KR101535934B1 - 캐스크용 바스켓 어셈블리 - Google Patents

Abstract

캐스크용 바스켓 어셈블리를 제공한다. 본 발명에 따르면, 캐스크용 바스켓 어셈블리에 있어서, 통형상의 캐스크 보디, 상기 캐스크 보디의 외측에 설치된 통형상의 외통, 상기 캐스크 보디와 상기 외통 사이에 설치되어 중성자를 차단하기 위한 중성자 차폐체, 상기 캐스크 보디의 바닥을 이루는 바닥 플레이트, 상기 캐스크 보디의 상부에 결합되는 캐스크 리드를 포함하는 캐스크(cask); 상기 캐스크 보디의 내측에 배치되고, 내부에 사용 후 핵연료를 장전할 수 있는 다수의 바스켓으로 구성된 바스켓 집합체; 및 상기 바스켓과 상기 바스켓 사이에 결합되어 헬륨 등이 순환될 수 있고, 상기 바스켓이 일정한 간격을 유지하면서 구조적 강성을 증대시키도록 지지함과 아울러 열전달 성능을 증대시키기 위한 바스켓 지지 구조물을 포함한다.

Description

캐스크용 바스켓 어셈블리{BASKET ASSEMBLT FOR CASK}

본 발명은 캐스크용 바스켓 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 최소의 구성요소만의 결합으로 헬륨 등의 내부 열순환을 위한 유로를 충분히 확보함과 아울러 냉각 효율을 증대시킬 수 있으며, 바스켓과의 용접시 용접 결함이나 용접 변형 등에 의하여 다시 제작되어야 하는 경우에 바스켓을 제외한 최소한의 구성요소만을 다시 제작하도록 한 캐스크용 바스켓 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 사용 후 핵 연료란 원자로에서 연료로 사용된 뒤 배출되는 고준위 방사상 폐기물을 말한다.

이러한 사용 후 핵연료와 같은 방사성폐기물을 운반 또는 저장하기 위한 용기(캐스크)는 안전성을 확보하기 위해 용기 외부로 누설되는 중성자 및 감마선의 총량인 방사선량률로 규제되고 있으며, 용기 본체의 외부쉘이 감마선 차폐체 기능을 하기 때문에 방사선적 건전성을 확보하기 위한 두께가 요구되고 있다.

캐스크의 내측에는 내부에 사용 후 핵연료를 장전할 수 있는 다수의 바스켓으로 구성된 바스켓 집합체가 설치된다.

사용 후 핵연료를 장전하기 위한 바스켓 집합체의 구조는 일반적으로 전후좌우 대칭 형상을 가지므로 용기본체 원주방향으로 0°-180° 및 90°-270°, 그리고 45° 대각선에서 각각의 감마선량률이 동일하게 차폐되지 않기 때문에 최대 선량률이 발생하는 위치를 기준으로 용기 외부쉘의 두께를 산정하고 있다.

종래에는 도 4에 도시된 바와 같이 바스켓(10)의 각 측면에 중성자 흡수재(20)가 위치되고, 상기 중성자 흡수재(20)를 덮어주기 위한 커버(30)가 상기 바스켓(10) 측면에 용접에 의하여 결합되며, 상기 바스켓(10)과 바스켓 사이에는 일정한 간격을 유지하기 위한 바스켓 서포트(40)가 결합되며, 상기 바스켓 서포트(40)에는 헬륨(He) 순환을 위한 유로를 확보하기 위한 복수개의 구멍(41)이 형성되어 있다.

또한, 인접하는 상기 바스켓의 모서리 사이에는 상기 바스켓이 일정한 간격을 유지하며 구조적 강성을 갖도록 하기 위한 사각바(square bar)(50)가 설치되어 있다.

즉, 종래에는 바스켓(10) 간 간격 유지를 위하여 별도의 바스켓 서포트(40),및 상기 바스켓 모서리 사이에 사각바(50)가 필요하게 되므로 그 만큼 구성요소가 많아지게 되며, 또한 바스켓 서포트(40)의 구멍(41)을 통하여 헬륨이 순환되므로 그 만큼 헬륨 순환을 위한 유로가 작게 형성되며 따라서 그 만큼 내부 열순환 및 냉각 효율이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 바스켓의 각 측면에 중성자 흡수재를 배치하고, 상기 중성자 흡수재를 덮어주면서 상기 커버를 상기 바스켓 측면에 용접에 의하여 결합하고 있으므로, 용접 시 용접 결함이나 용접 변형 등에 의하여 다시 제작되어야 하는 경우에, 바스켓과 그 주위에 용접된 중성자 흡수재, 커버가 모두 다시 제작되어야 하므로, 그 만큼 제작 비용이 크게 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 최소의 구성요소만의 결합으로 헬륨 등의 내부 열순환을 위한 유로를 충분히 확보함과 아울러 냉각 효율을 증대시킬 수 있으며, 바스켓과의 용접시 용접 결함이나 용접 변형 등에 의하여 다시 제작되어야 하는 경우에 바스켓을 제외한 최소한의 구성요소만을 다시 제작하도록 한 캐스크용 바스켓 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐스크용 바스켓 어셈블리에 있어서,

통형상의 캐스크 보디, 상기 캐스크 보디의 외측에 설치된 통형상의 외통, 상기 캐스크 보디와 상기 외통 사이에 설치되어 중성자를 차단하기 위한 중성자 차폐체, 상기 캐스크 보디의 바닥을 이루는 바닥 플레이트, 상기 캐스크 보디의 상부에 결합되는 캐스크 리드를 포함하는 캐스크(cask);

상기 캐스크 보디의 내측에 배치되고, 내부에 사용 후 핵연료를 장전할 수 있는 다수의 바스켓으로 구성된 바스켓 집합체; 및

상기 바스켓과 상기 바스켓 사이에 결합되어 헬륨 등이 순환될 수 있고, 상기 바스켓이 일정한 간격을 유지하면서 구조적 강성을 증대시키도록 지지함과 아울러 열전달 성능을 증대시키기 위한 바스켓 지지 구조물을 포함하는 캐스크용 바스켓 어셈블리가 제공될 수 있다.

상기 바스켓 지지 구조물은 전체적으로 “Ⅱ”자 형상으로 형성될 수 있다.

상기 바스켓 지지 구조물은 서로 일정한 거리를 두고 양단부에 배치되고, 상기 바스켓의 측면과 상기 바스켓의 측면 사이에 장착되는 제1, 제2 지지부재, 및

서로 대향하게 배치되고 그 사이에 헬륨 순환과 냉각을 순환 유로가 형성되고, 상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재를 각각 연결하는 제1, 제2 연결부재를 포함할 수 있다.

상기 제1 연결부재의 외측에는 중성자 흡수재가 위치되고, 상기 제1 연결부재의 외측면에는 상기 중성자 흡수재를 덮어주기 위한 제1 커버가 용접에 의하여 결합될 수 있다.

상기 제2 연결부재의 외측에는 중성자 흡수재가 위치되고, 상기 제2 연결부재의 외측면에는 상기 중성자 흡수재를 덮어주기 위한 제2 커버가 용접에 의하여 결합될 수 있다.

상기 제1 연결부재의 외측면과 상기 바스켓 측면 사이에는 중성자 흡수재 및 상기 제1 커버의 용접을 위한 공간부가 형성될 수 있다.

상기 제2 연결부재의 외측면과 상기 바스켓 측면 사이에는 중성자 흡수재 및 상기 제2 커버의 용접을 위한 공간부가 형성될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 최소의 구성요소만의 결합으로 헬륨 등의 내부 열순환을 위한 유로를 충분히 확보함과 아울러 냉각 효율을 증대시킬 수 있으며,

또한, 바스켓과의 용접시 용접 결함이나 용접 변형 등에 의하여 다시 제작되어야 하는 경우에 바스켓을 제외한 최소한의 구성요소만을 다시 제작하도록 할 수 있도록 하여 제작 비용을 매우 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐스크용 바스켓 어셈블리의 결합 부위를 설명하기 위한 개략적인 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐스크용 바스켓 어셈블리의 개략적인 일부 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐스크용 바스켓 어셈블리의 일부 분해 사시도이다.
도 4는 종래기술에 따른 캐스크용 바스켓 어셈블리의 개략적인 일부 평면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐스크용 바스켓 어셈블리의 결합 부위를 설명하기 위한 개략적인 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐스크용 바스켓 어셈블리의 개략적인 일부 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐스크용 바스켓 어셈블리의 일부 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐스크용 바스켓 어셈블리는, 통형상의 캐스크 보디(110), 상기 캐스크 보디(110)의 외측에 설치된 통형상의 외통(120), 상기 캐스크 보디(110)와 상기 외통(120) 사이에 설치되어 중성자를 차단하기 위한 중성자 차폐체(130), 상기 캐스크 보디(110)의 바닥을 이루는 바닥 플레이트(140), 상기 캐스크 보디(110)의 상부에 결합되는 캐스크 리드(150)를 포함하는 캐스크(cask) (100);

상기 캐스크 보디(110)의 내측에 배치되고, 내부에 사용 후 핵연료를 장전할 수 있는 다수의 바스켓(200)으로 구성된 바스켓 집합체; 및

상기 바스켓(200)과 상기 바스켓(200) 사이에 결합되어 헬륨 등이 순환될 수 있고, 상기 바스켓(200)이 일정한 간격을 유지하면서 구조적 강성을 증대시키도록 지지함과 아울러 열전달 성능을 증대시키기 위한 바스켓 지지 구조물(300)을 포함할 수 있다.

상기 바스켓 지지 구조물(300)은 상기 바스켓(200)의 측면과 상기 바스켓(200)의 측면 사이에서 헬륨이 순환될 수 유로를 충분히 확보함과 아울러 구조적 강성을 증대시키도록 지지하면서도 열전달 성능을 증대시킬 수 있도록 전체적으로 “Ⅱ”자 형상으로 형성될 수 있다.

상기 바스켓 지지 구조물(300)은 서로 일정한 거리를 두고 양단부에 배치되고, 상기 바스켓(200)의 측면과 상기 바스켓(200)의 측면 사이에 삽입 장착되는 제1, 제2 지지부재(310, 320), 및

서로 대향하게 배치되고 그 사이에 헬륨 순환과 냉각을 순환 유로(330)가 형성되고, 상기 제1 지지부재(310)와 상기 제2 지지부재(320)를 각각 연결하는 제1, 제2 연결부재(340, 350)를 포함할 수 있다.

상기 제1, 제2 지지부재(310, 320)는 상기 바스켓(200)의 측면 일단부 및 타단부에 용접 등에 의하여 결합될 수 있다.

상기 제1 연결부재(310)와 상기 제2 연결부재(320)의 사이에는 상기 순환 유로(330)의 공간을 충분히 확보할 수 있도록 일정한 거리만큼 이격될 수 있다.

또한, 상기 제1 연결부재(340)의 외측에는 중성자 흡수재(360)가 위치되고, 상기 제1 연결부재(340)의 외측면에는 상기 중성자 흡수재(360)를 덮어주기 위한 제1 커버(370)가 용접 등에 의하여 결합될 수 있다.

또한, 상기 제2 연결부재(350)의 외측에는 중성자 흡수재(380)가 위치되고, 상기 제2 연결부재(350)의 외측면에는 상기 중성자 흡수재(380)를 덮어주기 위한 제2 커버(390)가 용접 등에 의하여 결합될 수 있다.

상기 제1, 제2 연결부재(340, 350)의 외측면과 상기 바스켓(200) 측면 사이에는 중성자 흡수재(360, 380) 및 상기 제1, 제2 커버(370, 390)의 용접을 위한 공간부(400, 410)가 일정한 크기로 형성될 수 있다.

이하에서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐스크용 바스켓 어셈블리의 작동에 대해서 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 캐스크용 바스켓 어셈블리의 바스켓 지지 구조물(300)은 전체적으로 “Ⅱ”자 형상으로 형성되어, 상기 바스켓(200)과 상기 바스켓(200) 사이에 결합되어 헬륨 등이 순환될 수 있고, 상기 바스켓(200)이 일정한 간격을 유지하면서 구조적 강성을 증대시키도록 지지함과 아울러 열전달 성능을 증대시킬 수 있다.

즉, 상기 바스켓 지지 구조물(300)은 서로 일정한 거리를 두고 상기 바스켓(200)의 측면과 바스켓(200)의 측면 사이에 삽입 장착되는 제1, 제2 지지부재(310, 320), 및 서로 대향하게 배치되고 그 사이에 헬륨 순환과 냉각을 순환 유로(330)가 형성되고 상기 제1 지지부재(310)와 상기 제2 지지부재(320)를 각각 연결하는 제1, 제2 연결부재(340, 350)를 포함하고 있으므로, 헬륨 순환 및 냉각을 위한 순환 유로(330)가 크게 확보되며, 그 만큼 내부 열순환 및 냉각 효율이 크게 증가될 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 지지부재(310, 320) 및 상기 제1, 제2 연결부재(340, 350)는 일체로 결합되어 상기 바스켓(200)이 일정한 간격을 유지하면서 구조적 강성을 증대시키도록 지지함과 아울러 열전달 성능을 증대시킬 수 있으므로, 종래기술에 따른 바스켓 지지체와 바스켓 사각바와 같은 구성이 필요하지 않게 된다.

그리고, 상기 제1 연결부재(340)의 외측에는 중성자 흡수재(360)가 위치되고, 상기 제1 연결부재(340)의 외측면에는 상기 중성자 흡수재(360)를 덮어주기 위한 제1 커버(370)가 용접에 의하여 결합되며, 또한, 상기 제2 연결부재(350)의 외측에는 중성자 흡수재(380)가 위치되고, 상기 제2 연결부재(350)의 외측면에는 상기 중성자 흡수재(380)를 덮어주기 위한 제2 커버(390)가 용접에 의하여 결합되므로, 용접 시 용접 결함이나 용접 변형 등에 의하여 다시 제작되어야 하는 경우에는 바스켓을 제외한 바스켓 지지 구조물(300)의 제1, 제2 지지부재(310, 320), 제1, 제2 연결부재(340, 350), 제1, 제2 커버(370, 390), 중성자 흡수재(360, 380)만 다시 제작하면 되므로, 그 만큼 제작 비용을 매우 절감할 수 있다.

100: 캐스크 200: 바스켓
300: 바스켓 지지 구조물 310: 제1 지지부재
320: 제2 지지부재 330: 순환 유로
340: 제1 연결부재 350: 제2 연결부재

Claims (7)

1. 캐스크용 바스켓 어셈블리에 있어서,
   통형상의 캐스크 보디, 상기 캐스크 보디의 외측에 설치된 통형상의 외통, 상기 캐스크 보디와 상기 외통 사이에 설치되어 중성자를 차단하기 위한 중성자 차폐체, 상기 캐스크 보디의 바닥을 이루는 바닥 플레이트, 상기 캐스크 보디의 상부에 결합되는 캐스크 리드를 포함하는 캐스크(cask);
   상기 캐스크 보디의 내측에 배치되고, 내부에 사용 후 핵연료를 장전할 수 있는 다수의 바스켓으로 구성된 바스켓 집합체; 및
   상기 바스켓과 상기 바스켓 사이에 결합되어 헬륨 등이 순환될 수 있고, 상기 바스켓이 일정한 간격을 유지하면서 구조적 강성을 증대시키도록 지지함과 아울러 열전달 성능을 증대시키기 위한 바스켓 지지 구조물;
   을 포함하고,
   상기 바스켓 지지 구조물은 서로 일정한 거리를 두고 양단부에 배치되고, 상기 바스켓의 측면과 상기 바스켓의 측면 사이에 장착되는 제1, 제2 지지부재, 및
   서로 대향하게 배치되고 그 사이에 헬륨 순환과 냉각을 순환 유로가 형성되고, 상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재를 각각 연결하는 제1, 제2 연결부재를 포함하고,
   상기 제1 연결부재의 외측에는 중성자 흡수재가 위치되고, 상기 제1 연결부재의 외측면에는 상기 중성자 흡수재를 덮어주기 위한 제1 커버가 용접에 의하여 결합되고,
   상기 제2 연결부재의 외측에는 중성자 흡수재가 위치되고, 상기 제2 연결부재의 외측면에는 상기 중성자 흡수재를 덮어주기 위한 제2 커버가 용접에 의하여 결합되고,
   상기 제1 연결부재의 외측면과 상기 바스켓 측면 사이에는 중성자 흡수재 및 상기 제1 커버의 용접을 위한 공간부가 형성되고,
   상기 제2 연결부재의 외측면과 상기 바스켓 측면 사이에는 중성자 흡수재 및 상기 제2 커버의 용접을 위한 공간부가 형성되는 캐스크용 바스켓 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 바스켓 지지 구조물은 전체적으로 “Ⅱ”자 형상으로 형성되는 캐스크용 바스켓 어셈블리.
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