KR20040055397A - 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력발전소에서 원자로 노심 내부의 열 출력 제어를 위해 이 노내의 중성자속을 측정하는 핵 계측용 케이블을 구동시키는 장치에 관한 것으로, 종래 발전소 현장에서 이용되고 있는 구동장치는 국외업체에서 납품한 장비로서 매우 고가이며, 이용 횟수가 많은 일부 장비는 잦은 고장이 발생하여 신뢰성과 안전성에 많은 문제를 노출하고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결 하고자 구동장치의 신뢰성을 향상시키고 유지보수의 편의성을 개선한 새로운 구동장치의 개발 필요성이 대두되어 왔다.

본 발명은 상기의 발전소 현장운전용 구동장치로서 활용 될 뿐만 아니라, 핵 계측용 케이블과 비슷한 유연성을 갖는 케이블을 적용하는 일반산업현장에도 적용이 가능하며, 핵 계측용 케이블의 품질시험용으로도 사용 가능하다. 본 발명에서 다루는 특허의 범위는 케이블의 삽입/인출을 수행하는 구동부(51) 및 저장 릴(61) 등의 구동장치를 구성하는 부품체의 설계구조로서, 본 발명에 의한 구동장치의 특징은 케이블(3)과 상, 하부 로울러(504,503)들의 손상을 방지하고 핵 계측 업무를 원활하게 수행할 뿐만 아니라, 유지보수시 편의성 향상과 발전소 운전원의 방사선 피폭을 최소화하는 것이다.

Description

원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치{Upper-lower roller co-driven driver apparatus for insertion and withdraw of neutron cable in reactor core}

본 발명은 원자력발전소의 원자로 내부에 있는 노심(爐心)에 대한 핵분열 상태와 중성자속(中性子速) 측정을 위해 이용되는 계측센서를 케이블의 최선단에 부착하여 이 케이블을 삽입 및 인출시키는 구동장치에 관한 것으로, 특히 계측센서를최선단에 가진 케이블을 구동시키는 구동부의 구동 로울러와 케이블간의 마찰저항을 최소화하여 구동모터에 항상 일정한 토크가 적용하도록 되어 있으면서 상기 케이블 표면과 구동부의 구동 로울러 양쪽 모두에게 물리적인 손상이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 유지보수시 편의성을 제공하여 원자력발전소내 계획예방정비 시간을 저감시킬 수 있도록 이루어진 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 원자력발전소의 원자로 내부에는 노심에 대한 핵분열 상태와 중성자속 측정을 위해 계측센서를 케이블의 최선단에 부착하여 이 케이블을 삽입 및 인출시키는 구동시스템을 갖추고 있는바, 즉 도 1은 일반적인 원자력발전소에서 운전중인 원자로(1)의 노심(2)에 대한 핵분열 상태와 중성자속 측정을 위한 케이블 구동장치를 나타낸 구성도이다.

여기서 상기 원자로(1)는 노내의 경수(鏡水)를 특정온도까지 가열하기 위해 수십 개의 핵연료를 태우는 핵분열을 일으키게 되는데, 이러한 핵연료 집합체가 모여 있는 부분을 노심(2)이라 하며, 핵분열의 정도를 측정하기 위해 상기 노심(2)내에 설치된 40여개의 노심내 가이드 튜브(7a)를 따라 핵 계측용 케이블(3)이 상하 왕복을 하며 삽입 및 인출을 수행하게 된다. 이때 상기 케이블(3)은 구동기(5')의 출력단에서부터 통로 선택기(6)를 거쳐 길이가 대략 33m에 이루는 케이블 일반통로용 가이드 튜브(3a)를 지나 노심(2)내 가이드 튜브(7a)를 거쳐 원자로(1)내부 최상단 위치까지 이동하도록 되어 있다.

그리고 상기 통로 선택기(6)는 내부에 약 9개의 통로선택용 가이드 튜브(7b)가 하단에 설치되어 있는데, 한대의 구동기(5')와 연결된 일반통로용 가이드 튜브(7c)는 9개의 통로선택용 가이드 튜브(7b)중 1개와 연결되며, 이 구동기(5')의 한대가 9곳의 노심(2)내의 가이드 튜브(7a)에 대한 핵 계측을 담당하게 되어 있고, 구동기(5')의 구동제어와 통로 선택기(6) 내의 가이드 튜브(7b)에 대한 통로선택은 제어기(4)에서 제어명령(c,c')을 받아 수행하도록 되어 있다.

한편, 도 2와 도 3은 핵 계측용 케이블의 구동기(5')와 핵 계측용 케이블(3)의 상세구조를 나타낸 도면으로서, 상기 케이블(3)이 저장 권선되어 있는 저장 릴(61')은 캐비넷형 케이스(71')에 고정된 판형 보조축(72)에 의해 설치되어 있으며, 케이블(3)은 핵 계측을 위해 구동기(5')의 통로부(73)와 도 1의 통로 선택기(6)를 거쳐 원자로(1)의 노심(2)으로 이동하게 되는데, 여기서 상기 구동용 모터(74)와 감속기(75)는 구동장치에 구동토크를 전달하는 역할을 하게 된다.

또한 상기 구동기(5')는 피구동체인 나선형 헬리컬 기어 구조를 가진 유연한 볼트형의 케이블(3)을 구동시키는바, 상기 케이블(3)의 몸체(3a)는 도 3에 도시된 바와 같이 여러 가닥의 심선이 종방향으로 배열되어 있어서 유연하며, 이 케이블(3)의 표면에는 특수합금으로 된 원형의 나선형 돌기(3b)가 볼트의 나사산과 같이 형성되어 있고, 이 케이블(3)의 내부에는 계측용 신호선(3c)이 내장되어 있다.

따라서 노심(2)내의 핵 계측을 위한 신호의 수집도 이 케이블(3)의 최종단에 부착된 공지의 센서가 노심(2)의 상부에서 하부까지 인출하는 과정에서 이루어지게 되어 있다.

그리고 상기 케이블(3)이 유연한 이유는 도 1에 도시된 바와 같이 이 케이블이 지나가는 통로에 반경 최소 약 1.5m의 곡율반경을 가진 곡선이 존재하고 이 케이블(3)을 원통형의 저장 릴(61')에 감아서 권선저장 해야 하기 때문이다.

이와 더불어 상기 케이블(3)이 지나는 튜브는 4~5곳의 곡선부가 존재하고 장기간 운전중에는 튜브 내부에 이물질이 발생하기 때문에 이 케이블의 삽입 및 인출시 많은 저항이 발생하여 운전에 어려움이 있으므로, 이러한 핵 계측용 케이블은 이러한 용도에 맞게 특수 제작되어 원자력발전소의 핵 계측 전용으로만 사용되는 실정이다.

상기와 같은 핵 계측용 케이블의 구동장치 종래 구조를 살펴보면, 미국 텔레플렉스(Tele Flex) 회사의 케이블 단면접촉식 구동장치(도 4 참조)와 다른 하나는 미국 엔코(Enco) 회사에서 개발한 1/4분면 접촉식 구동장치(도 5 참조)이다.

여기서 전자인 케이블 단면 접촉식 구동장치는 도 4에 도시된 바와 같이 케이블(3)이 구동토크를 전달하는 하부 로울러(11)와 이탈을 방지하는 아이들 로울러(12) 사이에 설치되어 있는바, 이러한 종래 케이블 구동장치는 케이블과 로울러와의 접촉면적이 작아서 이 케이블과 로울러의 접촉부분에 국부적인 손상이 발생할 확률이 높을 뿐만 아니라, 상기 하부 로울러(11)와 아이들 로울러(12) 사이의 간격이 떨어져 있어 케이블(3)에 저항이 커지면 이탈될 가능성이 매우 높은 단점이 있었다.

그리고 후자인 1/4분면 접촉식 구동장치는 도 5에 도시된 바와 같이 하측 로울러(11')와 케이블(3)의 접촉면적이 넓기 때문에 케이블과 로울러 접촉부분에 국부적인 손상 염려는 적은 장점을 갖추고 있다.

그러나 이 1/4분면 접촉식 구동장치는 케이블 구동을 위한 직접적인 구동력 전달을 하측 로울러(11')에서 수행토록 하고, 상측에는 판형금속(13)이 설치되어 케이블(3)의 이탈을 방지하도록 하였고, 이 판형금속(13)이 하측 로울러(11')에 밀착한 핵 계측용 케이블(3)을 덮어쓰고 있으며, 이 하측 로울러(11')는 하측 로울러 지지대(14)에 의해 중심축이 고정된다. 이러한 종래 방식은 케이블이 하측 로울러(11')와 접촉하는 1/4분면의 전체부분을 잡아주는 장점이 있지만, 상대적으로 삽입 및 인출을 위해 움직이는 케이블(3)에 대하여 판형금속(13)이 상측에서 누르고 있어 이 판형금속(13)과 케이블(3)간에 물리적인 마찰저항이 발생하여 구동토크의 불안정성을 초래하고, 이로 인해 구동모터에 부담을 주어 모터의 수명을 단축시킬 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 케이블(3) 표면의 나선형 돌기(3b)와 상측 판형금속(13)의 접촉부가 물리적인 손상을 입게 되어 케이블을 자주 교체해 주어야 하고, 운전기간이 길어질수록 판형금속부가 마모되어 케이블을 정상적으로 잡아주는 능력이 떨어지므로 상측 판형금속(13)도 마찬가지로 자주 교체해 주어야 한다.

그리고 케이블(3)을 신규 설치 혹은 제거를 위해서 상측 판형금속(13)을 분해할 때, 구동부 전체를 분해하여야 함으로 시간을 낭비하는 번거로움과 계측용 케이블(3)에 묻어 있는 방사선원(放射線原)에 노출되는 시간이 길어져 작업자의 방사선 피폭량이 많아지는 위험이 있었다.

따라서 종래 1/4분면 접촉식 구동장치는 케이블의 정비를 위해 몸체를 모두분해해야 하는 번거로움이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 기존에 사용되는 핵 계측용 케이블의 구동장치를 개선하여 원자력발전소의 운영 및 신규건설에 따른 경비를 절감케 하면서 구동특성을 향상시켜 노심내의 핵 계측 업무를 더욱 원활히 수행할 수 있는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에서 소개되는 구동장치의 큰 특징은 케이블을 구동시키는 구동부의 구동 로울러와 케이블간의 마찰저항을 최소화하여 구동모터에 항상 일정한 토크가 적용되도록 하고, 케이블 표면과 구동부의 로울러 모두에게 물리적인 손상이 거의 발생하지 않는 방법으로 설계되어 있으면서, 유지 보수시 더욱 뛰어난 편의성을 제공하여 발전소 내 계획예방정비 시간을 줄일 수 있도록 되어 있을 뿐만 아니라, 발전소 운전원의 방사선 피폭을 최소화하도록 되어 있다.

도 1은 통상적인 원자로 노심의 핵 계측 시스템의 전체구조를 나타낸 구성도,

도 2는 도 1에서 핵 계측용 케이블의 구동 개념도,

도 3은 도 1에서 핵 계측용 케이블의 구조도,

도 4와 도 5는 종래 핵 계측용 구동장치의 구조도들,

도 6은 본 발명에 따른 핵 계측용 케이블 구동기의 구성도,

도 7(a),(b),(c)는 도 6의 구동기에서 구동부의 정면도와 좌우측면도,

도 8은 도 7에서 하부 지지대의 구조도,

도 9는 도 7에서 상부덮개의 구조도,

도 10은 본 발명의 구동기에서 보조 로울러의 구조도,

도 11은 본 발명의 구동기에서 상하부 로울러의 결합상태도,

도 12는 본 발명에 따른 저장 릴의 구조도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 원자로, 2 : 노심,

3 : 케이블,

3a : 케이블 일반통로용 가이드 튜브,

4 : 제어기,

5, 5' : 구동기, 6 : 통로 선택기,

7a,7b,7c : 가이드 튜브, 51 : 구동부,

61,61' : 저장 릴, 71,71' : 케이스,

501 : 하부 지지대, 502 : 상부덮개,

503 : 하부 로울러, 504 : 상부 로울러,

505 : 보조 로울러, 506 : 중심축,

507 : 충격흡수용 플랜지, 508 : 회전축,

509 : 힌지, 510 : 삽입부 튜브,

511 : 볼트, 512 : 와셔형 심,

513,514,515 : 구멍,

601 : 릴 지지대, 602 : 축.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원자로의 노심에 대한 핵분열 상태와 중성자속 측정을 위해 최종단에 계측센서가 구비된 케이블을 제어기의 지령에 따라 구동기를 통해 통로 선택기를 거쳐 노심의 가이드 튜브들에 삽입 및 인출시키는 원자로 노심내부 케이블을 삽입 및 인출용 구동장치에 있어서, 상기 구동기는 케이블 구동부와 케이블을 저장하는 저장 릴 및 이들이 내장 설치된 케이스로 이루어지되, 상기 구동부는 하부 지지대와 상부덮개 사이에 하부 로울러와 상부 로울러가 맞물려 설치되어 저장 릴에서 공급된 케이블을 인출 및 삽입시키며, 상기 저장 릴은 릴 지지대에서 회전축을 지점으로 회전이 자유롭게 이루어지도록 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

먼저 도 1과 도 6을 참조하면, 본 발명은 원자로(1)의 노심(2)에 대한 핵분열 상태와 중성자속 측정을 위해 최종단에 계측센서가 구비된 케이블(3)을 제어기(4)의 지령에 따라 구동기(5)를 통해 케이블 일반통로용 가이드 튜브(3a)와 통로 선택기(6)를 거쳐 이 노심(2)의 가이드 튜브(7a)에 삽입 및 인출시키는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블을 삽입 및 인출하는 구동장치에 있어서, 상기 구동기(5)는 케이블(3)을 구동시키는 구동부(51)와 케이블(3)을 저장 권선하는 저장 릴(61) 및 이들이 내장 설치된 케이스(71)로 이루어지되, 상기 구동부(51)는 하부 지지대(501)와 상부 덮개(502) 사이에 하부 로울러(503)와 상부 로울러(504)가 맞물려 설치되어 저장 릴(61)에서 공급된 케이블(3)을 인출 및 삽입시키며, 상기 저장 릴(61)은 릴 지지대(601)에서 회전축(602)을 지점으로 회전이 자유롭게 가능하도록 이루어져 있다.

본 발명에 따른 구동기(5)의 각 부위를 좀더 자세하게 설명하면, 도 6에 도시된 바와 같이 저장 릴(61)은 구동기(5)의 후단에 배치하여 이 구동기 전체의 높이를 현저히 줄인 구조로 되어 있다.

한편 종래 원자력발전소 현장에 설치되는 케이블 구동장치는 구동부와 저장 릴이 상, 하로 배치되어 구동부와 저장 릴 사이에서 이송되는 케이블의 노출부분이많아져 방사선 피폭의 위험이 많고 구동장치의 높이가 커져 구동장치의 설치와 정비에 어려움을 주고 있다.

그러나 본 발명에 의한 구동장치는 높이를 기존의 구동장치에 비해 약 1/2로 줄임으로서, 설치와 유지보수성의 편의성을 더욱 향상시킬 수 있는바, 즉 구동부(51)와 저장 릴(61)은 구동장치 케이스(71)에 고정되며, 이 저장 릴(61)에 감겨있던 계측용 케이블(3)은 구동부(51)의 하부 로울러(503)와 보조 로울러(505), 그리고 상부 로울러(504)를 거쳐 원자로(1)의 노심(2)으로 삽입된다.

반대로 인출 작업시 즉, 원자로(1)의 노심(2)과 통로 선택기(6)를 거쳐 구동기(5)로 돌아오는 케이블(3)은 역순으로 저장 릴(61)에 감기게 된다.

하부 로울러(503)에 대한 케이블의 접촉면적은 상부 로울러(504)와 보조 로울러(505)에 의해 약 1/4분면이 되게 한다. 이와 같이 하부 로울러(503)에서 케이블(3)로 전달되는 토크면적을 분산시킴으로서 케이블 및 구동부 로울러의 국부적인 손상을 방지하도록 되어 있다.

그리고 도 7은 구동장치 구동부(51)의 조립도를 나타낸 것으로, 하부 지지대(501)에 하부 로울러(503)의 중심축(506)이 조립되어 있으며, 상부덮개(502)와 연결되는 부위에는 충격 흡수용 플랜지(507)가 결합된다.

상부 로울러(504)가 결합된 상부 덮개(502)는 충격흡수용 플랜지(507)의 회전축(508)을 중심으로 하여 상, 하로 여닫을 수 있다. 그리고 이 상부덮개(502)의 고정은 이 상부덮개(502)의 하단에 연결된 덮개 고정용 힌지(509)를 사용하여 이루어지며, 이 힌지(509)는 덮개의 양측면에 부착되어 있으며 한번의 동작으로 덮개를열고 닫을 수 있다.

또한, 상부덮개(502)의 하단에는 보조 로울러(505)가 부착되어 있어 케이블(3)이 하부 로울러(503)에 접촉되는 면적을 넓게 하고 케이블이 구동부(51)와 저장 릴(61) 사이를 이동할 때 가이드 역할을 하도록 되어 있다.

최초 케이블의 장착은 상부 덮개(502)를 위로 열어놓은 상태에서 하부 로울러(503)에 케이블(3)을 안착한 다음, 덮개를 닫음으로 끝낼 수 있다. 여기서 삽입부 튜브(510)는 구동부 로울러들(503,504)을 통과한 케이블(3)이 안전하게 일반 통로용 튜브로 삽입될 수 있도록 최초 삽입부의 가이드역할을 하며, 공지의 구동모터에서의 구동토크는 하부 로울러의 중심축(506)을 통해 하부 로울러(503)와 상부 로울러(504)로 동시에 전달된다.

도 8은 본 발명에 따른 상, 하부 로울러 구동식 구동장치의 하부 지지대(501) 구조도를 나타낸 것으로, 충격 흡수용 플랜지(507)는 체결용 볼트(511)를 통해 하부 지지대(501)와 결합된다. 그리고 이 체결용 볼트(511)와 충격 흡수용 플랜지(507) 사이에 와셔형 심(512,Seam)이 장착되어 있다.

통상 케이블(3)은 ±10%의 지름오차가 존재하는데 케이블의 삽입 및 인출시에는 케이블의 공칭지름이 변화하므로 케이블(3)과 직접적으로 접속하는 상, 하부 로울러(504,503)의 헬리컬 기어부에 기계적인 충격을 주게 되는바, 이를 대비하기 위해 매우 얇은 와셔 형 심을 3~5개 삽입함으로서, 와셔 형 심(512)간에 존재하는 공기층과 와셔형 심(512)이 완충 역할을 하여 케이블 지름의 불규칙으로 인한 기계적인 충격을 흡수하도록 설계되어 있다.

도 9는 상부 덮개(502) 구조도를 나타낸 것으로, 이 덮개 연결용 구멍(513)은 상부 덮개(502)가 충격 흡수용 플랜지(507)와 결합되도록 하며, 이 축을 중심축으로 하여 상부덮개(502)를 열고 닫을 수 있다. 상부 로울러 축 구멍(514)은 상부 로울러(504)의 중심축을 고정시키는 역할을 하며, 보조 로울러 결합구멍(515)에는 보조 로울러(505)가 결합되는 곳이다.

도 10은 보조 로울러(505) 구조도를 나타낸 것으로, 이 보조 로울러(505)는 구동부 상, 하부 로울러(504,503)와 저장 릴(61) 사이에서 이송운동을 하는 케이블(3)을 가이드 하는 역할을 하며, 상부 로울러(504)와는 달리 구동모터로부터의 구동토크는 전혀 작용하지 않는 아이들(idle) 기어로 되어 있다.

도 11은 상, 하부 로울러(504,503)의 구조도를 나타낸 것으로, 상기 하부 로울러(503)는 하부 로울러 헬리컬 기어부(503a)와 하부 로울러 스퍼어 기어부(503b)의 결합으로 이루어져 있으며, 두개의 기어부는 일체형으로 되어 있다.

구동모터를 통해 전달된 구동토크는 직접적으로 하부 로울러(503)에 전달되어 케이블(3)을 삽입 및 인출시킨다.

한편, 상기 상부 로울러(504)도 하부 로울러(503)와 동일한 형태로 상부 로울러 헬리컬 기어부(504a)와 상부 로울러 스퍼어 기어부(504b)의 결합으로 이루어져 있고 두개의 기어부는 일체형이다.

도 3에 도시된 핵 계측용 케이블(3)과 직접적으로 접촉하는 부분은 하부 로울러 헬리컬 기어부(503a)와 상부 로울러 헬리컬 기어부(504a)이며, 이들 상, 하부 헬리컬 기어부의 표면은 케이블(3) 표면의 돌기부분에 완전한 토크 전달을 할 수있도록 케이블 표면 돌기모양과 동일한 모양을 갖도록 방전가공 처리되어 있다.

그리고 상기 하부 로울러 스퍼어 기어부(503b)와 상부 로울러 스퍼어 기어부(504b)는 표면에 스퍼어 기어로 가공처리 되어 서로 결합됨에 따라 단순히 구동토크의 전달 역할을 수행한다.

하부 로울러(503)에 전달된 구동토크는 하부 로울러 헬리컬 기어부(503a)에 토크가 전달됨과 동시에 하부 로울러 스퍼어 기어부(503b)와 상부 로울러 스퍼어 기어부(504b)를 통해 상부 로울러 헬리컬 기어부(504a)에도 전달된다.

여기서 상기 하부 로울러 헬리컬 기어부(503a)는 케이블(3)이 접촉되는 부분이므로 케이블의 순수 곡율반경보다 크게 설계하였으며, 하부 로울러 헬리컬 기어부(503a)의 공칭지름과 상부 로울러 스퍼어 기어부(504b)의 공칭지름은 동일하며, 대칭적으로 하부 로울러 스퍼어 기어부(503b)의 공칭지름과 상부 로울러 헬리컬 기어부(504a)의 공칭지름도 동일하게 설계되어 있다.

이렇게 함으로서 서로 다른 공칭지름을 가진 하부 로울러 헬리컬 기어와 상부 로울러 헬리컬 기어가 회전함에 있어서 케이블의 이송 속도가 같아진다. 그리고 상부 로울러 헬리컬 기어부(504a)는 하부 로울러 헬리컬 기어부(503a)를 감싸는 형태로 설계되어 어떤 경우에도 케이블(3)의 구동을 위한 상, 하부 헬리컬 기어부(504a,503a)의 측면 중심선이 어긋나지 않도록 되어 있고, 상, 하부 헬리컬 기어부가 케이블(3)을 거의 완전하게 감싸고 있어 케이블의 이탈 가능성을 완전히 배제토록 설계되어 있다.

도 12는 저장 릴 구조도를 나타낸 것으로, 상기 저장 릴(61)은 릴지지대(601)에 의해 회전이 자유로이 이루어지며, 케이블(3)은 저장 릴(61)에 감겨 저장된다. 그리고 이 저장 릴(61)의 축(602)에는 공지의 토크모터가 연결되도록 하여 저장 릴(61)에 대한 토크모터의 장력을 케이블의 삽입방향과 반대의 방향으로 부가하여 항상 일정한 토크가 걸리게 하였으며, 인출되는 케이블이 매끄럽게 감기도록 되어 있다.

본 발명에 따른 케이블의 삽입 및 인출을 위한 구동장치의 설계, 제작 및 설치비용은 종래 장치에 비해 월등히 저렴하고, 유지 보수 시, 소요시간을 단축시켜 발전소 계획예방정비시간의 단축에 큰 기여를 할 수 있다.

또한, 핵 계측용 케이블의 교체작업을 위해 소요되는 시간을 현저히 줄임으로서, 정비원의 방사선 피폭량을 크게 줄일 수 있어 경제성뿐만 아니라, 신뢰성과 발전소 현장 근무자들의 보건적인 측면에서도 많은 개선점을 얻을 수 있다.

그리고, 구동부와 저장 릴을 전, 후단에 배치하여 구동부와 저장 릴간의 간격을 좁힘으로서, 구동부와 저장 릴 사이에서 이송되는 케이블의 노출부위를 최소화하여 작업자의 방사선 피폭의 위험을 크게 개선하였으며, 구동장치의 높이를 크게 개선하여 구동장치의 설치와 유지보수 작업을 수행함에 있어서 큰 편의성을 제공한다.

Claims (12)

1. 원자로(1)의 노심(2)에 대한 핵분열 상태와 중성자속 측정을 위해 최종단에 계측센서가 구비된 케이블(3)을 제어기(4)의 지령에 따라 구동기(5)를 통해 케이블 일반통로용 가이드 튜브(3a)와 통로 선택기(6)를 거쳐 이 노심(2)의 가이드 튜브(7a)에 삽입 및 인출시키는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블을 삽입 및 인출시키는 구동장치에 있어서,

   상기 구동기(5)는 케이블(3)을 구동시키는 구동부(51)와 케이블(3)을 저장 권선하는 저장 릴(61) 및 이들이 내장 설치된 케이스(71)로 이루어지되, 상기 구동부(51)는 하부 지지대(501)와 상부 덮개(502) 사이에 하부 로울러(503)와 상부 로울러(504)가 맞물려 설치되어 저장 릴(61)에서 공급된 케이블(3)을 인출 및 삽입시키며, 상기 저장 릴(61)은 릴 지지대(601)에서 회전축(602)을 지점으로 회전이 자유롭게 이루어진 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 구동부(51)와 저장 릴(61)은 구동장치 케이스(71)에 고정되며, 이 저장 릴(61)에 감겨있던 계측용 케이블(3)은 구동부(51)의 하부 로울러(503)와 보조 로울러(505), 그리고 상부 로울러(504)를 거쳐 원자로(1)의 노심(2)으로 삽입 및 인출되는 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 구동부(51)의 하부 지지대(501)에는 하부 로울러(503)의 중심축(506)이 조립되어 있으며, 상부 덮개(502)와 연결되는 부위에는 충격흡수 플랜지(507)가 결합되고, 이 상부 로울러(504)가 결합된 상부 덮개(502)는 충격 흡수용 플랜지(507)의 회전축(508)을 중심으로 상하로 여닫을 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 상부덮개(502)의 하단에는 보조 로울러(505)가 부착되어 있어 케이블(3)이 하부 로울러(503)에 접촉되는 면적을 넓게 하고 케이블이 구동부(51)와 저장 릴(61) 사이를 이동할 때 가이드 역할을 하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 충격 흡수용 플랜지(507)는 체결용 볼트(511)를 매개로 하부 지지부(501)에 결합되되, 이 체결용 볼트(511)와 충격 흡수용 플랜지(507) 사이에는 케이블(3)의 불규칙한 지름으로 인한 충격력을 흡수하도록 여러 개의 얇은 와셔형 심(512)이 삽입되어 이루어진 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
6. 제 2항에 있어서, 상기 보조 로울러(505)는 구동부 상, 하부 로울러와 저장 릴 사이에서 이송운동을 하는 케이블을 가이드 하는 역할을 하며, 상부 로울러(504)와는 달리 구동모터로부터의 구동토크는 전혀 작용하지 않는 아이들 기어로 이루어진 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 하부 로울러(503)는 하부 로울러 헬리컬 기어부(503a)와 하부 로울러 스퍼어 기어부(503b)의 결합으로 이루어져 있으며, 두개의 기어부는 일체형으로 된 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
8. 제 2항에 있어서, 상기 상부 로울러(504)는 상부 로울러 헬리컬 기어부(504a)와 상부 로울러 스퍼어 기어부(504b)의 결합으로 이루어져 있으면서 일체형으로 된 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
9. 제 7항에 있어서, 상기 하부 로울러 헬리컬 기어부(503a)는 케이블(3)이 접촉되는 부분이므로 케이블의 순수 곡율반경보다 크게 설계된 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
10. 제 7항에 있어서, 상기 하부 로울러 헬리컬 기어부(503a)의 공칭지름과 상부 로울러 스퍼어 기어부(504b)의 공칭지름은 동일하며, 대칭적으로 하부 로울러 스퍼어 기어부(503b)의 공칭지름과 상부 로울러 헬리컬 기어부(504a)의 공칭지름도 동일하게 설계된 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 상부 로울러 헬리컬 기어부(504a)는 하부 로울러 헬리컬 기어부(503a)를 감싸는 형태로 설계되어 어떤 경우에도 케이블(3)의 구동을 위한 상, 하부 헬리컬 기어부(504a,503a)의 측면 중심선이 어긋나지 않도록 되어 있고, 상, 하부 헬리컬 기어부가 케이블(3)을 거의 완전하게 감싸고 있어 케이블의 이탈 가능성을 완전히 배제토록 설계된 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식 구동장치.
12. 제 1항에 있어서, 상기 케이블(3)을 권선방식으로 저장하는 저장 릴(61)은 릴 지지대(601)에 의해 회전이 자유로이 이루어지며, 이 저장 릴(61)의 축(602)에는 공지의 토크모터가 연결되도록 하여 저장 릴(61)에 대한 토크모터의 장력을 케이블(3)의 삽입방향과 반대의 방향으로 부가하여 항상 일정한 토크가 걸리게 하였으며, 인출되는 케이블(3)이 매끄럽게 감기도록 이루어진 것을 특징으로 하는 원자로 노심 내부 핵 계측용 케이블의 삽입 및 인출을 위한 상하부 로울러 동시 구동식구동장치.