KR101602169B1 - 노내계측기의 진동저감 및 계측관내 이물질 유입방지 기능을 갖는 핵연료집합체 - Google Patents

노내계측기의 진동저감 및 계측관내 이물질 유입방지 기능을 갖는 핵연료집합체 Download PDF

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류주영
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류수필
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Abstract

본 발명은 노내계측기의 진동저감 및 계측관내 이물질 유입방지 기능을 갖는 핵연료집합체에 관한 것으로, 축방향으로 배치되는 다수의 연료봉(110)과; 연료봉(110)을 지지하도록 마련되는 다수의 지지격자(120)와; 지지격자(120)와 고정되어 집합체의 골격을 구성하는 다수의 안내관(130)과; 지지격자(120)에 지지되어 상부를 통해 노내계측기가 삽입되는 계측관(160)과; 안내관(130)의 상단을 지지하게 되는 상단고정체(140)와; 안내관(130)의 하단을 지지하며, 다수의 유로홀이 형성된 하단고정체(150)를 포함하는 핵연료 집합체에 있어서, 상기 계측관(160)의 하단은 상기 하단고정체(150)에 관통 조립되고 하단 내측에 상기 노내계측기(170)의 선단을 고정 지지하게 되는 스톱퍼(161)를 포함한다.

Description

노내계측기의 진동저감 및 계측관내 이물질 유입방지 기능을 갖는 핵연료집합체{Nuclear fuel assembly having functions to prevent flow-induced vibration and protect debris in ICI tube}
본 발명은 노내계측기의 진동저감 및 계측관내 이물질 유입방지 기능을 갖는 핵연료집합체에 관한 것이다.
노내계측기(In-core instrument: ICI)는 원자로 내부 노심의 중성자속 밀도 및 온도 등을 측정하여 원자로의 출력을 계측하기 위한 장치이다.
종래에는 노내계측기가 원자로 용기 하부에서 관통하여 노심에 진입하는 구조를 갖고 있었으나, 중대사고 발생 시 용기하부의 관통 삽입구를 통하여 원자로 노심 물질이 누출되는 문제가 발생될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 하부로 삽입되는 방식을 배재하고 모든 노내계측기는 원자로 용기의 상부로부터 관통부를 통하여 노심에 접근하는 구조를 갖는다.
한편 상부헤드에서 관통되어 삽입되는 노내계측기는 핵연료집합체의 계측관을 따라서 내부까지 위치하게 되며, 경우에 따라서는 노내 계측기를 냉각하기 위한 냉각수 유입구멍을 통해 이물질이 삽입되어 노내계측기의 손상을 초래 할 수 있으며 냉각수에 의한 진동 마모 손상이 발생 할 수 있다.
등록특허공보 제10-0984018호(공고일자: 2010.09.28)
공개특허공보 제10-2011-0103392호(공개일자: 2011.09.20)
공개특허공보 특2000-0061665호(공개일자: 2000.10.25)
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 노내계측기의 진동저감 및 계측관내 이물질 유입방지 기능을 갖는 핵연료집합체를 제공하고자 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핵연료집합체는, 축방향으로 배치되는 다수의 연료봉과; 연료봉을 지지하도록 마련되는 다수의 지지격자와; 지지격자와 고정되어 집합체의 골격을 구성하는 다수의 안내관과; 지지격자에 지지되어 상부를 통해 노내계측기가 삽입되는 계측관과; 안내관의 상단을 지지하게 되는 상단고정체와; 안내관의 하단을 지지하며, 다수의 유로홀이 형성된 하단고정체를 포함하는 핵연료 집합체에 있어서, 상기 계측관의 하단은 상기 하단고정체에 관통 조립되고 하단 내측에 상기 노내계측기의 선단을 고정 지지하게 되는 스톱퍼를 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 스톱퍼는 계측관의 내주면에 탄성적으로 돌출 형성되는 복수의 판스프링인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 계측관의 하단 개구부는 이물질을 여과하기 위한 망상 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 핵연료집합체는, 계측관의 하단이 하단고정체에 관통 조립되고 하단 내측에 노내계측기의 선단을 고정 지지하게 되는 스톱퍼가 마련됨으로써, 노내계측기 끝단이 유로홀을 막게 되는 것을 방지하여 원활한 냉각수 흐름을 확보할 수 있으며, 또한 계측관 하단에 망상 구조를 가짐으로써 계측관 내에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 핵연료집합체의 사시도,
도 2는 본 발명에 핵연료집합체의 요부 구성인 하단고정체를 보여주는 도면.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참고하면, 핵연료집합체는 축방향으로 배치되는 다수의 연료봉(110)과, 이 연료봉(110)의 횡방향으로 마련되어 연료봉(110)을 지지하게 되는 다수의 지지격자(120)와, 이 지지격자(120)와 고정되어 집합체의 골격을 구성하는 다수의 안내관(130)과, 안내관(130)의 상하단을 각각 지지하게 되는 상단고정체(140) 및 하단고정체(150)를 포함한다.
상단고정체(140)와 하단고정체(150)는 안내관(130)의 상단과 하단을 지지하여 핵연료집합체가 원자로 내에 안착 위치하도록 하며, 상단고정체(140)는 핵연료 집합체의 하부를 통해 상부를 흐르는 냉각수의 수압에 의해 집합체의 들림이 발생하는 것을 방지하도록 다수의 탄성체에 의해 상단부를 눌려서 고정하는 기능을 한다. 하단고정체(150)는 냉각수가 공급되는 다수의 유로홀이 형성된다.
지지격자는 다수의 판형상의 격자판이 격자 형상을 갖도록 조립되며, 각 격자에 연료봉, 안내봉 또는 계측관 등이 직접 또는 슬리브를 매개로 하여 고정된다.
특히 핵연료집합체는 지지격자에 지지되어 상부를 통해 노내계측기가 삽입되는 계측관(160)을 포함하며, 바람직하게는, 계측관(160)의 하단은 하단고정체(150)에 관통 조립되고 하단 내측에 상기 노내계측기의 선단을 고정 지지하게 되는 스톱퍼(161)가 마련된다.
도 2에 예시된 것과 같이, 하단고정체(150)는 두름판(110) 상부에 다수의 유로홀이 형성되는 유로판(120)이 마련되며, 계측관(160) 하단이 유로판(120)을 관통하여 조립된다.
계측관(160) 하단은 내측에 돌출 형성되어 노내계측기(170) 선단을 고정하게 되는 스톱퍼(161)가 마련된다.
스톱퍼(161)는 계측관(160) 일부가 절개되어 내측으로 만곡 형성된 판스프링일 수 있으며, 또는 계측관(160) 내측에 용접 등에 의해 고정되는 판스프링에 의해 제공될 수 있다.
이와 같이 구성된 계측관(160) 하측 상단에 마련된 스톱퍼(161)는 노내계측기(170)의 하단 설정 높이를 제한하여 계측관(160)의 개구부를 차단하는 것을 방지하여 계측관(160) 안으로 냉각수의 원활한 공급이 이루어질 수 있으며, 따라서 원활한 냉각수 흐름에 의해 노내계측기의 진동을 감소시켜 노내계측기의 마모 손상을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 계측관의 하단 개구부는 이물질을 여과하기 위한 망상 구조(162)를 가지며, 이러한 망상 구조(162)는 이물질이 계측관 안으로 유입되는 것을 방지한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110 : 연료봉 120 : 지지격자
130 : 안내관 140 : 상단고정체
150 : 하단고정체 160 : 계측관
161 : 스톱퍼 162 : 망상 구조

Claims (3)

  1. 축방향으로 배치되는 다수의 연료봉과; 연료봉을 지지하도록 마련되는 다수의 지지격자와; 지지격자와 고정되어 집합체의 골격을 구성하는 다수의 안내관과; 지지격자에 지지되어 상부를 통해 노내계측기가 삽입되는 계측관과; 안내관의 상단을 지지하게 되는 상단고정체와; 안내관의 하단을 지지하며, 다수의 유로홀이 형성된 하단고정체를 포함하는 핵연료 집합체에 있어서,
    상기 계측관의 하단은 상기 하단고정체에 관통 조립되고 하단 내측에 상기 노내계측기의 선단을 고정 지지하게 되는 스톱퍼를 포함하며,
    상기 계측관의 하단 개구부는 이물질을 여과하기 위한 망상 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스톱퍼는 계측관의 내주면에 탄성적으로 돌출 형성되는 복수의 판스프링인 것을 특징으로 하는 핵연료집합체.
  3. 삭제
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