KR200449446Y1 - 핵연료 집합체 안내관의 초음파 검사장치 - Google Patents

Abstract

개시된 핵연료 집합체 안내관의 초음파 검사장치는 제어 유닛 및 상기 제어 유닛에 의하여 구동되며, 핵연료 집합체 안내관 내부에 삽입되어 상기 안내관의 결함을 초음파에 의하여 검사하는 탐촉 유닛을 포함할 수 있으며, 상기 탐촉 유닛은 프레임과, 상기 프레임의 일측에 결합된 이송 가이드와, 상기 이송 가이드 하부에 결합되어 상기 안내관을 고정하는 홀더 및 상기 이송 가이드 상을 수직 이동하여 상기 홀더에 고정된 안내관 내부를 인출입하며 상기 안내관에 대한 초음파 검사를 행하는 탐촉자를 포함할 수 있다. 이에 의하면, 안내관 내부로 인입 및 인출되는 탐촉자에 의하여 초음파 검사에 의해 결함을 검사할 수 있으므로, 종래 방사선원의 위치 선정이나 검사자의 숙련도 등이 요구되지 않아 검사 절차가 단순해질 수 있다.

Description

핵연료 집합체 안내관의 초음파 검사장치{APPARATUS FOR ULTRASONIC TESTING OF NUCLEAR FUEL ROD GUIDE TUBE}

본 고안은 핵연료 집합체 안내관의 초음파 검사장치에 관한 것으로서, 특히 용접 부위 등을 가진 핵연료 집합체 안내관의 결함 등을 초음파에 의하여 검사하기 위한 초음파 검사 장치에 관한 것이다.

핵연료 집합체는 원자로에 핵연료를 장입 및 인출 시 개개가 아닌 일체로서 취급되는 연료 요소의 집합체를 말한다.

이러한 핵연료 집합체에서 연료봉이 장입되는 골격이 되는 구조를 골격체라 하고, 상기 골격체는 상단 고정체, 하단 고정체, 안내관, 계측관 등이 용접 등의 방법에 결합된 구조를 이룬다.

상기 골격체 중 안내관은 제어봉의 원활한 출입을 안내할 목적으로 원자로 용기 내에 설치된 내부 구조재로서, 연료 집합체의 건전성을 손상하는 일이 없이 적절하게 위치를 정하고, 연료를 적절히 냉각하기 위해 유로를 형성하는 등 중요한 기능을 가지고 있다.

도 1에 되시된 바와 같이 상기 안내관(10)은 튜브(12) 및 상기 튜브(12)에 용접 등의 방법에 의하여 결합된 플랜지(11)로 이루어지며, 상기 플랜지(11)가 상단 고정체의 하단에 연결되어 안내관(10)과 상단 고정체 사이를 결합시키게 된다.

상기와 같은 구조의 핵연료 집합체는 그 제작 후에 건전성을 확인하기 위하여 방사선 투과 검사를 행하게 된다.

상기 방사선 투과 검사는 안내관(10)을 투과하는 X선 또는 감마선에 필름을 노출 및 현상함으로써 얻어진 결과를 해석하여 결함 여부를 판단한다.

그러나, 이와 같은 방사선 투과 검사는 검사 절차에 있어 방사선원의 배치 위치, 검사자의 숙련도 등과 같은 많은 변수가 있어 이들 변수를 이해하고 적절히 관리하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 기하학적 노출 요건으로 인하여 기하학적 형상이 복잡한 안내관에 대한 적용이 어렵고, 방사선원, 안내관과 필름의 방향을 적절하게 설정할 수 없을 때는 결함 검사가 곤란한 문제점이 있다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 검사 절차에 있어 고려되어야할 변수가 적고, 안내관의 형상에 구애되지 않으며, 용이한 검사가 이루어질 수 있는 핵연료 집합체 안내관의 검사장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 고안에 따른 핵연료 집합체 안내관의 초음파 검사장치는 제어 유닛 및 상기 제어 유닛에 의하여 구동되며, 핵연료 집합체 안내관 내부에 삽입되어 상기 안내관의 결함을 초음파에 의하여 검사하는 탐촉 유닛을 포함할 수 있다.

상기 탐촉 유닛은 프레임과, 상기 프레임의 일측에 결합된 이송 가이드와, 상기 이송 가이드 하부에 결합되어 상기 안내관을 고정하는 홀더 및 상기 이송 가이드 상을 수직 이동하여 상기 홀더에 고정된 안내관 내부를 인출입하며 상기 안내관에 대한 초음파 검사를 행하는 탐촉자를 포함할 수 있다.

상기 탐촉자는 상기 탐촉자의 상부에 결합된 회전 모터에 의하여 수평 방향으로 회전될 수 있다.

상기 탐촉자에는 복수개의 센서가 구비되어 상기 안내관의 수직 방향 결함과, 수평 방향 결함과, 두께 변화 및 마모 상태를 검사할 수 있다.

상기 안내관에 대한 초음파 검사는 물이 채워진 수조 내에서 이루어질 수 있다.

상기 제어 유닛에는 상기 탐촉 유닛으로부터 전송된 초음파 신호를 인지 및 분석하는 분석기가 포함될 수 있다.

본 고안에 따른 핵연료 집합체 안내관의 초음파 검사장치에 의하면, 안내관 내부로 인입 및 인출되는 탐촉자에 의하여 초음파 검사에 의해 결함을 검사할 수 있으므로, 종래 방사선원의 위치 선정이나 검사자의 숙련도 등이 요구되지 않아 검사 절차가 단순해질 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 핵연료 집합체 안내관의 초음파 검사장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 핵연료 집합체 안내관의 초음파 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 탐촉자를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 고안의 초음파 검사장치(100)는 제어 유닛(110) 및 탐촉 유닛(120)을 포함할 수 있다.

상기 제어 유닛(110)은 상기 초음파 검사 장치(100)의 전체적인 구동을 제어하며, 특히 탐촉 유닛(120)의 동작 및 탐촉 유닛(120)으로부터 전달된 검사 정보를 판독하는 기능을 가질 수 있다.

상기 탐촉 유닛(120)은 프레임(121)과, 이송 가이드(122)와, 홀더(125)와, 탐촉자(126)를 포함할 수 있다.

상기 이송 가이드(122)는 상기 프레임(121)의 일측에 수직 방향으로 결합되거나 형성될 수 있다.

상기 홀더(125)는 안내관(10)을 고정시키기 위한 것으로서, 상기 이송 가이드(122)의 하부에 고정 결합될 수 있으며, 상기 안내관(10)의 크기에 따라 가변될 수 있어 상기 안내관(10)의 크기에 관계없이 고정 가능하다.

상기 탐촉자(126)는 상기 홀더(125)에 의하여 고정된 안내관(10)의 내부를 인출입하여 초음파에 의해 상기 안내관(10)의 용접 부위 등을 검사할 수 있다.

상기 탐촉자(126)는 상기 이송 가이드(122) 상을 수직으로 이동할 수 있는데, 상기 수직 이동은 상기 이송 가이드(122) 상을 슬라이딩하는 이송 블럭(124)의 일측에 상기 탐촉자(126)가 결합되어, 상기 이송 가이드(122) 상에서 상기 이송 블럭(124)이 수직 이동함에 따라 상기 탐촉자(126)는 상기 이송 블럭(124)에 종속되어 이동될 수 있다.

상기 이송 가이드(122)에 대한 상기 이송 블럭(124)의 슬라이딩은 상기 이송 가이드(122) 상부에 설치된 수직 모터(123)의 구동에 의할 수 있다.

예컨대, 상기 이송 가이드(122)는 상기 수직 모터(123)의 구동에 의하여 회전하는 볼 스크류일 수 있으며, 상기 이송 블럭(124)은 상기 볼 스크류에 슬라이딩 가능하게 결합된 형태일 수 있다.

상기 탐촉자(126) 상부에는 상기 탐촉자(126)가 수평 방향으로 회전할 수 있도록 회전 모터(128)가 설치될 수 있다.

상기 탐촉자(126)에는 초음파 신호의 발생 및 신호값을 취득하는 복수개의 센서(127)가 구비되어 상기 안내관(10)의 수직 방향 결함과, 수평 방향 결함과, 두께 변화 및 마모 상태 등을 검사할 수 있다.

즉, 복수의 센서(127) 중 일부는 안내관(10)의 원주 방향으로 초음파 신호를 주사하여 축 방향의 결함을 검출할 수 있고, 일부는 축 방향으로 초음파 신호를 주사하여 원주 방향의 결함을 검출할 수 있으며, 일부는 안내관(10)의 두께 변화 및 마모 등을 검출할 수 있다.

상기 복수개의 센서(127)는 하나의 케이블에 의하여 송수신 할 수 있도록 제어 유닛(110)에 구비된 멀티 플렉스(미도시)에 연결될 수 있다.

상기 안내관(10) 내를 인출입하면서 상기 안내관(10)의 상태에 대해 상기 복수개의 센서(127)에서 취득된 값은 상기 제어 유닛(110)으로 전달되어, 상기 제어 유닛(110)의 분석기(미도시)에서 상기 취득값의 인지 및 분석하여 안내관(10)의 결함 여부를 판단할 수 있다.

한편, 상기 탐촉자(126)에 의하여 상기 안내관(10)에 대한 결함 검사는 물과 같은 유체가 채워진 수조(130) 내에서 이루어지는데, 이는 물과 같은 유체가 초음파 신호의 이동 매질로서 기능하기 때문이다.

상기와 같은 구조의 초음파 검사장치(100)는 안내관(10)의 용접 부위 등에 발생된 결함 등을 검사하기 위하여 상기 탐촉자(126)가 상기 안내관(10) 내부로 수평 회전하면서 수직 이동하여 인입된 후, 동일한 과정으로 인출되면서 안내관(10)에 대해 초음파 신호를 발생 및 수신한다.

상기 수신된 검사치는 제어 유닛(110)에서 분석함으로써 상기 안내관(10)의 결함 등을 판단할 수 있다.

상기와 같은 구조의 초음파 검사장치(100)에 의하면, 안내관(10) 내부로 인입 및 인출되는 탐촉자(126)에 의하여 초음파 검사에 의해 결함을 검사할 수 있으므로, 종래 방사선원의 위치나 검사자의 숙련도 등이 요구되지 않아 검사 절차가 단순해질 수 있다.

도 1은 일반적인 안내관을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 본 고안에 따른 핵연료 집합체 안내관의 초음파 검사장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 3은 도 2의 탐촉자를 개략적으로 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100... 초음파 검사장치 110... 제어 유닛

120... 탐촉 유닛 121... 프레임

122... 이송 가이드 123... 수직 모터

124... 이송 블럭 125... 홀더

126... 탐촉자 127... 센서

128... 회전 모터 130... 수조

Claims (6)

1. 삭제
2. 핵연료 집합체 안내관 내부에 삽입되어 상기 안내관의 결함을 초음파에 의하여 검사하는 탐촉 유닛; 및 상기 탐촉 유닛을 구동하며, 상기 탐촉 유닛에서 전달된 검사 정보를 분석하는 제어 유닛을 포함하며,

   상기 탐촉 유닛은: 프레임; 상기 프레임의 일측에 결합된 이송 가이드; 상기 이송 가이드 하부에 결합되어 상기 안내관을 고정하는 홀더; 및 상기 이송 가이드 상을 수직 이동하여 상기 홀더에 고정된 안내관 내부를 인출입하며 상기 안내관에 대한 초음파 검사를 행하는 탐촉자를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체 안내관 초음파 검사장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 탐촉자는 상기 탐촉자의 상부에 결합된 회전 모터에 의하여 수평 방향 으로 회전되는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체 안내관 초음파 검사장치.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 탐촉자에는 복수개의 센서가 구비되어 상기 안내관의 수직 방향 결함과, 수평 방향 결함과, 두께 변화 및 마모 상태를 검사하는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체 안내관 초음파 검사장치.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 안내관에 대한 초음파 검사는 물이 채워진 수조 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체 안내관 초음파 검사장치.
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 제어 유닛에는 상기 탐촉 유닛으로부터 전송된 초음파 신호를 인지 및 분석하는 분석기가 포함되는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체 안내관 초음파 검사장치.

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