KR20240007747A - 튜브커터 조립 및 절단방법 - Google Patents

Abstract

튜브를 쿠폰으로 절단하여 튜브의 부피를 줄이는 시스템, 방법 및 장치. 각 쿠폰은 튜브의 튜브 축 길이보다 작은 쿠폰 축 길이를 갖고, 각 쿠폰은 190도 이하의 쿠폰 각도 범위를 갖는다.

Description

튜브 절단 장치 및 절단 방법

본 명세서는 일반적으로 원자력 시설의 해체(decommissioning)에 관한 것이며, 더 구체적으로는 해체된 핵 배관(nuclear tubing)의 부피를 줄이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

배관은 원자로의 배관을 포함하여 매우 다양한 응용 분야에 사용된다. 예를 들어, 원자로(예를 들어 캐나다 중수소 우라늄 원자로)는 피더 튜브(feeder tube) 및 연료 채널 튜브와 같은 핵 튜브를 포함할 수 있다. 원자로에 사용되는 다수의 튜브의 예가 도 1에 도시되어 있다. 예시된 예시적인 원자로(100)의 피더 튜브(104)는 원자로(100)의 면(108)을 통해 원자로(100)의 원자로 코어(102) 내로 연장되는 연료 채널 튜브(106)에 결합된다.

핵 배관이 더 이상 필요하지 않으면 폐기될 수 있다. 상기 핵 배관이 활성 원자력 시설에서 사용된 경우 오염 및/또는 방사성일 수 있으며 방사성 폐기물로 폐기해야 할 수도 있다. 튜브의 빈 내부는 튜브가 차지하는 부피를 크게 증가시킨다. 오염된 및/또는 방사성 핵 튜브는 예를 들어 폐기 비용을 줄이기 위해 폐기되기 전에 부피가 줄어드는 경우가 많다.

핵 튜브의 부피는 튜브를 분쇄하여 줄이는 경우가 많다. 튜브 파쇄 장치의 예가 도면 2와 3에 나와 있다. 튜브 파쇄 장치(110)는 튜브(예를 들어, 튜브(114))의 일부를 파쇄하는 유압 프레스(112)를 포함한다.

종종 튜브의 한쪽 끝이 부서지면서 균열이 반대쪽 끝을 향해 튜브 아래로 확장된다. 이로 인해 튜브가 파손되거나 튜브의 위치 및/또는 모양을 제어하기가 어려워질 수 있다. 따라서, 튜브 파쇄 장치(110)는 튜브 파쇄 장치(110)의 크기 및/또는 복잡성(예를 들어, 설정 시간 또는 생산 비용)을 추가하는 안전 특징 및/또는 비상 특징을 포함한다(예를 들어, 파쇄 장치(110)는 3미터 이상 또는 5미터 이상의 면적을 가질 수 있다). 예를 들어, 튜브 파쇄 장치(110)는 튜브를 유지하고 튜브를 프레스(112)에 공급하기 위한 캐리지(116)를 포함한다.

따라서, 핵 배관의 부피를 줄이기 위한 개선된 장치 및 방법이 여전히 필요하다.

다음 요약은 독자에게 지원자의 교육의 다양한 측면을 소개하기 위한 것이지 발명을 정의하기 위한 것이 아니다.

일 측면에 따르면, 튜브를 절단하기 위한 절단 장치(cutter assembly)가 제공되며, 상기 절단 장치는 상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나를 지지하도록 작동 가능한 제1몸체; 상기 제1몸체가 상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나를 지지하는 동안 상기 제1몸체에 대해 상대적으로 이동 가능한 제2몸체를 포함하고, 상기 제2몸체는 상기 외부 표면과 내부 표면 중 다른 쪽 표면에서 상기 튜브에 가해져서 튜브를 절단하도록 작동 가능하고, 여기서 상기 튜브에는 튜브 종축을 포함하고, 제1몸체와 제2몸체는 튜브를 절단하기 위해 제1몸체에 대해 제2몸체를 이동시키는 것이 상기 튜브의 일부를 쿠폰(coupon)으로 절단하는 것을 포함하도록 형상화되고, 상기 쿠폰은 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 쿠폰 축방향 길이와 190도 이하의 쿠폰 각도(coupon angular) 범위를 갖는다.

일부 예에서, 상기 쿠폰은 각각 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 쿠폰 축방향 길이와 190도 이하인 쿠폰 각도 범위를 갖는 복수의 쿠폰이다.

일부 예에서, 상기 복수의 쿠폰 중 각 쿠폰의 쿠폰 축 길이는 복수의 쿠폰 중 다른 쿠폰 각각의 쿠폰 축 길이와 동일하고, 복수의 쿠폰 중 각각의 쿠폰의 쿠폰 각도 범위는 복수의 쿠폰 중 다른 쿠폰 각각의 쿠폰 각도 범위와 동일하다.

일부 예에서, 상기 제1몸체와 제2몸체는 복수의 쿠폰 각각을 튜브로부터 동시에 절단할 수 있는 형상을 갖는다.

일부 예에서, 상기 1 몸체와 제2몸체는 상기 튜브의 원통형 축 부분을 복수의 쿠폰으로 절단하도록 형상화된다.

일부 예에서, 튜브를 절단하기 위해 제1몸체에 대해 제2몸체를 이동시키는 것은 튜브를 전단 절단(shear cutting)하는 것을 포함한다.

일부 예에서, 상기 수의 쿠폰은 튜브의 원통형 축 부분 또는 튜브의 나선형 부분을 함께 성한다.

상기 절단 장치는 커터 종축을 포함하고, 제 1 몸체는 서로 각도로(angularly) 이격되어 있고 각각이 적어도 부분적으로 길이 방향으로 연장되고, 복수의 쿠폰을 서로 분리하기 위해 상기 튜브가 제2몸체에 의해 길이 방향으로 연장되는 블레이드에 대해 구동될 때 각도로(angularly) 이격된 위치에서 튜브를 절단하도록 배치되는 복수의 길이 방향으로 연장되는 블레이드를 포함한다.

일부 예에서, 상기 제1몸체와 제2몸체는 각각 콜렛(collet)과 시트(seat)를 포함하고, 상기 튜브의 외측 표면과 내측 표면 중 하나를 지지하는 것은 상기 제1몸체의 콜릿을 상기 제1몸체의 시트 내로 이동시켜 상기 제1몸체를 상기 튜브에 대해 맞물리도록 이동시키는 것을 포함하고, 상기 튜브를 절단하기 위해 상기 제2몸체를 상기 제1몸체에 대해 이동시키는 것은 상기 제2몸체의 콜릿을 제2몸체의 시트 내로 이동시켜 제2몸체를 제1몸체 쪽으로 가압(force)하고 상기 튜브를 제1몸체에 대해 밀어(push) 튜브를 전단 절단(shear cut)하도록 하는 것을 포함한다.

일부 예에서, 상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나가 외부 표면이고, 제1몸체는 조임가능한(tightenable) 외부 콜릿을 포함하고, 따라서 제1몸체가 튜브의 외부 표면을 지지하도록 이동한다.

일부 예에서, 제1몸체는 다이를 포함하고, 제2몸체는 상기 다이에 대해 링을 밀어내는(push the ring) 펀치로서 작동 가능하다.

일부 예에서, 상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 다른 하나는 내부 표면이고, 제 2 몸체는 확장 가능한 내부 콜릿을 포함하며, 따라서, 제2몸체가 펀치처럼 움직여 제1몸체의 다이에 대해 튜브를 밀어낸다(push the tube).

몇몇 측면에 따르면, 핵 배관 해체 시스템(nuclear tubing decommissioning system)이 제공되며, 상기 시스템은 절단 장치(cutter assembly); 튜브를 포함하는 표면(face)을 갖는 원자로를 포함하는 원자력 시설을 포함하고, 여기서 상기 절단 장치는 튜브가 표면에서 제거될 때 상기 원자로로부터 튜브를 수용하고 튜브를 절단하기 위해 상기 표면을 교차하는(intersecting) 절단 장치 종축과 함께 원자로에 인접한 원자력 시설에 배치된다.

몇몇 측면에 따르면, 튜브의 부피를 줄이기 위한 절단 장치가 제공되며, 이는 상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나를 지지하는 제1몸체, 상기 제1몸체는 다이를 포함함; 상기 제1몸체가 상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나를 지지하는 동안 상기 제1몸체에 대해 상대적으로 이동 가능한 제2몸체, 상기 제2몸체는 상기 튜브를 절단하기 위해 상기 다이에 대해 튜브를 밀어내는 펀치로서 작동하도록 상기 외부 표면과 내부 표면 중 다른 쪽 표면에서 상기 튜브에 적용되도록(applied) 작동 가능함;를 포함하고, 상기 튜브는 튜브 종축을 포함하고, 펀치와 다이는 그들 사이에 수용된 튜브의 일부를 쿠폰으로 절단하도록 형상화되고, 상기 쿠폰은 상기 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 쿠폰 축방향 길이와 190도 이하의 쿠폰 각도 범위를 갖는다.

일부 예에서, 상기 쿠폰은 상기 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 쿠폰 축방향 길이를 각각 갖는 복수의 쿠폰이고, 상기 쿠폰 각도 범위는 190도 이하이다.

일부 예에서, 상기 복수의 쿠폰 중 각 쿠폰의 쿠폰 축방향 길이는 복수의 쿠폰 중 다른 쿠폰 각각의 쿠폰 축방향 길이와 동일하고, 복수의 쿠폰 중 각 쿠폰의 쿠폰 각도 범위는 복수의 쿠폰 중 다른 쿠폰 각각의 쿠폰 각도 범위와 동일하다.

일부 예에서, 상기 절단 장치(cutter assembly)는 커터 종축(cutter longitudinal axis)을 포함하고, 상기 다이는 방위각 방향으로 연장되는 다이 블레이드(die azimuthally extending blade)와 축방향으로 연장되는 복수의 블레이드를 포함한다.

일부 예에서, 상기 펀치는 방위각으로 연장되는 펀치 블레이드(punch azimuthally extending blade)를 포함하고, 여기서 방위각 방향으로 연장되는 다이 블레이드와 방위각 방향으로 연장되는 펀치 블레이드 각각은 환형 블레이드이다.

일부 예에서, 상기 커터는 커터 종축을 포함하고, 다이는 다이 환형 블레이드(die annular blade) 및 서로 각지게 이격되어 있는 종방향으로 연장되는 복수의 블레이드를 포함하고, 상기 펀치는 펀치 환형 블레이드를 포함한다.

몇몇 측면에 따르면, 튜브의 부피를 줄이기 위한 절단 장치가 제공되며, 이는 프레임; 상기 프레임에 장착되고 상기 튜브의 끝단에서 링을 절단하는 링 커터(ring cutter); 및 상기 프레임에 장착된 링 슬라이서(ring slicer)를 포함하고, 상기 링 슬라이서는 상기 링을 고정하는 지지 부재(support member)와 상기 지지 부재에 대해 이동 가능한 블레이드 부재(bladed member)를 포함하고, 상기 링 슬라이서는 상기 링 커터로부터 지지 부재 상으로 링을 수용하고 상기 링이 지지 부재에 의해 지지되는 동안 상기 블레이드 부재의 단일 패스 작업으로 링을 복수의 쿠폰으로 슬라이스하도록 작동 가능하다.

일부 예에서, 상기 링 커터는 튜브를 절단하기 위해 튜브의 단부에서 튜브의 측벽에 적용되도록 작동 가능한 적어도 하나의 커팅 휠(cutting wheel)을 포함하고, 및 그리고 상기 적어도 하나의 커팅 휠은 튜브의 단부로부터 링을 절단하기 위해 상기 튜브를 절단하기 위해 튜브의 측벽에 적용되는 동안 튜브의 종축 주위로 회전되도록 추가로 작동 가능하다.

일부 예에서, 상기 지지 부재는 블레이드 부재가 지지 부재로부터 제거된 상승 위치와 지지 부재에 인접한 하강 위치 사이에서 이동 가능한 상태로 블레이드 부재 아래에 장착되고, 상기 절단 장치(cutter assembly)는 지지 부재로부터 떨어지는 복수의 쿠폰을 수용하기 위해 지지 부재 아래에 수집 용기(collection receptacle)를 더 포함한다.

일부 예에서, 상기 절단 장치는 상기 프레임에 고정된 공급 기계(feeding machine)를 더 포함하고, 상기 공급 기계는 튜브를 링 절단기 안으로 공급하도록 작동 가능하다.

일부 예에서, 상기 공급 기계는 상기 튜브를 링 커터에 1 내지 10 cm의 증분(increment)으로 공급하도록 작동 가능하다.

몇몇 측면에 따르면, 튜브를 절단하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 (a) 원자력 시설에 절단 장치를 설치하는 단계; (b) 상기 원자력 시설의 튜브를 상기 절단 장치에 공급하는 단계; (d) 상기 절단 장치의 제1몸체로 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나를 지지하는 단계; (e) 상기 제1몸체가 상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나를 지지하는 동안 상기 제2몸체를 링에 적용(apply)하여 상기 링을 복수의 쿠폰으로 동시에 절단하기 위하여, 상기 절단 장치의 제2몸체를 상기 제1몸체에 대해 이동시켜 링을 복수의 쿠폰으로 절단하는 단계를 포함하고, 상기 제2몸체는 링의 외부 표면 또는 내부 표면 중 다른 쪽에서 튜브에 적용(apply)된다. 여기서 각각의 쿠폰은 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 쿠폰 축방향 길이와 190도 이하인 쿠폰 각도 범위(coupon angular extent)를 갖는다. 상기 방법은 (c) 상기 절단 장치를 이용하여 상기 튜브의 끝단에서 링을 절단하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 링은 튜브의 종축을 따른 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 링 축방향 길이를 갖는다.

일부 예에서, 상기 절단 장치를 설치하는 단계는 원자력 시설의 원자로의 표면에 인접하게 상기 절단 장치를 설치하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 튜브는 상기 원자로 시설의 원자로 표면의 일부이고, 상기 튜브의 일부분을 쿠폰으로 전단 절단(shear cutting)하는 단계는 상기 튜브가 표면에서 제거될 때 튜브의 부분을 복수의 쿠폰으로 전단 절단하는 단계를 포함하고, 복수의 쿠폰 각각은 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 쿠폰 축방향 길이 및 190도 이하인 쿠폰 각도 범위를 갖는다.

일부 예에서, 상기 제1몸체는 다이를 포함하고, 상기 제2몸체는 펀치로 작동 가능하며, 상기 링을 복수의 쿠폰으로 전단 절단하기 위하여 상기 링을 상기 다이에 대하여 힘을 가하기 위해 펀치를 적용함으로써 상기 제2몸체는 링의 외부 표면과 내부 표면 중 다른 쪽 표면에서 링에 부착되어 링을 복수의 쿠폰으로 동시에 절단한다.

일부 예에서, 제2몸체는 블레이드형 부재(bladed member)이고, 링을 복수의 쿠폰으로 동시에 절단하기 위해 링에 제2몸체를 적용하는 단계는 링을 복수의 쿠폰으로 슬라이스하기 위해 블레이드형 부재의 블레이드를 링에 적용하는 단계를 포함한다.

일부 예에서, 상기 링은 링에 대해 단일-패스 절단으로 블레이드형 부재를 적용하는 동안 링을 지지함으로써 복수의 쿠폰으로 슬라이스된다.

일부 예에서, 상기 단일-패스 절단은 링의 세로 축에 평행한 블레이드 부재의 이동이다.

일부 예에서, 블레이드형 부재는 강체(rigid body)이다.

일부 예에서, 상기 외부 표면과 내부 표면 중 하나는 외부 표면이고, 단일-패스 절단은 환형 링을 복수의 쿠폰으로 슬라이스하기 위해 환형 링 위에 블레이드형 부재를 삽입하는 것을 포함한다.

일부 예에서, 방법은 (c) 단계와 (e) 단계사이에서 링을 제1 스테이션에서 제2 스테이션으로 이동시키는 단계를 더 포함한다.

일부 예에서, 방법은 (c) 단계와 (e) 단계사이에서 수평 구성(horizontal configuration)으로 환형 링을 회전시키는 단계를 더 포함한다.

일부 예에서, (c) 단계는 적어도 하나의 절단 휠을 사용하여 튜브의 단부로부터 환형 링을 절단하는 단계를 포함한다.

본 출원의 이들 및 기타 특징 및 장점은 첨부 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정 예는 본 출원의 바람직한 실시예를 나타내지만 단지 예시로서 제공되는 것임을 이해해야 한다. 본 출원의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 이 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이기 때문이다.

여기에 설명된 다양한 실시예를 더 잘 이해하고 이러한 다양한 실시예가 어떻게 실행될 수 있는지 더 명확하게 보여주기 위해, 예를 들어, 적어도 하나의 예시적인 실시예를 도시하고 이제 설명되는 첨부 도면을 참조할 것이다. 도면은 본 명세서에 설명된 교시 범위를 제한하려는 의도가 아니다.
도 1은 원자로의 절단 사시도이다.
도 2는 튜브 파쇄 장치(tube crushing apparatus)의 측면도이다.
도 3은 도 2의 튜브 파쇄장치의 평면도이다.
도 4는 절단 장치 및 튜브의 사시 단면도이다.
도 5는 쿠폰의 사시도이다.
도 6은 축방향 세그먼트로 절단된 도 4의 튜브의 사시도이다.
도 7은 나선형 절단부(helical cut)를 갖는 도 4의 튜브의 사시도이다.
도 8은 튜브 절단 방법의 흐름도이다.
도 9는 원자력 운용 시스템의 사시도이다.
도 10은 도 9의 시스템의 확대도이다.
도 11은 하류 단부(downstream end)에서 본 절단 장치의 사시도이다.
도 12는 도 11의 상기 절단 장치의 확대도이다.
도 13은 상류 단부에서 본 도 11의 절단 장치의 사시도이다.
도 14는 도 11의 절단 장치의 평면도이다.
도 15는 도 11의 절단 장치의 측면도이다.
도 16은 도 11의 절단 장치의 상류 단부도(upstream end view)이다.
도 17은 도 11의 절단 장치의 하류 단부도(downstream end view)이다.
도 18은 도 11의 절단 장치의 긴 삽입 부재(elongated insertion member)의 측면도이다.
도 19는 도 11의 절단 장치의 종단면 사시도이다.
도 20은 도 11의 절단 장치의 링 커터의 사시 단면도이다.
도 20A는 반투명하게 도시된 단부 플레이트를 갖는 링 커터의 상류 사시도이다.
도 20B는 반투명하게 도시된 단부 플레이트를 갖는 링 커터의 확대된 상류 사시도이다.
도 20C는 반투명하게 도시된 단부 플레이트를 갖는 링 커터의 확대된 상류 사시 단면도이다.
도 21은 도 11의 절단 장치의 링 커터의 측단면도이다.
도 22는 도 11의 절단 장치의 단순화된 링 세그먼터의 측단면도이다.
도 23은 도 11의 절단 장치의 링 세그먼터의 사시 단면도이다.
도 24는 도 11의 절단 장치의 링 커터와 링 세그먼터의 측단면도이다.
도 24A는 도 11의 절단 장치의 링 세그먼터의 확대된 사시 측면도이다.
도 25A는 도 11의 절단 장치의 링 세그먼터의 상부 단면도이다.
도 25B는 도 11의 절단 장치의 링 커터와 링 세그먼터의 평면도이다.
도 26은 도 11의 절단 장치의 링 세그먼터의 제2 단면 사시도이다.
도 27은 간섭 부재가 후퇴된 위치에 있는 도 11의 절단 장치의 링 세그먼터의 측단면도이다.
도 28은 간섭 부재가 맞물린 위치에 있는 도 11의 절단 장치의 링 세그먼터의 측단면도이다.
도 29는 후퇴 위치에 간섭 부재가 있는 도 11의 절단 장치의 링 세그먼터의 하류 단부 단면도이다.
도 30은 간섭 부재가 결합 위치에 있는 도 11의 절단 장치의 링 세그먼터의 하류 단부 단면도이다.
도 31은 도 11의 절단 장치의 공급 시스템의 측단면도이다.
도 32는 도 11의 절단 장치의 공급 시스템의 단면도이며, 단면은 수직에 대해 45도 각도로 세로로 연장되는 평면을 따라 취해진다.
본 명세서에 기술된 예시적인 실시예의 추가적인 측면 및 특징은 첨부 도면과 함께 다음의 설명으로부터 나타날 것이다.

청구된 주제의 적어도 하나의 실시예의 예를 제공하기 위해 다양한 장치, 방법 및 구성이 아래에 설명된다. 아래에 설명된 어떤 실시예도 청구된 주제를 제한하지 않으며 청구된 주제는 아래에 설명된 것과 다른 장치 및 방법을 포함할 수 있다. 청구된 주제는 아래에 설명된 임의의 하나의 장치, 방법 또는 구성요소의 모든 특징을 갖는 장치, 방법 및 구성요소에 제한되지 않으며, 아래에 설명된 장치, 방법 또는 구성요소 중 다수 또는 모두에 공통된 특징으로 제한되지 않는다. 아래에 설명된 장치, 방법 또는 구성은 청구된 주제의 실시예가 아닐 수도 있다. 본 문서에서 청구되지 않은 본 문서에 설명된 장치, 방법 또는 구성 요소에 개시된 모든 주제는 다른 보호 장치의 주제일 수 있고(예: 계속되는 특허 출원), 신청자, 발명자 및/또는 소유자는 본 문서에 공개된 발명품을 포기하거나 부인하거나 대중에게 헌정할 의도가 없다.

또한, 예시의 단순성과 명료성을 위해, 적절한 것으로 간주되는 경우, 대응하는 요소 또는 유사한 요소를 나타내기 위해 도면 사이에 참조 번호가 반복될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 여기에 설명된 예시적인 실시예의 철저한 이해를 제공하기 위해 다양한 특정 세부 사항이 설명된다. 그러나, 당업자는 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예가 이러한 특정 세부 사항 없이 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 경우에, 여기에 설명된 예시적인 실시예를 모호하게 하지 않기 위해 잘 알려진 방법, 절차 및 객체는 자세히 설명되지 않았다. 또한, 설명은 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.

본 명세서에 사용된 "실질적으로", "약" 및 "대략"과 같은 정도의 용어는 최종 결과가 크게 변경되지 않을 정도로 변형된 용어의 합리적인 정도의 편차를 의미한다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어 이러한 편차가 수정된 용어의 의미를 부정하지 않는 경우 이러한 정도 용어는 1%, 2%, 5% 또는 10%와 같은 변형된 용어의 편차를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서의 끝점에 의한 임의의 수치 범위의 언급은 해당 범위 내에 포함된 모든 숫자 및 분수를 포함한다(예를 들어 1 내지 5에는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.90, 4 및 5가 포함됨). 또한 모든 숫자와 그 분수는 "약"이라는 용어에 의해 수정되는 것으로 추정되며, 예를 들어 최종 결과가 크게 변경되지 않은 경우 이는 1%, 2%, 5% 또는 10%이다.

또한, 본 명세서에 사용된 용어 "및/또는"은 포괄적인 - 또는을 나타내려는 의도라는 점에 유의해야 한다. 즉, "X 및/또는 Y"는 예를 들어 X, Y 또는 X 및 Y를 의미하도록 의도된다. 추가 예로서, "X, Y 및/또는 Z"는 X, Y 또는 Z 또는 이들의 조합을 의미하도록 의도된다. 또한, A, B 및 C의 표현은 A; B; C; A 및 B; A 및 C; B 및 C; 또는 A, B 및 C를 포함한다..

다음 설명은 청구된 주제 또는 아직 청구되지 않은 주제를 제한하거나 정의하려는 의도가 없다. 청구될 수 있는 주제는 청구 및 그림을 포함하여 이 문서의 모든 부분에 공개된 요소 또는 프로세스 단계의 조합 또는 하위 조합에 있을 수 있다. 따라서, 당업자는 본 명세서의 교시에 따라 개시된 장치, 시스템 또는 방법이 본 명세서에 포함된 특징 중 하나 이상을 구현할 수 있다는 것, 그리고 상기 특징은 의도된 목적을 위해 물리적으로 실행 가능하고 실현 가능한 임의의 특정 조합 또는 하위 조합으로 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 4를 참조하면, 예시적인 절단 장치(120) 및 예시적인 튜브(122)(예를 들어, 피더 튜브(104) 또는 연료 채널 튜브(106)와 같은 핵 튜브)가 도시되어 있다. 절단 장치(120)는 제1몸체(130)와 제2몸체(132)를 포함한다. 튜브(122)는 튜브 종축(136)을 갖는다. 상기 절단 장치(120)는 커터 종축(138)을 갖는다.

제1몸체(130)는 상기 튜브(122)의 외부 표면(140) 또는 내부 표면(142) 중 하나를 지지하도록 작동 가능하다. 상기 튜브 표면을 지지하는 것은 상기 튜브 절단을 제어하는 데 도움이 될 수 있다(예를 들어 튜브 균열과 관련하여 사용되는 것과 같은 비상 및/또는 안전 기능의 필요성을 줄이기 위해). 상기 도시된 예에서, 제1몸체(130)는 외부 표면(140)을 지지하도록 작동 가능하다.

제2몸체(132)는 제1몸체(130)에 대해 이동 가능하며, 상기 제1몸체(130)는 외부 표면(140)과 내부 표면(142) 중 하나를 지지한다(예를 들어, 예시된 예에서는 외부 표면(140)). 상기 제1몸체(130)와 제2몸체(132)는 제1몸체(130)에 대한 제2몸체(132)의 움직임이 상기 튜브(122)의 일부를 절단하도록 형상화된다.

이제 도 5를 참조하면, 제1몸체(130)와 제2몸체(132)는 제1몸체(130)에 대한 제2몸체(132)의 움직임이 튜브(122)의 일부를 쿠폰(150)으로 절단하도록 형상화된다. 상기 쿠폰(150)은 상기 튜브의 전체 길이(154)(도 6)보다 짧고(예를 들어, 쿠폰 축방향 길이(156)는 튜브의 튜브 축방향 길이(154)보다 작다) , 상기 튜브(122)의 전체 각도 범위보다 작은(예를 들어, 쿠폰 각도 범위(158)는 360도 이하다) 튜브(122)의 벽(152)의 일부이다. 일부 예에서, 작은 쿠폰(150)은 큰 쿠폰(150)보다 튜브의 부피를 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 쿠폰(150)의 축 방향 범위(156)는 30cm 이하, 20cm 이하, 10cm 이하, 5cm 이하, 또는 4cm 이하일 수 있다. 상기 쿠폰(150)의 각도 범위(158)는 360도 이하, 270도 이하, 200도 이하, 190도 이하, 180도 이하, 또는 90도 이하고 및/또는 쿠폰(150)의 내부 표면 길이(160)는 20cm 이하, 10cm 이하, 5cm 이하, 또는 4cm 이하일 수 있다. 일부 예에서, 쿠폰(150)은 일반적으로 곡선형 직사각형 판의 형상을 갖는다.

상기 튜브(122)의 일부를 쿠폰(150)으로 절단하는 것은 그 부분을 튜브(122)가 없는 단일 쿠폰(150)으로 절단하는 것을 포함할 수 있거나(즉, 튜브(122)의 나머지 부분이 없는 벽(152)의 단일 부분을 절단하는 것), 또는 그 부분을 각각 튜브(122)가 없는 복수의 쿠폰(150)으로 절단하는 것을 포함할 수 있다. 상기 튜브(122)의 일부를 쿠폰(150)으로 절단하는 것은 제1몸체(130)에 대한 제2몸체(132)의 단일 이동, 또는 제1몸체(130)에 대한 제2몸체(132)의 복수의 이동을 수반할 수 있다. 예를 들어, 단일 쿠폰(150)은 튜브(122)의 나머지 부분 없이 절단될 수 있고, 복수의 쿠폰(150)은 튜브(122)의 나머지 부분 없이 절단될 수 있으며, 및/또는 튜브(122)의 일부는 튜브에서 분리된 다음 쿠폰(150)으로 절단될 수 있다(예를 들어, 환형 링은 상기 튜브(122)의 단부(162)(도 4)로부터 절단될 수 있고 동시에 또는 후속적으로 쿠폰으로 절단될 수 있으며, 각 쿠폰(150)은 환형 링의 각진 부분(angular portion)이다).

이제 도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 및 제2몸체(130, 132)는 튜브(122)로부터 원통형 축 부분(170)을 절단하고/하거나 원통형 축 부분(170)을 복수의 쿠폰(150)으로 절단하도록 형상화될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제1 및 제2몸체(130)는 나선형 절단부(172) 또는 다른 점진적 절단부(즉, 튜브(122)의 축방향 길이를 따라 아래로 진행하는 절단부)를 튜브에 적용한(apply) 다음 생성된 나선형 부분(174) 또는 튜브(122)의 다른 점진적 절단 부분(progressively cut portion)을 복수의 쿠폰으로 절단하도록 형상화될 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 상기 쿠폰(150)이 복수의 쿠폰(150)인 경우, 각각의 쿠폰은 쿠폰 축방향 길이(156) 및 쿠폰 각도 범위(158)를 갖는다. 상기 복수의 쿠폰(150)은 서로 동일한 크기 및/또는 형상을 가질 수도 있고, 서로 다른 크기 및/또는 형상을 가질 수도 있다. 상기 쿠폰(150)의 축방향 길이(156)는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 상기 쿠폰(150)의 각도 범위(158)는 서로 동일하거나 다를 수 있다.

상기 쿠폰(150)은 거칠게(roughly) 절단될 수 있다. 상기 쿠폰(150)은 폐기되어야 하고 사용되기보다는 튜브(122)의 부피를 줄이기 위해 튜브(122)로부터 절단되기 때문에, 절단부는 거칠게(rough) 될 수 있다. 예를 들어, 상기 절단 장치(120)에 의해 절단된 쿠폰(150)은 버(burr)를 가질 수 있으며 디버링 없이 저장 용기(예를 들어, 방사성 폐기물 처리 용기)에 놓이거나 및/또는 폐기(예를 들어, 방사성 폐기물 처리 장소로 보내짐)될 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 일부 예에서 제1 및 제2몸체(130, 132)를 사용하여 튜브(122)를 절단하는 것은 튜브(122)를 전단 절단(shear cutting)하는 것을 포함한다. 예를 들어, 제1 및 제2몸체(130, 132) 중 하나 또는 둘 모두는 블레이드(180)(즉, 다이 블레이드와 같은 절단 에지)를 포함할 수 있고, 상기 튜브(122)는 블레이드(180)에 대항하여 구동되어 튜브(122)를 절단할 수 있다. 일부 예에서, 제1 및 제2몸체(130, 132) 중 하나는 다이(186)를 포함하고 다른 몸체는 다이(186)에 대해 튜브를 밀어내도록 작동 가능한 펀치(188)를 포함한다. 다이(186)는 블레이드(180)를 포함한다.

도시된 예에서, 제1몸체(130)는 다이(186)를 포함하고, 제2몸체(132)는 펀치(188)를 포함한다. 상기 다이(186)는 방위각으로 연장되는(azimuthally extending) 블레이드(190)(예를 들어, 도시된 바와 같이 환형 블레이드) 및/또는 종방향으로 연장되는 블레이드(192)를 포함할 수 있다.

상기 방위각으로 연장되는 블레이드(190)는 커터 종축(138)에 수직인 방향의 적어도 일부 성분을 갖는 방향으로 연장될 수 있다(즉, 블레이드(180)는 종축(138)에 완전히 또는 부분적으로 수직이다). 상기 종 방향으로 연장되는 블레이드(192)는 커터 종축(138)에 평행한 방향의 적어도 성분을 갖는 방향으로 연장될 수 있다(즉, 블레이드(192)는 종축(138)에 완전히 또는 부분적으로 평행하다).

상기 종방향으로 연장되는 블레이드(192)는 도시된 예에서와 같이 복수의 블레이드(192)일 수 있다. 복수의 종방향으로 연장되는 블레이드(192)는 서로 각지게 이격될 수 있다(예를 들어, 규칙적으로 이격될 수 있다). 상기 복수의 종방향 연장 블레이드(192)는 튜브(122)가 제2몸체(132)에 의해 세로 연장 블레이드(192)에 대해 구동될 때 각도로 이격된 위치에서 튜브(122)를 절단하도록 위치될 수 있다(예를 들어, 복수의 쿠폰(150)을 서로 분리하기 위해). 복수의 종방향 연장 블레이드(192)는 서로 평행할 수 있다.

상기 펀치는 또한 방위각으로 연장되는 블레이드(198)(예를 들어, 도시된 바와 같이 환형 블레이드)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2몸체(130, 132) 중 하나 또는 둘 모두는 더 많거나(예를 들어, 예시된 블레이드에 평행하고 및/또는 예시된 블레이드에 대해 각도로 더 많은 블레이드) 또는 더 적은 블레이드(예를 들어, 제2몸체(132)에 블레이드가 없음)를 가질 수 있다.일부 예에서, 제1 및 제2몸체(130, 132) 각각은 적어도 하나의 블레이드(180)를 포함한다.

일부 예에서, 절단 장치(120)는 콜릿 기반 장치이다. 일부 예에서, 제1 및 제2몸체(130, 132) 중 하나 또는 각각은 몸체가 튜브에서 닫히거나 위치로 이동할 수 있도록 콜릿과 시트를 포함한다(예를 들어, 몸체가 튜브(122)를 지지하도록 이동되고 및/또는 튜브(122)를 다른 몸체에 대해 밀도록 이동되도록 콜릿이 시트 안으로 이동됨). 예를 들어, 제1 및 제2몸체(130, 132) 각각은 제1 및 제2몸체가 튜브(122)의 외부 및 내부 표면(140, 142)을 폐쇄하고 및/또는 튜브(122)의 일부를 전단하도록 작동 가능하도록 콜릿을 포함할 수 있다.

도시된 예에서, 제1 및 제2몸체(130, 132) 각각은 콜릿과 시트(collet and a seat)를 포함한다. 상기 제1몸체(130)는 외부 콜렛(210)과 시트(212)를 포함한다. 상기 제2몸체(132)는 내부 콜릿(220)과 시트(222)를 포함한다. 일부 예에서, 상기 튜브(122)의 외부 표면(140)을 지지하는 것은 제1몸체(130)의 외부 콜릿(210)을 시트(212) 내로 이동시키는 것(즉, 외부 콜릿(210)을 조이는 것)을 포함하며, 상기 제1몸체(130)를 튜브(122)에 대해 맞물리도록 이동시킨다(예를 들어, 상기 튜브(122)에 대해 제1몸체의 동일 연장 표면(214) 및/또는 블레이드(192)와 같은 표면을 이동시키는 것). 일부 예에서, 상기 튜브(122)를 절단하기 위해 제1몸체(130)에 대해 제2몸체(132)를 이동시키는 것은 내부 콜릿(220)을 시트(222) 안으로 이동시키는 것(즉, 내부 콜릿(220)을 확장시키는 것)을 포함하고 제2몸체(132)를 튜브(122)에 대해 힘을 가하게 한다(예를 들어, 튜브(122)에 대해 제2몸체의 동일 연장 표면(224) 및/또는 블레이드(198)와 같은 표면을 이동시키는 것). 상기 튜브(122)에 대해 제2몸체(132)를 가압하기 위해 내부 콜릿(220)을 시트(222) 안으로 이동시키는 것은 제2몸체(132)를 제1몸체(130) 쪽으로 가압하여 튜브(122)를 제1몸체(130)에 대해 밀 수 있다(예를 들어, 제1몸체(130)가 다이를 포함하고 제2몸체(132)가 펀치를 포함 및/또는 펀치로서 작용하는 경우와 같이 튜브(122)를 전단 절단하기 위해).

일부 예에서, 상기 절단 장치(120)는 핵 시설 내에 설치된다(예를 들어, 핵 시설 내에 위치 및/또는 고정됨). 절단 장치(120)는 원자로(예를 들어, 원자로(100))에 인접한 원자력 시설에 배치될 수 있다.

일부 예에서, 절단 장치(120)는 소형 장치이다. 예를 들어, 커터 어셈블리는 3m x 3m 이하, 2m x 3m 이하, 2m x 2m 이하, 3m x 1m 이하 또는 2.5m x 0.5m 이하 의 설치 공간을 가질 수 있다. 상기 절단 장치(120)는 튜브(122)의 적어도 일부를 쿠폰(150)(하나 이상의 쿠폰)으로 절단하도록 작동 가능하고, 일부 예에서 절단 장치(120)는 전체 튜브(122)를 쿠폰(150)으로 절단하도록 작동 가능하다.

일부 예에서, 절단 장치(120)는 빠른 장치이다. 예를 들어, 상기 절단 장치(120)는 튜브가 원자로로부터 제거될 수 있고 원자로로부터 제거될 때 절단 장치(120)에 직접 공급될 수 있도록 원자로(예를 들어, 원자로(100)) 앞에 위치가능할 수 있다. 상기 절단 장치(120)는 커터 종축(138)이 원자로의 표면(예를 들어, 표면(108))과 교차하고 원자로의 튜브를 수용하고 튜브가 표면에서 제거될 때 튜브를 절단하도록 위치하도록 원자로에 인접할 수 있다. 상기 절단 장치(120)는 튜브가 반응기로부터 완전히 제거되기 전에 절단 장치(120)가 튜브 절단을 시작하도록 작동 가능하도록 위치설정될 수 있다(예를 들어, 튜브의 한쪽 끝은 절단될 수 있지만 다른 쪽 끝은 여전히 칼란드리아(calandria) 내에 있습니다).

이제 도 8을 참조하면, 튜브(예를 들어, 튜브(122))를 절단하는 방법(240)이 도시되어 있다. 상기 방법(240)은 절단 장치(예를 들어, 절단 장치(120))의 제1몸체(예를 들어, 제1몸체(130))로 튜브의 외부 표면(예를 들어, 외부 표면(140)) 또는 내부 표면(예를 들어, 내부 표면(142))을 지지하는 단계를 포함한다. 상기 방법(240)은 또한 단계(244)에서, 상기 제1몸체가 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면을 지지하고 있는 동안, 절단 장치의 제2몸체(예를 들어, 제2몸체(132))를 제1몸체에 대해 이동시킴으로써 튜브의 일부를 쿠폰(예를 들어, 하나 이상의 쿠폰(150))으로 전단 절단하는 단계를 포함한다. 단계(244)는 튜브를 전단 절단하기 위해 내부 표면 또는 외부 표면 중 다른 표면(즉, 제 1 바디의 반대쪽)으로부터 상기 튜브에 제2몸체를 적용하는 단계를 포함한다.

일부 예에서, 방법(240)은 단계(242) 이전의 단계(246)에서 핵 시설(예를 들어, 인접한 원자로(100))에 절단 장치를 설정(setting up)하는 것을 포함한다. 단계(246)은 핵 시설의 원자로의 면(예를 들어, 면(108))에 인접하게 절단 장치를 설정하는 것을 포함할 수 있다. 단계(246)은 반응기의 표면과 교차하는 절단 장치의 종축(예를 들어, 축(138))으로 절단 장치를 설정하는 것을 포함할 수 있다.

단계(244)에서 절단된 튜브는 표면(face)의 일부일 수 있다. 일부 예에서, 상기 방법(240)은 단계 248에서(예를 들어, 단계 242 및/또는 단계 244 이전에 및/또는 동시에) 핵 시설의 튜브를 절단될 절단 장치에 공급하는 것을 포함한다. 상기 절단 장치는 단계(246)에서 튜브가 반응기로부터 제거되고 제거됨에 따라 절단될 수 있도록(예를 들어, 전술한 바와 같이) 설정될 수 있다. 단계(244)는 튜브가 표면에서 제거될 때 튜브의 일부를 복수의 쿠폰으로 전단 절단하는 것을 포함할 수 있다.

도 9-32는 여기에 설명된 적어도 하나의 실시예에 따라 튜브(1002)의 부피를 줄이기 위한 시스템 또는 조립체(1000)의 다양한 도면을 도시한다.

일반적으로, 도 9-17은 전체 시스템 또는 절단 장치(1000)의 다양한 모습을 보여준다.

도 9를 참조하면, 상기 절단 장치(1000)는 원자력 시설(1050)에 배열된 절단 장치(1000)와 함께 핵 운영 시스템의 일부로서 도시되어 있다. 도시된 예에서, 절단 장치(1000)는 반응기(100)의 표면(108)(도 1)을 포함하는 챔버에 설정된다. 절단 장치(1000)는 (예를 들어, 기둥(1054)의 트랙을 따라) 상승 및 하강될 수 있는 이동 가능한 플랫폼(1052)에 설정된다. 플랫폼(1052)은 절단 장치(1000)가 표면(108) 내로 연장되는 더 높거나 더 낮은 튜브와 정렬되도록 면(108)의 전방에 설정되어 면 위아래로 상승 및 하강될 수 있다. 상기 튜브(1002)는 예를 들어 연료 채널 튜브(106)일 수 있다.

절단 장치(1000)는 적어도 2자유도를 가지고 원자력 시설에 장착된다. 예시된 절단 장치(1000)는 플랫폼(1052)의 오른쪽 및 왼쪽 단부 사이의 플랫폼(1052) 상의 트랙(1056)을 따라 이동할 수 있을 뿐만 아니라 상하로 이동할 수 있다. 따라서, 상기 절단 장치(1000)는 면(108)의 임의의 튜브(1002)와 정렬될 수 있다. 선택적으로, 절단 장치(1000)는 2개 이상의 자유도를 갖는다. 상기 절단 장치(1000)는 예를 들어 메인 플랫폼(1052) 및/또는 면(108)에 대해 피칭 및/또는 요잉(yaw)하도록 작동 가능한 보조 플랫폼에 장착될 수 있다.

플랫폼 및/또는 절단 장치(1000)의 구성요소의 이동은 예를 들어 전기 및/또는 유압 액츄에이터(예를 들어 모터)에 의해 구동될 수 있다. 상기 플랫폼 및/또는 절단 장치(1000)의 구성요소의 이동은 예를 들어 볼 나사, 서보 드라이브 및/또는 랙 및 피니언 드라이브에 의해 영향을 받을 수 있다. 플랫폼 및/또는 절단 장치(1000)의 구성요소의 이동은 예를 들어 케이블 트랙을 따라 구동될 수 있다.

예시적인 절단 장치(1000)는 표면(108)에 배열될 수 있다(예를 들어, 표면(108)의 10, 5, 또는 1미터 이내이고 표면(108)과 정렬됨). 상기 원자로(100)는 또한 한 표면에서 다른 표면으로 연장되는 튜브(예를 들어, 연료 채널 튜브(106))를 갖는 반대면(예를 들어, 도 1의 먼 쪽)을 가질 수도 있다. 일부 실시예에서, 협력 외부 장치(1060)는 반대편 표면에 배치되고, 상기 표면(108)을 통해 절단 장치(1000)로 및/또는 절단 장치(1000)를 통해 튜브를 구동하는 것을 보조하도록 작동 가능하다. 예를 들어, 협력 장치(1060)는 반대쪽 표면으로부터 튜브를 밀어서 표면(108) 밖으로 밀어내도록 작동 가능한 램을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 절단 장치(1000)는 램(1060)으로부터의 핸드오프를 허용하고 절단 장치(1000)를 통해 튜브의 이동을 계속하기 위해 아래에 추가로 설명되는 공급 시스템(feed system) 또는 공급 메커니즘(1010)을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 절단 장치(1000)는 절단 장치(1000) 및/또는 절단 장치(1000)의 링 커터 또는 링 세그먼터로 및/또는 이를 통해 튜브(1002)를 당기기 위해 아래에 추가로 설명되는 풀링 시스템(pulling system)(1410)을 포함한다. 일부 실시예는 하나 이상의 협력 장치(1060)와 협력하거나 협력하지 않고 하나 이상의 풀링 시스템(1410) 및/또는 하나 이상의 공급 시스템(1010)을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것입니다 (즉, 조립체(1000)는 공급 시스템(1010) 없이 단지 하나 이상의 당김 시스템(1410)만을 포함할 수 있거나 그 반대일 수도 있음). 일부 실시예에서는 튜브를 표면(108) 밖으로 및/또는 절단 장치(1000)를 통해 이동시키는 다른 방법, 예를 들어 수동으로 구동되는 이동(예를 들어, 인간 조작자가 튜브를 미는 것)이 사용될 수 있다.

이제 도 11 내지 도 19를 참조하면, 도시된 예시적인 절단 장치(1000)는 튜브(1002)의 단부로부터 링을 절단하도록 작동 가능한 링 커터(1020)를 포함한다. 상기 절단 장치(1000)는 또한 튜브로부터 절단된 링을 복수의 쿠폰으로 절단하도록 작동 가능한 링 세그먼터 또는 슬라이서(ring segmenter or slicer)(1030)를 포함한다. 상기 링 커터(1020)와 링 슬라이서(1030)는 각각 공통 프레임(1070)에 장착된다. 도시된 바와 같이 일부 실시예에서, 공급 시스템(1010) 및/또는 풀링 시스템(1410)은 또한 공통 프레임(1070)에 장착된다. 예시적인 실시예에서, 링 커터(1020) 및 링 세그먼터(1030)는 별도의 서브시스템이고, 각각은 하나 이상의 별도의 커터(들) 및 하나 이상의 별도의 구동 시스템(들)을 포함한다. 링 커터(1020) 및 링 세그먼터(1030)는 일부 실시예에서 예를 들어 공통 구동 시스템을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 유사하게, 공급 시스템(1010), 당김 시스템(1410), 링 절단기(1020) 및/또는 링 세그먼터(1030) 중 하나 이상은 독립적이거나 공유된 구동 시스템을 가질 수 있다. 상기 프레임(1070)은 이전 도면에 도시된 바와 같이 원자로 표면(108)에서 플랫폼(1052)에 장착되는 것과 같은 핵 시설에 배열될 수 있다.

상기 프레임(1070)은 링커터(1020)와 링슬라이서(1030)를 지지한다. 상기 커터 어셈블리(1000)는 링 커터(1020)에 의해 절단된 링을 링 슬라이서(1030)에 제공하여 슬라이스되도록 한다. 상기 절단 장치(1000)가 다양한 전달 시스템(예를 들어, 컨베이어 벨트 및/또는 로봇 암)을 사용할 수 있다는 것이 이해될 것이지만, 일부 실시예에서 링 커터(1020)와 링 슬라이서(1030)는 링의 용이한 전달을 위해 서로 인접해 있다. 예시적인 실시예에서, 링 커터(1020)는 아래에 추가로 설명되는 바와 같이 링 슬라이서(1030) 바로 옆에 있다. 상기 공급 시스템(1010)은 튜브(1002)를 링 절단기(1020) 내로 공급하기 위해 링 절단기(1020) 및 링 세그먼터(1030)의 상류에 있을 수 있다.

이제 도 20 내지 도 25B를 참조하면, 예시적인 실시예에서 시스템(1000)은 튜브(1002)의 단부로부터 링(1004)을 절단하고 링(1004)을 복수의 쿠폰으로 절단하도록 작동 가능하다. 도시된 절단 장치(1000)는 다양한 직경의 튜브(1002)를 다룰 수 있어 다양한 직경의 링(1004)을 생성할 수 있다. 제1 직경의 링(1004a) 및 제1 직경보다 작은 제2 직경의 링(1004b)이 예시되어 있다.

링(1004)은 먼저 튜브(1002)에서 절단된 다음 쿠폰으로 절단된다. 예시적인 조립체(1000)에서, 링(1004)은 제1 스테이션 또는 위치에서 튜브(1002)로부터 절단되고, 그 후 링은 링(1004)이 쿠폰으로 절단되는 제2 또는 추가 스테이션 또는 위치로 운반되며, 이에 대해서는 아래에서 추가로 설명한다.

상기 링 커터(1020)는 튜브(1002)를 수용하도록 배열된다. 링 커터(1020)는 절단 요소를 포함하는 절단 메커니즘을 포함한다. 상기 링 커터(1020)는 튜브(1002)(즉, 튜브의 나머지 부분)로부터 링(1004)(즉, 튜브의 축방향 세그먼트)을 절단하도록 작동 가능하다. 적어도 하나의 실시예에서, 절단 요소는 튜브(1002)의 길이를 줄이기 위해 튜브(1002)로부터 링을 절단하도록 구성된 하나 이상의 절단 휠(1084)을 포함한다. 예시된 예에서, 튜브(1002)의 통과를 허용하기 위해 링 커터(1020)를 통해 연장되는 채널(1086) 주위에 복수의 절단 휠(1084)이 배열된다. 상기 튜브는 채널(1086), 상기 채널이 확장되는 플레이트(예를 들어 전면 플레이트(1087)) 및/또는 추가 시스템 또는 부재(예를 들어, 피드 메커니즘(1010)과 같은 절단 장치의 추가 시스템)에 의해 지지될 수 있다. 상기 튜브(1002)를 지지하는 것은 링 커터(1020)의 절단 작업 동안 절단력(예를 들어, 절단 휠(1084)에 의해 가해지는 힘)에 대해 튜브(1002)를 유지할 수 있다.

`튜브(1002)가 링 커터(1020)에 있을 때 이는 채널(1086)을 통해 연장된다. 상기 채널(1086)은 크래들(cradle) 또는 예시적인 실시예에서와 같이 환형 부재(1082)를 포함할 수 있다. 채널 또는 기타 지지 부재 또는 시스템은 채널(1086)의 종축(1088)에 수직으로 가해지는 힘에 대항하여 튜브(1002)를 유지할 수 있다. 대안적으로, 상기 채널(1086)은 튜브(1002)를 고정하지 않고 상기 튜브(1002)가 축방향으로 이동할 수 있는 경로를 제공할 수 있다(즉, 튜브(1002)는 절단 조립체(1000)의 다른 부재에 의해 고정된다). 상기 종축(1088)은 튜브(1002)가 채널(1086) 내에 수용될 때 튜브(1002)의 종축과 평행 및/또는 동축일 수 있다.

각각의 절단 휠(cutting wheel)(1084)은 제거된 위치와 제거된 위치보다 채널(1086)의 종축(1088)에 더 가까운 결합 위치 사이에서 반경방향으로 이동되도록 작동 가능하다. 상기 튜브(1002)는 절단 휠(1084)이 제거 위치에 있을 때 축(1088)을 따라 이동될 수 있다(예를 들어, 새로운 링을 형성하기 위해 절단될 튜브의 축 길이를 제공하기 위해 앞으로 이동). 상기 절단 휠(1084)은 채널(1086)에 수용된 튜브와 결합하기 위해 결합 위치로 이동할 수 있다. 상기 절단 휠(1084)은 제거 위치와 결합 위치 사이에서 병진될 수 있다. 링 커터(1020)는 후퇴 위치와 결합 위치 사이에서 절단 휠(1084)을 이동시키기 위한 적어도 하나의 후퇴 드라이브를 포함한다. 후퇴 구동 장치는 두 개 이상의 절단 휠(1084)을 이동시킬 수 있고/있거나 절단 휠을 동시에 이동시키기 위해 다른 후퇴 구동 장치에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 링 커터(1020)는 각각의 절단 휠(1084)에 대한 후퇴 구동 장치를 포함한다.

추가적으로 또는 대안적으로, 절단 휠(1084)은 축(1088)을 중심으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 절단 휠(1084)은 실질적으로 튜브의 전체 원주가 적어도 하나의 절단 휠(1084)에 의해 맞물리도록 축(1088) 주위로 운반될 수 있다. 링 커터(1020)는 축(1088) 주위로 전체 또는 부분 회전으로 커팅 휠을 운반하기 위해 적어도 하나의 커팅 휠에 결합된 적어도 하나의 회전 드라이브를 포함한다. 예시된 예에서, 링 커터(1020)는 3개의 절단 휠(1084)을 포함하고, 각각의 절단 휠(1084)은 채널 축(1088) 주위로 적어도 120도 이동되도록 작동 가능하다. 회전 드라이브는 하나 이상의 절단 휠(1084)을 이동시킬 수 있고/있거나 절단 휠을 동시에 이동시키기 위해 다른 회전 드라이브에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 링 커터(1020)는 각각의 절단 휠(1084)에 대한 회전 구동을 포함한다.

이제 도 20A 내지 도 20C를 참조하면, 예시적인 실시예는 후퇴 구동 시스템(retraction drive system)(1500) 및 회전 구동 시스템(revolution drive system)(1510)을 포함한다. 각각의 구동 시스템(1500, 1510)은 회전 가능하게 장착된 부재를 포함한다.

후퇴 구동 시스템(1500)은 홈이 있는 플레이트(1502)를 포함한다. 홈이 있는 판(1502)은 절단 휠(1084) 각각을 위한 홈(1504)을 포함한다. 각각의 절단 휠 시스템은 플레이트(1502)가 절단 휠 시스템의 몸체에 대해 회전될 때 홈(1504)을 따라 운반되도록 홈(1504)에 수용된 암(1056)의 단부를 갖는 암(1056)을 포함한다. 도 20C에 도시된 바와 같이, 아암(1506)은 원위 단부(1520)에 장착된 베어링 부재(1522)를 포함한다. 반대쪽 끝(1524)은 절단 휠 시스템(1528)의 몸체(1526)에 견고하게 고정된다. 절단 휠(1084)은 몸체(1526)에 편심 방식으로 장착된다(즉, 샤프트(1096)는 제2 단부(1524)에 대해 편심 방식으로(eccentrically) 장착된다.

상기 홈(1504)은 축(1088)으로부터 나선형으로 나온다. 상기 플레이트(1502)가 주 몸체(1526)에 대해 회전됨에 따라, 상기 아암(1506)은 몸체(1526)를 비틀게 됩니다. 몸체(1526)가 비틀림에 따라 샤프트(1096)와 휠(1084)은 편심 장착으로 인해 축(1088)을 향해 또는 축으로부터 멀리 운반된다.

회전 구동 시스템(1510)은 각각의 몸체(1526)가 장착되는 운반 휠(carrying wheel)(1512)을 포함한다. 모터 또는 엔진(1514)은 운반 휠(1512)에 결합되어 축(1088)을 중심으로 (예를 들어, 기어 구동 트레인 등을 통해) 운반 휠(1512)을 회전시킨다. 운반 휠(1512)은 환형 부재(1086) 및/또는 링 커터(1020)의 외부 하우징(1513) 상에 운반될 수 있고, 베어링 상에 운반될 수 있다. 후퇴 구동 시스템(1500)은 (예를 들어, 기어식 구동 트레인 등을 통해) 축(1088)을 중심으로 플레이트(1502)를 회전시키기 위해 플레이트(1502)에 결합된 모터 또는 엔진(1508)을 포함한다. 상기 플레이트(1502)는 링 커터(1020)의 환형 부재(1086) 및/또는 외부 하우징(1513) 상에 운반될 수 있고, 베어링 상에 운반될 수 있다.

운반 휠(1512)과 플레이트(1502)가 함께 회전할 때, 절단 휠(1084)은 축(1088) 주위로 운반되며(예를 들어, 3개가 있는 경우 각각 약 120도), 그리고 운반 휠(1512)이 플레이트(1502)와 다른 속도로 회전될 때 운반 휠(1084)은 축(1088)으로부터 방사상으로 더 가까워지거나 멀어진다.

도 20 내지 도 25B를 다시 참조하면, 링 커터(1020)는 또한 각 절단 휠(1084)을 회전시키도록 작동 가능하다. 예시된 바와 같이, 각각의 절단 휠(1084)은 스핀 드라이브(1090)를 포함한다. 회전 구동 시스템(1090)은 휠 축(1092)을 중심으로 휠을 회전시켜 튜브(1002)를 절단하도록 작동 가능하다. 스핀 드라이브(1090)는 하나 이상의 커팅 휠(1084)을 이동시킬 수 있고/있거나 다른 스핀 드라이브(1090)에 연결되어 커팅 휠을 동시에 이동할 수 있다. 일부 실시예에서, 링 커터(1020)는 각각의 절단 휠(1084)에 대한 스핀 드라이브(1090)를 포함한다.

링 커터(1020)의 구성요소(예를 들어, 절단 휠(1084))의 이동은 예를 들어 전기 및/또는 유압 액츄에이터(예를 들어 모터)에 의해 구동될 수 있다. 링 커터(1020)의 구성요소(예를 들어, 절단 휠(1084))의 이동은 예를 들어 볼 나사, 서보 드라이브 및/또는 랙 앤 피니언 드라이브에 의해 영향을 받을 수 있다. 링 커터(1020)의 구성요소(예를 들어, 절단 휠(1084))의 이동은 예를 들어 트랙을 따라 구동될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 후퇴 구동 장치, 하나 이상의 회전 구동 장치 및/또는 하나 이상의 회전 구동 장치는 트랙을 따라 휠(1084)을 구동하고/하거나 절단 휠 축(1092) 주위로 휠을 회전시키기 위한 전기 모터를 포함할 수 있다. 링 커터(1020)는 하나 이상의 후퇴 구동부 및 또한 하나 이상의 회전 구동부, 하나 이상의 후퇴 구동부 및 하나 이상의 스핀 구동부, 및/또는 하나 이상의 회전 구동부 및 하나 이상의 스핀 구동부 역할을 하는 구동부를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 실시예에서, 링 커터의 적어도 하나의 구동 시스템은 파편(debris)이 들어가는 것을 방지하기 위해 밀봉된다. 예를 들어, 도시된 실시예에서 스핀 드라이브(1090)는 파편이 들어가는 것을 방지하기 위해 밀봉된다. 각각의 스핀 드라이브(1090)는 외부로 연장되어 휠(1084)을 고정하는 스핀 샤프트(1096)만을 갖는 하우징(1094) 내에 밀봉된다. 스핀 드라이브(1090)는 샤프트(1096) 주위에 하나 이상의 시일(예를 들어, 고무 시일, 브러시 시일, O-링 등)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 후퇴 구동부(1500), 회전 구동부(1510) 및/또는 스핀 구동부(1090)는 링 구동 하우징(1530) 내에서 절단 휠(1084)로부터 분리된다(예를 들어, 밀봉됨). 상기 링 구동 하우징(ring drive housing)(1530)은 하나 이상의 환형 부재 및 하나 이상의 면 플레이트(예를 들어, 단부가 단부 플레이트에 의해 밀봉된 다른 환형 부재 내의 하나의 환형 부재)를 포함할 수 있고, 하우징을 통한 임의의 구멍은 교차 부재 주위에 밀봉될 수 있다(예를 들어, 샤프트(1096) 주위).

적어도 하나의 실시예에서, 링 슬라이서(1030)는 회전 스테이션형(rotating station-type) 시스템이다. 도시된 예에서, 링 슬라이서(1030)는 턴테이블(1032)을 포함한다. 상기 턴테이블(1032)은 링(1004)을 수용하고 링(1004)을 복수의 스테이션들(예를 들어, 스테이션들 사이에 인덱싱된) 사이에서 이동시키도록 동작 가능하다. 예시적인 링 슬라이서(1030)는 수신 스테이션(receiving station)(1110)과 절단 스테이션(1114) 사이에서 링(1004)을 이동시키도록 작동 가능하다. 예시적인 링 슬라이서(1030)는 또한 링(1004)을 절단 스테이션(1114) 다음에 검사 스테이션(1115)으로 이동시키도록 작동 가능하다. 턴테이블(1032)은 회전 방향(1116)으로 회전할 수 있고, 회전 방향(1116)을 따라 스테이션들 사이에서 이동하는 적어도 하나의 링 홀더(1118)를 포함할 수 있다.

링 슬라이서(1030)는 링 커터(1020)로부터 링(1004)을 수신한다. 링(1004)은 다양한 방식으로 링 커터(1020)로부터 링 슬라이서 또는 세그먼터(1030)로 이동될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 사용자는 수동으로 링을 하나에서 다른 것으로 이동할 수 있으며, 또는 링 절단기(ring cutter)(1020)와 링 세그먼터(ring segmenter)(1030)가 배치되어 따라서 상기 튜브(1002)로부터 자유롭게 절단된 링(1004)이 조립체(1000)로부터의 능동적 전달 없이 절단기(1020)로부터 분할기(1030)로 떨어지거나 구르거나 달리 이동할 수 있다(즉, 조립체(1000)는 이송 시 수동적이다).

대안적으로, 절단 조립체(1000)는 링 절단기(ring cutter)(1020)로부터 링 세그먼터(ring segmenter)(1030)로 링(1004)을 이동시키기 위한 이송 시스템(transfer system)(1120)을 포함할 수 있다. 이송 시스템(1120)은 컨베이어 벨트 또는 로봇 암과 같은 다양한 구성요소를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 커팅 조립체(1000)는 링(1004)을 수직 위치에서 수평 위치로 회전시키도록 작동 가능할 수 있다. 커팅 조립체(1000)는 링(1004)의 종축(1128)이 수직 위치로 이동되도록 링(1004)을 회전시키도록 작동가능할 수 있다. 예시적인 실시예는 링(1004)을 수평이 되도록 회전시킨다(예를 들어 링 커터(1020)에 의해 생성된 링의 에지에 의해 정의된 평면은 수평이다(예를 들어 지면과 동일 평면)).

예시적인 실시예에서, 이송 시스템(1120)은 피봇팅 그리퍼(1122)를 포함한다. 상기 그리퍼(1122)는 피봇축(1124)을 중심으로 피봇하기 위해 프레임(1070)에 (직접 또는 간접적으로) 피벗 가능하게 결합된다. 상기 그리퍼(1122)는 링 커터(1020)의 절단 작업 이전에 그리고 링 커터(1020)가 끝을 자유롭게 절단한 후에 튜브(1002)의 단부(1006)를 유지하도록 작동 가능하고 별도의 링(1004)으로서 그리퍼(1122)는 수용 스테이션(1110)에 배열된 링 세그먼터(1030)의 링 홀더(1118)로 링(1004)을 운반하기 위해 축(1124)을 중심으로 피봇하도록 작동 가능하다. 도시된 그리퍼(1122)는 복수의 지점에서 링을 파지하기 위한 한 쌍의 아암(1123)(도 24A)을 포함한다. 아암(1123)은 다양한 직경의 튜브(1002)(예를 들어, 링(1004a, 1004b))을 잡기 위해 축(1088)을 향해 작동 가능하게 이동한다. 그런 다음 아암(1123)은 아래로 회전하여 링(1004)을 홀더(1118)로 운반한다.

링 세그먼터(1030)는 (예를 들어, 턴테이블(1032)을 회전시킴으로써) 상기 링(1004)을 수용 스테이션으로부터 절단 스테이션(1114)으로 운반하도록 작동 가능하다. 링 세그먼터(1030)는 턴테이블(1032)을 회전시키는 회전 구동 시스템을 포함한다.

예시적인 실시예에서, 링 세그먼터(1030)는 절단 요소(1200)를 갖는 절단기 도구를 포함한다. 절단 요소(1200)는 링 홀더(1118)에 대해 이동 가능하다. 일부 실시예에서, 절단 요소(1200)는 링(1004)이 지지 부재(즉, 링 홀더(1118))에 의해 지지되는 동안 절단 요소의 단일 패스 작업으로 링을 복수의 쿠폰으로 슬라이스하도록 작동 가능하다. 상기 절단 요소(1200)는 세그먼트 절단기 구동 시스템(segment cutter drive system)(1201)에 의해 이동될 수 있다. 상기 세그먼트 커터 구동 시스템은 선형 경로를 따라 절단 요소(1200)를 구동하는 선형 구동 시스템일 수 있다.

일부 실시예에서, 절단 요소(1200)는 수평 위치에서 링을 지지하도록 구성된 지지 요소(1118) 위에 위치된다. 링 슬라이서(1030)는 절단 요소(1200)가 링(1003)에 대해 커터 도구에 의해 아래쪽으로 밀리도록 구성된다.

상기 절단 요소(1200)는 링을 통해 푸시될 수 있다. 일부 실시예에서, 절단 요소(1200)는 링의 중앙 개구를 통해 이동되고 링의 내부 표면에 적용되도록 작동 가능하다(예를 들어 링의 중앙 또는 중심을 통과하는 것으로 제한되지 않음). 그러나 도시된 바와 같이, 절단 요소(1200)는 링(1004) 위에서 (즉, 링(1004)의 외부 표면에 대해) 아래로 눌러지도록 작동 가능할 수 있다.

적어도 일 실시예에서, 절단 도구(cutter tool)(1200)는 절단 도구의 외부 또는 내부 에지 둘레에 이격된 하나 이상의 블레이드(1202)로 구성된 절단 요소를 포함한다. 적어도 하나의 실시예에서, 블레이드는 링을 방위각 부분(예를 들어, 전술한 바와 같은 쿠폰)으로 절단하도록 구성된다. 블레이드는 도시된 바와 같이 블레이드(1202)의 길이를 따라 변하는 반경방향 범위(즉, 이동 축(1204)을 향하여)을 가질 수 있다. 블레이드(1202)는 도시된 바와 같이 선형 블레이드일 수 있다. 일부 예에서, 절단 요소 또는 블레이드형 부재(1200)는 후속 단부(1208)를 향해 좁아지는 더 넓은 제1 맞물림 단부(1206)(즉, 블레이드(1202) 사이의 더 좁은 직경)를 갖는다. 블레이드형 부재(1200)를 홀더(1118)에 수용된 링(1004) 위에서 아래로 (예를 들어, 링(1004)의 종축(1128)을 따라) 밀거나 구동하면 블레이드(1202) 각각이 축(1128)에 평행한 절단부를 따라 링(1004)을 제1 단부에서 제2 단부까지 절단하여 링을 쿠폰으로 분할하게 된다.

링 슬라이서(1030)가 링을 복수의 쿠폰으로 슬라이싱하면, 각각의 쿠폰은 다운스트림 플랫폼(1040)으로 전달되어 수집된다. 하류 플랫폼(1040)은 포장물 및/또는 폐기물 용기일 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 로봇 암은 하류 처리(downstream processing)를 위해 패키지 및/또는 폐기물 용기(1040)를 수집할 것이다. 예시적인 실시예에서, 홀더(1118)는 블레이드형 부재(1200)의 블레이드(1202)를 수용하기 위한 종방향 홈을 갖는 홈형 홀더이다. 블레이드(1202)는 종방향으로 연장되는 블레이드이다. 홀더(1118)는 홀더(1118)가 다양한 크기의 링(1004)을 꼭 맞게 고정할 수 있도록 더 좁은 상단으로 테이퍼질 수 있다. 도시된 블레이드형 부재(1200)는 강체이다(즉, 다른 부분에 대해 어떤 부분도 움직이지 않는다).

예시적인 실시예에서, 프레임(1070)은 패키지(1040)가 운반될 수 있는 트랙(1072)을 지지한다. 상기 트랙(1072)은 절단 스테이션(1114) 아래로 연장된다. 블레이드형 부재(1200)가 링을 절단할 때, 쿠폰은 절단 스테이션(1114) 아래 대기 패키지(1040)로(예를 들어, 중력 하에서) 떨어진다. 하우징(1400)은 쿠폰을 패키지(1040) 안으로 향하도록 형상화된다. 예시적인 실시예에서, 하우징(1400)은 안쪽으로 경사진 내부 표면(1402)을 갖는 스커트를 포함한다. 예를 들어, 패키지(1040)는 레일(1072)을 따라 절단 스테이션(1114) 아래의 위치로 이동될 수 있고, 다수의 링(1004)이 분할될 때 그곳에 남겨질 수 있다. 패키지(1040)가 가득 차면, 패키지(1040)는 레일(1072)을 따라 이동될 수 있으므로 다른 패키지(1040)가 절단 스테이션(1114) 아래의 위치를 차지할 수 있다. 다른 실시예에서, 절단 조립체(1000)는 절단 스테이션(1114)에서 하류 플랫폼(1040)으로 쿠폰을 이동시키기 위해 능동 쿠폰 전달 시스템을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

패키지는 방사성 폐기물 용기에 남아 있도록 설계될 수 있다. 패키지는 금속 패키지일 수 있다. 쿠폰을 금속 패키지에 포장하고 패키지를 방사성 폐기물 용기에 두는 것은 오염을 제어하는 데 도움이 된다. 절단 장치에 패키지를 적재하는 시점부터 패키지에 오염이 포함되어 있다. 일부 예에서, 절단 장치는 플랫폼 위에 있고 단면에서 절단 튜브(예: 절단 장치가 아닌 방향으로 공급되는 튜브)에 적용되며 쿠폰은 절단 장치에서 패키지로 이동되고, 따라서, 상기 플랫폼에 적재하는 순간부터 오염이 억제된다.

일부 예에서, 여러 개의 튜브(1004)가 쿠폰으로 절단된 후, 플랫폼(1052)은 낮아지고 산업용 로봇(1058)은 패키지(1040)(예를 들어, 각각 많은 쿠폰을 포함하는 복수의 패키지(1040))를 하역(offload)할 것이며, 여기서 패키지(1040)는 장기간 보관을 위해 폐기물(예를 들어 방사성 및/또는 오염된 폐기물) 용기 내부에 배치된다.

이제 도 26 내지 도 30을 참조하면, 적어도 일 실시예에서 링 슬라이서(1030)는 검사 스테이션(1115)을 포함한다. 상기 스테이션(1115)은 검사하고, 예를 들어 링 커터(1020)로부터 절단될 링을 수용하도록 구성된 링 슬라이서의 수용 부분(즉, 링 홀더(1118))이 절단될 링을 수용할 준비가 되었는지(예를 들어, 링 슬라이서(1030)에 의한 이전 슬라이싱 프로세스에 의해 형성된 쿠폰이 수용 부분 내부 또는 상에 남아 있지 않음)를 보장하도록 작동 가능하다. 검사 스테이션(1115)은 검사 시스템(1300)을 포함한다. 검사 시스템(1300)은 링(1004)의 일부가 남아 있는지 여부를 감지하는 센서 시스템(senser system)을 포함한다. 센서 예를 들어 먼 거리에서(즉, 원격으로) 홀더(118)를 감지할 수 있으며, 상기 센서 시스템은 홀더(1118)를 향한 카메라, 카메라로부터의 이미지를 처리하고 링의 일부가 남아 있는지에 관한 출력을 생성하는 이미지 처리 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 시스템(1300)은 홀더(1118)를 검사하고 파편이 감지되면 완화 프로세스를 구현하는 컴퓨터 비전 시스템을 포함할 수 있다.

상기 완화 프로세스(mitigation process)는 커터 어셈블리(1000)의 작동을 일시 중지하거나, 파편을 운반하는 홀더(1118)가 다른 스테이션을 다시 통과하도록 다른 링(1004)을 받지 않고 작동을 계속하거나, 또는 하나 이상의 이전 작업을 반복하기 위해 잔해물을 운반하는 홀더(1118)를 하나 이상의 이전 스테이션으로 복귀시키기 위해 이동 방향을 바꿀수 있다.

예시적인 링 세그먼터(1000)는 또한 스트리핑 스테이션(stripping station)(1112)을 포함한다. 상기 스트리핑 스테이션(1112)은 스트리핑 시스템(1301)을 포함한다. 스트리핑 시스템(1301)은 예를 들어 물리적 간섭 장치(interference device)(1302)를 포함할 수 있다. 물리적 간섭 장치(1302)는 검사 스테이션(1112)에 있는 홀더(1118)를 향해 이동 가능하고 그로부터 멀리 이동 가능하다. 간섭 장치(1302)는 홀더(1118) 상에 남아 있는 링(1004)의 임의의 부분을 밀어내도록 작동가능할 수 있다. 간섭 장치(1302)는 홀더(1118) 상에 남아 있는 링(1004)의 내부 표면(예를 들어, 블레이드(1202)가 적용되는 표면과 반대쪽 표면)에 적용될 수 있다. 간섭 장치(1302)는 바깥쪽으로 돌출하고 마운트(1305)로부터 아래로 연장되는(예를 들어, 홀더(1118)의 홈에 수용되는) 돌출 핀(1304)을 포함할 수 있다. 간섭 장치는 강체일 수 있다. 간섭 장치(1302)는 홀더(1118)로부터 멀어질 때(수축 위치) 홀더(118) 위에 있을 수 있다. 상기 간섭 장치(1302)는 홀더(1118)의 종축(1119)을 따라 결합 위치로 이동될 수 있다. 간섭 장치(1302)는 간섭 드라이브(1303)에 의해 구동된다. 간섭 드라이브(1303)는 라이너 경로를 따라 간섭 장치(1302)를 이동시키는 선형 드라이브일 수 있다.

링 세그먼터(1030)의 구성요소의 이동은 예를 들어 전기 및/또는 유압 액츄에이터(예를 들어 모터)에 의해 구동될 수 있다. 링 세그먼터(1030)의 구성요소의 이동은 예를 들어 볼 나사, 서보 드라이브 및/또는 랙 앤 피니언 드라이브에 의해 영향을 받을 수 있다. 링 세그먼터(1030)의 이동은 예를 들어 트랙을 따라 구동될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 테이블 드라이브, 하나 이상의 세그먼트 커터 드라이브 시스템 및/또는 하나 이상의 간섭 드라이브는 예를 들어 트랙을 따라 커터 드라이브 또는 간섭 드라이브를 구동하고/하거나 테이블 축(1034) 주위로 테이블을 회전시키는 전기 모터를 포함할 수 있다. 링 세그먼터(1030)는 하나 이상의 테이블 드라이브, 또한 하나 이상의 세그먼트 커터 드라이브, 하나 이상의 테이블 드라이브와 하나 이상의 간섭 드라이브, 및/또는 하나 이상의 세그먼트 커터 드라이브 및 하나 이상의 간섭 드라이브 역할을 하는 드라이브를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 링 커터(1020) 구동 시스템(들)은 링 세그먼터(1030) 구동 시스템(들)과 별개이다. 하나 이상의 세그먼트 커터 드라이브, 하나 이상의 테이블 드라이브 및/또는 하나 이상의 간섭 드라이브는 밀봉된 드라이브일 수 있다.

상기 절단 조립체(1000)의 절단 장치는 격납 하우징(1400)에 포함될 수 있다. 예시된 실시예에서, 격납 하우징(1400)은 절단 휠(1084) 및 블레이드형 부재(1200)를 둘러싼다. 예시적인 하우징(1400)은 링 세그먼터(1030)의 각 스테이션을 둘러싼다.

도 18 및 19를 참조하면, 일부 예에서 조립체(1000)는 세장형 부재(elongated member)(1410)를 포함하거나 이와 함께 작동 가능하다. 상기 세장형 부재(1410)는 튜브(1002) 내로 삽입될 수 있도록 튜브 축(1412)을 따라 이동 가능하도록 장착될 수 있다. 상기 세장형 부재(1410)는 예를 들어 슬라이딩 플랫폼(1414)에 의해 운반되어 축(1412)을 따라 튜브 내로 이동되고/되거나 연장 가능(예를 들어 텔레스코핑)될 수 있다. 예시적인 절단 조립체는 세장형 삽입 부재(1410)가 연장될 수 있는 채널(1420)을 정의한다. 상기 채널(1420)은 하우징(1400)의 개구부(1422), 턴테이블(1032)의 컬럼을 통과하는 보어(1404)를 포함하며, 각각은 링 커터의 채널(1086)의 축(1088)과 정렬되어 있다. 세장형 부재(1410)는 링 커터(1020)를 향해 튜브(1002)를 당기는 당김 시스템(pulling system)일 수 있다. 예를 들어, 세장형 부재(1410)는 반경방향으로 확장 가능한 헤드(1411)를 가질 수 있다. 사용 시, 연장된 부재(1410)는 튜브(1002) 내로 삽입될 수 있고, 그 다음 팽창성 헤드(1411)는 튜브(1002)의 내부 표면을 파지하기 위해 반경방향으로 팽창되고, 그 다음 연장된 부재(1410)는 링 커터(1020)를 향해 튜브(1002)를 당기기 위해 철회(withdrawn)될 수 있다. 세장형 부재 (1410)는 튜브(1002)를 피더 시스템(1010)으로 가져간 후 헤드(1411)를 후퇴시켜 튜브(1002)를 해제함으로써 튜브(1002)를 피더 시스템(1010)으로 전달(hand off)할 수 있으며, 그 결과 연장된 부재(1410)가 링 커터(1020) 및 링 세그먼터(1030) 밖으로 철수된다. 일부 실시예에서 상기 절단 장치는 연장된 부재(1410) 또는 채널(1420) 또는 플랫폼(1414)을 포함하지 않는다는 것이 이해될 것이다.

도 11 내지 도 19를 다시 참조하면, 예시된 실시예에서 상기 시스템(1000)에는 세 가지 하위 시스템 또는 기계가 포함된다: 앞으로 절단될 튜브를 공급하는 제1기계(공급 메커니즘 또는 하위 시스템 1010), 절단될 튜브에서 링을 절단하는 제2기계(링 커터 또는 링 커터 서브시스템 1020), 및 튜브에서 분리된 링(들)을 쿠폰으로 절단하는 제3 기계(링 슬라이서 또는 링 슬라이서 서브시스템 1030). 상기 절단 장치(1000)는 또한 하나 이상의 추가 기계 또는 서브시스템을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 실시예에서, 상기 절단 장치(1000)는 세 가지 기계 또는 하위 시스템 각각을 포함하지 않을 수 있고, 예를 들어, 절단 장치(1000)는 외부 장치 또는 조작자(예를 들어, 램(1060) 또는 인간 조작자)에 의해 구동되는 튜브의 움직임을 갖는 링 절단기(1020) 및 링 세그먼터(1030)를 포함할 수 있다.

이제 도 31 및 도 32를 참조하면, 공급 메커니즘(1010)은 링 커터(1020)가 앞으로 공급되는 튜브(1002)로부터 링을 절단할 수 있도록 짧은 증분으로 튜브(1002)를 앞으로 밀도록 작동 가능하다. 상기 공급 메커니즘(1010)은 절단될 튜브를 지지하기 위한 지지체, 예를 들어 롤링 플랫폼 또는 컨베이어를 지면 위에서 포함할 수 있다.

적어도 하나의 실시예에서, 공급 메커니즘(1010)은 시스템(1000)의 내부 또는 상류 단부에 위치된다. 적어도 일 실시예에서, 공급 메커니즘(1010)은 램(1060) 및/또는 긴 부재(1410)로부터의 핸드오프를 제공하고 절단될 튜브를 링 커터(1020)로 공급한다. 적어도 하나의 실시예에서, 공급 메커니즘(1010)은 절단될 튜브를 1 내지 20cm, 1 내지 10cm, 3 내지 6cm, 또는 약 4cm의 증분( increment)으로 링 커터(1020)로 공급한다.

예를 들어, 상기 공급 시스템(1010)은 공급 시스템(1010)을 통해 튜브를 이동시키기 위해 하나 이상의 전동 롤러, 암, 공압 구동 시스템 등을 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 상기 공급 시스템(1010)은 튜브(1002)의 외부 표면을 파지하고 튜브(1002)를 축방향으로 끌어서 튜브(1002)를 따라 이동시키도록 작동 가능한 그리퍼(gripper)를 포함한다. 상기 튜브(1002)를 이동시키기 위해 임의의 하나 이상의 공급 구동 시스템이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

상기 공급 시스템(1010)의 구성요소의 이동은 예를 들어 전기 및/또는 유압 액츄에이터(예를 들어 모터)에 의해 구동될 수 있다. 상기 공급 시스템(1010)의 구성요소의 이동은 예를 들어 볼 스크류, 서보 드라이브 및/또는 랙 앤 피니언 드라이브에 의해 영향을 받을 수 있다. 상기 공급 시스템(1010)의 구성요소의 이동은 예를 들어 트랙을 따라 구동될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 공급 드라이브는 전기 모터를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 공급 시스템(1010) 구동 시스템(들)은 링 커터(1020) 구동 시스템(들) 및 링 세그먼터(1030) 구동 시스템(들)과 별개이다. 하나 이상의 피드 드라이브는 밀봉된 드라이브일 수 있다.

적어도 하나의 실시예에서, 공급 메커니즘(1010)은 예를 들어 전기 모터에 의해 구동된다. 적어도 하나의 실시예에서, 공급 메커니즘(1010)은 유압 구성요소를 포함하지 않는다. 일부 실시예에서, 링 커터(1020)는 유압 구성요소를 포함하지 않는다. 일부 실시예에서, 링 세그먼터(1030)는 유압 구성요소를 포함하지 않는다. 절단 장치(1000)의 일부 구성요소는 일부 실시예에서는 링 세그먼터와 같은 유압 구성요소를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

적어도 하나의 실시예에서, 여기에 설명된 시스템은 스테이션 및/또는 메커니즘 사이에서 튜브 및/또는 튜브의 일부(예를 들어 링(들) 및/또는 쿠폰(들))을 전달하도록 구성된 하나 이상의 로봇 팔을 포함한다.

본 명세서에 기술된 출원인의 교시가 설명을 목적으로 다양한 실시예와 관련되어 있지만, 본 출원인의 교시가 본 명세서에 기술된 실시예가 예로서 의도되는 그러한 실시예로 제한되도록 의도되지는 않는다. 반대로, 여기에 설명되고 예시된 출원인의 교시는 여기에 설명된 실시예에서 벗어나지 않고 다양한 대안, 수정 및 등가물을 포함하며, 그 일반적인 범위는 첨부된 청구범위에 정의되어 있다.

Claims (28)

1. a. 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나를 지지하도록 작동 가능한 제1몸체;
   b. 상기 제1몸체가 상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나를 지지하는 동안 상기 제1몸체에 대해 상대적으로 이동 가능한 제2몸체를 포함하고,
   상기 제2몸체는 상기 외부 표면과 내부 표면 중 다른 쪽 표면에서 상기 튜브에 가해져서 튜브를 절단하도록 작동 가능하고,
   c. 여기서 상기 튜브에는 튜브 종축을 포함하고 제1몸체와 제2몸체는 튜브를 절단하기 위해 제1몸체에 대해 제2몸체를 이동시키는 것이 상기 튜브의 일부를 쿠폰(coupon)으로 절단하는 것을 포함하도록 형상화되고, 상기 쿠폰은 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 쿠폰 축방향 길이와 190도 이하의 쿠폰 각도(coupon angular) 범위를 갖는 절단 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 쿠폰은 각각 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 쿠폰 축방향 길이와 190도 이하인 쿠폰 각도 범위를 갖는 복수의 쿠폰인 절단 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 쿠폰 중 각 쿠폰의 쿠폰 축 길이는 복수의 쿠폰 중 다른 쿠폰 각각의 쿠폰 축 길이와 동일하고, 복수의 쿠폰 중 각각의 쿠폰의 쿠폰 각도 범위는 복수의 쿠폰 중 다른 쿠폰 각각의 쿠폰 각도 범위와 동일한 절단 장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1몸체와 제2몸체는 복수의 쿠폰 각각을 튜브로부터 동시에 절단할 수 있는 형상을 갖는 절단 장치.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 1 몸체와 제2몸체는 상기 튜브의 원통형 축 부분을 복수의 쿠폰으로 절단하도록 형상화되는 절단 장치.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 튜브를 절단하기 위해 제1몸체에 대해 제2몸체를 이동시키는 것은 상기 튜브를 전단 절단(shear cutting)하는 것을 포함하는 절단 장치.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 절단 장치는 커터 종축을 포함하고, 제 1 몸체는 서로 각도로(angularly) 이격되어 있고 각각이 적어도 부분적으로 길이 방향으로 연장되고, 복수의 쿠폰을 서로 분리하기 위해 상기 튜브가 제2몸체에 의해 길이 방향으로 연장되는 블레이드에 대해 구동될 때 각도로(angularly) 이격된 위치에서 튜브를 절단하도록 배치되는 복수의 길이 방향으로 연장되는 블레이드를 포함하는 절단 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1몸체와 제2몸체는 각각 콜렛(collet)과 시트(seat)를 포함하고, 상기 튜브의 외측 표면과 내측 표면 중 하나를 지지하는 것은 상기 제1몸체의 콜릿을 상기 제1몸체의 시트 내로 이동시켜 상기 제1몸체를 상기 튜브에 대해 맞물리도록 이동시키는 것을 포함하고, 상기 튜브를 절단하기 위해 상기 제2몸체를 상기 제1몸체에 대해 이동시키는 것은 상기 제2몸체의 콜릿을 제2몸체의 시트 내로 이동시켜 제2몸체를 제1몸체 쪽으로 가압(force)하고 상기 튜브를 제1몸체에 대해 밀어(push) 튜브를 전단 절단(shear cut)하도록 하는 것을 포함하는 절단 장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나는 외부 표면이고, 상기 제1몸체는 조임가능한(tightenable) 외부 콜릿을 포함하고, 따라서 제1몸체가 튜브의 외부 표면을 지지하도록 이동하는 절단 장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1몸체는 다이를 포함하고, 제2몸체는 상기 다이에 대해 링을 밀어내는 펀치로서 작동 가능한 절단 장치.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 다른 하나는 내부 표면이고, 제 2 몸체는 확장 가능한 내부 콜릿을 포함하며, 제2몸체가 펀치처럼 움직여 제1몸체의 다이에 대해 튜브를 밀어내는 절단 장치.
    
12. a. 제1항에 따른 절단 장치(cutter assembly);
    b. 튜브를 포함하는 표면(face)을 갖는 원자로를 포함하는 원자력 시설을 포함하고,
    상기 절단 장치는 튜브가 표면에서 제거될 때 상기 원자로로부터 튜브를 수용하고 튜브를 절단하기 위해 상기 표면을 교차하는(intersecting) 절단 장치 종축과 함께 원자로에 인접한 원자력 시설에 배치되는 핵 배관 해체 시스템.
    
13. a. 프레임;
    b. 상기 프레임에 장착되고 상기 튜브의 끝단에서 링을 절단하는 링 커터(ring cutter);
    c. 상기 프레임에 장착된 링 슬라이서(ring slicer)를 포함하고,
    상기 링 슬라이서는 상기 링을 고정하는 지지 부재와 상기 지지 부재에 대해 이동 가능한 블레이드 부재를 포함하고,
    상기 링 슬라이서는 상기 링 커터로부터 지지 부재 상으로 링을 수용하고 상기 링이 지지 부재에 의해 지지되는 동안 상기 블레이드 부재의 단일 패스 작업으로 링을 복수의 쿠폰으로 슬라이스하도록 작동 가능한, 튜브의 부피를 줄이기 위한 절단 장치.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 링 커터는 튜브를 절단하기 위해 튜브의 단부에서 튜브의 측벽에 적용되도록 작동 가능한 적어도 하나의 커팅 휠을 포함하고, 그리고 상기 적어도 하나의 커팅 휠은 튜브의 단부로부터 링을 절단하기 위해 상기 튜브를 절단하기 위해 튜브의 측벽에 적용되는 동안 튜브의 종축 주위로 회전되도록 추가로 작동 가능한 절단 장치.
    
15. 제13항에 있어서,
    상기 지지 부재는 블레이드 부재가 지지 부재로부터 제거된 상승 위치와 지지 부재에 인접한 하강 위치 사이에서 이동 가능한 상태로 블레이드 부재 아래에 장착되고, 상기 절단 장치는 상기 지지 부재로부터 떨어지는 복수의 쿠폰을 수용하기 위해 지지 부재 아래에 수집 용기를 더 포함하는 절단 장치.
    
16. 제13항에 있어서,
    상기 프레임에 고정된 공급 기계를 더 포함하고, 상기 공급 기계는 튜브를 링 절단기 안으로 공급하도록 작동 가능한 절단 장치.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 공급 기계는 상기 튜브를 링 커터에 1 내지 10 cm의 증분으로 공급하도록 작동 가능한 절단 장치.
    
18. a. 원자력 시설에 절단 장치를 설치하는 단계;
    b. 상기 원자력 시설의 튜브를 상기 절단 장치에 공급하는 단계;
    c. 상기 절단 장치를 이용하여 상기 튜브의 끝단에서 링을 절단하는 단계, 여기서 상기 링은 튜브의 종축을 따른 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 링 축방향 길이를 갖음;
    d. 상기 절단 장치의 제1몸체로 상기 튜브의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나를 지지하는 단계;
    e. 상기 제1몸체가 상기 링의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나를 지지하는 동안, 상기 제2몸체를 링에 적용(apply)하여 상기 링을 복수의 쿠폰으로 동시에 절단하기 위하여 상기 절단 장치의 제2몸체를 상기 제1몸체에 대해 이동시켜 링을 복수의 쿠폰으로 절단하는 단계를 포함하고,
    f. 여기서 각각의 쿠폰은 링 축방향 길이보다 작은 쿠폰 축방향 길이와 190도 이하인 쿠폰 각도 범위를 갖는 튜브 절단 방법.
    
19. 제18항에 있어서,
    상기 절단 장치를 설치하는 단계는 원자력 시설의 원자로의 표면에 인접하게 상기 절단 장치를 설치하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 튜브는 상기 원자로 시설의 원자로 표면의 일부이고, 상기 튜브의 일부분을 쿠폰으로 절단하는 단계는 상기 튜브가 표면에서 제거될 때 튜브의 부분을 복수의 쿠폰으로 절단하는 단계를 포함하고, 복수의 쿠폰 각각은 튜브의 튜브 축방향 길이보다 작은 쿠폰 축방향 길이 및 190도 이하인 쿠폰 각도 범위를 갖는 방법.
    
20. 제18항에 있어서,
    상기 제1몸체는 다이를 포함하고, 상기 제2몸체는 펀치로 작동 가능하며, 상기 링을 복수의 쿠폰으로 전단 절단하기 위하여 상기 링을 상기 다이에 대하여 힘을 가하기 위해 펀치를 적용함으로써 상기 제2몸체는 링의 외부 표면과 내부 표면 중 다른 쪽 표면에서 링에 부착되어 링을 복수의 쿠폰으로 동시에 절단하는 방법.
    
21. 제18항에 있어서,
    상기 제2몸체는 블레이드형 부재이고, 링을 복수의 쿠폰으로 동시에 절단하기 위해 링에 제2몸체를 적용하는 단계는 링을 복수의 쿠폰으로 슬라이스하기 위해 블레이드형 부재의 블레이드를 링에 적용하는 단계를 포함하는 방법.
    
22. 제21항에 있어서,
    상기 링은 링에 대해 단일-패스 절단으로 블레이드형 부재를 적용하는 동안 링을 지지함으로써 복수의 쿠폰으로 슬라이스되는 방법.
    
23. 제21항에 있어서,
    단일-패스 절단은 링의 종축에 평행한 블레이드 부재의 이동인 방법.
    
24. 제23항에 있어서,
    상기 블레이드형 부재는 강체(rigid body)인 방법.
    
25. 제21항에 있어서,
    상기 외부 표면과 내부 표면 중 하나는 외부 표면이고, 단일-패스 절단은 환형 링을 복수의 쿠폰으로 슬라이스하기 위해 환형 링 위에 블레이드형 부재를 삽입하는 것을 포함하는 방법.
    
26. 제21항에 있어서,
    상기 (c) 단계와 (e) 단계사이에서 링을 제1 스테이션에서 제2 스테이션으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 방법.
    
27. 제21항에 있어서,
    상기 (c) 단계와 (e) 단계사이에서 수평 구성(horizontal configuration)으로 환형 링을 회전시키는 단계를 더 포함하는 방법.
    
28. 제21항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 적어도 하나의 절단 휠을 사용하여 튜브의 단부로부터 환형 링을 절단하는 단계를 포함하는 방법.