KR100878330B1

KR100878330B1 - 플러그식 연구로 조사시험용 리그

Info

Publication number: KR100878330B1
Application number: KR1020070078650A
Authority: KR
Inventors: 김대호; 방제건; 김선기; 양용식; 송근우
Original assignee: 한국원자력연구원; 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2007-08-06
Filing date: 2007-08-06
Publication date: 2009-01-14
Also published as: CA2610419A1; CA2610419C

Abstract

본 발명은 연구용 원자로의 조사공 벽면 등의 취약한 측면 조사시험공에 조사시험용 리그가 직접 접촉하는 것을 방지하고, 하단의 스파이더 컵과 상단 플레이트에 플러그 형태로 장입되고 고정하도록 하는 것으로, 연구용 원자로의 조사공을 보호하여 노심 건전성을 확보하고 안전성을 향상시키는 조사시험용 리그에 관한 것이다.

또, 조사시험용 리그 내 시료체의 장입이 기존의 조합된 집합체 형태에서 측면으로 시료체를 장입할 수 있는 기술을 제공하는 것으로, 조사시험용 리그의 재사용과 시료체를 장입하는 집합체의 재사용이 가능하여 방사성폐기물을 저감하는 부수적 효과와 해체조립 용이성을 이용하여 같은 리그 내에 서로다른 시험기간이 소요되는 시료체를 장입하여 시험할 수 있는 기술과 연구로에서 리그를 인출하여 시료체의 중간검사를 통한 변화를 감시할 수 있는 등의 다양한 시험이 가능한 조사시험용 리그의 기술을 제공하는 것이다.

리그, 연구로, 원자로, 조사공, 캡슐, 이중냉각핵연료

Description

플러그식 연구로 조사시험용 리그{Plug Type Research Reactor Irradiation Rig}

본 발명은 연구용 원자로 내에 장입되는 조사시험용 리그와 시료체를 고정하는 시험집합체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연구용 원자로 조사공에서 노심 냉각수의 유체유발진동 등에 의해 조사시험용 리그가 노심 전체에 미치는 건전성 및 안전성 유지에 최적화된 기술에 관한 것이며, 또한 상기 리그 내에 장입하는 시료체가 시험집합체에 장.탈착이 용이하여 리그 및 시험집합체의 재사용이 가능하도록 하며 시험의 연속성을 확보할 수 있는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 연구용 원자로를 이용한 조사시험은 핵물질을 이용하는 핵연료 조사시험, 원자력관련 재료 조사시험 및 반도체 또는 의료용의 산업적이용 재료의 조사시험 등이 있으며, 이러한 연구로 조사시험에 이용되는 리그로는 무계장리그, 계장리그 및 순환루프 등에 사용되는 리그로 구분할 수 있다.

이중 연구용 원자로를 이용한 핵연료 조사시험용 리그로는, 시험 중에 조사 이력 추적(중성자 속, 냉각수 온도, 유량 및 유속 등 노심자료)이나 특성자료(피복관 온도 및 소결체 중심온도, 시험연료봉 내압, 피복관 조사성장 및 변형 등)를 실시간 측정하는 계장리그와 그렇지 않은 무계장리그로 분류된다.

연구용 원자로의 이용은 원자력 기술의 비약적인 발전과 더불어 연구목적 이외의 상업적 이용이 늘어나고 있다. 특히, 원자력 발전소에 이용되는 핵연료 및 관련 재료개발은 원자로의 수명연장 등의 경제적 이득과 안전성 확보에 중요한 자료로 이용되면서 연구용 연구로를 이용한 조사시험의 수요가 증대되고 있다. 아울러, 차세대 원자력 에너지 이용개발에 따른 조사시험이 확대되어 연구용 원자로를 이용한 다양한 조사시험이 필수적이다.

이러한 조사시험에 이용되는 리그는 연구로 노심의 열수력적 양립성과 노심 조사공의 구조물에 대해 건전성 입증이 필수적이다. 유체유발로 인한 조사시험용 리그와 노심 구조물간의 양립성과 구조적 건전성은 조사시험 전에 반드시 확인되어야만 조사시험 결과의 신뢰성을 확보할 수 있다. 이는 연구용 원자로 노심의 조사공 내벽에 유체유발 진동으로 기계적 손상을 주지 말아야하며, 장기간의 조사시험에 따른 리그 자체의 마멸저항성이 확보되어 구조적 건전성 및 신뢰성이 확보되어야 한다. 또한 필요에 따라 핫셀 내의 원격조작을 통하여 리그의 해체와 시험집합체에서 시료체의 분해 조립이 용이한 구조가 확보되어야 한다.

종래 기술에 있어 연구용 원자로의 경우 중성자 이용을 극대화하기 위하여 노심 구조물의 경우 측면의 재료선정 및 구조에 신중한 선택이 불가피하게 된다. 그래서 연구로 노심 중앙부의 측면은 중성자 흡수체가 아닌 반사체나 중성자에 의 한 변형이 작은 재료를 선택하게 되고, 중성자 이용에 방해가 되지 않는 가능한 얇은 형태의 구조를 갖게 된다.

연구로의 경우 노심중앙부는 유동관을 이용하여 핵연료를 장전하거나 시험용 리그를 이용하지만 노심 외곽의 조사공은 측벽면의 두께가 상당히 얇을 편이다. 더욱이 노심 캐스크 안쪽은 감속재가 채워져 있어 노심 캐스크 손상으로 인한 감속재 누출은 중대한 안전사고로 이어진다. 따라서, 연구로 운영자의 경우 기존 조사시험용 리그의 상단스프링이 조사공 측벽면과 유체유발 진동에 의한 마모가 항시 존재함으로서 직접접촉을 기피하는 경향이 있으며, 이러한 고충을 해결하기 위해 안내관을 설치하는 고육지책을 쓰고 있다.

또 다른 문제로 시료의 장입에 있어 조사시험용 리그 내에 장입시 축방향의 용접을 통한 고정이 일반적인 방법이나 이는 해체시 시료 고정부위의 절단이 불가피한 구조이다. 이는 조사시험용 리그의 반복사용이 곤란하게 하는 요인 중에 하나이다.

종래 기술에 따른 핵연료 조사시험용 무계장리그의 일예로서, 대한민국 특허등록 제10-0435226호의 “연구용 원자로의 조사공을 이용한 핵연료 조사시험용 무계장캡슐”에 나타난 무계장리그는 3년의 내구성 연한을 마치고도 구조적 건전성이 확보되었으며, 서로 다른 핵연료 소결체의 상하배열 등을 통하여 다양한 조사시험이 수행되었다.

또, 대한민국 특허등록 제10-0369248호의“핵연료 조사시험용 원격 리그 조립장치”를 이용하여 핫셀에서 원격조작을 통한 조사시험용 무계장리그의 분해와 새로운 리그의 조립이 성공적으로 시행된 예가 있다.

그러나, 내구성 연한이 종료된 조사시험용 리그의 육안검사와 성능검사 결과 반복사용이 가능한 건전성이 확보되어 있고, 리그의 재사용을 통해 방사화되는 폐기물을 감량할 수 있다. 또한, 시료체인 시험연료봉이 집합체 형태로 고정되어 있어 리그의 재사용을 위해서는 시험집합체의 재사용이 병행되어야 효과적일 수 있다. 따라서 기존의 시험연료봉 집합체의 용접에 의한 고정식 구조에서 조립식의 구조적 변경이 필요하다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 연구용 원자로의 조사공 벽면 등의 취약한 측면 조사시험공에 조사시험용 리그가 직접 접촉하는 것을 방지하고, 하단의 스파이더 컵과 상단 플레이트에 플러그 형태로 장입되고 고정하도록 하는 것으로, 연구용 원자로의 조사공을 보호하여 노심 건전성을 확보하고 안전성을 향상시키는 조사시험용 리그를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 조사시험용 리그 내 시료체의 장입이 기존의 조합된 집합체 형태에서 측면으로 시료체를 장입할 수 있는 기술을 제공하는 것으로, 조사시험용 리그의 재사용과 시료체를 장입하는 집합체의 재사용이 가능하여 방사성폐기물을 저감하는 부수적 효과와 해체조립 용이성을 이용하여 같은 리그 내에 서로다른 시험기간이 소요되는 시료체를 장입하여 시험할 수 있는 기술과 연구로에서 리그를 인출하여 시료체의 중간검사를 통한 변화를 감시할 수 있는 등의 다양한 시험이 가능한 조사시험용 리그의 기술를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 및 장점은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시적인 예로 보여주는 첨부되는 도면과 연계된 다음의 설명에 의해 명백해질 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 상단고정체, 하나 이상의 시험집합체, 및 하 단고정체가 위에서부터 하측으로 순차적으로 결합되어 형성되고, 상기 하단고정체의 로드팁이 연구로 노심의 조사공 하단부에 형성된 스파이더컵에 장착되며, 상기 연구로 노심의 노심 상단플레이트가 상기 상단고정체에 의해 압착되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 상단고정체는, 중공의 고정틀; 상기 고정틀의 내부에 위치하고, 상기 고정틀 상단측에 상측유로판이 형성되며, 상기 고정틀 하부 내측에 하측유로판이 형성되는 그래플헤드; 및 상기 하측유로판의 하측에 배치되는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 고정틀의 원주면에는 냉각유체가 흐르는 다수의 관통홀이 형성되고, 상기 고정틀의 상단에는 연구로 노심 상단플레이트와 접촉하는 고정턱이 일체로 형성되며, 상기 고정턱으로부터 상기 고정틀의 길이방향 하측으로 다수의 슬릿이 소정의 길이로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 그래플헤드는, 상단부에 상기 그래플헤드를 회전시키기 위한 상단슬릿이 형성되고, 하단부에 냉각유체흐름의 방향성을 잡기 위한 지지부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 상측유로판 및 상기 하측유로판에는, 냉각유체의 압력강하와 흐름을 유도하는 유로홀이 각각 형성되고, 상기 고정틀의 상하운동이 원활하도록 처리되어 있는 외주면이 각각 형성되며, 상기 상측유로판은, 상기 고정틀의 고정턱이 안쪽으로 이탈하는 것을 방지하고 유체의 원활한 흐름을 유도하도록 형성된 챔퍼와, 중심부에 형성되어 상기 그래플헤드의 몸통과 밀착되는 고정홀을 포함하며, 상 기 하측유로판은 상기 고정틀 하단에 스프링을 지지하도록 형성되는 스프링홈과, 리그의 상단플레이트와 접촉하도록 형성되는 입체면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 시험집합체는, 상기 상단고정체 또는 다른 시험집합체와 연결되는 상단하우징; 상기 하단고정체와 연결 또는 다른 시험집합체와 연결되는 하단하우징; 상기 하단하우징의 상측에 배치되고, 냉각유체의 냉각을 위한 쿨링블럭; 상기 쿨링블럭과 일체로써 상기 상단하우징을 지지하는 지지대; 및 시료가 내장되는 시료체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 상단하우징은, 상기 시료체의 상단플러그가 장착되어 슬라이딩되는 클립입구단과, 상기 상단플러그가 접지하여 장착되는 클립원형면과, 상기 쿨링블럭의 상단이 고정되는 중앙홈과, 냉각유체가 흐르는 유로홀과, 상기 지지대가 고정되는 고정홀과, 뼈대를 이루는 구조챔버와, 상기 하단하우징의 주면부 상측에 형성되어 지지튜브간의 회전과 위치를 고정하는 안내홈을 포함하고, 상기 하단하우징은, 상기 시료체의 하단플러그가 장착되어 슬라이딩되는 클립입구단과, 상기 하단플러그가 접지하여 장착되는 클립원형면과, 상기 쿨링블럭의 하단이 고정되는 중앙홈과, 냉각유체가 흐르는 유로홀과, 상기 지지대가 고정되는 고정홀과, 뼈대를 이루는 구조챔버와, 상기 하단하우징의 주면부 하측에 형성되는 지지튜브간의 회전과 위치를 고정하는 안내홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 시료체는 시험하고자하는 시료가 삽입되는 튜브와, 상기 튜브의 상단과 하단에 각각 일체로 형성되는 상단플러그와 하단플러그를 포함하는 것을 특징 으로 한다.

또, 상기 상단플러그와 상기 하단플러그는, 상기 튜브의 내경과 동일한 삽입돌기가 일체로 형성되고, 플러그단부의 중간에 상단하우징 및 하단하우징의 클립입구단과 같은 크기의 장입단과 클립원형면에 접지할 수 있는 회전홈이 형성되며, 상기 상단플러그의 플러그단부에는 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 시료체는, 상단환형플러그 및 하단환형플러그, 상단환형플러그 및 하단환형플러그 사이에 배치되는 외곽튜브 및 상기 외곽튜브 내측의 내곽튜브를 포함하고, 상기 상단환형플러그와 하단환형플러그의 플러그단부 중간에 상기 상단하우징 및 상기 하단하우징의 클립입구단과 같은 크기의 장입단과 클립원형면에 접지할 수 있는 회전홈이 형성되며, 상기 상단플러그의 플러그단부에는 슬릿이 형성되고, 상기 상단환형플러그와 하단환형플러그에는 내측냉각을 위하여 상기 내곽튜브와 연결되는 유로홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 플러그식 연구로 조사시험용 리그를 제공함에 따라, 상단고정체는 연구로 노심에서 상대적으로 취약한 조사공 측면과의 접촉을 피하고 노심의 상단 플레이트와 플러그형태로 압착 고정함으로서 원자로 노심의 건전성 및 내구성을 제고시키며, 조사공에 삽입되는 리그의 장.탈착 시간의 절약과 안전성을 확보함으로써 원자로의 효율적인 운전과 효과적 조사시험을 유지하는데 일조할 수 있다.

또한, 시험집합체의 상단하우징과 하단하우징의 클립형태의 형상은 시료체(원형의 시험연료봉 등)를 측면에서 장.탈착이 용이하게 함으로써 시료체의 위치변화는 물론 시험기간의 조정, 시료체의 반복시험 등 다양한 형태의 시험을 기획하여 수행할 수 있는 기반기술을 제공한다.

기존의 조사시험용 리그의 경우 일회성 사용으로 인해 리그의 방사화된 폐기물 양산이 불가피하였으나, 본 발명을 통하여 조사시험용 리그 및 시험집합체의 재사용을 통하여 다양한 시험은 물론 방사화된 폐기물의 저감효과와 반복사용으로 경제적 이득에도 기여할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플러그식 연구로 조사시험용 리그의 정면도이고, 상단고정체(1), 하나 이상의 시험집합체(2), 및 하단고정체(3)가 위에서부터 하측으로 순차적으로 결합되어 있는 조립도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플러그식 연구로 조사시험용 리그는 연구로 노심(100) 내에 장착된 것으로, 상기 연구로 노심(100)의 조사공 하단부에 형성된 스파이더컵(200)이 상기 하단고정체(3)의 로드팁과 체결된다.

또한, 상기 연구로 노심(100)의 노심 상단플레이트가 상기 상단고정체(1)에 의해 압착되어 상기 플러그식 연구로 조사시험용 리그가 장전된다.

따라서, 원자로의 조사공 벽면 등의 취약한 측면 조사시험공에 조사시험용 리그가 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상단고정체(1)는, 고정틀(10), 상기 고정틀(10)의 내부에 위치하는 그래플헤드(11), 및 상기 고정틀(10)의 하측 내부에 스프링(14)을 포함하여 구성된다.

또, 상기 그래플헤드(11)는 상측유로판(12)과 하측유로판(13)을 더 포함하며, 각각 임의의 정해진 위치에 용접되어 있다. 상기 그래플헤드(11)는 리그의 전체를 고정하는 역할을 한다.

본 발명의 실시예에서는 상기 상측유로판(12)은 상기 고정틀(10)의 고정턱(101)의 상측에 맞닿은 상태로 설치되며, 상기 하측유로판(13)은 상기 고정틀(10)의 하측 내부에서 상기 스프링(14)보다 상측에 배치되도록 설치된다.

상기 고정틀(10)은 도 4a에 도시된 바와 같이, 중공의 관체로 형성되며, 상단부에는 연구로 노심 상단플레이트와 접촉하는 고정턱(101)이 일체로 형성된다.

또, 상기 고정턱(101)으로부터 상기 고정틀(10)의 길이방향 하측으로 슬릿(102)이 소정의 길이로 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 3개의 슬릿(102)으로 구성된다.

상기 슬릿(102)의 단부에는 응력집중을 막기 위해 상기 슬릿(102)의 각극보다 확장되는 파괴방지용홀(103)이 일체로 형성된다.

따라서, 상기 슬릿(102)으로 인하여, 상기 플러그식 연구로 조사시험용 리그는 연구로 노심(100)의 조사공에 삽입할 경우에 유연성을 확보할 수 있다.

또한, 상기 슬릿(102)이 형성된 부분은 상측으로 갈수록 단면적이 커지는 테이퍼부를 형성함으로써, 상기 플러그식 연구로 조사시험용 리그는 연구로 노심(100)의 조사공에 삽입할 경우에 체결성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 슬릿(102)의 하측으로 상기 고정틀(10)의 중간부분에 냉각유체가 안쪽으로 흐를 수 있도록 유도하는 관통홀(104)이 형성된다.

본 발명의 실시예에서는 상기 관통홀(104)은 상기 고정틀(10)의 원주면에 원주방향 및 길이방향으로 배치되어 격자형상을 가지고 있다.

상기 스프링(14)은 도 4b에 도시된 바와 같이 코일형상을 가지며, 본 발명의 상단고정체(1)가 조사공에 압착하여 지지해 주는 역할을 한다.

상기 그래플헤드(11)는 도 4c에 도시된 바와 같이, 상단 끝에 장착용 툴과 연결하여 회전 장입을 도와주는 상단슬릿(111)이 형성되고, 상기 그래플헤드(11)의 몸통의 상측에 상기 고정틀(10)이 안쪽으로 이탈하는 것을 방지하는 상측유로판(12)이 임의의 지점에 고정되어 있고, 상기 상단고정체(1)가 아랫방향으로 압착되는 것을 도와주는 스프링(14)을 고정하여 지지하는 하측유로판(13)이 임의의 지점에 고정되어 있다.

또, 상기 상측유로판(12)과 상기 하측유로판(12)은 시험에 적합한 압력강하와 유체의 흐름을 유도하는 유로홀(122,134)이 형성되어 있으며, 이러한 유체흐름의 방향성을 잡기 위해 그래플헤드의 하단에는 리그 상단플레이트와 연결되는 지지부(114)가 일체로 형성된다.

상기 상측유로판(12)은 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 고정틀(10)의 상하 운동이 원활하도록 처리되어 있는 외주면(121)이 형성되고, 상기 외주면(121)의 내측으로 상기 고정틀(10)의 고정턱(101)이 안쪽으로 이탈하는 것을 방지하고, 냉각유체의 원활한 흐름을 유도하는 유로홀(122)과 하단에 챔퍼(123)를 포함한다.

또, 상기 상측유로판(12)의 중심부에는 상기 그래플헤드(11)의 몸통과 밀착되는 고정홀(124)이 형성된다.

상기 하측유로판(13)은 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 고정틀(10) 하단에 스프링(14)을 지지하는 스프링홈(133)과, 상기 고정틀(10)의 상하운동이 원활하도록 처리되어 있는 외주면(131)이 형성된다.

또한, 상기 하측유로판(13)에는 리그의 상단플레이트와 접촉하는 입체면(132)과, 냉각유체의 원활한 흐름을 유도하는 유로홀(134)이 형성된다.

도 5는 상기 시험집합체(2)의 입체도이며, 상기 시험집합체(2)는 상기 상단고정체(1) 또는 다른 시험집합체(2)와 연결되는 상단하우징(20), 상기 하단고정체(3)와 연결 또는 다른 시험집합체(2)와 연결되는 하단하우징(21), 냉각유체의 냉각을 위한 쿨링블럭(22), 상기 쿨링블럭(22)과 일체로써 상기 상단하우징(20)을 지지하는 지지대(23), 및 시료가 내장되는 시료체(24)를 포함하여 이루어진다.

도 6은 도 5에 도시된 상기 시험집합체(2)로부터 상기 시료체(24)를 제거한 상태를 도시한 사시도이다.

상기 상단하우징(20)은 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 시료체(24)의 상단플러그(31)가 장착되어 슬라이딩되는 클립입구단(201)과, 상기 상단플러그(31)가 접지하여 장착되는 클립원형면(202)을 포함한다. 따라서, 상기 클립입구단(201)과 상기 클립원형면(202)이 함께 클립작용을 하여 상기 시료체(24)의 상단플러그(31)가 탈착될 수 있다.

또, 상기 상단하우징(20)은 상기 쿨링블럭(22)의 상단이 고정되는 중앙홈(205)과, 냉각유체가 흐르는 유로홀(206)과, 상기 지지대(23)가 고정되는 고정홀(203)과, 뼈대를 이루는 구조챔버(207)를 포함한다.

또, 상기 하단하우징(20)의 주면부 상측에는 지지튜브간의 회전과 위치를 고정하는 안내홈(204)이 형성된다.

상기 하단하우징(21)은 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 시료체(24)의 하단플러그(32)가 장착되어 슬라이딩되는 클립입구단(211)과, 상기 하단플러그(32)가 접지하여 장착되는 클립원형면(212)을 포함한다. 따라서, 상기 클립입구단(211)과 상기 클립원형면(212)이 함께 클립작용을 하여 상기 시료체(24)의 하단플러그(32)가 탈착될 수 있다.

또, 상기 하단하우징(21)은 상기 쿨링블럭(22)의 하단이 고정되는 중앙홈(215)과, 냉각유체가 흐르는 유로홀(216)과, 상기 지지대(23)가 고정되는 고정홀(213)과, 뼈대를 이루는 구조챔버(217)를 포함한다.

또, 상기 하단하우징(21)의 주면부 하측에는 지지튜브간의 회전과 위치를 고정하는 안내홈(214)이 형성된다.

상기 쿨링블럭(22)은 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 시료체(24)가 정해진 냉각능력을 갖도록 설계된 냉각유로(221)를 포함하고 있으며, 상기 냉각유로(221)는 상기 상단하우징(20)과 상기 하단하우징(21)의 유로홀(206,216)의 면적결정에도 영향을 받는다.

또한, 상기 쿨링블럭(22)은 상기 시험집합체(2)의 3개의 지지대(23)가 지날 수 있는 냉각홀(222)을 포함하고 있으며, 상기 냉각홀(222)은 상기 냉각유로(221)와 교대로 형성된다.

상기 쿨링블럭(22)의 중심에는 중심축(225)이 형성되어 있으며, 상기 중심축의 상단과 하단에는 안착부(223)가 형성되어, 상기 상단하우징(20)과 상기 하단하우징(21)의 중앙홈(205,215)에 안착되도록 한다.

또한, 상기 안착부(223)의 중심에는 중심홀(224)가 형성되어, 리그의 중앙축(미도시)이 삽입된다.

상기 시료체(24)는 도 7에 도시된 바와 같이, 시험하고자하는 시료가 삽입되는 튜브(30)와, 상기 튜브(30)의 상단과 하단에 각각 일체로 형성되는 상단플러그(31)와 하단플러그(32)를 포함한다.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 상단플러그(31)와 상기 하단플러그(32)는 상기 튜브(30)의 내경과 돌일한 삽입돌기(315,325)이 일체로 형성되어 있어서, 상기 삽입돌기(315,325)를 상기 튜브(30) 내에 삽입 후, 용접과 같은 결합방법을 사용하여 상기 상단플러그(31) 및 상기 하단플러그(32)를 상기 튜브(30)와 결합시켜 상기 시료체(24)를 완성한다.

상기 상단플러그(31) 및 상기 하단플러그(32)의 플러그단부(313,314,323,324)의 중간에 상단하우징(20) 및 하단하우징(21)의 클립입구단(201,211)과 같은 크기의 장입단(312,322)과 클립원형면(202,212)에 접지할 수 있는 회전홈(311,321)이 형성된다.

상기 상단플러그(31)의 플러그단부(313)에는 슬릿(316)이 형성되며, 따라서, 상기 상단플러그(31)를 회전시켜 상단하우징(20) 및 하단하우징(21)에서 시료체(24)가 시험집합체(2)에서 이탈되는 것을 방지하도록 한다.

도 8은 도 5의 왼쪽 도면에 도시된 것과 동일한 이중냉각타입의 시료체(24)를 도시하고 있다.

상기 이중냉각타입의 시료체(24)는 상단환형플러그(41), 하단환형플러그(42), 외곽튜브(40), 내곽튜브(44)를 포함하고 있고, 상기 외곽튜브(40)와 상기 내곽튜브(44) 사이에 시료(43) 넣은 후 상단과 하단에 각각 상단환형플러그(41)와 하단환형플러그(42)를 고정한다.

도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 상단환형플러그(41)와 하단환형플러그(42)는 임의의 외곽튜브(40)의 내경과 내곽튜브(44)에 맞는 삽입홈(415,425)이 있어 삽입후 용접하여 시료체를 완성한다.

또, 상기 상단환형플러그(41)와 하단환형플러그(42)의 플러그단부(413,414,423,424) 중간에 상기 상단하우징(20) 및 상기 하단하우징(21)의 클립입구단(201,211)과 같은 크기의 장입단(412,422)과 클립원형면(202,212)에 접지할 수 있는 회전홈(411,421)이 형성된다.

상기 상단환형플러그(41)의 플러그단부(413)에는 슬릿(416)이 형성되고, 상기 상단환형플러그(41)를 회전시켜 상기 상단하우징(20) 및 상기 하단하우징(21)에서 시료체(24)가 시험집합체(2)로부터 이탈되는 것을 방지하도록 기능한다.

그리고, 상기 상단환형플러그(41)와 하단환형플러그(42)에는 내측냉각을 위하여 상기 내곽튜브(44)와 연결되는 유로홀(417,426)이 형성된다.

본 발명은 특정의 실시예를 기준으로 도시하고 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상과 그 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 관련업계의 통상지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플러그식 연구로 조사시험용 리그의 정면도이다.

도 2는 도 1의 플러그식 연구로 조사시험용 리그가 장착된 연구용 원자로 조사공의 개략적인 측면도이다.

도 3은 도 1의 플러그식 연구로 조사시험용 리그의 상단고정체 입체도 및 투시도이다.

도 4a~4e는 도 3의 상단고정체의 구성요소의 사시도이다.

도 5는 도 1의 플러그식 연구로 조사시험용 리그의 시험집합체와 시료체가 조립된 사시도이다.

도 6a는 도 5에서 시료체를 제외한 상태의 사시도이다.

도 6b~6d는 도 5의 시험집합체의 구성요소의 사시도이다.

도 7a~7c는 도 5의 시료체의 제1예 및 그 부품의 사시도이다.

도 8a~8c는 도 5의 시료체의 제2예 및 그 부품의 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 상단고정체 2: 시험집합체

3: 하단고정체 10: 고정틀

11: 그래플헤드 12: 상측유로판

13: 하측유로판 14: 스프링

20: 상단하우징 21: 하단하우징

22: 쿨링블럭 23: 지지대

24: 시료체 30: 튜브

31: 상단플러그 32: 하단플러그

40: 외곽튜브 41: 상단환형플러그

42: 하단환형플러그 43: 시료

44: 내곽튜브 100: 연구로 노심

101: 고정턱 102: 슬릿

103: 파괴방지용홀 104: 관통홀

105: 중앙홈 111: 상단슬릿

114: 지지부 121,131: 외주면

122,134: 유로홀 123: 챔퍼

124: 고정홀 133: 스프링홈

200: 스파이더컵 201: 클립입구단

203: 고정홀 204: 안내홈

205,215: 중앙홈 206: 유로홀

207: 구조챔버 211: 클립입구단

212: 클립원형형면 213: 고정홀

214: 안내홈 215: 중앙홈

216: 유로홀 217: 구조챔버

221: 냉각유로 222: 냉각홀

223: 안착부 224: 중심홀

225: 중심축 311,321: 회전홈

312,322: 장입단 313,314,323,324: 플러그단부

315,325: 삽입돌기 316: 슬릿

411,421: 회전홈 412,422: 장입단

413,414,423,424: 플러그단부 415,425: 삽입홈

416: 슬릿 417,426 :유로홀

Claims

상단고정체(1), 하나 이상의 시험집합체(2), 및 하단고정체(3)가 위에서부터 하측으로 순차적으로 결합되어 형성되고,

상기 하단고정체(3)의 로드팁이 연구로 노심(100)의 조사공 하단부에 형성된 스파이더컵(200)에 장착되며, 상기 연구로 노심(100)의 노심 상단플레이트가 상기 상단고정체(1)에 의해 압착되어 설치되는 것을 특징으로 하는 플러그식 연구로 조사시험용 리그.
제1항에 있어서,

상기 상단고정체는,

중공의 고정틀(10);

상기 고정틀(10)의 내부에 위치하고, 상기 고정틀(10) 상단측에 상측유로판(12)이 형성되며, 상기 고정틀(10) 하부 내측에 하측유로판(13)이 형성되는 그래플헤드(11); 및

상기 하측유로판(13)의 하측에 배치되는 스프링(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그식 연구로 조사시험용 리그.
제2항에 있어서,

상기 고정틀(10)의 원주면에는 냉각유체가 흐르는 다수의 관통홀(104)이 형성되고, 상기 고정틀(10)의 상단에는 연구로 노심 상단플레이트와 접촉하는 고정턱(101)이 일체로 형성되며, 상기 고정턱(101)으로부터 상기 고정틀(10)의 길이방향 하측으로 다수의 슬릿(102)이 소정의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 플러그식 연구로 조사시험용 리그.
제2항에 있어서,

상기 그래플헤드(11)는, 상단부에 상기 그래플헤드(11)를 회전시키기 위한 상단슬릿(111)이 형성되고, 하단부에 냉각유체흐름의 방향성을 잡기 위한 지지부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 플러그식 연구로 조사시험용 리그.
제2항에 있어서,

상기 상측유로판(12) 및 상기 하측유로판(13)에는, 냉각유체의 압력강하와 흐름을 유도하는 유로홀(122,134)이 각각 형성되고, 상기 고정틀(10)의 상하운동이 원활하도록 처리되어 있는 외주면(121,131)이 각각 형성되며,

상기 상측유로판(12)은, 상기 고정틀(10)의 고정턱(101)이 안쪽으로 이탈하는 것을 방지하고 유체의 원활한 흐름을 유도하도록 형성된 챔퍼(123)와, 중심부에 형성되어 상기 그래플헤드(11)의 몸통과 밀착되는 고정홀(124)을 포함하며,

상기 하측유로판(13)은 상기 고정틀(10) 하단에 스프링(14)을 지지하도록 형성되는 스프링홈(133)과, 리그의 상단플레이트와 접촉하도록 형성되는 입체면(132)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그식 연구로 조사시험용 리그.
제1항에 있어서,

상기 시험집합체(2)는,

상기 상단고정체(1) 또는 다른 시험집합체(2)와 연결되는 상단하우징(20);

상기 하단고정체(3)와 연결 또는 다른 시험집합체(2)와 연결되는 하단하우징(21);

상기 하단하우징(21)의 상측에 배치되고, 냉각유체의 냉각을 위한 쿨링블럭(22);

상기 쿨링블럭(22)과 일체로써 상기 상단하우징(20)을 지지하는 지지대(23); 및

시료가 내장되는 시료체(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그식 연구로 조사시험용 리그.
제6항에 있어서,

상기 상단하우징(20)은, 상기 시료체(24)의 상단플러그(31)가 장착되어 슬라이딩되는 클립입구단(201)과, 상기 상단플러그(31)가 접지하여 장착되는 클립원형면(202)과, 상기 쿨링블럭(22)의 상단이 고정되는 중앙홈(205)과, 냉각유체가 흐르는 유로홀(206)과, 상기 지지대(23)가 고정되는 고정홀(203)과, 뼈대를 이루는 구조챔버(207)과, 상기 하단하우징(20)의 주면부 상측에 형성되어 지지튜브간의 회전과 위치를 고정하는 안내홈(204)을 포함하고,

상기 하단하우징(21)은, 상기 시료체(24)의 하단플러그(32)가 장착되어 슬라이딩되는 클립입구단(211)과, 상기 하단플러그(32)가 접지하여 장착되는 클립원형면(212)과, 상기 쿨링블럭(22)의 하단이 고정되는 중앙홈(215)과, 냉각유체가 흐르는 유로홀(216)과, 상기 지지대(23)가 고정되는 고정홀(213)과, 뼈대를 이루는 구조챔버(217)와, 상기 하단하우징(21)의 주면부 하측에 형성되는 지지튜브간의 회전과 위치를 고정하는 안내홈(214)을 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그식 연구로 조사시험용 리그.
제6항에 있어서,

상기 시료체(24)는 시험하고자하는 시료가 삽입되는 튜브(30)와, 상기 튜브(30)의 상단과 하단에 각각 일체로 형성되는 상단플러그(31)와 하단플러그(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그식 연구로 조사시험용 리그.
제8항에 있어서,

상기 상단플러그(31)와 상기 하단플러그(32)는, 상기 튜브(30)의 내경과 동일한 삽입돌기(315,325)이 일체로 형성되고, 플러그단부(313,314,323,324)의 중간에 상단하우징(20) 및 하단하우징(21)의 클립입구단(201,211)과 같은 크기의 장입단(312,322)과 클립원형면(202,212)에 접지할 수 있는 회전홈(311,321)이 형성되며, 상기 상단플러그(31)의 플러그단부(313)에는 슬릿(316)이 형성되는 것을 특징으로 하는 플러그식 연구로 조사시험용 리그.
제6항에 있어서,

상기 시료체(24)는, 상단환형플러그(41) 및 하단환형플러그(42), 상단환형플러그(41) 및 하단환형플러그(42) 사이에 배치되는 외곽튜브(40) 및 상기 외곽튜브(40) 내측의 내곽튜브(44)를 포함하고, 상기 상단환형플러그(41)와 하단환형플러그(42)의 플러그단부(413,414,423,424) 중간에 상기 상단하우징(20) 및 상기 하단하우징(21)의 클립입구단(201,211)과 같은 크기의 장입단(412,422)과 클립원형면(202,212)에 접지할 수 있는 회전홈(411,421)이 형성되며, 상기 상단플러그(41)의 플러그단부(413)에는 슬릿(416)이 형성되고, 상기 상단환형플러그(41)와 하단환형플러그(42)에는 내측냉각을 위하여 상기 내곽튜브(44)와 연결되는 유로홀(417,426)이 형성되는 것을 특징으로 하는 플러그식 연구로 조사시험용 리그.