KR100867031B1 - 핵연료 재장전기 그래플 - Google Patents

핵연료 재장전기 그래플 Download PDF

Info

Publication number
KR100867031B1
KR100867031B1 KR1020070032540A KR20070032540A KR100867031B1 KR 100867031 B1 KR100867031 B1 KR 100867031B1 KR 1020070032540 A KR1020070032540 A KR 1020070032540A KR 20070032540 A KR20070032540 A KR 20070032540A KR 100867031 B1 KR100867031 B1 KR 100867031B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
grapple
fuel
nuclear
chuck
nuclear fuel
Prior art date
Application number
KR1020070032540A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080089857A (ko
Inventor
이재선
김종인
최순
김동옥
김민환
유제용
박근배
Original Assignee
한국원자력연구원
한국수력원자력 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원, 한국수력원자력 주식회사 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020070032540A priority Critical patent/KR100867031B1/ko
Publication of KR20080089857A publication Critical patent/KR20080089857A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100867031B1 publication Critical patent/KR100867031B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/02—Details of handling arrangements
    • G21C19/10—Lifting devices or pulling devices adapted for co-operation with fuel elements or with control elements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00—Reactor types
    • G21C1/32—Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/18—Apparatus for bringing fuel elements to the reactor charge area, e.g. from a storage place
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)

Abstract

본 발명은 핵연료 재장전기 그래플에 관한 것으로, 그 목적은 중소형 일체형원자로에 사용되는 재장전기용 핵연료 그래플로, 핵연료 인출 시 핵연료 헤드에 설치된 핵연료 척 고정기에 체결되어 핵연료 척 고정기를 인출시키고 원자로와 핵연료 고정 척의 체결을 풀어 핵연료의 인출이 가능하도록 한 후 핵연료 그래플에 체결된 핵연료를 인출시키거나, 핵연료 장전 시 핵연료 척 고정기에 체결된 핵연료를 원자로심에 장전한 후 핵연료 척 고정기를 핵연료 헤드 내로 삽입하여 핵연료를 원자로에 고정시킬 수 있도록 하는 핵연료 그래플을 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 원자로에서 핵연료를 인출, 장전하는 그래플장치에 있어서,
그래플의 몸통을 이루는 케이스인 그래플하우징(1)과; 그래플하우징의 하부에 설치되어 하부에 위치한 핵연료 헤드(20)에 핵연료 그래플을 안내하여 장착을 용이하게 하고 핵연료집게봉축의 초기 설치위치를 설정하는 그래플 멈춤핀 안내통(5)과; 상기 그래플하우징 내부에 축방향으로 삽입되어 핵연료를 인출하기 위한 핵연료집게봉축(11)과; 상기 그래플하우징(1)의 상단부 일지점에 설치되어 핵연료집게봉축(11)의 상하 인양거리를 단속하는 그래플 안내핀(10)과; 상기 핵연료집게봉축 하부에 설치되어 핵연료와의 체결을 단속하는데 사용되는 그래플 해제장치의 일부로 구성되는 그래플 안내축과; 상기 그래플 안내축(7)의 중앙부 둘레부에 삽입 설치되어 핵연료 장전시 그래플을 해제하도록 구성된 그래플 해제장치(6)와; 상기 그래플하우징(1)의 내경부에 설치되어 상하 이동하면서 핵연료 헤드의 상부에 형성된 핵연료 척 고정기(21)를 상승시키도록 구성된 그래플 척(3)을 포함하여 구성된 것을 그 기술적 사상의 특징으로 한다.
핵연료 재장전기, 핵연료 집게, 그리퍼(gripper), 그래플(grapple)

Description

핵연료 재장전기 그래플{Refueling Machine Grapple}
도 1은 본 발명에 따른 핵연료 그래플과 본 발명이 적용되는 핵연료 헤드의 단면도이고,
도 2a, 2b는 본 발명에 따른 핵연료 그래플의 작동 순서도이고,
도 3a 내지 3e는 도 2a, 2b에 도시된 (I)위치 내지 (Ⅴ)위치에서의 요부 상세도를 나타낸 단면예시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 핵연료 그래플의 그래플 해제장치의 개략적인 설명도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 그래플 하우징 (2) : 그래플 강구
(3) : 그래플 척 (4) : 그래플 멈춤핀
(5) : 그래플 멈춤핀 안내통 (6) : 그래플 해제장치
(7) : 그래플 안내축 (8) : 그래플 해제장치강구
(9) : 그래플 해제핀 (10) : 그래플 안내핀
(11) : 핵연료집게봉축 (20) : 핵연료 헤드
(21) : 핵연료 척 고정기 (22) : 핵연료 고정 척
(23) : 고정 척 안내핀 (30) : 원자로
(310) : 돌출부 (110) : 그래플 안내축 걸림턱
(120) : 그래플 척 걸림턱 (210) : 핵연료 척 고정기 홈
(510, 610, 620) : 홈 (1100) : 그래플 안내핀 홈
(630) : 스프링
본 발명은 일체형원자로에 적용되는 중소형 핵연료의 재장전시 신연료를 집어 원자로심에 장전하거나, 사용후핵연료를 집어 원자로심으로부터 인출하는데 사용되는 핵연료 그래플(핵연료 집게)에 관한 것으로, 자세하게는 일체형원자로에 장착되는 중소형핵연료에 있어 핵연료 고정척과 핵연료 척 고정기 등으로 구성된 핵연료 헤드 설계에 적합하도록 핵연료를 취급하여 핵연료를 인출 또는 장전하게 하는 핵연료 그래플에 관한 것이다.
원자로는 원자로 운전 주기 또는 운전 상황변동에 따라 핵연료를 인출하고 재장전하여야 한다.
신연료가 원자로심에 장착된 후 원자로가 운전을 하게 되면 핵연료를 포함한 원자로 내부는 방사성 물질에 의해 오염되며, 원자로 해체 후에 작업자는 원자로 내부의 접근이 절대 불가능하게 된다.
따라서 사용후핵연료의 인출과 재장전은 원격 조정되는 재장전기에 의해 수행되어야 하며, 작업자는 법에 규정된 방사선 피폭선량 이내의 원거리에서 작업할 수 있어야 한다.
재장전기는 핵연료집게봉을 길게 원자로 내부로 내려 핵연료 헤드 위치에 일치시킨 후 핵연료집게봉 하단에 설치된 핵연료 그래플을 이용하여 핵연료를 장착하거나 인출시키는 작업을 수행한다.
핵연료는 가압경수로, 비등경수로, 가압중수로 등 원자로 형식에 각각 적합한 형태로 제작되며, 동일한 형식의 원자로라 하여도 각 원자로 특유의 고유한 핵연료 설계를 갖게 된다. 특히 핵연료는 핵연료를 원자로심에 설치하는 원자로 설계 특성에 따라 고유한 형태의 핵연료 헤드 형상을 갖게 된다. 이로 인해 재장전기에 설치되는 핵연료 그래플의 형상도 표준화되어 있지 않으며 각 원자로에 적합한 형상 및 기능으로 개발되어 있다. 국내에서 개발 중인 중소형 일체형원자로의 경우에는 원자로심에 핵연료를 고정시키는 방법이 기존의 원자로와는 매우 상이하다.
따라서 종래의 핵연료 그래플은 중소형 일체형원자로에는 사용할 수 없다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 중소형 일체형원자로에 사용되는 재장전기용 핵연료의 설치 해체시 안정성과 신뢰성이 획기적으로 개선 된 핵연료 그래플을 제공하는 것으로, 구체적으로는 핵연료 인출 시 핵연료 헤드에 설치된 핵연료 척 고정기에 체결되어 핵연료 척 고정기를 인출시키고 원자로와 핵연료 고정 척의 체결을 풀어 핵연료의 인출이 가능하도록 한 후 핵연료 그래플에 체결된 핵연료를 인출시키거나, 핵연료 장전 시 핵연료 척 고정기에 체결된 핵연료를 원자로심에 장전한 후 핵연료 척 고정기를 핵연료 헤드 내로 삽입하여 핵연료를 원자로에 고정시킬 수 있도록 하는 핵연료 그래플을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 구성은 원자로에서 핵연료를 인출, 장전하는 그래플장치에 있어서,
그래플의 몸통을 이루는 케이스인 그래플하우징과;
그래플하우징의 하부에 설치되어 하부에 위치한 핵연료 헤드에 핵연료 그래플을 안내하여 장착을 용이하게 하고 핵연료집게봉축의 초기 설치위치를 설정하는 그래플 멈춤핀 안내통과;
상기 그래플하우징 내부에 축방향으로 삽입되어 핵연료를 인출하기 위한 핵연료집게봉축과;
상기 그래플하우징의 상단부 일지점에 설치되어 핵연료집게봉축의 상하 인양거리를 단속하는 그래플 안내핀과;
상기 핵연료집게봉축 하부에 설치되어 핵연료와의 체결을 단속하는데 사용되 는 그래플 해제장치의 일부로 구성되는 그래플 안내축과;
상기 그래플 안내축을 포함하여 핵연료 장전시 그래플을 해제하도록 구성된 그래플 해제장치와;
상기 그래플하우징의 내경부에 설치되어 상하 이동하면서 핵연료 헤드의 상부에 형성된 핵연료 척 고정기를 상승시키도록 구성된 그래플 척을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 그래플하우징의 상단부 일지점에는 그래플 안내핀이 수평방향으로 내경부를 관통하여 고정되게 구성되고, 핵연료집게봉축에 길이방향으로 일정구간 길이의 그래플 안내핀 홈이 형성되어 여기에 그래플 안내핀이 삽입관통되어 그래플 하우징에 대한 핵연료집게봉축의 인양 거리가 단속되게 구성한다.
상기 그래플 멈춤핀 안내통은 그래플하우징의 외경부에서 결합되도록 구성되어 그래플하우징을 상하로 움직이게 구성되고, 그래플 멈춤핀 안내통의 상하이송거리는 멈춤핀 안내통에 형성된 홈에 그래플하우징에서 바깥부분으로 돌출형성된 그래플멈춤핀이 걸려 이송 거리를 상하로 단속하게 구성한다.
상기 그래플 해제장치의 바깥둘레 쪽에는 상부와 하부에 일정길이로 홈이 형성되는데, 하부의 홈은 둘레방향으로 다수가 형성되어 그래플해제핀이 삽입된 후 이웃하는 홈으로 인양 및 해제 단계에 따라 이동하도록 구성하고, 상부의 홈은 둘 레방향으로 다수가 형성되어 그래플 해제장치강구가 인양 및 해제 단계에 따라 이동하게 구성한다.
상기 각 단계별 홈에서의 그래플해제핀 및 그래플 해제장치강구 위치는 그래플의 상승 또는 하강에 따라 그래플 해제장치가 그래플 안내축에 대해 회전하면서 홈 내에서의 상하 위치가 변하면서 이웃하는 홈으로 이동하도록 구성한다.
상기 그래플 해제핀이 위치하는 홈의 각 위치별 크기가 상이하게 구성되어 그래플 해제핀에 의해 그래플 해제장치 및 핵연료집게봉축의 축방향 이동량이 제어되도록 구성한다.
상기 그래플 해제핀이 위치하는 홈의 형상은 한쪽으로 경사지게 가공되어 그래플 해제핀이 다음 위치로 전환될 때 역방향으로 삽입되지 않도록 구성한다.
상기 그래플 해제장치강구는 슬롯 형상의 홈 간을 원주 표면을 따라 이동하도록 뒷부분에 스프링을 설치하여, 슬롯 형상의 홈에 얹혀있는 상태에서는 그래플 해제장치의 임의적인 회전을 방지할 만큼의 저항력을 제공하여 그래플 해제장치가 임의로 역방향으로 회전되는 것을 방지토록 구성한다.
상기 그래플 안내축의 하부에는 소정길이로 돌출형성된 그래플 안내축 걸림 턱이 형성되어 그래플하우징 내부를 상하 이동하는 그래플 안내축의 하부쪽 이동을 단속하도록 구성한다.
상기 그래플 척과 핵연료 척 고정기와의 고정은 핵연료 척 고정기 일측에 형성된 그래플 강구 걸림홈에 그래플강구가 삽입되어 고정되도록 그래플 척이 상승시 그래플 척의 하단부에 형성된 돌출부가 그래플 강구를 바깥쪽으로 밀어 그래플 강구 걸림홈에 밀착되어 고정력을 발휘하도록 구성한다.
상기 핵연료 척 고정기는 상부방향으로 상승하다가 핵연료 고정 척의 상부부분에 설치된 고정 척 안내핀이 핵연료 척 고정기 일측에 길이방향으로 형성된 핵연료 척 고정기 홈의 하단부에 걸리면 핵연료 고정 척을 원자로의 홈에서 빼내 상부로 인출하게 구성된다.
이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 핵연료 그래플과 본 발명이 적용되는 핵연료 헤드의 단면도로서, 도시된 바와 같이 그 구성은 몸통을 이루는 케이스인 그래플하우징(1)이 있고, 이 그래플하우징의 하부에는 그래플 멈춤핀 안내통(5)이 그래플하우징(1) 의 외경부에서 결합되도록 구성된다. 그래플 멈춤핀 안내통(5)은 하부에 위치한 핵 연료 헤드(20)에 핵연료 그래플을 안내하여 장착을 용이하게 하고 핵연료집게봉축의 초기 설치위치를 설정하게 한다.
상기 그래플하우징(1)의 상단부 일지점에는 그래플 안내핀(10)이 수평방향으로 내경부를 관통하여 고정되는데, 핵연료집게봉축(11)에는 길이방향으로 일정구간 길이로 그래플 안내핀 홈(1100)이 형성되어 여기에 그래플 안내핀(10)이 삽입관통되어 그래플 하우징(1)에 대한 핵연료집게봉축(11)의 인양 거리가 단속되게 구성된다.
상기 멈춤핀 안내통(5)은 그래플하우징(1)을 상하로 움직이게 되는데, 멈춤핀 안내통(5)의 상하이송거리는 멈춤핀 안내통(5)에 형성된 홈(510)에 그래플하우징(1)에서 바깥부분으로 돌출형성된 그래플멈춤핀(4)이 걸려 이송 거리를 상하로 단속하게 된다.
또한 그래플하우징 내부에는 핵연료를 인출하는 장치구성이 삽입되어 작동하게 되는데, 먼저 상부로부터 핵연료집게봉축(11)이 설치되고, 핵연료집게봉축(11) 하부는 그래플 안내축(7)이 결합한다.
상기 그래플 안내축(7)은 그래플 안내축(7)의 중앙부 둘레부에 삽입 설치되어 핵연료 장전시 그래플을 해제하도록 구성된다. 이 그래플 해제장치(6)의 바깥둘레 쪽에는 상부와 하부에 일정길이로 홈(610, 620)이 형성되는데, 하부의 홈(610)은 둘레방향으로 다수가 형성되어 그래플해제핀(9)이 삽입된 후 이웃하는 홈(610)으로 인양 및 해제 단계에 따라 이동하게 된다. 이때 각 단계별 홈(610)에서의 그래플해제핀(9) 위치는 그래플의 상승 또는 하강에 따라 그래플 해제장치(6)가 그래 플 안내축(7)에 대해 회전하기 때문에 홈 내에서의 상하 위치가 변하면서 이웃하는 홈으로 이동하게 된다.
또한 상부의 홈(620) 역시 둘레방향으로 다수가 형성되어 그래플 해제장치강구(8)가 인양 및 해제 단계에 따라 이동하게 된다. 이때 각 단계별 홈(620)에서의 그래플 해제장치강구(8) 위치는 그래플의 상승 또는 하강에 따라 그래플 해제장치(6)가 그래플 안내축(7)에 대해 회전하기 때문에 홈 내에서의 상하 위치가 변하면서 이웃하는 홈으로 이동하게 된다.
또한 홈(610)의 각 위치별로 상이하므로 그래플 해제핀(9)에 의해 그래플 해제장치(6) 및 핵연료집게봉축(11)의 축방향 이동량이 제어된다.
또한 그래플 안내축(7)의 하부에는 소정길이로 돌출형성된 그래플 안내축 걸림턱(110)이 형성되어 그래플하우징(1) 내부를 상하 이동하는 그래플 안내축(7)의 하부쪽 이동을 단속하게 된다.
또한 그래플하우징(1)의 내경방향으로 돌출형성된 그래플 안내축 걸림턱(110)이 이루는 내경부에는 그래플 척(3)이 형성되어 상하 이동하면서 핵연료 헤드의 상부에 형성된 핵연료 척 고정기(21)를 상승시키게 된다.
상기 그래플 척(3)과 핵연료 척 고정기(21)와의 고정은 핵연료 척 고정기(21) 일측에 형성된 그래플 강구 걸림홈(220)에 그래플강구(2)가 삽입되어 고정됨으로써 상승하게 되는데, 구체적으로는 그래플 척(3)이 상승하면서 그래플 척(3)의 하단부에 형성된 돌출부(31)가 그래플 강구(2)를 바깥쪽으로 밀어 그래플 강구 걸림홈(220)에 밀착시키게 됨으로써 고정력을 발휘하게 된다.
또한 핵연료 척 고정기(21)는 상부방향으로 상승하다가 핵연료 고정 척(22)의 상부부분에 설치된 고정 척 안내핀(23)이 핵연료 척 고정기(21) 일측에 길이방향으로 형성된 핵연료 척 고정기 홈(210)의 하단부에 걸리면 핵연료 고정 척(22)을 원자로의 홈에서 빼내 상부로 인출하게 구성된다.
도 2a, 2b는 본 발명에 따른 핵연료 그래플의 작동 순서도로서, 도 2a는 핵연료헤드를 기준으로 하는 핵연료 그래플의 작동 순서도이고, 도 2b는 그래플 위치를 기준으로 하는 핵연료 그래플의 작동 순서도이고, 도 3a 내지 3e는 도 2a, 2b에 도시된 (Ⅰ)위치 내지 (Ⅴ)위치에서의 요부 상세도를 나타낸 단면예시도인데, 도시된 바와 같이 원자로에 장착된 핵연료를 원자로심으로부터 인출하는 과정을 설명하고 있다. 핵연료를 원자로심에 장전하는 과정은 인출과정의 역순으로 진행되며, 핵연료 장전도 동일한 장치에 의해 수행된다.
원자로 상부 원자로건물에 설치된 핵연료 재장전기(도시 없음)에서 본 발명에 따른 핵연료 그래플이 장착된 핵연료집게봉을 인출하고자 하는 핵연료 위치로 하강시킨다. 이때 원자로는 재장전 준비상태에 있게 되며, 이에 대해서는 상세 설명을 생략한다.
구체적으로 설명하자면, (Ⅰ)위치 상태로 하강된 핵연료 그래플은 그래플 멈춤핀 안내통(5)이 핵연료 헤드(20) 상부에 얹혀지고 그래플 멈춤핀(4)에 의해 핵연료집게봉축(11, 전체 도시 없음) 하강이 멈출 때까지 계속 하강하게 된다(Ⅱ위치).
핵연료집게봉축(11) 하단에 장착된 핵연료 그래플이 핵연료 헤드(20)에 얹힌 후 (Ⅲ)위치에서와 같이 핵연료집게봉축(11)을 인양한다. 그래플 하우징(1)에 대한 핵연료집게봉축(11)의 인양 거리는 그래플 안내핀(10)에 의해 제한되는데, 핵연료집게봉축(11)이 그래플 안내핀(10)과 접촉하기 이전 높이에서 그래플 척(3)의 하부에 형성된 돌출부(310)가 한개 또는 다수의 그래플 강구(2)를 반경 방향으로 밀어내어 핵연료 척 고정기(21)의 그래플 강구 걸림홈(220)에 그래플 강구(2)가 끼이게 한다.
이 상태에서 핵연료집게봉축(11)을 계속 인양하면 (Ⅳ)위치에 보이는 바와 같이 핵연료 척 고정기(21)가 핵연료집게봉축(11)과 함께 인출되고, 핵연료 고정 척(22)이 원 위치로 오므라들어 핵연료와 원자로가 풀림 상태가 된다((Ⅰ)위치의 A: 고정상태, (Ⅳ)위치의 A' : 풀림상태).
핵연료 고정 척(22)의 인양은 고정 척 안내핀(23)에 의해 제한되며, 핵연료 고정 척(22)이 최대 높이까지 인양된 후에는 (Ⅴ)위치에 보이는 바와 같이 핵연료가 원자로에서 인양되기 시작한다.
핵연료의 인양이 끝나면 핵연료를 고정된 저장장치에 설치시키고 핵연료에서 핵연료 그래플을 분리하여야 한다. (Ⅴ)위치 상태에서 저장장치에 고정된 핵연료에 대해 핵연료집게봉축(11)을 하강시키면 핵연료 척 고정기(21)가 함께 하강하여 (Ⅱ)위치 상태와 같이 핵연료의 초기 장전 상태로 환원된다.
이후 핵연료집게봉축을 상승시키면 그래플 척(3)이 상승하면서 그래플 강구(2)를 밀어내게 되고 다시 핵연료 고정 척(22)과 물림상태가 발생하여 핵연료 그 래플의 분리가 불가능하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 그래플 해제장치(6)를 도입하였다.
도 4는 본 발명에 따른 핵연료 그래플의 그래플 해제장치의 개략적인 설명도인데, 도시된 바와 같이 그래플 해제장치(6)는 원주 방향의 형상을 펼친그림으로 설명된다. 도면에서Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ위치는 도 2a, 2b 및 도 3a 내지 3e의 위치와 일치하도록 그래플 해제장치의 상태를 표시한다.
그래플 해제장치(6)는 그래플 안내축(7)에 대해 회전이 가능하며, 도 4에 보이는 것처럼 그래플 해제장치강구(8) 및 그래플 해제핀(9)이 따라 움직일 수 있는 홈(620, 610)이 가공되어 있다.
그래플 하우징(1)에 그래플 해제핀(9)이 고정되어 있으므로 핵연료집게봉축이 상하로 움직이면 그래플 해제장치(6)는 원주표면에 가공된 홈(620, 610)을 따라 회전하게 되어, 도 4의 Ⅰ위치에서 Ⅱ위치로, Ⅱ위치에서 Ⅲ위치로, 다시 Ⅵ위치를 거쳐 Ⅰ위치로 순환하는 상대운동을 하게 된다.
이때 홈(610)의 길이가 도 4에 보이는 바와 같이 각 위치별로 상이하므로 그래플 해제핀(9)에 의해 그래플 해제장치 및 핵연료집게봉축의 축방향 이동량이 제어된다.
(Ⅴ)위치 상태로 핵연료가 인출되어 핵연료를 고정된 저장장치에 설치시킨 후 핵연료집게봉축(11)을 하강시키면 도 4의 (Ⅵ)위치 상태로 되며, 이때 핵연료와 핵연료 그래플의 상태는 도 2a, 2b의 (Ⅱ)위치 상태와 동일하게 된다. 이때 핵연료 그래플을 핵연료에서 해체시키기 위해 핵연료집게봉축(11)을 상승시키면 그래플 해제장치(6)는 그래플 해제핀(9)에 의해 (Ⅰ)위치 상태로 전환된다.
(Ⅰ)위치 상태에서는 그래플 해제장치(6)에 가공된 홈(610)의 길이(도 4의 a)가 (Ⅲ), (Ⅳ), (Ⅴ)위치에서의 홈의 길이(도 4의 c)보다 짧기 때문에 그래플 척(3)이 그래플 강구(2)를 밀어낼 수 있을 만한 위치까지 인양되지 않아 그래플 강구가 핵연료 척 고정기(21)와 체결되지 않은 상태로 유지되어 핵연료 그래플이 핵연료에서 분리되어 인양될 수 있다.
그래플 해제장치의 홈 형상을 보다 상세히 설명하자면 도 4에 보이는 바와 같이 한쪽으로 경사지게 가공되어 그래플 해제핀(9)이 다음 위치로 전환될 때 역방향으로 삽입되지 않도록 하였다.
또한 그래플 해제장치강구(8)는 슬롯 형상의 홈(620) 간을 원주 표면을 따라 이동이 가능한데 뒷부분의 스프링(630)의 힘에 의해 슬롯에 얹혀있는 상태에서는 그래플 해제장치(6)의 임의적인 회전을 방지할 만큼의 저항력을 제공하여 그래플 해제장치가 임의로 역방향으로 회전되는 것을 방지한다.
따라서 본 발명에서는 재장전 작업자가 핵연료 그래플과 핵연료의 체결 및 해제를 제어하는 작업이 불필요하고, 기구적 구성에 의해 자동으로 이루어지므로 재장전 작업시간을 단축하는데 적합하다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 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.
상기한 바와 같이 본 발명은 중소형 일체형원자로용 핵연료의 설치 해체 시 사용 가능한 핵연료 그래플이 개발됨으로서 안정성과 신뢰성이 획기적으로 개선된 원자로 설계 개념 구현이 가능하게 되었다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상그 이용이 크게 기대되는 발명이다.

Claims (11)

  1. 원자로에서 핵연료를 인출, 장전하는 그래플장치에 있어서,
    그래플의 몸통을 이루는 케이스인 그래플하우징(1)과;
    그래플하우징의 하부에 설치되어 하부에 위치한 핵연료 헤드(20)에 핵연료 그래플을 안내하여 장착을 용이하게 하고 핵연료집게봉축의 초기 설치위치를 설정하는 그래플 멈춤핀 안내통(5)과;
    상기 그래플하우징 내부에 축방향으로 삽입되어 핵연료를 인출하기 위한 핵연료집게봉축(11)과;
    상기 그래플하우징(1)의 상단부 일지점에 설치되어 핵연료집게봉축(11)의 상하 인양거리를 단속하는 그래플 안내핀(10)과;
    상기 핵연료집게봉축 하부에 설치되어 핵연료와의 체결을 단속하는데 사용되는 그래플 해제장치의 일부로 구성되는 그래플 안내축과;
    상기 그래플 안내축(7)의 중앙부 둘레부에 삽입 설치되어 핵연료 장전시 그래플을 해제하도록 구성된 그래플 해제장치(6)와;
    상기 그래플하우징(1)의 내경부에 설치되어 상하 이동하면서 핵연료 헤드의 상부에 형성된 핵연료 척 고정기(21)를 상승시키도록 구성된 그래플 척(3)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 그래플하우징(1)의 상단부 일지점에는 그래플 안내핀(10)이 수평방향으로 내경부를 관통하여 고정되게 구성되고, 핵연료집게봉축(11)에 길이방향으로 일정구간 길이의 그래플 안내핀 홈(1100)이 형성되어 여기에 그래플 안내핀(10)이 삽입관통되어 그래플 하우징(1)에 대한 핵연료집게봉축(11)의 인양 거리가 단속되게 구성한 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 그래플 멈춤핀 안내통(5)은 그래플하우징(1)의 외경부에서 결합되도록 구성되어 그래플하우징(1)을 상하로 움직이게 구성되고, 그래플 멈춤핀 안내통(5)의 상하이송거리는 멈춤핀 안내통(5)에 형성된 홈(510)에 그래플하우징(1)에서 바깥부분으로 돌출형성된 그래플멈춤핀(4)이 걸려 이송 거리를 상하로 단속하게 구성한 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 그래플 해제장치(6)의 바깥둘레 쪽에는 상부와 하부에 일정길이로 홈(610, 620)이 형성되는데, 하부의 홈(610)은 둘레방향으로 다수가 형성되어 그래 플해제핀(9)이 삽입된 후 이웃하는 홈(610)으로 인양 및 해제 단계에 따라 이동하도록 구성하고, 상부의 홈(620)은 둘레방향으로 다수가 형성되어 그래플 해제장치강구(8)가 인양 및 해제 단계에 따라 이동하게 구성한 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 각 단계별 홈(610, 620)에서의 그래플해제핀(9) 및 그래플 해제장치강구(8) 위치는 그래플의 상승 또는 하강에 따라 그래플 해제장치(6)가 그래플 안내축(7)에 대해 회전하면서 홈 내에서의 상하 위치가 변하면서 이웃하는 홈으로 이동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 그래플 해제핀(9)이 위치하는 홈(610)의 각 위치별 크기가 상이하게 구성되어 그래플 해제핀(9)에 의해 그래플 해제장치(6) 및 핵연료집게봉축(11)의 축방향 이동량이 제어되도록 구성한 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 그래플 해제핀(9)이 위치하는 홈(610)의 형상은 한쪽으로 경사지게 가공되어 그래플 해제핀(9)이 다음 위치로 전환될 때 역방향으로 삽입되지 않도록 구성한 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 그래플 해제장치강구(8)는 슬롯 형상의 홈(620) 간을 원주 표면을 따라 이동하도록 뒷부분에 스프링(630)을 설치하여 슬롯 형상의 홈(620)에 얹혀있는 상태에서는 그래플 해제장치(6)의 임의적인 회전을 방지할 만큼의 저항력을 제공하여 그래플 해제장치가 임의로 역방향으로 회전되는 것을 방지토록 구성한 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 그래플 안내축(7)의 하부에는 소정길이로 돌출형성된 그래플 안내축 걸림턱(110)이 형성되어 그래플하우징(1) 내부를 상하 이동하는 그래플 안내축(7)의 하부쪽 이동을 단속하도록 구성한 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 그래플 척(3)과 핵연료 척 고정기(21)와의 고정은 핵연료 척 고정기(21) 일측에 형성된 그래플 강구 걸림홈(220)에 그래플강구(2)가 삽입되어 고정되도록 그래플 척(3)이 상승시 그래플 척(3)의 하단부에 형성된 돌출부(31)가 그래플 강구(2)를 바깥쪽으로 밀어 그래플 강구 걸림홈(220)에 밀착되어 고정력을 발휘하도록 구성한 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 핵연료 척 고정기(21)는 상부방향으로 상승하다가 핵연료 고정 척(22)의 상부부분에 설치된 고정 척 안내핀(23)이 핵연료 척 고정기(21) 일측에 길이방향으로 형성된 핵연료 척 고정기 홈(210)의 하단부에 걸리면 핵연료 고정 척(22)을 원자로의 홈에서 빼내 상부로 인출하게 구성된 것을 특징으로 하는 핵연료 재장전기 그래플.
KR1020070032540A 2007-04-02 2007-04-02 핵연료 재장전기 그래플 KR100867031B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070032540A KR100867031B1 (ko) 2007-04-02 2007-04-02 핵연료 재장전기 그래플

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070032540A KR100867031B1 (ko) 2007-04-02 2007-04-02 핵연료 재장전기 그래플

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080089857A KR20080089857A (ko) 2008-10-08
KR100867031B1 true KR100867031B1 (ko) 2008-11-04

Family

ID=40151282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070032540A KR100867031B1 (ko) 2007-04-02 2007-04-02 핵연료 재장전기 그래플

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100867031B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100956968B1 (ko) 2008-09-18 2010-05-11 한국원자력연구원 이중 타원형 캠을 이용한 사용후핵연료 그리퍼
KR101493686B1 (ko) 2013-08-20 2015-02-16 한국원자력연구원 핵연료봉 조립체 및 그 장탈착 취급 장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3084509B1 (fr) * 2018-07-24 2021-01-08 Commissariat Energie Atomique Dispositif de manutention pour assemblage combustible et ensemble de manutention comprenant un tel dispositif
KR102649034B1 (ko) * 2022-03-10 2024-03-18 한국수력원자력 주식회사 소형원자로 장치 및 그 운용방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR820000896B1 (ko) * 1982-04-02 1982-05-20 마틴 빅터 핵연료 집합체내의 단부 고정체용 조정 그래플(grapple)
KR840004606A (ko) * 1982-05-26 1984-10-22 죠오지 메크린 원자로의 연료 교체기
KR20050089531A (ko) * 2004-03-05 2005-09-08 이정윤 원자력 발전소의 운전 정지시 핵연료를 방출하기 위한장치 및 그 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR820000896B1 (ko) * 1982-04-02 1982-05-20 마틴 빅터 핵연료 집합체내의 단부 고정체용 조정 그래플(grapple)
KR840004606A (ko) * 1982-05-26 1984-10-22 죠오지 메크린 원자로의 연료 교체기
KR20050089531A (ko) * 2004-03-05 2005-09-08 이정윤 원자력 발전소의 운전 정지시 핵연료를 방출하기 위한장치 및 그 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100956968B1 (ko) 2008-09-18 2010-05-11 한국원자력연구원 이중 타원형 캠을 이용한 사용후핵연료 그리퍼
KR101493686B1 (ko) 2013-08-20 2015-02-16 한국원자력연구원 핵연료봉 조립체 및 그 장탈착 취급 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080089857A (ko) 2008-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100867031B1 (ko) 핵연료 재장전기 그래플
US5473645A (en) Fuel support and control rod storage rack
US6895067B2 (en) Smooth collet for pulling fuel rods
JP6535741B2 (ja) 取外し可能に固定された上部中性子遮蔽装置を含むハウジングを備えたｓｆｒ原子炉用燃料集合体
CN103003888B (zh) 控制棒驱动杆解锁工具
JPS6239917B2 (ko)
CN110600145B (zh) 一种铅基反应堆燃料组件的锁紧、解锁及抓取提升装置
CN112837832B (zh) 一种用于更换控制棒组件外套筒的旋转式换料专用结构
JP4958954B2 (ja) 制御棒取り扱い方法及び制御棒取り扱い装置
US4253695A (en) Automatic grapple
CN112863715A (zh) 一种用于更换控制棒组件移动体的旋转式换料专用结构
CN100430189C (zh) 重力式自动抓具
EP2948958B1 (en) Nuclear fuel assembly handling apparatus
CN110718311B (zh) 一种用于铅基反应堆燃料组件的换料抓头机构
CN113724905B (zh) 一种抓取设备
CN113077917A (zh) 放射性样品转运装置和转运系统
US4753769A (en) Device and method for retaining a linearly movable element in a nuclear reactor
CN102117668B (zh) 堆芯卸料工具
RU2540977C1 (ru) Захватное устройство и механизм управления положением захватным рычагов, используемый в нем
KR910003288B1 (ko) 원자로의 제어 클러스터의 연결차단 점검장치
JP4965070B2 (ja) 燃料集合体ノズル交換用の工具と方法
US3175854A (en) Nuclear reactors
KR102629630B1 (ko) 핵연료 체결장치
CN112037941B (zh) 压力容器顶盖支撑装置及支撑方法
RU2481265C2 (ru) Полуавтоматический захват универсального гнезда

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121011

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130923

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141008

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191002

Year of fee payment: 12