가능한 구조로 마련되어, 가공 기구 또는 용접 기구를 선택적으로 이용할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 RCS 가공 및 용접 시스템은 영상정보 수집부(100), 영상정보 출력부(200), 장비 베이스부(300), 가공 기구부(400), 용접 기구부(500), 원격조작부(600), 제1 통신부(700) 및 제2 통신부(800)로 구성될 수 있다.
영상정보 수집부(100)는 원자로 냉각제 개통 배관(10)에서의 가공 작업 또는 용접 작업을 촬영하여, 가공 작업 또는 용접 작업에 대한 영상정보를 수집할 수 있다.
영상정보 출력부(200)는 영상정보 수집부(100)로부터 수신된 영상정보를 출력하는 영상 출력 수단이다.
장비 베이스부(300)는 원자로 냉각제 개통 배관(10)에 안착하되, 상측에 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 선택적으로 결합 가능하도록 마련될 수 있다.
가공 기구부(400)는 장비 베이스부(300)의 상측에 결합 가능하도록 마련되어, 원자로 냉각제 개통 배관(10)을 정비하기 위한 가공 작업이 수행되도록 할 수 있다.
용접 기구부(500)는 장비 베이스부(300)의 상측에 결합 가능하도록 마련되어, 원자로 냉각제 개통 배관(10)을 정비하기 위한 용접 작업이 수행되도록 할 수 있다.
원격조작부(600)는 작업자가 출력되는 영상정보를 기반으로 장비 베이스부(300)와 장비 베이스부(300)에 결합된 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 원격조작되도록 할 수 있다.
제1 통신부(700)는 제2 통신부(800)와 무선 또는 유선으로 연결되어, 고방사선 구역에 마련되는 영상정보 수집부(100)에 의해 수집되는 영상정보를 제2 통신부(800)에 전달하고, 제2 통신부(800)를 통해 수신된 제어명령에 따라 장비 베이스부(300)와 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 원격조작되도록 할 수 있다.
제2 통신부(800)는 제1 통신부(700)와 무선 또는 유선으로 연결되어, 안전 작업 구역에 마련되는 영상정보 출력부(200)에 제1 통신부(700)로부터 수신된 영상정보를 전달하고, 원격조작부(600)를 통해 입력된 제어명령을 제1 통신부(700)에 전달하여, 작업자가 가공 기구부(400) 및 용접 기구부(500)가 원격조작되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상정보 수집부(100)의 설명에 제공된 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상정보 수집부(100)는 원자로 냉각제 개통 배관(10)에서의 가공 작업 또는 용접 작업에 대한 영상정보를 수집하기 위해, 가공 기구부(400)에 장착되어, 가공 작업에 대한 영상정보를 수집하는 제1 영상정보 수집부(110)와 용접 기구부(500)에 장착되어, 용접 작업에 대한 영상정보를 수집하는 제2 영상정보 수집부(120)를 포함할 수 있다.
제1 영상정보 수집부(110)와 제2 영상정보 수집부(120)는 각각 카메라가 구비되어, 원자로 냉각제 개통 배관(10)에서의 가공 작업 또는 용접 작업을 촬영할 수 있다.
구체적으로, 제1 영상정보 수집부(110)는, 가공 기구부(400)의 헤드에 장착되어, 원자로 냉각제 개통 배관(10) 내 가공 작업이 수행될 예정인 영역 또는 가공 작업이 수행 중인 영역에 대한 제1 영상정보를 수집할 수 있으며, 제2 영상정보 수집부(120)는, 용접 기구부(500)의 헤드에 장착되어, 원자로 냉각제 개통 배관(10) 내 용접 작업이 수행될 예정인 영역 또는 용접 작업이 수행 중인 영역에 대한 제2 영상정보를 수집할 수 있다.
이때, 제2 영상정보 수집부(120)는, 고온으로 인하여 제2 영상정보가 정상적으로 수집되지 못하는 것을 방지하도록, 일측에 장착되되, 내부에 냉각수가 유입되어 순회되도록 하는 제1 냉각수 유입 경로가 구비된 제1 수냉식 냉각부(미도시)가 마련될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장비 베이스부(300)의 설명에 제공된 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장비 베이스부(300)는 원자로 냉각제 개통 배관(10)에 안착하되, 상측에 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 선택적으로 결합 가능하도록 하기 위해, 기구부 베이스(310) 및 부재 고정 베이스부(320)로 구성될 수 있다.
기구부 베이스(310)는 상측에 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 안착하는 경우, 안착된 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)와 체결결합되도록 하고, 하측에 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 원주방향을 따라 이송레일이 마련되어, 상측이 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 체결결합된 상태로, 이송레일을 따라 미세이동이 가능하도록 할 수 있다.
부재 고정 베이스부(320)는 기구부 베이스(310)의 하측에 마련되어, 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 외주연에 밀착하여 안착하되, 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 길이방향을 따라 연장형성된 이송경로를 따라 기구부 베이스(310)에 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 체결결합된 상태로, 미세이동이 가능하도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 기구부(400)의 설명에 제공된 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 기구부(400)가 예시된 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 기구부(400)는 가공 기구부(400)는 장비 베이스부(300)의 상측에 결합 가능하도록 마련되어, 원자로 냉각제 개통 배관(10)을 정비하기 위한 가공 작업이 수행되도록 하기 위해, 가공 기구부 베이스(410), 가공 기구부 몸체(420), 가공핸들(430), 가공 구동 모터(440), 가공 툴(450), 가공 툴 교체부(460), 가공 기구부 조작부(470) 및 가공 속도 조절부(480)를 포함할 수 있다.
가공 기구부 베이스(410)는 가공 기구부(400)의 하측에 마련되어, 기구부 베이스(310)의 상측에 안착할 수 있으며, 가공 기구부 몸체(420)는, 가공 기구부(400)의 몸체를 이루며, 가공 기구부 베이스(410)의 상측에 연결될 수 있다.
가공핸들(430)은 가공 기구부(400)의 몸체에 부착되어, 가공 툴(450) 교체 시 수동으로 가공 툴 교체부(460)를 조작할 수 있다.
가공 구동 모터(440)는, 가공 기구부(400)에 구동력을 전달하기 위해, 회전축이 가공 툴(450) 또는 가공 툴(450)과 직렬로 축결합될 수 있다.
가공 툴(450)은 표면 노즐 돌출부 제거 툴, 탭 가공 툴, 트레파닝(trepanning) 가공 툴, 패드(PAD) 평면 가공 툴, 패드(PAD) 측면 가공 툴, 홀 확장 가공 툴 중 적어도 하나의 툴일 수 있다.
가공 툴 교체부(460)는 표면 노즐 돌출부 제거 툴, 탭 가공 툴, 트레파닝(trepanning) 가공 툴, 패드(PAD) 평면 가공 툴, 패드(PAD) 측면 가공 툴, 홀 확장 가공 툴 중 장착된 툴이 다른 특정 툴로 교체되도록 할 수 있다.
가공 기구부 조작부(470)는 원격조작부(600)에 의해 입력된 제1 제어명령에 따라 가공 기구부(400)가 조작되도록 하거나 또는 수동으로 입력된 제2 제어명령에 따라 가공 기구부(400)가 조작되도록 할 수 있다. 이를 위해, 가공 기구부 조작부(470)는, 하나 이상의 스위치 또는 제어 버튼이 마련될 수 있다. 가공 속도 조절부(480)는, 가공 구동 모터(440)에 연결되어, 가공 구동 모터(440)의 축회전 속도를 조절함으로써, 가공 속도를 조절할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 기구부(500)의 설명에 제공된 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 장비 베이스부(300)와 용접 기구부(500)가 예시된 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장비 베이스부(300)는 전술한 바와 같이 기구부 베이스(310) 및 부재 고정 베이스부(320)를 포함할 수 있다.
기구부 베이스(310)는 상측에 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 안착하는 경우, 안착된 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)와 체결결합되도록 하는 기구부 안착부(311) 및 하측에 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 원주방향을 따라 이송레일이 마련되어, 상측이 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 체결결합된 상태로, 이송레일을 따라 미세이동이 가능하도록 하는 기구부 베이스 조정부(312)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 기구부 안착부(311)는, 사각형 형상으로 형성되는 안착부 몸체와 안착부 몸체에 마련되는 하나 이상의 안착체결 홈을 포함할 수 있다.
기구부 베이스 조정부(312)는, 전술한 이송레일 이외에, 추가로 제1 조정핸들이 마련되어, 장비 베이스부(300)가 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 원주방향을 따라 미세이동이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 제1 조정핸들은 별도로 구동수단이 연결되어, 원격조작부(600)에 의해 입력된 제어명령에 따라 회전하여, 원격조작에 의해 장비 베이스부(300)가 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 원주방향을 따라 미세이동하도록 할 수 있다.
부재 고정 베이스부(320)는 기구부 베이스(310)의 하측에 마련되어, 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 외주연에 밀착하여 안착하는 고정 베이스부(321), 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 길이방향을 따라 연장형성된 이송경로를 따라 기구부 베이스(310)에 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 체결결합된 상태로, 미세이동이 가능하도록 하는 고정 베이스 조정부(322) 및 고정 베이스부(321)와 연결되되, 온(on) 상태인 경우, 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 외주연에 밀착되어, 장비 베이스부(300)의 안착상태가 안정적으로 고정되도록 하는 부재 고정 마그네틱부(323)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 고정 베이스부(321)는 베이스 몸체, 연결봉 체결부 및 배관 밀착 브라켓을 포함할 수 있다. 이때, 연결봉 체결부는, 베이스 몸체와 배관 밀착 브라켓을 체결시킬 수 있으며, 배관 밀착 브라켓은 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 외주연에 밀착되어, 베이스 몸체가 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.
고정 베이스 조정부(322)는 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 길이방향을 따라 연장형성된 볼 스크류가 구비되어, 볼 스크류의 회전방향에 따라 기구부 베이스(310)에 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)가 체결결합된 상태로, 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 길이방향을 따라 미세이동이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 고정 베이스 조정부(322)는 볼 스크류 이외에 추가로 볼 스크류와 직렬로 축결합된 제2 조정핸들을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 조정핸들은 회전방향에 따라 수동으로 장비 베이스부(300)가 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 길이방향을 따라 미세이동이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 제2 조정핸들은 별도로 마련되는 구동수단에 연결되어, 원격조작부(600)에 의해 입력된 제어명령에 따라 회전하여, 원격조작에 의해 장비 베이스부(300)가 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 길이방향을 따라 미세이동하도록 할 수 있다.
부재 고정 마그네틱부(323)는 부재 고정 마그네틱 연결봉, 부재 곡면 대응 마그네틱 브라켓, on/off 마그네틱 자석을 포함할 수 있다.
부재 고정 마그네틱 연결봉은 고정 베이스부(321)와 부재 곡면 대응 마그네틱 브라켓를 연결할 수 있으며, 부재 곡면 대응 마그네틱 브라켓은 외측 중 일측에 부재 고정 마그네틱 연결봉이 연결되고, 내측에 on/off 마그네틱 자석이 결합되고, 하측이 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 외주연의 곡면에 밀착될 수 있다.
on/off 마그네틱 자석은 온(on) 상태인 경우, 자성을 갖고, 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 외주연에 밀착되어, 장비 베이스부(300)의 안착상태가 안정적으로 고정되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 기구부(500)는 장비 베이스부(300)의 상측에 결합 가능하도록 마련되어, 원자로 냉각제 개통 배관(10)을 정비하기 위한 용접 작업이 수행되도록 하기 위해, 용접 기구부 베이스(510), 용접 기구부 몸체(520), 용접헤드 회전부(530) 및 용접헤드부(540)를 포함할 수 있다.
용접 기구부 베이스(510)는 용접 기구부(500)의 하측에 마련되어, 기구부 베이스(310)의 상측에 안착할 수 있으며, 용접 기구부 몸체(520)는, 용접 기구부(500)의 몸체를 이루며, 용접 기구부 베이스(510)의 상측에 연결될 수 있다.
그리고 용접 기구부 몸체(520)는 용접 와이어를 송급(feeding)하는 와이어 송급부가 구비될 수 있다.
구체적으로, 와이어 송급부는 용접 와이어가 용접하고자 하는 영역에 송급(feeding) 또는 이격(retract)되도록 할 수 있다.
용접헤드 회전부(530)는, 용접 기구부 몸체(520)와 용접헤드부(540) 사이에 마련되되, 용접헤드부(540)가 회전되도록 하기 위해, 용접헤드 회전부 몸체, 용접헤드 회전모터, 용접헤드 회전 브라켓을 포함할 수 있다.
이때, 용접헤드 회전부 몸체는 힌지 구조로 구현되어, 용접 중 그라인딩의 간섭을 방지할 수 있다.
용접헤드부(540)는, 용접 작업을 수행하기 위해, 패드 폭 방향 이동부(541), 패드 높이방향 이동부(542), 용접 와이어 인입 위치 조정부(543), 토치 방향 반전부(544), 용접토치부(545)를 포함할 수 있다.
패드 폭 방향 이동부(541)는 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 길이방향에 해당하는 패드 폭 방향으로 연장형성되는 제1 이동레일과 제1 이동레일을 따라 용접헤드부(540)가 이동되도록 하는 패드 폭 방향 이동모터가 구비될 수 있다.
패드 높이방향 이동부(542)는, 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 길이방향의 수직방향에 해당하는 패드 높이방향을 따라 연장형성되는 제2 이동레일과 제2 이동레일을 따라 용접헤드부(540)가 이동되도록 하는 패드 높이방향 이동모터가 구비될 수 있다.
용접 와이어 인입 위치 조정부(543)는, 와이어 인입 케이블과 와이어 인입 위치 조정부를 포함할 수 있다.
이때, 와이어 인입 위치 조정부는 인입 위치를 상하로 조정되도록 하는 제1축과 좌우로 조정되도록 하는 제2축이 구비되어, 용접 와이어의 인입 위치가 상, 하, 좌, 우 네 방향으로 조정되도록 할 수 있다.
토치 방향 반전부(544)는, 용접토치부(545)와 연결되어, 용접토치부(545)의 방향을 반전시킬 수 있다.
용접토치부(545)는 용접 작업을 수행하기 위한 용접 토치와 고온으로 인하여 용접 토치가 정상적으로 동작하지 못하는 것을 방지하도록, 일측에 장착되되, 내부에 냉각수가 유입되어 순회되도록 하는 제2 냉각수 유입 경로가 구비된 제2 수냉식 냉각부를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격조작부(600)의 설명에 제공된 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원격조작부(600)는 장비 베이스부(300)를 원격조작하기 위한 제1 원격조작부(610), 가공 기구부(400)를 원격조작하기 위한 제2 원격조작부(620) 및 용접 기구부(500)를 원격조작하기 위한 제3 원격조작부(630)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 원격조작부(610)는, 영상정보 출력부(200)에 의해 출력되는 제1 영상정보 또는 제2 영상정보를 기반으로, 장비 베이스부(300)에 결합된 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)의 위치가 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 원주방향 또는 길이방향을 따라 미세이동되도록 할 수 있다.
그리고 제2 원격조작부(620)는, 제1 영상정보를 기반으로 장비 베이스부(300)에 결합된 가공 기구부(400)에 마련되는 가공 축이 상승 또는 하강하도록 제어하거나 또는 가공 축의 회전 여부를 결정하고, 가공 축의 회전시, 회전방향 및 회전속도를 제어할 수 있다.
제3 원격조작부(630)는, 제2 영상정보를 기반으로 장비 베이스부(300)에 결합된 용접 기구부(500)의 용접헤드부(540)가 회전되도록 제어하거나, 용접헤드부(540)가 원자로 냉각제 개통 배관(10)의 길이방향을 따라 이동하도록 제어하거나, 또는 용접헤드부(540)가 상승 또는 하강하도록 제어할 수 있다.
또한, 제3 원격조작부(630)는, 제2 영상정보를 기반으로 용접 와이어의 인입 위치가 상, 하, 좌, 우 네 방향으로 조정되도록 제어하거나 또는, 용접 와이어가 용접하고자 하는 영역에 송급 또는 이격되도록 제어할 수 있다.
이를 통해, 안전 작업 구역에서 가공 작업 또는 용접 작업이 수행되도록 원격조작하되, 가공 작업 또는 용접 작업을 수행하고자 하는 영역에 대한 영상정보를 기반으로 장비 베이스부(300)의 위치를 미세조정하고, 장비 베이스부(300)의 상측에 결합되는 가공 기구부(400) 또는 용접 기구부(500)의 위치를 미세조정하여, 고방사선 구역에 위치하는 원자로 냉각 시스템의 배관이 손상되지 않으며, 가공 및 용접 작업을 수행할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 원자로 냉각제 개통 배관 100 : 영상정보 수집부
110 : 제1 영상정보 수집부 120 : 제2 영상정보 수집부
200 : 영상정보 출력부 300 : 장비 베이스부
310 : 기구부 베이스 311 : 기구부 안착부
312 : 기구부 베이스 조정부 320 : 부재 고정 베이스부
321 : 고정 베이스부 322 : 고정 베이스 조정부
323 : 부재 고정 마그네틱부 400 : 가공 기구부
410 : 가공 기구부 베이스 420 : 가공 기구부 몸체
430 : 가공핸들 440 : 가공 구동 모터
450 : 가공 툴 460 : 가공 툴 교체부
470 : 가공 기구부 조작부 480 : 가공 속도 조절부
500 : 용접 기구부 510 : 용접 기구부 베이스
520 : 용접 기구부 몸체 530 : 용접헤드 회전부
540 : 용접헤드부 541 : 패드 폭 방향 이동부
542 : 패드 높이방향 이동부 543 : 용접 와이어 인입 위치 조정부
544 : 토치 방향 반전부 545 : 용접토치부
600 : 원격조작부 610 : 제1 원격조작부
620 : 제2 원격조작부 630 : 제3 원격조작부
700 : 제1 통신부 800 : 제2 통신부

Claims (15)

  1. 원자로 냉각제 개통 배관을 정비하기 위한 가공 작업이 수행되도록 하는 가공 기구부;
    원자로 냉각제 개통 배관을 정비하기 위한 용접 작업이 수행되도록 하는 용접 기구부; 및
    원자로 냉각제 개통 배관에 안착하되, 상측에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 선택적으로 결합 가능하도록 마련되는 장비 베이스부;를 포함하며,
    장비 베이스부는,
    상측에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 안착하는 경우, 안착된 가공 기구부 또는 용접 기구부와 체결결합되도록 하고, 하측에 원자로 냉각제 개통 배관의 원주방향을 따라 이송레일이 마련되어, 상측이 가공 기구부 또는 용접 기구부가 체결결합된 상태로, 이송레일을 따라 미세이동이 가능하도록 하는 기구부 베이스;를 포함하고,
    기구부 베이스의 하측에 마련되어, 원자로 냉각제 개통 배관의 외주연에 밀착하여 안착하는 고정 베이스부와 원자로 냉각제 개통 배관의 길이방향을 따라 연장형성된 이송경로를 따라 기구부 베이스에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 체결결합된 상태로, 미세이동이 가능하도록 하는 고정 베이스 조정부가 구비되는 부재 고정 베이스부;를 더 포함하며,
    부재 고정 베이스부는,
    고정 베이스부와 연결되되, 온(on) 상태인 경우, 원자로 냉각제 개통 배관의 외주연에 밀착되어, 장비 베이스부의 안착상태가 안정적으로 고정되도록 하는 부재 고정 마그네틱부;를 더 포함하고,
    가공 기구부는,
    표면 노즐 돌출부 제거 툴, 탭 가공 툴, 트레파닝(trepanning) 가공 툴, 패드(PAD) 평면 가공 툴, 패드(PAD) 측면 가공 툴, 홀 확장 가공 툴 중 적어도 하나의 툴이 몸체에 장착되되,
    몸체에 장착된 툴을 다른 툴로 교체되도록 하는 가공 툴 교체부;
    몸체에 장착된 툴의 교체 시, 가공 툴 교체부를 수동으로 조작하기 위한 가공핸들;
    구동력을 전달하기 위해, 회전축이 몸체에 설치된 툴과 직렬로 축결합되는 가공 구동 모터; 및
    가공 구동 모터에 연결되어, 가공 속도를 조절하도록, 가공 구동 모터의 축 회전 속도를 조절하는 가공 속도 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 원자로 냉각제 개통 배관에서의 가공 작업 또는 용접 작업에 대한 영상정보를 수집하는 영상정보 수집부;
    영상정보 수집부로부터 수신된 영상정보를 출력하는 영상정보 출력부;
    원자로 냉각제 개통 배관을 정비하기 위한 가공 작업이 수행되도록 하는 가공 기구부;
    원자로 냉각제 개통 배관을 정비하기 위한 용접 작업이 수행되도록 하는 용접 기구부;
    원자로 냉각제 개통 배관에 안착하되, 상측에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 선택적으로 결합 가능하도록 마련되는 장비 베이스부; 및
    출력되는 영상정보를 기반으로 장비 베이스부에 결합된 가공 기구부 또는 용접 기구부가 원격조작되도록 하는 원격조작부;를 포함하고,
    장비 베이스부는,
    상측에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 안착하는 경우, 안착된 가공 기구부 또는 용접 기구부와 체결결합되도록 하고, 하측에 원자로 냉각제 개통 배관의 원주방향을 따라 이송레일이 마련되어, 상측이 가공 기구부 또는 용접 기구부가 체결결합된 상태로, 이송레일을 따라 미세이동이 가능하도록 하는 기구부 베이스;를 포함하고,
    기구부 베이스의 하측에 마련되어, 원자로 냉각제 개통 배관의 외주연에 밀착하여 안착하는 고정 베이스부와 원자로 냉각제 개통 배관의 길이방향을 따라 연장형성된 이송경로를 따라 기구부 베이스에 가공 기구부 또는 용접 기구부가 체결결합된 상태로, 미세이동이 가능하도록 하는 고정 베이스 조정부가 구비되는 부재 고정 베이스부;를 더 포함하며,
    부재 고정 베이스부는,
    고정 베이스부와 연결되되, 온(on) 상태인 경우, 원자로 냉각제 개통 배관의 외주연에 밀착되어, 장비 베이스부의 안착상태가 안정적으로 고정되도록 하는 부재 고정 마그네틱부;를 더 포함하고,
    가공 기구부는,
    표면 노즐 돌출부 제거 툴, 탭 가공 툴, 트레파닝(trepanning) 가공 툴, 패드(PAD) 평면 가공 툴, 패드(PAD) 측면 가공 툴, 홀 확장 가공 툴 중 적어도 하나의 툴이 몸체에 장착되되,
    몸체에 장착된 툴을 다른 툴로 교체되도록 하는 가공 툴 교체부;
    몸체에 장착된 툴의 교체 시, 가공 툴 교체부를 수동으로 조작하기 위한 가공핸들;
    구동력을 전달하기 위해, 회전축이 몸체에 설치된 툴과 직렬로 축결합되는 가공 구동 모터; 및
    가공 구동 모터에 연결되어, 가공 속도를 조절하도록, 가공 구동 모터의 축 회전 속도를 조절하는 가공 속도 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    영상정보 수집부는,
    가공 기구부에 장착되어, 가공 작업에 대한 영상정보를 수집하는 제1 영상정보 수집부; 및
    용접 기구부에 장착되어, 용접 작업에 대한 영상정보를 수집하는 제2 영상정보 수집부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    장비 베이스부는,
    하측에 원자로 냉각제 개통 배관의 원주방향을 따라 이송레일이 마련되어, 이송레일을 따라 미세이동이 가능하도록 하는 기구부 베이스; 및
    원자로 냉각제 개통 배관의 길이방향을 따라 연장형성된 이송경로를 따라 미세이동이 가능하도록 하는 부재 고정 베이스부;를 포함하고,
    원격조작부는,
    영상정보 출력부에 의해 출력되는 제1 영상정보 또는 제2 영상정보를 기반으로, 장비 베이스부에 결합된 가공 기구부 또는 용접 기구부의 위치가 원자로 냉각제 개통 배관의 원주방향 또는 길이방향을 따라 미세이동되도록 하는 제1 원격조작부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    제1 영상정보 수집부는,
    가공 기구부의 헤드에 장착되어, 원자로 냉각제 개통 배관 내 가공 작업이 수행될 예정인 영역 또는 가공 작업이 수행 중인 영역에 대한 제1 영상정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    원격조작부는,
    제1 영상정보를 기반으로 장비 베이스부에 결합된 가공 기구부에 마련되는 가공 축이 상승 또는 하강하도록 제어하거나 또는 가공 축의 회전 여부를 결정하고, 가공 축의 회전시, 회전방향 및 회전속도를 제어하는 제2 원격조작부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 시스템.
  11. 청구항 7에 있어서,
    용접 기구부는,
    용접 와이어 및 용접 토치가 장착된 용접헤드부;를 포함하고,
    제2 영상정보 수집부는,
    용접헤드부에 장착되어, 원자로 냉각제 개통 배관 내 용접 작업이 수행될 예정인 영역 또는 용접 작업이 수행 중인 영역에 대한 제2 영상정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    제2 영상정보 수집부는,
    고온으로 인하여 제2 영상정보가 정상적으로 수집되지 못하는 것을 방지하도록, 일측에 장착되되, 내부에 냉각수가 유입되어 순회되도록 하는 제1 냉각수 유입 경로가 구비된 제1 수냉식 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서,
    원격조작부는,
    제2 영상정보를 기반으로 장비 베이스부에 결합된 용접 기구부의 용접헤드부가 회전되도록 제어하거나, 용접헤드부가 원자로 냉각제 개통 배관의 길이방향을 따라 이동하도록 제어하거나, 또는 용접헤드부가 상승 또는 하강하도록 제어하는 제3 원격조작부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    제3 원격조작부는,
    제2 영상정보를 기반으로 용접 와이어의 인입 위치가 상, 하, 좌, 우 네 방향으로 조정되도록 제어하거나 또는, 용접 와이어가 용접하고자 하는 영역에 송급 또는 이격되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 시스템.
  15. 청구항 11에 있어서,
    용접헤드부는,
    고온으로 인하여 용접 토치가 정상적으로 동작하지 못하는 것을 방지하도록, 일측에 장착되되, 내부에 냉각수가 유입되어 순회되도록 하는 제2 냉각수 유입 경로가 구비된 제2 수냉식 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RCS 가공 및 용접 시스템.
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