KR102483201B1 - 원자로의 써멀 슬리브 제거장치 - Google Patents

원자로의 써멀 슬리브 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원자로의 고온관과 연결되는 고온관 밀림관의 내부에 설치된 써멀 슬리브를 효과적으로 제거할 수 있도록 된 원자로의 써멀 슬리브 제거장치에 관한 것이다
본 발명은 원자로의 고온관(10)과 연결된 고온관 밀림관(20)에 설치된 써멀 슬리브(30)를 제거하기 위한 제거장치로서, 상기 써멀 슬리브(30)를 커팅하여 제거하기 위한 제거유닛(100); 상기 원자로의 선단부에 지지되게 구비되고, 고온관(10)의 내부공간으로 인입되어 상기 제거유닛(100)을 고온관 밀림관(20)로 이송시켜 주는 이송유닛(200);으로 이루어지고, 상기 제거유닛(100)은, 상기 이송유닛(200)의 끝 단부에 일측이 힌지축(115)으로 결합되어 회동실린더(116)에 의해 수평각도가 조절되게 구비되는 상측이 개구된 통체로 된 외부몸체(110); 상기 외부몸체(110)의 상부 일부분을 감싼 상태로 결속되어 외부몸체(100)에서 상방으로 이동되도록 구비되고, 지지실린더(121)에 의해 상승이동되면서 상기 고온관(10)의 내부 상면에 지지되는 지지관(120); 상기 외부몸체(110)의 타측에 주변을 촬영하기 위해 설치되는 카메라(130); 상기 외부몸체(110)의 내부에 제1수직실린더(145)에 의해 상승이동 동작되도록 설치되는 내부몸체(140); 상기 외부몸체(110)의 중앙부에 수직으로 설치되고 실린더로드(151)가 내부몸체(140)를 관통하도록 구비되는 메인실린더(150) 및 상기 실린더로드(151)를 회전시키는 회전수단(155); 상기 내부몸체(140)의 상부에 수직커터 고정판(165)을 매개로 설치되고, 상기 써멀 슬리브(30)의 복수 부위를 수직방향으로 커팅하는 복수개의 수직커터(160); 상기 수직커터(160)의 상측에 위치되게 상기 실린더로드(151)에 수평커터 고정판(175)으로 고정되고, 상기 써멀 슬리브(30)를 수평방향으로 커팅하는 수평커터(170); 상기 실린더로드(151)의 상단부에 설치되고, 사방으로 돌출되면서 단부가 상기 고온관 밀림관(20) 또는 써멀 슬리브(30)의 내표면에 억지 가압되면서 지지되게 지지로드(181)가 구비된 노즐지지부(180);로 이루어진다.

Description

원자로의 써멀 슬리브 제거장치{Removing device for thermal sleeve in safety injection line of nuclear power plant}
본 발명은 원자로의 고온관과 연결되는 고온관 밀림관의 내부에 설치된 써멀 슬리브를 효과적으로 제거할 수 있도록 된 원자로의 써멀 슬리브 제거장치에 관한 것이다.
원자력 발전소의 원자로 주냉각계통에는 비상시 주냉각계통에 냉각수를 공급할 수 있도록 안전주입배관이 설치되며, 이 안전주입배관의 입구쪽에는 고온관(10)과의 연결을 위해 고온관 밀림관(20)이 구비되는데, 이 고온관 밀림관(20)의 내부에는 외부로부터 약 20℃ 전후의 냉각수가 약 280∼300℃의 주냉각계통의 냉각수에 공급되는 경우 갑작스러운 온도 변화에 따른 열충격으로 인해 고온관 밀림관의 내벽이 손상될 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 상하부가 개방된 원형관 형상의 써멀 슬리브(30)가 삽입 고정된다.
이때, 써멀슬리브를 고온관 밀림관의 내벽면에 그냥 끼우게 되면 써멀슬리브가 고정되지 못하고 안전주입배관 내부를 흐르는 냉각수의 흐름에 따라 유동될 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 고온관 밀림관에는 그 원주면을 따라 내측으로 움푹패인 띠 형상의 그루브(groove)를 형성한 다음, 이 부분에 써멀슬리브를 위치시킨 후, 써멀슬리브를 확관시켜 일부분이 그루브 내부로 압입되도록 함으로써 써멀슬리브가 고온관 밀림관의 내벽면에 밀착 고정되도록 하고 있다.
그러나 장기간의 원자로 운전에 따른 냉각수의 유동에 의해 써멀슬리브가 변형되어 고온관 밀림관으로부터 이탈될 우려가 있다. 이 경우 오히려 원자로 설비에 치명적인 손상을 가져올 수 있기 때문에 써멀슬리브의 제거가 요구되고 있다.
또한 써멀슬리브가 고온관 밀림관의 내벽면에 견고하게 부착된 경우에도 장기간 원자로를 운전함에 따라 그루브가 손상될 우려가 있으며, 이 경우에도 써멀슬리브를 먼저 제거한 후 그루브를 수리하여야 한다.
상기한 바와 같이 써멀슬리브의 일부분이 고온관 밀림관의 내벽면에 형성된 그루브 속에 확관에 의해 압입되어 있기 때문에 써멀슬리브를 고온관 밀림관으로부터 쉽게 제거하기가 곤란하며, 이에 따라 써멀슬리브를 제거하기 위해 고온관 밀림관의 상부 배관을 절단한 다음 써멀슬리브를 제거한 후, 다시 고온관 밀림관의 상부 배관을 용접으로 연결하는 방법이 채택되기도 하였으나, 이 방법은 고온관 밀림관의 상부를 절단 및 용접하여야 하기 때문에 작업에 상당한 시간이 소요되는 문제점과 절단 및 용접 과정에서 원자로의 안전을 위해할 수 있다는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2019-0058030호(2019.05.29. 콜드 레그와 에스아이 노즐사이에 써멀 슬리브를 고정하는 방법) 등록특허공보 제10-1034777호(2011.05.06. 원자로 안전주입 배관의 비손상식 써멀슬리브 제거방법)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 고온관 밀림관의 내부에 설치된 써멀 슬리브의 손상 등으로 이유로 써멀 슬리브를 제거하고자 할 경우에 이송유닛을 이용하여 고온관 밀림관의 설치 위치까지 제거유닛을 쉽게 이동시켜 줄 수 있고, 제거유닛을 고온관 밀림관에 안정적으로 지지시켜 놓은 상태로 써멀 슬리브를 수직절단 및 수평절단하여 효과적으로 제거할 수 있도록 된 원자로의 써멀 슬리브 제거장치를 제공함에 있다.
또한, 지지관을 상승시켜 고온관 밀림관 내부 상면에 지지시켜 줌으로써 제거유닛의 흔들림을 방지함은 물론, 그 안쪽으로 공간을 형성시켜 줌으로써 커팅작업 시 낙하되는 절삭칩(슬래브 조각 등)을 받쳐주도록 함으로써 절삭칩을 효과적으로 수거할 수 있도록 한 원자로의 써멀 슬리브 제거장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은, 원자로의 고온관(10)과 연결된 고온관 밀림관(20)에 설치된 써멀 슬리브(30)를 제거하기 위한 제거장치로서, 상기 써멀 슬리브(30)를 커팅하여 제거하기 위한 제거유닛(100); 상기 원자로의 선단부에 지지되게 구비되고, 고온관(10)의 내부공간으로 인입되어 상기 제거유닛(100)을 고온관 밀림관(20)로 이송시켜 주는 이송유닛(200);으로 이루어지고, 상기 제거유닛(100)은, 상기 이송유닛(200)의 끝 단부에 일측이 힌지축(115)으로 결합되어 회동실린더(116)에 의해 수평각도가 조절되게 구비되는 상측이 개구된 통체로 된 외부몸체(110); 상기 외부몸체(110)의 상부 일부분을 감싼 상태로 결속되어 외부몸체(100)에서 상방으로 이동되도록 구비되고, 지지실린더(121)에 의해 상승이동되면서 상기 고온관(10)의 내부 상면에 지지되는 지지관(120); 상기 외부몸체(110)의 타측에 주변을 촬영하기 위해 설치되는 카메라(130); 상기 외부몸체(110)의 내부에 제1수직실린더(145)에 의해 상승이동 동작되도록 설치되는 내부몸체(140); 상기 외부몸체(110)의 중앙부에 수직으로 설치되고 실린더로드(151)가 내부몸체(140)를 관통하도록 구비되는 메인실린더(150) 및 상기 실린더로드(151)를 회전시키는 회전수단(155); 상기 내부몸체(140)의 상부에 수직커터 고정판(165)을 매개로 설치되고, 상기 써멀 슬리브(30)의 복수 부위를 수직방향으로 커팅하는 복수개의 수직커터(160); 상기 수직커터(160)의 상측에 위치되게 상기 실린더로드(151)에 수평커터 고정판(175)으로 고정되고, 상기 써멀 슬리브(30)를 수평방향으로 커팅하는 수평커터(170); 상기 실린더로드(151)의 상단부에 설치되고, 사방으로 돌출되면서 단부가 상기 고온관 밀림관(20) 또는 써멀 슬리브(30)의 내표면에 억지 가압되면서 지지되게 지지로드(181)가 구비된 노즐지지부(180);로 이루어진다.
상기 외부몸체(110)는, 평면형상이 '⊂' 또는 '⊃' 형상으로 형성되고, 일측이 상기 힌지축(115)과 회동실린더(116)에 의해 상기 이송유닛(200)의 단부와 연결되어 수평각도가 조절되게 구비되는 각도조절부(111); 상기 각도조절부(111)의 서로 마주보는 양측단부에 양측벽이 결합되어 지되, 높이조절실린더(113)에 의해 높이조절되게 설치되는 외부 하우징(112)으로 구성된다.
상기 외부몸체(110)의 내측벽에는 수직방향으로 제1수직안내레일(113)이 설치되고, 상기 내부몸체(140)는, 상면이 개구되고, 상기 외부몸체(110)의 내부에 위치된 상태로 외측면에 형성된 레일브라켓이 상기 제1수직안내레일(113)에 결속되어 상기 제1수직실린더(145)에 의해 수직상방으로 이동되게 설치되는 제1이동몸체(141); 상기 제1이동몸체(141)의 내측면에 수직방향으로 설치되는 제2수직안내레일(142); 상기 제1이동몸체(141)의 내부에 위치된 상태로 외측면에 형성된 레일브라켓이 상기 제2수직안내레일(142)에 결속되어 복수개의 제2수직실린더(146)에 의해 수직상방으로 이동되게 설치되는 제2이동몸체(144);로 구성된다.
상기 회전수단(155)은, 상기 실린더로드(151)의 하부 외표면에 길이방향을 따라 형성되는 복수개의 결속홈(156)과, 상기 실린더로드(151)가 관통하는 상기 제2이동몸체(144)의 중앙에 회전가능하게 설치되고, 내주면에는 상기 실린더로드(151)에 끼워져 결속홈(156)에 결속되도록 결속돌기(157a)가 형성된 회전기어(157)와, 상기 제2이동몸체(144)의 일측에 설치되고 구동축에 결합된 구동기어(159a)가 상기 회전기어(157)와 직간접으로 기어결합되어 상기 실린더로드(151)를 회전시키는 구동모터(159)로 구성된다.
상기 내부몸체(140)의 상부에는 상기 메인실린더(150)의 작동으로 실린더로드(151)가 설정된 위치만큼 인출된 경우에 실린더로드의 상하 이동이 제한되도록 로드위치 고정수단이 구비되고, 상기 로드위치 고정수단은 상기 실린더로드(151)의 중간부분에 둘레면을 따라 형성되는 걸림홈(152)과, 상기 제2이동몸체(144)의 상면에 수평으로 설치되어 로드의 인출동작 시 상기 걸림홈(152)으로 인입되어 걸려지도록 로드 고정실린더(153)로 구성된다.
상기 수직커터(160)는 상기 수직커터 고정판(165)의 상면에 실린더로드(151)를 중심으로 3 ~ 4개가 서로 일정 각도 간격으로 설치되어 수직커터 이동수단(161)에 의해 각 방향으로 수평이동되게 구비되고, 상기 수직커터 이동수단(161)은, 상기 수직커터 고정판(165)의 상면에 해당 방향으로 수평 설치되는 수직커터 이동레일(162)과, 상기 수직커터 이동레일(162)에 결속되어 수직커터 이동레일을 따라 이동되게 형성된 수직커터 고정블록(163)과, 상기 수직커터 고정판(165)과 수직커터 고정블록(163) 간에 설치되어 상기 수직커터 고정블록(163)을 수평이동시키는 수직커터 이동실린더(164)로 구성된다.
상기 수평커터(170)는 상기 수평커터 고정판(175)의 상면에 수평커터 이동수단(171)에 의해 수평이동되게 설치되고, 상기 수평커터 이동수단(171)은, 상기 수평커터 고정판(175)의 상면에 수평 설치되는 수평커터 이동레일(172)과, 상기 수평커터 이동레일(172)에 결속되어 수평커터 이동레일을 따라 이동되게 형성된 수평커터 고정블록(173)과, 상기 수평커터 고정판(175)과 수평커터 고정블록(173) 간에 설치되어 상기 수평커터 고정블록(173)을 수평이동시키는 수평커터 이동실린더(174)로 구성된다.
상기 실린더로드(151)의 최상단부에는 상기 노즐지지부(180)의 상측을 커버해주도록 상부커버(190)가 설치된다.
상기 이송유닛(200)은, 상기 원자로의 선단부에 안착되고, 좌우측 하부에는 원자로에 형성된 스터드볼트 체결부에 삽입되어 결속되도록 하면에 결속돌기(212)가 돌출된 안착판(211)이 각각 형성된 결속부(210); 상기 결속부(210)의 중앙부에 수직 하방으로 형성되고, 복수개의 수직 인출관(221)이 서로 겹쳐진 상태로 수직이송실린더(222)에 의해 다단 인출되게 형성된 수직 이송부(220); 상기 수직 이송부(220)의 최내측 수직 인출관(221)의 단부에 결합되어 수평방향으로 형성되고, 복수개의 수평 인출관(231)이 서로 겹쳐진 상태로 수평이송실린더(232)에 의해 다단 인출되게 형성된 수평 이송부(230);로 구성되고, 상기 수평 이송부(230)의 최내측 수평 인출관(231)의 단부에 상기 외부몸체(110)의 일측이 힌지축(115)과 회동실린더(116)로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성으로 이루어진 본 발명에 따르면, 써멀 슬리브를 제거하기 위한 제거유닛을 고온관의 내부로 쉽게 이동시켜 줄 수 있음은 물론 고온관 밀림관 내부에 제거유닛을 안정적으로 지지 고정시킨 상태로 써멀 슬리브를 수평 및 수직절단하여 제거할 수 있음으로써 작업이 용이하고, 고온관 밀림관의 손상없이 신속하고 효과적으로 제거작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제거과정에서 절단된 절삭칩(써멀 슬리브 조각)이 외부로 비산되지 않고 지지관에 의해 형성된 내측 공간으로 낙하되어 보관됨으로써 써멀 슬리브를 효과적으로 커팅 및 수거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 원자로의 써멀 슬리브 제거장치를 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 제거유닛을 보인 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 제거유닛의 단면 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 외부몸체를 보인 발췌도,
도 5는 본 발명에 따른 외부몸체의 상부에 설치되는 지지관을 보인 분리도,
도 6은 본 발명에 따른 내부몸체(제1이동몸체, 제2이동몸체)와 외부몸체의 결속상태를 보인 평단면도,
도 7은 본 발명에 따른 제1이동몸체의 내부에 수직이동되게 설치되는 제2이동몸체를 보인 상태도,
도 8은 본 발명에 따른 제1이동몸체를 이동시키는 제1수직실린더를 보인 단면상태도,
도 9는 본 발명에 따른 제2이동몸체를 수직이동시키는 제2수직실린더를 보인 상태도,
도 10은 본 발명에 따른 수직 커터를 보인 발췌도,
도 11은 본 발명에 따른 수평 커터를 보인 발췌도,
도 12는 본 발명에 따른 실린더로드를 회전시키기 위한 회전수단을 보인 발췌도,
도 13은 본 발명에 따른 노즐지지부를 보인 저면 사시도,
도 14는 본 발명에 따른 제거유닛을 고온관 밀림관에 지지시킨 상태에서 고온관 밀림관 내부로 수직 커터와 수평 커터를 상승 이동시켜 놓은 상태도,
도 15는 본 발명에 따른 원자로에 설치되는 이송유닛을 보인 단면상태도,
도 16은 본 발명에 따른 이송유닛을 이용하여 제거유닛을 고온관 밀림관의 하부로 이송시킨 상태도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자로의 써멀 슬리브 제거장치를 상세히 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원자로의 써멀 슬리브 제거장치는 원자로의 고온관(10)과 연결된 고온관 밀림관(20)의 내부에 설치된 써멀 슬리브(30)를 제거하기 위한 장치이다.
구체적으로, 상기 써멀 슬리브(30)를 커팅하여 제거하기 위한 제거유닛(100)과, 고온관(10)의 내부공간으로 인입되도록 구비되어 상기 제거유닛(100)을 고온관 밀림관(20)로 이송시켜 주는 이송유닛(200);으로 이루어진다.
상기 제거유닛(100)은 크게 외부몸체(110)와, 지지관(120)과, 카메라(130)와, 내부몸체(140)와, 메인실린더(150)와, 회전수단(155)과, 수직커터(160)와, 수평커터(170) 및 노즐지지부(180)으로 구성된다.
외부몸체(110)는 상측이 개구된 통체로 형성되어 있으며, 상기 이송유닛(200)의 끝 단부, 바람직하게는 후술되는 이송유닛(200)의 수평 인출관(231) 중 최내측 수평 인출관의 단부에 연결된다.
외부몸체(110)는 일측이 최내측 수평 인출관의 단부에 힌지축(115)과 회동실린더(116)로 결합되어 있으며, 회동실린더(116)의 작동에 의해 수평각도가 조절되게 구비된다.
이때, 외부몸체(110)는 수평각도의 조절과 함께 높이 조절이 가능하도록 형성된다.
이를 위해, 상기 외부몸체(110)는 수평각도의 조절을 위한 각도조절부(111)와, 각도조절부(111)에 높이조절실린더(113)에 의해 높이조절되게 설치되는 외부 하우징(112)로 구성된다.
상기 각도조절부(111)는 평면형상이 '⊂' 또는 '⊃' 형상으로 형성되는 것이고, 일측이 상기 힌지축(115)과 회동실린더(116)에 의해 상기 이송유닛(200)의 최내측 수평 인출관과 연결되게 구비된다.
외부 하우징(112)은 상기 각도조절부(111)의 서로 마주보는 양측단부에 양측벽이 결합되어 각도조절부의 내측공간에 구비되는 것이며, 결합부위가 높이조절실린더(113)를 매개로 결합되어 높이조절실린더(113)의 작동에 의해 높이조절되게 설치된다.
따라서, 상기 제거유닛(100)은 이송유닛(200)에 의해 고온관(10)의 내부를 통해 고온관 밀림관(20)의 아래쪽으로 이송된 상태에서 수평각도 조절과 높이조절을 통해 정확한 위치에 안착시켜 놓을 수 있게 된다.
지지관(120)은 상기 외부몸체(110)의 상부 일부분을 감싼 상태로 결속되어 외부몸체(100)에서 상측방향으로 상승이동되도록 구비되는 것이고, 지지실린더(121)에 의해 상측방향으로 이동동작되면서 상기 고온관(10)의 내부 상면에 지지되어 진다.
이러한 지지관(120)은 제거유닛(100)의 흔들림을 방지하는 역할을 수행하면서도 써멀 슬리브의 절단 작업시 절단되어 낙하되는 절삭칩(써멀 슬리브 조각)이 외부로 비산되지 않고 지지관(120)에 의해 형성된 내측 공간으로 낙하되어져 수거할 수 있도록 안내하는 역할을 하게 된다.
상기 지지관(120)의 상단부에는 고온관(10)의 내부 상면에 밀착되도록 유도함은 물론 손상이나 파손 방지를 위해 고무재질의 가스켓이 구비될 수 있다.
도시된 도면에서 외부몸체(110)가 사각통체로 형성됨에 따라 상기 지지관(120)도 사각관 형태로 형성된다.
카메라(130)는 상기 외부몸체(110)의 타측에 주변을 촬영하기 위해 설치되는 것이며, 카메라가 설치되어 있음으로써 상기 이송유닛(200)을 이용하여 제거유닛(100)을 이송시킬 경우에 고온관(10)의 내벽면에 부딪히지 않은 채 고온관 밀림관(20)의 아래쪽 해당위치로 안전하게 이송시켜 줄 수 있게 된다.
또한, 카메라를 이용하여 고온관 밀림관(20)의 입구부분을 확인할 수 있음으로써 제거유닛의 수평각도를 조절하여 절삭부 즉, 수직커터와 수평커터를 고온관 밀림관의 내부로 정확하게 상승이동시킬 수 있게 된다.
내부몸체(140)는 상기 외부몸체(110)의 내부 공간에 설치되며, 제1수직실린더(145)에 의해 상승이동되면서 외부몸체(110)의 상측으로 인출되도록 구비된다.
이러한 내부몸체(140)는 상승이동 동작 과정에서 흔들림을 방지하기 위해 상기 외부몸체(110)에 결속된 상태로 높이조절되는 것이며, 결속을 위해 상기 외부몸체(110)의 내측벽에는 수직방향으로 제1수직안내레일(113)이 설치되어 있으며, 내부몸체(140)의 외측벽에는 제1수직안내레일(113)에 결속되도록 레일브라켓(미부호)이 설치되어 있다.
본 발명에서 상기 내부몸체(140)는 상승이동시 이동거리를 길게 하기 위해 하나가 아닌 2개의 몸체로 이루어져 있다.
즉, 내부몸체(140)는 첨부된 도면에서와 같이 제1이동몸체(141)와, 제2수직안내레일(142) 및 제1이동몸체(141)의 내부에 구비되는 제2이동몸체(144)로 구성된다.
상기 제1이동몸체(141)는 상면이 개구되어 있고, 상기 외부몸체(110)의 내부에 위치된 상태로 외측면에 형성된 레일브라켓이 상기 제1수직안내레일(113)에 결속되도록 구비되어 있으며, 제1수직실린더(145)에 의해 수직상방으로 상승 이동되게 설치된다.
상기 제2수직안내레일(142)은 상기 제1이동몸체(141)의 내측면에 수직방향으로 설치된다.
상기 제2이동몸체(144)는 상기 제1이동몸체(141)의 내부에 위치되는 것이고, 외측면에는 레일브라켓이 형성되어 상기 제2수직안내레일(142)에 결속되어 있으며, 복수개의 제2수직실린더(146)에 의해 상하 이동되게 설치된다.
즉, 내부몸체(140)를 이루는 제1이동몸체(141)와 제2이동몸체(144)는 모두 수직방향으로 상승 및 하강 이동될 수 있는 구조로 이루어져 있는 것이며, 제1수직실린더와 제2수직실린더에 의해 승하강되어 진다.
여기서, 상기 제2수직실린더(146)가 복수개 구비됨으로써 상기 제2이동몸체(144)를 세밀하게 상하 이동동작시켜 주면서 수직커터의 높이를 조절하여 수직 커팅작업을 수행하게 된다.
따라서, 상대적으로 좁은 공간에서 상기 제2이동몸체(144)를 효과적으로 승하강이동시켜 주면서 수직커팅 작업을 수행할 수 있게 되며, 메인실린더에 의해 승하강 이동되는 수평커터의 수평 커팅작업을 원활하게 수행할 수 있는 것이다.
첨부된 도면에서 상기 제2수직실린더(146)는 3개의 실린더를 사용하고, 승하강 동작시 흔들림을 방지하기 위해 좌우 양측에 각각 설치된 것으로 도시하였다.
메인실린더(150)는 상기 외부몸체(110)의 중앙부에 수직으로 설치되어 있고, 실린더로드(151)가 내부몸체(140)를 관통하여 상방으로 노출되도록 구비된다.
여기서, 상기 실린더로드(151)는 회전수단(155)과 연결되어 회전수단에 의해 회전되도록 구비되어 있다.
구체적으로, 상기 회전수단(155)은 상기 실린더로드(151)의 하부 외표면에 길이방향을 따라 형성되는 복수개의 결속홈(156)과, 상기 실린더로드(151)에 끼워져 결속홈(156)에 결속되도록 내주면에 결속돌기(157a)가 형성된 회전기어(157)와, 상기 회전기어(157)와 기어결합되는 구동기어를 구비한 구동모터(159)로 구성된다.
상기 회전기어(157)는 상기 실린더로드(151)가 관통하는 상기 제2이동몸체(144)의 중앙에 회전가능하게 설치되어 있다.
상기 구동모터(159)는 상기 제2이동몸체(144)의 내부 일측에 설치되어 있고, 구동축에 결합된 구동기어가 상기 회전기어(157)와 직접 또는 간접으로 기어결합되어 있다.
회전기어(157)는 구동모터(159)의 구동력으로 회전되면서 상기 실린더로드(151)를 회전시키게 되는데, 상기 실린더로드(151)가 인출되어 하부 외주면에 형성된 결속홈(156)이 결속돌기(157a)에 결속된 상태에서만 회전되어 진다.
따라서, 메인실린더(150)의 작동으로 실린더로드(151)가 인출되어 일정 높이에 이르도록 상승이동된 경우에 상기 결속돌기에 결속홈이 결속되면서 구동모터의 구동력을 전달받아 회전될 수 있는 것이다.
이때, 실린더로드(151)가 정위치에 도달한 경우에만 회전될 수 있도록 하면서도, 회전 중 실린더로드(151)의 인출길이를 고정하여 상하 이동이 제한되도록 로드위치 고정수단이 구비된다.
로드위치 고정수단은 상기 실린더로드(151)의 중간부분에 둘레면을 따라 형성되는 걸림홈(152)과, 상기 제2이동몸체(144)의 상면에 수평으로 설치되어 로드의 인출동작 시 상기 걸림홈(152)으로 로드가 인입되어 걸려지도록 구비되는 로드 고정실린더(153)로 구성된다.
따라서, 로드 고정실린더(153)의 로드 단부가 걸림홈(152)에 인입되어 걸리면서 상기 실린더로드(151)의 상하 이동이 제한되는 것이며, 이 상태에서 상기 회전수단에 의해 실린더로드(151)가 회전되는 것이다.
수직커터(160)는 상기 내부몸체(140)의 상부에 수직커터 고정판(165)을 매개로 설치되어 있고, 내부몸체(140)와 함께 상승 또는 하강이동되어 진다.
수직커터(160)는 상기 써멀 슬리브(30)의 복수 부위를 수직방향으로 커팅하게 되는 것이며, 써멀 슬리브가 원형관 형태로 형성되어 있기 때문에 효과적으로 써멀 슬리브를 커팅시켜 주도록 복수개 설치된다.
상기 수직커터(160)는 상기 수직커터 고정판(165)의 상면에 실린더로드(151)를 중심으로 3 ~ 4개가 서로 일정 각도 간격으로 설치되어 진다.
바람직하게는 도시된 바와 같이, 상기 수직커터(160)를 90°간격으로 4개를 설치하여 커팅할 수 있다.
이때, 상기 수직커터(160)는 수직커터 이동수단(161)에 의해 각각의 방향으로 수평이동되게 구비되어 진다.
상기 수직커터 이동수단(161)은 일예로서, 상기 수직커터 고정판(165)의 상면에 해당 방향으로 수평 설치되는 수직커터 이동레일(162)과, 상기 수직커터 이동레일(162)에 결속되어 수직커터 이동레일을 따라 이동되게 형성된 수직커터 고정블록(163)과, 상기 수직커터 고정판(165)과 수직커터 고정블록(163) 간에 설치되어 상기 수직커터 고정블록(163)을 수평이동시키는 수직커터 이동실린더(164)로 구성된다.
따라서, 수직커터 이동실린더(164)를 작동시켜 수직커터 고정블록(163)을 이동시켜 줌으로써 수직커터(160)를 써멀 슬리브의 내주면으로 이동시켜 줄 수 있는 것이다.
수평커터(170)는 써멀 슬리브(30)를 수평방향으로 커팅하기 위해 구비되는 커터로서, 상기 수직커터(160)의 상측에 위치되게 상기 실린더로드(151)에 수평커터 고정판(175)으로 고정되어 있으며, 실린더로드와 함께 상승 및 하강이동되도록 구비된다.
상기 수평커터(170)는 실린더로드(151)의 회전에 의해 수평회전되면서 써멀 슬리브를 수평 커팅하게 된다.
상기 수평커터(170)의 경우에도 수직커터(160)와 같이 써멀 슬리브(30)의 내주면으로 이동시켜 주기 위해 상기 수평커터 고정판(175)의 상면에 수평커터 이동수단(171)에 의해 수평이동되게 설치되어 진다.
상기 수평커터 이동수단(171)은 일예로서, 상기 수평커터 고정판(175)의 상면에 수평 설치되는 수평커터 이동레일(172)과, 상기 수평커터 이동레일(172)에 결속되어 수평커터 이동레일을 따라 이동되게 형성된 수평커터 고정블록(173)과, 상기 수평커터 고정판(175)과 수평커터 고정블록(173) 간에 설치되어 상기 수평커터 고정블록(173)을 수평이동시키는 수평커터 이동실린더(174)로 구성된다.
상기 수직커터(160)와 수평커터(170)는 모터의 구동력에 의해 회전되는 칼날을 구비한 것으로, 공지의 전기커터의 구조와 동일하거나 유사한 구조로 형성된다.
본 발명에서 상기 수직커터(160)와 수평커터(170)는 상기 고온관 밀림관(20)의 내부로 인입된 상태에서 각각 수직커터 이동수단과 수평커터 이동수단에 의해 써멀 슬리브(30)의 내주면으로 위치 이동되며, 위치 이동되면서 써멀 슬리브를 커팅하게 된다.
상기 수직커터 이동수단과 수평커터 이동수단의 최대 행정거리는 고온관 밀림관의 손상없이 써멀 슬리브만을 커팅하여 절삭시켜 줄 수 있는 위치에까지 이동될 수 있는 정도로 설정되어 있음이 바람직할 것이다.
따라서, 수직커터와 수평커터를 이용하여 써멀 슬리브를 제거할 경우에 과다한 절삭에 의해 고온관 밀림관의 내벽면이 손상되는 것을 방지할 수 있게 되며, 써멀 슬리브만을 정확하게 절삭시켜 제거할 수 있는 것이다.
상기 수직커터(160)는 커팅 시 제1수직실린더와 제2수직실린더의 작동에 의해 커팅 높이가 변경되면서 써멀 슬리브를 수직으로 커팅하게 되는 것이며, 상기 수평커터(170)는 회전수단에 의해 회전되는 실린더로드와 함께 수평회전되면서 써멀 슬리브를 수평방향으로 커팅하게 되는 것이다.
노즐지지부(180)는 상기 실린더로드(151)의 상단부에 회동가능하게 설치되어 있고, 지지로드(181)가 구비되어 사방으로 돌출되면서 단부가 상기 고온관 밀림관(20) 또는 써멀 슬리브(30)의 내표면에 억지 가압되면서 지지되어 진다.
상기 노즐지지부(180)는 실린더구조로 형성되는 것으로, 복수개의 지지로드가 사방을 향하도록 구비되어 공압 또는 유압에 의해 인출되면서 상기 고온관 밀림관(20) 또는 써멀 슬리브(30)의 내표면에 지지된다.
상기 노즐지지부(180)에 의해 안정적으로 지지된 상태에서 커팅작업이 수행됨에 따라 수직커터와 수평커터를 이용한 써멀 슬리브의 커팅 작업시 흔들림없이 커팅작업을 수행할 수 있게 된다.
여기서, 본 발명에서 상기 실린더로드(151)의 최상단부에는 상기 노즐지지부(180)의 상측을 커버해주도록 상부커버(190)가 설치된다.
상기 상부커버(190)는 써멀 슬리브를 커팅하여 제거하는 과정에서 슬리브 조각이나 먼지 등의 이물질이 고온관 밀림관(20)의 상측으로 비산되어 이동되는 것을 차단하기 위한 것이며, 고온관 밀림관이나 써멀 슬리브를 공간을 완벽하게 차단시켜 주도록 스폰지로 구성되거나 탄성을 갖는 고무재나 실리콘을 사용할 수 있다.
상기 제거유닛(100)을 이송시켜 주기 위한 이송유닛(200)은 원자로의 선단부에 안착시켜 지지해 놓은 상태로 사용하게 된다.
구체적으로, 이송유닛(200)은 상기 원자로의 선단부에 안착되어 결속되는 결속부(210)와, 상기 결속부(210)의 중앙부에 수직 하방으로 형성되는 수직 이송부(220)와, 제거유닛(100)을 수평 이송시켜 주기 위한 수평 이송부(230)로 구성된다.
결속부(210)는 원자로의 개구된 선단부를 가로지르도록 설치되는 것이며, 좌우측 하부에는 하면에 결속돌기(212)가 돌출된 안착판(211)이 각각 형성된다.
따라서, 상기 결속돌기(212)가 원자로원자로에 형성된 스터드볼트 체결부에 삽입되어 결속된 상태로 안착 설치되는 것이다.
상기 수직 이송부(220)는 복수개의 수직 인출관(221)이 서로 겹쳐진 상태로 수직이송실린더(222)에 의해 다단 인출되게 형성된다.
즉, 안테나구조와 같이 복수개의 수직 인출관(221)이 서로 겹쳐져 있는 상태로 수직이송실린더(222)에 의해 다단으로 인출되는 것이다.
상기 수평 이송부(230)는 상기 수직 이송부(220)의 최내측 수직 인출관(221)의 단부에 결합되어 수평방향으로 형성되는 것이고, 복수개의 수평 인출관(231)이 서로 겹쳐진 상태로 수평이송실린더(232)에 의해 다단 인출되게 형성된다.
상기 수평 이송부(230)도 수직 이송부(220)와 같이 안테나 구조로 형성되는 것이며, 복수개의 수평 인출관(231)이 겹쳐진 상태에서 복수개의 수평이송실린더(232)에 의해 하나씩 다단 인출되는 것이다.
상기 수평 이송부(230)의 최내측 수평 인출관(231)의 단부에 상기 제거유닛(100)을 이루는 외부몸체(110)의 일측이 힌지축(115)과 회동실린더(116)로 연결되어 진다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제거장치를 이용하여 써멀 슬리브를 제거하는 경우에는 이송유닛의 결속부를 원자로의 선단부에 결속 고정하는 단계 -> 수직 이송부를 이용하여 원자로의 수직하방으로 제거유닛을 수직 이송시키는 단계 -> 수평 이송부를 이용하여 고온관의 내부로 고온관 밀림관이 위치한 부위까지 제거유닛을 수평 이송시키는 단계 -> 제거유닛의 외부몸체의 수평각도를 조절하여 고온관 밀림관의 방향에 맞게 위치되게 한 후 고온관의 내측공간에 안착해 놓은 상태에서 지지관을 상승시켜 고온관의 내측 상면에 지지시키는 단계 -> 써멀 슬리브의 커팅을 위해 내부몸체를 고온관 밀림관의 내부로 상승이동시킨 후 노즐지지부를 작동시켜 고온관 밀림관 내주면에 지지시키는 단계 -> 수직커터를 동작시켜 써멀 슬리브의 여러 부위를 수직 커팅하는 단계 -> 수직커터를 하강이동시킨 후 수평커터를 동작시켜 써멀 슬리브의 수직 커팅 부위를 수평 커팅하는 단계 -> 수직커터와 수평커터를 이용하여 여러번의 커팅작업을 통해 써멀 슬리브를 모두 커팅하여 안전주입배관으로부터 분리하는 단계 -> 커팅작업 완료 후 제거유닛을 고온관에서 인출시키기 위해 이송유닛을 이용하여 인출하는 단계를 거쳐 써멀 슬리브를 제거하게 된다.
이와 같이, 이송유닛을 이용하여 제거유닛을 고온관의 내부로 이송시킨 후 고온관 밀림관의 아래쪽에 위치시킨 후 고온관 밀림관에 설치된 써멀 슬리브를 커팅시켜 제거할 수 있음으로써 작업 편의성 향상은 물론 시간 단축 등 작업효율을 대폭 상승시켜 줄 수 있게 된다.
10: 고온관 20: 고온관 밀림관
30: 써멀 슬리브
100: 제거유닛 110: 외부몸체
111: 각도조절부 112: 외부 하우징
113: 제1수직안내레일 114: 높이조절실린더
115: 힌지축 116: 회동실린더
120: 지지관 121: 지지실린더
130: 카메라 140: 내부몸체
141: 제1이동몸체 142: 제2수직안내레일
144: 제2이동몸체 145: 제1수직실린더
146: 제2수직실린더 150: 메인실린더
151: 실린더로드 152: 걸림홈
153: 로드 고정실린더 155: 회전수단
156: 결속홈 157: 회전기어
157a: 결속돌기 159: 구동모터
160: 수직커터 161: 수직커터 이동수단
162: 수직커터 이동레일 163: 수직커터 고정블록
164: 수직커터 이동실린더 165: 수직커터 고정판
170: 수평커터 171: 수평커터 이동수단
172: 수평커터 이동레일 173: 수평커터 고정블록
174: 수평커터 이동실린더 175: 수평커터 고정판
180: 노즐지지부 181: 지지로드
190: 상부커버 200: 이송유닛
210: 결속부 211: 안착판
212: 결속돌기 220: 수직 이송부
221: 수직 인출관 222: 수직이송실린더
230: 수평 이송부 231: 수평 인출관
232: 수평이송실린더

Claims (9)

  1. 원자로의 고온관(10)과 연결된 고온관 밀림관(20)에 설치된 써멀 슬리브(30)를 제거하기 위한 제거장치로서,
    상기 써멀 슬리브(30)를 커팅하여 제거하기 위한 제거유닛(100);
    상기 원자로의 선단부에 지지되게 구비되고, 고온관(10)의 내부공간으로 인입되어 상기 제거유닛(100)을 고온관 밀림관(20)로 이송시켜 주는 이송유닛(200);으로 이루어지고,
    상기 제거유닛(100)은, 상기 이송유닛(200)의 끝 단부에 일측이 힌지축(115)으로 결합되어 회동실린더(116)에 의해 수평각도가 조절되게 구비되는 상측이 개구된 통체로 된 외부몸체(110);
    상기 외부몸체(110)의 상부 일부분을 감싼 상태로 결속되어 외부몸체(100)에서 상방으로 이동되도록 구비되고, 지지실린더(121)에 의해 상승이동되면서 상기 고온관(10)의 내부 상면에 지지되는 지지관(120);
    상기 외부몸체(110)의 타측에 주변을 촬영하기 위해 설치되는 카메라(130);
    상기 외부몸체(110)의 내부에 제1수직실린더(145)에 의해 상승이동 동작되도록 설치되는 내부몸체(140);
    상기 외부몸체(110)의 중앙부에 수직으로 설치되고 실린더로드(151)가 내부몸체(140)를 관통하도록 구비되는 메인실린더(150) 및 상기 실린더로드(151)를 회전시키는 회전수단(155);
    상기 내부몸체(140)의 상부에 수직커터 고정판(165)을 매개로 설치되고, 상기 써멀 슬리브(30)의 복수 부위를 수직방향으로 커팅하는 복수개의 수직커터(160);
    상기 수직커터(160)의 상측에 위치되게 상기 실린더로드(151)에 수평커터 고정판(175)으로 고정되고, 상기 써멀 슬리브(30)를 수평방향으로 커팅하는 수평커터(170);
    상기 실린더로드(151)의 상단부에 설치되고, 사방으로 돌출되면서 단부가 상기 고온관 밀림관(20) 또는 써멀 슬리브(30)의 내표면에 억지 가압되면서 지지되게 지지로드(181)가 구비된 노즐지지부(180);
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 원자로의 써멀 슬리브 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부몸체(110)는,
    평면형상이 '⊂' 또는 '⊃' 형상으로 형성되고, 일측이 상기 힌지축(115)과 회동실린더(116)에 의해 상기 이송유닛(200)의 단부와 연결되어 수평각도가 조절되게 구비되는 각도조절부(111);
    상기 각도조절부(111)의 서로 마주보는 양측단부에 양측벽이 결합되어 지되, 높이조절실린더(113)에 의해 높이조절되게 설치되는 외부 하우징(112)으로 구성된 것을 특징으로 하는 원자로의 써멀 슬리브 제거장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부몸체(110)의 내측벽에는 수직방향으로 제1수직안내레일(113)이 설치되고,
    상기 내부몸체(140)는, 상면이 개구되고, 상기 외부몸체(110)의 내부에 위치된 상태로 외측면에 형성된 레일브라켓이 상기 제1수직안내레일(113)에 결속되어 상기 제1수직실린더(145)에 의해 수직상방으로 이동되게 설치되는 제1이동몸체(141);
    상기 제1이동몸체(141)의 내측면에 수직방향으로 설치되는 제2수직안내레일(142);
    상기 제1이동몸체(141)의 내부에 위치된 상태로 외측면에 형성된 레일브라켓이 상기 제2수직안내레일(142)에 결속되어 복수개의 제2수직실린더(146)에 의해 수직상방으로 이동되게 설치되는 제2이동몸체(144);로 구성된 것을 특징으로 하는 원자로의 써멀 슬리브 제거장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전수단(155)은, 상기 실린더로드(151)의 하부 외표면에 길이방향을 따라 형성되는 복수개의 결속홈(156)과,
    상기 실린더로드(151)가 관통하는 상기 제2이동몸체(144)의 중앙에 회전가능하게 설치되고, 내주면에는 상기 실린더로드(151)에 끼워져 결속홈(156)에 결속되도록 결속돌기(157a)가 형성된 회전기어(157)와,
    상기 제2이동몸체(144)의 일측에 설치되고 구동축에 결합된 구동기어(159a)가 상기 회전기어(157)와 직간접으로 기어결합되어 상기 실린더로드(151)를 회전시키는 구동모터(159)로 구성된 것을 특징으로 하는 원자로의 써멀 슬리브 제거장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 내부몸체(140)의 상부에는 상기 메인실린더(150)의 작동으로 실린더로드(151)가 설정된 위치만큼 인출된 경우에 실린더로드의 상하 이동이 제한되도록 로드위치 고정수단이 구비되고,
    상기 로드위치 고정수단은 상기 실린더로드(151)의 중간부분에 둘레면을 따라 형성되는 걸림홈(152)과,
    상기 제2이동몸체(144)의 상면에 수평으로 설치되어 로드의 인출동작 시 상기 걸림홈(152)으로 인입되어 걸려지도록 로드 고정실린더(153)로 구성된 것을 특징으로 하는 원자로의 써멀 슬리브 제거장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수직커터(160)는 상기 수직커터 고정판(165)의 상면에 실린더로드(151)를 중심으로 3 ~ 4개가 서로 일정 각도 간격으로 설치되어 수직커터 이동수단(161)에 의해 각 방향으로 수평이동되게 구비되고,
    상기 수직커터 이동수단(161)은, 상기 수직커터 고정판(165)의 상면에 해당 방향으로 수평 설치되는 수직커터 이동레일(162)과,
    상기 수직커터 이동레일(162)에 결속되어 수직커터 이동레일을 따라 이동되게 형성된 수직커터 고정블록(163)과,
    상기 수직커터 고정판(165)과 수직커터 고정블록(163) 간에 설치되어 상기 수직커터 고정블록(163)을 수평이동시키는 수직커터 이동실린더(164)로 구성된 것을 특징으로 하는 원자로의 써멀 슬리브 제거장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수평커터(170)는 상기 수평커터 고정판(175)의 상면에 수평커터 이동수단(171)에 의해 수평이동되게 설치되고,
    상기 수평커터 이동수단(171)은, 상기 수평커터 고정판(175)의 상면에 수평 설치되는 수평커터 이동레일(172)과,
    상기 수평커터 이동레일(172)에 결속되어 수평커터 이동레일을 따라 이동되게 형성된 수평커터 고정블록(173)과,
    상기 수평커터 고정판(175)과 수평커터 고정블록(173) 간에 설치되어 상기 수평커터 고정블록(173)을 수평이동시키는 수평커터 이동실린더(174)로 구성된 것을 특징으로 하는 원자로의 써멀 슬리브 제거장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실린더로드(151)의 최상단부에는 상기 노즐지지부(180)의 상측을 커버해주도록 상부커버(190)가 설치된 것을 특징으로 하는 원자로의 써멀 슬리브 제거장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 이송유닛(200)은,
    상기 원자로의 선단부에 안착되고, 좌우측 하부에는 원자로에 형성된 스터드볼트 체결부에 삽입되어 결속되도록 하면에 결속돌기(212)가 돌출된 안착판(211)이 각각 형성된 결속부(210);
    상기 결속부(210)의 중앙부에 수직 하방으로 형성되고, 복수개의 수직 인출관(221)이 서로 겹쳐진 상태로 수직이송실린더(222)에 의해 다단 인출되게 형성된 수직 이송부(220);
    상기 수직 이송부(220)의 최내측 수직 인출관(221)의 단부에 결합되어 수평방향으로 형성되고, 복수개의 수평 인출관(231)이 서로 겹쳐진 상태로 수평이송실린더(232)에 의해 다단 인출되게 형성된 수평 이송부(230);로 구성되고,
    상기 수평 이송부(230)의 최내측 수평 인출관(231)의 단부에 상기 외부몸체(110)의 일측이 힌지축(115)과 회동실린더(116)로 연결되는 것을 특징으로 하는 원자로의 써멀 슬리브 제거장치.
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