KR101125798B1

KR101125798B1 - 핵연료집합체의 하부지지격자 고정용 단일 슬리브

Info

Publication number: KR101125798B1
Application number: KR1020100047396A
Authority: KR
Inventors: 김일규; 김용환; 윤광호; 전경락; 이진석
Original assignee: 한전원자력연료 주식회사
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2012-03-27
Also published as: KR20110127896A

Abstract

본 발명은 핵연료집합체의 하부지지격자용 단일 슬리브에 관한 것으로, 안내관이 삽입되도록 원통형의 중공체로 이루어지며, 양단이 각각 하부지지격자의 상ㆍ하측으로 돌출 결합되는 몸체; 상기 몸체의 일 측에 형성되어 안내관에 용접 결합되는 탄성 결합부; 상기 탄성 결합부에 형성되는 다수의 절개부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 하부지지격자에 조립되는 슬리브를 단일 슬리브로 구성함으로써 기존의 절반에 해당하는 4개의 슬리브가 필요하며, 이에 따라 안내관 및 하부지지격자에 슬리브를 조립하기 위한 공정이 감소되고, 더욱이 안내관에 슬리브를 용접하기 위한 공정수가 현저히 줄어들게 된다.

Description

핵연료집합체의 하부지지격자 고정용 단일 슬리브{SINGLE SLEEVE OF NUCLEAR FUEL ASSEMBLY FOR FIXING BOTTOM GRID}

본 발명은 하부지지격자에 조립되는 슬리브를 단일 슬리브로 구성한 핵연료집합체의 하부지지격자 고정용 단일 슬리브에 관한 것이다.

핵연료 집합체란 핵연료를 원자로에 장전 및 인출시 개개가 아닌 일체로서 취급할 수 있는 연료요소의 집합체를 말한다. 예를 들면, 경수로용의 핵연료집합체는 우라늄 산화물을 펠릿모양으로 소결하여 약 4m 길이의 지르칼로이 합금의 속이 빈 관 내에 봉입한 연료 230개 정도를 4각 격자 모양의 다발로 하여, 상하에 냉각재가 지나는 구멍이 뚫린 지지판을, 중간에는 연료봉의 간격을 유지하기 위한 지지격자들을 장착한 구조로 되어 있다.

이러한 집합체에서 연료봉이 장입되는 골격이 되는 구조를 골격체라고 하고, 골격체는 도 1에 도시된 바와 같이 상단고정체(3), 하단고정체(4), 안내관(2), 계측관(5), 하부지지격자(1)를 포함하는 지지격자들 등의 부품으로 구성되며, 이 부품들은 용접이나 기계적인 방법에 의해 결합된다. 골격체는 핵연료 집합체에서 각 연료봉들 간의 간격을 유지하고 연료봉(도시 생략)을 고정시켜 주는 역할을 하는 조립체로서 핵연료 집합체의 기계적 구조의 근간을 이루고 있다.

핵연료집합체의 조립시 연료봉을 골격체에 장입한 다음 상ㆍ하단 고정체(3)(4)를 부착하여 고정함으로써 핵연료집합체의 조립이 끝나고 완성된 집합체의 연료봉 간의 간격, 뒤틀림, 전장, 치수 등을 검사하는 것으로 집합체 제조공정이 마무리된다.

여기서, 하부지지격자(1)를 포함하는 지지격자들은 다수의 연료봉이 각각 장입될 수 있는 공간부를 구획하도록 스트립(얇은 금속판)이 각각 일정간격으로 형성된 슬롯을 상호 결합하여 격자 상으로 형성된다. 하부지지격자(1)를 포함하는 지지격자들은 상하 10개 내지 13개 정도로 배열되며 약 4m 길이의 안내관(2)과 용접 또는 기계적으로 체결된다. 하부지지격자(1)를 포함하는 지지격자들에는 스프링 및 딤플이 규칙적으로 형성되어 있으며 상기 스프링 및 딤플이 연료봉과 접촉함으로써 연료봉들 간의 간격을 유지하고 정해진 위치에 배열되도록 하며 스프링(미도시)의 탄성에 의하여 연료봉이 고정되도록 한다.

이때 안내관(2) 및 계측관(5)은 긴 튜브의 형태로 형성되어 있으며 하부지지격자(1)를 포함하는 지지격자들에 삽입 결합되어 골격체를 형성하게 된다. 하부지지격자(1)를 포함하는 지지격자들에 삽입된 안내관(2) 및 계측관(5)은 하부지지격자(1)를 포함하는 지지격자들과 체결되어 지지격자의 움직임을 구속하게 된다.

이러한 안내관(2)과 지지격자의 체결 방법 중 안내관(2)과 하부지지격자(1)의 체결 방법에는 도 2에 도시된 바와 같이, 하부지지격자(1)를 안내관에 고정하기 위하여 하부지지격자(1)의 상ㆍ하측에 2개의 슬롯형 슬리브(10)를 삽입시킨 후 삽입된 상ㆍ하측의 슬리브(10)를 안내관(2)에 용접하여 하부지지격자(1)의 위치를 고정한다.

그런데, 이러한 체결방법은 하부지지격자 1개당 8개의 슬리브를 조립하여 안내관에 용접해야되며, 스테인리스 재질로 이루어진 하부지지격자 슬리브와 지르코늄 알로이로 제조된 안내관의 열팽창 차이를 반영하기 위해 조립시 소정의 간격 조정이 필요하므로 공정수 및 공정시간이 증가하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 과제는 하부지지격자에 조립되는 슬리브를 단일 슬리브로 구성함으로써 4개의 슬리브와 하부지지격자를 조립하여 안내관에 용접할 수 있도록 한 하부지지격자 고정용 단일 슬리브를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 안내관이 삽입되도록 원통형의 중공체로 이루어지며, 양단이 각각 하부지지격자의 상ㆍ하측으로 돌출 결합되는 몸체; 상기 몸체의 일측에 형성되어 안내관에 용접 결합되는 탄성 결합부; 상기 탄성 결합부에 형성되는 다수의 절개부를 포함하는 핵연료집합체의 하부지지격자 고정용 단일 슬리브가 제공된다.

상기 몸체의 상부와 하부에는 각각 몸체의 직경보다 큰 직경을 갖는 상하부 받침턱이 형성될 수 있다.

상기 상부 받침턱에는 단일 슬리브가 삽입을 안내하기 위한 경사면이 형성될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 하부지지격자에 조립되는 슬리브를 단일 슬리브로 구성함으로써 기존의 절반에 해당하는 4개의 슬리브가 필요하며, 이에 따라 안내관 및 하부지지격자에 슬리브를 조립하기 위한 공정이 감소되고, 더욱이 안내관에 슬리브를 용접하기 위한 공정수가 현저히 줄어들게 된다.

도 1은 일반적인 핵연료집합체의 개략도 및 하부지지격자의 평면도.
도 2는 종래 기술에 의한 슬리브가 하부지지격자 및 안내관에 조립된 상태를 보인 개략도.
도 3은 본 발명에 의한 슬리브가 하부지지격자 및 안내관에 조립된 상태를 보인 개략도.

이하에서는, 본 발명에 의한 하부지지격자 고정용 단일 슬리브의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 단일 슬리브(100)는 안내관(2)이 삽입되도록 원통형의 중공체로 이루어지는 몸체(110), 몸체(110)의 일측에 형성되어 안내관(2)에 용접 결합되는 탄성 결합부(120)를 포함한다.

몸체(110)는 하부지지격자(1)의 높이보다 큰 길이를 갖는다. 즉, 본 실시예의 단일 슬리브(100)가 안내관(2)에 결합된 상태에서, 안내관(2)에 하부지지격자(1)가 결합될 경우 단일 슬리브(100)의 상부와 하부는 각각 하부지지격자(1)의 상ㆍ하측으로 소정량 돌출된다.

몸체(110)의 상부에는 안내관과 용접 결합되는 탄성 결합부(120)가 마련된다. 이 탄성 결합부의 외주면에는 축 방향을 따라 절개한 절개부(121)가 축방향을 중심으로 방사상으로 형성된다. 한편, 절개부(121)는 안내관(2)과의 접촉시 그 접촉면에 요구되는 탄성에 따라 필요한 개수만큼 가감할 수 있다. 또한, 절개부(121)의 길이 또한 접촉면에 요구되는 탄성에 따라 필요한 만큼 그 길이를 가감할 수 있다.

그리고 몸체(110)의 상부와 하부 즉, 탄성 결합부(120)의 상단과 몸체(110)의 하단 외주면에는 각각 하부지지격자(1)의 위치를 고정할 수 있는 상ㆍ하부 받침턱(130)(140)이 몸체의 직경보다 큰 직경을 갖도록 몸체의 외 측으로 소정량 돌출 형성된다.

본 실시예의 단일 슬리브(100)는 하부지지격자(1)의 안내관 위치의 격자셀에 탄성 결합부(120)가 윗쪽으로 삽입되어 하부지지격자(1)와 체결된다. 하부지지격자(1)의 격자셀에 삽입된 단일 슬리브(100)의 중공 내부로 안내관(2)이 삽입 결합된다. 이어 단일 슬리브(100)의 탄성 결합부(120)와 안내관(2)이 용접됨으로써 하부지지격자(1), 단일 슬리브(100) 및 안내관(2)의 조립이 완료되는 것이다. 이때, 하부지지격자(1)에 단일 슬리브(100)가 용이하게 삽입 안내될 수 있도록 상부 받침턱(130)의 상부에는 경사면(131)이 형성됨이 바람직하다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면 하부지지격자(1)에 조립되는 슬리브를 단일 슬리브로 구성함으로써 하부지지격자 1개당 조립되는 슬리브의 개수를 기존의 절반으로 줄일 수 있으며, 이에 따라 안내관(2) 및 하부지지격자(1)에 슬리브를 조립하기 위한 공정이 감소되고, 더욱이 안내관에 슬리브를 용접하기 위한 공정수가 현저히 줄어들게 된다.

100 ; 단일 슬리브 110 ; 몸체
120 ; 탄성 결합부 121 ; 절개부
130 ; 상부 받침턱 131 ; 경사면
140 ; 하부 받침턱

Claims

안내관이 삽입되도록 원통형의 중공체로 이루어지며, 양단이 각각 하부지지격자의 상ㆍ하측으로 돌출 결합되는 몸체;
상기 몸체의 일 측에 형성되어 안내관에 용접 결합되는 탄성 결합부;
상기 탄성 결합부에 형성되는 다수의 절개부;를 포함하며,
상기 몸체의 상부와 하부에는 각각 몸체의 직경보다 큰 직경을 갖는 상하부 받침턱이 형성되고 상부 받침턱에는 삽입을 안내하기 위한 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체의 하부지지격자 고정용 단일 슬리브
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