JP6876865B2 - 移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダード - Google Patents

Description

本発明は、移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードに係り、より詳しくは、核燃料集合体標準規格に対応する標準物を用いたスキャナー校正作業によって核燃料集合体の構造変形測定の正確度を高めるようにした移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードに関する。

原子力発電は、原子炉の内部で核燃料を用いて核分裂させるときに生成されるエネルギーを用いて１次冷却水を加熱し、加熱されたエネルギーを用いて蒸気発生器から２次冷却水にエネルギーを伝達することによって発生した蒸気を用いて蒸気タービンの回転エネルギーを変換して発電機で電気を生産する構造を有する。
核分裂のためのエネルギー源は核燃料によって提供される。

原子炉の内部に配列された核燃料は、図１に示したような核燃料集合体１０を単位として構成されている。核燃料集合体１０は、上端固定体１１、下端固定体１２及び支持格子１３からなる骨格体と、前記支持格子１２内に装入され、前記支持格子1２内に形成されたスプリング及びディンプルによって支持される核燃料棒２０とから構成される。
ここで、それぞれの核燃料棒２０はペレット２１単位のウランと、このウランを保護するとともに放射能漏出を防止するためのジルコニウム合金被覆管２２とから構成され、長いバー（ｂａｒ）の形態に構成される。

このような核燃料集合体１０の製作のためには、核燃料棒２０の表面上の傷を防止するとともに支持格子１３の損傷を防止するために、核燃料棒２０の表面にラッカーを塗布して骨格体に装入した後、上下端固定体１１、１２を付着して固定することで、核燃料集合体１０の組立てを仕上げる。
その後、完成された核燃料集合体１０のラッカーを除去した後、核燃料棒２０間の間隔、歪み、全長、寸法などを検査することによって核燃料集合体１０の製造工程を完了する。

一方、前記のように製造工程が完了した核燃料集合体１０は、原子炉にすぐ投入されるものではなく、核燃料集合体１０の構造変形有無に対する検査工程が実施される。
これは、原子炉内に複数の核燃料集合体１０が配置される過程で隣接した核燃料集合体１０の間で衝突することを防止するためである。
すなわち、核燃料集合体１０の製作工程中に核燃料集合体に構造変形が発生する場合、隣接した核燃料集合体１０との衝突が発生することができ、よって核燃料棒２０の被覆管２２が破損されることもできる。核燃料棒２０の被覆管２２が破損されれば、核燃料から放射能が過多に漏出して１次冷却水の汚染が深くなり、破損がひどい場合には、核燃料棒２０が脱落して原子炉の内部で移動することによって深刻な事態をもたらすこともあるものである。

したがって、前記核燃料集合体１０は品質によって高度の信頼性が要求され、核燃料集合体１０の構造的変形を検査する作業は非常に重要な課題であるというのは明らかである。
よって、核燃料集合体１０の構造的変形を測定して検査するための装備の開発が要求されている実情である。

もちろん、先行技術に開示されているように、核燃料集合体１０の構造測定のための装備が備えられているが、これは核燃料集合体１０の支持格子１３の構造測定に限られて核燃料集合体１０全体の測定に限界がある問題がある。

特に、核燃料集合体１０の構造変形有無を測定するにあたり、測定手段に対する校正（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）作業が行われなく、測定手段の校正のための標準物が提供されていないから、核燃料集合体１０の測定の正確度を高めにくい問題があった。

韓国特許登録第１０−１２４４８６５明細書

本発明は、前述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、核燃料集合体構造変形有無測定手段であるスキャナーに対する校正（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）作業が行えるように、核燃料集合体標準規格に対応する標準物が測定装備に提供された移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードを提供することにある。

本発明は、前述した目的を達成するために、測定装備を収容したコンテナタイプの移動型核燃料集合体構造変形測定装備において、コンテナの内側に収容された測定装備の一側に固定された固定フレームと、前記固定フレームに着脱され、固定フレームの一端部を中心に回動し、核燃料集合体の標準規格に対応する標準物とを含み、前記標準物の一端部には運搬装置に結合される結合手段が形成された上部プレートが結合され、標準物の他端部には測定装備の一側に直立させて固定するための下部プレートが結合されることを特徴とする移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードを提供する。

ここで、前記固定フレームは、前記標準物を収容する収容溝が形成され、収容溝に収容された標準物の離脱を防止するための締結手段を備えた保護カバーと、前記保護カバーの下方に備えられ、コンテナに固定された下側支持部と、前記下側支持部と保護カバーとの間に取り付けられ、保護カバーを下側支持部に固定させる上側支持部とを含むことが好ましい。

ここで、前記上側支持部の両側と下側支持部との間には、下側支持部の長手方向に複数の緩衝部材がさらに取り付けられることが好ましい。

また、前記保護カバーの一端部の両側には通孔が形成され、前記標準物の一端部には、前記通孔に対応する軸孔が形成され、前記通孔及び軸孔を通過し、保護カバーの一端部を中心に標準物が回動することができるようにする回動ピンを備えることが好ましい。

本発明による移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードは次のような効果がある。
測定手段であるスキャナーの校正作業を正確に行うことができるので、核燃料集合体測定の正確度を高めることができる効果がある。
すなわち、核燃料集合体標準規格に対応する標準物が提供され、その標準物を基準にスキャナーの校正作業を行うことができるので、校正作業なしに測定された値に比べて校正されたスキャナーによる測定値の正確度を高めることができる効果がある。

また、スキャナーが取り付けられたカラムの構造的変形が発生しても、標準物による校正作業によって核燃料集合体測定の正確度をいつも均一に維持させることができる効果がある。

核燃料集合体及び核燃料棒を別個に示した図である。 本発明の好適な実施例による移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードを示した分解斜視図である。 本発明の好適な実施例による移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードを示した斜視図である。 本発明の好適な実施例による移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードを示した正面図である。 本発明の好適な実施例による移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードがコンテナ内部の測定装置の一側に取り付けられた状態を示した要部斜視図である。 本発明の好適な実施例による移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードを用いてスキャナー校正作業を行う状態を示した斜視図である。

本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は通常的又は辞書的な意味に限定して解釈されてはいけなく、発明者は自分の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に合う意味及び概念に解釈されなければならない。

以下、添付図面の図２〜図６を参照して本発明の好適な実施例による移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダード（以下、「スタンダード」という）について説明する。
スタンダードは、移動型核燃料集合体測定装備のスキャナー校正のために提供されることに技術的特徴がある。
すなわち、核燃料集合体標準規格に対応する標準物を提供し、その標準物によってスキャナー校正作業が行えるようにすることにより、スキャナーによる核燃料集合体測定の正確度を高めることができる。

スタンダードは、図２に示したように、固定フレーム１００と、標準物２００とを含んでなる。
固定フレーム１００は標準物２００を固定させる構成であり、測定装備を保護するコンテナの内部に取り付けられる。

固定フレーム１００は、保護カバー１１０と、下側支持部１２０と、上側支持部１３０とを含む。
保護カバー１１０は標準物２００を保護し、標準物２００が着脱される部位である。
保護カバー１１０は標準物２００を収容する収容溝１１１を有し、前記収容溝１１１は標準物２００の形態に対応する。
標準物２００が四角形を有するように提供されるから、前記収容溝１１１もそれに対応する四角形になり、上側から標準物２００が収容溝１１１に出入することができるように、収容溝１１１の上部は開口される。

このような構成の保護カバー１１０は、底面１１２及び側部１１３からなる「コ」字形を有するように提供される。保護カバー１１０の側部１１３は、製作コストの節減及び重量減少のために、貫通ホール１１３ａが形成されることが好ましい。

また、保護カバー１１０の一端部の両側部は外側に延設された延長部１１４として構成されることが好ましい。
すなわち、底面１１２を除いた側部１１３のみ延設されるように構成されたものである。
ここで、延長部１１４には両側を貫通する通孔１１４ａが形成される。
前記通孔１１４ａは標準物２００が軸結合するために回動ピンＰが通過する構成である。
このように、底面１１２のない延長部１１４に標準物２００が軸結合されることができるから、標準物２００が回動するとき、底面１１２との干渉が発生しないので、標準物２００の円滑な回動が可能になる。

また、保護カバー１１０の開口した部位には締結手段１１５が取り付けられる。
締結手段１１５は、収容溝１１１に位置する標準物２００が開口部位を通して離脱しないようにする構成である。
すなわち、測定装備の運搬時、標準物２００は、図３に示したように、収容溝１１１に横になった状態で運搬される。ここで、締結手段１１５が保護カバー１１０の開口部位を塞げているので、標準物２００が上方に離脱するか遊動する可能性を事前に防止することができるものである。
標準物２００の長手方向には、回動ピンＰが保護カバー１１０に結合された状態であるので、保護カバー１１０から標準物２００が抜け出ることは発生しなくなる。

前記締結手段１１５は保護カバー１１０の長手方向に複数が取り付けられることが好ましく、特定の構成に限定されない。
締結手段１１５の一端部は、図２及び図３に示したように、保護カバー１１０の一側にヒンジ結合され、締結手段１１５の他端部は締結手段１１５の一端部を中心に上方に反らされるか保護カバー１１０の他側に締結されるように構成されることもできる。

そして、下側支持部１２０は保護カバー１１０を測定装備のコンテナの内部に固定させる構成であり、保護カバー１１０の下方に位置する。
下側支持部１２０はコンテナの内部に固定され、保護カバー１１０と同様に、底面１２１及び側部１２２からなる「コ」字形に構成されることが好ましい。
また、下側支持部１２０の側部１２２にも貫通ホール１２２ａが形成されることが好ましい。

そして、上側支持部１３０は保護カバー１１０を下側支持部１２０に支持する役割をし、保護カバー１１０と下側支持部１２０との間に固定される。
ここで、上側支持部１３０の固定手段は特定のものに限定されず、ボルトなどの固定手段が提供されることができる。
ここで、上側支持部１３０は、保護カバー１１０の底面に対応する上板１３１と、上板１３１の両側から下方に折り曲げられた側部１３２とからなることが好ましい。
ここで、上側支持部１３０の幅は下側支持部１２０の幅に比べて小さく形成され、上側支持部１３０の側部１３２は下側支持部１２０の側部１２２間の空間に位置する。

一方、上側支持部１３０の両側部１３２にはそれぞれ緩衝部材１４０がさらに取り付けられることが好ましい。
これは、コンテナに固定された下側支持部１２０の振動が標準物２００の取り付けられた保護カバー１１０に伝達されることを減殺させるためである。
すなわち、下側支持部１２０は、図５に示したように、コンテナと標準物２００との間に位置しているので、コンテナの運搬時、コンテナから標準物２００に振動が伝達されることができるが、下側支持部１２０と上側支持部１３０との間に介在された緩衝部材１４０がその振動を減殺させることができるので、標準物２００の破損を防止することができる。

次に、標準物２００は、核燃料集合体測定のために行われるスキャナーの校正作業のための標準規格物である。
標準物２００は直線形に形成され、その素材は石材であることが好ましい。
これは、標準物２００が、長期間後にも、変形されることを防止するためである。

標準物２００は保護カバー１１０の収容溝１１１に対応する形態に構成され、標準物２００の長さは、図３に示したように、保護カバー１１０の長さより長く形成される。
これは、保護カバー１１０上で標準物２００が円滑に回動することができるようにするためである。
このために、標準物２００の一端部の両側には軸孔２１０が形成される。
前記軸孔２１０は保護カバー１１０の通孔１１４ａに対応する形態に形成される。

一方、標準物２００の軸孔２１０と保護カバー１１０の通孔１１４ａを通過して標準物２００の回動基準を提供する回動ピンＰが提供される。
すなわち、標準物２００を保護カバー１１０から移動させるためには、標準物２００を立てて移動させることになり、回動ピンＰは標準物２００を立てるときに軸となる構成である。

そして、標準物２００の両端部には、それぞれ上部プレート２２０及び下部プレート２３０が取り付けられる。

上部プレート２２０は、回動ピンＰを中心に標準物２００を立てる過程で標準物２００を立てるために提供された運搬手段が結合される部位である。
このために、上部プレート２２０は運搬手段との結合のための結合手段２２１を形成する。

結合手段２２１は上部プレート２２０に形成され、クレーンなどの運搬手段が係合されることができるように構成されるものであれば何でも良い。
結合手段２２１は掛け金の形態に形成されることもでき、図２〜図４に示したように、複数の通孔が形成されることもできる。

また、下部プレート２３０は標準物２００を安定的に立てるための構成であり、標準物２００の一端部に着脱される。

標準物２００はスキャナーの校正作業のための構成であり、スキャナーの校正作業のためには、図６に示したように、カラムの一側に標準物２００が直立しなければならないが、前記下部プレート２３０はカラム一側の底に固定されることができるので、標準物２００が安定的な直立することができる。
このために、下部プレート２３０は挿入突部２３１を含み、カラムの一側の底には挿入突部２３１が挿入される挿入手段が備えられることが好ましい。

以下、前述した構成を有するスタンダードの使用について詳細に説明する。

コンテナに保管された測定装備を測定場所に運搬させる。
ここで、コンテナは陸上、海上及び航空で運搬されることができる。
一方、測定場所に運搬されたコンテナは、核燃料集合体測定のために、カバー（図示せず）を脱いで、ベース上に備えられた測定装備を外部に露出させる。
ついで、図６に示したように、支持部を回転させてベースの半径の外に位置させて地面に支持させることにより、ベースは遊動なしに地面に固定される。
ついで、油圧シリンダーを作動させて、図６に示したように、カラムを直立させる。
ついで、スキャナーによる核燃料集合体測定値の正確度を高めるために、スキャナー校正（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）作業を実施する。
このために、ベースの一側に備えられた標準物２００に運搬手段を連結する。
ここで、図示されてはいないが、運搬手段としてはクレーンが提供されることができる。

一方、クレーンを標準物２００に連結させるためには、クレーンと標準物２００との間に連結媒介手段である運搬具３００が提供されることが好ましい。
運搬具３００を標準物２００の上部プレート２２０に結合させた後、クレーンが運搬具をかけて上げるようにする。
上部プレート２２０の結合手段２２１への運搬具３００の結合が完了すれば、締結手段１１５を解除して保護カバー１１０の開口部位を開放させる。
ついで、クレーンを用いて運搬具３００を持ち上げれば、標準物２００は回動ピンＰを中心に上方に回転する。
その後、標準物２００は延長部１１４の間で回転しながら直立することになる。
ついで、保護カバー１１０の通孔１１４ａ及び標準物２００の軸孔２１０から回動ピンＰを分離させる。
これにより、標準物２００は保護カバー１１０上で自由に動ける状態になる。
ついで、クレーンを運転して標準物２００をカラムの一側に固定させる。
ここで、標準物２００の下部プレート２３０に備えられた挿入突部２３１がカラムの一側底に結合されることにより、標準物２００は、図６に示したように、カラムの一側に直立した状態になる。
ついで、スキャナーを作動して標準物２００を測定することによりスキャナー校正作業を実施する。
すなわち、スキャナーに入力された核燃料集合体の長さ、エンベロープ、勾配などの標準値に対し、前記標準物２００によって校正作業を実施する。
その後、スキャナー校正作業が完了すれば、前述した過程を逆順に進めることにより、標準物２００を保護カバー１１０の収容溝１１１に横たえて装着させる。
その後、締結手段１１５を締結することで、標準物２００を用いたスキャナー校正作業を完了する。

これまで説明したように、本発明による移動型核燃料集合体構造変形測定装備のスタンダードは、移動型核燃料集合体構造変形測定装備において、スキャナーの校正作業が行えるようにしたことに技術的特徴がある。
すなわち、核燃料集合体標準規格と同一の標準物によってスキャナー校正作業を行った後、核燃料集合体構造変形有無を測定することができるので、核燃料集合体測定の正確度を高めることができる。
したがって、原子炉内に核燃料集合体を安定的に投入することができるようになる。

以上で本発明を開示の具体例について詳細に説明したが、本発明の技術思想範囲内で多様な変形及び修正が可能であるのは当業者に明らかであり、このような変形及び修正が添付の特許請求範囲に属するというのは言うまでもない。

１００ 固定フレーム
１１０ 保護カバー
１１１ 収容溝
１１２、１２１ 底面
１１３、１２２、１３２ 側部
１１３ａ、１２２ａ 貫通ホール
１１４ 延長部
１１４ａ 通孔
１１５ 締結手段
１２０ 下側支持部
１３０ 上側支持部
１３１ 上板
１４０ 緩衝部材
２００ 標準物
２１０ 軸孔
２２０ 上部プレート
２２１ 結合手段
２３０ 下部プレート
２３１ 挿入突部
３００ 運搬具

Claims (4)

1. 測定装備を収容したコンテナタイプの移動型核燃料集合体構造変形測定装備の標準装置において、
   コンテナの内側に収容された測定装備の一側に固定された固定フレームと、
   前記固定フレームに着脱され、固定フレームの一端部を中心に回動し、核燃料集合体の標準規格に対応する標準物とを含み、
   前記標準物の一端部には運搬装置に結合される結合手段が形成された上部プレートが結合され、標準物の他端部には測定装備の一側に直立させて固定するための下部プレートが結合されることを特徴とする、移動型核燃料集合体構造変形測定装備の標準装置。
2. 前記固定フレームは、
   前記標準物を収容する収容溝が形成され、収容溝に収容された標準物の離脱を防止するための締結手段を備えた保護カバーと、
   前記保護カバーの下方に備えられ、コンテナに固定された下側支持部と、
   前記下側支持部と保護カバーとの間に取り付けられ、保護カバーを下側支持部に固定させる上側支持部と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の移動型核燃料集合体構造変形測定装備の標準装置。
3. 前記上側支持部の両側と下側支持部との間には、下側支持部の長手方向に複数の緩衝部材がさらに取り付けられることを特徴とする、請求項２に記載の移動型核燃料集合体構造変形測定装備の標準装置。
4. 前記保護カバーの一端部の両側には通孔が形成され、
   前記標準物の一端部には、前記通孔に対応する軸孔が形成され、
   前記通孔及び軸孔を通過し、保護カバーの一端部を中心に標準物が回動することができるようにする回動ピンを備えることを特徴とする、請求項２又は３に記載の移動型核燃料集合体構造変形測定装備の標準装置。

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