KR101617093B1 - 연료봉 용기 - Google Patents

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Abstract

연료봉 용기, 특히 연료봉을 위한, 바람직하게는 훼손된 연료봉을 위한 연료봉 용기로서, 연료봉 용기는, 내부 챔버를 둘러싸는, 용기 베이스, 용기 외장 및 용기 커버를 구비하는, 일체형의, 특히 단조된 연료봉 용기로서 형성된다. 용기 커버는 폐쇄 부재에 의해 폐쇄 가능한 용기 커버 개구를 포함한다. 내부 챔버 내에 연료봉을 위한 적어도 하나의 수용관이 배치되고, 상기 수용관은 용기 베이스측 단부에서 유체 밀봉 방식으로 폐쇄된다. 폐쇄 부재는 용기 커버 개구 내로 삽입될 수 있고, 특히 나사결합될 수 있다.

Description

연료봉 용기{FUEL ROD QUIVER}
본 발명은 연료봉 용기, 특히 연료봉을 위한, 바람직하게는 훼손된 연료봉을 위한 연료봉 용기에 관한 것이다.
연소된 연료체를 저장 및/또는 수송을 위해 기계적인 고내구성 컨테이너에 반입하는 것이 기본적으로 공개되어 있다. 이러한 수송 및/또는 저장 컨테이너는 예를 들어 상표명 Castor® 또는 Constor®로 표시된다. 원자력 발전소의 가동 중에 연료체들은 훼손될 수 있다. 특히 훼손된 연료체의 기계적 특성들은 명확하게 예측될 수 없기 때문에, 훼손된 연료체를 수송 컨테이너 및/또는 저장 컨테이너에 반입하는 것은 위험하다. 훼손된 연료체들은 원자로에서 제거 후에 냉각탱크에 저장되고, 이 경우 저장 동안 연료체 내로 또는 핵연료를 둘러싸는 피복관 내로 물이 침투할 수 있다. 실제로 공개된 저장 컨테이너 및/또는 수송 컨테이너 내에 이러한 훼손된 연료체의 저장 시 훼손된 연료체로부터 물이 배출될 수 있기 때문에, 수송/저장 컨테이너가 연료체로부터 배출되는 물에 의해 및/또는 잔류 방사능과 관련해서 형성된 물질들에 의해 부식으로 인해 손상되는 위험이 있다. 예를 들어 DE 10 2005 043 857 A1호에 훼손된 연료봉들을 위한 다수의 수용관을 포함하는 연료봉 용기가 공개되어 있다. 상기 연료봉 용기의 개별 수용관을 진공화함으로써 결함 있는 연료봉들을 후속하는 저장을 위해 건조하는 것이 공개되어 있다. 건조 후에 상기 연료봉 용기는 폐쇄되어야 하고, 이를 위해 용기측 밀봉면과 커버측 밀봉면 사이에 배치된 금속 밀봉부가 제공된다. 실제로 공개된 연료봉 용기의 밀봉성을 보장하기 위해, 밀봉 플레이트는 미리 정해진 균일한 압력에 의해 밀봉부에 대해 고정되어야 한다. 그러나, 장시간 저장 시 조여진 나사에 이완 효과가 발생하고, 따라서 연료봉 용기의 폐쇄부의 밀봉성이 보장될 수 없는 것이 공개되어 있다. 또한, 실제로 공개된 연료봉 용기의 경우 훼손된 연료봉들을 위한 수용관들의 고정이 중요한데, 그 이유는 상기 수용관들은 하부측 단부 스토퍼 위에서 연료봉 용기의 하부 플레이트에 고정 용접되기 때문이다. 연료봉 용기의 높은 기계적 부하 시 또는 수용관들의 열에 의한 길이 변동 시, 이러한 용접 시임은 심한 부하를 받고, 이로 인해 상기 용접 시임이 손상될 수 있다.
본 발명의 과제는 높은 기계적 내구성에 의해 확실한 밀봉성, 간단한 구성, 높은 고장 안전성 및 다수의 손상된 상이한 연료봉에 대한 융통성 있는 적응성을 특징으로 하는 연료봉 용기를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구범위 제 1항에 따른 연료봉 용기에 의해 해결된다.
상기 과제의 해결을 위해 본 발명은 연료봉 용기, 특히 연료봉을 위한, 바람직하게는 훼손된 연료봉을 위한 연료봉 용기를 제안하고, 이 경우 연료봉 용기는, 내부 챔버를 둘러싸는, 용기 베이스, 용기 외장 및 용기 커버를 구비하는, 특히 일체형 연료봉 용기로서 형성되며, 이 경우 용기 커버는 폐쇄 부재에 의해 폐쇄 가능한 용기 커버 개구(커버 개구)를 포함하고, 내부 챔버 내에 연료봉을 위한 적어도 하나의 수용관이 배치되며, 상기 수용관은 용기 베이스측 단부에서 유체 밀봉 방식으로 폐쇄되고, 폐쇄 부재는 커버 개구 내로, 특히 나사결합되어, 삽입될 수 있다.
기본적으로 연료체로부터 제거된 연료봉은 연료봉을 위한 수용관에 삽입될 수 있다. 바람직하게 하나의 수용관에 하나의 연료봉만이 할당된다. 바람직하게 연료봉은 특수 연료봉이다. 특수 연료봉은 예를 들어 손상되지 않은 또는 결함 있는 연료봉 형태의, 연료봉 섹션 형태의 또는 특히 가압수형 원자로 또는 비등수형 원자로에서 분리된 연료 형태의 조사된 또는 비조사된 핵연료이다. 특수 연료봉은 캡슐로 둘러싸이거나 취급 슬리브에 삽입된다. 캡슐 및/또는 취급 슬리브에 의한 캡슐부는 특히 특수강 및/또는 지르코늄 합금으로 제조된다. 실시예에 따라 특수 연료봉은 예를 들어 변형되거나 깨진 훼손된 연료봉이다. 본 발명과 관련해서, 특수 연료봉은 이미 훼손된 연료봉이므로, 특수 연료봉은 원자로에서 계속해서 사용할 수 없다. 특수 연료봉은 유체 투과성 연료봉이고, 상기 연료봉의 피복관은 유체 매체에 대해 투과성이고 및/또는 상기 연료봉의 피복관을 통해 방사능 물질이 배출될 수 있다.
바람직하게 연료봉 용기는, 사용 가능한 또는 훼손되지 않은 연료체의 치수에 상응하는 치수를 갖는다. 본 발명과 관련해서, 본 발명에 따른 연료봉 용기는 선행기술에 공개된 수송 컨테이너 및/또는 저장 컨테이너에 연료체 대신에 반입될 수 있다. 본 발명에 따른 연료봉 용기는 연료봉, 특히 특수 연료봉의 저장 및/또는 수송을 위해 이용될 수 있다. 연료봉 용기는 바람직하게 단조된 모놀리식, 바람직하게는 용접 시임을 포함하지 않는 바디로서 형성된다.
특히 폐쇄 부재에 의해 폐쇄된 용기 커버 위에 헤드측 충격 흡수기가 배치되고, 상기 충격 흡수기는 바람직하게 연료봉 용기에, 바람직하게는 용기 외장에 나사로 결합된다. 바람직하게, 충격 흡수기가 용기 베이스의 내측 표면으로부터 멀어지게 향하는 연료봉 용기 위에, 특히 용기 외장에, 연결되고, 바람직하게 나사 결합된다. 충격 흡수기를 용기 베이스에 접촉시키는 접촉면은 특히 하나의 그리고 바람직하게는 다수의 배수 그루브를 포함하고, 연료봉 용기가 예를 들어 연료체 저장조 또는 냉각탱크(저장조)로부터 빼내지는 경우에, 상기 배수 그루브에 의해 연료봉 용기로부터 물이 흘러나갈 수 있다.
특히 내측 표면으로부터 멀어지게 향하는 연료봉 용기의 표면은 예를 들어 밀링된 홈을 포함하고, 홈을 둘러싸는 길이방향 릿지(ridge) 및 가로방향 릿지는 예를 들어 연료봉 용기의 수송 및/또는 저장 시 지지면으로서 형성될 수 있다.
바람직한 실시예에 따라 연료봉 용기와 폐쇄 부재는 동일한 재료로 제조된다. 바람직하게 연료봉 용기와 폐쇄 부재를 제조하는 재료는 동일한 열팽창 계수를 갖는다. 이로 인해 연료봉 용기와 폐쇄 부재의 상이한 열팽창 계수에 따른 응력의 형성이 방지된다. 연료봉 용기 및/또는 폐쇄 부재는 각각 강, 특히 특수강으로 이루어진다. 특히 바람직하게 폐쇄 부재 및/또는 연료봉 용기는 할로겐화물, 특히 염화물에 대해 내구성을 갖는 특수강, 예를 들어 DIN 17440에 따른 재료 번호(material number) 1.4571로 표시되는 강으로 제조된다.
바람직하게 폐쇄 부재는 지지 부재를 포함하고, 폐쇄 부재측의 상기 지지 부재는 커버 개구측의 상보적 지지 부재와 함께 작용하고, 폐쇄 부재는 상기 지지 부재 및 상보적 지지 부재에 의해 연료봉 용기에 고정될 수 있다. 특히 바람직하게 지지 부재는 나사산으로서 형성되고, 상보적 지지 부재는 상기 나사산에 대한 상보적 나사산으로 형성된다. 실시예에 따라 폐쇄 부재는 외부 나사산을 포함하고, 상기 외부 나사산은 커버 개구 내에 배치된 내부 나사산과 함께 작용한다. 폐쇄 부재는 특히 바람직하게 나사 커버로서 형성된다. 바람직하게 연료봉 용기는 폐쇄 부재에 의해 유체 밀봉 방식으로 폐쇄될 수 있다.
폐쇄 부재는 특히 바람직하게 지지 부재에 의해서만 또는 실질적으로 지지 부재에 의해, 특히 용기 커버측 내부 나사산에 결합하는 외부 나사산에 의해 커버 개구 내에서 지지된다. 다시 말해서 폐쇄 부재는 추가적인 나사에 의해 연료봉 용기, 특히 연료봉 용기의 용기 커버에 고정되지 않는다(나사 결합부를 포함하지 않음). 기본적으로, 폐쇄 부재는 예를 들어 베이어닛 수단(bayonet means)에 의해 연료봉 용기에 록킹 또는 고정된다.
바람직하게 폐쇄 부재는 원형 폐쇄 커버로서 형성된다. 바람직하게 폐쇄 부재는 플랜지 또는 칼라를 포함하고, 폐쇄 부재가 커버 개구 내로 삽입되는 경우, 특히 나사결합되는 경우에, 상기 플랜지 또는 칼라는 커버 개구를 둘러싸는 용기 커버의 단부면에 접촉할 수 있다. 폐쇄 부재가 커버 개구 내로 삽입되는 경우, 특히 나사결합되는 경우에, 바람직하게 특히 환형 칼라 또는 플랜지는 유체 밀봉 방식으로 또는 기체 밀봉 방식으로 용기 커버의 단부면 위에 배치된다. 이로 인해 폐쇄 부재에 의해 폐쇄된 연료봉 용기가 연료봉 또는 특수 연료봉을 유체 밀봉 방식으로, 바람직하게는 기체 밀봉 방식으로 둘러싸는 것이 보장된다.
특히 바람직하게 폐쇄 부재는 내부 챔버로부터 멀어지게 향하는 용기 커버의 단부면에서 또는 용기 커버의 외측면에서 용기 커버에 일체형으로 연결되고, 특히 용접된다. 바람직하게는 폐쇄 부재의 플랜지 또는 칼라는 연료봉 용기에 그리고 특히 용기 커버에 용접된다. 바람직하게 용기 커버와 폐쇄 부재의 연결을 위한 용접 시임을 형성하는 재료는 폐쇄 부재 및/또는 연료봉 용기와 동일한 재료로 형성된다. 폐쇄 부재, 용기 커버 및 용접 시임을 위한 동일한 재료의 선택은, 연료봉 용기의 개별 구성 요소들 사이에 내식성에 영향을 미치는 전위 차이가 형성되지 않고, 예를 들어 연료봉 용기의 열 팽창 시 조절 불가능한 힘이 용접 시임에 작용하지 않는 것을 보장한다. 바람직하게 커버 개구측의 상보적 지지 부재에서 지지 부재에 의한 폐쇄 부재의 록킹에 의해 폐쇄 부재와 연료봉 용기 사이의 특히 기계적으로 심한 부하를 받는 연결이 제공되고, 따라서 연료봉 용기의 심한 기계적 부하에도 불구하고 용접 시임에 힘이 작용하지 않고 또는 용접 시임에 의해 흡수 가능한 힘만이 용접 시임에 작용한다. 바람직하게 폐쇄 부재에 작용하는 힘은 지지 부재를 통해 유도되므로, 바람직하게 용접 시임은 탄성에 의해서만 응력을 받는다. 용접 시임의 응력은 기계적 및/또는 열-기계적일 수 있다. 본 발명과 관련해서 용접 시임은 밀봉 시임으로서 구현되고, 이 경우 용접 시임은 특히 바람직하게 지지 또는 힘 유도 기능을 하지 않는다.
특히 바람직하게, 연료봉 용기가 폐쇄 부재에 의해 유체 밀봉 방식으로 폐쇄되는 경우에, 폐쇄 부재는 특히 용기 커버와의 외측면의 일체형 연결부를 제외하고 밀봉부 없이 커버 개구 내에 배치된다. 이로써 본 발명에 따른 연료봉 용기는 높은 작동 안전성과 바람직한 관리 용이성을 특징으로 한다.
본 발명과 관련해서, 내부 챔버 내에 수용 바스켓이 배치되고, 이 경우 수용관은 수용 바스켓에 연결된다. 바람직하게는 수용관은 수용 바스켓에만 연결된다. 수용관의 용기 베이스측 단부는 폐쇄부에 의해 폐쇄되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 바람직하게 수용관 내에 수용된 연료봉 또는 특수 연료봉은 차단 부재에 의해 수용관 내에 고정 가능하다. 수용 바스켓 및/또는 수용관이 연료봉 용기 또는 폐쇄 부재와 동일한 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 수용 바스켓 및/또는 수용관이 각각 DIN 17440에 따른 재료 번호 1.4571을 갖는 특수강으로 제조되는 것이 바람직하다.
수용 바스켓은 연료봉 용기 내에 이 가역적으로 고정될 수 있는 것이 바람직하다. 수용 바스켓은 본 발명과 관련해서 연료봉 용기 내에 수용될 연료봉들 또는 특수 연료봉들에 그리고 수용될 연료봉들 또는 특수 연료봉들의 개수에 맞게 조정 가능하다. 바람직하게는 수용 바스켓의 형상 또는 수용 바스켓의 수용관에 제공 가능한 연료봉들 또는 특수 연료봉들의 개수는 본 발명에 따른 연료봉 용기에 의해 제공되는 수용 바스켓의 밀봉 캡슐부와 무관하다.
특히 바람직하게 수용 바스켓은 커버 개구를 통해 내부 챔버 내로 삽입될 수 있고 또는 내부 챔버로부터 제거될 수 있다. 연료봉 용기에 의한 수용 바스켓의 밀봉 캡슐부의 형성 전에 수용 바스켓은 먼저 커버 개구를 통해 연료봉 용기의 내부 챔버 내부로 삽입될 수 있고, 이어서 폐쇄 부재가 커버 개구 내로 삽입되고, 특히 나사결합된다. 바람직하게는, 폐쇄 부재가 완전히 커버 개구 내로 삽입되고, 특히 나사결합되는 경우에, 폐쇄 부재의 바람직하게 환형 칼라 또는 플랜지는 용기 커버에 용접된다. 이로써 수용 바스켓의 밀봉 캡슐부는 연료봉 용기에 의해 제공된다. 연료봉 용기로부터 수용 바스켓의 제거는, 예를 들어 폐쇄 부재와 용기 커버 사이의 용접 시임이 분리된 후에, 커버 개구의 개방을 위해 폐쇄 부재가 제거됨으로써 이루어진다. 본 발명과 관련해서 수용 바스켓은 커버 개구를 통해 내부 챔버로부터 제거될 수 있다.
수용 바스켓은 상부 플레이트와 하부 플레이트를 포함할 수 있고, 이 경우 하나의 수용관 그리고 바람직하게 다수의 수용관은, 각각의 수용관의 상부 플레이트측의 단부는 개방되어 형성되도록 상부 플레이트에 연결되고 각각의 수용관의 하부 플레이트측 단부는 폐쇄되도록 설계된다. 바람직하게 수용관들은 서로 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 배치된다. 실시예에 따라 내부 챔버 내에 또는 수용 바스켓 내에 수용관의 공간적인 고정은 다공판에 의해 이루어지고, 상기 다공판은 수용관들을 조절 가능한 간격으로 지지하고 또는 상기 수용관들의 위치를 고정한다. 바람직하게 개별 수용관들의 직경은 제거될 연료봉 또는 특수 연료봉에 맞게 조정될 수 있다.
바람직하게 내부 챔버 내에 적어도 2개의 온도 제어 채널이 형성되고, 이 경우 하나의 수용관 및 특히 내부 챔버 내에 배치된 다수의 수용관은 제1 온도 제어 채널에 배치되고, 상기 제1 온도 제어 채널을 통해 온도 제어 매체가 내부 챔버 내로 유입될 수 있고, 제2 온도 제어 채널을 통해 온도 제어 매체가 내부 챔버로부터 배출될 수 있다. 온도 제어 매체는, 내부 챔버 내로 유입 후에 수용관 둘레에서 유동하도록 제1 온도 제어 채널을 통해 내부 챔버 내로 유입될 수 있는 것이 바람직하고, 이 경우 바람직하게 온도 제어 매체의 열은 수용관에 및 수용관 내에 수용된 연료봉에 전달되고 또는 전달될 수 있다.
바람직하게 수용관 또는 수용관들은 유체 밀봉 방식으로, 특히 기체 밀봉 방식으로 형성되고, 이 경우 수용관의 용기 커버측 단부는 개방되어 형성되고, 바람직하게 수용관의 용기 베이스측 단부는 폐쇄되어(유체 밀봉 방식으로) 형성된다. 온도 제어 매체는 예를 들어 온도 제어된 공기 및/또는 온도 제어된 질소일 수 있다. 바람직하게 온도 제어 매체는, 수용관 내로 온도 제어 매체의 침투가 배제되도록 제1 온도 제어 채널 및/또는 제2 온도 제어 채널에 안내될 수 있다.
제2 온도 제어 채널은 연료봉 용기 내에, 바람직하게는 수용 바스켓 내에, 특히 중심에 위치하도록, 배치되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 수용관들은 특히 제2 온도 제어 채널의 외부에 방사방향으로 배치된다. 제2 온도 제어 채널은 예를 들어 중앙관으로서 형성되고, 상기 중앙관은 예를 들어 실린더형 수용관 바스켓의 길이방향 축을 따라 연장된다. 실시예에 따라 수용관 내에 수용된 연료봉 또는 수용관들 내에 수용된 연료봉들의 건조 시 온도 제어 매체는, 수용관을 둘레에서 유동하고 연료봉 용기의 내부 챔버의 베이스측 단부에서 편향되고, 제2 온도 제어 채널을 통해 연료봉 용기의 내부 챔버로부터 배출되도록, 커버측에서 연료봉 용기의 내부 챔버 내로 유입된다. 이로 인해 수용관 또는 수용관들 내에 있는 연료봉 또는 연료봉들 또는 특수 연료봉들의 온도 제어가 가능하고, 이 경우 온도 제어 매체는 연료봉 또는 연료봉들과 접촉하지 않는다. 특히 건조 시 수용관의 커버측의 개방 단부는 예를 들어 진공 장치에 연결되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 소위 항류 원리에 따른 건조 시 온도 제어 매체는 수용관 또는 수용관들을 역류하고, 이 경우 온도 제어 매체는 수용관 또는 수용관들로부터 흡인된 습기의 유동 방향과 반대로 수용관 또는 수용관들을 역류한다. 수용관 또는 수용관들은 수용관 내에 수용된 연료봉 또는 수용관들 내에 수용된 연료봉들의 건조를 위해 진공화될 수 있고, 이 경우 연료봉 용기의 내부 챔버의 온도 제어는, 온도 제어 매체가 내부 챔버로부터 멀어지게 향하는 연료봉 용기의 표면 둘레에서 유동함으로써 이루어진다.
연료봉 용기 및/또는 수용 바스켓에 적어도 하나의 희생 양극이 연결될 수 있다. 바람직하게 희생 양극은 연료봉 용기의 내부 챔버 내에 배치된다. 희생 양극의 기준 전위가 연료봉 용기 및/또는 폐쇄 부재 및/또는 수용 바스켓의 기준 전위보다 작은 것이 바람직하다. 바람직하게 희생 양극은 강, 바람직하게는 특수강으로 제조되고, 이 경우 강은 예를 들어 ≥-0.4 V, 그리고 특히 ≥ 0 V의 기준 전위를 갖는다. 희생 양극의 파괴 전위(breakdown potential)는 연료봉 용기 및/또는 폐쇄 부재 및/또는 수용 바스켓의 파괴 전위보다 작다. 파괴 전위란 특히 부동태 통과 영역(transpassive region)이 시작되고 국소 부식이 가능한 전기 기계적 전위이다. 희생 양극은 예를 들어 희생 플레이트 또는 하부 플레이트로서 형성되고, 상기 플레이트는 수용 바스켓의 용기 베이스측 단부에서 수용 바스켓에 연결된다. 이로 인해, 희생 양극에 의해 제공된 전체 연료봉 용기를 위한 부식 방지가 작용하는 것이 보장된다. 예를 들어 희생 플레이트는 녹이 슬지 않는 강으로, 예를 들어 DIN 17440에 따른 재료 번호 1.4301를 갖는 녹이 슬지 않는 강으로 제조된다.
실시예에 따라 연료봉 용기에 조작 장치(manipulater)가 연결되고, 이 경우 조작 장치의 파지에 의해 연료봉 용기가 들어 올려질 수 있고 및/또는 움직일 수 있다. 특히 바람직하게 조작 장치는 커버측의 충격 흡수기에 연결된다. 예를 들어 조작 장치는 리프팅 장치를 위한 결합 개구로서 형성된다.
본 발명은, 본 발명에 따른 연료봉 용기가 특수한 강건성으로 특징되는 것에 기초한다. 바람직하게 연료봉 용기는 모놀리식 단조 부품이고, 상기 단조 부품은 용접 연결 없이 형성된다. 바람직하게 연료봉 용기는 부하를 받는 용접 시임의 방지 하에 폐쇄 부재에 의해 폐쇄될 수 있다. 또한 본 발명은, 용기 커버 및 용기 베이스에 나사 결합된 충격 흡수기에 의해 높은 축방향 부하가 흡수될 수 있고, 따라서 본 발명에 따른 연료봉 용기에서 특히 훼손된 연료봉들의 안전한 봉입이 문제없이 가능하다는 사실에 기초한다.
또한 본 발명에 따른 연료봉 용기는 수용관 내에 수용된 연료봉들의 효과적인 건조를 가능하게 하므로, 습기로 인한 부식의 방지 하에 장기간 저장이 문제없이 가능하다. 폐쇄 부재로 커버 개구의 본 발명에 따른 폐쇄는 또한 밀봉부 없이 연료봉 용기의 폐쇄를 가능하게 하고, 이로써 나사에 관해 공개된 이완 효과를 무시하고 장기간 저장 시 연료봉 용기의 우려되는 비밀봉성이 방지된다. 연료봉 용기의 내부 챔버 내로 삽입 가능한 수용 바스켓은 따라서 훼손된 연료봉들의 가변적인 양에 맞게 문제없이 조정 가능하므로, 연료봉 용기는 수용 바스켓의 간단한 변형에 의해 다양한 다수의 연료봉의 양에 대해 조정 가능하다. 바람직하게 본 발명에 따른 연료봉 용기는 훼손된 연료봉들의 저장 및 수송에 적합하다. 본 발명에 따른 연료봉 용기에 의해 연료봉들의 밀봉 봉입과 연료봉 용기의 내부 챔버 내에 개별 연료봉들의 배치의 분리가 가능하고, 이로 인해 본 발명에 따른 연료봉 용기는 수용될 연료봉의 가변적인 양에 맞게 문제없이 조정될 수 있다.
하기에서 본 발명은 하나의 실시예만을 도시하는 도면을 참고로 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 연료봉 용기를 도시한 사시도.
도 2a는 도 1에 따른 본 발명에 따른 연료봉 용기 내에 배치된 수용 바스켓을 도시한 사시도.
도 2b는 도 2a에 따른 수용 바스켓의 섹션 B의 확대도.
도 2c는 도 2a에 따른 수용 바스켓의 섹션 C를 하부에서 본 사시도.
도 3은 폐쇄 부재가 연료봉 용기의 커버 개구 내에 아직 삽입되지 않고, 수용 바스켓이 배치된 본 발명에 따른 연료봉 용기를 도시한 도면.
도 4는 폐쇄된 커버 개구를 포함하는 본 발명에 따른 연료봉 용기를 도시한 도면.
도 1에, 용기 베이스(2), 용기 외장(3) 및 용기 커버(4)를 포함하는 연료봉 용기(1)가 도시된다. 특히 그리고 실시예에 따라 연료봉 용기(1)는 직방체로 형성된다. 용기 외장(3)은 릿지들(ridges: S)을 포함하고, 상기 릿지는 실시예에 따라 연료봉 용기(1)의 저장 및/또는 수송시 지지면으로서 이용된다. 용기 커버(4) 위에 도 1에 따라 충격 흡수기(5a)가 배치된다. 하부측에 또는 용기 베이스(2)에 충격 흡수기(5b)가 배치되므로, 특히 그리고 실시예에 따라, 충격 흡수기들(5a, 5b)을 포함하는 연료봉 용기(1)의 길이는 연료체의 길이에 상응한다.
도 1에 충격 흡수기(5b)의 용기 베이스측 접촉면이 배수 그루브를 구비하는 것은 도시되지 않고, 충격 흡수기로 보호되는 연료봉 용기(1)가 저장조에서 꺼내지는 경우에, 상기 그루브를 통해 물이 배출될 수 있다.
도 2a에, 도 3에 도시된 바와 같이 연료봉 용기(1)의 내부 챔버(I) 내에 위치하게 되는, 수용 바스켓(6)이 도시된다. 특히 그리고 실시예에 따라, 수용 바스켓(6)은 다수의 수용관(7)을 포함하고, 이 경우 하나의 수용관(7)에 각각 하나의 도시되지 않은 연료봉 또는 특수 연료봉이 수용된다. 도 2b 및 도 2c에, 수용 바스켓(6)의 개별 수용관들(7)이 다공판(8)을 통해 안내됨으로써, 수용관들(7)이 서로 이격되어 지지되고 서로 평행하게 정렬되는 것이 도시된다. 수용 바스켓(6)과 연료봉 용기(1)를 부식으로부터 보호하기 위해, 수용 바스켓(6)에 희생 플레이트로서 형성된 희생 양극(9)이 고정되도록 구성된다. 희생 양극(9)의 기준 전위는, 특히 그리고 실시예에 따라, 연료봉 용기(1) 또는 수용 바스켓(6)에 사용된 재료들의 기준 전위보다 작다. 또한 도 2a에, 수용 바스켓(6)이 희생 양극으로서 작용하는 상부 플레이트(18) 및 하부 플레이트(19)를 구비하는 것이 도시된다. 특히 그리고 실시예에 따라, 수용 바스켓(6)이 연료봉 용기(1)의 내부 챔버(I)에 삽입되는 경우에, 하부 플레이트(19)는 수용 바스켓의 용기 베이스측 단부에 배치된다. 상부 플레이트(18)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 연료봉 용기(1)의 용기 커버측 단부에서 수용관(7)에 연결된다.
수용 바스켓(6)은, 연료봉 용기(1)의 내부 챔버(I) 내에서 수용 바스켓(6)과 연료봉 용기(1) 사이에 제1 온도 제어 채널을 형성하도록 삽입되고, 상기 제1 온도 제어 채널을 통해 온도 제어 매체가 연료봉 용기(1)의 내부 챔버(I) 내로 유입되어 수용관(7)을 둘레에서 유동하게 될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c 및 도 3에, 수용 바스켓(6)의 중앙관(10)으로서 형성된 제2 온도 제어 채널이 제공되는 것이 도시되고, 이 경우 중앙관(10)은 수용 바스켓(6)의 용기 베이스측 단부로부터 수용 바스켓(6)의 용기 커버측 단부를 향해 연장된다. 내부 챔버(I)내로 유입된 온도 제어 매체는, 특히 그리고 실시예에 따라, 중앙관(10)을 통해서만 연료봉 용기(1)의 내부 챔버(I)로부터 배출된다.
도 3은 연료봉 용기의 용기 커버측 섹션을 도시하고, 이 경우 나사 커버(11)로서 형성된 폐쇄 부재는 외부 나사산(12)에 의해 용기 커버(4)의 커버 개구(13) 내로 아직 삽입되지 않은 상태이다. 커버 개구(13)는 나사 커버(11)의 외부 나사산(12)에 대해 상보적인 내부 나사산(14)을 갖는다. 도 4에 나사 커버(11)가 커버 개구(13) 내로 나사결합된 것이 도시된다. 또한 도 4에 또는 도 4의 부분 확대도에, 나사 커버(11)가 커버 개구(4)에 용접 시임(15)에 의해 용접된 것이 도시된다. 특히 도 4의 부분 확대도에, 나사 커버(11)가 플랜지(16)를 포함하고, 상기 플랜지(16)에 의해 커버 개구(13) 내로 나사결합된 나사 커버(11)(폐쇄 커버)가 내부 챔버(I)로부터 멀어지게 향하는 용기 커버(4)의 단부면(17) 위에 배치되는 것이 도시된다. 특히 그리고 실시예에 따라, 나사 커버(11)의 플랜지(16)는 용기 커버(4)에 용접된다.
도 1, 도 3 및 도 4에, 연료봉 용기(1)가 단조된 일체형 연료봉 용기(1)로서 형성된 것이 도시된다. 특히 그리고 실시예에 따라, 나사 커버(11)와 용접 시임(15)은 연료봉 용기(1)와 동일한 재료로 이루어진다. 이로 인해, 연료봉 용기(1), 나사 커버(11) 및 용접 시임(15)의 기계적 부하 및 상이한 열팽창 계수로 인한 연료봉 용기(1) 내의 응력이 방지된다. 실시예에 따라 용접 시임(15)은 나사 커버(11)와 용기 커버(4) 사이의 유지보수가 필요 없고 모니터링이 필요 없는 연결부로서 형성되고, 상기 연결부에 의해, 특히 그리고 실시예에 따라, 연료봉 용기(1)의 장시간 밀봉성이 보장될 수 있다. 나사 커버(11)가 추가 밀봉 부재 또는 밀봉 링을 삽입하지 않고 연료봉 용기(1)의 내부 챔버를 밀봉하는 것은, 특히 도 4에 도시된다. 연료봉 용기(1)의 압력 부하 시에 결과적으로 생성되는 힘은, 용접 시임(15)이 항상 부하를 받지 않도록 충격 흡수기(5a), 나사 커버(11) 및 연료봉 용기(1)에 의해 흡수된다.

Claims (14)

  1. 연료봉 용기로서,
    상기 연료봉 용기(1)는, 내부 챔버(I)를 둘러싸는, 용기 베이스(2), 용기 외장(3) 및 용기 커버(4)를 구비하는, 단조된 연료봉 용기(1)로서 형성되고,
    상기 용기 커버(4)는 폐쇄 부재(11)에 의해 폐쇄 가능한 용기 커버 개구(13)를 포함하며,
    상기 내부 챔버(I) 내에 연료봉을 위한 적어도 하나의 수용관(7)이 배치되고, 상기 수용관(7)은 용기 베이스측 단부에서 유체 밀봉 방식으로 폐쇄되고,
    상기 폐쇄 부재(11)는 상기 용기 커버 개구(13) 내로 삽입될 수 있고,
    상기 내부 챔버(I) 내에 적어도 2개의 온도 제어 채널이 형성되고, 상기 수용관(7)은 제1 온도 제어 채널 내에 배치되고, 상기 제1 온도 제어 채널을 통해 온도 제어 매체가 상기 내부 챔버(I) 내로 유입될 수 있으며, 제2 온도 제어 채널(10)을 통해 온도 제어 매체가 상기 내부 챔버(I)로부터 배출될 수 있고,
    상기 제2 온도 제어 채널(10)은 상기 연료봉 용기(1) 내에 중심에 배치되는 것인 연료봉 용기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 연료봉 용기(1)와 상기 폐쇄 부재(11)는 동일한 재료로 제조되는 것인 연료봉 용기.
  3. 제 1항에 있어서,
    헤드측 충격 흡수기(5a)가 상기 폐쇄 부재(11)에 의해 폐쇄된 용기 커버(4) 위에 배치되고,
    충격 흡수기(5b)가 상기 용기 베이스(2)의 내부 챔버로부터 멀어지게 향하는 연료봉 용기 표면 위에 연결되는 것인 연료봉 용기.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폐쇄 부재(11)는 지지 부재를 포함하고, 폐쇄 부재측의 상기 지지 부재는 커버 개구측의 상보적 지지 부재와 함께 작용하고, 상기 폐쇄 부재(11)는 지지 부재 및 상보적 지지 부재에 의해 상기 연료봉 용기(1)에 고정될 수 있는 것인 연료봉 용기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 지지 부재는 나사산(12)으로서 형성되고, 상기 상보적 지지 부재는 상기 나사산(12)에 대한 상보적 나사산(14)으로서 형성되는 것인 연료봉 용기.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폐쇄 부재(11)는 상기 내부 챔버(I)로부터 멀어지게 향하는 상기 용기 커버(4)의 단부면(17)에서 또는 상기 용기 커버(4)의 외측면에서 상기 용기 커버(4)에 일체형으로 연결되는 것인 연료봉 용기.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료봉 용기(1)가 상기 폐쇄 부재(11)와 유체 밀봉 방식으로 폐쇄되는 경우에, 상기 폐쇄 부재(11)는 상기 용기 커버(4)와의 외측면의 일체형 연결부를 제외하고 밀봉부 없이 상기 커버 개구(13) 내에 배열되는 것인 연료봉 용기.
  8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 챔버(I) 내에 수용 바스켓(6)이 배치되고, 상기 수용관(7)은 상기 수용 바스켓(6)에 연결되는 것인 연료봉 용기.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 수용 바스켓(6)은 상기 연료봉 용기(1) 내에 가역적으로 고정될 수 있는 것인 연료봉 용기.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 수용 바스켓(6)은 상기 커버 개구(13)를 통해 상기 내부 챔버(I) 내로 삽입될 수 있고 또는 상기 내부 챔버(I)로부터 제거될 수 있는 것인 연료봉 용기.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 수용 바스켓(6)은 상부 플레이트(18)와 하부 플레이트(19)를 포함하고,
    상기 수용관(7)은, 각각의 수용관(7)의 상부 플레이트측 단부가 개방되어 형성되도록 상기 상부 플레이트(18)에 연결되며 그리고 각각의 수용관(7)의 하부 플레이트측 단부가 폐쇄되도록 설계되며, 각각의 수용관(7)은 상기 제1 온도 제어 채널 내에 배치되는 것인 연료봉 용기.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 온도 제어 채널(10)은 상기 연료봉 용기(1) 내에서 상기 수용 바스켓(6) 내에 배치되는 것인 연료봉 용기.
  13. 삭제
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