KR102068373B1 - 원자로용 제어봉 구동 기구(“crdm”) 조립체 - Google Patents

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KR102068373B1
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웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 원자로 용기, 원자로 코어, 원자로 용기 헤드, 래치 하우징 노즐, 래치 하우징, 로드 트래블 하우징, 래치 조립체, 구동봉 조립체 및 로드 제어 클러스터 조립체를 구비하는 원자로를 위한 제어봉 구동 기구 조립체에 관한 것이다. 래치 하우징은 래치 하우징 노즐과 통합되고, 로드 트래블 하우징은 래치 하우징에 용접되며, 래치 조립체는 로드 트래블 하우징에 연결된다. 래치 조립체는 구동봉 조립체 및 이 구동봉 조립체에 부착되는 로드 제어 클러스터 조립체를 포함한다.

Description

원자로용 제어봉 구동 기구(“CRDM”) 조립체{CONTROL ROD DRIVE MECHANISM(“CRDM”) ASSEMBLY FOR A NUCLEAR REACTOR}
본 발명은 가압수형 원자로와 같지만, 이에 한정되지 않는 원자로를 위한 제어봉 구동 기구("CRDM")에 관한 것이다.
가압수형 원자로("PWR")와 같은 발전용 원자로에 있어서, 농축 우라늄과 같은 핵연료의 분열에 의해 열이 발생된다. 열은 원자로 코어를 통해 흘러서 쿨런트 내로 전달된다. 원자로 코어는, 쿨런트가 흐르는 연료 조립체 구조물 상에 서로 근접하여 장착된 기다란 핵연료봉을 포함한다. 핵연료봉은 동연적인(coextensive) 병렬 어레이로 서로 이격된다. 주어진 핵연료봉 내의 연료 원자의 핵붕괴 동안에 방출된 중성자 및 다른 소립자 중 일부는 연료봉 사이의 공간를 통과하고, 인접한 연료봉 내의 핵분열성 물질 상에 충돌한다. 이것은 핵반응 및 원자로 코어에 의해 발생된 열에 기여한다. 가동 제어봉은 원자로 코어 도처에 분산되어, 핵분열의 전체 속도의 제어를 가능하게 한다. 제어봉은 연료봉 사이를 지나가는 중성자의 일부분을 흡수하고, 그렇지 않으면 핵분열 반응에 기여한다. 제어봉은 일반적으로 물질을 흡수하는 중성자의 기다란 로드를 포함하고, 연료봉에 평행하고 그 사이에 있는 연료 조립체 내의 종방향 개구부 또는 안내관(guide thimble) 내로 끼워맞춤된다. 제어봉을 코어 내로 삽입하는 것은, 중성자가 인접한 연료봉 내에서 핵분열에 기여하는 일 없이 흡수되도록 한다. 제어봉이 삽입되는 거리가 더 길수록, 더 많은 중성자가 흡수된다. 제어봉을 후퇴시키는 것은 중성자 흡수 범위를 감소시키고, 코어의 핵반응 및 파워 출력의 속도를 증가시킨다. 삽입된 제어봉의 수 및 이들이 원자로 코어 내로 삽입되는 것에 의한 거리는 원자로의 반응성을 제어하기 위해 변경될 수 있다.
제어봉은 코어에 비해 제어봉의 그룹을 전진 또는 후퇴시키도록 이동 가능한 클러스터 조립체, 예를 들면 로드 제어 클러스터 조립체("RCCAs") 내에 지지된다. 이러한 목적을 위해, 제어봉 구동 기구("CRDM") 조립체가 제공된다. RCCAs는 원자로 코어 위에 원자로 용기 내에 위치된 상부 내부 장치의 전형적인 부분이다. 원자로 용기는 높은 내압으로 전형적으로 가압되고, CRDM 조립체는 원자로 압력 용기의 튜브형 연장부인 압력 하우징 내에 수용된다. PWR에서, 예를 들면, CRDM 조립체는 원자로 압력 용기 헤드 상에 장착된다.
일반적으로, CRDM 조립체는 원자로 내의 원자로 용기의 원자로 코어 내에 제어봉을 배치하는 선형 액추에이터를 밀봉적으로 실링한다. CRDM 조립체는 원자로 코어의 레이아웃과 일치하는 매트릭스 패턴으로 원자로 용기의 헤드에 장착된다. CRDM 조립체는 내진 지지 구조물에 의해 상부에 측면으로 지지된다. 로드 위치는 로드 위치 지시기("RPIs")에 의해 직접 측정되고, 원자로의 제어룸 내의 단계 계수기(step counter)에 의해 간접적으로 모니터링된다.
CRDM는 원자로 쿨런트 압력 경계를 통한 기계적 또는 전기적 침투 없이 CRDM 기능을 달성한다. 모든 이동하는 부품은 로드 운동을 제어하기 위해 자기 에너지가 통과하는 압력 용기 내에 수용된다. 원자로 압력 용기는 모든 작동 조건 하에서 원자로 쿨런트를 보유한다.
다양한 CRDM 조립체가 당해 분야에서 알려져 있다. 전형적으로, CRDM 조립체는 래치 하우징, 로드 트래블 하우징(rod travel housing), 래치 조립체, 코일 스택(coil stack) 조립체, 및 구동봉 조립체를 포함한다. 래치 하우징은 래치 하우징 노즐 상에 끼워지고, 다른 캐노피 시일 용접부(canopy seal weld)로 시일 용접된다. 로드 트래블 하우징은 래치 하우징 내에 끼워지고, 다른 캐노피 시일 용접부로 시일 용접된다. 래치 하우징 및 로드 트래블 하우징은 CRDM 조립체의 이동하는 구성요소 주위에 압력 경계를 형성하고, CRDM 조립체의 다른 구성요소를 지지한다. 래치 조립체는 래치 하우징 내에 포함된다. 코일 스택 조립체는 CRDM 조립체 제어 시스템으로부터 전기 임펄스를 받는 코일을 포함한다. 코일에 의해 생성된 자기 에너지는 래치 조립체에 의해 선형 운동으로 변환되어, RCCA에 부착되고, 그에 따라, 원자로 코어 내에 RCCA의 위치 설정을 제어하는 구동봉 조립체를 이동시킨다.
코일 스택 조립체는 자속을 발생하는 하나의 세트의 코일을 포함한다. 예를 들어, 코일 스택 조립체는 래치 조립체를 위해 자기 에너지를 공급할 수 있다. 코일 스택 조립체는 래치 하우징을 둘러싸고, 래치 조립체 내의 대응하는 자석을 작동시키는 3개의 코일을 포함한다. 니켈 도금 주철 구성요소는 코일용 지지 구조물을 제공하고, 자속을 래치 조립체로 전도한다. 전기 커넥터는 수분 및 먼지에 대항하여 실링되고, 쉽게 결합 및 분리된다. 코일은 CRDM 제어 시스템으로부터 전기 임펄스를 수용하고, 강제 공기에 의해 외부적으로 냉각된다. 래치 조립체는 자기 에너지를 선형 운동으로 변환한다. 구동봉 조립체는 CRDM 모터를 제어봉에 연결한다. 압력 하우징은 원자로 쿨런트를 보유하고, CRDM의 다른 구성요소를 지지한다.
도 1, 도 1a, 도 1b 및 도 1c는 일반적으로 당해 분야에 알려진 CRDM 조립체(10)를 도시한다. CRDM 조립체(10)는 원자로 용기 CRDM 노즐(12), 래치 하우징(14), 로드 트래블 하우징(16), 래치 조립체(18), 구동봉 조립체(20) 및 RCCA(22)를 포함한다. 원자로 용기 CRDM 노즐(12)의 일단부는 원자로 용기 헤드에 고정적으로 부착 또는 연결된다. 일 실시예에 있어서, 원자로 용기 CRDM 노즐(12)은 부분적인 용입 용접부(11)를 사용함으로써, 원자로 용기 헤드 상에 장착된다. 래치 하우징 노즐(12)의 타단부는 래치 하우징(14)의 일단부에 부착 또는 연결된다. 래치 하우징(14)의 일단부는 원자로 용기 CRDM 노즐(12) 상에 끼워지고, 하부 캐노피 시일 용접부(13)(도 1a 참조)를 사용하여 시일 용접된다. 하부 캐노피 시일 용접부(13)는 래치 하우징(14)과 로드 트래블 하우징(16) 사이에서 규정된 고리형 압력 경계를 시일하는 기능을 한다. 래치 하우징(14)의 타단부는 로드 트래블 하우징(16)의 일단부에 중간-캐노피 시일 용접부(15)(도 1b 참조)와 시일 용접함으로써 부착 또는 연결된다. 로드 트래블 하우징(16)의 타단부는 래치 조립체(18)의 일단부에 부착 또는 연결된다. 래치 조립체(18)는 구동봉 조립체(20)를 포함한다. 단부 캡은 로드 트래블 하우징(16)의 상단부에 끼워지고, 상부 캐노피 시일 용접부(17)(도 1c 참조)를 사용하여 시일 용접된다.
구동봉 조립체(20)는 RCCA(22)에 부착된다. 구동봉 조립체(20)는 원자로 코어(도시하지 않음) 내에 RCCA(22)의 위치 설정을 제어한다. RCCA(22)의 이동은 3개의 전자석(도시하지 않음)에 의해 개별 단계로 제공될 수 있다. RCCA(22)가 그 설계된 위치에 도달할 경우, CRDM 조립체(10)는 CRDM 제어 시스템(도시하지 않음)으로부터의 전기 신호에 반응하여, 무기한으로 RCCA(22)를 유지한다. CRDM 조립체(10)로의 파워 차단시에, 구동봉 조립체(20)가 해제되어, 부착된 구동봉 조립체(20)와 함께 RCCA(22)는 중력에 의해 원자로 내로 낙하하고, 원자로의 안전한 운전정지를 보장한다. 이것은 원자로 트립(reactor trip)으로 불린다. 파워 공급 및 논리 캐비닛(도시하지 않음)은 임의의 스테핑(stepping) 또는 홀딩 또는 트립핑(tripping)을 전형적으로 제어한다.
따라서, CRDM 조립체(10)는 CRDM 제어 시스템(도시하지 않음)으로부터의 전기 신호에 반응하여, RCCA(22)를 철회, 유지, 또는 삽입할 수 있다. CRDM 조립체(10)의 래치 조립체(18)는 임의의 레벨에서 무기한으로 RCCA(22)를 유지할 수 있다. 예를 들면, 원자로(도시하지 않음) 내의 비상 사고에 반응하여, 초기 운전정지가 필요할 경우에, 래치 조립체(18)는 구동봉 조립체(20)를 해제하여, RCCA(22)가 중력에 의해 원자로 코어의 하부로 강하되게 하여, 원자로의 안전한 운전정지를 보장한다.
압력 하우징 조립체(도시하지 않음)는 ANS-51.1에 따른 안전 등급 1로 분류된다. 래치 조립체(18)는 ANS-51.1에 따른 ANS 안전 등급 3으로 분류된다. 안전-관련 기능을 제공하지 않는 래치 조립체(18)의 작은 부분은 비-안전성 등급(NNS)으로 분류될 수도 있다.
게다가, 압력 하우징(도시하지 않음)은 원자력 규제 위원회(Nuclear Regulatory Commission; NRC) 규제 지침 1.29에 따른 내진 등급 1로 분류된다. 래치 조립체(18)는 NRC 규제 지침 1.100의 권고안, 개정안 2, 및 IEEE 기준 322-1987에 포함된 설비의 내진검증을 위한 권고 사항을 사용한 이 동일한 분류를 충족하도록 승급될 수도 있다. 래치 조립체(18)는 IEEE 등급 1E 구성요소가 아니다. 그러나, IEEE 기준 344는 기계적인 구성요소의 자격에 적용할 수 있고, NRC 규제 지침 1.100, 개정안 2에 의해 권고된 방법론이다.
알려진 CRDM 조립체 설계에 있어서, 복수의 캐노피 시일 용접부는 CRDM 조립체의 다양한 구성요소와 함께 부착 또는 결합되도록 채용된다. 캐노피 시일 용접부가 이와 함께 관련된 문제점을 갖는다는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 상업용 원자로 내의 캐노피 시일 용접부를 사용하는 것으로 인해, 이러한 용접부가 누출되고 부식이 내부에 형성되는 경향을 나타내고 있다. 따라서, 래치 조립체, 로드 트래블 하우징, 래치 하우징 및 래치 하우징 노즐을 포함하는 CRDM 조립체의 다양한 구성요소 및 관련된 구성요소를 부착 또는 연결하는데 사용된 캐노피 시일 용접부의 수를 감소 또는 최소화시킬 수 있는 CRDM 조립체를 설계 및 개발할 필요가 있다.
일 관점에 있어서, 본 발명은 원자로 용기, 원자로 코어, 원자로 용기 헤드, 래치 하우징 노즐, 래치 하우징, 로드 트래블 하우징, 래치 조립체, 구동봉 조립체 및 로드 제어 클러스터 조립체를 구비하는 원자로를 위한 제어봉 구동 기구 조립체를 제공한다. 제어봉 구동 기구 조립체는 원자로 용기 헤드에 연결된 래치 하우징 노즐의 제 1 단부; 래치 하우징 노즐의 제 2 단부와 통합되는 래치 하우징의 제 1 단부; 래치 하우징의 제 2 단부에 용접된 로드 트래블 하우징의 제 1 단부, 및 로드 트래블 하우징의 제 2 단부에 연결된 래치 조립체의 제 1 단부를 포함한다. 래치 조립체는 구동봉 조립체 및 이 구동봉 조립체에 부착된 로드 제어 클러스터 조립체를 포함한다.
다른 관점에 있어서, 본 발명은 원자로의 반응성을 제어하기 위한 방법을 제공한다. 본 방법은, 제어봉 구동 기구를 원자로 용기 내로 삽입하여, 원자로로부터의 파워 출력의 속도를 감소시키는 단계, 및 제어봉 구동 기구를 원자로 용기 외부로 후퇴시켜서, 원자로로부터의 파워 출력의 속도를 증가시키는 단계를 포함한다. 원자로는 원자로 용기, 원자로 코어 및 원자로 용기 헤드를 포함한다. 제어봉 구동 기구는 래치 하우징 노즐, 래치 하우징, 로드 트래블 하우징, 래치 조립체, 구동봉 조립체 및 로드 제어 클러스터 조립체를 포함한다. 래치 하우징의 제 1 단부는 래치 하우징 노즐과 통합되고, 로드 트래블 하우징의 제 1 단부는 래치 하우징의 제 2 단부와 용접되며, 래치 조립체의 제 1 단부는 로드 트래블 하우징의 제 2 단부에 연결된다. 래치 조립체는 구동봉 조립체 및 이 구동봉 조립체에 부착된 로드 제어 클러스터 조립체를 포함한다.
본 발명의 추가적인 이해는 첨부된 도면과 함께 읽을 때, 바람직한 실시예의 이하의 설명으로부터 얻을 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 CRDM 조립체의 정면도,
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 도 1의 CRDM 조립체의 상세 정면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CRDM 조립체의 정면도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 도 2의 CRDM 조립체의 상세 정면도.
본 발명은 원자로를 위한 제어봉 구동 기구("CRDM") 조립체에 관한 것이다. CRDM 조립체는 가압수형 원자로("PWRs") 및 비등수형 원자로("BWRs")와 같지만, 이에 한정되지 않는 다양한 원자로 설계에 사용될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 본 발명의 CRDM 조립체는 실시예에 따라 설명될 것이고, 원자로는 PWR, 특히 Westinghouse Electric Company에 의해 설계되고 제조된 AP1000 PWR이다. PWR은 원자로 코어, 연료봉, 제어봉, RCCAs, CRDM 조립체 및 관련 구성요소를 포함하는 원자로 압력 용기를 포함한다. CRDM 조립체는 원자로 압력 용기의 헤드 상에 장착된다.
본 발명에 있어서, 각각의 CRDM 조립체는 래치 하우징 노즐, 래치 하우징, 로드 트래블 하우징, 래치 조립체, 구동봉 조립체, 및 RCCA를 포함한다. 래치 하우징 노즐의 일단부는 원자로 용기 헤드에 부착 또는 연결된다. 래치 하우징 노즐의 타단부는 래치 하우징의 일단부에 부착 또는 연결된다. 래치 하우징 노즐와 래치 하우징은 나사 연결이 없을 경우에, 및/또는 예를 들면, 캐노피 시일 용접부로 시일 용접되지 않을 경우에 부착 또는 연결된다. 일 실시예에 있어서, 래치 하우징 노즐 및 래치 하우징은 단일의 일체형 구성요소를 형성하도록 제작 및/또는 제조된다. 이 노즐/래치 하우징 조립체는 일체형 유닛으로서 원자로 용기 헤드 내에 설치될 수 있다. 이 실시예에 있어서, 래치 하우징 노즐 및 래치 하우징은 예를 들면, 완전 용입 바이메탈 용접(full penetration bimetallic weld)에 의해 함께 용접될 수 있다. 이것은 누설 및/또는 부식 경향을 나타내는 캐노피 시일 용접의 필요성을 제거한다. 래치 하우징의 타단부는 로드 트래블 하우징의 일단부에 부착 또는 연결된다. 이러한 2개의 구성요소는 나사 연결부, 및/또는 캐노피 시일 용접부와 같지만, 이에 한정되지 않는 시일 용접부에 의해 전형적으로 부착 또는 연결된다. 로드 트래블 하우징의 타단부는 래치 조립체의 일단부에 부착 또는 연결된다. 이러한 2개의 구성요소는 나사 연결부 및/또는 시일 용접부에 의해 전형적으로 부착 또는 연결된다. 래치 조립체는 구동봉 조립체 및 RCCA를 포함한다. 구동봉 조립체의 일단부는 래치 조립체의 타단부에 부착 또는 연결되고, 구동봉 조립체의 타단부는 RCCA의 일단부에 부착 또는 연결된다.
래치 하우징은 구동봉 조립체와 작동적으로 관련되는 다양한 그리핑(gripping) 또는 래칭 기구를 수용하게 하는 원통형 튜브를 포함한다. 로드 트래블 하우징은 수직적으로 이동 가능한 구동봉 조립체를 수용 및 안내하는 원통형 튜브를 포함한다. 구동봉 조립체는 RCCA에 연결되고, 그에 따라 RCCA는 상향 또는 하향으로 이동되어 원자로 작동을 제어한다.
구동봉 조립체와 관련된 그리핑 또는 래칭 기구를 작동 또는 제어하기 위해서, 각 CRDM 조립체는 3개의, 수직적으로 이격되지만 연결된 전자기 조립체의 단일의 일체형 패키지를 포함할 수 있는 코일 스택 조립체를 구비할 수 있다. 다양한 전자기 조립체는 구동봉 조립체를 상승 또는 하강시키기 위해서 연속적으로 전압이 가해지고 끊길 수 있고, 그러므로 이에 의해 RCCA가 제어된다. 일 실시예에 있어서, 래치 조립체는 (예를 들면, 각 수천 피트) 구리 와이어의 코일을 구비하고, 유리섬유 절연체로 감싸여지고, 에폭시/유리섬유 보빈에 감겨지며, 고온의 실리콘 및 모래 혼합물을 사용하여 포팅(potting)된 코일 스택을 포함할 수 있다. RCCA는 구동봉 조립체에 부착 또는 연결되고, 그에 따라 구동봉 조립체가 상향으로 이동될 때, RCCA가 원자로 코어로부터 상응하여 후퇴된다. 구동봉 조립체가 하향으로 이동될 때, RCCA는 원자로 코어 내로 상응하여 삽입된다. RCCA가 후퇴될 경우에, 코어의 핵반응 및 파워 출력의 속도가 증가된다. RCCA가 삽입되는 경우에, 코어의 핵반응과 파워 출력의 속도가 감소된다. 일 실시예에 있어서, 비상시에 반응하여 원자로를 운전정지시키는 것이 필요하고, 래치 조립체는 구동봉 조립체를 해제시키며, RCCA는 중력에 의해 원자로 코어의 하부로 강하된다.
본 발명에 따르면, 래치 조립체는 원자력 발전소에서 래치 조립체 수리를 상당히 간소화할 수 있는 로드 트래블 하우징에 제거 또는 설치될 수 있다.
래치 조립체는 원자력 규제 위원회(Nuclear Regulatory Commission; NRC) 규제 지침 1.100의 권고안, 개정안 2, 및 IEEE 기준 322-1987에 포함된 설비의 내진검증을 위한 권고 사항을 사용한 NRC 규제 지침 1.29에 따른 내진 등급 1로 승급될 수 있다. 래치 조립체는 IEEE 등급 1E 구성요소가 아니다. 그러나, IEEE 기준 344는 기계 부품의 자격에 적용할 수 있고, NRC 규제 지침 1.100, 개정안 2에 의해 권고된 방법론을 포함한다.
본 발명의 CRDM 조립체는, 래치 하우징에 부착되어 로드 트래블 하우징을 래치 하우징 내로 회전시키거나 회전시키지 않는 것을 돕는 로드 트래블 하우징의 단부 상에 가공된 육각 형상을 선택적으로 포함할 수 있다. 게다가, 본 발명의 CRDM 조립체는 로드 트래블 하우징 내에 종래의 탑 벤트 스크류(top vent screw)를 제거할 수 있다.
당해 분야에 있어서, 예를 들면 하나의 시설에서 CRDM 조립체를 제작하고, 그 다음에 원자로 헤드 상에 CRDM 조립체를 설치하여, 완성된 구성요소를 생성하는 것이 전형적이다. 본 발명에 따르면, CRDM 래치 조립체는 예를 들면, 하나의 시설에서 제작될 수 있고, ASME Code 압력 경계 하우징은 원자로 헤드가 제작되는 다른 상이한 시설에서 제작될 수 있다. 본 발명의 CRDM 조립체는 원자로 압력 용기 헤드의 제조업자가 완전한 ASME Code 압력 경계의 N-스탬프 프로그램(N-Stamp Program) 하에서 이 압력 경계를 만들고, CRDM 제조업자가 비-ASME Code 래치 조립체를 단독으로 만들게 한다. 종래 기술과 비교하여 본 발명에서 채용된 제작 및 제조 단계는 상당한 비용 절감을 야기할 수 있다.
본 발명의 CRDM 조립체와 관련된 추가의 이점은 이하의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다:
- 감소된 유지보수 및 누설 우려를 야기할 수 있는 캐노피 시일의 개수 감소;
- 서비스 수명을 상당히 연장시킬 수 있는 현재의 캐노피 시일에 합체되는 일체형 벤팅 및 배출(draining) 특징부; 및
- 원격 현장 서비스 작업에 있어서의 래치 조립체의 교체 용이성.
도 2는 일반적으로 본 발명의 실시예에 따른 CRDM 조립체(40)를 도시한다. CRDM 조립체(40)는 원자로 용기 헤드(30), 래치 하우징 노즐(32), 래치 하우징(34), 로드 트래블 하우징(36) 및 코일 스택 조립체(39)를 포함한다. 도 2a, 도 2b 및 도 2c는 캐노피 시일 인터페이스, 바이메탈 인터페이스 및 래치 하우징 노즐 인터페이스를 각각 포함하는, 도 2에 도시된 바와 같이 CDRM 조립체(40)의 상세를 도시한다. 도 2c에서 도시된 바와 같이, 래치 하우징 노즐(32)은 원자로 용기 헤드(30)와 접속하고 연결된다. 도 2 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 래치 하우징(34)의 일단부 및 래치 하우징 노즐(32)은 완전 용입 바이메탈 용접부(33)에 의해 연결된다. 도 2 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 래치 하우징(34)의 타단부는 로드 트래블 하우징(36)의 단부에 부착 또는 연결된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 로드 트래블 하우징(36)은 래치 하우징(34) 단부 내에 끼워지고 캐노피 시일 용접부(35)로 시일 용접된다. 이 캐노피 시일 용접부(35)는 공장 또는 현장 설치 용접 서비스를 위한 유지보수 조인트의 역할을 한다. 게다가, 도 2a에 도시된 바와 같이, 래치 조립체(38)의 일단부는 로드 트래블 하우징(36)의 타단부에 부착된다. 이러한 구성은 래치 조립체(38)가 로드 트래블 하우징(36)과 제거 또는 설치되도록 하고, 그러므로, 래치 조립체(38)의 수리 또는 교체를 간소화한다. 일 실시예에 있어서, 이러한 2개의 구성요소는 현장 서비스 작업으로 부착될 수 있다. 게다가, 도 2a 및 도 2b는 구동봉 조립체(42)를 도시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 구동봉 조립체(42)의 일단부는 래치 조립체(38)에 연결되고, 타단부는 RCCA(도시하지 않음)에 연결된다.
일 실시예에 있어서, (도 2b에 도시하는 바와 같이) 래치 하우징(34) 및 래치 하우징 노즐(32)은 이러한 2개의 구성요소는 단일의 일체형 구성요소를 형성하도록 제작 및/또는 제조되기 위해 통합될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 일체형 구성요소의 일단부[래치 하우징 노즐(32)을 포함하는 단부 또는 부분]는 (도 2c에 도시된 바와 같이) 원자로 용기 헤드(30)에 부착 또는 연결된다. 일체형 구성요소의 타단부[래치 하우징(34)을 포함하는 단부 또는 부분]는 도 2a에 도시된 바와 같이 로드 트래블 하우징(36)의 단부에 부착 또는 연결된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 CRDM 조립체(40)는 상부 캐노피 시일 용접부(도 1c에 도시된 바와 같이, 17) 및 하부 캐노피 시일 용접부(도 1a에 도시된 바와 같이, 13)의 필요성을 제거한다.
일 실시예에 있어서, 래치 하우징 노즐(32)은 열처리된 니켈 합금이다. 래치 조립체는 타입 304 및 410 스테인리스강, 스텔라이트 경질 페이싱 재료, 및 경질 크롬 도금으로 제작될 수 있다. 전형적으로 경질 크롬 도금은 마모면 상에 도포 또는 부착된다.
본 발명의 특정한 실시예가 설명의 목적을 위해 본 명세서에 설명되었으므로, 상세의 다수의 변형예가 청부된 특허청구범위에 기재되는 바와 같이 본 발명으로부터 일탈하는 일 없이 만들어진다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. 원자로 용기, 원자로 코어 및 원자로 용기 헤드(30)를 구비하는 핵 원자로를 위한 제어봉 구동 기구 조립체(40)에 있어서,
    하단부와 상단부를 구비하는 로드 트래블 하우징(36);
    상기 원자로 용기 헤드에 설치되는 일체형 구성요소로서,
    제 1 단부 및 제 2 단부를 구비하는 래치 하우징 노즐(32)로서, 상기 래치 하우징 노즐의 제 1 단부는 상기 원자로 용기 헤드에 부착되는, 상기 래치 하우징 노즐(32); 및
    제 1 단부 및 제 2 단부를 구비하는 래치 하우징(34)으로서, 상기 래치 하우징(34)의 제 1 단부는 단일 구성요소를 형성하기 위한 조립부(fabrication) 및 바이메탈 용접부로 구성된 그룹으로부터 선택되는 일체화 기구(integration mechanism)에 의해 상기 래치 하우징 노즐(32)의 제 2 단부와 통합되는, 상기 래치 하우징(34)을 포함하고,
    상기 래치 하우징 노즐(32)의 제 2 단부와 상기 래치 하우징(34)의 제 1 단부의 통합에는 캐노피 시일 용접부 및 나사 연결부가 부재(absent)하는,
    상기 일체형 구성요소;
    상기 래치 하우징(34)의 내부에 위치되는 래치 조립체(38)로서, 상기 래치 조립체(38)가 상기 로드 트래블 하우징(36)과 함께 설치되고 제거되도록, 상기 래치 조립체(38)는 상기 로드 트래블 하우징(36)의 하단부에 부착되는, 상기 래치 조립체(38);
    상기 로드 트래블 하우징(36)의 하단부가 상기 래치 하우징(34)의 제 2 단부에 나사결합되는 나사 연결부;
    상기 로드 트래블 하우징(36)의 하단부가 상기 래치 하우징(34)의 제 2 단부에 시일 용접되는 캐노피 시일 용접부를 포함하는 유지보수 조인트(maintenance joint); 및
    캐노피 시일 용접부가 부재한 상기 로드 트래블 하우징(36)의 상단부에 연결되는 단부 캡을 포함하는
    원자로용 제어봉 구동 기구 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 원자로 용기는 가압수형 원자로 용기인
    원자로용 제어봉 구동 기구 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 래치 하우징(34)은 단일 구성요소를 형성하도록 상기 래치 하우징 노즐(32)과 조립되는
    원자로용 제어봉 구동 기구 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 래치 하우징(34)의 제 1 단부 및 상기 래치 하우징 노즐(32)의 제 2 단부는 완전 용입 바이메탈 용접부(33)로 용접되는
    원자로용 제어봉 구동 기구 조립체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    로드 제어 클러스터 조립체는 상기 래치 조립체(38)에 연결되는 구동봉 조립체(42)에 부착되고, 그에 따라 상기 구동봉 조립체(42)가 상향 및 하향으로 이동되고 상기 로드 제어 클러스터 조립체가 상응하여 상기 핵 원자로 코어 내로 삽입 및 후퇴되어 원자로 코어 내의 핵반응의 속도를 제어하는
    원자로용 제어봉 구동 기구 조립체.
  9. 원자로 용기, 원자로 코어 및 원자로 용기 헤드(30)를 구비하는 원자로의 반응성을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    제어봉 구동 기구(40)를 상기 원자로 용기 내로 삽입하여, 상기 원자로로부터의 파워 출력의 속도를 감소시키는 단계, 및
    제어봉 구동 기구(40)를 상기 원자로 용기 외부로 후퇴시켜서, 상기 원자로로부터의 파워 출력의 속도를 증가시키는 단계를 포함하며,
    상기 제어봉 구동 기구(40)는 상단부 및 하단부를 구비하는 로드 트래블 하우징(36), 상기 원자로 용기 헤드(30)에 설치되고 래치 하우징 노즐(32) 및 래치 하우징(34)을 포함하는 일체형 구성요소, 상기 래치 하우징(34) 내부에 위치하는 래치 조립체(38), 나사 연결부, 유지보수 조인트, 및 단부 캡을 포함하고,
    상기 래치 하우징 노즐(32)의 제 1 단부는 상기 원자로 용기 헤드(30)에 부착되고, 상기 래치 하우징(34)의 제 1 단부는 단일 구성요소를 형성하기 위한 조립부 및 바이메탈 용접부로 구성된 그룹으로부터 선택되는 일체화 기구에 의해 상기 래치 하우징 노즐(32)의 제 2 단부와 통합되며,
    상기 래치 하우징 노즐(32)의 제 2 단부와 상기 래치 하우징(34)의 제 1 단부의 통합에는 캐노피 시일 용접부 및 나사 연결부가 부재하고,
    상기 래치 조립체(38)는, 상기 래치 조립체(38)가 상기 로드 트래블 하우징(36)과 함께 설치되고 제거되도록 상기 로드 트래블 하우징(36)의 하단부에 부착되며,
    상기 로드 트래블 하우징(36)의 하단부는 상기 나사 연결부를 형성하도록 상기 래치 하우징(34)의 제 2 단부에 나사결합되고,
    상기 유지보수 조인트는, 상기 로드 트래블 하우징(26)의 하단부가 상기 래치 하우징(34)의 제 2 단부에 시일 용접되는 캐노피 시일 용접부를 포함하며,
    상기 단부 캡은, 캐노피 시일 용접부가 부재한 상기 로드 트래블 하우징(36)의 상단부에 연결되는
    원자로의 반응성 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 래치 하우징(34)의 제 1 단부는 상기 래치 하우징 노즐(32)의 제 2 단부에 용접되어 단일 구성요소를 형성하는
    원자로의 반응성 제어 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 래치 하우징(34)의 제 1 단부 및 상기 래치 하우징 노즐(32)의 제 2 단부는 완전 용입 바이메탈 용접부(33)로 용접되는
    원자로의 반응성 제어 방법.
  12. 삭제
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