KR101069796B1 - Lapping Device for CEDM Upper Pressure Housing on Reactor Coolant Pressure Boundary - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원자로용 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징의 밀봉면 래핑장치에 관한 것으로, 중공체로 이루어지며, 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징의 밀봉면에 삽입 결합되는 조정 너트; 상기 조정 너트 내부에 관통 삽입되어 상승 또는 하강 안내되어 밀봉면을 래핑하는 승강 샤프트; 상기 승강 샤프트의 외주면에 결합되어 승강 샤프트가 일정한 래핑 압력을 유지하도록 탄성력을 부여하는 압축스프링; 상기 조정 너트의 상측으로 돌출되는 승강 샤프트의 상단에 결합되는 노브를 포함한다.The present invention relates to a sealing surface wrapping apparatus of a control element drive mechanism (CEDM) pressure housing for a nuclear reactor, and is made of a hollow body and inserted into the sealing surface of a control element driving mechanism (CEDM) pressure housing. Adjusting nut coupled; A lifting shaft inserted through the adjusting nut and guided upward or downward to wrap a sealing surface; A compression spring coupled to an outer circumferential surface of the lifting shaft to impart an elastic force so that the lifting shaft maintains a constant lapping pressure; And a knob coupled to an upper end of the elevating shaft protruding upward of the adjusting nut.
이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, CEDM Vent System Special Device를 사용하여 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징 밀봉면에 대한 의심부위 및 결함부위에 대한 건전성을 사전에 점검 및 조치하여 RCS의 가압 및 가열시 누설 발생 가능성을 완벽하게 차단함으로써, 누설로 인한 RCS 감압 및 배수에 기인한 경제적 손실을 예방하고 원전 운영의 경제성과 안전성을 확보할 수 있다.According to the present invention configured as described above, the control element drive mechanism (CEDM) using the CEDM Vent System Special Device (CEDM) pressure housing sealing surface of the suspected and defective parts to check the integrity of the RCS in advance By completely blocking the possibility of leakage during pressurization and heating, it is possible to prevent economic losses due to RCS depressurization and drainage due to leakage, and to secure the economics and safety of nuclear power plant operations.
원자로, CEDM, 누설, 래핑 Reactor, CEDM, Leakage, Lapping
Description
본 발명은 원자력 발전소의 원자로(Reactor Vessel) 구성품 중 원자로 헤드(Reactor Head) 상부에 설치되어 원자로 냉각재 계통(Reactor Coolant System : 이하 RCS)의 압력경계부인 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(CEDM Upper Pressure Housing)에 대한 밀봉면의 누설 발생시 래핑을 수행하기 위한 밀봉면 래핑장치에 관한 것이다.The present invention is installed on top of a reactor head of a reactor vessel component of a nuclear power plant, and is a control element drive mechanism (CEDM) that is a pressure boundary of a reactor coolant system (RCS). A sealing surface wrapping apparatus for performing lapping in case of leakage of the sealing surface to the CEDM Upper Pressure Housing.
원자력 발전소는 보통 100개 이상의 개별적 기능을 가진 계통으로 구성된다. 이들은 크게 원자로를 중심으로 한 핵증기 공급계통과 이 증기를 공급받아 발전기를 돌리는 터빈, 발전기계통 및 기타 부수설비로 구분된다.Nuclear power plants usually consist of more than 100 individual functions. These are largely divided into a nuclear steam supply system centered on a nuclear reactor and a turbine, a generator system, and other ancillary equipment for receiving the steam to run a generator.
도 1에 도시된 바와 같이, 원자로(1)는 핵폭발시 순간적으로 방출되는 다량의 에너지가 서서히 방출되도록 조절함으로써 핵에너지를 실생활에 활용할 수 있도록 하는 기능을 가지며, 특히 원자로는 핵분열성 물질의 연쇄 핵분열반응을 인공적으로 제어하여 열을 발생시키거나 방사성 동위원소 및 플루토늄의 생산, 또는 방사 선장 형성 등의 여러 목적에 사용할 수 있도록 만들어진 장치이다.As shown in FIG. 1, the
일반적으로 원자력 발전소에는 비상시 노심을 냉각시키는 동시에 이 노심의 반응도를 제어하기 위해 원자로 노심에 붕산수를 주입하여 원자로의 안전을 확보하고 발전소 정지시 원자로 냉각재를 냉각시키기 위한 안전주입계통이 설계되어 있다. 이 계통에는 도 2에 도시된 바와 같이, 정상 운전 중 고온, 고압 및 고방사성 원자로 냉각재 계통(Reactor Coolant System;RCS)이 안전주입계통으로 역류하는 것을 방지하기 위한 각종의 밸브가 설치되어 있으며 이러한 밸브들의 내, 외부 누설이 발생하지 않도록 관리되고 있다.In general, a nuclear power plant is designed with a safety injection system to secure reactor safety by injecting boric acid into the reactor core to control the reactor's responsiveness while cooling the core in an emergency. As shown in FIG. 2, a variety of valves are installed to prevent the high temperature, high pressure, and high radioactive reactor coolant system (RCS) from flowing back into the safety injection system during normal operation. It is managed so that internal and external leakage does not occur.
한편, 원자로는 2개의 냉각재 회로를 가진 가압경수로로서 원자로 냉각재 계통은 폐쇄회로 내에서 냉각수를 순환하는데, 가압 경수로형 원자력 발전소에서는 원자로 냉각재 계통의 압력을 일정하게 유지하는 가압기 계통의 안전밸브의 성능시험을 실시하게 되는데, 이와 같이 RCS 압력경계 분해점검을 위한 종래 원자로 냉각재계통의 배수방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the reactor is a pressurized water reactor having two coolant circuits, and the reactor coolant system circulates the coolant in a closed circuit.In a pressurized water reactor type nuclear power plant, the performance test of the safety valve of the pressurizer system that maintains the pressure of the reactor coolant system is constant. This will be described in detail with reference to the accompanying drawings, the method of draining the conventional reactor coolant system for the RCS pressure boundary decomposition check as follows.
우선, 원자력 발전소는 계획예방정비 후 원자로의 출력 운전을 위해 선행되는 작업으로 RCS의 공기를 배출하는 작업을 수행한다.First of all, the nuclear power plant is responsible for releasing the air from the RCS, which is a prerequisite for operating the reactor output after planned preventive maintenance.
그리고 RCS의 공기배출을 위해서는 정적배기와 동적배기가 수행되며 동적배기 시(RCS 온도 65.5℃, 압력 35㎏/㎠ 이하) 원자로 헤드 상부에 CEDM(Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)의 VERSA Vent System(20)에 의한 배기작업이 수행된다.In addition, static and dynamic exhaust is performed for air discharge of the RCS. During dynamic exhaust (RCS temperature 65.5 ° C., pressure below 35 kg / ㎠), the VERSA Vent of the CEDM (Control Element Drive Mechanism)
한편, 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)은 VERSA Vent System(20)의 벤트 볼(Vent Ball)(11)과 벤트 스템(Vent Stem)(12)에 의해 밀봉되어 RCS 압력(정상 운전 중 RCS 압력 158㎏/㎠) 경계부를 형성하며, VERSA Vent System(20)은 매 3주기마다 벤트 볼과 오링(O-Ring) 등을 교체하고 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)의 밀봉면를 육안으로 점검한다.On the other hand, the control element drive mechanism (CEDM)
하지만, 기존에는 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징의 밀봉면에 대해 육안 점검만을 수행함으로써 의심부위 및 결함부위에 대한 건전성을 사전에 확인하는 방법이 마련되어 있지 않아, 재 정비작업을 위해서는 RCS의 감압 및 배수 작업 후 밀봉(Plugging) 조치를 취하게 되는데, 이러한 경우 공정지연으로 인한 발전소의 경제적 손실을 초래할 수 있다.However, in the past, there is no method for confirming the integrity of suspicious and defective areas by performing visual inspection only on the sealing surface of the control element drive mechanism (CEDM) pressure housing. In order to achieve this, sealing measures are taken after decompression and drainage of RCS, which can cause economic loss of power plant due to process delay.
예컨대, 과거 RCS 동적 배기 시 원자로 상부 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징의 VERSA Vent System에 의한 배기작업 후 벤트 시스템(Vent System)의 누수(Leak) 발생으로 인하여 RCS 감압 및 배수(140' 이하) 작업 후 해당부위를 밀봉(Plugging) 조치한 작업사례가 있었으며, 관련 작업으로 인해 주공정이 7시간 이상 지연되었다.For example, RCS pressure reduction and drainage due to leakage of vent system after venting by VERSA Vent System of CEDM pressure control housing during RCS dynamic exhaustion 140 'or less) There was a case of sealing the part after the operation, and the related process delayed the main process more than 7 hours.
이와 같이 기존에는 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징 밀봉면의 육안 점검 후 벤트 볼과 벤트 스템 등 VERSA Vent System을 조립하고 RCS의 가압시 누설 여부를 확인하여 누설 발생시 감압 및 배수 후 밀봉(Plugging) 조치하는 방법이었으나, 본 발명은 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징 밀봉면에 대한 의심부위 및 결함부위에 대한 건전성을 점검한 이후 RCS의 가압 및 가열시 누설 발생 가능성을 용이하고 안정적으로 조치함으로써, 누설로 인한 RCS 감압 및 배수에 기인한 경제적 손실을 예방하고 원전 운영의 경제성과 안전성을 확보할 수 있는 원자로용 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징의 밀봉면 래핑장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In this way, the control element drive mechanism (CEDM) has been visually inspected on the sealing surface of the pressure housing, assembled the VERSA Vent System such as the vent ball and the vent stem, and checked for leakage during pressurization of the RCS. Although the sealing method was a method of the present invention, the present invention provides a possibility of occurrence of leakage during pressurization and heating of the RCS after checking the integrity of suspicious and defective parts on the control surface of a control element drive mechanism (CEDM) pressure housing. Control element drive mechanism (CEDM) pressure housing to prevent economic loss due to RCS decompression and drainage due to leakage and to secure economic and safety of nuclear power plant operation. It is an object of the present invention to provide a sealing surface wrapping device.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 중공체로 이루어지며, 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징의 밀봉면에 삽입 결합되는 조정 너트; 상기 조정 너트 내부에 관통 삽입되어 상승 또는 하강 안내되어 밀봉면을 래핑하는 승강 샤프트; 상기 승강 샤프트의 외주면에 결합되어 승강 샤프트가 일정한 래핑 압력을 유지하도록 탄성력을 부여하는 압축스프링; 상기 조정 너트의 상측으로 돌출되는 승강 샤프트의 상단에 결합되는 노브를 포함하는 원자로용 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징의 밀봉면 래핑장치가 제공된다.In order to solve the above problems, the present invention is made of a hollow body, control element drive (CEDM, Control Element Drive Mechanism) adjustment nut inserted into the sealing surface of the pressure housing; A lifting shaft inserted through the adjusting nut and guided upward or downward to wrap a sealing surface; A compression spring coupled to an outer circumferential surface of the lifting shaft to impart an elastic force so that the lifting shaft maintains a constant lapping pressure; Provided is a sealing surface wrapping apparatus for a control element drive mechanism (CEDM) pressure housing including a knob coupled to an upper end of a lifting shaft protruding upward of the adjusting nut.
이와 같이 구성된 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention configured as described above has the following effects.
첫째, RCS 압력경계부 누설시험 및 조치방법의 신뢰성 및 품질을 확보함으로써 원전 운전의 안전성 제고 및 계획예방정비 주공정 지연 예방에 기여할 수 있다.First, by securing the reliability and quality of the RCS pressure boundary leakage test and measures, it can contribute to improving safety of nuclear power plant operation and preventing main process delays.
둘째, 원자로 구성품 및 원전연료의 손상예방으로 원자력 발전 이용률을 향상시킬 수 있다.Second, the prevention of damage to reactor components and nuclear fuel can improve the utilization of nuclear power.
셋째, 원자로 압력경계부 사전 점검을 통해 원자력 발전 산업의 안전성을 도모할 수 있고, 작업자와 작업공정의 안전성을 확보하며, 밀봉면 건전성 확인 시험을 조기에 수행하여 기기 손상을 예방함으로써 고객으로부터 기술능력 및 정비 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Third, through the preliminary inspection of the reactor pressure boundary, the safety of the nuclear power industry can be promoted, the safety of workers and work processes can be secured, and the integrity of the sealing surface can be checked early to prevent damage to the equipment. Improved maintenance reliability
이하에서는, 본 발명에 의한 원자로용 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징의 밀봉면 래핑장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a sealing surface wrapping apparatus for a control element drive mechanism (CEDM) pressure housing according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도시된 바와 같이, 본 발명의 밀봉면 래핑장치(R)는 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징의 밀봉면의 결함 또는 누설감지장치(도시 생략)를 통한 누설이 확인되면 밀봉면의 이상상태를 조치하기 위한 장치로서, 그 주요 구성품은 다음과 같다.As shown, the sealing surface wrapping device (R) of the present invention is the sealing surface when the defect of the sealing surface of the control element drive (CEDM) pressure housing or leak through the leak detection device (not shown) is confirmed. Apparatus for dealing with abnormal conditions of
즉, 본 발명의 래핑장치(R)는 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징에 삽입되는 조정 너트(40)(Adjustable Nut), 조정 너트(40) 내부에 삽입 결합되는 승강 샤프트(44), 승강 샤프트(44)의 외주면에 결합되는 압축스프링(45), 조정 너트(40)의 상측에 결합되는 노브(46)를 포함한다.That is, the lapping apparatus R of the present invention includes an adjustment nut 40 (Adjustable Nut) inserted into the control element drive mechanism (CEDM) pressure housing, and a lifting shaft inserted into the
조정 너트(40)는 원통형의 중공체로 이루어진다. 즉, 그 내부에는 승강 샤프트(44)의 상승 또는 하강을 안내할 수 있도록 수직 방향으로 샤프트홀(44a)이 길게 형성된다. 따라서, 조정 너트(40)는 래핑장치의 전체 구성요소를 지지한 상태에서 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징에 래핑장치를 체결하고, 승강 샤프트(44)의 가이드 역할을 한다.The adjusting
이때, 조정 너트(40)의 상단에는 수평으로 핸들이 결합되어 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)에 래핑장치의 결합을 용이하게 하며, 조정 너트(40)의 하단에는 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)의 밀봉면에 삽입되도록 삽입부(41)가 일체로 형성되고, 조정 너트(40)의 삽입부(41) 경계 부위에는 그 둘레를 따라 소정 깊이로 오목하게 안착홈(41a)이 형성되며, 이 안착홈(41a)에는 오링(42)이 결합됨으로써 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10) 내의 압력을 유지해 준다.At this time, the handle is horizontally coupled to the upper end of the
승강 샤프트(44)는 조정 너트(40)의 샤프트홀의 내경에 대응되는 외경을 가지며, 그 상단에는 노브(46)에 결합되도록 체결부(44a)가 일체로 형성되며, 체결부(44a)의 외주면에는 나사산이 형성된다. 승강 샤프트(44)의 하부 외주면에는 단턱(44c)이 형성되고, 이 단턱(44c)에는 스프링 와셔(45a)가 안착되어 압축스프링(45)을 지지해 준다.The
이러한 승강 샤프트(44)는 조정 너트(40)에 안내되어 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)의 밀봉면에 접촉하여 래핑제와 함께 밀봉면을 래핑한다. 승강 샤프트(44)의 내부에는 수직 방향으로 길게 플러그홀(44b)이 형성된다.This
압축스프링(45)은 축방향으로 소정량 압축됨으로써 조정 너트(40)에 의해 승 강 샤프트(44)를 균등하게 눌러주며, 이와 같이 압축스프링(45)으로 승강 샤프트(44)의 누르는 압력을 조절하여 래핑의 정밀도를 높여준다. 이때, 승강 샤프트(44)의 단턱(44c)에는 압축스프링(45)을 지지할 수 있도록 스프링 와셔(45a)가 구비됨이 바람직하다.The
노브(46)는 작업자가 래핑 작업을 보다 손쉽게 할 수 있도록 하는 것으로, 그 외주면에는 작업자가 용이하게 파지할 수 있도록 복수의 파지홈이 형성된다. 노브(46)의 내주면에는 승강 샤프트(44)의 체결부(44a)에 나사 결합되도록 태핑 가공되어 있다. 그리고 승강 샤프트(44)와 마찬가지로 노브(46)의 중앙에도 수직 방향으로 플러그홀(46a)이 형성된다.The
플러그(48)는 노브(46) 및 승강 샤프트(44)의 플러그홀(46a)(44b)에 삽입되도록 원통형의 긴 봉 형상으로 이루어지며, 압력하우징(10)의 밀봉면(10a) 래핑 작업시 래핑제 및 래핑 부산물 등의 이물질이 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징 내부로 유입되는 것을 방지한다. 플러그(48)의 상단에는 플러그가 노브(46) 및 승강 샤프트(44)의 플러그홀(46a)(44b)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 머리부(48a)가 형성되고, 하단 외주면에는 보다 확실한 기밀성을 유지하도록 고무 등의 기밀부재(48b)가 결합된다.The
이와 같이 구성된 본 실시예의 누설감지장치를 이용한 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징의 건전성을 확인하고 조치하는 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the process of checking and correcting the integrity of the control element drive mechanism (CEDM) pressure housing using the leak detection device of the present embodiment configured as described above are as follows.
제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)의 건전성을 확인하기 위해 육안점검을 수행하고 벤트 볼(11)과 벤트 스템(12)이 조립(토오크 300±25 in-lbs)된 상태에서 VERSA Vent System(20)을 분리하고, 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)에 누설감지장치를 설치한 후 수압펌프와 압력게이지를 이용하여 누설시험[Test 압력 30㎏/㎠]을 수행하여 건전성을 확인한다.Control Element Drive Mechanism (CEDM) A visual inspection is performed to verify the integrity of the pressure housing (10) and the vent ball (11) and the vent stem (12) are assembled (torque 300 ± 25 in-lbs). Remove the VERSA Vent System (20) in the state, install the leak detection device in the control element drive mechanism (CEDM) pressure housing (10), and then leak test using the hydraulic pump and pressure gauge [Test pressure 30 Kg / cm 2] to confirm soundness.
이때, 누설이 확인되면 누설감지장치를 제거하고, 벤트 스템(12)과 벤트 볼(11)을 분리한 후, 승강 샤프트(44)에 래핑제를 도포하여 조정 너트(40)를 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)에 장착한다.At this time, if leakage is confirmed, the leak detection device is removed, the
승강 샤프트(44)의 래핑면이 적정 압력을 받을 수 있도록 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)의 밀봉면에 밀착시킨 후 래핑 작업을 시작한다.The wrapping surface of the elevating
즉, 작업자가 노브(46)를 회전시키면 승강 샤프트(44)의 래핑면이 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)의 밀봉면에 접촉되면서 래핑 작업이 수행되는 것이다. 이때 압축스프링(45)이 밀리면서 밀봉면에 면압을 형성하게 되고, 플러그(48)는 밀봉면의 통로를 밀폐시킴으로써 래핑제가 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)의 내부로 유입되는 것을 방지한다.That is, when the operator rotates the
래핑 작업이 완료된 후에는 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)에서 래핑장치(R)를 제거하고, 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징(10)에 벤트 볼(11)과 벤트 스템(12)을 재조립하고 누설시험을 수행하여 건전성을 재확인한다.After the lapping is completed, remove the wrapping device (R) from the control element drive mechanism (CEDM) pressure housing (10), and vent the control element drive mechanism (CEDM) pressure housing (10). Reassemble the ball (11) and vent stem (12) and perform a leak test to recheck the integrity.
도 1은 일반적인 원자로를 도시한 개략도.1 is a schematic representation of a typical reactor.
도 2는 도 1에 따른 CEDM VERSA Vent System을 보인 단면도.2 is a cross-sectional view showing a CEDM VERSA Vent System according to FIG.
도 3은 본 발명에 의한 원자로용 제어봉구동장치(CEDM) 압력하우징의 밀봉면 래핑장치를 보인 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a sealing surface wrapping apparatus of a control rod drive device (CEDM) pressure housing for the reactor according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 원자로용 제어봉구동장치(CEDM) 압력하우징의 밀봉면 래핑장치를 보인 분해도.Figure 4 is an exploded view showing the sealing surface wrapping device of the control rod drive device (CEDM) pressure housing for the reactor according to the present invention.
도 5는 본 발명의 원자로용 제어봉구동장치(CEDM) 압력하우징의 밀봉면 래핑장치가 적용된 제어봉구동장치(CEDM)을 보인 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view showing a control rod driving device (CEDM) to which the sealing surface wrapping device of the control rod control device (CEDM) pressure housing for the reactor of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 ; 제어봉구동장치(CEDM, Control Element Drive Mechanism) 압력하우징 20 ; VERSA Vent System10; Control Element Drive Mechanism (CEDM)
40 ; 조정 너트 41 ; 삽입부40; Adjusting
42 ; 오링 43 ; 핸들42; O-
44 ; 승강 샤프트 45 ; 압축스프링44; Lifting
46 ; 노브 47 ; 너트46;
48 ; 플러그48; plug
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KR101974790B1 (en) | 2018-10-05 | 2019-05-02 | 한전케이피에스 주식회사 | Apparatus and method for lapping of valve plug |
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2009
- 2009-08-24 KR KR1020090078165A patent/KR101069796B1/en active IP Right Grant
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KR101974790B1 (en) | 2018-10-05 | 2019-05-02 | 한전케이피에스 주식회사 | Apparatus and method for lapping of valve plug |
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