KR101141945B1 - 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일체형 원자로 상부 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모듈화된 일체형 원자로의 상부구조물에서 서포트 구조의 결합 방식을 개선함으로써 상부 모듈의 결합시 균형을 맞추고 결합과 분리가 용이한 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조에 관한 것이다.
보다 구체적으로는 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조는 원자로 헤드의 상부에 설치되되, 냉각팬과 리프팅 구조물 및 에어 플레넘이 일체로 형성되는 일체형 원자로 상부 구조물의 상부 모듈에 있어서, 상기 상부 모듈은, 상기 에어 플레넘의 하단에 수평 방향으로 결합되는 제 1 링 빔과, 상기 상부 모듈의 하단에 상기 제 1 링 빔과 나란하게 결합되는 제 2 링 빔과, 일단이 상기 제 1 링 빔에 결합되고 타단이 상기 제 2 링 빔에 결합되도록 수직 방향으로 적어도 하나 이상 구비되는 서포트 칼럼을 포함하되, 상기 서포트 칼럼의 양 단부마다 동일한 깊이로 홈이 형성되어, 상기 홈에 일체로 형성된 상기 제 1 링 빔과 상기 제 2 링 빔 중 적어도 어느 하나가 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조{Support structure of Head assembly for Integrated type Nuclear Reactor}
본 발명은 일체형 원자로 상부 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모듈화된 일체형 원자로의 상부구조물에서 서포트 구조의 결합 방식을 개선함으로써 상부 모듈의 결합시 균형을 맞추고 결합과 분리가 용이한 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조에 관한 것이다.
일반적으로 원자로(原子爐, nuclear reactor)는 연쇄핵분열반응의 결과 순간적으로 방출되는 다량의 질량결손(質量缺損) 에너지가 방출되도록 연쇄반응을 제어하여 핵분열에서 발생하는 열에너지를 동력으로 사용하도록 하는 장치를 말한다. 원자로 외부의 구조적 강성 유지를 위해 서포트와 빔 등이 활용되는 것이 일반적이다.
도 6a 는 종래의 원자로 상부 구조물의 상부 모듈에서 다수개로 분리된 링 빔이 서포트 칼럼에 각각 결합되는 상태를 나타내는 구조도를 나타낸다.
도 6a 를 참조하면 원자로 상부구조물의 상부 모듈(100)에 구비되는 제 1 링 빔(140)은 일체로 형성되는 것이 아니고, 다수개로 분리된 원호 형태의 빔들이 모여 원형을 이루도록 형성된다. 다수개로 분리된 원호 형태의 상기 제 1 링 빔(140)은 각각 일단이 서포트 칼럼(160)의 측면에 결합된다.
따라서, 종래의 원자로 상부구조물에 구비되는 서포트 구조의 경우,
첫째, 링 빔과 서포트 칼럼이 각각 다수개로 형성되고, 다수개로 분리 형성된 링 빔이 개별적으로 다수개의 서포트 칼럼 측면에 결합되므로, 모두 결합된 상태에서 링 빔의 균형을 맞추기 어려운 단점이 있다. 특히 에어 플레넘의 하단에 결합되는 링 빔의 경우, 링 빔의 상단에는 비산물의 분출을 방지하기 위한 미사일 실드(Missile shield)가 적재되어 결합되고 에어 플레넘과 냉각팬, 리프팅 구조물 등이 위치하게 된다. 따라서 다수개로 분리 형성된 링 빔이 서포트 칼럼에 결합시, 결합 부위의 오차로 인해 수평을 이루지 못하고 불균형하게 되는 경우 전체 시스템의 구조적 안정성에 문제가 될 소지가 있다.
둘째, 링 빔과 서포트 칼럼이 모두 다수개로 분리 형성되고, 양 단을 개별적으로 결합해야 하므로, 일체형 원자로 상부구조물에서 제어봉 구동장치와 관련된 다양한 작업을 수행하기 위해 원자로 상부 구조물을 분리 및 결합할 때, 공정수의 증가로 인해 시간과 노동력이 낭비되는 단점이 있다.
따라서 서포트 칼럼과 링 빔이 결합될 때 링 빔의 수평 균형을 유지하여 시스템의 구조적인 안정성을 향상시키고, 일체형 원자로 상부 구조물의 분리 및 결합 작업을 할 때 작업 시간과 노동력을 절감할 수 있는 일체형 원자로 상부 구조물 서포트 구조의 개발이 요구된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 링 빔과 서포트 구조의 결합 방식을 개선하여 링 빔의 수평 균형을 유지하고 결합과 분리 작업을 수행할 때 공정을 간소화할 수 있는 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예 1 에 따른 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조는 원자로 헤드의 상부에 설치되되, 냉각팬(110)과 리프팅 구조물(120) 및 에어 플레넘(130)이 일체로 형성되는 일체형 원자로 상부 구조물의 상부 모듈(100)에 있어서, 상기 상부 모듈(100)은, 상기 에어 플레넘(130)의 하단에 수평 방향으로 결합되는 제 1 링 빔(140)과, 상기 상부 모듈(100)의 하단에 상기 제 1 링 빔(140)과 나란하게 결합되는 제 2 링 빔(150)과, 일단이 상기 제 1 링 빔(140)에 결합되고 타단이 상기 제 2 링 빔(150)에 결합되도록 수직 방향으로 적어도 하나 이상 구비되는 서포트 칼럼(160)을 포함하되, 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150) 중 적어도 어느 하나는 일체로 형성되고, 적어도 하나 이상 구비되는 상기 서포트 칼럼(160)의 양 단부마다 동일한 깊이로 홈(165)이 형성되어, 상기 홈(165)에 일체로 형성된 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150) 중 적어도 어느 하나가 결합되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 실시예 2 에 따른 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조는 상기 서포트 칼럼(160)은 상기 상부 모듈(100)의 원주 방향으로 배열되는 외측면(161)과, 상기 외측면(161)과 나란하도록 상기 상부 모듈(100)의 내측으로 배열되는 내측면(163)과, 상기 외측면(161) 및 상기 내측면(163)을 연결하는 연결면(162)을 포함하여 'H' 형태의 빔인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 실시예 3 에 따른 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조는 상기 홈(165)은 상기 서포트 칼럼(160)의 양 단부에서 상기 외측면(161)에 형성되는 것을 특징으로 한다.
첫째, 본 발명의 실시예 1 에 따른 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조는 링 빔이 일체로 형성되고 서포트 칼럼의 단부마다 동일한 깊이의 홈이 형성되어 홈에 링 빔이 끼움 결합되는 방식이므로, 일체로 형성된 링 빔의 수평 균형을 유지하여 시스템의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다. 이와 동시에 제어봉 구동장치와 관련하여 원자로 상부 구조물의 분리 및 결합 작업을 수행할 때 서포트 칼럼으로부터 링 빔이 일체로 분리될 수 있으므로 작업 공정을 간소화할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 본 발명의 실시예 2 에 따른 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조는 서포트 칼럼이 H 형태의 H 빔으로 형성되어, 서포트 칼럼의 강도가 향상되고 이에 따라 원자로의 수직 방향 구조적 안정성을 향상시키는 장점이 있다.
셋째, 본 발명의 실시예 3 에 따른 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조는 H 빔으로 구비되는 서포트 칼럼에서 외측 방향의 외측면에 홈이 형성되므로 서포트 칼럼의 구조적 강성이 향상됨과 동시에 서포트 칼럼 상에 적재되어 결합되는 링 빔을 더욱 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물이 결합된 상태를 나타내는 사시도.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로 상부 구조물 중 상부 모듈 구조를 나타내는 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예 1 에 따른 서포트 칼럼의 구조와 상부 모듈에서의 결합 상태를 나타내는 분해 사시도.
도 4 는 본 발명의 실시예 2 에 따른 서포트 칼럼의 구조와 상부 모듈에서의 결합 상태를 나타내는 분해 사시도.
도 5a 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 서포트 칼럼의 구조와 상부 모듈에서의 결합 상태를 나타내는 분해 사시도.
도 5b 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 서포트 칼럼의 구조와 에어 플레넘의 하단부에만 제 1 링 빔이 결합된 상태를 나타내는 분해 사시도.
도 6a 는 종래의 원자로 상부 구조물의 상부 모듈에서 다수개로 분리된 링 빔이 서포트 칼럼에 각각 결합되는 상태를 나타내는 구조도.
도 6b 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 일체형 원자로 상부 구조물의 상부 모듈에서 일체로 구성된 링 빔과 서포트 칼럼이 결합되는 상태를 나타내는 구조도.
일반적으로 원자로는 핵분열반응의 결과 발생하는 질량결손(質量缺損) 에너지를 이용하는 장치이다. 연소열에 의해 자동으로 연소가 확대되는 화력로와 달리 원자로는 연료의 핵분열 때에 방출되는 중성자(中性子)를 매개체로 하여 핵분열 반응을 수행한다.
원자로의 핵분열 반응은 핵연료에 흡수되는 중성자수를 제어함으로써 핵연료의 연소를 조절할 수 있는데, 원자로 내의 핵분열을 지속시키기 위해서는 핵분열시 방출되는 중성자 중에서 다시 핵연료에 흡수되어 재차 핵분열을 일으키는 수가 최소한 1개 이상이어야 한다. 만약 그 수가 1일 때에는 핵분열반응은 감소하지도 증가하지도 않고 일정하게 유지되며, 이 상태를 원자로의 임계(臨界)라고 한다. 또한 그 수가 1을 초과할 때는 핵분열반응의 수도 점점 증가하게 되는데 이를 초임계상태(超臨界狀態)라 하며, 그 반대의 경우를 미임계상태(未臨界狀態)라 한다.
일반적으로 원자로를 일정한 출력으로 운전할 때는 이를 임계상태로 두거나 약간의 임계초과상태로 하여 여분의 중성자를 제어봉에 흡수시키는 방법을 활용한다. 1회의 핵분열에서 방출되는 중성자수는 우라늄 235의 경우 평균 2개 정도이지만, 이들 모두가 재차 핵분열에 기여하는 것은 아니고 원자로 외부로의 누설, 또는 비핵분열성 물질에의 흡수 등에 의해 그 수가 감소하므로 원자로를 계속 운전하기 위해서는 이러한 중성자 손실을 최소화하는 것이 중요하다. 중성자의 손실을 방지하기 위한 방법으로는 핵분열성 물질의 양을 증가시키거나 핵분열시 방출되는 고속중성자를 열중성자준위로 감속시켜 흡수확률을 높이는 방법, 노심외부(爐心外部)로의 누설량을 최소화할 수 있도록 원자로의 크기를 충분히 크게 하는 방법, 그리고 다른 비핵분열성 물질에의 흡수를 최소로 하는 방법 등이 있다. 핵분열의 순간에 방출되는 중성자는 에너지가 높은 고속중성자로서 핵연료에 흡수될 확률이 극히 낮으므로, 이를 감속시켜 흡수확률을 높이는 것이 중요하다. 원자로의 제어는 카드뮴ㅇ붕소 등과 같이 중성자 흡수 단면적이 큰 재질을 노심 내에 집어넣거나 빼냄으로써 중성자수를 조절하여 제어하게 되며, 또한 반사체(反射體)나 감속재의 양을 변화시키는 방법을 사용하기도 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물이 결합된 상태를 나타내는 사시도를, 도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로 상부 구조물 중 상부 모듈 구조를 나타내는 사시도를, 도 3 은 본 발명의 실시예 1 에 따른 서포트 칼럼의 구조와 상부 모듈에서의 결합 상태를 나타내는 분해 사시도를, 도 4 는 본 발명의 실시예 2 에 따른 서포트 칼럼의 구조와 상부 모듈에서의 결합 상태를 나타내는 분해 사시도를, 도 5a 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 서포트 칼럼의 구조와 상부 모듈에서의 결합 상태를 나타내는 분해 사시도를, 도 5b 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 서포트 칼럼의 구조와 에어 플레넘의 하단부에만 제 1 링 빔이 결합된 상태를 나타내는 분해 사시도를, 도 6b 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 일체형 원자로 상부 구조물의 상부 모듈에서 일체로 구성된 링 빔과 서포트 칼럼이 결합되는 상태를 나타내는 구조도를 나타낸다.
도 1 을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 상부 모듈(100), 중앙부 모듈(200), 하부 모듈(300)을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 상기 상부 모듈(100)은 원자로 헤드의 상부에 위치하되, 냉각팬(110), 리프팅 구조물(120) 등이 구비되는 에어 플레넘(130)을 포함할 수 있다. 상기 에어 플레넘(130)의 하단에는 제 1 링 빔(140), 서포트 칼럼(160), 제 2 링 빔(150)이 구비될 수 있다. 원자로 헤드의 상부에 구비되는 상기 상부 모듈(100)은 핵연료를 교체할 때 제어봉 구동장치와 원자로 헤드를 인양하는 기능을 갖는다. 일체형 원자로의 상부 구조물에 설치되는 제어봉 구동장치는 원자로 노심의 핵반응 속도를 조절하기 위한 제어봉을 삽입하고 인출하도록 하는 장치이다. 상기 제어봉 구동장치는 다수개의 제어봉이 삽입되고 이탈될 수 있도록 허니컴 형태의 공간이 천공되는 튜브 형태일 수 있다. 제어봉은 제어봉 구동의 내부에 삽입된 상태로 상하 방향으로 유동하면서 원자로 노심의 핵반응 속도를 조절한다. 상기 제어봉 구동장치에는 제어봉의 위치를 감지하기 위한 제어봉 위치지시센서가 구비될 수 있고, 제어봉을 구동하기 위한 동력원이 포함될 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 상기 냉각팬(110)은 상기 제어봉 구동장치의 냉각을 원활하게 수행하기 위해 설치되는 장치로 후술하게 될 공기의 유동을 조절하게 된다. 원자로 상부 구조물 내부에서의 공기 유동에 대해서는 후술하기로 한다. 상기 리프팅 구조물(120)은 삼각대와 쉐클로 형성될 수 있으며, 삼각대는 상기 상부 모듈(100) 전체를 인양하기 위한 것이고 삼각대의 상단에 연결된 쉐클에는 크레인이 연결되어 인양 작업을 수행할 수 있다. 상기 에어 플레넘(130)은 상기 냉각팬(110)과 상기 리프팅 구조물(120)을 지지하며 일체로 형성될 수 있다. 상기 에어 플레넘(130)의 하단에는 상기 제 1 링 빔(140)이 수평 방향으로 결합되어 구비될 수 있다. 또한, 상기 상부 모듈(100)의 하단에는 상기 제 1 링 빔(140)과 나란한 방향으로 상기 제 2 링 빔(150)이 결합되어 구비될 수 있다. 상기 서포트 칼럼(160)은 일단이 상기 제 1 링 빔(140)에 결합되고 타단이 상기 제 2 링 빔(150)에 결합되도록 수직 방향으로 구비될 수 있다.
상기 서포트 칼럼(160)은 원기둥 형상으로 형성되는 상기 상부 모듈(100)의 원주 방향을 따라 다수개로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 서포트 칼럼(160)은 상기 일체형 원자로 상부 구조물의 구조적인 강성을 유지하기 위한 지지 구조물이다. 다수개로 구비되는 상기 서포트 칼럼(160)을 연결하도록 슈라우드 플레이트가 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 슈라우드 플레이트는 내부에 구비되는 구성품을 보호하기 위한 커버 역할을 한다. 상기 슈라우드 플레이트로부터 내측으로 소정 간격 이격되도록 배플이 구비되는 것이 좋다. 상기 배플은 내주면을 따라 형성되며, 상기 서포트 칼럼(160)에 의해 지지된다. 상기 배플은 상기 슈라우드 플레이트와 이격된 공간을 통해 공기가 유동하도록 유로를 형성하기 위한 것이다. 상기 냉각팬(110)에 의해 발생한 공기 유동이 상기 배플과 상기 슈라우드 플레이트 사이의 유동 공간을 통해 이동하도록 하여 제어봉 구동장치와 원자로 상부 구조물의 냉각을 용이하게 하기 위한 구조물이다. 원자로에서의 공기 유동에 대해서는 후술하기로 한다. 상기 배플의 내부에는 제어봉 구동장치와 제어봉이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 일체형 원자로 상부 구조물에서 제어봉 구동장치와 관련된 작업이 요구되는 경우가 많은데, 제어봉 구동위한 동력원의 교체, 수리 및 유지 보수 작업, 제어봉 위치지시센서의 교체, 수리 및 유지 보수 작업, 제어봉 위치지시센서의 설치시 캘리브레이션(calibration) 작업 등이 이에 해당될 수 있다. 종래에는 이러한 제어봉 구동장치와 관련된 작업을 수행하기 위해 상기 냉각팬(110), 상기 리프팅 구조물(120)과 상기 에어 플레넘(130)을 차례로 분리하여 먼저 인양하고, 그 아래에 구비되는 케이블 지지유닛을 해체하여 제거한 후 상기 배플을 분리해야 했다. 이처럼 상기 상부 모듈(100)의 개별적인 구성장치를 하나하나 분해하여 분리 또는 제거를 하는 작업은, 첫째, 작업 시간과 노동력이 많이 소모되어 비효율적이고, 둘째, 구성장치를 분해하는 과정에서 구성품이 변형되거나 파손될 위험이 있으며, 셋째, 분해 과정에서의 구성품의 변형 또는 파손에 의해 제어봉 구동장치와 관련된 작업을 완료한 후 다시 조립하는 과정에서 결합이 어려운 문제가 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 상기 상부 모듈(100)을 일체로 형성하는 일체형 원자로의 상부 구조물(IHA, Integrated head assembly)을 활용하게 된다. 이하에서는 이러한 일체형 원자로의 상부 구조물 중 상기 상부 모듈(100)에서 활용될 수 있는 서포트 구조에 대해 실시예 1 을 대표예로 설명하고, 실시예 2 및 실시예 3 에서는 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
실시예 1
도 1 및 도 3 을 참조하면 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150) 중 적어도 어느 하나는 일체로 형성될 수 있다. 또한 다수개로 구비되는 상기 서포트 칼럼(160)의 양 단부마다 동일한 깊이로 홈(165)이 형성될 수 있다. 도 3 에서 다수개의 상기 서포트 칼럼(160)에 형성된 상기 홈(165)의 깊이는 균일하게 'h'로 형성됨을 확인할 수 있다. 상기 홈(165)은 일체로 형성되는 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150) 중 적어도 어느 하나가 결합될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 서포트 칼럼(160)의 상단에 형성된 상기 홈(165)에는 일체로 형성된 상기 제 1 링 빔(140)이 끼움 결합될 수 있다. 마찬가지로 상기 서포트 칼럼(160)의 하단에 형성된 상기 홈(165)에는 일체로 형성된 상기 제 2 링 빔(150)이 끼움 결합될 수 있다. 상기 제 1 링 빔(140)은 상기 서포트 칼럼(160)에 결합될 때 상기 홈(165)에 적재되어 끼움 결합되므로 상기 제 1 링 빔(140)이 수평 균형을 유지하려면, 각각의 상기 서포트 칼럼(160)에 상기 홈(165)이 형성된 깊이가 'h'로 균일한 것이 바람직하다. 상기 홈(165)의 폭은 상기 제 1 링 빔(140) 및 상기 제 2 링 빔(150)의 두께에 근접하도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150)은 상기 홈(165)에 결합되어 상기 서포트 칼럼(160)에 고정되므로, 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150)의 유동을 방지하여 구조적 안정성을 향상시키기 위함이다. 상기 제 1 링 빔(140)이 상기 서포트 칼럼(160)에 구비된 상기 홈(165)에 적재되어 결합되어 수평 균형을 유지하면, 상기 제 1 링 빔(140)의 상단에 위치하는 미사일 실드(Missile shield), 상기 에어 플레넘(130) 등이 안정적으로 고정될 수 있어 원자로의 구조적인 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한 상술한 바와 같은 제어봉 구동장치와 관련된 작업을 수행할 때 일체로 형성된 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150)이 상기 서포트 칼럼(160)에 일체로 결합되므로, 작업이 간소화될 수 있는 장점도 있다.
실시예 2
도 1 및 도 4 를 참조하면 상기 서포트 칼럼(160)은 실시예 1 에서와 달리 H 형상으로 형성된 H 빔일 수 있다. 상기 서포트 칼럼(160)은 외측면(161), 연결면(162), 내측면(163)으로 구비될 수 있다. H 빔 형태인 상기 서포트 칼럼(160)은 원기둥 형상으로 형성되는 상기 상부 모듈(100)의 외측으로 원주 방향에 배열되도록 상기 외측면(161)이 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 내측면(163)은 상기 외측면(161)과 나란하도록 상기 상부 모듈(100)의 내측으로 배열될 수 있다. 상기 연결면(162)은 상기 외측면(161)과 상기 내측면(163)을 연결하도록 형성되어 전체적으로 상기 서포트 칼럼(160)이 H 빔을 형성할 수 있다. H 빔은 단면(斷面)이 H형을 하고 있는 구조물로, 압축 내력(耐力)과 굴곡 내력(耐力)이 뛰어나 강성을 향상시키기 위해 지지 구조물에서 많이 활용되고 있다. 도 4 에서는 상기 연결면(162)의 중앙부에 상기 홈(165)이 형성되는 예를 도시하고 있으나 이는 일실시예에 불과하며, 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150)을 지지하는 범위 내에서 H 빔 형태의 상기 서포트 칼럼(160)의 단부의 어느 위치에나 상기 홈(165)이 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 서포트 칼럼(160)이 H 빔 형태로 형성되어 상기 서포트 칼럼(160)의 강도가 향상됨에 따라 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150)을 안정적으로 지지할 수 있으며 원자로 상부 구조물의 수직 방향에서 구조적 안정성이 향상되는 장점이 있다.
실시예 3
도 1 및 도 5, 도 6 을 참조하면 상기 홈(165)은 H 빔 형태로 형성되는 상기 서포트 칼럼(160)에서 상기 외측면(161)의 양 단부에 형성될 수 있다. 도 5a 를 참조하면 상기 외측면(161)의 양 단부가 일부 제거되어 상기 홈(165)을 형성하고 있으며, 상기 홈(165)에 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150)이 안착되도록 결합된 예를 확인할 수 있다. 도 5b 에서는 상기 에어 플레넘(130)의 하단에 결합되는 상기 제 1 링 빔(140)이 상기 홈(165)에 결합되고, 상기 상부 모듈(100)의 하단에 결합되는 상기 제 2 링 빔(150)은 플랜지(flange) 구조를 갖도록 구비된 예를 도시하고 있다. H 빔으로 형성되는 상기 서포트 칼럼(160)은 실시예 2 와 같이 상기 연결면(162)에 상기 홈(165)이 형성되면, 상기 홈(165)에 의해 강성이 저하될 우려가 있다. 따라서 실시예 3 에서는 상기 서포트 칼럼(160)에서 상대적으로 강성이 높은 상기 외측면(161)에 상기 홈(165)이 형성되고, 상기 홈(165)에 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150)이 적재되어 결합되는 실시예를 고려하고 있다. 설계에 따라 상기 내측면(163)의 양 단부에 상기 홈(165)이 형성되고 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150)이 결합되는 예도 고려해볼 수 있음은 물론이다. 상기 외측면(161)에 형성된 상기 홈(165)에 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150)이 결합됨에 따라 강도가 향상되고 구조적 안정성이 좋아진다. 뿐만 아니라, 제작할 때 용접 등에 의한 체결 수단으로 상기 서포트 칼럼(160)과 상기 제 1 링 빔(140) 및 상기 제 2 링 빔(150)을 결합할 수 있는데, 이러한 체결 수단에 의한 결합 작업을 할 때에도 상기 외측면(161)에 상기 홈(165)이 형성된 경우 작업이 용이한 장점이 있다.
본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100 : 상부 모듈 110 : 냉각팬
120 : 리프팅 구조물 130 : 에어 플레넘
140 : 제 1 링 빔 150 : 제 2 링 빔
160 : 서포트 칼럼 161 : 외측면
162 : 연결면 163 : 내측면
165 : 홈
200 : 중앙부 모듈 300 : 하부 모듈

Claims (3)

  1. 원자로 헤드의 상부에 설치되되, 냉각팬(110)과 리프팅 구조물(120) 및 에어 플레넘(130)이 일체로 형성되는 일체형 원자로 상부 구조물의 상부 모듈(100)에 있어서,
    상기 상부 모듈(100)은, 상기 에어 플레넘(130)의 하단에 수평 방향으로 결합되는 제 1 링 빔(140)과, 상기 상부 모듈(100)의 하단에 상기 제 1 링 빔(140)과 나란하게 결합되는 제 2 링 빔(150)과, 일단이 상기 제 1 링 빔(140)에 결합되고 타단이 상기 제 2 링 빔(150)에 결합되도록 수직 방향으로 적어도 하나 이상 구비되는 서포트 칼럼(160)을 포함하되,
    상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150) 중 적어도 어느 하나는 일체로 형성되고, 적어도 하나 이상 구비되는 상기 서포트 칼럼(160)의 양 단부마다 동일한 깊이로 홈(165)이 형성되어,
    상기 홈(165)에 일체로 형성된 상기 제 1 링 빔(140)과 상기 제 2 링 빔(150) 중 적어도 어느 하나가 결합되고,
    상기 서포트 칼럼(160)은 상기 상부 모듈(100)의 원주 방향으로 배열되는 외측면(161)과, 상기 외측면(161)과 나란하도록 상기 상부 모듈(100)의 내측으로 배열되는 내측면(163)과, 상기 외측면(161) 및 상기 내측면(163)을 연결하는 연결면(162)을 포함하여 'H' 형태의 빔이며,
    상기 홈(165)은 상기 서포트 칼럼(160)의 양 단부에서 상기 외측면(161)에 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 원자로 상부 구조물의 서포트 구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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