KR830000052B1 - 원자로 용기 구성요소 치수 및 위치 검사방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 조립후에 지지대에 수평으로 위치시킨 원자로 용기의 정단면도 및 치수 검사장치의 정면도.
제2도는 원자로 용기의 상부 단면도 및 치수 검사장치의 상면도.
제3도는 제2도의 a 방향에서본 도면.
제4도는 본 발명에 따르는 방법을 수행할 수 있게 만들어진 치수 검사장치의 사시도.
본 발명은 원자로 용기를 조립한 후 및 원자로 용기 내부 구성 요소들을 용접 및 기계 가공시킨후에 수평 위치에서 원자로 용기 구성 요소들의 치수 및 위치를 검사하기 위한 벙법에 관한 것이다.
원자로 용기는 일반적으로 고온단조(hot forging)에 의하여 만든 동체판과 스트랩(strap)으로 구성되고, 또 스탬핑(stamping)에 의하여 만든 구형의 기부로 구성된다.
초벌가공(roughing) 및 열처리후에 이 구성 요소들은 기계 가공시키고, 스테인레스 강으로 피복시키고, 조립하여 용접시킨 후에 응력을 제거시킨다.
원자로 용기의 다양한 구성 요소들은 1단계에서 2개의 소단위로 형성시키고, 2단계에서 2개의 소단위를 조립시키므로써 용기를 완성시키게 된다.
2개의 소단위중 제1소단위, 즉 하부 소단위는 용기의 기부와, 기부를 동체판에 접합시키는 접합대와, 핵연료가 위치한 노심을 둘러싸고 있는 2개의 동체판으로 된다. 이 소단위를 조립하기 전에, 기부를 통과하는 자동 제어장치용 튜브를 기부에 형성시킨 오리피스 내부에 설치하여 용접시키고, 용기의 형태에 따라서 기부와 동체판 사이의 접합대에 또는 제1노심 동체판에 스탠드를 고정시킨다.
상부 소단위는 튜브 보유 동체판과, 용기를 덮개에 고정 가능토록하는 용기 스트랩으로 구성된다. 용기스트랩 부분은 상부 소단위를 조립할때에 기계 가공한다.
2개의 소단위는 원형으로 용접시켜 조립하고, 부가적인 기계 가공작업(용기 스트랩과, 원자로 내부 장치안내용 키이 가공과, 용기의 덮개 고정용 스터드 구멍 마무리)을 행한다.
용기의 완전 조립을 위한 다각도의 연속작업을 고려할 때, 이러한 작업이 모두 행해지면 용기의 다양한 구성 요소들의 치수 및 위치를 검사하는 것이 필수적이다.
특히, 용기내에 설치한 요소들에 접합시킬 요소들에 대하여 세심한 검사를 행하는 것은 필수적이다. 따라서, 내부장치의 노즐에 연결시킬 출구튜브의 노즐과, 내부장치의 위치 설정 평면과, 접합면과, 덮개 및 내부요소들을 안내하는데 기여하는 키이 통로와 용기기부의 내부지지 슬라이드체와, 중성자 측정장치의 자동 제어장치를 안내하는 튜브의 통과를 위한 구멍들을 검사하는 것이 필수적이다.
그러므로 이러한 요소들을 포함한 기계 가공 작업을 수행할 방법을 검사하는 것도 필수적인데, 그 이유는 원자로 노심을 구성하는 연료봉 어셈 블리들을 삽입시킬 내부 구조물들의 설치, 지지 및 위치 설정이 상기 기계 가공 작업을 적절히 행함에 따라서 좌우되기 때문이다.
상기 언급한 요소들에 대한 여러가지 기계 가공 작업은 용기를 회전장치나 기계 가공 공구상에서 수평 위치로 하여 행한다.
또한, 치수검사 및 특히 중성자 측정용 자동 제어장치 통로용 튜브들의 위치 검사는 용기를 수압검사 스텐드내에 수직으로 위치시키고 행한다. 실제로 최근 사용되는 장치는 용기의 수직배치를 요한다.
또한, 주로 납 밀봉 와이어와 마이크로미터 스핀들 및 프레임 레벨로된 이 측정장치의 취급은 다대한 인원을 요한다.
더우기, 용기를 수압시험 스탠드에 위치시키고 이러한 시험들을 행하는 것은 용기에 대하여 행할 수동 작업의 횟수를 증가시키고 스탠드를 혼잡스럽게 한다, 그리고, 이러한 시험시에 용기를 수직으로 위치시키는 것은 용기내부에서 작업을 해야하는 작업자에게는 힘든 작업조건이 된다.
끝으로 용기의 기부와 상부 사이의 온도변화가 크기 때문에, 설계도에서 측정한 치수와 실제 측정치를 비교할때 이러한 온도변화를 고려하여야 한다.
그러나, 용기에 대하여 행하는 좌표검사는 그와같이 복잡한 장치나 긴 작업을 요하지 않는다. 따라서, 용기의 여러가지 구성요소들의 수직치수의 검사나 높이의 검사는 용기를 수직으로 위치시켜 행하는 것이 2개의 방향의 횡단 평면에서 좌표 검사하는 것, 즉 용기축에 수직한 평면에서 검사하는 것보다 더 간단하게 행할 수 있다. 그러므로 횡단면에서의 이러한 검사는 다수의 작업자에 의한 복잡한 장치가 사용되는 것을 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 용기를 조립하고 구성 요소들을 기계 가공한 후에 설계도에서 측정한 이론상의 좌표와 실제로 측정한 좌표를 비교하여 용기의 횡단면에서, 즉 용기의 축에 수직한 평면에서 원자로 내부 구조물의 설치를 좌우하는 원자로 용기 구성 요소들의 치수 및 위치를 검사하기 위한 벙법을 제안하는 것으로 이 방법은 고정 가능한 요소들의 경우에는 위치 결정 오차를 즉시 교정할 수 있도록 신속하고 정밀하게 검사를 행할 수가 있다.
이 목적을 위하여, 검사 작업시에 용기를 수평 위치로 유지시키고, 용기의 축에 수직한 2개의 방향으로 용기에 관하여 이동 가능한 지지 부재상에 장치한 광학 검사장치를 용기상에 표시한 기준점을 조준하여 정한 기준 위치에 관하여 이동시키고, 조준표적을 검사할 용기의 요소상에 배치시켜서, 이 조준 표적을 좌표를 검사할 지점과 일치시키도록하고, 광학장치를 조준 표적의 정확한 조준을 이룰때까지 그 기준 위치로부터 이동시키고, 기준위치로부터 조준표적의 조준 위치까지 광학장치를 이동시키기 위하여 광학장치의 각각의 이동 방향에서의 변위를 매우 정밀하게 기록하여, 각각의 이동축들을 따라서 조준점의 좌표를 얻도록하고, 이 좌표들을 설계도상의 이론적인 좌표와 비교시킨다.
이하 본 발명에 의한 방법의 실시예와 이 방법을 수행 가능토록하는 장치를 첨부도면을 참조로 하여 기술한다.
제1도는 예를들면 밀링/보오링 기계와 같은 기계 가공 공구의 표면판(4)에 고정시킨 V형 지지대(2) 및 (3) 상에서 조립하여 수평으로 위치시킨 원자로 용기를 도시하는 것으로, 기계 가공 공구의 프레임(6)은 치수 검사용 장치의 지지체를 형성하고, 치수검사장치는 본 발명에 의한 방법을 수행토록 된다.
용기(1)는 그 하부 소단위를 형성하는 반구형기부(7) 및 한 세트의 동체판(8)과, 도면번호(10) 및 (11)로 지시한 것과 같은 튜브를 지닌 동체판(9)과, 내부 구조물 안내용 키이통로를 내부에 기계 가공시킨 용기 스트랩 (12)으로 된다. 이 요소들은 제1,2 및 3도에 도시하였다.
제4도에는 치수 검사장치를 상세하게 도시하였는데, 이 장치는 밀링/보오링 기계(6)의 프레임에 의하여 지지된다.
밀링/보오링 기계(6)는 기대(15)와 X방향으로 이동 가능하도록 기대(15)의 슬라이드면상에 장치한 수직대(16)와, Y방향으로 이동 가능하도록 수직대(16)의 슬라이드면상에 장치한 왕복대(17)로 구성된다.
X 및 Y방향은 용기의 축 ZZ′에 수직한 횡단면의 2개의 수직방향에 해당한다.
망원경(18)을 왕복대(17)의 스핀들(19)에 고정시키고 그 과학축을 용기의 축에 평행하게 향하도록 한다.
기계 가공 공구의 기대에는 또, 대략 X방향으로 레이저빔을 방출시키도록 밀링/보오링 기계의 표면판상에 배치시킨 레이저광원(21)으로부터의 레이저빔 경로중에 위치시킨 광학반사경(20)을 장치한다.
기계 가공 공구의 수직대에는 또 빔 분할기(22)와 간섭계(23)를 광원(21)으로부터의 레이저 빔 경로중에 위치시킨다. 빔 분할기(22)는 레이저빔을 수직방향으로 진행하는 2개의 빔으로 분할시킨다.
분할된 빔중의 하나는 입사방향으로 계속 진행하여 간섭계(23)를 통과하여 기계 가공 공구 기대에 고정시킨 반사경(20)에 이르게 되고, 다른 하나는 수직상방으로 보내어진다.
기계 가공 공구의 수직대에 고정시킨 간섭계(25)를 수직 상방으로 향하는 빔경로중에 위치시킨다. 이빔은 기계 가공 공구의 수직대 상에서 Y방향으로 이동 가능한 왕복대에 설치한 반사경(26)에 도달하게 된다.
반사경(20) 및 (26)에 의하여 반사된 빔들은 각각의 간섭계(23) 및 (25)로 되돌아가서 입사선과 함께 간섭무늬를 만든다. 이 간섭무늬는 반사경과 간섭계의 상대적인 위치에 따라서 좌우된다.
반사경(20) 및 (26)에 의하여 반사된 빔들의 경로중에 각각 위치시켜서 전자계수 장치에 연결시킨 감지기(29) 및 (30)에 의하여 간섭무늬를 계수하므로써 기계 가공 공구의 수직대 및 왕복대의 변위를 매우 정확하게 측정할 수가 있다.
이 측정결과는 기계 가공 공구의 표면판상에 배치시킨 표시기(33)에 표시된다. 따라서, 기계 가공 공구의 왕복대 및 수직대의 변위에 대한 측정량을 작업자가 알 수 있게 되는 것이다.
감지기(29) 및 (30)에 연결한 전자계수 장치는 왕복대 및 수직대의 한방향 변위에 대한 간섭 무늬를 세어올라갈 수도 있고, 반대방향으로의 왕복대 및 수직대의 변위에 대한 간섭무늬들을 세어내려갈 수도 있다.
제4도에 도시한 장치를 사용하여 치수를 검사하는 작업을, 제1,2 및 3도에 도시한 바와 같이 기계 가공 공구의 표면판상에 배치시킨 원자로 용기의 경우에 대하여 기술할 것이다.
제1단계에서, 조준점들을 제3도에 도시한 키이통로(35),(36),(37) 및 (38)의 축과 일치시켜 배치하고, 용기의 전면에 일치시켜 조준기어를 최소거리에 세트시킨 조준 망원경(18)으로 이들 4개의 조준점들을 연속하여 조준한다.
그리하여 각각 키이통로(35) 및 (37)과, (36) 및 (38)의 중심에 맞춘 2개의 기준 축선들이 형성된다. 대략 전면 평면상에서 용기의 축선경로에 일치하는 이 기준축선들의 교점, 즉 0점은 조준 망원경의 최초 위치를 결정하기 위한 조준점으로 선택된다.
다음에 조준 표적들을 치수 및 위치검사를 요하는 요소들상에 배치시켜서, 이 조준표적들을 좌표검사를 요하는 지점들과 일치시킨다.
예를 들면, 제1도에 도시한 조준표적(40)과 같은 조준표적들을 용기의 기부에서 자동 제어 장치 통로용 튜브단부상에 배치시키고, (41) 및 (42)와 같은 조준표적들을 90°각도로 튜브 및 안내 지지를 검사용으로 배치시킨다.
다음에 조준망원경(18)을 키이통로들의 축선들의 교점에 의하여 형성된 최초 위치로부터 측정을 요하는 실제의 좌표 지점과 일치시킨 조준 표적의 정밀 조준위치까지 이동시킨다.
이러한 이동을 실행하기 위하여, 기계 가공 공구의 수직대를 X방향으로 이동시키고 왕복대는 Y방향으로 이동시킨다. 좌표를 검사할 지점상에 위치한 조준표적의 정밀 조준시까지 X 및 Y방향으로의 이동을 위하여, 간섭무늬들을 감지기(29) 및 (30)들과 이것들에 연결시킨 전자계수 장치의 수준에서 카운트업 또는 카운트다운 시킨다. 검사를 행하는 지점의 X 및 Y좌표 표시기(33)상에 자동으로 표시된다.
다음에 용기에 대한 장치 및 기계 가공 작업이 행해진 후에 지점의 실제위치와 이론상 위치와의 사이에 차이가 있는지를 알기 위하여 설계도상의 이론적인 좌표와 비교를 하는 것이 좋다.
자동제어장치 통로용 튜브들의 경우에는, 만약에 작업자가 용기의 기부에서 있다면, 튜브들의 위치를 이론적인 위치에 접합시키도록 교정하는 것이 가능하다. 표시기 (33)은 근처의 용기 외부에 위치한 작업자는 용기의 기부에 위치한 작업자에게 소망의 위치교정을 행하기 위한 지시를 할 수가 있다.
그리하여 본 발명에 의한 장치 및 방법은 원자로 용기의 내부 구조물의 배치를 좌우하는 용기의 구성요소들의 실제위치에 관한 필요한 모든 데이타를 매우 신속히 얻을 수가 있고, 어떤 경우에는 용기 기부에서 자동 제어장치용 안내튜브들과 같은 어떤 요소들의 위치를 교정할 수가 있다.
본 발명에 의한 장치가 원자로 용기상에 복잡한 장치들을 배치시키지 않고 또 다수의 작업자를 개입시키지 않고, 수평으로 위치시킨 용기상에서 매우 신속하게 작업을 행할 수 있도록 함은 물론이다.
지금까지 기술한 실시예가 제한적인 것은 아니며 세부적인 것들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 수정될 수 있음은 물론이다. 따라서, 지금까지 기술한 실시예의 범위내에서는 변위측정을 간섭계에 의하여 행하지만, 측정결과를 직접 표시하거나 않거나간에 측정에 있어서 충분한 정밀도를 제공하기만 한다면 다른 변위측정 장치들을 고려해 볼 수 도 있다.
변위측정을 위하여 어떠한 기계, 광학, 전기 또는 전자장치를 사용하는 것도 가능하다.
문제의 간격에 촛점을 맞출 수 있는 어떠한 형태의 조준망원경을 사용하는 것도 가능하다.
지금까지 기술한 실시예에서는, 조준장치의 지지체를 밀링/보오링 기계의 프레임으로 구성하고, 기계의 표면판상에는 V 형 지지대상에, 원자로 용기를 배치시켰으나, 다른 형의 지지체도 사용할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 수평으로 위치시킨 용기의 전면에 분리가능하게 고정시킬 수 있는 지지체를 사용하는 것도 가능하다. 이 지지체는 조준망원경을 설치한 왕복대의 이동을 위한 수직 슬라이드체를 그 자체로서 이루고 있는 중간 지지체를 수평방향으로 이동시키기 위한 슬라이드체를 형성한다.
마지막으로, 본 발명에 의한 방법 및 장치는 고찰해온 용기의 구성요소들의 지수검사뿐만 아니라, 원자로 내부 구조물의 배치를 좌우하는 용기의 다른 요소의 위치 및 치수 검사용으로도 사용 가능하다.
본 발명의 방법을 수행하는데 있어서, 실제의 측정좌표와 설계도로부터 취한 이론적인 좌표를 비교하기 위하여 수직방향으로 온도 변화를 고려하는 것도 가능하다. 그러나 수직방향으로의 온도차는 수평방향으로 위치시킨 용기에 대하여 검사를 행할 때의 경우보다는 작다.
Claims (1)
- 용기를 조립하고, 구성요소들을 기계 가공시킨 후에, 설계도에서 측정한 이론적인 좌표와 실측좌표를 비교하므로써, 원자로 내부 구조물의 배치를 좌우하는 원자로 용기 구성 요소들의 치수 및 위치를 횡단평면에서, 즉 용기의 축에 수직한 평면에서 검사하기 위한 방법에 있어서, 용기(1)를 검사작업시에 수평위치로 유지시키고, 용기(1)의 축에 수직한 2개의 방향으로 용기에 관하여 조준장치(18)을 용기상에 표시한 기준점 0의 조준에 의하여 형성시킨 기준위치에 관하여 이동시키고, 조준표적(40)을 용기(1)의 검사할 요소상에 배치시켜서 이 조준표적(40)으로 하여금 좌표 검사되는 지점과 일치되도록 하고, 조준장치(18)를 검사표적(40)의 정밀검사가 성취될때까지 그 기준위치로 부터 변위시키고, 조준장치(18)의 각각의 변위방향으로의 변위를 기준위치로부터 조준표적(40)의 조준위치까지 조준장치를 가져오기 위하여 매우 정밀하게 기록하여 각각의 이동축선을 따라서 조준점 좌표들을 얻도록 하고, 또 이 좌표물을 설계도상의 이론적인 위치와 비교하는 것 등을 특징으로 하는 원자로 용기 구성요소 치수 및 위치검사방법.
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