KR102160053B1 - Mobile inspection device for measuring thickness of containment liner plates - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원전 격납건물 라이너 플레이트의 두께 측정을 위한 이동식 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 원전 격납건물 라이너 플레이트의 두께 측정을 위한 비접촉식 이동식 검사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile inspection device for measuring the thickness of a liner plate of a nuclear power plant containment building. More specifically, the present invention relates to a non-contact mobile inspection device for measuring the thickness of a liner plate of a nuclear power plant containment building.
도 1과 같이, 원자력 발전 시설(100)은 원자로(110)와 원자로(110) 사고 시 관리되는 구역을 넘어서 허용된 양을 초과하는 방사성물질이 대기 중으로 배출되는 것을 방지하는 격납건물(120)을 구비한다. As shown in FIG. 1, the
도 1에 도시된 상기 격납건물(120)의 내부면에는 라이너 플레이트(121, containment liner plate, 이하, “CLP”라 함)라는 철판 구조물이 설치되어 있다. CLP(121)는 격납건물(120) 구조의 일부로, 원자로 건설 시 콘크리트의 거푸집 역할을 하며, 사고 발생 시 방사능의 외부 누출을 막는 역할을 한다. 최근 일부 원전에서 CLP(121)의 이면 부식 사례(121‘)가 발견되어, 원전 현장에서는 부식 부위 검출 및 보수 작업이 이루어지고 있다.A steel plate structure called a liner plate 121 (hereinafter, referred to as “CLP”) is installed on the inner surface of the
CLP(121)의 보수 작업을 위해서는, 부식이 발생된 부위를 검출하는 것이 선행되어야 한다. CLP 이면 부식 부위는 CLP(121)의 두께 검사를 통해 찾아낼 수 있다. 종래에는 상기 CLP의 두께 검사를 위해, 1차적으로 넓은 간격(일 실시 예로, 상·하 5 cm, 좌우 30 cm 간격)으로 측정하였다. 나아가, 종래에는 1차 검사에서 두께 감소가 의심되는 부위 주변은 보다 조밀한 간격(일 실시 예로, 상·하 2.5 cm, 좌우 2 cm)으로 검사하여 부식 부위를 검출해왔다.For the maintenance work of the
종래 CLP의 두께 검사는 압전형 초음파 탐촉자를 이용한 수동 검사로 수행되어 왔다. 종래 CLP 두께 검사 방식은, 검사자가 검사 부위에 접근하기 위해 격납 건물 내에 비계(scaffolding)를 설치하고, 각 측정점 마다 직접 탐촉자를 접촉시켜 지시치를 읽는 방식으로 수행되어 왔다. 한편, 검사자는 이러한 압전형 초음파 탐촉자를 사용하기 위해 측정점에 물 등의 접촉 매질(couplant)을 지속적으로 도포해야 한다. The conventional CLP thickness inspection has been performed by manual inspection using a piezoelectric ultrasonic transducer. The conventional CLP thickness inspection method has been performed in such a manner that an inspector installs a scaffolding in a containment building to access the inspection site, and directly contacts a transducer at each measurement point to read an indication value. Meanwhile, in order to use such a piezoelectric ultrasonic probe, the inspector must continuously apply a couplant such as water to the measuring point.
상술한 바와 같이, 종래 CLP 두께 검사 방식은 검사자가 검사 부위에 직접 접근하기 위한 방안을 마련해야하고, 측정 지점에 접촉 매질을 지속적으로 도포해야하기 때문에, 검사 속도가 매우 낮다(1호기 당 수천 시간 이상)는 단점이 있다. As described above, the conventional CLP thickness inspection method has a very low inspection speed (more than thousands of hours per unit 1) because the inspector must prepare a method for directly accessing the inspection site and continuously apply a contact medium to the measurement point. ) Has its drawbacks.
또한, 측정 지점에 도포된 접촉 매질이 CLP 표면에 잔류하거나 건물 하부로 흘러 검사자의 안전에 영향을 주거나 원전 내부 기기에 손상을 줄 수 있다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the contact medium applied to the measurement point remains on the surface of the CLP or flows to the bottom of the building, affecting the safety of the inspector or damaging the equipment inside the nuclear power plant.
본 발명은 접촉 매질 없이 CLP의 두께를 측정할 수 있는 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide an apparatus capable of measuring the thickness of a CLP without a contact medium.
또한, 본 발명은 측정 부위에 대한 검사자의 접근 없이, CLP의 두께를 측정할 수 있는 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide an apparatus capable of measuring the thickness of a CLP without an inspector's access to the measurement site.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 원전 격납건물 라이너 플레이트의 두께 측정을 위한 이동식 검사 장치를 제공한다. 상기 검사 장치는 원전 격납건물 내부면의 라이너 플레이트(CLP: Containment liner plate)에 부착되어, 상기 CLP의 벽면을 따라 이동 가능하도록 구성된 이동 유닛, 상기 이동 유닛에 배치되는 상기 CLP의 두께를 비접촉으로 측정하는 센서 유닛 및 상기 이동 유닛에 배치되어 상기 센서 유닛과 상기 CLP 간의 간극을 일정하게 유지하는 간극 제어 유닛을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a mobile inspection device for measuring the thickness of a liner plate of a nuclear power plant containment building. The inspection device is a moving unit attached to a containment liner plate (CLP) on the inner surface of a nuclear power plant containment building and configured to move along the wall of the CLP, and non-contact measuring the thickness of the CLP disposed in the moving unit And a gap control unit disposed on the moving unit and maintaining a gap between the sensor unit and the CLP.
일 실시 예에 있어서, 상기 이동 유닛은 상기 CLP에 부착되어 이동 가능하도록 이루어지는 이동체, 상기 이동체와 이격 배치되어 상기 이동체의 움직임을 제어할 수 있도록 이루어지는 원격 제어부 및 상기 이동체에 배치되고, 상기 CLP 상의 상기 이동체의 위치를 인식하도록 이루어지는 위치 인식부를 포함하여 이루어진다.In one embodiment, the moving unit is a moving object attached to the CLP to be movable, a remote control unit disposed spaced apart from the moving object to control the movement of the moving object, and disposed on the moving object, It comprises a position recognition unit configured to recognize the position of the moving object.
일 실시 예에 있어서, 상기 이동체와 상기 원격 제어부는 유선으로 연결될 수 있다.In one embodiment, the mobile body and the remote control unit may be connected by wire.
일 실시 예에 있어서, 상기 센서 유닛은 상기 CLP의 두께를 비접촉으로 측정하는 두께 측정 센서, 상기 두께 측정 센서로 기준 신호를 송신하고, 상기 두께 측정 센서로부터 측정 신호를 수신하는 초음파 펄서 및 리시버 및 상기 초음파 펄서 및 리시버에서 수신된 신호를 분석하는 신호 처리부를 구비할 수 있다.In an embodiment, the sensor unit includes a thickness measurement sensor that measures the thickness of the CLP in a non-contact manner, an ultrasonic pulser and receiver that transmits a reference signal to the thickness measurement sensor, and receives a measurement signal from the thickness measurement sensor, and the A signal processing unit for analyzing a signal received from an ultrasonic pulser and a receiver may be provided.
일 실시 예에 있어서, 상기 두께 측정 센서는 상기 이동체 상에 배치되고, 상기 초음파 펄서 및 리시버 및 상기 신호 처리부는 상기 이동체와 이격 배치될 수 있다.In an embodiment, the thickness measurement sensor may be disposed on the moving body, and the ultrasonic pulser and receiver, and the signal processing unit may be spaced apart from the moving body.
일 실시 예에 있어서, 상기 간극 제어 유닛은 상기 이동체 상에 배치되어, 상기 CLP와 상기 이동체 간의 간극을 측정하는 간극 측정부 및 상기 이동체 상에 배치되어, 상기 CLP와 상기 이동체 간의 간극을 조절하는 간극 제어부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the gap control unit is disposed on the moving body, a gap measuring unit measuring a gap between the CLP and the moving body, and a gap disposed on the moving body to adjust a gap between the CLP and the moving body It may include a control unit.
일 실시 예에 있어서, 상기 간극 측정부는 상기 이동체가 이동하는 중 실시간으로 상기 CLP와 상기 이동체 간의 간극을 측정하고, 상기 간극 제어부는 상기 CLP와 상기 두께 측정 센서와 상기 CLP 간의 간격이 일정하게 유지되도록, 상기 CLP와 상기 이동체 간의 간극을 실시간으로 조절할 수 있다.In one embodiment, the gap measurement unit measures a gap between the CLP and the moving body in real time while the moving body is moving, and the gap control unit maintains a constant gap between the CLP and the thickness measurement sensor and the CLP. , It is possible to adjust the gap between the CLP and the moving object in real time.
일 실시 예에 있어서, 상기 두께 측정 센서는 코일 및 영구 자석을 구비하고, 상기 CLP의 두께 방향으로 초음파를 발생시킨 후, 상기 CLP로부터 반사된 신호를 수신하도록 이루어질 수 있다.In an embodiment, the thickness measurement sensor may include a coil and a permanent magnet, generate ultrasonic waves in the thickness direction of the CLP, and then receive a signal reflected from the CLP.
본 발명에 따르면 비접촉 방식으로 CLP의 두께를 측정할 수 있기 때문에, CLP의 표면 상태의 영향을 받지 않고 신뢰성 있는 측정이 가능하게 된다.According to the present invention, since the thickness of the CLP can be measured in a non-contact method, reliable measurement is possible without being affected by the surface condition of the CLP.
또한, 본 발명에 따르면, CLP 두께 측정을 위해 접촉 매질 및 검사자의 접근을 필요로 하지 않는다. 이 때문에, 본 발명에 따르면 검사 난이도를 낮출 수 있으며, 검사 시간을 단축시킬 수 있게 된다.Further, according to the present invention, it does not require access to the contact medium and the inspector to measure the CLP thickness. For this reason, according to the present invention, it is possible to lower the inspection difficulty and shorten the inspection time.
또한, 본 발명에 따르면, CLP 두께를 연속적으로 측정할 수 있기 때문에 측정 음영 지역을 없앨 수 있다.Further, according to the present invention, since the CLP thickness can be continuously measured, it is possible to eliminate the measurement shadow area.
도 1은 본 발명과 관련하여 원전 격납건물 라이너 플레이트의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 검사 장치의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 검사 장치를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 두께 측정 센서인 전자기 초음파 탐촉자의 원리를 나타내는 개념도이다.
도 5는 CLP 시편에서 측정한 초음파 신호의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6는 본 발명에 따른 두께 측정 센서의 일 실시 예를 나타내는 개념도이다. 1 is a conceptual diagram showing a cross-section of a liner plate for a nuclear power plant containment building according to the present invention.
2 is a block diagram showing the components of an inspection apparatus according to the present invention.
3 is a conceptual diagram showing an inspection apparatus according to the present invention.
4 is a conceptual diagram showing the principle of an electromagnetic ultrasonic probe, which is a thickness measurement sensor according to the present invention.
5 is a graph showing changes over time of an ultrasonic signal measured on a CLP specimen.
6 is a conceptual diagram showing an embodiment of a thickness measurement sensor according to the present invention.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It should be noted that the technical terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present specification should be interpreted as generally understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present specification, and excessively comprehensive It should not be construed as a human meaning or an excessively reduced meaning. In addition, when a technical term used in the present specification is an incorrect technical term that does not accurately express the spirit of the present invention, it should be replaced with a technical term that can be correctly understood by those skilled in the art. In addition, general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or according to the context before and after, and should not be interpreted as an excessively reduced meaning.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the singular expression used in the present specification includes a plurality of expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "consist of" or "include" should not be construed as necessarily including all of the various elements or various steps described in the specification, and some of the elements or some steps It may not be included, or it should be interpreted that it may further include additional elements or steps.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers such as first and second used herein may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.
이하, 본 발명에 따른 원전 격납건물 라이너 플레이트의 두께 측정을 위한 이동식 검사 장치(이하, 검사 장치)에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a mobile inspection device (hereinafter, an inspection device) for measuring the thickness of a liner plate of a nuclear power plant containment according to the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 검사 장치의 구성요소를 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 검사 장치를 나타내는 개념도이다. 2 is a block diagram showing components of an inspection apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a conceptual diagram showing an inspection apparatus according to the present invention.
본 발명에 따른 검사 장치는 크게 이동 유닛(210), 센서 유닛(220), 간극 제어 유닛(230), 표시부(240) 및 전원공급부(250)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 본 발명에 따른 검사 장치는 상술한 구성 요소보다 많거나 적은 구성요소를 포함할 수 있다. The inspection apparatus according to the present invention may largely include a moving
또한, 상기 유닛들 각각은 적어도 하나의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 상기 유닛들 각각에 포함된 적어도 하나의 구성 요소들은 반드시 동일한 물리적 공간에 배치될 필요는 없으며, 상기 구성 요소들은 서로 이격되어 배치될 수 있다. In addition, each of the units may include at least one component. At least one component included in each of the units does not necessarily need to be disposed in the same physical space, and the components may be spaced apart from each other.
이하에서는, 상술한 구성요소들에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the above-described components will be described in detail.
이동 유닛(210)은 본 발명에 따른 검사 장치(200)의 위치를 가변시키는 구성요소이다. 상기 이동 유닛(210)은 이동체(211), 원격 제어부(212), 위치 인식부(213)를 구비할 수 있다. 상기 이동체(211), 원격 제어부(212), 위치 인식부(213)는 반드시 동일한 물리적 공간에 배치될 필요는 없으며, 상기 구성들 중 일부는 다른 구성 요소들과 이격되어 배치될 수 있다. The moving
먼저, 이동체(211)에 대하여 설명한다. 상기 이동체(211)는 CLP 벽면에 부착된 상태로 이동 가능하도록 이루어진다. 일 예로, 상기 이동체(211)는 자석을 통해 CLP 벽면에 부착된 상태로 이동할 수 있다. 한편, 상기 이동체(211)에는 검사 장치(200)의 구성요소들이 배치될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.First, the moving
한편, 상기 원격 제어부(212)는 상기 이동체(211)를 원격으로 제어하기 위한 구성이다. 상기 원격 제어부(212)는 상기 이동체(211)와 이격 배치될 수 있다. 상기 이동체(211)와 원격 제어부(212)는 유선을 통해 연결될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 원격 제어부(212)는 상기 이동체(211)와의 무선 통신을 통해 상기 이동체(211)를 제어하도록 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 상기 이동체(211)와 상기 원격 제어부(212) 각각에는 무선통신부가 구비될 수 있다. 다만, 원전 격납 건물 외부에서 상기 이동체(211)와의 무선 통신이 용이하지 않다는 점을 고려할 때, 상기 이동체(211)와 상기 원격 제어부(212)는 유선으로 연결되는 것이 바람직하다. Meanwhile, the
한편, 위치 인식부(213)는 후술할 두께 측정 센서(222)가 측정하는 위치를 인식하기 하도록 이루어진다. 일 실시 예에 있어서, 상기 위치 인식부(213)는 상기 이동체(211)의 구동 모터에 장착되는 엔코더(encoder) 형태로 이루어질 수 있고, 상기 엔코더는 이동체(211)를 최초 부착한 위치를 기준으로 상기 이동체가 움직인 거리를 계산한다. 다만, 상기 위치 인식부(213)는 상기 엔코더 형태로 한정되지는 않는다.Meanwhile, the
다음으로, 센서 유닛(220)에 대하여 설명한다. 상기 센서 유닛(220)은 상기 이동체(211)에 배치되며, CLP의 두께를 비접촉식으로 측정하도록 이루어진다. 이를 위해, 상기 센서 유닛(220)은 초음파 펄서/리시버(221), 두께 측정 센서(222) 및 신호 처리부(223)를 구비한다.Next, the
상기 초음파 펄서/리시버(221)는 상기 두께 측정 센서(222)로 기준 신호를 보내고, 상기 두께 측정 센서(222)에서 측정 신호를 받도록 이루어진다. 상기 초음파 펄서/리시버(221)가 수신한 측정 신호는 상기 신호 처리부(223)로 송신되어 분석된다.The ultrasonic pulser/
한편, 상기 두께 측정 센서(222)는 CLP의 두께를 비접촉으로 측정하도록 이루어진다. 상기 두께 측정 센서(222)의 원리 및 구조를 도 4 내지 6을 참조하여 설명한다. Meanwhile, the
도 4는 전자기 초음파 탐촉자의 원리를 나타내는 개념도이고, 도 5는 CLP 시편에서 측정한 초음파 신호의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프이고, 도 6는 본 발명에 따른 두께 측정 센서의 일 실시예를 나타내는 개념도이다. 4 is a conceptual diagram showing the principle of an electromagnetic ultrasonic probe, FIG. 5 is a graph showing a change over time of an ultrasonic signal measured on a CLP specimen, and FIG. 6 is a conceptual diagram showing an embodiment of a thickness measurement sensor according to the present invention to be.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 두께 측정 센서는 전자기 초음파 탐촉자(Electromagnetic Acoustic Transducer, EMAT)의 원리로 CLP의 두께를 측정한다. 구체적으로, 전기 전도체의 표면에 코일을 높고 코일에 주파수 f의 교류 전기를 흘려주면 전도체의 표면에는 동일한 주파수의 와전류(eddy current)가 발생된다. 이때, 영구 자석 등을 이용하여 상기 와전류에 수직 방향으로 자기장을 걸어주면, 로렌츠(Lorentz) 힘 원리에 따라 전도체 내부에 자기장과 와전류 모두에 수직한 방향으로 주파수 f의 초음파가 발생된다. Referring to FIG. 4, the thickness measurement sensor according to the present invention measures the thickness of a CLP using the principle of an electromagnetic ultrasonic transducer (EMAT). Specifically, when a coil is raised on the surface of an electric conductor and AC electricity of a frequency f is passed through the coil, an eddy current of the same frequency is generated on the surface of the conductor. At this time, when a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the eddy current using a permanent magnet or the like, ultrasonic waves of a frequency f are generated in a direction perpendicular to both the magnetic field and the eddy current in the conductor according to the Lorentz force principle.
상술한 방식으로, CLP의 두께 방향으로 초음파를 발생시키면, CLP의 두께 방향으로 형성된 양 표면에서 상기 초음파가 지속적으로 반사된다. CLP에서 반사된 신호를 측정(도 5 참조)하면, 상기 반사 신호간의 시간 간격(Δt, 도 5의 붉은 원 사이의 간격)이 측정될 수 있다. 상기 시간 간격을 측정하면, CLP의 두께는 하기 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.In the above-described manner, when ultrasonic waves are generated in the thickness direction of the CLP, the ultrasonic waves are continuously reflected on both surfaces formed in the thickness direction of the CLP. When the reflected signal from the CLP is measured (refer to FIG. 5), the time interval (Δt, the interval between the red circles in FIG. 5) between the reflected signals can be measured. When the time interval is measured, the thickness of the CLP can be calculated according to
[수학식 1][Equation 1]
상기 수학식 1에서 c는 초음파의 음속이고, h는 CLP의 두께이다. In
한편, 도 6을 참조하면, 상기 두께 측정 센서(300)는 신호 송신 및 수신 코일(310), 변환기 바디(320), 신호 송신 및 수신 커넥터(330), 영구자석(340), 변환기 커버(350), 변환기 고정부(360)를 구비할 수 있다. 상기 두께 측정 센서(300)는 신호 송신 및 수신 커넥터(330)를 통해 상기 초음파 펄서/리시버(221)로부터 교류 전류를 수신한다. 상기 교류 전류에 의해 상기 신호 송신 및 수신 코일(310) 하부의 전도체에 와전류가 발생된다. 상기 와전류와 상기 영구 자석(340)에 의해 CLP의 두께 방향으로 초음파가 발생된다.Meanwhile, referring to FIG. 6, the
상기 신호 송신 및 수신 코일(310)은 CLP 내에서 진행하다가 경계면에서 반사된 신호를 수신하여 전기 신호로 변환한다. 변환된 전기 신호는 신호 송신 및 수신 커넥터(330)를 통해 상기 초음파 펄서/리시버(221)로 전달된다. 이를 통해, 상기 초음파 펄서/리시버(221)는 두께 측정 센서(222)로부터 측정 신호를 수신한다.The signal transmission and
한편, 상기 이동체(211)에는 상기 두께 측정 센서(222)만 배치되고, 상기 초음파 펄서/리시버(221) 및 신호 처리부(223)는 배치되지 않을 수 있다. 상기 초음파 펄서/리시버(221) 및 신호 처리부(223)는 이동체(211)의 외부에 배치되어 상기 두께 측정 센서(222)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 이동체(211)의 무게를 감소시킴으로써, 이동체(211)가 CLP 벽면에서 탈락되지 않고, 용이하게 이동할 수 있도록 한다. 한편, 상술한 원격 제어부(212)와 마찬가지 이유로, 상기 초음파 펄서/리시버(221) 및 신호 처리부(223)는 상기 두께 측정 센서(222)와 유선으로 연결되는 것이 바람직하다.Meanwhile, only the
한편, 본 발명은 상기 두께 측정 센서(222)와 CLP 벽면 간의 거리를 일정하게 하기 위한 간극 제어 유닛(230)을 구비한다. 상기 두께 측정 센서(222)와 상기 CLP는 비접촉되는 상태이므로, 상기 두께 측정 센서(222)와 상기 CLP 간의 간격이 항상 0보다 큰 값을 가지게 되며, 이동체(211)의 이동 중에 상기 두께 측정 센서(222)와 상기 CLP 간의 간격이 변할 수 있다. Meanwhile, the present invention includes a
상기 두께 측정 센서(222)와 상기 CLP 간의 간격이 변하는 경우, 신호 측정 감도가 달라질 수 있다. 이 때문에, 상기 두께 측정 센서(222)와 상기 CLP 간격을 일정하게 유지하는 것은 정확한 두께 측정에 있어 중요하다. When the distance between the
본 발명은 이동체(211)가 이동하더라도 상기 두께 측정 센서(222)와 상기 CLP 간의 간격이 일정하게 유지되도록, 간극 측정부(231) 및 간극 제어부(232)를 구비할 수 있다. The present invention may include a
상기 간극 측정부(231)는 도 3과 같이, 이동체(211)의 일면에 배치되어 이동체(211)와 CLP간의 간격을 지속적으로 측정할 수 있다. 상기 간극 측정부(231)의 측정 결과에 따라, 이동체(211)에 배치된 간극 제어부(232)는 두께 측정 센서(222)와 CLP 간의 간격을 제어한다. 여기서, 상기 간극 제어부(232)는 선형 액츄에이터일 수 있으며, 상기 두께 측정 센서(222)는 상기 선형 액츄에이터 상에 배치될 수 있다. The
한편, 본 발명에 따른 검사 장치(200)는 표시부(240)를 더 포함할 수 있다. 상기 표시부(240)는 상기 수학식 1에 따른 두께 측정 결과와 상기 위치 인식부(213)의 측정 결과를 조합하여 측정 위치별 CLP 두께를 숫자 또는 2차원 영상으로 표시할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 CLP의 영역별 두께를 한눈에 확인할 수 있게 된다.Meanwhile, the
마지막으로, 본 발명은 상술한 구성요소들에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(250)를 포함한다. 상기 전원 공급부는 상기 이동 유닛(210), 센서 유닛(220), 간극 제어 유닛(230) 및 표시부(240) 각각에 전원을 인가하도록 이루어진다. 상기 전원 공급부(250)는 배터리 형태로 이동체(211)에 배치될 수 있다. 하지만, 이동체(211)의 하중을 줄이기 위하여, 전원 공급부(250)와 이동체(211)는 유선으로 연결되는 것이 바람직하다. Finally, the present invention includes a
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 비접촉 방식으로 CLP의 두께를 측정할 수 있기 때문에, CLP의 표면 상태의 영향을 받지 않고 신뢰성 있는 측정이 가능하게 된다.As described above, according to the present invention, since the thickness of the CLP can be measured in a non-contact method, reliable measurement is possible without being affected by the surface state of the CLP.
또한, 본 발명에 따르면, CLP 두께 측정을 위해 접촉 매질 및 검사자의 접근을 필요로 하지 않는다. 이 때문에, 본 발명에 따르면 검사 난이도를 낮출 수 있으며, 검사시간을 단축시킬 수 있게 된다.Further, according to the present invention, it does not require access to the contact medium and the inspector to measure the CLP thickness. For this reason, according to the present invention, it is possible to lower the inspection difficulty and shorten the inspection time.
또한, 본 발명에 따르면, CLP 두께를 연속적으로 측정할 수 있기 때문에 측정 음영 지역을 없앨 수 있다. Further, according to the present invention, since the CLP thickness can be continuously measured, it is possible to eliminate the measurement shadow area.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (8)
원전 격납건물 내부면의 라이너 플레이트(CLP: Containment liner plate)에 부착되어, 상기 CLP의 벽면을 따라 이동 가능하도록 구성된 이동 유닛;
상기 이동 유닛에 배치되는 상기 CLP의 두께를 비접촉으로 측정하는 센서 유닛; 및
상기 이동 유닛에 배치되어 상기 센서 유닛과 상기 CLP 간의 간극을 일정하게 유지하는 간극 제어 유닛을 포함하고,
상기 간극 제어 유닛은,
상기 CLP에 부착되어 이동 가능하도록 이루어지는 이동체 상에 배치되어, 상기 CLP와 상기 이동체 간의 간극을 측정하는 간극 측정부; 및
상기 이동체 상에 배치되어, 상기 CLP와 상기 이동체 간의 간극을 조절하는 간극 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 격납건물 라이너 플레이트의 두께 측정을 위한 이동식 검사 장치.In the mobile inspection device for measuring the thickness of the liner plate of a nuclear power plant containment,
A moving unit attached to a containment liner plate (CLP) of an inner surface of a nuclear power plant containment building and configured to be movable along the wall surface of the CLP;
A sensor unit for non-contact measuring the thickness of the CLP disposed on the mobile unit; And
And a gap control unit disposed on the mobile unit to constantly maintain a gap between the sensor unit and the CLP,
The gap control unit,
A gap measuring unit attached to the CLP and disposed on a moving body configured to be movable, and measuring a gap between the CLP and the moving body; And
A mobile inspection device for measuring the thickness of a liner plate of a nuclear power plant containment building, comprising a gap control unit disposed on the moving body and adjusting a gap between the CLP and the moving body.
상기 이동 유닛은,
상기 CLP에 부착되어 이동 가능하도록 이루어지는 이동체;
상기 이동체와 이격 배치되어 상기 이동체의 움직임을 제어할 수 있도록 이루어지는 원격 제어부; 및
상기 이동체에 배치되고, 상기 CLP 상의 상기 이동체의 위치를 인식하도록 이루어지는 위치 인식부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원전 격납건물 라이너 플레이트의 두께 측정을 위한 이동식 검사 장치.The method of claim 1,
The mobile unit,
A moving body attached to the CLP and made movable;
A remote control unit disposed to be spaced apart from the moving object to control the movement of the moving object; And
And a position recognition unit disposed on the moving body and configured to recognize the position of the moving body on the CLP.
상기 이동체와 상기 원격 제어부는 유선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 원전 격납건물 라이너 플레이트의 두께 측정을 위한 이동식 검사 장치.The method of claim 2,
The mobile inspection device for measuring the thickness of a liner plate of a nuclear power plant containment building, characterized in that the mobile body and the remote control unit are connected by wire.
상기 센서 유닛은,
상기 CLP의 두께를 비접촉으로 측정하는 두께 측정 센서;
상기 두께 측정 센서로 기준 신호를 송신하고, 상기 두께 측정 센서로부터 측정 신호를 수신하는 초음파 펄서 및 리시버; 및
상기 초음파 펄서 및 리시버에서 수신된 신호를 분석하는 신호 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원전 격납건물 라이너 플레이트의 두께 측정을 위한 이동식 검사 장치.The method of claim 3,
The sensor unit,
A thickness measurement sensor that measures the thickness of the CLP in a non-contact manner;
An ultrasonic pulser and a receiver that transmits a reference signal to the thickness measurement sensor and receives a measurement signal from the thickness measurement sensor; And
A mobile inspection device for measuring the thickness of a liner plate of a nuclear power plant containment building, comprising a signal processing unit that analyzes the signal received from the ultrasonic pulser and the receiver.
상기 두께 측정 센서는 상기 이동체 상에 배치되고, 상기 초음파 펄서 및 리시버 및 상기 신호 처리부는 상기 이동체와 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 이동식 검사 장치.The method of claim 4,
The thickness measurement sensor is disposed on the moving body, and the ultrasonic pulser and receiver, and the signal processing unit are arranged spaced apart from the moving body.
상기 간극 측정부는 상기 이동체가 이동하는 중 실시간으로 상기 CLP와 상기 이동체 간의 간극을 측정하고,
상기 간극 제어부는 상기 CLP와 상기 두께 측정 센서와 상기 CLP 간의 간격이 일정하게 유지되도록, 상기 CLP와 상기 이동체 간의 간극을 실시간으로 조절하는 것을 특징으로 하는 원전 격납건물 라이너 플레이트의 두께 측정을 위한 이동식 검사 장치.The method of claim 1,
The gap measurement unit measures a gap between the CLP and the mobile body in real time while the mobile body is moving,
The gap control unit controls the gap between the CLP and the moving body in real time so that the gap between the CLP and the thickness measurement sensor and the CLP is kept constant. Device.
상기 두께 측정 센서는,
코일 및 영구 자석을 구비하고,
상기 CLP의 두께 방향으로 초음파를 발생시킨 후, 상기 CLP로부터 반사된 신호를 수신하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 원전 격납건물 라이너 플레이트의 두께 측정을 위한 이동식 검사 장치.The method of claim 7,
The thickness measurement sensor,
Equipped with a coil and a permanent magnet,
After generating ultrasonic waves in the thickness direction of the CLP, the mobile inspection apparatus for measuring the thickness of the liner plate of a nuclear power plant containment building, characterized in that configured to receive a signal reflected from the CLP.
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KR102255209B1 (en) | 2020-12-09 | 2021-05-25 | 한전케이피에스 주식회사 | Mobile inspection device for containment liner plate |
KR102255208B1 (en) | 2020-12-09 | 2021-05-25 | 한전케이피에스 주식회사 | Inspection system for containment liner plate |
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- 2019-05-13 KR KR1020190055874A patent/KR102160053B1/en active IP Right Grant
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