KR20030040576A

KR20030040576A - 원자력발전소의 증기발생기 교체 장치

Info

Publication number: KR20030040576A
Application number: KR1020010070905A
Authority: KR
Inventors: 임혁순; 김성환; 이재곤; 정대율; 배병환; 이영철; 윤순철; 황익규
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2003-05-23

Abstract

본 발명은 원자력발전소의 격납건물내에 수용되어 증기를 발생시키는 증기발생기에 관한 것으로, 격납건물(100)의 천정면에 장착되어 안내레일(12)을 따라 왕복이동함과 더불어 몸체하부측에 작동유체를 통해 승강하는 리프팅빔(13)이 장착됨은 물론 리프팅빔(13)에 트롤리(15)의 작동과정에서 증기발생기(120)를 회전시키는 작동암(14)이 연결된 천정크레인(10)과; 격납건물(100)의 측면부에 설치된 상태에서 천정크레인(10)의 작동과정에서 기기출입구(130)를 경유하여 외부로 인출되는 증기발생기(120)를 수평상태로 안착시키는 지지장치(20); 지지프레임(31)의 상부측에 장착되어 안내레일(33)을 따라 왕복이동함과 더불어 몸체하부측에 작동유체를 통해 승강하는 리프팅빔(34)이 장착됨은 물론 리프팅빔(34)에 지지장치(20)의 증기발생기(120)를 물어잡아 후공정으로 이송시키는 작동암(35)이 연결된 이송크레인 (30)으로 이루어져, 증기발생기의 교체에 따른 작업공수 및 작업하중이 감소되어 제반 부대비용이 절감될 뿐만 아니라 증기발생기의 교체작업에 따른 작업시간이 절약되어 작업의 효율성 및 신뢰성이 증대되게 한 것이다.

Description

원자력발전소의 증기발생기 교체 장치{Apparatus of changing the steam generator within nuclear power generation}

본 발명은 원자력발전소의 격납건물내에 수용되어 증기를 발생시키는 증기발생기에 관한 것으로, 특히 증기발생기의 교환과정을 격납건물의 벽체를 절개하지 않은 상태에서도 가능하게 하여, 작업공수 및 작업비용을 절감시킬 수 있도록 된 원자력발전소의 증기발생기 교체 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력발전소의 증기발생기는, 격납건물내에 수용된 상태에서 원자로의 핵분열과정에서 생성되는 고온의 냉각수를 열교환을 통해 증기를 생성시키는 열교환기의 일종으로서, 이러한 증기발생기의 내부공간에 냉각수의 열교환을 위한 다수개의 전열관(U-tube)이 구비되어 있다.

즉, 도 1에서와 같이, 원자력발전소에는, 몸체내부에 소정크기의 수용공간을 형성함은 물론 천정면이 반구형돔으로 형성된 격납건물(100)과, 격납건물(100)내의 바닥면중심부에 장착된 원자로(110) 및, 원자로(110)의 주변에 장착된 최소한 한 쌍의 증기발생기(120)가 구비되어 있다.

따라서, 도 2에서와 같이, 원자로(110)의 핵분열과정에서 생성되는 고온상태의 냉각수가 입구노즐(111)을 통해 증기발생기(120)내로 유입되어 전열관(112)을 경유하면서 열교환된 상태에서 출구노즐(113)을 통해 다시 리턴되어 재순환되거나 정화시설로 배출되는 것이다.

이때, 증기발생기(120)의 몸체상부측에, 원자로(110)에서 입구노즐(111)을 통해 유입되어 전열관(112)을 경유하는 냉각수의 열교환과정에서 생성되는 증기를 배출시키기 위한 배출관(114)이 장착된다. 물론, 배출관(114)에서 분출되는 증기는 가열터빈(미도시)을 구동시킨다.

그런데, 증기발생기(120)가 손상되어 교환하려는 경우, 격납건물(100)의 벽체를 일부 절개하여 보강재를 설치한 다음 이송크레인과 같은 별도의 인출장치를 이용하여 인출해야 하므로, 증기발생기(120)의 교환작업에 따른 작업공수 및 작업하중이 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 증기발생기(120)의 교환과정이 종료된 후에도 보강제와 인출장치를 제거한 다음 격납건물(100)의 벽체를 콘크리트를 사용하여 다시 축조해야하므로, 증기발생기(120)의 교환작업이 장기간의 공정시간과 다수의 작업인원이 필요하여 많은 교체 공정과 비용과 인력이 드는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 증기발생기의 교환과정을 격납건물의 벽체를 절개하지 않은 상태에서도 가능하게 하여, 작업공수 및 작업비용을 절감시킬 수 있도록 된 원자력발전소의 증기발생기 교체 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 격납건물의 천정면에 장착되어 안내레일을 따라 왕복이동함과 더불어 몸체하부측에 작동유체를 통해 승강하는 리프팅빔이 장착됨은 물론 리프팅빔에 증기발생기의 상단부를 물어잡아 회전시키는 작동암이 힌지결합된 천정크레인과; 격납건물의 측부에 구비되어 천정크레인의 리프팅빔과 작동암의 작동과정에서 기기출입구로부터 인출되는 증기발생기를 수평상태로 유지시키는 지지장치; 지지프레임의 상부측에 장착되어 안내레일을 따라 왕복이동함과 더불어 몸체하부측에 작동유체를 통해 승강하는 리프팅빔이 장착됨은 물론 리프팅빔에 지지장치에 안착되는 증기발생기의 하단부를 물어잡아 인출시키는 작동암이 힌지결합된 이송크레인 및; 천정크레인과 이송크레인에 작동신호를 출력하여 리프팅빔의 승강량과 작동암의 회전량을 조절하는 제어장치로 구성된다.

도 1은 일반적인 기술에 따른 증기발생기가 내장된 상태를 도시한 도면,

도 2는 일반적인 기술에 따른 증기발생기를 도시한 확대도,

도 3은 본 발명에 따른 증기발생기의 설치상태를 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 증기발생기의 교체과정을 도시한 평단면도,

도 5는 본 발명에 따른 증기발생기의 교체과정을 도시한 정단면도이다.

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 격납건물 110 : 원자로

120 : 증기발생기 130 : 기기출입구

10 : 천정크레인 20 : 지지장치

12,33 : 안내레일 13,34 : 리프팅빔

14,35 : 작동암 15,36 : 트롤리

30 : 이송크레인 40 : 제어장치

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 증기발생기의 설치상태와 교체과정을 도시한 평단면도와 정단면도로서, 격납건물(100)의 내부공간에 설치되어 원자로(110)로부터 배출되는 냉각수의 열교환과정에서 생성되어진 증기를 통해 가스터빈을 구동시키는 증기발생기(120)의 교체장치를 구성함에 있어서,

격납건물(100)의 천정면에 장착되어 안내레일(12)을 따라 왕복이동함과 더불어 몸체하부측에 작동유체를 통해 승강하는 리프팅빔(13)이 장착됨은 물론 리프팅빔(13)에 트롤리(15)의 작동과정에서 증기발생기(120)를 회전시키는 작동암(14)이 연결된 천정크레인(10)과; 격납건물(100)의 측부에 구비되어 천정크레인(10)의 리프팅빔(13)과 작동암(14)의 작동과정에서 기기출입구(130)를 통해 외부로 인출되는 증기발생기(120)를 수평상태로 유지시키는 지지장치(20); 지지프레임(31)의 상부측에 장착되어 안내레일(33)을 따라 왕복이동함과 더불어 몸체하부측에 작동유체를 통해 승강하는 리프팅빔(34)이 장착됨은 물론 리프팅빔(34)에 지지장치(20)의 증기발생기(120)를 물어잡아 후공정으로 이송시키는 작동암(35)이 연결된 이송크레인 (30) 및; 천정크레인(10)과 이송크레인(30)에 작동신호를 출력하여 리프팅빔(12, 33)의 승강량과 작동암(14,35)의 회전량과 트롤리 (15,36)의 작동량을 조절하는 제어장치(40)로 이루어져 있다.

먼저, 본 발명에 따른 구성요소 중 격납건물(100)과 원자로(110)와 중기발생기(120)는 종래 기술과 기능상 동일하므로 자세한 설명은 생략하고, 다만 격납건물 (100)의 벽체에 증기발생기(120)의 인출/삽입에 적당한 크기의 기기출입구(130)가 형성되면서, 격납건물(100)의 천정면에 천정크레인(10)이 장착된 것에 차이점이 포함됨을 첨언한다.

이때, 기기출입구(130)는, 그 둘레면에 외측방향을 향해 일정길이로 돌출되는 플랜지부를 형성시킨 다음, 이 플랜지부를 덮개와 같은 밀폐수단을 통해 밀폐하여, 원자로(110)에서 배출되는 방사선과 같은 이물질이 격납건물(100)외로 배출되는 것을 차단시킴이 바람직하다.

그리고, 천정크레인(10)은, 격납건물(100)의 천정면에 설치된 상태에서 제어장치(40)의 신호를 입력받아 전후진 또는 상하향하는 것으로서, 격납건물(100)의 천정면에 수평방향으로 장착된 안내레일(12)과, 안내레일(12)의 상부측에 안착되어 수평방향으로 왕복이동하는 한 쌍의 트롤리(15), 트롤리(15)의 하부측에 각각 연결되어 작동유체를 통해 승강을 반복하는 리프팅빔(13) 및, 리프팅빔(13)의 하단부에 연결부재(16)를 통해 힌지식으로 결합됨과 더불어 작동유체를 통해 회전되는 작동암(14)으로 구성된다.

그리고, 지지장치(20)는, 격납건물(100)의 측부 즉, 기기출입구(130)의 측부에 상하방향으로 장착된 것으로서, 그 상부면에 증기발생기(120)의 둘레면과 대응하는 크기의 오목홈이 형성되어 있다. 물론, 오목홈의 상면에 고무와 같은 완충부재를 부착하여 증기발생기(120)를 완충시킴이 바람직하다.

그리고, 이송크레인(30)은, 지지프레임(31)의 상부측에 장착되어 제어장치 (40)의 신호를 입력받아 전후진 또는 상하향하는 것으로서, 지지프레임(31)의 상부측에 수평방향으로 장착된 안내레일(33)과, 안내레일(33)의 상부측에 안착되어 수평방향으로 왕복이동하는 한 쌍의 트롤리(36), 트롤리(36)의 하부측에 각각 연결되어 작동유체를 통해 승강하는 리프팅빔(34) 및, 리프팅빔(13)의 하단부에 연결부재 (37)를 통해 힌지식으로 결합됨과 더불어 작동유체를 통해 회전되는 작동암(35)으로 구성된다.

그리고, 제어장치(40)는, 천정크레인(10)과 이송크레인(30)의 작동부분에 무선 또는 유선으로 연결된 상태에서 작동신호를 출력하는 것으로서, 트롤리(15,36)의 수평이동량과 리프팅빔(13,34)의 승강량과 작동암(14,35)의 회전량을 조절하는 기능을 수행한다.

이하, 본 발명에 따른 작용을 첨부된 예시도면을 참고로하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 증기발생기(120)의 교체장치를 구성하기 위해서는, 격납건물(100)의 외벽의 지상 56피트의 위치에 평균각도(AZ) 280°의 각도로 기기출입구(130)를 형성시킨 다음 밀폐시킨 다음, 격납건물(100)의 측부 즉, 기기출입구(130)의 측부에 지지장치(20)를 설치하는 과정이 선결되어야 한다.

물론, 기기출입구(130)에 덮개와 같은 밀폐수단을 장착시킬 수도 있고 콘크리트로 밀폐시킬 수 있으며, 지지장치(20)를 기기출입구(130)의 측부에 고정시킬 수도 있고 이동식으로 이용할 수도 있음은 당연하다.

그런 다음, 증기발생기(120)의 상부측에 천정크레인(10)의 작동암(14)을 연결하고 제어장치(40)를 작동시키면, 제어장치(40)의 신호를 입력받은 리프팅빔(13)이 세팅 높이에 해당하는 만큼 증기발생기(120)를 상향시키고 안내레일(12)을 따라 기기출입구(130)의 방향으로 전진시킨다.

이어서, 제어장치(40)의 신호를 입력받은 천정크레인(10)의 트롤리(15) 중 도면상 전방측 트롤리(15)가 기설정된 세팅값에 의해 작동하므로, 증기발생기(120)가 수평방향으로 뉘어지면서 기기출입구(130)를 통해 격납건물외로 인출되어 지지장치(20)에 안착된다.

이어서, 지지장치(20)의 상부면에 안착되는 증기발생기(120)의 하단부에 이송크레인(30)의 작동암(35)을 연결하고 제어장치(40)를 작동시키면, 제어장치(40)의 신호를 입력받은 리프팅빔(34)이 증기발생기(120)를 들어올려 후처리공정으로 이송시키게 되는 것이다.

한편, 격납건물(100)에서 교체하고자하는 증기발생기(120)의 인출이 완료되는 경우, 이송크레인(30)을 이용하여 상기의 작업과정과 역순으로 지지장치(20)상에 신형의 증기발생기(120)를 안착시킨 다음, 천정크레인(10)을 이용하여 상기의 작업과정과 역순으로 격납건물(100)내로 유도시킨다.

물론, 격납건물(100)내에 신형의 증기발생기(120)가 유도되는 경우 설치개소에 안착시킨 다음, 천정크레인(10)과 이송크레인(30)을 원상태로 리턴시키고, 기기출입구(130)를 덮개 또는 콘크리트를 이용하여 밀폐시키면, 증기발생기(120)의 교환작업이 완료되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 원자력발전소의 증기발생기 교체 장치에 의하면, 증기발생기의 교체작업이 격납건물의 벽체를 절개하지 않은 상태에서도 가능해지므로, 증기발생기의 교체에 따른 작업공수 및 작업하중이 감소되어 제반 부대비용이 절감될 뿐만 아니라 증기발생기의 교체작업에 따른 작업시간이 절약되어 작업의 효율성 및 신뢰성이 증대되는 효과가 있는 것이다.

Claims

격납건물(100)의 내부공간에 설치되어 원자로(110)로부터 배출되는 냉각수의 열교환과정에서 생성되어진 증기를 통해 가스터빈을 구동시키는 증기발생기(120)의 교체장치를 구성함에 있어서,

격납건물(100)의 천정면에 장착되어 안내레일(12)을 따라 왕복이동함과 더불어 몸체하부측에 작동유체를 통해 승강하는 리프팅빔(13)이 장착됨은 물론 리프팅빔(13)에 트롤리(15)의 작동과정에서 증기발생기(120)를 회전시키는 작동암(14)이 연결된 천정크레인(10)과;

격납건물(100)의 측면부에 설치된 상태에서 천정크레인(10)의 작동과정에서 기기출입구(130)를 경유하여 외부로 인출되는 증기발생기(120)를 수평상태로 안착시키는 지지장치(20);

지지프레임(31)의 상부측에 장착되어 안내레일(33)을 따라 왕복이동함과 더불어 몸체하부측에 작동유체를 통해 승강하는 리프팅빔(34)이 장착됨은 물론 리프팅빔(34)에 지지장치(20)의 증기발생기(120)를 물어잡아 후공정으로 이송시키는 작동암(35)이 연결된 이송크레인(30) 및;

천정크레인(10)과 이송크레인(30)에 작동신호를 출력하여 리프팅빔(12,33)의 승강량과 작동암(14,35)의 회전량과 트롤리(15,36)의 작동량을 조절하는 제어장치 (40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 증기발생기 교체 장치.