KR100717439B1 - 중성자 반사체 볼트 체결 구조물 및 그 체결 방법 - Google Patents

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Abstract

중성자 조사에 의해 타이로드에 이완이 생겨도, 중성자 반사체를 노심조에 견고히 장착할 수 있는 중성자 반사체 볼트 체결 구조를 제공한다. 중성자 반사체 볼트 체결 구조는, 원자로 용기내의 노심조(12) 내부에 위치하고 또한 분할된 복수 단층부를 조합하여 이루어지는 중성자 반사체(20)와, 중성자 반사체(20)를 노심조(12)에 고정하는 복수개의 타이로드와, 중성자 반사체(20)의 복수 단층부내의 최하단층부(20A)만을 노심조(12)에 고정하는 복수개의 볼트(1)를 구비하여 이루어진다.

Description

중성자 반사체 볼트 체결 구조물 및 그 체결 방법{STRUCTURE AND METHOD FOR BOLTING NEUTRON REFLECTOR}
본 발명은, 원자력 발전 플랜트의 원자로 용기내의 노내 구조물에 관하고, 특히 노심조 내에 중성자 반사체를 고정할 때의 중성자 반사체 볼트 체결 구조물과, 그 체결 방법에 관한 것이다.
도 3은 일반적인 원자로 구조 전체를 도시하는 개략 종단면도이다. 이 도면에 있어서, 원자로 용기(10)는 내부에 연료 집합체(14)를 지지하는 노심조(12)를 구비하고 있다. 노심조(12) 내의 연료 집합체(14)는 상측을 상부 노심판(16)으로, 하측을 하부 노심판(18)으로, 그리고 측면 주위를 중성자 반사체(20)로 둘러싸고 있다.
다음으로, 이러한 중성자 반사체의 조립 구조를 도 4를 참조하면서 설명한다. 중성자 반사체(20)는 대략적으로 환형인 8개의 단층부를 상하로 8단 중첩한 구조로 되어 있고, 원주상의 8개소에 설치된 타이로드(22)(tie rod)에 의해 체결하는 구조로 되어 있다. 또한, 각 단층부를 조립할 때의 위치 결정은 위치 결정 핀(23)에 의해 이루어진다. 또한, 중성자 반사체(20)의 최하단층부(20A)에는, 그 주위에 플랜지부(201)가 4개소(도면에는 2개소밖에 보이지 않음) 설치되어 있고, 동일하게 최상단층부(20C)에는 그 주위에 플랜지부(202)가 4개소 설치되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 타이로드(22)는 중성자 반사체(20)의 최상단층부(20C)로부터 최하단층부(20A)까지를 관통하고 있다. 그리고, 타이로드(22)의 하 말단부는 하부 노심판(18)을 통해, 노심조(12)에 형성된 플랜지부(13)에 나사결합되는 구조로 되어 있다. 한편, 타이로드(22)의 상 말단부에는 최상단층부(20C)의 중성자 반사체의 상면을 가압하기 위한 너트(24)가 장착되어 있다. 그리고, 이 너트(24)를 회전시킴으로써, 중성자 반사체(20)는 하부 노심판(18)과의 사이에 체결되는 동시에, 이 하부 노심판(18)을 거쳐 노심조(12)의 플랜지부(13)에 장착 고정된다.
한편, 중성자 반사체(20)에는, 냉각용 유동 홀이 다수 설치되어 있고, 이들 유동 홀 내부를 냉각수가 흐르도록 되어 있다. 도 6은 중성자 반사체(20)의 최하단층부(20A)에 있어서의 유동 홀(204)의 입구 부분의 구조를 도시하는 도면이다. 이 도면에 있어서, 노심조(12)의 플랜지부(13)에 장착된 하부 노심판(18)에는 플러그(181)가 설치되어 있다. 그리고, 이 플러그(181)로부터 유입된 냉각수는 중성자 반사체(20)의 최하단층부(20A)에 설치된 오리피스(203)를 통과하고, 상향으로 유동 홀(204) 내부를 흐른다. 이 유동 홀은 8단 중첩 구조인 중성자 반사체(20)의 최하단층부(20A)로부터 최상단층부(20C)까지를 관통하도록 설치되어 있기 때문에, 최하단층부(20A)의 오리피스(203)로부터 유입된 냉각수는 그 상태로 유동 홀(204)을 통해 상승되고, 최상단층부(20C)의 중성자 반사체(20)의 유동 홀로부터 유출되도록 되어 있다.
냉각재가 최하단층부(20A)의 오리피스(203)를 통과할 때에는, 이 장소에서 압력 손실이 발생하고, 이 압력 손실에 의해 중성자 반사체(20)의 조립 구조 전체에 큰 양력(lifting force)이 작용한다. 이 양력의 대부분은 냉각수가 최하단층부(20A)의 오리피스(203)를 통과할 때에 발생하기 때문에, 나머지 7단, 즉 제 2 단층부(20B)로부터 최상단층부(20C)까지의 중성자 반사체(20)에 작용하는 힘은 비교적 작게 되어 있다. 이 양력에 대해서는, 8개의 타이로드(22)를 체결함으로써, 중성자 반사체(20)를 하부 노심판(18)에 가압하도록 하고 있다.
그러나, 종래 형태의 8개의 타이로드(22)에 의해 중성자 반사체(20)를 하부 노심판(18)에 가압하는 구조에 있어서, 중성자 조사(irradiation)에 의해 타이로드(22)에 이완, 즉 완화가 생긴 경우, 양력에 저항하여 중성자 반사체(20)를 가압하는데 필요한 체결력이 저하될 가능성이 있었다.
발명의 요약
따라서, 본 발명의 주 목적은 중성자 조사에 의해 타이로드에 이완이 생겨도, 중성자 반사체를 하부 노심판을 거쳐 노심조에 견고히 장착할 수 있는 중성자 반사체 볼트 체결 구조물 및 그 체결 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 주요 측면에 의하면, 중성자 반사체 볼트 체결 구조물은, 원자로 용기내의 노심조 내부에 위치되고, 또한 분할된 복수 단층부를 조합하여 이루어지는 중성자 반사체와, 상기 중성자 반사체를 상기 노심조에 고정하는 복수개의 타이로드와, 상기 중성자 반사체의 상기 복수 단층부내의 최하단층부만을 상기 노심조에 고정하는 복수개의 볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 중성자 반사체 볼트 체결 방법은, 원자로 용기내의 노심조 내부에 위치되고, 또한 분할된 복수 단층부를 조합하여 이루어지는 중성자 반사체를 복수개의 타이로드로 상기 노심조에 고정하는 단계와, 상기 중성자 반사체의 상기 복수 단층부내의 최하단층부만을 복수개의 볼트로 상기 노심조에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 중성자 반사체 전체에 작용하는 양력중 대부분의 양력이 작용하는 최하단층부만을 타이로드와는 별개의 볼트에 의해 노심조에 고정하기 때문에, 최하단층부의 중성자 반사체를 체결하는 초기 체결력이 매우 커진다. 그렇기 때문에, 중성자 조사에 의해 타이로드에 이완이 생겨도, 중성자 반사체를 노심조에 견고히 장착할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 중성자 반사체 체결 구조를 도시하는 개요도,
도 2는 도 1의 A-A 단면도,
도 3은 일반적인 원자로 구조 전체를 도시하는 개략 종단면도,
도 4는 중성자 반사체의 조립 구조를 도시하는 사시도,
도 5는 종래의 중성자 반사체의 체결 구조를 도시하는 개요도,
도 6은 중성자 반사체의 최하단층부에 있어서의 유동 홀 입구 부분의 구조를 도시하는 개요도.
다음에, 본 발명의 적절한 실시예를 첨부 도면을 참조하면서 설명하지만, 도면중 동일 부호는 동일 또는 대응 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 중성자 반사체 볼트 체결 구조를 도시하는 개요도이고, 도 2는 그 A-A 단면도이다. 이들 도면에 있어서, 중성자 반사체(20)의 최하단층부(20A)에는 플랜지부(201)가 설치되어 있고, 이 플랜지부(201)에는 볼트(1)용 관통 구멍(205)이 천공되어 있다. 또한, 중성자 반사체(20)의 하측에 위치하는 하부 노심판(18)에도 볼트(1)용 관통 구멍(182)이 천공되어 있다. 한편, 중성자 반사체(20)와 하부 노심판(18)을 지지하는 노심조(12)의 플랜지부(13)에는, 볼트(1)를 나사결합하기 위한 나사 구멍(131)이 형성되어 있다. 그리고, 볼트(1)에 의해 최하단층부(20A)의 중성자 반사체(20)를 하부 노심판(18)을 거쳐 노심조(12)의 플랜지부(13)로 체결 고정하도록 되어 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 상술한 각 구멍(205, 182, 131) 및 볼트(1)는 최하단층부(20A)에 형성된 플랜지부(201)마다 8개씩 설치되어 있다. 플랜지부는 4개가 설치되어 있기 때문에(도 4 참조), 전체적으로 32개의 볼트에 의해, 최하단층부(20A)의 중성자 반사체(20)를 플랜지부(13)에 체결 고정하도록 되어 있다.
이 중성자 반사체 볼트 체결 구조를 이용하여 중성자 반사체를 체결하는 경우에는, 8단 중첩된 중성자 반사체(20) 전체를 종래 형태의 8개의 타이로드(22)로 노심조(12)에 체결 고정하는 동시에, 중성자 반사체(20)의 최하단층부(20A)만을 본원 발명에 따른 복수의 볼트(1)에 의해 노심조(12)의 플랜지부(13)로 체결 고정하는 것이다.
이와 같이, 대부분의 양력이 작용하는 중성자 반사체(20)의 최하단층부(20A)만을 타이로드(22)와는 별개의 독립된 복수개의 볼트로 노심조(12)에 고정함으로써, 중성자 반사체(20)의 최하단층부(20A)를 8개의 타이로드(22)와 비교하여 매우 큰 초기 체결력으로 고정할 수 있다. 따라서, 예컨대 중성자 조사에 의해 타이로드(22)에 이완이 생겨 체결력이 저하되어도, 다수의 볼트(1)의 초기 쳬결력이 충분히 크기 때문에, 양력에 대응한 체결력을 유지할 수 있다. 그 결과, 중성자 반사체(20)의 노심조(12)의 플랜지부(13)로의 장착 고정을 유지할 수 있다.
한편, 중성자 반사체(20)의 나머지 7단, 즉 제 2 단층부(20B)로부터 최상단층부(20C)에 작용하는 양력은 최하단층부(20A)에 비해 비교적 작기 때문에, 종래 형태의 8개의 타이로드(22)에 의한 체결로 충분하고, 예컨대 타이로드에 이완이 생겨 타이로드의 축력(axial force)이 저하해도, 필요한 체결력을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 볼트(1)를 체결 고정하는 장소는, 중성자 조사량이 낮은 위치이고, 이완에 의한 체결력의 저하도 회피할 수 있으며, 확실한 체결력을 유 지할 수 있다.
상술한 실시예에 있어서는, 중성자 반사체(20)의 4개의 플랜지부(201)의 전부를 볼트(1)에 의해 하부 노심판(18)을 거쳐 노심조(12)의 플랜지부(13)에 고정했지만, 대향하는 2개의 플랜지부만을 고정할 수도 있다. 또한, 각 플랜지부(201)마다 8개의 볼트(1)를 사용했지만, 소정의 초기 체결력이 얻어지면, 플랜지부마다의 볼트수는 8개보다 많을수도 작을수도 있다.

Claims (6)

  1. 중성자 반사체 볼트 체결 구조물에 있어서,
    원자로 용기내의 노심조 내부에 위치되고, 또한 분할된 복수 단층부를 조합하여 이루어지는 중성자 반사체와,
    상기 중성자 반사체를 상기 노심조에 고정하는 복수개의 타이로드와,
    상기 중성자 반사체의 상기 복수 단층부내의 최하단층부만을 상기 노심조에 가압하여 고정하는 복수개의 볼트를 포함하는
    중성자 반사체 볼트 체결 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중성자 반사체의 상기 최하단층부는 상기 볼트용 관통 구멍을 구비하는 플랜지부를 구비하며, 상기 플랜지부가 상기 노심조에 고정되는
    중성자 반사체 볼트 체결 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플랜지부는 상기 중성자 반사체의 상기 최하단층부의 외주부에 있어서 대향하는 위치에 설치되는
    중성자 반사체 볼트 체결 구조물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 플랜지부는 상기 중성자 반사체의 상기 최하단층부의 외주부에 있어서 등간격으로 4개 설치되는
    중성자 반사체 볼트 체결 구조물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중성자 반사체의 상기 최하단층부는 하부 노심판을 거쳐 상기 노심조로 체결 고정되는
    중성자 반사체 볼트 체결 구조물.
  6. 중성자 반사체 볼트 체결 방법에 있어서,
    원자로 용기내의 노심조 내부에 위치되고, 또한 분할된 복수 단층부를 조합하여 이루어지는 중성자 반사체를 타이로드로 상기 노심조에 고정하는 단계와,
    상기 중성자 반사체의 상기 복수 단층부내의 최하단층부만을 복수개의 볼트로 상기 노심조에 가압하여 고정하는 단계를 포함하는
    중성자 반사체 볼트 체결 방법.
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