KR101779133B1 - 원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물 - Google Patents

원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물 Download PDF

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박진석
장용태
이명구
조연호
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Abstract

원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물이 개시된다. 개시된 설치 구조물은, 원자로 압력용기의 상부 압력용기와 하부 압력용기 사이에 밀봉 결합되는 환형의 밀봉 플랜지와, 밀봉 플랜지의 내측 가장자리부로부터 수직 방향으로 하향 연장된 원통형 관과, 원통형 관의 하단부를 막는 형태로 수평으로 설치되는 지지판을 포함한다. 상기 밀봉 플랜지에 밀봉 플랜지를 수평 방향으로 관통하는 다수의 장착홀이 원주 방향을 따라 간격을 두고 형성되고, 다수의 장착홀 각각에 케이블 밀봉장치가 삽입되어 장착되며, 상기 지지판 상에 제어봉 구동장치가 설치되어 지지된다.

Description

원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물{Installation structure for installing control rod drive mechanism and cable sealing unit at nuclear reactor pressure vessel}
본 발명은 원자로 압력용기 내부에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자로 압력용기 내부에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 함께 설치 가능한 구조를 가짐으로써 핵연료 교체 시 분해, 조립 및 유지 보수 작업을 용이하게 한 설치 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 원자로 압력용기 내부의 노심에는 핵연료 집합체가 장전되고, 원자로의 상부에는 제어봉 구동장치가 설치된다. 제어봉은 중성자를 흡수함으로써 핵연료의 반응속도를 조절하는 것으로서, 그 상단부에 제어봉 구동축이 결합되며, 이 제어봉 구동축을 수직 방향으로 승강시키기 위한 장치가 제어봉 구동장치이다.
원자로의 내부에 설치되는 내장형 제어봉 구동장치는 중소형 원자로에 주로 이용된다. 상기한 바와 같이, 내장형 제어봉 구동장치는 원자로 압력용기 내부에 설치되는데, 이에 따라 제어봉 구동장치를 위한 케이블들은 외부로부터의 전원 공급과 제어봉의 위치신호 송신 및 수신을 위해 원자로 압력용기를 관통하도록 설치된다.
원자로 압력용기 내부에는 열 교환을 위한 원자로 냉각재가 순환된다. 케이블의 설치를 위해 원자로 압력용기를 관통하는 관통관은 원자로의 운전 중에는 원자로 냉각재가 누설되지 않도록 밀봉되어야 하며, 이를 위해 원자로 압력용기에는 케이블 밀봉장치가 설치된다.
핵연료의 교체를 위해서는 원자로를 정지시키고, 원자로의 운전 기간 동안 방사성 물질인 원자로 냉각재에 노출된 제어봉 구동장치 및 케이블 밀봉장치를 신속하게 분해, 조립 및 유지 보수할 수 있어야 한다.
도 1과 도 2에는 종래의 가압경수로용 계장 및 제어 관통 플랜지의 일 예가 도시되어 있다.
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 원자로 용기(12)의 내부의 하부 영역에는 핵연료가 장전된 노심(14)이 마련되어 있고, 상부 영역에는 제어봉 구동장치(CRDM: Control Rod Drive Mechanism)가 설치되어 있다.
원자로 용기(12)의 상단부 플랜지(42)와 원자로 용기(12)를 덮는 헤드(22) 사이에 환형의 관통 플랜지(44)(또는 밀봉 링)가 설치되어 있으며, 제어봉 구동장치(CRDM)는 관통 플랜지(44)와 별개로 원자로 용기(12) 내부에 설치된다.
관통 플랜지(44)에는 방사형으로 연장된 다수의 포트(48)가 형성되고, 다수의 포트(48) 각각에는 유틸리티 도관(50)이 삽입되어 있으며, 유틸리티 도관(50)을 통해 케이블이 원자로 용기(12) 내부로 인입되도록 구성되어 있다.
상기한 바와 같이, 도 1에 도시된 종래기술은 관통 플랜지(44)가 원자로 용기(12)와 헤드(22) 사이에 설치되어 제어봉 구동장치(CRDM)의 상단부 근처에 위치하게 되며, 케이블이 개별로 관통 플랜지(44)를 관통하는 구조를 가지므로, 케이블의 배선 공간을 많이 차지하며 설치 및 유지보수에 어려움이 있다. 또한, 제어봉 구동장치(CRDM)의 설치와 관통 플랜지(44)가 별도의 장치로 구성되어 방사능에 노출된 제어봉 구동장치(CRDM)를 용이하게 유지 보수할 수 있는 단순한 구조가 아니며, 케이블 밀봉장치 및 제어봉 구동장치의 개별적인 교체가 어려워 작업자의 위험성이 높고, 경제성이 높지 않은 단점이 있다.
1 : 대한민국 공개특허공보 2015-0004393호 (2015. 01. 12. 공개)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물로서, 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치의 조립, 분해 및 유지 보수 작업을 용이하게 하고 고방사능 구역에서의 작업시간 단축으로 안전성 및 경제성을 높일 수 있도록 일체화된 구성을 가진 설치 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물은,
원자로 압력용기의 상부 압력용기와 하부 압력용기 사이에 밀봉 결합되는 환형의 밀봉 플랜지;
상기 밀봉 플랜지의 내측 가장자리부로부터 수직 방향으로 하향 연장된 원통형 관: 및
상기 원통형 관의 하단부를 막는 형태로 수평으로 설치되는 지지판;을 포함하며,
상기 밀봉 플랜지에 상기 밀봉 플랜지를 수평 방향으로 관통하는 다수의 장착홀이 원주 방향을 따라 간격을 두고 형성되고, 상기 다수의 장착홀 각각에 상기 케이블 밀봉장치가 삽입되어 장착되며,
상기 지지판 상에 상기 제어봉 구동장치가 설치되어 지지되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 밀봉 플랜지에는 상기 밀봉 플랜지를 수직 방향으로 관통하는 다수의 저온 냉각재 유로가 원주 방향을 따라 간격을 두고 형성될 수 있다.
또한, 상기 밀봉 플랜지의 상면에는, 상기 다수의 저온 냉각재 유로 각각의 상부를 모두 연결하면서 상기 다수의 저온 냉각재 유로와 연통되는 링 형상의 저온 냉각재 유로 연결 홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지판에는 다수의 고온 냉각재 유로가 수직 방향으로 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 다수의 저온 냉각재 유로는 상기 원통형 관의 외측에 위치하고, 상기 다수의 고온 냉각재 유로는 상기 원통형 관의 내측에 위치할 수 있다.
또한, 상기 지지판에는 상기 제어봉 구동장치에 의해 승강 구동되는 제어봉 구동축이 삽입되는 다수의 제어봉 구동축 삽입홀이 수직 방향으로 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지판의 상면에는 상기 제어봉 구동장치의 하단부가 삽입 설치되는 다수의 설치홈이 형성되며, 상기 다수의 설치홈 각각의 중앙부에 상기 제어봉 구동축 삽입홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 다수의 장착홀 각각에 장착되는 하나의 케이블 밀봉장치를 통해 다수의 케이블이 상기 원자로 압력용기 내부로 인입될 수 있다.
또한, 상기 케이블 밀봉장치는 상기 밀봉 플랜지의 장착홀에 삽입되어 고정되는 관통관과, 상기 관통관 내부에 삽입되는 씸블(thimble)과, 상기 씸블의 내부에 삽입되는 가이드 튜브를 포함하며, 상기 가이드 튜브 내부에 다수의 케이블이 삽입될 수 있다.
본 발명에 따르면, 원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물의 구성이 일체로 되어 있으므로, 제어봉 구동장치 및 케이블 밀봉장치를 원자로 압력용기에서 한 번에 분리, 이동하여 보다 안전한 별도 공간에서 분해, 조립 및 유지 보수가 가능한 장점이 있으며, 고방사능 구역에서의 작업시간 단축으로 작업자의 방사선 피폭을 줄일 수 있으며 경제성을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 설치 구조물이 제어봉 구동장치의 케이블이 배선되는 높이에 위치하고, 다수의 케이블을 묶어 설치 구조물의 밀봉 플랜지를 관통하도록 구성되어 있으므로, 다수의 케이블의 배선 거리가 짧아져 공간 활용도가 높아지고 케이블의 배선 및 유지보수의 용이성이 높은 장점이 있다.
도 1은 종래의 가압경수로용 계장 및 제어 관통 플랜지의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 관통 플랜지의 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물이 원자로 압력용기에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 설치 구조물을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 표시된 A-A 선을 따른 설치 구조물의 수직 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 설치 구조물의 변형예를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에 표시된 B-B 선을 따른 설치 구조물의 수직 단면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 설치 구조물의 지지판에 도 3에 도시된 제어봉 구동장치가 결합된 구조를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 고온 냉각재 유로가 다른 위치에 형성된 예를 도시한 부분 단면도이다.
도 10은 도 5에 도시된 설치 구조물의 밀봉 플랜지에 도 3에 도시된 케이블 밀봉장치가 결합된 상태를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 케이블 밀봉장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물의 실시예들에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물이 원자로 압력용기에 설치된 상태를 개략적으로 도시한 수직 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 설치 구조물을 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4에 표시된 A-A 선을 따른 설치 구조물의 수직 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 설치 구조물(200)은 원자로 압력용기(100)에 제어봉 구동장치(110)와 케이블 밀봉장치(120)를 설치하기 위한 구조물이다.
본 발명에 따른 설치 구조물(200)은 미드플랜지 방식의 원자로 압력용기(100)에 적용될 수 있으며, 미드플랜지 방식의 원자로 압력용기(100)는 상부 압력용기(101)와 하부 압력용기(102)로 분리되고, 상부 압력용기(101)의 하단부에 마련된 상부 플랜지(103)와 하부 압력용기(102)의 상단부에 마련된 하부 플랜지(104)에 의해 서로 밀봉 결합되는 구조를 가지고 있다.
상기 원자로 압력용기(100)의 내부에는 핵연료(105)가 장전된 노심이 마련되어 있고, 그 상부에는 제어봉 구동장치(110)가 배치된다. 상기 제어봉 구동장치(110)는 제어봉(미도시)의 상단부에 결합된 제어봉 구동축(112)을 수직 방향으로 승강시키기 위한 장치이다. 상기 제어봉 구동장치(110)는 본 발명에 따른 설치 구조물(200)에 설치되어 지지되는데, 이에 대해서는 아래에서 상세하게 설명된다.
본 발명에 따른 설치 구조물(200)은 상기 원자로 압력용기(100)의 상부 압력용기(101)와 하부 압력용기(102) 사이에 설치될 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 상기 설치 구조물(200)은 상기 원자로 압력용기(100)의 높이방향의 대략 중간 부위에 위치하게 된다.
본 발명에 따른 설치 구조물(200)은, 밀봉 플랜지(210)와, 원통형 관(220)과, 지지판(230)을 포함하여 구성된다.
상기 밀봉 플랜지(210)는 링 형상을 가지며 상기 원자로 압력용기(100)의 상부 압력용기(101)와 하부 압력용기(102) 사이에, 구체적으로 상기 상부 플랜지(103)와 하부 플랜지(104) 사이에 설치된다. 상기 밀봉 플랜지(210)는 상기 상부 플랜지(103)와 하부 플랜지(104)에 견고하게 결합되어 상기 원자로 압력용기(100)의 상부 압력용기(101)와 하부 압력용기(102) 사이를 밀봉한다. 이를 위해, 상기 밀봉 플랜지(210)에는 수직 방향으로 관통 형성된 다수의 체결홀(212)이 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치된다. 상기 다수의 체결홀(212)을 통해 체결수단, 예컨대 다수의 볼트(미도시)가 삽입되어 상기 상부 플랜지(103)와 하부 플랜지(104)에 견고하게 결합될 수 있다. 또한, 상기 밀봉 플랜지(210)의 상면과 하면에는 원자로 압력용기(100) 내부의 냉각재의 누설을 방지하기 위한 수단, 예컨대 오링(미도시)이 설치될 수 있다.
상기 밀봉 플랜지(210)의 외주면에는 상기 밀봉 플랜지(210)를 수평 방향으로 관통하는 다수의 장착홀(214)이 원주 방향을 따라 방사상으로 소정 간격을 두고 형성된다. 상기 다수의 장착홀(214) 각각에 상기 케이블 밀봉장치(120)가 삽입되어 장착되는데, 이에 대해서는 뒤에서 도 10과 도 11을 참조하면서 다시 설명하기로 한다.
또한, 상기 밀봉 플랜지(210)에는 상기 밀봉 플랜지(210)를 수직 방향으로 관통하는 다수의 저온 냉각재 유로(216)가 원주 방향을 따라 소정 간격을 두고 형성된다.
상기 다수의 저온 냉각재 유로(216)는 상기 밀봉 플랜지(210) 중 원자로 압력용기(100)의 내측에 위치한 부분에 형성되며, 원자로 압력용기(100)의 내부에서 유동하는 저온 냉각재가 상기 다수의 저온 냉각재 유로(216)를 통과하여 아래쪽으로 흐르게 된다. 상기 다수의 저온 냉각재 유로(216) 각각은 도 4에 도시된 바와 같이 사각형의 단면을 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며 원형의 단면을 가질 수도 있다.
상기 원통형 관(220)은 상기 밀봉 플랜지(210)의 내측 가장자리부로부터 수직 방향으로 소정 길이 하향 연장된다. 상기 원통형 관(220)의 길이는 케이블 배선 등을 고려하여 결정된다.
상기 원통형 관(220)은 상기 밀봉 플랜지(210)에 후술하는 지지판(230)을 연결하는 역할을 한다. 상기 밀봉 플랜지(210), 원통형 관(220) 및 지지판(230) 사이의 연결은 용접에 의해 이루어지는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 상기 원통형 관(220)은 상기 밀봉 플랜지(210)에 형성된 다수의 저온 냉각재 유로(216)를 통과하는 저온 냉각재와 후술하는 지지판(230)에 형성된 다수의 고온 냉각재 유로(236)를 통과하는 고온 냉각재를 분리하는 분리 벽으로서의 역할을 하게 된다. 즉, 상기 원통형 관(220)의 외측에 상기 저온 냉각재 유로(216)가 형성되고, 상기 원통형 관(220)의 내측에 상기 고온 냉각재 유로(236)가 형성됨으로써, 저온 냉각재와 고온 냉각재는 상기 원통형 관(220)을 경계로 하여 분리되어 서로 반대 방향으로 흐르게 된다.
상기 지지판(230)은 상기 원통형 관(220)의 하단부를 막는 형태로 설치된다. 상기 지지판(230)은 상기 원통형 관(220)의 하단부에 바람직하게는 용접에 의해 설치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 제어봉 구동장치(110)는 상기 지지판(230) 상에 설치되어 지지된다. 이에 대해서는 아래에서 도 8과 도 9를 참조하면서 설명하기로 한다.
상기 지지판(230)에는, 상기한 바와 같이, 상기 다수의 고온 냉각재 유로(236)가 수직 방향으로 관통 형성된다. 원자로 압력용기(100)의 내부에서 유동하는 고온 냉각재는 상기 다수의 고온 냉각재 유로(236)를 통과하여 위쪽으로 흐르게 된다.
도 6은 도 4에 도시된 설치 구조물의 변형예를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6에 표시된 B-B 선을 따른 설치 구조물의 수직 단면도이다.
도 6과 도 7에 도시된 설치 구조물(200)은 저온 냉각재 유로의 구성을 제외하고는 도 4와 도 5에 도시된 설치 구조물의 구성과 동일하므로, 이하에서는 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
도 6과 도 7을 참조하면, 상기 밀봉 플랜지(210)의 상면에 상기 다수의 저온 냉각재 유로(216) 각각의 상부를 모두 연결하는 링 형상의 저온 냉각재 유로 연결 홈(218)이 소정 깊이로 형성된다. 상기 저온 냉각재 유로 형성 홈(218)은 상기 다수의 저온 냉각재 유로(216)와 연통된다. 즉, 상기 다수의 저온 냉각재 유로(216)는 상기 저온 냉각재 유로 연결 홈(218)의 바닥면에 형성된다.
이와 같은 구성에 의하면, 저온 냉각재가 흐르는 유로를 최대한 확보할 수 있으며, 또한 상기 설치 구조물(200)의 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 8은 도 5에 도시된 설치 구조물의 지지판에 도 3에 도시된 제어봉 구동장치가 결합된 구조를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 8을 참조하면, 상기 제어봉 구동장치(110)는 제어봉(미도시)에 연결된 제어봉 구동축(112)을 승강 구동시키는 장치이다. 본 발명에 있어서, 상기 제어봉 구동장치(110)는 상기 설치 구조물(200)의 지지판(230) 상에 설치되어 지지된다.
구체적으로, 상기 지지판(230) 상에 상기 제어봉 구동장치(110)의 하단부가 고정 설치된다. 이를 위해, 상기 제어봉 구동장치(110)의 하단부에는 플랜지(114)가 형성될 수 있으며, 상기 지지판(230)의 상면에는 상기 제어봉 구동장치(110)의 하단부의 플랜지(114)가 소정 깊이 삽입 설치되는 다수의 설치홈(234)이 형성된다. 상기 제어봉 구동장치(110)는 그 하단부의 플랜지(114)가 상기 설치홈(234)에 삽입된 상태로 고정수단, 예컨대 볼트(238) 등에 의해 상기 지지판(230)에 고정 설치될 수 있다. 그리고, 상기 지지판(230)에는 상기 다수의 고온 냉각재 유로(236) 외에도 상기 제어봉 구동축(112)이 삽입되는 다수의 제어봉 구동축 삽입홀(232)이 수직 방향으로 관통 형성되며, 상기 제어봉 구동축 삽입홀(232)을 통해 제어봉 구동축(112)이 승강 운동할 수 있게 된다. 상기 제어봉 구동축 삽입홀(232)은 상기 설치홈(234)의 중앙부에 형성된다.
한편, 상기한 제어봉 구동장치(110)와 지지판(230)의 구체적인 결합 구조는 단지 일 예로서, 제어봉 구동장치(110)의 구조에 따라 다양하게 변형될 수 있을 것이다.
도 9는 도 8에 도시된 고온 냉각재 유로가 다른 위치에 형성된 예를 도시한 부분 단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 다수의 고온 냉각재 유로(236)는 상기 제어봉 구동장치(110)가 설치된 위치에도 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 다수의 고온 냉각재 유로(236)는 상기 설치홈(234)이 형성된 위치에서 상기 지지판(230)을 수직으로 관통하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 다수의 고온 냉각재 유로(236)는 상기 제어봉 구동장치(110)의 하단부의 플랜지(114)도 수직으로 관통하도록 형성된다.
한편, 상기 다수의 고온 냉각재 유로(236)는 도 9에 도시된 위치뿐만 아니라 도 8에 도시된 위치에도 형성될 수 있다.
도 10은 도 5에 도시된 설치 구조물의 밀봉 플랜지에 도 3에 도시된 케이블 밀봉장치가 결합된 상태를 개략적으로 도시한 부분 단면도이고, 도 11은 도 10에 도시된 케이블 밀봉장치의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 상기한 바와 같이, 상기 밀봉 플랜지(210)를 관통하여 형성된 다수의 장착홀(214) 각각에 상기 케이블 밀봉장치(120)가 삽입되어 장착된다.
상기 케이블 밀봉장치(120)는, 상기 밀봉 플랜지(210)의 장착홀(214)에 삽입되어 고정되는 관통관(121)을 포함하고, 상기 관통관(121)은 그 양단부를 막는 외측단부(122)와 내측단부(123)를 포함한다. 상기 관통관(121)은 상기 장착홀(214)에 삽입된 상태에서 상기 밀봉 플랜지(210)에 용접(W)에 의해 고정될 수 있다.
도 11을 참조하면, 상기 관통관(121)의 외측단부(122)와 내측단부(123)를 수평으로 관통하는 씸블 삽입홀(124)이 형성되고, 상기 씸블 삽입홀(124)에 씸블(thimble)(125)이 삽입 설치된다. 상기 씸블(125)의 내부에는 가이드 튜브(126)가 삽입되며, 상기 가이드 튜브(126) 내부에는 적어도 하나의, 바람직하게는 다수의 케이블(127)이 다발로 삽입된다. 상기 씸블(125)에는 내측으로 볼록한 형상의 돌출부(128)가 다수 형성되어 상기 가이드 튜브(126)가 흔들리지 않도록 지지된다.
상기 케이블(127)은 원자로 압력용기(100) 내부의 제어봉 구동장치(110)를 위한 전원 공급 및 제어 신호와 위치 신호의 송, 수신을 위한 것이다. 또한, 도시되지는 않았지만, 상기 관통관(121)을 최종적으로 밀봉하기 위해 상기 관통관(121)의 외측에 스웨이지락(swage lok)이 설치될 수 있다. 상기 스웨이지락은 공지된 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 도 11에는 하나의 케이블 밀봉장치(120)에 하나의 씸블(125)이 관통 설치된 것으로 도시되어 있으나, 하나의 케이블 밀봉장치(120)에 두 개 이상의 씸블(125)이 관통 설치되고, 그 각각의 내부에 적어도 하나의, 바람직하게는 다수의 케이블(127)이 다발로 삽입될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 상기 밀봉 플랜지(210)를 관통하여 형성된 다수의 장착홀(214) 각각을 통해 다수의 케이블(127)이 원자로 압력용기(100) 내부로 인입될 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 설치 구조물(200)은, 원자로 압력용기(100)에 제어봉 구동장치(110)와 케이블 밀봉장치(120)를 함께 설치 가능한 구조를 가짐으로써 제어봉 구동장치(110)와 케이블 밀봉장치(120)의 일괄적인 조립, 분해 및 유지 보수 작업이 용이하게 되고, 고방사능 구역에서의 작업시간이 단축되며, 제어봉 구동장치(110) 및 케이블 밀봉장치(120)의 개별 교체가 가능하므로 경제성이 높아지게 된다.
또한, 상기 설치 구조물(200)은 원자로 압력용기(100)의 중간 높이에, 즉 제어봉 구동장치(110)의 케이블(127)이 배선되는 높이에 위치함으로써, 다수의 케이블(127)의 배선 거리가 짧아져 공간 활용도가 높아진다.
또한, 다수의 케이블(127)을 묶어 상기 설치 구조물(200)의 밀봉 플랜지(210)를 관통하도록 구성되어 있으므로, 다수의 케이블(127)의 배선 및 유지 보수의 용이성이 높아지게 되며, 케이블 밀봉장치(120)가 장착되는 장착홀(214)의 수를 줄일 수 있어서 압력경계를 유지하기가 쉬워지며, 원자로 압력용기(100) 내부에서 원자로 냉각재의 유동 저항이 감소될 수 있다.
또한, 상기 설치 구조물(200)에 다수의 저온 냉각재 유로(216)와 고온 냉각재 유로(236)가 형성됨으로써, 원자로 압력용기(100) 내부에서 원자로 냉각재의 순환이 원활하게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100...원자로 압력용기 101...상부 압력용기
102...하부 압력용기 103...상부 플랜지
104...하부 플랜지 105...핵연료
110...제어봉 구동장치 112...제어봉 구동축
114...플랜지 120...케이블 밀봉장치
121...관통관 122...외측단부
123...내측단부 124...씸블 삽입홀
125...씸블 126...가이드 튜브
127...케이블 128...돌출부
200...설치 구조물 210...밀봉 플랜지
212...체결홀 214...장착홀
216...저온 냉각재 유로 218...저온 냉각재 유로 연결 홈
220...원통형 관 230...지지판
232...제어봉 구동축 삽입홀 234...설치홈
236...고온 냉각재 유로

Claims (9)

  1. 원자로 압력용기에 제어봉 구동장치와 케이블 밀봉장치를 설치하기 위한 설치 구조물로서,
    원자로 압력용기의 상부 압력용기와 하부 압력용기 사이에 밀봉 결합되는 환형의 밀봉 플랜지;
    상기 밀봉 플랜지의 내측 가장자리부로부터 수직 방향으로 하향 연장된 원통형 관: 및
    상기 원통형 관의 하단부를 막는 형태로 수평으로 설치되는 지지판;을 포함하며,
    상기 밀봉 플랜지에 상기 밀봉 플랜지를 수평 방향으로 관통하는 다수의 장착홀이 원주 방향을 따라 간격을 두고 형성되고, 상기 다수의 장착홀 각각에 상기 케이블 밀봉장치가 삽입되어 장착되며,
    상기 지지판 상에 상기 제어봉 구동장치가 설치되어 지지되고,
    상기 밀봉 플랜지에는 상기 밀봉 플랜지를 수직 방향으로 관통하는 다수의 저온 냉각재 유로가 원주 방향을 따라 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 설치 구조물.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 밀봉 플랜지의 상면에는, 상기 다수의 저온 냉각재 유로 각각의 상부를 모두 연결하면서 상기 다수의 저온 냉각재 유로와 연통되는 링 형상의 저온 냉각재 유로 연결 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 설치 구조물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 지지판에는 다수의 고온 냉각재 유로가 수직 방향으로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 설치 구조물.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 다수의 저온 냉각재 유로는 상기 원통형 관의 외측에 위치하고, 상기 다수의 고온 냉각재 유로는 상기 원통형 관의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 설치 구조물.
  6. 제 1항, 또는 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지판에는 상기 제어봉 구동장치에 의해 승강 구동되는 제어봉 구동축이 삽입되는 다수의 제어봉 구동축 삽입홀이 수직 방향으로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 설치 구조물.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 지지판의 상면에는 상기 제어봉 구동장치의 하단부가 삽입 설치되는 다수의 설치홈이 형성되며, 상기 다수의 설치홈 각각의 중앙부에 상기 제어봉 구동축 삽입홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 설치 구조물.
  8. 제 1항, 또는 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 장착홀 각각에 장착되는 하나의 케이블 밀봉장치를 통해 다수의 케이블이 상기 원자로 압력용기 내부로 인입되는 것을 특징으로 하는 설치 구조물.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 케이블 밀봉장치는 상기 밀봉 플랜지의 장착홀에 삽입되어 고정되는 관통관과, 상기 관통관 내부에 삽입되는 씸블(thimble)과, 상기 씸블의 내부에 삽입되는 가이드 튜브를 포함하며, 상기 가이드 튜브 내부에 다수의 케이블이 삽입되는 것을 특징으로 하는 설치 구조물.
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