KR100789619B1 - 4 접점 구조 스페이서 격자 - Google Patents

4 접점 구조 스페이서 격자 Download PDF

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마이클 에이 마르진
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웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
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Abstract

적어도 하나의 일반적으로 실린더형인 연료봉에 맞물리도록 구성된 핵연료 집합체를 위한 4 접점 격자. 4 접점 격자는, 각 스트랩은 복수의 셀 부분을 가지는, 스트랩의 제 1 세트 및 스트랩의 제 2 세트를 포함하는 복수의 연장되고 일반적으로 평탄한 스트랩을 포함한다. 스트랩은 제 1 세트 및 제 2 세트로 구별된다. 스트랩의 제 1 세트는 서로 이격되어 평행한 관계로 배치된다. 스트랩의 제 2 세트 또한 서로 이격되어 평행한 관계로 배치되고 스트랩의 제 1 세트에 일반적으로 수직이다. 스트랩의 제 1 세트 및 스트랩의 제 2 세트는 서로 결합되어 복수의 일반적으로 정사각형인 셀을 형성한다. 각 스트랩 셀 부분은 적어도 하나의 돌기를 가진다. 각 스트랩 셀 부분은 또한 각 셀로 연장된 단지 하나의 돌기를 더 가진다. 각 돌기는 연장된 스프링 또는 연장된 딤플이다. 그러므로, 각 연료봉은 각 셀에서 단지 4개의 돌기에 의해 접촉된다.
핵반응로, 핵연료 집합체, 연료봉, 스트랩, 셀, 스프링, 딤플

Description

4 접점 구조 스페이서 격자{FOUR POINT CONTACT STRUCTURAL SPACER GRID}
도 1은 통상적인 핵연료 집합체의 정면도
도 2는 지지 격자의 상면도
도 3은 스트랩의 사시도
도 4는 스트랩 셀 부분의 사시도
도 5는 스트랩 셀 부분의 정면도
도 6은 스트랩 셀 부분의 측면도이다.
<도면의 부호에 대한 설명>
20: 연료 집합체 22: 하부 노즐
24: 안내 심블 26: 복수의 교자 지지 격자
28: 연료봉 30: 계측 튜브
32: 상부 노즐 34: 중간 유체 혼합 격자
36: 판 스프링 38: 봉 클러스터 제어 집합체
50: 4 접점 격자 51: 복수의 평탄하고 연장된 스트랩
52: 스트랩 54: 결합 홈
56: 정사각 셀 58: 스트랩의 제 1 세트
59: 스트랩의 제 2 세트 60: 스트랩 셀 부분
61: 스트랩 셀 부분 본체 62: 본체 제 2 측면
64: 본체 제 2 측면 66: 본체 상부
68: 본체 하부 70: 상부 제 1 돌기
71: 돌기 72: 하부 제 2 돌기
74: 상부 개구 76: 하부 개구
78: 연장된 스프링 79: 연장된 딤플
80: 혼합 장치 82: 베인
90: 아치형 부재 92: 아치형 부지 오목 채널
94: 수직 컷아웃 100: 아치형 부재
102: 오목 채널
본 발명은 핵반응 연료 집합체에 관한 것이고, 보다 상세하게는 각 셀은 연료봉을 맞물리게 하기 위해 구성된 4개의 접점을 가지는 것을 특징으로 하고 배열은 셀의 격자형 패턴으로 배치된 복수의 스트랩으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료봉 지지를 위한 배열에 관한 것이다.
일반적인 가압수형 원자로(PWR)에서, 반응로 노심은 많은 수의 일반적으로 수직이고 연장된 연료봉을 포함한다. 연료 집합체는 복수의 연료봉을 지지하기 위해 구성된 프레임 집합체를 포함한다. 연료 집합체는 상부 노즐, 하부 노즐, 복수 의 스페이서 격자, 중간 유체 혼합 격자, 및 복수의 심블(thimble) 튜브를 포함한다. 격자는 상부 및 하부 노즐 사이에서 수직으로 확장된 복수의 연장된 심블 튜브에 부착된다. 심블 튜브는 일반적으로 제어봉, 폐쇄 기구, 또는 계측기를 내부에 수용한다. 연료봉은 일반적으로 실린더형 금속 튜브에 피복된 핵연료를 포함한다. 일반적으로, 물은 하부 노즐을 통해 연료 집합체로 유입되고 연료 집합체를 통해 수직으로 상부로 통과한다. 물이 연료봉을 통과하면서, 물은 매우 상승된 온도로 상부 노즐을 빠져나갈 때까지 가열된다.
격자는 반응 노심의 연료봉을 배치시키고, 연료봉 진동에 저항하며, 연료봉을 위한 수평 지지를 제공하고, 그리고 어느 정도의 수직 운동에 대해 연료봉을 수직으로 억제하기 위해 사용된다. 스페이서 격자는 일반적으로 봉에 물리적인 지지를 제공하기 위해 축방향으로 약 20 인치만큼 이격되어 위치한다. PWR 연료 산업에서 일반적인 문제는 냉각 유체에 대한 자연적인 반응으로서의 연료봉/지지 시스템의 진동이다. 이러한 현상은 극단적으로 연료봉 피복의 틈 및 핵연료 물질의 냉각제로의 유출을 유발할 수 있는 격자-봉 부식으로서 나타난다. 통상적인 격자 설계 중 하나는, 각각이 내부에 연료봉을 수용하는, 복수의 일반적으로 정사각형인 셀을 가지는 달걀 상자 구조를 함께 형성하는 복수의 칸막이 스트랩을 포함한다. 심블 튜브의 구성에 의존하여, 심블 튜브는 연료봉을 내부에 수용하는 것과 같은 크기인 셀에 수용될 수 있거나 칸막이 스트랩에 규정되는 상대적으로 더 큰 심블 셀에 수용될 수 있다.
스트랩은 평탄한 부재의 어느 한 측면으로부터 수직으로 확장된 복수의 상대 적으로 유연한 스프링 및 상대적으로 경직된 딤플(dimple)을 가지는 일반적으로 평탄하고 연장된 부재이다. 슬롯은 인접한 스트랩과 맞물려 결합하도록 사용되고, 그리하여 일반적으로 정사각형인 셀을 형성하는 “수직” 및 “수평” 스트랩의 격자를 생성한다. 스프링 및 딤플의 위치는 각 셀이 일반적으로 2 개의 인접한 측면 각각에 스프링을 가지도록 구성된다. 스프링에 반대쪽 셀의 측면의 각각에는 일반적으로 2 개의 딤플이 있다. 스프링은 연료봉이 스프링에 의해 딤플로 편향되게 하기 위하여 아치 반대쪽에 배치되어야 한다. 각 셀의 스프링 및 딤플은 셀을 통해 확장된 각각의 연료봉과 결합하여 각 셀에서 6점(스프링 2 및 딤플 4)에서 연료봉을 지지한다. 바람직하게는, 각 스프링 및/또는 딤플은 연료봉과 일반적으로 같은 반경을 가지는 아치형, 오목 플랫폼을 포함한다. 이러한 오목 플랫폼은 연료봉의 측면 상에 원주 방향 부하를 분포시키는 것을 돕는다. 외부 스트랩은 일 측면으로부터 확장된 스프링 또는 딤플을 가지고 격자에 힘 및 경직성을 분산시키기 위해 격자의 내부 스트랩을 둘러싼다. 스페이서 격자의 다른 역할은 그들을 통해 통과하는 냉각제의 교란 혼합을 생성하기 위한 것이다. 혼합은 격자 상의 장치, 이에 제한되지는 않지만 예를 들면, 혼합 베인에 의해 유발된다. 혼합 장치에 의해 유발된 혼합은 연료봉으로부터의 열전달을 증강한다.
“혼합” 격자는 상부 스팬의 구조 스페이서 격자 사이에 배치된다. 혼합 격자는 연료봉에 접촉할 필요가 없다. 일반적으로 중간 유체 혼합 격자로 불리는, 이러한 격자는 격자 사이의 자유 공간을 약 20 인치 내지 약 10 인치로 효과적으로 감소시키고, 그리하여 봉으로부터 냉각제 혼합(따라서, 열전달)을 증가시킨다. 중 간 유체 혼합 격자는, 딤플과 유사하고 연료봉이 신규일 때 연료봉과 명목상의 틈새를 가지는 크기인, 4 개의 비-동일평면 지지 아치를 일반적으로 가진다. 즉, 일반적으로 한 평면에 2 개의 아치가 있고 다른 평면에 2 개의 아치가 있다.
종래 기술의 지지 격자 및 중간 유체 혼합 격자의 설계는 몇가지 단점을 가진다. 예를 들면, 지지 격자 및 중간 유체 혼합 격자는 2 개의 다른 설계를 가지기 때문에, 개별 부분은 격자의 각 형식을 위해 만들어져야 한다. 격자의 2가지 형식이 같은 부품을 사용하는 경우 가격 절감은 실현될 수 있다. 또한, 지지 격자는 냉각제의 유체 경로 내에 6 개의 돌기, 즉 6 개의 연료봉 접촉 부품을 포함한다. 이러한 돌기는 원하지 않는 압력 강하를 생성한다. 또한, 중간 유체 혼합 격자에서 2 개의 동일 평면 아치는 단순히 2 방향으로의 움직임에만 저항한다.
그러므로, 냉각제 유체 경로 내로 확장되는 돌기의 수를 감소시키는 지지 격자 및 중간 유체 혼합 격자를 필요로 한다.
또한, 같은 형식의 스트랩으로부터 만들어지는 지지 격자 및 중간 유체 혼합 격자를 필요로 한다.
또한, 확장된 연료봉 접촉 표면을 가지고 그리하여 더 낮은 접촉 압력을 허락하는 지지 격자 및 중간 유체 혼합 격자를 필요로 한다.
이러한 필요 등은 지지 격자 또는 중간 유체 혼합 격자에 사용될 수 있는 4 접점 스트랩을 제공하고 연장된 연료봉 접촉면을 가지는 본 발명에 의해 만족될 수 있다. 스트랩은 일반적으로 정사각형인 셀을 형성하도록 구성된다. 각 셀 내에는 2 개의 연장된 스프링 및 2개의 연장된 딤플이 있다. 연장된 스프링 및 연장된 딤플은 셀 내에서 동일 평면이 아니다. 그러므로, 각 셀에서 연료봉은 4 점에서 접촉된다. 종래 기술에서와 같은 6개 대신에, 각 셀로 연장되는 4개의 돌기만이 있기 때문에, 압력 강하는 감소된다. 이는 또한 냉각제가 더 짧은 거리 동안 지지 격자에 접촉하게 하여 압력 강하를 더 감소시키는 감소된 높이의 지지 격자를 허락한다. 또한, 4 접점만이 있기 때문에, 부식 마모가 발생하는 점의 수가 감소된다. 또한, 스프링 및 딤플은 연장되었기 때문에, 연료봉에 인가되는 접촉 압력은 감소될 수 있고, 그리하여 종래 기술의 지지 격자와 일반적으로 같은 힘으로 연료봉에 접촉하는 경우에도 부식을 더 감소시킨다. 이러한 스트랩으로 조립된 격자는 지지 격자 또는 중간 유체 혼합 격자의 위치에 사용될 수 있다.
종래 기술에서와 같이, 스트랩은 상부 또는 하부 경계로부터 연장된 일련의 결합 홈을 가지는 일반적으로 평편하고 연장된 부재이다. 기술분야에서 주지된 바와 같이, 결합 홈은 스트랩이 일반적으로 정사각형인 셀을 가진 격자를 형성하도록 결합되게 한다. 2개 홈 사이에 배치된 스트랩의 부분은 개별 셀의 일부를 형성하고 이하에서 “스트랩 셀 부분”으로 표시된다. 즉, 스트랩은 그 측면 경계에 결합된 복수의 스트랩 셀 부분을 포함한다. 각 스트랩 셀 부분은 제 1 표면, 제 1 표면에 반대에 위치한 제 2 표면, 상부 및 하부를 포함한다. 돌기는 각 상부 및 하부로부터 연장된다. 돌기는 연장된 스프링 또는 연장된 딤플일 수 있다. 스트랩 셀 부분의 상부 및 하부의 돌기는 반대 표면으로부터 연장된다. 즉, 예를 들면, 상부 돌기가 제 1 측면으로부터 연장되는 경우, 하부 돌기는 제 2 측면으로부터 연장된다. 바람직하게는, 각 셀 부분에는 돌기의 각 형식 중 하나, 즉 하나의 연장된 스프링 및 하나의 연장된 딤플이 있다.
도 1에서 도시되는 바와 같이, 핵반응을 위한 연료 집합체(20)는 하부에 유입구를 가지고 상부에 배출구를 가지는 수조(미도시)에 배치된다. 연료 집합체(20)는, 집합체 부품에 손상 없이 통상적으로 조작될 수 있는 집적 집합체를 형성하기 위해, 통상적인 방식으로, 원자로(미도시)의 노심 영역에서 하부 노심 플레이트(미도시) 상에 연료 집합체(20)를 지지하기 위한 하단 구조 또는 하부 노즐(22); 하부 노즐(22)로부터 상측으로 돌출하는 다수의 세로 확장 제어봉 안내 튜브 또는 심블(24); 안내 심블(24)을 따라 축방향으로 이격된 복수의 교차 지지 격자(26); 격자(26)에 의해 교차 이격되고 지지되는 연장 연료봉(28)의 조직된 배열; 에셈블리의 중앙에 위치하는 계측 튜브(30); 및 안내 심블(24)의 상단에 부착된 상단 구조 또는 상부 노즐(32)을 포함한다. 하부 노즐(22) 및 상부 노즐(32)은 물과 같은 유체 냉각제의 상부 수직 유동이 열에너지를 수용하기 위해 다양한 연료봉(28)을 따라 상부로 통과하기 위한 유체 개구(미도시)를 가진 말단 플레이트(미도시)를 가진다. 연료봉(28) 사이에서 냉각제의 혼합을 증진하기 위해, 적어도 하나의 혼합 베인 격자 구조 또는 중간 유체 혼합 격자(34)가 한 쌍의 지지 격자(26) 사이에 배치되고 안내 심블(thimble)(24) 상에 탑재된다.
상부 노즐(32)은 인클로저 또는 하우징을 규정하며 그 주변 경계로 확보되는 직립한 측벽을 가지는 교차 연장 어댑터 플레이트(미도시)를 포함한다. 고리상 플 랜지(미도시)는 측벽의 상부에 확보되고, 노심 유발 열팽창 등에 기인한 연료 집합체 길이의 변화를 허락하는 동안 상측 유체 유동에 기인한 연료 집합체의 수압 상승을 방지하기 위한 통상적인 방법으로 상부 노심 플레이트(미도시)와 협력하는 판 스프링(36)(도 1에서 도시되는 것 중 하나)은 이러한 플랜지에 적당하게 조여진다. 제어봉 안내 심블(24)의 제어봉을 수직으로 이동시키기 위한 통상적인 봉 클러스터 제어 집합체(38)는 주지된 방식으로 상부 노즐(32)의 측벽에 의해 규정된 개구 내에 배치된다. 연료 집합체(20)를 형성하기 위해, 지지 격자(26) 및 중간 유체 혼합 격자(34)는 소정의 축방향으로 이격된 위치에서 수직 연장 안내 심블(24)에 부착된다. 하부 노즐(22)은 안내 심블(24)의 하단에 적당하게 부착되고, 그리고 상부 노즐(32)은 안내 심블(24)의 상단에 부착된다. 그리고 연료봉(28)은 격자(26) 및 중간 유체 혼합 격자(34)를 통해 삽입된다. 연료봉(28)은 일반적으로 하나의 직경을 가지는 연장된 실린더이다. 연료 집합체(20)의 보다 자세한 설명을 위해, 미국 특허 제 4,061,536호가 참조될 것이다.
도면에 묘사된 연료 집합체(20)는 연료봉 배열 내에 전략적으로 배열된 제어봉 안내 심블(24)을 가진 연료봉(28)의 정사각 배열을 가진 형식 중 하나이다. 또한, 하부 노즐(22), 상부 노즐(32), 및 지지 격자(26)는 일반적으로 단면이 정사각형이다. 도면에 표시된 특정 연료 집합체(20)는 예시의 목적만을 위한 것이고, 노즐 또는 격자의 형태, 또는 연료봉(28) 및 안내 심블(24)의 수 및 구조는 제한되지 않고 본 발명은 도시된 특정한 것과는 다른 형태, 구조, 및 배열에 동일하게 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 2 및 3에서 도시되는 바와 같이, 지지 격자(26) 및 중간 유체 혼합 격자(34)는 일반적으로 정사각형, 4 접점 격자(50)로서 실질적으로 유사한 방식으로 제작될 수 있다. 4 접점 격자(50)는, 도 3에서 도시되는 바와 같은, 일반적으로 평탄하고 연장된 스트랩(strap)(52)의 복수로부터 제작된다. 스트랩(52)은 상부 가장자리 또는 하부 가장자리로부터 연장된 복수의 결합 홈(54)을 포함한다. 기술분야에서 주지된 바와 같이, 하부 가장자리로부터 연장된 홈(54)을 가지는 스트랩(52)은 이격된 평행 관계로 배치된다(도 2). 상부 가장자리로부터 연장된 홈(54)을 가지는 스트랩(52)의 제 1 세트(58)는 하부 가장자리로부터 연장된 홈(54)을 가지는 스트랩(52)의 제 2 세트(59)에 일반적으로 수직인 이격된 평행 관계로 배치된다. 이러한 구성에서, 스트랩(52)의 제 1 및 제 2 세트(58, 59) 상의 홈(54)은 서로 결합하여 일반적으로 정사각인 셀(cell)(56)을 가진 4 접점 격자(grid)(50)를 형성하기 위해 구성된다. 2개의 홈(54) 사이의, 또는 홈(54) 및 스트랩(52)의 말단 사이의 스트랩(52)의 영역은 스트랩 셀 부분(60)으로 식별될 수 있다.
각 스트랩 셀 부분(60)은 일반적으로 유사하고 단일 스트랩 셀 부분(60)은 도 4-6에 도시된다. 단일 스트랩 셀 부분(60)의 상세는 모든 스트랩 셀 부분(60)에 일반적으로 적용 가능한 것이 이해되어야 한다. 그러나, 이하에 자세하게 기술된 바와 같이, 도 4-6에 도시되는 스트랩 셀 부분(60)은 상부(66)에 연장된 스프링(78) 및 하부(68)에 연장된 딤플(dimple)(79)을 가지는 것이 우선 언급된다. 연장된 스프링(78) 및 연장된 딤플(79)의 위치는 역전될 수 있다. 스트랩 셀 부분(60)은 제 1 측면(62), 제 1 측면(62)에 반대 방향의 제 2 측면(64), 상부(66) 및 하부(68)를 가지는 본체(61)를 포함한다. 홈(54)은 스트랩 셀 부분(60)의 측면 경계 상에 있다. 도 4-6에 도시되는 바와 같이, 홈(54)은 스트랩 셀 부분(60)의 하부 가장자리에서 시작하여 상부(66)로 상측으로 확장한다. 상술한 바와 같이, 홈(54)은 스트랩 셀 부분(60)의 상부 가장자리에서 시작하여 하부(68)로 확장할 수 있다. 상부(66)에 제 1 측면(62)으로부터 연장되는 제 1 돌기(70)가 있고 하부(68)에 제 2 측면(64)으로부터 연장되는 제 2 돌기(72)가 있다. 4 접점 격자(50)의 경계로 사용되는 스트랩(52)은 외부에 돌기(70, 72)를 가지고 있지 않고 내부로 연장되는 적어도 하나의 돌기(71)를 가진다. 바람직하게는, 돌기(70, 72)는 본체(61)로부터 펀치되어 상부(66)에 상부 개구(74) 및 하부(68)에 하부 개구(76)를 형성한다. 돌기(70, 72)는, 이하에서 보다 자세하게 기술되는 바와 같이, 연장된 스프링(78) 또는 연장된 딤플(79)일 수 있다. 도시되는 바와 같이, 제 1 돌기(70)는 스트랩 셀 부분(60)의 상부(66)에 배치되고 제 2 돌기(72)는 스트랩 셀 부분(60)의 하부(68)에 배치된다. 또한, 혼합 베인과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 혼합 장치는 스트랩 셀 부분(60)의 상부 가장자리에 배치될 수 있다.
연장된 스프링(78)은 일반적으로 최고점에 오목 채널(92)을 가진 아치형 부재(90)이다. 아치형 부재(90)는 약 0.2 내지 0.5 인치 사이, 보다 바람직하게는 약 0.3 인치의 높이를 가지며 수직 방향으로 연장된다. 스프링 채널(92)은 아치형 부재(90)의 전체 높이를 따라 연장된다. 스프링 채널(92)은 약 0.02 내지 0.08 인치 사이, 보다 바람직하게는 약 0.04 인치의 폭을 가진다. 스프링 채널(92)은 연료봉(28)과 거의 동일한 곡면을 가지고 연료봉(28)과 결합하도록 구성된다. 연장된 스프링(78)이 배치되는 상부 개구(74)는 연장된 스프링(78)의 각 측면을 따라 부분적으로 연장된 수직 컷아웃을 포함한다. 그러므로, 아치형 부재(90)는 전체 측면 가장자리를 따라 본체(61)에 결합되지 않는다. 컷아웃은 아치형 부재(90)가 스프링과 같은 작용을 생성하며 본체(61)에 대해 상대적으로 구부러지게 한다. 그러므로, 연장된 스프링(78)은 약 0.0 내지 2.5 psi 사이, 보다 바람직하게는 약 0.8 psi의 압력을 적용할 수 있도록 구성된다.
연장된 딤플(79)은 일반적으로 최고점에 오목 채널(102)을 가진 아치형 부재(100)이다. 딤플 아치형 부재(100)는 약 0.2 내지 0.5 인치 사이, 보다 바람직하게는 약 0.3 인치의 높이를 가지며 수직 방향으로 연장된다. 딤플 채널(102)은 딤플 아치형 본체(90)의 전체 높이를 따라 연장된다. 딤플 채널(102)은 약 0.02 내지 0.08 인치 사이, 보다 바람직하게는 약 0.04 인치의 폭을 가진다. 딤플 채널(102)은 연료봉(28)과 거의 동일한 곡면을 가지고 연료봉(28)과 결합하도록 구성된다. 실질적으로, 딤플 아치형 부재(100) 측면의 전체 길이는 본체(61)에 결합된다. 이러한 방식으로 딤플 아치형 부재(100)는 최소한으로 구부러질 수 있다.
스트랩(52)이 일반적으로 정사각인 셀(56)을 가진 4 접점 격자(50) 내로 조립될 때, 각 연장된 스프링(78) 또는 연장된 딤플(79)은 단일 셀 내로 연장된다. 단일 셀 부분 상의 연장된 스프링(78) 및 연장된 딤플(79)은 인접한 셀로 연장된다. 일반적으로 정사각인 셀(56)을 형성하면서 각 스트랩 셀 부분(60)으로부터 연장된 적어도 하나의 돌기(70, 72)가 있기 때문에, 각 셀(56)에는 적어도 4개의 접점이 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 셀(56) 내의 모든 돌기(70, 72)는 동일 평면 이다. 즉, 단일 셀(56)의 모든 돌기(70, 72)는 상부(66) 또는 하부(68) 상에 있다. 돌기(70, 72)는 연장된 스프링(78)이 연장된 딤플(79)의 반대측에 배치되도록 구성된다. 이러한 구성에서, 각 연료봉(28)은 각 셀(56)의 4개의 접점에 결합된다. 즉, 연료봉(28)은 2개의 연장된 스프링(78)에 의해 2개의 연장된 딤플(79)로 치우친다. 4-접점 격자(50)는 6-접점 격자와 유사한 방식에서의 연료봉(28) 회전 및 보잉(bowing)을 방지하도록 동작한다.
본 발명의 특정한 실시예가 상세하게 기술되었지만, 이러한 상세에 대해 다양한 변경 및 대체가 전체 개시로부터 개발될 수 있는 것은 기술분야에서 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 개시된 특정 배열은 단지 예시를 위한 것이고 첨부된 특허청구범위 및 그 모든 균등물의 전체 범위로부터 주어지는 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

Claims (20)

  1. 핵연료 집합체를 위한 4 접점 격자로서, 상기 핵연료 집합체는 하나의 직경을 가지는 적어도 하나의 실린더 연료봉을 가지고, 상기 4 접점 격자는:
    스트랩의 제 1 세트 및 스트랩의 제 2 세트를 포함하고, 각각의 스트랩은 복수의 셀 부분을 가지는, 복수의 연장되고 평탄한 스트랩을 포함하고;
    상기 스트랩의 제 1 세트는 서로 평행 관계로 이격되어 배치되며;
    상기 스트랩의 제 2 세트는 상기 스트랩의 제 1 세트에 수직이며 서로 평행 관계로 이격되어 배치되고, 상기 스트랩의 제 1 세트와 결합되어 복수의 정사각인 셀을 형성하고;
    각각의 스트랩 셀 부분은 적어도 하나의 돌기를 가지며;
    각각의 상기 스트랩 셀 부분은 각각의 셀 내부로 연장되는 하나의 돌기만을 가지고;
    각각의 상기 돌기는 연장된 스프링과 연장된 딤플의 어느 하나이며; 그리고
    각각의 상기 연료봉은 각 셀의 4개의 접점에 의해 접촉하는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 4 접점 격자.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 스프링은 상기 셀의 연장된 딤플의 반대측에 배치되는 것을 특징으로 하는 4 접점 격자.
  3. 제 2 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 스프링은 각각의 상기 연료봉으로 0.0 psi 내지 2.5 psi의 압력을 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 4 접점 격자.
  4. 제 3 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 스프링은 0.2 내지 0.5 인치의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 4 접점 격자.
  5. 제 4 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 스프링은 0.3 인치의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 4 접점 격자.
  6. 제 4 항에 있어서,
    각각의 상기 연장된 스프링은 최고점에 오목 채널을 가지는 아치형 부재를 포함하고; 그리고
    상기 채널은 상기 아치형 부재의 높이로 연장되고 상기 연료봉과 결합하는 형태인 것을 특징으로 하는 4 접점 격자.
  7. 제 3 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 딤플은 0.2 내지 0.5 인치의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 4 접점 격자.
  8. 제 7 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 딤플은 0.3 인치의 길이를 가지는 것 을 특징으로 하는 4 접점 격자.
  9. 제 7 항에 있어서,
    각각의 상기 연장된 딤플은 최고점에 오목 채널을 가지는 아치형 부재를 포함하고; 그리고
    상기 채널은 상기 아치형 부재의 높이로 연장되고 상기 연료봉과 결합하는 형태인 것을 특징으로 하는 4 접점 격자.
  10. 하나의 직경을 가진 적어도 하나의 연료봉을 둘러싸기 위해 구성된 원자로를 위한 연료 집합체로서, 상기 연료 집합체는:
    하부 노즐;
    상기 하부 노즐로부터 상측으로 돌출된 복수의 연장된 안내 심블; 및
    상기 안내 심블을 따라 축방향으로 위치한 복수의 4 접점 격자를 포함하고,
    상기 4 접점 격자는 지지 격자 및 중간 유체 혼합 격자 동작하는 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 4 접점 격자는:
    스트랩의 제 1 세트 및 스트랩의 제 2 세트를 포함하고, 각각의 스트랩은 복수의 셀 부분을 가지는 복수의 연장되고 평탄한 스트랩을 포함하고;
    상기 스트랩의 제 1 세트는 서로 평행 관계로 이격되어 배치되며;
    상기 스트랩의 제 2 세트는 상기 스트랩의 제 1 세트에 수직이고 서로 평행 관계로 이격되어 배치되고, 상기 스트랩의 제 1 세트와 결합되어 복수의 정사각인 셀을 형성하고;
    각각의 스트랩 셀 부분은 적어도 하나의 돌기를 가지며;
    각각의 상기 스트랩 셀 부분은 각각의 셀 내부로 연장되는 하나의 돌기만을 가지고;
    각각의 상기 돌기는 연장된 스프링과 연장된 딤플의 어느 하나이며; 그리고
    각각의 상기 연료봉은 각각의 셀의 4개의 접점에 의해 접촉하는 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
  12. 제 11 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 스프링은 상기 셀의 연장된 딤플의 반대측에 배치되는 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
  13. 제 12 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 스프링은 각각의 상기 연료봉으로 0.0 psi 내지 2.5 psi의 압력을 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
  14. 제 13 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 스프링은 0.2 내지 0.5 인치의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
  15. 제 14 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 스프링은 0.3 인치의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
  16. 제 14 항에 있어서,
    각각의 상기 연장된 스프링은 최고점에 오목 채널을 가지는 아치형 부재를 포함하고; 그리고
    상기 채널은 상기 아치형 부재의 높이로 연장되고 상기 연료봉과 결합하는 형태인 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
  17. 제 13 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 딤플은 0.2 내지 0.5 인치의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
  18. 제 17 항에 있어서, 각각의 상기 연장된 딤플은 0.3 인치의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
  19. 제 17 항에 있어서,
    각각의 상기 연장된 딤플은 최고점에 오목 채널을 가지는 아치형 부재를 포함하고; 그리고
    상기 채널은 상기 아치형 부재의 높이로 연장되고 상기 연료봉과 결합하는 형태인 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
  20. 제 11 항에 있어서, 각각의 상기 스트랩 셀 부분은 혼합 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로를 위한 연료 집합체.
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