KR102630322B1 - Spent nuclear fuel verification equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 사용후 핵연료 검사장치는 본체; 케이블; 상기 케이블의 단부에 설치되어 사용후 핵연료로부터 방출되는 방사선을 검출하기 위한 방사선 검출기; 상기 본체 내부에 설치되고, 외주면에 상기 케이블이 감겨지는 케이블 드럼; 및 상기 본체에 구비되어 상기 케이블 드럼에 케이블을 권취 및 권출하기 위해 상기 케이블 드럼을 회전시키기 위한 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The spent nuclear fuel inspection device according to the present invention includes a main body; cable; a radiation detector installed at the end of the cable to detect radiation emitted from spent nuclear fuel; a cable drum installed inside the main body and having the cable wound around its outer circumferential surface; and a rotating member provided in the main body to rotate the cable drum to wind and unwind the cable from the cable drum.
Description
본 발명은 사용후 핵연료 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력 발전소 등에서 연료로 사용된 사용후 핵연료의 존재유무를 검출하기 위해 사용되는 사용후핵연료 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spent nuclear fuel inspection device, and more specifically, to a spent nuclear fuel inspection device used to detect the presence or absence of spent nuclear fuel used as fuel in a nuclear power plant, etc.
핵연료는 원자로 안에 장입(裝入)되어 연쇄적인 핵분열에 의해 에너지를 발생시키는 물질을 말하며, 사용후 핵연료는 핵분열을 일으킨 후에 남은 물질을 말한다. 이러한 사용후 핵연료는 재처리 혹은 폐기를 위하여 저장을 하게 되는데, 이러한 저장은 부지내저장, 중간저장, 영구처분 등으로 구분할 수 있다.Nuclear fuel refers to materials that are loaded into a nuclear reactor and generate energy through chain nuclear fission, and spent nuclear fuel refers to materials remaining after nuclear fission occurs. This spent nuclear fuel is stored for reprocessing or disposal, and such storage can be divided into on-site storage, intermediate storage, and permanent disposal.
전술한 처분 방법 중 수중 저장조에 사용후 핵연료를 저장하는 것은 사용후 핵연료가 핵무기의 제조와 같은 용도로 사용될 수 있기 때문에 각별한 주의가 필요하다. 이러한 이유로, 수중 저장조의 사용후 핵연료는 그 개수에 대한 조사 등 주기적인 검증이 필요하며, 국제 원자력 기구(IAEA, International Atomic Energy Agency)는 수중 저장조에 저장된 사용후 핵연료에 대해 주기적인 사찰을 하고 있다.Among the above-mentioned disposal methods, storing spent nuclear fuel in an underwater storage tank requires special attention because the spent nuclear fuel can be used for purposes such as manufacturing nuclear weapons. For this reason, the spent nuclear fuel in the underwater storage tank needs periodic verification, including inspection of the number, and the International Atomic Energy Agency (IAEA) conducts periodic inspections of the spent nuclear fuel stored in the underwater storage tank. .
이와 같은 사용후 핵연료에 대한 주기적인 사찰에는 방사선 검출 시스템이 이용되고 있다. 방사선 검출 시스템은 수중 저장조의 사용후 핵연료 다발(복수의 핵연료봉을 묶은 형태)이 방출하는 방사선을 측정하게 되며, 이와 같이 측정된 방사선에 대한 정보로부터 핵연료 다발의 개수를 산출하게 된다. A radiation detection system is used for periodic inspection of spent nuclear fuel. The radiation detection system measures the radiation emitted by spent nuclear fuel bundles (multiple nuclear fuel rods bundled together) in an underwater storage tank, and calculates the number of nuclear fuel bundles from information on the measured radiation.
이와 같은 방사선 검출 시스템의 일 예가 한국등록특허 제10-0959783호(도1 및 도2 참조)에 개시되어 있다.An example of such a radiation detection system is disclosed in Korean Patent No. 10-0959783 (see FIGS. 1 and 2).
도1 및 도2에 도시된 바와 같이 상기 특허에 개시된 방사선 검출 시스템(40)은 수중 저장조(10)에 저장된 핵연료 다발(bundle)로부터 방출되는 방사선을 검출하기 위한 것이다. 수중 저장조(10)에는 복수의 핵연료 다발(20)이 선반(21)에 수용되며, 이와 같이 복수의 핵연료 다발(20)을 수용한 선반(21)은 상하 방향으로 복수의 층으로 적층된다. 이와 같이 적층된 복수의 핵연료 다발(20)은 수중 저장조(10)의 가로 및 세로 방향으로 배치된다. 따라서, 수중 저장조(10)의 특정 지점에 배치된 핵연료 다발(20)의 방사선을 검출하기 위해서는 방사선 감지센서(110)가 상하 방향으로 이동되어야 할 뿐만 아니라 가로 및 세로 방향으로도 이동이 가능하여야 한다. 특히, 방사선 감지센서(110)는 1.5cm 정도의 핵연료 다발(20) 사이의 틈새(Δd)로 삽입되어야 하기 때문에 방사선 감지센서(110)는 가로 및 세로 방향으로 미세한 위치 이동이 필요하게 된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
상기 방사선 검출 시스템(40)은, 본체(100)와, 핵연료 다발(20)로부터 방출되는 방사선을 검출하기 위한 방사선 감지센서(110)와, 방사선 감지센서(110)로부터 검출된 신호를 처리하는 제어부와, 방사선 감지센서(110)로부터 감지된 신호를 제어부로 전송하는 케이블(130)과, 본체(100)에 마련되어 방사선 감지센서(110)가 수중 저장조(10)의 상하 방향으로 이동할 수 있도록 케이블(130)을 이송시키는 구동 유닛(140)과, 케이블(130)의 이송을 가이드하기 위한 가이드 장치(160)와, 본체(100)의 위치를 이동시키기 위한 이동 유닛(180)과, 방사선 감지센서(110)의 위치를 미세 조정하기 위한 미세 조정 유닛(200)을 포함한다(101:케이블 수납부, 102:덮개). The
이동 유닛(180)은 본체(100)를 브릿지(30)를 따라 이동시키기 위한 것으로서, 브릿지(30)에 본체(100)를 지지시키기 위한 메인 프레임(181)과, 메인 프레임(181)의 상부에 마련되어 본체(100)를 브릿지(30)의 상부 레일(31)의 상부에 이동 가능하게 지지시키는 상부 롤러(183)와, 본체(100)를 브릿지(30)의 상부 레일(31)의 외측 측부에 이동 가능하게 지지시키는 외부 측면 롤러(184)와, 본체(100)를 브릿지(30)의 하부 레일(32)의 내측 측부에 이동가능하게 지지하는 내부 측면 롤러(185)를 포함한다. The moving unit 180 is for moving the main body 100 along the
미세 조정 유닛(200)은 이동 유닛(180)과 나란한 방향인 좌우 방향으로 상기 본체(100)를 이동시키기 위한 제 1 미세 조정 유닛(210)과, 브릿지(30)와 교차하는 방향 즉, 전후 방향으로 상기 본체(100)를 이동시키기 위한 제 2 미세 조정 유닛(220)을 포함한다.The
이에 의해 상기 특허에서는 케이블 설치 및 교환이 용이하고 사용후 핵연료의 검증작업을 효율적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 방사선의 세기를 정밀하게 감지할 수 있게 된다.As a result, the above patent not only makes it easy to install and replace cables, efficiently verify spent nuclear fuel, but also precisely detect the intensity of radiation.
그런데, 상기 방사선 검출 시스템의 경우 부피가 크고 무겁기 때문에 취급 및 운영이 불편하고 검사장치의 감도가 낮아 검사의 효율성이 떨어진다는 문제점이 있었다.However, in the case of the radiation detection system, it is bulky and heavy, so it is inconvenient to handle and operate, and the sensitivity of the inspection device is low, which reduces the efficiency of inspection.
따라서, 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 취급 및 운영이 간편하고 검사장치의 감도가 향상되어 검사의 효율성이 향상되는 사용후 핵연료 검사장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Therefore, the present invention is intended to solve the problems of the prior art described above, and its purpose is to provide a spent nuclear fuel inspection device that is easy to handle and operate and improves inspection efficiency by improving the sensitivity of the inspection device.
본 발명에 따른 사용후 핵연료 검사장치는 본체; 케이블; 상기 케이블의 단부에 설치되어 사용후 핵연료로부터 방출되는 방사선을 검출하기 위한 방사선 검출기; 상기 본체 내부에 설치되고, 외주면에 상기 케이블이 감겨지는 케이블 드럼; 및 상기 본체에 구비되어 상기 케이블 드럼에 케이블을 권취 및 권출하기 위해 상기 케이블 드럼을 회전시키기 위한 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. The spent nuclear fuel inspection device according to the present invention includes a main body; cable; a radiation detector installed at the end of the cable to detect radiation emitted from spent nuclear fuel; a cable drum installed inside the main body and having the cable wound around its outer circumferential surface; and a rotating member provided in the main body to rotate the cable drum to wind and unwind the cable from the cable drum.
또한, 상기 케이블 드럼은 수평 회전축을 가지고, 상기 케이블 드럼은 상기 본체 바닥에 대하여 수직하게 배치된다.Additionally, the cable drum has a horizontal rotation axis, and the cable drum is disposed perpendicular to the bottom of the main body.
또한, 상기 케이블은 복수개의 광섬유를 묶어 이루어지는 한 다발의 광섬유 코어를 포함한다.Additionally, the cable includes a bundle of optical fiber cores made by bundling a plurality of optical fibers.
또한, 상기 케이블 드럼으로부터 권출되는 상기 케이블을 안내하기 위한 케이블 가이드부재를 더 포함한다.In addition, it further includes a cable guide member for guiding the cable unwound from the cable drum.
또한, 상기 케이블가이드부재는 레일; 상기 레일 상에서 슬라이드 가능한 슬라이드부재; 및 원호형상을 가져 상기 슬라이드부재의 단부에 결합되는 전방가이드부재를 포함한다.In addition, the cable guide member includes a rail; A slide member capable of sliding on the rail; And it includes a front guide member that has an arc shape and is coupled to the end of the slide member.
또한, 상기 레일은 상기 본체 내부에 설치되고, 상기 슬라이드부재는 상기 본체 내부에서 외부로 슬라이드 가능하게 설치된다.Additionally, the rail is installed inside the main body, and the slide member is installed to be able to slide from inside the main body to the outside.
또한, 상기 전방가이드부재는 상기 케이블이 삽입되어 케이블의 이동을 안내하는 가이드홈이 형성되고, 상기 슬라이드부재의 일단에 회동가능하게 결합된다.Additionally, the front guide member is inserted into the cable to form a guide groove that guides the movement of the cable, and is rotatably coupled to one end of the slide member.
또한, 상기 케이블가이드부재는 상기 전방가이드부재의 단부에 결합되는 레이저 포인터를 더 포함한다.Additionally, the cable guide member further includes a laser pointer coupled to an end of the front guide member.
또한, 상기 본체의 전방에 결합되는 한 쌍의 결합부재; 및 각각의 상기 결합부재의 전방에 결합되고 상기 결합부재로부터 하향 연장되는 지지플레이트를 포함하는 난간 거치부재를 더 포함한다.Additionally, a pair of coupling members coupled to the front of the main body; And it further includes a handrail mounting member coupled to the front of each of the coupling members and including a support plate extending downward from the coupling member.
또한, 상기 난간 거치부재는 조절나사에 의해 각각의 상기 결합부재에 상하이동가능하게 결합되는 지지부재를 더 포함한다.In addition, the handrail holding member further includes a support member that is movably coupled to each of the coupling members by an adjustment screw.
또한, 상기 회전부재는 상기 케이블 드럼을 회전시키기 위한 제1모터를 포함한다.Additionally, the rotating member includes a first motor for rotating the cable drum.
또한, 상기 케이블 드럼으로부터 권출된 상기 케이블의 상하에 배치되어 상기 케이블을 지지하는 한 쌍의 지지휠; 및 상기 한 쌍의 지지휠 중 하나를 회전시키기 위한 제2모터를 더 포함한다.Additionally, a pair of support wheels disposed above and below the cable unwound from the cable drum to support the cable; and a second motor for rotating one of the pair of support wheels.
또한, 상기 방사선 검출기는 통체; 상기 통체 내부에 삽입되며 P-terphenyl 유기 섬광체를 포함한다.Additionally, the radiation detector is a solid body; It is inserted into the cylinder and contains a P-terphenyl organic scintillator.
또한, 상기 방사선 검출기는 상기 통체의 단부 내부에 배치되는 텅스텐 봉을 더 포함한다. Additionally, the radiation detector further includes a tungsten rod disposed inside an end of the cylinder.
또한, 상기 통체는 스테인레스 스틸로 이루어지는 제1통체; 및In addition, the cylinder includes a first cylinder made of stainless steel; and
상기 제1통체의 단부에 결합되고 알루미늄으로 이루어지는 제2통체를 포함한다.It is coupled to an end of the first cylinder and includes a second cylinder made of aluminum.
본 발명에 따르면 취급 및 운영이 간편하고 검사장치의 감도가 향상되어 검사의 효율성이 향상되는 사용후 핵연료 검사장치가 제공된다. According to the present invention, a spent nuclear fuel inspection device is provided that is easy to handle and operate, and improves inspection efficiency by improving the sensitivity of the inspection device.
도1은 종래 방사선 검출 시스템이 브릿지에 장착된 상태를 나타낸 사시도이고,
도2는 도1의 방사선 검출 시스템을 도시한 도면이며,
도3은 본 발명에 따른 중수로 사용후 핵연료 검사장치의 전체 사시도이고,
도4는 도3에서 커버를 분리한 상태를 도시한 도면이며,
도5는 도3에서 커버를 분리한 상태를 다른 각도에서 바라본 도면이고,
도6은 본 발명에 따른 사용후 핵연료 검사장치에서 한쪽 커버를 분리한 측면도이며,
도7은 본 발명에서 방사선 검출기가 연결된 케이블의 권취 및 권출과정을 도시한 도면이고,
도8은 본 발명에서 방사선 검출기를 도시한 도면이며,
도9는 본 발명에서 방사선 검출기의 내부를 도시한 도면이고,
도10은 종래 검사장치와 본 발명에 따른 검사장치를 실제 원자력 발전소에서 테스트한 결과를 도시한 도면이다.Figure 1 is a perspective view showing a conventional radiation detection system mounted on a bridge;
Figure 2 is a diagram showing the radiation detection system of Figure 1,
Figure 3 is an overall perspective view of the heavy water reactor spent nuclear fuel inspection device according to the present invention;
Figure 4 is a diagram showing a state in which the cover in Figure 3 is removed;
Figure 5 is a view from a different angle with the cover removed from Figure 3;
Figure 6 is a side view with one cover removed from the spent nuclear fuel inspection device according to the present invention;
Figure 7 is a diagram showing the winding and unwinding process of the cable to which the radiation detector is connected in the present invention;
Figure 8 is a diagram showing a radiation detector in the present invention;
Figure 9 is a diagram showing the interior of the radiation detector in the present invention.
Figure 10 is a diagram showing the results of testing a conventional inspection device and an inspection device according to the present invention in an actual nuclear power plant.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Accordingly, in some embodiments, well-known process steps, well-known device structures, and well-known techniques are not specifically described to avoid ambiguous interpretation of the present invention. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawing, the thickness is enlarged to clearly express various layers and regions. Throughout the specification, similar parts are given the same reference numerals. When a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only being "directly above" the other part, but also cases where there is another part in between. Conversely, when a part is said to be “right on top” of another part, it means that there is no other part in between. Additionally, when a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be “below” another part, this includes not only cases where it is “directly below” another part, but also cases where there is another part in between. Conversely, when a part is said to be "right below" another part, it means that there is no other part in between.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms such as “below”, “beneath”, “lower”, “above”, “upper”, etc. are used as a single term as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation between elements or components and other elements or components. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of the element during use or operation in addition to the direction shown in the drawings. For example, if an element shown in the drawings is turned over, an element described as “below” or “beneath” another element may be placed “above” the other element. Accordingly, the illustrative term “down” may include both downward and upward directions. Elements can also be oriented in other directions, so spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In this specification, when a part is connected to another part, this includes not only the case where it is directly connected, but also the case where it is connected with another element in between. Additionally, when it is said that a part includes a certain component, this does not mean that other components are excluded, but that it may further include other components, unless specifically stated to the contrary.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.In this specification, terms such as first, second, and third may be used to describe various components, but these components are not limited by the terms. The above terms are used for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be named a second or third component, etc., and similarly, the second or third component may also be named alternately.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용후 핵연료 검사장치를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a spent nuclear fuel inspection device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도3은 본 발명에 따른 사용후 핵연료 검사장치의 전체 사시도이고, 도4는 도3에서 커버를 분리한 상태를 도시한 도면이며, 도5는 도3에서 커버를 분리한 상태를 다른 각도에서 바라본 도면이고, 도6은 본 발명에 따른 중수로 사용후 핵연료 검사장치에서 한쪽 커버를 분리한 측면도이며, 도7은 본 발명에서 방사선 검출기가 연결된 케이블의 권취 및 권출과정을 도시한 도면이고, 도8은 본 발명에서 방사선 검출기를 도시한 도면이며, 도9는 본 발명에서 방사선 검출기의 내부를 도시한 도면이다.Figure 3 is an overall perspective view of the spent nuclear fuel inspection device according to the present invention, Figure 4 is a diagram showing a state with the cover removed from Figure 3, and Figure 5 is a view from a different angle with the cover removed from Figure 3. It is a drawing, Figure 6 is a side view with one cover removed from the heavy water reactor spent nuclear fuel inspection device according to the present invention, Figure 7 is a diagram showing the winding and unwinding process of the cable to which the radiation detector is connected in the present invention, and Figure 8 is This is a diagram showing the radiation detector in the present invention, and Figure 9 is a diagram showing the inside of the radiation detector in the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 사용후 핵연료 검사장치(1000)는 본체(1100); 케이블(1200); 상기 케이블(1200)의 단부에 설치되는 방사선 검출기(1300); 케이블 드럼(1400); 및 케이블 드럼(1400)을 회전시키기 위한 회전부재를 포함하여 이루어진다. A spent nuclear
상기 본체(1100)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 대략 직육면체 형태로 이루어져서 내부에 케이블 드럼(1400) 등의 구성 부품들이 내장되고, 각 면에는 커버가 부착된다.As shown in FIGS. 3 to 6, the
상기 케이블 드럼(1400)은 본체 내부에 설치되고 외주면에 케이블(1200)이 감겨지고, 회전부재에 의해 케이블 드럼(1400)이 회전하여 케이블 드럼(1400)에 케이블(1200)이 권취되거나 케이블 드럼(1400)으로부터 케이블(1200)이 권출된다.The
본 발명에서 케이블 드럼(1400)은 원통 형태로 본체(1100)의 수평 바닥에 수직하게 세워져서 배치되고 수평 회전축(1410)을 가지도록 본체(1100) 내에 배치된다.In the present invention, the
상기 회전부재는 케이블 드럼(1400)을 회전시키기 위한 것으로, 제1모터(1510)를 포함하고(도5 참조), 제1모터(1510)의 회전에 의해 케이블 드럼(1400)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 되고 케이블 드럼(1400)이 회전함에 따라 케이블 드럼(1400)에 케이블(1200)이 풀리거나 감겨지게 된다.The rotating member is for rotating the
도4에 도시된 바와 같이 본체(1100) 상면에는 케이블 드럼(1400)의 회전을 조작하기 위한 드럼컨트롤 버튼(1102)이 구비된다. 본 실시예에서는 케이블 드럼(1400)에 케이블(1200)을 감기 위한 버튼과 케이블(1200)을 풀기 위한 버튼으로 두 개의 드럼컨트롤 버튼(1102)이 본체(1100) 상면에 배치된다. 이 두 개의 버튼 중 하나를 눌러 케이블 드럼(1400)으로부터 케이블(1200)을 감거나 풀게 된다. As shown in Figure 4, a
또한, 본체(1100) 상면에는 비상정지버튼(1103)이 구비된다. 드럼컨트롤 버튼(1102)을 눌러 케이블 드럼(1400)으로부터 케이블(1200)이 감기거나 풀리는 와중에 급히 정지할 필요가 있을 경우 비상정지버튼(1103)을 눌러 케이블 드럼(1400)의 회전을 정지시키고 케이블(1200)의 이동을 정지시키게 된다.Additionally, an
상기 케이블 드럼(1400)으로부터 감기거나 풀리는 케이블(1200)을 안내하기 위해 케이블 가이드부재(1600)가 구비된다.A
케이블 가이드부재(1600)는 도4에 도시된 바와 같이 레일(1610); 상기 레일(1610) 상에 슬라이드 이동되는 슬라이드부재(1620); 및 원호형상을 가져 상기 슬라이드부재(1620)의 단부에 결합되는 전방가이드부재(1630)를 포함한다.The
케이블 가이드부재(1600)에서 레일(1610)은 본체 내부에서 케이블 드럼 하측에서 본체 바닥에 설치되고 본체에서 전후방향으로 연장형성된다.In the
슬라이드부재(1620)는 레일(1610) 상에 슬라이드 가능하게 결합되는 것으로, 도6에서와 같이 중앙에 길이방향을 따라 가이드홈(1621)이 형성되어 케이블이 삽입되어 안내된다. 슬라이드부재(1620)는 레일(1610)을 따라 본체(1100) 내부로 인입될 수 있고 도4에 도시된 바와 같이 본체(1100) 외부로 완전히 인출될 수도 있다.The
전방가이드부재(1630)는 슬라이드부재(1620)의 전단에 결합되어 케이블(1200)의 이동을 안내하는 것으로, 전방가이드부재(1630)의 후단부가 슬라이드부재(1620)에 회동가능하게 결합되고 도4에서와 같이 전단이 하향 만곡된 원호 형상을 가진다. The
또한, 전방가이드부재(1630)에는 케이블(1200)이 삽입되어 케이블(1200) 이동을 안내하는 가이드홈(1635)이 길이방향을 따라 형성되고, 전방가이드부재(1630)의 전단에는 레이저 포인터(1640)가 배치된다.In addition, the
레이저 포인터(1640)는 전방가이드부재(1630)의 단부에 설치되어 레이저를 조사하기 위한 것으로, 레이저 포인터(1640)에서 레이저가 조사되어 검사할 핵연료에 방사선 검출기(1300)가 정확하게 위치되도록 한다. The
레이저 포인터(1640)의 작동을 위해 본체 상면에는 레이저포인터 버튼(1101)이 배치되고 이 레이저포인터 버튼(1101)을 눌러 레이저 포인터(1640)에 전원이 공급되도록 한다. To operate the
케이블 드럼(1400)과 전방가이드부재(1630) 사이에는 도7에 도시된 바와 같이 한 쌍의 지지휠(1450)이 구비된다. 한 쌍의 지지휠(1450)은 케이블 드럼(1400)과 전방가이드부재(1630) 사이에서 케이블(1200) 상하에 각각 배치되고 케이블 드럼(1400)으로부터 권출된 케이블(1200)이 안정적으로 이동되도록 한다. As shown in FIG. 7, a pair of
또한, 하나의 지지휠(1450)에는 제2모터(1455)가 연결되고 제2모터(1455)에 의해 회전되게 된다. 따라서, 제2모터(1455)에 의해 지지휠(1450)이 회전되어 케이블(1200)의 이동을 가이드하고 케이블(1200)의 장력을 조절하여 케이블(1200)이 꼬이지 않고 안정적으로 이동되게 된다. 제2모터의 회전력은 다수개의 기어를 거쳐 지지휠(1450)에 전달된다.Additionally, a
본체(1100)의 전방에는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 난간 거치부재(1150)가 배치된다. A
난간 거치부재(1150)는 본 발명의 검사장치 본체(1100)를 난간(미도시)에 거치하기 위한 것으로 본체(1100)의 전방에 결합되는 한 쌍의 결합부재(1151); 및 각각의 결합부재(1151)의 전방에 결합되고 결합부재(1151)로부터 하향 연장되는 지지플레이트(1152)를 포함하여 이루어진다. 또한, 각각의 결합부재(1151)에는 상하이동가능하게 결합되는 지지부재(1154)가 더 구비된다(도6 참조). The
한 쌍의 결합부재(1151)는 측면으로 일정 간격 이격된 상태에서 본체(1100)의 전방 커버에 각각 결합되고, 각 결합부재(1151)의 전면에 지지플레이트(1152)가 결합된다. A pair of
따라서, 검사할 핵연료가 저장된 저장소의 난간(미도시)이 지지플레이트(1152)와 본체(1100)의 전방 커버 사이에 삽입되어 본체(1100)가 난간에 거치되고, 결합부재(1151) 및 지지부재(1154)가 난간의 상부에 지지되게 된다. Therefore, the railing (not shown) of the storage where the nuclear fuel to be inspected is stored is inserted between the
그리고, 지지부재(1154)는 조절나사(1153)에 의해 상하이동가능하게 되어 조절나사(1153)로 각각의 지지부재(1154)를 조절하여 난간에 안정적으로 지지되도록 한다.In addition, the
상기 케이블(1200)은 방사선 검출기(1300)에서 생성된 빛을 전송하기 위한 것으로, 본 발명에서는 광섬유 케이블로 이루어진다.The
상기 방사선 검출기(1300)는 케이블(1200)의 단부에 설치되어 핵연료로부터 방출되는 방사선을 검출하기 위한 것으로, 통체(1310); 및 통체(1310) 내부에 삽입되어 방사선을 감지하는 섬광체(1330)를 포함한다.The
방사선 검출기(1300)에서 통체(1310)는 케이블에 연결되는 제1통체(1311) 및 제1통체(1311)에 연결되는 제2통체(1312)를 포함하여 이루어진다. 본 실시예에서 제1통체(1311)는 스테인레스 스틸(SUS)로 이루어지고, 내부에 섬광체(1330)가 배치되는 제2통체(1312)는 방사선 감도 향상을 위해 알루미늄으로 이루어진다. In the
통체(1310)의 단부 즉, 제2통체(1312)의 단부 내부에는 텅스텐 봉(1320)이 배치된다. 본 발명에서는 제2통체(1312)의 단부에 무게추의 역할을 하는 텅스텐 봉(1320)이 삽입되어 방사선 검출기(1300)가 원활하게 저장조의 핵연료로 이동하도록 한다. A
또한, 제2통체(1312) 내에서 섬광체(1330)와 텅스텐 봉(1320) 사이에는 섬광체(1330)를 완충하기 위한 스프링(1340)이 배치된다. Additionally, a
섬광체(1330)는 방사선을 빛으로 변환하기 위한 것으로 본 발명에서는 P-terphenyl로 이루어지는 P-terphenyl 유기 섬광체가 적용된다. The
이와 같이 본 발명에서는 P-terphenyl 유기 섬광체(1Mev 감마선을 침착할 경우 약 27000개의 빛을 생성)가 적용됨으로써 기존 Li-glass 섬광체(1Mev 감마선을 침착할 경우 약 4000개의 빛을 생성)에 비해 신호 감도가 향상된다. In this way, in the present invention, the P-terphenyl organic scintillator (producing about 27,000 lights when depositing 1 Mev gamma ray) is applied, thereby improving signal sensitivity compared to the existing Li-glass scintillator (producing about 4,000 lights when depositing 1 Mev gamma ray). improves.
또한, 본 발명에서 광 케이블(1200)은 복수개의 광섬유를 묶어서 한 다발의 광섬유로 이루어지고 본 실시예에서는 약 200μm 직경을 가진 미세한 광섬유를 64개 묶어서 1.8mm 코어 직경의 다발형 광섬유로 제작하였다. In addition, in the present invention, the
기존 케이블은 다발의 광섬유가 아닌 1.0 mm 단일 코어 직경의 광섬유 2개로 구성된 광케이블이기 때문에 전체 광케이블 직경이 크고(최외각 직경이 1.0mm) 또한 유연성이 좋지 않으며, 방사선 검출기가 원활하게 핵연료 사이를 진행하지 못하다는 문제를 유발하였다.Since the existing cable is an optical cable composed of two optical fibers with a single core diameter of 1.0 mm rather than a bundle of optical fibers, the overall optical cable diameter is large (the outermost diameter is 1.0 mm), and the flexibility is not good, and the radiation detector does not move smoothly between nuclear fuels. It caused the problem of not being able to do it.
본 발명에서는 광 케이블(1200)의 광섬유 코어 직경이 크기 때문에 광전달 효율이 크고 또한 직경에 비례하여 큰 방사선 섬광체를 사용할 수 있기 때문에 방사선에 의한 빛의 생성량을 증가시킬 수 있다. 본 발명에서 광 케이블(1200)은 기존 케이블과 달리(기존 광케이블은 2개 광섬유 사용) 1개의 광섬유만 사용하고 최외곽 직경은 6mm로서 기존 광케이블에 비해 직경이 작다.In the present invention, since the optical fiber core diameter of the
케이블(1200)의 광섬유는 섬광체(1330)에 의해 발생된 빛을 신호처리장치(1700)에 부착된 광증배관(PMT)에 전달하게 된다.The optical fiber of the
도10은 도1,2에 도시된 종래 검사장치와 본 발명에 따른 검사장치를 실제 원자력 발전소에서 테스트한 결과를 도시한 도면이다.Figure 10 is a diagram showing the results of testing the conventional inspection device shown in Figures 1 and 2 and the inspection device according to the present invention in an actual nuclear power plant.
도10에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 검사장치(도10에서 굵은 실선 NewAs shown in Figure 10, the inspection device according to the present invention (bold solid line in Figure 10 New
OFPS)의 감도는 종래 검사장치(도10에서 가는 실선 Existing OFPS)에 비해 최소 15배 이상 우수한 것으로 나타났다(왼쪽과 오른쪽 신호의 크기가 최소 15배 이상). 그리고, 종래 검사장치에서는 발견할 수 없는 신호도 본 발명에 따른 장치에서는 측정이 되었다(원으로 표시한 4곳은 종래 장치로 발견할 수 없는 신호임).The sensitivity of the OFPS (OFPS) was found to be at least 15 times better than that of the conventional inspection device (thin solid line Existing OFPS in Figure 10) (the size of the left and right signals is at least 15 times more). In addition, signals that could not be found in conventional inspection devices were measured with the device according to the present invention (the four points marked with circles are signals that could not be found in conventional devices).
또한, 종래 장치는 중수로 사용후 핵연료 검사과정 중 주변 핵연료 다발에 끼이는 경우가 자주 발생하였으나, 본 발명에서 방사선 검출기는 그런 상황이 발생하지 않아 검사 시간과 노력을 줄일 수 있었다. In addition, the conventional device often became caught in surrounding nuclear fuel bundles during the inspection of spent nuclear fuel in the heavy water reactor, but the radiation detector of the present invention did not encounter such a situation, thereby reducing inspection time and effort.
따라서, 본 발명에 따른 검사장치의 경우 종래 장치에 비해 무게와 부피가 1/2 이하로 제작할 수 있어 취급 및 운영이 편리하고 종래 장치와 달리 1인 혼자서 장비 운영이 가능하며 방사선에 대한 신호 감도가 최소 15배 이상이고 기존 장치로 측정할 수 없는 미세한 방사선 신호도 측정 가능하게 되어 장치 사용의 편리성이 향상되고 검사 시간과 노력을 절약할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the inspection device according to the present invention can be manufactured with less than half the weight and volume of the conventional device, making it convenient to handle and operate. Unlike the conventional device, one person can operate the equipment alone, and the signal sensitivity to radiation is low. It is at least 15 times more powerful and can measure even minute radiation signals that cannot be measured with existing devices, which has the advantage of improving the convenience of using the device and saving inspection time and effort.
또한, 도1 및 2에 도시된 종래 장치에서는 케이블이 수납되는 케이블 수납부(101)가 수평으로 설치되고 케이블 수납부 내에 케이블이 수납되며 케이블이 위아래 방향으로 움직이면서 이동되어 케이블이 엉키는 경우가 발생하였으나, 본 발명에서는 케이블 드럼(1400) 외주면에 케이블(1200)이 감기고 제1모터(1510)의 회전에 의해 케이블 드럼(1400) 자체가 회전하여 케이블(1200)이 감기거나 풀려 이러한 문제점이 해결된다. In addition, in the conventional device shown in Figures 1 and 2, the cable storage unit 101 in which the cable is stored is installed horizontally, the cable is stored in the cable storage unit, and the cable moves in the up and down direction, causing the cable to become tangled. , In the present invention, the
그리고 본 발명에 의한 방사선 검출기는 기존 방사선 검출기에 비해 가늘고 유연성이 좋고, 방사선 검출기 최하단부의 무게를 증가시켜 사용후핵연료 검사 중 방사선 검출기가 주변의 사용후핵연료 다발 사이에 끼이는 문제점도 해결된다.In addition, the radiation detector according to the present invention is thinner and more flexible than existing radiation detectors, and by increasing the weight of the lowest part of the radiation detector, the problem of the radiation detector being caught between bundles of surrounding spent nuclear fuel during inspection of spent nuclear fuel is also solved.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 당해 기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 수 있을 것이다.Above, the present invention has been described with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as set forth in the claims below. There will be.
1000 : 사용후 핵연료 검사장치 1100 : 본체
1200 : 케이블 1300 : 방사선 검출기
1400 : 케이블 드럼 1600 : 케이블 가이드부재1000: Spent nuclear fuel inspection device 1100: Main body
1200: Cable 1300: Radiation detector
1400: cable drum 1600: cable guide member
Claims (17)
케이블;
상기 케이블의 단부에 설치되어 사용후 핵연료로부터 방출되는 방사선을 검출하기 위한 방사선 검출기;
상기 본체 내부에 설치되고, 외주면에 상기 케이블이 감겨지는 케이블 드럼; 및
상기 본체에 구비되어 상기 케이블 드럼에 상기 케이블을 권취 및 권출하기 위해 상기 케이블 드럼을 회전시키기 위한 회전부재;를 포함하고,
상기 방사선 검출기는
통체;
상기 통체 내부에 삽입되는 섬광체; 및
상기 통체의 단부 내부에 배치되는 텅스텐 봉;을 포함하는 사용후 핵연료 검사장치.main body;
cable;
a radiation detector installed at the end of the cable to detect radiation emitted from spent nuclear fuel;
a cable drum installed inside the main body and having the cable wound around its outer circumferential surface; and
It includes a rotating member provided in the main body to rotate the cable drum to wind and unwind the cable from the cable drum,
The radiation detector is
whole body;
A scintillator inserted into the cylinder; and
A spent nuclear fuel inspection device comprising a tungsten rod disposed inside an end of the cylinder.
상기 케이블 드럼은 수평 회전축을 가지고,
상기 케이블 드럼은 상기 본체 바닥에 대하여 수직하게 배치되는 사용후 핵연료 검사장치.According to paragraph 1,
The cable drum has a horizontal rotation axis,
The cable drum is a spent nuclear fuel inspection device arranged perpendicularly to the bottom of the main body.
상기 케이블은 복수개의 광섬유를 묶어 이루어지는 한 다발의 광섬유 코어를 포함하는 광케이블인 사용후 핵연료 검사장치.According to paragraph 1,
The cable is a spent nuclear fuel inspection device that is an optical cable including a bundle of optical fiber cores made by bundling a plurality of optical fibers.
상기 케이블 드럼으로부터 권출되는 상기 케이블을 안내하기 위한 케이블 가이드부재를 더 포함하는 사용후 핵연료 검사장치.According to paragraph 1,
A spent nuclear fuel inspection device further comprising a cable guide member for guiding the cable unwound from the cable drum.
상기 케이블 가이드부재는
레일;
상기 레일 상에서 슬라이드 가능한 슬라이드부재; 및
원호형상을 가져 상기 슬라이드부재의 단부에 결합되는 전방가이드부재를 포함하는 사용후 핵연료 검사장치.According to paragraph 4,
The cable guide member is
rail;
A slide member capable of sliding on the rail; and
A spent nuclear fuel inspection device including a front guide member that has an arc shape and is coupled to an end of the slide member.
상기 레일은 상기 본체 내부에 설치되고,
상기 슬라이드부재는 상기 본체 내부에서 외부로 슬라이드 가능하게 설치되는 사용후 핵연료 검사장치.According to clause 5,
The rail is installed inside the main body,
A spent nuclear fuel inspection device in which the slide member is installed to slide from inside the main body to the outside.
상기 전방가이드부재는 상기 케이블이 삽입되어 케이블의 이동을 안내하는 가이드홈이 형성되고, 상기 슬라이드부재의 일단에 회동가능하게 결합되는 사용후 핵연료 검사장치.According to clause 5,
The front guide member is a spent nuclear fuel inspection device in which the cable is inserted to form a guide groove that guides the movement of the cable, and is rotatably coupled to one end of the slide member.
상기 케이블 가이드부재는 상기 전방가이드부재의 단부에 결합되는 레이저 포인터를 더 포함하는 사용후 핵연료 검사장치.In clause 7,
The cable guide member is a spent nuclear fuel inspection device further comprising a laser pointer coupled to an end of the front guide member.
상기 본체의 전방에 결합되는 한 쌍의 결합부재; 및
각각의 상기 결합부재의 전방에 결합되고 상기 결합부재로부터 하향 연장되는 지지플레이트를 포함하는 난간 거치부재를 더 포함하는 사용후 핵연료 검사장치.According to paragraph 1,
A pair of coupling members coupled to the front of the main body; and
A spent nuclear fuel inspection device further comprising a handrail mounting member coupled to a front of each of the coupling members and including a support plate extending downward from the coupling member.
상기 난간 거치부재는 조절나사에 의해 각각의 상기 결합부재에 상하이동가능하게 결합되는 지지부재를 더 포함하는 사용후 핵연료 검사장치.According to clause 9,
The railing holding member is a spent nuclear fuel inspection device further comprising a support member that is movably coupled to each of the coupling members by an adjustment screw.
상기 회전부재는 상기 케이블 드럼을 회전시키기 위한 제1모터를 포함하는 사용후 핵연료 검사장치.According to paragraph 1,
The rotating member is a spent nuclear fuel inspection device including a first motor for rotating the cable drum.
상기 케이블 드럼으로부터 권출된 상기 케이블의 상하에 배치되어 상기 케이블을 지지하는 한 쌍의 지지휠; 및
상기 한 쌍의 지지휠 중 하나를 회전시키기 위한 제2모터를 더 포함하는 사용후 핵연료 검사장치.According to clause 11,
a pair of support wheels disposed above and below the cable unwound from the cable drum to support the cable; and
A spent nuclear fuel inspection device further comprising a second motor for rotating one of the pair of support wheels.
상기 섬광체는 P-terphenyl 섬광체인 사용후 핵연료 검사장치.According to paragraph 1,
The scintillator is a spent nuclear fuel inspection device that is a P-terphenyl scintillator.
상기 통체는
스테인레스 스틸로 이루어지는 제1통체; 및
상기 제1통체의 단부에 결합되고 알루미늄으로 이루어지는 제2통체를 포함하는 사용후 핵연료 검사장치.According to clause 14,
The above body is
A first cylinder made of stainless steel; and
A spent nuclear fuel inspection device comprising a second cylinder coupled to an end of the first cylinder and made of aluminum.
상기 방사선 검출기는 상기 통체 내부에서 상기 섬광체와 상기 텅스텐 봉 사이에 배치되는 스프링을 더 포함하는 사용후 핵연료 검사장치.According to paragraph 1,
The radiation detector is a spent nuclear fuel inspection device further comprising a spring disposed between the scintillator and the tungsten rod inside the cylinder.
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