KR102048403B1 - 캐스크 바스켓 지지체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경량이면서도 전열성이 우수한 캐스크 바스켓 지지체를 제공하는 것으로, 연료봉 집합체를 수납하는 캐스크 바스켓 복수 개를 지지하는 캐스크 바스켓 지지체로서, 각 캐스크 바스켓이 배치되는 바스켓 장착부가 복수 개 형성된 지지판;과 상기 지지판을 연결하는 지지 로드;를 포함하며, 상기 지지판은 복수의 중공 구조 빔이 연결되어 형성되는 캐스크 바스켓 지지체를 제공한다.

Description

캐스크 바스켓 지지체{Cask Basket Support}

본 발명은 캐스크 바스켓 지지체에 대한 것으로, 구체적으로 열전도성이 우수하면서도 내부 구조의 경량화가 가능하여 캐스크 전체의 안정성을 상승시킬 수 있는 캐스크 바스켓 지지체에 대한 것이다.

핵연료 사이클의 종기에 더 이상은 사용할 수 없게 된 핵연료 집합체를 사용 후 핵연료라고 한다. 이러한 사용 후 핵연료는 FP 등의 고방사능 물질을 포함하므로 열적으로 냉각해야 하며, 이를 위해 원자력 발전소의 냉각피트에서 3개월 내지 6개월 정도의 소정의 기간 동안 냉각시킨다.

그 후, 차폐용기인 캐스크에 수납되어 트럭 등의 운송수단을 통해 재처리시설 등에 반송, 저장된다. 여기서 상기 캐스크는 사용 후 핵연료를 재처리시설에 수송하거나 저장고로 이동시킬 때 사용되는 저장용기로서, 캐스크 내에는 고방사능 물질이 수용되어 있으므로, 40년 내지 60년이 예상되는 저장기간 동안에 있어 밀폐력이 상당한 중요하게 요구된다.

종래의 캐스크의 경우 용기 본체에 차폐 리드가 결합하며 내부에 캐스크 바스켓 지지체가 배치된다. 캐스크 바스켓 지지체는 캐스크 바스켓을 복수 개 수납할 수 있도록 구성된다.

본 발명은 경량이면서도 전열성이 우수한 캐스크 바스켓 지지체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 지지체의 구조가 간단하면서도 배수나 열유동이 유리한 캐스크 바스켓 지지체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다음과 같은 캐스크 바스켓 지지체를 제공한다.

본 발명은 연료봉 집합체를 수납하는 캐스크 바스켓 복수 개를 지지하는 캐스크 바스켓 지지체로서, 각 캐스크 바스켓이 배치되는 바스켓 장착부가 복수 개 형성된 지지판;과 상기 지지판을 연결하는 지지 로드;를 포함하며, 상기 지지판은 복수의 중공 구조 빔이 연결되어 형성되는 캐스크 바스켓 지지체를 제공한다.

본 발명에서 상기 중공 구조 빔은 상기 캐스크 바스켓에 면접촉하는 두 측면부와, 상기 측면부를 연결하는 연결부를 포함하여, 단면 형상이 ㄷ 혹은 H 형일 수 있다.

다르게, 본 발명에서 상기 중공 구조 빔은 상면부, 상기 상면부를 마주보는 저면부, 및 상기 상면부와 저면부에 연결되며 상기 캐스크 바스켓에 면접촉하는 측면부를 포함하여, 단면 형상이 ㅁ형일 수 있다.

또, 본 발명에서 상기 연결부에는 복수 개의 관통홀이 일정 간격으로 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 지지판은 원형으로 구성되며, 상기 중공 구조 빔에 연결되며 반경 방향 외측에서 상기 지지 로드가 관통하는 지지 로드 홀을 포함하는 외측 중공부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 외측 중공부는 상기 중공 구조 빔의 반경 방향 외측으로 노출된 부분과 연결되며, 상기 노출된 부분에 대응되는 면을 가지는 빔 연결부; 상기 빔 연결부에 연결되며, 지지판의 외형을 구성하는 외면부; 및 상기 지지 로드 홀이 형성되며, 상기 빔 연결부, 외면부와 연결되고, 저면을 이루는 바닥부를 포함할 수 있다.

본 발명은 위와 같은 구성을 통하여 경량이면서도 전열성이 우수한 캐스크 바스켓 지지체를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 지지체의 구조가 간단하면서도 배수나 열유동이 유리한 캐스크 바스켓 지지체를 제공할 수 있다.

본 발명은 지지체 구조를 경량화함으로써, 전체 캐스크에서 캐스크 바스켓 지지체가 차지하는 중량을 감소시키며, 이는 크레인등에 의해서 정해지는 최대 중량을 고려할 때, 외부 용기에 더 많은 재료를 사용하게 하며, 따라서, 캐스크의 안정성에 기여할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 캐스크 바스켓 지지체의 지지판의 평면도이다.
도 2 는 본 발명의 캐스크 바스켓 지지체의 측면도이다.
도 3a 는 본 발명의 중공 구조 빔의 사시도이다.
도 3b 는 본 발명의 중공 구조 빔의 측면도이다.
도 4 는 본 발명의 외측 중공부의 사시도이다.
도 5a 는 본 발명의 중공 구조 빔의 다른 실시예의 사시도이다.
도 5b 는 본 발명의 중공 구조 빔의 다른 실시예의 측면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여, 본 발명의 캐스크 바스켓 구조에 대하여 상세히 살펴보도록 한다.

도 1 에는 본 발명의 캐스크 바스켓 지지체의 지지판(100)의 평면도가 도시되어 있으며, 도 2 에는 본 발명의 캐스크 바스켓 지지체의 측면도가 도시되어 있고, 도 3a 및 3b 에는 지지체의 중공 구조 빔(150)의 사시도 및 측면도가, 도 4 에는 지지체의 외측 중공부(110)의 사시도가 도시되어 있다.

본 발명의 캐스크 바스켓 지지체는 도 2 에서 보이듯이, 복수의 지지판(100)이 수직방향으로 배치되며, 지지판(100)이 지지 로드(200)에 의해서 연결된다. 지지판(100)과 지지 로드(200)는 다양한 방식으로 연결될 수 있으며, 이 실시예에서는 용접에 의해서 연결된다.

지지판(100)에는 복수의 바스켓 장착부(130)가 형성되어 있으며, 이 바스켓 장착부(130)에 캐스크 바스켓(미도시)이 삽입된다. 캐스크 바스켓(미도시)은 상기 바스켓 장착부(130)의 형상에 대응되는 형상을 가지며, 연료봉 집합체를 내장한 상태로 바스켓 장착부(130)에 삽입된다.

본 발명의 지지판(100)은 상기 캐스크 바스켓(미도시)의 외면에 접촉할 수 있도록 측면부(151, 153)를 가지되 내부가 충전되지 않은 중공 구조 빔(150)이 격자로 짜여져 구성되며, 중공 구조 빔(150)이 격자로 짜여진 외측에서 지지판(100)이 전체적으로 캐스크(미도시)에 대응되도록 구성되는 외측 중공부(110)가 배치된다.

또한, 외측 중공부(110)가 채워질 수 없는 좁은 공간에는 충전재(180)가 들어가서, 캐스크(미도시) 내부에서 캐스크 바스켓 지지체가 흔들리지 않게 된다.

한편, 본 발명의 지지판(100)의 중공 구조 빔(150)은 상기 캐스크 바스켓(미도시)에 면접촉하는 측면부(151, 153)와 상기 측면부(151, 153)를 연결하는 연결부(152)를 포함하여 상면이 개방된 'ㄷ'자 형상의 단면을 가진다. 본 발명에서 연결부(152)는 측면부(151, 153)의 저면을 연결하는 것으로 도시하였으나, 측면부(151, 153)의 중앙부를 연결하여 'H'형상의 단면을 가지게 하거나, 상면을 연결하여 하면이 개방된 'ㄷ'자 형상의 단면을 가지게 할 수도 있다.

또한, 상기 연결부(152)에는 복수 개의 관통홀(154)이 일정간격으로 형성되어 있으며, 따라서, 상기 관통홀(154)을 통하여 지지체가 수조에서 외부로 꺼내질 때, 수조의 물이 중공 구조 빔(150)으로부터 빠져나갈 수 있다.

본 발명에서 지지판(100)은 중공 구조 빔(150)이 격자로 연결되어 구성되는데, 중공 구조 빔(150)은 상기와 같이 일면 혹은 양면이 개방된 구조를 가지고 있으며, 측면부를 포함하고 있기 때문에, 서로 교차할 때 캐스크 바스켓과 무관한 측면부가 발생할 수 있다. 이때, 해당 부분의 측면부(151, 153)를 제거하여 도면 부호 B와 같이 터진 형상을 만들 수도 있으나, 도면 부호 A 와 같이 막힌 형상을 유지하게 할 수도 있다.

본 발명에서 중공 구조 빔(150)의 연결은 용접 또는 다른 결합수단을 통하여 달성될 수 있다.

한편, 격자 구조를 형성하는 중공 구조 빔(150)에 연결되어 외형을 형성하는 외측 중공부(110)의 경우에, 원형의 외면을 형성하도록 원호의 일부를 따라서 연장된 외면부(111)와 상기 중공 구조 빔(150)의 반경 방향 외측으로 노출된 측면부(151, 153)과 연결되며, 상기 노출된 부분에 대응되는 면을 가지는 빔 연결부(113) 및 상기 외면부(111)와 빔 연결부(113)를 연결하는 바닥부(112)를 포함한다.

빔 연결부(113)는 중공 구조 빔(150)에 면접촉하여 중공 구조 빔(150)으로부터 열을 전달하며, 외면부(111)는 원호에 대응되는 형상을 가져 지지판(100)이 캐스크 내부에 정위치를 유지하게 한다.

한편, 바닥부(112)는 지지 로드(200)가 통과할 수 있도록 지지 로드 홀(115)을 포함하며, 상기 지지 로드 홀(115)에 상기 지지 로드(200)가 용접되게 된다. 또, 바닥부(112)는 도 4 에서와 같이 관통홀(114)이 형성될 수 있으며, 이는 상기 중공 구조 빔(150)의 연결부(152)의 관통홀(154)과 같이 지지체가 수조에서 외부로 꺼내질 때, 수조의 물이 외측 중공부(110)로부터 빠져나갈 수 있게 한다. 관통홀(114)은 외측 중공부(110)의 내부에 물이 남지 않을 수 있도록 복수 개가 형성될 수 있다.

본 발명에서 캐스크 바스켓 지지체의 경우에 측면 방향으로 힘을 많이 받지 않으나, 열전도를 위하여 두꺼운 두께로 지지판이 형성되던 것을 개선하여, 열전도는 그대로 유지하되 캐스크 바스켓 지지체의 무게를 줄일 수 있는 경량 구조의 캐스크 바스켓 지지체를 제공할 수 있다. 특히, 캐스크의 경우에 크레인 용량 등 현실적인 제한으로 정해진 무게 내에서 설계되어야 하는데, 내부에서 많이 차지하던 무게를 감소시켜 방사선 누출을 직접적으로 차단하게 되는 외부 구조물에 투자하게 하므로, 캐스크의 안정성에 기여할 수 있다.

한편, 도 5a 및 도 5b 에는 본 발명의 중공 구조 빔(150)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 5a 및 도 5b 에서 보이듯이, 본 발명의 중공 구조 빔(150)은 도 3과는 달리 대략 ㅁ자형 단면을 가지도록 형성될 수 있다.

본 발명에서 중공 구조 빔(150)은 상면부(155), 상기 상면부(155)를 마주보는 저면부(156), 및 상기 상면부(155)와 저면부(156)에 연결되며 상기 캐스크 바스켓에 면접촉하는 측면부(151, 153)를 포함하여, 그에 의해서 폐단면을 가질 수 있다.

이때, 상기 상면부(155) 및 저면부(156)에는 복수 개의 관통홀(154)이 일정간격으로 형성되어 있으며, 따라서, 상기 관통홀(154)을 통하여 지지체가 수조에서 외부로 꺼내질 때, 수조의 물이 중공 구조 빔(150)으로부터 빠져나갈 수 있다.

이상에서는 첨부된 도면을 기초로 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예로 제한되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 사항의 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

100: 지지판 110: 외측 중공부
111: 외면부 112: 바닥부
113: 빔 연결부 114: 관통홀
130: 바스켓 장착부 150: 중공 구조 빔
151, 153: 측면부 152: 연결부
154: 관통홀 180: 충전재
200: 지지 로드

Claims (6)

1. 연료봉 집합체를 수납하는 캐스크 바스켓 복수 개를 지지하는 캐스크 바스켓 지지체로서,
   각 캐스크 바스켓이 삽입되어 배치되는 바스켓 장착부가 복수 개 형성된 지지판;과
   상기 지지판을 상하방향으로 복수개 이격시켜 배치한 상태에서 복수개의 상기 지지판을 일체로 연결하는 지지 로드;를 포함하며,
   상기 지지판은 원형으로 구성되며, 중공 구조 빔에 연결되며 반경 방향 외측에서 상기 지지 로드가 관통하는 지지 로드 홀을 포함하며, 상기 지지 로드는 각 지지판에 형성된 상기 지지 로드 홀을 일체로 통과하여 복수개의 상기 지지판을 연결하고, 복수의 상기 중공 구조 빔이 격자로 짜여져 구성되어 복수의 상기 중공 구조 빔 사이의 이격된 공간은 각각 상기 바스켓 장착부를 이루며, 상기 캐스크 바스켓은 상기 연료봉 집합체를 내장한 상태로 상기 바스켓 장착부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 캐스크 바스켓 지지체.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 중공 구조 빔은 상기 캐스크 바스켓에 면접촉하는 두 측면부와, 상기 측면부를 연결하는 연결부를 포함하여, 단면 형상이 ㄷ 혹은 H 형인 것을 특징으로 하는 캐스크 바스켓 지지체.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 중공 구조 빔은 상면부, 상기 상면부를 마주보는 저면부, 및 상기 상면부와 저면부에 연결되며 상기 캐스크 바스켓에 면접촉하는 측면부를 포함하여, 단면 형상이 'ㅁ'자 형인 것을 특징으로 하는 캐스크 바스켓 지지체.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 연결부에는 복수 개의 관통홀이 일정 간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캐스크 바스켓 지지체.
   
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지판은 상기 지지 로드 홀을 포함하는 외측 중공부를 포함하고,
   상기 외측 중공부는 상기 중공 구조 빔의 반경 방향 외측으로 노출된 부분과 연결되며, 상기 노출된 부분에 대응되는 면을 가지는 빔 연결부;
   상기 빔 연결부에 연결되며, 지지판의 외형을 구성하는 외면부; 및
   상기 지지 로드 홀이 형성되며, 상기 빔 연결부, 외면부와 연결되고, 저면을 이루는 바닥부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐스크 바스켓 지지체.
   

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