KR100290815B1 - 원자로심내의 출력분포 계측 시스템 - Google Patents

원자로심내의 출력분포 계측 시스템 Download PDF

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KR100290815B1
KR100290815B1 KR1019920015072A KR920015072A KR100290815B1 KR 100290815 B1 KR100290815 B1 KR 100290815B1 KR 1019920015072 A KR1019920015072 A KR 1019920015072A KR 920015072 A KR920015072 A KR 920015072A KR 100290815 B1 KR100290815 B1 KR 100290815B1
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Abstract

원자로심(14)내의 출력분포를 계측하기 위한 시스템은 원자로심(14)을 수용하는 다수의 감마선 검출기(78)를 포함하고 있다. 감마선 검출기(78)는 수에 있어서 검사하고자 하는 원자로심(14)의 핵연료집합체(16)의 계기관(50)의 수에 상응한다. 다수의 제 1 유동분기(82)는 감마선 검출기(78)가 핵연료집합체(16)의 각 계기관(50)의16N 붕괴감마 방사능을 계측할 수 있도록 계기관(50)에서 감마선 검출기(78)로 냉각재를 흐르게 하기 위해 감마선 검출기(78)와 계기관(50)을 연결시킨다. 다수의 제 2 유동분기(84)는 감마선 검출기(78)가 핵연료집합체(16)의 각 계기관(50)의 백그라운드 감마방사능을 계측할 수 있도록 냉관(74)에서 감마선 검출기(78)로 냉각재를 흐르게 하기 위해 감마선 검출기(78)와 원자로냉각재 시스템(66)의 냉관(74)을 연결시킨다. 다수의 제 1 및 제 2 유동분기(82, 84)에 위치하는 제어밸브(86, 88)는 계기관(50) 또는 냉관(74)에서 감마선 검출기(78)로 냉각재를 선택적으로 흐르게 할 수 있도록 작동될 수 있다.

Description

원자로심내의 출력분포 계측 시스템
제1도는 본 발명의 출력분포계측 시스템이 사용되는 원자로에 대한 세로방향으로 절단한 부분정면도.
제2도는 본 발명의 출력분포계측 시스템이 사용되는 제1도의 원자로의 한 핵연료집합체에 대한 부분절결되고 수직으로 단축된 정면도.
제3도는 원자로 및 원자로 냉각 시스템과 결합된 본 발명의 출력분포 계측시스템의 개략도.
제4도는 한 핵연료집합체를 통해 추출 검사된 냉각재의 흐름 경로를 도시하는 원자로의 한 핵연료집합체의 개략도.
제5도는 본 발명의 계측 시스템의 한 감마선 검출기를 통해 냉각재 시스템의 냉관으로 부터의 기준냉각재 및 한 핵연료집합체의 추출검사된 냉각재의 흐름에 대한 개략도.
제6도는 본 발명의 계측 시스템의 다수의 감마선 검출기를 통해 다수의 핵연료집합체로 부터의 추출검사된 냉각재의 흐름에 대한 개략도.
제7도는 본 발명의 계측 시스템의 다수의 감마선 검출기를 통해 냉각재시스템의 냉관으로부터의 기준냉각재의 흐름에 대한 개략도.
제8도는 핵연료집합체의 각각의 계기관으로부터 원자로심 외부에 위치한 시스템의 열교환기로 추출 검사된 냉각재를 흐르게 하기 위한 계측시스템의 전형적인 경로 배치에 대한 부분약도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 원자로 용기 14 : 원자로심
16 : 핵연료집합체 50 : 계기관
66 : 원자로 냉각재 시스템 70 : 일차냉각재 유동회로
72 : 열관 74 : 냉관
78 : 감마선 검출기 82 : 제 1 유동분기
84 : 제 2 유동분기 86, 88 : 제어밸브
98 : 열 교환기
본 발명은 원자로심내의 출력분포측정에 관한 것으로, 특히, 원자로용기 외부에 위치하는 감마선 검출기를 통과하는 핵연료집합체의 계기관으로 부터의 냉각재 흐름을 이용하는16N붕괴 감마선 방사능 측정 시스템에 관한 것이다.
전형적인 가압수형 원자로(PWR)에 있어서, 원자로심은 상하부 노즐사이에 뻗어있는 가로방향으로 소정간격진 긴 다수의 안내 딤블 및 안내 딤블을 따라 축방향으로 소정간격진 다수의 가로방향 그리드로 각각 구성되어 있는 다수의 핵연료집합체를 포함하고 있다. 각각의 핵연료집합체는 원자로심의 하부노심판의 하부노즐에 의해 지지되어 있다. 또한, 각각의 핵연료집합체는 안내딤블에서 상호 가로방향으로 소정간격을 두고 상하부 노즐사이의 그리드에 의해 지지되어 있는 다수의 긴 핵연료요소 또는 핵연료봉으로 구성되어 있다.
핵연료봉은 각각 고속도의 핵분열 반응을 유지하기에 충분한 노심의 중성자속을 제공하여 다량의 엔지를 열형태로 방출하도록 형성된 배열로 함께 그룹을 이루고 있다. 액체 냉각재는 유용한 작업량을 산출하기 위해 노심에 발생된 열을 추출하도록 노심을 통해 상향으로 펌프된다.
또한, 핵연료집합체의 출력분포를 결정하여 전체 원자로의 출력 분포를 결정하도록 실제 중성자속 분포 측정이 원자로 작동조건한에서 이루어질 수 있게 핵연료집합체가 설비되어야 한다. 이를 위해, 중공계기관이 상하부노즐 사이에 뻗어있는 각각의 핵연료집합체에 위치하고 있다.
중성자속 검출기를 수용하는 긴 플럭스 딤블은 원자로 용기하부로 부터 뻗어있는 도관을 통해 원자로심에 삽입되어 있다. 각각의 딤블관은 열린 하단부를 통해 계기관을 삽입하도록 하부 노심판에서 각각의 핵연료집합체의 하부노즐로 상향으로 뻗어 있다. 딤블관은 핵연료집합체내의 중성자속 분포를 측정하기에 적합하다.
작동시에, 딤블관은 고정되어 있다. 연료교체시나 유지보수를 위해 감압 조건하에서만 원자로심에서 움츠려든다. 일차냉각재는 하부노즐의 하면에서 각각의 플럭스딤블관의 외경과 각각의 핵연료집합체의 계기관의 내경사이에 형성된 애뉼러스를 통해 상향으로 흐른다.
원자로심내의 계기관 내부 환경은 심각하다. 딤블관에 배치되어 이러한 환경의 영향을 받는 검출기는 역으로 이들 유효수명이 단축되도록 사용된다. 따라서, 원자로심 환경내에 검출기를 설치하지 않고 출력분포를 측정할 수 있는 대안책이 필요하다.
본 발명은 상술한 요구조건을 만족시키도록 설계된 출력분포 계측시스템을 제공한다. 본 발명의 계측시스템은 원자로심의 핵연료집합체의 계기관으로 부터의 냉각재 흐름을 이용하고, 감마붕괴 방사능이 제어된 보호환경하에서 계측되는 원자로 용기의 외부에 위치한 감마선 검출기를 통해 흐르는 냉각재내에 존재하는 활성화16N을 이용한다
따라서, 본 발명은 원자로용기, 원자로 용기내부에 배치된 원자로심, 원자로 용기외부에 배치된 원자로 냉각재 시스템, 및 원자로심과 원자로 냉각재 시스템이 유통되도록 상호 연결시키는 일차 냉각재 유동회로와 관련하여 설명될 것이다. 일차냉각재 유동회로는 원자로심에서 원자로 냉각재시스템으로 냉각재를 운반하기 위한 열관 및 원자로 냉각재 시스템에서 원자로심으로 냉각재를 운반하기 위한 냉관을 구비하고 있다. 냉관에 의해 운반된 냉각재는 열관에 의해 운반된 냉각재보다 낮은 온도를 갖는다. 원자로심은 핵연료집합체의 중성자속을 산출하는 핵연료 및 핵연료집합체를 통해 뻗어 있는 냉각재 입구단부 및 냉각재 출구단부를 갖는 중공계기관을 포함하는 핵연료 집합체 배열로 구성되어 있다. 냉각재는 각각의 핵연료집합체 및 계기관을 통해 흐를 수 있다.
본 발명은 원자로심내의 출력 또는 중성자속 분포를 계측하기 위한 시스템에 관한 것이다. 본 계측 시스템은, (a) 수에 있어서 조사하고자 하는 핵연료집합체의 계기관 수에 상응하는 다수의 감마선 검출기, 감마선 검출기는 원자로 외부에 배치되어 있으며16N 붕괴감마 방사능을 계측할 수 있으며; (b) 감마선 검출기가 핵연료집합체의 각각의 계기관의 붕괴 감마 방사능을 계측할 수 있도록 계기관에서 감마선 검출기로 냉각재를 흐르게 하기 위해 한 감마선 검출기와 한 계기관의 출구단부가 유통할 수 있게 상호 연결시키는 다수의 제 1 유동분기(separate flow branches), 감마선 검출기가 핵연료집합체의 각각의 계기관의 백그라운드 붕괴 감마방사능을 계측할 수 있도록 냉관에서 감마선 검출기로 냉각재를 흐르게 하기 위해 각각의 감마선 검출기와 원자로 냉각재 시스템의 냉관이 유통할 수 있게 상호 연결시키는 제 2 유동분기; (c) 상기 감마선 검출기가 상기 핵연료집합체의 각 계기관의 백그라운드 감마 방사능을 계측할 수 있도록 상기 냉관에서 상기 감마선 검출기로 냉각재를 흐르게 하기 위해 각 감마선 검출기와 상기 원자로 냉각재 시스템의 냉관이 유통할 수 있게 상호 연결시키는 다수의 제 2 유동분기; (d) 제 1 유동분기와 제 2 유동분기 사이에 삽입되고 계기관 또는 냉관으로 부터 감마선 검출기로 한 냉각재 흐름을 선택적으로 유통시킬 수 있도록 작동 가능한 수단; 및 (e) 감마선 검출기에서 일차 냉각재 유동회로의 냉관으로 다시 냉각재를 흐르게 하기 위해 일차 냉각재 유동회로의 냉관으로 다시 냉각재를 흐르게 하기 위해 일차냉각재 유동회로의 냉관과 각각의 감마선 검출기가 유통할 수 있게 연결시키기 위한 수단으로 구성되어 있다.
또한, 계측 시스템은 수에 있어서 감마선 검출기의 수에 상응하고, 원자로 용기 외부에 배치되어 있는 다수의 냉각재 유량계를 포함하고 있다. 각각의 유량계는 한 감마선검출기와 유통되도록 연결되어 있다. 또한, 본 시스템은 다수의 제 1 유동분기에서 흐르는 냉각재의 열을 냉관으로 전달하여 감마선 검출기에 이르는 냉각재의 온도를 감소시키기 위해 원자로 냉각재 시스템의 냉관과 다수의 제 1 유동분기 사이에 개재하는 열교환기와 같은 수단을 포함하고 있다. 또한, 본 시스템은 검출기를 차폐시키도록 다수의 감마선 검출기를 에워싸기 위한 수단을 포함하고 있다.
하기 상세한 설명에 있어서, 첨부된 도면을 참고로 할 것이다.
이제부터 도면, 특히 제1도를 참조하면, 일반적으로 참고부호(10)로 지정된 가압수형 원자로(PWR)가 도시되어 있다. PWR(10)은 다수의 긴 핵연료집합체(16)로 구성된 원자로심(14)을 수용하는 원자로 압력용기(12)를 포함하고 있다. 제1도에 도시된 핵연료집합체(16)수는 단순화하기 위해서 비교적 적은 수를 이루고 있다. 실제로 노심(14)은 다수의 핵연료집합체(16)로 구성되어 있다. 원자로심(14)의 핵연료집합체(16)를 둘러싸는 통상 원통형 노심배럴(18)이 원자로 용기(12)로 부터 방사상 내향으로 소정간격져 있다. 원자로심(14)은 노심배럴(18)에 의해 지지되는 상하부 노심판(24, 26) 사이에 배치되어 있다.
원자로압력용기(12)의 상단부는 다수의 제어봉 구동기구(30)가 장치되어 있는 제거가능한 클로저헤드(28)에 의해 용접밀폐되어 있다.
또한, 단순화하기 위해, 많은 제어봉 구동기구(30)가 2-3개만 도시되어 있다. 각각의 구동기구(30)에는 핵연료집합체(16)의 위쪽 및 그 내부에 제어봉 클러스터 제어기구(32)가 선택적으로 배치된다.
원자로심(14)의 핵연료집합체(16)에서 행해진 핵분열과정에 의해, 노심(14)을 통해 가용성 붕소가 용해된 경수와 같은 냉각액을 순환시키므로써 PWR(10)의 작동시에 제거되는 열이 산출된다. 특히, 냉각액은 전형적으로 다수의 입구노즐(34, 제1도에는 하나만 도시되어 있음)을 통해 원자로 압력용기(12)로 펌프된다. 냉각액은 하부 노심판(26)을 통해, 상향으로 유동한 다음에 원자로심(14)을 통해 상향으로 유동하기 전에 180도 회전하는 원자로 용기(12)의 하부에 도달할 때까지 원자로 용기(12)와 노심배럴(18)사이에 형성된 환상구역(36)을 통해 하향으로 이동한다.
원자로심(14)의 핵연료집합체(16)를 통해 상향으로 유동할 때에, 냉각액은 핵연료집합체(16)에서 냉각액으로 열에너지가 전달되므로써 원자로 동작온도로 가열된다. 그 다음에, 고온냉각액은 노심배럴(18)을 통해 뻗어 있는 다수의 출구노즐(40, 제1도에 하나만 도시되어 있음)을 통해 원자로용기(12)를 빠져 나간다. 그리하여, 핵연료 집합체(16)가 냉각액에 전달하는 열에너지는 압력용기로부터 증기 발생기(도시되지 않음)로 냉각액에 의해 빼앗겨서 원자로 용기(12)로 냉각액이 되돌아가기 전에 대부분의 열에너지가 제거된다.
간략하게 상술한 바와 같이, 원자로심(14)은 다수의 긴 핵연료집합체(16)로 구성되어 있다. 제2도를 참조하면, PWR(10)에 사용되는 형태를 갖는 각각의 핵연료집합체(16)는 기본적으로 하부노심판(26)에서 핵연료집합체를 지지하는 하단부구조물 또는 하부노즐(42) 및 하부노즐(42)로 부터 상향으로 돌출하는 세로방향으로 뻗어 있는 다수의 안내관 또는 딤블(44)을 포함하고 있다. 핵연료집합체(16)는 또한 안내딤블(44)의 길이를 따라 축방향으로 소정간격지고 이것에 부착된 다수의 가로 지지그리드(46)를 포함하고 있다. 그리드(46)는 가로방향으로 소정간격져 있고 규칙적인 배열로 다수의 핵연료붕(48)을 지지한다. 또한, 핵연료집합체(16)는 그 중심에 위치한 계기관(50) 및 안내딤블(44)의 상단부에 부착된 상단부 구조물 또는 상부노즐(52)을 구비하고 있다. 이와같은 부품들의 배치로 인해, 핵연료집합체(16)는 핵연료집합체 부품을 손상함이 없이 편리하게 취급할 수 있는 통합구조로 된 장치를 형성한다.
핵연료집합체(16)의 각각의 핵연료봉(48)은 그 내부에 밀폐실(60)을 형성하는 관(54)의 대향하는 밀폐단부 및 그 밀폐단부에 부착된 상단부 플러그(16)와 하단부 플러그(58)를 갖는 긴 중공피복관(54)을 포함하는 한 동일한 구성을 갖고 있다. 다수의 핵연료펠릿(62)은 밀폐실(60)내에 끝과 끝이 인접한 배열 또는 더미로 배치되어 있으며 펠릿더미 상부와 상단부 플러그(56) 사이의 밀폐실(60)에 위치하는 스프링(64)의 작용으로 하단부 플러그(58)에 대해 바이어스 되어 있다.
각 핵연료집합체(16)의 핵연료펠릿(62)은 핵연료집합체에 중성자계를 산출시킨다. 핵연료봉(48)사이에 핵연료집합체(16)를 통해 뻗어 있는 중공계기관(50)은 냉각재가 들어가는 하단부(50A) 및 냉각재가 계기관(50)을 빠져나오는 상단부(50B)를 구비하고 있다.
제3도를 참조하면, 원자로 용기(12)의 외부에 배치되어 있는 원자로 냉각재 펌프(68)의 형태를 이룬 원자로 냉각재 재순환시스템(66)의 일부 및 일차냉각재 유동회로(70)가 도시되어 있다. 원자로 냉각재펌프(68)는 원자로용기(12)를 통해 뻗어 있는 일차 냉각재 유동회로(70)의 열관 및 냉관(72, 74)에 의해 원자로심(14)과 유통할 수 있게 연결되어 있다. 회로(70)의 열관(72)은 원자로심(14)에서 원자로 냉각제 시스템(66)으로 냉각재를 운반하는데 반해, 회로(70)의 냉관(74)은 원자로 냉각제 시스템(66)에서 원자로심(14)으로 다시 냉각재를 운반한다. 냉관(74)에 의해 운반된 냉각재는 열관(72)에 운반된 냉각재보다 실재로 온도가 더 낮다.
이제부터 제3도-제8도를 참조하면, 본 발명의 원리에 따라 작동하는 일반적으로 76으로 지정된 출력분포 계측시스템이 개략적으로 도시되어 있다. 기본적으로, 본 출력분포 계측시스템(76)의 전체 기능은 다음과 같다. 핵연료펠릿(62)에 의한 핵분열과정으로 인해, 경수냉각재에 용해되어 있는 산소가 고에너지 질소, 즉,16N를 산출하는 고에너지 중성자를 흡수한다. 방사성을 갖는16N은 냉각재와 함께 원자로 용기(12)밖으로 전달됨에 따라 붕괴되어 감마선을 방출하며, 그때 검출되어 계측된다.
제4도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 각각의 핵연료집합체(16)에 있어서, 일차원자로 냉각재의 일부가 핵연료집합체(16)의 연료에 의해 조사되기 전에 백그라운드레벨16N로 계기관(50)의 하단부(50A)로 들어간다. 냉각재는 계기관(50)의 밀폐된 채널을 통해 상향으로 이동하여 핵연료집합체의 핵연료에 의해 조사되는 각각의 핵연료집합체(16)를 통과한다. 핵연료집합체(16)의 핵연료를 통과한 후에, 사실상 증가된 레벨의16N을 함유하는 냉각재는 계기관(50)의 상단부(50B)를 통해 나가며, 냉각재가 일차냉각재 유동회로(70)에 의해 원자로심(14)으로 되돌아오기전에16N(붕괴감마방사능)의 레벨이 계측되는 원자로 용기(12)외측의 계측시스템(76)의 부품에 의해 전달된다. 냉각재 유동률은 붕괴된16N양을 결정하도록 시스템(76)에 의해 계측된다. 또한, 냉관(74)으로 부터의 기준냉각재의16N백그라운드레벨 및 유동률은 계기관(50)으로부터의 냉각재에 행해진 계측효과를 제로로 하도록 시스템(76)으로 계측된다.
기본적으로, 출력분포계측시스템(76)은 다수의 감마선 검출기(78) 다수의 유량계(80), 다수의 제 1 유동분기(82), 다수의 제 2 유동분기(84), 및 제 1 유동분기(82)와 제 2 유동분기(84) 각각에 개재된 제어밸브(86, 88)를 포함하고 있다.
감마선 검출기(78)는 환경이 제어될 수 있는 원자로 용기(12)의 외부에 배치되어 있으며 계기관(50)의 내부보다 훨씬 덜 심각하다. 계측시스템(76)의 감마선검출기(78)의 수는 계측시스템(76)에 의해 추출검사될 원자로심(14)을 구성하는 핵연료집합체(16)의 계기관(50)수에 상당하거나 또는 동일하다.16N붕괴감마방사능을 계측할 수 있는 감마선 검출기(78)는 재래식 부품이다.
특히 제1도-제3도 및 제8도를 참고하면, 각각의 제 1 유동분기(82)는 한 감마선검출기(78)와 한 계기관(50)의 출구단부(50b)가 유통할 수 있게 상호 연결시킨다. 각각의 핵연료집합체(16)의 위치에서, 유동접속기(90)는 핵연료집합체(16)의 계기관(50)의 출구단부(50B)와 한 제 1 유동분기(82)가 유통하도록 상부노즐(52)의 하부어댑터판(52A)에 부착되어 있다. 제 1 유동분기(82)는 상부 내부구조물(92)을 통해 상부노심판(24) 위쪽으로 이어지며 원자로용기(12)의 관통로(94)를 통해 외부로 통한다. 제 1 유동분기(82)는 유도16N감마선속이 핵연료집합체(16)의 각각의 계기관(50)의 각 감마선검출기에 의해서 계측될 수 있도록 계기관에서 감마선 검출기(78)로 냉각재를 흐르게 한다.
계기관(50)으로 부터의 냉각재 흐름에 있어서의 붕괴감마방사능계측이 유효성을 갖기 위해서는, 냉각재에 존재하는 백그라운드 감마방사능을 알아내어 계측시에 보상되어야 한다. 제 2 유동분기(84)는 이런 결과를 달성하기 위해 마련된다. 각각의 제 2 유동분기(84)는 한 감마선검출기(78)와 원자로냉각재 시스템(66)의 냉관(74)을 유통시키도록 상호 연결시킨다. 그리하여, 냉관(74)으로부터 유출된 각재는 감마선 검출기가 핵연료집합체(16)를 통과하는 냉각재 흐름의 잔류 또는 백그라운드16N 감마 방사능을 계측하여 각각의 계기관(50)을 통해 이들을 계측할 수 있도록 감마선 검출기(78)로 유동될 수 있다. 냉관(74)으로부터의 냉각재는 직접 계기관(50)으로부터 제 1 유동분기(82)를 통해 흐르는 냉각재의 계측값으로부터 감해질 수 있거나, 이 계측값을 제로로 되게하는 기준 계측값을 제공한다.
감마선 검출기(78)로의 계기관 냉각재 흐름 및 냉관냉각재 흐름을 교대로 하기 위해 다수의 제1 및 제 2 유동분기(82, 84)에 개재된 제어밸브(86, 88)는 감마선 검출기(78)로 이들 중 원하는 냉각재 흐름을 유통되게 하도록 선택하기 위해 작동된다. 감마선 검출기(78)와 냉관(74) 사이에 위치하는 제어밸브(88)는 동일한 냉각재 흐름이 냉관(74)사이에 위치하는 제어밸브(88)는 동일한 냉각재흐름이 냉관(74)에서 모든 제 2 유동분기(84)로 유통될 수 있기 때문에 단실밸브일 수 있다. 그러나, 감마선 검출기(78)와 계기관(50) 사이에 위치하는 제어밸브(86)는 멀티플밸브 뱅크이며, 각각의 제 1 유동분기(82)에 대해서는 멀티플 밸브 하나에 해당된다.
냉각재 유량계(80)는 감마선 검출기(78)의 하류부에 위치한다. 냉각재 유량계(80)의 수는 감마선 검출기(78)의 수에 상응하며, 마찬가지로 원자로용기(12)의 외측에 배치되어 있다. 각각의 유량계(80)는 한 감마선검출기(78)와 유통되게 연결되어 있다. 일단 각 냉각재 흐름이 유량계(80)를 빠져 나오면, 함께 합쳐져서 단일 유동분기(96)를 따라 일차냉각재 유동회로(70)의 냉관(74)으로 다시 되돌아 갈 수 있다. 냉각재유동률을 계측할 수 있는 유량계(80)는 재래식 부품이다.
출력(중성자속분포)계측시스템(76)은 또한 일차냉각재 유동회로(70)의 냉관(74) 및 제 1 유동분기(82)를 가로질러 배치된 열교환기(98)의 형태로 된 수단을 포함하고 있다. 열교환기(98)는 계기관(50)에서 감마선 검출기(78)로 흐르는 냉각재의 온도를 사실상 낮추도록 제 1 유동분기(82)로 흐르는 냉각재로부터 냉관(74)으로 흐르는 냉각재로 열을 전달하는 역할을 한다. 또한 납 차폐물(100) 형태의 수단이 보호차폐된 환경을 제공하도록 감마선 검출기(78)를 에워싸기 위해 배치되어 있다.
부스터펌프(102)는 일차냉각재 흐릉과 동일한 압력으로 냉각재가 유동회로(70)로 되돌아갈 수 있도록 유량계(80) 뒤쪽의 단일복귀 유동분기(96)에 위치하고 있다. 또한, 솔레노이드밸브(104)는 감마선검출기(78)를 통해 냉각재의 동작연속 또는 펄스 모드를 선택하도록 작동될 수 있다.
상술한 계측시스템(76)의 장점은 선택된 핵연료집합체(16, 그들 내부에 제어봉을 가지지 않음)에 대한 근접한 실시간 국부핵분열속도를 판독할 수 있으므로, 원자로심(14)에 대한 실시간 방사상 핵분열속도분포를 제공할 수 있다. 방사상 출력분포 계측법은 연속 계측모드의 실시간에 이용할 수 있는데 반해, 축방향 출력분포계측법은 펄스모드의 동작에 의해 이용할 수 있다.
또한, 계측 시스템(76)은 연료교체과정을 단순화할 수 있는 이점을 갖고 있다. 제8도를 참조하면 볼 앤드 콘 연결부(106)는 상부 노심판(24)과 함께 제 1 유동분기(82) 각각에 제공될 수 있다. 그 다음에, 연료교체시에, 압력용기(12)의 벽의 관통로(94)에 위치하는 연결부(108)를 부수고, 상부노심판(24)에서 연결부(106)를 분리하여 상부노심판을 제거한다.

Claims (6)

  1. 원자로 용기(12), 상기 용기(12)내에 배치된 원자로심(14), 상기 용기(12) 외부에 배치된 원자로 냉각재 시스템(66), 및 상기 원자로심(14)과 상기 원자로 냉각재시스템이 유통할 수 있도록 연결시키는 일차냉각재 유동회로(70)와 결합하여 사용하는 상기 원자로심(14)의 출력분포를 계측하기 위한 시스템(76)에서, 상기 일차냉각재 유동회로(70)는 상기 원자로심(14)에서 상기 원자로 냉각재시스템(66)으로 냉각재를 유동시키는 열관(72) 및 상기 원자로 냉각재시스템(66)에서 상기 원자로심(14)으로 냉각재를 유동시키는 냉관(74)을 구비하며, 상기 냉관(74)에 의해 옮겨진 냉각재는 상기 열관(72)에 의해 옮겨진 냉각재보다 낮은 온도를 가지며, 상기 원자로심(14)은 핵연료집합체(16)에 중성자속을 발생시키는 핵연료(48, 62) 및 상기 핵연료집합체(16)를 통해 뻗어 있으며 냉각재 입구단부(50A)와 냉각재출구단부(50B)를 갖는 중공계기판(50)을 각각 포함하는 핵연료집합체(16) 및 계기판(50)을 통해 흐를 수 있으며, 상기 시스템(76)은, (a) 수에 있어서 검사하고자 하는 상기 핵연료집합체(16)의 계기판(50)의 수에 상응하며, 상기 원자로 용기(12) 외부에 배치되어 있으며,16N 붕괴감마 방사능을 계측할 수 있는 다수의 감마선 검출기(78); (b) 상기 감마선 검출기(78)가 상기 핵연료집합체(16)의 각 계기판(50)의16N 붕괴감마방사능을 계측할 수 있도록 상기 계기판(50)에서 상기 감마선 검출기(78)로 냉각재를 흐르게 하기 위해 상기 한 감마선 검출기(78)와 상기 한 계기관(50)의 출구단부(50B)가 유통할 수 있게 상호 연결시키는 다수의 제 1 유동분기(82); (c) 상기 감마선 검출기(78)가 상기 핵연료집합체(16)의 각 계기관(50)의 백그라운드 감마 방사능을 계측할 수 있도록 상기 냉관(74)에서 상기 감마선 검출기(78)로 냉각재를 흐르게 하기 위해 각 감마선 검출기(78)와 상기 원자로 냉각재 시스템(66)의 냉관(74)이 유통할 수 있게 상호 연결시키는 다수의 제 2 유동분기(84); (d) 상기 제 1 및 제 2 유동분기(82, 84) 사이에 배치되어, 상기 계기관(50) 또는 냉관(74)으로부터 상기 감마선 검출기(78)로 냉각재를 선택적으로 유통할 수 있게 동작 가능한 제어수단(86, 88); 및 (e) 상기 감마선 검출기(78)에서 상기 일차 냉각재 유동회로(70)의 냉관(74)으로 다시 냉각재를 흐르게 하기 위해 상기 일차 냉각재유동회로(70)의 냉관(74)과 상기 감마선 검출기(78) 각각이 유통할 수 있게 연결시키는 수단(96); 및 상기 감마선 검출기(78)에 차폐된 환경을 제공하기 위해 상기 감마선 검출기(78)를 에워싸는 수단(100)으로 구성되는 원자로심내의 출력분포 계측 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 유동분기(82)에 흐르는 냉각재의 열을 상기 냉관(74)에 전달하여 상기 감마선 검출기(78)에 이르는 냉각재 온도를 감소시키기 위해 상기 제 1 유동분기(82)와 상기 원자로 냉각재시스템(66)의 냉관(74)에 위치하는 수단(98)을 포함하는 원자로심내의 출력분포 계측 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전달수단은 열교환기(98)인 원자로심내의 출력분포 계측 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 다수의 제 1 및 제 2 유동분기(82, 84)에 각각 위치하는 한쌍의 제어밸브(86, 88)인 원자로심내의 출력분포 계측 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 감마선 검출기(78)의 동작에 대해 연속모드와 펄스모드를 선택하기 위한 수단(104)을 포함하는 원자로심내의 출력분포 계측 시스템.
  6. 제2항에 있어서, 상기 감마선 검출기(78)에 차폐환경을 제공하기 위해 상기 감마선 검출기(78)를 에워싸는 수단(100)을 포함하는 원자로심내의 출력분포 계측 시스템.
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