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KR101062825B1 - Inspection device of nuclear fuel assembly - Google Patents

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KR101062825B1
KR101062825B1 KR1020090056974A KR20090056974A KR101062825B1 KR 101062825 B1 KR101062825 B1 KR 101062825B1 KR 1020090056974 A KR1020090056974 A KR 1020090056974A KR 20090056974 A KR20090056974 A KR 20090056974A KR 101062825 B1 KR101062825 B1 KR 101062825B1
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South Korea
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fuel assembly
nuclear fuel
clamping
elevating
frame
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노호규
최용선
김성기
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한전원자력연료 주식회사
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    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
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Abstract

본 발명은 핵연료 집합체의 검사장치에 관한 것으로, 이동수단에 의해 작업테이블 상에서 전진 또는 후진 가능하게 구성되며, 내측에는 승강수단에 의해 승강프레임이 상승 또는 하강 가능하게 구성되는 베이스; 상기 승강프레임의 전방에 설치되어 검사하고자 하는 핵연료 집합체를 파지하는 클램핑수단; 상기 클램핑수단의 일측에 결합되어 클램핑수단을 회전시키는 회전수단을 포함한다.The present invention relates to an apparatus for inspecting a nuclear fuel assembly, comprising: a base configured to be moved forward or backward on a worktable by moving means, and a lifting frame configured to be lifted or lowered by lifting means; A clamping means installed in front of the elevating frame and holding the nuclear fuel assembly to be inspected; It is coupled to one side of the clamping means comprises a rotation means for rotating the clamping means.

이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 클램핑수단에 의해 제조 완료된 핵연료 집합체를 견고하게 파지할 수 있으며, 파지된 핵연료 집합체를 회전수단에 의해 임의로 소정 각도 회전 가능하게 됨으로써 시험관으로 하여금 검사작업을 용이하게 진행할 수 있게 된다.According to the present invention configured as described above, the nuclear fuel assembly manufactured by the clamping means can be firmly gripped, and the gripped fuel assembly can be arbitrarily rotated by a predetermined angle by the rotating means, thereby allowing the test tube to easily perform inspection work. Will be.

핵연료, 집합체, 클램핑수단, 회전수단 Nuclear fuel, assemblies, clamping means, rotating means

Description

핵연료 집합체의 검사장치{Inspection apparatus of nuclear fuel bundle}Inspection apparatus of nuclear fuel bundle

본 발명은 검사자가 핵연료 집합체를 파지하여 원하는 각도로 회전시킨 후 육안으로 검사할 수 있도록 한 핵연료 집합체의 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for inspecting a nuclear fuel assembly that allows the inspector to visually inspect the nuclear fuel assembly by rotating the fuel assembly at a desired angle.

원자로란 핵분열성 물질의 연쇄 핵분열반응을 인공적으로 제어하여 열을 발생하거나 방사성 동위원소 및 플루토늄의 생산, 또는 방사선장 형성 등의 여러 목적에 사용할 수 있도록 만들어진 장치를 말한다.A nuclear reactor is a device made to be used for various purposes such as generating heat by producing artificial fission reaction of fissile material, producing radioisotopes and plutonium, or forming a radiation field.

일반적으로 중수로 원전에서는 우라늄-235의 비율이 0.7%인 천연 우라늄을 사용하며, 원자로에서 사용되는 핵연료로 가공하기 위하여 우라늄을 19g 정도 무게의 원통형 펠릿(Pellet)으로 만드는 성형가공을 한다. 이 펠릿 수십개를 지르칼로이 피복관에 삽입하고 여기에 헬륨기체를 넣은 후 마개를 용접하여 연료봉을 제조한다. 이러한 연료봉들은 최종적으로 핵연료 집합체를 구성하여 원자로 내에서 핵반응을 통하여 연소하게 된다.In general, heavy water reactors use natural uranium with a ratio of 0.7% uranium-235, and form a process of making uranium into cylindrical pellets weighing about 19g for processing into nuclear fuel used in nuclear reactors. Dozens of these pellets are inserted into a Zircaloy cladding tube, helium gas is placed therein, and the stopper is welded to produce a fuel rod. These fuel rods finally form a fuel assembly and are burned by nuclear reaction in the reactor.

한편, 제조 완료된 집합체 다발은 원자로 내에서 핵연료의 안전한 연소를 위 하여 검사자에 의해 표면 결함 유무가 전수 검사되어야 한다.On the other hand, the completed assembly bundles must be thoroughly inspected for surface defects by the inspector for the safe combustion of nuclear fuel in the reactor.

그런데, 기존에는 집합체 검사자들이 일일이 수작업으로 집합체를 회전시켜 육안검사와 비닐포장을 실시하였는데, 이 경우 집합체의 무게가 약 24kg/다발로 매우 무겁고 형태 또한 취급하기에 불편하여 검사자의 근골격계질환을 유발하였으며, 검사자의 부주의나 기타 요인 등으로 인해 집합체가 파손될 수도 있고, 또한 수작업에 의존하고 있으므로 작업 능률에 한계가 있다.However, in the past, the assembly inspectors rotated the assembly by hand and performed visual inspection and plastic packaging. In this case, the weight of the assembly was about 24 kg / bundle, which was very heavy and inconvenient to handle, causing the musculoskeletal disorder of the examiner. As a result, the assembly may be damaged due to carelessness or other factors of the inspector, and it also depends on manual labor, which limits the work efficiency.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 과제는 제조 완료된 핵연료 집합체의 안정적인 파지 및 회전을 가능케 하여 검사자로 하여금 검사작업을 용이하게 진행할 수 있도록 한 핵연료 집합체의 검사장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve this problem, an object of the present invention is to provide a test device for the fuel assembly to enable the inspector to easily proceed the inspection work by enabling the stable gripping and rotation of the completed fuel assembly.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 이동수단에 의해 작업테이블 상에서 전진 또는 후진 가능하게 구성되며, 내측에는 승강수단에 의해 승강프레임이 상승 또는 하강 가능하게 구성되는 베이스; 상기 승강프레임의 전방에 설치되어 검사하고자 하는 핵연료 집합체를 파지하는 클램핑수단; 상기 클램핑수단의 일측에 결합되어 클램핑수단을 회전시키는 회전수단을 포함하는 핵연료 집합체의 검사장치가 제공된다.In order to solve the above problems, the base is configured to move forward or backward on the worktable by the moving means, the lifting frame is configured to be raised or lowered by the lifting means inside; A clamping means installed in front of the elevating frame and holding the nuclear fuel assembly to be inspected; An apparatus for inspecting a nuclear fuel assembly including a rotating means coupled to one side of the clamping means and rotating the clamping means is provided.

본 발명에 의하면, 클램핑수단에 의해 제조 완료된 핵연료 집합체를 견고하게 파지할 수 있으며, 파지된 핵연료 집합체를 회전수단에 의해 임의로 소정 각도 회전 가능하게 됨으로써 검사자로 하여금 검사작업을 용이하게 진행할 수 있게 한다.According to the present invention, the nuclear fuel assembly manufactured by the clamping means can be firmly gripped, and the gripped fuel assembly can be arbitrarily rotated by a predetermined angle by the rotating means, so that the inspector can easily perform the inspection work.

이하에서는, 본 발명에 의한 핵연료 집합체의 검사장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the inspection apparatus of the nuclear fuel assembly according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 핵연료 집합체의 검사장치는 베이스(100), 클램핑수단(200), 회전수단(300)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the inspection apparatus of the fuel assembly of the present invention includes a base 100, a clamping means 200, and a rotation means 300.

베이스(100)는 소정 형상의 금속재 프레임으로서, 베이스(100)의 내측면에는 회전수단이 고정 설치되는 승강프레임(130)이 구비된다.Base 100 is a metal frame of a predetermined shape, the inner surface of the base 100 is provided with a lifting frame 130, the rotating means is fixed.

이때, 검사하고자 하는 핵연료 집합체가 작업테이블(10)에 놓여질 경우, 핵연료 집합체의 위치에 대응되도록 베이스(100)를 이동시킬 필요가 있다.At this time, when the fuel assembly to be inspected is placed on the work table 10, it is necessary to move the base 100 to correspond to the position of the fuel assembly.

이에 따라, 베이스(100)의 후방에는 이동수단 예컨대, 이동실린더(120)가 연결 설치되어 작업테이블(10) 상에서 전후로 슬라이드 이동 가능하게 결합된다.Accordingly, a moving means, for example, a moving cylinder 120 is connected to the rear of the base 100 so as to be slidably moved back and forth on the work table 10.

클램핑수단(200)은 베이스(100)의 전방에 마련되어 핵연료 집합체를 파지하기 위한 것으로, 핵연료 집합체를 파지하기 위한 한 쌍의 클램프(210)를 구비한다. 한 쌍의 클램프(210)는 서로 대칭되게 반원형으로 이루어지며, 각 클램프(210)의 내측면에는 파지하고자 하는 핵연료 구성품 및 구조에 스크래치나 파손이 발생하지 않고 집합체의 무게로 인한 마모를 견딜 수 있는 엔지니어링 플라스틱 재질의 그립(212)이 구비됨이 바람직하다.The clamping means 200 is provided in front of the base 100 to hold the fuel assembly, and has a pair of clamps 210 for holding the fuel assembly. The pair of clamps 210 are semi-circularly symmetrical to each other, the inner surface of each clamp 210 can withstand the wear caused by the weight of the aggregate without scratch or damage to the fuel components and structures to be gripped It is preferred to have an engineering plastic grip 212.

각 클램프(210)는 클램핑모터(220)에 의해 작동되는데, 클램핑모터(220)는 검사장치의 측면 시점에서 대략 "ㄷ"자 형태로 이루어진 클램핑프레임(230)의 상측 에 고정 결합된다. 즉, 클램핑프레임(230)은 소정 높이차를 두고 상부판(231)과 하부판(232)이 평행하게 위치되고, 상부판(231)과 하부판(232)은 각각의 일단이 연결판(233)에 의해 연결된다.Each clamp 210 is operated by the clamping motor 220, the clamping motor 220 is fixedly coupled to the upper side of the clamping frame 230 made of approximately "C" shape at the side view of the inspection apparatus. That is, the clamping frame 230 is the upper plate 231 and the lower plate 232 are positioned in parallel with a predetermined height difference, the upper plate 231 and the lower plate 232 is one end of each of the connecting plate 233 Is connected by.

클램핑모터(220)는 상부판(231)의 상측에 설치되며, 그 모터축(221)은 상부판(231)을 관통하여 수직선상에 위치되도록 설치된다. 모터축(221)의 일단은 클램핑프레임(230)의 하부판(232) 상측에 회전 가능하게 설치되는 구동기어(240)에 결합되며, 구동기어(240)의 일측에는 연동기어(250)가 구동기어(240)와 치합되도록 설치된다. 상술한 한 쌍의 클램프(210)는 각각 연결링크(211)에 의해 구동기어(240) 및 연동기어(250)에 연결된다.The clamping motor 220 is installed above the upper plate 231, and the motor shaft 221 is installed to penetrate the upper plate 231 and be positioned on a vertical line. One end of the motor shaft 221 is coupled to the drive gear 240 is rotatably installed on the lower plate 232 of the clamping frame 230, the interlocking gear 250 on one side of the drive gear 240 drive gear 240 is installed to engage with. The pair of clamps 210 described above are connected to the driving gear 240 and the interlocking gear 250 by the connection link 211, respectively.

따라서, 클램핑모터(220)의 작동시 모터축(221)이 회전하게 되면, 구동기어(240)와 연동기어(250)는 서로 반대방향으로 회전하게 되고 이에 따라 한 쌍의 클램프(210)는 동시에 벌어지거나 오무려짐으로써 핵연료 집합체를 파지하게 된다.Therefore, when the motor shaft 221 rotates during the operation of the clamping motor 220, the drive gear 240 and the interlocking gear 250 is rotated in the opposite direction to each other, so that the pair of clamps 210 at the same time As it opens or crumbles, it grasps the fuel assembly.

또한, 베이스(100)에 대해 승강프레임(130)을 상승시켜 핵연료 집합체가 회전할 수 있도록 부양하기 위한 승강수단이 더 구비되는데, 이러한 승강수단은 승강프레임(130)에 구동력을 제공하기 위한 승강부재 예컨대, 승강실린더(도시 생략)가 포함된다. 그리고 베이스(100)의 내측면에는 안내레일(120)이 마련되고, 이에 대응되도록 승강프레임(130)의 외측면에는 승강레일(131)이 구비된다. 이에 따라, 도시되지 않은 승강부재의 작동에 의해 회전수단(300)은 베이스(100)의 안내레일(120)을 따라 상승하면서 핵연료 집합체를 부양할 수 있게 된다.In addition, a lifting means for lifting the lifting frame 130 relative to the base 100 to support the nuclear fuel assembly to rotate is further provided, the lifting means is a lifting member for providing a driving force to the lifting frame 130 For example, lift cylinders (not shown) are included. And the guide rail 120 is provided on the inner surface of the base 100, the lifting rail 131 is provided on the outer surface of the lifting frame 130 to correspond to this. Accordingly, by the operation of the lifting member not shown, the rotating means 300 is able to support the fuel assembly while ascending along the guide rail 120 of the base 100.

회전수단(300)은 검사자가 핵연료 집합체를 육안 검사할 수 있도록 클램핑수 단(200)을 소정 각도로 회전시키는 것으로, 베이스(100)의 내측에 승강 가능하게 설치되는 승강프레임(130)의 상측에 고정 설치되는 회전모터(310)를 포함한다.The rotating means 300 rotates the clamping stage 200 at a predetermined angle so that the inspector can visually inspect the nuclear fuel assembly. The rotating means 300 is located above the elevating frame 130 which is installed to be elevated inside the base 100. Rotation motor 310 is fixedly installed.

회전모터(310)는 그 후방으로 모터축(311)이 수평으로 구비되며, 이 모터축(311)에는 구동풀리(320)가 결합되고 구동풀리(320)에는 구동벨트(340)가 결합된다. 그리고 승강프레임(130)의 내부에는 연동풀리(330)가 설치되어 구동벨트(340)에 의해 구동풀리(320)의 회전력을 전달받는다. 연동풀리(330)에는 수평으로 회전축의 일단이 결합되고, 회전축의 타단은 클램핑프레임(230)에 고정 결합된다.The rotary motor 310 is provided with a motor shaft 311 horizontally to the rear, the drive shaft pulley 320 is coupled to the motor shaft 311, the drive belt 340 is coupled to the drive pulley 320. In addition, the interlocking pulley 330 is installed inside the lifting frame 130 to receive the rotational force of the driving pulley 320 by the driving belt 340. One end of the rotating shaft is coupled to the interlocking pulley 330 horizontally, and the other end of the rotating shaft is fixedly coupled to the clamping frame 230.

따라서, 회전모터의 작동시 모터축(311)이 회전하여 구동벨트(340)에 의해 결합된 구동풀리(320) 및 연동풀리(330)가 회전하면서 회전축을 회전시킨다. 이에 따라 클램핑프레임(230)을 소정 각도로 회전시킬 수 있게 된다.Therefore, the motor shaft 311 is rotated during the operation of the rotary motor to rotate the rotary shaft while the drive pulley 320 and the interlocking pulley 330 coupled by the drive belt 340 is rotated. Accordingly, the clamping frame 230 can be rotated at a predetermined angle.

이와 같이 구성된 핵연료 집합체의 검사장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the inspection device of the nuclear fuel assembly thus constructed is as follows.

작업테이블 위에 검사하고자 하는 핵연료 집합체 다발이 위치되면, 이동실린더(110)의 작동에 의해 클램프(210)를 핵연료 집합체에 대응되도록 위치시킬 수 있다. 즉, 이동실린더(110)의 작동에 의해 베이스(100)는 집합체가 놓인 위치까지 이동하고, 클램핑모터(220)의 작동에 따라 모터축(221)이 회전하게 되면, 구동기어(240)와 연동기어(250)가 서로 반대방향으로 회전하게 되고 이에 따라 벌어져 있던 한 쌍의 클램프(210)는 동시에 오무려짐으로써 핵연료 집합체를 파지하게 된다.When the fuel assembly bundle to be inspected is placed on the work table, the clamp 210 may be positioned to correspond to the fuel assembly by the operation of the moving cylinder 110. That is, the base 100 moves to the position where the assembly is placed by the operation of the moving cylinder 110, and when the motor shaft 221 rotates according to the operation of the clamping motor 220, the drive gear 240 is interlocked. As the gears 250 rotate in opposite directions, the pair of clamps 210 that are opened are gripped at the same time to grip the fuel assembly.

그 후, 승강실린더의 작동에 의해 회전수단(300)은 베이스(100)의 안내레 일(120)을 따라 상승함으로써 핵연료 집합체를 부양할 수 있게 된다.Thereafter, by the operation of the lifting cylinder, the rotating means 300 can be raised along the guide rail 120 of the base 100 to support the nuclear fuel assembly.

이와 같이 클램프(210)가 핵연료 집합체를 파지하고 부양한 상태에서, 검사자가 회전모터(310)를 작동하게 되면 모터축(311)이 회전하여 구동벨트(340)에 의해 결합된 구동풀리(320) 및 연동풀리(330)가 회전하면서 회전축(350)에 연결된 클램핑프레임(230)을 소정 각도로 회전시킬 수 있게 된다. 따라서, 검사자는 임의로 안정적이면서 용이하게 핵연료 집합체의 육안 검사를 실시할 수 있게 된다.As described above, when the clamp 210 grips and supports the nuclear fuel assembly, when the inspector operates the rotary motor 310, the motor shaft 311 rotates to drive the pulley 320 coupled by the driving belt 340. And as the interlocking pulley 330 is rotated it is possible to rotate the clamping frame 230 connected to the rotating shaft 350 at a predetermined angle. Therefore, the inspector can perform the visual inspection of the nuclear fuel assembly arbitrarily stably and easily.

도 1은 본 발명에 의한 핵연료 집합체 검사장치를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a nuclear fuel assembly inspection apparatus according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 핵연료 집합체 검사장치를 도시한 측면도.Figure 2 is a side view showing a nuclear fuel assembly inspection apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 핵연료 집합체 검사장치를 도시한 평면도.Figure 3 is a plan view showing a nuclear fuel assembly inspection apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 핵연료 집합체 검사장치의 사용 상태도.Figure 4 is a state of use of the nuclear fuel assembly inspection apparatus according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 ; 베이스 110 ; 안내레일100; Base 110; Guide rail

120 ; 전후진실린더 130 ; 승강프레임120; Front and rear true cylinder 130; Lifting frame

131 ; 승강레일131; Lifting rail

200 ; 클램핑수단 210 ; 클램프200; Clamping means 210; clamp

211 ; 연결링크 212 ; 그립211; Link 212; Grip

220 ; 클램핑모터 230 ; 클램핑프레임220; Clamping motor 230; Clamping frame

240 ; 구동기어 250 ; 연동기어240; Drive gear 250; Interlocking gear

300 ; 회전수단 310 ; 회전모터300; Rotating means 310; Rotary motor

320 ; 구동풀리 330 ; 연동풀리320; Drive pulley 330; Interlock pulley

340 ; 구동벨트340; Driving belt

Claims (4)

전후진수단에 의해 작업테이블 상에서 전진 또는 후진 가능하게 구성되며, 내측에는 승강수단에 의해 승강프레임이 상승 또는 하강 가능하게 구성되는 베이스;A base configured to be moved forward or backward on the worktable by the forward and backward means, and on the inner side of which the lifting frame is lifted or lowered by the lifting means; 상기 승강프레임의 전방에 설치되어 검사하고자 하는 핵연료 집합체를 파지하는 클램핑수단;A clamping means installed in front of the elevating frame and holding the nuclear fuel assembly to be inspected; 상기 클램핑수단의 일측에 결합되어 클램핑수단을 회전시키는 회전수단을 포함하되,Is coupled to one side of the clamping means includes a rotation means for rotating the clamping means, 상기 클램핑수단은 핵연료 집합체가 파지되는 클램프의 내측면에 상기 핵연료 집합체의 스크래치나 파손이 발생되지 않으며 무게로 인한 마모에 견딜 수 있도록 엔지니어링 플라스틱 재질의 그립이 구비되는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 검사장치.The clamping means is an inspection device for a nuclear fuel assembly, characterized in that the grip of the engineering plastic material is provided on the inner surface of the clamp in which the nuclear fuel assembly is held so as not to scratch or damage the fuel assembly and to withstand wear caused by weight. . 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 클램핑수단은 승강프레임의 전방에 마련되는 클램핑프레임, 상기 클램핑프레임에 설치되는 클램핑모터, 상기 클램핑모터의 모터축에 회전 가능하게 결합되는 구동기어, 상기 구동기어에 치합되도록 그 일측에 설치되는 연동기어, 상기 구동기어 및 연동기어에 각각 연결되어 핵연료 집합체를 파지하는 한 쌍의 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 검사장치.The clamping means is a clamping frame provided in front of the lifting frame, the clamping motor installed in the clamping frame, a drive gear rotatably coupled to the motor shaft of the clamping motor, interlocking is installed on one side so as to fit to the drive gear And a pair of clamps connected to the gear, the drive gear, and the interlocking gear, respectively, to hold the nuclear fuel assembly. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 회전수단은 승강프레임의 상측에 설치되는 회전모터, 상기 회전모터의 모터축에 회전 가능하게 결합되는 구동풀리, 구동벨트에 의해 상기 구동풀리와 연동 가능하게 결합되는 연동풀리, 상기 연동풀리에 일단이 결합되고 타단은 클램핑수단에 결합되는 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 검사장치.The rotation means is a rotary motor installed on the upper side of the lifting frame, a drive pulley rotatably coupled to the motor shaft of the rotary motor, an interlocking pulley coupled to the drive pulley by a drive belt, the interlocking pulley once The combined and the other end of the nuclear fuel assembly inspection apparatus comprising a rotating shaft coupled to the clamping means. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 승강수단은 베이스의 내측에 마련되는 안내레일, 상기 안내레일에 대응 결합되도록 승강프레임의 외측에 마련되는 승강레일, 상기 베이스에 대해 승강프레임을 상승 또는 하강시키는 승강실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 검사장치.The elevating means includes a guide rail provided inside the base, an elevating rail provided on the outside of the elevating frame so as to correspond to the guide rail, and an elevating cylinder for elevating or elevating the elevating frame with respect to the base. Inspection device for nuclear fuel assemblies.
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