KR820000308B1 - 격납용기내의 원자력 증기 발생기로부터 관 제거 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

격납용기내의 원자력 증기 발생기로부터 관 제거 방법

제 1 도는 증기 발생기를 부분 절개한 투시도.

제 2 도는 증기 발생기 하부의 투시도.

제 3 도는 증기 발생기 상부의 투시도.

제 4 도는 부가한 부분을 제거한 증기 발생기 하부의 투시도.

제 5 도는 수분 분리기 제거장치의 일부에 대한 투시도.

제 6 도는 증기 발생기 급수링의 투시도.

제 7 도는 랩퍼(wrapper) 지지체 절단기를 도시하는, 증기 발생기 하부를 부분 절개한 투시도.

제 8 도는 랩퍼와 쉘(shell) 사이가 환상으로 유지되도록 하고 관다발을 제거하기 위한 장치의 부분단면도.

제 9 도는 관다발이 쉘로부터 제거될때 사용되는 관다발 지지체나 텔레스코핑쉴드(telescoping shield)를 갖춘 증기 발생기의 하단부의 꼭지에 대한 부분 단면도.

제 10 도는 관다발이 쉘의 바부로부터 제거되었음을 나타내는 증기 발생기의 하단부의 수정된 꼭지에 대한 부분 단면도.

제 11 도는 관들은 관판(tube sheet)으로부터 절단하기 위한 쉘과 랩퍼에서의 수정된 꼭지와 개구들을 나타내는 증기 발생기의 하부에 대한 단면도.

제 12 도는 관판에 근접한 쉘의 개구들과 관판으로부터 관들을 절단해내는 토오치및 관사이판의 용접물을 제거하는 기구를 나타내는, 증기 발생기의 부분 단면도.

제 13 도는 관판에 근접한 쉘의 개구와 관판으로부터 관들을 절단하는데 사용되는 연마 절단기를 나타내는, 증기 발생기의 부분 단면도.

본 발명은 증기 발생기가 격납용기내에서 수직으로 놓여 있을때 원자력 증기 발생기로부터 관들을 제거하는 방법에 관한 것이다.

가압 수형 원자로는 1차 원자로 냉각재로부터 2차 냉각재로 열을 전달하여 증기터어빈을 가동시키는 증기를 형성하게 되는 증기 발생기를 사용한다. 콘덴서 누설은 종종 담함수이기도한 순화수를 2차 냉각재와 혼합시켜 증기 발생기에 유입시킴으로써 증기 발생기내에 좋지 않은 화학 현상을 유발하게 된다.

수처리 및 감압은 관 누설을 유발하는 부식으로부터 증기 발생기를 완전히 보호하지 못한다. 누설되는 관의 수효가 늘어나면 증기 발생기의 교체가 바람직해진다. 그러나 증기 발생기는 보장된 콘크리트 용기(격납 용기)에 위치하고 있으므로 증기 발생기의 제거에는 격납용기의 보강된 콘트리트 벽의 많은 부분의 철거가 필요하게 된다. 그러나 이것은 시간소비이고 낭비일뿐이다.

그러므로 격납용기내에서 증기 발생기를 교체할 수 있는 가능한 방법을 제공하는 것이 본 발명의 주 목적이되는 것이다. 이러한 목적을 염두에 두면 본 발명은 쉘과, 상기 쉘의 하단부에 위치한 관판과, 관판으로부터 쉘내부까지 상측으로 연장되어 쉘내의 관다발을 형성하는 다수의 관들을 갖는 상기 증기 발생기로부터 관들을 제거하여 다시 꽂는 방법에 있게 된다. 또한 상기 방법은 쉘의 하부로부터 상부를 절단하고 제거하며, 쉘에 인접하고 관판의 상부에 있는 큰 개구중 적어도 한개를 절개하고, 관판위의 관들을 절단하며, 방사능 차폐물을 쉘의 꼭대기에 위치 시키고 관다발을 방사능 차폐물의 가까이로 들어올리고, 방사능 차폐물을 관다발과 그속의 랩퍼와 함께 쉘로부터 제거하는 과정으로 특징 지어진다.

본 발명을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하며 다음과 같다. 제 1 도에서 보면 증기 발생기 1은 수직지향성의 쉘 3을 갖고 있는데 이 쉘 3는 하부원주부 5와 이 하부보다 직경이 큰 상부원주부 7, 그리고 이 양쪽을 이어주는 원추때 연결부 9로 구성되어 있다. 관판 11은 쉘의 하단부 5상에 놓여있고, 관판 11로부터 상측으로 연장된 U자형 관들 13의 단부를 받아들일 수 있게끔 다수의 구멍들을 갖고있다.

반구형 채널 헤드 15는 관판 11에 이르기까지 조여있고 그안에 분할기판 17을 갖는다. 일차 냉각재 유입 노즐 19는 일차 유출냉각재를 채널헤드 15의 한 부분에 공급하며, 배출노즐 21은 채널헤드 15에 위치되어 있어 일차 유출 유체를 원자로로 되돌려보낸다(도시되지 않았음).

U자형의 관들 13은 인접되어 묶여있어 관다발을 형성하며 쉘3의 하부내에 수직방향으로 위치되어 있다. 다수의 지지판들 25는 관다발 23 전반에 결쳐 위치하여 관들 13을 여러 위치에서 지지하여 유도진동을 감소시킨다.

진동억제 바아 27들은 관 13들의 굴곡부에 인접되게 위치하여 관다발 23의 이 부분에서의 진동을 억제한다.

랩퍼 또는 슬리이브 29는 관다발 23과 쉘 3 사이에 위치하여 그 사이에 환상의 간격 31을 형성한다. 랩퍼 29의 상단부는 반구형의 캡 33으로 둘러싸여 있으며 이 캡에는 원심 수분 분리기 35들과의 유채전달을 하는 다수의 개구 34가 위치되어 있다. 원심수분 분리기 35들은 두 부분으로 이루어져 있는데, 하부 37은 다수의 바람개비 38을 감싸는 원주체로 형성되고 상부 슬리이브부 38는 관구판 41에 이르기까지 조여지는데 이 관구판은 슬리이브부 39들과 정합되어서 원심적으로 약간의 수분을 내는 증기를 증기 발생기 1의 상부에 인입시킨다.

2단계 수분 분리기 43은 증기발생기 1의 상부에 위치하며, 증기발생기의 상단부를 감싸는 상측 접시형 헤드 47의 중앙에 위치한 증기유출 노즐 45로 증기가 인입되기 전에 증기로부터 잔여 수분을 제거하는 역할을 한다. 급수 유입 노즐 49와 급수배급링 51은 확대된 부분의 하단부나 연결체 9에 인접된 증기발생기 1의 상부에 위치한다.

증기발생기 1은 교체하는 시스템 및 방법으로서 격납용기(도시되지 않았음)내에서 수직 지향될때 쉘 3의 외측면으로 부터의 절연, 특히 연결체 9의 급수 유입 노즐 49바로위 부분으로 부터의 절연을 제거하는 것을 포함한다.

격납용기의 윗틈, 관 13들의 길이 및 관 13들이 제거되고 대치되는 방법등에 의거하여, 증기 발생기 쉘 3이 절단되는 높이가 결정된다. 쉘의 절단은 가능한한 쉘 3의 높이와 같은 높이로 환상 절단을 함으로써 수행된다. 절단은 그 라인딩으로써 하는 것이 좋다. 그러나 이를테면 산소－아세틸렌, 공기아아크, 프라스마 연소나 다른 절단방법이 사용될 수 있다. 관의 머치가 완전히 이루어졌을때 쉘의 상부 7을 하부 5에 재용접하려면, 환상의 트랙 53과 자동구동 장치 55가 재용접에 알맞는 각도로 균일하게 절단되는 것이 바람직하다. 고로 가장 정밀한 절단방법인 그 라인딩이 좋다. 트랙 53과 구동장치 55는 관의 대치가 완전히 이루어진 후 쉘에 밀폐용접을 하는데에도 쓰일 수 있다. 도시되지 않았으나 클립들이 절단부를 브릿징하여 쉘의 상부및 하부의 상대적 위치를 유지시켜줌으로써 절단및 재용접시에 절단및 용접의 균일화를 기할 수 있다.

증기 발생기 절단의 준비기간 및 절단시에 다른 작업도 동시에 행해진다. 증기유출 파이프가 증기유출노즐 45로부터 절단되고 통로 46이 제거되며 증기 발생기내의 작업이 시작된다. 채널헤드 15는 제염(오염 제거)될 수 있다. 관 13들과 관판 11들 사이의 봉합 용접은 그－라인딩 또는 다른 절단 장치에 의하여 제거될 수 있는데 이 절단은 관 13들과 관판 11들 사이의 용접부에 대하여 이루어진다. 헤드 15가 제염되었다 할지라도 헤드 15의 방사능 레벨은 관 내부의 방사능 침전물로 인하여 아직도 높기 때문에 제 11, 12, 13 도에 도시되고 1977년 3월 8일에 제출된 특허출원 제 775, 676 번에 상술된 바와같은 원격 조정 가능한 그라인딩등의 절단기를 사용하는것이 바람직하다.

제 2, 3 도에 도시한 바와같이 쉘 3이 분해되면 쉘 3의 상부 7은 수분분리기 43의 2단, 관구판 41과 슬리이브 39들과 함께 제거되는데 이들은 쉘 3의 상부 7에 부착되어 있다가 함께 제거되는 것이다.

급수배급링 51은 급수노즐 49로부터 절단되어 제거된다. 캡33은 제 4, 5, 6 도에 도시한 바와같이 실린더 7와 바람개비 38과 함께 랩퍼 29로부터 절단되고 제거된다.

절단기 57은 랩퍼 29와 쉘 3 사이의 고리형 간격 31에 까지 내려진다. 절단기 57은 한쌍의 연장된 평행봉을 포함하는데 이것들은 각 단부에서 활모양의 판 59와 봉 58들 사이에 위치되며 거기에 평행한 나선줄 61에 의하여 지시된다. 나선줄 61은 판 59들에 회전 가능하게끔 연결되고 구동모터 63이 나선줄 61에 연결되어 양쪽 방향으로 돈다. 토오치장치 65는 봉 58들 위에 경사지게 위치되고 내부에 나선진부분(도시되지 않았음)을 갖는데 이 부분은 나선줄 61과 맞물리고 이것에 의해 토오치장치 65는 구동모터 63이 가동되면 봉 58들을 따라 상하 운동을 하게 된다.

산소와 아세틸린 호스들 67과 69는 각각 토오치장치 65의 한쪽 측면에 위치한 토오치 노즐 71에 연결되어 있다. 롤러 73들(볼 롤러이면 더욱 좋음)은 토오치장치의 반대편 측면상에 위치하여 토오치장치 65가 상하 운동할때 쉘 3 또는 랩퍼 29와 접촉한다.

고(高) 산소 불꽃은 패드(pad) 75들을 절단하여 랩퍼 29를 쉘로부터 간격지게 떼어내는데 사용된다.

패드 75들은 일반적으로 랩퍼 29로부터 쉘 3까지 이르는 다리를 갖는 채널이며, 수직으로 배열되는 것이 보통이고 토오치장치 65를 상하운동시킴으로써 절단될 수 있다.

랩퍼 29와 쉘 3 사이의 고리형 간격을 유지하기 위하여 다수의 롤러 77들이 평평한 평행봉 79들 사이에 위치되었다.

롤러들도 축 81에 회전가능하게 위치되어 봉 79들을 간격진 관계로 유지시키는 역할을 한다. 롤러들은 일반적으로 패드 75에 인접되어 패드 75들이 토오치장치 65에 의해 절단될 때 랩퍼 29와 쉘 3 사이의 간격을 유지시켜 준다.

커다란 홀 또는 개구 85들을 관한 11상의 인접한 쉘 3내에서 절단된다. 개구 85들은 일반적으로 관로(管路) 가까운 쉘 3의 반대편 측면상에 위치되거나 작은 반경의 관 13들의 다리사이에 형성된다. 양호한 위치관계에서는 개구 85에 인접한 쉘 3의 외측으로의 접근이 자유로운한, 관판 11상 인접한 그 어디에나 하나의 개구가 있다.

각 개구 85는 쉘내에서 네가티브 압력이 유지되게끔 충분히 봉해진다. 쉘내의 네가티브 압력을 유지하기 위해 팬 또는 송풍기 86들이 여러 위치에 설치된다. 송풍기들은 입자분리 및 집적 시스템으로 연결된다(도시하지 않았음).

제 12 및 13 도에 도시한 바와 마찬가지로 개구 85들중의 한개는 납 실린더 87과 납유리 덮개판 89에 의해 폐쇄되어 있다. 덮개판 89는 조명 및 텔리비죤 카메라장치 91용의 개구들을 갖고 있다. 장갑상자 93이 덮개판 89내에 위치된다.

제 13 도는 프라스마토오치 95들이 개구 85들의 하나에 주입되어 관 13들을 둘로 절단하는 것을 보여주고 있다.

처음에는 관판에서 가까운 쪽을 다음에는 먼쪽의 관을 절단하고 각 관으로부터 작은 조각을 제거하여 관다발 23의 나머지 관 13들을 절단하기 용이하게 한다.

제 13 도는 관절이 있는 아암 97상에 위치한 한쌍의 연마 절단기를 도시하고 있다. 연마절단기 95는 일반적으로 간격지어 위치된 회전가능한 연마판 99과 일반적으로 관 13들에 수직인 평행판들을 갖고 있다.

차폐되거나 납으로 만들어지는 것이 바람직한 도관 103은 납실린더 87과 연결 위치되며, 관 처리 탱크 105에 연결된다.

연마절단기 95나 프라스마토오치 94에 의해 절단된 관 13들의 조각은 도관 103으로 떨어뜨러져서 처리 탱크 105로 들어감으로써 쉘 3에서 제거된다.

관 13들과 패드 75들이 절단되면 관다발 23과 랩퍼는 제 9 도에 시한장치를 이용하여 제거할 수 있다. 이 장치는 관다발 23과 랩퍼 29가 쉘 3의 하부 5로부터 들어올려질 때 관다발 23과 랩퍼 29 주위의 차폐물 114를 형성하게 되는 서로 포개지는 벽부위 113과 비임 111을 결합하고 있다.

스프레더 바아(spreader bar) 115 및 다른 적합한 장치가 관다발 23과 랩퍼 29를 비임 111에 부착시키는데 사용된다.

납 브라켓트(bracket) 117은 관다발의 상단부위에 위치되어 관다박 23과 랩퍼 29가 쉘로부터 제거되었을때 차폐물 114의 상단부로부터의 방사능을 감소시키는 역할을 한다.

제 10 도 및 11 도는 대처용의 방사능 차폐물 또는 캐스크(cask) 121로서 관다발 23과 랩퍼 29이 쉘 3으로부터 제거될때 그것들을 받아들이기 위해 쉘의 하부중 상단부상에 위치한다.

캐스크 121은 쉘 3의 하부중 새로 잘린 윗 모서리상에 위치한 기저부 123을 포함하고 있다. 환상봉함링 또는 다른 봉함장치 125가 기저부 123과 새로 잘린 모서리 사이에 위치되어 밀폐된 봉함을 형성하며 캐스크 121이 제자리로 내려질때 새로 잘린 모서리가 손상되지 않도록 보호하여 준다. 기저부 123은 바닥판 129를 받아들이기 위해 그 안에 설치된 스롯 127을 갖고 있는데 이 바닥판을 스롯 127에 딱맞게 되어있고 캐스크 121의 바닥부분을 감싸고 있다.

캐스크 121은 서로 끝과 끝이 결합되어 연장된 원주형 캐스크 121을 형성하는 두터운 벽의 원주형 조각들로 이루어져 있다. 단부들은 용접이나 그밖의 장치로 단달하게 연결되어 단단한 구조를 이루고 밀봉은 이 조각들의 접속에서 이루어지는 것이다. 이 조각들의 접속은 충분히 단단하게 되어서 쉘 3의 하부의 꼭대기에 위치되고 그 안의 관다발과 랩퍼 29와 함께 제거될때 케스크 121은 한개의 유니트로 취급될 수 있어야 한다.

캐스크 121의 꼭대기에는 그와 상호 연관되어 감아올리는 장치 131이 있는데 이것은 권양기 133, 블럭 135, 택클(tackle) 137, 훅(hook) 139들, 스프레더 바아 141 및 다른 감아올리는 장치를 포함하며 관다발 23과 랩퍼 29를 쉘 3으로 부터 캐스크 121로 들어올린다.

관다발 23과 랩퍼 29가 캐스크 121내에 있을 때 바닥판 129는 미끄러져 들어오며, 캐스크 121, 관다발 23 및 랩퍼 29가 쉘 3하부로부터 제거된다. 관다발 23, 랩퍼 29 및 캐스크 121이 쉘 하부로부터 제거된 후 랩퍼 29와 관다발 23은 세조각으로 절단되며, 이 조각들은 캐스크 121의 조각들에 꼭대기나 바닥 혹은 양쪽 폐쇄판을 추가하여 줌으로써 캐스크 121의 세조각내에 밀폐된다.

관판 11 및 쉘의 내부는 제염되고 깨끗이 된다.

관 사이 판들의 용접물은 절단기 56에 의해 제거되고 상업적으로 유용한 관 당김 기구들이 사용되어 관 13들을 관판 11을 통해 위로 당기고 관 13들의 이러한 조각들은 도랑 103 및 관처리탱크 105로 보내진다.

관판 11의 홀들은 필요하면 제염되고 수선된다. 새로운 랩퍼 29는 쉘 3 하부로 내려져서 쉘 3 내부에 위치되며 거기에 고착된다.

관지지판 25들은 랩퍼내에 위치되며 새로운 관 13들은 지지판 25들과 관판 11들의 홀들을 통과한다.

관 13들은 관 판 11의 홀들에 위치되고, 관판 11에의 용접이 행하여진다. 나머지 관 13들이 제자리에 위치되면 관들은 유압 팽창 또는 다른 방법에 의하여 관판의 맨 밑바닥에까지 꼭 맞도록 팽창된다.

진동바아 27들은 제자리로 미끄러져 들어와서 고착되며 도움(dome) 캡 33은 제 2 도에 도시한 바와 같이 랩퍼상에 위치되며 용접된다. 이때 급수링 51이 대치된다. 쉘의 상부가 대치되고 환상용접이 행해진다. 용접은 열처리되고 방사선 사진을 찍어 조사한다.

이때 증기발생기 1은 시동된다. 즉, 모든 맨홀 및 개구는 닫히고 유체정역학적 시험이 쉘의 종합적 성능이 요구에 따르도록 하기 위하여 행해진다. 파이프가 연결되며 새로운 관들을 갖춘 증기 발생기가 새로운 조건으로 작동될 준비를 갖추게 되는 것이다.

이제까지 서술된 방법은 증기발생기의 품질을 높혀서 원자로의 연속적인 작동을 가능하게 하며, 이러한 수선 및 품질향상은 용기로의 접근이 대단히 어려운 상태인 증기발생기가 격납용기 안에서 수직 지향되어 있을때 행하여지므로 관을 대치하는 작업은 그 제조방법과는 전혀 다르다.

Claims (1)

1. 쉘과, 상기 쉘의 하단부에 위치한 관판, 관판으로부터 쉘 내부까지 상측으로 연장되어 쉘내의 관다발을 형성하는 다수의 관들을 갖는 증기 발생기로부터 관들을 제거하고 교체하는 방법에 있어서, 쉘의 상부를 하부로부터 절단제거하고 관판위 인접된 곳에서의 쉘의 큰 개구를 적어도 하나 절단하고, 관판위의 관들을 절단하고 방사능 차폐물을 쉘의 꼭대기위에 설치하고 관다발을 차폐물 속으로 들어올려 폐쇄하고, 방사능 차폐물을 관다발 및 랩퍼와 함께 쉘로부터 제거하는 과정으로 특징지워지는 방법.

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