KR101609163B1 - 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템 - Google Patents

핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템 Download PDF

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아레바 엔피
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Abstract

용기(10)를 승강시키기 위한 기구(60)를 포함하며, 상기 승강 기구(60)는 현수형 승강 캐리어(62)와 용기를 파지하기 위한 부재(64)를 포함하고, 상기 용기(10)에는 용기(10)를 파지 부재(64)에 체결하기 위한 제거 가능한 장치(54)가 마련되어 있는 유형의 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템이 개시되어 있다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 상기 승강 캐리어(62)가 현수되어 있는 상태에서, 상기 파지 부재(64)는 승강 캐리어(62)에 대하여 상대적으로 실질적으로 수평 방향의 회전 축선(H)을 중심으로 회전할 수도 있도록 장착되어 있다.

Description

핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템{HANDLING SYSTEM FOR A CONTAINER FOR NUCLEAR FUEL ASSEMBLY}
본 발명은 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하자면, 용기를 승강시키기 위한 기구를 포함하며, 상기 승강 기구는 현수형 승강 캐리어와 용기를 파지하기 위한 부재로 이루어지고, 상기 용기에는 용기를 파지 부재에 체결하기 위한 제거 가능한 장치가 마련되어 있는 유형의 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템에 관한 것이다.
핵 연료 집합체는 그 사용 연한 동안 상당 횟수의 취급 과정을 거치게 된다.
실제로, 신품의 (또는 조사(irradiation) 과정을 거치지 않은) 핵 연료 집합체는 일반적으로, 생산 현장에서 제조된 다음, 원자력 발전소로 이송되어 이곳에서 초기에는 저장소에 저장되며, 곧이어 원자로 코어 내로 삽입된다. 다수의 조사 주기가 경과한 후, 사용된 (또는 조사 과정을 거친) 집합체는 코어로부터 제거되어, 원자력 발전소에 일시적으로 저장된 다음 재처리 공장이나 최종 저장 장소로 보내진다.
일반적으로, 이러한 연료 집합체는 아직 사용하지 않은 것이든지 이미 사용한 것인지든 간에 집합체의 형상에 맞춰 제작된 특수 용기 내에 수용된 상태로 수송된다. 하나 이상의 연료 집합체가 로딩되어 있는 각각의 용기는 수송 차량, 특히 도로 수송 차량에 수평 상태로 실려 운반되며, 또한 필요한 경우에는 각종 수송 기관을 통합한 수단(도로, 열차, 해운 및/또는 항공 수송 수단)을 사용하여 제 1 장소(예를 들어, 각 지역의 저장소 또는 원자력 발전소)로 수송된다.
수송 수단으로의 로딩 및 언로딩 단계에서, 또는 용기 자체로의 연료 집합체 의 로딩 및 언로딩 단계에서, 용기는 일반적으로 수평 배향 상태에서 취급된다. 그러나, 수송된 집합체는 용기가 수직 방향으로 배향된 상태에서 용기에 로딩 및 언로딩될 수도 있다. 이 경우, 로딩 및 언로딩 동안 용기를 수직 배향 상태가 되도록 기울여야만 하며, 이후 수송 동안에는 용기를 다시 수평 배향 상태로 복귀시켜야만 한다.
핵 연료 집합체용 용기의 경우, 비어 있는 상태이든지 채워진 상태이든지 간에 대체로 무겁고 거추장스럽기 때문에, 복잡한 취급 과정을 필요로 한다.
본 발명의 일 목적은 핵 연료 집합체용 용기의 취급을 촉진하기 위한 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 승강 캐리어가 현수되어 있는 상태에서 파지 부재가 실질적으로 수평 방향의 회전 축선을 중심으로 승강 캐리어 상에서 회전할 수도 있도록 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전술한 유형의 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템을 제공한다.
기타 실시예에 따르면, 상기 취급 시스템은 기술적으로 가능한 각기 개별적으로 또는 조합 형태로 고려 가능한 후술하는 하나 이상의 특징을 포함한다.
상기 파지 부재는 수직 배향 승강 위치에서 승강 캐리어에 대하여 상대적으로 이동 가능하도록 구성되어, 승강 캐리어가 현수되어 있는 상태에서 승강 캐리어에 의해 파지되어 있는 용기가 실질적으로 수직 배향 상태로 유지될 수 있다.
상기 파지 부재는 적어도 하나의 수평 배향 승강 위치에서 승강 캐리어에 대하여 상대적으로 이동 가능하도록 구성되어, 승강 캐리어가 현수되어 있는 상태에서 승강 캐리어에 의해 파지되어 있는 용기가 실질적으로 수평 배향 상태로 유지될 수 있다.
상기 파지 부재는 두 개의 수평 배향 승강 위치에서 승강 캐리어에 대하여 상대적으로 이동 가능하도록 구성되어, 용기가 승강 캐리어에 대하여 두 개의 서로 다른 높이에 유지될 수 있다.
상기 파지 부재는 수평 배향 승강 위치에서 승강 캐리어에 대하여 상대적으로 이동 가능하며, 상기 회전 축선은 용기를 관통하여 연장하며, 바람직하게는 용기의 무게 중심에 인접하여 위치한다.
상기 파지 부재는 수평 배향 승강 위치에서 승강 캐리어에 대하여 상대적으로 이동 가능하며, 상기 회전 축선은 용기의 상측에서 연장한다.
수평 배향 승강 위치에서 상기 용기는 등자(橙子) 형상의 승강 캐리어의 바의 하단 높이 아래에 위치한다.
상기 파지 부재는 제 1 수평 배향 승강 위치와 제 2 수평 배향 승강 위치 사이에서 회전 축선을 중심으로 180°회동된다.
상기 승강 캐리어는 등자 형상이며, 승강 캐리어가 현수되어 있는 상태에서 실질적으로 수직 상태로 배향되며 사이에 용기를 수용할 수 있는 두 개의 바를 포함한다.
상기 파지 부재는, 바 상의 관절 이음 부재에 연결되어 있으며 파지 부재의 방향으로 분리되어 있는 V-자형으로 배치되는 두 개의 암을 통해 각각의 바에 연결되어 있다.
핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템은 나란히 배치되는 복수의 용기용의 수송 섀시를 추가로 포함한다.
상기 섀시는 크래들과, 이 크래들에 현수 부재를 통해 연결되어 있는 용기를 지지하기 위한 횡방향 바를 포함한다.
상기 파지 부재와 섀시는 섀시가 파지 부재를 사용하여 승강될 수 있도록 구성되어 있다.
상기 섀시는 용기가 섀시에 로딩 또는 언로딩될 수 있도록 하기 위해 포크리프트 트럭의 포크가 관통할 수 있도록 하기 위한 셋백(setback)을 구비한 측방 배리어(barrier)를 포함한다.
상기 섀시는 적어도 하나의 용기가 로딩되어 있는 섀시의 취급이 가능하도록 하기 위해 커넥터에 의해 연결되어 있는 섀시 부재를 포함한다.
본 발명에 따른 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템은, 섀시를 통해 승강 기구 또는 다른 통상적인 취급 수단을 사용하여 용기의 취급이 이루어질 수 있도록 함으로써, 사용자의 보다 융통성 있는 사용이 가능하도록 하는 한편, 시스템의 구성 기기들이 그 사용성 및 환경에 맞게 사용될 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한, 용기의 취급, 특히 수평 배향 위치로부터 수직 배향 위치로의 또한 그 반대 방향으로의 용기의 이동을 촉진할 수 있는 효과가 있으며, 용기의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있고, 또한, 용기가 수직 배향 상태로 저장될 수 있도록 함으로써 저장 공간 절감 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 전술한 및 그외 장점이 첨부 도면을 참조하여 단지 참조를 위해 주어진 이하의 설명을 읽음으로써 보다 분명하게 이해될 것이다.
도 1은 핵 연료 집합체를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 취급 장치가 장착되어 있는 핵 연료 집합체용 용기를 보여주는 사시도이다.
도 3 및 도 4는 두 개의 용기 로딩/언로딩 모드를 보여주는, 도 2의 용기의 사시도이다.
도 5는 도 2에 따른 용기를 저장하기 위한 장치를 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 서로 다른 승강 및 틸팅 구성을 보여주는, 도 2에 따른 용기용의 본 발명에 따른 승강 장치의 사시도이다.
도 9는 취급 시스템에 사용되는 체결 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 2에 따른 다수의 용기를 수송하기 위한 섀시를 보여주는 사시도이다.
도 11 및 도 12는 각각, 섀시 상에 배치되어 있는 도 2에 따른 용기 및 도 10에 따른 섀시 수송 차량을 보여주는 측면도 및 배면도이다.
도 1의 핵 연료 집합체(2)는 가압수형 원자로(PWR)에 사용하도록 고안된 유형이다.
이러한 집합체(2)는 종방향(L)으로 가늘고 긴 세장형이며, 핵 연료 봉(4) 다발과 이들 봉(4)을 유지하기 위한 프레임(5)으로 구성되어 있다. 도시된 실시예의 집합체(2)는 정사각형 단면을 갖추고 있다.
상기 봉(4)은 핵 연료 펠렛(pellet)으로 채워진 관의 형태이며, 양 단부가 플러그를 사용하여 밀봉되어 있다.
상기 프레임(5)은 통상, 집합체(2)의 종방향 단부 상에 배치되는 두 개의 단부 부재(6)와, 이들 단부 부재(6)의 사이에서 종방향으로 연장되는 안내관(도시하지 않음), 그리고 봉(4)을 유지하기 위한 격자판(grid;8)으로 구성되어 있다. 안내관은 양 단부가 단부 부재(6)에 부착되어 있으며, 격자판(8)은 단부 부재(6)의 사이에 분포 배치되어 안내관에 부착되어 있다. 이에 따라, 봉(4)이 격자판(8)을 관통하여 배치되어 격자판(8)에 의해 종방향 및 횡방향으로 유지된다.
도 2에는 본 발명에 따른 취급 장치가 장착되어 있는 용기(10)가 도시되어 있다. 상기 용기(10)는 집합체(2)의 저장 및 수송이 가능하도록 하는 역할을 하며, 예를 들어, 생산 현장에서 형성된 다음 원자력 발전소로 운반된다.
용기(10)는 종방향(E)으로 연장하는 원통형의 가늘고 긴 형태의 일반적인 외형을 갖는 외장(12)을 포함한다. 이러한 외장(12)은 내부 공동을 획정하는 내면(14)과 외면(16)으로 이루어져 있다.
용기(10)는 또한, 외장(12) 내에 획정되어 있는 내부 공동을 두 개의 개별적인 별개의 분할 하우징(20)으로 분리하는 종방향 벽부(18)를 포함한다. 각각의 하우징(20)은 도 1에 도시된 바와 같은 핵 연료 집합체(2)를 수용하도록 구성되어 있으며, 집합체(2)에 대응하는 정사각형 단면을 갖추고 있다.
하우징(20)은 외장(12)의 종방향(E)으로 벽부(18)의 각 측면에 평행하게 연장한다.
상기 외장(12)은 다수의 부분으로 구성되어 있으며, 관상형 몸체(12A)와 이 몸체(12A)의 종방향 단부를 밀봉하기 위한 두 개의 커버(12B)를 포함한다.
외장(12)의 몸체(12A)는 종방향(E)으로 가늘고 긴 형태의 다수의 외장 부분으로 형성되어 있다. 보다 구체적으로 설명하자면, 몸체(12A)는 지지부(36)와 두 개의 도어(34)에 의해 형성된다. 지지부(36)는 T-자형 단면을 갖추고 있으며 벽부(18)에 의해 획정되는 기부를 구비한다. 도어(34)는 L-자형 단면을 갖추고 있으며 함께 연결되어 몸체(12A)를 형성하게 된다.
일 실시예에 따르면, 도어(34)는 지지부(36)에 볼트 체결된다. 상기 용기(10)는 도어(34)를 제거하고, 지지부(36) 상에 집합체(2)를 배치한 다음, 도어(34)를 지지부(36)에 다시 볼트 체결하여 재장착하는 방식으로 수평 배향 상태로 설치될 수 있다.
또한, 용기(10)는 양측 커버(12B) 중 하나를 받침으로 하여 수직 상태로 저장될 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 집합체(2)의 로딩 또는 언로딩은, 적절한 승강 클램프를 이용하는 잘 알려진 방법을 적용하여 용기(10)를 수직 배향 상태로 배치하는 방식으로 수행될 수도 있다. 이 경우, 지지부(36)가 벽 또는 지지 구조에 맞대어 배치된 다음, 상부 커버(12B)가 제거되고, 상부 단부 부재(6)를 이용하여 집합체(2)의 파지 작동이 이루어진다. 이후, 집합체(2)는 하우징(20) 중 하나의 내부로 이동된다.
전술한 바와 같은 로딩 및 언로딩 방법을 사용할 경우, 용기(10)를 수평 배향 상태로 저장할 필요가 없음에 따라 상당한 공간 절감 효과를 달성할 수 있으며, 또한, 도어(34)를 제거할 필요 없이 단지 상부 커버(12B)를 제거하면 충분하기 때문에 작업 시간 절감 효과도 기대할 수 있다.
도 4에 도시된 일 변형예에 따르면, 상기 도어(34)는 지지부(36) 상에 힌지를 사용하여 종축선을 중심으로 회동 가능하도록 관절 이음 방식으로 연결될 수도 있다.
따라서, 집합체(2)는 도 3에 도시된 바와 같이 용기(10)의 상측으로부터 로딩될 수도 있으며, 또는 도 4에 도시된 바와 같이 용기(10)의 일 측면으로부터 로딩될 수도 있다. 이러한 방식으로, 용기(10)가 우선 수직 배향 상태로 배치되고 상부 커버(12B)가 제거된 다음, 하부 커버(12B)로부터 도어(34)가 제거되고, 이후 도어(34)가 개방됨으로써 집합체(2)의 삽입 또는 제거가 이루어진다. 이러한 로딩 방법은 건물의 높이가 제한되어 있는 경우에 보다 적합하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 원자력 발전소 내에서 또는 생산 현장에서 또는 일시 저장 장소에서 랙(rack) 타입 저장 장치가 사용될 수 있다. 이러한 랙 타입 저장 장치를 사용함으로써 복수 개의 용기(10)가 서로 평행한 상태로 수직 상태로 저장될 수 있음에 따라, 수평 배향 상태로 저장하는 경우와 비교하여 상당한 공간 절감 효과를 얻을 수 있는 한편, 시간 상의 제약도 받지 않게 된다. 실제로, 오직 수평 배향 상태로만 저장이 가능한 종래 기술의 용기의 경우, 수평 배향 상태로 저장되도록 설계되어 있지 않은 연료 집합체(2)의 특성상 연료 집합체(2)에 손상을 주지 않도록 저장 기간이 제한되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 용기(10)는 용기(10)의 취급 및 수송을 위한 접촉 부재 및 체결 장치를 포함한다.
이러한 용기(10)는 용기(10)의 외면(16)의 제 1 측면(16A) 상에 횡방향으로 체결되는 두 개의 관상형 접촉 발(feet;52)을 포함한다. 상기 발(52)은 관련 수송대(트럭, 화차, 해운 또는 항공 운송 용기) 상에 설치되어 있는 또는 용기(10)의 아래에 배치되는 용기 또는 중간 구조물 상에 설치되는 체결 요소의 맞물림 결합 및 잠금이 가능하도록 하는 역할을 한다.
용기(10)는 또한, 용기(10)의 외면(16)의 상기 제 1 측면(16A)의 반대쪽 제 2 측면(16B)에 부착되는 체결 장치(54)를 포함한다. 이러한 체결 장치(54)는 용기(10) 또는 중간 구조물 상에 적층되어 있는 다른 용기(10)의 접촉 발(52)에 부착되도록 구성되어 있다.
상기 용기(10)의 제 2 측면(16B)에는 또한, 포크리프트 트럭의 포크를 수용하도록 구성되어 있는 관(56)이 마련되어 있다. 따라서, 관(56)을 사용하여 용기(10)가 차량 또는 열차의 화차 상으로 들어 올려져 배치되거나 반대로 언로딩될 수 있다. 이러한 관(56)은 취급 기구의 체결 장치를 수용하는 역할을 하며, 용기(10)가 적당한 취급 장비(천정 크레인, 크레인 등)를 사용하여 취급될 수 있도록 하는 한편, 수송대에 수직 방향으로 로딩 및 언로딩될 수 있도록 하는 역할을 한다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 취급 시스템을 승강시키기 위한 기구(60)를 사용하여 용기(10)의 취급이 이루어질 수 있다. 이러한 승강 기구(60)는, 예를 들어, 천정 크레인에 현수되도록 설계될 수 있다.
승강 기구(60)는 등자(橙子) 형상의 승강 캐리어(62)와 파지 부재(64)를 포함한다. 파지 부재(64)는 두 개의 피봇식 관절 이음 부재(66)를 사용하여 승강 캐리어(62) 상에서 회전하도록 장착될 수도 있다.
승강 캐리어(62)는 승강형 눈 모양 부재(eye; 72)가 장착되어 있는 상부 횡방향 바(70)에 의해 연결되어 있는 두 개의 바(68)를 포함한다.
양측 관절 이음 부재(66)는 서로 동축 관계에 있으며, 상부 횡방향 바(70)의 반대쪽으로 바(68)의 하단에 배치된다. 따라서, 승강 기구(60)가 눈 모양 부재(72)에 의해 현수되어 있는 상태에서 관절 이음 부재(66)를 중심으로 수평 방향 회전 축선(H)이 마련된다. 즉, 상기 회전 축선(H)은 바(68)의 하단을 관통하여 횡방향으로 연장한다. 이러한 회전 축선(H)은 취급 용기의 무게 중심에 가능한 한 가까이 위치하도록 설정된다.
파지 부재(64)는 양측으로 두 개의 측면(74)을 포함하며, 각각의 측면(74)에는, 후술하는 바와 같이, 용기(10)가 파지 부재(64)에 부착될 수 있도록 하는 베어링 체결 장치(54)가 마련되어 있다.
상기 승강 기구(60)는 또한, 파지 부재(64)를 관절 이음 부재(66)에 연결하는 두 쌍의 암(arm;76)을 포함한다. 각각의 쌍을 이루는 두 개의 암(76)은 V-자형 배치 구조를 형성하며, 멀리 떨어진 반대쪽 양 단부는 파지 부재(64)에 부착되고 서로 인접하는 양 단부는 대응 관절 이음 부재(66)에 연결되어 있다.
각각의 관절 이음 부재(66)는 바(68)에 부착되는 고정 관절 이음부(66A)와, 한 쌍의 암(76)에 부착되는 이동 관절 이음부(66B)를 포함한다. 상기 이동 관절 이음부(66B)는 회전 축선(H)을 중심으로 상기 고정 관절 이음부(66A)에 대해 상대적으로 회전할 수도 있다.
파지 부재(64)는 세 개의 주요 배향 위치 사이에서, 즉, 파지 부재(64)가 바(68)의 사이에 위치하게 되는 용기(10)의 제 1 수평 배향 승강 위치(도 6)와, 파지 부재(64)가 수직 방향으로 배치되는 용기(10)의 제 2 수직 배향 승강 위치(도 7), 그리고 파지 부재(64)가 바(68)의 하단 아래에 위치하는 제 3 수평 배향 승강 위치(도 8)의 사이에서 회전 축선(H)을 중심으로 승강 지지부(62)에 대해 상대적으로 회전할 수도 있다. 다시 말해, 파지 부재(64)는 두 개의 극한 수평 배향 승강 위치 사이에서 회전 축선(H)을 중심으로 적어도 180°의 각도로 회동된다.
각각의 수평 배향 승강 위치에서, 파지 부재(64)에 체결된 용기(10)는 실질적으로 수평 방향으로 연장한다(즉, 용기의 종방향(E)이 실질적으로 수평 방향이 되도록 배향되어 있다).
수직 배향 승강 위치에서, 파지 부재(64)에 체결된 용기(10)는 실질적으로 수직 방향으로 연장한다(즉, 용기의 종방향(E)이 실질적으로 수직 방향이 되도록 배향되어 있다).
상기 두 개의 측면(74)에 장착되어 있는 체결 장치(54)를 사용하여 용기(10)는 전술한 수평 배향 승강 위치 중 어느 하나의 위치에서 파지 부재(64)의 아래쪽에 부착될 수 있다.
양측 바(68) 사이의 횡방향 거리는 용기(10)가 상기 제 1 수평 배향 승강 위치 및 수직 배향 승강 위치에서 두 개의 바(68)의 사이에 수용될 수 있도록 되어 있다.
용기(10)가 제 1 수평 배향 승강 위치 및 수직 배향 승강 위치에 있는 상태에서, 바람직하게는, 회전 축선(H)은 실질적으로 용기(10)의 무게 중심을 통과한다. 이러한 배치는 제 1 수평 배향 승강 위치로부터 수직 배향 승강 위치로의 또는 그 반대 방향으로의 용기의 이동을 촉진하는 효과가 있다. 그 결과, 승강 기구(60)를 사용하여 용기(10)가 예를 들어, 수송을 위한 수평 배향 위치와, 예를 들어, 생산 현장에 저장 중인 연료 집합체(2)의 로딩 또는 언로딩을 위한 수직 배향 위치의 사이에서 용이하게 이동될 수 있다.
제 2 수평 배향 승강 위치에 있는 경우, 예를 들어, 용기(10)가 다른 구조물, 즉, 벽이나 다른 용기(10) 등에 너무 가까이 배치됨에 따라 바(68)가 용기(10)의 각 측면을 관통하도록 하기에 충분한 공간이 마련되어 있지 않은 경우에도 용기(10)의 파지 작동이 이루어질 수 있다. 이에 따라, 용기(10)의 취급이 여전히 가능하도록 하면서도 용기의 저장 공간을 소형화할 수 있다. 상기 제 2 수평 배향 승강 위치(도 8)에서, 파지 부재(64)는, 예를 들어, 안전 거리(clear zone) 내에서 용기(10)를 파지하여 이동시키도록 배치되며, 이후, 용기(10)가 분리되면 제 1 수평 배향 승강 위치로 복귀하여 다시 용기(10)를 파지할 수 있는 한편, 예를 들어, 용기(10)를 수직 배향 위치에 배치하는 방식으로 용기(10)를 보다 용이하게 취급할 수 있도록 배치된다.
유리하게는, 상기 관절 이음 부재(66)는 보통, 전술한 다양한 승강 위치에서 파지 부재(64)의 회전을 방지하도록 관절 이음부(66A, 66B)의 상대 회전을 잠금하기 위한 수단을 포함한다. 물론, 관절 이음부(66A, 66B)의 상대 회전이 필요한 경우 잠금 상태는 해제될 수 있다.
전술한 바와 같은 일 승강 위치로부터 다른 승강 위치로의 이동은, 예를 들어, 수동적으로 수행될 수도 있다. 무게 중심이 회전 축선에 의해 산출되며 이에 따라 회전에 필요한 힘이 적은 경우, 이러한 용기(10)의 제 1 수평 배향 승강 위치로부터 수직 배향 승강 위치로의 수동 이동이 용이하게 수행될 수 있다.
일 변형예에 있어서, 승강 기구(60)는 승강 캐리어(62)에 대하여 상대적으로 파지 부재(64)를 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 적어도 하나의 액츄에이터를 포함한다. 도 6에, 모터(77)가 점선을 사용하여 도시되어 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 통상, 체결 장치(54)는 "90°회전(quarter turn)" 하도록 구성되어 있으며, 고정 기부(78)와 이 기부(78) 상에서 회전하는 핀(80)으로 구성되어 있다. 핀(80)은 회전 축선과 수직 방향으로 연장하는 세장형 구성 요소이다. 이러한 체결 장치(54)는 길이가 긴 오리피스(82) 내로 삽입된 다음 90°의 각도로 회전됨으로써 오리피스(82)로부터 분리되지 않도록 되어 있다. 승강 기구(60) 또는 용기(10)의 횡방향 바(94)의 부착물(54)의 회전 이동은 수동 방식으로 이루어질 수도 있으며, 또는 전동식으로 이루어질 수도 있다.
도 2를 다시 참조하면, 상기 접촉 발(52)에는 전술한 오리피스(82)와 유사한 오리피스(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이에 따라, 두 개의 용기(10)가 적층되는 경우, 오리피스(82)가 형성되어 있는 접촉 발(52)이, 예를 들어, 용기(10)의 하면(16B) 상의 체결 장치(54)와 결합될 수도 있다. 한편, 오리피스(82)가 또한 관(56)에 형성될 수도 있으며, 이 경우 승강 기구(60)의 파지 부재(64)의 두 개의 측면(74) 상의 체결 장치(54)가 관(56)에 결합될 수도 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 취급 시스템은 또한, 예를 들어, 도로 수송 차량(85)(도 11)을 이용하여 하나 이상의 여러 개의 용기(10)를 수송하도록 사용되는 섀시(chassis;84)를 포함할 수도 있다(도 11).
섀시(84)는 커넥터(88)에 의해 서로 연결되는 관(86)으로 형성되어 있는 관상형 구성 요소이다.
이러한 섀시(84)는 크래들(cradle:90)을 포함하며, 이 크래들(90)의 각각의 측면을 따라 측면 배리어(barrier:92)가 연장되며, 또한, 횡방향 지지 바(94)가, 예를 들어, 탄성 중합체(elastomer) 패드와 같은 현수 및 완충 부재(96)를 사용하여 크래들(90)과 접촉하도록 배치되어 있다.
전술한 횡방향 바(94)는 두 개가 배치되어 있다. 이들 두 개의 횡방향 바(94) 사이의 거리는 용기(10)의 접촉 발(52)(도 2) 사이의 거리에 대응한다. 각각의 횡방향 바(94)에는 용기(10)가 횡방향 바(94)에 부착될 수 있도록 접촉 발(52)의 오리피스(82)와 결합하도록 구성되어 있는 복수의 체결 장치(54)가 마련되어 있다.
상기 섀시(84)는 횡방향 바(94) 사이에서 연장하는 승강 빔(beam:98)을 포함한다. 상기 승강 빔(98)에도 오리피스(82)가 형성되어 파지 부재(64)의 체결 장치(54)가 결합됨으로써 섀시(84) 또한 승강 기구(60)를 사용하여 승강 작동이 이루어질 수도 있도록 구성될 수도 있으며, 또는 현수 부재(96)의 분리 후에는 단지 승강 빔(98)과 횡방향 바(94)의 조립체만이 승강될 수도 있도록 구성될 수도 있다. 이에 따라, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 용기(10)가 아래쪽에 위치한 제 2 섀시(84) 상에 배치될 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 섀시(84)는 예를 들어, 도로 수송 차량(85)과 같은 수송 차량의 로딩 베드(bed) 상에 배치될 수도 있다. 섀시(84)가 수송 차량(85)에 보다 용이하게 체결될 수 있도록 하기 위하여, 해상 운송 용기를 제조하도록 사용되는 유형의 커넥터(88)가 사용될 수 있다. 이러한 커넥터(88)는 평행 육면체 형태이며, 적어도 소정의 표면 상에 부착 오리피스가 형성되어, 나란히 배치된 두 개의 커넥터가 서로 부착될 수도 있다.
섀시(84)가 수송 차량(85)에 부착되고 나면, 용기(10)가 로딩되어 용기(10)의 체결 장치(52, 82)와 섀시(84)의 체결 장치(54)를 사용하여 용기(10)가 섀시(84)에 부착될 수 있다. 상기 배리어(92)는 제 2 섀시(84)가 제 1 섀시(84)의 상측에 적층될 수 있도록 하는 역할을 하며, 또한 이와 같이 적층된 제 2 섀시(84) 상에서의 용기(10)의 로딩 및 부착을 가능하게 한다. 상기 두 개의 섀시(84)는 이후 인접하게 배치된 커넥터(88)를 사용하여 서로 부착된다. 물론, 체결 장치(52, 54, 82)를 사용하여 용기를 직접 로딩하여 부착하는 방법도 고려할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 해상 운송 용기를 제조하도록 사용되는 유형의 커넥터(88)를 사용함으로써, 또한, 용기(10)가 로딩되어 있는 상태에서의 섀시(84)의 직접적인 취급이 가능하게 된다. 이것은 특히, 각종 수송 기관을 통합한 수단이 사용되는 경우에 유리하며, 이 경우, 로딩 섀시는, 예를 들어, 표준 해상 운송 용기에 직접 로딩되어 체결될 수도 있다.
도 10 및 도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 배리어(92)는 포크리프트 트럭의 포크가 용기(10)의 관(56)의 내부를 관통할 수 있도록 하여 용기(10)가 승강 기구(60)를 사용하지 않고서도 관(56)에 의해 승강될 수 있도록 하기 위한 셋백(setback:100)을 구비한다. 본 발명에 따른 섀시는 승강 기구 또는 다른 통상적인 취급 수단을 사용하여 용기(10)의 취급이 이루어질 수 있도록 함으로써, 사용자의 보다 융통성 있는 사용이 가능하도록 하는 한편, 전술한 바와 같은 기기들이 그 사용성 및 환경에 맞게 사용될 수 있도록 하는 효과가 있다.
이러한 승강 기구(60)를 포함하는 취급 시스템은 취급 장치(52, 54, 56)가 장착되어 있는 용기(10)의 취급, 특히 수평 배향 위치로부터 수직 배향 위치로의 또한 그 반대 방향으로의 용기(10)의 이동을 촉진할 수 있다.
이러한 취급 작동은 또한, 용기(10)가 소형화 및 경량화될수록 촉진된다.
용기(10)가 수직 배향 상태로 저장될 수 있는 경우 핵 연료 집합체의 변경을 필요로 하지 않고서도 저장 공간을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이 경우, 용기의 수송 또한 촉진될 수 있다. 섀시(84)는 여러 개의 용기(10)를 수용하도록 구성되어 있으며 승강 기구(60)와 결합될 수 있어, 수송 및 취급이 보다 용이해지도록 한다. 이러한 섀시(84)에는 수송 동안 사용하지 않은 핵 연료 집합체(2)의 진동 발생을 방지하기 위한 현수 부재(96)가 장착될 수도 있다.
이상에서는 본 발명이 가압수형 원자로(PWR;Pressurized Water Reactor)용의 사용하지 않은 핵 연료 집합체용 용기(10)를 중심으로 설명되어 있긴 하지만, 본 발명이 또한 경수로(LWR;Light Water Reactor)용이나 비등수형 원자로(BWR;Boiling Water Reactor)용의 사용하지 않은 또는 조사 과정을 거치지 않은 핵 연료 집합체(2)용의 모든 유형의 용기에 적용될 수도 있음을 알 수 있을 것이다.
또한, 이상에서는 본 발명이 취급 장치(52, 54, 56)가 사전에 장착되어 있는 용기(10)를 중심으로 설명되어 있긴 하지만, 본 발명에 따른 취급 장치(52, 54, 56)가 장착되고 연관된 용기의 치수 및 무게에 맞게 본 발명에 따른 승강 기구의 작동이 이루어진 후에 사용하지 않은 또는 조사 과정을 거치지 않은 핵 연료 집합체(2)용의 모든 유형의 용기에 적용될 수도 있음을 알 수 있을 것이다.
10 : 용기 60 : 승강 기구
62 : 승강 캐리어 64 : 파지 부재
66 : 관절 이음 부재 68 : 바
76 : 암 84 : 섀시
90 : 크래들 92 : 배리어

Claims (15)

  1. 용기(10)를 승강시키기 위한 기구(60)를 포함하며, 상기 승강 기구(60)는 현수형 승강 캐리어(62)와 용기(10)를 파지하기 위한 파지 부재(64)를 포함하며, 용기(10)에는 용기(10)를 파지 부재(64)에 체결하기 위한 제거 가능한 장치(54)가 마련되어 있는 유형의 핵 연료 집합체(2)용의 용기 취급 시스템으로서, 승강 캐리어(62)가 현수되어 있는 상태에서 상기 파지 부재(64)는 실질적으로 수평 방향의 회전 축선(H)을 중심으로 승강 캐리어(62) 상에서 회전할 수도 있도록 장착되는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템에 있어서,
    상기 파지 부재(64)는 수직 배향 승강 위치, 제 1 수평 배향 승강 위치, 및 제 2 수평 배향 승강 위치에서 승강 캐리어(62)에 대하여 상대적으로 회전 축선(H)을 중심으로 회전하는 방식으로 이동 가능하도록 구성되고, 상기 수직 배향 승강 위치는 승강 캐리어(62)가 현수되어 있는 상태에서 용기(10)가 파지 부재(64)에 의해 실질적으로 수직 배향 상태로 유지될 수 있게 하는 위치이고, 상기 제 1 수평 배향 승강 위치 및 상기 제 2 수평 배향 승강 위치는 승강 캐리어(62)가 현수되어 있는 상태에서 용기(10)가 파지 부재(64)에 의해 실질적으로 수평 배향 상태로 유지될 수 있게 하는 위치이고, 상기 제 1 수평 배향 승강 위치 및 상기 제 2 수평 배향 승강 위치에서 용기(10)는 파지 부재(64)에 의해 승강 캐리어(62)에 대하여 두 개의 서로 다른 높이에 유지되는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 축선은 용기(10)를 관통하여 연장하는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 회전 축선은 용기(10)의 상측에서 연장하는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 수평 배향 승강 위치에서 상기 용기(10)는 등자(橙子) 형상의 승강 캐리어(62)의 바(68)의 하단 높이 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 파지 부재(64)는 상기 제 1 수평 배향 승강 위치와 상기 제 2 수평 배향 승강 위치 사이에서 회전 축선을 중심으로 180°회동되는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 승강 캐리어(62)는 등자 형상이며, 승강 캐리어(62)가 현수되어 있는 상태에서 실질적으로 수직 상태로 배향되며 사이에 용기(10)를 수용할 수 있는 두 개의 바(68)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 파지 부재(64)는, 바(68) 상의 관절 이음 부재(66)에 연결되어 있으며 파지 부재(64)의 방향으로 분리되어 있는 V-자형으로 배치되는 두 개의 암(76)을 통해 각각의 바(68)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  10. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 나란히 배치되는 복수의 용기(10)용의 수송 섀시(84)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 섀시(84)는 크래들(90)과, 이 크래들(90)에 현수 부재(96)를 통해 연결되어 있는 용기(10)를 지지하기 위한 횡방향 바(94)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 파지 부재(64)와 섀시(84)는 섀시(84)가 파지 부재(64)를 사용하여 승강될 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 섀시(84)는 용기(10)가 섀시(84)에 로딩 또는 언로딩될 수 있도록 하기 위해 포크리프트 트럭의 포크가 관통할 수 있도록 하기 위한 셋백(setback:100)을 구비한 측방 배리어(barrier:92)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 섀시(84)는 적어도 하나의 용기(10)가 로딩되어 있는 섀시(84)의 취급이 가능하도록 하기 위해 커넥터(88)에 의해 연결되어 있는 섀시 부재(86)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
  15. 제 4 항에 있어서, 상기 회전 축선은 용기(10)의 무게 중심에 인접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 핵 연료 집합체용 용기 취급 시스템.
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