KR830002574B1 - 오염물 제거장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

오염물 제거장치

제1도는 전형적인 원자로 증기발생기의 입면단면도.

제2도는 원자로 증기발생기에 배치된 오염물 제거장치의 입면도.

제3도는 원자로 증기발생기의 오염물 제거장치를 취부한 상태를 도시한 입면도.

제4도는 원자로 증기발생기의 플리넘에 배치된 오염물 제거장치의 입면도.

본 발명은 오염물 제거장치에 관한 것으로, 특히, 원자력 발전소용의 구성부재들로부터 오염물을 제거하기 위한 장치에 관한 것이다.

원자력 발전소 및 동종장치의 운전중에 어떤 구성 부재들은 방사능에 노출되어 그들의 표면상에는 방사능 박막이 형성되는 경우가 있는데, 때때로, 그들 구성 부재들의 검사나 수선이 필요하고, 이 같은 검사 또는 수선시에는 재업원이 장치내로 들어가거나 또는 그 구성 부작들에 접근하여야 하므로, 작업원이 오염된 구성 부재들로부터 방출되는 방사선에 노출되게 된다. 어떤 경우, 그들 구성 부재들로부터 방출되는 방사선장은 작업자가 일회에 걸쳐 5분 이상의 작업을 못하게하는데, 이는 작업원이 원자력 발전소용 구성 부재들의 검사 또는 수선을 함에 있어서 비교적 짧은 시간 동안만 작업을 해야 함을 의미한다. 따라서, 이 같은 비교적 짧은 시간 동안에 수선 또는 검사를 하기 위해서는 많은 작업원들이 필요케되므로, 이는 적은 부분의 수선 또는 검사에는 허용될 수 있을지 몰라도 넓은 범위의 검사 또는 수선에 허용될 수는 없다. 달리 말해서 수선 또는 검사 과정이 많은 시간을 요하는 경우에는 매우 많은 사람을 필요케 된다. 결과적으로 이같은 상황은 경제적인 면에서 또는 인력의 면에서 불합리하게 된다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 작업원이 구성 부재에 대한 작업을 할 수 있게끔 원자력 발전소용 구성 부재들로부터의 방사선장이 감소되게 하는 오염물 제거장치를 제공하는 것이다.

이런 목적에 대해, 본 발명은 오염물 제거장치를 완전히 지지하기 위해 원자력 증기 발생기의 관판에 부착될 수 있는 부착기구와 ; 부착기구의 하측에 부착될 수 있는 제1 지지부재와 ; 관판과 평행한 수평면에서 오염물 제거장치를 회전하기 위해 제1 지지부재에 부착될 수 있는 제1 구동 기구와 ; 관판의 평면에 사실상 수직한 면내에서 오염물 제거장치를 회전하기 위해 제1 구동기구에 부착될 수 있는 제2 구동 기구와 ; 제2 구동 기구에 부착될 수 있는 지지암과 ; 지지암에 장착된 노즐지지체를 구비한 오염물 제거장치에 있어서, 적어도 두 개의 노즐(94)은 노즐지지체(82)에 장착하고, 제3 구동 기구(86)는 지지암(78)내에 배치하고 노즐지지체(82)에 부착하여 노즐지지체(82) 및 노즐(94)을 지지암(78)에 따른 방향으로 이동시키는 것에 의해 노즐(91)을 증기발생기의 각종 표면 근방에서 표면으로부터 15내지 25㎝ 이격된 위치에 설정되게하고, 물-그릿(grit) 공급원은 노즐(94)에 연결하여 3내지 7 중량퍼센트의 그릿농도를 갖는 물-그릿 혼합물을 노즐에 공급하게 하고, 상기 노즐(94)은 물-그릿 혼합물을 구성부재 표면으로 향하게하여, 구성 부재들로부터 오염물이 제거되게 한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이하 첨부도면에 근거한 상세 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

제1도를 참고하면, 원자로 증기발생기(20)는 외곽부(22)를 구비하는데, 외곽부(22)는 하단에 부착된 1차유체입구 노즐(24)과 1차 유체출구 노즐(26)을 가지고 있다. 또한 관구멍(30)을 가지고 있는 원통형 관판(28)도 외곽부(22)의 하단부에 부착되어 있다. 관판(28)과 외곽부(22)에 부착된 분할판(32)은 종전 기술에서 잘 알 수 있는 바와같이 증기발생기의 하단부에 1차 유체입구 플리넘(plenum)(34)과 1차 유체출구 플리넘(36)을 형성한다.

U자 만곡형의 열교 환관에 있는 관(38)은 외곽부(22) 내에 배치되어 관구멍(30)에 의해 관판(28)에 취부된다. 예로서 약 7000개의 관(38)이 관다발(40)을 형성한다. 한편, 2차 유체입구 노즐(42)은 외곽부(22)상에 증기출구 노즐(44)은 외곽부(22)의 상단에 부착된다. 가동중에, 원자로를 통하여 순환가열된 물등의 1차 유체는 1차 유체입구 노즐(24)를 통해 증기발생기(20)에 들어가서 1차 유체입구 플리넘(34)에 흐른다. 1차 유체입구 플리넘(34)으로부터 1차 유체는 관판(28)의 관(38)을 통하고, 1차 유체출구 노즐(26)을 통해서 증기발생기에서 나가는 1차 유체출구 플리넘(36)에 흐른다. 이 경우, 1차 유체로부터의 열은 2차 유체에 전달되고, 2차 유체는 증발되고, 증발로 인한 증기는 증기출구 노즐(44)를 통해서 나간다. 종종 방사능 입자를 갖는 1차 유체가 2차 유체로부터 격리되어 있는가를 확인하기 위해 관(38)이나 관(38)과 관판(28)사이의 용접부를 조사하거나 수리하는 것이 필요하다. 이 때문에, 입출입용 통로(46)는 관판(28) 전체에 대한 접근이 가능하게끔 플리넘(34) 및 (36)에 출입할 수 있도록 외곽부(22) 제공된다.

제2도 내지 제4도를 참고하면, 오염물 제거장치(50)는 관판(28)으로부터 오염물 제거장치(50)를 완전히 지지하는 부착기구(52)를 구비한다. 부착기구(52)는 캠록(camlock : 56)을 가진 지지 평판(54)을 구비한다. 종전기술에서 잘 알려진 것으로부터 선택된 캠록(56)은 관판(28)의 관(38)내에 삽입될 수 있고, 지지판(54)를 지지하기 위해 관(38)의 내측표면과 접촉하게끔 확장할 수 있다. 작업자가 입출입용 통로(46)를 통해 원자로 증기발생기(20)에 들어가 캠록(56)을 관(38)에 삽입할 수 있게끔 캠록의 하단에 핸들(58)을 장치했다. 작업자는 수동으로 캠록이 관(38)의 내측 표면과 접촉하도록 캠록(56)을 확장하기 위해 핸들(58)을 돌린다. 물론 캠록(56)에는 캠록(56)을 원격 조정할 수 있는 원격 조종장치가 갖추어져 있다. 지지판(54)은 관판(28)과 평행한 방향으로 지지판(54)를 배치하기 위해 관판(28)에 접촉하도록 상측 표면에 부착된 다수의 안내핀(60)을 가지고 있다. 후크(62)는 여러 도관을 지지하기 위해 지지판(54)에 부착된다. 제1 지지부재(64)는 오염물 제거장치(50)의 다른 부품에 대한 부착용 기구를 제공하기 위해 지지판(54)의 하측에 부착된다. 제1 지지부재(64)는 제1 구동 기구(68)용의 부착기구를 제공하기 위해 하단에 배치된 제1 록크기구(66)를 가지고 있다. 제1 구동기구(68)은 관판(28)에 평행한 수평면 내에서 오염물 제거장치(50)을 회전하기 위해 조화 구동기구에 부착된 직류 모타이다. 제1 구동기구(68)는 제2 구동기구(72)에 대한 부착을 위해 하단에 제1 취부구(70)를 가지고 있다. 제1 취부구(70)는 제2 구동기구(72)를 보유지지하게끔 제1 취부구(70)와 접촉하는 그리피기구를 구동하는 록킹 놉(locking knod : 74)을 회전시키는 것에 의해 적소에 위치된다. 제2 구동기구(72)는 USM사에 의해 제조된 본 기술에 잘 알려진 것으로부터 선택된 조화구동 기구이다.

제2 구동기구(72)는 오염물 제거장치(50)가 관판(28)에 사실상 수직한 평면내에서 회전되게 하는 역할을 행한다. 지지암(78)은 제1 취부구(70)와 유사한 제2 취부구(80)에 의해 제2 구동기구(72)에 부착된다. 노즐지지체(82)는 지지암(78)에 장착되며 노즐구성체(84)를 지지한다. 제3 구동기구(86)는 지지암(78)에 배치되며 지지암(78)에 따른 방향으로 노즐지지체(82)를 이동시키기 위해 노즐지지체(82)에 부착된다.

제2도 내지 제4도를 참고하면, 임시폐쇄덮개(88)는 외부와 입구 플리넘(34)의 내부를 격리하기 위해 통로(46)에 장치된다. 흡인호스(90)는 입구 플리넘(34)의 하측에 배치되고, 덮개(88)을 통해서 폐기물 제거 및 재순환 시스템까지 연장한다. 적어도 4개의 도관(92)은 덮개(88)를 통해서 입구 플리넘(34)내에 연장한다. 도관(92)은 노즐구성체(84)의 노즐(94)에 물-그릿 혼합물을 유도하는 역할을 한다. 도관(92)은 또한 오염물 제거장치(50)의 여러 구동기구에 전기적인 연결을 제공하는 역할을 한다. 노즐구성체(84)는 적어도2개의 노즐(94)를 구비하며, 제4도에서 도시된 바와같이 지지암(78)의중앙선으로부터 각도 A위치에 배치된다. 각도 A는 근사적으로 30°내지 70°사이인데, 약 45°의 각도가 양호하다. 노즐(94)은 텍사스주, 휴스톤의 AquaDyne, Engineering Inc에 의해 제조된 "Dynajector"와 같이 본 기술에서 잘 알려진 것으로부터 선택된다. 별도의 물 및 그릿용 도관(92)은 물과 그릿이 노즐(94)에서 혼합되고 노즐(94)로부터 방출되도록 노즐(94)의 각각에 연결된다. 노즐 구성체(84)는 제2도에 일점쇄선으로 도시된 바와같이 수직평면내에서 선회 가능하도록 배치된다. 이같은 선회운동에 수반하여 제1 구동기구(68), 제2 구동기구(72) 및 제3 구동기구(86)의 운동은 관판(28) 및 분할판(32)에 따르는 입구 플리넘(34)의 내무표면의 위치에 노즐(94)이 도달할 수 있다. 이런 능력은 물-그릿 혼합물이 노즐(94)로부터 1차 유체입구 프리넘(34)의 표면전체에 분출될 수 있게 한다. 그러므로, 오염물 제거장치(50)은 오염물을 제거하기 위해 오염정화 혼합물을 1차 유체입구 플리넘(34)의 표면에 향하게 하기 위한 기구를 제공한다.

원자로 증기발생기의 입구나 출구 플리넘의 오염물을 제거하는 것이 요구될 때에는 원자로 증기발생기의 동작을 멈춘후 물을 빼낸다. 다음 통로(46)를 통하여 1차 유체 입구 플리넘(34)속으로 작업자가 들어갈 수 있도록 통로 덮개를 제거한다. 확장 가능한 노즐 덮개를 플리넘 내측에 설치하고 물-그릿 혼합물이 제1 배관에 들어가지 못하게 한다. 그때 작업자는 일시적으로 1차 유체입구 플리넘(34) 내에 들어가서 지지판(54)의캠록(56)을 도면에 도시된 것 같이 관(38)에 삽입하고, 핸들(58)에 의해 적소에 고정한다. 다음 작업자는 제1 구동기구(68)를 제1 록킹기구(66)의 조작에 의해 제1 지지대부재(64)에 부착한다.

그때 제1 구동기구(68)가 부착기구(52)에 부착되면, 제2 구동기구(72)를 제1 취부구(70)에 의해 제1 구동기구(68)에 부착한다. 다음, 제1 취부구(70)를 록킹 놉(74)의 조작에 의해 적소에 고정한다. 다음, 지지대암(78)을 제2 취부구(80)의 조작에 의해 제2 구동기구(72)에 부착하고 적소에 고정한다.

이 시점에서, 도관(92)은 오염물 제거장치(50)의 여러 위치에 연결하고 흡인호스(90)를 입구 플리넘(34)의 하측에 위치한다. 다음, 덮개(88)를 통로(46)주위의 외곽부(22)에 장치하여 외곽부의 내부를 외부와 격리시키고, 오염물질을 포함한 물-그릿 혼합물이 증기발생기에서 배출하지 못하게 한다.

도시된 것 같이, 오염물 제거장치(50)는 원자로 증기발생기(20)에 용이하게 장착될 수도 있으며, 오염물 제거작업을 실행하도록 하기 위해 원자로 증기발생기의 입구나 출구 플리넘에 있는 여러위치에 노즐(94)를 위치할 수 있다.

전술한 바와같이 오염물 제거장치(50)를 관판(28)상에 장착한 상태에서, 물을 약 141㎏/㎠ 내지 190㎏/㎠ 사이의 압력으로 도관(92)을 통해 도입한다. 이런 압력에 서 노즐(94)의 각각을 통하는 물의 양은 약 301/ 분 내지 31/분으로 되어야 한다. 수종의 그릿, 예로서 알루미늄이나 마그네타이트의 그릿을 물과 혼합하기 위해 사용할 수도 있다. 그러나, 그릿의 크기는 미국 시이브 시어리어즈 메시 사이즈에 따라 약 120내지 325 메시가 되어야하며 분사수의 그릿농도는 약 3내지 7중량퍼센트로 되어야 한다.

과도의 물질열화를 일으키지 않고 효과적인 오염물 제거를 위해서는 노즐(94)을 증기발생기(20)의 표면으로부터 약 15내지 25㎝에 위치시키는 것은 중요하다. 또한 노즐(94)은 물-그릿 혼합물을 30°내지 70°사이 양호하게는 45°의 각도로 증기발생기(20)의 표면에 분출하도록 지지암(78)의 세로축에 관해 30°내지 70°사이의 위치에 배치되어야 한다. 노즐(94)을 관판(28), 분할판(32), 혹은 외곽부(22)의 표면으로부터 근사적으로 15내지 25㎝에 배치한 상태에서, 펌프를 작동하면 물공급원으로부터 적어도 2개의 도관을 통해서 노즐(94)내에 물이 들어간다.

노즐(94)내의 물의 흐름은 노즐(94)내를 진공 상태로하여 그릿을 별도의 도관(92)을 통해서 그릿공급으로부터 인출해서 노즐(94)내의 물과 혼합되게 한다. 이때 물-그릿 혼합물은 증기발생기(20)의 특정부분을 향해 흐른다. 동시에, 제1 구동기구(68), 제2 구동기구(72), 혹은 제3 구동기구(86)를 구동하여 오염물 제거 대상영역의 선정통로를 따라 물-그릿 혼합물이 유동되게 한다.

따라서, 노즐(94)는 증기발생기(20)의 특정부분을 가로 지르는 선을 따라 약 30㎝/분 내지 90㎝/분의 속도로 움직인다.

노즐(94)의 이동속도는 과도한 금속열화를 야기함이 없이 효과적인 오염물 제거법이 달성되도록 물-그릿 유속과 상호 관련되어 있다. 물-그릿 혼합물은 증기발생기(20)의 표면에 분출되어 입구 플리넘(34)의 하측에 쌓인 금속으로부터 얇은 산화층을 제거한다. 노즐(94)이 증기발생기의 특정영역에 완전한 통로를 형성한 시점에서, 다른 구동기구중의 하나를 새로운 통로가 증기발생기에 만들어지도록 새로운 위치에 배치되게끔 전진시킨다.

이런 방법으로, 관(28), 분할판(32) 및 외곽부(22)의 완전정화를 달성한다.

상기 설명으로부터, 명백하듯이 제2도의 가성선으로 도시된 위치에 노즐 구성체(84)를 배치하고, 제1 구동기구(68)와 제3 구동기구(86)의 선택적 작동을 이용하는 것에 의해 관판(28)의 하측 표면은 전술한 작업에 의해 오염물이 제거된다. 이와 마찬가지로 제2도에 도시된 노즐구성체(84)와, 제1 구동기구(68) 및 제2 구동기구(72)의 선택된 작동에 대해 노즐(94)은 제2도의 가상선으로 도시된 ψ방향으로 요동하여 외곽부(22)의 전 내측표면에 대해 요동한다. 한편, 제2도에 가상선으로 도시된 바와같이 노즐 구성체(84)를 배치하여, 제1 구동기구(68)의 회전에 의해 분할판(32)쪽으로 향하게 한 상태에서 제3 구동기구(86)의 작동에 의해, 분출판(32)은 오염물이 제거된다. 그러므로, 노즐구성체(84)의 배치와 더불어 제1 구동기구(8), 제2 구동기구(72) 및 제3 구동긱구(89)의 작동의 조합에 의해 제1 유체입구 플리넘(34)의 내면전체로부터 오염물이 제거되고, 작업자는 플리넘내에 들어가 증기발생기(20)에 대한 작업을 수행할 수 있음은 명백하다.

오염물 제거장치의 사용으로서 금속표면의 0.025㎜ 이하가 증기발생기로부터 제거됨은 분석을 통하여 확인되었다. 또한 인코넬금속상에 알루미늄 그릿을 적용하는 것에 의해 0.0051내지 0.0076㎜이하의 금속층이 제거되고, 스테인레스스틸상에 마그네타이트 그릿을 적용하는 것에 의해 0.0127내지 0.0025㎜ 이하의 금속층이 제거되는 것이 확인되었다. 그러므로, 본 발명에 의하면 작업자가 장치내에 들어가서 작업을 수행할 수 있도록 원자력 발전소용 구성 부재로부터의 방사선장이 감소되게하는 오염물 제거장치가 제공된다.

Claims (1)

1. 원자로 증기발생기로부터 오염물을 제거하기 위해, 관판에 취부되어 오염물 제거장치를 완전하게 지지하는 부착기구와, 부착기구의 하측에 취부되는 제1 지지부재와, 제1 지지부재에 취부되어 오염물 제거장치를 관판과 평행한 수평면내에서 회전시키는 제1구동기구와, 제1 구동기구에 취부되어 오염물 제거장치를 관판의 평면과 수직한 평면내에서 회전시키는 제2구동 기구와, 제2 구동기구에 부착되는 지지암과, 지지암상에 장착되는 노즐지지체를 구비한 오염물 제거장치에 있어서, 적어도 두 개의 노즐(94)을 노즐지지체(82)에 장착하되, 노즐(94)로부터의 물-그릿 혼합물이오염물 제거대상의 구성부재 쪽으로 향하게끔 장착 구성하고, 제3 구동기구(86)를 지지암(78)내에 배치하되, 노즐지지체(82)에 취부하여 노즐지지체(82) 및 노즐(94)을 지지암(78)의 길이 방향에 따라 이동시키는 것에 의해 노즐(94)이 증기발생기의 표면으로부터 15, 내지 20㎝ 떨어져 위치 설정될 수 있게 구성하고, 물-그릿 공급원(92)을 노즐(94)에 연결하되 3내지 7중량퍼센트의 그릿농도를 갖는 물-그릿 혼합물이 노즐(94)에 공급될 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 오염물 제거장치.

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