KR20060026663A - 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치 및 방법 - Google Patents

원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치 및 방법 Download PDF

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KR20060026663A
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Abstract

본 발명은 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치 및 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 관통노즐을 원자로 압력용기의 상부헤드에 용접에 의해 고정시킬 때 그 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시켜, 관통노즐에 발생 가능한 응력부식균열 등을 방지할 수 있게 된다. 즉, 내주가압부재를 관통노즐의 용접부 부근의 내주면과 마주하도록 배치한 후에, 상기 내주가압부재를 그 내주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 내주면에 접촉시켜 그 내주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압함으로써, 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시킬 수 있게 된다. 이에 의하여, 인장잔류응력이 발생되는 관통노즐에 직접적으로 압축하중을 가하여 발생된 인장잔류응력을 효율적으로 감소시킬 수 있으며, 가동중인 원자로의 관통노즐 또는 보수 용접되는 원자로의 관통노즐에 대해서도 인장잔류응력을 용이하게 감소시킬 수 있다.
제어봉, 원자로 압력용기, 제어봉 구동장치, 관통노즐, 용접부, 인장잔류응력, 응력부식균열

Description

원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치 및 방법{A device and method for reducing tensile residual stress in the penetration nozzle for reactor}
도 1은 일반적인 원자로의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래의 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 사용하여 관통노즐의 용접부 부근의 내주면에 압축하중을 가하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 관통노즐의 용 접부 부근의 외주면에 설치한 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1...핵연료 2...제어봉
3...원자로 압력용기의 상부헤드 4...연장봉
5...관통노즐 6...제어봉구동장치
7...스터드 9...너트
10...원자로 11...용접부
12...파이프부재 20, 21...내주가압부재
30, 31, 32...이동부재 40...고정부재
50, 90...볼트 60...유압실린더
70...외주가압부재 80...지그부재
90...체결부재 201...경사부
211...가압부 301, 321...테이퍼부
322...수나사부 8, 302, 801, 902...암나사부
601...로드 602...실린더 본체
901...암나사공
100, 200, 300, 400...원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치
본 발명은 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치 및 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 관통노즐을 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때에 그 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시킬 수 있도록 구조가 개선된 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치 및 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법에 관한 것이다.
원자력 발전소는 일반적으로 핵연료가 핵분열되어 질량결손이 발생되고 그 질량결손에 의해 발생된 열을 이용하여 전기를 생산하는 발전소를 말한다. 핵연료(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 원자로(10) 내부에 장착되고, 그 핵연료(1)의 반응도를 조절하기 위한 제어봉(2)이 핵연료(1) 상부에 마련된다. 원자로 압력용기의 상부헤드(3)에는 관통노즐(5)이 복수개 마련되어 있고, 각 관통노즐(5)은 상부헤드(3)에 용접에 의해 고정되어 있으며 연장봉(4)의 상하방향으로의 움직임을 가이드한다. 각 관통노즐(5)의 상단부에는 그 관통노즐(5)의 단면과 동일한 형상을 가진 파이프부재(12)들이 복수개 연결되어 있다. 또한, 연장봉(4)의 하단부는 제어봉(2)에 연결되어 있고, 그 상단부는 제어봉 구동장치(6)에 연결되어 있다. 따라서, 제어봉 구동장치(6)가 구동되어 연장봉(4)이 상하방향으로 이동하게 되면, 제어봉(2)이 핵연료(1)에 삽입 및 이탈됨에 따라, 핵연료(1)의 핵반응이 조절되게 된다.
그런데, 관통노즐(5)을 원자로 압력용기의 상부헤드(3)에 용접에 의해 고정시킬 때에, 그 용접에 의해서 관통노즐(5)에는 인장응력이 발생되어 잔류하게 된다. 이러한 인장잔류응력은 관통노즐(5)에 응력부식균열 등을 발생시킬 수 있으므 로, 원자로의 안정적인 작동을 위해서는 그 인장잔류응력은 제거되거나 응력부식균열 등이 방지될 수 있을 정도로 감소되어야 한다.
이러한 인장잔류응력을 감소시키기 위한 종래의 장치는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 그 일단부에 암나사부(8)가 형성되어 있는 스터드(7)와, 그 암나사부(8)에 결합되는 너트(9)로 구성되어 있다. 이와 같은 종래의 장치는 일반적으로 원자로의 제작시에 사용되도록 되어 있다. 즉, 관통노즐(5)이 원자로 압력용기의 상부헤드(3)에 용접에 의해 결합되어 있는 상태에서, 도 2에 도시된 바와 같이 관통노즐(5)에 스터드(7)를 삽입하고, 그 스터드(7)의 암나사부(8)에 너트(9)를 결합하여 그 너트(9)가 관통노즐(5)의 하단부와 접촉하게 한다. 이와 같은 상태에서, 너트(9)를 조이게 되면, 그 너트(9)가 관통노즐(5)의 하단부를 눌러주게 되어, 압축하중이 도 2에 화살표로 도시된 바와 같이 관통노즐(5)의 길이방향으로 그 관통노즐(5)에 가해지게 된다. 따라서, 너트(9)의 조임에 의해 발생된 압축하중에 의해서, 관통노즐(5)의 인장잔류응력이 감소하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 장치를 사용하게 되면 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.
관통노즐에 발생되는 인장잔류응력은 그 용접부 부근에 발생되나, 종래의 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 관통노즐의 하단부에 압축하중을 가하여 관통노즐의 인장잔류응력을 간접적으로 감소시킨다. 따라서, 종래의 장치는 관통노즐의 인장잔류응력을 효율적으로 감소시키는 데에는 한계가 있다. 또한, 관통노즐의 상단부가 고정된 상태에서, 그 하단부에 체결된 너트를 조여서 관통노즐의 길이방향으로 압축하중을 가하기 때문에, 관통노즐 전체에 뒤틀림 등의 변형을 가져올 수 있다. 특히 원자로 압력용기 상부헤드의 경사진 부분에 관통노즐이 용접되어 있을 때에는, 용접부가 관통노즐의 중심축에 대해 비대칭으로 형성되어 있으므로, 용접부 부근의 관통노즐에는 비대칭적인 인장잔류응력이 발생하게 되나, 종래의 장치는 이러한 비대칭적인 인장잔류응력 분포에 대응되도록 비대칭 압축하중을 가할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 관통노즐의 상단부에는 복수의 파이프부재들이 결합되어 매우 긴 파이프 형상을 가지고 있으므로, 운전중에 있는 원자로의 관통노즐에 대해 종래의 장치를 사용하기 위해서는, 관통노즐과 파이프부재들 전체 길이에 상응하는 매우 긴 스터드를 필요로 하게 된다. 따라서, 가동중인 원자로의 관통노즐에 종래의 장치를 사용하는 것이 실질적으로 불가능하다는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 가동중인 원자로의 관통노즐을 보수 용접하는 경우에도 마찬가지로 발생한다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 관통노즐을 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때에 그 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시킬 수 있도록 그 관통노즐의 용접부 부근의 내주면과 외주면 중 어느 하나의 주면을 가압하도록 구조가 개선된 원자로용 인장잔류응력 감소장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 관통노즐을 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때에 그 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시킬 수 있도록 그 관통노즐의 용접부 부근의 내주면과 외주면 중 어느 하나의 주면을 가압 하기 위한 원자로용 인장잔류응력 감소방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 장치는 하단부가 제어봉에 연결되는 연장봉이 삽입되도록 파이프 형상을 가지는 관통노즐을, 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키기 위한 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치에 있어서, 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면과 마주하도록 배치되는 내주가압부재; 및 상기 내주가압부재가 그 내주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 내주면에 접촉하여 그 내주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압하도록 상기 내주가압부재를 구동시키기 위한 내주가압부재 구동수단;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다른 유형의 장치는 하단부가 제어봉에 연결되는 연장봉이 삽입되도록 파이프 형상을 가지는 관통노즐을, 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키기 위한 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치에 있어서, 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 외주면과 마주하도록 배치되는 외주가압부재; 및 상기 외주가압부재가 그 외주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 외주면에 접촉하여 그 외주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압하도록 상기 외주가압부재를 구동시키기 위한 외주가압부재 구동수단;을 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 방법은 하단부가 제 어봉에 연결되는 연장봉이 삽입되도록 파이프 형상을 가지는 관통노즐을, 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키기 위한 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법에 있어서, 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면과 마주하도록 내주가압부재를 배치하는 단계; 및 상기 내주가압부재를 그 내주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 내주면에 접촉시켜 그 내주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다른 유형의 방법은 하단부가 제어봉에 연결되는 연장봉이 삽입되도록 파이프 형상을 가지는 관통노즐을, 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키기 위한 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법에 있어서, 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 외주면과 마주하도록 외주가압부재를 배치하는 단계; 및 상기 외주가압부재를 그 외주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 외주면에 접촉시켜 그 외주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 사용하여 관통노즐의 용접부 부근의 내주면에 압축하중을 가하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(100)는, 종래 기술에서 도 1을 참조하면서 설명한 바와 마찬가지로 관통노즐(5)을 원자로 압력용기의 상부헤드(3)에 용접에 의해 고정시킬 때 용접부(11) 부근의 관통노즐(5)에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키기 위한 것이다. 상기 관통노즐(5)은 파이프 형상을 가지는 것으로서 복수개 마련되어 있으며, 상기 각 관통노즐(5)은 상기 상부헤드(3)에 용접에 의해 고정된다. 상기 각 관통노즐(5)의 상단부에는 그 관통노즐(5)의 단면과 동일한 형상을 가지는 파이프부재(12)들이 복수개 연결되어 있다. 상기 각 관통노즐(5)에는 연장봉(4)이 삽입되고, 그 연장봉(4)의 하단부에는 제어봉(2)이 연결되고 그 상단부에는 제어봉 구동장치(6)가 연결된다. 상기 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(100)는 내주가압부재(20)와, 내주가압부재 구동수단을 구비한다.
상기 내주가압부재(20)는 상기 각 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면과 마주하도록 배치되는 것이다. 상기 내주가압부재(20)는 복수개, 본실시예에 있어서는 4개가 마련되어 있어, 그 내주가압부재(20)들은 상기 각 관통노즐(5)의 상기 용접부(11) 부근의 내주면의 둘레 방향을 따라 배치되어 환형을 이루고 있다. 상기 내주가압부재(20)들 각각의 외주면들은 서로 동일한 형상을 가지고 있어, 그 내주가압부재(20)들의 외주면들이 상기 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면과 동일한 면적으로 접촉 가능하다. 상기 각 내주가압부재(20)에는 경사부(201)가 형성되어 있다. 상기 경사부(201)는 상기 각 내주가압부재(20)의 내주면에 마련된 부분이며, 상기 관통노즐의 길이방향에 대하여 경사지게 형성되어 있다.
상기 내주가압부재 구동수단은 상기 내주가압부재(20)를 구동시켜 그 내주가압부재(20)가 그 내주가압부재(20)와 마주하는 상기 관통노즐(5)의 내주면에 접촉하여 그 내주면을 상기 관통노즐(5)의 반경방향으로 가압하기 위한 것이다. 상기 내주가압부재 구동수단은 이동부재(30)와, 고정부재(40)와, 볼트(50)를 구비한다.
상기 이동부재(30)는 상기 관통노즐(5)의 길이방향으로 상기 내주가압부재(20)에 대해 이동 가능하게 배치되는 것이다. 상기 이동부재(30)가 일방향, 즉 본 실시예에서 하방으로 이동하는 때에, 그 이동부재(30)는 상기 내주가압부재(20)를 눌러서 도 4에 도시된 바와 같이 그 내주가압부재(20)가 상기 관통노즐(5)의 상기 용접부(11) 부근의 내주면을 가압한다. 상기 이동부재(30)는 테이퍼부(301)와 암나사부(302)를 구비한다. 상기 테이퍼부(301)는 상기 이동부재(30)의 일단부에 마련된 부분이며, 그 이동부재(30)의 이동방향에 대하여 경사지게 형성되어 있다. 상기 테이퍼부(301)는 상기 경사부(201)와 대응되는 형상을 가지고 있어 서로 접촉하고 있다. 상기 암나사부(302)는 상기 이동부재(30)의 타단부에 마련된 부분인데, 본 실시예에 있어서는 8개가 마련되어 있다. 상기 각 암나사부(302)는 상기 관통노즐(5)의 길이방향으로 그 이동부재(30)를 관통하도록 형성되어 있다.
상기 고정부재(40)에는 상기 이동부재(30)가 슬라이딩 가능하게 끼워진다. 상기 고정부재(40)는, 상기 관통노즐(5)의 상기 용접부(11) 부근의 내주면에 억지끼워맞춤되는 상태에 있는 내주가압부재(20)에 상기 관통노즐(5)의 길이방향으로 접촉되게 배치된다. 따라서, 후술하는 볼트(50)가 조여져서 그 볼트(50)가 상기 고정부재(40)와 접촉하면서 그 고정부재(40)를 누를 때, 상기 고정부재(40)는, 상기 내주가압부재(20)와 관통노즐(5) 사이의 마찰력 및 상기 내주가압부재(20)와 이동부재(30) 사이의 마찰력 때문에, 상기 볼트(50)의 누름방향, 즉 상방으로 이동하지 않고 상기 관통노즐(5)의 길이방향에 대하여 위치고정된다. 이와 같이 상기 고정부재(40)는 상기 볼트(50)의 조임에 의해 상기 관통노즐(5)에 대하여 그 길이방향으로 이동하지 않게 되므로, 계속해서 볼트(50)를 조이는 방향으로 회전시키게 되면 상대적으로 상기 이동부재(30)는 상기 볼트(50)의 누름방향과 반대방향, 즉 상기 일방향으로 이동하게 된다. 상기 이동부재(30)가 상기 일방향, 즉 하방으로 이동하게 되면, 상기 테이퍼부(301)와 상기 경사부(201)가 상대운동을 하게 되어, 상기 내주가압부재(30)는 상기 관통노즐(5)의 상기 용접부(11) 부근의 내주면을 상기 관통노즐(5)의 반경방향으로 가압하게 된다.
상기 볼트(50)는 상기 암나사부(302)에 상기 이동부재(30)의 타단부측으로부터 상기 이동부재(30)의 일단부측으로 체결되는 것인데, 본 실시예에 있어서는 8개 마련되어 있다. 상기 각 볼트(50)의 선단부는 상기 고정부재(40)에 접촉 가능하다. 상기 볼트(50)들이 상기 고정부재(40)와 접촉된 상태에서, 그 볼트(50)들을 조이게 되면, 그 조임에 연동되어 상기 이동부재(30)는 상기 내주가압부재(20)에 대해 상기 일방향으로 이동한다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(100)를 사용하여 관통노즐의 용접부 부근의 내주면에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키는 방법의 일례를 설명하기로 한다.
이미 설치된 원자로(10)의 관통노즐(5)에 발생된 인장잔류응력을 감소시키고자 하거나 가동중인 원자로(10)의 관통노즐(5)에 대해 보수 용접을 하는 경우에는 원자로 압력용기 상부헤드(3)를 원자로(10)에서 분리하고, 연장봉(4)을 관통노즐(5)에서 제거하는 준비과정이 필요하며, 원자로를 제작하는 과정에서 용접을 하는 경우에는 관통노즐(5)에 연장봉(4)이 삽입되어 있지 않으므로, 연장봉(4)을 제거하는 별도의 준비과정이 필요하지 않다.
이와 같이 관통노즐(5)에 연장봉(4) 삽입되어 있지 않은 상태에서 도 3에 도시된 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(100)를 그 내주가압부재(20)가 관통노즐(5)의 내주면과 마주하도록 끼워 넣는다. 그 후에 고정부재(40)가 관통노즐(5)의 길이방향에 대해 위치고정되도록 잡아준 상태에서, 이동부재(30)를 하방으로 이동시킨다. 이동부재(30)가 하방으로 이동함에 따라, 이동부재(30)의 테이퍼부(301)와 내주가압부재(20)의 경사부(201)가 상대운동을 하게 되고, 내주가압부재(20)들은 상기 위치고정된 고정부재(40)에 접촉되어 하방으로 움직이지 않고 관통노즐(5)의 반경방향으로 움직이게 되어, 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면에 억지끼워맞춤된 상태가 된다.
이와 같이 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(100)의 내주가압부재(20)들이 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면에 억지끼워맞춤된 상태에서, 8개의 볼트(50)들을 순차적으로 조금씩 조여서 각 볼트(50)의 선단부가 고정부재(40)에 접촉하게 한다. 이러한 상태에서 볼트(50)들을 더 조이게 되면, 그 볼트(50)들은 고정부재(40)를 그 조임방향, 즉 상방으로 누르게 된다. 그런데, 상술한 바와 같이 고정부재(40)는, 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면에 억지끼워맞춤된 상태에 있는 내주가압부재(20)들에 접촉되어 관통노즐(5)의 길이방향에 대해 위치고정되어 있으므로, 볼트(50)들의 조임에 의해서 상방으로 이동하지 않고 그 위치를 유지하게 된다. 따라서, 이러한 상태에서 볼트(50)들을 조이는 방향으로 계속해서 회전시키게 되면, 이동부재(30)가 볼트(50)의 누름방향과 반대방향, 즉 하방으로 상대적으로 이동하게 되어, 도 4에 도시된 바와 같이 고정부재(40)로부터 관통노즐(5)의 길이방향으로 이격된다. 이와 같이 이동부재(30)가 하방으로 이동하는 도중에, 테이퍼부(301)와 경사부(201)가 상대운동을 하게 되므로, 각 내주가압부재(30)는 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면을 동일한 크기의 압축하중으로 도 4에 도시된 바와 같이 관통노즐(5)의 반경방향으로 가압하게 된다. 이와 같이 관통노즐(5)의 내주면에는 내주가압부재(30)에 의해 압축하중이 가해지기 때문에, 관통노즐(5)에 발생된 인장잔류응력이 감소하게 되어, 관통노즐(5)에서의 응력부식균열 등이 방지된다. 이 때, 내주가압부재(20)들이 가압하는 관통노즐(5)의 내주면의 위치와, 볼트(50)들의 조임에 의해 가해지는 압축하중의 크기는 용접부(11)에 대한 유한요소해석 등에 의해 적절하게 결정될 수 있다.
따라서, 내주가압부재(20)에 의해 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면에는 종래 기술에서와는 달리 압축하중이 직접적으로 가해지게 되므로, 종래 기술에서보다 더 효율적으로 관통노즐에 발생된 인장잔류응력을 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(100)는 관통노즐의 하단부에 삽입되어 사용되므로, 가동중인 원자로의 관통노즐 또는 보수 용접되는 원자로 의 관통노즐에 대해서도 용이하게 사용될 수 있다는 장점이 있다.
한편, 상술한 바와 같이 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(100)를 사용한 후에, 용접에 의해 관통노즐(5)에 발생된 인장잔류응력을 감소시킨 후에, 연장봉(4)을 그 관통노즐(5)에 삽입하여 제어봉(2)을 구동시키는데 사용하기 위해서, 그 장치(100)를 관통노즐(5)로부터 분리하는 과정의 일례를 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면에 압축하중을 가한 상태에서, 볼트(50)들을 고정부재(40)를 누르는 방향과 반대방향으로 순차적으로 조금씩 이완시킨다. 그러면, 각 볼트(50)는 이동부재(30)의 암나사부(302)로부터 빠져나오면서 하방으로 이동하게 된다. 이와 같이 볼트(50)들을 암나사부(302)로부터 풀어서 하방으로 조금 이동시키면, 내주가압부재(20)를 가압하고 있던 이동부재(30)는 더 이상 하방으로 하중을 받고 있지 않게 된다. 따라서, 고정부재(40)로부터 관통노즐(5)의 길이방향으로 이격되어 있는 이동부재(30)에 상방으로의 충격력을 가하게 되면, 순간적으로 이동부재(30)가 상방으로 이동되면서 테이퍼부(301)와 경사부(201)의 간섭이 해제되어 관통노즐(5)의 용접부(11)의 내주면을 가압하고 있던 내주가압부재(20)가 관통노즐(5)의 내주면으로부터 이격되는 방향으로 움직이게 된다. 따라서, 내주가압부재(20)는 더 이상 관통노즐(5)의 내주면에 억지끼워진 상태를 유지하지 않게 되므로, 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(100)를 관통노즐(5)로부터 분리할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에서는, 관통노즐을 가압하는 내주가압부재(20)들 각각의 외주면 면적이 서로 동일하여, 내주가압부재(20)들 각각이 관통노즐의 내주면에 가하 는 압축하중의 크기가 서로 동일하도록 구성되어 있으나, 내주가압부재(20)들 각각의 외주면 면적의 크기를 서로 다르게 설정하면, 그 내주가압부재(20)들 각각이 가할 수 있는 압축하중의 크기를 다르게 할 수도 있다. 이와 같이, 내주가압부재(20)들 각각의 외주면 면적의 크기를 다르게 구성하게 되면, 비록 용접부가 원자로 압력용기의 상부헤드의 경사진 부분에 관통노즐의 길이방향에 대하여 비대칭되게 형성되어 인장잔류응력이 비대칭으로 발생하는 경우라도, 관통노즐의 내주면에 비대칭 압축하중을 가할 수 있게 되어, 관통노즐에 발생된 비대칭 인장잔류응력을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(200)는 내주가압부재(20)와, 내주가압부재 구동수단을 구비하며, 상기 내주가압부재 구동수단은 이동부재(31)와, 고정부재(40)와, 유압실린더(60)를 구비한다. 본 발명의 제1실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호가 지시되고 다소 변경되었으나 대응되는 구성요소에는 새로운 참조번호가 부가되어 지시되며, 본 발명의 제2실시예에 대해서는 제1실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 중복되므로 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
상기 이동부재(31)에는 제1실시예의 이동부재(30)와는 달리 암나사부가 형성되어 있지 않다.
상기 유압실린더(60)는 상기 이동부재(30)를 상기 내주가압부재(20)에 대해 상기 일방향으로 이동시키기 위한 것이다. 상기 유압실린더(60)는 로드(601)와, 실린더 본체(602)를 포함한다. 상기 로드(601)는 상기 이동부재(30)의 타단부와 연결된 것이며, 상기 실린더 본체(602)에 대해 이동가능하다. 상기 유압실린더(60)의 작동원리는 공지된 기술로서 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있으므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(200)를 사용하여 관통노즐의 용접부 부근의 내주면에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키는 방법의 일례와, 그 사용 후 분리하는 과정의 일례는, 이동부재(30)를 구동시키는 방법이 다소 다르다는 점을 제외하고는 상술한 제1실시예에서 설명한 바와 동일하므로, 그 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
본 실시예의 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(200)는 이동부재(31)를 이동시키기 위해서, 제1실시예에서 볼트(60)를 사용하는 것과는 달리 유압실린더(60)를 사용하며, 내주가압부재(20)와 접촉하게 배치되는 고정부재(40)가 관통노즐(5)에 대해 이동하지 않도록 고정하기 위한 바이스(vice)나 조오(jaw) 등과 같은 적절한 장치(미도시)를 이용한다. 즉, 바이스 또는 조오 등과 같은 장치(미도시)를 이용하여 고정부재(40)를 위치고정시키고 내주가압부재(20)를 고정부재(40)와 접촉시킨 상태에서, 유압실린더(60)에 유압을 가하여, 이동부재(31)에 연결되어 있는 로드(601)를 실린더 본체(602)에 대해 일방향, 즉 하방으로 이동시킨다. 이와 같이 로드(601)에 연결된 이동부재(31)를 하방으로 이동시키면, 내주가압부재(20)는 위치고정된 고정부재(40)에 접촉되어 있으므로 하방으로 이동하지 않고 관 통노즐(5)의 반경방향으로 이동하여, 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면을 가압하게 된다. 한편, 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(200)를 사용한 후에는, 로드(601)를 일방향의 반대방향, 즉 상방으로 이동시켜 내주가압부재(20)를 관통노즐의 내주면으로부터 이격시켜서 상기 장치(200)를 관통노즐(5)로부터 분리한다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(300)는 내주가압부재(21)와, 내주가압부재 구동수단을 구비하며, 상기 내주가압부재 구동수단은 이동부재(30)와, 고정부재(40)와, 볼트(50)를 구비한다. 본 발명의 제1실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호가 지시되고 다소 변경되었으나 대응되는 구성요소에는 새로운 참조번호가 부가되어 지시되며, 본 발명의 제3실시예에 대해서는 제1실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 중복되므로 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
상기 내주가압부재(21)에는 복수개의 가압부(211)들이 마련되어 있는데, 본 실시예에 있어서 한 쌍 마련되어 있다. 상기 가압부(211)들은 상기 관통노즐(5)의 길이방향으로 상호 이격되게 배치되며 상기 관통노즐(5)의 내주면측으로 돌출되게 형성된 부분들이다. 따라서, 상기 내주가압부재(21)의 가압부(211)들은 상기 상기 관통노즐(5)의 길이방향을 따라 상기 용접부(11)를 사이에 둔 복수개, 본 실시예에 있어서는 2개의 위치에서 상기 관통노즐(5)의 상기 용접부 부근(11)의 내주면을 가 압할 수 있게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(300)를 사용하여 관통노즐의 용접부 부근의 내주면에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키는 방법의 일례와, 그 사용 후 분리하는 과정의 일례는 상술한 제1실시예에서 설명한 바와 동일하다. 다만, 본 실시예의 장치(300)는 관통노즐(5)의 길이방향으로 상호 이격되게 배치되며 관통노즐(5)의 내주면측으로 돌출된 한 쌍의 가압부(211)들이 형성된 내주가압부재(21)를 가지고 있으므로, 도 6에 도시된 바와 같이 용접부(11)를 사이에 둔 상부와 하부 2개의 위치에서 관통노즐(5)의 내주면들을 동시에 가압할 수 있다는 점에서 그 차이가 있다. 따라서, 본 실시예의 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(300)를 사용하게 되면, 제1실시예의 장치(100)를 사용하는 경우보다 작업효율면에서 우수하다는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7의 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 관통노즐의 용접부 부근의 외주면에 설치한 것을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ선 단면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(400)는 외주가압부재(70)와, 외주가압부재 구동수단을 구비한다.
상기 외주가압부재(70)는 상기 관통노즐(5)의 상기 용접부(11) 부근의 외주면과 마주하도록 배치되는 것이다. 상기 외주가압부재(70)는 복수개 마련되어 있 어, 그 외주가압부재(70)들은 상기 관통노즐(5)의 상기 용접부(11) 부근의 외주면의 둘레 방향을 따라 배치되어 환형을 이루고 있다. 상기 외주가압부재(70)들 각각의 내주면들은 서로 동일한 형상을 가지고 있어, 그 외주가압부재(70)들의 외주면들이 상기 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 외주면과 동일한 면적으로 접촉 가능하다.
상기 외주가압부재 구동수단은 상기 각 외주가압부재(70)를 구동시켜 그 외주가압부재(70)가 그 외주가압부재(70)와 마주하는 상기 관통노즐(5)의 외주면에 접촉하여 그 외주면을 상기 관통노즐(5)의 반경방향으로 가압하기 위한 것이다. 상기 외주가압부재 구동수단은 지그부재(80)와, 볼트(90)를 구비한다.
상기 지그부재(80)는 상기 관통노즐(5)의 상기 용접부(11) 부근의 외주면에 배치되는 것이다. 상기 지그부재(80)의 내주면은 상기 외주가압부재(70)의 외주면과 마주하고 있다. 상기 지그부재(80)에는 암나사부(801)이 형성되어 있는데, 본 실시예에 있어서는 16개가 형성되어 있다. 상기 각 암나사부(801)는 상기 관통노즐(5)의 반경방향으로 상기 지그부재(80)를 관통하도록 형성되어 있다.
상기 볼트(90)는 상기 암나사부(801)에 체결되는 것인데, 본 실시예에 있어서는 16개가 마련되어 있다. 상기 각 볼트(90)의 선단부는 상기 외주가압부재(70)와 접촉 가능하다. 상기 볼트(90)들을 조이게 되면, 그 볼트(90)들은 상기 외주가압부재(70)들을 상기 관통노즐(5)의 상기 용접부(11) 부근의 외주면을 가압하는 방향으로 눌러주게 된다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 원자로용 관통노즐의 인장잔류 응력 감소장치(400)를 사용하여 관통노즐의 용접부 부근의 외주면에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키는 방법의 일례를 설명하기로 한다.
제1실시예에서 설명한 바와 마찬가지로, 연장봉(4)이 관통노즐(5)에서 제거된 상태에서 도 7에 도시된 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(400)를 그 외주가압부재(70)가 관통노즐(5)의 외주면에 마주하도록 끼운다. 그 후에, 볼트(90)들을 순차적으로 조금씩 조여서 원하는 위치, 예컨대 용접부(11)에 대한 유한요소해석 등을 통해 결정된 위치, 본실시예에 있어서는 도 8에 도시된 바와 같은 용접부(11)의 하부에 상기 장치(400)를 고정시킨다. 그 후에, 볼트(90)들을 순차적으로 조금씩 더 조이게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이 각 외주가압부재(70)가 관통노즐(5)의 외주면을 가압하는 방향으로 관통노즐(5)의 외주면을 눌러서 압축하중을 가하게 된다. 이때, 가해지는 압축하중은 용접부(11)에 대한 유한요소해석 등을 통해서 적절하게 결정될 수 있다.
따라서, 외주가압부재(70)에 의해 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면에는 종래 기술에서와는 달리 압축하중이 직접적으로 가해지게 되므로, 종래 기술에서보다 더 효율적으로 관통노즐에 발생된 인장잔류응력을 감소시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(400)를 사용한 후에는, 볼트(90)들을 순차적으로 풀어서 관통노즐(5)로부터 분리한다. 즉, 각 볼트(90)를 풀게 되면 그 볼트(90)가 각 외주가압부재(70)로부터 이격되는 방향으로 이동하면서 그 외주가압부재(70)를 더 이상 가압하지 않게 되므로, 원자로용 관 통노즐의 인장잔류응력 감소장치(400)에 약간의 충격을 줌으로써 그 장치(400)를 관통노즐(5)로부터 쉽게 분리할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 관통노즐을 가압하는 외주가압부재(70)들 각각의 내주면 면적이 서로 동일하여, 외주가압부재(70)들 각각이 관통노즐의 외주면에 가하는 압축하중의 크기가 서로 동일하도록 구성되어 있으나, 외주가압부재(70)들 각각의 내주면 면적의 크기를 서로 다르게 설정하면, 그 외주가압부재(70)들 각각이 가할 수 있는 압축하중의 크기를 다르게 할 수도 있다. 따라서, 비록 용접부가 원자로 압력용기의 상부헤드의 경사진 부분에 관통노즐의 길이방향에 대하여 비대칭되게 형성되어 인장잔류응력이 비대칭으로 발생하는 경우라도, 관통노즐의 외주면에 비대칭 압축하중을 가할 수 있게 되어, 관통노즐에 발생된 비대칭 인장잔류응력을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
한편, 상술한 제1실시예에 있어서 이동부재(30)는 관통노즐(5)의 길이방향에 대해 수직인 플랜지부를 가지고 있으나, 도 10에 도시된 바와 같이 이동부재(32)의 타단부에 형성된 수나사부(322)가 체결부재(90)의 암나사공(901)에 체결됨으로써 상기 이동부재(32)와 상기 체결부재(90)가 결합될 수도 있다. 이와 같은 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치(500)는 수나사부(322)를 가지는 체결부재(90)와, 그 수나사부(322)가 체결되는 암나사공(901)을 가지는 이동부재(32)를 구비한다. 이러한 장치(500)를 사용하여, 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키기 위해서, 먼저 상기 장치(500)를 그 내주가압부재(20)가 관통노즐(5)의 내주면과 마주하도록 끼워 넣는다. 그 후에 고정부재(40) 가 관통노즐(5)의 길이방향에 대해 위치고정되도록 잡아준 상태에서, 체결부재(90)를 회전시켜 고정부재(40)에 근접되는 방향, 즉 상방으로 이동시킨다. 이와 같이 상방으로 이동하게 되는 체결부재(90)는 이동 도중에 관통노즐(5)의 길이방향에 대해 위치고정된 고정부재(40)와 접촉되어, 더이상 상방으로 이동하지 못하고 위치고정 된다. 이러한 상태에서, 체결부재(90)를 계속해서 회전시키게 되면, 체결부재(90)는 상술한 바와 같이 위치고정되어 있으므로, 이동부재(32)가 상대적으로 상기 일방향, 즉 하방으로 이동하게 된다. 이와 같이 이동부재(32)가 하방으로 이동하게 되면, 경사부(201)와 테이퍼부(301)가 상대운동하게 되어 내주가압부재(20)들이 관통노즐(5)의 반경방향으로 이동하게 되어 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면에 억지끼워맞춤된다. 이와 같은 내주가압부재(20)들이 억지끼워맞춤된 상태에서, 체결부재(90)가 고정부재(40)와 접촉된 상태가 유지된다.
이와 같이 내주가압부재(20)들이 억지끼워맞춤된 상태에서, 8개의 볼트(50)들의 선단부들을 고정부재(40)에 접촉시킨 상태에서 그 볼트(50)들을 계속해서 그 볼트가 조여지는 방향으로 회전시키면, 제1실시예에서 상술한 바와 유사하게 체결부재(90) 및 그 체결부재(90)와 결합된 이동부재(32)가 일방향, 즉 하방으로 이동하게 되면서, 내주가압부재(20)들이 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면에 압축하중을 가하게 된다. 이와 같이 내주가압부재(20)들이 관통노즐(5)의 내주면을 가압하기 위해서 상기 장치(500)에 가해지는 관통노즐(5)의 길이방향의 하중은, 이동부재(32)의 수나사부(322)와 볼트(50)들에 의해 지지된다.
상기 장치(500)를 사용한 후 관통노즐(5)로부터 분리하는 방법은 제1실시예 에서 설명한 바와 마찬가지이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
지금까지 본 발명에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치들(100, 200, 300, 400, 500) 중 어느 하나를 사용하여 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면 또는 외주면 중 어느 하나의 주면을 가압하여 압축하중을 가하는 경우에 대하여 상세히 설명하였다.
그런데, 관통노즐(5)의 내주면을 가압하는 장치들(100, 200, 300, 500)과 관통노즐(5)의 외주면을 가압하는 장치(400)가 반드시 서로 독립적으로 사용되어야 하는 것은 아니다. 예컨대, 관통노즐(5)의 내주면을 가압하는 장치(100, 200, 300, 500)들 중 어느 하나의 장치를 사용하여 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면을 가압한 후에, 관통노즐(5)의 외주면을 가압하는 장치(400)를 사용하여 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 외주면을 가압할 수 있다. 또한, 그 반대로 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 외주면을 가압한 후에 관통노즐(5)의 용접부(11) 부근의 내주면을 가압할 수도 있다. 또한, 경우에 따라서는 관통노즐(5)의 내주면과 외주면을 동시에 가압할 수도 있다.
한편, 용접부의 형상, 용접 작업시의 작업 상태 등에 따라 관통노즐의 용접부 부근에 발생되는 인장잔류응력의 크기와 그 발생위치가 달라지게 되므로, 유한요소해석(Finite Element Method) 등의 해석방법을 사용하여 인장잔류응력의 발생위치, 내주·외주가압부재의 형상 및 가하는 압축하중의 크기 등을 결정하여 그에 맞게 본 발명에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치를 제작하여 사용할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
예컨대, 상술한 제1실시예에서 내주가압부재는 4개가 구비되어 관통노즐의 용접부 부근의 내주면의 둘레 방향을 따라 환형을 이루도록 배치되어 있으나, 그 배치되는 내주가압부재의 개수는 2개, 3개, 5개, 6개 등이 될 수도 있다. 마찬가지로, 상술한 제4실시예에서 외주가압부재는 8개가 구비되어 관통노즐의 용접부 부근의 외주면의 둘레 방향을 따라 환형을 이루도록 배치되어 있으나, 그 배치되는 외주가압부재의 개수는 2개, 4개, 5개, 7개, 8개 등이 될 수도 있다.
또한, 상술한 제3실시예에서 내주가압부재에는 2개의 가압부들이 형성되어 있으나, 3개, 4개, 5개 등의 가압부들이 형성되어 있을 수도 있다.
또한, 상술한 실시예들에서 내주가압부재 및 외주가압부재의 외주면들은 각각 평평하게 형성되어 있으나, 그 내주가압부재 및 외주가압부재의 외주면들 각각에 너어링(knurling) 등의 형상이 마련되어 있을 수도 있다.
상기한 구성의 본 발명에 따른 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치 및 그 방법은 인장잔류응력이 발생되는 관통노즐의 외주면 또는 내주면 중 어느 하나의 주면을 직접적으로 가압하여 압축하중을 가하므로 관통노즐의 인장잔류응력을 효율적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치는 관통노즐의 하단부에 삽입되어 사용되므로, 가동중인 원자로의 관통노즐 또는 보수 용접되는 원자로의 관통노즐에 대해서 용이하게 사용될 수 있다.
또한, 비록 용접부가 원자로 압력용기의 상부헤드의 경사진 부분에 관통노즐의 길이방향에 대하여 비대칭되게 형성되어 있어 인장잔류응력이 비대칭으로 발생하는 경우라도, 내주가압부재들 또는 외주가압부재들 각각의 외주면의 면적을 다르게 형성하면, 관통노즐의 내주면 또는 외주면에 비대칭 압축하중을 가할 수 있게 되어, 관통노즐에 발생된 비대칭 인장잔류응력을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. 하단부가 제어봉에 연결되는 연장봉이 삽입되도록 파이프 형상을 가지는 관통노즐을, 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키기 위한 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치에 있어서,
    상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면과 마주하도록 배치되는 내주가압부재; 및
    상기 내주가압부재가 그 내주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 내주면에 접촉하여 그 내주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압하도록 상기 내주가압부재를 구동시키기 위한 내주가압부재 구동수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내주가압부재는 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면의 둘레 방향을 따라 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 내주가압부재들 각각의 외주면의 형상이 서로 동일하여, 그 내주가압부재들의 외주면들이 상기 관통노즐의 용접부 부근의 내주면에 서로 동일한 면적으로 접촉 가능한 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 내주가압부재 구동수단은,
    상기 관통노즐의 길이방향으로 상기 내주가압부재에 대해 이동 가능하게 배치되며, 일방향으로의 이동시에 상기 내주가압부재를 눌러서 그 내주가압부재가 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면을 가압하도록 하는 이동부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 이동부재의 일단부에는 그 이동부재의 이동방향에 대하여 경사진 테이퍼부가 형성되어 있고,
    상기 내주가압부재의 내주면에는 상기 테이퍼부와 접촉되도록 그 테이퍼부에 대응되는 경사부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이동부재의 타단부에는 상기 관통노즐의 길이방향으로 그 이동부재를 관통하는 암나사부가 형성되어 있고,
    상기 내주가압부재 구동수단은,
    상기 이동부재가 슬라이딩 가능하게 끼워지고, 상기 이동부재의 상기 일방향으로의 이동시에 상기 관통노즐에 대하여 그 관통노즐의 길이방향으로 이동되지 않도록 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면에 억지끼워지는 상기 내주가압부재에 상기 관통노즐의 길이방향으로 접촉되게 배치되는 고정부재; 및
    상기 고정부재와 접촉된 상태에서 그 조임에 연동되어 상기 이동부재를 상기 내주가압부재에 대해 상기 일방향으로 이동시키도록, 상기 암나사부에 상기 이동부재의 타단부측으로부터 일단부측으로 체결되며 그 선단부가 상기 고정부재에 접촉 가능한 볼트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 이동부재의 타단부에는 상기 관통노즐의 길이방향으로 수나사부가 형성되어 있고,
    상기 내주가압부재 구동수단은,
    상기 이동부재의 수나사부가 체결되는 암나사공과, 상기 관통노즐의 길이방향으로 관통하는 암나사부를 가지는 체결부재 ;
    상기 이동부재가 슬라이딩 가능하게 끼워지고, 상기 이동부재의 상기 일방향으로의 이동시에 상기 관통노즐에 대하여 그 관통노즐의 길이방향으로 이동되지 않도록 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면에 억지끼워지는 상기 내주가압부재에 상기 관통노즐의 길이방향으로 접촉되게 배치되는 고정부재; 및
    상기 고정부재와 접촉된 상태에서 그 조임에 연동되어 상기 체결부재와 결합된 이동부재를 상기 내주가압부재에 대해 상기 일방향으로 이동시키도록, 상기 암나사부에 상기 고정부재와 접근되는 방향으로 체결되며 그 선단부가 상기 고정부재에 접촉 가능한 볼트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 내주가압부재 구동수단은,
    상기 이동부재가 슬라이딩 가능하게 끼워지고, 상기 이동부재의 상기 일방향으로의 이동시에 상기 관통노즐에 대하여 그 관통노즐의 길이방향으로 이동되지 않도록 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면에 억지끼워지는 상기 내주가압부재에 상기 관통노즐의 길이방향으로 접촉되게 배치되어 그 내주가압부재의 상기 일방향으로의 이동을 방지하는 고정부재; 및
    상기 이동부재를 상기 내주가압부재에 대해 상기 일방향으로 이동시키기 위해, 상기 이동부재에 연결된 로드를 포함하는 유압실린더를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 내주가압부재는 상기 관통노즐의 길이방향을 따라 상기 용접부를 사이에 둔 복수개의 위치에서 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면을 가압할 수 있도록, 상기 관통노즐의 길이방향으로 상호 이격되게 배치되며 상기 관통노즐의 내주면측으로 돌출되게 형성된 복수개의 가압부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 외주면과 마주하도록 배치되는 외주가압부재; 및
    상기 외주가압부재가 그 외주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 외주면에 접촉하여 그 외주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압하도록 상기 외주가압부재를 구동시키기 위한 외주가압부재 구동수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  11. 하단부가 제어봉에 연결되는 연장봉이 삽입되도록 파이프 형상을 가지는 관 통노즐을, 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키기 위한 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치에 있어서,
    상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 외주면과 마주하도록 배치되는 외주가압부재; 및
    상기 외주가압부재가 그 외주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 외주면에 접촉하여 그 외주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압하도록 상기 외주가압부재를 구동시키기 위한 외주가압부재 구동수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 외주가압부재는 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 외주면의 둘레 방향을 따라 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 외주가압부재들 각각의 내주면의 형상이 서로 동일하여, 그 외주가압부재들의 내주면들이 상기 관통노즐의 용접부 부근의 외주면에 서로 동일한 면적으로 접촉 가능한 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 외주가압부재 구동수단은,
    관통노즐의 반경방향으로 관통되게 형성된 암나사부를 가지고, 그 내주면이 상기 외주가압부재의 외주면과 마주하며, 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 외주면에 배치되는 지그부재; 및
    그 조임에 연동되어 상기 외주가압부재를 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 외주면을 가압하는 방향으로 눌러주도록, 상기 암나사부에 체결되며 그 선단부가 상기 외주가압부재에 접촉 가능한 볼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소장치.
  15. 하단부가 제어봉에 연결되는 연장봉이 삽입되도록 파이프 형상을 가지는 관통노즐을, 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키기 위한 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법에 있어서,
    상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면과 마주하도록 내주가압부재를 배치하는 단계; 및
    상기 내주가압부재를 그 내주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 내주면에 접촉시켜 그 내주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 내주가압부재는 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면의 둘레 방향을 따라 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 내주가압부재는 상기 관통노즐의 길이방향을 따라 상기 용접부를 사이에 둔 복수개의 위치에서 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면을 가압할 수 있도록, 상기 관통노즐의 길이방향으로 상호 이격되게 배치되며 상기 관통노즐의 내주면측으로 돌출되게 형성된 복수개의 가압부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법.
  18. 하단부가 제어봉에 연결되는 연장봉이 삽입되도록 파이프 형상을 가지는 관통노즐을, 원자로 압력용기에 용접에 의해 고정시킬 때 용접부 부근의 관통노즐에 발생되는 인장잔류응력을 감소시키기 위한 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법에 있어서,
    상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 외주면과 마주하도록 외주가압부재를 배치하는 단계; 및
    상기 외주가압부재를 그 외주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 외주면에 접촉시켜 그 외주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 외주가압부재는 상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 외주면의 둘레 방향을 따라 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법.
  20. 상기 제 18항에 있어서,
    상기 관통노즐의 외주면을 가압하는 단계의 전 또는 후에,
    상기 관통노즐의 상기 용접부 부근의 내주면과 마주하도록 내주가압부재를 배치하는 단계; 및
    상기 내주가압부재를 그 내주가압부재와 마주하는 상기 관통노즐의 내주면에 접촉시켜 그 내주면을 상기 관통노즐의 반경방향으로 가압하는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원자로용 관통노즐의 인장잔류응력 감소방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08285154A (ja) * 1995-04-18 1996-11-01 Calsonic Corp フランジ継手
US5533076A (en) * 1995-06-09 1996-07-02 General Electric Company Control rod absorber tube with interference fit and viscous dampening between the end plug and absorber rod
JP3861035B2 (ja) 2002-08-08 2006-12-20 三菱重工業株式会社 管部材接合構造及びこれを適用した燃焼器の燃料ノズル取付構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101017648B1 (ko) * 2009-06-26 2011-02-25 한국수력원자력 주식회사 이종 금속 부재로 이루어진 용접 배관 내벽의 인장 잔류응력 감소 및 제거 방법

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