KR20220066750A

KR20220066750A - 방사성 액체 폐기물 검출 장치

Info

Publication number: KR20220066750A
Application number: KR1020200153117A
Authority: KR
Inventors: 이동진; 곽동열
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2022-05-24
Also published as: KR102589962B1

Abstract

방사성 액체 폐기물 검출 장치가 개시된다. 방사성 액체 폐기물 검출 장치는, 방사성 액체 폐기물이 내부에서 이동되며 용접 연결부가 형성된 배관을 따라 이동하면서 방사성 액체 폐기물의 위치를 확인하는 장치로서, 배관의 표면을 따라 이동하는 주행부와, 주행부에 설치되어 배관 표면의 피막을 제거하는 피막 제거부와. 주행부에서 피막 제거부의 설치 위치로부터 주행 방향의 후방향으로 이격된 위치에 설치되어 배관의 내부 위치로 유도 초음파를 조사하는 초음파 조사부와, 초음파 조사부에서 조사된 후, 반사된 초음파 신호를 분석하여 상기 배관 내부의 상기 방사성 액체 폐기물의 위치를 확인하는 분석부를 포함한다.

Description

방사성 액체 폐기물 검출 장치{RADIATION WASTE CUTTING APPARATUS}

본 발명은 방사성 액체 폐기물의 배관 내부 위치 및 상태 확인이 가능한 방사성 액체 폐기물 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 원자력 발전소에서 방사성 액체 폐기물 계통은 정상 운전 또는 정비 기간에도 상시 사용되고 있다.

따라서 방사성 액체 폐기물 계통은, 원자력 발전소의 정상 운전 중에도 배관의 부식 또는 결함으로 인해 교체해야 할 경우가 발생하고, 폐로 중에는 방사성액체폐기물 계통을 절단하여 폐기해야 하는 경우가 빈번하게 발생된다.

그러나, 방사성 액체 폐기물 계통의 배관 작업 과정에서, 작업자에게 방사선피폭의 위험성이 상시 존재하며, 직접적인 접촉을 피하는 등 작업자 보호 절차가 필요하다.

본 발명의 일 실시예는, 방사성 액체 폐기물 계통의 배관 내부에서 방사성 액체 폐기물의 위치 및 상태의 확인이 가능하여 배관 작업시 작업자의 방사능 피폭이 발생되지 않도록 하는 방사성 액체 폐기물 검출 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는, 방사성 액체 폐기물이 내부에서 이동되며 용접 연결부가 형성된 배관을 따라 이동하면서 방사성 액체 폐기물의 위치를 확인하는 장치로서, 배관의 표면을 따라 이동하는 주행부와, 주행부에 설치되어 배관 표면의 피막을 제거하는 피막 제거부와. 주행부에서 피막 제거부의 설치 위치로부터 주행 방향의 후방향으로 이격된 위치에 설치되어 배관의 내부 위치로 유도 초음파를 조사하는 초음파 조사부와, 초음파 조사부에서 조사된 후, 반사된 초음파 신호를 분석하여 상기 배관 내부의 상기 방사성 액체 폐기물의 위치를 확인하는 분석부를 포함한다.

주행부는, 배관의 표면을 따라 이동되며 하부에는 배관의 표면에 회전 접촉되는 회전휠이 설치되는 제1 주행 바디와, 제1 주행 바디에 연결되며 배관의 표면을 따라 이동되며 하부에는 배관의 표면에 회전 접촉되는 회전휠이 설치되는 제2 주행 바디를 포함할 수 있다.

피막 제거부는, 제1 주행 바디에 설치되어 상기 배관의 외표면 둘레를 감싸도록 회동 작동되는 라운드 형상의 제1 클램핑부와, 제1 클램핑부의 내표면에 설치되어 배관의 표면 방향으로 레이저를 조사하여 피막을 제거하는 레이저 조사기와, 제1 클램핑부를 구동하는 제1 구동부를 포함할 수 있다.

초음파 조사부는, 제2 주행 바디에 설치되어 배관의 외표면 둘레를 감싸도록 회동 작동되는 라운드 형상의 제2 클램핑부와, 제2 클램핑부의 내표면에 설치되어 배관 방향으로 초음파를 조사하는 복수개의 탐촉자와, 제2 클램핑부를 구동하는 제2 구동부를 포함할 수 있다.

주행부에는 주행 위치 확인을 위한 GPS 장치가 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 배관의 내부 방향으로 유도 초음파를 조사하고 분석부에서 초음파 신호를 적절하게 분석하여, 배관의 내부에 방사성 액체 폐기물의 존재 여부를 용이하게 확인하는 것이 가능하여, 배관 작업시 작업자의 방사선피폭량을 줄이는 것이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 피막 제거부의 작동에 의해 배관의 표면 피막 등의 이물질을 제거하는 것이 가능하여, 초음파 조사부에 의한 초음파 조사 신뢰성의 향상이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 액체 폐기물 검출 장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 방사성 액체 폐기물 검출 장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피막 제거부가 배관에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 조사부가 배관에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 5는 도 4의 초음파 조사부의 제2 클램핑부의 클램핑 해제 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 6은 배관의 내부에 방사성 액체 폐기물이 없는 상태를 개략적으로 도시한 초음파 신호 그래프 도면이다.
도 7은 배관의 내부에 방사성 액체 폐기물이 완충된 상태를 개략적으로 도시한 초음파 신호 그래프 도면이다.
도 8은 배관의 내부에 방사성 액체 폐기물이 배관 직경의 대략 절반 정도 충진된 상태를 개략적으로 도시한 초음파 신호 그래프 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

배관(11)은 원자력 발전소에 설치되는 것으로, 내부에는 원자력 발전소의 가동 중에 발생되는 방사성 물질을 포함하는 방사성 액체 폐기물이 이동되도록 설치될 수 있다. 방사성 액체 폐기물은 배관(11)의 길이 방향을 따라 이동되면서 소정의 위치에 위치될 수 있다.

따라서, 본 실시예는, 배관(11)의 부식 또는 결함 등이 발생된 경우, 작업자가 배관(11) 작업 과정에서 방사성 액체 폐기물에 의해 방사선 피폭 등이 발생되지 않도록 배관(11) 내부에서 방사성 액체 폐기물의 위치를 용이하게 확인 가능하도록 설치될 수 있다. 이에 대해서 이하에서 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 액체 폐기물 검출 장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 방사성 액체 폐기물 검출 장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 액체 폐기물 검출 장치(100)는, 방사성 액체 폐기물이 내부에서 이동되며 배관(11)을 따라 이동하면서 방사성 액체 폐기물을 검사하는 장치로서, 배관(11)의 표면을 따라 이동하는 주행부(10)와, 주행부(10)에 설치되어 배관(11) 표면의 피막을 제거하는 피막 제거부(20)와, 주행부(10)에서 피막 제거부(20)의 설치 위치로부터 주행 방향의 후방향으로 이격된 위치에 설치되어 배관(11) 방향으로 유도 초음파를 조사하는 초음파 조사부(30)와, 초음파 조사부(30)에서 조사된 후 반사된 초음파 신호를 분석하여 배관(11) 내부의 방사성 액체 폐기물의 상태를 확인하는 분석부(40)를 포함한다.

주행부(10)는 배관(11)의 상부 표면을 따라 주행 가능하게 설치될 수 있다. 주행부(10)는 작업자의 원격 제어에 따라 배관(11)의 길이 방향의 소정 위치에 적절하게 위치되도록 제어될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 주행부(10)는, 배관(11)의 표면을 따라 이동되며 하부에는 배관(11)의 표면에 회전 접촉되는 회전휠이 설치되는 제1 주행 바디(12)와, 제1 주행 바디(12)에 연결되며 배관(11)의 표면을 따라 이동되며 하부에는 배관(11)의 표면에 회전 접촉되는 회전휠이 설치되는 제2 주행 바디(14)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 주행부(10)가 제1 주행 바디(12)와 제2 주행 바디(14)로 설치되는 것은 후술하는 피막 제거부(20)와 초음파 조사부(30)가 전후 방향으로 순차적으로 설치되어 배관(11)의 길이 방향을 따라 이동되도록 하기 위함이다.

제1 주행 바디(12)는 하부에 복수개의 회전휠(13)이 회전 가능하게 설치되어 배관(11)의 상부 표면에서 안정적으로 주행 가능하게 설치될 수 있다. 제1 주행 바디(12)의 주행 작동은 원격 위치에서 작업자의 제어에 따라 회전휠(13)의 회전 구동이 이루어지도록 하여, 제1 주행 바디(12)의 일방향 또는 역방향 주행이 가능하게 설치될 수 있다.

제2 주행 바디(14)는 제1 주행 바디(12)의 후측에 연결되어, 배관(11)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다.

제2 주행 바디(14)는 제1 주행 바디(12)와 동일 또는 유사 크기로 설치되는 것으로, 제1 주행 바디(12)의 주행과 연동되어 함께 이동 가능하게 설치될 수 있다. 제2 주행 바디(14)의 하부에는 복수개의 회전휠(13)이 설치되는 바, 제1 주행 바디(12)의 주행 작동과 연동되어 함께 주행 가능하게 설치될 수 있다.

한편, 제1 주행 바디(12)에는 피막 제거부(20)가 설치될 수 있다.

피막 제거부(20)는, 제1 주행 바디(12)에 설치되어 배관(11)의 표면에 부착된 이물질 등에 의한 피막을 제거하도록 설치되는 것으로, 후술하는 초음파 조사부(30)의 초음파 조사 작동이 원활하게 이루어지도록 설치될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피막 제거부가 배관에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 피막 제거부(20)는, 제1 주행 바디(12)에 설치되어 배관(11)의 외표면 둘레를 감싸도록 회동 작동되는 라운드 형상의 제1 클램핑부(21)와, 제1 클램핑부(21)의 내표면에 설치되어 배관(11)의 표면 방향으로 레이저를 조사하여 피막을 제거하는 레이저 조사기(23)와, 제1 클램핑부(21)를 구동하는 제1 구동부(25)를 포함할 수 있다.

제1 클램핑부(21)는 제1 주행 바디(12)의 대향하는 양측에 각각 회전 가능하게 설치되는 것으로, 배관(11)의 라운드 형상에 대응하여 라운드 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 제1 클램핑부(21)는 제1 주행 바디(12)의 대향하는 측면에 한 쌍으로 회전 가능하게 설치되는 것으로, 주행부(10)의 이동 작동시에는 배관(11)의 외측으로 이격된 상태로 회전되고 피막 제거 작동시에는 배관(11)의 외표면을 감싸는 방향으로 회전 작동될 수 있다.

따라서 제1 클램핑부(21)는 배관(11)에 적절한 결합력을 제공하면서 배관(11)에 탈부착 가능하게 설치되는 바, 레이저 조사와 함께 적절한 결합력을 제공하여 본 실시예의 방사성 액체 폐기물 검출 장치(100)의 정위치가 가능하도록 설치될 수 있다.

이러한 제1 클램핑부(21)의 내표면에는 레이저 조사기(23)가 설치될 수 있다.

레이저 조사기(23)는 제1 클램핑부(21)의 내벽면에 복수개로 설치되는 것으로 배관(11)의 표면에 레이저를 조사하여 배관(11)의 표면에 부착된 산화물 등의 이물질 피막을 제거하도록 설치될 수 있다.

레이저 조사기(23)는 레이저 클리닝을 위해 레이저를 조사하도록 설치되는 것으로, 평면 렌즈 형상으로 후술하는 탐촉자(33)의 크기와 동일 또는 유사한 크기로 설치될 수 있다. 따라서 탐촉자(33)에서 조사된 초음파는 레이저 조사기(23)에 의한 배관(11) 표면의 클리닝 작업에 의해, 안정적으로 배관(11)을 통과하여 방사성 액체 폐기물의 위치를 용이하게 확인하도록 조사될 수 있다.

제1 구동부(25)는 제1 주행 바디(12) 위치에 설치되어 제1 클램핑부(21)의 회전 작동을 위한 구동력을 전달하도록 설치될 수 있다.

이러한 제1 구동부(25)는 제1 주행 바디(12)에 설치되는 구동 모터로 적용될 수 있다. 그러나 제1 구동부(25)는 구동모터로 반드시 한정되는 것은 아니고, 로드의 길이 가변에 따라 제1 클램핑부(21)의 선택적인 회전 작동이 이루어지는 실린더부재로 적용되는 것도 가능하다.

한편, 제2 주행 바디(14)에는 초음파 조사부(30)가 설치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 조사부가 배관에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이고, 도 5는 도 4의 초음파 조사부의 제2 클램핑부의 클램핑 해제 상태를 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 초음파 조사부(30)는, 제2 주행 바디(14)에 설치되어 배관(11)의 외표면 둘레를 감싸도록 회동 작동되는 라운드 형상의 제2 클램핑부(31)와, 제2 클램핑부(31)의 내표면에 설치되어 배관(11)의 내부 방향으로 초음파를 조사하는 복수개의 탐촉자(33)와, 제2 클램핑부(31)를 구동하는 제2 구동부(35)를 포함할 수 있다.

제2 클램핑부(31)는, 제2 주행 바디(14)의 대향하는 양측에 각각 회전 가능하게 설치되는 것으로, 배관(11)의 라운드 형상에 대응하여 라운드 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 제2 클램핑부(31)는 제2 주행 바디(14)의 대향하는 측면에 한 쌍으로 회전 가능하게 설치되는 것으로, 주행부(10)의 이동 작동시에는 배관(11)의 외측으로 이격된 상태로 회전되고 초음파 조사 작동시에는 배관(11)의 외표면을 감싸는 방향으로 회전 작동될 수 있다. 한 쌍의 제2 클램핑부(31)는 서로간에 일정 각도 엇갈리게 설치되어 복수개의 탐촉자가 배관 둘레의 0도 와 180도 각도에 대응하여 적절하게 설치될 수 있다.

따라서 제2 클램핑부(31)는 배관(11)에 적절한 결합력을 제공하면서 배관(11)에 탈부착 가능하게 설치되는 바, 레이저 조사와 함께 적절한 결합력을 제공하여 본 실시예의 방사성 액체 폐기물 검출 장치(100)의 정위치가 가능하도록 설치될 수 있다.

이러한 제2 클램핑부(31)의 내표면에는 복수개의 탐촉자(33)가 설치될 수 있다.

탐촉자(33)는 라운드 형상의 제2 클램핑부(31)의 내표면에 복수개로 설치되는 것으로, 엄빌리컬 케이블(Umbilical Cable)로 연결되어 탈부착이 용이하게 설치되는 것도 가능하다.

이와 같이, 탐촉자(33)가 제2 클램핑부(31)의 내표면에 복수개로 설치되는 바, 배관(11)의 내부 방향으로 유도 초음파를 조사하도록 설치될 수 있다. 이에 따라 배관(11)의 내부에 조사된 초음파의 반사 신호를 분석하여, 배관(11)의 내부에서 방사성 액체 폐기물(16)의 위치 상태를 용이하게 파악하는 것이 가능하다.

한편, 제2 구동부(35)는 제2 주행 바디(14) 위치에 설치되어 제2 클램핑부(31)의 회전 작동을 위한 구동력을 전달하도록 설치될 수 있다.

이러한 제2 구동부(35)는 제2 주행 바디(14)에 설치되는 구동 모터로 적용될 수 있다. 그러나 제2 구동부(35)는 구동 모터로 반드시 한정되는 것은 아니고, 로드의 길이 가변에 따라 제2 클램핑부(31)의 선택적인 회전 작동이 이루어지는 실린더부재로 적용되는 것도 가능하다.

한편, 탐촉자(33)에서 배관(11) 방향으로 조사된 유도 초음파는 분석부(40)에서 수신하여 신호의 파형을 분석하여 배관(11)의 내부에 방사성 액체 폐기물의 존재 여부를 용이하게 확인할 수 있다.

분석부(40)는 제2 주행 바디(14) 위치에 설치되어 반사된 초음파 신호를 수신하여, 초음파 신호를 분석하여 방사성 액체 폐기물의 존재 여부를 원격지의 사용자에게 송신하도록 설치될 수 있다.

도 6은 배관의 내부에 방사성 액체 폐기물이 없는 상태를 개략적으로 도시한 초음파 신호 그래프 도면이고, 도 7은 배관의 내부에 방사성 액체 폐기물이 완충된 상태를 개략적으로 도시한 초음파 신호 그래프 도면이며, 도 8은 배관의 내부에 방사성 액체 폐기물이 배관 직경의 대략 절반 정도 충진된 상태를 개략적으로 도시한 초음파 신호 그래프 도면이다.

도 6에 도시된 바 같이, 배관(11)의 내부에 방사성 액체 폐기물이 없는 상태에서는 하나의 피크 신호의 확인된다.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 배관(11)의 내부에 방사성 액체 폐기물(16)이 가득 충진된 상태에서는 도 6의 피크 신호 보다 작은 신호가 반복적으로 확인된다.

또한 도 8에 도시된 바와 같이, 배관(11)의 내부에 방사성 액체 폐기물(16)이 직경의 대략 절반 정도 충진된 상태에서는 반사되는 초음파 신호가 도 7의 피크 신호보다 줄어든 상태가 확인될 수 있다.

한편, 주행부(10)에는 주행 위치 확인을 위한 GPS 장치(50)가 설치될 수 있다.

GPS 장치(50)는 주행부(10)는 제1 주행 바디(12) 또는 제2 주행 바디(14)에 설치되는 것으로, 본 실시예의 방사성 액체 폐기물 검출 장치(100)의 위치를 원격지의 작업자가 용이하게 확인 가능하도록 설치될 수 있다.

아울러 방사성 액체 폐기물 검출 장치(100)는 GPS 기능에 의해 ISO 도면과의 비교 검증이 가능하여, 배관(11)을 따라 주행하면서 방사성 액체 폐기물의 위치 상태를 용이하게 확인하는 것이 가능하다.

전술한 바와 같이, 초음파 조사부(30)에서는 탐촉자(33)에서 배관(11)의 내부 방향으로 유도 초음파를 조사하고 분석부(40)에서 초음파 신호를 적절하게 분석하여, 배관(11)의 내부에 방사성 액체 폐기물의 존재 여부를 용이하게 확인하는 것이 가능하다.

따라서, 원거리에서 유도 초음파를 이용하여 배관(11) 내부에서 방사성 액체 폐기물의 위치를 용이하게 확인하는 것이 가능한 바, 배관 작업시 작업자의 방사선피폭량을 줄이는 것이 가능하다.

아울러 제1 클램핑부(21)와 제2 클램핑부(31)의 배관 클램핑 작동에 의해 배관(11)의 소정 위치에 정위치 가능한 바, 방사성 액체 폐기물의 존재 여부를 용이하게 확인하는 것이 가능하다.

그리고, 피막 제거부(20)의 작동에 의해 배관(11)의 표면 피막 등의 이물질을 제거하는 것이 가능하여, 초음파 조사부(30)에 의한 조사 신뢰성의 향상이 가능하다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10...주행부 11...배관
12...제1 주행 바디 13...회전휠
14...제2 주행 바디 20...피막 제거부
21...제1 클램핑부 23...레이저 조사기
25...제1 구동부 30...초음파 조사부
31...제2 클램핑부 33...탐촉자
35...제2 구동부 40...분석부
50...GPS 장치

Claims

방사성 액체 폐기물이 내부에서 이동되며 용접 연결부가 형성된 배관을 따라 이동하면서 방사성 액체 폐기물의 위치를 확인하는 장치로서,
상기 배관의 표면을 따라 이동하는 주행부;
상기 주행부에 설치되어 상기 배관 표면의 피막을 제상기 주행부에서 상기 피막 제거부의 설치 위치로부터 주행 방향의 후방향으거하는 피막 제거부;
로 이격된 위치에 설치되어, 상기 배관의 내부 위치로 유도 초음파를 조사하는 초음파 조사부; 및
상기 초음파 조사부에서 조사된 후, 반사된 초음파 신호를 분석하여 상기 배관 내부의 상기 방사성 액체 폐기물의 위치를 확인하는 분석부;
를 포함하는, 방사성 액체 폐기물 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 주행부는,
상기 배관의 표면을 따라 이동되며 하부에는 상기 배관의 표면에 회전 접촉되는 회전휠이 설치되는 제1 주행 바디; 및
상기 제1 주행 바디에 연결되며, 상기 배관의 표면을 따라 이동되며 하부에는 상기 배관의 표면에 회전 접촉되는 회전휠이 설치되는 제2 주행 바디;
를 포함하는, 방사성 액체 폐기물 검출 장치.
제2항에 있어서,
상기 피막 제거부는,
상기 제1 주행 바디에 설치되어 상기 배관의 외표면 둘레를 감싸도록 회동 작동되는 라운드 형상의 제1 클램핑부;
상기 제1 클램핑부의 내표면에 설치되어 상기 배관의 표면 방향으로 레이저를 조사하여 피막을 제거하는 레이저 조사기; 및
상기 제1 클램핑부를 구동하는 제1 구동부;
를 포함하는, 방사성 액체 폐기물 검출 장치.
제3항에 있어서,
상기 초음파 조사부는,
상기 제2 주행 바디에 설치되어 상기 배관의 외표면 둘레를 감싸도록 회동 작동되는 라운드 형상의 제2 클램핑부;
상기 제2 클램핑부의 내표면에 설치되어 상기 배관 방향으로 초음파를 조사하는 복수개의 탐촉자; 및
상기 제2 클램핑부를 구동하는 제2 구동부;
를 포함하는, 방사성 액체 폐기물 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 주행부에는 주행 위치 확인을 위한 GPS 장치가 설치되는, 방사성 액체 폐기물 검출 장치.