KR20230044640A - A pipe detecting device of Pressurized Deuterium Reactor using an ultrasonics wave - Google Patents

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KR20230044640A
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Abstract

The present invention relates to a piping inspection device for a pressurized heavy water reactor using ultrasonic waves, and more specifically, to a piping inspection device for a pressurized heavy water reactor using ultrasonic waves, configured to travel along the inside of a line of liquid injection nozzles (LIN) and to monitor a state change of the LIN and measure a gap between the LIN and a calandria tube through generation of ultrasonic waves and camera photography, thereby measuring the amount of sagging of the calandria tube. To this end, in a pressurized heavy water reactor in which a calandria tube and an LIN intersect each other, the piping inspection device for the pressurized heavy water reactor of the present invention is put into the LIN and generates ultrasonic waves to the calandria tube to measure a gap between the LIN and the calandria tube, thereby measuring the amount of sagging of the calandria tube.

Description

초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치{A pipe detecting device of Pressurized Deuterium Reactor using an ultrasonics wave}A pipe detecting device of Pressurized Deuterium Reactor using an ultrasonics wave}

본 발명은 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 독물질 주입관의 관로를 따라 주행하면서, 독물질 주입관 자체의 내경 변화 측정 및 초음파를 이용한 칼란드리아관과의 간극 측정을 통해 가압중수로의 배관을 검사할 수 있도록 한 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe inspection device for a pressurized heavy water furnace using ultrasonic waves, and more particularly, while traveling along a duct of a poison injection pipe, measuring changes in the inner diameter of the poison injection pipe itself and gap between the calandria pipe using ultrasonic waves It relates to a piping inspection device for a pressurized heavy water reactor using ultrasonic waves that enables the pipe inspection of a pressurized heavy water reactor through measurement.

일반적으로 가압중수로는 중수(重水)를 냉각재와 감속재로 사용하는 원자로로서, 2-5%의 저농축 우라늄을 사용하는 경수로(가압경수로 및 비등경수로)와는 달리 농축하지 않은 천연 우라늄(U-235의 비율이 약 0.7%)을 사용하며, 냉각재와 감속재로 사용되는 중수는 일반적인 물(輕水)에 비해 중성자를 거의 흡수하지 않아 중성자 손실이 적기 때문에 천연 우라늄을 핵연료로 사용한다. 한편 경수로는 원자로를 정지한 후 핵연료를 교체하는 반면에, 가압중수로는 수평형 원통모양의 380개 연료관을 이용하여 운전 중에도 핵연료를 교체한다. 구체적으로, 가압중수형 원자로는 도 1에 도시된 바와 같이, 칼란드리아(Calandria)라고 불리는 원통형 용기(10)가 수평 방향으로 설치되어 있으며, 칼란드리아 용기(10) 내에는 직경이 10cm 정도인 380개의 압력관(Pressure Tube)이 설치된 칼란드리아관(20)들이 역시 수평 방향으로 관통하고 있다. 이때, 각각의 압력관에는 집합체(Fuel Bundle) 형태의 핵연료가 수용되며, 집합체는 보통 12개의 핵연료 다발로 제공된다. 또한, 칼란드리아 용기(10)에는 독물질 주입관(30)(Liquid Injection Nozzle, LIN)이 설치되며, 독물질 주입관(30)은 수용성 중성자 독물질(질산 가돌리늄 등)이 원자로 감속재에 첨가되도록 하여 반응도 제어 및 중성자속을 검출하는 역할을 한다. 독물질 주입관(30)은 칼란드리아관(20)에 대하여 수직한 방향으로 교차하게 설치되며, 칼란드리아 용기(10)의 중앙과 하단부에 각각 설치된다. 이때, 도시되지는 않았지만, 독물질 주입관(30)은 칼란드리아 용기(10)의 길이 방향으로 칼란드리아 용기(10)의 중앙과 하단부에 각각 3개씩 설치된다.In general, pressurized heavy water reactors are nuclear reactors that use heavy water as a coolant and moderator. Unlike light water reactors (pressurized water reactors and boiling water reactors) that use 2-5% low-enriched uranium, unenriched natural uranium (U-235 Natural uranium is used as nuclear fuel because heavy water, which is used as a coolant and moderator, absorbs almost no neutrons compared to ordinary water, resulting in less neutron loss. On the other hand, light water reactors replace nuclear fuel after stopping the reactor, while pressurized heavy water reactors use 380 horizontal cylindrical fuel pipes to replace nuclear fuel during operation. Specifically, in the pressurized heavy water reactor, as shown in FIG. 1, a cylindrical vessel 10 called a calandria is installed in a horizontal direction, and a 380 degree cylinder with a diameter of about 10 cm is installed in the calandria vessel 10. The calandria tubes 20 in which two pressure tubes are installed also pass through in the horizontal direction. At this time, fuel in the form of a fuel bundle is accommodated in each pressure tube, and the assembly is usually provided with 12 fuel bundles. In addition, a poison injection pipe 30 (Liquid Injection Nozzle, LIN) is installed in the calandria container 10, and the poison injection pipe 30 is so that water-soluble neutron poison (gadolinium nitrate, etc.) is added to the reactor moderator. It plays a role in controlling the reactivity and detecting the neutron flux. The poison injection pipe 30 is installed to cross the calandria pipe 20 in a vertical direction, and is installed at the center and lower end of the calandria container 10, respectively. At this time, although not shown, three poison injection pipes 30 are respectively installed at the center and lower ends of the calandria container 10 in the longitudinal direction of the calandria container 10.

한편, 상기한 중수로 원자로 내부의 칼란드리아관(20)은 중수로 원자로의 사용 기간이 길어짐에 따라 응력, 자중, 중성자 조사 및 크리프(Creep) 등의 복합적인 요인에 의해 처짐이 발생하며, 각 칼란드리아관(20)의 처짐량이 다르기 때문에, 칼란드리아관(20)의 처짐으로 인해 독물질 주입관(30)에 칼란드리아관(20)이 접촉되면 수소화물 블러스터 현상에 의해 폭발이 발생할 수 있는 문제가 있다. 또한, 독물질 주입관(30)은 원자로 가동년수 증가에 따른 수소 및 수소 동위원소 축적에 의한 결함이나 방사선 및 경년 열화에 따라 재료의 성질이 저하되어 내경의 변화 등이 나타난다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 가압중수로의 배관을 구성하는 칼란드리아관(20)과 독물질 주입관(30) 각각의 상태를 주기적으로 검사하여 칼란드리아관(20)과 독물질 주입관(30)간 접촉이 발생하는 예상지점을 파악하기 위한 노력이 요구되고 있다.On the other hand, the calandria tube 20 inside the heavy water reactor is deflected due to complex factors such as stress, dead weight, neutron irradiation, and creep as the use period of the heavy water reactor increases. Since the deflection of the tube 20 is different, when the calandria tube 20 contacts the poison injection tube 30 due to the deflection of the calandria tube 20, an explosion may occur due to the hydride blaster phenomenon. there is. In addition, the toxic material injection pipe 30 has defects due to the accumulation of hydrogen and hydrogen isotopes as the number of years of operation of the nuclear reactor increases, or changes in the inner diameter due to deterioration of material properties due to radiation and aging deterioration. In order to prevent this problem, the state of each of the calandria tube 20 and the poison injection tube 30 constituting the piping of the pressurized heavy water is periodically inspected to determine the quality of the calandria tube 20 and the poison injection tube 30. Efforts are being made to identify the predicted point of contact between the two countries.

대한민국 등록특허 제10-1893550호Republic of Korea Patent No. 10-1893550

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 독물질 주입관의 관로를 따라 주행하면서 카메라 촬영에 의한 육안검사를 통해 독물질 주입관 내부의 자체 변화 감지는 물론, 초음파 발생을 통한 독물질 주입관과 교차되는 칼란드리아관과의 간극 측정을 통해 칼란드리아관의 처짐 여부를 검사할 수 있도록 한 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치를 제공하고자 한 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to detect changes in the inside of the poison injection pipe through visual inspection by camera while traveling along the pipe of the poison injection pipe, as well as ultrasonic waves. It is intended to provide a piping inspection device for pressurized heavy water reactors using ultrasonic waves that can inspect the sagging of the calandria tube by measuring the gap between the calandria tube intersecting the toxic material injection tube through generation.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 칼란드리아관과 독물질 주입관이 서로 교차된 가압 중수로에 있어서, 상기 독물질 주입관 내부로 투입되어 상기 독물질 주입관과 교차하는 칼란드리아관에 초음파를 발생하여 상기 칼란드리아관과 상기 독물질 주입관의 간극 측정을 통해 칼란드리아관의 처짐 여부를 검사할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in a pressurized heavy water furnace in which a calandria tube and a toxic material injection tube cross each other, is introduced into the poison material injection tube and intersects the poison material injection tube with ultrasonic waves Provided is a pipe inspection device for a pressurized heavy water furnace using ultrasonic waves, characterized in that it is possible to check whether the calandria tube is sagging through the measurement of the gap between the calandria tube and the toxic substance injection tube.

이때, 상기 독물질 주입관 내부를 주행할 수 있도록 설치된 본체; 상기 본체에 설치되며, 상기 독물질 주입관의 원주 방향으로 회전될 수 있도록 설치된 회전체; 상기 본체에 설치되며, 독물질 주입관 내부를 촬영할 수 있도록 설치된 카메라; 및 상기 회전체의 둘레를 따라 설치된 복수의 초음파 탐촉자를 포함하는 것이 바람직하다.At this time, a main body installed to travel inside the poison injection pipe; a rotating body installed on the main body and installed to be rotated in the circumferential direction of the poison injection pipe; a camera installed in the body and capable of photographing the inside of the poison injection pipe; And it is preferable to include a plurality of ultrasonic probes installed along the circumference of the rotating body.

이때, 상기 본체의 외주면에는 상기 독물질 주입관의 내주면을 따라 구를 수 있는 주행수단이 설치되며, 상기 주행수단은 압력수단을 통해 상기 독물질 주입관의 내주면에 밀착될 수 있도록 설치된 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that a driving means capable of rolling along the inner circumferential surface of the poison material injection pipe is installed on the outer circumferential surface of the main body, and the driving means is installed so as to be in close contact with the inner circumferential surface of the poison material injection pipe through a pressure means. .

이때, 상기 압력수단은 로드셀을 포함하며, 로드셀을 통해 측정된 압력수단의 압력값이 변화되면, 상기 독물질 주입관의 내경이 변경된 것으로 판단할 수 있도록 한 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the pressure means includes a load cell, and when the pressure value of the pressure means measured through the load cell changes, it can be determined that the inner diameter of the poison injection pipe has changed.

또한, 상기 회전체는 상기 본체를 기준으로 틸팅될 수 있도록 설치된 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the rotating body is installed so as to be tilted relative to the main body.

본 발명에 따른 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치는 독물질 주입관의 관로를 주행하면서, 독물질 주입관과 교차하는 칼란드리아관에 초음파를 발생하여 칼란드리아관과의 간극 측정을 통해 칼란드리아관의 처짐 여부를 확인할 수 있으므로, 칼란드리아관과 독물질 주입관이 접촉되는 것을 미리 예방하여 가압중수로를 안정적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, an apparatus for inspecting a pipe for a pressurized heavy water furnace using ultrasonic waves generates ultrasonic waves in the calandria tube intersecting the toxic material injection tube while driving through the toxic material injection tube, and measures the gap between the calandria tube and the calandria tube. Since it is possible to check whether or not the pipe is deflected, contact between the calandria pipe and the toxic substance injection pipe can be prevented in advance to stably operate the pressurized heavy water reactor.

또한, 본 발명은 내방사선 카메라를 통해 독물질 주입관 내부 촬영 영상의 저장 및 평가가 가능하고, 독물질 주입관 내부의 이물질 및 내부 결점을 확인할 수 있으므로, 독물관 주입관 내부 매핑, 독물질 주입관 두께 측정을 통해 독물질 주입관 자체의 변형 등을 검사할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention can store and evaluate images taken inside the poison injection pipe through an internal radiation camera and check foreign substances and internal defects inside the poison injection pipe, mapping the inside of the poison injection pipe and injecting poison Through the pipe thickness measurement, there is an effect of inspecting the deformation of the poison injection pipe itself.

또한, 본 발명은 본체와 바퀴 사이에 압력을 측정하는 로드셀을 설치하여, 초음파 발생장치의 주행만으로 독물질 주입관 내부의 변형 여부를 확인할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of determining whether the inside of the poison injection pipe is deformed only by driving the ultrasonic generator by installing a load cell for measuring pressure between the main body and the wheel.

도 1a는 가압중수로의 칼란드리아 용기에 칼란드리아관과 독물질 주입관 교차되어 설치된 상태를 정면에서 나타낸 도면이다.
도 1b는 가압중수로의 칼란드리아 용기에 칼란드리아관과 독물질 주입관 교차되어 설치된 상태의 요부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치가 독물질 주입관에 투입되어 상방의 칼란드리아관에 대하여 초음파 측정을 하는 상태를 일측에서 나타낸 요부 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치가 독물질 주입관에 투입되어 상방의 칼란드리아관에 대하여 초음파 측정을 하는 상태를 타측에서 나타낸 요부 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치에서 주행수단의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치에서 틸팅수단을 나타낸 구성도이다.1a is a front view showing a state in which the calandria tube and the toxic material injection tube are installed in the calandria container of the pressurized heavy water furnace.
Figure 1b is a view schematically showing the main part in a state where the calandria tube and the toxic material injection tube are installed in the calandria container of the pressurized heavy water furnace.
2 is a view showing a main part from one side of a state in which a pipe inspection device for a pressurized heavy water reactor using ultrasonic waves according to a preferred embodiment of the present invention is inserted into a poison injection pipe and measures ultrasonic waves for an upper calandria pipe.
FIG. 3 is a view showing the main part from the other side of a state in which the piping inspection device for a pressurized heavy water reactor using ultrasonic waves according to a preferred embodiment of the present invention is put into the toxic material injection pipe and ultrasonically measures the upper calandria pipe.
4 is a view showing an apparatus for inspecting a pipe for a pressurized heavy water furnace using ultrasonic waves according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 5 is a configuration diagram showing the configuration of the traveling means in the pipe inspection device for pressurized heavy water furnace using ultrasonic waves according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram showing a tilting means in a pipe inspection apparatus for a pressurized heavy water furnace using ultrasonic waves according to a preferred embodiment of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification and claims are not limited to the usual or dictionary meanings, and the inventor can properly define the concept of the term in order to explain his or her invention in the best way. Based on this, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, an apparatus for inspecting a pipe for a pressurized heavy water furnace using ultrasonic waves according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6 attached thereto.

초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 독물질 주입관(Liquid Injection Nozzle, LIN)(30)의 관로를 주행하면서 독물질 주입관(30)과 교차하는 칼란드리아관(20)과의 간극 측정을 통해 칼란드리아관(20)의 처짐을 검사하고, 독물질 주입관(30) 내부의 이물질, 덴트 및 휘어짐을 검사한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the piping inspection apparatus for a pressurized heavy water furnace using ultrasonic waves travels in the pipeline of the liquid injection nozzle (LIN) 30 and intersects the poison injection tube 30. The deflection of the calandria tube 20 is inspected by measuring the gap with the dryer tube 20, and foreign substances, dents, and bending inside the poison material injection tube 30 are inspected.

초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(100)와, 초음파 발생부(200)와, 카메라(300)를 포함한다.As shown in FIG. 4 , an apparatus for inspecting a pipe for a pressurized heavy water furnace using ultrasonic waves includes a main body 100 , an ultrasonic generator 200 , and a camera 300 .

본체(100)는 독물질 주입관(30)의 관로를 주행할 수 있는 형태로 제공되며, 독물질 주입관(30)의 내경에 대응되는 외경을 갖는 원통형임이 바람직하다. 본체(100)는 작업자의 원격제어를 위한 각종 전자부품을 내장한다. 본체(100)에는 주행을 위한 주행수단(110)이 설치된다. 주행수단(110)은 본체(100)의 외주면에 설치되며, 본체(100)의 주행이 안정적으로 이루어질 수 있도록 복수로 제공됨이 바람직하다. 이때, 주행수단(110)은 본체(100)의 외주면에 동일한 간격으로 4개 설치됨이 바람직하다. 주행수단(110)은 구름 동력을 발생할 수 있는 것이면 무방하나, 무한궤도로 제공됨이 더욱 바람직하다. 본체(100)가 독물질 주입관(30)의 관로를 주행하는바, 독물질 주입관(30)의 내부에서 유속 등에 의해 본체(100)의 움직임이 발생하지 않도록 주행수단(110)은 무한궤도인 것이 바람직한 것이다. 한편, 도 5에 도시된 바와 같이 본체(100)와 주행수단(110) 사이에는 주행수단(110)이 독물질 주입관(30)의 내주면에 밀착될 수 있도록 압력수단(120)이 설치됨이 바람직하다. 주행수단(110)을 통한 본체(100)의 원활한 주행을 위해, 주행수단(110)은 독물질 주입관(30)의 내주면에 밀착된 상태로 구동되어야 하는바, 압력수단(120)은 주행수단(110)을 본체(100)의 외측으로 밀어내는 힘을 작용할 수 있도록 제공된 것이다. 즉, 압력수단(120)은 본체(100)를 독물질 주입관(30)의 내경 사이즈에 맞게 자동으로 단차를 조정할 수 있도록 한 것이다. 압력수단(120)은 공압을 발생할 수 있도록 제공됨이 바람직하다. 한편, 압력수단(120)에는 로드셀(121)이 더 설치됨이 바람직하다. 로드셀(121)은 압력수단(120)이 작용하는 압력값을 측정하며, 로드셀(121)에 설정된 압력값 변화를 통해 작업자는 독물질 주입관(30)의 내경 변화를 검사할 수 있다. 이러한, 로드셀(121)을 통한 독물질 주입관(30)의 내경 변화는 후술하는 카메라(300)에 의한 영상 촬영과 함께 교차 판별이 가능하다.The main body 100 is provided in a form capable of traveling in the conduit of the poison injection pipe 30, and preferably has a cylindrical shape having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the poison injection pipe 30. The main body 100 contains various electronic components for remote control by a worker. A driving means 110 for driving is installed in the main body 100 . The driving means 110 is installed on the outer circumferential surface of the main body 100, and preferably provided in plurality so that the main body 100 can be stably driven. At this time, it is preferable that four driving means 110 are installed at equal intervals on the outer circumferential surface of the main body 100 . The traveling means 110 may be provided as long as it can generate rolling power, but it is more preferable to provide an endless track. Since the main body 100 travels in the conduit of the poison injection pipe 30, the driving means 110 is an endless track so that the movement of the main body 100 does not occur due to the flow rate or the like inside the poison injection pipe 30. It is desirable to be On the other hand, as shown in FIG. 5, it is preferable that a pressure means 120 is installed between the main body 100 and the driving means 110 so that the driving means 110 can adhere to the inner circumferential surface of the poison injection pipe 30. do. For the smooth driving of the main body 100 through the driving means 110, the driving means 110 should be driven in a state of being in close contact with the inner circumferential surface of the poison material injection pipe 30, and the pressure means 120 is the driving means It is provided so that a force that pushes the 110 to the outside of the main body 100 can be applied. In other words, the pressure means 120 enables the main body 100 to automatically adjust the step according to the size of the inner diameter of the poison injection pipe 30. The pressure means 120 is preferably provided to generate air pressure. On the other hand, it is preferable that the load cell 121 is further installed in the pressure means 120. The load cell 121 measures the pressure value at which the pressure means 120 acts, and through the change in the pressure value set in the load cell 121, the operator can inspect the change in the inner diameter of the poison injection pipe 30. Such a change in the inner diameter of the poison injection tube 30 through the load cell 121 can be cross-discriminated together with image taking by the camera 300 described later.

초음파 발생부(200)는 독물질 주입관(30)과 칼란드리아관(20)간 간극 측정을 위해 초음파를 발생시키는 구성으로써, 본체(100)의 일측에 설치된다. 초음파 발생부(200)는 회전체(210)와 초음파 탐촉자(220)로 구성된다. 회전체(210)는 초음파 발생을 위한 초음파 탐촉자(220)를 포함하며, 본체(100)에서 독물질 주입관(30)의 원주 방향으로 회전될 수 있도록 설치된다. 초음파 탐촉자(220)는 회전체(210)의 둘레를 따라 복수로 설치되며, 회전체(210)의 원주 방향으로 15도 간격으로 설치됨이 바람직하다. 한편, 초음파 발생부(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 본체(100)에서 틸팅수단(230)을 통해 틸팅될 수 있도록 설치됨이 바람직하다. 초음파 발생부(200)로부터 송신된 초음파는 독물질 주입관(30)을 관통하여 칼란드리아관(20)까지 진행하게 되는데, 독물질 주입관(30) 내부에서 전반사가 발생하지 않도록 틸팅수단(230)을 통해 초음파 발생부(200)의 각도를 조절할 수 있도록 한 것이다.The ultrasonic generator 200 generates ultrasonic waves to measure the gap between the poison injection pipe 30 and the calandria pipe 20, and is installed on one side of the main body 100. The ultrasonic generator 200 is composed of a rotating body 210 and an ultrasonic transducer 220 . The rotating body 210 includes an ultrasonic transducer 220 for generating ultrasonic waves, and is installed in the main body 100 so as to be rotatable in the circumferential direction of the poison injection pipe 30. A plurality of ultrasonic transducers 220 are installed along the circumference of the rotating body 210, and are preferably installed at 15-degree intervals in the circumferential direction of the rotating body 210. On the other hand, as shown in FIG. 6, the ultrasonic generator 200 is preferably installed so that it can be tilted through the tilting means 230 in the main body 100. Ultrasound transmitted from the ultrasonic generator 200 passes through the poison material injection pipe 30 and proceeds to the calandria pipe 20. The tilting means 230 prevents total reflection from occurring inside the poison substance injection pipe 30. ) through which the angle of the ultrasonic generator 200 can be adjusted.

카메라(300)는 독물질 주입관(30) 내부를 촬영하여 독물질 주입관(30) 내부의 변경 여부를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 역할을 한다. 또한, 카메라(300)는 작업자로 하여금 촬영 영상의 저장 및 독물질 주입관의 평가를 육안으로 가능하게 하고, 이물질 또는 내부 결점을 확인할 수 있도록 하는 역할을 한다. 카메라(300)는 회전체(210)에 설치됨이 바람직하며, 내방사선 카메라로 제공된다. 즉, 독물질 주입관(30)은 칼란드리아관(20)으로부터 방출되는 방사선으로 인해 크립(creep) 손상이 일어날 수 있는바, 카메라(300)는 로드셀(121)에 의한 압력 변화 측정과 함께 독물질 주입관(30)의 내부를 육안으로 확인할 수 있도록 하여 독물질 주입관(30) 손상에 따른 변화 여부를 정확하게 검사할 수 있도록 한 것이다.The camera 300 photographs the inside of the poison injection pipe 30 and serves to visually check whether or not the inside of the poison injection pipe 30 has been changed. In addition, the camera 300 serves to enable the operator to store captured images and evaluate the toxic substance injection tube with the naked eye, and to identify foreign substances or internal defects. The camera 300 is preferably installed on the rotating body 210 and is provided as an internal radiation camera. That is, since the poison injection tube 30 may be damaged by creep due to radiation emitted from the calandria tube 20, the camera 300 measures the pressure change by the load cell 121 and poisons it. The inside of the substance injection pipe 30 can be checked with the naked eye, so that the poison substance injection pipe 30 can be accurately inspected for changes due to damage.

이하, 상기한 구성으로 이루어진 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치를 이용한 가압중수로의 배관 검사 과정에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a process of inspecting a pipe of a pressurized heavy water reactor using the apparatus for inspecting a pipe of a pressurized heavy water reactor using ultrasonic waves configured as described above will be described.

작업자는 독물질 주입관(30)의 벨로우즈를 제거하여 독물질 주입관(30)의 관로를 개방한 후, 배관 검사장치를 투입시킨다. 본체(100) 투입은 작업자의 원격 제어를 통해 이루어지며, 본체(100)가 독물질 주입관(30) 관로에 투입되는 순간 압력수단(120)의 공압에 의해 무한궤도(110)는 독물질 주입관(30)의 내주면에 밀착되면서 단차 조정이 자동으로 이루어진다. 이후, 작업자는 독물질 주입관(30)의 처짐 여부에 따라, 독물질 주입관(30)에서 반사되는 초음파 반사파의 영향을 줄이기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 초음파 탐촉자(220)를 독물질 주입관(30)에 대하여 수직이 아닌 20~30도 각도로 틸팅하여 교정시킨다.The operator removes the bellows of the poison injection pipe 30 to open the passage of the poison injection pipe 30, and then inserts the pipe inspection device. The injection of the main body 100 is performed through the remote control of the operator, and the moment the main body 100 is inserted into the toxic substance injection pipe 30, the caterpillar 110 is injected with the toxic substance by the pneumatic pressure of the pressure means 120 Adjusting the level difference is automatically performed while being in close contact with the inner circumferential surface of the pipe 30. Thereafter, the operator uses the ultrasonic probe 220 as shown in FIG. 2 to reduce the effect of the ultrasonic wave reflected from the poison injection pipe 30 according to whether the poison injection pipe 30 is deflected. It is corrected by tilting at an angle of 20 to 30 degrees, not perpendicular to the material injection pipe 30.

다음으로, 작업자는 내방사선 카메라(300)를 작동하여 독물질 주입관(30) 관로를 촬영하여 육안검사를 수행하고, 이와 더불어 로드셀(121)을 통한 압력변화 여부를 통해 독물질 주입관(30) 내부의 변화 예컨대 두께 및 내경을 측정한다. 이때, 본체는 GPS를 포함하며, 본체(100) 주행이 이루어지면서 GPS를 통해 본체 주행 경로가 기록된다. 또한, 작업자는 초음파 탐촉자(220)로부터 초음파를 발생시킨다. 초음파는 독물질 주입관(30)을 관통하여 칼란드리아관(20)까지 진행함으로써 초음파 발생을 통해 독물질 주입관(30)과 칼란드리아관(20)간에 간극 측정이 이루어진다. 이때, 작업자는 회전체(210)를 회전시켜 복수의 초음파 탐촉자(220)를 통해 초음파 검사의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 독물질 주입관(30)의 내벽으로부터 반사된 초음파 신호와, 상기 GPS를 통해 기록된 본체(100) 주행경로를 합성하여 배관 형상을 모델링한다. 배관 형상 모델링을 통해 배관 검사를 수행할 수 있다. Next, the operator performs a visual inspection by operating the internal radiation camera 300 to photograph the toxic substance injection pipe 30, and in addition, the toxic substance injection pipe 30 through the load cell 121 to determine whether the pressure changes. ) Measure internal changes such as thickness and inner diameter. At this time, the main body includes a GPS, and while the main body 100 is driven, the main body traveling route is recorded through the GPS. Also, the operator generates ultrasonic waves from the ultrasonic transducer 220 . Ultrasound penetrates the poison injection pipe 30 and proceeds to the calandria pipe 20, and the gap between the poison injection pipe 30 and the calandria pipe 20 is measured through ultrasonic generation. At this time, the operator may increase the accuracy of the ultrasonic inspection through the plurality of ultrasonic transducers 220 by rotating the rotating body 210 . In addition, the pipe shape is modeled by synthesizing the ultrasonic signal reflected from the inner wall of the poison injection pipe 30 and the driving path of the main body 100 recorded through the GPS. Pipe inspection can be performed through pipe shape modeling.

다음로, 작업자는 초음파 발생부(200), 카메라(300) 및 로드셀(121)을 통해 접수된 데이터를 분석하고, 본체(100)를 반대 방향으로 주행시키면서 상기한 일련의 검사 과정을 재수행한다.Next, the operator analyzes the data received through the ultrasonic generator 200, the camera 300, and the load cell 121, and re-performs the above series of inspection processes while driving the main body 100 in the opposite direction.

다음으로, 작업자는 독물질 주입관(30)으로부터 배관 검사장치를 인출시킨다.Next, the operator withdraws the pipe inspection device from the poison injection pipe 30 .

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치는 독물질 주입관(30)으로 배관 검사장치를 투입하여 독물질 주입관(30)의 변형 여부는 물론, 칼란드리아관(20)과의 간극 측정을 통해 가압중수로의 배관을 검사할 수 있도록 하였다. 이에 따라, 본 발명은 독물질 주입관(30) 자체의 상태 및 모든 칼란드리아관(20)의 처짐량 측정이 가능하여 원전 운용의 안전성을 향상시킬 수 있다.As described above, the pipe inspection device for pressurized heavy water reactors using ultrasonic waves according to the present invention inserts the pipe inspection device into the poison injection pipe 30 to determine whether the poison injection pipe 30 is deformed, as well as the calandria pipe. Through the measurement of the gap with (20), it was possible to inspect the piping of the pressurized heavy water reactor. Accordingly, the present invention can measure the state of the poison injection pipe 30 itself and the deflection of all calandria pipes 20, thereby improving the safety of nuclear power plant operation.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail with respect to the described embodiments, it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope of the technical spirit of the present invention, and these changes and modifications belong to the appended claims.

10 : 칼란드리아 용기 20 : 칼란드리아관(압력관)
30 : 독물질 주입관 100 : 본체
110 : 주행수단(무한궤도) 120 : 압력수단
121 : 로드셀 200 : 초음파 발생부
210 : 회전체 220 : 초음파 탐촉자
230 : 틸팅수단 300 : 카메라 10: calandria vessel 20: calandria tube (pressure tube)
30: poison injection pipe 100: main body
110: driving means (track) 120: pressure means
121: load cell 200: ultrasonic generator
210: rotating body 220: ultrasonic transducer
230: tilting means 300: camera

Claims (5)

칼란드리아관과 독물질 주입관이 서로 교차된 가압 중수로에 있어서,
상기 독물질 주입관 내부로 투입되어 상기 독물질 주입관과 교차하는 칼란드리아관에 초음파를 발생하여 상기 칼란드리아관과 상기 독물질 주입관의 간극 측정을 통해 칼란드리아관의 처짐 여부를 검사할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치.In the pressurized heavy water reactor in which the calandria tube and the poison injection tube cross each other,
It is possible to check whether the calandria tube is deflected by measuring the gap between the calandria tube and the poison injection tube by generating ultrasonic waves in the calandria tube that is injected into the poison injection tube and crosses the poison injection tube. A pipe inspection device for a pressurized heavy water furnace using ultrasonic waves, characterized in that to allow. 제1항에 있어서,
상기 독물질 주입관 내부를 주행할 수 있도록 설치된 본체;
상기 본체에 설치되며, 상기 독물질 주입관의 원주 방향으로 회전될 수 있도록 설치된 회전체;
상기 본체에 설치되며, 독물질 주입관 내부를 촬영할 수 있도록 설치된 카메라; 및
상기 회전체의 둘레를 따라 설치된 복수의 초음파 탐촉자를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치.According to claim 1,
a main body installed to travel inside the poison injection pipe;
a rotating body installed on the main body and installed to be rotated in the circumferential direction of the poison injection pipe;
a camera installed in the body and capable of photographing the inside of the poison injection pipe; and
Pipe inspection device for pressurized heavy water using ultrasonic waves, characterized in that it comprises a plurality of ultrasonic transducers installed along the circumference of the rotating body. 제2항에 있어서,
상기 본체의 외주면에는 상기 독물질 주입관의 내주면을 따라 구를 수 있는 주행수단이 설치되며, 상기 주행수단은 압력수단을 통해 상기 독물질 주입관의 내주면에 밀착될 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치.According to claim 2,
Ultrasound characterized in that the driving means that can be rolled along the inner circumferential surface of the poison material injection pipe is installed on the outer circumferential surface of the main body, and the driving means is installed so as to be in close contact with the inner circumferential surface of the poison material injection pipe through a pressure means. Piping inspection device for pressurized heavy water reactor using 제3항에 있어서,
상기 압력수단은 로드셀을 포함하며, 로드셀을 통해 측정된 압력수단의 압력값이 변화되면, 상기 독물질 주입관의 내경이 변경된 것으로 판단할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치.According to claim 3,
The pressure means includes a load cell, and when the pressure value of the pressure means measured through the load cell changes, it is determined that the inner diameter of the poison injection pipe has changed. Device. 제2항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서,
상기 회전체는 상기 본체를 기준으로 틸팅될 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 가압중수로의 배관 검사장치.

According to any one of claims 2 to 3,
The rotating body is a pipe inspection device for pressurized heavy water using ultrasonic waves, characterized in that installed so that it can be tilted relative to the main body.
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