KR101512153B1 - 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리에 관한 것이다. 이러한 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리는, 원자로헤드의 상부에 배치되는 제어봉 구동장치, 상기 제어봉 구동장치의 상측에 배치되는 케이블 트레이, 상기 케이블 트레이의 상측에 배치되는 냉각공기 처리장치를 포함하는 원자로 상부집합체에 설치되는 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리에 있어서, 상기 원자로헤드의 둘레에 결합되며, 내측으로 제1 공기유로가 형성되는 원통형의 스커트; 상기 스커트의 상측에 결합되고, 상기 제1 공기유로와 연통되는 제2 공기유로가 형성되며, 상기 제어봉 구동장치의 둘레를 감싸도록 배치되는 원통형의 하부덕트; 일단부가 상기 냉각공기 처리장치에 결합되고, 타단부가 상기 하부덕트에 착탈가능하게 결합되는 상부덕트;를 포함하여서, 상기 제어봉 구동장치를 냉각시키는 공기는 상기 스커트의 제1 공기유로, 상기 하부덕트의 제2 공기유로, 상기 상부덕트, 및 상기 냉각공기 처리장치를 순차적으로 거쳐 배출되며, 상기 하부덕트로부터 분리된 상기 상부덕트는 상기 냉각공기 처리장치와 함께 인양되는 것을 특징으로 한다.

Description

제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리{Cooling Duct assembly for Control Element Drive Mechanism}
본 발명은 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리에 관한 것으로, 특히 원자로 상부집합체를 구성하는 제어봉 구동장치의 냉각을 위해 구비되는 덕트의 구조를 개선하여, 원자로 상부집합체의 분해, 이동, 저장을 간편화하도록 한 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리에 관한 것이다.
도1은 종래 원자로 상부집합체의 일례를 도시한 것으로, 원자로 상부집합체는 원자로헤드의 인양장치(Head Lift Rig, 헤드인양장치), 덕트, 케이블 트레이(Head Area Cable Tray System, HACTS), 및 제어봉 구동장치 냉각시스템(CEDM Air Handling Unit, CEDM AHU) 등으로 구성된다.
상기 제어봉 구동장치 냉각시스템(1)은 발전소 가동 중 제어봉 구동장치(2)의 냉각을 위해서 냉각공기를 순환시키는 기능을 수행하고, 상기 케이블 트레이(3)와 함께 차폐용 벽체(4)에 의해 지지된다. 상기 헤드인양장치(11)는 발전소의 정지 후 핵연료 재장전 시 원자로헤드(5)를 인양하는 장치로서, 원자로헤드(5)의 상부에 설치된다.
제어봉 구동장치 냉각시스템(1)에는 다수의 송풍기(6)가 설치되어 있으며, 상기 송풍기(6)가 작동하면 주변의 공기가 다수의 제어봉 구동장치(2) 주위로 유입된다. 냉각공기는 제어봉 구동장치 코일집합체들 사이로 유입되어 하향으로 통과하면서 코일집합체를 냉각시키고 원자로헤드 노즐부와 스커트(6)의 다수 구멍들을 통해 유동하여 매니폴드(7)로 합쳐진다.
이후 냉각공기는 매니폴드(7)와 덕트(8,9,10)를 차례로 통과하고 제어봉 구동장치 냉각시스템(1)에서 송풍기(6)를 통해 다시 주변 공간으로 배출된다. 매니폴드(7)는 4개가 구비되고, 각 매니폴드(7)의 상단에는 2개의 가지덕트(8)가 결합되어 총 8개의 가지덕트(8)가 배치되며, 상기 8개의 가지덕트는 4개의 연결덕트(9)를 경유하고, 최종적으로 2개의 상부덕트(10)로 합쳐져 제어봉 구동장치 냉각시스템(1)과 연결된다. 참고적으로, 도1은 종래 원자로 상부집합체의 일측면을 도시한 것으로, 도시된 면의 반대편으로 대칭적으로 동일한 구조가 형성된다.
이와 같은 종래의 원자로 상부집합체에 있어서, 핵연료의 교체 주기마다 원자로헤드(5)를 인양하기 위해서는 원자로 상부집합체를 구성하는 덕트(8,9,10), 냉각시스템(1), 및 케이블 트레이(3)를 분해하여 이동시켜야 한다.
구체적으로, 제어봉 구동장치 냉각시스템(1)과 케이블 트레이(3) 집합체를 인양하여 임시 저장장소로 이동시킨다. 이어서, 덕트(8,9,10)와 매니폴드(7)를 모두 분해하여 각각 인양하여 임시 저장장소로 이동하여 저장해 둔다. 이때, 덕트(8,9,10)와 매니폴드(7)의 분해는 다수의 볼트 및 너트를 해체하여야 하므로 작업시간이 많이 소요되고, 원자로 상부 영역은 고방사능 구역이고, 덕트(8,9,10)가 연결된 부위는 추락의 위험이 있는 고소이므로 작업자의 안전에 많은 주의가 필요한 작업이다. 또한, 핵연료의 재장전 후 조립작업을 하는 경우, 상기한 분해 작업과 동일한 수준의 작업량 및 주의를 요구하게 된다.
등록실용신안 제0432810호(등록번호)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 원자로 상부집합체를 구성하는 제어봉 구동장치의 냉각을 위해 구비되는 덕트의 구조를 개선하여, 원자로 상부집합체의 분해, 이동, 저장을 간편화하도록 하고, 분리한 원자로 상부집합체를 저장장소에 보관할 때 주변 설비와 간섭을 회피할 수 있도록 한 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리를 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리는, 원자로헤드의 상부에 배치되는 제어봉 구동장치, 상기 제어봉 구동장치의 상측에 배치되는 케이블 트레이, 상기 케이블 트레이의 상측에 배치되는 냉각공기 처리장치를 포함하는 원자로 상부집합체에 설치되는 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리에 있어서, 상기 원자로헤드의 둘레에 결합되며, 내측으로 제1 공기유로가 형성되는 원통형의 스커트; 상기 스커트의 상측에 결합되고, 상기 제1 공기유로와 연통되는 제2 공기유로가 형성되며, 상기 제어봉 구동장치의 둘레를 감싸도록 배치되는 하부덕트; 일단부가 상기 냉각공기 처리장치에 결합되고, 타단부가 상기 하부덕트에 착탈가능하게 결합되는 상부덕트;를 포함하여서, 상기 제어봉 구동장치를 냉각시키는 공기는 상기 스커트의 제1 공기유로, 상기 하부덕트의 제2 공기유로, 상기 상부덕트, 및 상기 냉각공기 처리장치를 순차적으로 거쳐 배출되며, 상기 하부덕트로부터 분리된 상기 상부덕트는 상기 냉각공기 처리장치와 함께 인양되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부덕트의 일단부는 상기 냉각공기 처리장치로부터 착탈가능하게 결합되고, 상기 상부덕트를 상하 방향으로 이동시키는 승강장치를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 승강장치는, 상기 상부덕트의 외주면에 상하방향으로 연장되어 결합되는 가이드레일; 상기 케이블 트레이 또는 상기 냉각공기 처리장치에 부착되어 상기 가이드레일을 지지하는 가이딩블럭; 상기 상부덕트의 하단부에 일단부가 고정되는 와이어; 상기 와이어를 감거나 풀어서 상기 상부덕트를 승강 및 하강시키는 윈치; 상기 와이어의 일단부와 상기 윈치 사이에서 상기 와이어를 안내하는 풀리;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 윈치는 구동축의 회전속도를 조절하는 감속기와 상기 구동축을 회전시키는 모터와 상기 모터의 회전을 정지시키는 브레이크를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 케이블 트레이 또는 상기 냉각공기 처리장치에는 상기 가이딩블럭에 결합되는 고정판을 더 구비하고, 상기 풀리는 상기 고정판에 결합되는 지지브라켓에 회동가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부덕트는 상기 원자로헤드의 주변의 공기를 상기 제어봉 구동장치 측으로 유입시키기 위한 유입공간이 형성된 복수의 서브하부덕트를 포함하고, 상기 서브하부덕트는 서로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 서브하부덕트는 상기 원자로헤드의 주변의 공기를 상기 제어봉 구동장치 측으로 유입시키기 위한 유입공간이 형성된 제1 서브하부덕트와, 상기 원자로헤드의 주변의 공기를 상기 제어봉 구동장치 측으로 유입시키기 위한 유입공간이 형성된 제2 서브하부덕트를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리는, 핵연료 재장전시 종래와 같이 덕트를 여러 조각으로 분해하지 않아도 되므로, 덕트 어셈블리를 포함하는 원자로 상부집합체의 구성품의 분해, 이동, 저장에 소요되는 작업량 및 시간을 단축하여 작업효율을 향상시키고, 고방사능 구역에서 작업하는 작업자의 방사선 피폭량을 감소시켜 작업자의 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리의 분해, 인양, 및 저장 공정이 단축되어 원자력 발전소의 전체적인 예방정비기간 및 핵연료 재장전 공정을 단축시켜 경제성을 높이는 효과를 제공한다.
또한, 종래에는 핵연료 재장전시 여러 조각으로 분해한 덕트 조각들을 임시로 저장할 장소가 충분하지 않아 다른 설비나 구조물 위의 플랫폼에 얹어 놓아 많은 공간을 차지하는 단점이 있었으나, 본 발명에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리는 덕트를 여러 조각으로 분해하지 않으므로 별도의 저장 공간을 확보할 필요가 없고, 원자로 건물 내의 공간 활용성을 증대시킬 수 있다.
또한, 종래에는 원자로 상부집합체의 인양을 위해서 일반적으로 천정크레인을 사용하였으며, 상기 천정크레인은 덕트의 분해, 인양, 이동을 위해서뿐만 아니라 원자로 건물 내의 다른 중량물의 인양, 이동, 및 설치 등에도 사용되므로, 종래 덕트를 분해하고 인양할 때 천정크레인을 사용하는 시간 동안 다른 작업은 대기 상태를 유지해야 하므로 작업효율을 저해하였다.
그러나, 본 발명에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리는 상부덕트의 인양을 위해서 별도의 승강장치가 구비되므로 천정크레인을 사용하지 않아도 되며, 하부덕트는 분해하지 않고 원자로헤드와 일체로 인양할 수 있으므로, 천정크레인의 사용 횟수를 감소시켜 작업 효율을 개선하는 효과를 제공한다.
도1은 종래 원자로 상부집합체의 개략적인 측면도,
도2는 본 발명 실시예에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리를 채용한 원자로 상부집합체의 개략적인 개념도,
도3은 도2의 요부를 발췌하여 도시한 도면,
도4 및 도5는 도3의 요부에 관한 단면도,
도6 및 도7은 도2의 요부를 발췌하여 도시한 도면,
도8은 승강장치에 의해 상부덕트가 상승된 모습을 보인 도면,
도9는 상부덕트와 하부덕트의 분리 상태를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명 실시예에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리를 채용한 원자로 상부집합체의 개략적인 개념도이다. 도3은 도2의 요부를 발췌하여 도시한 도면이고, 도4 및 도5는 도3의 요부에 관한 단면도이며, 도6 및 도7은 도2의 요부를 발췌하여 도시한 도면이다. 도8은 승강장치에 의해 상부덕트가 상승된 모습을 보인 도면이고, 도9는 상부덕트와 하부덕트의 분리 상태를 도시한 도면이다.
먼저, 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리는, 스커트(50), 하부덕트(60), 상부덕트(70)를 포함한다.
본 발명 실시예에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리는 원자로 상부집합체에 설치되는 것으로, 제어봉 구동장치(20)의 냉각을 위해 구비된다. 상기 원자로 상부집합체는, 원자로헤드(10)의 상측에 배치되는 구성물의 집합체를 의미하는 것이다.
구체적으로 원자로헤드(10)의 상부에 배치되는 제어봉 구동장치(20), 상기 제어봉 구동장치(20)의 상측에 배치되는 케이블 트레이(30), 및 상기 케이블 트레이(30)의 상측에 배치되는 냉각공기 처리장치(40)를 포함한다. 상기 냉각공기 처리장치(40)에는 복수의 송풍기(41)가 마련된다.
도3 및 도5를 참조하면, 상기 스커트(50)는 상기 원자로헤드(10)의 둘레에 결합되며, 내측으로 제1 공기유로(51)가 형성된다. 도5에 있어서, 진하게 음영처리된 부분이 제1 공기유로(51)에 해당한다. 상기 제1 공기유로(51)는 상기 스커트(50)의 내주면에 결합되어 형성된다. 상기 제1 공기유로(51)는 상기 스커트(50)의 내주면과 제어봉 구동장치(20)의 사이의 공간에 마련된다.
상기 스커트(50)는 상기 원자로헤드(10)의 상부에 결합되는 원통형의 구성품이다. 상기 원자로헤드(10)의 주변의 공기는 하부덕트(60)에 형성되는 공간(S1,S2,S3,S4,S5)으로 유입되어 제어봉 구동장치(20)를 냉각시키고, 상기 스커트(50)의 내부 공간에서 합쳐진 후, 다시 상기 스커트(50)의 내주면에 마련되는 다수의 제1 공기유로(51)를 통하여 상측으로 상승한다.
상기 하부덕트(60)는 상기 스커트(50)의 상측에 결합된다. 상기 하부덕트(60)에는 상기 제1 공기유로(51)와 연통되는 제2 공기유로(61)가 형성된다. 상기 하부덕트(60)는 상기 제어봉 구동장치(20)의 둘레를 감싸도록 배치된다. 상기 하부덕트(60)와 상기 스커트(50)에 의해 원자로헤드(10)의 상부 및 제어봉 구동장치(20)가 감싸지게 된다.
도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 후, 하부덕트(60)만을 개략적으로 도시한 도면이다. 도3 및 도4를 참조하면, 상기 하부덕트(60)는 상기 원자로헤드(10)의 주변의 공기를 상기 제어봉 구동장치(20) 측으로 유입시키기 위한 유입공간이 형성된 복수의 서브하부덕트를 포함하고, 상기 서브하부덕트는 서로 이격되어 배치된다. 상기 각 서브하부덕트는 상기 제어봉 구동장치(20)를 감싸도록 배치된다.
본 실시예에 따르면, 상기 서브하브덕트(62,63)은 제1 서브하부덕트(62)와 제2 서브하부덕트(63)를 포함한다. 물론, 본 실시예에서 상기 서브하브덕트(62,63)는 두 개가 사용되었으나, 두 개 이상을 사용하는 것 또한 가능한다.
상기 제1 서브하부덕트(62)는 상기 스커트(50)의 상측에 배치되며, 원자로헤드(10)의 주변의 공기를 상기 제어봉 구동장치(20) 측으로 유입시키기 위한 유입공간(S5)가 형성된다.
상기 제2 서브하부덕트(63)는, 상기 제1 서브하부덕트(62)와 마찬가지로 상기 스커트(50)의 상측에 배치되며, 원자로헤드(10)의 주변의 공기를 상기 제어봉 구동장치(20) 측으로 유입시키기 위한 유입공간(S3,S4)가 형성된다.
상기 제1 서브하부덕트(62)와 상기 제2 서브하부덕트(63)는 서로 이격되어 배치된다. 상기 제1 서브하부덕트(62)와 상기 제2 서브하부덕트(63)가 서로 이격되어 형성되는 유입공간(S2,S1)은, 상기 유입공간(S3,S4,S5)과 마찬가지로 상기 원자로헤드(10)의 주변의 공기가 상기 제어봉 구동장치(20)으로 유입되는 유입공간으로서 기능한다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 상기 하부덕트(60)는 상기 스커트(50)의 상측에 배치되면서, 상기 제어봉 구동장치(20)의 둘레를 부분적으로 감싸는 형태를 취한다. 상기 제1,2 서브하부덕트(62,63)가 서로 이격될 때 형성되는 유입공간(S1,S2)과, 상기 제1 서브하부덕트(62)에 형성된 유입공간(S5), 및 상기 제2 서브하부덕트(63)에 형성된 유입공간(S3,S4)에 의해 원자로헤드(10)의 주변의 공기가 상기 제어봉 구동장치(20) 측으로 용이하게 유입된다.
상기 상부덕트(70)는 상기 제2 공기유로(61)를 통하여 유동하는 냉각공기를 상측으로 유도하기 위해 마련된다. 상기 상부덕트(70)의 일단부는 상기 냉각공기 처리장치(40)에 결합된다. 상기 상부덕트(70)의 타단부는 상기 하부덕트(60)에 착탈가능하게 결합된다.
본 실시예에 있어서, 상기 상부덕트(70)의 일단부는 상기 냉각공기 처리장치(40)에 제1 연결플랜지(71)에 의해 연결되고, 타단부는 상기 하부덕트(60)의 상단부에 제2 연결플랜지(72)에 의해 연결된다.
본 실시예에 따르면, 상기 스커트(50)와 상기 하부덕트(60)는 원자로헤드(10)의 상측 및 제어봉 구동장치(20)를 감싸도록 배치되고, 상기 상부덕트(70)는 상기 하부덕트(60)의 상단부에서 분기하여 상기 케이블 트레이(30)의 외측에서 상방향으로 연장되도록 구성된다.
본 실시예에 따른 상부덕트(70)는 개략적으로 "ㄷ"자 형으로 형성된 것으로, 상기 케이블 트레이(30)의 외측으로 2개가 마련된다. 따라서, 본 실시예에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리는 도1에 따른 종래 덕트 어셈블리와 달리 덕트 어셈블리의 구조가 간소화된다.
제어봉 구동장치(20)를 냉각시키는 공기는 상기 스커트(50)의 제1 공기유로(51), 상기 하부덕트(60)의 제2 공기유로(61), 상기 상부덕트(70)를 순차적으로 경유하고, 상기 냉각공기 처리장치(40)와 송풍기(41)를 거쳐서 배출된다.
본 실시예에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리는, 상기 상부덕트(70)가 상기 하부덕트(60)로부터 분리되며, 상기 상부덕트(70)는 상기 냉각공기 처리장치(40)와 함께 인양된다.
구체적으로, 상기 상부덕트(70)를 인양하기 위해서 승강장치(80)가 구비된다.
상기 승강장치(80)는, 상기 상부덕트(70)의 일단부가 상기 냉각공기 처리장치(40)로부터 분리되면 상기 상부덕트(70)를 상하 방향으로 이동시키기 위해서 구비된 것으로, 상기 승강장치(80)는 가이드레일(81), 가이딩블럭(82), 와이어(83), 윈치(84), 및 풀리(85)를 포함한다.
도6 및 도7를 참조하면, 상기 가이드레일(81)은 상기 상부덕트(70)의 외주면에 상하 방향으로 연장되어 결합된다. 본 실시예에서, 상기 가이드레일(81)은 상기 상부덕트(70)의 상하방향으로 서로 마주하여 2개가 배치된다. 물론, 상기 가이드레일(81)의 개수는 2개로 한정되지 않는다.
상기 가이딩블럭(82)은 상기 가이드레일(81)을 지지하기 위해서 구비된다. 상기 가이딩블럭(82)은 상기 케이블 트레이(30) 또는 상기 냉각공기 처리장치(40)에 부착된다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 상기 가이딩블럭(82)은 케이블 트레이(30)의 상단부에 결합되어 있다.
물론, 상기 상부덕트(70)가 상기 승강장치(80)에 의해 상방향으로 이동할 때, 상기 상부덕트(70)와 상기 케이블 트레이(30)의 상단부가 서로 간섭되지 않고, 가이딩블럭(82)이 설치될 수 있는 여유 공간이 허용된다면, 상기 가이딩블럭(82)은 상기 냉각공기 처리장치(40)의 외주면에 부착되어도 무방하다.
본 실시예에 따르면, 상기 가이딩블럭(82)은 고정판(86)에 결합된다.
상기 고정판(86)은 상기 케이블 트레이(30) 또는 상기 냉각공기 처리장치(40)에 결합되어 상기 가이딩블럭(82)을 고정 지지하기 위해서 구비된다. 상기 고정판(86)에 가이딩블럭(82)이 결합되고, 상기 가이드레일(81)이 상기 가이딩블럭(82)에 끼워져 안내된다.
상기 와이어(83)는 일단부가 상기 상부덕트(70)의 하단부에 고정된다. 상기 와이어(83)의 타단부는 후술하는 윈치(84)의 와이어드럼(845)에 결합된다.
상기 윈치(84)는 상기 와이어(83)를 감거나 풀어서 상기 상부덕트(70)를 승강시키거나 하강시키기 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 윈치(84)는 감속기(841), 모터(842), 및 브레이크(843)를 포함한다.
상기 감속기(841)는 상기 윈치(84)의 구동축(844)의 회전속도를 조절하기 위해서 구비된다. 상기 모터(842)는 상기 구동축(844)을 회전시키기 위한 동력을 제공한다. 상기 브레이크(843)는 상기 모터(842)의 회전을 정지시키기 위해 구비된다.
상기 감속기(841)에 의해 상기 상부덕트(70)의 인양속도를 안전성 및 작업능률을 고려하여 적절히 선택할 수 있으며, 상기 브레이크(843)에 의해 상기 상부덕트(70)를 어떤 높이에서라도 즉각적으로 정지시킬 수 있다.
상기 풀리(85)는 상기 윈치(84)와 상기 와이어(83)의 일단부 사이에 배치되어 상기 와이어(83)를 안내하기 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 풀리(85)는 상기 고정판(86)에 결합되는 지지브라켓(87)에 회동가능하게 결합된다.
이하, 상기 구성에 따른 본 실시예의 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리의 작용을 구체적으로 설명한다.
도8에 도시된 바와 같이, 상부덕트(70)와 냉각공기 처리장치(40)의 제1 연결플랜지(71)의 연결을 해제하고, 상부덕트(70)와 하부덕트(60)를 연결하는 제2 연결플랜지(72)를 해제한다.
작업자는 원격조작반에서 상부덕트(70)의 인양 작업을 수행할 수 있다. 원격조작반에서 인양버튼를 눌러 모터(842) 및 감속기(841)를 작동시켜 윈치(84)를 동작시킨다. 상기 윈치(84)의 와이어드럼(845)이 회전하여 와이어(83)가 감기면서 상기 상부덕트(70)는 상방향으로 인양된다.
이때, 상부덕트(70)의 인양속도는 감속기(841)에 의해 조절가능하므로, 안전성 및 작업효율을 고려하여 적절한 인양 속도를 선택할 수 있다.
또한, 상부덕트(70)가 인양되어야하는 높이는 와이어드럼(845)의 회전수를 고려하여 미리 설정될 수 있으며, 상부덕트(70)가 목표하는 인양 높이로 인양되면 윈치(84)의 동작이 자동으로 정지하도록 구성될 수 있다.
또한, 상부덕트(70)의 인양 중에 예기치 않은 상황 발생으로 인양을 중지해야 하는 경우에 상기 브레이크(843)를 사용하여 상부덕트(70)의 인양을 중지시킬 수 있다.
도9은 본 발명의 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리의 효과를 보여주는 도면이다. 도9을 참조하면, 원자로 상부집합체는 케이블 트레이(30), 상부덕트(70), 및 냉각공기 처리장치(40)를 포함하는 상부부분과, 원자로헤드(10), 스커트(50), 하부덕트(60), 및 제어봉 구동장치(20)를 포함하는 하부 부분으로 나뉠 수 있다.
본 발명에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리가 채용된 원자로에서 핵연료 교체가 필요한 경우, 상부덕트(70)를 상기 승강장치(80)에 의해 인양하고 상기 원자로 상부집합체의 상부부분을 일체로 인양하고, 한편 원자로 상부집합체의 하부 부분은 원자로헤드(10)와 함께 일체로 인양하는 것이 가능하다.
한편, 핵연료의 교체가 완료된 후에, 상기 원자로 상부집합체는 상기한 역순에 의해 재조립된다. 원자로헤드(10), 스커트(50), 하부덕트(60), 및 제어봉구동장치(20)를 포함하는 원자로 상부집합체의 하부 부분을 먼저 재조립한다.
이어서, 상부덕트(70)가 인양된 상태인 원자로 상부 집합체의 상부 부분을 상기 원자로 상부집합체의 하부 부분 상측으로 이동하여 결합한다.
이어서, 상기 승강장치(80)를 이용하여 상기 상부덕트(70)를 하측으로 이동시키고, 상기 상부덕트(70)를 제1,2 연결플랜지(71,72)를 이용하여 냉각공기처리장치(40) 및 하부덕트(60)에 연결함으로써 재조립을 완료한다.
이처럼, 본 발명에 따른 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리는, 덕트 어셈블리의 구조를 간소화하고, 상부덕트(70)를 인양하는 승강장치(80)를 구비하여, 핵연료 교체시 원자로 상부집합체의 구성품의 분해, 이동, 저장에 소요되는 작업량 및 시간을 단축하여 작업효율을 향상시키고, 고방사능 구역에서 작업하는 작업자의 방사선 피폭량을 감소시켜 작업자의 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 도9에 도시된 바와 같이 상부덕트(70)가 승강장치(80)에 의해 인양되어 상기 상부덕트(70)의 하단부가 상기 케이블 트레이(30)의 하단보다 상측에 배치되도록 함으로써, 일체로 인양된 원자로 상부집합체의 상부 부분을 임시로 옮겨서 보관할 때, 다른 구조물과의 간섭을 최소화하여 간편하여 이동 및 보관할 수 있는 효과를 제공한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.
10... 원자로헤드 20... 제어봉 구동장치
30... 케이블 트레이 40... 냉각공기 처리장치
50... 스커트 51... 제1 공기유로
60... 하부덕트 61... 제2 공기유로
70... 상부덕트 71... 제1 연결플랜지
72... 제2 연결플랜지 80... 승강장치
81... 가이드레일 82... 가이딩블럭
83... 와이어 84... 윈치
85... 풀리 86... 고정판
87... 지지브라켓 841... 감속기
842... 모터 843... 브레이크
844... 구동축 845... 와이어드럼

Claims (7)

  1. 원자로헤드(10)의 상부에 배치되는 제어봉 구동장치(20), 상기 제어봉 구동장치(20)의 상측에 배치되는 케이블 트레이(30), 상기 케이블 트레이(30)의 상측에 배치되는 냉각공기 처리장치(40)를 포함하는 원자로 상부집합체에 설치되는 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리에 있어서,
    상기 원자로헤드(10)의 둘레에 결합되며, 내측으로 제1 공기유로(51)가 형성되는 원통형의 스커트(50);
    상기 스커트(50)의 상측에 결합되고, 상기 제1 공기유로(51)와 연통되는 제2 공기유로(61)가 형성되며, 상기 제어봉 구동장치(20)의 둘레를 감싸도록 배치되는 하부덕트(60);
    일단부가 상기 냉각공기 처리장치(40)에 착탈가능하게 결합되고, 타단부가 상기 하부덕트(60)에 착탈가능하게 결합되는 상부덕트(70); 및
    상기 상부덕트(70)를 상기 냉각공기 처리장치(40)에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동시키는 승강장치(80);를 포함하여서,
    상기 제어봉 구동장치(20)를 냉각시키는 공기는 상기 스커트(50)의 제1 공기유로(51), 상기 하부덕트(60)의 제2 공기유로(61), 상기 상부덕트(70), 및 상기 냉각공기 처리장치(40)를 순차적으로 거쳐 배출되며,
    상기 하부덕트(60)로부터 분리된 상기 상부덕트(70)는 상기 냉각공기 처리장치(40)와 함께 인양되는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 승강장치(80)는,
    상기 상부덕트(70)의 외주면에 상하방향으로 연장되어 결합되는 가이드레일(81);
    상기 케이블 트레이(30) 또는 상기 냉각공기 처리장치(40)에 부착되어 상기 가이드레일(81)을 지지하는 가이딩블럭(82);
    상기 상부덕트(70)의 하단부에 일단부가 고정되는 와이어(83);
    상기 와이어(83)를 감거나 풀어서 상기 상부덕트(70)를 승강 및 하강시키는 윈치(84);
    상기 와이어(83)의 일단부와 상기 윈치(84) 사이에서 상기 와이어(83)를 안내하는 풀리(85);를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 윈치(84)는 구동축(844)의 회전속도를 조절하는 감속기(841)와 상기 구동축(844)을 회전시키는 모터(842)와 상기 모터(842)의 회전을 정지시키는 브레이크(843)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 케이블 트레이(30) 또는 상기 냉각공기 처리장치(40)에는 상기 가이딩블럭(82)에 결합되는 고정판(86)을 더 구비하고,
    상기 풀리(85)는 상기 고정판(86)에 결합되는 지지브라켓(87)에 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부덕트(60)는 상기 원자로헤드(10)의 주변의 공기를 상기 제어봉 구동장치(20) 측으로 유입시키기 위한 유입공간이 형성된 복수의 서브하부덕트를 포함하고, 상기 서브하부덕트는 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서브하부덕트는 상기 원자로헤드(10)의 주변의 공기를 상기 제어봉 구동장치(20) 측으로 유입시키기 위한 유입공간(S5)이 형성된 제1 서브하부덕트와, 상기 원자로헤드(10)의 주변의 공기를 상기 제어봉 구동장치(20) 측으로 유입시키기 위한 유입공간(S3,S4)이 형성된 제2 서브하부덕트(63)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어봉 구동장치 냉각용 덕트 어셈블리.

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