KR200339313Y1 - 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대 - Google Patents

핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대 Download PDF

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KR200339313Y1
KR200339313Y1 KR20-2003-0034047U KR20030034047U KR200339313Y1 KR 200339313 Y1 KR200339313 Y1 KR 200339313Y1 KR 20030034047 U KR20030034047 U KR 20030034047U KR 200339313 Y1 KR200339313 Y1 KR 200339313Y1
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KR20-2003-0034047U
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지동현
남민우
이희종
조찬희
김위수
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한국전력공사
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Abstract

본 고안은 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에 관한 것으로, 수중에서 제어봉집합체에 발생하는 결함을 원격으로 검사할 수 있도록, 내측이 경사진 제어봉 집합체 안내통(20)과, 상기 집합체 안내통(20)의 저면에 제어봉 집합체 안내판(30)이 개재되어, 설치된 검사대 안내깔대기 상부 고정판(40)과, 상기 상부 고정판(40)의 저면에 순차적으로 설치된 다수의 탐촉자 고정판(50,50',50")과, 상기 탐촉자 고정판(50")의 저면에 고정볼트(70)와 잠금볼트(80)에 의해 고정된 잠금장치판(60)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 고안의 검사대는 신연료승강기에 설치되어 수중에 안착된 후 제어봉집합체에 발생하는 결함을 검사하며, 설비의 점검 및 보수시 승강기의 이동으로 공기중에서 점검이 가능하다. 따라서 간단한 설치와 편이성으로 인해 검사공기의 단축과 검사자의 안전성을 보장하며, 검사대 1대로 제어봉집합체 1세트를 단 한번의 삽입, 인출로 검사가 가능하여 원자력 발전소 계획예방정비기간의 제한된 공기내에 검사를 완료하는데 크게 기여하도록 하는 것이다.

Description

핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대{The probe fixture for eddy current testing of the RCCA of nuclear fuel type}
본 고안은 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 수중에서 제어봉집합체에 발생하는 결함을 원격으로 검사할 수 있는 16×16 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에 관한 것이다.
원자력발전소는 원자로에서 나오는 핵분열 생성에너지를 이용하여 물을 증기화 시키고 이 증기가 터빈/발전기를 회전시켜 전기를 생산하게 된다. 원자로의 출력제어 및 정지에 제어봉을 이용하는데, 이 제어봉은 오스테나이트 스테인레스강으로 된 두께 0.445mm의 관에 핵분열생성을 일으키는 중성자에 대한 억제력을 지닌 Ag-In-Cd 합금이 내장되어 있다. 원자로 노심의 반응도 제어 및 정지기능을 지닌 제어봉의 출력제어에 따른 상,하 이동과 원자로 상부용기내 냉각재 유동에 의해 원자로 내장물인 제어봉 안내카드와 제어봉 사이에 진동접촉이 발생하고, 그 결과 제어봉 피복관에 마모가 발생할 수 있으며, 중성자 조사에 의한 균열발생으로 제어봉 수명이 단축 될 수 있다. 따라서 주기적으로 제어봉 피복관의 건전성을 검사하고 있다. 제어봉 피복관에 발생할 수 있는 결함을 검출하기 위한 비파괴검사기술은 빠른 검사속도와 비용이 저렴한 와전류검사기술을 이용한다.
검사방법으로는 제어봉의 외부에 외삽형 탐촉자를 설치하고 제어봉을 상,하로 이동하여 검사하는 방법을 사용한다. 16×16 핵연료형 원자로는 한개의 제어봉집합체에 20개의 제어봉이 연결되어 있다. 따라서 한개의 집합체에 대한 검사를 수행하기 위해서는 20개 제어봉에 대한 신호를 모두 취득해야만 한다.
종래 일반적인 열교환기의 와전류검사는 탐촉자가 열교환기 세관 내부에 삽입되어 탐촉자를 이동시킴으로써 신호를 취득하는 방식이 사용되므로 별도의 검사대가 필요하지 않다. 또한 외국 웨스팅하우스사에서 수행하는 방법은 검사대 일부에만 탐촉자를 설치하여 1개의 제어봉집합체를 검사하는데 여러번 삽입, 인출함으로써 제어봉 집합체 검사시간이 늘어나게 되어 제한된 공기내에 검사를 수행할 수 없는 문제점이 발생하게 된다. 특히 기존에 외국사에서 수행했던 방법은 수중 약 13m의 핵연료 저장 랙 위에 검사대를 설치하여 검사를 수행함으로써 수중작업에 따른 탐촉자 교환 및 보수에 어려움이 있어 작업시간이 장시간 소요되는 문제가 있다.
따라서, 본 고안의 목적은 방사선 조사, 고온, 고압 환경 하에서 운전되는 16×16 핵연료형 원자로 제어봉집합체 피복관의 진동접촉과 균열등의 결함을 검출하기 위한 와전류 탐촉자를 설치하는 검사대를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 20개의 와전류검사용 탐촉자를 1개의 검사대에 설치하여 단 한 번의 삽입 및 인출로 한 개의 제어봉집합체를 검사하도록 함으로써 작업시간을 단축하는데 있다.
본 고안의 또다른 목적은 핵연료건물 신연료승강기에 검사대를 장착함으로써 수중작업에 따른 검사자의 안전사고를 방지하는데 있다.
즉, 본 고안은 검사대의 부피를 최소화하여 핵연료건물 사용후연료저장조의 신연료승강기에 장착할 수 있게 함으로써, 검사, 탐촉자 교환 및 보수시 신연료승강기를 승, 하강하여 수행할 수 있어 검사소요시간을 크게 단축하고, 검사자의 안전사고방지 및 방사선 피폭을 줄일 수 있게 하는데 있다.
도 1a는 본 고안에 이용되는 제어봉집합체의 평면도이고, 도 1b는 그 측면도이다.
도 2는 본 고안을 설명하기 위한 제어봉의 마모결함 형태도이다.
도 3은 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대의 구성을 도시한 단면도이다.
도 4a는 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대를 촬영한 사시 사진이고, 도 4b는 평면 사진이며, 도 4c는 신연료승강기의 사시 사진이다.
도 5a는 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에서 안내통을 도시한 정면도이고, 도 5b는 측면도이다.
도 6a은 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에서 안내판을 도시한 평면도이고, 도 6b는 단면도이다.
도 7a는 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에서 안내깔대기 상부 고정판을 도시한 평면도이고, 도 7b는 배면도이며, 도 7c는 단면도이다.
도 8a는 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에서 상부 탐촉자 고정판을 도시한 평면도이고, 도 8b는 배면도이며, 도 8c는 단면도이다.
도 9a는 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에서 중간 탐촉자 고정판을 도시한 평면도이고, 도 9b는 배면도이며, 도 9c는 단면도이다.
도 10a는 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에서 하부 탐촉자 고정판을 도시한 평면도이고, 도 10b는 배면도이며, 도 10c는 단면도이다.
도 11a는 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에서 잠금장치판을 도시한 평면도이고, 도 11b는 단면도이다.
도 12는 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에서 잠금장치를 신연료승강기에 설치한 작동 상태도이다.
도 13a는 본 고안의 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대에서 탐촉자에 제어봉이 삽입된 상태를 도시한 측면도이고, 도 13b는 단면도이다.
도 15는 본 고안을 설명하기 위한 떠올림 효과와 전도도와의 관계 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10 : 제어봉집합체 13 : 제어봉
20 : 안내통 21 : 거들
30 : 안내판 40 : 안내깔대기 상부 고정판
41 : 안내깔대기
50,50',50" : 상, 중간, 하부 탐촉자 고정판
51 : 와전류탐촉자 60 : 잠금장치판
61 : 잠금막대 70 : 고정볼트
80 : 잠금볼트 90 : 신연료승강기
상기한 목적을 달성하기 위해 본 고안에 의한 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대는 내부 영역이 점차 좁아지도록 경사진 제어봉 집합체 안내통과, 상기 집합체 안내통의 저면에 설치된 제어봉 집합체 안내판과, 상기 제어봉 집합체 안내판의 저면에 설치된 안내깔대기 상부 고정판과, 상기 안내깔대기 상부 고정판의 저면에 순차적으로 설치된 다수의 탐촉자 고정판과, 상기 탐촉자 고정판의 저면에 고정볼트와 잠금볼트에 의해 고정된 잠금장치판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 검사대는 다수의 제어봉을 가진 제어봉 집합체를 상기 검사대에 단 한번의 삽입 및 인출로 검사한다.
또한, 상기 제어봉 집합체 안내통은 상부에 내측면이 하부로 감에 따라 좁아지는 경사진 거들과, 상기 거들의 하부에 설치된 카메라 설치용 사각창과, 외부 일측에 연료승강기의 로프가 이동할 수 있도록 형성된 통로로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 안내깔대기 상부 고정판과 다수의 탐촉자 고정판에는 하단부위가 6개의 편으로 분리되고, 상,하단에 고정핀 구멍이 형성되며, 중앙에 제어봉 삽입구멍이 형성된 안내깔대기가 설치될 수 있다.
또한, 상기 다수의 탐촉자 고정판은 제어봉을 안착하는 다수의 구멍이 형성되고, 와전류탐촉자가 설치되는 탐촉자 구멍이 형성된 다수의 안내 깔대기가 결합될 수 있다.
또한, 상기 다수의 탐촉자 고정판에 형성시킨 다수의 제어봉이 통과하는 구멍 각각에 와전류탐촉자를 설치하고, 상기 탐촉자는 내부에 제어봉이 통과될 수 있도록 원통형으로하며, 제어봉의 감육을 전체 두께의 평균치로 검사하는 외삽코일과 국부적인 감육형상과 최대 및 최소 감육직경을 검사할 수 있는 단면형상검사용 코일을 몸체내에 설치할 수 있다.
마지막으로, 상기 검사대를 잠금장치판에 의하여 신연료승강기에 장착하고, 상기 잠금장치판은 잠금막대 및 잠금볼트가 끼워지는 잠금볼트 구멍과 제어봉 삽입구멍이 형성될 수 있다.
이와 같이 하여 본 고안에 의한 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대는 방사선 조사, 고온, 고압 환경 하에서 운전되는 16×16 핵연료형 원자로 제어봉집합체 피복관의 진동접촉과 균열등의 결함을 검출하기 위한 와전류 탐촉자를 설치하는 검사대를 제공하게 된다.
또한, 본 고안은 다수개(20개)의 와전류검사용 탐촉자를 1개의 검사대에 설치하여 단 한 번의 삽입 및 인출로 한 개의 제어봉집합체를 검사하도록 함으로써 작업시간을 단축할 수 있다.
더불어, 본 고안은 핵연료건물 신연료승강기에 검사대를 장착함으로써 수중작업에 따른 검사자의 안전사고를 방지할 수 있다. 즉, 본 고안은 검사대의 부피를최소화하여 핵연료건물 사용후연료저장조의 신연료승강기에 장착할 수 있게 함으로써, 검사, 탐촉자 교환 및 보수시 신연료승강기를 승, 하강하여 수행할 수 있어 검사소요시간을 크게 단축하고, 검사자의 안전사고방지 및 방사선 피폭을 줄일 수 있다.
이하, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 16×16 핵연료형 제어봉 집합체(10)의 평면도이고, 도 1b는 그 측면도로서, 구동축(11)에 설치된 거미발 형태의 브라켓(12)에 20개의 제어봉(13)을 연결하여 한 개의 제어봉 집합체를 구성한다. 각각의 제어봉(13)은 오스테나이트 스테인레스강 피복관 속에 중성자 흡수체인 은-인듐-카드뮴(14)이 봉 형태로 내장되어 있고, 상부에 스프링(15)에 의해 지지되는 구조로 되어 있다. 제어봉 집합체(10) 33개는 원자로에 적절히 배열되어 있으며 원자로의 출력을 제어하거나 비상정지시 원자로 하부로 낙하하여 원자로를 안전하게 정지시키는 기능을 가진다. 이러한 각 제어봉 집합체(10)는 구동축(11)에 연결되고 원자로 용기 상부에서 각 분리된 구동장치에 의해 운전된다. 정상운전중 제어봉 집합체(10)는 핵연료 내부에서 인출되며 용기 상부의 8개 안내카드에 의해 지지된다. 원자로 운전중 용기내 냉각재 흐름에 의한 진동으로 제어봉과 안내카드의 접촉에 의한 피복관 외부의 접촉마모가 발생할 수 있으며, 또한 운전중 핵연료집합체에 삽입되어 있는 제어봉(13)끝단부위에 중성자 조사에 의한 결함이 발생하기 때문에 주기적인 비파괴검사가 요구된다.
도 2는 제어봉(13)에서 주로 발생하는 마모결함의 형태를 나타낸 것으로, (a)는 대칭형 2V, 4V형 결함이고, (b)는 비대칭형 2V, 4V형 결합이며, (c)는 C형의 결함으로서 제어봉집합체(10)의 외곽에 위치한 제어봉 피복관에서 주로 나타나는 결함이다. 또한 (d)는 2V+C형의 결함으로서 제어봉집합체(10)의 내측에 위치한 제어봉 피복관에서 주로 나타나는 결함의 형태이다.
도 3은 본 고안인 검사대의 구성도로서, 내측이 경사진 제어봉 집합체 안내통(20)과, 상기 안내통(20) 하부에 설치된 제어봉집합체 안내판(30)과, 상기 안내판(30) 하부에 설치된 검사대 안내깔대기 상부고정판(40)과, 상기 상부고정판(40) 하부에 설치된 상부 탐촉자 고정판(50)과, 그 하부에 설치된 중간 탐촉자 고정판(50')과, 그 하부에 설치된 하부 탐촉자 고정판(50")과, 상기 고정판(50") 하부에 고정볼트(70) 및 잠금볼트(80)로 결합된 잠금장치판(60)으로 이루어져 있다.
도 4a는 본 고안에 의한 검사대의 전체 조립 사시 사진이고, , 도 4b는 평면 사진이며, 도 4c는 신연료승강기에 검사대 설치 사진이다. 여기서, 상기 사진에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 이하 각 구성 요소와, 그 구성 요소간의 유기적 결합 관계 및 작동을 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 제어봉집합체 안내통(20)의 구성도로서, 검사대 상부에 설치되어 제어봉집합체(10)를 검사대 내부로 삽입, 안내하는 기능을 가진다. 이 안내통(20)은 내측면으로 경사진 거들(21)과, 상기 거들(21) 하방에 설치된 카메라 설치용 사각창(22)으로 이루어져 있다. 이와 같은 안내통(20)은 제어봉집합체(10)를 삽입하기 위하여 위치 조정할 때 서로 충돌이 발생할 수 있으므로 알루미늄으로 가공하여 파손을 방지하고, 상기 경사진 거들(21)을 통해 제어봉집합체(10)가 용이하게 삽입 될 수 있게 한다. 또한 상기 사각창(22)은 4면에 모두 형성한다. 도면중 70은 고정볼트 이다.
도 6a는 제어봉집합체 안내판(30)의 평면도이고, 도 6b는 그 단면도로서, 20개의 경사 안내구멍(31)을 형성하여 20개의 제어봉(13)이 삽입될 수 있다. 이 안내판(30)은 제어봉집합체 삽입시 경사 안내구멍(31)을 통해 20개 제어봉(13)을 검사대 내부로 진입하기 위한 안내 역활을 한다. 외부 한쪽면에 연료승강기의 로프가 이동할 수 있는 통로(23)가 형성되어 있다. 상기 안내판(30)의 재질은 제어봉(13)의 끝단과 충돌에 의한 손상과 충격흡수가 가능한 알루미늄으로 한다. 도면중 42는 안내핀 안내구멍, 24는 고정볼트 구멍, 81은 잠금볼트 구멍이다.
도 7a는 제어봉집합체 안내깔대기 상부 고정판(40)의 평면도이고, 도 7b는그 배면도이며, 도 7c는 그 단면도로서, 상부 탐촉자 고정판(50)에 설치될 7개의 탐촉자를 위한 안내깔대기(41) 7개와 4개의 안내핀 안내구멍(42)이 형성되어 있다. 이 안내깔대기(41)는 제어봉집합체 인출시 제어봉(13)을 검사대로 안내하는 역할을 하며, 안내핀 안내구멍(42)은 제어봉 집합체 취급공구의 안내핀이 삽입되어 20개 제어봉이 정확한 위치를 맞추는 역할을 한다. 고정볼트 구멍(24)은 층으로 구성된 검사대를 고정하는 고정볼트(70)의 구멍이다.
도 8a는 제어봉집합체 상부 탐촉자 고정판(50)의 평면도이고, 도 8b는 그 배면도이며, 도 8c는 그 단면도로서, 7개의 제어봉이 통과하는 구멍 각각에 와전류탐촉자 구멍(51)을 설치하고, 상기 구멍마다 탐촉자 케이블 안내홈(52)을 형성한다. 또한, 탐촉자 케이블 안내홈(52)과 탐촉자 구멍(51)의 구조적인 간섭으로 인해 1개의 고정판에 20개의 탐촉자를 모두 고정할 수 없음으로, 탐촉자 고정판을 3개로 구성하고 상부 탐촉자 고정판(50)에는 7개 탐촉자 구멍을 설치하고, 중간 탐촉자 고정판(50')의 탐촉자 구멍을 위한 7개의 안내깔대기(41)를 설치한다.
도 9a는 제어봉집합체 중간 탐촉자 고정판(50')의 평면도이고, 도 9b는 그 배면도이며, 도 9c는 그 단면도로서, 7개의 제어봉이 통과하는 구멍 각각에 와전류탐촉자 구멍(51)을 설치하고, 상기 구멍마다 탐촉자 케이블 안내홈(52)을 형성한다. 중간 탐촉자 고정판(50')에는 7개 탐촉자 구멍(51)을 설치하고, 하부 탐촉자 고정판(50")의 탐촉자 구멍을 위한 6개의 안내깔대기(41)와 상부 탐촉자고정판(50)을 위한 7개의 안내깔대기(41)를 설치한다.
도 10a는 제어봉집합체 하부 탐촉자 고정판(50")의 평면도이고, 도 10b는 그 배면도이며, 도 10c는 그 단면도로서, 6개의 제어봉이 통과하는 구멍 각각에 와전류탐촉자 구멍(51)을 설치하고, 상기 구멍마다 탐촉자 케이블 안내홈(52)을 형성한다. 하부 탐촉자 고정판(50")에는 6개 탐촉자 구멍을 설치하고, 하부 탐촉자 고정판(50")을 위한 6개의 안내깔대기(41)와, 중간 탐촉자 고정판(50')을 위한 7개의 안내깔대기(41)를 설치한다.
도 11a는 제어봉집합체 잠금장치판(60)의 평면도이고, 도 11b는 그 단면도이며, 도 12는 잠금장치 작동도로서, 잠금막대(61) 및 잠금볼트(80)가 끼워지는 잠금볼트구멍(81)과 제어봉 삽입구멍(45)이 형성되어 있다. 이 잠금장치판(60)은 검사대의 하방에 설치되어 사각 통 모양의 신연료승강기(90)에 안착되며 2개의 잠금볼트(80)를 조이면 잠금막대(61)가 튀어나와 신연료승강기(90) 내벽에 고정된다. 즉, 상기의 잠금장치 구조는 2개의 잠금볼트(80) 하방에 핀(64)으로 2개의 잠금막대(61)가 위치되고, 축(65)을 중심으로 회전가능한 구조로 되어 잠금을 행하게 된다. 잠금장치판(60)은 아세탈, 잠금볼트(80) 및 잠금막대(61)는 스테인레스 강으로 제작한다.
도 13a는 탐촉자(51)의 측면도이고, 도 13b는 그 단면도로서, 제어봉에 발생한 결함을 검출하기 위한 측정장치이며 내부에 제어봉(13)이 통과될 수 있도록 원통형으로 하고, 제어봉(13)의 감육을 전체두께에 대한 평균치로 검사하는 외삽코일(Encircling Coil)(56)과 국부적인 감육형상의 파악과 최대 및 최소 감육직경을 측정할 수 있는 단면형상검사(Profilometry)용 코일(54)을 몸체(55)내에 설치하는 구조로 하며 아세탈로 제작한다.
도 14a는 안내깔대기(41)의 평면도이고, 도 14b는 그 단면도로서, 상,하 운동시 제어봉에 발생하는 진동을 흡수하도록 하단부위를 6개의 편으로 분리하고 상,하단에 고정핀 구멍(44)과 중앙에 제어봉 삽입구멍(45)이 형성된 구조이다. 안내깔대기(41)는 제어봉이 검사대를 통과할 때 흔들림이 없도록 지지해주어 탐촉자 부위 통과시 흔들림에 의한 신호의 왜곡을 방지케 함으로써 신호대 잡음비를 향상시키는 역할을 한다. 안내깔대기 고정판(40)은 방사선 노출과 수중환경을 고려하여 수분 흡수성, 절연성 및 내방사선 등이 우수한 테프론으로 가공한다.
이와같이 구성한 본 고안의 검사대는 거미발 형상을 가지며 일정한 간격으로 배치되어 있는 제어봉집합체(10)의 20개 제어봉(13)을 제어봉 집합체 안내통(20)의 경사진 거들(21)과 제어봉집합체(10)의 경사 안내구멍(31), 안내깔대기 상부고정판(40)의 안내깔대기(41)로 유도하여 한 번에 삽입하고 인출하면서, 검사대 탐촉자 고정판(50,50',50")의 와전류 탐촉자(51)에 의해 제어봉 피복관에 발생하는 결함을 검출하게 되는 것이다. 20개의 제어봉을 한번의 삽입, 인출을 통해 검사하는데에는 탐촉자 케이블 안내홈(52)과 탐촉자 구멍(51)의 구조적인 간섭으로 인해 고정판 1개에 20개의 탐촉자를 모두 안착할 수 없다. 따라서 탐촉자 고정판을 상부, 중간, 하부 고정판(50,50',50") 3개로 구성하고 상부 탐촉자 고정판(50)에는 7개 탐촉자 구멍을 중간 탐촉자 고정판(50')에는 7개 탐촉자 구멍을, 그리고 하부 탐촉자 고정판(50")에는 6개의 탐촉자 구멍을 설치하였다. 각 탐촉자 구멍 상, 하부에는 안내 깔대기(41)가 설치되어 제어봉이 원활하게 탐촉자로 유도되도록 하였다. 따라서 탐촉자 고정판(50,50',50")은 각각 탐촉자 구멍(51)과 케이블 안내홈(52), 안내깔대기(41)가 모두 가공된 구조를 갖는다. 와전류 탐촉자(51)의 상, 하부에 설치된 안내깔대기(41)는 제어봉(13)이 탐촉자 내를 통과할 때 일정한 간격을 유지하게 하며, 떠오름 효과(Lift-off Effect, 이 효과는 시험체와 시험코일간의 간격변화에 의한 영향을 나타내는 그래프임-도 15 참조)를 일정하게 유지하여 임피던스 변화에 의한 신호의 왜곡 및 흔들림(Woobbling) 현상을 방지하고, 신호대 잡음비를 향상시키게 된다. 또한, 본 고안은 사용 후 연료저장조의 신연료승강기(90)에 검사대를 잠금장치판(60)의 잠금막대(61)에 의해 장착하여 사용할 수 있으므로, 검사시는 수중으로 연료승강기(90)를 하강시켜 사용하고, 탐촉자 교환 및 보수시 또는 장비신호교정(Standard Calibration)시에는 신연료승강기(90)를 상승시켜 사용할 수 있어 검사대 설치 작업시간이 단축되고 설치가 간단하여 검사작업시간을 줄이게 된다. 따라서 검사공기의 단축에 따라 발전소의 이용률을 향상시키고 검사자의 안전사고 및 방사선 피폭을 줄일 수 있게 된다.
본 고안은 실제로 신연료승강기(90)를 상부로 상승시켜 검사대를 장착하는데걸리는 소요시간이 약 10분 정도이며, 장비신호교정 시간도 약 20분정도 소요된다. 제어봉 집합체를 핵연료에서 빼내어 검사대 위치까지 이동하는 시간을 고려하더라도 본 고안은 20개의 탐촉자(51)를 1대의 검사대에 설치하여 제어봉 집합체(10)를 단 한 번의 인출 및 삽입으로 검사할 수 있기 때문에 1개의 제어봉 집합체(10)의 신호취득에 걸리는 시간이 40분 정도 소요된다. 따라서 16×16 핵연료형 원자력 발전소는 33개의 제어봉집합체로 구성되어 있으므로 검사에 소요되는 총시간은 8시간/일 작업시간으로 3일이면 가능하다.
상술한 바와 같이 하여 본 고안에 의한 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대는 방사선 조사, 고온, 고압 환경 하에서 운전되는 16×16 핵연료형 원자로 제어봉집합체 피복관의 진동접촉과 균열등의 결함을 검출하기 위한 와전류 탐촉자를 설치하는 검사대를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 고안은 다수개의 와전류검사용 탐촉자를 1개의 검사대에 설치하여 단 한 번의 삽입 및 인출로 한 개의 제어봉집합체를 검사하도록 함으로써 작업시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 고안은 핵연료건물 신연료승강기에 검사대를 장착함으로써 수중작업에 따른 검사자의 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 고안은 검사대의 부피를 최소화하여 핵연료건물 사용후연료저장조의 신연료승강기에 장착할 수 있게 함으로써, 검사, 탐촉자 교환 및 보수시 신연료승강기를 승, 하강하여 수행할 수 있어 검사소요시간을 크게 단축하고, 검사자의 안전사고방지 및 방사선 피폭을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 내부 영역이 점차 좁아지도록 경사진 제어봉 집합체 안내통(20);
    상기 집합체 안내통(20)의 저면에 설치된 제어봉 집합체 안내판(30);
    상기 제어봉 집합체 안내판(30)의 저면에 설치된 안내깔대기 상부 고정판(40);
    상기 안내깔대기 상부 고정판(40)의 저면에 순차적으로 설치된 다수의 탐촉자 고정판(50,50',50"); 및,
    상기 탐촉자 고정판(50")의 저면에 고정볼트(70)와 잠금볼트(80)에 의해 고정된 잠금장치판(60)을 포함하여 이루어진 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 검사대는 20개의 제어봉(13)을 가진 제어봉 집합체(10)를 상기 검사대에 단 한번의 삽입 및 인출로 검사하도록 함을 특징으로 하는 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어봉 집합체 안내통(20)은 상부에 내측면이 하부로 감에 따라 좁아지는 경사진 거들(21)과, 상기 거들(21)의 하부에 설치된 카메라 설치용 사각창(22)과, 외부 일측에 연료승강기의 로프가 이동할 수 있도록 형성된 통로(23)로 이루어진 것을 특징으로 하는 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 안내깔대기 상부 고정판(40)과 다수의 탐촉자 고정판(50,50',50")에는 하단부위가 6개의 편으로 분리되고, 상,하단에 고정핀 구멍(44)이 형성되고, 중앙에 제어봉 삽입구멍(45)이 형성된 안내깔대기(41)가 설치된 것을 특징으로 하는 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 탐촉자 고정판(50,50',50")은 제어봉을 안착하는 다수의 구멍(45)이 형성되고, 와전류탐촉자가 설치되는 탐촉자 구멍(51)이 형성된 다수의 안내 깔대기(41)가 결합됨을 특징으로 하는 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 탐촉자 고정판(50, 50', 50")에 형성시킨 다수의 제어봉이 통과하는 구멍 각각에 와전류탐촉자(51)를 설치하고, 상기 탐촉자(51)는 내부에 제어봉이 통과될 수 있도록 원통형으로하며, 제어봉의 감육을 전체 두께의 평균치로 검사하는 외삽코일(56)과 국부적인 감육형상과 최대 및 최소 감육직경을 검사할 수 있는 단면형상검사용 코일(54)을 몸체(55)내에 설치함을 특징으로 하는 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 검사대를 잠금장치판(60)에 의하여 신연료승강기(90)에 장착하고, 상기 잠금장치판(60)은 잠금막대(61) 및 잠금볼트(80)가 끼워지는 잠금볼트 구멍(81)과 제어봉 삽입구멍(45)이 형성된 것을 특징으로 하는 핵연료형 원자로 제어봉 와전류 탐상 검사대.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9640285B2 (en) 2011-07-08 2017-05-02 Kepco Nuclear Co., Ltd. Probe and apparatus for measuring thickness of oxide layer of fuel rod

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