KR102523624B1 - 원자로용기 원격 정비 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 원자로용기 내부에 손상된 피복재를 원격으로 보수하기 위한 원자로용기 원격 정비 시스템에 있어서, 내부에 공간을 가지며, 상면이 개방되고 측면 또는 하면의 일부분이 개방된 차단부와, 상기 차단부의 측면 또는 하면의 개방된 일부분으로부터 외부로 돌출되어 형성되며, 상기 차단부의 내부공간과 연결되어 통하는 내부공간이 마련되고, 보수 작업을 위해 외부공간과 통하는 면을 가지는 접촉부와, 상기 차단부의 내부공간에 형성된 운반 레일을 갖는 챔버; 상기 챔버의 상기 운반 레일에 체결되어 승강 또는 하강하며, 상기 접촉부를 통해 상기 원자로용기 내부로 접촉하여 피복재를 보수하는 로봇암을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

원자로용기 원격 정비 시스템{REACTOR VESSEL REMOTE MAINTENANCE SYSTEM}

본 발명은 원자로용기 원격 정비 시스템에 관한 것으로서, 고방사능 구역으로 작업자와 장비의 접근이 불가능한 원자로용기 내부에 로봇암을 이용하여 원격 보수를 수행하는 원자로용기 원격 정비 시스템에 관한 것이다.

원전 핵심설비로는 원자로압력용기, 증기발생기, 원자로냉각재펌프, 가압기 등이 있다. 원자로용기 내부는 고방사능 구역으로 운전 중 뿐만 아니라 계획정비기간 중에도 냉각수가 있어서 작업자와 장비의 접근이 불가능하다.

원자로 용기 내부 피복의 손상이 발생한 경우, 즉시 해당 부위의 손상을 보수할 필요가 있다. 그러나, 원자로 용기의 내부는 물로 가득 차 있고, 방사선에 노출되므로 그 안에서 보수 작업을 하는 것은 간단하지 않다. 일반적으로 수중 환경에서 보수 작업이 이루어지는 경우, 수중에 챔버를 설치하여 손상된 부분을 공기 중에 개방시킴으로써 보수 작업을 한다. 상기 챔버의 내부는 외부 공기와 연결되고, 다른 일면은 손상 부위에 접하여 손상 부위에 물이 침입하는 것을 차단한다.

그러나, 원자로 용기 내 하부 피복재에 손상이 있는 경우, 원자로 용기에 가득 찬 물의 깊이가 상당히 깊어 손상부에서의 물 차단이 어려우며, 수중에 진입한 챔버는 원자로 용기 내부에 형성된 여러 구조체에 의해 간섭되어 손상 부분에 접촉하기 어렵다. 또한, 원자로 용기 내부구조가 단순하지 않고, 챔버 자체의 중량도 상당하여 취급이 어려우므로 챔버를 손상 부위에 적절하게 이동하여 고정하기가 쉽지 않다. 그리고 원자로 용기 내부는 방사선에 노출되어 그 안에서 사람이 직접 작업할 수 없는 환경인 점도 원자로 내부의 보수를 어렵게 하는 요소 중 하나이다.

따라서, 종래 원자로의 피복재 보수를 위한 작업을 진행하기 어려웠는바 이와 같은 어려움을 해결하기 위한 보수용 챔버의 필요성이 있다. 또한, 원자로용기 내부의 피복재 유지보수를 위해서는 피복재의 상태 등을 파악할 수 있는 비파괴검사의 작업, 모니터링 작업, 절삭 가공의 작업등이 원격으로 수행될 수 있어야 한다.

종래에 이러한 원자로용기 내의 피복재 보수를 위한 관련기술로 한국등록실용신안 제20-0405754호가 개시되었다. 한국등록실용신안 제20-0405754호는 원자로 내부 구조물 육안검사를 위한 수중카메라와 함께 원자로 핵연료 재장전기 브리지에 설치되어 원자로 수중 내벽에 발생한 손상부위의 복제(replica)를 채취하고, 채취된 복제의 치수 등을 측정하고 보수를 위한 피복재를 원격조작하여 보수할 수 있는 장치를 제공한다.

본 출원인은 전술한 종래기술에서 나아가 원자로용기 내부의 피복재를 원격으로 유지 보수할 수 있도록, 절삭, 가공, 비파괴 검사 등의 복합적인 작업을 수행할 수 있도록 시스템을 제공하고자 한다. 이에 본 출원인은 원자로용기 내부에 챔버를 설치하여 챔버 내부에 냉각수를 배수한 후, 챔버 내부를 보수가 가능한 대기조건으로 바꾸고, 로봇암을 이용해 피복재의 보수가 가능한 시스템을 고안하게 되었다.

한국등록실용신안 제20-0405754호

본 발명은 원자로용기 내부의 피복재를 원격으로 유지 보수할 수 있도록, 절삭, 가공, 비파괴 검사 등의 복합적인 작업을 원격으로 수행할 수 있는 원자로용기 원격 정비 시스템을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 원자로용기 내부에 손상된 피복재를 원격으로 보수하기 위한 원자로용기 원격 정비 시스템에 있어서, 내부에 공간을 가지며, 상면이 개방되고 측면 또는 하면의 일부분이 개방된 차단부와, 상기 차단부의 측면 또는 하면의 개방된 일부분으로부터 외부로 돌출되어 형성되며, 상기 차단부의 내부공간과 연결되어 통하는 내부공간이 마련되고, 보수 작업을 위해 외부공간과 통하는 면을 가지는 접촉부와, 상기 차단부의 내부공간에 형성된 운반 레일을 갖는 챔버; 상기 챔버의 상기 운반 레일에 체결되어 승강 또는 하강하며, 상기 접촉부를 통해 상기 원자로용기 내부로 접촉하여 피복재를 보수하는 로봇암을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 로봇암은, 단부에 상기 피복재 보수를 위한 보수 장비가 탈착되는 작업단이 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 보수 장비는, 절삭가공 장비, 용접 장비, 비파괴 PT장비, 스캐너, 또는 검사 장비일 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 따른 원자로용기 원격 정비 시스템은, 상기 로봇암의 단부에 마련되어, 상기 로봇암의 피복재 보수작업을 촬영하는 모니터링 카메라를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 챔버가 원자로 용기 내부에 진입할 때 원자로 용기 내부구조와 간섭이 최소화된다. 또한, 챔버의 위치 이동과 고정이 용이하여 상기 챔버를 원자로 용기 손상 부분에 정확하게 고정할 수 있다. 또한, 작업 부분에서 물을 효과적으로 차단하여 원활한 보수 작업이 가능하고, 챔버 내부에 원격 보수 기기를 설치 가능하여 원자로 용기 내부의 보수 작업을 원격으로 하기 위한 설비를 구비 가능하다.

본 발명에 따르면, 방사능이 오염된 수중조건으로 작업자가 접근할 수 없는 지역에 로봇 장비를 이용한 원격 제어로, 원자로용기 내의 피복재에 대한 검사 및 보수가 안전하게 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 챔버가 원자로 용기 내부에 설치된 모습을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 챔버의 사시도이다.
도 3은 챔버 상부의 구성을 상세하게 나타내는 사시도이다.
도 4는 접촉부의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5는 밀폐부의 단면과 유압에 의해 접촉부 내부공간을 외부로부터 밀폐시키는 원리를 보여주는 것이다.
도 6은 위치고정부의 상세한 구성을 보여주는 사시도이다.
도 7은 챔버 내부에 형성된 운반 레일과 보수플랫폼을 도시한 것이다.
도 8은 챔버 내부에 형성된 배수 배관을 도시한 것이다.
도 9는 챔버 내부에 형성된 드라이 배관을 도시한 것이다.
도 10은 챔버 내부에 형성된 집진 배관을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 로봇암을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 로봇암의 제어 모습을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 로봇암의 작업단을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 로봇암에 탈착되는 보수 장비를 나타낸다.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 원자로용기 원격 정비 시스템은, 챔버(100)와 로봇암(200, 도 11)으로 구성될 수 있다. 챔버(100)는 내부에 공간을 가지며, 상면이 개방되고 측면 또는 하면의 일부분이 개방된 차단부(110)와, 차단부(110)의 측면 또는 하면의 개방된 일부분으로부터 외부로 돌출되어 형성되며, 차단부(110)의 내부공간과 연결되어 통하는 내부공간이 마련되고, 보수 작업을 위해 외부공간과 통하는 면을 가지는 접촉부(120)와, 차단부(110)의 내부공간에 형성된 운반 레일(152)이 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 챔버(100)가 원자로 용기(10) 내부에 설치된 모습을 설명하는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 원자로 용기(10)는 내부 피복재 보수를 위해 상부 헤드가 분리된 상태이다. 분리된 부분의 가장자리를 따라 구멍이 형성되어 있는데, 이는 상부 헤드를 결합하여 체결하는데 사용되는 스터드 볼트의 구멍이다.

챔버(100)는 크레인에 의해 인상되어 원자로 용기(10) 내부로 진입하며 천천히 하강한다. 챔버(100)의 하단부가 원자로 용기(10) 손상 부분에 근접하면, 원자로 용기(10) 상부에 설치된 윈치(11)를 이용하여 챔버(100)의 방향을 정확하게 맞춘다.

윈치(11)는 챔버(100)의 측면에 형성된 체결부(111)와 와이어로 연결할 수 있다. 윈치(11)는 복수로 형성되며 챔버(100)의 각 측면과 연결된 와이어를 당기거나 풀어줌으로써 챔버(100)의 방향을 정확하게 세팅할 수 있다. 또한, 원자로 용기(10) 내부의 돌출 구조와 챔버(100)와의 간섭을 피하기 위한 움직임이 윈치(11)의 조절을 통해서 이루어진다.

챔버(100)의 위치가 세팅되면, 챔버(100)의 상부에서 챔버(100)의 위치를 고정하는 작업이 이루어진다. 챔버(100)를 원자로 용기(10)에 단단하게 고정하는 한편, 챔버(100)의 수평을 맞추기 위해 고정 상태를 미세하게 조절할 수 있다.

챔버(100)의 고정작업이 완료되면, 챔버(100)의 내부를 밀폐하고 챔버(100) 내부의 물을 배수한다. 챔버(100)와 원자로 용기(10)의 접촉부를 밀폐하는 작업은 유압에 의해 팽창하는 가스켓을 이용하는데, 가스켓의 팽창 압력에 의해 접촉부가 원자로 용기(10)에 밀착되어 수로를 차단한다.

챔버(100) 내부의 물은 펌프에 의해 외부로 배출된다. 물이 배수되면 원자로 용기(10)의 손상 부분이 노출되고, 챔버(100) 내부에서 손상 부위의 보수 작업이 가능하다.

이하, 본 실시예에 따른 챔버(100)의 구체적인 구성을 설명한다. 설명의 편의상 도 1에서 챔버(100)의 측면 중 원자로 용기(10) 내부 벽면을 향하는 면을 ‘전면’이라고 하고, 그 반대의 면을 ‘후면’이라고 하며, 도 1에서 보이는 부분의 측면을 ‘좌측면’, 보이지 않는 부분의 측면을 ‘우측면’이라고 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 챔버(100)의 사시도이다. 도 2를 참조하면, 챔버(100)는 차단부(110)와 접촉부(120) 및 체결부(111)를 포함한다.

차단부(110)는 내부에 공간이 형성되며, 상면은 개방되어 외부와 통한다. 또한, 원자로 용기(10) 내부의 손상 부분과 연결되기 위해 개방된 면을 제외한 나머지 면은 폐쇄된다. 따라서, 상면뿐만 아니라 상기 개방된 면을 통해서도 외부공간과 통한다. 상기 개방된 면의 위치는 원자로 내부의 손상 부분의 위치에 따라 변경될 수 있다.

차단부(110)의 전면은 원자로 용기(10) 내벽의 곡률에 따라 곡면으로 형성될 수 있다. 보수 작업 시 챔버(100)의 전면이 원자로 용기(10) 내벽과 아주 가깝게 근접하므로, 챔버(100)의 전면이 원자로 용기(10) 내벽의 곡률에 따라 곡면으로 형성됨으로써 챔버(100)를 최대한 원자로 용기(10)의 벽 쪽으로 밀착시킬 수 있다. 또한, 챔버(100)의 전면은 원자로 용기(10) 내부의 구조에 따라 부분적으로 돌출되거나 오목하게 형성될 수 있다. 원자로 용기(10) 내부의 구조에 간섭되어 챔버(100)가 밀착되는 것이 방해되지 않도록 적절한 형상을 가지는 것이다.

도 4는 접촉부(120)의 모습을 보여주는 사시도이다. 접촉부(120)는 차단부(110)의 상기 개방된 면으로부터 돌출되어 원자로 용기(10) 내벽에 밀착되도록 형성된다. 접촉부(120)도 내부공간이 마련되어 차단부(110)의 내부공간과 서로 통하고 접촉부(120)는 외부와 통하는 개방된 면을 가진다. 접촉부(120)에 형성된 개방된 면을 통해 챔버(100)의 내부에서 원자로 용기(10) 내부 손상부의 보수 작업을 할 수 있다.

접촉부(120)의 외면에는 밀폐부(130)가 형성된다. 밀폐부(130)는 접촉부(120)의 개방된 면의 주위를 둘러싸며 형성된다. 따라서, 밀폐부(130)는 접촉부(120)를 원자로 용기(10) 손상 부분에 밀착시켜 챔버(100) 내부로 향하는 물의 침입을 막는다.

접촉부(120)의 형상은 원자로 용기(10) 내부에 밀착될 수 있도록 작업 면에 따라 적절한 굴곡을 가지며, 원자로 내부의 구조에 간섭되지 않도록 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 챔버(100)는 원자로 용기(10) 하부의 반원형 바닥의 측면부를 작업 면으로 가정한 것이다. 따라서, 접촉부(120)는 차단부(110)의 하부에서 돌출되었으며, 접촉부(120)의 접촉면은 작업 부분의 굴곡을 따라 곡면으로 형성된다. 다만, 본 발명은 이러한 형상에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 ‘당업자’라고 함)이 적절하게 변형 가능한 것을 포함한다.

체결부(111)는 차단부(110) 상부의 가장자리 또는 차단부(110) 측면에 고정되어 상기 챔버(100)를 움직이거나 고정하기 위해 사용된다. 차단부(110) 상부 가장자리에 형성된 체결부(111)는 챔버(100)를 크레인으로 인상하기 위해 적합한 형태를 가진다.

차단부(110) 상부 측면에 형성된 체결부(111)는 챔버(100)를 원자로 용기(10)에 고정하기 위해 위치고정부(140)와 연결되는 구성이다. 차단부(110)의 좌우 측면 및 후면의 하부에 형성된 체결부(111)는 챔버(100)의 설치 시 방향을 맞추기 위한 것으로서, 윈치(11)와 와이어로 연결될 수 있다.

체결부(111)의 위치, 형상 및 재질 등은 상기 기능을 충족하는 범위에서 당업자가 적절히 변형할 수 있는 것을 포함한다.

도 5는 전술한 밀폐부(130)의 단면과 유압에 의한 물의 차단 원리를 설명하기 위한 것이다. 도 5를 참조하면, 밀폐부(130)는 가스켓(132)과 스토퍼(131) 및 유압튜브(133)를 포함한다.

밀폐부(130)는 접촉부(120)의 개방된 면 주위를 둘러싸며 폐합된다. 밀폐부(130)의 단면을 보면, 스토퍼(131)는 세 열로 형성되며 각 열이 서로 일정한 간격을 둔다. 상기 스토퍼(131) 사이의 간격에 가스켓(132)이 위치한다.

가스켓(132)은 탄성의 고무 재질로 형성되고 그 단면을 보면 양 단부가 스토퍼(131)의 내측에 고정된다. 접촉부(120)에 고정된 스토퍼(131)의 내측은 홈이 형성되어 가스켓(132)의 고정이 용이하다.

가스켓(132)의 단면은 평상시 움푹 들어간 홈이 형성되어 가스켓(132)이 스토퍼(131)의 외면보다 돌출되지 않는다. 그러나, 가스켓(132)의 내측에서 유압이 작용하면 움푹 들어갔던 홈이 유압에 의해 스토퍼(131)의 외면보다 더욱 외부로 돌출되어 원자로 용기(10) 내벽에 밀착된다.

챔버(100) 고정 후, 유압튜브(133)를 통해 유압을 가하면 가스켓(132)이 돌출되어 원자로 용기(10)의 내벽에 밀착한다. 이때 챔버(100)의 무게 또는 지지대(144)에 의해 가해진 압력과 상기 유압에 의해 가스켓(132)이 상기 내벽에 강하게 밀착하여 물의 흐름을 차단할 수 있다.

유압은 유압튜브(133)를 통해 전달되는 유체에 의해 발생한다. 압축 공기 또는 압유를 스토퍼(131)의 사이 간격에 형성된 가스켓(132)의 내측에 주입하여 가스켓(132)이 외부로 돌출되도록 한다. 유압튜브(133)는 밀폐부(130)로부터 챔버(100)의 상부까지 연장되어 외부로부터 압력공기 또는 압유를 공급하는 장치와 연결될 수 있다.

도 3은 챔버(100) 상부의 모습을 상세하게 나타낸 사시도이다. 도 3를 참조하면, 챔버(100)의 상부 측면에 형성된 체결부(111)와 위치고정부(140)가 연결된 모습을 확인할 수 있다. 또한, 도 6은 위치고정부(140)의 모습을 상세하게 도시한다.

위치고정부(140)는 복수의 막대부재(141), 연결재(143) 및 고정부재(142)를 포함할 수 있다. 막대부재(141)는 원형 단면의 파이프로 형성될 수 있다. 연결재(143)는 복수의 막대부재(141)가 교차하여 서로 연결되도록 고정한다. 고정부재(142)는 챔버(100)의 상부 측면에 형성된 체결부(111)와 연결되어 챔버(100)의 무게를 막대부재(141)로 전달한다.

복수의 막대부재(141)는 연결재(143)에 의해 서로 조합되어 체결되는 한편, 고정부재(142)에 의하여 챔버(100)와 연결될 수 있다. 막대부재(141)의 단부는 지지대(144)를 구비하며, 상기 단부가 원자로 용기(10)의 상부에 거치되어 챔버(100)의 무게를 지지한다.

지지대(144)는 원자로 용기(10) 상부에 형성된 스터드 볼트 구멍에 삽입, 고정될 수 있다. 또한, 지지대(144)는 길이 조절이 가능하며, 길이 조절 방식으로 스크루 타입을 선택할 수 있다. 따라서, 지지대(144)의 길이를 조절함으로써 챔버(100) 전후좌우의 수평을 맞추거나 접촉부(120) 위치의 미세 조정이 가능하다. 챔버(100)의 상단에는 레벨 게이지를 포함함으로써 챔버(100)가 수평 상태인지를 확인할 수 있다.

위치고정부(140)는 챔버(100)의 위치를 고정하는 한편, 챔버(100)의 고정 상태를 미세하게 조절할 수 있다. 챔버(100)를 견고하게 고정함으로써 작업 중 물의 침입 가능성을 최소화하고, 접촉부(120)의 위치를 정확하게 조정할 수 있다.

위치고정부(140)에서 막대부재(141)의 재질, 형상 및 조합 구조와 연결재(143) 또는 고정부재(142)의 연결 형식, 지지대(144)의 형상, 구조 및 길이 조절 방식 등은 전술한 기능을 만족하는 범위에서 당업자가 적절히 변형 가능한 것을 포함한다.

도 7은 챔버(100) 내부에 형성된 운반 레일(152)과 보수플랫폼(151)을 설명하는 것이다. 챔버(100) 후면의 내측에는 세로 방향으로 운반 레일(152)이 마련될 수 있다. 또한, 챔버(100)는 상기 운반 레일(152)을 따라 이동할 수 있는 보수플랫폼(151)을 포함할 수 있다.

챔버(100) 후면은 챔버(100)의 다른 측면보다 챔버(100) 상부로부터 더욱 돌출되어 형성될 수 있으며, 운반 레일(152)이 상기 돌출된 부분까지 연장된다. 따라서, 보수플랫폼(151)은 운반 레일(152)을 통해 상기 돌출된 부분까지 이동하여 챔버(100)의 내부공간에서 완전히 이탈할 수 있다. 따라서, 보수플랫폼(151)을 챔버(100)에 진입시키기 전에 챔버(100)의 외부에서 보수플랫폼(151)의 준비 작업을 쉽게 할 수 있다.

보수플랫폼(151)은 운반 레일(152)을 따라 이동하여 챔버(100)의 내부로 진입하며, 챔버(100) 내부에서 접촉부(120)에 근접하도록 진입할 수 있다. 보수플랫폼(151)은 원자로 내부 보수 장치와 기타 보수 작업을 위해 필요 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 보수플랫폼(151)이 접촉부(120)에 근접할 때까지 이동하면, 상기 보수 장치가 작동하여 접촉부(120)에서 노출된 원자로 손상 부위를 보수할 수 있다.

보수플랫폼(151)의 동작은 원격으로 가능하고, 보수 작업을 원격으로 작동시키기 위한 구성들이 보수플랫폼(151)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 보수 장치는 원격으로 작동하는 로봇팔과 이를 구동시키기 위한 각종 유틸리티 구성들을 포함할 수 있다.

도 8 내지 도10은 챔버(100) 내부에 형성된 배관을 설명하는 것이다. 챔버(100)는 내부에 배수 배관(160), 드라이 배관(171), 집진 배관(181)을 포함할 수 있다.

배수 배관(160)은 펌프와 연결되어 챔버(100) 내부에 가득찬 물을 외부로 배수하는 통로이고, 드라이 배관(171)은 히터(172)와 연결되어 배수가 끝난 뒤 보수 작업할 부분의 표면을 건조시키는 공기 통로이다. 집진 배관(181)은 집진기(182)와 연결되어 보수 작업에 의해 발생하는 가스, 티끌, 먼지 등을 흡입함으로써 제거하는 배관이다.

도 8을 참조하면, 배수 배관(160)은 두 개의 라인으로 형성될 수 있다. 제1 배수라인(161)은 차단부(110)의 우측면 상부에서 시작하여 차단부(110) 내측을 따라 차단부(110) 하면까지 이어지는 라인이다. 차단부(110)의 하면에 위치한 제1 배수라인(161)의 끝단에는 펌프가 연결되고, 차단부(110)의 하면에는 오목한 홈이 형성되어 상기 펌프가 안착될 수 있다. 또한, 차단부(110) 내부에는 상기 펌프의 전원 라인을 보호하기 위한 전원선 보호 배관이 별도로 마련될 수 있다.

제2 배수라인(162)은 차단부(110)의 좌측면 상부에서 시작하여 차단부(110) 내측을 따라 접촉부(120) 하단까지 이어지는 라인이다. 차단부(110) 상부에 위치한 제2 배수라인(162)의 끝단에 펌프가 연결되어, 작동 시 접촉부(120) 하단으로부터 물을 빨아올려 외부로 배출한다.

챔버(100)의 배수는 제1 배수라인(161)에서 먼저 시작되고, 수위가 접촉부(120)까지 낮아졌을 때 제2 배수라인(162)이 동작하여 접촉부(120) 내부공간의 물을 배수한다. 펌프의 용량, 배수 라인의 지름, 형상, 위치 등은 총배수량, 배수 시간, 챔버(100)의 내부구조 등을 고려하여 당업자가 적절한 것을 선택할 수 있다.

도 9를 참조하면, 드라이 배관(171)은 차단부(110)의 좌측면 상부에서 시작하여 차단부(110) 내측을 따라 아래로 진행한다. 드라이 배관(171)의 상부 일단은 히터(172)와 연결되고, 드라이 배관(171) 하부 타단의 방향은 접촉부(120)를 향한다.

따라서, 히터(172)에 의해 가열된 공기가 드라이 배관(171)을 통하여 접촉부(120) 내부공간에 도달하고, 접촉부(120)와 밀착된 원자로 내부 손상 부위를 건조한다.

드라이 배관(171)의 직경, 형상, 위치 등은 히터(172)의 용량이나 챔버(100) 내부구조 및 다른 구성과의 간섭을 고려하여 당업자가 적절하게 변형 가능한 것을 포함한다.

도 10을 참조하면, 집진 배관(181)은 차단부(110)의 우측면 상부에서 시작하여 차단부(110) 내측을 따라 아래로 진행하고, 접촉부(120)까지 이어진다. 집진기(182)는 챔버(100)의 외부에 위치하며 집진 배관(181)의 상부 일단과 연결되어 접촉부(120)로부터 먼지 및 기타 불순물을 제거한다.

바람직하게는 챔버(100)는 내부에 조명을 더 포함할 수 있다. 챔버(100)의 길이 방향을 따라 적절한 간격으로 조명이 설치될 수 있으며, 접촉부(120) 내부에도 조명을 포함할 수 있다.

또한, 바람직하게는 챔버(100)는 내부에 영상촬영 장치를 더 포함할 수 있다. 영상촬영 장치는 차단부(110)의 상단 또는 접촉부(120) 안에 고정된다. 따라서, 챔버(100)의 설치과정이나 손상 부위의 보수과정을 촬영하고 실시간으로 화면을 송출함으로써, 작업자가 원격으로 작업 진행 상황을 확인할 수 있다. 접촉부(120) 내부에 설치된 영상촬영 장치는 손상 부위를 촬영할 수 있는 각도로 설치되어야 할 것이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 로봇암(200)을 나타낸다. 도 11은 챔버(100)에 조립되기 전의 구현된 로봇암(200)의 모습이다. 로봇암(200)은 챔버(100)의 운반 레일(152)에 체결되어 승강 또는 하강하며, 접촉부(!20)를 통해 원자로용기 내부로 접촉하여 피복재를 보수한다. 로봇암(200)은 근위부에 좌우 측으로 회동되는 관절, 전후로 진퇴되는 관절, 위아래로 회동되는 관절로 구성되어 3축의 자유도가 제공될 수 있다.

로봇암(200)은 단부에 피복재 보수를 위한 보수 장비(251)가 탈착되는 작업단(250)이 형성될 수 있다. 작업단(250)은 절삭, 가공, 용접, 비파괴 검사 등의 다양한 작업을 수행하기 위하여 다양한 보수 장비(251)가 교체되어 설치될 수 있는 조립영역을 의미한다. 도 11의 모습에서 보수 장비(251)가 작업단(250)에 결속되어 챔버(100)의 접촉부(120)를 통해 보수 장비(251)가 투입된 모습을 확인할 수 있다.

로봇암(200)은 챔버(100) 내부의 물이 회수된 이후 작업에 투입된다. 챔버(100)는 전술한 바와 같이 유체가 회수될 수 있도록 구성된다. 챔버(100)는 집진기를 작동하여 유체가 회수된 이후 내부의 공기를 외부로 배출하며 Dust와 Hume 제거를 확인하고, 로봇암(200)의 작업환경을 조성한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 로봇암(200)의 제어 모습을 나타낸다.

도 12를 참조하면, 로봇암(200)은 외부의 PC, 서버, 사용자 단말을 통해 원격으로 제어될 수 있다. 제어 단말을 통해 로봇암(200)의 작업범위와 가공경로를 확인한다. 도 12에서는 로봇암(200)이 운반 레일(152)을 통해 챔버(100)의 하부까지 하강된 모습의 시뮬레이션으로, 사용자는 PC를 통해 시뮬레이션되는 로봇암(200)의 상태를 실시간으로 확인하며 제어를 수행할 수 있다. 제어 단말은 로봇암(200)의 위치정보 뿐만 아니라 승강, 하강, 속도의 제어와 관절 구동을 조작할 수 있도록 UI가 구성된다. 사용자는 로봇암(200)을 챔버의 하부에 위치한 접촉부(120)까지 하강시킨 뒤, 로봇암(200)의 관절을 구동하여 보수 장비(251)가 접촉부(120)를 통해 원자로용기 내부의 피복재를 작업할 수 있도록 원격으로 제어할 수 있다.

로봇암(200)의 단부에는 모니터링 카메라(300)가 부착될 수 있다. 모니터링 카메라(300)는 로봇암의 단부에 마련되어, 로봇암(200)의 피복재 보수작업을 촬영할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 로봇암(200)의 작업단(250)을 나타낸다.

도 13을 참조하면, 로봇암(200)의 작업단(250)에 결합된 보수 장비(251)로 절삭 가공 장비가 조립되어 있으며, 모니터링 카메라(300)는 보수 장비(251)가 포함되는 화각으로 위치되어 사용자가 작업 영역을 실시간으로 직접 확인할 수 있도록 한다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 로봇암(200)에 탈착되는 보수 장비(251)를 나타낸다. 보수 장비(251)는 실시예로서, 절삭가공 장비, 용접 장비, 비파괴 PT장비, 스캐너, 또는 검사 장비가 될 수 있다. 도 14의 (a)는 절삭 가공 장비를 나타내며, 도 14의 (b)는 초음파 검사용 스캐너 장비를 나타내며, 도 14의 (c)는 원격 침투탐상 검사 장비를 나타낸다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

10: 원자로 용기
11: 윈치
100: 본 발명의 실시예에 따른 챔버
110: 차단부
111: 체결부
120: 접촉부
130: 밀폐부
131: 스토퍼
132: 가스켓
133: 유압튜브
140: 위치고정부
141: 막대부재
142: 고정부재
143: 연결재
144: 지지대
151: 보수플랫폼
152: 운반 레일
160: 배수부
161: 제1 배수라인
162: 제2 배수라인
170: 드라이부
171: 드라이 배관
172: 히터
180: 집진부
181: 집진 배관
182: 집진기
200 : 로봇암
250: 작업단
251: 보수 장비
300: 모니터링 카메라

Claims (4)

1. 원자로용기 내부에 손상된 피복재를 원격으로 보수하기 위한 원자로용기 원격 정비 시스템에 있어서,
   내부에 공간을 가지며, 상면이 개방되고 측면 또는 하면의 일부분이 개방된 차단부와, 상기 차단부의 측면 또는 하면의 개방된 일부분으로부터 외부로 돌출되어 형성되며, 상기 차단부의 내부공간과 연결되어 통하는 내부공간이 마련되고, 보수 작업을 위해 외부공간과 통하는 면을 가지는 접촉부와, 상기 차단부의 내부공간에 형성된 운반 레일을 갖는 챔버;
   상기 챔버의 상기 운반 레일에 체결되어 승강 또는 하강하며, 상기 접촉부를 통해 상기 원자로용기 내부로 접촉하여 피복재를 보수하는 로봇암을 포함하고,
   상기 로봇암은,
   단부에 상기 피복재 보수를 위한 보수 장비가 탈착되는 작업단이 형성되며, 상기 보수 장비는, 절삭가공 장비, 용접 장비, 비파괴 PT장비, 스캐너, 또는 검사 장비를 포함하고,
   상기 챔버는,
   상기 원자로용기 내부에 설치되되, 일정한 간격을 둔 스토퍼 사이에 마련된 가스켓의 팽창으로 상기 접촉부의 외면에 형성된 밀폐부가 상기 접촉부의 개방된 면 주위를 둘러싸며 폐합되어,
   상기 원자로용기 내부에서 밀폐된 챔버의 배수 과정을 통해 상기 로봇암의 정비가 가능한 것을 특징으로 하는 원자로용기 원격 정비 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 로봇암의 단부에 마련되어, 상기 로봇암의 피복재 보수작업을 촬영하는 모니터링 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로용기 원격 정비 시스템.
   
   
   
   

Images