KR820002259B1 - 캐스크 배깅(Cask Bagging)장치 - Google Patents

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Description

캐스크 배깅(Cask Bagging)장치

제1도는 본 발명에 관한 캐스크 배깅장치의 제1실시예의 개략종단면도.

제2도는 환상 튜브체와 휜(FiN)사이의 결합상태를 표시하는 단면도.

제3도는 제2실시예의 개략 종단면도.

제4도는 제2도의 정면도.

제5도는 제2도에 표시한 실시예에 있어서의 환상 튜브체의 종단측면도.

제6도는 제4도의 평면도.

제7도는 제3실시예의 개략 종단면도.

제8도는 제6도의 평면도.

제9도는 캐스크 개구단에 있어서의 백(Bag)의 밀봉상태를 표시하는 확대단면도.

제10도는 캐스크의 트러니온(trunnion)의 하부에 있어서의 백의 밀봉상태를 표시하는 확대 단면도.

제11도는 백을 구성하는 시트의 단면을 모식적(模式的)으로 표시한 도면.

제12도는 압력제어 유니트의 사시도.

제13도는 압력제어 유니트의 회로도.

제14도는 압력제어 방법의 설명도.

본 발명은 방사성 핵물질, 예컨대 사용완료한 후의 핵연료를 수송하는데 사용하는 캐스크의 외표면이 연료 저장푸울(pool)내의 오염된 물로서 오염되는 것을 방지하기 위하여 캐스크 외면을 피복하는 배깅장치에 관한 것이다.

예컨대 원자로에서 사용완료한후의 핵연료(이하 단순히 연료라 한다)는 연료 재처리 공장에서 이송되는 바, 그 연료를 이송할때에 있어서 외부로 노출되어지는 것을 방지하기 위하여 연료전용 용기에 격납하여 이송한다.

이 연료의 수송용기를 일반적으로 캐스크라고 부르고 있다.

캐스크에 연료를 격납하는 작업은 방사선으로부터 방호를 확보하기 위하여 연료를 침지저장하고 있는 연료푸울에 캐스크를 침지하여 물속에서 행하여 진다.

그런데 연료푸울의 물에는 연료가 직접 접하고 있으므로 상당한 방사능 수준을 보유하고 있는 것이 보통이다.

따라서 캐스크를 이 물속에 침지하면 결과적으로 캐스크 외표면이 방사능으로 오염되게 되어 캐스크에 연료를 격납하여 푸울밖으로 끌어 올린후 오염된 외표면을 제염(除染)할 필요가 생기게 된다.

그런데 주지된 바와 같이 캐스크 외표면에는 다수의 냉각용 휜이 설치되어 있으므로 제염작업이 용이하지 않으며, 많은 수고와 시간을 요한다.

그리하여 그 제염작업을 될 수 있는대로 생략하기 위하여 사전에 캐스크에 방염처리를 하여 놓는 방식이 안출되어 그 하나의 방법으로서 비투과성이며 가요성이 있는 시트(seat)로 이루어진 백으로 캐스크를 피복하여 놓고 이것을 연료 푸울중에 침지하는 방법이 있다.

그러나 이 캐스크를 배경하는 방법으로서 종래 제안되어 있는 것은 캐스크에 백을 피복한 후, 그 개구단연을 스텐레스 스틸제의 밴드로서 체착 고정하여 캐스크 외표면에 압접하여 백속을 외부에 대하여 밀봉하는 것이므로 완전한 밀봉성이 없어지지 않으며, 또한 작업성도 나쁘다는 문제가 있었다.

또한 백속에 청수(淸水)를 압송하여 백속에 푸울내부의 오염된 물이 침투하는 것을 방지하는 것이 제안되어 있으나, 캐스크를 푸울속에서 끌어올렸을때에 백속의 물의 처리가 까다롭고 또한 작업하기가 어렵다고 하는 문제가 생긴다.

본 발명은 백의 개구단연과 캐스크 외표면과의 밀봉이 확실하게 행하여지며, 또한 작업성이 양호한 캐스크 배깅장치의 제공을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 백의 개구단부에 가요성이 있는 환상튜브체를 배치한 캐스크 배깅장치를 제공한다.

이 환상튜브체에 압력기체를 공급하여 그 압력으로서 백의 개구단부를 캐스크 외표면에 압접하여 밀봉하는 것이다.

호적한 실시예로서는 환상 튜브체를 캐스크 외표면에 돌설된 다수의 환상 휜중에서 한쌍의 휜사이에 감합시키고, 또한 환상 튜브체 외면이 캐스크 외표면과압접하는 영역을 제외하는 영역의 최소한 일부에 강성이 높은 부재를 맞닿게 하여 확실한 밀봉을 확인학 있다.

그런데 캐스크 외면을 상기한 백으로서 피복하고, 또한 환상 튜브체에 압력기체를 공급하여 밀봉을 한 상태로서 캐스크를 연료푸울내에 침지하면 그 수심(水深)에 해당하는 수압이 환상 튜브체의 외면에 가해져서 밀봉가능을 저하시킨다.

이것에 대하여 수압이 가해져도 밀봉성이 손상되지 않는 정도의 압력을 최초에 부가하여 놓는 것이라 생각되는 바, 그 경우에는 특히 휜의 강도가 문제가 된다.

그 이유는 휜은 두께가 얇을수록 그 특성이 우수하다.

그러나 강도를 얻기 위하여 두껍게하는 것이 바람직하지 못한 까닭이다. 또 백에도 수심에 해당하는 수압이 외부에서 가해지게 된다. 그것에 대해서도 강도가 우수한 재질로서 백을 제작하면 수압에 의하여 백이 손상되어질 염려는 없으나, 사용후의 처리를 간소화하기 위하여 가연성 재료로 얇게 백을 구성한다고 하는 요건과 모순된다.

본 발명의 호적한 실시예에 의하면 환상 튜브체에 근접하여 위치하는 외부수압 검지수단과 그 검지에 의하여 환상 튜브체내에 공급하는 기체압을 외부의 수압에 대응되게 제어하는 제어장치를 설치하고, 이것으로서 환상 튜브체의 내외 압력차를 항상 일정하게 하여 휜의 강도에 악영향을 주지않고 안정한 밀봉성을 확보하고 있도록 하는 것이다.

또한 백 내에 대해서도 동일한 제어장치에 의하여 압력기체를 공급하도록 하여 백에 가하여지는 외압을 소정된 값이내로 제한하고, 그렇게 하므로써 백을 가연성 경량제로서 제작하면서 그 손상을 방지하는 것이다.

전기한 캐스크를 푸울내에 침지하기전에 가능하면 백 내부를 소정의 부압(負壓)으로 하여 백을 캐스크 외표면에 밀접시켜 작업중에 백이 외부의 기재에 걸려서 손상되는 일이 없도록 하고, 캐스크가 수중에 침지되면 상기한 제어장치에 의하여 백 내부가 외부수압에 대하여 소정의 부압으로 되도록 제어하는 것이 통례이며, 이렇게 하므로서 캐스크를 연료 푸울속에 침지하고, 그리고 나서 끌어올리는 전체 행정에 걸쳐서 백을 당초에 장착한 그대로의 자세로 보존할 수가 있다.

한편 캐스크를 푸울속에 침지하기 전에는백 내부를 소정의 부압으로 하는 바, 연료 푸울속에 침지함과 동시에 백 내부압력을 외부수압에 대하여 소정의 약간의 정압(正壓)으로 되도록 제어하여 백 내부로 오염수가 침입하는 것을 보다 확실하게 방지할 수도 있다.

그러나 이 경우, 캐스크를 연료 푸울속에 끌어올렸을때에 백 내부의 정압에 의하여 백이 팽창하게 된다.

또 이경우에는 수중에 침지하였을때 이것을 검지하여 통로를 개통하는 스타트 밸브를 백 내부에 압력 기체를 공급하는 압력공급라인의 도중에 개장할 필요가 있다.

본 발명의 다른 수많은 특징과 효과는 이하의 도면과 아울러 설명하는 실시예의 설명에서 용이하게 이해될 것이다.

제1도에 있어서

(1)은 캐스크이며, 인양용의 1쌍의 트러니온(2)과 다수의 냉각을 환상 휜(3)을 보유하고 있다.

본 실시예의 캐스크(1)에서는 트러니온(2)이 상단개구 근방에 설치되어 있으며, 환상 휜(3)의 대부분은 트러니온(2)의 하부에 설치되어 있다.

캐스크(1)의 외표면, 특히 휜(3)의 부분을 피복하는 배깅장치(10)는 일단이 폐쇄된 통상(筒狀)시트로부터 이루어진 백(11)과 그 백(11)의 개구단에 일체적으로 설치된 환상 튜브체(12)를 갖추고 있다.

이들 백(11) 및 환상 튜브체(12)는 사용후의 처리를 간소화하기 위하여 가연성 재료로서 제작하는 것이 바람직하며, 따라서 고무재료 혹은 합성수지재료 또는 이들의 복합재료로서 구성되어 있다.

환상 튜브체(12)는 그 단면형상이 변형가능하도록 상당한 가요성을 보유하며, 캐스크(1)에 설치되어 있는 다수의 휜(3)중에서 상부에 있는 한쌍의 휜끼리 서로 대향하는 면사이에 제2도와 같이 편평한 단면형상의 상태로서 감합된다.

이 환상 튜브체(12)내에 압력기체를 공급하면 환상 튜브체(12)의 외면중 휜(3)표면에 접하고 있는 부분이 휜(3)표면으로 향하여 압압되어 이들 사이에서 밀봉된다.

휜(3)의 강고를 고려하고, 또한 확실한 밀봉성을 얻음에는, 이 환상 튜브체(12)와 휜(3)과의 캐스크 반경방향의 접촉폭(A)을 30㎜이상으로 함과 아울러 압접압력, 즉 환상 튜브체(12)내의 설정압(PS)을 1.2-1.5㎏/㎠로 하는것이 바람직하다.

캐스크(1)에 연료를 격납할 경우에는 캐스크(1)에 배깅장치(10), 즉 개구단에 일체적으로 환상 튜브체(12)를 보유하는 백(11)을 장착하고, 제1도와 같이 환상 튜브체(12)를 최상부의 1쌍의 환상의 휜(3)사이에 감입시킨다.

다음에 환상 튜브체(12)내에 압력기체를 공급하여 백(11)의 개구부를 밀봉하고, 또 백내부를 소정의 부압으로하여 백(11)을 캐스크(1)의 표면에 밀착시킨다.

이렇게하여 준비가 완료되면 캐스크(1)를 연료 푸울내에 침지하고, 그 푸울내에서 연료를 캐스크(1)의 내부에 격납한 후, 그 캐스크(1)에 덮개(도면 표시 안했음)를 하여 내부를 밀봉하고 연료 푸울에서 꺼낸다. 연료 푸울에서 꺼낸다음 환상 튜브체(12)내의 압력기체를 방출함과 아울러 백(11)내부를 대기에 개방하여 배깅장치(10)를 캐스크(1)에서 꺼낸다.

본 작업은 캐스크(1)를 크레인으로서 인양한 상태로서 행하여 진다.

캐스크(1)에서 꺼내어진 배경장치(10)는 재사용되는 경우도 있으나, 일반적으로는 즉시 소각 처리된다.

한편 캐스크(1)는 배경으로서 피복되지 않은 부분과 기타 필요한 개소에 제염을 한후에 목적지로 수송된다.

캐스크(1)로 부터의 연료를 꺼내는 것도 상기한 것과 대략 동일하게 행하여 진다.

또한 사용완료된 핵연료의 수송분만 아니라 다른 방사성 핵물질의 수송에 있어서 캐스크(1)내부에 그 핵물질을 격납하거나 꺼낼 경우도 동일하다.

제3도-제6도는 제2실시예를 표시하며, 이 실시예에 있어서의 캐스크(1)는 트러니온(2)이 축방향 중간부에 위치하고, 이 트러니온(2)의 상부 및 하부에 각각 다수의 휜(3)이 설치되어 있다.

(4)는 덮개취부용 플랜지이다.

본 실시에에 있어서의 배경장치(20)는 백(21)과 플랜지(4)의 외주에 감합된 제1의 환상 튜브체(22)와 트러니온(2)의 외주에 감합된 1쌍의 제2의 환상 튜브체(23)를 갖추고 있다.

백(21)은 고무로 된 밑바닥판(24)과 이 밑바닥판(24)에서 왼쪽으로 연신되는 캐스크(1)의 동체부를 포위하는 통상의 시트(25)와 이 통상시트(25)에 한쪽이 일체로 연결되고, 다른쪽에 트러니온(2)의 관통공(26)을 가지고 트러니온(2)을 둘러싼 한쌍의 보조통상의 시트(27)로서 이루어진다.

통상시트(25) 및 보조통상 시트(27)는 모두 신축자재한 모양으로 접속형성하고 있으며, 이 통상 시트(25)의 큰지름 및 적은 지름의 굴곡부중에서 큰 지름쪽의 환상굴곡부(25a)의 내면에 합성수지재의 환상골(骨)부재(28)가 배치되며, 또 보조통상 시트(27)의 큰지름 및 적은 지름의 굴곡부중 적은 지름쪽의 환상굴곡부(27a)의 내면에도 동일한 환상 골부재(29)가 배치되어 있다.

전기한 통상시트(25)의 개구주연부(25b)는 전기한 플랜지(4)의 외주에 외감되고, 그 바깥쪽에 전기한 제1의 환상 튜브체(22)가 외감된다. 또 전기한 보조통상 시트(27)의 관통공 주연부(27b)는 트러니온(2)의 기부 외주에 외감되고, 그 바깥쪽에 전기한 제2의 환상 튜브체(23)가 외감된다.

제1, 제2의 환상 튜브체(22), (23)는 제5도, 제6도에 표시한 바와 같이 변형 및 팽창가능한 이 제1, 제2 환상 튜브체(22), (23)의 외주부 표면에 강성이 높은 플레이트 코오팅(plate coating)(22a), (23b)을 실시한 것이다.

따라서 제1, 제2의 환상 튜브(22), (23)의 내부에 압력기체를 공급하면 제5도에 가상선으로서 표시한 바와 같이 제1, 제2 환상 튜브(22), (23)가 지름방향 안쪽으로 향하여 팽출하고 또다시 팽창한다.

캐스크(1)에 연료를 격납하는 경우는 캐스크(1)에 백(21) 및 제1, 제2의 환상 튜브체(22), (23)를 제3도와 같이 장착한 바, 각 제1, 제2의 환상튜브체(22), (23)에 압력기체를 공급하여 백(21)의 개구부를 밀봉한다. 이 캐스크(1)를 연료 푸울중에 침지할때에는 백(21)내부는 가압상태로 된다.

그리고 제1실시예의 경우와 동일하게 캐스크내(1)에 연료를 격납하여 푸울중에서 꺼낸후, 각 제1, 제2 환상 튜브체(22), (23)를 수축시켜서 제1, 제2 환상 튜브체(22), (23) 및 백(21)을 캐스크(1)에서 해체한다.

그 후의 처리는 제1 실시예와 동일한 것이다.

예와 같이 백(21)과 캐스크(1)와의 사이를 가압하면 오염된 물이 백(21)내부로 침투할 염려는 전연 없게되어 오염방지는 보다 완전한 것으로 된다.

또 캐스크(1)의 휜(3)의 외주와 백(21)의 통상시트(25)를 이간시키는 것에 의하여 휜(3)과의 접촉으로서 통상시트(25)가 손상할 염려가 없게되며 또한 신축자재한 모양으로 접속 형성하므로서 백(21)의 착탈작업을 용이하게 행할 수 있다.

제7-제10도는 제3 실시예를 표시하며, 이 실시예에 있어서의 캐스크(1)는 개념적으로는 제2 실시예와 동일한 것이다.

트러니온(2)은 약간 윗쪽에 위치하고 있으나, 트러니온(2)의 윗쪽에도 복수의 환상 휜(3)이 존재하고 있다.

배경장치(30)는 캐스크(1)의 트러니온(2) 보다도 아래쪽 부분을 피복하는 밑바닥이 달린 통상시트로 구성된 하부 백(31)과 캐스크(1) 상단에서 하부 백(31)의 상단까지를 피복하는 통상시트로 구성된 상부백(32)으로부터 이루어 진다.

하부백(31)의 개구단연에는 일체로 된 제1의 환상 튜브체(33)가 설치되며, 또 상부 백(32)의 캐스크(1)의 상단 개구에 대응하는 개구단연에는 일체로 된 제2의 환상 튜브체(34)가 설치되어 있다.

상부 백(32)의 트러니온(2)에 대응하는 부분에는 제10도의 표시와 같이 트러니온 관통공(35)을 형성하고 있으며, 이 관통공 주연부의 이면에는 접착제(36)가 도포되어 있다.

또 제9도에 있어서 (37)은 캐스크(1)의 상단면에는 나사(38)로서 고정된 환상의 압부용 금속구로서 외주부의 아랫면에 전기한 제2의 환상 튜브체(34)가 감입되는 단면 반원형의 환상요부(凹部)(39)를 가지고 있다.

캐스크(1)를 배경할 경우는 바닥면 위에 펼쳐진 하부 백(31)의 밑바닥면 위에 캐스크(1)를 재치하고, 다음에 상부 백(32)을 캐스크(1)의 상부에 피복하고, 관통공(35)을 트러니온(2)에 감입시킴과 아울러 접착제(36)에 취부되어 있는 박리지(剝離紙)를 박리하여 이 접착제(36)에 의하여 관통공(35)의 외주연을 캐스크(1)의 외주면에 접착시킨다.

또 상부 백(32)의 하단을 트러니온(2)의 바로 아래의 휜(3)보다도 그 밑에 까지 연신하여 놓고, 상단의 제2의 환상 튜브체(34)를 캐스크(1)의 윗면의 외주연위에 재치한다.

다음에 압부용 금속구(37)를 캐스크(1)의 윗면에 재치하고, 환상요부(39)내에 상기한 제2의 환산 튜브체(34)를 감입한다.

다음에 비스(38)로서 상기한 압부용 금속구(37)를 캐스크(1)의 윗면에 고정한다.

그후 제2의 환상 튜브체(34)내에 압력기체를 압입하여 팽창시키고, 이 환상 튜브체(34)를 캐스크(1)의 윗면과 압부용 금속구(37)에 압착하여 밀봉한다.

다음에 전기한 하부 백(31)의 상단의 제1의 환상 튜브체(33)을 지그(Jig)로 쥐고 들어올려서 이 제1 환상 튜브체(33)를 트러니온(2)의 바로 아래의 휜(3)의 사이에 삽입한다.

따라서 상부 백(32)의 하단은 하부 백(31)의 안쪽으로 들어가 버리고, 제1의 환상 튜브체(33)는 전기한 상부 백(32)의 하단을 협지하여 휜(3)에 대향하는 것으로 된다.

다음에 제1의 환상 튜브체(33)내에 압력기체를 압입하여 팽창시키고, 이 환상 튜브체(33)를 상부백(32)의 하단을 개재하여 휜(3)으로 압부하고, 상부 백(32)과 하부 백(31)과의 밀봉을 행한다.

캐스크(1)에의 연료의 격납 또는 수거작업은 제1, 제2 실시예와 동일하다.

그리고 이 실시예에 의하면 백을 상부 백(32)과 하부 백(31)으로 분할하고 있으므로 하나의 장치의 백의 경우에 비하여 캐스크(1)를 용이하게 피복할 수가 있으며, 휜에 백이 걸려서 파손하는 일도 없다. 또한 쪽의 백이 파손하드라도 다른쪽의 백 내부까지 오염된 물이 침입되는 일도 없다.

또한 하부 백(31)은 트러니온(2)의 바깥쪽을 통할 필요가 없으므로 휜(3)의 외부지름보다 약간 크게 하는 것이 좋다.

상기한 각 백(11), (21), (31), (32)은 제11도에 표시하는 것과 같이 2장의 합성수지제 필름(41a), (41b) 사이에 합성수지 파이버(fiber)로 (42)를 개재함과 아울러 이면쪽, 즉 캐스크(1)쪽의 필름(41b)표면에 천연고무등의 연질고무(43)를 배설하여서 이루어진 복합재료에 의하여 제작하는 것이 호적하다.

그리고 다른 비투과성 및 가연성이 있으며 충분한 가요성이 있는 고무 또는 합성수지제의 시트재료를 사용할 수 있는 것은 두말할 나위도 없는 것이다.

다음에 상기한 환상 튜브체에 또는 환상 튜브체 및 백에 가하여지는 수압에 대하여 압력보상을 형하기 위한 제어장치의 한 실시예를 제12-14도에 따라서 설명한다.

이 실시예는 제1도의 제1 실시예에 있어서 환상 튜브체내를 소정의 밀봉압(예컨대 1.5㎏/㎠)으로 백 내부를 소정의 부압(예컨대 -0.04㎏/㎠)으로 설정하는 경우에 대하여 설명한다. 다른 실시 태양예의 작용은 용이하게 유추(類推)할 수 있을 것이므로 설명은 생략한다.

제12, 13도에 있어서 (51)은 압력제어 유니트이며, 압력공급 용기(52)를 내장한 케이싱(53)과 제어장치를 내장한 본체 케이싱(54)으로 구성되며, 양자는 간결하게 일체적으로 결합되어서 부착밴드(55)에 의하여 캐스크(1)의 상부에 취부된다.

본체 케이싱에 설치된 접속구(56), (57)는 각각 백(11)내부 및 환상 튜브체(12)내부에 적당하게 가요관(도면에 표시 안되었음)을 개재하여 연통된다.

또한 본체 케이싱(54)에는 진공 펌프와의 접속구(58)가 설치되어 있으며 이것과 전기한 백(11)의 접속구(56)가 본체 케이싱(54)의 내부 공간을 개재하여 연통하고 있다.

본체 케이싱(54)에는 검압구(檢壓口)(60)가 설치되어 있으며, 이 검압구의 수몰(水沒)개시 싯점에서 물의 깊이에 해당되는 검수압(檢水壓)이 검압라인(61)을 통하여 환상 튜브체용의 압력제어 밸브(62) 및 백(11)용의 압력제어 밸브(63)에도 도입된다.

압력제어 밸브(62)에는 환상 튜브체내 압력의 도입라인(64)이 접속되며 또 압력제어 밸브(63)에는 본체 케이싱(54)내의 압력이 도입되어 있다. 이리하여 압력제어 밸브(62)는 환상 튜브체(12)의 초기설정압(Ps) 또는 그후의 내압과 수심압(PH)의 증가에 수반하는 환상 튜브체(12)의 변형에 의한 내압증가분(ΔPH)과의 총압(제2도 참조)과 전기한 검수압, 즉 수심압(PH)과의 차의 변동에 응하여 그 밸브통로(56)를 개방한다.

(66)은 전기한 초기설정압(Ps)을 보상하기 위한 스프링이다.

한편 압력제어 밸브(63)는 전기한 백(12)내부의 소정의 부압, 또는 그후의 백의 내압과 전기한 검수압과의 차이의 변동에 응하여 그 밸브통로(67)를 개방한다.

(68)은 압력공급 용기(52)로 부터의 압력공급 라인이며, 그 압력공급라인(68)은 전기한 압력제어 밸브(62)의 밸브통로(65)를 개재하여 환상 튜브체 급배압(給排壓)라인(69)에 연통하고 있다.

또 압력공급 라인(68)에서 분기해서 설치하며, 도중에 스타트 밸브(70)를 보유하는 백용 압력공급 라인(71)이 전기한 압력제어 밸브(63)의 밸브통로(67)에 연통되고, 밸브통로(67)는 본체 케이싱(54)내에 개구(72)하고 있다.

전기한 스타트 밸브(70)는 저항감지형의 개스 방생기(73)를 갖추고 있으며, 이것이 물속에 잠김과 동시에 작동하여 개스를 발생시키고, 그 개스의 압력에 의하여 차폐판(遮蔽板)(72)이 파손되어 그 밸브통로(75)가 개방되는 것이다.

(76)은 환상 튜브체용의 배압체크 밸브이며, 트랩(77)을 보유하는 환상 튜브체 배압라인(78)을 개재하여 급배압 라인(65)에 연통되어 있다. 또 (79)는 백용의 배압체크 밸브이며, 트랩(80)을 보유하는 백 배압라인(81)을 개재하여 본체 케이싱(54) 내에 연통되어 있다.

그리고 2개의 체크밸브(76), (70)는 어느 것이나 본체 케이싱(54)의 외부에 설치되며, 또한 체크밸브(79)는 백(12) 내의 압력을 외부압에 대하여 부압으로 보전하는 경우에는 그 부압에 상당하는 헤드(head)분은 검압구(60) 보다도 윗쪽에 배치되어 있다. (82), (83)은 각각 환상 튜브체(12)내 및 내부의 압력을 표시하는 압력계이다.

다음에 제14도를 참조하면서 제어동작에 대하여 설명한다.

Ps₀를 밀봉에 필요한 환상 튜브체의 초기설정내압, -Pb₀를 백내부의 설정부압으로 한다.

지금, 캐스크(1)가 상기한 압력상태로서 연료 푸울내에 수몰시켜지고, 또한 설명을 용이하게 하기 위한 가정으로서 환상 튜브체(12) 및 제어장치의 감압구(60)가 모두 수심 H₁에 위치하는 상태를 생각한다. 수심 H₁에 있어서의 헤드 압력을 PH₁이라하면 환상 튜브체(12)의 외면에는 PH₁인 압력이 작용하여 환상 튜브체(12)의 단면형성이 약간 변형하며, 그 결과 환상 튜브체(12)내는 Ps₀와 외압 PH₁에 비례하는 근소한 증가압 ΔPH₁과의 총압, Ps+ΔPH₁이 작용한다.(제2도 참조)

따라서 이대로는대기중에서는 튜브체(12)의 내외압차가 Ps₀이었던 것이 수심(H₁)의 위치에서는 Ps₀-(PH₁-ΔPH₁)으로 되며 밀봉의 신뢰성이 손상되는 것으로 된다. 여기에서 제13도에서 설명한 환상 튜브체용의 압력제어밸브(62)에는 이 환상 튜브체내의 총압 PS₀+ΔPH₁과 그때의 거수압 PH₁이 도입되어 있으며 또한 Ps₀는 스프링(66)에 의하여 보상되어 있으므로 PH₁과 ΔPH₁과의 차이의 압력에 응하여 그 밸브통로(65)가 개방되며, 압력공급 용기(52)에서 압력공급 라인(68), 감압 밸브(68a), 밸브 통로(65), 급배압 라인(69), 접속구(57)를 통하여 환상 튜브체(12)내의 압력 Ps₁이 Ps₁+PH₁으로 될때까지 압력기체가 공급된다.

Ps₁=Ps₀+PH₁으로 되면 밸브통로(65)는 폐쇄된다.

이렇게하여 튜브체(12)의 내외압차는 Ps₀로 되어서, 확실한 밀봉이 보전된다.

캐스크(1)가 또다시 강하되어서 환상 튜브체(12)가 수심 H₂에 위치하는 상태로 되었을 때에도 동일하게 작용하여 환상튜브체(12) 내부압력 Ps₂가 Ps₀+PH₂로 될 때까지 압력기체가 공급되어서, 튜브체(12)와 내외압력 차이는 Ps₀로 보전되어서 밀봉을 확실하게 보전한다.

이번에는 반대로 캐스크(1)가 끌어올려져서 환상튜브체(12)의 위치가 수심 H₂에서 수심 H₁으로 변하였을 경우에는, PH₂-PH₁에 상당하는 잉여(剩餘) 압력이 급배압라인(65), 배압라인(78) 및 배압 체크밸브(76)를 통하여 수중으로 방출된다.

즉, 체크밸브(76)는 밀봉압 Ps₀에 근소한 압력 P를 가한 압력 Ps₀+ΔP가 작용하면, 밸브가 열리도록 한 입력보상 스프링을 가지고 있으며, 또한 외부 수압이 밸브가 개방되는 방향으로 작용하도록 구성되어 있으며, 따라서 환상 튜브체(12)의 내외압차를 항상 Ps₀+ΔP 이하로 유지한다.

한편 백(11)에 가해지는 외압에 대하여 제14도의 우단의 도표에 의하여 검토하면, 대기중에 있어서는 백(11)에는 그 설정부압 -Pb₀의 절대값에 상당하는 외압 Pb₀가 작용하고 있다.

다음에 상기한 검압구(60), 즉 백(11)의 상단이 수심 H₁에 위치하는 경우를 생각하면, 백(11) 내에 보상압(補償壓)을 공급하지 않으면 상단에서는 Pb₀+PH₁인 외압이 가해지며, 하단에서는 백(11)의 길이를 l, 그 상부의 차를 Pl로 하면 Pb₀+Pl+PH₁인 외압이 가해지는 것으로 된다.

여기에서 백(11)용의 압력 제어밸브(63)에는 백(11)의 내압 -Pb₀와 검수압 PH₁이 도입되어 있기 때문에 PH₁과 Pb₀와의 압력차에 대응하여 그 밸브통로(67)가 개방되며, 급압용기(52)에서 금압라인(68), 백급압라인(71), 스타트 밸브통로(75), 압력 제어밸브통로(67), 개구(72), 본체 케이싱(54)의 내부공간, 접속구(56)를 통하여 백(11)내에 그 내압이 PH₁-Pb₀로 될때까지 압력 기체가 공급된다.

이와같이하여 백(11)에 가하여지는 외압은 그 상단에서 Pb₀로 하단에서 Pb₀+Pl로 제한된다.

다음에 캐스크(1)가 재차 강하되어서 백(11)의상단이 수심 H₂에 위치하는 상태로 되었을 때에도 동일하게 작용하여 백내압이 PH₂-PH₁으로 될 때까지 압력기체가 공급되며 백(11)에 가하여지는 외압은 상기한 것과 동일하게 제한된다.

반대로 백(11)이 수심 H₂에서 H₁로 부상시켜진 경우에는 PH₂-PH₁에 상당하는 잉여압력이 본체 케이싱(54)의 내부공간, 백(11)의 배압라인(81) 및 백(11)의 배압체크밸브(79)를 통하여 수중으로 방출된다.

즉 체크밸브(75)는 -Pb₀에 상당하는 머리부분만큼 백(11) 상단보다도 윗쪽에 배치되어 있기 때문에 백(11) 내부에는 PH-Pb₀보다도 약간 높은 압력이하로 항상 유지된다.

다만 대기중에서 최초로 백(11) 내부를 부압으로 하는 것은 외부에서 강제적으로 행하지 않으면 안되는 것이 명백한 것이다.

또 한번 수중에 몰입한 후 대기중에 끌어올려진 때에는 백(11) 내부에 일단 정압이 인가되어 있기 때문에 백(11) 내부의 압력을 체크밸브(79)에 의하여 대기압보다 낮게할 수는 없으나 이때에도 백(11) 내부가 외부수압에 대하여 소정의 부압으로 유지되며 백(11)이 캐스크(1) 외면에 밀접하고 있는 상태에서 백(11) 내부가 체크밸브(79)에 의해서 외부에 대해 밀폐되므로 백(11)이 대기중에서 팽창하는 것 같은 일은 없고 대기중에 부상하여도 백(11)의 밀접상태가 유지되며 작업에 지장이 생기는 일은 없다.

여하간 백(11)의 내부에 수심수압에 대응하여 압력기체가 공급되기 때문에 백(11)에 가해지는 외압력은 수심의 영향이 없이 대략 일정하게 유지되며 백에 강도상의 무리가 되는 일 없이, 또한 대략 전공정에 걸쳐서 백(11) 내부는 외부 압력데 대하여 소정의 부압으로 유지되며, 지상에서의 장착할 때의 모양을 전공정에 걸쳐서 유지할 수 있다.

또한 전기한 환상 튜브체 배압라인(78) 및 백의 배압라인(81)에 각각 트랩(77), (80)을 보유시켜 놓은 것은 연료 푸울의 오염된 물이 환상튜브체용의 압력제어 밸브(62) 혹은 백용의 압력제어밸브(63)에 각 체크밸브(76), (79)를 통하여 역류하여 오염되는 것을 방지하기 위한 것이다.

또 제13도에 있어서(X)는 압력공급으로서의 지상의 압력공급원을 표시한 것이며, 수몰형, 지상형의 어는 것을 채용하는가는 적당하게 선택할 수 있다.

또 이상의 실시예는 각각 그 요소의 특징적인 하나의 감합상태를 표시하는 것 뿐이나 본 발명은 그 형태에 따라서 각 요소를 변형하고 또 각 실시예에서 표시된 요소를 결합 변환한 것도 포함한다.

본 발명의 캐스크 배깅장치에 대하여 출원인은 하기 각항과 같이 요약 부기(附記)한다.

(1) 환상 튜브체는 백의 개구단연에 일체적으로 연결되어 있으며,

(2) 환상 튜브체는 캐스크 외면에 돌설된 한쌍의 환상휜 사이에 감합됨에 적합한 지름을 보유하고 있고

(3) 환상 튜브체의 외면이 캐스크 외표면과 압접되는 영역을 제외한 영역의 최소한 일부의 변형을 구속하는 강성이 높은 부재가 그외에도 또 실시되어 있음과 아울러

(4) 백은 캐스크의 하부를 피복하는 밑바닥이 달린 통상시트로 된 하부백과 캐스크의 상부를 피복하는 통상시트로 된 상부 백으로 구성되며, 하부 백의 상단부와 하부 백의 하단부를 종합시켜서 이 양자의 종합부를 캐스크 외표면에 압접하는 환상의 제1튜브체와 상부 백의 상단연을 캐스크 상단면에 압접하는 환상의 제2튜브체가 설치되어 있으며

(5) 백은 밑바닥부와 통상부로 이루어지며, 그 통상부는 신축 자재한 모양으로 이루어지며, 신축자재한 통상부의 큰 지름쪽의 정상부 안쪽에 환상의 골부재가 배설되어 있고

(6) 백은 2장의 합성수지 필름과 그들의 사이에 개재된 합성수지 섬유포와 한쪽의 필름의 표면에 설치한 연질고무층으로부터 이루어진 시트로서 구성되어 있으며

(7) 환상 튜브체내에 기체압을 공급하는 장치와 그 기체압을 환상 튜브체에 근접한 위치의 외부수압에 응하여 제어하는 제어장치가 설치되어 있고

(8) 백내부에 기체압을 공급하는 장치와 그 기체압은 백에 근접한 위치의 외부의 수압에 응하여 제어하는 제어장치가 그 외에도 설치되어 있으며

(9) 제어장치는 중간에 압력 제어밸브를 보유하는 환상 튜브체와 기체압 공급장치를 접속하는 급압라인과 외부수압을 검지하여 압력 제어밸브에 전달하는 검압라인과 외부공간에의 개구단에 체크밸브를 보유하는 환상 튜브체와 외부공간을 연통하는 배압 라인으로부터 이루어지고

(10) 제어장치는 중간에 각각 압력제어밸브를 보유하고 기체압 공급장치를 환상 튜브체와 백 내부에 각각 접속하는 급압라인과, 각 압력 제어밸브에 대하여 외부수압을 전달하는 검압라인과 외부에의 개구단에 각각 체크밸브를 보유하고 환상 튜브체와 백 내부를 각각 외부공간에 연통하는 배압라인으로 부터 이루어진 것이며

(11) 기체압 공급장치와 백 내부를 연통하는 급압라인의 도중에 물속에 침지하였을 때 통로를 개통하는 스타트 밸브가 설치되어 있고

(12) 전기한 제어장치가 백에 고정된 케이싱내에 수용되어 있는

(13) 케이싱에 기체압 공급장치가 내장되어 있다.

Claims (1)

1. 캐스크의 외면을 피복하여 그 외면을 오염으로 부터 보호하기 위한 일단이 개구된 백을 갖춘 캐스크 배깅장치에 있어서, 전기한 백(11)의 개구단에 따라서 연장설치된 가요성이 있는 환상의 튜브체(12)를 설치하며, 전기한 백의 개구단을 캐스크(1)에 대하여 밀봉 상태로 보전유지되도록 하고, 전기한 환상튜브체내에는 기체압력을 공급하는 장치를 설치하고, 그 기체압을 환상 튜브체에 근접된 위치의 외부수압(PH₁)에 응하여 제어하기 위한 제어장치를 설치한 것을 특징으로 하는 캐스크 배깅장치.

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