KR101835916B1

KR101835916B1 - 원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조

Info

Publication number: KR101835916B1
Application number: KR1020137025510A
Authority: KR
Inventors: 라만 지 파텔; 다니엘 엘 월터스; 아서 더블유 프랜시스; 크리스토퍼 에프 헐만; 더글라스 이 에크로스; 매튜 엠 로어; 애비 엘 스템러; 하워드 엘 오트
Original assignee: 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2032-01-20
Also published as: CN103492816B; EP2681500B1; ZA201307121B; EP2681500A1; US20120224663A1; WO2012118570A1; CN103492816A; CA2830500A1; KR20140014198A; EP2681500A4

Abstract

본 발명은 증기 발생기가 내부에서 작동하도록 된 차폐 구획실의 벽에서 원자력 증기 발생기의 전체 중량을 지지하는 원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 시스템에 관한 것이다. 지지체는 증기 발생기를 이 증기 발생기가 연결되어질 원자로 냉각수 배관과 정렬시키기 위하여, 증기 발생기를 상승, 하강, 회전 및 경사시킬 수 있는 유압 위치결정 장치들을 포함한다.

Description

원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조{NUCLEAR STEAM GENERATOR SUPPORT AND ALIGNMENT STRUCTURE}

본 출원은 2011년 3월 1일 출원된 가출원 번호 제 61/447,892 호에 대한 우선권을 주장한다.

여기에 기재된 실시예들은 일반적으로 원자력 증기 발생기 지지체(support)에 관한 것으로, 더 구체적으로는 원자력 플랜트 건설 도중에 증기 발생기를, 이 증기 발생기가 용접되어질 원자로 냉각수 배관과 정렬하기 위하여, 증기 발생기를 상승, 하강, 경사 및 회전시킬 수 있는 원자력 격납용기(containment) 지지체에 관한 것이다.

가압수로 냉각되는 원자로 발전 시스템의 1차 측(primary side)은, 격리되고 또 유용한 에너지의 생산을 위한 2차 회로와 열교환 관계를 갖는 폐쇄 회로를 포함한다. 1차 측은 분열성 재료를 함유하는 복수의 연료 조립체를 지지하는 노심(core) 내부 구조를 포위하는 원자로 용기와, 열교환 증기 발생기들 내부의 1차 회로, 가압기(pressurizer)의 내부 체적, 가압수를 순환시키기 위한 펌프들과 파이프들을 포함하고; 파이프들은 증기 발생기들과 펌프들의 각각을 원자로 용기에 독립적으로 연결한다. 증기 발생기를 포함하는 1차 측의 부위들의 각각과, 펌프 및, 원자로 용기에 연결된 한 계통의 파이프들은 원자력 발전 시스템의 1차 측의 루프(loop)를 형성한다.

설명의 목적을 위해, 도 1은 원자로 노심(14)을 포위하는 폐쇄 헤드(12)를 갖는 일반적으로 원통형 원자로 압력 용기(10)를 포함하는, 단순화된 원자로 1차 시스템을 도시한다. 물 또는 붕산수와 같은 액체 원자로 냉각수는, 열 에너지가 흡수되는 노심(14)을 통해 펌프(16)에 의해 용기(10)내로 펌핑되고, 또 일반적으로 증기 발생기로 불리는 열교환기(18)로 방출되며, 여기서 열은 증기로 구동되는 터빈 발전기와 같은 이용회로(도시 안됨)로 전달된다. 원자로 냉각수는 그 다음, 펌프(16)로 복귀되어 1차 루프를 완성한다. 일반적으로, 상기 기재된 복수의 루프들은, 1차 시스템의 압력을 조절하기 위한 가압기(22)를 포함하는 1차 냉각수 루프들 중의 하나를 갖는 원자로 냉각수 배관(20)에 의해 단일의 원자로 용기(10)에 연결된다.

각 증기 발생기(18)는 일체로 된 습기 분리 장비를 갖는 수직방향-쉘 U-튜브 증발기이다. 원자로 냉각수 흐름은, 감소된 직경의 일반적으로 원통형 쉘(28)의 실질적인 부위를 점유하는 거꾸로 된 U-튜브 내부를 통과하기 이전에 단일의 고온 레그(leg) 노즐(24)을 통해 증기 발생기(18)로 유입되고, 그리고 원자로 냉각수 흐름은 U-튜브를 통과함에 따라 2차 측으로 열을 전달하고 또 1차 냉각수 배관(20)의 저온 레그 측(26)으로 복귀한다. 흐름은, 각각에 원자로 냉각수 펌프(16)가 직접 부착된 2개의 저온 레그 노즐(30)을 통해 증기 발생기를 떠난다. 냉각수 펌프(16)들의 방출 노즐들은 각각이 주 냉각수 배관의 저온 레그(26)에 연결되어 비교적 저온의 원자로 냉각수를 노심(14)을 통해 재순환하기 위하여 원자로 용기(10)로 되돌려 이송하고, 이 사이클이 되풀이된다. 이렇게 기재된 1차 원자로 발전 시스템은, 펜실베니아주 크랜베리 타운쉽에 본사를 둔 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨(Westinghouse Electric Company LLC)에 의해 설계되고 또 판매된 AP1000으로 알려진 진보된 수동형 원자력 발전 설비이다. AP1000 설치 방법의 개발 도중에, AP1000 원자력 플랜트 증기 발생기가 독특한 특징들을 갖고 있음이 알려졌다. 기존의 증기 발생기 및 원자력 플랜트 구성을 건설하는 데에 사용된 종래 방법은, 1차 냉각수 배관을 증기 발생기들에 결합하기 위하여 스풀편(spool piece)들을 사용하였고 또 주 냉각수 펌프들은 증기 발생기들로부터 이격된 원자로 냉각수 배관의 저온 레그의 스팬(span)에 연결되었다. 종래 기술의 증기 발생기들은 일반적으로 자신을 아래로부터 지지하는 4개의 다리가 달린 안정된 지지체를 갖추었다. 예컨대, 증기 발생기들의 바닥부에 직접 연결된 주 냉각수 펌프들을 갖는 AP1000 원자력 플랜트 설계의 독특한 특징들은, 다른 지지 방식이 취해질 것을 요구하였다. 이러한 목적을 위해 단일의 "포고(pogo) 스틱 타입" 받침대(pedestal) 지지체가 고안되었다. 또한, AP1000 증기 발생기는 스풀편들을 사용하지 않고 주 냉각수 배관에 용접되도록 설계되며, 이는 주 냉각수 배관을 증기 발생기들 위의 대응하는 노즐들 및 냉각수 펌프들과의 정확한 정렬을 필요로 한다. AP1000 원자력 플랜트 증기 발생기의 중량이 약 1,463,000 파운드(664 메트릭 톤)가 되는 것을 고려하면, 증기 발생기를 원자력 플랜트 1차 시스템에 조립하기 위하여 원자력 플랜트를 건설하는 동안에 정확한 정렬 장치가 요구된다. 바람직하게는, 그러한 정렬 장치는, 일반적으로 증기 발생기를 개략적으로 위치시키기 위해 채용된 오버헤드 크레인을, 다른 건설 프로젝트를 위하여 자유롭게 하기 위해 증기 발생기 조립체의 전체 중량을 지지할 수 있다.

따라서 본 실시예의 목적은, 증기 발생기의 입구 노즐들과 펌프 출구 노즐들을 대응하는 1차 루프 배관과 정확하게 위치시키고 또 정렬할 수 있는 증기 발생기 정렬 설비(alignment fixture)를 제공하는 것이다.

본 실시예의 다른 목적은, 오버헤드 크레인의 도움이 없이 증기 발생기의 전체 중량을 지지할 수 있는 그러한 설비를 제공하는 것이다.

본 실시예의 추가적인 목적은, 증기 발생기를 적절한 정렬상태로 상승, 하강, 회전 및 경사시킬 수 있는 그러한 설비를 제공하는 것이다.

본 실시예의 추가적인 목적은, 증기 발생기를 위한 영구적인 지지체의 조립을 용이하게 하는 그러한 설비를 제공하는 것이다.

또한, 본 실시예의 목적은, 일단 증기 발생기를 위한 영구적인 지지체가 조립되면, 쉽게 해체될 수 있고 또 재사용될 수 있는 그러한 설비를 제공하는 것이다.

이들 및 다른 목적들은, 원자력 격납용기 내에서 바닥면 또는 내부벽으로부터 증기 발생기를 지지하는 증기 발생기 지지 및 정렬 구조에 의해 달성된다. 여기에 기재된 지지 및 정렬 구조는, 원자력 격납용기의 바닥면(floor) 또는 내부벽으로부터 연장하고 또 증기 발생기의 적어도 2개 측면에 부착된 실질적으로 강성있는(rigid) 지지 설비를 포함한다. 실질적으로 강성있는 지지 설비는 베이스와, 지지 섹션 및 발생기를 정렬하기 위한 수단을 포함한다. 베이스는 격납용기의 바닥면 또는 내부벽 위에 안착된다. 지지 섹션은 증기 발생기의 한 측면의 원주의 적어도 일부에 결합된다. 발생기를 정렬하기 위한 수단은, 발생기를 정렬하기 위하여, 지지 섹션 내에 고정된 발생기를 갖는 베이스에 대하여 지지 섹션을 상승, 하강 또는 회전시키기 위하여 작동가능하다. 바람직하게는, 지지 섹션을 상승, 하강 또는 회전시키기 위한 수단은 베이스와 지지 섹션 사이에 복수의 유압 잭을 포함하고, 또 바람직하게는 지지 섹션을 그렇게 지향(orient)시키기 위한 수단은, 증기 발생기 조립체가 정렬되는 동안에 이 증기 발생기 조립체의 전체 중량을 지지하면서 베이스에 대하여 지지 섹션을 경사시키고 또 측방향(lateral)으로 이동시킬 수 있다.

하나의 실시예에서, 지지 섹션 내에 고정된 증기 발생기를 갖는 베이스에 대하여 지지 섹션을 상승, 하강 또는 회전시키기 위한 수단은, 증기 발생기 입구 노즐과 하나 이상의 증기 발생기 출구 노즐을 각각 원자로 시스템의 1차 냉각수 배관과 정렬하기에 충분한 증기 발생기의 미세한 이동을 제공한다. 바람직하게는, 증기 발생기의 그러한 미세한 이동은 0.03125 인치(0.07938 센티미터) 증분만큼 작다.

다른 실시예에서, 지지 섹션은 증기 발생기의 상부 원통형 섹션에 연결된 상부 지지 섹션과, 증기 발생기의 하부 원통형의 감소된 직경의 원통형 섹션에 연결된 하부 지지 섹션을 포함하고, 베이스에 대해 지지 섹션을 상승, 하강 또는 경사시키기 위한 수단은 상부 지지 섹션과 베이스 사이에 연결된다. 바람직하게는, 하부 지지 섹션은 베이스 아래에 위치되고 또 증기 발생기의 자중(dead weight) 즉, 물을 갖지않는 중량은 증기 발생기의 측면 위의 트러니언(trunnion)들을 결합하는 적어도 2개의 실질적으로 직경방향으로 대향된 리프트 링크로부터 상부 지지 섹션에 의해 실질적으로 지지된다. 바람직하게는, 증기 발생기가 내부 격납용기 벽에 의해 적어도 부분적으로 포위되는 경우, 상부 지지 섹션은 벽위의 적어도 4개 지점에 지지되고 또 바람직하게는 벽위의 적어도 4개 지점의 각각에서 지지체는 증기 발생기를 측방향으로 이동시키기 위한 적어도 하나의 측방향(lateral) 유압 부재를 갖는다. 바람직하게는, 적어도 하나의 측방향 유압 부재는 X 및 Y방향으로 각각 이동가능한 2개의 측방향 유압 부재를 포함한다. 하나의 실시예에서, 상부 지지 섹션은 증기 발생기의 상부 원통형 섹션의 원주를 실질적으로 포위하는 지지 링을 포함하고, 또 측방향 유압 부재들의 각각은 이 측방향 유압 부재가 구동될 때 지지 링과 또 그래서 발생기를 측방향으로 이동시키기 위하여 지지 링을 각각 결합한다. 바람직하게는, 지지 링은 복수의 수직방향 유압 부재를 지지하고 또 결합하며, 수직방향 유압 부재들의 각각은 대응하는 측방향 유압 부재에 인접하여 위치된다. 바람직하게는, 수직방향 유압 부재들의 각각은 각 증기 발생기 리프트 링크와 결합된 지지 프레임을 결합하고 또 지지한다.

또 다른 실시예에서, 하부 지지 섹션은, 증기 발생기가 회전하고 또 주어진 거리에서 위, 아래 및 측방향으로 이동하는 것은 허용하지만 증기 발생기의 측면-대-측면 이동은 제한하는 방식으로, 내부 격납용기 벽의 안쪽의 적어도 2개의 직경방향으로 대향된 지점에 대하여 지탱(braced)된다. 바람직하게는, 하부 지지 섹션은 내부 격납용기 벽의 안쪽에 대하여 지탱되는 측방향 유압 연장 아암을 포함한다. 바람직하게는, 측방향 유압 연장 아암은 증기 발생기가 내부벽 내에서 최초로 위치될 수 있도록 증기 발생기를 향하여 수축(retract)한다.

추가적인 실시예에서, 베이스에 대하여 지지 섹션을 상승, 하강 또는 회전시키기 위한 수단은 복수의 유압 부재를 포함하고, 또 바람직하게는 유압 부재들의 몇몇은 증기 발생기의 이동을 부여하기 위하여 베어링 플레이트 또는 롤러 지지체와 조합하여 작용한다.

본 발명의 추가적인 이해는, 첨부 도면과 함께 읽는다면 바람직한 실시예들의 이하의 기재로부터 얻어질 수 있다.
도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 원자로 1차 시스템의 단순화된 사시도이다.
도 2a는, 격납용기의 격실(cubicle)내에 지지된, 점선으로 도시된 증기 발생기를 갖는 여기에 기재된 하나의 실시예의 상부 지지 섹션의 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 상부 지지 섹션의 다른 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 상부 지지 섹션의 확대도이다.
도 4는 도 2와 도 3에 도시된 상부 지지 섹션의 벽 지지 베이스와 이에 결합된 유압 기구의 확대 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 벽 지지 베이스의 다른 사시도이다.
도 6은 도 2 내지 도 5에 도시된 상부 지지 섹션의 평면도이다.
도 7a는 수축된 위치의 하부 지지체를 갖는, 점선으로 도시된 증기 발생기의 쉘의 하부 부위를 포위하는 여기에 기재된 실시예의 하부 지지체의 개략도이다.
도 7b는 배치된 측방향으로 신장(extend)하는 아암들을 갖는 도 7a에 도시된 지지체의 개략도이다.
도 7c는 배치된 신장하는 부재를 더 잘 도시하기 위하여 약간 회전된 증기 발생기를 갖는 도 7b의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 하부 지지체의 등축 사시도이다.
도 9는 증기 발생기의 회전을 부여하기 위하여 힐만(Hillman) 롤러들을 채용한 상부 지지체의 다른 실시예의 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 실시예의 개략 측면도이다.
도 11은 여기에 기재된 하부 지지체의 다른 실시예를 부분적으로 단면도로 도시한 측면도이다.
도 12는 도 2 내지 도 11에 도시된 실시예들과 채용될 수 있는 작업자 제어스테이션의 등축 사시도이다.

원자로 냉각수 루프의 1차 측을 수용하는 원자력 증기 발생기의 하부 부위는, 일반적으로 증기 발생기가 지지된 콘크리트 격실에 의해 차폐된다. 여기에 기재된 실시예들은 원자력 발전 플랜트의 건설 과정에서 증기 발생기를 콘크리트 차폐물 내에서 지지하기 위한 일시적인 설치 및 정렬 도구를 제공하는 것으로, 이는 증기 발생기가 이를 연결하는 원자로 냉각수 배관과 정렬될 수 있도록 증기 발생기가 상승, 하강, 회전 및 경사되는 것을 가능하게 하고 또 영구적인 증기 발생기 지지체의 조립을 가능하게 한다. 여기에 기재된 지지 및 정렬 설비는 영구적인 증기 발생기 지지체로 사용될 수 있는 한편, 이 지지 및 정렬 설비는 원자로 냉각수 시스템에 증기 발생기들의 각각의 부착을 용이하게 하기 위하여 증기 발생기로부터 증기 발생기로 이동될 수 있는 조립 작업 도중에 일시적인 지지체로서 더 많은 가치를 발휘한다. 여기에 기재된 지지 설비는 증기 발생기의 설치 공정 동안에 증기 발생기를 리프트, 잭작업(jack), 측방향으로 이동, 경사 및 회전시키기 위하여 구조적인 강철 지지 프레임 장치와 유압 잭 장치 및 제어 모니터 장치들을 사용한다.

이전의 원자력 증기 발생기들은 발생기를 제위치에 세팅하기 전에, 설치되어야할 안정적인 베이스 지지체들을 필요로 하였다. 증기 발생기들은 베이스 지지체들에 체결되고 또 자체-지지되었다. 그러한 지지체는, 그 하부 단부로부터 수직으로 연장하는 2개의 주 냉각수 펌프를 갖는, 도 1에 도시된 타입의 증기 발생기에는 유용하지 않다.

여기에 기재된 실시예들은 증기 발생기가 자신의 차폐 구획실(compartment) 내에 최초로 위치된 후, 증기 발생기의 전체 중량을 안정화하고 지지하며 또 증기 발생기가 용접되어야할 냉각수 배관과 정렬되게 증기 발생기를 기동(maneuver)시킨다는 점에서 독특하다. 그래서, 여기에 제시된 실시예들은 오버헤드 크레인이 다른 건설 작업에 이용될 수 있도록, 오버헤드 크레인이 증기 발생기로부터 분리되는 것을 허용한다. 따라서 여기에 기재된 지지 설비들은, 적재된(loaded) 증기 발생기의 3개 방향으로의 이동과 영구적인 상부, 하부 및 중간의 측방향 지지체들 및 완충기(snubber)들의 설치를 지지 및 가능하게 하는 한편, 증기 발생기의 바닥부 단부에 용접된 2개의 원자로 냉각수 펌프 케이싱을 갖는 균형잡히지 않은 증기 발생기의 세팅을 가능하게 한다.

여기에 기재된 실시예의 정렬 설비가 AP1000 원자력 플랜트, 더 구체적으로는 AP1000 원자력 증기 발생기에 적용되는 것으로 설명되었지만, 여기에 기재된 원칙들은 대부분의 임의의 튜브 및 쉘 증기 발생기 설계에 적용될 수 있음을 인식하여야 한다. 이하에서 기재된 정렬 및 지지 설비의 하나의 실시예는 도 2 내지 도 8에 개시되고, 설비의 상부 지지 프레임은 도 2 내지 도 6에 도시된다. 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 지지 및 정렬 구조(32)의 지지 설비, 즉 상부 지지 프레임(34)은 증기 발생기(18)의 하부 부위를 포위하는 콘크리트 내부벽(36)의 정상부(top)에 위치된다. 증기 발생기의 하부 부위는, 예컨대 후술하는 바와 같이 도 7, 도 8 및 도 11에 도시된 바와 같은 다양한 방식으로 구획실의 내부벽(36)내에서 일시적으로 또는 영구적으로 지지될 수 있다. 상부 지지 프레임(34)의 제 2 실시예는 도 9와 도 10에 도시된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상부 지지 프레임(34)은 발생기를 포위하고 또 증기 발생기(18)의 하부 부위를 둘러싸는 콘크리트 내부벽(36)의 정상부에 각각 안착된 4개의 이격된 슈즈 형태의 베이스(38) 위에 안착하는 구조적인 강철 프레임으로 형성된다. 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 증기 발생기 지지 하중은, 상부 지지 프레임(34)의 직경방향으로 대향된 측면으로부터 수직으로 연장하는 상부 지지 섹션으로서의 리프트 링크(42)에 의해, 2개의 보조 맨웨이(manway) 리프트 트러니언(40)에 지지된다. 콘크리트 내부벽(36)에서 상부 지지 프레임(34)을 지지하는 각 베이스(38)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 측방향 유압 부재, 더 바람직하게는 2개의 그러한 유압 부재(44)를 결합한다. 각 측방향 유압 부재(44)는 증기 발생기(18)의 적어도 일부를 포위하는 지지 링(46)에 각각 부착되거나 아니면 결합된다. 지지 링(46)은 단일의 구성부품일 수 있고 또는 복수의 부재를 포함할 수 있다. 지지 링(46)은 각각이 베이스(38)와 상부 지지 프레임(34) 사이에 위치된 복수의 수직방향 유압 부재(48)를 지지하거나 아니면 결합한다. 도 2 내지 도 6에 도시된 실시예들에서, 지지 링(46)은 이 지지 링(46) 주위에 대략 균등하게 이격된 각 베이스 위치에 하나씩, 4개의 수직방향 유압 부재(48)를 지지하고 또 X 및 Y평면으로 각각 지향된 2개의 측방향 유압 부재와 각각 결합된다. 수직방향 유압 부재(48)들은, 대응하는 벽의 베이스(38)에 고정되고 또 차례로 각 측방향 유압 부재(44)에 연결된 루브론(lubron) 지지 이동 패드(50)위에 각각 장착되는 것을 도 4와 도 5로부터 가장 잘 알 수 있다. 수직방향 유압 부재(48)의 다른 단부는 상부 지지 프레임(34)에 연결되고 또 루브론 베어링(50)의 반경방향 안쪽 부위는 지지 링(46)에 연결된다. 수직방향 유압 부재들은 상부 지지 프레임(34)을 결합하고 또 지지하고, 다음에 상부 지지 프레임(34)은 증기 발생기 리프트 링크(42)를 결합하고 또 지지한다.

이같이 기재된 증기 발생기를 일시 지지하는 상부 지지 프레임(34)은, 격납용기의 작동 바닥면 위의 약 153피트의 높이에서 격실(cubicle) 내부벽(36)에 의해 지지되고 또 다양한 유압 부재의 작동을 제어하기 위하여 비교적 작은 작업자 플랫폼(54)과 제어박스(52)를 갖는다. 수직방향 유압 부재들은 약 6인치(15.24 센티미터)까지 1/32(0.08 센티미터) 증분으로 증기 발생기의 승강 이동을 가능하게 한다. 마찬가지로, 측방향 유압 부재들은 6인치(15.24센티미터)까지 1/32(0.08센티미터) 증분으로 증기 발생기의 측방향 및 횡방향 이동을 가능하게 한다. 본 실시예의 시스템은 또한 0.50각도로 증기 발생기 수직축의 수정을 가능하게 한다. 몇몇 유압 부재의 제어는, 발생기(18)를 포위하는 콘크리트 내부벽(36)의 정상부로부터 일시적으로 외팔지지된 제어 플랫폼(54)상에 접근될 수 있는 제어 유닛(52)으로부터 얻어질 수 있다.

상기 기재된, 도 2 내지 도 6에 도시된 시스템의 대안으로서, 본 출원의 위치 및 정렬 시스템은, 증기 발생기 트러니언(40)들을 지지하는 리프트 링크(42)들을 갖는 지지 부재(58)들에 연결된 Enerpac®(또는 균등물) 단동식 유압 잭(56)과 같은 잭 기구를 이용할 수 있다. 도 9와 도 10에 도시된 실시예에서, Hillman Swivel OT 롤러(또는 균등물)(60)들이 동기화된 마스터 제어 유닛(52)과 채용된다. 마찬가지로, GenMover "MUSE" 이동 시스템이 채용될 수 있다. 도 9와 도 10에서, 힐만(Hillman) 롤러(60)들은 지지 링크(62)에 의해 지지 부재(58)로부터 지지된다. 여기에 기재된 지지 및 정렬 시스템은 단일의 제어 유닛(52)을 갖거나 기술자에 의해 원격으로 작동될 수 있다. 제어시스템은 범용적이고 또 동일한 원자로에 연결된 복수의 증기 발생기 사이에서 호환가능할 수 있다. 제어 스템은 유압 동력 유닛과 유압 배관 및 제어 밸브 모두를 포함한다. 유압 잭(56)은 바람직하게는 안전용 기계식 잠금 장치를 갖는 단동식이다. Enerpac®(PV-42(또는 균등물) 제어 또는 모니터링 장치가 그러한 시스템과 채용될 수 있다.

작동에서, 도 2 내지 도 6에 도시된 실시예들은 다음과 같이 기능할 수 있다. 오버헤드 크레인 또는 외부의 고하중 이동 크레인은 발생기가 위치될 격실 벽에 인접하여 증기 발생기를 이송 및 위치시킬 수 있다. 크레인은 일반적으로 트러니언(40)들을 결합함으로써 이러한 기능을 수행한다. 크레인은 증기 발생기를 격실 모듈 내부벽(36)에 의해 포위된 공간 영역 내부로 또 수직방향 컬럼 지지체("포고 스틱")위에 하강시킬 것이다. 증기 발생기(18)가 크레인에 의해 하강됨에 따라, 각 트러니언은 상부 지지 프레임(34)위의 리프트 링크(42)를 각각 결합한다. 지지 프레임이 리프트 링크(42)를 매개로 증기 발생기(18)를 결합하고 또 예컨대, 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 하부 구속부재(restraint)가 고정되면, 상부 지지 프레임(34)에 연결된 유압 부재들은 1차 냉각수 배관과 정렬된 원하는 위치로 증기 발생기를 기동하기 위하여 이용될 수 있다. 이와 관련하여, 증기 발생기(18)를 하강 또는 상승하기 위하여 수직방향 유압 부재(48)들이 가동될 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 수직방향 유압 부재(48)들은 상부 지지 프레임(34)을 지지하고 또 지지 링(46)에 부착된다. 다음으로 측방향 유압 부재(44)들이 증기 발생기를 X-Y방향으로 기동하기 위하여 가동될 수 있다. 도 2 내지 도 6에 도시된 예시적인 실시예에서, 각 측방향 유압 부재(44)는 베이스(38)에 인접하게 위치되고 또 이에 연결되며 또 베이스들의 각각은 원주방향으로 이격된 위치에서 지지 링(46)에 연결된다. 따라서, 측방향 유압 부재(44)는 지지 링(46)으로 하여금 그 위치를 변하게 할 수 있다. 측방향 유압 부재(44)의 작동의 결과로서 지지 링(46)의 위치를 변하게 하는 것은 상부 지지 프레임이 X-Y평면에서 그 위치를 변하도록 유발한다. 도시된 실시예에서, 지지 링은 토글(toggle)에 의해 증기 발생기(18)와 결합되고 또 루브론 베어링(50)들에 의해 베이스(38)와 결합된다. 이러한 연결을 위하여 임의의 적절한 장치가 사용될 수 있다. 토글 및 루브론 베어링(50)들은 각각 지지 링이 증기 발생기(18)와 베이스(38)에 부착되어 이동가능하게 한다.

2개의 예시적인, 대체적인 하부 구속부재 조립체가 도 7, 도 8 및 도 11에 도시된다. 다른 유사한 구속부재들이 또한 사용될 수 있다. 도 7과 도 8에 도시된 실시예에서, 하부 구속부재(64)로서의 하부 지지 섹션은 상부 밴드(66)와 하부 밴드(68)를 포함한다. 양쪽 밴드는, 1차 냉각수가 증기 발생기 하우징 내에서 U-튜브 내를 흐르는 영역에서 증기 발생기(18)의 하부 섹션에 각각 고정된다. 상부 밴드(66)와 하부 밴드(68)는 복수의 수직으로 연결하는 부재(70)에 의해 서로 결합된다. 자신의 말단부에 각각 유압 잭 시스템(74)을 갖는 복수의 이격된 연장 아암(72)이 하부 밴드(68)로부터 반경방향으로 신장하고 또 하부 밴드(68) 주위의 이격된 위치에 존재한다. 연장 아암(72)들은 바람직하게는 하부 밴드(68)에 회동가능하게 연결된다. 복수의 윈치(76)가, 연장 아암(72)의 말단부에 있는 유압 잭 시스템(74)을 수직으로 세우기 위하여 연장 아암(72)과 수직방향으로 정렬된 상부 밴드(66)의 원주 상의 다양한 이격된 위치에 각각 부착된다. 정렬된 연장 아암(72)들과 윈치(76)들은 와이어 케이블을 통해 서로 각각 결합된다. 윈치(76)들은, 증기 발생기(18)가 차폐 격실의 콘크리트 내부벽(36)들 내에서 하강될 수 있도록 연장 아암들이 증기 발생기 하우징에 대하여 반경방향으로 수축가능하게 하기 위하여 연장 아암(72)들을 상승 및 하강하기 위해 이용된다. 다음으로 윈치(76)들은, 유압 잭 시스템(74)들이 모듈 내부벽(36)들을 결합하고 또 격실 모듈 벽들에 대하여 발생기(18)의 하부 부위를 지탱하기 위하여 신장될 수 있도록 연장 아암(72)을 하강사킬 수 있다. 각 연장 아암(72)의 단부에 패드(78)가 위치된다. 패드(78)는 하부 구속부재 조립체의 배치 동안에 모듈 내부벽(36)들을 결합한다. 도 7a는 발생기를 최후로 차폐하는 자신의 콘크리트 벽의 격실 내로 증기 발생기가 하강될 수 있도록 수축위치의 연장 아암(72)을 갖는 하부 구속부재 조립체를 도시한다. 도 7b는 완전히 신장된 윈치 케이블들과 자신의 말단부에 유압 잭(74)을 배치하기 위해 하강된 연장 아암(72)들을 도시한다. 도 7c는 연장 아암(72)이 완전히 신장되고 또 발생기가 도 7b에 도시된 도면으로부터 약간 회전된 유사한 도면을 도시하고, 또 신장된 연장 아암(72)과 대응하는 윈치(76)의 또 다른 관점을 제공한다. 대체적인 하부 구속부재(64)가 도 11에 도시되는바, 여기서 증기 발생기(18)는 케이블(80)과 앵커(82)들을 채용하여 콘크리트 내부벽(36)에 체결된다.

도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 증기 발생기(18)를 콘크리트 내부벽(36)에 결합하기 위하여 완충기(84)를 갖춘 상부 측방향 지지체가 또한 사용될 수 있다. 도 9와 도 10에 대하여 앞서 기재된 상부 지지체의 대체 실시예에 대하여 이미 언급된 바와 같이, 유압 잭(56)은 지지 부재(58)들과 지지 링크(62)들을 상승 또는 하강함으로써 증기 발생기를 상승 또는 하강시킬 수 있다. 유압 잭(56)은 힐만 롤러(60)들로부터 임의의 하중을 또한 제거할 수 있고, 이에 따라 힐만 롤러들이 다른 위치로 회전되는 것을 허용한다. 도 2 내지 도 6에 도시된 실시예에 대하여 앞서 기재된 바와 같이, 지지 링크(62)와 지지 부재(58)를 다양한 방향으로 이동시키기 위하여 측방향 유압 액츄에이터들이 또한 사용될 수 있다. 유압 부재들은, 원하는 움직임을 동시에 유발하기 위하여 자신들의 운동을 동기화하는 컴퓨터 시스템에 의해 제어된다. 제어 시스템은 하부 구속부재 위의 유압 잭(74)들을 상부 구속부재로서의 상부 지지 프레임(34)과 동기화하기 위하여 또한 기능할 수 있다.

본 발명의 특정한 실시예들이 상세히 기재되었지만, 그러한 상세에 다양한 수정 및 대체가 본 개시의 모든 교시점에 비추어 개발될 수 있음이 당업자에 의해 인식될 것이다. 예컨대, 유압 실린더 대신에 공압 실린더가 채용될 수 있다. 따라서 개시된 특별한 실시예들은 단지 설명적인 것을 의미하고 또 첨부된 특허청구범위와 그 임의의 또 모든 균등물의 주어진 전체 범위인 발명의 적용범위에 대하여 한정하는 것은 아니다.

Claims

원자력 격납용기의 바닥면 또는 내부벽(36)으로부터 증기 발생기(18)를 지지함과 아울러, 상기 증기 발생기의 입구 및 출구를 주 원자로 냉각수 루프 구성요소 상의 대응하는 출구 및 입구와 정렬시키기 위한 원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조(32)에 있어서,
원자력 격납용기의 바닥면 또는 내부벽(36)으로부터 연장하고 또 증기 발생기의 전체 중량을 지지하기 위하여 증기 발생기(18)의 원주 둘레의 적어도 2개의 이격된 위치에 부착된 실질적으로 강성있는 지지 설비(34)를 포함하고,
상기 실질적으로 강성있는 지지 설비가,
상기 바닥면 또는 내부벽(36)으로부터 지지되는 베이스(38)와,
상기 증기 발생기(18)의 원주의 적어도 2개의 위치에 부착된 지지 섹션과,
상기 증기 발생기(18)가 상기 지지 섹션 내에 고정된 상태에서 상기 지지 섹션을 상기 베이스(38)에 대하여 증분 이동식으로 상승, 하강 또는 회전시키기 위한 구동 기구(44, 48)를 포함하며,
상기 구동 기구는 상기 베이스와 지지 섹션 사이에 지지되고, 작업자의 명령시 상기 증기 발생기를 원자로의 1차 냉각수 배관 시스템의 대응하는 연결부와 정렬시키기 위해 상기 지지 섹션을 상승, 하강 및 회전시키도록 작동가능하며,
상기 지지 섹션을 상승, 하강 또는 회전시키기 위한 구동 기구(44, 48)는 베이스(38)와 지지 섹션 사이에 복수의 유압 잭을 포함하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 지지 섹션을 상승, 하강 또는 회전시키기 위한 구동 기구(44, 48)는 또한, 상기 증기 발생기(18)가 지지 섹션 내에 고정된 상태에서 상기 베이스(38)에 대하여 지지 섹션을 경사시키고 또 측방향으로 이동시킬 수 있는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 증기 발생기가 1차 냉각수 배관 시스템(26)과 정렬되는 동안에 증기 발생기(18), 및 이와 결합된 하나 이상의 냉각수 펌프(16)의 전체 중량을 지지하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 증기 발생기(18)가 상기 지지 섹션 내에 고정된 상태에서 상기 베이스(38)에 대하여 지지 섹션을 상승, 하강 또는 회전시키기 위한 구동 기구(44, 48)는, 증기 발생기 입구 노즐(24)과 하나 이상의 증기 발생기 출구 노즐(30)을 1차 냉각수 루프 배관(20)과 정렬시키기에 충분한 증기 발생기의 미세한 이동을 제공하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 6 항에 있어서,
상기 증기 발생기(18)가 상기 지지 섹션 내에 고정된 상태에서 상기 베이스(38)에 대하여 지지 섹션을 상승, 하강 또는 회전시키기 위한 구동 기구(44, 48)는, 0.03125인치(0.07938센티미터) 증분만큼 작은 증기 발생기의 미세한 이동을 제공하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 증기 발생기(18)는 하부 원통형 감소된 직경의 섹션과, 이 감소된 직경의 섹션보다 더 큰 직경을 갖는 상부 원통형 섹션과, 상기 하부 감소된 직경의 섹션을 더 커진 직경의 상부 원통형 섹션에 연결하는 절두 원추형 섹션을 포함하고, 또 상기 지지 섹션은 상부 원통형 섹션에 연결된 상부 지지 섹션(42)과, 하부 원통형 감소된 직경의 섹션에 연결된 하부 지지 섹션(64)을 포함하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 8 항에 있어서,
상기 베이스(38)에 대하여 지지 섹션을 상승, 하강 또는 회전시키기 위한 구동 기구(44, 48)는 상부 지지 섹션(42)과 베이스(38) 사이에 연결된
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 9 항에 있어서,
상기 하부 지지 섹션(64)은 베이스(38) 아래에 위치된
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 8 항에 있어서,
상기 상부 지지 섹션(42)은 적어도 2개의 실질적으로 직경방향으로 대향된 리프트 링크이고, 상기 증기 발생기(18)를 지지하는 하중은, 증기 발생기의 측면상의 적어도 2개의 실질적으로 직경방향으로 대향된 리프트 링크에 의해서 실질적으로 지지되는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 11 항에 있어서,
상기 증기 발생기(18)는 내부벽(36)에 의해 적어도 부분적으로 포위되고, 또 상기 상부 지지 섹션(42)은 내부벽 위의 적어도 4개 지점에 지지되는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 12 항에 있어서,
상기 내부벽(36) 위의 적어도 4개 지점의 각각에서의 베이스(38)는, 증기 발생기(18)를 측방향으로 이동하기 위한 적어도 1개의 측방향 유압 부재(44)를 포함하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 13 항에 있어서,
상기 적어도 1개의 측방향 유압 부재(44)는 X 및 Y방향으로 각각 이동가능한 2개의 측방향 유압 부재를 포함하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 13 항에 있어서,
상기 상부 지지 섹션(42)은, 증기 발생기(18)의 상부 원통형 섹션의 원주를 실질적으로 포위하는 지지 링(46)을 포함하고, 또 측방향 유압 부재(44)들의 각각은 이 측방향 유압 부재들이 가동될 때 지지 링과 증기 발생기를 측방향으로 이동시키기 위하여 지지 링과 각각 결합하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 15 항에 있어서,
상기 지지 링(46)은 복수의 수직방향 유압 부재(48)를 지지하고 또 결합하며, 수직방향 유압 부재(48)들의 각각은 대응하는 측방향 유압 부재(44)에 인접하게 위치된
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 16 항에 있어서,
상기 지지 설비(34)는 상부 지지 프레임이고, 상기 수직방향 유압 부재(48)들의 각각은, 각 증기 발생기의 리프트 링크와 결합된 상부 지지 프레임을 결합하고 또 지지하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 12 항에 있어서,
상기 하부 지지 섹션(64)은, 증기 발생기(18)가 회전하고 또 주어진 거리에서 상승과 하강 및 측방향으로 이동하는 것은 허용하지만 증기 발생기의 측면-대-측면 이동은 제한하는 방식으로, 내부벽(36)의 안쪽에서 적어도 2개의 직경방향으로 대향된 지점에서 지탱되는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 18 항에 있어서,
상기 하부 지지 섹션(64)은, 내부벽(36)의 안쪽에 대하여 지탱하는 측방향 유압 연장 아암(72)들을 포함하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 19 항에 있어서,
상기 측방향 유압 연장 아암(72)들의 단부는, 증기 발생기가 내부벽(36) 내에 최초로 위치될 수 있도록 증기 발생기(18)를 향하여 수축된
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스(38)에 대하여 지지 섹션을 상승, 하강 및 회전시키기 위한 구동 기구(44, 48)는 복수의 유압 부재를 포함하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 21 항에 있어서,
상기 유압 부재(44)들의 적어도 몇몇은, 증기 발생기(18)의 이동을 부여하기 위하여 베어링 플레이트(50) 또는 롤러(60)와 조합하여 작용하는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.
제 21 항에 있어서,
상기 유압 부재(44, 48)들은, 지지 섹션 내에 지지될 때 지지 섹션과 증기 발생기(18)를 경사시킬 수 있는
원자력 증기 발생기 지지 및 정렬 구조.