KR101881753B1 - 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치를 제공한다. 상기 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치는 오일에 함침되며, 내부에 적어도 하나 이상의 밸로우즈가 배치되는 하우징 몸체부; 및 상기 하우징 몸체부의 일측부를 통해, 상기 하우징 몸체부의 내부로 설정된 압력을 제공하는 압력 제공부를 포함한다. 따라서, 본 발명은, 내측 및 외측 밸로우즈의 진공 누설 확인 영역이, 제 1,2위치로 각각 서로 다르게 배치되기 때문에, 이때, 기포로 인한 오일 흐름의 위치 파악만으로 이상이 발생된 밸로우즈를 용이하게 확인할 수 있다.

Description

중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치{BELLOWS TESTER FOR A SEPARATOR}

본 발명은 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단시간 내에 벨로우즈의 손상 부위를 확인할 수 있는 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 벨로우즈는 전체의 외주면에 돌출된 산과 접혀진 골이 반복적으로 형성되는 원통형의 주름관으로 형성된다.

또한, 상기의 벨로우즈는 다수의 독립적인 연결관이 연결될 경우 축방향이 가변되거나 흔들리는 것에 의하여 연결부가 파손되는 것을 방지하기 위하여 사용되는 연결부재로 구성된다.

상기 벨로우즈는 원자력 발전소, 반도체 제조용 진공장비 또는 진공 챔버와 진공 덕트 사이에 연통되도록 설치되는 등 다양한 진공분야에 사용되는 핵심 부품으로 벨로우즈의 제작 후 반드시 그 진공 누설 여부를 검사해야 사용할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 기능을 갖는 벨로우즈는 중수로형 원자력발전소에 구비될 수 있다.

종래의 중수로형 원자력발전소는 설계특성상 경수로형과는 달리 출력운전중에 핵연료를 교체하여야 한다.

이에 따라,중수로형 원자력발전소는 별도의 핵연료 교환설비를 구비하고, 이의 설비는 다수의 설비와 계통으로 구성된다.

통상 중수로형 원자력발전소는 한 호기당 2대의 연료 교환기가 운전되고 있고, 일측의 교환기에 신연료가 장전되면, 타측의 교환기는 신연료가 사용된 이후의 연료를 받아서 방출하는 역할을 한다.

이러한, 상기 연료 교환기는 분리기를 갖는다.

상기 분리기는, 연료 교환기의 주요기기이며, 연료의 이동위치를 감지하고, 램이 정확한 위치에 정지하도록 컴퓨터에 신호를 보내고, 연료와 연료사이에 멈추개를 삽입하여 이들을 분리시키고 정지시키는 기능을 수행한다.

또한, 상기 분리기는 상기와 같이 분리된 연료를 매거진 내부로 밀어 넣어서 연료를 방출할 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기의 역할을 하는 연료 분리기의 구성을 설명한다.

상기 연료 분리기는 분리기 집합체(Separator Assembly)와, 가변위치측정기 집합체(Potentiometer Assembly)와, 밸로우즈(Bellows)를 포함한다.

상기 분리기 집합체는, 중수로 연료교환기헤드 좌,우에 설치되어 신연료 및 사용후 연료의 감지 및 분리 역할을 한다.

또한, 상기 가변위치측정기 집합체는 분리기에 설치되어 위치를 측정한다.

그리고, 상기 밸로우즈는, 가변위치측정기 집합체 내부에 설치되어, 압력경계부에서 완충작용을 하고, 위치측정기와 고압중수를 격리하는 역할을 한다.

또한, 가변저항기 어셈블리 내부에는 완충작용 및 격리를 위해서 오일(Oil)이 채워지는데, 상기 오일은 충유로서, 내부 밸로우즈(Bellows)와 외부 밸로우즈(Bellows)사이 및 외부 밸로우즈(Bellows)에 주입된다.

그리고, 밸로우즈(Bellows)내부의 진공 누설로 인한 공기배출은 진공펌프를 이용해서 제거 한다.

여기서, 종래에는 상기 진공 누설 여부를 검사하기 위해, 벨로우즈의 양단부를 밀봉시키고, 이후, 물이 담겨 있는 검사 수조에 넣어, 상기 벨로우즈의 내부에 공기압을 제공하고, 이후, 기포의 유무를 확인하여 누설 여부를 검사하는 방법을 사용하였다.

그러나, 상기와 같이 진공 누설을 육안으로 점검하는 방식은 외부 밸로우즈(Bellows)의 일부만 가능하고, 내부 밸로우즈(Bellows)는 육안 점검이 불가능한 문제점이 있다.

이의 방식을 사용하여, 새로운 벨로우즈를 테스트 하는 경우, 사용된 밸로우즈(Bellows)를 교체 한 이후, 오일(Oil)을 채워 넣을 때 공기가 계속 유입되는가를 확인하여야 하는 불편함이 있다.

특히, 종래에는 기 사용되어진 가변위치측정기 집합체에 오작동이 발생되는 경우, 오작동의 원인이 밸로우즈의 파손인지 씰 부분의 손상인지의 여부를 정확하게 알 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 단시간 내에 벨로우즈의 손상 부위를 확인할 수 있는 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치를 제공함에 있다.

바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치를 제공한다.

상기 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치는 오일에 함침되며, 내부에 적어도 하나 이상의 밸로우즈가 배치되는 하우징 몸체부; 및 상기 하우징 몸체부의 일측부를 통해, 상기 하우징 몸체부의 내부로 설정된 압력을 제공하는 압력 제공부를 포함한다.

상기 하우징 몸체부는, 일단이 상기 하우징 몸체부의 타측부에 고정되어, 상기 밸로우즈의 단부를 고정하는 밸로우즈 고정부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 밸로우즈는, 외측 밸로우즈와, 상기 외측 밸로우즈의 중공에 삽입 배치되는 내측 밸로우즈를 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 내측 밸로우즈의 외주와, 상기 외측 밸로우즈의 내주의 사이에는 갭이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 밸로우즈 고정부는, 상기 하우징 몸체부의 일측부에 고정되며, 일측으로 개방되는 삽입홈이 형성되는 고정부 몸체를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 내측 밸로우즈의 일단은, 상기 삽입홈에 삽입되어 상기 고정부 몸체의 외측으로 돌출되는 것이 바람직하다.

상기 외측 밸로우즈의 일단은, 상기 고정부 몸체의 일측 측면부에 밀착 고정되는 것이 바람직하다.

상기 고정부 몸체에는, 상기 내측 밸로우즈의 일단이 관통되는 관통홀이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 관통홀과 상기 내측 밸로우즈의 일단의 사이에는, 씰 부재가 개재되는 것이 바람직하다.

상기 내측 밸로우즈와, 상기 외측 밸로우즈의 진공 누설 확인 영역은, 상기 고정부 몸체에서 서로 다른 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 압력 제공부는, 제공되는 상기 압력을 기설정된 압력 범위에서 반복적으로 제공하는 것이 바람직하다.

상기 하우징 몸체부는, 투명 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은, 내측 및 외측 밸로우즈의 진공 누설 확인 영역이, 제 1,2위치로 각각 서로 다르게 배치되기 때문에, 이때, 기포로 인한 오일 흐름의 위치 파악만으로 이상이 발생된 밸로우즈를 용이하게 확인할 수 있는 효과를 갖는다.

즉, 본 발명은 단시간 내에 벨로우즈의 손상 부위를 확인할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 하우징 몸체부를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따르는 밸로우즈를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따르는 밸로우즈 고정부를 고정시키는 브라켓을 보여주는 도면이다.
도 6은 내부 밸로우즈에서 공기 누설이 발생되는 상태를 보여주는 실험 사진이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 구비 또는 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 구비 또는 배치되는 것을 의미한다.

또한, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 구비 또는 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.

이하, 첨부되는 도면을 참조 하여, 본 발명의 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치를 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치를 보여주는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따르는 하우징 몸체부를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따르는 밸로우즈를 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따르는 밸로우즈 고정부를 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조 하면, 본 발명의 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치는, 하우징 몸체부(100)와, 압력 제공부(200)로 구성된다.

상기 각 구성을 설명한다.

하우징 몸체부(100)

본 발명에 따르는 하우징 몸체부(100)는 원통 형상으로 형성되며, 투명의 재질로 형성된다. 투명의 재질로 형성됨으로써, 하우징 몸체부(100)의 내부는 외부에서 용이하게 관찰될 수 있다.

상기 하우징 몸체부(100)의 양단에는 한 쌍의 클램프(110)가 형성된다.

상기 하우징 몸체부(100)의 일측부에는 밸로우즈 고정부(200)가 배치된다.

상기 밸로우즈 고정부(200)는 한 쌍의 밸로우즈(10,20)의 일단을 고정하는 역할을 한다.

즉, 상기 밸로우즈 고정부(200)에 일단이 고정되는 한 쌍의 밸로우즈(10,20)는 하우징 몸체부(100)의 내부에 배치된다.

따라서, 상기 밸로우즈 고정부(200)는 하우징 몸체부(100)의 일측부에 고정됨과 동시에, 한 쌍의 밸로우즈(10,20)가 하우징 몸체부(100)의 내부에서 고정 위치를 유지하도록 하는 역할을 한다.

여기서, 상기 한 쌍의 밸로 우즈(10,20)는 서로 다른 내경을 갖는다.

따라서, 상기 한 쌍의 밸로 우즈(10,20)는 다중을 이루도록 배치된다.

즉, 상기 한 쌍의 밸로우즈(10,20)는 외측 밸로우즈(10)와 내측 밸로우즈(20)로 구성된다.

여기서, 상기 외측 밸로우즈(10)의 내경은, 상기 내측 밸로우즈(20)의 외경 보다 크게 형성된다.

따라서, 상기 내측 밸로우즈(20)는 상기 외측 밸로우즈(10)의 중공에 삽입되어 위치될 수 있다.

상기 외측 및 내측 밸로우즈(10,20)는 다중으로 형성된다.

또한, 상기 내측 밸로우즈(20)의 외주와, 상기 외측 밸로우즈(10)의 내주의 사이에는 갭이 형성될 수 있다.

따라서, 상기 밸로우즈 고정부(200)의 일단에는, 상기 외측 밸로우즈(10) 및 내측 밸로우즈(20)가 고정된다.

상기 밸로우즈 고정부(200)를 설명하도록 한다.

상기 밸로우즈 고정부(200)는 고정부 몸체(210)를 갖는다.

상기 고정부 몸체(210)는, 일측으로 개구되는 삽입홈(211)이 형성되며, 상기 삽입홈(211)을 타측으로 노출시키는 관통홀(212)이 형성된다.

이와 같이 구성되는 고정부 몸체(210)는 상기 하우징 몸체부(100)의 일측부에 브라켓(250)을 통해 체결된다.

상기 브라켓(250)은 별도의 체결 부재를 통해 고정부 몸체(210)를 하우징 몸체부(100)의 일측부에 고정시킨다.

여기서, 상기 하우징 몸체부(100)의 일측부와 상기 고정부 몸체(210)의 사이에는 기밀을 유지하는 기밀 부재(미도시)가 개재될 수 있다.

상 내측 밸로우즈(20)의 일단은, 상기 고정부 몸체(210)의 일단에 형성되는 상기 삽입홈(211)에 삽입됨과 아울러, 관통홀(212)을 통해 외측으로 돌출된다.

여기서, 상기 관통홀(212)의 내주와 상기 내측 밸로우즈(20) 일단의 외주는 서로 밀착되는 것이 좋다.

따라서, 상기 내측 밸로우즈(20)의 일단은, 상기 관통홀(212)에 끼워지는 상태로 고정될 수 있다.

더하여, 상기 관통홀(212)과 상기 내측 밸로우즈(20) 일단의 사이에는 씰 부재(미도시)가 설치되는 것이 좋다.

이어, 상기 내측 밸로우즈(20)가 중공에 끼워져, 내측 밸로우즈(20)의 외측 둘레에 위치되는 외측 밸로우즈(10) 역시, 상기 고정부 몸체(210)에 고정될 수 있다.

여기서, 상기 외측 밸로우즈(10)의 일단은, 고정부 몸체(210)의 일측면부에 고정될 수 있다.

상기의 구성에 의해, 고정부 몸체(210)에서 내측 밸로우즈(20)의 일단과, 외측 밸로우즈(10)의 일단이 고정되는 위치는 서로 상이할 수 있다.

설명의 편의 상, 상기 내측 밸로우즈(20) 일단의 고정 위치를 제 1위치, 상기 외측 밸로우즈(20) 일단의 고정 위치를 제 2위치라 한다.

여기서, 상기 제 1위치는, 제 2위치에 비해 하우징 몸체부(100)의 길이 방향을 따라 더 외측에 배치되어, 그 고정 위치는 서로 상이하게 형성된다.

한편, 내측 밸로우즈(20)에는, 하나 이상의 주름관이 형성되며, 외측 밸로우즈(10)에도 역시 하나 이상의 주름관이 형성된다.

여기서, 상기 내측 밸로우즈(20)에 형성되는 주름관은, 제 1위치에 위치되고, 상기 외측 밸로우즈(10)에 형성되는 주름관은, 제 2위치에 위치될 수 있다.

따라서, 진공이 누설되는 위치는 제 1,2위치일 수 있고, 이는 진공 누설 획인 위치일 수 있다.

한편, 본 발명에 따르는 하우징 몸체부(100)의 타단은, 압력 제공부(300)와 연결된다.

상기 압력 제공부(300)는 상기 하우징 몸체부(100)와 관(310) 연결되어, 상기 관(310)을 통해 소정의 압력을 상기 하우징 몸체부(100)의 내부에 제공한다.

여기서, 상기 압력 제공부(300)는, 제공되는 상기 압력을 기설정된 압력 범위에서 반복적으로 제공할 수 있다.

상기와 같이 서로 결합되는 하우징 몸체부(100)는 내측 및 외측 밸로우즈(20,10)를 내부에 구비하는 상태로, 일정량으로 오일이 저장된 용기부(미도시)의 내부에 위치될 수 있다.

상기 하우징 몸체부(100)는 도면에 도시되지 않은 리프트에 그립되며, 상기 리프트가 승강됨에 따라, 상기 오일의 내부에 함침될 수 있다.

다음은, 상기와 같이 구성되는 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치의 작용을 설명한다.

상기와 같이, 내측 및 외측 밸로우즈(20,10)가 내부에 고정되는 하우징 몸체부(100)를 상기 리프트를 사용하여 오일에 함침한다.

이어, 압력 제공부(300)는, 기설정된 압력을 상기 하우징 몸체부(100)의 내부로 공급할 수 있다.

이에, 따라, 내측 밸로우즈(20) 및 외측 밸로우즈(10)에는 일정의 압력이 형성될 수있다.

즉, 상기와 같이 공급되는 압력은, 상기 내측 밸로우즈(20)와 외측 밸로우즈(10) 사이의 갭에 공급됨과 아울러,외측 밸로우즈(10)와 하우징 몸체부(100)의 내측 사이에 공급될 수 있다.

상기와 같이 공급되는 압력은 하우징 몸체부(100)의 내부에서 서로 균일할 수 있다.

상기와 같은 상태에서, 내측 및 외측 밸로우즈(20,20) 각각의 주름관들이 이상이 없는 경우, 즉 정상인 경우, 상기 압력을 견뎌 공기 누설이 발생되지 않는다.

즉, 정상인 경우, 제 1,2위치에서 공기의 누설로 인해, 오일에 기포가 형성되는 흐름이 발생되지 않는다.

도 6은 내부 밸로우즈에서 공기 누설이 발생되는 상태를 보여주는 실험 사진이다.

반면에, 도 6에 도시되는 바와 같이, 내측 및 외측 밸로우즈(20,10) 각각의 주름관들에 손상이 발생되는 경우, 즉 불량인 경우, 상기 압력을 견디지 못하고 외부의 공기 누설이 발생된다.

즉, 비정상인 경우, 제 1,2위치에서 공기의 누설로 인해, 오일에 기포가 형성되는 1,2흐름이 발생된다.

본 발명에서는, 내측 및 외측 밸로우즈(20,10)의 진공 누설 확인 영역이, 제 1,2위치로 각각 서로 다르게 배치되기 때문에, 이때, 기포로 인한 오일 흐름의 위치 파악만으로 이상이 발생된 밸로우즈를 용이하게 확인할 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따르는 제 1위치와 제 2위치 각각에 기포 발생을 감지하는 센서를 각각 설치할 수도 있다.

여기서, 상기 센서들 각각은, 압력 제공부의 구동을 제어하는 제어기로 기포 발생 감지에 따르는 감지 신호를 전송할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따르는 제어기는 기포 발생 감지 신호를 전달 받은 센서에 따라, 이상이 발생된 밸로우즈를 통해 표시할 수도 있다.

상기와 같은 구성 및 작용에 따라, 본 발명에 따르는 실시예는 내측 및 외측 밸로우즈의 진공 누설 확인 영역이, 제 1,2위치로 각각 서로 다르게 배치되기 때문에, 이때, 기포로 인한 오일 흐름의 위치 파악만으로 이상이 발생된 밸로우즈를 용이하게 확인할 수 있다.

이상, 본 발명의 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 내측 밸로우즈
20 : 외측 밸로우즈
100 : 하우징 몸체부
200 : 밸로우즈 고정부
210 : 고정부 몸체
300 : 압력 제공부

Claims (8)

1. 오일에 함침되며, 내부에 적어도 하나 이상의 밸로우즈가 배치되는 하우징 몸체부; 및
   상기 하우징 몸체부의 일측부를 통해, 상기 하우징 몸체부의 내부로 설정된 압력을 제공하는 압력 제공부를 포함하되,
   상기 하우징 몸체부는,
   일단이 상기 하우징 몸체부의 타측부에 고정되어, 상기 밸로우즈의 단부를 고정하는 밸로우즈 고정부를 구비하고,
   상기 밸로우즈는,
   외측 밸로우즈와, 상기 외측 밸로우즈의 중공에 삽입 배치되는 내측 밸로우즈를 구비하되,
   상기 내측 밸로우즈의 외주와, 상기 외측 밸로우즈의 내주의 사이에는 갭이 형성되고,
   상기 밸로우즈 고정부는,
   상기 하우징 몸체부의 일측부에 고정되며, 일측으로 개방되는 삽입홈이 형성되는 고정부 몸체를 포함하되,
   상기 내측 밸로우즈의 일단은, 상기 삽입홈에 삽입되어 상기 고정부 몸체의 외측으로 돌출되고,
   상기 외측 밸로우즈의 일단은, 상기 고정부 몸체의 일측 측면부에 밀착 고정되는 것을 특징으로 하는 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 고정부 몸체에는,
   상기 내측 밸로우즈의 일단이 관통되는 관통홀이 형성되되,
   상기 관통홀과 상기 내측 밸로우즈의 일단의 사이에는, 씰 부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 내측 밸로우즈와, 상기 외측 밸로우즈의 진공 누설 확인 영역은,
   상기 고정부 몸체에서 서로 다른 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 압력 제공부는,
   제공되는 상기 압력을 기설정된 압력 범위에서 반복적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징 몸체부는,
   투명 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 중수로 연료교환기의 분리기용 밸로우즈 검사장치.

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