KR100882195B1 - 핵연료집합체의 이중 관 구조로 된 안내관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각 성능과 핵연료의 안정성을 향상시키고 고연소도 및 고출력을 얻기 위한 이중냉각 핵연료봉(dual-cooling nuclear fuel rod)과 안내관 부수로 사이의 유동분할(flow split)을 방지함과 동시에 반응도 영역에서의 중성자 흡수 단면을 최소화하기 위한 핵연료집합체의 안내관에 관한 것으로, 안내관의 구조를 이중 관 구조(annular structure)로 채택함으로써 연료봉과 안내관 부수로에서의 유동분할을 저감함과 동시에 중성자 흡수 단면 증가에 따른 핵연료의 성능이 저하될 수 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존 제어봉과의 양립성(compatibility)을 위해 내측 안내관은 종래 안내관을 그대로 준용하고 이 내측 안내관 밖으로 외측 안내관을 두어 전체적으로 안내관을 이중 구조로 하여 상·하단 고정체와의 연결을 통해 연료봉과 안내관 부수로에서의 유동분할에 의한 유동 불균형을 저감하는 것을 특징으로 한다.

안내관, 이중 관, 이중냉각 핵연료봉, 수력직경, 유동분할, 핵연료집합체

Description

핵연료집합체의 이중 관 구조로 된 안내관{Guide Thimble of the Dual Tube Type Structure for Nuclear Fuel Assembly}

본 발명은 중심온도를 낮추어 초고연소도에서도 안전성을 확보하고 출력을 높여서 경제적인 효과를 얻기 위한 이중냉각 핵연료봉이 적용되는 핵연료집합체의 안내관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핵연료봉 부수로와 안내관 부수로 사이의 유동분할 현상을 방지하여 균일한 노심 내의 유동을 보장하며, 중성자 흡수 단면의 증가를 최소화하여 이중냉각 핵연료봉의 성능 향상을 가져오게 하는 핵연료집합체의 이중 관 구조로 된 안내관에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 핵연료집합체를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 핵연료집합체의 단면을 개략적으로 나타내는 평단면도이고, 도 3은 이중냉각 구조를 갖는 핵연료봉의 단면을 개략적으로 나타낸 평단면도이다.

도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 핵연료집합체(100)는 핵연료봉(110), 안내관(140), 지지격자체(150), 상단 고정체(120)와 하단 고정체(130)로 구성된다.

여기서, 상기 핵연료봉(110)은 도 2에서 보듯이 지르코늄 합금 피복관 내부 에 실린더 형상의 우라늄 소결체가 포함되고, 이러한 우라늄 소결체의 핵분열 반응에 의하여 고온의 열이 발생된다.

한편, 상기 안내관(140)은 원자로 노심의 출력을 조절하고 핵분열 반응을 정지시키기 위하여 상·하로 움직이는 제어봉(160)의 이동 통로를 제공하는 단일 관으로 되어 있으며, 상기 지지격자체(150)는 원자로 연료집합체의 구성부품 중 하나로 지지격자체의 각 격자에 형성되어 있는 지지부들과 핵연료봉들과의 마찰에 의한 마찰력으로 핵연료봉(110)을 정해진 위치에 배열되도록 지지하는 기능을 갖고 있다.

한편, 상기 지지격자체(150)는 통상 지르코늄 합금으로 이루어지며, 핵연료봉(110)들을 지지하는 핵연료봉 셀과 안내관(140)이 삽입되는 안내관 셀들이 있다. 핵연료봉(110) 내부에는 환형 형상의 이산화 우라늄 소결체가 장입되며, 냉각수는 4개의 핵연료봉(110)으로 둘러싸인 부수로(sub channel, 115)나, 12개의 핵연료봉(110)과 1개의 안내관(140)으로 둘러싸인 부수로(115)를 통하여 축방향으로 노심 하부에서 상부로 빠르게 유동한다.

여기서, 부수로(115)는 핵연료봉(110)들 또는 핵연료봉(110)과 안내관(140)으로 둘러싸인 공간을 지칭하는 것으로 측면이 개방되어 있어서 유체가 자유로이 이웃된 유로로 이동할 수 있는 통로를 말한다.

상단 고정체(120)와 하단 고정체(130)는 노심 상·하부 구조물에 핵연료집합체(100)를 고정 및 지지하는 역할을 담당하며, 특히 상단 고정체(120)는 노심의 상부와 핵연료집합체(100)를 연결하는 것으로 노심과 핵연료집합체(100)의 흔들림을 방지하고 냉각수 흐름에 의한 들림 방지 역할을 하며, 하단 고정체(130)는 이러한 핵연료집합체(100)를 노심 내로 지지하는 기능 외에 노심 내부를 부유하는 이물질을 여과하기 위한 여과장치(이물질여과기, 미 도시)를 포함하기도 한다.

상단 고정체(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 외부 가이드 포스트(121), 누름 스프링(122), 누름판(123) 및 유로판(124)으로 구성되어 있으며, 상기 외부 가이드 포스트(121)는 총 4개로 구비되어 상기 안내관(140)과 나사로 체결되어 있으며, 상기 유로판(124)은 노심 내부에서 상방으로 흐르는 냉각수의 흐름을 원활히 하는 역할을 수행한다.

또한 하단 고정체(130)는 냉각수의 원활한 유동을 위한 유로구멍과 안내관(140), 계측관과의 체결을 위한 구멍이 뚫려있는 유로판 및 핵연료의 위치를 유지시키기 위한 다리 등으로 구성되어 있다. 이러한 하단 고정체(130)는 냉각수를 재분배하고, 핵연료집합체(100)를 지지하며, 이물질을 여과하는 기능을 수행한다.

한편, 종래 실린더 형상의 핵연료봉(110) 대신에 냉각 성능과 핵연료의 안정성을 향상시키고 고연소도 및 고출력을 얻기 위해 도 3과 같이 종래의 핵연료봉(110)보다 외경이 증대된 환형 구조를 갖는 이중냉각 핵연료봉(10)이 개발되었다.

환형 구조를 갖는 이중냉각 핵연료봉(10)은 환형으로 형성되는 소결체(11)와 내주연에 구비되는 내측 피복관(12)과 외주연에 구비되는 외측 피복관(13)으로 구성되며, 냉각수가 이중냉각 핵연료봉(10)의 외부뿐만 아니라 내부로도 흐를 수 있게 하여 이중으로 열전달이 이루어지게 됨으로써 이중냉각 핵연료봉(10)의 표면 온 도를 낮게 유지하여 핵연료의 중심온도 상승에 의한 연료 손상의 가능성을 낮추어 이중냉각 핵연료봉(10)의 안전 여유도를 증가시켜서 고연소도 및 고출력을 가능하게 한다.

그러나, 기존의 노심 구조물(제어봉 및 중성자 선원 집합체)과의 양립성을 위해 종래의 핵연료집합체(100)에 사용되는 단일 관으로 된 안내관(140)을 채택하게 될 경우 이중냉각 핵연료봉(10) 부수로와 안내관(140) 부수로에서의 수력직경의 차이에 기인한 압력 차이로 인해 유동분할(flow split)이 발생하게 되고 이러한 유동분할 현상은 안내관(140) 부수로에서의 유동을 증가시켜 이중냉각 구조가 갖는 최대 장점인 저온 고출력 성능을 얻기 어렵게 한다.

이를 해결하기 위하여 안내관(140) 부수로에서의 수력직경을 이중냉각 핵연료봉(10) 부수로에서의 수력직경과 유사하게 하여야 하는데, 이를 위해서는 안내관(140)의 두께를 크게 하거나 종래의 단일 관으로 된 안내관(140)에 슬리브와 같은 별도의 구성품을 추가해야 한다.

단일 관으로 된 종래 안내관(140)의 두께를 크게 하는 경우엔 수력직경을 이중냉각 핵연료봉(10)의 그것과 유사하게 하는 것이 가능하게 되나 이는 안내관(140)의 재질이 지르칼로이로 이루어짐에 따라 중성자를 흡수하는 중성자 흡수 단면이 커지게 되는 문제가 발생한다.

또한 종래의 안내관(140)에 슬리브를 삽입하게 되면 유동분할 현상을 저감시킬 수 있으나, 지르칼로이로 이루어진 안내관(140) 단면의 증가가 노심 내 반응도 영역에서 중성자 흡수 단면을 증가시키게 되어 핵분열 반응을 저감시켜 노심의 출 력 저하를 초래하게 되고, 또한 상기 슬리브를 삽입하는 작업 공정이 복잡해지게 되어 생산성이 크게 저하되는 문제를 유발시키게 된다.

본 발명은 냉각 성능과 핵연료의 안정성을 향상시키고 고연소도 및 고출력을 얻기 위한 이중냉각 핵연료봉과 안내관 부수로에 대한 유동분할을 방지함과 동시에 반응도 영역에서의 중성자 흡수 단면을 최소화하도록 이중 관 구조를 갖는 핵연료집합체의 안내관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이중냉각 핵연료봉을 구비한 핵연료집합체의 이중 관 구조로 된 안내관은 중성자 감속을 위한 제어봉이 통과하는 내측 안내관과, 그 내부에 상기 내측 안내관을 수용하는 외측 안내관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내측 안내관은 종래의 단일 관으로 된 안내관의 기하학적 형상과 동일하게 하되, 상기 외측 안내관의 외경 및 내경은 상기 이중냉각 핵연료봉 부수로의 수력직경과 상기 안내관 부수로의 수력직경의 차이가 15% 범위 내에 있도록 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이중 관 구조로 된 안내관은 그 하부에 엔드 핏팅(end fitting)을 더 포함하되, 상기 엔드 핏팅은 원통 형상으로서 상부 면에 상기 내측 안내관이 삽입되는 홈이 원주 방향으로 형성되고, 외측 둘레에 상기 외측 안내관이 삽입되는 단차가 형성되며, 하부에 수나사가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내측 안내관 및 외측 안내관의 하부는 각각 상기 엔드 핏팅의 홈 과 단차에 삽입되어 용접되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이중 관 구조로 된 안내관은 상기 엔드 핏팅의 수나사에 결합되도록 상부에 플랜지면을 가지는 너트와, 상기 너트의 외주 면에 밀착되는 고정 디스크를 더 포함하되, 상기 고정 디스크를 상기 핵연료집합체의 하단 고정체의 하부 면에 용접되도록 하는 것을 특징으로 한다.

더구나, 상기 이중 관 구조로 된 안내관은 상부에 플랜지를 더 포함하되, 상기 플랜지의 하단부가 상기 내측 안내관의 상단부와 용접되고, 상기 플랜지의 외주 면이 상기 외측 안내관의 내경부에 용접되며, 상기 플랜지의 내벽부에는 암나사가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 플랜지의 암나사는 그 외경부에 수나사가 형성된 외부 가이드 포스트와 나사 체결됨으로써 상기 핵연료집합체의 상단 고정체의 유로판에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내측 안내관 및 외측 안내관의 상부와 하부 각각에는 냉각수 배출공이 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이중냉각 핵연료봉을 구비한 핵연료집합체의 이중 관 구조로 된 안내관을 채택함으로써, 안내관 부수로에서의 수력직경을 이중냉각 핵연료봉 부수로에서의 수력직경과 유사하게 할 뿐만이 아니라 이중 관 구조로 되어 있으므로 중성자 흡수 단면을 최소화할 수 있다.

특히, 안내관 부수로의 수력직경과 이중냉각 핵연료봉 부수로의 수력직경의 차이가 15% 범위 내에 존재하게 되면 안내관 부수로와 이중냉각 핵연료봉 부수로 간의 유동 불균형으로 인한 영향을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 이중 관 구조를 갖는 안내관의 외측 안내관은 단면 이차 모멘트를 증가시켜 핵연료집합체가 측면에서 굽힘 하중을 받을 경우 그 저항하는 강성을 증가시켜 이러한 외부 하중에 대한 저항성의 제고를 가져오는 부수적인 효과도 가져올 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 적용되는 이중냉각 핵연료집합체의 단면을 개략적으로 나타내는 평단면도이고, 도 5는 도 4의 이중냉각 핵연료봉 부수로인‘A'부를 확대한 상세도이며, 도 6은 도 4의 안내관 부수로인‘B'부를 확대한 상세도이며,도 7은 본 발명에 따른 이중 관 구조로 된 안내관을 나타내는 종단면도이고, 도 8은 이중 관 구조로 된 안내관의 상부와 상단 고정체와의 연결을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 9는 이중 관 구조로 된 안내관의 하부와 하단 고정체와의 연결을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이 상기 이중 관 구조로 된 안내관(20)은 크게 내측 안내관(25)과 외측 안내관(30)으로 이루어지며, 상기 내측 안내관(25) 내부 공간을 통하여 중성자 감속을 위한 제어봉(160)이 이동하도록 된다.

상기 내측 안내관(25)은 종래의 실린더 형상의 핵연료봉을 갖는 핵연료집합체(100)에 사용되는 단일 관으로 된 안내관(140)과 그 기하학적 형상이 동일하도록 하여 그 내부 공간을 통하여 제어봉(160)이 이동할 수 있도록 한다. 이것은 기존 노심 내부 구조물과의 양립성을 위해 반드시 요구되는 조건이다.

본 실시 예에서는 종래의 단일 관으로 된 안내관(140)과 마찬가지로 내경이 22.86mm이고, 외경이 24.9mm이며, 관 두께가 1.02mm로 이루어진 내측 안내관(25)을 사용하였다.

상기 외측 안내관(30)은 상기 내측 안내관(25)보다 더 큰 직경을 가지며, 그 내부에 상기 내측 안내관(25)을 수용하도록 하여 이중냉각 핵연료봉(10) 부수로(A)와 안내관 부수로(B) 사이의 유동분할로 인한 냉각성능의 저하를 방지하기 위해 수력학적인 관점에서 안내관 부수로(B)의 수력직경이 이중냉각 핵연료봉 부수로(A)의 수력직경과 유사하도록 그 직경을 선정하는 것이 바람직하다.

여기서, 이중냉각 핵연료봉(10) 부수로(A)는 4개의 이웃하는 이중냉각 핵연료봉(10)으로 둘러싸인 냉각수 이동 통로를 지칭하며, 안내관 부수로(B)는 하나의 이중 관 구조를 가진 안내관(20)과 상기 이중 관 구조를 가진 안내관(20) 주변에 배열되어 있는 12개의 이중냉각 핵연료봉(10)으로 둘러싸인 냉각수 이동 통로를 지칭한다.

본 실시 예에서는 상기 외측 안내관(30)의 내경이 30.44mm이고, 외경이 32.48mm이며, 관 두께가 1.02mm인 것을 채택하였다.

수력직경(Hydraulic Diameter)은 비원형 단면을 가진 유로를 흐르는 유체에 의해 젖게 되는 둘레(Wet length)와 실제 유로의 면적(Area)의 비율을 원형 단면을 가진 유로로 환산 시 얻어지는 직경을 의미하며, 이는 아래식과 같이 얻어진다.

따라서, 이중냉각 핵연료봉 부수로(A)의 수력직경은 8.105mm가 되며, 안내관 부수로(B)의 수력직경은 9.047mm가 되며, 그 비율이 1:1.12로 유동분할에 의해 이중냉각 핵연료봉(10) 측으로의 유동에 약간의 손실이 발생하지만 이는 이중냉각 핵연료봉(10) 내부의 유동으로 보상할 수 있을 것으로 보인다.

이러한 이중 관 구조로 된 안내관(20)의 상부는 핵연료집합체(100)의 유지 보수 및 혹시 발생할 수 있는 손상된 핵연료봉의 교체를 위해 상단 고정체(120)와의 연결을 일체로 하지 않고 서로 분리될 수 있어야 한다.

특히, 원자로의 운전 중에 핵연료봉이 손상되면, 핵연료봉 안에 있던 방사능 물질이 냉각수로 누출될 수 있다. 이러한 손상이 발생하면 핵연료집합체(100)를 원자로에서 인출하여 손상된 핵연료봉을 제거하고 그 자리에 새로운 핵연료봉을 삽입하게 된다. 이러한 수리작업은 핵연료집합체(100)를 재장전하기 위한 소요시간에 상당한 영향을 주므로, 핵연료집합체(100)의 수리작업은 용이하고 신속하게 이루어져야 한다.

이러한 이중 관 구조로 된 안내관(20)의 상부와 상단 고정체(120)와의 분리 가능한 연결을 위하여, 내측 안내관(25)의 상부에 원통 모양의 플랜지(40)를 올려놓은 후에 상기 내측 안내관(25)의 상부 둘레를 따라 플랜지(40)와의 용접을 통해 서로 고정 결합되도록 한다.

그 이후에 상기 플랜지(40)의 외경부와 외측 안내관(30)의 내경부를 용접에 의해 결합되도록 한다.

이때 상기 외측 안내관(30)의 내경부와 용접되는 플랜지(40)의 외경부의 치수는 약간 헐거운 끼움으로 되어 용접 작업이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 플랜지(40)의 상부 내측에는 암나사를 형성하여 외부 가이드 포스트(121)의 외경부에 형성된 수나사와 나사 결합되도록 한다.

외측 안내관(30)의 상단은 상단 고정체(120)의 유로판(124) 하부에 홈을 내어 이 홈 안으로 삽입된 상태에서 내측 안내관(25)과 외부 가이드 포스트(121)와의 나사 체결을 통해 전체 집합체를 구성할 수 있도록 하였다.

이렇게 서로 일체로 결합된 내측 안내관(25), 플랜지(40) 및 외측 안내관(30)으로 이루어진 안내관의 상부는 상단 고정체(120) 유로판(124)의 하부에 형성된 단차에 맞닿아 접하도록 하고, 외부 가이드 포스트(121)의 외경부에 형성된 수나사와 상기 플랜지(40)의 내경부에 형성된 암나사와의 나사 결합을 통해 결합된다.

또한, 상기 이중 관 구조로 된 안내관(20)의 하부는 하단 고정체(130)에 삽 입된 엔드 핏팅(end fitting, 50)을 통해 하단 고정체(130)와 결합된다.

상기 엔드 핏팅(50)은 원통 형상으로 된 대경부가 상부에 마련되어 있고, 상기 대경부보다 외경이 작은 소경부가 하부에 마련되어 있으며, 상기 소경부의 외주면에는 수나사가 형성되어 있다.

또한, 상기 엔드 핏팅(50)의 대경부 상부 면에는 상기 내측 안내관(25)이 수용되도록 일정 깊이의 홈이 형성되어 있으며, 상기 내측 안내관(25)을 상기 홈에 수용한 다음에 서로 용접하여 결합되도록 한다.

더구나, 상기 엔드 핏팅(50)의 대경부의 외경부에는 상기 외측 안내관(30)이 끼워지도록 둘레를 따라 단차가 형성되어 있으며, 상기 외측 안내관(30)을 상기 단차에 끼운 다음에 서로 용접하여 결합되도록 한다.

상기 엔드 핏팅(50)이 용접된 이중 관 구조로 된 안내관(20)을 하단 고정체(130)와 연결시키기 위하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 이중 관 구조로 된 안내관(20)의 하단에 용접되어 있는 엔드 핏팅(50)과 상부 면에 플랜지면을 갖는 너트(60)를 체결하고, 너트(60)의 이완을 방지하기 위해 너트(60)의 외경부에 고리 모양의 고정 디스크(locking disc, 70)를 밀착시킨 후 하단 고정체(130)와의 접촉되는 곳을 용접함으로써 상기 이중 관 구조로 된 안내관(20)이 하단 고정체(130)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.

따라서 안내관의 상단과 상단 고정체(120)와의 연결은 내측 안내관(25)의 상부에 플랜지(40)를 용접하고 이 플랜지(40)를 상단 고정체(120)의 외부 가이드 포스트(121)와의 나사체결을 허용하도록 함으로써 체결 및 분리가 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다. 이 때 외측 안내관(30)의 상단은 상단 고정체(120)의 유로판(124) 하부에 홈을 내어 이 홈 안으로 삽입된 상태에서 내측 안내관(25)과 외부 가이드 포스트(121)와의 나사 결합을 통해 전체 집합체를 구성할 수 있도록 하였다.

안내관은 노심의 출력 제어 및 노심의 긴급정지(trip)를 위한 제어봉(160)의 삽입경로를 제공하는 것과 전체 핵연료집합체(100)의 구조적 건전성을 유지하는 것이 큰 기능적 요구조건이므로 내측 안내관(25) 및 외측 안내관(30)의 상단과 하단에는 냉각수의 배출을 위한 냉각수 배출 공(35)이 관통되어 있다.

본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 핵연료집합체를 개략적으로 나타내는 정면도,

도 2는 종래 기술에 따른 핵연료집합체의 단면을 개략적으로 나타내는 평단면도,

도 3은 본 발명에 적용되는 이중냉각 핵연료봉을 개략적으로 나타내는 평단면도,

도 4는 본 발명에 적용되는 이중냉각 핵연료집합체의 단면을 개략적으로 나타내는 평단면도,

도 5는 도 4의‘A'부를 확대한 상세도,

도 6은 도 4의‘B'부를 확대한 상세도,

도 7은 본 발명에 따른 이중 관 구조를 가진 안내관을 개략적으로 나타내는 정면도,

도 8은 본 발명에 따른 이중 관 구조를 가진 안내관과 상단 고정체와의 연결을 개략적으로 나타내는 정면도,

도 9는 본 발명에 따른 이중 관 구조를 가진 안내관과 하단 고정체와의 연결을 개략적으로 나타내는 정면도.

** 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 이중냉각 핵연료봉 11 : 환형 소결체

12 : 내측 피복관 13 : 외측 피복관

20 : 이중 관 구조로 된 안내관 25 : 내측 안내관

30 : 외측 안내관 35 : 냉각수 배출공

40 : 플랜지 50 : 엔드 핏팅

60 : 너트 70 : 고정 디스크

100 : 핵연료집합체 110 : 핵연료봉

115 : 부수로 120 : 상단 고정체

121 : 외부 가이드 포스트 122 : 누름스프링

123 : 누름판 124 : 유로판

130 : 하단 고정체 140 : 안내관

150 : 지지격자체 160 : 제어봉

A : 이중냉각 핵연료봉 부수로 B : 안내관 부수로

Claims (8)

1. 이중냉각 핵연료봉을 구비한 핵연료집합체(100)의 안내관에 있어서,

   상기 안내관(20)은 중성자 감속을 위한 제어봉(160)이 통과하도록 상방으로 개방되는 내측 안내관(25)과, 상기 내측 안내관(25)을 내부에 수용하는 외측 안내관(30)을 포함하여,

   이웃하는 4개의 상기 이중냉각 핵연료봉(10)으로 둘러싸이도록 형성되어 냉각수 이동 통로를 제공하는 이중냉각 핵연료봉 부수로(A) 및, 1개의 이중 관 구조로 된 상기 안내관(20)과 이 안내관(20) 주변에 배열된 12개의 상기 이중냉각 핵연료봉(10)으로 둘러싸이도록 형성되어 냉각수 이동 통로를 제공하는 안내관 부수로(B)와의 관계에서,

   안내관 부수로(B)의 수력직경이 감소함에 따라 안내관 부수로(B)의 수력직경과 이중냉각 핵연료봉 부수로(A)의 수력직경 차이가 감소하는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체(100)의 이중 관 구조로 된 안내관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 외측 안내관(30)의 외경 및 내경은 상기 이중냉각 핵연료봉 부수로(A)의 수력직경과 상기 안내관 부수로(B)의 수력직경의 차이가 15% 범위 내에 있도록 결정되는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체(100)의 이중 관 구조로 된 안내관.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 이중 관 구조로 된 안내관(20)은 그 하부에 엔드 핏팅(end fitting, 50)을 더 포함하되,

   상기 엔드 핏팅(50)은 원통 형상으로서 상부 면에 상기 내측 안내관(25)이 삽입되는 홈이 원주 방향으로 형성되고, 외측 둘레에 상기 외측 안내관(30)이 삽입되는 단차가 형성되며, 하부에 수나사가 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체(100)의 이중 관 구조로 된 안내관.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 내측 안내관(25) 및 외측 안내관(30)의 하부는 각각 상기 엔드 핏팅(50)의 홈과 단차에 삽입되어 용접되는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체(100)의 이중 관 구조로 된 안내관.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 엔드 핏팅(50)의 수나사에 결합되도록 상부에 플랜지면을 가지는 너트(60)와, 상기 너트(60)의 외주면에 밀착되는 고정 디스크(70)를 더 포함하되,

   상기 고정 디스크(70)를 상기 핵연료집합체(100)의 하단 고정체(130)의 하부 면에 용접되도록 하는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체(100)의 이중 관 구조로 된 안내관.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 이중 관 구조로 된 안내관(20)은 상부에 플랜지(40)를 더 포함하되, 상기 플랜지(40)의 하단부가 상기 내측 안내관(25)의 상단부와 용접되고, 상기 플랜지(40)의 외주 면이 상기 외측 안내관(30)의 내경부에 용접되며, 상기 플랜지(40)의 내벽부에는 암나사가 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체(100)의 이중 관 구조로 된 안내관.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 플랜지(40)의 암나사는 그 외경부에 수나사가 형성된 외부 가이드 포스트(121)와 나사 체결됨으로써 상기 핵연료집합체(100)의 상단 고정체(120)의 유로판(124)에 결합되는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체(100)의 이중 관 구조로 된 안내관.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 내측 안내관(25) 및 외측 안내관(30)의 상부와 하부 각각에는 냉각수 배출 공(35)이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체(100)의 이중 관 구조로 된 안내관.

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