KR102580874B1 - 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼란드리아 내부를 관측하는 검사 카메라, 상기 검사 카메라에 연결되며 상기 칼란드리아의 관측공을 통과하는 로드부, 상기 로드부를 둘러싸며 상기 칼란드리아 위에 설치되는 지지부, 그리고 상기 지지부 내부에 설치되며 상기 로드부로 에어를 분사하는 복수의 에어건을 포함한다.

Description

중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치{INSPECTION APPARATUS OF CALANDRIA FOR HEAVY WATER REACTOR FACILITIES}

본 발명은 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 발전에 이용되는 원자력 시설 중 중수로 시설은 칼란드리아(Calandria) 및 칼란드리아를 내부에 수납하는 칼란드리아 볼트(Calandria vault)를 포함한다.

칼란드리아(Calandria)는 중수로형 원자력 발전소의 원자로의 핵연료 주입 실린더로서, 발전소의 정상 가동 중에 핵연료를 주입하고, 연소된 핵연료 다발을 배출하는 복수개의 원통 형태의 파이프를 내장한 구조를 가진다.

칼란드리아의 내부에는 칼란드리아관 및 액체 독물질 주입관이 서로 교차하여 설치되어 있다. 칼란드리아관의 내부에는 압력관과 핵연료가 삽입되므로 액체 독물질 주입관에 비해 무거우며 방사능 크립(creep)에 의해 빨리 처지게 된다. 칼란드리아의 가동년수가 길어질수록 칼란드리아관과 액체 독물질 주입관이 서로 접촉할 수 있으므로 주기적인 검사가 요구된다.

일반적으로 중수로 시설의 칼란드리아 내부에서 관들간 접촉이 발생하지 않도록 육안 검사 장치로 검사를 수행하고 있다. 육안 검사 장치는 관측공(Viewing Port, VP)를 통해 칼란드리아 내부로 이동하는 로드부, 그리고 로드부에 부착되어 칼란드리아 내부의 관들을 검사하는 내방사선 카메라를 포함한다. 관측공의 직경은 로드부의 직경보다 크므로, 동심이 일치하는 경우, 로드부와 관측공 사이에 소정 간격의 틈이 존재한다. 따라서, 육안 검사 장치로 칼란드리아 내부를 검사하는 경우, 관측공 내부의 이러한 틈으로 볼트 등의 이물질이 낙하되는 등 이물질로 인한 손상(Foreign　Material　Exclusion, FME)이 발생할 수 있다.

본 실시예는 칼란드리아의 관측공을 통해 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있고 검사 정밀도를 향상시킬 수 있는 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치에 관한 것이다.

본 실시예는 칼란드리아 내부를 관측하는 검사 카메라, 상기 검사 카메라에 연결되며 상기 칼란드리아의 관측공을 통과하는 로드부, 상기 로드부를 둘러싸며 상기 칼란드리아 위에 설치되는 지지부, 그리고 상기 지지부 내부에 설치되며 상기 로드부로 에어를 분사하는 복수의 에어건을 포함한다.

상기 복수의 에어건은 상기 로드부의 중심축에 수직인 가상의 평면과 소정의 경사각을 가지며 설치될 수 있다.

상기 지지부 내부에 설치되며 상기 검사 카메라를 교정하는 교정부를 더 포함할 수 있다.

상기 교정부는 상기 검사 카메라와 이격되어 위치하는 줌 인 교정판, 그리고 상기 줌인 교정판보다 상기 검사 카메라로부터 더 이격되어 위치하는 줌 아웃 교정판을 포함할 수 있다.

상기 줌 인 교정판 및 상기 줌 아웃 교정판은 아크릴 크로스 헤어판으로 이루어질 수 있다.

상기 교정부는 인접하는 상기 에어건 사이에 설치될 수 있다.

상기 지지부는 원통 형상을 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 칼란드리아 내부 구조물을 검사하는 검사 카메라에 연결되며 칼란드리아의 관층공을 통과하는 로드부로 에어를 분사시킴으로써, 칼란드리아 내부 구조물을 검사하는 경우 관측공을 통해 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으므로, 불의의 사고를 방지할 수 있다.

또한, 칼란드리아의 관측공을 둘러싸는 지지부 내부에 검사 카메라를 교정하는 교정부를 설치함으로써, 검사 정밀도 및 신뢰도를 상승시킬 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치로 검사하는 중수로 시설의 개략적인 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치의 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치의 교정부의 확대 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치로 해체하는 중수로 시설의 개략적인 사시도이다.

아래에서 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치로 검사하는 중수로 시설에 대해 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 중수로 시설은 원통형의 칼란드리아(Calandria)(10), 칼란드리아(10)를 그 내부(21)에 수납하는 칼란드리아 볼트(Calandria vault)(20), 칼란드리아 볼트(20)의 상부에 위치하여 칼란드리아(10)를 커버하는 커버 조립체(30), 칼란드리아(10)에 설치된 원자로관(40)을 포함한다.

원자로관(40)은 칼란드리아(10)에 냉각재를 공급하는 냉각재 공급관(Feeder)(41), 칼란드리아(10)를 수평으로 관통하는 압력관(Pressure tube)를 둘러싸는 칼란드리아관(Calandria tube)(42), 반응도 조절 및 감시 장치를 안내하기 위한 배관으로서 수직으로 배치되는 안내관(43), 그리고 원자로 정지를 위한 독물질을 주입하기 위한 배관으로서 수평으로 배치되는 독물질 주입관(44)을 포함할 수 있다.

상기에서는, 중수로 시설로서 칼란드리아를 포함하는 캔두형(CANDU)형 중수로 시설을 일례로 설명하나, 중수로 시설이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다

수평으로 설치된 칼란드리아관(42)은 중수로 시설의 운전 이력이 늘어남에 따라서 응력, 방사선 조사 등에 의한 재질 내 조직 성장(growth)과 크립(creep) 등으로 인해 처짐(sagging) 현상이 발생하게 된다. 이 때, 칼란드리아관(42)이 수평으로 배치되는 독물질 주입관(44)과 접촉하는 경우에는 중수로 시설의 안전 운전에 큰 영향을 초래할 수 있다. 따라서, 중수로 시설의 수명 기간 동안 칼란드리아 내부에서 칼란드리아관과 독물질 주입관 사이의 간격을 확인할 필요가 있다. 이에 본 발명의 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치를 이용하여 칼란드리아 내부를 검사할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치의 개략적인 사시도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치의 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치는 검사 카메라(100), 로드부(200), 지지부(300), 복수의 에어건(400), 교정부(500), 그리고 에어 공급부(600)를 포함한다.

검사 카메라(100)는 칼란드리아(10) 내부를 관측할 수 있으며, 내방사선 카메라일 수 있다.

로드부(200)는 검사 카메라(100)에 연결되며 칼란드리아(10)의 관측공(H)을 통과할 수 있다. 로드부(200)는 검사 카메라(100)의 수직 위치를 조절할 수 있으므로, 칼란드리아(10)의 관측공(H)을 통과하여 검사 카메라(100)가 칼란드리아(10) 내부를 검사할 수 있게 한다.

지지부(300)는 칼란드리아(10)의 관측공(H)에 대응하여 칼란드리아(10) 위에 설치될 수 있다. 지지부(300)는 원통 형상을 가지며, 로드부(200)를 둘러쌀 수 있다. 따라서, 로드부(200)는 지지부(300) 및 관측공(H)을 연속으로 통과할 수 있다.

복수의 에어건(400)은 지지부(300) 내부에 설치되며 로드부(200)로 에어를 분사할 수 있다. 본 실시예에서는 4개의 에어건이 지지부 내부에 설치되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 수의 에어건이 지지부 내부에 설치될 수 있다.

에어 공급부(600)는 소정 압력의 에어를 공급하는 공압 공급 장치(610), 그리고 공압 공급 장치(610)로부터 공급받은 에어를 복수의 에어건(400)에 전달하는 에어 컴프레셔(620)를 포함할 수 있다.

복수의 에어건(400)은 로드부(200)의 중심축(Y)에 수직인 가상의 평면과 소정의 경사각(θ)을 가지며 설치될 수 있다. 따라서, 복수의 에어건(400)은 로드부(200)의 주위로 상승하는 와류를 형성할 수 있다. 따라서, 칼란드리아 내부 구조물을 검사하는 경우, 로드부(200)와 관측공(H) 사이의 틈으로 미끄럼 방지 패드, 볼트, 너트 등의 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 로드부(200)가 이동하지 않는 경우에는 관측공(H)과 로드부(200) 사이의 틈은 별도의 차단부로 차단될 수 있다.

이와 같이, 본원은 칼란드리아(10)의 관층공을 통과하는 로드부(200)로 에어를 분사시킴으로써, 칼란드리아 내부 구조물을 검사하는 경우 관측공(H)을 통해 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으므로, 불의의 사고를 방지할 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치의 교정부의 확대 사시도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 교정부(500)는 지지부(300) 내부에 설치되며 검사 카메라(100)를 교정할 수 있다. 교정부(500)는 인접하는 에어건(400) 사이에 설치될 수 있다.

교정부(500)는 프레임(510), 줌인 교정판(520), 그리고 줌 아웃 교정판(530)을 포함할 수 있다.

프레임(510)은 줌 인 교정판(520)과 줌 아웃 교정판(530) 사이에 위치할 수 있다.

줌 인 교정판(520)은 프레임(510)의 일면에 설치되며, 검사 카메라(100)와 이격되어 위치할 수 있다.

줌 아웃 교정판(530)은 줌 인 교정판(520)과 대향하여 프레임(510)의 타면에 설치되며, 줌 인 교정판(520)보다 검사 카메라(100)로부터 더 이격되어 위치할 수 있다.

줌 인 교정판(520) 및 줌 아웃 교정판(530)은 투명한 아크릴 크로스 헤어판으로 이루어질 수 있다.

검사 카메라(100)는 멀리 있는 구조물을 관측하기 위해서 줌 인 및 줌 아웃 기능을 가지고 있다. 교정부(500)는 검사 카메라(100)의 줌 인 및 줌 아웃 시 캘리브레이션을 진행할 수 있다. 즉, 줌 인 교정판(520)은 줌 인 시 검사 카메라(100)를 교정하고, 줌 아웃 교정판(530)은 줌 아웃 시 검사 카메라(100)를 교정할 수 있다. 또한, 교정부(500)는 내부 구조물의 측정 시작 및 측정 종료 시 원점을 설정할 수 있다. 따라서, 줌 인의 중심과 줌 아웃의 중심을 일치시킴으로써, 검사 카메라(100)를 이용한 검사 결과의 신뢰성을 확보할 수 있다.

이와 같이, 본원은 칼란드리아의 관측공(H)을 둘러싸는 지지부(300) 내부에 검사 카메라(100)를 교정하는 교정부를 설치함으로써, 검사 정밀도 및 신뢰도를 상승시킬 수 있다.

본 개시를 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

10: 칼란드리아 100: 검사 카메라
200: 로드부 300: 지지부
400: 복수의 에어건 500: 교정부
600: 에어 공급부

Claims (7)

1. 칼란드리아 내부를 관측하는 검사 카메라,
   상기 검사 카메라에 연결되며 상기 칼란드리아의 관측공을 통과하는 로드부,
   상기 로드부를 둘러싸며 상기 칼란드리아 위에 설치되는 지지부,
   상기 지지부 내부에 설치되며 상기 로드부로 에어를 분사하는 복수의 에어건, 그리고
   상기 지지부 내부에 설치되며 상기 검사 카메라를 교정하는 교정부
   를 포함하는 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치.
2. 제1항에서,
   상기 복수의 에어건은 상기 로드부의 중심축에 수직인 가상의 평면과 소정의 경사각을 가지며 설치되는 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치.
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 교정부는
   상기 검사 카메라와 이격되어 위치하는 줌 인 교정판, 그리고
   상기 줌인 교정판보다 상기 검사 카메라로부터 더 이격되어 위치하는 줌 아웃 교정판
   을 포함하는 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치.
5. 제4항에서,
   상기 줌 인 교정판 및 상기 줌 아웃 교정판은 아크릴 크로스 헤어판으로 이루어지는 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치.
6. 제1항에서,
   상기 교정부는 인접하는 상기 에어건 사이에 설치되는 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치.
7. 제1항에서,
   상기 지지부는 원통 형상을 가지는 중수로 시설용 칼란드리아의 검사 장치.