KR100822273B1 - 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는냉각재의 유량저감장치 - Google Patents

일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는냉각재의 유량저감장치 Download PDF

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김종인
김태완
정경훈
김종욱
최우석
박근배
김영인
윤주현
지성균
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한국원자력연구원
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Abstract

본 발명은 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치에 관한 것으로, 그 주된 목적은 가압기를 관통하는 각종 안내관의 하부에 유량저감장치를 설치하여 안내관과 안내관 내부의 계측기 및 연장축 사이에 형성되는 간극을 최소화시켜 가압기 내부로 유입될 수 있는 원자로 내부 냉각재의 유량을 최소화시킴으로써 가압기 압력제어 기능의 신뢰성을 향상시키는 유량제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 일체형원자로에서 가압기집합체를 관통하고 하부가 용접된 CEA연장봉 안내관과 그 내부에 위치한 CEA연장봉 하부에 설치되어 일체형원자로의 냉각재가 CEA연장봉 안내관 내부로 대량 유입되지 않도록 CEA연장봉 안내관 하부에 설치되는, 다수개의 조각으로 이루어진 환형의 판으로 구성된 분할원판과; 상기 다수개의 분할원판을 상호 당겨주는 스프링과; 상기 스프링이 설치된 분할원판 상부를 지지하는 상부덮개와; 상기 스프링이 설치된 분할원판 하부를 지지하는 몸체를 이루는 하부지지대로 구성된 것을 그 기술적 사상의 특징으로 한다.
일체형원자로, 냉각재, 열전달, 열팽창, 횡하중, 가압기, 관통안내관

Description

일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치{A device to restrict the flow inlet through penetration guide tubes installed in a pressurizer of integral reactor}
도 1은 본 발명에 다른 유량저감장치가 설치된 대표적인 일체형원자로의 구성을 보인 단면 예시도이고,
도 2는 도 1의 원자로에서 본 발명의 유량저감장치가 설치된 저온 자기가압기의 단면 예시도이고,
도 3은 도 2에서 CEA연장봉 안내관에 본 발명에 따른 유량저감장치의 설치 예시도이고,
도 4는 도 3에서 CEA연장봉 안내관 및 유량저감장치의 구조도이고,
도 5는 본 발명에 따른 유량저감장치의 3차원 형상도이고,
도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 유량저감장치 내부의 분할원판의 동작 상태 예시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(10) : 원자로 용기 (11) : 가압기집합체
(12) : 제어봉구동장치집합체 (13) : 냉각재펌프집합체
(14) : 증기발생기카세트집합체 (15) : 상부안내구조물집합체
(16) : 핵연료집합체 (17) : CEA연장봉
(18) : CEA연장봉 상부턱 (21) : 습식단열재
(22) : 가압기냉각기 (23) : CEA연장봉 안내관
(24) : 계측기안내관 (25) : 가압기바닥판
(26) : 신축이음 주름관 (30) : 유량저감장치
(31) : 상부덮개 (32) : 분할원판
(33) : 비틀림코일스프링 (34) : 인장코일스프링
(35) : 하부지지대 (36) : V자형 홈
본 발명은 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치에 관한 것으로, 자세하게는 원자로 냉각재의 유량을 최소화시켜 관통 안내관을 통한 열전달을 최소화시키고, 열팽창을 흡수하며, 횡하중을 감소시켜주는 기능을 가지는 장치에 관한 것이다.
일체형원자로에서 가압기는 원자로용기 내부에 설치되며, 가압기는 압력제어 특성에 따라 저온 자기가압기와 고온 증기가압기로 구분된다.
저온 가압기는 가압기 내부의 온도가 원자로 내부의 온도보다 낮은 반면, 고 온 가압기는 가압기 내부의 온도가 원자로 내부의 온도보다 높다.
따라서 원자로 내부의 냉각재가 가압기를 관통하는 안내관 내부로 대량으로 유입되면, 가압기와 냉각재 사이의 과도한 열전달로 인하여 가압기 내부의 온도가 변화되고 가압기 기능이 저하된다.
보다 자세하게 설명하자면 저온 자기가압기의 경우 가압기 내부의 온도는 가스용해도를 낮추기 위하여 70~80℃로 유지한다. 원자로 내부의 냉각재는 310~320℃ 정도의 고온이기 때문에 가압기 외부 가장자리에는 습식단열재를 설치하여 원자로 내부와 가압기 사이에 열전달을 억제시킨다.
또한 가압기가 원자로용기 내부의 상단부에 설치되므로 가압기를 관통하여 제어봉집합체(CEA) 연장봉, 원자로 수위계측기 및 노내계측기들이 설치되므로 가압기 내부는 이들 구조물들을 노심의 지정된 위치로 안내하기 위한 각종 안내관들이 설치된다.
가압기를 관통하는 각종 안내관에는 단열재를 부착할 수 없으므로 원자로 내부의 냉각재가 이들 안내관 내부로 대량 유입되면 가압기 내부의 온도가 변동하게 되어 원자로 냉각재 계통의 압력 및 온도 변화에 대한 조절능력이 감소되며 원자로 내부의 압력을 일정하게 유지시키기가 어려워진다.
따라서 가압기의 관통부에는 원자로 내부냉각재의 유동단면적을 최소화시켜 냉각재가 가압기 내부의 온도변화에 미치는 영향을 최소화시켜야 한다.
상기 설명은 저온 자기가압기에 관한 설명이나, 일체형원자로 내부에 설치되는 가압기는 고온증기가압기와 저온자기가압기는 모두 원자로내부 냉각재와 온도차이가 발생하므로 가압기 관통부에서는 동일한 문제점이 발생한다.
즉, 종래 고온증기가압기와 저온자기가압기의 문제점으로는 간극이 커 가압기 내부로 유입되는 냉각재의 유량이 많아 가압기 압력제어 기능의 신뢰성을 저하된다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가압기를 관통하는 각종 안내관의 하부에 유량저감장치를 설치하여 안내관과 안내관 내부의 계측기 및 연장축 사이에 형성되는 간극을 최소화시켜 가압기 내부로 유입될 수 있는 원자로 내부 냉각재의 유량을 최소화시킴으로써 가압기 압력제어 기능의 신뢰성을 향상시키는 유량제어장치를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 일체형원자로에서 가압기집합체를 관통하고 하부가 용접된 CEA연장봉 안내관과 그 내부에 위치한 CEA연장봉 하부에 설치되어 일체형원자로의 냉각 재가 CEA연장봉 안내관 내부로 대량 유입되지 않도록 CEA연장봉 안내관 하부에 설치되는,
다수개의 조각으로 이루어진 환형의 판으로 구성된 분할원판과;
상기 다수개의 분할원판을 상호 당겨주는 스프링과;
상기 스프링이 설치된 분할원판 상부를 지지하는 상부덮개와;
상기 스프링이 설치된 분할원판 하부를 지지하는 몸체를 이루는 하부지지대로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 분할원판 양측면의 평면형상이 V자형 홈을 형성하고 있으며, 분할원판을 서로 당기는 스프링의 인장력이 작용하면 분할원판의 V자형 홈의 경사면이 서로 미끄러지면서 맞물리게 되어 환형형상을 유지되도록 구성하였다.
상기 분할원판은 적어도 3 ~ 6개 정도의 동일한 형상으로 만들어지며, 분할원판의 중앙에는 CEA연장봉 또는 각종 계측기가 관통하도록 원형 공간이 형성된 구조이다.
상기 분할원판은 외경이 상부덮개의 상부에 형성된 홈의 내경보다 작게 가공하여 틈새를 형성하여, 분할원판의 팽창시 분절이 가능토록 하거나 수축된 상태의 분할원판이 이 틈새를 통해 수평방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 함으로써 CEA연장봉 및 계측기들이 횡방향으로 움직여도 냉각재의 흐름을 차단하며 구조물 상호간에 발생할 수 있는 횡방향 하중이 제거되도록 구성하였다.
상기 분할원판 사이에 설치되어 분할원판을 상호 당기는 스프링은 비틀림 코일스프링 또는 인장코일스프링으로 구성된다.
상기 스프링은 분할원판의 수만큼 구비되어 이웃하는 분할원판간을 걸쳐서 설치된다.
상기 하부지지대는 CEA연장봉 안내관 내부에 삽입한 후 하부지지대와 CEA연장봉 안내관 하단을 점용접하여 고정시킨다.
상기 하부지지대는 원판형구조로 내부 중심부가 중앙구멍으로 가공되어 있고, 원판형 구조의 상부는 분할원판 및 스프링이 설치된 상태에서, 상부덮개가 덮이도록 일정깊이로 하부지지대의 외경 둘레보다 작은 직경을 가지게 홈이 가공되어 있고, 하부는 중앙구멍쪽으로 갈수록 직경이 작아지도록 경사지게 가공된 구조이다.
상기 상부덮개는 중심부가 천공된 중앙구멍을 가지되, 그 내경은 적어도 하부지지대의 중앙구멍 내경과 같도록 하고, 외경은 하부지지대의 상부에 형성된 홈과 같도록 하며, 하부는 분할원판의 상부를 지지하면서 분할원판 팽창시 마찰력을 작게하기 위해 하부면적을 일정 깊이로 파서 접촉면적을 줄이도록 가공하였다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 유량저감장치는 CEA연장봉 안내관과 같이 가압기를 관통하는 안내관 하부에 설치되며, 안내관으로 유입될 수 있는 원자로냉각재의 유입량을 최소화시켜 가압기의 기능저하를 방지하게 된다.
또한 여러개의 분할원판과 스프링으로 결합되어 환형원판 형상을 이루며, 유량저감판 사이에 삽입되는 CEA연장봉 및 각종 계측기들의 상부 직경이 굵더라도 분할원판이 벌어지면서 굵은 축이 용이하게 삽입된.
또한 가압기와 원자로 내부의 온도차이로 구조물에 열팽창 차이가 발생하여 가압기 바닥판과 원자로 내부구조물 상호간의 관통부 중심이 다소 어긋나게 되더라도 유량저감장치가 자유롭게 움직이며 관통부의 유동면적을 항상 일정하게 유지하도록 하여 유량저감장치가 가압기가 원자로의 운전상황 변화에 영향을 받지 않고 항상 일정한 온도를 유지하도록 함으로써 안정적인 가압기 기능을 유지하게 된다.
또한 분할원판을 횡방향으로 자유롭게 움직이도록 하여, 가압기와 원자로 내부의 온도차이로 국부적인 열팽창 차이가 발생할 때 분할원판이 움직이면서 냉각재 유로를 차단하며 아울러 CEA연장봉 및 온도계측기에서 발생할 수 있는 과도한 횡방향 하중을 흡수하게 된다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 다른 유량저감장치가 설치된 대표적인 일체형원자로의 구성을 보인 단면 예시도로서, 한국원자력연구소에서 개발한 일체형원자로인 'SMART연구로' 원자로집합체의 단면예시도를 도시한 것이다.
일체형원자로는 분리형원자로와 달리 가압기집합체(11), 냉각재펌프집합체(13) 및 증기발생기카세트집합체(14)가 원자로집합체 내부에 배치됨으로 인하여 원자로 내부의 냉각재는 원자로용기(10) 외부로 유출되지 않고 내부에서만 순환하는 구조로 이루어진다
상기 일체형원자로를 구성하는 가압기집합체(11)는 원자로의 중앙 상부에 위치하여 원자로덮개의 기능도 함께 제공하며 가압기집합체의 상부에는 제어봉구동장치집합체(12), 노내계측기, 원자로 수위계측기 등의 여러 가지 구조물이 설치된다. 이들 구조물들은 가압기집합체(11)를 관통하여 설치되는 CEA연장봉안내관(23)을 통하여 CEA연장봉(17)과 각종 계측기를 원자로 내부로 삽입시켜 노심을 제어하며 온도 및 수위를 계측한다.
CEA연장봉(17)은 핵연료 내부에 삽입되는 CEA를 제어봉구동장치와 연결하는 원통형 축으로써 제어봉구동장치의 운전에 따라 CEA를 상하로 이동시켜 원자로노심을 제어한다.
가압기집합체(11)를 관통하는 튜브형상의 CEA연장봉안내관(23)과 각종 계측기 안내관(24)들은 가압기집합체 덮개와 바닥판에 밀봉용접하기 때문에 안내관을 통하여 원자로 내부와 가압기집합체 사이에는 냉각재가 누설되지 않는다.
CEA연장봉안내관(23) 하부에는 이 CEA연장봉안내관의 열팽창을 흡수시키기 위하여 신축이음 주름관(26)이 설치된다.
또한 가압기집합체(11) 외벽에는 습식단열재를 부착하여 원자로와 가압기집합체 사이에 열전달을 차단하여 원자로 내부의 열이 가압기집합체(11)로 전달되어 가압기집합체의 기능저하를 초래하지 않도록 한다.
SMART연구로에서는 CEA연장봉 안내관(23) 12개, 노내계측기 안내관 18개, 원자로 수위계측기안내관 2개 등이 가압기를 관통하여 설치되므로 원자로의 냉각재가 각각의 안내관 내부로 대량 유입되지 않도록 관통부가 넓은 각 안내관 하부에는 유량저감장치를 설치하여야 한다.
도 1에서의 타원점선부의 상세 도면은 유량저감장치(30)가 CEA연장봉 안내관(23)에 장착된 상태를 도시한 것이다. 이 유량저감장치(30)는 원자로 내부 냉각재가 CEA연장봉(17)과 CEA연장봉안내관(23) 사이로 대량 유입되는 것을 방지하기 위하여 설치한다.
도 2는 도 1의 원자로에서 본 발명의 유량저감장치가 설치된 저온 자기가압기의 단면 예시도로서, 도 1의 일체형원자로에서 가압기집합체(11) 부분만을 분리하여 도시한 것이다.
가압기 집합체(11) 상부에 설치된 제어봉구동장치집합체(12), 가압기를 관통하는 적어도 하나 이상의 CEA연장봉 안내관(23)과 적어도 하나 이상의 노내계측기 안내관(24), 그리고 각 CEA연장봉 안내관(23) 내부에는 삽입된 CEA연장봉(17)이 도시되어 있다.
이 가압기집합체(11)의 형식은 저온 자기가압기로써 가압기 내부온도는 약 120℃정도이며 원자로 냉각재의 온도는 약 320℃이다. 고온의 원자로 냉각재로부터 가압기 내부로의 열전달을 막기 위해 가압기집합체(11) 외벽에는 습식단열재(21)를 부착하며, 가압기집합체(11) 내부의 온도를 저온으로 유지하기 위해서 가압기집합체 내부에는 가압기냉각기(22) 설치된다. 가압기집합체(11) 내부와 가압기집합체(11)를 감싸고 있는 원자로 냉각재의 온도차이가 크기 때문에 가압기 내부에 설치된 CEA연장봉 안내관(23), 계측기 안내관(24), 내부로 고온의 냉각재가 대량으로 유입하게 되면 가압기집합체(11) 내부의 온도가 상승하게 되고 이에 따른 압력 및 질소가스의 용해도가 변하게 되어 가압기의 기능이 저하된다.
도 3은 도 2에서 CEA연장봉 안내관에 본 발명에 따른 유량저감장치의 설치 예시도로서, 가압기집합체를 관통하는 CEA연장봉 안내관(23) 하부에 유량저감장치(30)가 설치되기 전의 상태와 설치된 상태를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이 유량저감장치(30)가 설치되기 전에는 원자로 내부의 고온 냉각재(coolant)가 CEA연장봉 안내관(23) 내부로 자유롭게 유입할 수 있음을 알 수 있고, 유량저감장치가 설치되면 CEA연장봉 안내관(23) 내부로 냉각재의 유입이 제지될 수 있음을 나타내고 있다.
도 4는 도 3에서 CEA연장봉 안내관 및 유량저감장치의 구조도로서, 가압기 바닥판(25)을 관통한 CEA연장봉 안내관(23) 내부에 설치된 유량저감장치(30)를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이 CEA연장봉(17)은 CEA연장봉 안내관(23) 내부에서 제어봉구동장치집합체(12)의 작동에 따라 상하로 움직이며, 유량저감장치(30)는 CEA연장봉(18)과 CEA연장봉 안내관(23) 사이에 삽입 설치함으로써 두 구조물 사이의 간극을 최소화하여 원자로내부의 고온 냉각재가 CEA연장봉 안내관(23) 내부로 유입되는 것을 제지한다.
이하 유량저감장치(30)의 구조를 이하 설명한다.
상부덮개 아래에 설치된 비틀림코일스프링(33) 또는 인장코일스프링(34)을 사용하여 스프링의 인장력이 항상 스프링 하부에 위치한 분할원판(32)에 오무라지는 힘으로 작용하도록 구성한다.
상부에 스프링이 설치된 분할원판(32)은 3~6개 정도의 동일한 형상으로 만들어지며, 분할원판이 상호 맞물리는 부분에는 평면형상이 V자형 홈(36)을 형성시켜 스프링의 힘으로 분할원판이 오무라질 때 V자형 홈(36)의 경사면을 따라 상호간에 미끄러짐이 발생하면서 서로 완전히 맞물리게 된다. 분할원판(32)이 완전히 맞물리면 환형원판 형상이 되며, 중앙에 형성되는 원형 공간에는 CEA연장봉(17) 또는 각종 계측기가 위치하게 된다. 즉, 유량저감장치가 CEA연장봉 안내관 하부에 설치되면 유령저감장치 내부에 CEA연장봉이 위치하며, 유량저감장치가 계측기안내관 하부에 설치하면 유량저감장치 내부에 계측기가 위치합니다. 즉 각각 별도로 설치된 다.
상기 스프링이 설치된 분할원판 상하부에 설치된 상부덮개(31)와 하부지지대(35)는 분할원판(32)의 상·하부를 지지토록 구성한다.
보다 상세하게 유량저감장치(30)의 구조를 설명한다.
유량저감장치(30)의 하부지지대(35)를 CEA연장봉 안내관(23) 내부에 삽입한 후 하부지지대(35)와 CEA연장봉 안내관(23) 하단을 점용접하여 유량저감장치(30)와 CEA연장봉 안내관(23)을 고정시킨다.
CEA 연장봉(17)은 상부에 CEA연장봉 상부턱(18)이 형성되어 있으며, CEA연장봉 상부턱(18)은 다른 부분보다 축의 직경이 크다.
가압기집합체(11)를 원자로용기에 설치하거나 추출할 때, 분할원판(32)의 중앙에 형성되는 구멍에 위치하는 CEA연장봉의 상부턱(18)은 분할원판(32) 사이로 지나가게 된다. 이때 분할원판(33)을 방사상 방향으로 벌어지게 되면서 CEA연장봉 상부턱(18)이 지나가게 되고, CEA연장봉 상부턱(18)이 지나가면 분할원판은 스프링의 힘으로 중심방향으로 다시 오무러진다.
분할원판(33)이 오무러질 때 V자형 홈(36)의 경사면은 상호접촉면을 따라 미끄러지면서 V자형 홈(36)에 완전히 맞물리게 되어 CEA연장봉(17)과 CEA연장봉 안내관(23) 사이에 간극이 최소화된다.
도 5는 본 발명에 따른 유량저감장치의 3차원 형상도로서, 유량저감장치(30)의 3차원 단면 형상을 나타낸 것으로써, 하부지지대(35), 분할원판(32), 비틀림코일스프링(33), 상부덮개(31)가 결합되는 상태를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이 하부지지대(35)는 원판형구조로 내부 중심부가 중앙구멍으로 가공되어 있고, 원판형 구조의 상부는 분할원판(32) 및 스프링이 설치되고, 상부덮개(31)가 덮이도록 일정깊이로 하부지지대의 외경 둘레보다 작은 직경을 가지게 홈이 가공되어 있고, 하부는 중앙구멍쪽으로 갈수록 직경이 작아지도록 경사지게 가공된 구조이다.
상부덮개(31)는 하부지지대와 같이 중심부가 천공된 중앙구멍을 가지는데 그 내경은 적어도 하부지지대(35)의 중앙구멍 내경과 같도록 하고, 외경은 하부지지대(35)의 상부에 형성된 홈과 같도록 한다. 또한 상부덮개의 하부는 분할원판(32)의 상부를 지지하게 되는데 분할원판이 팽창시의 마찰력을 작게하기 위해 하부면적을 일정 깊이로 파서 접촉면적을 줄이도록 가공한다.
분할원판(32)은 외경이 상부덮개(31)의 상부에 형성된 홈의 내경보다 작게 가공하여 팽창시 분절이 가능하도록 구성한다. 즉, 도시된 바와 같이 분할원판(32)은 원주방향으로 동일한 V자형 홈(36)의 평면형상을 가진 개별 분할원판(32)의 3차원 형상이 도시되어 있는데, 이러한 구조에 따라 스프링의 오므라지는 힘에 따라 오므러진 상태에서는 이웃하는 V자형 홈과 접하여 내부의 원이 환형을 완성하여 더이상 오므라지지 않게 되고, 스프링의 힘을 이기도 팽창시에는 접했던 이웃하는 V자형 홈의 형상을 따라 사선방향으로 미끌어져 연속하여 이어진 환형 모양이 분절 된 환형을 이루면서 내부 환형부의 직경이 커지도록 한 구조임을 알 수 있다. 이때 최대 미끌어져 벌어지는 한계는 하부지지대(35)의 내경이 최대치이다.
상기에서 스프링은 이웃하는 분할원판에 형성된 홈에 스프링의 일측단을 꽂아 고정하게 된다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 유량저감장치 내부의 분할원판의 동작 상태 예시도로서, 유량저감장치(30)에서 분할원판(32)의 동작 상태를 나타낸 것으로써 비틀림코일스프링(33) 또는 인정코일스프링(34)으로 각각 결합된 분할원판을 나타내었다.
먼저 도 6a는 분할원판(34) 중앙 구멍에 CEA연장봉(17)이 정상위치에 삽입된 상태로써 분할원판(32)의 중심과 CEA연장봉(17)의 중심축이 일치하며, 분할원판은 스프링이 당기는 힘으로 서로 맞물려 있다.
도 6b는 가압기집합체를 원자로용기에 설치하거나 추출할 때, 분할원판(32)의 중앙에 CEA연장봉의 상부턱(18)이 위치하는 순간의 상태이다. 분할원판(32)에는 스프링(33, 34)이 서로 당기는 힘이 작용하지만 상부턱(18)이 분할원판(32)을 바깥쪽으로 밀게 되어 각각의 분할원판(32) 방사상 방향으로 밀리면서 벌어진 형태를 나타내고 있다.
도 6c는 유량저감장치의 중심이 CEA연장봉(17)의 중심과 일치하지 않는 상태를 나타내고 있다. 가압기 내부의 온도와 원자로 내부의 온도 차이에 의한 열팽창의 차이로 인하여 CEA연장봉(17)의 중심과 유량저감장치(30)의 중심이 일치하지 않 을 경우, 분할원판(32)이 하부지지대(35) 내부에서 횡방향으로 움직일 수 있기 때문에 CEA연장봉(17) 둘레로 간극이 형성되지 않아서 원자로 내부의 냉각재가 CEA연장봉 안내관(23) 내부로 유입되는 것을 방지되는 것을 나타내고 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
상기와 같은 본 발명은 가압기를 관통하는 안내관과 안내관 내부 구조물 사이의 간극을 최소화시킴으로써 냉각재의 유량이 최소화되어 가압기 압력제어 기능의 신뢰성이 향상된다는 장점과,
가압기와 원자로 내부의 온도차이로 구조물에 열팽창 차이가 발생하여 가압기 바닥판과 원자로 내부구조물 상호간의 관통부 중심이 다소 어긋나게 되더라도 유량저감장치가 자유롭게 움직이며 관통부의 유동면적을 항상 일정하게 유지하도록 하여 안정적인 가압기 기능이 유지된다는 장점과,
유량저감장치가 횡방향으로 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 CEA연장봉 및 각종 계측기들과 안내관 사이에서 국부적인 열팽창으로 발생할 수 있는 과도한 횡하중이 방지된다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

Claims (9)

  1. 일체형원자로에서 가압기집합체를 관통하고 하부가 용접된 CEA연장봉 안내관과 그 내부에 위치한 CEA연장봉 하부에 설치되어 일체형원자로의 냉각재가 CEA연장봉 안내관 내부로 대량 유입되지 않도록 CEA연장봉 안내관 하부에 설치되는,
    다수개의 조각으로 이루어진 환형의 판으로 구성된 분할원판과;
    상기 다수개의 분할원판을 상호 당겨주는 스프링과;
    상기 스프링이 설치된 분할원판 상부를 지지하는 상부덮개와;
    상기 스프링이 설치된 분할원판 하부를 지지하는 몸체를 이루는 하부지지대로 구성된 것을 특징으로 하는 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분할원판 양측면의 평면형상이 V자형 홈을 형성하고 있으며, 분할원판을 서로 당기는 스프링의 인장력이 작용하면 분할원판의 V자형 홈의 경사면이 서로 미끄러지면서 맞물리게 되어 환형형상을 유지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 분할원판은 적어도 3 ~ 6개 정도의 동일한 형상으로 만들어지며, 분할원판의 중앙에는 CEA연장봉 또는 각종 계측기가 관통하도록 원형 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 분할원판은 외경이 상부덮개의 상부에 형성된 홈의 내경보다 작게 가공하여 틈새를 형성하여, 분할원판의 팽창시 분절이 가능토록 하거나 수축된 상태의 분할원판이 이 틈새를 통해 수평방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 함으로써 CEA연장봉 및 계측기들이 횡방향으로 움직여도 냉각재의 흐름을 차단하며 구조물 상호간에 발생할 수 있는 횡방향 하중이 제거되도록 구성한 것을 특징으로 하는 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 분할원판 사이에 설치되어 분할원판을 상호 당기는 스프링은 비틀림 코일스프링 또는 인장코일스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치.
  6. 제 1항 또는 5항에 있어서,
    상기 스프링은 분할원판의 수만큼 구비되어 이웃하는 분할원판 간을 걸쳐서 설치된 것을 특징으로 하는 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 하부지지대는 CEA연장봉 안내관 내부에서 CEA연장봉 안내관 하단과 점용접되어 고정된 것을 특징으로 하는 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 하부지지대는 원판형구조로 내부 중심부가 중앙구멍으로 가공되어 있고, 원판형 구조의 상부는 분할원판 및 스프링이 설치된 상태에서, 상부덮개가 덮이도록 일정깊이로 하부지지대의 외경 둘레보다 작은 직경을 가지게 홈이 가공되어 있고, 하부는 중앙구멍쪽으로 갈수록 직경이 작아지도록 경사지게 가공된 구조인 것을 특징으로 하는 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 상부덮개는 중심부가 천공된 중앙구멍을 가지되, 그 내경은 적어도 하부지지대의 중앙구멍 내경과 같도록 하고, 외경은 하부지지대의 상부에 형성된 홈과 같도록 하며, 하부는 분할원판의 상부를 지지하면서 분할원판 팽창시 마찰력을 작게하기 위해 하부면적을 일정 깊이로 파서 접촉면적을 줄이도록 가공한 것을 특징으로 하는 일체형원자로의 가압기에서 관통안내관을 통하여 유입되는 냉각재의 유량저감장치.
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