KR100937546B1 - 가압 경수로용 연료 요소 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료봉 다발, 제 1 재료로 만들어지는 하나 이상의 웨브 섹션에 의해 정의된 셀들을 가진 하나 이상의 스페이서 및 제 2 재료로 만들어지고 셀을 통하여 각각 연장하고 상기 셀에 축방향으로 고정된 몇몇의 유도관을 포함하는 원자로용 연료 요소에 관한 것이고, 제 1 및 제 2 재료들은 다른 열팽창 계수들을 가진다. 유도관 및 스페이서 사이의 접속은 다음과 같이 구현된다 : 제 1 및 제 2 돌출부들은 직접적으로 또는 간접적으로 유도관에 고정되어, 제 1 돌출부들은 제 1 축 위치에 배열되고 제 2 돌출부들은 제 2 축 위치에 배열되고 상기 돌출부들은 각각 축방향으로 작동하는 언더컷을 제공하기 위하여 웨브 섹션을 통과하는 개구부에서 맞물린다.

Description

가압 경수로용 연료 요소{FUEL ELEMENT FOR A PRESSURISED WATER REACTOR}

본 발명은 가압 경수로용 연료 요소에 관한 것이다.

상기 연료 요소는 연료봉 다발, 예를들어 사각형 모양이고 제 1 재료로 구성된 하나 이상의 웨브 부분에 의해 형성되는 셀들을 가진 하나 이상의 스페이서, 및 각각의 경우 셀을 통하여 통과하고 제 2 재료로 구성된 다수의 유도관들을 포함한다. 스페이서들은 유도관들의 축방향으로 고정된다. 만약 스페이서들 및 유도관들이 지르코늄 합금으로 구성되면, 용접에 의한 접속은 가능하다. 그러나, 만약 상기 구성요소들 중 하나가 인코넬 또는 강철로 제조되고 다른 구성요소가 지르코늄 합금, 예를들어 지르칼로이로 제조되면, 용접 접속은 부적합하다. 게다가, 상기 재료들이 다른 열팽창 계수들을 가지며, 따라서 다른 열 팽창을 가진다는 것이 문제이다. 연료 요소가 동작 온도로 가열될 때, 용접 및 땜납된 접속부들에서의 스트레스들은 결과적으로 발생할 수 있다. 연료 요소가 냉각 상태에서 가열될 때 명확한 접속들은 정확하게 더 이상 단단하지 않다. DE 2 259 495 A 및 DE 26 05 594에서 공지된 연료 요소들에서, 유도관 및 스페이서 사이의 접속은 열 유도 상대적 열팽창이 상기 접속 세기를 약화시키지 않도록 구성된다. 이것은 제 1 및 제 2 돌출부들이 유도관에 간접적으로 또는 직접적으로 고정되고, 제 1 돌출부가 제 1 축 위치에 배열되고 제 2 돌출부가 제 2 축 위치에 배열되고, 상기 돌출부들이 각각의 경우 웨브 부분을 관통하는 구멍 내에 맞물림으로써 달성된다.

계속하여, 본 발명의 목적은 다른 열팽창을 가진 재료들로 구성된 스페이서들 및 유도관들이 교번적인 방식으로 서로 접속되고, 특히 구멍 영역의 변형이 최소한으로 감소된 가압 경수로용 연료 요소를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 제 1 항에 청구된 바와 같이, 유도관들에 보다 높은 열팽창이 발생하는 경우, 돌출부들의 측면들이 서로 떨어져 면하고, 셀들을 형성하는 스페이서 또는 웨브 부분에 보다 높은 열팽창이 발생하는 경우, 서로 면하는 돌출부들의 측면들이 각각의 경우 구멍의 인접 영역과 서로 협력하는 유도관 및 스페이서 사이의 접속에 의해 달성된다. 첫 번째 열팽창의 경우는 스페이서 및 유도관들 사이에 열 유도 상대적 이동이 발생할 때 상기 부분들 사이의 기계적 접속이 풀리지 않지만, 반대로 돌출부들이 구멍들의 각각의 인접 영역들에 보다 굳게 정밀하게 가압되게 단단하게 되는 것을 보장한다. 그러므로, 장착 상태에서 조차 실온에서 동작 상태에 요구된 추후 최종 세기를 달성하는 것은 필요하지 않다. 정확하게, 장착 후 돌출부와 구멍의 인접 영역 사이에 제공되는 약간의 활동 여지는 늦어도 동작 온도에 도달될 때 사라진다. 연료 요소의 가열 동안 스페이서와 유도관들 사이의 상대적 움직임으로 인해, 구멍의 인접 영역의 변형은 발생할 수 있다. 그러나, 상기 변형은 돌출부들 및 인접 영역들 사이에서 실온에서 존재하는 활동 여지에 의해 낮게 유지될 수 있다. 구멍 영역에서 보다 큰 재료 변형은 구멍의 인접 영역이 스페이서 또는 유도관의 길이방향에 관련하여 경사지게 진행하는 하나 이상의 측면 경사 에지를 가짐으로써 감소되거나 완전하게 방지된다. 스페이서 및 유도관들 사이의 상대적 움직임 증가로 인해, 이런 형태의 접속은 웨지(wedge) 작동으로 인해 증가된 열에서 보다 단단하게 된다. 경사 에지들의 기울기 양에 의해, 서로 결합된 재료들의 열팽창 작용의 다소간의 차에 대한 적응은 수행될 수 있다. 구멍 마진 영역에서 웨브 부분의 변형은 돌출부가 경사 영역과 협력하는 경사 표면으로 구성되어 없어질 수 있다. 결과적으로, 상호 지지 표면은 확대되고, 대응하여 경사 에지에 작용하는 힘들은 분배된다. 이에 따라 달성되는 하부 표면 압력은 경사 에지 영역에서 웨브 부분의 보다 낮은 변형 효과를 가진다.

다른 바람직한 제안에서, 돌출부의 상기 경사 표면이 방사 방향으로 부가적으로 경사를 가져서 원주 방향으로 구멍의 경사 에지 뒤에 적어도 부분적으로 맞물리는 것이 제안되고, 웨브 일부는 웨브 일부 및 유도관 사이의 상대적 움직임 동안 방사상 안쪽으로 작용하는 힘 성분에 의해 작동된다. 따라서, 스페이서 및 유도관 사이의 상대적 움직임 동안, 웨브 일부는 상기 힘 작용으로 인해 유도관의 원주 표면쪽으로 가압된다. 게다가, 웨브 일부는 돌출부 및 구멍 사이의 축방향으로 실제적인 언더컷을 극복함으로써 방사상으로 바깥쪽으로 휘어지는 것이 방지된다.

본래, 유도관에 직접 돌출부들을 제공하고, 굴대 도구의 도움으로 원주 표면에서 방사상으로 이들을 가압하는 것은 고려될 수 있다. 그러나 바람직한 제안에서, 돌출부들이 유도관에 직접 접속되는 것이 아니고, 대신 유도관 위로 돌출되고 스페이서 영역에서 축방향에 고정된 유도관을 둘러싸는 상부 및 하부 슬리브에 의해 지지되는 것이 제안되었다. 유도관상에 슬리브를 고정하는 것은 바람직하게 슬리브들 및 유도관들이 서로 용접할 수 있는 재료들, 예를들어 양쪽이 스테인레스 스틸로 구성되는 것을 가정하여, 용접에 의해 발생한다. 장착은 돌출부들을 지지하는 슬리브들에 의해 보다 쉽게 이루어진다. 슬리브들은 돌출부가 웨브 일부들의 구멍들 내로 래치될 때까지 셀 내로 플러그됨으로써 우선 웨브 일부들의 구멍들상에 고정되고 스페이서 아래 부분상에 고정된다. 그 다음 유도관은 스페이서에 고정된 슬리브들을 통하여 플러그된다. 돌출부들이 구멍을 통하여 축방향으로 실제적인 언더컷로 인해 통과하기 때문에, 두 개의 정반대 돌출부들의 렌치 크기는 예를들어 사각형 스페이서 셀의 명확한 폭 보다 필수적으로 크다. 그러므로 슬리브를 셀 내부로 도입하는 것을 가능하게 하기 위하여, 웨브 일부들은 우선 방사상 바깥쪽으로 넓어져야 한다. 바람직한 제안에서, 돌출부들이 슬리브의 외부 원주상에 직접적으로 배열되는 것이 아니고, 대신 스페이서와 면하는 슬리브의 단부 면으로부터 축방향으로 떨어져 연장하는 아암들의 바깥쪽에 배열되는 것이 제안된다. 장착 동안, 아암들은 방사상으로 안쪽으로 가압될 수 있어서, 슬리브는 전면에 있는 아암들로 인해 셀 내부로 도입될 수 있다. 돌출부들이 구멍들에 도달할 때, 방사상 바깥쪽 아암 스프링, 즉 돌출부들은 구멍들 뒤쪽에 맞물린다.

다른 바람직한 제안에서, 스페이서가 4개의 웨브 일부들에 의해 형성된 직사각형 셀들을 가져야하고, 4개의 아암들이 각각의 경우 슬리브상에 제공될 웨브 부분에 관련하여 중앙으로 지향되는 것이 제안되고, 상기 웨브 일부들은 그 상부 마진으로부터 축방향으로 연장하는 방사상 넓어진 수용 영역 및 그 하부 마진으로부터 멀리 축방향으로 연장하는 방사상 넓어진 수용 영역을 가지며, 상기 수용 영역에 할당된 아암은 축방향으로 및 방사상으로 연장하고 구멍쪽으로 그 돌출부와 맞물린다.

다른 바람직한 제안에서, 4개의 웨브 일부들에 의해 형성된 직사각형 셀들을 가진 스페이서는 유사하게 제공된다. 그러나, 슬리브는 4개의 아암들이 각각의 경우 셀 모서리 영역들 쪽으로 지향되도록 배열된다. 상부 및 하부 구멍은 각각의 웨브 부분의 셀 모서리 영역에 제공되고, 아암의 돌출부는 두 개의 상부 및 두 개의 하부 구멍들에 동시에 맞물린다. 이런 제안의 장점은 예를들어 웨브 부분이 중간 부분에서 보다 셀 모서리 영역에서 보다 안정되고 따라서 특히 변형들 또는 왜곡들 없이 동작 상태에서 돌출부에 의해 가해지는 힘들을 보다 잘 견딘다는 것이다. 게다가 웨브 부분의 중간 부분이 자유롭게 유지되고 이 공간이 예를들어 연료봉의 방사상 지지를 위해 사용하는 스프링 엘리먼트를 배열하기 위하여 사용되는 것은 바람직하다.

본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명된다.

도 1은 가압 경수로의 연료 요소를 투시도로 도시한다.

도 2는 제 1 예시적 실시예의 항목을 투시도로 도시한다.

도 2a는 도 2의 예시적인 실시예의 변형도이다.

도 3은 도 2의 화살표 Ⅲ의 방향으로 평면을 부분적으로 자른 도면이다.

도 4는 제 2 예시적 실시예의 항목을 투시도로 도시한다.

도 5는 도 4의 화살표 Ⅴ의 방향으로 평면도를 도시한다.

도 6은 도 5의 라인 Ⅵ-Ⅵ을 따른 길이방향 단면을 도시한다.

도 7은 도 5의 라인 Ⅶ-Ⅶ을 따른 단면도를 도시한다.

도 8은 제 3 예시적인 실시예의 항목을 투시도로 도시한다.

도 9는 슬리브를 투시도로 도시한다.

도 10은 도 9의 슬리브를 제 2 투시도로 도시한다.

도 11은 도 9의 슬리브의 측면도를 도시한다.

도 12는 도 11의 라인 ⅩⅡ-ⅩⅡ을 따른 단면도이다.

도 13은 도 11의 라인 ⅩⅢ-ⅩⅢ을 따른 단면도이다.

도 14는 도 8의 라인 ⅩⅣ-ⅩⅣ을 따른 단면도를 도시한다.

도 1에 도시된 가압 경수로용 연료 요소는 다수의 스페이서들(2)에 의해 측면으로 유지되는 다수의 연료봉들(1) 다발을 포함한다.

연료 요소(1)는 다수의 유도관들(3)을 또한 포함한다. 유도관들(3) 및 스페이서들(2)은 서로 용접될 수 없고 다른 열팽창을 가지는 다른 재료들로 구성된다. 도 2, 4 및 8에 따른 예시적인 실시예들에서, 유도관들은 스페이서들의 재료 보다 높은 열팽창을 가진 재료로 구성된다. 유도관들(3)은 스테인레스 스틸 또는 니켈 합금, 예를들어 인코넬로 구성되고, 스페이서들(2)은 지르코늄 합금, 예를들어 지르칼로이로 구성된다. 도 2a의 예시적인 실시예에서, 상황들은 반대로 된다. 여기서, 스페이서들은 보다 높은 열팽창을 가진다, 즉 예를들어 인코넬 또는 스테인레스 스틸로 구성된다. 대조하여, 유도관들(3)은 지르칼로이 또는 유사한 것으로 제조된다. 모든 예시적인 실시예들에서, 스페이서는 필수적으로 열십자로 배열된 웨브들(4)로 구성되고, 스페이서의 셀(5)은 4개의 웨브 일부들(6)에 의해 형성된다. 스페이서들(2)은 유도관들(3)에 대해 축방향으로 고정된다. 이런 목적을 위하여, 각각의 경우 4 개의 제 1 돌출부들(7) 및 제 2 돌출부들(8)은 상부축 위치(Ⅰ) 및 하부축 위치(Ⅱ)에서 방사상으로 돌출한다. 돌출부들(7,8)은 원주 방향으로 균일하게 이격되고 유도관(3)의 관벽에서 방사상 바깥쪽 방향의 엠보싱에 의해 형성된다. 제 1 및 제 2 돌출부들(7,8)은 서로에 관련하여 동일한 회전 위치를 가지며 예를들어 돌기 모양 설계이다. 돌출부들(7,8)은 셀 내에 배열되고 축방향으로 실제적 언더컷을 형성하기 위하여 웨브 일부들(6)을 관통하는 구멍들(9)을 통과한다.

동작 온도로 가열하는 동안, 유도관들(3)의 재료는 스페이서들(2)의 지르코늄 합금 보다 크게 팽창한다. 이것은 상부축 위치(Ⅰ) 측면에서 상향 또는 화살표(10) 방향으로 웨브 일부들(6)에 관련하여 제 1 돌출부(7)의 상대적 움직임을 유발하고, 하부축 위치에서 하향 또는 화살표(12)의 방향으로 상대적 움직임을 유발한다. 돌출부들(7,8)은 인접 영역, 이 경우 현재 경우 구멍들(9)의 경사 에지들(13)에 의해 형성된 인접 영역 쪽으로 가압된다. 경사 에지들(13)은 유도관(3)의 길이방향 중간축(14)에 관련하여 경사지게 지향된다. 이 경우 축 위치(Ⅰ)의 경사 에지들(13)은 화살표(12) 방향으로 예각의 개구부를 형성하고 축 위치(Ⅱ)의 경사 에지들은 화살표(10) 방향으로 예각의 개구부를 형성한다. 화살표들(10 및 12) 방향으로 증가하는 유도관(3)의 상대적 움직임으로 인해, 돌출부들(7,8)은 그 측면들이 구멍들(9)의 경사 에지들(13) 쪽으로 화살표(10 및 12)의 방향으로 지향되게 가압된다. 돌출부들(7,8)은 푸쉬 앤드 웨지(push-and-wedge) 접속 효과로 경사 에지들(13)과 협력한다. 유도관들(3)의 상대적 열팽창 증가로 인해, 돌출부(7,8)는 구멍들(9)의 좁아진 영역쪽으로 현저하게 가압된다. 따라서 스페이서 및 유도관(3) 사이의 접속은 가열하에서 보다 견고해진다.

도 2a의 예시적인 실시예는 도 2와 다르고, 유도관의 재료는 스페이서 재료 보다 낮은 열팽창을 가진다. 유도관(3)은 예를들어 인코넬 또는 스테인레스 스틸로 구성되고, 스페이서는 지르코늄 합금, 예를들어 지르칼로이로 구성된다. 동작 온도로 가열하는 동안, 열팽창 조건들은 반대로 된다. 상부축 위치(Ⅰ)의 돌출부들(7)은 하향 또는 화살표(15)의 방향으로 스페이서(3)에 관련하여 상대적 움직임을 실행하고 하부축 위치(Ⅱ)의 돌출부들(8)은 상향 또는 화살표(21) 방향으로 상대적 움직임을 실행한다. 유도관들(3)의 길이방향 중간축(14)으로 인해, 상부 구멍들(9)의 경사 에지들(13a)은 상향 또는 활사표(21) 방향으로 예각 개구부를 형성하고 하부 구멍들(9)의 측면 에지들(13a)은 하향 또는 화살표(15)의 방향으로 예각 개구부를 형성한다. 따라서 유도관 및 스페이서(2) 사이의 다른 열팽창은 구멍들(9)의 그 경사 에지들(13a)이 돌출부들(7,8) 쪽으로 가압되게 하는 효과를 가진다.

도 4 및 8의 예시적인 실시예들에서, 제 1 및 제 2 돌출부들(7,8)은 유도관(3)에 간접적으로 접속된다. 상부측 및 하부측상 스페이서(2)에 인접한 영역에 서, 유도관은 각각의 경우 축방향으로 고정되고 필수적으로 슬리브(16)에 의해 활동 여지를 가지고 둘러싸인다. 슬리브들(16)은 용접에 의해 유도관(3)에 고정되고 마찬가지로 예를들어 인코넬 또는 스테인레스 스틸 또는 이들 재료들에 용접되는 재료로 구성된다. 아암들(17)은 스페이서(2)와 면하고 축방향으로 멀리 연장하는 슬리브들(16)의 단부면(32)상에 일체형으로 형성된다. 아암들(17)은 슬리브 벽에서 자유롭게 잘려지고 그 자유 단부에서 외측으로부터 방사상으로 돌출하는 돌출부들(7,8)을 가진다. 아암들(17)의 내부는 슬리브(16)의 내부 벽과 대응하여 곡선이 형성되고 이에 따라 장착 상태에서 유도관(3)의 원주 표면을 지지한다.

도 4의 예시적인 실시예에서, 슬리브들(16)은 그 아암들이 웨브 일부(6)와 관련하여 대략 중앙에 배열되도록 스페이서(2)의 셀(5)에 관련하여 회전 위치한다. 각각의 경우 슬리브(16)와 면하는 웨브 일부들(6)의 상부 및 하부 영역은 방사상으로 바깥쪽으로 넓어지고 아암들(17)이 축방향으로 및 방사상으로 연장하는 수용 영역(18)을 형성한다. 수용 영역(18)의 폭은 아암들(17)의 폭 보다 크다. 웨브 일부들(6)은 구멍(9)에 의해 상하 수용 영역(18)이 관통된다. 상기 상부쪽 수용 영역(18)은 직사각형 단면 모양을 가지며 연료 요소(1)에 관련하여 횡방향으로 또는 유도관(3)의 길이방향 중간축(14)에 관련하여 횡방향으로 길이 방향으로 연장한다. 아암들(17)의 자유 단부들에 일체형으로 형성된 돌출부들(7,8)은 웨지 모양의 길이 방향 섹션이고 상기 돌출부들은 유도관들(3)의 원주 표면들로부터 멀어지게 지향하고 상기 원주 표면들과 관련하여 접하여 연장하는 경사 표면(19)을 가진다. 돌출부들(7,8)은 구멍들(9)을 통하여 통과하고 수용 영역들(18)의 내부 에지(20)쪽으로 경사 표면(19)이 지지된다. 수용 영역(18) 또는 내부 에지(20) 및 경사 표면(19)은 푸시 앤드 웨지 접속 효과로 협력한다. 유도관(3)의 열 유도 팽창이 발생하는 경우, 돌출부들(7,8) 또는 상기 돌출부들의 경사 표면들(19)은 화살표들(10 및 12) 방향으로 이동한다. 이 경우, 경사 표면들(19)은 내부 에지들(20) 상으로 밀려지고, 따라서 열 증가와 함께 유도관(3) 및 스페이서(2) 사이의 접속 강화부로 유도된다.

장착 동안, 첫째, 두 개의 슬리브들(16)은 상부측 및 하부측에서 스페이서상에 플러그된다. 두 개의 정반대 돌출부들의 렌치 크기(22)(도 6)가 두 개의 정반대 수용 영역들(18)의 렌치 크기(23) 보다 크기 때문에, 아암들(17)은 슬리브(16)가 스페이서(2) 내부로 플러그되기 전에 방사상 안쪽으로 구부러져야 한다. 슬리브들(16)이 플러그될 다른 가능성은 이들 슬리브들이 스페이서(2)의 셀 모서리 영역들(24)에 수용되도록 아암들(17)의 폭을 선택하는 것이다. 플러그 인 될 때 슬리브들(16)은 목표된 회전 위치와 관련하여 45°회전된 위치에 유지된다. 슬리브들(16)이 축에서 목표된 위치에 대략적으로 도달될 때, 슬리브는 45°회전되고, 돌출부들(7,8)은 구멍들(9) 내에 맞물린다. 이것을 보다 쉽게 하기 위하여, 구멍들(9)이 셀 모서리 영역들(24) 내로 돌출하는 것이 편리하다. 슬리브들(16)을 스페이서(2)에 보다 쉽게 플러그하도록 하기 위하여, 계속적인 경사지들로서 돌출부들(7,8)의 단부 면들(25)을 구성하는 것이 제안되고, 상기 단부면들은 웨브 일부(6) 또는 수용 영역(18)의 외부 에지와 협력하고, 그 결과 아암(17)은 방사상 안쪽으로 구부러지고 슬리브(16)가 셀(5)에 플러그되는 것이 가능하다.

도 8 내지 13은 유도관(3)에 사각형 셀들(5)을 가진 스페이서(2)를 고정하는 것이 슬리브들(16)의 도움으로 발생하는 예시적인 실시예를 도시하고, 슬리브들상에서 스페이서(2) 아암들(17)과 면하는 단부면(32)은 축방향으로 돌출한다. 여기서, 또한 아암들(17)은 슬리브 벽으로부터 자유롭게 잘려지고 그 자유 단부에서 외부측에 돌출부(7 및 8)를 보유한다. 장착 상태에서, 아암들(17)은 스페이서(2)의 셀 모서리 영역들(24)로 연장한다. 구멍(9)은 각각의 경우 웨브 일부(6)의 각각의 셀 모서리 영역(24)에서 상부 축위치(Ⅰ) 및 하부축 위치(Ⅱ)에 배열된다. 따라서 웨브 일부(6)는 4개의 구멍들(9)에 의해 전체적으로 관통된다. 돌출부들(7,8)과 협력하는 구멍들(9)의 인접 영역은 상기 구멍들의 경사 에지들(27)로서 설계된 내부 에지들에 의해 형성된다. 경사 에지(27)는 유도관(3)의 길이방향 중간 축(14)과 함께 상향(화살표 10) 또는 하향(화살표 12) 예각 개구부를 형성한다. 아암(17)의 돌출부(7,8)는 셀 모서리 영역(24)의 두 개의 상부 구멍들 및 두 개의 하부 구멍들에 동시에 맞물린다.

슬리브(16) 및 특히 돌출부들(7,8)의 보다 상세한 구성은 도 9 내지 12에 가장 잘 얻어질 수 있다. 아암들(17)의 측면 표면(28)은 슬리브(16)의 원주 표면과 관련하여 방사상 방향으로 연장하는 것이 아니고 접선 방향으로 연장한다. 도 12에서 특히 알 수 있는 바와 같이, 측면 표면들(28)은 전체적으로 사각형을 형성하고, 그 렌치 크기(29)는 셀(4)의 명확한 폭(30) 보다 약간 작다. 슬리브(16)는 아암들(17)을 보유하는 단부 면(32)이 웨브들(4) 또는 웨브 일부들(6)에 자리할 때까지 기껏 스페이서(2)에 플러그될 수 있다. 돌출부들(7,8)은 필수적으로 환형 비드와 닮고 아암들(17)의 외측으로부터 방사상으로 돌출하는 두꺼움들이 있다. 돌출부들(7,8)의 외측(31)은 슬리브들(16)의 원주 표면들을 동축으로 둘러싸는 원통형 표면들의 일부이다. 돌출부들(7,8)의 측면 표면들은 슬리브(16)의 길이방향 중간축(34) 또는 유도관(3)의 길이방향 중간축(14)과 함께 상향(화살표 10) 또는 하향(화살표 12)의 예각 개구부를 형성하는 경사 표면들(33)로서 설계된다. 장착 상태에서, 돌출부들(7,8)은 셀 모서리 영역(24)에 인접한 두 개의 개구부들(9)을 통하여 그 측면 표면들(35)과 함께 통과한다. 이 경우, 돌출부들(7,8)의 경사 표면들(33)은 푸시 앤드 웨지 접속의 효과로 인해 구멍들(9)의 경사 에지(28)와 협력한다. 아암들(17)이 돌출부들(7,8)과 함께 셀 모서리 영역들(24)에 설치되도록, 돌출부들(7,8)은 슬리브(16)의 외부 원주 표면으로부터 너무 멀리 돌출해서는 않된다. 그러므로 경사 표면들(33)의 반경 범위는 비교적 작아서, 유도관들(3)의 열 유도 팽창이 발생하는 경우 경사 표면들(33)이 경사 에지(28)와 맞물림에서 벗어나는 위험이 있다. 이것을 방지하기 위하여, 경사 표면들(33)은 방사 평면에서 도시된 바와 같이 화살표(10 또는 12)의 방향으로 유도관(3) 및 웨브 일부(6) 사이에 상대적 움직임이 있는 동안, 돌출부(7,8)가 경사 에지(27) 상에 방사상 안쪽 방향 힘 성분을 가하도록 지향된다. 따라서 유도관(3) 및 스페이서(2) 사이의 접속 세기는 가열된 상태에서 축방향이 아니고 방사 방향으로 강해진다.

장착은 예를들어 상기된 바와 같이 발생한다. 슬리브들(16)은 상부측 및 하부측에서 셀에 플러그되고, 아암들(17)은 셀 모서리 영역들(24) 쪽으로 지향된다. 아암들(17)의 방사상 안쪽 방향 구부림을 용이하게 하기 위하여, 단부 면은 연속되 는 경사지(36)로서 설계된다.

Claims (8)

1. 연료봉 다발, 제 1 재료로 구성된 하나 이상의 웨브 일부(6)에 의해 형성되는 셀들(5)을 가진 하나 이상의 스페이서(2), 및 각각의 경우 셀(5)을 통하여 통과하고 상기 셀에 축방향으로 고정되고 제 1 재료와 다른 열 팽창을 가진 제 2 재료로 구성된 다수의 유도관들(3)을 구비하고, 유도관(3) 및 스페이서(2)의 접속을 위한 원자로용 연료 요소로서,

   제 1 및 제 2 돌출부들(7,8)은 유도관(3)에 간접적으로 또는 직접적으로 고정되고, 제 1 돌출부들(7)은 제 1 축 위치(Ⅰ)에 배열되고 제 2 돌출부들(8)은 제 2 축 위치(Ⅱ)에 배열되고,

   상기 제 1 및 제 2 돌출부들(7,8)은 축방향으로 실질적 언더컷을 형성하기 위하여 웨브 일부(6)를 관통하는 구멍(9)에 맞물리고,

   유도관(3)에 보다 높은 열팽창이 발생하는 경우, 돌출부들(7,8)의 측면들은 서로 멀어지게 면하고, 웨브 일부(6)에 보다 높은 열팽창이 발생하는 경우, 서로 면하는 돌출부들(7,8)의 측면들은 각각의 경우 스페이서(2) 또는 유도관(3)의 길이방향에 관련하여 경사지게 연장하는 하나 이상의 경사 에지(13, 27)를 가지며 돌출부(7,8)와 푸시 앤드 웨지(push-and-wedge) 접속을 형성하는 구멍들(9)의 인접 영역과 협력하는,

   연료 요소.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 돌출부(7,8)는 경사 에지(13, 27)와 협력하는 경사 표면(19, 33)을 가진,

   연료 요소.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 경사 표면(33)은 부가적으로 방사 방향으로 경사지를 가지며 원주 방향으로 경사 에지(27) 뒤에 맞물려서, 웨브 일부(6) 및 유도관(3) 사이의 상대적 이동 동안, 웨브 부분(6)은 방사상으로 작동하는 힘 성분에 의해 작동되는,

   연료 요소.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유도관(3)은 상부 및 하부 슬리브(16)에 의해 스페이서(2) 영역에서 축방향으로 둘러싸여 고정되고, 상기 상부 슬리브(16)는 제 1 돌출부들(7)을 보유하고 하부 슬리브는 제 2 돌출부들(8)을 보유하는,

   연료 요소.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 다수의 아암들(17)은 스페이서(2)와 면하는 슬리브(16)의 단부면(32)으로부터 멀어지는 방향으로 축방향으로 연장하고, 상기 돌출부들(7,8)은 아암들의 외측에 배열되는,

   연료 요소.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 아암들(17)의 내부는 유도관(3)의 원주 표면에 지지되는,

   연료 요소.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 스페이서(2)는 4개의 웨브 일부들(6)에 의해 형성되는 직사각형 셀들(5)을 가지며, 웨브 일부(6)에 관련하여 각각의 중앙으로 지향된 4 개의 아암들(17)은 슬리브(16)상에 제공되고, 상기 웨브 일부들(6)은 상부 마진으로부터 축방향으로 멀어지는 방향으로 연장하는 방사상 넓어진 수용 영역(18)을 가지며 방사상 넓어진 수용 영역은 하부 마진으로부터 멀어지는 방향으로 축방향으로 연장하고, 상기 수용 영역에 할당된 아암(17)은 축방향 및 방사상으로 연장하고 돌출부(7,8)와 함께 구멍(9) 내에 맞물리는,

   연료 요소.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 스페이서(2)는 4개의 웨브 일부들(6)에 의해 형성된 직사각형 셀들(5)을 가지며, 각각의 셀 모서리 영역들(24) 쪽으로 지향된 4 개의 아암들(17)은 슬리브(16) 상에 제공되고, 상부 및 하부 구멍(9)은 각각의 웨브 일부(6)의 셀 모서리 영역(24)에 제공되고, 아암(17)의 돌출부(7,8)는 셀 모서리 영역(24)의 두 개의 상부 및 두 개의 하부 구멍들(9)에 동시에 맞물리는,

   연료 요소.

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