KR880002361B1 - 플러그 설치 장치 - Google Patents

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KR880002361B1
KR880002361B1 KR8200549A KR820000549A KR880002361B1 KR 880002361 B1 KR880002361 B1 KR 880002361B1 KR 8200549 A KR8200549 A KR 8200549A KR 820000549 A KR820000549 A KR 820000549A KR 880002361 B1 KR880002361 B1 KR 880002361B1
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엘. 리번 스튜어트
제이. 윌 헬름 죤
이. 와일리 마아크
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죠오지 메크린
웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀
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Abstract

내용 없음.

Description

플러그 설치 장치
제 1 도는 플러그 설치장치의 입면도.
제 2 도는 플러그 설치장치의 상면도.
제 3 도는 확장되지 않은 위치에서 플러그를 포함하는 플러그 설치장치의 입단면도.
제 4 도는 확장된 위치에서 플러그를 포함하는 설치장치의 입단면도.
제 5 도는 제 2 도의 V-V 선을 따라 취한 단면도.
제 6 도는 제 2 도의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 취한 단면도.
제 7 도는 가압링 수단의 개략도.
제 8 도는 압력수단의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 플러그 설치장치 12 : 하우징
14 : 연접봉 18 : 열교환튜브
20 : 튜브시이트 22 : 플러그
24 : 셀 26 : 익스팬더 부재
28 : 슬라이더부재 30 : 가압조절기구
34 : 환형부재 36 : 구동기구
38 : 가압링 44 : 플랜지
56 : 스위치
본 발명은 플러그 그 설치장치에 관한 것이고, 특히, 열 교환기 튜브에 플러그를 설치하기 위한 장치에 관한 것이다. 튜브형의 열교환기에서, 제1유기체는 열교환기의 튜브를 통해 흐르고 제 2 유체는 튜브의 외부를 둘러싸여 열 교환이 상기 2개의 유체 사이에서 발생한다. 때때로, 튜브중 하나가 결함이 생겨 그안에서 누출이 되어 두 유체가 화합될 수 있다. 이런일이 발생할 때는, 튜브를 막아서 튜브로부터의 누출을 막는것이 필요하다.
원자력 발전소에서, 튜브형의 열교환기는 통상 증기 발생기이다. 핵 증기 발생기의 튜브에 흐르는 유체가 일반적으로 방사능이 있기 때문에, 튜브에서 누출시키거나 튜브둘레의 유체를 오염시키지 않도록 하는것이 중요하다. 그러므로, 핵스팀 발생기 열교환 튜브에서 누출이 일어날때, 유체가 튜브를 통해 흐르지 못하도록 열교환기를 막는다.
열교환 튜브를 막는데는 여러종류의 플러그가 사용된다. 핵스팀 발생기에서 열교환 튜브를 막는데 사용된 한가지 그러한 장치는 폭발 플러깅 장치이다. 폭발 플러깅 장치와 함께, 금속 플러그가 플러그안에 포함된 폭발물과 함께 열교환 튜브에 삽입된다. 폭발물이 폭발될때, 플러그는 튜브의 내부와 밀접하게 되어 튜브를 통한 흐름을 차단한다. 폭발플러깅과 관련된 한가지 문제는 불량튜브나 불량플러그를 교체하는 것이 필요하다면, 폭발플러그는 시간이 지연되는 구멍뚫는 과정을 거쳐야 한다는 점이다.
열교환 튜브를 플러그하는데 사용된 다른 장치는 일반적으로 가계적 플러그이다. 기계적 플러그는 한쪽단부에서 밀폐되어 있고 데이터되 있는 내경을 갖는 원통형 부재를 포함한다. 익스팬더(expander)부재는 원통형부재안에 위치하여 익스팬더부재가 원통형부재의 종축선 따라나올때, 원통형부재는 원통형부재와 익스팬더 부재의 안쪽면의 상대적으로 데이퍼 퍼져 있음으로 인해 열교환 튜브에 밀착접촉하게 된다. 이런 형태의 장치에서는, 플러그와 열교환 튜브사이를 밀착접촉하게 하기위해 폭발물이 필요하지 않다. 플러그의 확장은 플러그안의 익스팬더 부재의 상대 움직임에 의해 야기된다. 이렇게해서 기계적 플러그는 구멍이 뚫리지 않고도 제거될 수 있는 특성을 갖는다.
기계적 플러그를 제거하기 위해, 먼저 플러그와 익스팬더 부재의 테이퍼된 직경이 접촉하지 않는 플러그를 위치로 익스팬더 부재를 움직임으로써 플러그상의 내부 압력을 경감하는 것이 바람직하다. 다음은 플러그 상의 압력이 경감됨에 다라 플러그는 열교환 튜브로 부터 끌려간다.
열교환 튜브에 기계적 플러그를 신속히 설치하기 위해서, 플러그를 튜브에 삽입하고 그러기 위해 플러그안의 익스팬더를 신속히 움직이도록 하는 메카니즘을 갖는것이 바람직하다. 이렇게 플러그를 튜브에 삽입하는데는 여러가지 메카니즘을 사용될 수 있다. 그러나 플러그를 튜브로 신속히 삽입하는 것이 그러한 절차를 행하는 유일한 기준이 아니다. 플러그를 튜브에 신속히 삽입하는 이외에도, 플러그가 확장되기 전에 플러그를 적당한 곳에 위치하는지를 확실히 증명할 필요가 있다. 플러그를 튜브안에 부적당하게 설치하면 플러그와 튜브사이가 부적당하게 밀봉되거나 튜브에 손상을 가져올 수 있다. 또한 플러그가 튜브를 효과적으로 밀봉했다는 것을 증명하기 위해 플러그가 적당한 한계까지 확장되었다는 것을 증명할 수 있는것이 중요하다.
고로, 본 발명의 주요목적은 플러그를 신속히 튜브안에 설치할수 있고 플러그가 적당한 설치되었는지를 증명할 수 있는 개선된 플러그 설치장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적에 비추어 볼때, 슬라이더 부재가 배치된 하우징과, 상기 슬라이더 부재에 활주가능하게 배치된 연접봉 및 플러그를 튜브안으로 확장하기 위한 슬라이더 부재에 대하여 연접봉을 움직이기 위한 수단을 포함하는 플러그 설치장치에 있어서, 슬라이더 부재상에 배치되고 슬라이더부재가 상기 튜브가 접촉하는지를 결정하는 연접봉의 둘에에 배치된 센서 장치를 구비한 것을 특징으로하는 플러그 설치장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조한 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.
튜브가 튜브형 열 교환기에서 불향일때는 튜브를 통한 흐름을 막기 위해 튜브를 막아 튜브로 부터의 누출을 막는 것이 바람직하다. 상기 본 발명은 튜브로 부터의 누출을 막기 위해 튜브안에 플러그를 설치하기 위한장치를 제공하는 것이다.
제 1 도와 제 2 도를 참조하면, 플러그 설치 장치는 참조번호(10)으로 도시되는데 하우징(12)와 이동가능한 연접봉(14)가 그안에 배치되어 있다. 연접봉(14)는 튜브 플러그에 나사를 사용하기 위해 한쪽단부에 나사(16)를 갖는다.
제 3 도를 참조하면, 전형적인 열교환 튜브(18)은 핵증기 발생기와 유사한 방식으로 튜브시이트(20)에 의해 지지된다. 튜브(18)이 누출을 계속할때처럼 튜브(18)을 통한 유체의 흐름을 막기위한 것이 필요할때는 플러그(22)와 같은 튜브 플러그를 튜브(18)로 삽입된다. 플러그(22)는 1980년 7월 30일 출원한 미국 특허출원 173, 550호에 발표된 형태이고, 셀(24)와 익스팬더 부재(26)을 포함한다. 셀(24)는 폐쇄단부에서 큰 직경을 갖고 개방단부에서 작은 직경을 갖는 원추형 내면을 갖는 대체로 원통형 부재이다. 익스팬더 부재(26)은 셀(24)로 둘러싸여 셀(24)에 대해 익스팬더부재(26)가 이동하므로써 셀(24)로 하여금 익스팬던 부재(26)에 셀(24)로부터 제거되도록 하지않고 확장되도록 한다. 익스팬던부재(26)은 또한 연접봉(14)의 나사(16)을 사용하기 위해 내부로 나선형된 내경을 가지므로써 연접봉(14)가 셀(24)와 관련하여 익스팬더부재(26)을 움직이기 위한 익스팬더부재(26)을 부재(26)을 사용할 수 있다.
제 3 도를 참조하면, 플러그 설치장치(10)은 하우징(12)안에 배치되고 연접봉(14)을 수용하기 위해 배열된 슬라이더부재(28)을 포함한다. 코일 스프링인 가압조절기구(30)은 슬라이더부재(28)과 접촉하여 하우징(12)안에 위치해 있고, 하우징(12)를 제 3 도의 구성이 되도록한다. 제 1 도관(32)는 슬라이더부재(28)의 저단부 까까이서 하우징(12)에 연결되고 하우징(12)로 오일과 같은 유체를 유도하기 위한 장치를 제공한다. 제 1 도관(32)는 또한 같은 유체를 하우징(12)로 부터 방출하는 장치로 제공한다. 유동체가 약 210-500Kg/cm2의 압력에서 제 1 도관(32)를 통해 하우징(12)로 유도될때, 하우징(12)는 제 4 도에 도시된 것처럼 슬라이더부재(28)에 대해 아래로 움직인다.
제 4 도에서 하우징(12)와 슬라이더부재(28) 사이에서 형성된 환형부재(34)와 하우징(12)내로 유도된 고압유체와 함께, 하우징(12)는 아래로 이동하여 튜브시이트(20)에서 멀어져서 가압 조절기구(30)이 압축되도록한다. 환형부재(34)안의 유체는 제 1 도관(32)안의 밸브(도시안됨)를 여는것과 같이 제 1도관(32)이 압력을 풀어주므로써 방출될 수 있다. 압력을 풀어주므로써 가압조절기구(30)은 하우징(12)로 하여금 슬라이더 부재(28)에 대해 위로 움직이게 하여 하우징(12)가 제 3도에 도시된 위치로 되돌아오게 한다.
제 3 도와 제 4 도에 도시된 것처럼, 연접봉(14)는 하우징(12) 또는 슬라이더부재(28)에 부착되지 않어서 연접봉(14)는 미끄러져 그에 대해 회전한다. 이렇게 해서 연접봉(14)는 익스팬더부재(26)을 사용하여 나사형으로 들어가거나 나오거나 할 수 있다. 그러나, 플러그 설치장치(10)은 제 1 도에 도시된 것 같은 자동 구동기구(36)과 함께 공급되고 그것은 익스팬더부재(26)에 대해 연접봉(14)로 자동적으로 회전시키기 위해 연접봉(14)를 사용하는 방식으로 플러그설치장치(10)에 부착될 수 있다. 더우기 상기 구동기구(36)은 하우징(12)에 대해 적당한 관계로 연접봉(14)를 유지할 수 있다.
뉴욕, 그랜드 아일랜드의 키스틀러 인스트루먼트 코오포 레이숀으로 부터의 모델 9041과 같은 원통형 압전 장치인 가압링(38)은 하우징(12)안에서 연접봉(14) 둘레에 장치된다. 힘 측정 수단인 상기 가압링(38)은 연접봉(14)에 의해 익스팬더부재(26)과 셀(24)상에 작용하는 힘과 같은 양의 힘인 하우징(12)에 의해 연접봉(14)에 작용하는 힘을 나타내는 표시장치에 전기선로(40)에 의해 접속된다. 고로, 가압링(38)은 플러그(22)상에 작용하는 힘을 원격에서 나타내고 기록하기 위한 장치를 공급하여서 플러그(22)가 튜브(18)에서 적당히 확장되는 것을 변경하는 장치를 제공한다. 금속제 가압링(42)가 가압링(38)과 접해서 연접봉(14) 주위에 배치되고 가압링(38)을 하우징(12)에 대해 안전하게 하는 방식으로 하우징(12)에 부착된다. 용접봉(44)는 연접봉(14)주위로 연장되는 플랜지(44)를 갖고 가압링(42) 가까이에 위치한다.
하우징(12)가 환형부재(34)로 유체가 유도되므로써 아래로 움직일때 가압링(42)는 연접봉(14)의 플랜지(44) 상으로 힘을 전송한다. 동시에, 가압링(42)는 가압링(38)을 힘의 크리를 표시하는 전기신호를 전송하도록 하는 기압링(38)상에 같은 힘을 발휘한다. 이러한 힘은 또한 익스팬더부재로 하여금 셀(24)에 대해 아래로 움직이게 하는 익스팬던 부재(26)으로 연접봉(14)에 의해 전송되고 그로인해 셀(24)를 확장한다. 고로, 익스팬더부재(26)과 셀(24)상의 힘은 환영부(34)안의 유체압력을 감지하고 가압링(38)의 출력을 감지함으로써 결정될 수 있다.
제 2 도와 제 5도, 제 6 도를 참조하면, 단부부분(46)이 볼트 또는 다른 유사한 패스너(fastener)에 의해 슬라이더 부재(28)의 상단부에 장착된다. 단부부분(46)은 셀(24)의 저단부에 접촉되도록 배열되고 익스팬더부재(26)가 연접봉(14)에 의해 하방으로 이동하는 동안 튜브(18)안에서 플러그(22)를 유지하는 작용을 한다. 더우기, 센서기구(48)은 튜브(18)의 저단부와 접촉할 수 있도록 하기 위해 단부부분(46)에 장착된다. 센서기구(48)은 단부부분(46)상과 연접봉(14)둘레에 배치된 금속 카버인 접촉부재(50)을 포함한다. 접촉부재(50)은 둘레에 배치된 코일스프링(54)를 갖는 다수의 볼트(52)에 의해 단부부분(46)에 유지된다. 스위치(56)은 접축부재(50)에 부착되어 구멍뚫린 스크류(60)과 접촉하도록 배열된 접촉아암(58)을 갖는다. 스크류(60)은 단부부분(46)에서 구멍이 뚫려있고, 단부부분(46)에서 스크류(60)을 전지시키므로써 스크류(60)과 접촉 아암(58)의 접촉을 조절하는 수단을 제공한다. 코일스프링(54)은 접촉부재(50)과 스위치(56)을 플페이트(62)로부터 멀리 있게하지만 볼트(52)에 의해 제한되므로 스크류(60)에 대한 접촉부재(58)과 스위치(56)의 움직임이 제한된다. 이렇게 제한된 움직임으로 말미암아 접촉 아암(58)이 스크류(60)과 접촉할 수 있고 스위치(56)안의 전기회로를 완성하며 그때 접촉부재(50)은 제 6 도와 같이 튜브(18)의 바닥과 접촉한다. 스위치(56)은 멀리 위치한 장치에 전기선(64)에 의해 접속되고 그로인해 그러한 접촉이 이루어졌음을 작업자에게 알려준다.
단부부분(46)에 관련한 센서기구(48)의 배열은 작업자가 센서기구가 튜브(18)의 단부와 인접하는 것을 양호하게 원력 확인할 수 있는 수단을 제공한다. 센서기구(48)이 튜브(18)의 단부와 접촉한다는 사실로써, 끌러그 설치장치(10)에서 멀리있는 작업자는 플러그(22)가 플러그설치장치(10)을 원격작동 하므로써 확장되기 전에 튜브(18)안에 배치된 것을 확실히 알수 있다.
플러그(22)가 확장되기전에 튜브(18)에 플러그(22)가 적당히 삼입된 것을 결정하는 능력은 플러그(22)가 적당히 삽입되지 않을때 확장되지 못하게 하며, 튜브(18)의손상을 막고 누출을 야기할지도 모를 플러그(22)의 잘못된 설치를 막을 수 있다. 플러그 설치장치(10)이 위험한 상황-방사능 환경이 작업지역의 접근을 제한하는 핵증기 발생기와 같은-에서 사용될때 이러한 장점이 특히 유용하다.
제 7 도를 참조하면, 가압 링(38)은 키스틀러 인스트루먼트 컴파니에서 제조하는 모델 504E 일수 있는 충전증폭기(70)으로 전기적으로 접속된다. 충전증폭기(70)은 액숀 인스트루먼트 컴파니의 모델 AP4570-251과 같은 피크와 홀드 모듈(72)에 연결되고 차례로 메터(74)에 연결된다. 이러한 장치는 작업자가 플러그(22)상에 미친 힘을 변경할 수 있도록 하기 위해 시각적으로 읽을수 있는 미터 판독으로 변환하는 가압링(38)상에 미친힘을 허가한다.
제 8 도를 참조하면, 제 1도관(32)는 세트라 시트템즈, 인코오포레이티드에서 제작한 모델 204E 인 압력변환기(76)에 연결되고 액숀 인스트루먼트 컴파니의 모델 AP4570-258과 같은 피크와 홀드 모듈(78)에 연결되어 메터(80)에 연결된다. 이러한 기계장치는 제 1 도관(32)와 환형부재(34)안의 압력이 작업자가 눈으로 읽을 수 있는 수단을 제공한다. 메터(80)상의 압력 판독은 환형부재안의 압력으로써 플러그(22)상에 미친힘을 결정하도록 사용될 수 있다. 고로, 메타(80)과 메터(74)의 판독을 비교하므로써 작업자는 적당한 량의 힘이 플러그(22)에 인가되어 플러그(22)가 튜브(18)에서 적당힌 확장되어 왔다고 가정하는 것을 변경할 수 있다.
더우기, 플러그 설치장치(10)은 셀(24)와 관련해서 익스팬더부재(26)의 주행거리를 나타내기 위한 선형가변차 등 트랜스와 같은 기계장치로 장치될 수 있다.
핵 스팀 발생기와 같은 튜브형 열교환기에 튜브를 플러그 하는 것이 필요할때, 플러그(22)와 같은 플러그는 플러그(22)의 바닥단부가 단부부분(46)과 접촉할때까지 연접봉의 나사부분(16)위로 수동으로 나선형으로 들어간다. 다음에 작접자는 그에 부착된 플러그(22)와 함께 연접봉(14)를 튜브(18)로 삽입하여 접촉부재(50)이 제 4 도와 같이 튜브(18)의 바닥단부와 접촉하도록 한다. 이러한 구성일때, 스위치(56)의 접촉아암(58)은 약간씩 내려가고 그로인해 스위치(56)을 구동하여 플러그 설치장치(10)으로부터 멀리잇는 작업자에게 플러그가 튜브(18)에 적당히 삽입되었다는 것을 시각적으로 음향적으로 경고한다. 만일 접촉부재(50)이 튜브(18)과 접촉하지 않는다면 스위치(56)은 플러그(22)에 대해 재배치 되어야만 한다는 것을 작업자에게 나타내도록 구동하지 않을 것이다.
만일 스위치(56)이 플러그(22)가 튜브(18)에 적당히 삽입되었다고 확실히 표시를 하면, 작업자나 다른 사람이 오일과 같은 유체를 약 210-250Kg/㎠의 압력에서 제 1 도관(32)를 통해 튜브(18)에 대해 하우징(12)를 아래로 움직이도록 하는 환형부재(34)로 유도하도록 하고 이때 작업자나 원격장치가 하우징(12)를 유지한다. 유도된 압력은 작업자에 의해 메테(80)으로 판독할 수 있다. 하우징(12)의 하방 움직임은 가압링(42)로 하여금 연접봉(14)의 플랜지(44)상에 같은 힘을 미치도록 한다. 이러한 힘은 또한 가압링(38)에 전송되어 메터(74)에 나타난다. 이런식으로 환형부재(34)안의 압력에 의해 연접봉(14)상에 미치는 힘은 메터(74)와 (80)을 읽고 비교하므로써 결정될 수 있고 연접봉(14)상에 미친힘을 변경한다. 연접봉(14)의 플랜치(44)에 미친힘은 익스팬더부재(26)에 전송되고 그것은 익스팬더부재(26)으로 하여금 셀(24)에 상대하여 아래로 움직이도록 하는데, 왜냐하면 셀(24)가 단부부분(46)에 의해 위치에 유지되기 때문이다. 그러한 움직임으로 말미암아 플러그(22)는 튜브(18)에 확장되고 봉함되어서 튜브(18)을 유체가 흐르는 것을 막는다.
튜브(18)로 확장된 플러그(22)와 함께, 연접봉(14)는 그로부터 연접봉(14)를 나선형으로 뺌으로써 악스팬터 부재(26)으로 부터 풀린다. 이런것은 구동기구(36)에 의해 수동으로 또는 자동으로 확립된다. 연접봉(14)가 익스팬더부재(26)으로부터 나선형으로 나올때 플러그 설치장차가 완료된다.
그러므로, 본 발명의 플러그를 튜브안에 신속히 설치할 수 있고 플러그가 적당히 설치되어온 것을 변경할 수 있는 개선된 플러그 설치장치를 제공하는 것이다.

Claims (8)

  1. 슬라이더부재(28)가 배치된 하우징(12)과, 슬라이더부재(28)에 배치된 연접봉(14)과, 플러그(24)를 튜브(18)안으로 확장하기 위한 슬라이더 부재(28)에 상대하여 연접봉(14)을 움직이기 위한 수단을 포함하는 플러그 설치장치에 있어서, 슬라이더부재(28)상에 배치되고 슬라이더부재(28)가 튜브(18)에 접해 있는지를 결정하는 연접봉(14)의 둘레에 배치된 센서수단을 구비하는 것을 특징으로하는 플러그 설치장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서수단은 튜브(18)의 단부를 접촉시키기 위해 슬라이더부재(28)상에 배체된 접촉부재(50)과, 접촉부재(50)상이 설치되어 접촉부재(50)이 슬라이더부재(28)에 대해 이동되는 것을 나타나기 위해 슬라이더부재(28)과 접촉하도록 배열된 스위치수단(56)을 구비한 것을 특징으로하는 플러그 설치장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 센서수단은 접촉부재(50)을 통해 연장되고 슬라이더부재(28)에 상기 접촉부재를 헐겁게 유지하기 위해 슬라이더부재(28)로부터 멀리 떨어지도록 하기 위해 접촉부재(50)과 슬라이더부재(28)사이에 그리고 볼트(52)의 각각의 주위에 배치된 다수의 코일 스프링(54)을 추가로 구비한것을 특징으로하는 플러그 설치장치.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 플러그 설치장치의 하우징(12)에는 상기 연접봉(14)가 상기 하우징(12)에 의해 연접봉(14)에 미친힘의 크기를 결정하도록 상기 슬라이더부재(28)에 대해 이동할때 상기 연접봉(14)를 접촉시킬수 있도록 부착되어 있는 힘측정수단임을 구비되어 있는 것을 특징으로하는 플러그 설치장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 힘측정수단이 하우징(12)에 부착되고 이 하우징에 의해 연접봉(14)에 미친힘이 크기를 결정하기 위해 연접봉(14)둘레에 부착된 가압링(38)을 포함한 것을 특징으로하는 플러그 설치장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 힘측정 수단이 하우징(12)에 의해 미친함을 상기 가압링(38)과 연접봉(14)에 전송하기 위해 연접봉(14) 둘레와 상기 가압링(38) 가까이에 배치된 가압링(42)를 추가로 포함한 것을 특징으로하는 플러그 설치장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 가압링(38)이 압전장치를 포함한것을 특징으로하는 플러그 설치장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 힘측정 수단이 상기 하우징(12)가 상기 가압링(38)상에 힘을 가할때 상기 가압링(38)에 의해 발생된 전하를 증폭하기 위해 상기 가압링(38)에 연결된 충전증폭기(70)과, 상기 가압링(38)상에 가해진 가장 큰힘의 크기를 결정 및 기록하기 위해 상기 충전증폭기(70)에 연결된 피크 및 홀드모듈(72)의 상기 피크 및 홀드 듈(72)의 판독을 표시하기 위해 상기 피크 및 홀드 모듈(72)에 연결된 메터)74)를 추가로 포함한 것을 특징으로하는 플러그 설치장치.
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