KR100248188B1 - 원자로의 출력제어가 용이한 제어체인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자로를 원전중에 출력을 제어하거나, 필요시에 긴급정지를 손쉽게 할 수 있도록 고안된 제어 체인에 관한 것으로서 각각의 제어 체인은 구동장치, 체인, 2개의 중성자 흡수체 및 추로 되어 있으며, 한 쌍의 제어 상자에는 2개의 제어 체인이 배치되어 있어, 중성자 흡수체가 노심의 상, 하 양방향에서 삽입되거나 인출되도록 되어 있으므로서 긴급 정지시에는 추의 무게에 의하여 제어 체인은 자유낙하를 하며, 이때에 중성자 흡수체들이 노심속으로 긴급 삽입이 되는 제어 체인이다.

Description

원자로의 출력 제어가 용이한 제어체인

제1도는 기존 원자로의 제어봉 집합체

제2도는 축방향 출력 분포

제3도는 원자로 노심에서 핵연료와 제어상자 배치

제4도는 노심내의 제어체인 배치도

제5도는 제어체인의 인출 및 삽입

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제어봉 2 : 핵연료

3 : 제어상자 4 : 제어체인

5 : 구동장치 6 : 체인

7 : 중성자 흡수체 8 : 추

9 : 노심유효높이

본 발명은 원자로를 운전중에 출력을 제어하거나, 필요시에 긴급정지를 손쉽게 할 수 있도록 고안된 제어체인에 관한 것이다.

기존의 원자로에서는 출력 제어에 제1도의 제어봉(1)을 사용하였다.

이들 제어봉(1)은 핵연료 집합체의 안내관에 직접 삽입이 되므로, 중성자 흡수에 효과적인 면도 있으나, 핵연료 집합체의 설계 및 운용에 제한을 준다.

또한, 제어봉(1)들이 원자로의 위쪽 또는 아래쪽의 어느 한 쪽 방향에서만 삽입이 되므로, 제2도와 같이 축방향 출력 분포가 찌그러진다.

본 발명은 기존 제어봉의 단점을 제거한 것으로써, 제3도와 같이 원자로의 노심에서 핵연료(2)와 제어상자(3)가 서로 분리된 위치에 배치된 경우에 효과적으로 사용될 수 있다.

이때에 핵연료의 설계 및 운용은 임의로 할 수 있으며, 제어봉(1) 대신에 제4도와 같이 제어체인(4)을 사용하면 설치 및 운용이 편리하고, 제5도와 같이 제어체인(4)이 노심의 상, 하 방향에서 동시에 삽입 및 인출이 되므로, 출력 분포가 대칭을 이루며, 따라서 출력 변동시에 상, 하 방향의 출력 진동 문제가 발생하지 않는다.

또한, 긴급 정지시에 제어체인(4)이 중력에 의하여 자유 낙하하므로 근본적인 안전도가 보장되어 있으며, 기존의 제어봉과는 달리 낙하 속도에 제한이 없으므로 안전성 확보에 매우 유리하다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도와 같이 원자로의 노심에는 217개의 핵연료(2)와 24개의 제어상자(3)가 배치되어 있고, 제어상자(3)는 서로 바주보는 위치에 있는 것과 서로 짝을 이루어 12쌍으로 분리가 되며, 이들 12쌍 각각에는 제4도와 같이 2개의 제어체인(4)이 배치되어 있다.

하나의 제어체인(4)은 구동장치(5), 체인(6), 2개의 중성자 흡수체(7) 및 추(8)로 되어 있다.

구동장치(5)는 제어체인(4)의 한쪽 끝부분에 있으며, 체인(6)을 풀어 주거나 당김으로써 제어체인(4)의 중성자 흡수체(7)가 노심내에 삽입되거나 인출되도록 한다.

중성자 흡수체(7)는 중성자를 잘 흡수하는 재질로 만든 조그만 원통형으로 되어 있으며, 이들 소형 원통인 중성자 흡수체(7)는 체인(6)의 일측 상·하부에 각각 다수개 삽입시켜서 노심 유효 높이(9)의 약 2/3정도가 되도록 한 것이며, 하나의 체인(6)에는 2개의 중성자 흡수체(7)가 있어, 구동장치(5)가 있는 쪽은 아래에서 위쪽으로 중성자 흡수체(7)가 삽입되고, 다른쪽은 위에서 아래로 중성자 흡수체(7)가 삽입된다.

체인(6)의 끝쪽에는 추(8)가 있는데 이것은 비중이 매우 큰 재질로 만든 소형 원통을 체인(6)의 일측 끝부분에 필요에 따라 적정 길이 만큼 끼어서 만들었으며, 항상 체인(6) 전체를 아래로 잡아 당기는 힘을 제공하며, 긴급 정지시에는 구동장치(5)가 체인(6)을 완전히 놓아주면, 반대쪽에 있는 추(8)의 무게에 의하여 자유 낙하를 하게 되며, 이때에 중성자 흡수체(7)들이 노심속으로 긴급 삽입이 된다.

소형 원통의 갯수를 바꾸면, 추(8)의 무게는 쉽게 조정할 수 있으며, 이들 추(8)는 구조적으로 충격에 영향을 받지 않으므로, 낙하 속도를 필요한 만큼 크게 할 수 있다.

노심에 있는 12쌍의 제어상자(3) 각각에는 2개의 제어체인(4)이 대칭이 되도록 배치되어 있으며, 1쌍의 제어체인(4)은 노심에서 한쪽이 인출되어 있으면 다른쪽은 삽입되게 되어 인출 및 삽입을 동시에 똑같이 하게 되므로, 제5도와 같이 하나의 제어 상자에는 2개의 중성자 흡수체가 상, 하 방향에서 동시에 삽입되거나 인출된다.

Claims (1)

1. 원자로의 노심에서 217개의 핵연료(2)와 24개의 제어상자(3)가 서로 분리되어 있는 원자로에 있어서, 상기 제어상자(3) 각각에 복수개의 제어체인(4)이 배치되어 있고 이 각각의 제어체인(4) 하부에 구동장치(5)를 설치하며 제어체인(4) 일측에 체인(6)을 형성하되 체인(6)이 구동장치(5)에 고정되게 설치하고 체인(6) 끝단부에 추(8)를 형성함과 또한 체인(6) 중앙부에 소형 원통형의 중성자 흡수체(7)를 삽입시킨 것을 특징으로 하는 원자로의 출력 제어가 용이한 제어체인.