KR820001246B1 - 원자로용 방사선조사 감시시험기의 호울더튜우브 폐쇄장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원자로용 방사선조사 감시시험기의 호울더튜우브 폐쇄장치

제1도는 본 발명에 따른 폐쇄장치에 의하여 폐쇄된 튜우브를 보인 부분단면도.

제2도는 본 발명에 따라 구성된 폐쇄장치의 단면도.

제3도는 제2도 폐쇄장치의 한 부재의 일부를 절개표시한 측면도.

제4도는 제3도의 4-4선 방향에서 본 평면도.

제5도는 제2도의 폐쇄장치의 다른 부재를 보인 측면도.

제6도는 제5도의 6-6선 방향에서 본 평면도.

제7도는 제2도 폐쇄장치의 또 다른 부재를 보인 측면도.

제8도는 제7도의 8-8선 방향에서 본 평면도.

제9도는 제2도의 9-9선 단면도.

제10도는 설명을 목적으로 제2도의 일부를 회동시켜 보인 부분단면도.

제11도는 제10도의 11-11선 단면도이다.

본 발명은 도관(導管)의 구멍과 같은 개방구를 폐쇄하고 구멍내의 부재를 일탈(逸脫) 가능하게 고정하는 장치에 관한 것이며 특히 원자로에서 사용되는 관상(管狀)의 방사선조사 감시시험기의 호울더(holder)를 폐쇄하기 위한 폐쇄장치에 관한 것이다.

원자로용기의 방사선물질을 감시하기 위한 프로그램은 원자로작동중에 원자로의 기계적인 특성에 따라 일어나는 방사선 및 온도변화를 검출할 수 있도록 설계된다. 전형적으로 방사선조사 감시시험기는 원자로용기의 방사선조사 지역내에 구성되는 부품을 조립하는데 사용되는 실질재료로써 만들어진다.

일반적으로 감시시험기는 시험기용입용 캡슈울(capsule)내에 장전되어 원자로용기내측에 핵연료집합체의 유효높이로 직접 위요된 지역으로서의 제한된 벨트라인(belt line)지역내로 투입되는 호울더조립체내에서 조립된다. 감시캡슈울은, 원자로용기내의 중성자선속 스팩트럼, 온도변화(temperature history) 및 최대로 축적된 시적분 중성자속을 가능한 한 있는 그대로 검출하기 위하여 감시되는 원자로용기의 노출을 나타내는 중성자노출 및 열노출을 받아들이도록 원자로용기의 내부벽 가까이에 위치된다. 호울더조립체와 감시캡슈울은 캡슈울의 주기적인 일탈과 고체캡슈울의 삽착이 허용되어야 한다. 따라서 호울더조립체와 감시캡슈울은 감시캡슈울의 회수와 교체캡슈울의 삽착이 용이하여야 하며, 호울더조립체는 정상상태 및 과도현상 상태하에서 냉각재 압력과 유동에 의한 캡슈울의 손상 또는 파괴되지 않도록 적당히 캡슈울을 보호하여야 한다.

어떤 감시시험기 조립장치에 있어서는 시험기캡슈울은 수직배향된 속이 비고 기다란 용기나 호울더에 종방향으로 장설된다. 이 기다란 용기는 일반적으로 캡슈울의 총길이보다 길며, 삽착 및 일탈작동중에 캡슈울의 운반이 용이하도록 벨트라인지역의 상부로 향하는 상측부를 포함한다. 여기서 종방향의 억제수단은 용기의 상부로부터 캡슈울의 최상측부까지의 거리를 이동하게 되면 스프링 부하에 의하여 캡슈울을 종방향으로 속박하는 기다란 막대(bar)의 형태를 취한다.

축방향의 간극은 캡슈울의 삽착과 일탈을 허용토록 요구되나 어떤 설계에 있어서는 캡슈울의 측방향 억제수단이 생략된 것도 있다. 캡슈울을 축방향으로 억제될 수 있도록 한 다른 설계는 캡슈울이 용기의 내벽과 제한된 접촉에 의하여 그 효과가 이루어질 수 있도록 하였다. 이러한 장치에 있어서는 다수의 본질적인 단점이 나타났었다. 스프링 부하가 가하여지는 기다란 종방향 억제구는 진동 부하를 유발시켜 마모를 일으키고 감시시험기조립체를 못쓰게 하였으며, 특히 축방향 억제가 생략되거나 캡슈울에 진동을 유발하는 유압상태하에 놓이게 된다. 그러나 시험기 용입용 캡슈울과 이들의 호울더 사이의 차동열팽창을 조절하기 위하여 측방향의 억제력이 그대로 남아 있을 필요가 있는 것이다.

따라서 예상된 열팽창을 조절하는 동안 진동없이 호울더의 튜우브내에 시험기 용입용 캡슈울을 적당히 억제시킬 수 있는 폐쇄장치를 필요로 하게 된 것이다. 이 폐쇄장치는 일탈가능하게 고정시킬 수 있어야 하며 방사능 때문에 원거리에서 작동시킬 수 있어야 한다.

본 발명은 튜우브와 같은 환상구멍의 개방구내에 감시시험기 캡슈울과 같은 기구로 일탈가능하게 고정시킬 수 있도록 폐쇄하는 폐쇄장치를 제공하는데 있는 것이다. 이 폐쇄장치는 다수의 기다란 괘지구가 연장되게 한 환상의 쳄버(chamber)를 포함하는 괘지부재로 구성되고, 괘지부재는 축방향으로 이동할 수 있도록 괘지부재내에 배치된 작동부재의 일부와 접하게 되어 있다. 작동부재는 괘지구가 괘지되는 위치와 작동부재내에 고정된 위치 사이에서 괘지구의 위치가 정하여지도록 축방향이동을 한 다음 원거리에서 조정할 수 있는 수단이 괘지구를 적소에 위치시키고 튜우브내에 감시시험기를 장전하기 위하여 작동부재를 이동시키도록 제공된다.

본 발명을 첨부된 예시도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서, 번호(20)는 내측의 환상립(21)이 형성된 감시시험기 호울더튜우브의 단부를 나타내는 것으로, 감시시험기조립체는 본 발명의 요부가 아니므로 그 도시와 설명을 생략하였다. 호울더튜우브(holdertube)(20)의 상측단은 호울더튜우브의 내부로 그 일부가 연장되고 환상형립(21)과 일탈가능하게 결합될 수 있는 수단이 착설된 폐쇄장치(22)로 폐쇄된다. 이 폐쇄장치(22)는 감시시험기 캡슈울(23)의 인접단부와 교합되게 되어 있다. 이는 제2도에서 상세히 도시되어 있는데, 폐쇄장치(22)에는 인접시험기 캡슈울의 상측단에 형성된 요입부(26)(제1도)로 삽착되는 V자형 쐐기부재(25)가 형성되어 있다. 이 폐쇄장치(22)는 하단이 V자형 쐐기부재(25)에 연결된 원주형의 기다란 작동부재(30), 쐐기부재(25)위에 있는 작동부재(30)의 최하단부를 부분적으로 위요하는 와샤의 집단 및 원판형 스프링(31)과 작동부재 하부의 원판형 스프링 상부에서 작동부재(30)의 일부를 위요하고 있는 괘지부재(32)로 구성된다. 작동부재(30)은 이후 기술되는 바와 같이 괘지부재(32)에 대하여 직선이동을 하도록 되어 있다. 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 작동부재(30)의 외향상측단부는 작동부재(30)와 괘지부재(32) 사이에서 축방향으로 자유롭게 움직일 수 있도록 하기 위하여 괘지부재(32)와 상호 결합되는 여러개의 평행한 스플라인(spline : 각전)(33)이 형성되어 있다. 캠표면부(34)는 작동부재의 외측의 방사상으로 돌출되어 있으며, 이 캠표면부(34)는 스플라인(33)과 상측요구(36)가 형성된 하측의 방사상 견부(肩部)(35)사이의 중간에 형성되어 있다. 작동부재는 견부(35)의 하측부로 그 하단이 돌출되어 종방향으로 연장한 원주상 보스(boss)(37)를 포함한다. 또한 작동부재(30)에는 그의 상측단부내의 중심에 부분적으로 나조를 형성시킨 종방향의 구멍(40)(제2도 참조)이 천설되어 있다. 이에 대하여 제2도에서 보인 바와 같이, 폐쇄장치(22)는 작동부재(30)의 나조가 형성된 중심구멍(40)으로 연장되어 계합되는 하단부에 나사부가 형성된 나사식 잭(jack screw)(41)을 포함한다.

제5도에서 보인 바와 같이, 나사식 잭(41)은 나조가 형성되지 않은 동체(43)에 연결된 하측 나사부(42) 하측단이 동체(43)에 연결되고 상측단이 축(45)에 연결된 중간의 방사상 축수견부(44), 상측 축수견부(46)와 헤드(head)(47)로 구성되고, 제6도에서 보인 바와 같이 요입부가 형성된 육각형의 소켓(48)이 헤드(47)에 형성되어 있으며 헤드(47)의 주면에는 여러개의 종방향의 세로홈(49)이 새겨져 있다(제5도).

제1도, 제7도 및 제8도에서 보인 바와 같이, 괘지부재(32)는 원주상 쳄버(52)로부터 연장되고 슬롯(slot)(51)에 의하여 간격이 형성된 여러개의 괘지구 또는 괘지핀(50)을 가진 속이 빈 원주상 구조로 되어 있다. 각 괘지핀(50)의 하단에는 호울더튜우브의 립(21)과 계합되도록 구성된 "C"자형 파지면(把枝面)(54)으로 이루어진 돌출부(53)가 형성되어 있다. 괘지핀의 외측 돌출부(53)의 대향측에는 내부 캠표면부(55)가 형성되어 있다(제7도). 이 캠표면부(55)는 작동부재의 캠표면부(34)와 상호작용되도록 설계되어 있다. 괘지핀의 내면에는 캠표면부(55)의 직상부위로 경사면(56)이 형성되어 있으며, 제7도 및 제8도에서 보인 바와 같이 쳄버(52)는 그 내부에 일정한 간격(69)을 형성시키도록 방사상 내부로 돌출시킨 러그(59)로 그 단부를 형성하면서 소켓(58)과 일체로 결합된다.

제2도에서 보인 바와 같이 괘지부재(32)는 작동부재(30)의 상측부와 접하고 있으며, 제1도에서 보인 바와 같이 작동부재의 스플라인(33)의 괘지부재의 슬롯(51)내에 삽입된다. 브리치(breech)형태의 플러그(60)(제2도)는 괘지부재(32)의 쳄버(52)내에서 나사식 잭의 상측단을 위요하고 있다. 제10도와 제11도에서, 브리치 플러그(breech plug)(60)은 이들 부품의 작용설명을 위하여 괘지부재의 상측단에 대하여 회동된 것을 보이고 있다. 이 플러그(60)에는 방사상 외측으로 연장한 돌출부(75)가 형성되어 있으며, 이후 상세히 설명되는 바와 같이 괘지부재의 러그(59) 사이의 간격(69)은 나사식 잭이 멈추어지는 어떠한 상태하에서든 조립 및 분해시 돌출부(75)의 종방향 운동에 적합하도록 되어 있다. 브리치 플러그(60)의 돌출부(75)는 내부 소켓(58)내에서 러그(59)와 종방향으로 일렬이 되게 삽착되어 브리치형의 연결이 이루어지게 한다(제10도 및 제11도에 도시됨).

또한 브리치 플러그는 브리치 연결이 이루어진 후 괘지부재(제2도 참조)의 상측단에 착설되는 중간견부(76)을 포함하며, 하나 또는 그 이상의 슬롯(77)은 브리치 플러그의 상단부부터 견부(76)까지 종방향으로 연장되어 있다. 고정 슬리이브(locking sleeve)(61)(제2도)는 브리치 플러그내의 나사식 잭의 헤드에 접하게 되며, 이 고정 슬리이브는 브리치 플러그에 가용접(W) 또는 다른 방법으로 고정된다.

하나 또는 그 이상의 전단핀(shear pin)(62)이 브리치 플러그의 슬롯(77)과 일렬로 배열된 개방구(62A)(62B)(제10도)와 괘지부재의 개방구(62C)(62D)를 통하여 관통되며, 전단핀은 괘지부재(32)에 대하여 브리치 플러그(60)를 고정한다. 브리치 플러그의 상측단에 형성한 "J"자형 슬롯(63)(제1도 참고)은 폐쇄장치를 원격조절하기 위한 구동공구(도시하지 않았음)를 취부하기 위한 수단으로 제공된다. 브리치 플러그(60)의 저단부와 나사식 잭의 중간의 방사상 축수견부(44)사이에서 종방향으로 일렬로 정렬한 나사식 잭의 동체(45)에 삽입된 와셔(64-67)와 상측견부(46)와 고정슬리이브(61)사이의 나사식 잭에 삽입된 와셔(68)은 나사식 잭에 대한 부하를 받아들이고 전달하는 축수면을 제공한다.

제9도에서, 작동부재 하단에 접하는 "V"형 쐐기부재(25)가 핀(70)에 의하여 작동부재에 고정됨을 알 수 있다. 이 핀(70)은 통공(70A)을 통하여 작동부재의 하단부를 관통하며(제3도), 쐐기부재(25)의 대향측 통공(71)에서 끝이나 있다. 제2의 핀(72)가 통공(72A)를 통하여 작동부재의 저면으로 관통되어 핀(70)을 고정하고 있다. 제2도에서 보인 바와 같이, 스프링(31)은 작동부재의 하측 방사상 견부의 하측면과 V자형 쐐기부재(25)의 상측면 사이에 탄설되어 쐐기부재상에 스프링의 편중력을 가한다. 쐐기부재는 타원형 통공(71)의 제한범위내에서 작동부재에 대하여 축이동 할 수 있도록 되어 있으나 핀(70)에 의하여 회동하지는 못한다.

작동시에 폐쇄장치(22)는 제1도에서 보인 바와 같은 호울더튜우브와 같은 도관의 구멍내는 일부가 삽입된다. 폐쇄장치(22)가 호울더튜우브(20)내에 삽입되었을 때에 구동공구(도시하지 않았음)는 나사식 잭(41)의 헤드(47)에 형성된 소켓(48)과 결합되고 나사식 잭(41)은 회동된다. 제2도에서 보인 바와 같이 나사식 잭(41)은 브리치 플러그를 통하여 연장된다. 와셔(64-68) 및 (68)은 개별적으로 하측의 측수견부(44)와 브러치 플러그와 상측의 축수면(46) 및 브리치 플러그에 대한 베어링으로 배열된다. 따라서 나사식 잭 그 자체는 회동되나 브리치 플러그(60)에 의하여 축상이동이 억제되는 것이다. 나사식 잭의 하측 나사부(42)(제2도)는 작동부재의 축상운동을 위하여 작동부재의 나사구멍(40)과 나합한다. 작동부재의 초기 운동은 삽입 또는 일탈중에 있는 괘지핀이 간섭이나 손상받지 않도록 한 작동부재의 하측 방사상 견부(35)에 형성된 상측 요구로부터 괘지면(50)의 하단을 발취하도록 한다. 나사식 잭의 연속적인 회동은 캠표면부(34)가 괘지핀(50)의 캠표면부(55)에 대하여 지지되게 하고 제1도에 도시된 바와 같이 외측 돌출부(53)의 "C"자형 파지면이 호울더튜우브의 내부 립(21)과 접촉될 때까지 괘지핀을 방사상 외측으로 변위시키도록 작동한다. 또한 나사식 잭의 회동은 작동부재가 "V"자형 쐐기부재(25)에 의하여 감시시험기 캡슈울(23)에 종방향 부하를 전달하게 한다.

제1도에서 보인 바와 같이 "V"자형 쐐기(25)는 캡슈울의 종방향축에 수직인 평면에 대하여 경사각도를 이루도록 시험기 캡슈울(23)의 상측단에 형성한 보상요입부(26)와 계합한다.

괘지핀 캠표면부의 방사상 대향측에 배열되는 작동부재의 캠표면부는 고정위치의 괘지핀에 대하여 압압하며, 원판 스프링(31)에 의한 스프링핀 중력은 쐐기부재(25)가 최소의 예비하중하에 있게 하고 열적(熱的)차동부하를 확신히 수용하도록 보장한다. 나사식 잭(41)은 시험기 캡슈울의 조정부하가 이루어질 때 같지 회동된다. 이 부하는 구동공구에 의하여 나사식 잭에 가하여진 회전력에 의하여 측정된다.

폐쇄장치는 나사식 잭(41)의 헤드에 형성한 세로홈(49)에 고정슬리이브(61)의 탭부(swaging part)에 의해 호울더튜우브에 고정된다. 작동부재는 두 위치, 즉 괘지핀이 계합되고 립에 고정되는 위치와 괘지핀의 돌출부가 작동부재의 하측 방사상 견부에 형성한 상측요구내에 고정되는 위치 사이에서 축방향 또는 종방향으로 이동될 수 있다. 또한 작동부재는 괘지핀 사이의 주연공간내로 돌출된 스플라인에 의하여 축방향으로 안내되며, 이러한 배열은 작동부재가 회동운동을 하지 못하도록 한다.

호울더튜우브로부터 폐쇄장치(22)를 일탈시키기 위하여 고정슬리이브(61)의 탭부는 나사식 잭의 세로홈(49)으로 통과되고, 나사식 잭은 작동부재와 괘지부재의 캠표면부가 서로 분리되도록 반대방향으로 회동되고 외측 돌출부는 작동부재의 하측 방사상 견부에 형성된 상측 요구내로 당기어진다.

나사식 잭의 나사부는 작동부재의 통공에 나착되어 나사의 회동을 못하게 하는 경우, 전단핀(62)은 전단된다. 핀의 전단시 브리치 플러그, 작동부재와 나사식 잭은 한 장치로 회동되고 튜우브로부터 폐쇄장치를 일탈시키기 위하여 괘지핀을 후퇴시키도록 괘지부재의 브리치 연결 소켓을 통하여 이동된다.

폐쇄장치의 고정위치에서 외측 돌출부(53)의 "C"자형 파지면(54)는 캠표면부(55)와 후측의 캠표면부(34)의 상호작용에 의하여 방사상 내향운동이 억제된다.

괘지부재의 내측 캠표면(55) 상부의 경사면(56)은 괘지핀의 운동을 용이하게 하도록 캠 표면부(34) 아래에서 작동부재의 경사면과 상호작용토록 되어 있고, 작동부재의 상측요구(36)로 외측 돌출부가 안치될 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 폐쇄장치는 쐐기부재의 스프링핀 중력이 열팽창을 수용하는 동안 여러가지 작동상태하에서 감시시험기 캡슈울을 효과적으로 억제고정할 수 있도록 사용되는 것이다. 본문 및 청구범위에 사용된 용어 "종방향" 또는 "축방향"이라는 것은 세로길이의 축을 따라 움직이는 것을 의미하며, 종방향 공간이라 함은 종방향 평면으로 간격을 두고 분리된 것을 의미한다.

Claims (1)

1. 관상부재의 구멍을 폐쇄하고 종방향 부하가 인가된 상태하에서 상기 구멍내의 부재를 일탈 가능하게 고정하는 장치에 있어서, 괘지부재(32)를 원주부와 이로부터 원주방향을 일정한 간격을 두고 길게 연장한 다수의 괘지핀(50)으로 구성시키고, 캠표면부(34)와 스플라인(33)을 일체로 형성한 세장된 작동부재(30)를 괘지부재내에 부분적으로 배열시켜 캠표면부가 괘지핀과 방사상으로 접촉케 하고 스플라인이 괘지핀사이에 원주상으로 일정한 간격의 슬롯(51)으로 돌출케 하면서, 괘지핀이 관상부재의 벽에 괘지되는 제1의 위치와 괘지핀이 관상부재의 벽에 접촉 고정되는 제2의 위치 사이에서 축상으로 이동가능하게 하고, 작동부재를 축상으로 이동케 하는 수단을 괘지부재에 기능적으로 연결하여 상기 캠표면부가 괘지핀의 위치를 정하게 하며, 관상부재의 구멍내에 부품과 결합되는 수단을 작동부재에 기능적으로 연결시킨 원자로용 방사선 조사 감시시험기의 호울더 폐쇄장치.

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