KR100451028B1

KR100451028B1 - 원자로연료체용저장래크

Info

Publication number: KR100451028B1
Application number: KR1019970706391A
Authority: KR
Inventors: 카를 바징어
Original assignee: 프라마톰 아엔페 게엠베하
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 2005-01-17
Also published as: KR19980702983A; BR9607833A; EP0815563B1; WO1996029707A1; DE19509214C1; ES2133189T3; DE59602096D1; EP0815563A1

Abstract

본 발명은 하나의 베이스 플레이트(2)를 갖는 원자로 연료체용 저장 래크에 관한 것으로, 상기 플레이트 위에는 횡단면이 정사각형인 다수의 구조물 지지 샤프트(4)가 고정되어 있다. 구조물 지지 샤프트(4)는 베이스 플레이트(2) 위에 수직으로 서있고, 장기판 모양으로 각각 대략 대각으로 서로 마주 보도록 배치되어 있으며, 대각으로 마주 보는 구조물 지지 샤프트(4)는 각각 중간 공간을 갖는다. 중간 공간(3) 및/또는 구조물 지지 샤프트(4)내에는 붕소 처리된 강을 포함하는 중성자 흡수 구조물(1)이 배치되어 있으며, 상기 구조물은 구조물 지지 샤프트(4)에 대하여 이동 가능하고, 붕소 처리된 강으로 이루어진 시이트(7)를 포함한다. 시이트(7)는 원래 정사각형의 중성자 흡수 샤프트(15)를 형성하지만, 상기 샤프트는 저장 래크를 지지하는 역할을 하지는 않는다. 중성자 흡수 샤프트(15)는 스페이서 부재, 특히 측면 주름(13)에 의해 상기 시이트(7)에 위치 고정된다.

Description

원자로 연료체용 저장 래크{STORAGE RACK FOR NUCLEAR-FUEL ELEMENTS}

핵발전소, 특히 가압 수형 원자로 또는 비등 수형 원자로로부터 나오는 연소된 연료체를 중간 저장하기 위해 연료체는 핵발전소 내부, 특히 연료체 저장 용기 내부에 저장된다. 기술적 및 경제적인 이유에서, 기존의 저장 챔버를 가급적 효율적으로 이용하는 것이 바람직하다. 저장 용량을 증가시키기 위해, 내장된 핵 유해물질, 예컨대 붕소 함유 재료를 포함하는 저장 래크가 사용된다. 연소된 연료체에 대해 높은 충전 밀도를 가능케 하기 위해, 저장 래크는 충분한 기계적 안정성 및 중성자 흡수 특성을 가져야할 뿐만 아니라 공간을 가급적 적게 차지해야 한다.

유럽 특허 출원 공개 명세서 0 537 615호에는, 횡단면이 정사각형인 다수의 웰이 베이스 플레이트 위에 고정된 원자로 연료체용 저장 래크가 기술되어 있는데, 상기 웰은 베이스 플레이트 위에 수직으로 서있고 장기판 모양으로 각각 대각으로 대향하도록 배치된다. 대각으로 대향하는 웰의 일부분은, 각각 편차(offset)를 갖고 서로 인접하는 종방향 에지를 따라 편차에 의해 형성된 갭을 브리징하는 적어도 2개의 연결 부재에 의해 서로 결합된다. 높은 강성(rigidity)을 갖는 적어도 하나의 제 1연결 부재는 각각 제 1방향으로 베이스 플레이트에 평행하게 종방향 에지쌍(edge pair)에 할당되고, 높은 강성을 갖는 적어도 하나의 제 2연결 부재는 각각 제 2방향으로 베이스 플레이트에 평행하게 종방향 에지쌍에 할당된다. 연결 부재가 높은 강성을 가짐으로써, 저장 래크의 상부 영역에 부가의 지지 격자가 없어도 저장 래크에 작용하는 내부 횡력이 흡수될 수 있다. 따라서, 웰이 제공되지 않은 저장 래크의 사이에 위치된 공간이 채워질 수 있으며, 그 결과 연료체용 중간 위치 또는 중간 장소가 형성된다. 저장 래크 웰의 벽은 중성자를 흡수하기 위해 붕소 함량이 2% 이하인 오오스테나이트 붕소 합강철로 이루어지고, 연결 부재는 탄소 함량이 0.1% 미만인 오오스테나이트 연강으로 이루어진다. 그럼으로써, 극도의 외력이 저장 래크에 작용할 때에도 붕소 합강철 웰이 실제로 변형되지 않는다. 그이유는, 경우에 따라 연결 부재의 소성 변형에 의해 외력이 흡수될 수도 있기 때문이다. 오오스테나이트 붕소 합강철을 웰용 지지 구조물로서 사용함으로써, 붕소 처리된 강에 요구되는 기계적 안정성을 보장하기 위한 웰을 매우 저렴하게 제조할 수 있다.

각 저장 래크가 중성자 흡수 재료를 포함하는 연소된 연료체용 저장 래크의 다른 실시예는 예를 들어 미국 특허 출원 명세서 4 088 897호, 4 630 738호, 4 695 424호 및 4 119 859호에 공지되어 있다. 상기 간행물에 공지된 저장 래크에서는, 중성자 흡수 재료가 저장 래크의 지지 구조물내에 견고하게 결합되어 있다는 점이 공통적이다. 미국 특허 출원 명세서 4 088 897호에 공지된 저장 래크에서는, 연소된 연료체를 수용하기 위한 웰의 내벽과 외벽 사이에 붕소 함유 재료가 배치된다.미국 특허 출원 명세서 4 630 738호에 공지된 저장 래크에서는, 서로 평행하게 배치되어 중성자를 흡수하는 다수의 정방형 웰이 베이스 플레이트 위에서 베이스 플레이트상에 고정 결합되며, 이 경우 중성자 흡수 재료는 붕소 처리된 소결(sintered) 알루미늄으로 이루어진 플레이트의 형태로 정사각형 웰의 각 측면상에 견고하게 고정된다. 붕소 처리된 플레이트는 내부 웰과 외부 웰 사이에 배치된다. 미국 특허 출원 명세서 4 695 424호에는, 예컨대 연소된 연료체를 수용하기 위한 웰의 외부면 상에 붕소 탄화물과 같은 중성자 흡수 재료가 플레이트 형태로 이동 불가능하게 고정되고, 특히 납땜된다. 미국 특허 출원 명세서 4 119 859호에는, 각각 하나의 연료체를 수용하기 위한 웰을 갖춘 원자력 발전소의 연료체용 저장 래크가 기술되어 있다. 상기 명세서에서 웰은 내벽 및 외벽을 갖춘 샌드위치 구조물을 포함하고, 상기 내벽 및 외벽 사이에는 예컨대 붕소 탄화물과 같은 중성자 흡수 재료가 삽입되어 있다.

중성자 흡수 재료를 연료체 저장 래크내에 삽입하기 위한 공지된 조치는 중성자 흡수 재료를 연료체 저장 래크의 지지 구조물내에 고정 결합시키는 것인데, 상기 조치는 구조적인 제조 경비가 많이 소요되고, 때로는 중성자 흡수 재료를 모니터링해야하는 경우도 있다.

본 발명은 횡단면이 정사각형인 다수의 구조물 지지 웰(well)이 베이스 플레이트 위에 고정된 원자로 연료체용 저장 래크(rack)에 관한 것이다.

도 1은 원자로 연료체 저장 래크의 측면도이고,

도 2는 한 에지 영역이 절단된, 베이스 플레이트의 평면에 평행하게 배치된 저장 래크의 단면도이며,

도 3은 도 2와 동일하게 절단된, 베이스 플레이트의 평면에 평행하게 배치된 저장 래크의 단면도이고,

도 4는 베이스 플레이트에 수직으로 배치된, 상이한 연결 부재를 갖는 저장 래크의 상부를 나타낸 개락도이며,

도 5는 베이스 플레이트에 수직으로 배치된, 서로 교차되는 연결 부재를 통해 결합되는 2개의 구조물 지지 웰의 결합을 보여주는 개략도이다.

본 발명의 목적은, 조립이 쉽고, 웰 결합의 안정성이 전체적으로 높고, 충전 밀도가 높으며, 웰 결합을 지지하는 구조물로부터 중성자 흡수 재료를 해체할 수 있는 연료체 저장 래크를 제공하는 것이다.

상기 목적은,

a) 횡단면이 정사각형인 다수의 구조물 지지 웰이 베이스 플레이트 위에 고정되고,

b) 구조물 지지 웰은 베이스 플레이트 위에 수직으로 서있고, 장기판 모양으로 거의 대각으로 대향하도록 배치되며, 대각으로 대향하는 구조물 지지 웰은 각각 사이에 위치된 공간을 형성하며,

c) 구조물 지지 웰에 대해 이동 가능하고, 붕소 처리된 강을 포함하는 중성자 흡수 구조물이 사이에 위치된 공간 및/또는 구조물 지지 웰내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 원자로 연료체용 저장 래크에 의해 달성된다.

구조물 지지 웰에서 중성자 흡수 기능과 하중 제거 기능을 전술한 바와 같이 구분함으로써, 연료체를 수용하기 위한 구조물 지지 웰은 붕소 처리되지 않은 공지된 오오스테나이트 강 또는 상기 목적으로 허용된 다른 강으로부터 간단하게, 특히 대량으로 제조될 수 있다. 중성자 흡수 구조물이 지지 기능을 전혀 하지 않기 때문에, 붕소 처리된 강을 사용하는 것은 제조 기술적인 면에서뿐만 아니라 기계적인 안정성의 이유에서도 아무런 문제가 없다. 중성자 흡수 구조물이 적합한 형태를 가짐으로써, 사이에 위치된 공간 또한 연소된 연료체를 수용하기 위해 사용될 수 있다. 붕소 처리된 강을 사용하면, 중성자 흡수력을 모니터링하지 않아도 된다는 부가의 장점이 있다. 붕소 처리된 강은 예를 들어 붕소 함량이 2% 이하이다. 구조물을 구조물 지지 웰내에 배치하는 것도 또한 가능한데, 이 경우에는 구조물을 구조물 지지 웰내에뿐만 아니라 사이에 위치된 공간내에 배치하는 것도 특히 효과적이다. 왜냐하면, 예를 들어 시이트 및 붕소 처리된 강으로 이루어진 2개의 층이 앞뒤로 연달아 놓임으로써 상대적으로 높은 방사능 방사 용량을 갖는 연료체를 또한 저장할 수 있기 때문이다.

중성자 흡수 구조물이 구조물 지지 웰에 대해 이동 가능하게 형성되어 있기 때문에, 예를 들어 구조물의 형상이 수용될 연료체와 매칭될 필요가 있는 경우에는 구조물을 교체할 수도 있다. 따라서, 단지 적은 양의 기계적인 힘이 구조물에 전달된다. 이동가능한 구조물은 설비 보완을 목적으로 존재하는 연료체-저장래크에 적합하다.

구조물은 바람직하게 붕소 처리된 강으로 이루어진 시이트를 포함하며, 특히 상기 시이트는 매우 효과적인 중성자 흡수를 위해 구조물 지지 웰의 측벽에 평행하게 배치된다. 이를 위해 시이트는 정사각형의 흡수체 웰에 결합될 수 있으며, 상기 흡수체 웰은 지지 기능을 하지 않는 부재로서 단지 자신을 지지하기 위해 충분한 안정성만 가지면 된다. 상기 흡수체 웰은 또한 저장 래크와 결합한 후에도 구조물 지지 웰로부터 사이에 위치된 공간 내로 삽입될 수 있다. 흡수체 웰은 해체 가능하게 서로 위 아래로 결합된, 특히 서로 맞물린 4개의 시이트로 형성되는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 해체 가능하게 서로 결합된 시이트로부터 형성된 흡수체 웰이 상기 웰을 감싸는 구조물 지지 웰에 의해 자신의 위치에 고정되며, 그에 의해 느슨하게 결합되고 하중을 받지 않는 정사각형의 셀이 형성된다. 흡수체 웰에 의해 형성된 상기 셀도 또한 연소된 연료체를 수용하기에 적합하다.

흡수체 웰을 지지 및 위치 고정하기 위해, 시트의 적어도 한 부분은 적어도한 부분 영역에서 각 구조물 웰에 인접한다. 이를 위해 시트는 릿지(ridge) 또는 스페이스 시트와 같은 적합한 스페이서를 포함한다. 시트는 또한 특히 구조물 지지 웰에 의해 형성된 에지의 이용을 개선하기 위해 외부로 휘어진, 즉 구조물 지지 웰의 측벽으로 휘어진 에지 비드(edge bead)을 포함한다.

구조물 지지 웰은 바람직하게 베이스 플레이트의 맞은편 단부에 상기 베이스 플레이트에 평행하게 진행하며 사이에 위치된 공간내로 향하는 가이드 릿지를 포함하며, 상기 릿지에 의해 예를 들어 사이에 위치된 공간에 배치된 연료체를 빼낼 때 중성자 흡수 구조물이 사이에 위치된 공간으로부터 의도치 않게 빠지는 것을 피할 수 있다.

구조물 지지 웰로 구성된 연료체 저장 래크의 기계적 안정성을 높이기 위해, 대각으로 대향되는 각 구조물 지지 웰은 적어도 하나의 연결 부재를 통해 상응하는 종방향 에지에 결합되며, 이 경우 연결 부재는 높은 강성을 가지고 제 1방향으로 베이스 플레이트에 평행하게 진행된다. 구조물 지지 웰이 연결 부재에 의해 상기 방식으로 결합됨으로써, 특히 납땜 결합됨으로써, 연소된 연료체를 수용하기 위한 구조물 지지 웰로부터 기계적으로 안정된 결합이 형성된다. 기계적 안정성을 더욱 높이기 위해, 제 2방향을 따라 베이스 플레이트에 평행하게 진행되는, 높은 강성을 갖는 추가의 연결 부재가 종방향 에지에 제공될 수도 있다. 제 1방향 및 제 2방향 사이에는 바람직하게 70°내지 90°의 각이 형성된다. 연결 부재는 전반적으로 서로 수직으로 진행하며, 대각으로 대향되는 구조물 지지 웰의 종방향 에지 사이에 있는 갭내에서 교차된다. 그럼으로써 구조물 지지 웰은 베이스 플레이트에 의해형성된 평면에 고정되고, 상기 평면과 지지 웰 사이에서 형성되는 파워는 연결 부재에 의해 수용된다.

본 발명은 도면의 실시예를 참조하여 하기에 자세히 설명된다:

도 1에 따라, 원자로 연료체용 저장 래크내의 베이스 플레이트(2) 위에는 다수의 구조물 지지 웰(4)이 수직으로 고정되어 있다. 상기 구조물 지지 웰(4)이 베이스 플레이트 위에 장기판 모양으로 배치됨으로써, 측면도로 도시된 도면에서 볼 수 있는 저장 래크의 외벽(10)은 웰의 측벽으로 그리고 상기 측벽상에 용접된 에지 시트(11)로 교대로 형성된다. 구조물 지지 웰(4)이 장기판 모양으로 배치됨으로써, 각각 대각으로 서로 인접한 2개의 구조물 지지 웰에 의해 사이에 위치된 공간(13)이 형성되고, 상기 사이에 위치된 공간은 구조물 지지 웰(4)과 대략 동일한 횡단면을 갖는다.

베이스 플레이트(2) 위에는 풋(foot)(16)이 제공된 보강 플레이트(14)가 배치되어 있다. 풋(16)은 푸트 플레이트(18)를 통해 도 1에 자세히 도시되지 않은 연료체 저장 래크의 바닥(9) 상에 배치된다. 풋(16)은 나사에 의해 보강 플레이트(14)내에 조여지고, 나사의 피치는 6 mm이다. 보강 플레이트(14) 및 푸트 플레이트(18) 사이에는 나사내에 있는 풋(16)을 조이기 위한 풀링 볼트(pulling bolt)(19)가 제공된다. 저장 래크는 측면 고정 부재 없이 자유롭게 연료체 저장 래크의 바닥(9)에 배치된다.

구조물 지지 웰(4)은 제 1 및 제 2연결 부재(20 또는 26)와 서로 결합된다. 도면의 우측 상부 영역에서는, 측면 시트(11) 뒤에 있고, 제 2열에 배치된 구조물 지지 웰(4)의 측벽이 노출되어 있다. 제 1연결 부재(20) 및 제 2연결 부재(26)는 상기 연결 부재의 평평한 면을 바라본 평면도 또는 좁은 면을 절단한 단면도에서 교대로 볼 수 있으며, 제 1의 경우에 각각의 절반은 그 앞에 놓여 있는 구조물 지지 웰(4)에 의해 덮여진다.

하부의 제 1연결 부재(20)는 도 1의 실시예에서 구조물 지지 웰(4)의 전체 높이(a + b)에 걸쳐, 즉 하부 영역(6) 및 상부 영역(8)에 걸쳐 진행한다. 제 2연결 부재(26)를 쉽게 용접하도록 하기 위해, 상기 제 2연결 부재는 구조물 지지 웰(4)의 전체 높이(a + b)의 25% 미만의 작은 길이(b)로 단지 상부 영역(8)에서만 진행한다. 구조물 지지 웰(4)의 전체 높이가 약 4.5m인 경우에는 특히 길이가 300mm내지 500mm인 2개의 연결 부재(26)가 제공된다.

구조물 지지 웰(4)은 핵발전소에 사용하기에 적합한 오오스테나이트 강으로 이루어지고, 거의 정방형의 횡단면을 갖는 웰로서 구현된다. 연결 부재는 탄소 함량이 특히 0.1% 미만인 오오스테나이트 연강으로 이루어진다.

도 1의 좌측 부분에는, 에지면(11) 뒤에 있고, 제 2열에 배치된 구조물 지지 웰(4) 및 그 사이에 있는 공간(3)의 측벽이 구조물 지지 웰(4)의 전체 높이(a + b)에 걸쳐 도시되어 있다. 연료체 저장 래크 상부 영역(8) 중에서 베이스 플레이트(2)에 대향 배치된 구조물 지지 웰(4)의 단부(8a)에는, 베이스 플레이트의 평면에 평행하게 진행하는 가이드 스트립(12)이 구조물 지지 웰(4)의 외부 측면, 즉 사이에 위치된 공간(3)을 향한 측면에 있다. 상기 가이드 스트립(12) 하부의 사이에 위치된 공간(3)에는 구조물 지지 웰(4)에 대해 이동 가능한 중성자 흡수 구조물(1)이 있으며, 상기 구조물은 붕소 처리된 강으로 이루어진 시트(7)로 구성된다. 사이에 위치된 공간(3)에는 전체적으로 4개의 시트(7, 7a)가 배치되며, 상기 시트는 연료체 저장 래크의 전체 높이(a + b)에 걸쳐 넓게 진행하고, 각각 사이에 위치된 공간(3)을 감싸고 있는 구조물 지지 웰(4)의 측벽에 평행하게 진행한다. 시트(7, 7a)는 전체 높이(a + b)에 걸쳐 다수의 돌출부를 포함하는데, 상기 돌출부에 의해 각각 수직으로 위아래로 서있는 시트(7, 7a)가 서로 맞물리게 된다. 그럼으로써, 사이에 위치된 공간(3)내에 배치되어 있고, 자체 지지되는 중성자 흡수 웰(15)이 상기 시트(7, 7a)로 부터 형성된다.

구조물 지지 웰이 도 2에 상응하게 각각 대각으로 대향하도록 배치됨으로써,장기판 모양의 패턴이 얻어진다. 도면에서 저장 래크의 에지 영역은 한 모서리에 도시되어 있다. 3개의 구조물 지지 웰(4)은 저장 래크의 에지 영역에서 사이에 위치된 공간(3)을 감싸고 있으며, 상기 사이에 위치된 공간은 바깥쪽으로는 측면 시트(11)에 의해 폐쇄되어 있고, 구조물 지지 웰(4)에 부가적으로 (도시되지 않은) 연료체를 중간 위치(5)에 수용하기 위해 사용된다. 붕소 처리된 강으로 이루어진 4개의 시트(7, 7a)로 구성된 중성자 흡수 웰(15)이 상기 사이에 위치된 공간(3)에 삽입된다. (명확히 나타낼 목적으로 하나의 중성자 흡수 웰만 도시되었다.) 시트(7, 7a)는 대체로 평평하고, 각각 사이에 위치된 공간을 감싸고 있는 구조물 지지 웰(4, 4b)의 측벽에 평행하게 진행한다. 외부로 주름 잡혀진 측벽(44 내지 47)으로 인해 시트(7, 7a)가 측벽에 인접하게 되고, 그럼으로써 중성자 흡수 웰(15)의 위치가 사이에 위치된 공간(3) 내부에 고정된다. 구조물 지지 웰(4)의 에지(42a, 42b)에는 또한 평평한 시트(7, 7a)를 서로 맞물리기 위한 충분한 공간이 제공된다. 도 2에는 또한 주름진 시트(7b) 또는 평평한 시트(7c)로 이루어진 중성자 흡수 웰(15)이 스페이서 부재(13a)와 함께 구조물 지지 웰(4)내에 배치되는 방식이 도시되어 있다. 평평한 시트(7, 7a)가 적어도 점형태로 인접함으로써, 사이에 위치된 공간(3)의 내부 영역은 도시되지 않은 연소된 연료체를 수용하기에 자유롭다. 도 1에서 이미 설명된 바와 같이, 구조물 지지 웰(4)은 그것의 상부 영역(8a)에 측벽(44 내지 47)에 대해 평행하게 진행하는 가이드 스트립(12)을 포함하며, - 가이드 스트립은 단지 2개만 도시되었다 - 상기 가이드 스트립은 사이에 위치된 공간(3)내로 삽입된다.

구조물 지지 웰(4)의 측벽(44 내지 47, 44a 내지 47a, 44b 내지 47b)이 각각 외부로 주름져 있음으로써, 구조물 지지 웰(4)의 벽에서 벽까지의 거리(c)는 사이에 위치된 공간(3)의 벽에서 벽까지의 거리(g)와 거의 일치한다. 상기 거리는 지지될 각 연료체에 상응하게 140 내지 380mm일 수 있다.

구조물 지지 웰 및 측벽은 통상적으로 4 또는 44 내지 47 및 특별히 4a, 4b 또는 44a 내지 47a, 44b 내지 47b로 표기되었다. 구조물 지지 웰(4)은 제 1 및 제 2연결 부재(20 및 26)를 통해 상기 웰에 대향배치된 구조물 지지 웰(4)과 결합된다. 하나의 공통 종방향 에지(2a)를 형성하는 한 웰(4a)의 2개의 측벽(44a 및 45a)에는 각각 하나의 공통의 종방향 에지(2b)를 형성하는 대각으로 대향배치된 웰(4b)의 2개의 측벽(47b 및 46b)이 할당된다. 제 1연결 부재(20)는 스트립 형상을 가지고, 웰(4a)의 측벽(44a)을 상기 측벽에 인접하여 평행한 웰(4b)의 측벽(46b)과 연결시킨다. 마찬가지로 스트립 형태로 된 제 2연결 부재는 웰(4a)의 측벽(45a)을 웰(4b)의 측벽(47b)과 연결시킨다.

제 1연결 부재(20)는 이중 화살표(30)로 지시된, 제 1연결 부재(20)의 평평한 측면에 평행하게 진행하는 방향으로 높은 강성을 갖는다. 제 2연결 부재(26)는 방향(30)에 대해 거의 수직으로 진행하는 방향(36)으로 높은 강성을 갖는다. 상기 2개 방향(30 및 36) 사이의 각(α)은 바람직하게 70°내지 90°이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 스트립 형태의 제 1 및 제 2연결 부재(20 또는 26)는 외벽(10) 및 측벽(44a, 45a, 46b 및 47b)에 정확하게 평행하거나 또는 수직으로 진행하지는 않고, 각각 예각(β, 도 5)으로 측면(44a, 45a, 46b 및 47b)상에 놓인다. 그럼으로써, 종방향 에지(42a 및 42b) 영역에 필수적인 편차(S1)는 방향(x)으로, 그리고 편차(S2)는 방향(y)으로 구조물 지지 웰(4a 및 4b) 사이에서 보상된다. 상기 편차(S1)의 방향은 직각 좌표축(x-y)의 축(x)에 평행하고, 편차(S2)의 방향은 직각 좌표축(x-y)의 축(y)에 평행하며, 좌표축의 상기 2개의 축은 구조물 지지 웰(4)의 벽(44, 46 및 45, 47)에 대해 평행하게 정렬된다. 구조물 지지 웰(4a 및 4b)의 측면(44a, b 내지 47a, b)이 외부로 주름짐으로써 상기 편차(S1, S2)가 재차 상쇄되며, 그 결과 구조물 지지 웰의 벽과 벽 사이의 거리(c)는 사이에 위치된 공간(5a) 또는 중간 위치(5)의 벽과 벽 사이의 거리(g)와 거의 일치한다.

구조물 지지 웰(4)의 측면(44 내지 47)이 외부로 주름져 있음으로써, 측벽(44 내지 47)은 종방향 에지(42) 영역에서 상기 측벽에 의해 감싸진 사이에 위치된 공간(3)의 중심점으로부터 볼 때 뒤로 변위되어 그곳에 납땜된 연결 부재가 구조물 지지 웰(4) 또는 중간 장소(5)를 채우고 비우는 동안 연료체와 결합될 위험이 없어진다. 도 5의 위치 벡터 다이아그램에서 편차(S1, S2)는 확대 도시되었는데, 이 때 얻어지는 위치 벡터 S는 2개의 종방향 에지(42a, 42b) 사이의 간격 또는 갭이다.

스트립 형태의 제 1 및 제 2연결 부재(20 또는 26)의 폭(d)은 구조물 지지 웰(4)의 벽과 벽 사이 거리(c)의 약 10 내지 30%, 예컨대 60mm이다. 연결 부재(20, 26)의 벽두께는 바람직하게 구조물 지지 웰(4)의 벽두께의 50% 내지 90%이다. 도면의 실시예에서 구조물 지지 웰(4)의 벽두께는 2mm이며, 연결 부재(20, 26)의 벽두께는 약 1.5mm이다.

도 3에는 도 2와 유사하게 저장 래크의 횡단면이 도시되어 있는데, 도면에서 동일 부분은 동일한 도면 부호로 표기되었다. 구조물 지지 웰(4)은 평평한 시트로 형성되는데, 상기 시트는 각각 라운딩되어 서로 겹쳐진다. 구조물 지지 웰(4)은 특히 간단하게 제조될 수 있다. 대각으로 서로 대향하는 구조물 지지 웰(4)은 각각 연결 부재(20)와 서로 기계적으로 안정되게 결합되며, 이 때 인접한 연결 부재(20)는 70°내지 90°의 각을 형성하면서 상이한 2방향으로 진행한다. 서로 해체 가능하게 맞물려 있는 시트(7)로 이루어진 각 중성자 흡수 웰(15)은 사이에 위치된 공간(3)내에 배치된다. 시트(7)는 구조물 지지 웰(4)의 측벽(44 내지 47)에 평행하게 진행하고, 에지 비드(13)를 포함하며, 상기 에지 비드를 통해 시트가 각 측벽(44 내지 47)에 인접하게 된다. 시트(7)는 또한 평평하게 진행할 수 있고, 상응하는 스페이서(13a)를 통해 구조물 지지 웰의 측벽(44)으로부터 이격될 수 있음으로써, 종방향 에지(42a) 영역에서 (도 2 참조) 시트(7)가 서로 맞물리게 된다. 그럼으로써, 중성자 흡수 웰(15)의 위치가 사이에 위치된 공간(3)내에 고정되고, 중성자 흡수 웰(15)은 연소된 연료체를 수용하기 위한 충분한 장소를 제공해준다.

도 4에 상응하게, 구조물 지지 웰(4)의 하부 영역(6)에만 뻗고 상부 에지까지는 돌출되지 않는 제 1연결 부재(22)가 제공된다. 상기 제 1연결 부재(22) 역시 마찬가지로, 제 1연결 부재(22)로 충전할 때 연결 부재가 연료체와 결합되는 것을 피하기 위해, 웰내로 돌출되는 연결 부재의 자유 단부에서 스파이크 형태로 또는 점점 가늘어지도록 형성된다. 제 2연결 부재(26)는 마찬가지로 비우는 동안 연료체와 결합되는 것을 피하기 위해, 구조물 지지 웰(4)의 전면으로부터 떨어진 단부에서 점점 가늘어지거나 또는 스파이크 형태로 형성된다.

도 5는 편차(S1, S2)를 설명하기 위해서 뿐만 아니라, 대향하는 구조물 지지 웰(4a 또는 4b)의 측면(44a, 45a 및 46b, 47b)과 납땜되는 십자형 제 2연결 부재(28)의 바람직한 형성을 보여주기 위해 사용된다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 실시예에서도 십자형 제 2연결 부재(28)의 각 평평한 측면은 구조물 지지 웰(4a 또는 4b)의 측면(44a, 45a 및 46b, 47b)에 대해 예각(β)으로 진행한다.

제 2연결 부재(28)는 단지 저장 래크의 상부 영역에만 배치되기 때문에, 연결 부재의 조립은 추후에 위로부터 이루어질 수 있다. 길이(b)를 갖는 십자형 연결 부재(28)는 (도 1과 비교) 별도의 부재로서 위로부터 구조물 지지 웰(4) 사이에서 납땜될 수 있다. 상기 연결 부재는 또한, 높이(a + b)에 이상이며, 도 5에 따라 상부에 틈이 생긴 제 1연결 부재(20)를 그곳에 배치된 제 2연결 부재(26)와 납땜시킴으로써 형성될 수 있거나, 또는 짧은 제 2연결 부재를 길이(a + b)의 틈이 생긴 제 1연결 부재 위에서 종방향으로 절반으로 나누어 납땜시킴으로써 형성될 수 있다.

본 발명은, 베이스 플레이트 위에 수직으로 서있는 구조물 지지 웰을 포함하고 상기 웰이 플레이트 위에 장기판 모양으로 배치되어 있는, 핵발전소의 연소된 연료체용 저장 래크를 특징으로 한다. 장기판 모양으로 배치된 구조물 지지 웰 사이에 형성된 사이에 위치된 공간에는 중성자 흡수 구조물이 제공되고, 상기 구조물은 바람직하게 중성자 흡수 웰이다. 대안적으로, 상기 중성자 흡수 웰은 직접 구조물 웰내에 삽입될 수도 있다. 각 중성자 흡수 웰이 사이에 위치된 공간내에 또는 구조물 웰내에 배치됨으로써, 상대적으로 높은 방사능 방사 용량을 갖는 연료체를 저장할 수도 있는데, 그 이유는 2개의 중성자 흡수층(시트)이 앞뒤로 연속으로 배치되어 있기 때문이다. 상기 중성자 흡수 웰은 서로 맞물린 4개의 시트로 구성되고, 사이에 위치된 공간내에서 구조물 지지 웰에 대해 이동될 수 있으며, 그럼으로써 중성자 흡수 웰에 지지 기능이 주어지지 않게 된다. 따라서, 중성자 흡수 웰은 아무런 문제없이 붕소 처리된 강으로 제조될 수 있다. 상기 방식으로 제조된 저장 래크는 하중을 지지하는 컴포넌트를 - 즉, 구조물 지지 웰을 - 중성자 흡수 컴포넌트로부터 - 즉, 중성자 흡수 웰로부터 - 분리시키며, 따라서 상이한 컴포넌트를 제조할 때에도 분리가 이루어지고, 그럼으로써 제조 과정이 특히 간단하게 실행될 수 있다. 특히, 구조물 지지 웰은 공지된 강으로 대규모로 제조될 수 있다. 구조물 지지 웰 사이의 사이에 위치된 공간은 바람직하게, 중성자 흡수 웰의 삽입 후에도 연소된 연료체를 수용하기 위한 사이에 위치된 공간에 충분한 장소가 제공되도록 설계되며, 그 결과 장소를 절약하면서 연료체를 저장하기 위한 콤팩트한 저장이 보장될 수 있다.

Claims

a) 횡단면이 정사각형인 다수의 구조물 지지 웰(well:4)이 베이스 플레이트(2) 위에 고정되어 있으며,

b) 상기 구조물 지지 웰(4)은 상기 베이스 플레이트(2) 위에 수직으로 서있고, 장기판 형태로 대각으로 대향하도록 배치되어 있으며, 대각으로 대향하는 구조물 지지 웰(4)은 각각 사이에 위치된 공간(3)을 형성하며,

c) 상기 사이에 위치된 공간(3) 및/또는 상기 구조물 지지 웰(4)내에는 상기 구조물 지지 웰(4)에 대해 이동 가능하고 붕소 처리된 강으로 이루어진 중성자 흡수 구조물(1)이 배치되는 원자로 연료체용 저장 래크(rack).
제 1항에 있어서,

상기 중성자 흡수 구조물(1)은 붕소 처리된 강으로 이루어진 시트(7)를 포함하는 원자로 연료체용 저장 래크.
제 2항에 있어서,

상기 시트(7)는 정사각형의 중성자 흡수 웰(15)을 형성하는 원자로 연료체용 저장 래크.
제 3항에 있어서,

4개의 시트(7)가 각각 중성자 흡수 웰(15)을 형성하고, 서로 인접하는 시트(7, 7a)는 서로 해체 가능하게 맞물리는 원자로 연료체용 저장 래크.
제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시트(7)의 적어도 한 부분이 적어도 한 부분 영역에서 상기 각 구조물 지지 웰(4)에 접하는 원자로 연료체용 저장 래크.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 베이스 플레이트(2)에 대향 배치된 상기 구조물 지지 웰(4)의 단부(8a)에 가이드 스트립(12)이 배치되어 있는 원자로 연료체용 저장 래크.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각 구조물 지지 웰(4)은 관련 종방향 에지(42a, 42b)에서 서로 접촉되는 측벽(44, 45, 46, 46)을 포함하며, 대각으로 대향하는 상기 구조물 지지 웰(4)의 적어도 한 부분은, 각각 편차(S1, S2)를 갖고 서로 접하는 종방향 에지(42a, 42b)를 따라 편차(S1, S2)에 의해 형성된 갭(S)을 브리징하는 적어도 하나의 연결 부재(20, 26)에 의해 서로 결합되며, 강성을 갖는 상기 연결 부재(20)는 제 1방향(30)으로 베이스 플레이트(2)에 평행하게 진행되는 원자로 연료체용 저장 래크.
제 7항에 있어서,

강성을 갖는 적어도 하나의 제 2연결 부재(26)는 제 2방향(36)으로 베이스 플레이트(2)에 평행하게 진행하고, 상기 제 1방향(30)과 상기 제 2방향(36) 사이의 각도(a)는 70°내지 90°인 원자로 연료체용 저장 래크.
제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 시트(7)의 적어도 한 부분이 상기 각 구조물 지지 웰(4) 쪽으로 릿지(ridge), 시트 또는 에지 비드(edge bead)와 같은 스페이서 부재(13a)를 포함하는 원자로 연료체용 저장 래크.