KR101101975B1 - 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발 - Google Patents

중수형 원전의 고성능 핵연료 다발 Download PDF

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한국수력원자력 주식회사
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Abstract

중수로 원전의 고성능 핵연료 다발을 개시한다. 상기 중수로 원전의 고성능 핵연료 다발은 원자로 최외각에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 다수의 제1다발 라인(10), 상기 제1다발 라인(10) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제2다발 라인(20), 상기 제2다발 라인(20) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제3다발 라인(30) 및 원자로 중심부에 배치된 제2 직경의 크기를 갖는 핵연료봉을 포함한다.

Description

중수형 원전의 고성능 핵연료 다발{Advanced fuel bundle in CANDU reactor}
본 발명은 핵연료 다발에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발에 관한 것이다.
중수형 원자로는 1차 계통과 2차 계통으로 나누어지며, 1차 계통은 4개의 유로로 구성되어 있으며 각 통로는 출구 헤더, 증기 발생기, 펌프, 입구 헤드를 갖고 있다. 따라서, 중수형 원전의 1차 계통은 원자로와 각각 4기의 증기발생기, 펌프 및 입/출구 헤드로 구성되어 있으며, 원자로 내에는 380개의 채널이 수평방향으로 위치해 있다.
따라서, 각 통로는 96(380/4)개의 채널과 입/출구 헤드, 증기발생기, 펌프로 구성되어 있다.
각 통로에서의 96개 채널은 각각의 출구 피더관(outlet feede pipe)으로 연결되어 있고, 각 채널에서 가열된 냉각재는 피더관을 지나 출구 헤더에서 모이게 된다. 출구 헤드는 두 개의 출구관을 통해 증기발생기와 연결되어 있으며, 피더관을 지나 출구 헤더에서 모이게 된다.
출구 헤드는 두 개의 출구관을 통해 증기발생기와 연결되어 있으며, 1차 계통의 냉각재는 증기 발생기에서 2차 계통의 냉각재와 열교환을 통해 냉각되며, 1개의 연결관을 통해 펌프로 연결되며, 펌프에서 2개의 입구관을 통해 입구 헤드와 연결된다.
입구 헤드에서는 96개의 입구 피더관(inlet feeder pipe)을 통해 원자로 내부의 채널과 연결되어 있다. 원자로 내부에 위치한 채널은 12개의 묶음이 수평방향으로 직렬로 연결되어 있으며, 묶음의 입구에 위치함 Inlet end fitting과 출구쪽에 위치한 outlet end fitting을 통해 채널이 지지되어 있다.
1차 계통의 냉각재는 원자로 내부에서 핵반응으로 인해, 채널의 출구쪽으로 이동할수록 온도가 상승하게 되며, 입구에서 책체 상태로 유입된 냉각재는 채널 내부에서 온도가 상승하여, 포화온도에 도달하게 되면, 기포를 발생하게 된다.
원자로의 출력을 높이면, 냉각재의 기포율이 증가하게 되고, 채널의 하류쪽에서는 핵연료봉의 표면이 액체 상태의 냉각재와 접촉하지 않고, 기체 상태의 냉각재와 접촉하게 되는 부분이 발생한다.
기체의 열 전달률은 액체에 비해서 현저히 낮으므로, 기체와 접촉하는 부분에서는 핵연료봉에서 냉각재로의 열 전달률이 급격히 감소하여, 핵연료의 온도는 급격히 상승하게 되고, 이는 핵연료봉의 손상을 가져오게 된다. 이러한 현상을 드라이 아웃(Dry out)이라고 하며, 이때의 원자로 출력을 임계출력(Dryout power)이라고 한다.
실제 원자로에서는 이러한 드라이 아웃이 발생하지 않도록 임계출력보다 낮은 출력으로 운전하게 함으로써, 안전 여유도를 갖게 한다. 원자로의 안전 여유도는 일정하게 유지하도록 규제되어 있으므로, 임계출력(Dryout power)을 높일 수 있다면, 실제 운전출력을 상승시키게 되어 원자로 운전효율을 높일 수 있게 된다.
중수형 원자로에서 사용되는 핵연료 다발은 그림 3과 같이 37개의 핵연료봉으로 구성되어 있으며, 수평방향으로 약 6m의 길이를 가진 압력관 내에 장전되어 있다. 37봉 핵연료는 4개의 링으로 구분할 수 있는데, 가운데에서부터 센터링(center ring), 이너 링(inner ring), 미들 링(middle ring)(혹은 intermediate ring), 아웃터 링(outer ring)으로 구분된다.
센터 링(Center ring)은 1개의 핵연료봉이 있고, 이너 링(inner ring)은 6개, 미들 링(middle ring)은 12개, 아웃터 링(outer ring)은 18개의 핵연료봉으로 구성되어 있다.
핵연료봉의 지름은 13.08mm으로 설계되어 있으며, 핵연료봉 사이에는 간극체가 있어서, 핵연료봉 사이의 간극을 유지해 준다.
중수형 원자로의 압력관 내부는 고온, 고압으로 운전되고 있으며(약 100 기압, 섭씨 280도) 압력관 내부에 장전된 핵연료 다발에서는 핵연료 반응이 일어남으로 인해, 압력관은 운전을 오래하게 되면 형상에 변형이 생긴다.
특히, 반경 반향으로 압력관이 팽창하는 크립(crept)이 발생하게 되는데, 크립(crept)이 발생하게 되면 압력관의 상부측에 팽창된 공간으로 유량흐름이 발생하여, 핵연료 다발로의 냉각재 유량이 줄어들게 되며, 이는 임계출력을 낮추는 주요 원인이 된다.
일반적으로, 원자로 운전 15년, 30년이 지나면 3.3%, 5.1%의 크립(crept)이 발생하는 것으로 알려져 있으며, 이로 인하여 임계출력은 15년, 30년 운전시 약 5%, 7% 감소하는 것으로 알려져 있다.
이로 인하여, 원자로의 안전 여유도를 유지하기 위하여 원자로 운전출력을 낮추어야 하므로, 원자로 운전효율을 감소시키는 원인이 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 중수형 원자로 내에 일정한 크기로 형성된 다수의 핵연료봉들 중 특정한 핵연료봉의 직경의 크기를 조절하여 임계출력을 향상시킬 수 있는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 중수로 원전의 고성능 핵연료 다발은 원자로 최외각에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 다수의 제1다발 라인(10), 상기 제1다발 라인(10) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제2다발 라인(20), 상기 제2다발 라인(20) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제3다발 라인(30) 및 원자로 중심부에 배치된 제2 직경의 크기를 갖는 핵연료봉을 포함한다.
상기 제1 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 13.08mm의 크기인 것을 특징으로 한다.
상기 제2 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 10.5 mm ~ 12.0mm의 크기인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 중수로 원전의 고성능 핵연료 다발은 원자로 최외각에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 다수의 제1다발 라인(10), 상기 제1다발 라인(10) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제2 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제2다발 라인(20), 상기 제2다발 라인(20) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제3다발 라인(30) 및 원자로 중심부에 배치된 제1 직경의 크기를 갖는 핵연료봉을 포함한다.
상기 제1 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 13.08mm의 크기인 것을 특징으로 한다.
상기 제2 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 10.5 mm ~ 12.0 mm의 크기인 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 중수로 원전의 고성능 핵연료 다발은 원자로 최외각에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 다수의 제1다발 라인(10), 상기 제1다발 라인(10) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제2다발 라인(20), 상기 제2다발 라인(20) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제2 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제3다발 라인(30) 및 원자로 중심부에 배치된 제1 직경의 크기를 갖는 핵연료봉을 포함한다.
상기 제1 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 13.08mm의 크기인 것을 특징으로 한다.
상기 제2 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 10.5 mm ~ 12.0 mm의 크기인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존의 37봉 핵연료 다발을 장착한 중수로 원전에 비해서, 개선된 형상을 가진 핵연료 다발을 장전함으로써, 크립에 관계없이(즉, 운전시작부터 30년의 임계수명까지 운전하는 동안) 임계출력을 크게 증가시킴으로써, 중수로 운전효율을 향상시킬 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 중수로 원전의 고성능 핵연료 다발의 형상을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 중수로 원전의 고성능 핵연료 다발의 형상을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 중수로 원전의 고성능 핵연료 다발의 형상을 나타낸 예시도이다.
도 4는 중심 핵연료봉 형상 변경에 따른 임계출력 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 제3 다발 라인 내의 핵연료봉 형상 변경에 따른 임계출력 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 제2 다발 라인 내의 핵연료봉 형상 변경에 따른 임계출력 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 제1 다발 라인 내의 핵연료봉 형상 변경에 따른 임계출력 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 제1 다발 내의 핵연료봉 혹은 제2다발 내의 핵연료봉 혹은 제3 다발 내의 핵연료봉 혹은 중심 핵연료봉의 형상 변경에 따른 기포반응도 변화를 나타낸 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "~부","~기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 중수로 원전의 고성능 핵연료 다발의 형상을 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고성능 핵연료 다발은 제1 직경의 크기 내지 제2 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료 봉들로 구성된 다발 라인들(예컨대, 제1다발 라인(10)과 제2다발 라인(20)과 제3다발 라인(30)과 센터링(40)(중심 핵연료봉의 단면))이 배치된다.
상기 제1다발 라인(10)은 원자로 최외각에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖도록 설계될 수 있다.
상기 제2다발 라인(20)은 상기 제1다발 라인(10) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖도록 설계될 수 있다.
상기 제3다발 라인(30)은 상기 제2다발 라인(20) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖도록 설계될 수 있다.
상기 센터링(40)은 원자로 중심부에 배치된 제2 직경의 크기를 갖는 핵연료봉일 수 있다.
상기 제1 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 13.08mm의 크기로 설계될 수 있다.
상기 제2 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 10.5 mm ~ 12.0 mm의 크기로 설계될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 중수로 원전의 고성능 핵연료 다발의 형상을 나타낸 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고성능 핵연료 다발은 제1 직경의 크기 내지 제2 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료 봉들로 구성된 다발 라인들(예컨대, 제1다발 라인(10)과 제2다발 라인(20)과 제3다발 라인(30)과 센터링(40)(중심 핵연료봉의 단면))이 배치된다.
상기 제1다발 라인(10)은 원자로 최외각에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성될 수 있다.
상기 제2다발 라인(20)은 상기 제1다발 라인(10) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성될 수 있다.
상기 제3다발 라인(30)은 상기 제2다발 라인(20) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제2 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성될 수 있다.
상기 센터링(40)은 원자로 중심부에 배치된 제1 직경의 크기를 갖는 핵연료봉일 수 있다.
상기 제1 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 13.08mm의 크기로 설계될 수 있다.
상기 제2 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 10.5 mm ~ 12.0 mm의 크기로 설계될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 중수로 원전의 고성능 핵연료 다발의 형상을 나타낸 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고성능 핵연료 다발은 제1 직경의 크기 내지 제2 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료 봉들로 구성된 다발 라인들(예컨대, 제1다발 라인(10)과 제2다발 라인(20)과 제3다발 라인(30)과 센터링(40)(중심 핵연료봉의 단면))이 배치된다.
상기 제1다발 라인(10)은 원자로 최외각에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성될 수 있다.
상기 제2다발 라인(20)은 상기 제1다발 라인(10) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제2 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성될 수 있다.
상기 제3다발 라인(30)은 상기 제2다발 라인(20) 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성될 수 있다.
상기 센터링(40)은 원자로 중심부에 배치된 제1 직경의 크기를 갖는 핵연료봉일수 있다.
상기 제1 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 13.08mm의 크기로 설계될 수 있다.
상기 제2 직경의 크기는 상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 10.5 mm ~ 12.0mm의 크기로 설계될 수 있다.
도 4는 중심 핵연료봉 형상 변경에 따른 임계출력 변화를 나타낸 그래프이며, 도 5는 제3 다발 라인 내의 핵연료봉 형상 변경에 따른 임계출력 변화를 나타낸 그래프이며, 도 6은 제2 다발 라인 내의 핵연료봉 형상 변경에 따른 임계출력 변화를 나타낸 그래프이며, 도 7은 제1 다발 라인 내의 핵연료봉 형상 변경에 따른 임계출력 변화를 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명인 중수형 원자로 내의 제1다발 라인(10) 내지 제3다발 라인(30) 내의 핵연료봉은 기존의 크기를 유지한 상태에서 원자로 중심에 있는 핵연료봉의 지름을 10.5mm ~ 12.0mm로 설계하거나, 또는 나머지 핵연료봉의 지름의 크기는 일정한 크기 상태에서 제2다발 라인(20) 내에 있는 핵연료봉의 지름을 10.5mm~12.0mm로 설계하거나, 나머지 핵연료봉의 지름의 크기는 일정한 상태에서 제3다발 라인(30) 내에 있는 핵연료봉의 지름을 10.5mm ~ 12.0mm로 설계함으로써, 중수로 원자로의 임계출력(Dryout Power)을 크게 증가시킬 수 있다.
이와 같이, 제1다발 라인(10) 내의 핵연료봉의 지름을 줄이는 경우를 제외하고는 제2다발 라인(20), 제3다발 라인(30) 및 중심 핵연료봉의 지름을 줄이는 경우, 크립의 크기에 상관없이(예컨대, 원자로 운전시점부터 30년 운전영역 동안) 임계출력이 증가하는 것을 도 4 내지 도 7을 통해 알 수 있다.
또한, 중심 핵연료봉의 지름을 줄이는 경우는, 기존의 13.08 mm에서 12mm 혹은 11mm로 줄이는 경우에는 임계출력이 많이 향상하지만, 더 이상 중심 핵연료봉의 지름의 크기를 줄이는 경우에는 임계출력의 향상 효과가 미비하다는 것을 알 수 있다.
또한, 제2다발 라인(20) 및 제3다발 라인(30) 내의 핵연료봉의 지경을 줄이는 경우에도 임계출력이 향상하는 것을 알 수 있으며, 향상 효과는 중심 핵연료봉의 직경을 줄이는 경우와 비슷한 크기의 향상 효과를 갖는다는 것을 알 수 있다.
중심 핵연료봉(40)의 지름의 크기를 줄이는 경우는, uncrept(크립이 발생하지 않는 운전 초기상태)와 5.1% crept에서 모두 약 11%의 임계출력이 향상됨을 알 수 있다.
또한, 제2다발 라인(20) 내의 핵연료봉의 지름의 크기를 줄이는 경우, uncrep와 5.1% crept에서 각각 7%, 15%의 임계출력이 향상됨을 알 수 있다.
또한, 제3다발 라인(30) 내의 핵연료봉의 지름의 크기를 줄이는 경우, uncrept와 5.1% crept에서 각각 6%, 14%의 임계출력이 향상됨을 알 수 있다.
반면, 중심 핵연료봉에 비해서, 제2다발 라인(20) 및 제3다발 라인(30) 내의 핵연료봉의 개수가 많기 때문에, 부정적인 영향(핵연료 다발의 전체 핵연료 양의 감소 및 냉각재 양의 증가로 인한 기포 반응도 증가)은, 제2다발 라인(20) 내지 제3다발 라인(30) 내의 핵연료봉의 지름을 줄였을 경우가 중심 핵연료봉의 지름을 줄였을 경우에 비해서 훨씬 크게 나타나게 된다.
도 8은 제1 다발 내의 핵연료봉 혹은 제2다발 내의 핵연료봉 혹은 제3 다발 내의 핵연료봉 혹은 중심 핵연료봉의 형상 변경에 따른 기포반응도 변화를 나타낸 그래프이다.
또한, 중심 핵연료봉의 지름을 줄인 경우, 예컨대, 11mm 이하로 줄이는 경우에는 임계출력의 향상효과는 더 이상 크지 않는 반면, 핵연료 양의 감소로 인한 부정적인 영향은 증가하기 때문에, 중심 핵연료봉의 지름의 크기를 10.5mm~12.0mm로 줄이는 경우가 최적의 설계일 수 있다.
따라서, 본 발명은 기존의 37봉 핵연료 다발을 장착한 중수로 원전에 비해서, 개선된 형상을 가진 핵연료 다발을 장전함으로써, 크립에 관계없이(즉, 운전시작부터 30년의 임계수명까지 운전하는 동안) 임계출력을 크게증가 시킬 수 있어, 중수로 운전효율을 향상시킬 수 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 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 제1다발 라인 20: 제2다발 라인
30: 제3다발 라인 40: 중심 핵연료봉 또는 센터링

Claims (9)

  1. 원자로 최외각에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 다수의 제1다발 라인;
    상기 제1다발 라인 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제2다발 라인;
    상기 제2다발 라인 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제3다발 라인; 및
    원자로 중심부에 배치된 제2 직경의 크기를 갖는 핵연료봉을 포함하는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 직경의 크기는,
    상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 13.08mm의 크기인 것을 특징으로 하는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 직경의 크기는,
    상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 10.5 mm ~ 12.0 mm의 크기인 것을 특징으로 하는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발.
  4. 원자로 최외각에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 다수의 제1다발 라인;
    상기 제1다발 라인 안쪽에 환형으로 배열되며, 제2 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제2다발 라인;
    상기 제2다발 라인 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제3다발 라인; 및
    원자로 중심부에 배치된 제1 직경의 크기를 갖는 핵연료봉을 포함하는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 직경의 크기는,
    상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 13.08mm의 크기인 것을 특징으로 하는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 직경의 크기는,
    상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 10.5 mm ~ 12.0 mm의 크기인 것을 특징으로 하는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발.
  7. 원자로 최외각에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 다수의 제1다발 라인;
    상기 제1다발 라인 안쪽에 환형으로 배열되며, 제1 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제2다발 라인;
    상기 제2다발 라인 안쪽에 환형으로 배열되며, 제2 직경의 크기를 갖는 다수의 핵연료봉들로 구성된 제3다발 라인; 및
    원자로 중심부에 배치된 제1 직경의 크기를 갖는 핵연료봉을 포함하는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 직경의 크기는,
    상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 13.08mm의 크기인 것을 특징으로 하는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 직경의 크기는,
    상기 다수의 핵연료봉들 각각의 지름이 10.5 mm ~ 12.0 mm의 크기인 것을 특징으로 하는 중수형 원전의 고성능 핵연료 다발.
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