KR102412794B1 - Measurement apparatus for determining cell size of nuclear fuel assembly spacer grid and Method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 핵연료집합체의 지지격자 셀크기 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것으로서, 두 개의 접촉부와 그 사이에 구비된 탄성부, 상기 접촉부의 위치 변화를 측정하는 변위측정부, 상기 접촉부의 위치를 변화시키는 구동부 등의 구성을 포함하여, 탄성부의 탄성을 이용하는 한편 간단한 구조로 지지격자의 셀크기로 정밀하게 측정할 수 있는 장치와 측정 방법이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring the cell size of a spacer grid of a nuclear fuel assembly. It is a device and a measurement method that can accurately measure the cell size of a spacer grid with a simple structure while using the elasticity of the elastic part, including the configuration of the driving part.
Description
본 발명은 핵연료집합체 지지격자의 셀크기 측정 장치와 이를 이용한 측정 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 직접 측정 장치를 지지격자의 셀 내부에 삽입하고, 탄성체를 이용하여 지지격자의 셀 크기를 측정하는 장치와 측정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for measuring the cell size of a spacer grid of a nuclear fuel assembly and a method for measuring the cell size using the same, and more particularly, to an apparatus for directly inserting a measuring apparatus into a cell of a spacer grid and measuring the cell size of the spacer grid using an elastic body and measurement methods.
핵연료집합체에서 지지격자는 연료봉을 지지하는 구조물이다. 핵연료의 연소가 진행되면서, 연료봉은 원자로의 고속 유동장 내에 배치되어 진동과 마모가 발생하고, 중성자 조사로 인해 성장, 휨 등의 현상이 일어난다. 이와 같은 조건에서 지지격자가 연료봉을 안정적으로 지지하는가는 핵연료의 건전성을 좌우하는 핵심 인자이다. In a nuclear fuel assembly, a spacer grid is a structure that supports fuel rods. As nuclear fuel combustion proceeds, fuel rods are disposed in a high-speed flow field of a nuclear reactor, and vibration and wear occur, and phenomena such as growth and warpage occur due to neutron irradiation. Whether the spacer grid stably supports the fuel rod under these conditions is a key factor influencing the soundness of nuclear fuel.
지지격자의 셀크기는 연료봉의 지지성능에 영향을 주며, 셀크기는 지지격자 셀의 중앙 높이에 위치하는 스프링과 상기 스프링의 맞은편 상하부에 위치하는 딤플 사이의 거리로 정의된다.(도1 참조) 연료봉 지지성능은 핵연료의 연소 중 중성자 조사로 인하여 점차 변화하므로, 이를 판단하기 위해 지지격자의 셀크기를 측정한다. 핵연료의 연소 후 지지격자의 셀크기를 측정하여 연료봉의 건전성 등 특성을 평가할 수 있으며, 상기 특성은 연소성능의 개선을 위해 필요하다. The cell size of the spacer grid affects the support performance of the fuel rod, and the cell size is defined as the distance between the spring located at the center height of the spacer grid cell and the dimples located at the upper and lower sides opposite to the spring. ) Since the fuel rod support performance gradually changes due to neutron irradiation during combustion of nuclear fuel, the cell size of the spacer grid is measured to determine this. By measuring the cell size of the spacer grid after combustion of nuclear fuel, characteristics such as soundness of fuel rods can be evaluated, and these characteristics are necessary for improving combustion performance.
지지격자의 셀크기는 핵연료집합체로부터 연료봉을 제거한 뒤 별도의 기구를 이용하여 저장조 내에서 경향을 파악할 수 있으나, 정밀측정이 필요한 경우는 핫셀 시험시설로 이송하여 안내관 및 계측관을 절단하고 측정한다. 그러나 방사화된 부품 등을 외부(ex. 핫셀 시험시설)로 이송하는 것은 쉽지 않으며, 많은 시간이 소요되어 측정 결과를 설계에 반영하기 어려운 점이 있다. The cell size of the spacer grid can be measured in the storage tank by using a separate instrument after removing the fuel rods from the nuclear fuel assembly. . However, it is not easy to transport radiated parts to the outside (ex. hot cell test facility), and it takes a lot of time, so it is difficult to reflect the measurement results in the design.
핫셀 시험시설이 아닐 경우, 물이 가득 찬 저장조 내에 보관된 지지격자의 셀크기 측정은 쉽지 않으며 국내는 발전소 저장조 내에서 셀크기를 측정해본 경험이 없다. 따라서, 간편한 방식으로 정밀하게 지지격자의 셀크기를 측정할 수 있는 기술의 개선이 필요하다. If it is not a hot cell test facility, it is not easy to measure the cell size of a space grid stored in a storage tank full of water, and there is no experience in measuring the cell size in a storage tank of a power plant in Korea. Therefore, it is necessary to improve the technology capable of accurately measuring the cell size of the space grid in a simple manner.
본 발명은 상술한 문제를 개선한 핵연료집합체의 지지격자 셀크기 측정 장치와 이를 이용한 측정 방법에 관한 것으로서, 저장조 내에 보관된 핵연료집합체의 지지격자 셀크기를 간단하고 정밀하게 측정 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention relates to an apparatus for measuring the space lattice cell size of a nuclear fuel assembly and a measuring method using the same, which has improved the above-described problem, and to provide a technology capable of simply and precisely measuring the space lattice cell size of a nuclear fuel assembly stored in a storage tank. The purpose.
본 발명은 지지격자 셀크기 측정 장치로서, 지지격자의 셀에 삽입되어 지지격자의 딤플 또는 지지격자의 스프링에 접촉할 수 있는 제1 접촉부와 상기 제1 접촉부와 소정의 간격을 두고 형성되며, 상기 제1 접촉부가 접촉하는 면의 반대 측에 형성된 지지격자의 딤플 또는 지지격자의 스프링에 접촉할 수 있는 제2 접촉부와 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 상부에 연결되며, 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 간격을 조절하는 구동부와 일단이 상기 제1 접촉부에 연결되고 타단이 상기 제2 접촉부에 연결된 탄성체인 탄성부와 상기 제1 접촉부 또는 상기 제2 접촉부가 일정하게 수평운동 하도록 형성된 가이드부와 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 간격의 변화를 측정하는 변위측정부와 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 간격을 조절하기 위해 상기 제1 접촉부 또는 상기 제2 접촉부에 가하는 힘의 크기를 측정하는 힘측정부 및 상기 변위측정부에서 측정된 값을 이용하여 지지격자의 셀크기를 산출하는 연산부를 포함한다. The present invention is an apparatus for measuring the cell size of a spacer grid, wherein a first contact portion that is inserted into a cell of the spacer grid and can contact a dimple of the spacer grid or a spring of the spacer grid is formed at a predetermined distance from the first contact portion, A second contact portion capable of contacting the dimple of the spacer grid or the spring of the spacer grid formed on the opposite side of the contact surface of the first contact portion is connected to the upper portion of the first contact portion and the second contact portion, the first contact portion and A driving unit for adjusting the interval of the second contact portion, an elastic portion having one end connected to the first contact portion and the other end connected to the second contact portion, and a guide formed to uniformly horizontally move the first contact portion or the second contact portion a displacement measuring unit for measuring a change in the distance between the first contact portion and the second contact portion, and a force applied to the first contact portion or the second contact portion to adjust the distance between the first contact portion and the second contact portion It includes a force measuring unit for measuring the size and a calculating unit for calculating the cell size of the spacer grid by using the value measured by the displacement measuring unit.
바람직하게는, 변위측정부는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 센서를 사용한다.Preferably, the displacement measuring unit uses an LVDT (Linear Variable Differential Transformer) sensor.
또한, 바람직하게는, 상기 가이드부는, 상기 제1 접촉부 또는 상기 제2 접촉부에 구비된 가이드핀 및 상기 제1 접촉부 또는 상기 제2 접촉부에 형성되며, 상기 가이드핀이 삽입되는 가이드홀을 포함한다.Preferably, the guide part includes a guide pin provided in the first contact part or the second contact part, and a guide hole formed in the first contact part or the second contact part, and into which the guide pin is inserted.
또한, 바람직하게는, 상기 탄성부는 스프링으로 형성되고, 상기 스프링의 내부에 상기 가이드핀이 위치한다.Also, preferably, the elastic part is formed of a spring, and the guide pin is located inside the spring.
또한, 바람직하게는, 상기 탄성부가 압축될 때, 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 간격이 소정의 간격보다 좁아지지 않도록 상기 제1 접촉부 또는 상기 제2 접촉부에 돌출되어 구비된 압축스토퍼를 더 포함한다.In addition, preferably, when the elastic part is compressed, a compression stopper protruding from the first contact part or the second contact part is further provided so that the distance between the first contact part and the second contact part does not become narrower than a predetermined distance. include
또한, 바람직하게는, 상기 압축스토퍼는 상기 가이드홀의 위치에 구비되고, 상기 가이드홀은 상기 압축스토퍼까지 연장되어 형성된다.Also, preferably, the compression stopper is provided at a position of the guide hole, and the guide hole is formed to extend to the compression stopper.
또한, 바람직하게는, 상기 탄성부가 인장될 때, 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 간격이 소정의 간격보다 넓어지지 않도록 제한하는 인장스토퍼를 더 포함한다.In addition, preferably, when the elastic part is tensioned, it further includes a tension stopper that limits the distance between the first contact part and the second contact part not to be wider than a predetermined distance.
본 발명의 지지격자 셀크기 측정 장치를 이용한 측정 방법으로서, 상기 셀크기 측정 장치를 셀에 삽입하는 제1 단계와 제1 접촉부와 제2 접촉부가 지지격자의 스프링과 딤플에 접촉할 때까지 간격을 늘리는 제2 단계와 제1 접촉부와 제2 접촉부가 지지격자의 스프링과 딤플에 접촉했을 때, 변위측정부에서 상기 간격의 변화량를 측정하는 제3 단계 및 연산부에서 상기 셀크기 측정 장치의 가로폭으로부터 상기 변화량을 연산하여 지지격자의 셀크기를 측정하는 제4 단계를 포함한다. As a measuring method using the spacer grid cell size measuring device of the present invention, the first step of inserting the cell size measuring device into the cell, and the first contact part and the second contact part until the first contact part and the second contact part contact the spring and the dimple of the space grid. In the second step of stretching and when the first contact portion and the second contact portion contact the spring and dimple of the spacer grid, the third step of measuring the amount of change in the distance in the displacement measuring unit and the calculation unit from the width of the cell size measuring device and a fourth step of measuring the cell size of the space grid by calculating the amount of change.
본 발명에 따르면, 지지격자를 핫셀 시험시설로 이송하지 않고, 저장조 내에서 셀크기를 측정할 수 있어 종래 대비 많은 시간과 노력이 절약된다.According to the present invention, it is possible to measure the cell size in the storage tank without transferring the space grid to the hot cell test facility, saving a lot of time and effort compared to the prior art.
또한, 측정에 걸리는 시간이 감소하므로 설계반영을 위한 피드백이 곧바로 가능하며 연구 시간 단축의 효과가 있다.In addition, since the measurement time is reduced, feedback for design reflection is immediately possible, which has the effect of shortening the research time.
또한, 구성이 간단하여 장치의 제작이 용이한 반면 고장 우려가 적으며, 선형변위 변환기의 사용으로 측정값의 정확도는 향상된다.In addition, the simple configuration makes it easy to manufacture the device, while the risk of failure is low, and the use of a linear displacement transducer improves the accuracy of the measurement value.
도1은 지지격자 셀의 단면을 도시한 것이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 지지격자 셀크기 측정장치를 도시한 것이다.
도3은 셀크기 측정장치를 지지격자 셀 내부에 삽입하여 셀크기를 측정하는 과정을 설명한다.
도4는 도3의 셀크기 측정 과정에서 접촉부재의 간격 변화에 따른 힘의 변화를 나타낸 그래프이다.
도5는 셀크기 측정 장치의 폭이 지지격자 셀크기보다 큰 경우 셀크기 측정 과정을 설명한다.
도6은 도5의 셀크기 측정 과정에서 접촉부재의 간격 변화에 따른 힘의 변화를 나타낸 그래프이다.1 shows a cross-section of a spacer lattice cell.
Figure 2 shows an apparatus for measuring the cell size of a space grid according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates a process of measuring the cell size by inserting the cell size measuring device into the spacer cell.
Figure 4 is a graph showing the change in force according to the change in the spacing of the contact member in the cell size measurement process of Figure 3;
5 illustrates a cell size measurement process when the width of the cell size measuring device is larger than the cell size of the space grid.
6 is a graph showing the change in force according to the change in the spacing of the contact member in the process of measuring the cell size of FIG.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Specific structural or functional descriptions presented in the embodiments of the present invention are only exemplified for the purpose of describing embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms. In addition, it should not be construed as being limited to the embodiments described herein, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다. Meanwhile, in the present invention, terms such as first and/or second may be used to describe various components, but the components are not limited to the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, within the scope not departing from the scope of the rights according to the concept of the present invention, the first component may be named as the second component, Similarly, the second component may also be referred to as a first component.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략하였다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the present invention, when it is determined that the description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the description thereof is omitted.
도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 셀크기 측정 장치(100)와 이를 이용해 셀크기를 측정하는 모습이 도시된다. 셀크기 측정 장치(100)는 지지격자 딤플(12) 또는 스프링(11)에 접촉할 수 있는 제1 접촉부(110)와 제2 접촉부(120)를(이하, “접촉부재”라고 함) 포함한다. 또한, 접촉부재 사이의 간격을 조절하는 구동부(190) 및 접촉부재 사이에 위치하는 탄성부(130)를 포함한다. 그리고, 접촉부재의 움직임을 안내하는 가이드부와 접촉부재의 간격 변화를 측정하는 변위측정부(160) 및 접촉부재에 작용하는 힘을 측정하는 힘측정부(170)를 포함한다. 또한, 변위측정부(150) 또는 힘측정부(170)의 측정값을 이용하여 지지격자의 셀크기를 산출하는 연산부(180)를 포함할 수 있다. 2 and 3, the cell
제1 접촉부(110)는 지지격자의 딤플(12) 또는 지지격자의 스프링(11)에 접촉할 수 있다. 제2 접촉부(120)는 제1 접촉부(110)와 소정의 간격을 두고 평행하게 형성되며, 상기 제1 접촉부가 접촉하는 면의 반대 측에 형성된 지지격자의 딤플(12) 또는 지지격자의 스프링(11)에 접촉한다. The
구동부(190)는 제1 접촉부(110)와 상기 제2 접촉부(120)의 상부에 연결되며, 제1 접촉부(110)와 제2 접촉부(120)의 간격을 조절하는 수단이다. 구동부(190)는 원격으로 동작이 가능한 기계적 구성으로서 제1 접촉부(110) 또는 제2 접촉부(120)를 수평 이동시킬 수 있다. 구동부(190)는 통상의 기술자에 의해 전술한 기능을 만족하는 공지 기술이 적용될 수 있다. The
탄성부(130)는 일단이 제1 접촉부(110)에 연결되고 타단이 제2 접촉부(120)에 연결된 탄성 물체로서 접촉부재 사이에 위치한다. 따라서, 제1 접촉부(110)와 상기 제2 접촉부(120)의 간격 조절 시 탄성력이 작용하며, 탄성부(130)는 스프링 또는 그밖에 탄성이 있는 부재를 포함할 수 있다. The
가이드부는 구동부(190)에서 제1 접촉부(110)와 제2 접촉부(120)의 간격을 조절할 때, 제1 접촉부(110) 또는 제2 접촉부(120)가 일정하게 수평운동 하도록 안내하는 수단이다. 가이드부는 제1 접촉부(110) 또는 제2 접촉부(120)에 수평으로 구비된 가이드핀(141)과 상기 가이드핀(141)이 삽입되도록 형성된 가이드홀(142)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 가이드핀(141)은 탄성부(130)의 스프링 내에 위치함으로써 셀크기 측정 장치(100)가 단순한 구조를 갖도록 한다. The guide part is a means for guiding the
가이드핀(141)은 가이드홀(142)의 내부에서 움직여 제1 접촉부(110) 또는 제2 접촉부(120)의 수평운동을 안내한다. 다만, 가이드 방식은 전술한 구성으로 한정되는 것은 아니며, 그 밖에 통상의 기술자가 적용할 수 있는 공지의 가이드 방식을 활용할 수 있다. The
변위측정부(160)는 제1 접촉부(110)와 제2 접촉부(120) 사이의 간격 변화를 측정하는 수단이다. 간격 변화를 정량적으로 확인할 수 있도록 눈금을 표시하거나, 센서를 사용할 수 있다. 센서는 LVDT(Linear variable differential transformer, 선형 가변 변위 변환기)를 사용하는 것이 바람직하다. 변위측정부(160)는 구동부(190) 또는 접촉부재에 연결되며, 측정방식이나 센서의 타입에 따라 통상의 기술자가 적절하게 적용할 수 있다. The
힘측정부(170)는 제1 접촉부(110)와 제2 접촉부(120)의 간격을 조절하기 위해 구동부(190)에서 제1 접촉부(110) 또는 제2 접촉부(120)에 가하는 힘을 측정하는 수단이다. 힘을 측정하는데 필요한 센서(로드셀, 스트레인 게이지 등)를 구비하여 구동부(190)에서 접촉부재에 가하는 힘을 실시간으로 측정할 수 있다. 힘측정부(170)에 의해 접촉부재 간격 변화에 따른 힘의 변화 또는 시간의 흐름에 따른 힘의 변화를 관찰할 수 있다. The
구동부(190)에서 접촉부재에 가하는 힘은 탄성부(130)의 탄성력에 의해 접촉부재의 간격에 따라 일정 기울기로 증가 또는 감소할 것이다. 그러나 접촉부재가 스프링(11) 또는 딤플(12)에 접촉하면, 스프링(11) 또는 딤플(12)의 탄성력도 함께 작용하여 접촉부재의 간격에 따른 힘의 기울기가 변화한다. The force applied to the contact member by the driving
따라서, 힘의 기울기가 변화하는 시점에 접촉부재가 스프링(11) 또는 딤플(12)에 접촉된 것을 확인할 수 있다. 힘측정부(170)는 구동부(190) 또는 접촉부재에 연결되며, 측정방식 또는 센서의 타입에 따라 적절하게 구비될 수 있다. Accordingly, it can be confirmed that the contact member is in contact with the
연산부(180)는 변위측정부(160) 또는 힘측정부(170)에서 측정된 값을 이용하여 지지격자의 셀크기를 산출하는 구성이다. 접촉부재가 스프링(11)과 딤플(12)에 접촉했을 때 변위측정부(160)에서 측정한 변위를 셀크기 측정 장치(100)의 초기 폭에서 빼거나 더하는 방식으로 지지격자의 셀크기를 산출할 수 있다. The calculating
도2를 참조하면, 인장스토퍼(152)는 제1 접촉부(110)와 제2 접촉부(120)의 간격이 소정의 간격을 넘지 않도록 제한하는 구성이다. Referring to FIG. 2 , the
인장스토퍼(152)는 접촉부재 중 어느 하나에 일단이 고정되고, 타단은 다른 접촉부재를 관통할 수 있다. 상기 인장스토퍼(152)의 타단은 관통한 접촉부재에서 빠지지 않도록 그 단부의 크기가 관통 구멍보다 크게 형성된다. 따라서, 접촉부재의 간격을 좁히는 것은 가능하지만, 일정 범위 이상으로 넓히는 것은 제한된다. 상기 관통 구멍을 통해 인장스토퍼(152)의 타단이 빠져나갈 수 없기 때문이다. 접촉부재는 인장스토퍼(152)의 타단이 위치한 부분에 홈(153)을 구비할 수 있다. One end of the
연장가이드(151)는 접촉부재의 간격이 멀어질 때 가이드핀(141)이 가이드홀(142)에서 이탈하지 않도록 하는 구성이다. 연장가이드(151)는 가이드홀(142)이 형성된 곳에 위치하며, 가이드핀(141)이 이탈하지 않도록 가이드 구간을 연장한다. The
도3 및 도4를 참조하면, 셀크기 측정 장치(100)의 초기 가로폭()이 지지격자의 셀크기보다 작은 경우에 셀크기를 측정하는 모습과 접촉부재의 간격 변화에 따른 힘의 변화를 도시한다.3 and 4, the initial width of the cell size measuring device 100 ( ) is smaller than the cell size of the spacer grid, the cell size is measured and the change in force according to the change in the spacing of the contact member is shown.
도3에서, 제1 접촉부(110)가 딤플(12)에 접촉한 상태를 기준으로 제2 접촉부(120)의 초기 위치가 점선으로 표현되고, 이때 셀크기 측정 장치(100)의 초기 가로폭은 l1이다. 그리고, 제1 접촉부(110)와 제2 접촉부(120) 사이의 간격을 넓혀서 제2 접촉부(120)가 스프링(11)에 닿은 순간의 모습이 실선으로 표현된다.In FIG. 3 , the initial position of the
초기 상태에서 제2 접촉부(120)가 스프링(11)에 접촉할 때까지 이동한 변위는 X1이다. 그 후, 제2 접촉부(120)는 스프링(11) 또는 딤플(12)의 저항을 받으면서 미세하게 더 이동하여 최종적으로 X2만큼 변위가 발생할 수 있다.The displacement moved from the initial state until the
도4는 도3에서 접촉부재의 간격 변화에 따라 힘측정부(170)에서 측정되는 힘의 크기를 도시한다. 접촉부재의 간격이 넓어질수록 탄성부(130)의 탄성력이 커지고 구동부(190)에서 접촉부재에 가하는 힘이 선형으로 증가한다. 그리고, 접촉부재가 스프링(11)과 딤플(12)에 접촉한 후 스프링(11)과 딤플(12)의 저항이 더해지므로 변위에 따른 힘의 기울기가 더 커진다. 즉, 도3에서 접촉부재의 간격이 X1만큼 늘어난 다음부터 힘의 기울기는 커진다. 이때, 힘의 기울기가 변화하는 시점이 접촉부재가 스프링(11)과 딤플(12)에 접촉한 시점이다. 따라서, 상기 시점에서의 변위(X1)를 이용하여 지지격자의 셀크기를 산출할 수 있으며, 식은 다음과 같다.FIG. 4 shows the magnitude of the force measured by the
[수학식1][Equation 1]
W = l 1 + X 1 W = l 1 + X 1
W: 지지격자의 셀크기W: cell size of spacer grid
l1: 셀크기 측정 장치의 초기 가로폭l 1 : Initial width of cell size measuring device
X1: 접촉부재의 간격이 스프링에 접촉할 때까지 늘어난 변위X 1 : Displacement increased until the gap of the contact member contacts the spring
도5 및 도6을 참조하면, 셀크기 측정 장치(100)의 초기 가로폭()이 지지격자의 셀크기보다 큰 경우에 셀크기를 측정하는 모습과 접촉부재의 간격 변화에 따른 힘의 변화를 도시한다.5 and 6, the initial width of the cell size measuring device 100 ( ) is larger than the cell size of the spacer grid, the cell size is measured and the change in force according to the change in the spacing of the contact member is shown.
도5에서, 제1 접촉부(110)가 딤플(12)에 접촉된 상태를 기준으로 제2 접촉부(120)의 초기 위치가 가장 바깥쪽(우측) 점선에 의해 표현된다. 또한, 측정 장치(100)를 셀에 삽입시키기 위해 접촉부재의 간격을 X3만큼 압축했을 때 위치는 안쪽(좌측) 점선으로 도시된다. X3의 크기는 측정 장치(100)를 셀에 삽입할 수 있는 정도이면 족하다.In FIG. 5 , the initial position of the
도6은 도5에서 접촉부재의 간격 변화에 따라 힘측정부(170)에서 측정되는 힘의 크기를 도시한다. 접촉부재의 간격이 X3만큼 줄어든 상태를 원점으로 시작하여 제2 접촉부(120)가 스프링(11)에 닿을 때까지 접촉부재의 간격을 넓힌다. 탄성부(130)는 압축상태에서 원래대로 되돌아가는 것이므로, 접촉부재의 간격이 벌어지면서 작용하는 탄성력이 감소한다. 따라서, 도6과 같이 힘측정부(170)에서 측정되는 힘의 크기는 점점 감소한다.FIG. 6 shows the magnitude of the force measured by the
접촉부재는 압축된 상태에서 X4만큼 벌어져 스프링(11)에 접촉하고, 스프링(11)과 딤플(12)의 저항을 받으면서 미세하게 더 움직여 최종적으로 X5만큼 변위가 발생할 수 있다. 이때, 힘측정부(170)와 변위측정부(160)를 통해 힘의 기울기가 변화하는 시점의 변위(X4)를 알 수 있으며, 이를 이용하여 지지격자의 셀크기를 산출할 수 있다. 식은 다음과 같다.In a compressed state, the contact member is spread by X 4 to contact the
[수학식2][Equation 2]
W= l 2 - X 3 + X 4 W= l 2 - X 3 + X 4
W: 지지격자의 셀크기W: cell size of spacer grid
l2: 셀크기 측정 장치의 초기 가로폭l 2 : Initial width of cell size measuring device
X3: 접촉부재의 간격을 압축한 변위X 3 : Displacement by compressing the gap of the contact member
X4: 접촉부재의 간격이 스프링에 접촉할 때까지 늘어난 변위X 4 : Displacement increased until the gap of the contact member contacts the spring
이하, 셀크기 측정 장치(100)를 이용한 지지격자의 셀크기 측정 방법을 설명한다.Hereinafter, a method for measuring the cell size of the spacer grid using the cell
먼저, 셀크기 측정 장치(100)를 셀에 삽입한다. 셀크기 측정 장치(100)는 원격으로 동작 가능한 기계 장치를 이용하여 저장조 내에 위치한 지지격자 셀에 삽입될 수 있다. 또한, 셀크기 측정 장치(100)의 가로폭에 따라 셀크기 측정 장치(100)를 압축한 후 셀에 삽입하는 것도 가능하다. First, the cell
그리고, 제1 접촉부(110)와 제2 접촉부(120)가 지지격자의 스프링(11)과 딤플(12)에 접촉할 때까지 간격을 늘린다. 이때, 힘측정부(170)와 변위측정부(160)는 접촉부재에 가하는 힘과 접촉부재의 간격의 변화를 측정한다.(X 1 , X 3 , X 4 등)Then, the gap is increased until the
제1 접촉부(110)와 제2 접촉부(120)가 지지격자의 스프링(11)과 딤플(12)에 접촉했을 때 간격의 변위를 측정하고, 측정값을 이용하여 지지격자의 셀크기를 산출한다.(수학식1, 수학식2 참조) 이때, 상기 변위에 따른 힘의 기울기가 변화하는 지점의 측정값을 이용하여 지지격자의 셀크기를 구한다. When the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백할 것이다. The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it will be apparent to those skilled in the art that various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention.
10: 지지격자 셀
11: 스프링
12: 딤플
100: 본 발명의 실시예에 따른 셀크기 측정 장치
110: 제1 접촉부
120: 제2 접촉부
130: 탄성부
141: 가이드핀
142: 가이드홀
151: 연장가이드
152: 인장스토퍼
153: 홈
160: 변위측정부
170: 힘측정부
180: 연산부
190: 구동부10: spacer cell
11: spring
12: dimple
100: cell size measuring device according to an embodiment of the present invention
110: first contact portion
120: second contact portion
130: elastic part
141: guide pin
142: guide hole
151: extension guide
152: tension stopper
153: home
160: displacement measuring unit
170: force measurement unit
180: arithmetic unit
190: driving unit
Claims (7)
상기 제1 접촉부와 소정의 간격을 두고 형성되며, 상기 제1 접촉부가 접촉하는 면의 반대 측에 형성된 지지격자의 딤플 또는 지지격자의 스프링에 접촉할 수 있는 제2 접촉부;
상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 상부에 연결되며, 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 간격을 조절하는 구동부;
일단이 상기 제1 접촉부에 연결되고 타단이 상기 제2 접촉부에 연결된 탄성체인 탄성부;
상기 제1 접촉부 또는 상기 제2 접촉부에 구비된 가이드핀과, 상기 제1 접촉부 또는 상기 제2 접촉부에 형성되어 상기 가이드핀이 삽입되는 가이드홀을 포함하여 상기 제1 접촉부 또는 상기 제2 접촉부가 일정하게 수평운동 하도록 구비된 가이드부;
상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 간격의 변화를 측정할 수 있는 변위측정부;
상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 간격을 조절하기 위해 상기 제1 접촉부 또는 상기 제2 접촉부에 가하는 힘의 크기를 측정할 수 있는 힘측정부; 및,
상기 변위측정부에서 측정된 값을 이용하여 지지격자의 셀크기를 산출하는 연산부;를 포함하며,
상기 탄성부가 인장될 때, 상기 가이드 핀이 상기 가이드홀에서 이탈하지 않도록 상기 가이드홀의 위치에서 가이드 구간을 연장한 연장가이드를 포함하는 지지격자의 셀크기 측정 장치.a first contact part which is inserted into the cell of the spacer grid and can contact the dimples of the spacer grid or the spring of the spacer grid;
a second contact portion formed at a predetermined distance from the first contact portion and capable of contacting the dimple of the spacer grid or the spring of the spacer grid formed on the opposite side of the surface in contact with the first contact portion;
a driving unit connected to upper portions of the first contact portion and the second contact portion and adjusting a distance between the first contact portion and the second contact portion;
an elastic part having one end connected to the first contact part and the other end connected to the second contact part;
The first contact portion or the second contact portion is constant, including a guide pin provided in the first contact portion or the second contact portion, and a guide hole formed in the first contact portion or the second contact portion and into which the guide pin is inserted. a guide unit provided for horizontal movement;
a displacement measuring unit capable of measuring a change in a distance between the first contact part and the second contact part;
a force measuring unit capable of measuring a magnitude of a force applied to the first contacting portion or the second contacting portion in order to adjust a distance between the first contacting portion and the second contacting portion; and,
It includes; a calculation unit for calculating the cell size of the space grid using the value measured by the displacement measuring unit;
and an extension guide extending a guide section from a position of the guide hole so that the guide pin does not deviate from the guide hole when the elastic part is tensioned.
변위측정부는,
LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 센서를 사용하는 것을 특징으로 하는 지지격자의 셀크기 측정 장치.According to claim 1,
Displacement measuring unit,
A cell size measuring device of a space grid, characterized in that it uses a LVDT (Linear Variable Differential Transformer) sensor.
상기 탄성부는 스프링으로 형성되고, 상기 스프링의 내부에 상기 가이드핀이 위치하는 것을 특징으로 하는 지지격자의 셀크기 측정 장치.According to claim 1,
The elastic part is formed of a spring, and the cell size measuring device of the spacer grid, characterized in that the guide pin is located inside the spring.
상기 탄성부가 인장될 때, 상기 제1 접촉부와 상기 제2 접촉부의 간격이 소정의 간격보다 넓어지지 않도록 제한하는 인장스토퍼를 더 포함하는 지지격자의 셀크기 측정 장치.According to claim 1,
When the elastic part is tensioned, the cell size measuring device of the spacer grid further comprising a tension stopper that limits the distance between the first contact part and the second contact part not to be wider than a predetermined distance.
상기 셀크기 측정 장치를 셀에 삽입하는 제1 단계;
제1 접촉부와 제2 접촉부가 지지격자의 스프링과 딤플에 접촉할 때까지 간격을 늘리는 제2 단계;
제1 접촉부와 제2 접촉부가 지지격자의 스프링과 딤플에 접촉했을 때, 변위측정부에서 상기 간격의 변화를 측정하는 제3 단계; 및
연산부에서 상기 셀크기 측정 장치의 가로폭으로부터 상기 제3 단계에서 측정한 값을 연산하여 지지격자의 셀크기를 측정하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지격자의 셀크기 측정 방법.In the method for measuring the cell size of a space grid using the cell size measuring device of claim 6,
A first step of inserting the cell size measuring device into the cell;
a second step of increasing the distance between the first contact portion and the second contact portion until they contact the springs and dimples of the spacer grid;
a third step of measuring a change in the distance in a displacement measuring unit when the first contact portion and the second contact portion contact the spring and the dimple of the spacer grid; and
A fourth step of measuring the cell size of the space lattice by calculating the value measured in the third step from the width of the cell size measuring device in the calculation unit;
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