KR101700452B1 - 원자로용 연료 집합체와 그 지지 격자 - Google Patents
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Abstract
스트랩들의 공진 진동을 회피하기 위해 와류들의 위상을 달리함에 의해 격자 스트랩들의 에지들로부터 발산된 와류들의 상관관계를 깨도록 설계된 각이 있는 선단 및 후단 에지를 가지는 계란판 구성의 복수의 직교 배치된 스트랩들의 배열로 형성된 핵연료 집합체 지지 격자가 개시된다.
Description
본 발명은 일반적으로 원자로 연료 집합체에 관한 것이며, 더 상세하게는 유체유발 진동(Flow Induced Vibration)을 최소화하는 지지 격자를 사용하는 핵연료 집합체에 관한 것이다.
압력 하의 물로 냉각되는 원자로 전력 생성 시스템의 제1측은, 분리되며 유용한 에너지 생산을 위해 제2 회로와 열교환 관계에 있는 폐쇄 회로를 포함한다. 상기 제1측은 핵분열성 물질을 포함한 복수의 연료 집합체들을 지지하는 코어(core) 내부 구조를 에워싼 원자로 용기, 열교환 증기발생기 내의 제1 회로, 가압수의 순환을 위한 가압기, 펌프들, 및 파이프들의 내부 용적을 포함하며; 상기 파이프들은 상기 증기 발생기들 및 펌프들의 각 각을 상기 원자로 용기에 독립적으로 연결한다. 증기 발생기, 펌프, 및 상기 용기들에 연결된 파이프들의 구조는 상기 제1측의 루프(loop)를 형성한다.
도시의 목적을 위해, 도 1은 핵 코어((14)를 에워싼 폐쇄 헤드(closure head)(12)를 가지는 일반적으로 원통형의 원자로 압력용기(10)를 구비하는, 간소화된 원자로 제1 시스템을 도시한다. 물과 같은, 액체 원자로 냉각수가 증기구동 터빈발전기와 같은, 이용회로(미도시)로 열이 전달되는 증기 발생기로서 일반적으로 언급되는, 열 교환기(18)로 열 에너지가 흡수 및 배출되는 코어(14)를 통해 펌프(16)에 의해 용기(10)로 펌프작용된다. 상기 원자로 냉각수는 펌프(16)로 되돌아오며, 제1 루프를 완료한다. 전형적으로, 상술한 복수의 루프들은 원자로 냉각제 배관(20)에 의해 단일 원자로 용기(10)에 연결된다.
예시적인 원자로 설계가 도 2에 더 상세히 도시된다. 이 기재를 목적으로 한, 복수의 평행이고, 수직인, 같은 범위로 연장한(coextending) 연료 집합체들(11)로 이루어진 코어(14) 외에, 다른 용기 내부 구조들이 하부 내장(24)과 상부 내장(26)으로 분할될 수 있다. 종래의 설계들에서, 상기 하부 내장의 기능은 용기 내의 흐름을 지휘할 뿐만 아니라 코어 구성요소들 및 계기(instrumentation)를 지지, 정렬, 및 인도하는 것이다. 상기 상부 내장은 연료 집합체들(22)에 대한 제2 제약을 제한하거나 또는 제공하며(도 2에 간소화를 위해 도시된 것들 중에 두 개만), 제어봉들(28)과 같은 계기와 구성요소들을 지지 및 인도한다. 도 2에 도시된 예시적인 원자로에서, 냉각제가 하나 이상의 입구 노즐들(30)을 통해 원자로 용기(10)에 진입하며, 상기 용기와 코어 배럴(core barrel)(32) 사이의 환형(annulus)을 통해 흘러내리며, 하부 플레넘(plenum)에서 180°회전하며, 상기 연료 집합체들이 상기 집합체들의 둘레를 통하여 안착하는 하부 지지판(37)과 하부 코어판(36)을 상방으로 통과한다. 일부 설계들에서, 하부 지지판(37)과 하부 코어판(36)은 단일 구조, (37)과 동일한 고도(elevation)를 가지는 하부 코어 지지판에 의해 교체된다. 냉각제는 코어를 통해 흐르며, 주변 영역(38)은 전형적으로 초당 약 20피트의 속도로 분당 약 400,000 갤론 크다. 결과한 압력 강하 및 마찰력은 연료 집합체들이 떠오르게 하기 쉬우며, 이러한 움직임은 원형의 상부 코어판(40)을 포함한 상부 내장에 의해 제한된다. 상기 코어(14)를 빠져나가는 냉각제는 상부 코어판(40)의 하면을 따라 복수의 천공들(42)을 통해 상방으로 흐른다. 이어서 냉각제는 하나 이상의 출구 노즐들(44)로 상방으로 및 반지름 방향으로 흐른다.
상부 내장(26)은 용기 또는 용기 헤드로부터 지지될 수 있으며, 상부 지지 조립체(46)를 포함한다. 주로 복수의 지지 기둥(support column)들(48)에 의해, 상부 지지 조립체(46)와 상부 코어판(40) 사이에 부하가 전달된다. 지지 기둥은 선택된 연료 집합체(22)와 상부 코어판(40)의 천공들(42) 상에 정렬된다.
전형적으로 중성자 독물질 봉들(neutron poison rods)의 구동 샤프트(50)와 스파이더 조립체(spider assembly)(52)를 포함하는 직선 가동 제어봉들(28)은 상부 내장(26)을 통해 제어봉 안내관들(54)에 의해 정렬된 연료 집합체들(22)로 안내된다. 안내관들은 상부 지지 조립체(46)와 상부 코어판(40)의 상부에 고정 결합된다. 지지 기둥(48) 배열은 제어봉 삽입 능력에 해로운 영향을 미칠 수 있는 사고 조건(accident condition)하에 안내관 변형을 저지하는데 조력한다.
도 3은 참조부호(22)로 일반적으로 지정되는 연료 집합체의 수직 절단 형태로 나타내어지는 입면도(elevational view)이다. 상기 연료 집합체(22)는 가압수 원자로에 사용되는 유형이며, 그의 하단부에서 바닥 노즐(58)을 포함하는 구조적 조직을 가진다. 상기 바닥 노즐(58)은 원자로의 코어 영역에 있어서의 하부 코어판(60) 상에 연료 집합체(22)를 지지한다(상기 하부 코어판(60)은 도 2에서 참조부호(36)로 나타내어진다). 바닥 노즐(58) 외에도, 연료 집합체(22)의 구조적 조직은 또한, 그의 상단부에 상부 노즐(62)과, 상부 내장에서 안내관들(guide tubes)(54)과 정렬하는 다수의 안내관들(guide tubes or thimbles)(84)을 포함한다. 상기 안내관들(84)은 바닥 노즐(58)과 상부 노즐(62) 사이에 세로로 연장하며, 반대 단부들에서 그것에 강하게 부착된다.
연료 집합체(22)는 안내관(84)을 따라 축 방향으로 공간배치되어 장착되는 복수의 가로 격자들(64)과 가로로 공간배치되어 상기 격자들(64)에 의해 지지되는 길다란 연료봉들(66)의 조직화된 배열을 더 포함한다. 안내관들(84)과 연료봉(66)이 없는 격자(64)의 평면도가 도 4에 도시된다. 안내관들(84)은 분류된 셀들(96)을 통과하며 연료봉은 상기 셀들(94)을 차지한다. 도 4로부터 볼 수 있는 바와 같이, 격자들(64)은, 연료봉(66)이 셀들(94)에서 가로로 서로 공간배치된 관계로 지지되는 대략 사각형 지지셀들을 정의하는 4개의 스트랩들의 인접 경계면을 가지는 계란판 모양으로 인터리빙된 직교 스트랩들(86,88)의 배열로부터 전통적으로 형성된다. 다수의 설계에서, 스프링들(90)과 딤플들(dimples)(92)은 지지셀들(94)을 형성하는 상기 스트랩들의 반대 벽면으로 스탬핑된다(stamped). 스프링들과 딤플들은 상기 지지셀들에 반지름방향으로 연장하여, 그들 사이에 연료봉(66)을 포착하며; 상기 봉들을 적당한 위치에 유지하기 위해 연료봉 클래딩(cladding) 상에 압력을 가한다. 스트랩들(86,88)의 직교 배열은 격자 구조(64)를 완성하기 위해 각각의 스트랩 단부에서 경계 스트랩(98)으로 용접된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 집합체(22)는 그의 중심에 위치된 바닥 노즐(58)과 상부 노즐(62) 사이에 연장하여 포착되는 계장관(68)을 가진다. 상기와 같은 부품들의 배열로, 연료 조립체(22)는 부품들의 조립체를 손상시키지 않고 편리하게 취급될 수 있는 일체형 유닛(integrally unit)을 형성한다.
상술한 바와 같이, 상기 집합체(22)에서 연료봉 배열의 연료봉(66)은 상기 연료 집합체 길이를 따라서 공간배치된 격자들(64)에 의해 서로 공간배치되는 관계로 유지된다. 각각의 연료봉(66)은 복수의 핵연료 펠렛들(pellets)을 포함하며, 그의 반대 단부들에서 상단부 플러그(72) 및 하단부 플러그(74)에 의해 폐쇄된다. 상기 펠렛들(70)은 상단부 플러그(72)와 펠렛 스택(pellet stack)의 상부 사이에 배치된 플레넘 스프링(76)에 의해 스택으로 유지된다. 핵분열성 물질로 구성된 연료 펠렛들(70)은 원자로의 무효 전력을 생성하는 책임이 있다. 상기 펠렛을 둘러싼 클래딩은 핵분열 부산물이 냉각제에 들어가고 더 나아가 원자로 시스템을 오염시키는 것을 방지하기 위한 장벽으로서 작용한다. 핵분열 과정을 제어하기 위해, 다수의 제어봉들(78)이 상기 연료 집합체(22)의 소정의 위치들에 위치된 안내관들(84)에서 상호로 가동할 수 있다. 상기 안내관 위치는 계장관(68)에 의해 차지된 중심 위치를 제외하고, 참조부호(96)로 나타내어지는 도 4에서 구체적으로 볼 수 있다. 구체적으로는, 상기 상부 노즐(62) 상에 위치된, 봉 클러스터 제어 기구(rod cluster control mechanism)(80)는 복수의 제어봉들(78)을 지지한다. 상기 제어 기구는 도 2와 관련하여 미리 언급된 스파이더를 형성하는 복수의 반지름 방향으로 연장한 플루크(fluke)들 또는 암(arm)들(52)을 구비하는 내부 나사된 원통형 허브(hub) 부재(82)를 가진다. 각각의 암(52)은 제어봉(78)에 상호연결되어 제어봉 기구(80)가 안내관(84)에서 상기 제어봉들을 수직으로 작동하며, 이로써 제어봉 허브(80)에 연결되는 제어봉 구동 샤프트(50)의 동력 하에, 모두 주지의 방식으로, 연료 집합체(22)의 핵분열 과정을 제어한다.
상술한 바와 같이, 연료 집합체들은 연료봉들의 중량을 초과하여 이로써 상기 연료봉들 및 상기 집합체들 상에 상당한 힘을 가하는 유압(hydraulic force)의 영향을 받기 쉽다. 또한, 연료봉 클래딩으로부터 냉각제로 열의 전달을 촉진하는 다수의 격자의 스트랩들 윗면 상에 날개들을 혼합함에 의해 야기되는 코어에 있어서의 냉각제의 현저한 난류(significant turbulence)가 있다. 상당한 유동력 및 와류는 흐름 주파수(shedding frequency)가 스트랩의 고유 주파수에 근접할 때에 와류 흐름 제어 진동(vortex shedding lock-in vibration)으로부터 결과하는 격자 스트랩의 공진으로 결과할 수 있다. 상기 공진은 상기 격자 스트랩과 연료봉 사이의 관련 움직임이 제한되지 않은 경우 상기 연료봉 클래딩의 심각한 마모를 야기할 수 있다. 상기 연료봉 클래딩의 마모는 갈라진 틈을 초래할 수 있으며, 상기 연료봉 내에서 방사능 부산물에 냉각제를 노출할 수 있다. 공진 격자 스트랩 진동의 또 다른 잠재적인 문제점은 격자 스트랩 균열(또는 상기 스트랩의 다른 손상)을 야기할 수 있는 격자 스트랩의 약화가 발생할 수 있다는 것이다.
따라서, 연료 집합체 격자 내에서 연료봉들을 지지하는 개선 수단은 격자 스트립의 공진 진동(resonant vibration)에 더 잘 견디는 것이 바람직하다.
이 발명은 하부 노즐과 상부 노즐 사이에 복수의 길다란 핵연료봉들의 평행, 공간배치된 배열을 지지하는 개선된 핵연료 집합체를 제공함에 의해 전술한 목적을 달성한다. 복수의 개선된 지지 격자들은 상부 노즐과 하부 노즐 사이의 연료봉들의 축방향 길이에 따라서 직렬로 공간배치되어 배치되며, 연료봉들 사이의 측면 공간배치를 유지하기 위해 지지 격자들의 지지셀 내에서 각 연료봉의 둘레 축방향 부분을 적어도 부분적으로 에워싼다. 지지 격자들의 적어도 하나는 핵연료봉들을 둘러싼 각기 네 개의 인접 스트랩들의 교차점에서 지지셀들을 정의하는 복수의 길다란 교차 스트랩들을 포함한다. 상기 네 개의 인접 스트랩들의 교차점들 사이에서 그의 길다란 치수를 따르는 각 스트랩의 길이는 대응 지지셀의 벽면을 형성하며, 상기 셀들의 각 벽면은 실질적으로 대응 스트랩의 평면에서의 하부 선단 에지와 상부 후단 에지를 가지는 연료봉들을 둘러싼다. 상기 선단 에지와 상기 후단 에지 중의 적어도 하나는 스트랩들의 길다란 치수의 축 각도로부터 실질적으로 편각으로, 인접 스트랩들의 교차점들 사이에 연장한다.
일 바람직한 실시형태에서, 이 발명의 개선된 격자 구조는 계란판 배열로 인터리빙된 격자 스트랩들을 가지며, 바람직하게는 교차 스트랩들의 벽면들은 교차점에서 실질적으로 동일한 높이이다. 바람직하게는, 상기 선단 에지와 후단 에지의 편각은 제1각과 제2각을 포함하며 상기 하부 선단 에지와 상부 후단 에지는 각각, 상기 제1각 및 제2각으로, 스트랩들 사이의 교차점으로부터 연장한다. 일 실시형태에서, 상기 제1각 및 제2각은 동일한 방향에 있다. 제2 실시형태에서, 상기 제1각 및 제2각은 반대 방향에 있으며, 또 다른 실시형태에서 상기 제1각 및 제2각은 동일하다.
다른 바람직한 실시형태에서, 연료봉들을 둘러싼 적어도 일부 셀들의 적어도 한 벽면의 선단 에지와 후단 에지 모두 또는 그들 중 하나는 스트랩들 사이의 제1 교차점에서 제1 고도(elevation)를 시작하며, 인접한 직교 스트랩과 교차하기 전에 상기 대응 스트랩의 길다란 치수를 따라서 제2 고도로 연장한다. 바람직하게는, 상기 제2 고도는 상기 제1 고도보다 높거나 낮다. 선단 에지와 후단 에지 모두 또는 그들 중 하나가 인접한 직교 스트랩과 교차하기 전에 상기 제2 고도로부터 제3 고도로 연장하는 대안 실시형태에서, 상기 제3 고도는 상기 제2 고도와 다르다. 일 실시형태에서, 상기 제2 고도는 선단 에지 상의 제1 및 제3 고도들보다 높으며, 상기 제2 고도는 후단 에지 상의 제1 및 제3 고도들보다 낮다.
여전히 다른 실시형태에서, 제2 고도는 인접한 직교 스트랩의 교차점에 있고 상기 제2 고도는 제1 고도보다 크거나 또는 작은 하나이다. 바람직하게는, 선단 에지 또는 후단 에지 모두 또는 그들 중 하나는 인접한 직교 교차 스트랩으로부터 제3 직교 스트랩의 교차점에서의 제3 고도로 스트랩의 길다란 치수를 따라 연장하며, 여기서 상기 제3 고도는 상기 제2 고도보다 크거나 작은 다른 하나이다. 바람직하게는, 상기 제1 및 제3 고도들은 실질적으로 동일하다. 바람직하게는, 인접한, 반대의, 평행한 스트랩들 상의 선단 에지와 후단 에지 모두 또는 그들 중 하나는 동일한 파동 패턴을 가지지만, 반대 벽면들은 180°위상이 다르다.
바람직하게는, 지지셀들의 적어도 일부 벽면들은 딤플(dimple)을 구비하는데, 딤플은 상기 딤플 아래의 벽면들에 톱니형 개방 절단부를 가지며, 바람직하게는 상기 딤플은 지지셀로 그의 방향을 변경하는 복수의 코너들에서 실질적으로 둥글게 된다. 여전히 다른 실시형태에서, 딤플 아래에 톱니형 개방부를 가지는 상기 딤플은 포함한 지지셀들의 적어도 일부 벽면들은 또한 후단 에지로서 톱니형 인대(ligament)를 가진다.
여전히 다른 실시형태에서, 선단 에지와 후단 에지 모두 또는 그들 중 하나는 지지셀의 벽면에서 절단부(cutout)로부터 형성된다. 상기 용어 "절단부"는 형성되는 방법과 상관없이 셀 벽면의 개방부를 나타내는 매우 일반적인 의미로 사용된다. 상기 절단부는 적어도 제2 측면으로 경사되는 제1 측면을 가지며, 상기 제1 측면과 제2 측면은 원만한 곡선 전환으로 바닥에서 연결된다. 바람직하게는, 상기 절단부는 실질적으로 상기 벽면의 너비에 걸쳐 연장하며 일 실시형태에서 선단 에지는 격자 스트랩의 바닥 에지 상에 있다. 지지셀이 상기 지지셀로 돌출한 딤플 또는 스프링을 가지는 경우, 선단 에지를 형성하는 절단부가 스트랩의 바닥 에지와 딤플 또는 스프링 사이에 형성된다.
일 실시형태에서 절단부는 상부에서 상대적으로 편평한 수평 베이스와 둥근 하부 끝(tip)을 가지는 삼각형이다. 바람직하게 제1측면과 제2측면 서로의 각도는 20도와 160도 사이에 있으며, 60도와 90도 사이에 최적 각도를 가진다. 둥근 하부 끝의 반경이 상기 하부 끝의 곡률 반경 대 삼각형의 깊이(높이) 비율로 정의됨에 따라, 상기 비율은 바람직하게는 0.1과 0.9 사이이며, 가장 바람직하게는 0.5와 0.7 사이이다. 바람직하게는 상기 절단부의 너비와 상기 벽면의 너비 비율은 0.1과 0.9 사이이며, 가장 바람직하게는 0.5와 0.85 사이이다.
여전히 다른 실시형태에서, 선단 에지, 또는 후단 에지, 또는 상기 선단 에지와 후단 에지 모두는 실질적으로 상부에서 개방 단부를 가지는 반원으로서 형성된다. 바람직하게는, 상기 반원의 높이 대 가장 넓은 지점에서의 상기 반원의 너비 비율은 약 0.5이며; 가장 넓은 지점에서의 상기 반원의 너비 대 지지셀의 너비는 0.4 내지 0.6의 최적범위를 가지며 0.2와 0.9 사이이다.
따라서, 이 발명의 원자로 코어에서 각이 있는 선단 에지 및 후단 에지를 사용하여, 와류가 상기 후단 에지를 따라서 형성될 것이다. 스트랩의 에지를 따르는 각각의 와류는 유동 속력이 동일한 경우 동일한 흐름 주파수를 가질 것이다. 그러나, 에지로부터 나온 와류들의 위상들은 상기 에지들의 형상과 상호관련하지 않는다. 따라서, 와류 흐름으로 인한 델타 압력 진동은 상이한 위상들에서 작용한다. 위상차로 인해, 델타 포스(delta forces)는 서로 제거될 것이며, 균일하게 결과하는 진동력을 형성하지 않을 것이다.
다음의 바람직한 실시형태들의 기재를 첨부 도면들과 함께 판독할 때에 본 발명을 추가로 이해할 수 있다.
도 1은 이 발명이 적용될 수 있는 원자로 시스템의 간소화된 개략도이며,
도 2는 이 발명이 적용될 수 있는 원자로 용기와 내부 구성요소들의 부분 단면적 입면도이며,
도 3은 명료화를 위해 분해된 부품들을 가지는, 수직 절단된 형태로 도시된 연료 집합체의 부분 단면적 입면도이며,
도 4는 이 발명의 계란판 지지 격자의 평면도이며,
도 5는 연료 지지셀들만을 접하는, 도 4에 도시된 격자의 격자 스트랩들 중의 하나에 대한 사시도이며,
도 6은 도 5에 도시된 실시형태에 의해 사용되는 사선 딤플들을 도시하는 도 5에 도시된 격자 스트랩들의 단부 벽면에 대한 측면 입면도이며,
도 7은 이 발명의 격자에 있어서의 연료봉 지지셀들의 내부 단면을 형성하기 위해 직교 배향된 두 평행 배열의 격자 스트랩들의 계란판 배열에 대한 사시도이며,
도 8은 인접한 평행 스트랩들이 바람직하게는 180°위상이 다른 것을 도시하는 도 7에 도시된 실시형태의 정면도이며,
도 9는 이 발명의 목적들을 달성하기 위해 사용될 수 있는 연료 지지셀의 일 벽면에 대한 4개의 상이한 실시형태들을 도시하며,
도 10은 후단 에지를 위한 톱니형 인대와 딤플들 바로 아래의 톱니형 절단부를 사용하는 연료 지지셀의 일 벽면에 대한 정면도이며,
도 11은 개선된 딤플 구성을 가지는 이 발명의 연료 지지셀의 일 벽면에 대한 상면도이며,
도 12는 도 10에 도시된 딤플 바로 아래의 톱니형 절단부의 곡선 변화와 후단 에지를 위한 톱니형 인대의 곡선 변화를 사용하는 연료 지지셀의 일 벽면에 대한 정면도이며,
도 13은 이 발명으로부터 획득되는 이점들을 도시하는 시험 결과의 그래프이다.
도 1은 이 발명이 적용될 수 있는 원자로 시스템의 간소화된 개략도이며,
도 2는 이 발명이 적용될 수 있는 원자로 용기와 내부 구성요소들의 부분 단면적 입면도이며,
도 3은 명료화를 위해 분해된 부품들을 가지는, 수직 절단된 형태로 도시된 연료 집합체의 부분 단면적 입면도이며,
도 4는 이 발명의 계란판 지지 격자의 평면도이며,
도 5는 연료 지지셀들만을 접하는, 도 4에 도시된 격자의 격자 스트랩들 중의 하나에 대한 사시도이며,
도 6은 도 5에 도시된 실시형태에 의해 사용되는 사선 딤플들을 도시하는 도 5에 도시된 격자 스트랩들의 단부 벽면에 대한 측면 입면도이며,
도 7은 이 발명의 격자에 있어서의 연료봉 지지셀들의 내부 단면을 형성하기 위해 직교 배향된 두 평행 배열의 격자 스트랩들의 계란판 배열에 대한 사시도이며,
도 8은 인접한 평행 스트랩들이 바람직하게는 180°위상이 다른 것을 도시하는 도 7에 도시된 실시형태의 정면도이며,
도 9는 이 발명의 목적들을 달성하기 위해 사용될 수 있는 연료 지지셀의 일 벽면에 대한 4개의 상이한 실시형태들을 도시하며,
도 10은 후단 에지를 위한 톱니형 인대와 딤플들 바로 아래의 톱니형 절단부를 사용하는 연료 지지셀의 일 벽면에 대한 정면도이며,
도 11은 개선된 딤플 구성을 가지는 이 발명의 연료 지지셀의 일 벽면에 대한 상면도이며,
도 12는 도 10에 도시된 딤플 바로 아래의 톱니형 절단부의 곡선 변화와 후단 에지를 위한 톱니형 인대의 곡선 변화를 사용하는 연료 지지셀의 일 벽면에 대한 정면도이며,
도 13은 이 발명으로부터 획득되는 이점들을 도시하는 시험 결과의 그래프이다.
이 발명은 원자로를 위한 새로운 연료 집합체를 제공하며, 더 상세하게는 핵연료 집합체를 위한 개선된 지지 격자 설계를 제공한다. 상기 개선된 격자는 일반적으로 일부(94)가 연료봉들을 지지하는 한편, 그 외의 기타(96)가 안내관들과 중심 계장관에 연결되는 대략 사각형(또는 6각형) 셀들의 행렬로 형성된다. 도 4에 도시된 평면도는 개별 격자 스트랩들(86,88)의 윤곽이 이 관점에서 규칙적으로 선명하지 않기 때문에 선행 기술의 격자들에 상당히 유사하게 보이지만, 도 5 내지 도 12에 도시된 측면으로부터 더욱 인정될 것이다. 이 실시형태의 격자는 격자(64)의 구조적 짜임새를 형성하기 위해 외부 스트랩(98)에 의해 둘러싸여 종래의 방식으로 인터리빙되는, 두 개의 직교배치 쌍들의 평행으로 공간배치된 스트랩들(86,88)로부터 형성된다. 실질적으로 사각형의 연료봉 지지셀들을 형성하는 직교 스트랩들(86,88)이 이 실시형태에 도시되지만, 이 발명은 예를 들어, 6각형 격자와 같은 다른 격자 구성들에 마찬가지로 동일하게 적용될 수 있다는 것을 인정해야 한다. 상기 직교 스트랩들(86,88), 및 외부행들의 경우에, 상기 외부 스트랩(98)은 핵연료봉(66)을 둘러싼 각기 4개의 인접 스트랩들의 교차점에서 지지셀들(94)을 정의한다. 4개의 인접 스트랩들이 교차점들 간의, 상기 스트랩의 길다란 치수를 따르는 각 스트랩의 길이는 연료봉 지지셀들(94)의 벽면(100)을 형성한다.
코어를 통해 상방으로 통과하는 냉각제의 고속도 및 연료 집합체들 가운데서 상기 냉각제로 열전달을 촉진하기 위해 일반적으로, 의도적이지 않게 생성된 난류로 인해, 핵 연료봉 격자 스트랩들(86,88)은 흐름 주파수가 상기 스트랩의 고유 주파수에 근접할 때에 와류 흐름 제어 진동을 경험할 가능성을 가진다. 진동이 스트랩의 고유 진동 주파수에 도달하는 경우, 격자 접촉부들(딤플들 및 스프링들)과 연료봉 클래딩 사이의 상대적 진동 운동은 클래딩의 마모를 야기할 수 있으며, 마침내 클래딩의 갈라진 틈과 냉각제로의 핵분열 부산물의 배출을 초래할 수 있다. 공진 진동은 마찬가지로 클래딩의 갈라진 틈을 초래할 수 있는 격자 스트랩들에서의 균열 또는 다른 실패들을 야기할 수 있다. 이 발명은 스트랩의 와류 흐름 제어 진동을 회피하기 위해 와류들(vortices)의 위상을 달리함으로써 격자 스트랩들의 선단 및 후단 에지들로부터 흘린 와류들의 상관관계를 깨도록 설계되는 각이 있는 선단 및 후단 에지들을 가지는 스트랩들을 사용한다. 본 발명의 개선된 격자 스트랩은 도 5 내지 도 11에 도시된 시각들로부터 더욱 잘 인식될 것이다. 도 12는 각이 있는 에지들 대신에 반원 절단부들을 사용하여 상기 상관관계를 깨기 위한 대안적인 실시형태를 제공한다는 것을 알아야 한다. 간소화를 위해, 도시된 스트랩들의 부분들은 오직 연료봉들을 지지하며 안내관들 및 계장관들이 연장하는 셀들(96)에 접하지 않는 벽면들(100)을 가진다. 도 5는 연료봉들을 지지하는 셀들 상에 접하는 스트랩들(86,88) 중의 하나의 일부에 대한 사시도를 도시한다. 각 셀(94)의 벽면(100)은 수직 슬릿들(vertical slits)(102) 사이에 및 상기 수직 슬릿들(102)과 스트랩들의 단부들 사이에 정의된다. 상기 스트랩의 하부 에지(104)로부터 상기 스트랩의 높이까지 부분적으로 연장하는 상기 스트랩(86)의 수직 슬릿들(102)은, 상기 상부 에지로부터 연장하여 인터리빙된 접속부에서 스트랩들 간의 교차점을 형성하기 위해 부분적으로 하향 연장하는 상기 스트랩들(88)의 대응 슬릿에 일치한다. 상기 스트랩들(86,88)의 하부 에지(104)는 선단 에지로서 여기 이후에 언급되며, 상기 스트랩들(86,88)의 상부 에지(106)는 냉각수가 하부 에지로부터 상부 에지로 코어를 가로지르므로 후단 에지로서 여기 이후에 언급된다.
이 발명에 의하여, 선단 에지(104)와 후단 에지(106) 모두 또는 그들 중의 하나는 상기 에지들이 스트랩들의 길이를 세로방향으로 따르는, 벽면들(100)을 따라서 연장함에 따라, 선단 에지(104)와 후단 에지(106) 모두 또는 그들 중의 하나의 고도를 달리하는 각이 있는 윤곽이 형성된다. 도 5에 도시된 실시형태에서, 선단 에지에는 벽면(100)을 따른 고도가 변화하지 않는 편평한 윤곽이 형성되는 한편, 후단 에지(106)에는 와류들 간의 상관관계를 깰, 즉, 상기 와류들이 서로 강화되지 않을, 곡선 윤곽이 형성된다.
코어에서 원자로 동작 동안에, 격자 스트랩들을 가로지르는 고 속력의 냉각제 흐름은, 흐름 주파수가 격자 스트랩들의 고유 주파수에 근접하는 경우 와류 흐름 제어 진동을 야기한다. 각이 있는 후단 및/또는 선단 에지들로 와류는 여전히 스트랩을 따르는 각 벽면(100)에서 후단 에지를 따라 형성될 것이다. 각 벽면에서의 와류는 냉각제 유동 속도가 동일한 경우 동일한 흐름 주파수를 가질 것이다. 그러나, 각이 있는 에지들로부터 나온 와류들의 모멘트(즉, 타이밍)는 그들이 위상이 다를 것이기 때문에 서로 관련되지 않을 것이다. 각이 있는 후단 에지들로, 와류 흐름으로 인한 델타 압력 진동들(the delta pressure oscillations)은 서로 무효로 하기 위해 상이한 위상들에서 작용하며, 스트랩을 여자하는 결과로서 발생하는 균일한 진동력은 없을 것이다. 도 5에 도시된 실시형태에서, 스트랩(86)에 있어서의 벽면(100)의 후단 에지(106)는 인접한 직교 스트랩들의 교차점들 사이에 약 45°의 일정한 각도로 경사되며, 상기 직교 스트랩들(88)과 약 90°방향을 변경하고, 유사하게는 각각의 뒤따른 접점에서 방향을 역전하여 교차점(102)에서 원만한 둥근 전환을 이룬다. 경사각이 약 45°로 기술되지만, 그것은 본 발명을 벗어나지 않고, 10°와 80°사이에서 달라질 수 있다는 것을 인정해야 한다. 도 5에 도시된 딤플들(108,108')은 인접셀들로 돌출하며, 연료봉들을 접촉 지지한다. 상기 딤플들(108,108')은 상기 딤플들의 강성을 감소시키고, 격자 스트랩의 공진 진동으로 결과할 수 있는 균일한 진동력의 형성을 방지하기 위해 와류의 상호관계를 변경하는데 기여하는 각도로 설계된다. 상기 딤플들(108,108')의 측면도는 도 6에 도시된다.
도 7은 도 5에 도시된 각이 있는 후단 에지 패턴으로 형성된 각각의 스트랩을 가지는 두 평행 배열의 직교 스트랩들(86,88)의 인터리빙된 배치로부터 구성된 격자의 사시 단면도이다. 상기 스트랩들(86,88)은 교차점들(102)에서 동일한 높이이며 각 셀의 반대 벽면들을 형성하는 스트랩들은 상이한 방향으로 각이 진다는 것을 알아야한다. 다시금, 간소화를 위해, 도 7에 도시된 스트랩 배치는 연료봉들을 지지하는 셀들을 정의하며 안내관들 및 계장관이 통과하는 셀들을 도시하지 않는다.
후단 에지(106)의 파동 패턴이 지금까지 예시되었지만, 본 발명의 이점은 다른 후단 및 선단 패턴들을 사용하여 달성될 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 벽면 패턴(110)에 의해 도 9에 도시된 바와 같이, 셀 벽면(100)은 인접셀들이 패턴(110)과 동일한 패턴으로 경사될 수 있다는 것을 제외하면, 도 5 내지 도 8과 관련하여 기술된 것과 유사한 직선으로 수평한 선단 에지(104)와 경사된 후단 에지(106)를 가질 수 있다. 각이 있는 에지 패턴은 인접셀들 간에 달라질 수도 있다. 셀 벽면 패턴(112)에 의해 나타내어지는 여전히 다른 실시형태에서, 상기 선단 에지(104)는 직선으로 수평한 윤곽을 가지는 한편, 후단 에지는 셀마다 반복되는 톱니형 패턴으로 형성된다. 벽 패턴(114)에 의해 도시되는 또 다른 실시형태에서, 셀 벽면(100)은 도 5에 도시된 실시형태를 위해 기술된 것과 유사한 각도로 후단 에지(106)에 평행하여 경사지는 선단 에지(104)를 가진다. 미리 언급한 바와 유사하게, 동일한 스트랩 상의 인접셀 벽면들은 반대 방향으로 경사될 수 있거나 또는 그들은 동일한 방향으로 경사될 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 상기 선단 에지(104)와 후단 에지(106) 모두는 반대 방향으로 경사된 톱니형 패턴으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 각 경우에서, 각 셀의 반대 벽면들은 도 8에 도시된 것과 유사하게 180°다른 위상(상기 각이 있는 에지의 패턴이 그 자체로 반복하기 전에 360°가 상기 각이 있는 에지의 전체 범위 패턴인)으로 경사될 것이다.
바람직한 실시형태가 도 10에 도시된다. 도 10은 직선으로 수평한 하부 스트랩 단부(104) 및 톱니형 후단부(106)와 함께 수평 딤플들(108,108')을 사용하는 또 다른 실시형태를 도시한다. 톱니형 절단부(118)는 이 스트랩 영역으로부터 와류들의 상관관계를 변경하는 이 하부 스트랩 영역의 후단 에지를 형성하기 위해 딤플(108) 아래에 스탬핑된다. 또한, 딤플들(108,108')은 도 11에 도시된 바와 같이, 와류들을 더 변경하기 위해 완만하게 둥근 곡선으로 완화된다. 도 10은 격자 스트랩에서 오직 하나의 연료 지지셀을 도시한다. 전체 격자 스트랩을 보면, 상부 에지는 톱니 설계처럼 보인다. 상기 "톱니" 용어는 도 9의 좌측에서의 제2 및 제4 설계들 및 레지(ledge)(120)가 있거나 없는 도 10에 도시된 설계를 언급하는 것으로 의도된다. 하나가 스트랩의 상단부에 있고, 다른 하나가 하부 딤플의 아래에 있는 두 개의 절단부들(106,118)이 도 10에 도시된 바와 같이, 삼각형 절단부들의 바닥의 반경과 상기 절단부의 각도에 의해 정의된다. 상기 절단부 너비와 전체 스트랩 셀 너비 비율인 제3 파라미터도 이 발명의 효율에 영향을 미치는 파라미터이다.
도 10에 정의된 바와 같이, 상기 절단부들과 상부 후단 에지들의 각도(θ)(폐쇄 각도)는 20도와 160도 사이이며, 최적 각도는 60도와 90도 사이이다. 삼각형 절단부들의 바닥에서의 반경 비율은 곡선의 반경 대 상기 절단부의 깊이 비율로 정의된다. 이러한 정의를 사용하여, 이러한 반경비(R/D) 범위는 0.1 내지 0.9 연장할 수 있으며, 최적 범위는 0.5 내지 0.7이다. 실험은 연료 지지셀 벽면 에지(106 또는 118 같은)의 프로파일을 깨는 것이 진동 감소에 이로울 수 있다는 것을 나타냈다. 예를 들어, 도 10에 도시된 상부 절단부는 W/P(상기 절단부의 가장 넓은 지점에서의 너비 대 상기 셀 벽면의 전체 너비) 비율이 1.0에 근접하는 경우 1보다 작은 진동을 제공하는 것으로 나타냈다. 도 10에 도시된 상부 절단부의 기하학적 구조는 바닥에서 적당히 큰 반경을 가지는 각이 있는 후단 에지들의 각 측면에 작은 레지(120)를 가진다. 이러한 기하학적 구조는 상당한 진동을 나타내는 도시된 선행기술 설계의 긴 수평 에지를 제거한다. 또한, 이 기하학적 구조는 수평의, 각이 있는 및 반경의 세 개의 상이한 에지 구성들을 제공하며, 시험에서 이들은 와류 상관관계를 방지하기 위한 바람직한 기하학적 구조이게 도시되었으며, 따라서 높은 진폭 진동을 방지한다. 상기 절단부 너비 대 전체 셀 너비 비율은 0.1 내지 0.9이며, 최적 범위는 0.5 대 0.85이다. 따라서, 바람직한 실시형태는 절단부 각도(θ), 바닥 반경비(R/D), 및 절단부 너비 비율(W/P)에 의해 기술된다.
도 12는 상부 및 하부 절단부에 대한 대안적인 구성을 도시한다. 이러한 구성은 실험적으로 시도되었으며, 선행 기술 설계에 비해 상당한 진동 경감을 제공하기 위해 도시되었다. 이러한 구성은 냉각제 유동을 위한 후단 에지로서 톱니형 절단부 대신에 반원형 절단부를 사용한다. 이러한 구성 배후의 개념은 후단 에지 절단부의 전체 너비를 따르는 직선형 에지가 없으며, 이는 냉각제 와류들의 상관관계를 더 방지할 수 있고, 따라서 진동을 감소시킬 것이다. 이러한 구성의 기하학적 구조는 깊이(D) 대 너비(W) 비율이 0.5에 접근하여 상기 절단부의 곡률을 최소화하여 와류 상관관계를 감소시키는 것이다. 절단부 너비(W) 대 전체 셀 너비(P)는 대안 구성에 마찬가지로 중요하다. 도 12에 도시된 바와 같이, W/P 비는 0.2 내지 0.9이어야 하며, 최적 범위는 0.4 내지 0.6이다.
도 13은 이 발명을 활용함에 의해 달성될 수 있는 격자 스트랩 진동의 감소를 설명하는 획득된 실험 결과들을 도시한다. 이 도면은 도 10의 톱니 설계의 변화에 대한 진동 감소를 도시한다. 이 데이터는 상이한 값들의 절단부 각도(θ), 바닥 반경비(R/D), 및 절단부 너비비(W/P)에 대하여, 진동 감소가 상이할 것이라는 것을 나타한다. 이 데이터 및 이와 같은 다른 데이터가 최적 범위들을 포함하여, 상술한 이들 파라미터들의 범위들을 정의하는데 사용되었다.
이에 따라, 본 발명의 특정 실시형태들이 세부적으로 설명되지만, 본 기술분야의 당업자들에 의해 세부사항에 대한 다양한 변형 및 변경들이 본 기재의 전체 개시의 측면에서 전개될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 이에 따라, 기재된 특정 실시형태들은 단지 도시를 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니며, 첨부된 청구항 및 그의 균등물의 전체 생명력을 제공한다.
10 압력 용기 56 분할핀
12 헤드 58 바닥 노즐
14 코어 60 하부 코어 지지판
16 펌프 62 상부 노즐
18 열교환기 64 격자들
20 냉각제 배관 66 연료봉들
22 연료 집합체들 68 계장관
24 하부 내장 70 연료 펠렛들
26 상부 내장 72 상단부 플러그
28 제어봉들 74 하단부 플러그
30 입구 노즐들 76 플레넘 스프링
32 코어 배럴 78 제어봉들
34 하부 플레넘 80 봉 클러스터 제어 기구
36 하부 코어판 82 허브 부재
37 하부 지지판 84 연료 집합체 안내관들
38 코어의 주변 영역 86 직교 격자 스트랩들
40 상부 코어판 88 직교 격자 스트랩들
42 상부 코어판의 천공들 90 스프링들
44 출구 노즐들 92 딤플들
46 상부 지지 조립체 94 연료 지지셀들
48 지지 기둥들 96 제어봉 딤블(thimble)셀들
50 제어봉 구동 샤프트 98 경계 스트랩
52 스파이더 조립체 100 연료봉 지지셀 벽면
54 안내관들 102 격자 스트랩의 슬릿
104 선단 에지 106 후단 에지
108 딤플들 110 에지 패턴 1
112 에지 패턴 2 114 에지 패턴 3
116 에지 패턴 4 118 톱니형 절단부
120 후단 에지 상의 상부 레지
12 헤드 58 바닥 노즐
14 코어 60 하부 코어 지지판
16 펌프 62 상부 노즐
18 열교환기 64 격자들
20 냉각제 배관 66 연료봉들
22 연료 집합체들 68 계장관
24 하부 내장 70 연료 펠렛들
26 상부 내장 72 상단부 플러그
28 제어봉들 74 하단부 플러그
30 입구 노즐들 76 플레넘 스프링
32 코어 배럴 78 제어봉들
34 하부 플레넘 80 봉 클러스터 제어 기구
36 하부 코어판 82 허브 부재
37 하부 지지판 84 연료 집합체 안내관들
38 코어의 주변 영역 86 직교 격자 스트랩들
40 상부 코어판 88 직교 격자 스트랩들
42 상부 코어판의 천공들 90 스프링들
44 출구 노즐들 92 딤플들
46 상부 지지 조립체 94 연료 지지셀들
48 지지 기둥들 96 제어봉 딤블(thimble)셀들
50 제어봉 구동 샤프트 98 경계 스트랩
52 스파이더 조립체 100 연료봉 지지셀 벽면
54 안내관들 102 격자 스트랩의 슬릿
104 선단 에지 106 후단 에지
108 딤플들 110 에지 패턴 1
112 에지 패턴 2 114 에지 패턴 3
116 에지 패턴 4 118 톱니형 절단부
120 후단 에지 상의 상부 레지
Claims (36)
- 원자로용 연료 집합체로서,
하부 노즐과 상부 노즐 사이에 지지되어 핵연료봉들의 길다란 치수를 따르는 축방향 길이를 가지는 평행, 공간배치된 배열의 복수의 길다란 핵연료봉들,
상기 상부 노즐과 상기 하부 노즐 사이에서, 상기 연료봉들의 상기 축방향 길이에 따라서 직렬 배치되며, 연료봉들 사이의 측면 공간배치를 유지하기 위해 지지 격자들의 지지셀 내에서 각 연료봉의 둘레 축방향 부분을 적어도 부분적으로 에워싸는 복수의 공간배치된 지지 격자들을 포함하며;
상기 지지 격자들의 적어도 하나는,
상기 핵연료봉들을 둘러싼 각기 네 개의 인접 스트랩들의 교차점에서 지지셀들을 정의하는 복수의 길다란 교차 스트랩들을 구비하며, 상기 네 개의 인접 스트랩들의 교차점들 사이에서 그의 길다란 치수를 따르는 각 스트랩의 길이는 상기 지지셀의 벽면을 형성하며, 상기 셀들의 각 벽면은 실질적으로 상기 각 스트랩의 평면에 있는 하부 선단 에지와 상부 후단 에지를 가지는 연료봉들을 둘러싸고, 상기 선단 에지와 상기 후단 에지 중의 적어도 하나는 상기 스트랩들의 길다란 치수의 축 각도로부터 실질적으로 편각으로 인접 스트랩들의 교차점들 사이에 연장하고, 상기 선단 에지와 상기 후단 에지 중 적어도 하나의 인접 교차점들에서 동일한 고도(elevation)를 가지며, 상기 선단 에지와 상기 후단 에지는 상기 인접 교차점들 사이의 고도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 1항에 있어서,
상기 스트랩의 교차점은 계란판 배열로 인터리빙되는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 1항에 있어서,
상기 교차 스트랩의 벽면은 상기 교차점에서 동일한 높이인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 1항에 있어서,
상기 편각은 제1각과 제2각을 포함하며 상기 하부 선단 에지와 상기 상부 후단 에지는 각각 상기 제1각 및 상기 제2각으로 스트랩 사이의 교차점으로부터 연장하는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 4항에 있어서,
상기 제1각 및 상기 제2각은 동일한 방향인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 4항에 있어서,
상기 제1각 및 상기 제2각은 반대 방향인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 4항에 있어서,
상기 제1각 및 상기 제2각은 동일한 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 1항에 있어서,
연료봉들을 둘러싼 적어도 일부 셀들의 적어도 한 벽면의 상기 선단 에지와 후단 에지 모두 또는 그들 중 하나는 스트랩들 사이의 제1 교차점과 인접한 제1 고도(elevation)에서 시작하며, 인접 스트랩과 교차하기 전에 상기 각 스트랩의 길다란 치수를 따라서 제2 고도로 연장하는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 8항에 있어서,
상기 제2 고도는 상기 제1 고도보다 낮은 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 8항에 있어서,
상기 제2 고도는 상기 제1 고도보다 높은 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 8항에 있어서,
상기 선단 에지와 상기 후단 에지 모두 또는 그들 중 하나는 인접한 직교 스트랩과 교차하기 전에 상기 제2 고도로부터 상기 제2 고도와 다른 제3 고도로 연장하는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 11항에 있어서,
상기 제2 고도는 상기 선단 에지 상의 상기 제1 및 제3 고도보다 높으며, 상기 제2 고도는 상기 후단 에지 상의 상기 제1 및 제3 고도보다 낮은 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 8항에 있어서,
상기 제2 고도는 인접한 제2 스트랩의 교차점에 있고, 상기 제2 고도는 상기 제1 고도보다 크거나 또는 작은 하나인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 13항에 있어서,
상기 선단 에지 또는 상기 후단 에지 모두 또는 그들 중 하나는 상기 인접 스트랩으로부터 제3 직교 스트랩의 교차점에서의 제3 고도로 상기 스트랩의 길다란 치수를 따라 연장하며, 상기 제3 고도는 상기 제2 고도보다 크거나 작은 다른 하나인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 14항에 있어서,
상기 제1 및 제3 고도는 동일한 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 14항에 있어서,
인접한 평행 스트랩 상의 상기 선단 에지와 상기 후단 에지 모두 또는 그들 중 하나는 동일한 파동 패턴을 가지지만, 반대 벽면은 180°위상이 다른 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 1항에 있어서,
상기 지지셀의 적어도 일부 벽면은 딤플을 구비하며, 상기 딤플은 상기 딤플 아래의 벽면에 톱니형 개방 절단부를 가지는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 17항에 있어서,
상기 딤플은 상기 지지셀로 그의 방향을 변경하는 복수의 코너에서 둥굴게 되는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 17항에 있어서,
상기 딤플 아래에 톱니형 개방부를 가지는 상기 딤플을 구비한 상기 지지셀의 적어도 일부 벽면은 또한 상기 후단 에지로서 톱니형 인대를 가지는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 1항에 있어서,
상기 선단 에지와 후단 에지 모두 또는 그들 중 하나는, 제2 측면으로 경사되는 적어도 제1 측면을 가지며 상기 제1 측면과 상기 제2 측면이 원만한 곡선 전환으로 바닥에서 연결되는 상기 지지셀의 벽면에 있어서의 절단부로서 형성되는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 20항에 있어서,
상기 절단부는 상기 벽면의 너비에 걸쳐 연장하는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 20항에 있어서,
상기 선단 에지를 형성하는 상기 절단부는 상기 스트랩의 바닥 에지 상에 있는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 22항에 있어서,
상기 벽면은 상기 지지셀로 돌출한 딤플 또는 스프링을 가지며, 상기 선단 에지를 형성하는 상기 절단부가 상기 스트랩의 바닥 에지와 상기 딤플 또는 스프링 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 20항에 있어서,
상기 절단부는 상부의 상대적으로 편평한 수평 베이스와 둥근 하부 끝을 가지는 삼각형 형태인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 24항에 있어서,
상기 삼각형은 이등변 삼각형인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 24항에 있어서,
상기 제1측면과 상기 제2측면의 폐쇄 각도는 20도 내지 160도인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 26항에 있어서,
상기 제1측면과 상기 제2측면의 상기 폐쇄 각도는 60도 내지 90도인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 24항에 있어서,
상기 둥근 하부 끝의 반경이 상기 반경 대 상기 삼각형의 높이인 깊이 비율로 정의되고, 상기 비율은 0.1 내지 0.9인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 28항에 있어서,
상기 비율은 0.5 내지 0.7인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 24항에 있어서,
상기 절단부의 너비 대 상기 벽면의 너비 비율은 0.1 내지 0.9인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 30항에 있어서,
상기 비율은 0.5 내지 0.85인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 1항에 있어서,
상기 선단 에지, 또는 상기 후단 에지, 또는 상기 선단 에지와 상기 후단 에지 모두는 상부에서 개방 단부를 가지는 반원으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 32항에 있어서,
상기 반원의 높이 대 가장 넓은 지점에서의 상기 반원의 너비 비율은 0.5인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 32항에 있어서,
가장 넓은 지점에서의 상기 반원의 너비 대 상기 지지 셀의 너비의 비율은 0.2 내지 0.9인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 제 34항에 있어서,
상기 비율은 0.4 내지 0.6인 것을 특징으로 하는 원자로용 연료 집합체. - 핵연료 집합체용 지지 격자로서,
연료봉들을 둘러싼 네 개의 인접 스트랩들의 교차점에서 지지셀들을 정의하는 일부를 구비하며, 상기 네 개의 인접 스트랩들의 교차점들 사이에서 그의 길다란 치수를 따르는 각 스트랩의 길이는 상기 지지셀의 벽면을 형성하고, 상기 셀들의 각 벽면은 실질적으로 상기 각 스트랩의 평면에 있는 하부 선단 에지와 상부 후단 에지를 가지는 연료봉들을 둘러싸고, 상기 선단 에지와 상기 후단 에지 중의 적어도 하나는 상기 스트랩들의 길다란 치수의 축 각도로부터 실질적으로 편각으로 인접 스트랩들의 교차점들 사이에 연장하는, 복수의 길다란 교차 스트랩들을 포함하고,
상기 지지셀들 중 적어도 일부는 "V" 형태의 톱니 또는 삼각형 형태의 오프닝 컷(opening cut)을 갖는 돌출한 딤플 또는 스프링을 포함하며,
상기 톱니 또는 상기 오프닝 컷은 상기 돌출한 딤플 또는 상기 스프링의 아래에 위치한 벽면 내에 구비되는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체용 지지 격자.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |