KR101524262B1 - 반응기 외의 2상 천이 핵 열량계 - Google Patents

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Abstract

무엇보다도, 본 발명은 장전물(2)의 잔류 파워를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 그 장치는:
측정될 장전물을 수용하여 담는 제1 용기(4)를 한정하는 수단(4);
제1 용기 주위에서 제2 용기(11)를 한정하는 수단(12);
제1 용기(4) 주위에 액체 층 또는 젖은 층을 적용시키는 수단(6, 10); 및
제2 용기(11) 안 또는 제1 용기(4) 외부의 증기의 온도 및/또는 압력을 일정하게 유지시키는 수단(8, 18, 20, 22);을 포함한다.

Description

반응기 외의 2상 천이 핵 열량계{Ex-reactor two-phase transient nuclear calorimeter}
본 발명은 특히 핵 형태의 것에 있어서 장전물(charges)의 잔류 파워(residual power)의 측정에 관한 것이다.
특히, 이것은, 선택에 따라 감마 활동도(γ activity)의 측정을 분리시킴에 의하여, 감쇠 역학특성(decay kinetics)을 모니터링(monitoring)하기 위하여, 짧은 응답 시간으로 핵 장전물(nuclear charge)에 있어서의 파워 방산(power dissipation)을 측정하는데에 이용될 수 있다.
그것은 핵에 관한 것인지의 여부에 관계없이 임의의 다른 장전물에 대하여, 또는 모든 방사성 연료(irradiated fuel)에 대하여 적용된다.
현재, 특히 방사성 연료를 위한 열 추출 및 이온화 방사물 보호 시스템(heat extraction and ionizing radiation protection systems)은, 특히 방사의 역학특성에 관한 불확실성과 관련하여 잔류 파워에 관한 정보가 취약하기 때문에 큰 허용범위(margin)를 가진 크기로 제작된다.
그러므로 현재의 평가는 특수한 예측 디지털 장비를 이용하여 행해지는데, 이것은 불확실성으로 인한 큰 허용범위를 가져서, 장치가 특히 운반에 관하여 성가시고 비싸게 된다.
핵 연료의 방사는 원래의 물질을 다양한 불안정한 핵의 방사성 동위원소로 변형시키는데, 그것은 방사능 방출에 의하여 방사된 후에 하방천이(deexcite)되고, 연료의 형태와 방사의 양에 따라서 파워를 방산(dissipation)한다. 잔류 파워로 알려진 이 파워는, 파워 배출 시스템(power evacuation system), 그리고 선택적으로는 방사능 보호 시스템의 크기를 위하여, 충분한 퍼센트(percentage)의 정확도로 알아야 할 필요가 있다.
방사 모니터링의 품질에 따라서, 현재의 디지털 장비는 알려진 방사에 있어서 10 퍼센트의 정확도를 갖는데, 이 정확도는 방사의 역학특성에 관한 불확실성과 관련하여 매우 낮아진다. 이와 같은 낮은 정확도는 특히 이온화 방사물에 대한 보호에 있어서 매우 유해한 것이다.
또한, 상기 이용되는 디지털 장비의 결과는 양질의 측정과의 비교에 의하여 품질확인이 되어야 한다.
그러므로, 수치 계산을 이용하여 얻어지는 것보다 우수한 정확도로 필요한 측정을 행할 수 있는 장치 및 방법을 모색하는 것에 관한 문제가 있다.
측정이 행해져야 하는 시간 기간에 관하여 또 다른 문제가 있다.
동일한 장전물에 관하여 몇 분(a few minutes) 후와 몇 개월(several months) 후의 측정이 필요한데, 상기 몇 분은 측정을 준비하는데에 필요한 시간으로서 이 시간이 지나도 잔류 파워는 예를 들어 수백 와트 정도로 여전히 높을 것이고 그것의 감쇠 역학특성도 높게 유지된다. 상기 수 개월 후에는 잔류 파워가 예를 들어 몇 와트(a few watts) 정도로 훨씬 낮아진다.
그러므로, 100을 단위로 하는 측정의 범위는 충분히 긴 시간 기간에 걸쳐서 매우 광범위하게 되는데, 이것은 충분한 정확도를 갖는 큰 범위의 역학특성에 관한 측정을 이용할 것을 필요로 하거나, 계단식으로 된 수 개의 측정 시스템을 이용할 것을 필요로 하거나, 또는 선택적으로는 오랜 기간(1년) 동안 신뢰성이 유지되는 수 개의 기능 모드(functioning mode)들을 가진 측정 장치를 이용할 것을 필요로 하며, 필요한 정확도는 순간적인 잔류 파워에 대한 1퍼센트 정도이어야 한다.
그러므로 상기 측정 장치는 몇 초 정도의 짧은 응답 시간을 가지는 것이 바람직하고, 따라서 낮은 열적 관성(thermal inertia)을 가져야 한다.
또한, 보호 시스템의 크기, 복잡성, 및 비용이 최소화되도록 하기 위하여, 연료의 형태와 방사의 형태에 따라서 연료의 잔류 파워를 측정하는 장치를 제공해야 한다는 문제가 있다.
다양한 형태의 열량계들이 알려져 있다.
폐쇄형 시스템(closed system)에 적합한 "단열식(adiabatic)" 열량계에서는, 온도조절장치(thermostat)의 온도가 실험물(sample)의 온도에 의하여 서보-제어(servo-control)되며, 열교환은 소거(cancellation)된다.
"열출입 열 흐름(diathermal heat flow)" 열량계는 차별적 조립체(differential assembly)를 갖는 것으로서 개방 시스템에 적합한데, 여기에서는 실험물의 온도가 낮은 열 저항을 통하여 온도조절장치의 온도를 추종한다 (상 변화(phase change) 열량계는 이 부류에 속한다).
"열출입 파워 보상(diathermal power compensation)" 열량계에서는, 실험물의 온도가 온도조절장치의 온도에 의하여 서보-제어되는데, 여기에서는 그 제어가 일반적인 전기식인 파워 보상에 의하여 제어되며 열 교환은 소거된다.
"외부등온식(isoperibol)"(주변이 등온상태임) 열량계에서는, 대개의 경우에 일정한 온도조절장치의 온도와 실험물의 온도 간에 특별한 결합이 없다.
문헌들 FR　2　170　195 및 FR　2　603　987 각각에는 열 저항을 통하여 설정된 온도 차이를 이용하여 열속(heat flux)을 측정하는 유량계(flowmeter) 방법을 적용하는 장치가 기술되어 있다. 이 방법은 이용되는 재료의 열적 특성에 매우 민감하고, 그 특성들은 공간 및 시간에 있어서 일정하게 되어야 한다. 또한 이 방법은 제어하기 어려운, 사용되는 다양한 접촉 저항들에 대하여도 매우 민감하다.
본 발명은, 짧은 응답 시간으로 그리고 넓은 파워 범위에 걸쳐서 정확한 측정을 수행하는 것이 가능하여, 어떠한 감쇠 역학특성도 모니터링할 수 있으며, 따라서 임의의 형태(기하형태, 파워, 역학특성 등)의 핵 장전물에도 적용될 수 있는, 장전물의 잔류 파워를 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
먼저, 본 발명은 장전물의 잔류 파워를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 그 장치는:
측정될 장전물을 수용하여 담는 제1 용기를 한정하는 수단;
제1 용기 주위에서 제2 용기를 한정하는 수단;
제1 용기 주위에 예를 들어 1mm 또는 2mm 미만의 두께를 갖는 액체 층 또는 젖은 층을 적용시키는 수단; 및
제2 용기 안 또는 제1 용기 외부의 증기의 온도 및/또는 압력을 일정하게 유지시키는 수단;을 포함한다.
본 발명에 따른 장치의 상기 구성에 의하면, 제1 용기의 벽들로부터, 즉 액체 층 또는 젖은 층으로부터 제1 용기와 제2 용기를 분리시키는 공간으로의 반경방향의 열 전도를 보장하는 것이 특히 가능하다.
본 발명에 따른 장치의 일 실시예는 열출입 열 흐름 형태의 것이다. 다른 일 실시예는 파워 보상을 갖는 열출입 형태의 것이다.
상기 장치는, 제2 용기 안 및/또는 제1 용기를 한정하는 수단에서의 온도 및/또는 압력을 측정하는 수단을 더 포함할 수 있다.
특정의 일 실시예에 따르면, 상기 장치는:
제2 용기 내의 응축 회로 내에서 열 전달 유체가 순환하게 하는 수단;
제2 용기 안 및/또는 제1 용기를 한정하는 수단에서의 온도 및/또는 압력의 측정과 관련하여, 상기 회로 내에서 열 전달 유체의 유동이 변화하게끔 열 전달 유체의 유동을 제어하는 수단;을 포함한다.
또한, 상기 응축 회로 안에서 열 전달 유체의 입력 온도를 일정하게 유지시키는 수단이 제공될 수 있다.
상기 장치는, 응축 회로의 입력부와 출력부에서 열 전달 유체의 입력 온도 및 출력 온도를 측정하는 수단을 더 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 음파 노즐을 포함한다. 또한 그것은 액체 상(liquid phase) 내에 잠겨지도록 의도된 전기 저항을 더 포함할 수 있다.
상기 전기 저항에 공급되는 파워의 변화를 측정하는 수단이 제공될 수 있다.
상기 장치는 노즐에 의하여 추출된 증기를 액체 상으로 재활용하는 수단을 유리하게 더 포함할 수 있다.
젖은 층을 적용시키는 수단은 섬유성 또는 다공성 재료의 시트를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 장치에는 제1 용기 주위에 젖은 층 또는 액체 층을 적용시키는 수단을 제공하도록 의도된 액체의 체적 또는 층이 제공될 수 있다. 전체적으로, 그 액체의 체적은 제2 용기의 전체 체적의 20%, 심지어는 10% 미만인 것이 바람직하다.
제1 용기 주위에 액체 층 또는 젖은 층을 적용시키는 것은, 20℃ 또는 실질적으로 20℃에 가까울 수 있는 주위 온도에 가까운 온도로 그 벽을 유지시키는 것을 가능하게 한다.
마지막으로, 제2 용기에 의하여 한정된 체적은 상기 장치로부터 최대량의 불순물을 제거하도록 사전에 펌핑된다.
또한, 본 발명은 장전물의 잔류 파워를 측정하기 위한 장치에 관한 것인데, 이 장치는:
측정될 장전물을 수용하여 담는 제1 용기를 한정하는 수단;
제1 용기 주위에서 제2 용기를 한정하는 수단;
측정될 장전물 가까이에 또는 그 장전물에 적용될, 열교환기를 형성하는 제1 수단; 및
상기 제1 용기를 한정하는 수단에 적용될, 열 교환기를 형성하는 제2 수단;을 포함한다.
또한, 상기 장치는 측정될 장전물을 삽입하기 위한 튜브(tube) 또는 클래딩(cladding)을 더 포함할 수 있고, 제1 열교환기 형성 수단은 상기 튜브 또는 클래딩 안에 담겨지거나 또는 상기 튜브 또는 클래딩에 적용된다.
열교환기를 형성하는 제1 수단 및 제2 수단 각각은, 펌프, 유량계, 상기 열교환기 형성 수단 안으로의 열 전달 유체의 입력 온도를 부여하는 수단, 및 열 전달 유체의 입력 온도 및 출력 온도를 측정하는 수단을 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 실시예들 또는 아래에서 보다 상세히 설명되는 실시예들 중의 임의의 것에 따른 본 발명의 장치를 이용하여 장전물의 잔류 파워를 측정하기 위한 방법에 관한 것이기도 하다.
그러므로 본 발명은 장전물의 잔류 파워를 측정하기 위한 방법에도 관련되는데, 이 방법은:
제2 용기 내에 담겨진 제1 용기 내에 측정될 장전물을 삽입시키는 단계;
제1 용기 주위에 예를 들어 1mm 또는 2mm 미만의 두께를 갖는 액체층 또는 젖은 층을 적용시키는 단계; 및
제2 용기 안에서 또는 제1 용기 외부에서 증기의 온도 및/또는 압력을 일정한 값으로 유지시키는 단계;를 포함한다.
제1 용기 주위에 액체 층 또는 젖은 층이 존재함으로 인하여, 제1 용기의 벽으로부터, 즉 액체 층 또는 젖은 층으로부터 제1 용기와 제2 용기를 분리시키는 공간으로의 반경방향의 열 전도가 보장되는 것이 가능하게 된다.
상기 방법은 제2 용기 안 및/또는 제1 용기에서의 온도 및/또는 압력을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은:
제2 용기에서, 응축 회로 내에서 열 전달 유체를 순환시키는 단계; 및
제2 용기 안 및/또는 제1 용기에서의 온도 및/또는 압력의 측정과 관련하여, 상기 응축 회로 내에서 열 전달 유체의 유량을 변화시키는 단계;를 포함한다.
상기 응축 회로 안으로의 열 전달 유체의 입력 온도는 일정하게 유지될 수 있다.
유리하게는, 열 전달 유체의 입력 온도 및 출력 온도는 응축 회로의 입력부 및 출력부에서 측정된다.
다른 일 실시예에 따르면, 장전물에 의하여 생성되는 열은 음파 노즐을 거쳐서 일정한 유량으로 추출된다.
파워 공급원에 의하여 공급되는 전기 저항이 액체 상 내에 잠겨지고, 상기 상기 전기 저항에 공급되는 파워의 변화가 측정될 수 있다.
또한 본 발명은 장전물의 잔류 파워를 측정하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법은:
제2 용기 내에 담겨지는 제1 용기 안에 측정될 장전물을 배치시키는 단계;
측정될 장전물에 가까이 또는 그 장전물 상에 열 전달 유체의 제1 순환을 적용시키는 단계; 및
상기 제1 용기를 한정하는 수단에 열 전달 유체의 제2 순환을 적용시키는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하기의 단계들이 수행된다:
밀봉된 흡수성 차폐물 안에 핵 장전물이 삽입되고;
조립체는 포화 온도 또는 설정 압력 하에 있는 물/증기 용기 내에 배치되고;
차폐물의 외측 표면에는 모세관 구조를 거쳐서 용기의 저부에 있는 저장부로부터 액체의 물이 공급되고;
열은 증발에 의하여 차폐물로부터 추출되고, 그리고 열은 음파 노즐을 거쳐서 용기로부터 추출되거나 또는 내부의 응축기의 부차적 유동에 의하여 추출되며, 이것은 차폐물의 표면 온도를 일정하게 유지시키는 유량을 조정함에 의하여 수행된다.
부차적 유동의 엔탈피 균형은 순간적인 잔류 파워의 이미지(image)이다.
본 발명에 따른 장치 또는 방법에 의하여 이용되는 측정 기술은 열량계 형태의 것이다.
본 발명에 의하면, 짧은 응답 시간으로 그리고 넓은 파워 범위에 걸쳐서 정확한 측정을 수행하는 것이 가능하여, 어떠한 감쇠 역학특성도 모니터링할 수 있으며, 따라서 이것은 임의의 형태(기하형태, 파워, 역학특성 등)의 핵 장전물에도 적용될 수 있다.
도 1a 및 도 1b 에는 본 발명의 제1 실시예가 도시되어 있고,
도 2 에는 본 발명의 제2 실시예가 도시되어 있고,
도 3 에는 본 발명의 제3 실시예가 도시되어 있다.
아래에서 설명되는 세 가지의 실시예들에서, 예를 들어 핵 장전물인 장전물(2)은 참조번호 1 에 의하여 전체적으로 지시되는 측정 장치(measuring device) 내에 배치된다. 상기 장전물은 종종, 대략 10mm 의 직경 및 최대 500mm 의 길이를 가질 수 있는 매우 긴 원통형 로드(rod)의 형태를 갖는다. 다른 치수들도 가능한데, 이 경우에는 그 장치의 크기가 그에 맞게 적합화된다.
잔류 파워 감쇠 역학특성이 측정되는 장전물(2)은, 공지의 기하형태를 갖는 것으로서 차폐물(shield)로 불리기도 하는 금속 폐쇄물(metal enclosure; 4) 내에 포장된다. 바람직하게는, 이 폐쇄물이 대칭축(XX')을 따라서 연장된다. 그것은 원통형의 형상을 가질 수 있다.
차폐물(4) 자체는 제1 벽(12)에 의하여 한정된 주 용기(primary vessel; 11) 내에 배치되고, 제1 벽(12) 자체는 (장치(1)의 외부 방사물로부터의 보호를 위하여) 열 방사 반사기(16)와 절연층(insulating layer; 14)에 의하여 보호되는 진공 용기(vacuum vessel; 13) 내에 배치된다. 벽(12)도 대칭축으로서 축(XX')을 가질 수 있다. 또한 그것은 실질적으로 원통형의 형상을 가질 수 있다.
이 차폐물(4)의 길이는 대략 55mm 의 직경에 대하여 대략 500mm 일 수 있다. 이것은 기계가공 가능한 텅스텐 합금으로 될 수 있으며, 비용 절감을 위하여 단일 블록 또는 복수층의 납과 같은 다른 흡수성 재료로 될 수도 있다. 핵 연료의 적용을 위하여는 텅스텐 합금이 유리한데, 이것은 텅스텐이 강한 선형 흡수성을 가져서 차폐물의 두께를 제한하는 것이 가능하기 때문이다. 또한 텅스텐의 높은 열 전도성은 장치의 등온성을 증진시켜서 에너지의 관성적 저장(inertial storage)을 제한하는 것이 가능하다.
도 1a (측면도) 및 도 1b (평면AA'을 따라 취한 단면도)를 참조로 하여 본 발명의 제1 실시예에 관하여 설명한다. 이것은 열출입 열 흐름 형태의 열량계이다.
이 제1 실시예는 바로 위에서 설명된 것과 동일한 구조를 갖는다.
또한, (바람직하게는 물이지만, 프레온과 같은 다른 액체일 수도 있는) 액체(10)의 시트(sheet)가 차폐물(4)로부터 어떤 거리(몇 센티미터(few centimetres) 정도)를 두고 차폐물(4) 아래에 배치된다. 도 1a 및 도 1b 에 도시된 구조에서, 물의 시트는, 장치의 작동상 사용 전에 장치(용기(11))의 제조 중에 그 장치에 부가된다. 또한, 용기(11)는 사전에 진공 상태에 놓여져서 측정을 교란시킬 수 있는 많은 불순물들이 가능한 제거된다. 장치의 내측은 밀봉되어서 장치 외부로의 물의 증발은 불가능하도록 된다.
일반적으로, 장치 내에 배치되는 액체의 양은 (아래에서 설명되는) 수단(6)을 젖게 하기에 충분하면서도 차폐물(4)이 젖지 않도록 정해진다. 차폐물은 물 내에 잠기지 않고, 액체 또는 물의 막(film)이 수단(6)에 의하여 그 표면 상에 형성된다. 액체의 양의 체적은 바람직하게는 용기(12)에 의하여 한정되는 주 용기(11)의 전체 체적의 20% 미만이고, 더 바람직하게는 주 용기(11)의 체적의 전체 체적의 1% 보다 크다. 원칙적으로, 용기(11)의 체적의 몇% 정도의 액체량으로 충분할 것이지만, 시스템의 어떤 불완전성, 특히 있을 수 있는 불완전한 수평성을 감안하여야 한다. 이 때문에, 언제나 수단(6)의 젖음을 보장하기 위하여는 1% 또는 몇% 의 액체를 추가하는 것이 바람직하다.
작동 시에는, 차폐물(4)의 벽, 바람직하게는 그것의 대칭축과 물 시트의 표면이 서로에 대해 실질적으로 평행하게 되도록, 예를 들어 서로로부터 5　cm 내지 10　cm 또는 20　cm 사이의 거리(d)만큼 이격되도록 배치된다. 다시 말하면, 그 장치 또는 차폐물(4)은 지지체(support; 33) 또는 장치를 위한 지지 또는 버팀을 형성하는 임의의 형태의 수단 상에 실질적으로 수평으로 배치된다.
수단(6)은 그 액체 또는 물의 적어도 일부가 차폐물(4)의 주변에 대해 상방으로 운반되는 것을 가능하게 할 것이다. 차폐물이 담고 있는 장전물(2)에 의하여 생성되고 차폐물에 의하여 전달되는 열은, 차폐물의 주변으로 이끌려오게 되는 물의 적어도 일부를 증발시킨다.
이 수단(6)은 예를 들어 차폐물(4) 주위에서 모세관 구조를 형성하거나 또는 그 차폐물 주위에서 모세관 피부(capillary skin)를 형성한다. 상기 구조는 차폐물의 외측 표면에 물을 추출되어야 하는 최대 파워를 위한 충분한 유량으로 공급할 수 있다(예를 들어, 300　W의 최대 파워를 위하여는, 대략 0.12　g/s의 물이 펌핑되고 차폐물(4)의 표면 주위에 배분된다). 이 수단(6)은 예를 들어 섬유성 또는 다공성 또는 거친 재료로 된 층을 포함하는데, 이 층은 먼저 저장부의 저부에 위치된 저장된 물(10)과 접촉하도록 배치되고(그 층이 물 내에 담긴다: 도 1b 참조), 그 다움에는 차폐물(4)의 측벽 주위(또는 적어도 대칭축(XX')에 평행한 차폐물의 벽들)에 감싸진다. 펌프에 의하여 공급되는 액체 회로를 이용하는 것도 가능하지만, 장치 내에 펌프가 존재하면 장치에 에너지를 부여할 수 있고, 이것은 매우 정확히 수행될 필요가 있는 측정을 저해할 수 있다.
이와 같은 방식으로, 물의 층 또는 밀리미터 또는 밀리미터 이하의 두께의 습기가 차폐물(4) 주위에 형성된다. 이 층의 두께는 예를 들어 1　mm 또는 2　mm 미만이다.
이 구조에 의하면, 차폐물(4)로부터 차폐물과 벽(12)을 분리시키는 공간으로의 반경방향 열 전달이 얻어질 수 있다.
이와 같이 제1 용기 주위에 형성된 액체 막은, 차폐물(4)의 표면 온도가 증발에 의하여 부여되도록 하고, 차폐물(4) 주위의 소정량의 물의 존재에 대해 대조적인 국지적 열속에 별로 민감하지 않게 되는데, 그것은 통제된 온도에서 조차도 온도의 큰 차이 없이는 강한 열속을 추출할 수 없다. 본 발명에 따른 장치에서, 차폐물(4)의 표면 상에서의 위와 같은 균일한 온도는, 반경방향으로만의, 즉 짧은 길이에 걸쳐서만의 열 전도에 의하여, 높은 열 관성에도 불구하고, 차폐물 내의 낮은 에너지 저장(γ)과 짧은 응답 시간이 얻어지는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 차폐물의 표면 온도는 주위 온도, 즉 18℃ 내지 20℃의 온도(또는 이 범위를 벗어난 온도도 가능)에 매우 가깝게 부여되는데, 이것은 열 손실이 강하게 제한되는 것을 가능하게 한다. 한편, 체적(11) 내의 온도는 주위 온도에 비하여 달라질 수 있다. 이 조건들을 감안하여 열 균형(heat balance)을 보정하는 것이 가능하다.
이와 같은 방식으로, 제2의 등온 용기(second isothermal vessel)가 형성되는데, 이것은 특히 그 온도를 주위 온도로 조정함에 의하여 열 손실이 제한되는 것을 가능하게 한다.
그러면 체적(11) 내의 압력은 이 체적 내의 액체의 충전 레벨(filling level)과 온도에 의하여 고정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 차폐물(4) 주위의 액체 막을 증발시키는 것은, 특히 액체 내에 차폐물(4)을 담그는 기술에 비하면, 매우 유리한데, 낮은 작동 압력은 매우 큰 체적의 액체 및 증기 혼합물로 귀결된다(팽창된 레벨).
차폐물(4)의 상부에는 응축기-형성 수단(condenser-forming means; 8)이 배치되는데, 여기에서는 열전달 액체가 순환할 수 있다. 예를 들어 열 전달 유체의 순환 루프(circulation loop)인 이 응축기 수단은, 위에서 설명된 바와 같이 증발된 용기 내에 증기 형태로 존재하는 물의 응축을 가능하게 한다.
이 응축기 수단에서, 열 전달 유체는 예를 들어 초당 몇 그램(gram) 분의 1 내지 초당 10g 사이의 유량으로 순환한다.
이 응축기(8)의 표면과 열 전달 유체의 최대 유량은, 저온유지장치(cryostat)에 의하여 부여되는 열 전달 유체의 입력 온도에서 최대 파워를 추출하도록 적합화된다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 응축기(8)의 표면을 크게 하면, 열 전달 유체의 출력 온도가 용기(11) 내 포화 온도에 가까운 값으로 유지된다.
바람직하게는, 열 전달 유체가 응축기 수단(8) 내로 들어가는 때의 온도와 열 전달 유체가 응축기 수단을 떠나는 때의 온도 간의 차이는 그 측정의 정확도에 부합하는 최소한으로 감소된다. 전형적으로, 사용되는 때에는, 상기 수단 또는 회로(8) 내의 유체의 입력 온도과 그것의 출력 온도 간의 차이가 대략 10℃ 이다.
그러므로, 순간적인 잔류 파워의 이미지(image)인 엔탈피 흐름(enthalpy flow)을 갖는 응축기의 부차적 액체 유동(secondary liquid flow)에 의하여, 열적 파워가 용기(11)로부터 추출된다.
응축 후에는, 물이 중력의 영향 하에서 저장부의 저부로 낙하할 것인데, 이것은 실질적으로 일정한 물의 레벨(10)을 유지하는 것을 가능하게 한다. 용기의 내부는, 물이 차폐물 상으로 직접 낙하하지 않고 액체 저부(10)로 낙하하도록 설계된다.
주 용기(11) 내에 배치된 압력 센서 및/또는 온도 센서를 이용하여, 주 용기(11) 내의 분위기(atmosphere)의 온도 및/또는 압력 중의 적어도 하나의 측정이 이루어질 수 있다.
그러나, 보다 우수한 정확도를 위하여는, 차폐물(4)의 벽들에서 직접 온도를 측정하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 그 벽들에 온도 탐침(17)이 적용된다. 이 탐침은 1/100℃ 정확도를 갖는 백금 탐침인 것이 바람직하다.
예를 들어 탐침(17)에 의하여 제공되는 온도 데이터와 같은, 온도 및/또는 압력에 관한 데이터는 펌프(18), 예를 들어 장치(1) 외부에 위치된 가변 속도 용적식 펌프(variable speed positive displacement pump)를 제어하는 제어 수단(19)으로 보내어진다. 일 예에 따르면, 그 펌프는 높은 주파수의 스텝핑 모터(stepping motor)에 의하여 구동된다.
이 펌프(18)는, 측정된 온도 및/또는 압력을 일정하게 유지하기 위하여, 응축기 수단(8) 내에서 순환하는 열 전달 유체의 유량을 통제하기 위하여 이용된다. 열 전달 유체의 순환 회로는, 유량계, 응축기 수단(8) 안으로 들어가는 열 전달 유체의 입력 온도를 부여하는 저온유지장치(30), 및 응축기의 입력부 및 출력부에서의 온도 측정을 위한 수단들(32, 34)도 포함한다. 바람직하게는, 상기 유량계는 "코이올리(Coriolis)" 형태의 것이다.
탐침(17)의 예에 관하여 설명하면, 이 탐침은 유동 통제 수단(flow regulation means)과 함께, 차폐물(4)의 벽들이 등온적으로 즉 일정한 온도로 유지되는 것을 가능하게 한다. 체적(11) 내의 압력 측정 또는 온도 측정은 측정 중에 이 파라미터들을 일정하게 유지시키는 것으로 귀결될 것이다.
용기의 벽(4)들 또는 용기(11) 내부에서 측정된 압력 및/또는 온도의 값은, 차폐물(4)을 둘러싸는 분위기가 수십 밀리바아(a few tens of mbar), 예를 들어 26 mbar 정도의 낮은 압력으로 유지되도록 하여서, 물(10)이 예를 들어 실질적으로 22℃ 또는 30℃ 미만의 주위 온도로 또는 낮은 온도에서 비등(boil)할 수 있게 된다.
용기(11)의 온도 조건을 주위 온도에 가까운 값으로 조절하는 것 또한 열 손실이 최소화되도록 한다.
차폐물(4) 표면의 등온성에 의하여, 상기 차폐물의 벽들을 위한 열 도전성 재료의 사용에 의하여, 그리고 용기(11) 내의 압력 및/또는 온도의 통제 또는 제어 또는 차폐물(4)의 표면 온도의 통제 또는 제어에 의하여, 관성적 저장(inertial storage)은 최소화되는데, 상기 통제 또는 제어는 응축기(8) 내의 열 전달 유체의 부차적인 유동에 의하여 얻어진다.
길이 500 mm 및 직경 10 mm 의 원통형 핵 장전물을 위한 이 장치는, 260　W 의 최대 파워 및 4　W 의 최소 파워를 갖는 것으로서, 6개월 간의 전체 측정 범위에 걸쳐서 순간적인 잔류 파워의 평가를 1% 미만 내로 보장하고 또한 1% 감쇠에 대한 30초의 최소 시간을 보장한다. 또한, 상기 장치의 응답 시간은 20초 도는 10초 미만으로 매우 짧다. 이 응답 시단은, 장치 내부에서 거의 순간적으로 (계단 함수로서) 일어나는 파워의 어떤 변화를 측정하는데에 필요한 시간에 해당된다.
이 실시예의 예에서, 체적(11) 내에 위치되어야 하는 물의 최소량은 이 체적(11)의 대략 1% 이다. 이 체적은 대략 4l 인바, 그러므로 그 액체의 최소량은 대략 40　cm3 이 되고, 이것은 차페물(4)을 적시지 않으면서도 모세관 시스템(6)을 젖게 하는 것을 가능하게 한다. 임의의 수평성 결함을 저감시키기 위하여, 이 예에서는 1% 보다 큰 백분율, 즉 대략 300　cm3 의 액체를 추가하는 것으로 결정되었다. 주위 온도는 대략 섭씨 20도 정도이고, 벽(4)의 온도는 가능한 주위 온도에 가깝게 유지되기 때문에, 용기(11)에 의하여 한정되는 체적 내에서 귀결되는 압력은 대략 20　mbar 의 절대 압력이다. 열 균형을 위하여, 이 예에서의 열 손실은 대략 85　mW/K 정도인 것으로 고려된다.
일반적으로, 본 발명에 따른 상기 장치에 의하면, 열 전달 유체의 유량에 의하여 시스템의 열 균형을 측정하는 것이 가능하게 된다. 측정되는 파워는, 열 전달 유체의 유량, 응축기 수단(8) 내의 입력 온도, 및 그 수단(8)으로부터의 출력 온도에 유효하게 직접적으로 관련된다. 이 두 온도들은 어느 정도 일정하게 유지되고 또한 그렇게 측정되기 때문에, 장전물(2)의 잔류 파워를 얻기 위하여는 유량을 측정하면 되는 것으로 남는다.
도면에 도시되지 않은 계산 수단(computing means)에 의하여 적용될 수 있는 데이터 처리의 일 예는 다음과 같다:
- 센서들의 전달 기능을 감안하여, 측정된 전기적 크기(electric magnitude)(온도, 유량)를 의미가 있는 물리적 크기로 변환시킴,
- 선택에 따라서, 잉여분(redundancy)과 같은 일관성 기준(coherency criteria)을 제어함,
- 관련된 불확실성의 전파(propagation)와 함께, 관성적 저장 및 열 손실에 관한 것을 포함하여, 응축기 내의 부차적 유동(secondary flow)의 엔탈피 균형(enthalpy balance)을 이용하여 순간적인 잔류 파워를 평가함.
이 장치에서, 장전물의 잔류 파워는 응축기(8)의 부차적 유동의 질량 유량(mass flow)에 의하여 추출된다. 열 전달 유체의 입력 온도는 저온유지장치에 의하여 일정하게 유지될 수 있고; 따라서, 열 전달 유체의 유동은 차폐물(4)의 벽들 또는 용기(11) 내의 온도 및/또는 압력을 일정하게 유지시키도록 통제될 수 있다.
이 실시예에서는, 방사물 α 및 β 에 의한 기여, 또는 방사물 γ 의 기여에 무관하게, 잔류 파워에 대한 모든 기여(contribution)들을 측정하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 일 실시예가 도 2 에 도시되어 있다. 이것은 파워 보상을 갖는 열출입 형태의 열량계에 관한 것이다.
도 1a 에서와 동일한 참조번호는 동일 또는 유사한 요소들을 지시한다.
그러므로, 차폐물 또는 차폐물(4)에 부가하여, 이 차폐물 주위에 형성되는 습기의 층을 허용하는 모세관 구조(6)와, 물 또는 액체(10)의 시트가 있다. 위에서 이미 설명된 사항들은 (기능, 두께, 용기(11)의 체적에 대한 체적 백분율의 면에서) 상기 습기 층, 모세관 구조(6), 및 액체(10)의 시트에 적용된다. 물로 충전되기 전에, 상기 장치 내에는 진공이 형성된다.
여기에서 다시 설명하자면, 작동 시에, 차폐물(4)의 벽과 물 시트의 표면이 서로에 대해 실질적으로 평행하게 놓이도록 상기 장치가 구성되는데, 차폐물(4)의 벽과 물 시트의 표면은 예를 들어 5　cm 내지 10　cm 또는 20　cm 의 거리만큼 이격된다. 다시 말하면, 그 후에 상기 장치는 지지체-형성 수단(33) 상에 실질적으로 수평하게 배치된다.
이 실시예에서는 일정한 포괄적 파워(global power)에 대해 측정이 이루어진다. 상기 장치는 일정한 유량으로 열을 추출하는데에 이용되는 음파 노즐(sonic nozzle; 20)을 포함한다. 열은, 노즐(20)을 통하여 증기 질량 유량(vapour mass flow)에 의하여 추출된다.
추출된 열은, 최대 잔류 파워보다 약간 큰 일정한 추출된 파워에서 산출(calibrate)된다.
잔류 파워의 감쇠 중에, 용기(12) 내측의 압력은 액체 상(liquid phase; 10) 내에 잠겨진 보상용 전기 저항(compensating electric resistance; 22)에 의하여 방산되는 파워로 인한 부수적 증기 발생(annex vapour generation)에 의하여 일정하게 유지된다. 장전물(2)의 순간적인 잔류 파워는 보상용 전기 저항과 노즐의 일정한 엔탈피 파워 간의 차이이다. 변형예로서, 전술된 탐침(17)과 같은 탐침을 이용하여 차폐물(4)의 온도 또는 용기(11) 내의 증기의 온도를 일정하게 유지시키는 것을 도모하는 것도 가능하다. 그러나, 용기(11) 내의 일정한 압력에서 작동시키는 것이 보다 실용적이다.
파워의 변화는 전압 또는 전류 통제 수단(29)에 의하여 보상용 저항(22)으로 공급되는데, 그 자체는 일정하게 유지되는 2상(two-phase) 용기의 압력에 의하여 제어된다. 압력은 센서(40)에 의하여 용기 내에서 측정되고, 파워의 변화는 주어진 용기 압력에 대하여 장전물(2)의 파워의 변화를 제공한다. 주요 노즐(20)은 산출(calibration)로부터 알려진 질량 유량을 제공하는바, 이로써 (증기화의 잠열(latent heat)(Cv)과 질량 유량(Dm)의 곱인) 엔탈피 파워(Pe)가 제공되며, 잔류 파워는 보상용 저항(22)의 전기 파워(
Figure 112010031509609-pct00001
)보다 적은 노즐의 엔탈피 파워(Pe)와 같다.
여기에서 다시 설명하면, 측정 데이터의 처리는 도면에 도시되지 않은 계산 수단에 의하여 수행될 수 있다.
상기 수단은 위에서 주어진 기재사항에 관한 잔류 파워(Pr)를 계산하는데에 이용될 수 있다:
Pr = Pe -
Figure 112010031509609-pct00002
Pe = Dm x Cv.
낮은 총합의 방산된 에너지, 낮은 잔류 파워 또는 짧은 시간을 위하여, 이 실시예는 적합화된 초기의 물 용적과 함께 기능하는 손실된 물을 가질 수 있다.
높은 총합의 방산된 에너지를 위하여는, 노즐(20)에 의하여 추출된 증기가 물로 재활용되어서 액체 상(10)안으로 다시 주입될 수 있다. 예를 들어, 증기는 외부의 저온유지장치 안에서 응축되고, 장치의 저부에서 중력에 의한 주입에 의해서 용기(12)의 물 저장부(10)에 공급된다. 다시 말하면, 이 실시예에서는, 증기가 장치로부터 추출되지만, 장치의 외부에서 응축되어서(도 2 의 화살표 21 참조), 장치 안으로 다시 주입될 수 있다.
본 실시예의 특징과 현저히 우수한 응답 시간 및 정확도는 이미 전술된 바와 같다.
본 발명의 다른 일 실시예가 도 3 에 도시되어 있다. 앞선 도면들과 동일한 참조 번호들은 동일 또는 유사한 부분들을 지시한다.
이온화 방사물에 대한 보호 때문에, 감마 방사물에 의한 잔류 파워에의 기여를 평가하는 것이 유리할 수 있다.
따라서 측정 장치는 주 용기로부터 파워를 추출하기 위하여 두 개의 시스템들(18, 28)을 이용함으로써 적합화될 수 있는데, 하나의 시스템은 로드(2) 내에서 또는 그 주위에서 직접적으로 방산된 파워를 위한 것이고, 다른 시스템은 차폐물(4) 내의 것이다. 도 1a 의 축(XX')과 같은 축 둘레의 대칭에 관한 바람직한 특징은 여전히 유효한다. 특히, 차폐물(4) 자체는 원통형의 대칭 형상을 갖는 것이 바람직하다.
이 교환기들 각각 내에는 열 전달 유체가 순환한다.
일 실시예에 따르면, 각 교환기에 있어서, 열 전달 유체의 입력 온도 및 출력 온도가 측정되고 일정하게 유지되며, 각 액체의 유동은 통제된다. 다시 말하면, 각 교환기의 유체 순환 회로는 유체 유동을 통제하는 펌프, 유량계, 측정 장치 내의 유체의 입력 온도를 부여하는 저온유지장치, 및 교환기의 입력부와 출력부 사이에 있는 온도 측정 수단을 포함한다.
제1 교환기(18) 내의 열 전달 유체의 질량 유량에서의 변화로부터, 장전물(2)의 잔류 파워의 변화가 얻어진다.
제2 교환기(28) 내의 열 전달 유체의 질량 유량에서의 변화로부터, γ 방사물로 인한 장전물(2)의 잔류 파워의 그 부분에 있어서의 변화가 얻어질 수 있다.
그러므로, 질량 유량을 측정하기 위한 수단이 각 교환기에 대해 제공된다.
어떤 경우들에 있어서는, 특히 장전물이 핵 연료의 형태라면, 안전성과 실용성을 위하여, 교환기(18)가 장전물(2)에 직접적으로 적용되지 않고, 장전물이 미끄러져서 배치되는 튜브(tube) 또는 클래딩(cladding)(3) 상에 또는 그 안에 적용된다. 그러므로, 이 튜브 또는 클래딩의 벽 또는 벽들은 장전물에 가능한 가까이 배치된다.
교환기(18)는 알파 및 베타 활동성의 잔류 파워를 측정하는데에 이용되고, 교환기(28)는 감마 파워를 측정하는데에 이용된다. 이 두 가지 파워들은 해당하는 열 전달 유체의 질량 유량과 출력부와 입력부 간의 물의 엔탈피 차이의 곱과 같다.
재차 설명하면, 측정 데이터의 처리는 도면에 도시되지 않은 계산 수단에 의하여 이루어질 수 있다.
상기 수단은, 위에서 제공된 바에 따라서, 우선 알파 및 베타 활동성의 잔류 파워의 계산과, 그리고 다음으로 감마 활동성의 잔류 파워의 계산을 가능하게 한다.
측정 및 시뮬레이션이 수행되었다:
- 열 손실:
본 발명의 장치는, 주위 온도에 가까운 기능작용을 통하여, 그리고 효율적인 열 보호, 복수층의 방사-방지 차폐물, 주위의 빛을 반사하는 폴리우레탄 절연 및 차폐물의 이용을 통하여 최소의 열 손실을 달성하도록 설계된다. 그럼에도 불구하고, 측정되어야 하는 파워가 상대적으로 낮을 수 있기 때문에, 파워의 정확한 평가를 가능하게 하기 위하여 열 손실을 특정할 것이 도모된다.
핵 장전물의 전기적 시뮬레이터를 이용하여, 도 1a 및 도 1b 에 도시된 형태의 장치가 파워 오프(power off) 상태에서 주위 온도에 대하여 +5℃ 내지 -5℃ 의 통제된 온도에서 안정적인 작동을 하도록 설정되는데, 차폐물의 온도는 몇 시간(several hours) 동안 측정되어서, 주위 온도를 향한 그 진행이 모니터링되며 또한 평형에 도달하는 특성 시간이 결정되어서 열 손실이 결정된다.
측정된 바에 따르면 차폐물 온도(T)에 관한 데이터는 다음과 같이 정리될 수 있다:
Figure 112010031509609-pct00003
α 는 장치의 알려진 관성(7　kJ/K)에 대한 동등한 열 전도의 비율인데, 예상에 따르면 이것은 80　mW/K 의 포괄적 열 손실로 귀결된다.
- 파워의 측정:
장치는 260 내지 4.5　W 의 잔류 파워를 측정하도록 설계되기 때문에, 실험은 도 1a 및 도 1b 에 도시된 형태의 장치에 의하여 수행되었고, 이 때 전체 범위에 걸쳐서 변화하는 안정화된 파워를 위한 핵 장전물의 전기 시뮬레이터(electric simulator)가 이용되었으며, 응축기(8)의 부차적 유동의 엔탈피 파워는 시뮬레이터의 전기 파워와 비교되었다. 그 결과, 열 손실을 감안하면, 결과치는 예상된 정확도(+/- 1%)로서 적합한 것으로 나타났다.
본 발명에 따른 장치는 10초 이하 정도의 짧은 응답 시간을 갖는다. 또한, 1% 이하의 우수한 정확도가 보장된다. 마지막으로, 본 발명의 장치는 최대 파워와 최소 파워 간에 100 의 인자(factor)를 갖는 광범위한 측정 역학상태에 걸쳐서 작동할 수 있다.
본 발명의 낮은 열 손실 덕분에, 본 발명에 따른 장치는 4W 정도로 측정되는 최소 파워의 측정에도 적합하다.
2: 장전물
4: 차폐물
11: 주 용기
12: 벽
13: 진공 용기

Claims (24)

  1. 핵 연료 장전물(2)의 잔류 파워를 측정하기 위한 장치로서,
    측정될 핵 연료 장전물을 수용하여 담는 제1 용기(4)를 한정하는 수단(4);
    제1 용기 주위에서 제2 용기(11)를 한정하는 수단(12);
    제1 용기(4) 주위에 액체 층 또는 젖은 층을 적용시키는 수단(6, 10); 및
    제1 용기(4) 외부의 온도와, 제2 용기(11) 내의 증기의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나를 일정하게 유지시키는 수단(8, 18, 20, 22);을 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제2 용기(11) 내의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나, 또는 제1 용기(4)를 한정하는 수단(4)에서의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나, 또는 제2 용기(11) 내의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나와 제1 용기(4)를 한정하는 수단(4)에서의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 수단(17)을 더 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제2 용기(11) 내의 응축 회로(8) 내에서 열 전달 유체가 순환하게 하는 수단(8, 18);
    제2 용기(11) 안의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나, 또는 제1 용기(4)를 한정하는 수단(4)에서의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나, 또는 제2 용기(11) 안의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나와 제1 용기(4)를 한정하는 수단(4)에서의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나의 측정과 관련하여, 상기 회로 내에서 열 전달 유체의 유동이 변화하게끔 열 전달 유체의 유동을 제어하는 수단(19);을 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 응축 회로(8) 안에서 열 전달 유체의 입력 온도를 일정하게 유지시키는 수단을 더 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    응축 회로의 입력부와 출력부에서 열 전달 유체의 입력 온도 및 출력 온도를 측정하는 수단(32, 34)을 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    음파 노즐(20)을 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    액체 상(liquid phase; 10) 내에 잠겨지도록 의도된 전기 저항(22)을 더 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기 저항(22)에 공급되는 파워의 변화를 측정하는 수단을 더 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    노즐(20)에 의하여 추출된 증기를 액체 상으로 재활용하는 수단(21)을 더 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항과 제 6 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    젖은 층을 적용시키는 수단은 섬유성 또는 다공성 또는 거친 재료의 시트를 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항과 제 6 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제2 용기는 제2 용기의 체적보다 체적이 20% 작은 액체(10)를 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  12. 핵 연료 장전물(2)의 잔류 파워를 측정하기 위한 장치로서,
    측정될 핵 연료 장전물을 수용하여 담는 제1 용기(4)를 한정하는 수단(4);
    제1 용기 주위에서 제2 용기(11)를 한정하는 수단(12);
    측정될 핵 연료 장전물(2) 가까이에 또는 상기 핵 연료 장전물에 적용될, 열교환기를 형성하는 제1 수단(18);
    상기 제1 용기(4)를 한정하는 수단에 적용될, 열 교환기를 형성하는 제2 수단(28);을 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치는 측정될 핵 연료 장전물(2)이 내부에 삽입되는 튜브(tube) 또는 클래딩(cladding)(3)을 더 포함하고, 제1 열교환기 형성 수단은 상기 튜브 또는 클래딩 안에 담겨지거나 또는 상기 튜브 또는 클래딩에 적용되는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    열교환기를 형성하는 제1 수단 및 제2 수단 각각은, 펌프, 유량계, 상기 열교환기 형성 수단 안으로의 열 전달 유체의 입력 온도를 부여하는 수단, 및 열 전달 유체의 입력 온도 및 출력 온도를 측정하는 수단을 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 8 항, 제 12 항, 및 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제1 용기(4)를 한정하는 제1 수단은 텅스텐 또는 납으로 된, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항 내지 제 8 항, 제 12 항, 및 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열 방사 반사기(16) 및 열적 절연층(14)을 더 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 장치.
  17. 핵 연료 장전물(2)의 잔류 파워를 측정하기 위한 방법으로서,
    제2 용기(11) 내에 담겨진 제1 용기(4) 내에 측정될 핵 연료 장전물(2)을 배치시키는 단계;
    제1 용기(4) 주위에 액체층 또는 젖은 층을 적용시키는 단계; 및
    제2 용기(11) 안에서 또는 제1 용기(4) 외부에서 증기의 온도와 압력 중 적어도 어느 하나를 일정한 값으로 유지시키는 단계;를 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제2 용기(11) 안의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나, 또는 제1 용기(4)에서의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나, 또는 제2 용기(11) 안의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나와 제1 용기(4)에서의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 단계를 더 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    제2 용기(11)에서, 응축 회로(8) 내에서 열 전달 유체를 순환시키는 단계; 및
    제2 용기(11) 안의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나, 제1 용기(4)에서의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나, 및 제2 용기(11) 안의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나와 제1 용기(4)에서의 압력과 온도 중 적어도 어느 하나의 측정과 관련하여, 상기 응축 회로 내에서 열 전달 유체의 유동을 변화시키는 단계;를 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 응축 회로(8) 안으로의 열 전달 유체의 입력 온도는 일정하게 유지되는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    열 전달 유체의 입력 온도 및 출력 온도는 응축 회로의 입력부 및 출력부에서 측정되는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    핵 연료 장전물에 의하여 생성되는 열이 음파 노즐(20)을 거쳐서 일정한 유량으로 추출되는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    파워 공급원에 의하여 공급되는 전기 저항(22)이 액체 상(10) 내에 잠겨지고, 상기 전기 저항(22)에 공급되는 파워의 변화가 측정되는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 방법.
  24. 핵 연료 장전물(2)의 잔류 파워를 측정하기 위한 방법으로서,
    제2 용기(11) 내에 담겨지는 제1 용기(4) 안에 측정될 핵 연료 장전물(2)을 배치시키는 단계;
    측정될 핵 연료 장전물(2) 가까이에서 또는 상기 핵 연료 장전물에서 열 전달 유체의 제1 순환을 적용시키는 단계; 및
    상기 제1 용기(4)를 한정하는 수단에 열 전달 유체의 제2 순환을 적용시키는 단계;를 포함하는, 핵 연료 장전물의 잔류 파워 측정 방법.
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