KR102226424B1 - 방사선 경화형 초음파 세정 시스템 - Google Patents

방사선 경화형 초음파 세정 시스템 Download PDF

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데이비드 아귈레스
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도미니온 엔지니어링 인코포레이티드
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Abstract

고도의 방사성 환경에서 사용하기위한 수중 초음파 세정 시스템 (예를 들어, 방사된 핵연료 집합체를 세정)에서, 에너지 생성 트랜스듀서와 조사 벽 사이의 결합이 퍼마본드(Permabond) PT326 또는 3M DP-190 접착제와 같은 폴리우레탄 접착제로 강화된다. 다양한 진단 테스트에서, 하나 이상의 트랜스듀서가 에너지 전송 모드로 작동되면서 에너지 전송 모드로 작동하여, 약해진 트랜스듀서/벽 결합 및/또는 작동 유체의 음향 조건을 검출한다.

Description

방사선 경화형 초음파 세정 시스템
상호 참조
이 출원은 "초음파 세정"이란 명칭으로 2016년 5월 25일 출원된 미국 가특허출원 제62/341,452호의 우선권의 이익을 주장하며, 그 전체 내용은 본원에 참고로 포함된다.
다양한 실시예들은 일반적으로 핵연료 집합체를 초음파 세정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
조사된 핵연료 집합체를 세정하기 위한 다수의 초음파 세정 시스템이 개발되었다. 이러한 초음파 세정 시스템의 예는, 예를 들어, 미국특허 제6,396,892호 및 제8,372,206호에 기재되어 있으며, 이들의 전체 내용은 본원에 참고로 포함된다.
하나 이상의 비제한적인 실시예는 내벽을 갖는 프레임 조립체를 포함하는 수중 초음파 세정 시스템을 제공한다. 세정 영역은 내벽의 내측에 배치되고, 내부에 핵연료 집합체를 수용하도록 구성된다. 상기 시스템은 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함하며, 이들 각각은 폴리우레탄 접착제 (예를 들면, 방사선 경화형 접착제, 퍼마본드(Permabond) PT326) 또는 3M DP-190 접착제로 내벽 중의 하나에 결합되어 복수의 방사면을 형성한다. 상기 방사면은 트랜스듀서로부터 초음파 에너지를 세정 영역으로 전송하도록 배치된다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 복수의 트랜스듀서는 적어도 10 와트/갤런의 세정 영역으로 벌크 전력 밀도를 전송하도록 구성된다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 프레임 조립체는 내벽에 접속되고, 내벽과 외벽 사이에 배치된 수밀 트랜스듀서 영역 내에 복수의 트랜스듀서를 둘러싸는 복수의 외벽을 더 포함한다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 세정 시스템은 원자력 플랜트의 수중 환경에 배치된다.
하나 이상의 비제한적인 실시예는 복수의 초음파 트랜스듀서를 이용하여 초음파 에너지를 작동 유체로 전송하는 시스템에서 에너지 전달 열화를 진단하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 제1 진단 테스트에서, 에너지-검출 모드에서 트랜스듀서 중 제2 트랜스듀서를 작동시키면서 에너지 전송 모드의 하나에서 상기 복수의 트랜스듀서 중 제1 트랜스듀서를 작동시키는 단계; 제2 진단 테스트에서, 상기 에너지-전송 모드에서 상기 복수의 트랜스듀서 중 제3 트랜스듀서를 작동시키면서 상기 에너지-검출 모드에서 상기 복수의 트랜스듀서 중 상기 제 1 트랜스듀서를 작동시키는 단계; 및 (1) 제1 진단 테스트 중에 상기 제2 트랜스듀서 및 (2) 제2 진단 테스트 중에 제1 트랜스듀서에 의해 전송된 전기 신호를 분석하여, 트랜스듀서의 적어도 하나가 초음파 에너지를 작동 에너지로 전달하는 능력의 저하를 확인하는 단계;를 포함한다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 트랜스듀서 중 제2 및 제3 트랜스듀서는 동일한 트랜스듀서이다.
이들 실시예 중 하나 이상에 따르면, 상기 방법은, 상기 제1 및 제2 진단 테스트 전에, 세정 사이클에서 상기 시스템을 사용하여 물체를 세정하는 단계를 더 포함하며, 상기 사용은 에너지 전송 모드에서 상기 복수의 초음파 트랜스듀서를 작동시켜 초음파 에너지를 작동 유체로 전송함으로써 작동 유체에 적어도 부분적으로 배치되어 있는 물체를 세정하는 것을 포함한다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 트랜스듀서 중 제2 및 제3 트랜스듀서는 상이한 트랜스듀서이다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 상기 방법은 트랜스듀서 중 적어도 하나가 초음파 에너지를 작동 유체로 전송하는 능력의 저하를 사용자에게 표시하는 단계를 더 포함한다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 상기 방법은 상기 표시에 응답하여, 상기 표시에 의해 드러난 문제점을 수정하여 상기 시스템이 상기 작동 유체에 전달할 수 있는 에너지의 양을 증가시키는 단계를 더 포함한다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 상기 방법은 상기 복수의 트랜스듀서를 작동시켜 적어도 10 와트/갤런의 세정 영역에 벌크 전력 밀도를 공급하는 단계를 더 포함한다.
하나 이상의 비제한적인 실시예는 복수의 초음파 트랜스듀서를 이용하여 초음파 에너지를 작동 유체로 전송하는 시스템에서 에너지 전달 열화를 진단하는 방법을 제공한다. 본 방법은, 에너지-검출 모드에서 복수의 초음파 트랜스듀서 중 다른 하나 이상을 작동시키면서 에너지-전송 모드에서 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 하나 이상을 동시에 작동시킴으로써 일련의 진단 테스트를 수행하는 단계, 및 상기 트랜스듀서 중 적어도 하나의 작동 모드를 상기 에너지-전송 모드에서 상기 에너지-검출 모드로 및/또는 상기 에너지-검출 모드에서 상기 에너지-전송 모드로 변경하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 또한 일련의 진단 테스트 중에 에너지-검출 모드에서 작동될 때 트랜스듀서에 의해 전송된 전기 신호들을 분석하여 트랜스듀서의 적어도 하나가 초음파 에너지를 작동 에너지로 전달하는 능력의 저하를 확인하는 단계를 포함한다.
하나 이상의 비제한적인 실시예는 프레임; 상기 프레임에 부착되고 초음파 에너지를 작동 유체로 전송하도록 배치된 복수의 초음파 트랜스듀서; 및 상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 각각에 작동 가능하게 연결된 트랜스듀서 모니터;를 포함하는 초음파 시스템을 제공한다. 상기 모니터는 에너지-전송 및 에너지-검출 모드에서 트랜스듀서 중 선택된 하나를 교대로 작동시키고, 에너지-전송 모드로 작동되는 트랜스듀서에 의해 전송된 전기 신호를 분석함으로써 트랜스듀서의 적어도 하나가 초음파 에너지를 작동 유체에 전달하는 능력의 저하를 확인하도록 구성된다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 모니터는 초음파 에너지를 작동 유체로 전송하는 트랜스듀서 중 적어도 하나의 능력의 저하를 사용자에게 표시하도록 구성된 출력 장치를 포함한다.
하나 이상의 비제한적인 실시예는 프레임; 상기 프레임에 부착되고 작동 유체에 초음파 에너지를 전송하도록 배치된 복수의 초음파 트랜스듀서; 및 상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 각각에 작동 가능하게 연결된 트랜스듀서 모니터;를 포함하는 초음파 시스템을 제공한다. 모니터는 에너지-검출 모드에서 하나 이상의 트랜스듀서의 제2 서브 세트를 작동시키면서 에너지-전송 모드에서 하나 이상의 트랜스듀서의 제1 서브 세트를 작동시키도록 구성된다. 모니터는 제2 서브 세트에 의해 전송된 전기 신호를 분석하여, 작동 유체를 통한 초음파 전력의 전달에 영향을 주는 작동 유체의 음향 조건을 확인하도록 구성된다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 모니터는 사용자에게 음향 조건을 표시하도록 구성된 출력 장치를 포함한다.
이들 실시예의 하나 이상에 따르면, 음향 조건은 작동 유체 내의 용존 가스 농도, 작동 유체의 온도, 작동 유체의 정수압, 작동 유체 중의 부유 미립자 부하, 또는 작동 유체의 유체 특성을 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예의 이들 및/또는 다른 양상의 하나 이상, 그리고 구조의 관련 요소의 작동 및 기능 방법 및 부품의 조합 및 제조의 경제성은, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 설명 및 첨부된 특허청구범위를 고려하면, 더욱 명백해질 것이며, 이들 모두는 본 명세서의 일부를 구성하며, 동일한 도면 부호는 다양한 도면에서 대응하는 부분을 나타낸다. 일 실시예에서, 본 명세서에 나타낸 구조적 컴포넌트는 일정한 척도로 그려진다. 그러나, 도면은 단지 예시 및 설명을 목적으로 한 것이며, 본 발명의 제한을 정의하는 것으로 의도하지 않는다는 것이 명백히 이해될 것이다. 또한, 본 명세서의 임의의 일 실시예에 나타내거나 설명된 구조적 특징은 다른 실시예에서도 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태 (원문의 "a", "an" 및 "the")는 문맥상 다르게 명확하게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다.
본 명세서에서 개시되어 있는 폐쇄형 (예를 들어, A와 B 사이의) 범위와 개방형 (C보다 큰) 범위의 값은 모두 명시적으로 그와 같은 범위 내에 있거나 중첩되는 모든 범위를 포함한다. 예를 들어, 1 내지 10의 개시된 범위는 다른 범위 중에서도 2 내지 10, 1 내지 9, 3 내지 9 등을 개시하는 것으로 이해된다.
다양한 실시예 및 다른 목적 및 그의 추가 특징을 더 잘 이해하기 위해, 첨부된 도면과 함께 사용되는 다음의 설명을 참조한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 세정 조립체의 단면도이다.
도 2는 도 1의 초음파 세정 조립체의 단면도로, 도 1의 라인 2'-2를 따라 취한 것이다.
도 3은 도 1의 초음파 세정 조립체의 측면 사시도이다.
도 4는 도 1의 초음파 세정 조립체의 하나 이상의 실시예에 따른 트랜스듀서 모니터의 작동 흐름도이다.
도 1 내지 도 3은 다양한 실시예에 따른 초음파 세정 시스템(100)을 도시한다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 시스템(100)은 내벽 및 외벽 (104a, 104b)을 갖는 모듈러 조립체 프레임(104)을 포함한다. 중앙 세정 영역(106)은 내벽(104a)의 내측으로 획정되며, 세정할 물체 (예를 들어, 물, 조사된 핵연료 집합체) 및 작동 유체 (예를 들면, 원자로에서 연료 풀 내의 물)의 적어도 일부를 수용하도록 구성되며, 여기서 세정할 상기 물체의 적어도 일부는 침지된다. 다양한 실시예에 따르면, 시스템(100) 및 세정할 연료 집합체 모두가 원자력 플랜트의 수중 환경 (예를 들어, 조사된 연료 조립체가 저장되는 원자로의 연료 풀, 플랜트의 원자로 캐비티 및/또는 플랜트의 이송 채널)에 배치되어 있을 때, 고도로 방사성 연료 집합체를 세정하는데 사용된다.
복수의 평면형 초음파 트랜스듀서(102)는 프레임(104)에 의해 둘러싸이고 내벽 및 외벽(104a, 104b) 사이에 배치되는 수밀 트랜스듀서 영역(107)에 설치된다. 트랜스듀서(102)의 혼(horn)은 내벽(104a)에 결합되며, 따라서 내벽 (104a)은 초음파 에너지를 트랜스듀서(102)로부터 벽(104a)을 통해 세정 영역 (106)으로 전달하도록 구성된 방사면을 형성한다. 영역(106)에서 물체 (예를 들어, 연료 집합체)를 세정하는 중에, 벽(104a)은 트랜스듀서(102)와 영역(106) 내의 작동 유체 사이의 계면을 획정하며, 여기에서 이를 통해 초음파 에너지를 전송시키지만 영역(106)내의 작동 유체가 벽(104a)을 통해 트랜스듀서 영역(107)으로 누설되는 것을 방지함으로써 트랜스듀서(102)에 도달한다.
세정하는 중에, 세정할 물체 (예를 들어, 연료 집합체)의 적어도 일부는 영역(106) 내에 배치된다. 시스템(100)은 세정할 물체를 영역(106) 내에서 원하는 방향으로 안내하는 경향이 있거나, 또는 역으로 물체 (예를 들어, 시스템(100) 또는 연료 조립체)가 다른 것에 상대적으로 이동함에 따라 시스템(100)을 연료 집합체 상에 안내하는 가이드(108)를 포함할 수 있다. 트랜스듀서의 초음파 에너지는 미국 특허 제8,372,206호에 기재된 바와 같이, 내벽(104a)을 통해, 세정 영역(106)으로, 그리고 영역(106)에 배치된 핵연료 집합체로 이동하여 연료 집합체의 연료 봉을 세정한다. 프레임(104) 및 트랜스듀서(102)의 구조 및 배치는 미국 특허 제8,372,206호에 개시된 조립체 중 어느 것과 유사하거나 동일할 수 있으며, 이 특허의 전문은 본 명세서에 참고로 포함된다. 다양한 실시예에 따르면, 시스템(100)의 트랜스듀서(102)는 (1) 적어도 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 및/또는 500 와트/갤런, (2) 1000, 900, 800, 700, 600, 500, 400, 및/또는 300 와트/갤런 미만, (3) 10 내지 1000 와트/갤런, 100 내지 700 와트/갤런, 및/또는 200 내지 600 와트/갤런, 및/또는 (4) 임의의 2 개의 값 사이의 임의의 범위 내의 세정 영역(106)에 벌크 전력 밀도를 제공한다.
출원인은 시스템(100)에 대한 높은 방사선 작동 환경이 트랜스듀서(102)의 혼과 트랜스듀서(102)의 혼이 부착되는 내벽(104a) 사이의 결합을 약화시킬 수 있다는 것을 밝혀냈다. 이러한 열화는 내벽(104a)으로부터 트랜스듀서(102)의 부분적 또는 완전한 분리를 초래할 수 있으며, 이는 트랜스듀서(102)로부터 벽(104a)을 통해 세정 영역(106)내로 에너지의 전달을 방해할 수 있으며, 여기서 고 에너지 밀도는 영역(106) 내의 핵연료 집합체를 더 양호하게 세정하는 것이 바람직하다. 따라서, 출원인은 트랜스듀서(102)를 내벽(104a)에 부착하는 개선된 방법을 개발하려고 노력했다.
출원인은 2개의 접착제 (퍼마본드(Permabond) PT326 및 3M DP-190)가 초음파 처리를 견디며 또한 900회 연료 집합체 세정 (3×109 Rem 감마선 조사)에 노출되는 것과 동등한 조사 후에도 양호한 접착 강도를 유지한다는 것을 발견하였다. 이들 재료 중 어느 것도 초음파 처리 (예를 들어, 초음파 에너지가 접착제를 통해 전 송되는 트랜스듀서의 결합)에 적합하다는 것이 이전부터 알려져 있지 않았으며, 고 방사선 환경 (예를 들면, 연료 집합체가 세정 영역(106)에 있을 때 원자로의 연료 풀 내의 시스템(100)의 작동 환경에서 일반적인 것과 같이, 적어도 100, 500, 1000, 104, 105, 및/또는 106 Rem/hr, 및/또는 108, 107, 106 및/또는 105 미만 Rem/hr 정도의 감마 조사)에서의 성능과 관련하여 공중이 이용할 수 있는 신뢰할 만한 정보도 없었다.
이들 결과는 PT326 및 DP-190 접착제가 트랜스듀서 성능에서 원하는 개선을 달성하는데 유사하게 적합하다는 것을 시사하였다. 하나의 추가적인 테스트를 수행하였고, 여기서 각 재료로 제조된 샘플 트랜스듀서를 1.5x109 Rem 및 3x109 Rem으로 조사한 다음, 각각 200 시간의 가동 시간 동안 작동시키고, 최종적으로 방사선 조사와 초음파 처리를 조합한 후 트랜스듀서와 벽 결합 강도를 측정하기 위해 파괴적으로 검사했다. PT326 결합 트랜스듀서는 200 시간 테스트 수행 기간 동안 성공적으로 작동하였으며, 검사 시에 우수한 결합 완전성을 입증하였다. 1.5x109 Rem DP-190 결합 트랜스듀서는 200 시간 테스트 수행을 완료하였지만, 그 과정에서 결합 강도의 75% 이상을 손실하였다. 3x109 Rem DP-190 트랜스듀서는 200 시간 수행 중에 작동하지 않았다.
이들 테스트는 여러가지 예기치 않은 결과를 나타냈다.
첫 번째 예기치 않은 결과는 조사 후 PT326 접착제의 결합 강도가 현저히 개선되었다는 것이다. PT326 결합의 강도는 1.5x109 Rem 노출 후 30% 개선하였으며, 3x109 Rem 노출 후에 원래 강도의 거의 100%를 유지하였지만, 이 용도에서 일반적으로 사용되는 원래의 접착제는 단지 1x109 Rem의 노출 후에 실패했다. 이 결합 강도는 방사선 노출 후 샘플 시편 (플레이트에 결합된 실린더)을 사용하여 측정하였다. 결합 강도는 전단 (실린더 축을 따른 비틀림) 및 실린더 축을 따른 장력으로 측정하였다.
두 번째 예기치 않은 결과는 방사선 노출 및 초음파 처리가 초음파 세정 시스템에서 트랜스듀서를 벽에 결합시키는 접착 재료에 상승적으로 손상을 줄 수 있으며, 따라서 조사 후에 양호한 결합 강도를 유지하고 또한 통상의 작동 조건 하에서 초음파 처리에 적합한 것으로 입증된 접착제는 초음파 처리 및 조사에 적합하지 않을 수 있다. PT326 및 DP-190 접착제의 조합된 초음파 처리 및 조사 하에서의 명백하게 상이한 성능은 개별적으로 고려된 효과와 관련하여 동등한 성능이 주어지는 경우에 예상치 못한 것이었다.
PT326의 특성은 트랜스듀서를 초음파 세정 조립체의 벽에 결합시키는데 이전에 사용된 대체 접착제와 비교하여 시스템(100) 및 트랜스듀서(102)의 우수한 작동 수명 (하나 이상의 실시예에서 200% 이상의 개선)을 초래한다.
퍼마본드(Permabond) PT326 이외에, 다른 폴리우레탄 접착제가 또한 예를 들어 다른 2액형 폴리우레탄 접착제를 포함하는 다양한 대체 실시예에 따라 사용될 수 있다.
또한 3M DP-190 (2액형 에폭시 접착제)의 사용은 PT326만큼 견고하지는 않지만 초음파 세정 조립체를 제작할 때 이전에 사용하던 접착제보다 월등히 우수하다.
다양한 실시예에 따르면, 트랜스듀서(102)와 내벽(104a) 사이의 결합은 (1) 트랜스듀서(102)로부터 벽(104a)을 통해 초음파 에너지를 효과적으로 전송하고, (2) 그것을 통해 전송되는 초음파 에너지의 기계적 응력을 견딜 수 있고, (3) 시스템의 작업 환경 (예를 들면, 조사된 연료 집합체가 저장되는, 원자로의 연료 풀, 또는 높은 방사성 연료 집합체가 처분되는 기타 수중 환경)에서 (예를 들면, 원자로 플랜트의 원자로 캐비티 또는 이송로에서) 높은 수준의 방사선으로부터 방사선 열화를 견디며, 및/또는 (4) 핵연료 집합체를 세정하는데 긴 사용 수명 사이클에 견딜 수 있다.
트랜스듀서(102)에 전력을 공급하는 전자 기기는 일반적으로 트랜스듀서(102)로 흐르는 총 전력을 보고하는 전력 모니터링 특징을 포함한다. 이러한 보고된 전력은 트랜스듀서(102)에 의해 액체 내로 방사되는 음향 에너지의 양을 암시적으로 측정한 것이다. 그러나, 출원인은 특정의 트랜스듀서 고장 모드가 전기 부하의 상응하는 감소없이 작동 유체로의 음향 에너지의 전달을 열화시킬 수 있다는 것을 발견했다. 이러한 열화된 전송은 예를 들어 트랜스듀서(102)가 벽(104a)으로부터 부분적으로 또는 완전히 분리될 때 발생할 수 있다. 열화된 에너지 전달은 또한 트랜스듀서(102)를 벽(104a)에 부착시키는 접착제가 방사선 열화의 결과로 약해지고 트랜스듀서(102)로부터 벽(104a) 및 세정 영역 (106)으로의 초음파 에너지의 전달을 약화시킬 때 발생할 수 있다. 이러한 전송 열화가 발생하면, 세정 영역(106) 내의 유체에 대한 에너지의 효과적인 전달이 100% 미만이라고 하더라도, 보고된 트랜스듀서(102) 전력은 100%로 유지할 수 있다. 따라서, 표준 상태 모니터링 메트릭이 세정 영역 (106)에서 작동 유체의 음향 조건을 적절하게 반영하지 못하여, 세정되는 물체 (예를 들어, 핵연료 집합체)가 세정되지 않을 뿐만 아니라, 표준 모니터링 메트릭스 보고서에 보고되는 것일 수 있다.
하나 이상의 실시예에 따르면, 시스템(100)은 고장을 검출하는 트랜스듀서 모니터(120) 또는 전송 열화 트랜스듀서(102)를 포함한다. 모니터(120)는 적절한 케이블 (예를 들어, 트랜스듀서(102)의 각각에 전력을 공급하는 각각의 전력 케이블)을 통해 트랜스듀서(102)의 각각에 작동 가능하게 연결된다. 모니터(120)는 (1) 시스템(100)이 물체(예를 들어, 핵연료 집합체)를 세정하는데 사용되는 것과 동일한 방법으로 초음파 에너지를 생성 및 전송하도록 전송 서브 세트를 활성화하는 단계 및 (2) 하나 이상의 트랜스듀서(102)의 이산적 검출 서브 세트를 초음파 에너지 검출기로 사용하여, 전송 서브 세트에 의해 세정 영역(106)에서 음향 에너지로 효과적으로 변환되는 전기 에너지의 양을 검출하는 단계에 의해, 하나 이상의 트랜스듀서(102)의 에너지 전송 서브 세트에 대한 진단 테스트를 수행한다. 트랜스듀서(102)는 초음파 트랜스듀서를 통해 초음파 에너지를 검출하기 위한 공지된 기술을 사용하여 에너지 검출 모드로 사용할 수 있다. 이러한 공지된 기술은 세정 영역(106)으로 전달되는 초음파 에너지의 양을 나타내는 검출 트랜스듀서(102)로부터의 전기 신호를 초래한다. 따라서, 모니터(120)는 전송 서브 세트에 의해 세정 영역(106)으로 전달되는 에너지를 검출하는 것이 아니라, 전송 서브 세트에 의해 세정 영역에 전달되는 에너지를 검출함으로써, 전송 열화 (트랜스듀서(102)의 결합 해제, 또는 디커플링 트랜스듀서(102)를 벽(104a)에 부착하는 접착제의 약화에 의해 기인함)를 식별할 수 있다.
모니터(120)는 트랜스듀서(102)의 상이한 서브 세트를 전송 및 검출 모드의 상이한 조합으로 순차적으로 조작함으로써 모든 트랜스듀서(102)를 테스트할 수 있다. 따라서, 각각의 트랜스듀서(102)는 때때로 그의 전송 모드에서 작동되고 때때로 그의 검출 모드에서 작동된다.
하나 이상의 실시예에 따르면, 한 번에 하나의 트랜스듀서(102)가 전송 모드에서 작동하여 트랜스듀서(102)의 제1 서브셋이 단일 트랜스듀서(102)가 된다. 다른 실시예에 따르면, 2, 3, 4, 5 또는 그 이상의 트랜스듀서(102)의 서브 세트가 그들의 전송 모드에서 동시에 작동된다.
마찬가지로, 하나 이상의 실시예에 따르면, 검출 서브 세트는 단일 트랜스듀서(102)일 수 있다. 그러나, 대체 실시예에 따르면, 검출 서브 세트는 2, 3, 4, 5 또는 그 이상의 트랜스듀서(102)를 포함한다. 하나 이상의 실시예에 따르면, 검출 서브 세트는 전송 모드로 작동되는 서브 세트 이외의 모든 트랜스듀서(102)를 포함한다.
다양한 실시예에 따르면, 전송 서브 세트 및 검출 서브 세트는 프레임 (104)의 반대 측에 서로 배치된다. 그 결과, 진단 테스트 중에, 전송 트랜스듀서(102)의 혼(horn)은 검출 트랜스듀서(102)의 혼을 향하게 된다.　 예를 들면, 도 1의 좌측에 있는 3개의 트랜스듀서(102)를 테스트하여 이들의 전송 모드에서 사용할 때, 도 1의 우측에 있는 3개의 트랜스듀서는 그의 테스트를 위한 검출 서브세트로서 작용할 수 있으며, 그의 반대도 가능하다. 도 1의 하부의 3개의 트랜스듀서(102)에 대비하여 도 1의 상부의 3개의 트랜스듀서(102)에 대해서도 동일하게 수행할 수 있다. 이러한 대향하는 트랜스듀서(102)는, 초음파 에너지가 하나로부터 다른 하나까지 이동하는 경향이 있기 때문에 대향하는 트랜스듀서(102)로부터의 전송 열화를 검출하는데 적합할 수 있으며, 따라서 높은 신호 대 잡음비를 초래한다. 그러나, 다양한 대안적 실시예에 따르면, 전송 및 검출 트랜스듀서(102)는, 서로에 대해, 서로 프레임 (104)의 대향하는 측상의 위치에 배치된다. 예를 들어, 다양한 실시예에 따르면, 전송 트랜스듀서(102)는, (1) 프레임(104)의 단일 측면 상의 수신 트랜스듀서(102)에 인접하여, (2) 전송 및 수신 트랜스듀서(102)가 인접한 벽에 있도록 (예를 들면, 서로 90도로 오프셋), 수신 트랜스듀서(102)에 대각선으로, (3) 수신 트랜스듀서(102)에 대한 임의의 다른 위치에서, 및/또는 (4) 상이한 상대 공간 구성 (예를 들어, 대향하는 벽상의 일부 트랜스듀서 (102), 동일 또는 인접하는 벽상의 다른 트랜스듀서)의 조합으로 배치될 수 있다. 이러한 다양한 옵션들이 수신 트랜스듀서(102)에 의해 수신된 신호의 강도를 감소시킬 수 있지만, 그럼에도 불구하고 이러한 위치 설정은 열화가 발생한 곳 (예를 들어, 어떤 트랜스듀서의 장착이 열화되었는지, 어떤 트랜스듀서가 고장 났는지 등)의 더 양호한 식별을 용이하게 하기 위해 다른 시간에 상이한 전송/수신 트랜스듀서 (102)를 선택할 때 더 큰 유연성을 유익하게 촉진할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 모니터(120)는 트랜스듀서(102)의 전송 서브 세트 및 검출 서브 세트의 특정 조합에 대해 베이스 라인 진단 데이터를 (예를 들어, 모니터(120)의 메모리에) 저장할 수 있다. 예를 들어, 모니터(120)은 트랜스듀서(102)가 적절하게 결합되어 완전한 초음파 전력을 세정 영역(106)에 전달할 수 있다 (그리고 반대로 최대 전력을 검출할 수 있다)는 것이 알려진 때에 각각의 전송 서브 세트에 대한 각각의 검출 서브 세트로부터 데이터를 수집 할 수 있다. 그 후, 모니터(120)는 전송 서브 세트에서의 전송 열화를 식별하기 위해 이후의 진단 데이터를 베이스라인과 비교할 수 있다.
검출 트랜스듀서(102)가 다른 트랜스듀서(102)에 의해 세정 영역(106)에 전달된 에너지를 검출하는 능력도 또한 검출 트랜스듀서(102)와 벽(104a) 사이의 열화된 결합에 의해 손상된다. 결합이 약화되면, 검출 트랜스듀서(102)는 세정 영역(106)에서 실제로 수신되는 것보다 적은 에너지를 검출할 것이다. 따라서, 검출 트랜스듀서(102)로부터 수신된 전기 신호는 전송 트랜스듀서(102) 및 검출 트랜스듀서(102)의 양방에서의 전송 열화를 검출하는 것을 도울 수 있다. 이후에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 모니터(120)는 검출 및 전송 트랜스듀서의 상이한 조합을 사용하여 복수의 상이한 테스트를 수행함으로써, 모니터(120)가 (1) 전송 트랜스듀서(102)로부터 영역(106)으로의 손상된 에너지 전달과 (2) 검출 트랜스듀서(102)에 의한 이러한 에너지의 손상된 검출을 구별하는 것을 돕는다.
다양한 실시예에 따르면, 모니터(120)는 대규모의 일련의 진단 테스트에서 전송 및 검출 서브 세트의 다수의 조합을 사용할 수 있다. 각각의 트랜스듀서(102)는 다중 전송 서브 세트 및/또는 다중 검출 서브 세트에 포함될 수 있다. 모니터(120)는 다수의 조합에 대한 진단 데이터를 비교함으로써, 진단 테스트 중의 주변 작동 조건의 차이를 고려하여 기준 데이터를 조정할 수 있다.
트랜스듀서(102)의 전송 및 검출 트랜스듀서의 상이한 순차적 조합의 사용은 감소된 에너지 판독이 전송 트랜스듀서(102)에서의 전송 열화로부터 기인한 것인지 또는 검출 트랜스듀서(102)에서의 검출 열화로부터 기인한 것인지를 식별하는 것을 도울 수 있다.
세정 사이클 중에, 모든 트랜스듀서(102)는 일반적으로 전송 모드에서 동시에 작동하여, 세정 영역(106)으로 전달되는 세정 에너지를 증가시킨다. 다양한 실시예에 따르면, 모니터(120)는 이러한 세정 사이클 사이에서 트랜스듀서(102)에 대한 진단 테스트를 수행한다. 그러나, 대안적인 실시예에 따르면, 진단 테스트는 검출 모드에서 트랜스듀서(102)의 서브 세트를 작동시킴으로써 세정 작동 중에 수행될 수 있는데, 그렇게 하는 것은 세정되는 물체에 전달되는 초음파 에너지를 감소시킨다 (즉, 트랜스듀서(102)의 일부는 그의 검출 모드에서 작동될 것이고, 따라서 세정 에너지를 세정 영역(106)으로 전달하지 않기 때문이다).
예시된 실시예에서, 모니터(120)는 프레임(104)으로부터 물리적으로 분리되는 것으로 개략적으로 나타낸다. 이러한 실시예에서, 모니터(120)는 트랜스듀서(102)에 전력을 공급하는 전력 케이블을 포함하는 적절한 배선/케이블을 통해 트랜스듀서(102)에 연결할 수 있다. 모니터(120)는 트랜스듀서(102)용 트랜스듀서 전원과 함께 배치될 수 있다. 모니터(120)는 트랜스듀서 (102)에 도입될 수 있다. 대안적으로, 모니터(120)는 트랜스듀서 영역(107) 내측에 배치될 수 있다.
모니터(120)는 트랜스듀서(102)의 히스토리 진단 테스트로부터의 데이터를 저장하여 시스템(100)의 시간/세정 사이클에 따른 열화의 검출을 용이하게 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 모니터(120)는 진단 테스트 중에 에너지 전달에 영향을 미치는 작동 유체의 다른 음향 조건을 식별하는데 사용된다 (예를 들어, 작동 유체의 용존 기체 농도, 작동 유체의 온도, 작동 유체의 정수압, 작동 유체 중의 부유 미립자 부하 또는 작동 유체의 유체 특성 (예를 들면, 증기압) 등)에 따라 달라질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 검출 및 전송 서브 세트의 중복 세트의 복수의 조합의 사용은 모니터가 이러한 비-트랜스듀서-의존 인자를 검출하는 것을 돕는다. 그 후 이와 같은 비-트랜스듀서-의존 인자의 영향은 필터링될 수 있으며, 따라서 모니터(120)는 (1) 트랜스듀서(102)와 벽(104a) 사이의 결합이 약해지거나 또는 파괴되는 것에 기인하는 전송 열화, 또는 (2) 전송 트랜스듀서 (102)에 의한 에너지 생성의 약화;를 표시하는 트랜스듀서-의존 변환에 집중할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 모니터(120)는 대안적으로, 예를 들어, 트랜스듀서 고유의 전송 열화 (예를 들어, 결함 트랜스듀서의 약화된 결합을 통해)의 영향을 필터링함으로써 세정 영역(106)에서의 작동 유체의 특성을 특성화하는데 사용될 수 있다. 작동 유체의 검출된 특성은 캐비테이션 강도에 영향을 미치고 따라서 작동 유체를 통한 에너지 감쇠에 영향을 미치는 용존 가스 함유량을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 검출된 특성은 진단 테스트 중에 에너지 전달에 영향을 주는 작동 유체의 임의의 하나 이상의 음향 조건 (예를 들어, 작동 유체 중의 용존 가스 농도, 작동 유체의 온도, 작동 유체의 정수압, 작동 유체 중의 부유 미립자 부하 또는 작동 유체의 유체 특성 (예를 들면 증기압) 등)을 추가적으로 및/또는 대안적으로 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 시스템(100)은 세정 사이클 중에 작동 유체가 사용되기 전에 세정 영역(106)내의 작동 유체를 탈기하는데 사용될 수 있다. 이러한 탈기는 트랜스듀서 (102)에 의해 수행될 수 있으며, 트랜스듀서(102)는 작동 유체 (예를 들어, 물)로부터 가스를 구동하도록 세정 영역(106)내의 작동 유체로 에너지를 향하도록 작동될 수 있다. 모니터(120)는 세정 영역(106)에 삽입되는 물체 (예를 들어, 핵연료 집합체)의 양호한 세정을 용이하게 하기 위해 유체가 충분히 탈기된 때를 검출하기 위해 이러한 탈기 중 (또는 이러한 탈기 사이의 간헐적인 정지 중)에 사용될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 모니터(120)는 컴퓨터, 트랜스듀서(102)에 전달되는 전력을 제어하는 전력 관리 장치, (에너지 검출 모드에서 작동할 때) 개개의 트랜스듀서(102)로부터 수신된 검출 신호를 수신하고 변환하여 이러한 신호를 모니터(120)의 컴퓨터의 프로세서에 공급하는 A/D 트랜스듀서, 데이터 저장 장치, 사용자가 시스템(100) 및 모니터(120)를 제어할 수 있게 하는 사용자 인터페이스, 디스플레이, 및 청각적 표시 시스템 (예를 들어, 스피커)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 모니터(120)의 컴퓨터는 본 명세서에서 설명하는 기능을 수행하도록 프로그램 된 하나 이상의 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령으로 프로그램 된 하나 이상의 물리적 프로세서 또는 다른 프로세서 및/또는 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 네트워크 (예를 들면, 이더넷, 인터넷 등) 또는 유선 또는 무선 기술을 통한 기타 컴퓨팅 플랫폼 (예를 들면, 이더넷, 광섬유, 동축 케이블, WiFi, 블루투스, 근거리 통신 또는 기타 기술)과의 정보 교환을 가능하게 하는 통신 회선 또는 포트를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 모니터(120)에 귀속되는 기능을 제공하기 위해 함께 동작하는 복수의 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치는 컴퓨팅 장치로서 함께 작동하는 컴퓨팅 플랫폼의 클라우드에 의해 구현될 수 있다.
모니터(120)의 데이터 저장장치는 정보를 전자적으로 저장하는 비 일시적인 저장 매체를 포함할 수 있다. 전자 저장 장치의 전자 저장 매체는 모니터(120)의 컴퓨터와 일체적으로 (예를 들어, 실질적으로 제거 불가능하게) 제공된 시스템 저장장치 또는 예를 들어 포트 (예를 들어, USB 포트, 파이어 와이어 포트, 등) 또는 드라이브 (예를 들면, 디스크 드라이브, 등)를 통해 컴퓨터에 착탈 가능하게 연결된 이동식 저장 장치 중 어느 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 데이터 저장 장치는 광학적으로 판독 가능한 저장 매체 (예를 들어, 광학 디스크 등), 자기적으로 판독 가능한 저장 매체 (예를 들어, 자기 테이프, 자기 하드 드라이브, 플로피 드라이브 등), 전기 전하-기반 저장 매체 (예를 들어, EEPROM, RAM 등), 고체 상태 저장 매체 (예를 들어, 플래시 드라이브 등), 및/또는 전자적으로 판독 가능한 다른 저장 매체를 포함할 수 있다. 데이터 저장 장치는 하나 이상의 가상 저장 리소스 (예를 들어, 클라우드 스토리지, 가상 사설망 및/또는 다른 가상 저장 리소스)를 포함할 수 있다. 데이터 저장장치는 소프트웨어 알고리즘, 컴퓨터의 프로세서에 의해 결정된 정보, 사용자 컴퓨팅 플랫폼으로부터 수신된 정보, 또는 컴퓨터가 본 명세서에 기술된 바와 같이 기능할 수 있게 하는 다른 정보를 저장할 수 있다.
모니터 (120)의 컴퓨터의 프로세서(들)는 컴퓨터에서의 정보 처리 능력을 제공하도록 프로그래밍 될 수 있다. 이와 같이, 프로세서는 디지털 프로세서, 아날로그 프로세서, 정보를 처리하도록 설계된 디지털 회로, 정보를 처리하도록 설계된 아날로그 회로, 스테이트 머신 및/또는 정보를 전자적으로 처리하기 위한 다른 메커니즘 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서는 복수의 처리 유닛을 포함할 수 있다. 이들 처리 유닛들은 물리적으로 동일한 장치 내에 위치될 수 있거나 또는 프로세서들은 협동하여 작동하는 복수의 장치들의 처리 기능을 나타낼 수 있다. 프로세서는 모니터(120) 또는 다른 서브 시스템의 본 명세서에서 설명되는 기능을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하도록 프로그램 될 수 있다. 프로세서는 소프트웨어; 하드웨어; 펌웨어; 소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어의 일부 조합; 및/또는 프로세서상의 처리 능력을 구성하기 위한 다른 메커니즘에 의해 컴퓨터 프로그램 명령을 실행하도록 프로그램 될 수 있다. 본 명세서에 기재된 모니터(120)에 의해 제공되는 기능성의 설명은 예시 목적을 위한 것이며, 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다.
다양한 실시예에 따르면, 모니터(120)는 트랜스듀서(102)의 진단 테스트의 결과를 다양한 하나 이상의 다양한 방법 중 어느 것으로 사용자에게 제공하는 정보 출력 장치를 포함한다. 하나 이상의 실시예에 따르면, 모니터(120)는, 진단 테스트의 결과를 나타내며, 어떠한 트랜스듀서(102)가 (예를 들어, 트랜스듀서(102)와 벽(104a) 간의 결합이 약화되기 때문에, 또는 트랜스듀서(102)가 원하는 양의 초음파 에너지를 생성하지 못하기 때문에) 결함이 있는 것으로 식별되는지 여부를 기록하는, 사용자 액세스 가능한 컴퓨터 (예를 들어, 스마트 폰, PC, 태블릿)에 신호 (예를 들어, 네트워크, 무선 또는 유선 접속을 통해)를 제공한다. 신호는 또한 분해의 정도를 나타낼 수 있다. 이들 또는 대안적인 실시예의 하나 이상에 따르면, 모니터(120)는 진단 테스트의 결과를 시각적으로 표시하는 시각 디스플레이 (예를 들어, LCD 스크린, 모니터, TV 등)를 포함한다. 이들 또는 대안적인 실시예의 하나 이상에 따르면, 모니터(120)는 (예를 들어, 트랜스듀서(102)의 고장을 식별함으로써) 진단 테스트의 결과를 청각적으로 사용자에게 경고하는 가청 경고 시스템 (예를 들어, 스피커)을 포함한다. 추가적으로 및/또는 대안적으로, 모니터(120)가 시스템 (100)의 에너지 전달 열화가 소정의 임계 값 (예를 들어, 세정 영역으로 전달될 것으로 예상되는 에너지의 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35% 감소)를 초과한다고 결정하는 경우, 모니터(120)는 정보 출력 장치를 통해 사용자에게 경고하고, 에너지 전달 열화 문제가 완화될 때까지 시스템(100)이 세정 사이클에 사용되는 것을 방지할 수 있다. 모니터(120)는 시스템(100)에 의해 세정되는 물체 (예를 들어, 핵연료 집합체)의 불충분한 세정을 회피하기 위해 열화 시 시스템(100)이 작동하는 것을 방지할 수 있다.
진단 테스트가 트랜스듀서(102) 또는 트랜스듀서(102)의 조합에 대한 전송 열화가 소정의 임계 값 (예를 들어, 5, 10, 15, 20%)를 초과한다고 표시하면,
모니터(120)는 출력 장치를 통해 (예를 들어, 디스플레이, 가청 경고, 별도의 사용자 액세스 가능 컴퓨터로 전송되는 정보를 통해) 사용자에게 정보를 제공할 수 있으며, 하나 이상의 트랜스듀서(102)는, 영향을 받은 트랜스듀서(102)의 추가 분석은 상기 열화가 약한 트랜스듀서/벽 결합에 의해 발생한 것인지 또는 트랜스듀서(102) 자체내의 결함에 의해 발생한 것인지 여부에 따라, 벽(104a)에보다 견고하게 부착되고, 고정되고 및/또는 교체되어야 한다.
하나 이상의 실시예에 따르면, 모니터(120)의 컴퓨터는 도 4에 나타낸 알고리즘/흐름도를 이용하여, 복수의 트랜스듀서(102)에 대한 일련의 진단 테스트를 수행한다. 알고리즘은 모니터(120)의 컴퓨터의 프로세서(들)에 의해 구현되는 프로그램/코드로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 알고리즘은 디지털 또는 아날로그 회로로서 구현될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 알고리즘은 전송 트랜스듀서(102)의 전송 전력 및/또는 주파수 (예를 들어, 트랜스듀서의 공진 주파수에 가까운 상이한 주파수)를 경시적으로 변화시키고, 이러한 전력 및/또는 주파수 변화가 트랜스듀서에 의해 수신된 신호에 어떻게 영향을 미치는지를 감시한다. 예를 들어, 알고리즘은 우선 전송 트랜스듀서(102)가 100% 전력으로 전송하도록 하고, 이어서 전송 트랜스듀서(102)가 50% 전력으로 전송할 수 있도록 할 수 있다. 수신 트랜스듀서(들)(102)에 의해 수신된 신호의 결과로서 얻어진 전력 및/또는 주파수 기반 차이는 특정의 열화 모드 또는 문제를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서/벽면 접착 열화는 전송 트랜스듀서(102)가 상이한 전력 레벨 또는 주파수에서 작동될 때보다 특정의 전력 레벨 또는 주파수에서 작동될 때 전송 전력을 상대적으로 더 극적인 감소를 초래할 수 있다.
단계(200)에서, 모니터(120)는 각각 전송 모드 및 검출 모드에서 트랜스듀서(102) 서브 세트의 선택된 조합을 작동시킨다. 단계(210)에서, 모니터(120)는 에너지 검출 모드에서 작동되는 트랜스듀서(102) 서브 세트로부터의 검출 신호를 수신하여 저장한다. 이 단계에서, 모니터(120)는 또한 신호들의 직접 비교를 용이하게 하기 위해 전송 트랜스듀서(102)로부터 데이터(예를 들어, 목표 전역 레벨을 유지하려는 트랜스듀서의 노력을 반영하는 데이터와 같은 트랜스듀서 자체의 동작과 관련됨)를 수집할 수 있다. 단계 (220)에서, 모니터는 모니터(120)가 모든 원하는 조합에 대한 검출 신호를 수신하고 저장하도록 트랜스듀서(102) 서브 세트의 모든 원하는 조합이 테스트 되었는지를 결정한다. 그렇지 않다면, 알고리즘은 단계(230)로 진행하며, 여기서 모니터(120)는 각각 전송 모드 및 검출 모드에서 서브 세트의 다음 원하는 조합을 작동시키고 단계 210으로 되돌아 간다. 단계들 (200-230)에서 모니터(120)에 의해 수행되는 진단 테스트 중에, 트랜스듀서(102) 중 하나, 복수, 대부분 또는 전부가 전송 및 검출 모드의 각각에서 교대로 사용될 수 있다. 따라서, 단계(200-230)에서 상이한 진단 테스트에 대해, 트랜스듀서(102) 중 하나, 몇몇 또는 모두가 각각의 모드 (에너지 전달 및 에너지 검출)에서 작동될 것이다.
트랜스듀서(102) 서브 세트의 원하는 모든 조합이 테스트되면, 알고리즘은 단계 240으로 진행하며, 여기서 모니터(120)는 트랜스듀서(102) 중 하나 이상이 에너지 전달을 저하시켰는지 여부 또는 그 정도를 결정하기 위해 서브 세트들의 다수의 테스트된 조합들로부터 검출 신호들을 분석한다. 다양한 실시예에 따르면, 이 분석은 검출된 신호를 저장 베이스 라인 신호 (예를 들어, 트랜스듀서(102)가 적절하게 작동하고 벽(104a)에 완전히 부착되어 있다는 것이 알려진 때 테스트 중에 얻어진 신호; 미리 결정된 임계 값)를 수신한다.
단계(250)에서, 모니터(120)는, 하나 이상의 트랜스듀서(102)가 진단 테스트 중에 열화된 에너지 전달을 나타내었는지 여부 또는 정도를 표시하는, 출력 장치 (예를 들어, 전술한 디스플레이, 스피커, 컴퓨터로 전송된 신호)를 통해 사용자에게 정보를 제공한다.
다양한 실시예에 따르면, 모니터(120)가 진단 테스트를 수행할 때마다, 모니터(120)는 시스템(100)의 트랜스듀서(102) 각각의 전달 열화를 평가한다. 대안적으로, 모니터(120)가 진단 테스트를 수행할 때마다, 모니터(120)는 트랜스듀서(102)의 순차적 부분을 평가하는 상이한 일련의 진단 테스트로 트랜스듀서(120)의 일부만 평가할 수 있다. 모든 트랜스듀서(102)의 평가는 각각의 일련의 진단 테스트 중에 바람직하지만, 예를 들어 가용 진단 시간이 제한된다면 (예를 들어, 일련의 핵연료 집합체의 세정 사이에서) 모든 트랜스듀서(102)보다 적게 평가될 수 있다.
예시된 실시예에서, 모니터(120)는 초음파 세정 시스템(100)의 트랜스듀서(102)에서 트랜스듀서 에너지 전달 열화를 진단하는데 사용된다. 그러나, 대안적인 실시예에 따르면, 모니터(120)는 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함하는 임의의 다른 시스템에서 트랜스듀서 에너지 전달 열화를 진단하는데 사용될 수 있다.
전술한 실시예는 다양한 실시예의 구조적 및 기능적 원리를 예시하기 위해 제공되며, 제한하는 것을 의도하지 않는다. 반면, 본 발명의 원리는 그의 의의 및 모든 변경, 개조 및/또는 치환 (예를 들어, 이하의 청구범위의 사상 및 범위 내에서의 변경)을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (26)

  1. 수중 초음파 세정 시스템에 있어서,
    내벽을 포함하는 프레임 조립체로서, 세정 영역이 내벽의 내측에 배치되고, 상기 세정 영역이 내부에 핵연료 집합체를 수용하도록 구성되는 프레임 조립체; 및
    복수의 초음파 트랜스듀서로서, 이들 각각이 폴리우레탄 접착제로 상기 내벽의 하나에 본딩되어 복수의 방사면을 형성하고, 상기 방사면이 트랜스듀서로부터 세정 영역으로 초음파 에너지를 전송하도록 배치되는 초음파 트랜스듀서;를 포함하고,
    상기 수중 초음파 세정 시스템은 원자력 플랜트의 수중 환경에 배치되도록 구성되고,
    상기 복수의 트랜스듀서는 적어도 10 와트/갤런의 세정 영역으로 벌크 전력 밀도를 전송하도록 구성되는 수중 초음파 세정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 접착제는 방사선 경화형 접착제를 포함하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 접착제는 퍼마본드(Permabond) PT326을 포함하는 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 프레임 조립체는 복수의 외벽을 더 포함하고, 상기 외벽은 내벽에 연결되고, 상기 내벽과 상기 외벽 사이에 배치된 수밀 트랜스듀서 영역 내에 상기 복수의 트랜스듀서를 둘러싸는 수중 초음파 세정 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 세정 시스템은 복수의 초음파 트랜스듀서를 사용하여 핵연료 집합체를 세정하도록 구성되는 시스템.
  8. 수중 초음파 세정 시스템으로서,
    내벽을 포함하는 프레임 조립체로서, 세정 영역이 내벽의 내측에 배치되고, 상기 세정 영역이 내부에 핵연료 집합체를 수용하도록 구성되는 프레임 조립체; 및
    복수의 초음파 트랜스듀서로서, 이들 각각이 3M DP-190 접착제로 상기 내벽의 하나에 본딩되어 복수의 방사면을 형성하고, 상기 방사면이 트랜스듀서로부터 세정 영역으로 초음파 에너지를 전송하도록 배치되는 초음파 트랜스듀서;를 포함하고,
    상기 수중 초음파 세정 시스템은 원자력 플랜트의 수중 환경에 배치되도록 구성되고,
    상기 복수의 트랜스듀서는 적어도 10 와트/갤런의 세정 영역으로 벌크 전력 밀도를 전송하도록 구성되는 수중 초음파 세정 시스템.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서, 상기 수중 초음파 세정 시스템은 복수의 초음파 트랜스듀서를 사용하여 핵연료 집합체를 세정하도록 구성되는 수중 초음파 세정 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 내벽은 상기 방사면을 규정하는 수중 초음파 세정 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 폴리우레탄 접착제로 상기 내벽 중 하나에 직접 본딩되어 상기 내벽이 상기 복수의 방사면을 형성하는 수중 초음파 세정 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 접착제는 내방사선성 접착제인 수중 초음파 세정 시스템.
  14. 제8항에 있어서, 상기 내벽은 상기 방사면을 규정하는 수중 초음파 세정 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 3M DP-190 접착제로 상기 내벽 중 하나에 직접 본딩되어 상기 내벽이 상기 복수의 방사면을 형성하는 수중 초음파 세정 시스템.
  16. 제8항에 있어서, 상기 프레임 조립체는 복수의 외벽을 더 포함하고, 상기 외벽은 내벽에 연결되고, 상기 내벽과 상기 외벽 사이에 배치된 수밀 트랜스듀서 영역 내에 상기 복수의 초음파 트랜스듀서를 둘러싸는 수중 초음파 세정 시스템.
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