KR20000018967A

KR20000018967A - 경수로형 원자로의 유실 제어봉 봉단마개 제거공구

Info

Publication number: KR20000018967A
Application number: KR1019980036828A
Authority: KR
Inventors: 김용태
Original assignee: 김형국; 한전기공 주식회사
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 2000-04-06
Also published as: KR100280031B1

Abstract

본 발명은 경수로형 원자로의 연료집합체에 삽입되는 제어봉의 봉단마개가 유실되었을 경우 이를 신속하게 탐색하여 제거할수 있도록 한 경수로형 원자로의 유실 제어봉 봉단마개 제거공구에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 제거 공구는 제어봉의 삽입 위치에 추를 삽입하여 상대적인 길이차로 봉단마개의 존재 여부를 간단히 확인할수 있는 탐색구와, 가이드 씸블튜브 내에 삽입되는 파이프의 단부에 설치되는 얇은 원뿔형의 동판으로 된 콜렛을 이용하여 유실된 봉단마개를 확실하게 제거할수 있는 제거구로 구성된 것이다.

본 발명에 의하면, 탐색구를 사용하여 가이드 씸블튜브 내의 상대적인 깊이차로 최단시간 내에 봉단마개의 존재 여부를 정확히 확인할수 있고, 제거구를 통해서는 절단 및 유실된 가이드 씸블튜브 내의 봉단마개를 신속하고 확실하게 인출하여 제거할수 있다.

Description

경수로형 원자로의 유실 제어봉 봉단마개 제거공구

일반적으로 경수로형 원자로는 계획예방 및 정비공사 수행중 원자로 내에서 원전연료를 완전히 인출하고, 이 연료에 대한 건전성을 입증하기 위하여 초음파 검사(Fuel UT) 및 재장전 대상연료에 대한 육안검사(Fuel VT)를 실시하여야 하며, 그 정확도를 높이기 위하여 사전에 연료집합체의 씸블튜브 내에 삽입되어 있는 제어봉을 제거한 상태에서 초음파 검사가 이루어져야 한다.

그런데, 경수로형 원자로에서 사용하는 연료집합체는 가늘고 긴 튜브 형상으로 되어 있고, 또한 방사선의 차폐를 위하여 깊은 수심하에 위치해 있으므로 상기의 연료집합체에 삽입된 봉단마개가 경년, 열화 등의 손상으로 인해 절단 및 유실되었을 경우 유실된 봉단마개를 신속히 탐색하여 제거하기가 곤란하다.

통상, 봉단마개의 절단 및 유실 원인으로는 제어봉내 흡수체(AG-IN-CD)의 스웰링(Swelling)현상에 기인하거나, 장기 사용에 따른 노후현상, 정상 운전중 연료의 가이드 씸블튜브를 통하여 형성되는 RCS 우회유량으로 인해 발생하는 제어봉 집합체의 반복진동에 따른 피로 및 마찰에 의한 마모와 같은 영향으로 추정된다.

일단, 유실된 제어봉의 봉단마개가 존재하는 연료도 다른 연료와 마찬가지로 주기적으로 재장전 되어야 하는 연료이기 때문에 봉단마개를 제거하지 않고 그대로 원자로의 노심 내에 장전하여 운전한다면 발전에 크나큰 이상사태를 야기시킬수 있다.

그런데, 유실된 제어봉의 봉단마개는 연료 가이드 씸블튜브 내에 존재하고, 고방사선 물질인 연료로서 수중 내에서 작업이 이루어져야 하며, 연료의 최하단 부위에 있는 제어봉의 봉단마개의 취급은 원격적으로 이루어져야 하고, 봉단마개 자체가 비자성체이며, 제어봉의 봉단마개와 가이드 씸블튜브 간의 간격이 미소하고, 봉단마개의 형상 및 취급이 불편하다는 작업조건 때문에 절단 또는 유실된 봉단마개를 탐색하여 제거하는데 애로사항이 많다.

종래에는 절단 또는 유실된 봉단마개를 탐색 및 제거하기 위하여 보이스코프 등을 사용한 육안점검과 진공펌프를 이용한 제거술을 사용하였다.

이중, 보이스코프를 사용한 육안점검은 봉단마개가 깊은 수심 내에 위치하는 관계로 정확한 탐색이 곤란하고, 장비의 구입비용과 탐색에 따른 인력 및 시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.

또한, 진공펌프를 이용한 제거술은 진공펌프를 이용하여 봉단마개를 직접 또는 간접으로 흡착 제거하는 것으로, 이 경우에는 봉단마개 및 가이드 씸블튜브의 가하학적 형상으로 인해 흡입유량이 미흡 내지는 과다하게 형성되므로서 흡착 제거의 실패확률이 높은 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 기술적인 과제는 제어봉의 삽입 위치에 추를 삽입하여 상대적인 길이차로 봉단마개의 존재 여부를 간단히 확인할수 있는 탐색구와, 가이드 씸블튜브 내에 삽입되는 파이프의 단부에 설치되는 얇은 원뿔형의 동판으로 된 콜렛을 이용하여 유실된 봉단마개를 확실하게 제거할수 있는 제거구로 구성되는 봉단마개 제거공구를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 탐색구의 일부 절결 정면도

도 2는 본 발명에 따른 제거구의 일부절결 정면도

도 3은 본 발명에 따른 튜브와 콜렛의 결합상태를 나타낸 요부 확대 단면도

도 4는 봉단마개의 탐색동작을 나타낸 정단면도

도 5는 봉단마개의 제거동작을 나타낸 정단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 가이드 씸블튜브 11 : 마개

20 : 제어봉 21 : 봉단마개

30 : 탐색구 31 : 몸체

32 : 캡 33 : 구멍

34 : 끈 40 : 제거구

41,42 : 파이프 43 : 연결구

44 : 록크너트 45 : 망치

46 : 연결고리 47 : 플레이트

48 : 튜브 49 : 콜렛

50 : 쐐기 51 : 핀

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 탐색구는 연료집합체의 가이드 씸블튜브에 삽입되어 그 기준위치의 측정으로 상대 깊이차를 통하여 봉단마개의 존재 여부를 정확히 확인할수 있다.

또한, 제거구는 유실된 봉단마개가 존재하는 가이드 씸블튜브 내에 삽입되어 동박판으로 된 콜렛의 탄성력으로 봉단마개를 감싸서 동반 인출하게 된다.

이하에서 본 발명을 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 크게 연료집합체의 가이드 씸블튜브(10)에 삽입된 제어봉(20)으로 부터 유실되어 상기 가이드 씸블튜브의 마개(11) 상단에 위치하는 봉단마개(21)를 탐색하는 탐색구(30)와, 탐색된 봉단마개(21)를 가이드 씸블튜브(10)로 부터 인출하여 제거하는 제거구(40)로 나뉘어진다.

탐색구(30)는 도 1에서 보는 바와 같이 가이드 씸블튜브(10)내에 삽입되어 유실된 봉단마개(21)와 접촉하는 추 형상의 몸체(31)와, 상기 몸체의 후단에 나사 결합되며 끈(34)이 삽입될수 있는 구멍(33)을 구비하는 캡(32)으로 구성된다.

상기 몸체(31)는 봉단마개(21)와 접촉하는 선단이 원뿔형으로 형성되며 연료집합체의 가이드 씸블튜브(10) 내에 삽입될수 있는 크기로 형성된다.

상기 캡(32)은 가이드 씸블튜브(10)에 충분히 삽입될수 있을 정도의 크기로 형성되어 몸체(31) 후단에 나사 결합되고, 그 중심에는 끈(34)을 결속하기 위한 구멍(33)이 일체로 형성된다.

상기 끈(34)은 매듭(35)이 구멍(33) 내에 위치하여 캡을 분리시키지 않는 한 이탈되지 않는다.

제거구(40)는 도 2에서 보는 바와 같이 연결구(43)를 통하여 가이드 씸블튜브(10) 내에 삽입될수 있는 길이로 형성되는 파이프(41,42)와, 상기 파이프에 나사 결합되어 스웨이지록(Swege Lock)를 형성하는 록크너트(44)와, 상기 파이프(41)의 상측에 삽입되어 길이방향으로 이동하며 록크너트(44)와 접촉하는 추 형상의 망치(45)와, 상기 파이프(41)의 상단에 플레이트(47)를 통하여 연결되는 연결고리(46)와, 상기 파이프(42)의 하단에 연결되는 튜브(48)와, 상기 튜브의 하단에 연결되는 얇은 동판으로 된 원뿔형의 콜렛(49)으로 구성된다.

상기 파이프(41,42)는 가이드 씸블튜브(10)의 길이를 감안하여 그 보다 약간 길게 형성되며, 가공성을 고려하여 복수개의 파이프(41,42)를 연결구(43)로 연결한 것이다.

상기 록크너트(44)는 파이프(41)에 결합되며, 필요에 따라 위치를 가변시킬수 있다.

원뿔형의 망치(45)는 그 선단이 원뿔형으로 형성되고, 파이프(41)를 따라 축방향으로의 이동이 가능하다.

상기 연결고리(46)는 파이프(41)의 상단에 플레이트(47)를 통하여 고정되고, 작업자가 손으로 잡을수 있는 파지부 역할을 하게 된다.

상기 튜브(48)는 동 파이프로서 파이프(42)의 최하단에 연결된다.

상기 원뿔형의 콜렛(49)은 도 3과 같이 소직경부를 튜브(48)의 하단에 삽입하고, 튜브와 콜렛 사이에 이탈방지용 쐐기(50)를 압입한 다음, 상기 튜브(48)와 쐐기(50) 및 콜렛(49)의 이탈을 방지하기 위하여 그 측면에 핀(51)을 삽입하여 고정시키므로서 콜렛의 대직경부가 외부로 돌출되도록 한 것이다.

도면중, 11은 가이드 씸블튜브(10)의 마개를 표시한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유실된 봉단마개(21)를 탐색할 경우에는 가이드 씸블튜브(10) 내의 제어봉(20)을 빼낸 상태에서 도 4와 같이 상기 가이드 씸블튜브 내에 탬색구(30)를 삽입한다.

이때, 작업자는 끈(34)을 잡고 서서히 삽입하며, 몸체(31)의 선단이 타 물체와 접촉하는 순간 상기 끈에 표식된 깊이를 통하여 봉단마개(21)의 존재 여부를 확인하게 된다.

좀더, 상세히 설명하면 사전에 봉단마개(21)가 없을 경우(또는 있을 경우)의 깊이를 끈(34)에 표시해 놓은 다음, 몸체의 선단이 타 물체와 부딪히는 순간 끈에 표시해 놓은 표식을 통하여 봉단마개의 존재를 알수 있다.

즉, 제어봉(20)의 삽입 위치에 탐색구(30)를 삽입한 후 끈에 표시된 상대적인 길이차로 봉단마개의 유무를 탐색하는 것이다.

이와 같은 동작을 통하여 유실된 봉단마개(21)가 해당 가이드 씸블튜브(10) 내에 있는 것이 확인 될 때는 제거구(40)를 통하여 상기 봉단마개를 빼낸다.

이때는, 도 5와 같이 제거구(40)의 연결고리(46)를 파지한 상태에서 파이프(41,42)를 해당 가이드 씸블튜브(10) 내에 삽입한다.

제거구를 삽입하는 도중 콜렛(49)의 선단과 봉단마개(21)가 접촉하는 것이 감지되면, 그 상태에서 파이프를 서서히 회전시켜 상기 콜렛이 봉단마개(21)와 가이드 씸블튜브(10) 사이의 틈새로 삽입되게 한다.

이후, 콜렛이 봉단마개(21)의 외측으로 완전히 삽입되면 원뿔형의 망치(45)를 상측으로 들어 올린 다음 하강시켜 록크너트(44)에 충격을 가한다.

이렇게 하면, 록크너트에 가해진 충격이 콜렛(49)에 전달되어 상기 콜렛이 변형됨과 동시 봉단마개(21)의 외측에 압착된다.

이와 같은 상태에서 연결고리(46)를 통하여 파이프(41,42)를 서서히 들어 올리면 봉단마개(21)를 손쉽게 빼낼수 있다.

즉, 얇은 동판으로 형성된 원뿔형의 콜렛(49)을 봉단마개의 외측에 삽입한 상태에서 충격을 가하여 상기 콜렛이 봉단마개를 압착하도록 한 다음, 콜렛에 끼워진 봉단마개를 들어서 제거하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 경수로형 원자로의 연료집합체에 삽입되는 봉단마개가 유실되었을 경우 제어봉 삽입 위치에 추 형상의 몸체를 삽입하여 상대적인 길이차로 봉단마개의 유무를 탐색하는 탐색구와, 얇은 동판으로 형성된 원뿔형의 콜렛을 이용하여 유실된 봉단마개를 끼워서 제거하는 제거구로 구성되어 가이드 씸블튜브 내에 존재하는 봉단마개를 신속하고 정확하게 탐색 및 제거할수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 봉단마개의 유무 판단과 제거에 따른 실패 확률이 거의 없어 공구에 대한 신뢰성을 높일수 있으며, 공구 자체의 조작이 간편하여 누구라도 손쉽게 유실된 봉단마개의 위치판단과 제거작업을 수행할수 있는 것이다.

Claims

경수로형 원자로의 연료집합체를 구성하는 가이드 씸블튜브(10) 내에 제어봉(20)으로 부터 유실된 봉단마개(21)를 탐색 및 제거하기 위한 제거공구를 구성함에 있어서,

상기 가이드 씸블튜브(10)내에 삽입되어 유실된 봉단마개(21)와 접촉하는 몸체(31)와, 상기 몸체의 후단에 나사 결합되며 끈(34)이 결속되는 구멍(33)을 구비하는 캡(32)으로 구성된 탐색구(30)와;

상기 가이드 씸블튜브(10) 내에 삽입될수 있는 길이로 형성되는 파이프(41,42)와, 상기 파이프에 나사 결합되어 스웨이지록(Swege Lock)를 형성하는 록크너트(44)와, 상기 파이프(41)의 상측에 삽입되어 길이방향으로 이동하며 록크너트(44)에 충격을 가하는 망치(45)와, 상기 파이프(41)의 상단에 플레이트(47)를 통하여 연결되는 연결고리(46)와, 상기 파이프(42)의 하단에 연결되는 튜브(48)와, 상기 튜브의 하단에 연결되는 원뿔형의 콜렛(49)으로 구성된 제거구(40)를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 경수로형 원자로의 유실 제어봉 봉단마개 제거공구.
제 1항에 있어서, 상기 탐색구(30)의 몸체(31)는 봉단마개(21)와 접촉하는 선단이 원뿔형으로 형성된 것을 특징으로 하는 경수로형 원자로의 유실 제어봉 봉단마개 제거공구.
제 1항에 있어서, 상기 제거구(40)의 파이프(41,42)를 합친 길이는 가이드 씸블튜브(10) 보다 긴 것을 특징으로 하는 경수로형 원자로의 유실 제어봉 봉단마개 제거공구.
제 1항에 있어서, 상기 망치(45)는 파이프(41)를 따라 축방향으로의 이동이 자유로운 것을 특징으로 하는 경수로형 원자로의 유실 제어봉 봉단마개 제거공구.
제 1항에 있어서, 상기 원뿔형의 콜렛(49)은 소직경부가 튜브(48)의 하단에 삽입되고, 상기 튜브와 콜렛 사이에 이탈방지용 쐐기(50)가 압입되어 그 측면을 관통하는 핀(51)에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 경수로형 원자로의 유실 제어봉 봉단마개 제거공구.