KR102465708B1 - Bottom spacer grid of a nuclear fuel assembly - Google Patents
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Abstract
본 발명은 판금 가공 및 용접 가공을 배제하고 설계 자유도가 높은 3D 프린팅을 이용하여 제작이 가능한 이물질 여과 기능을 갖는 핵연료 집합체의 하부 지지격자에 관한 것이다.
본 발명의 핵연료 집합체의 하부 지지격자(100)는, 내측 격자 면(111)을 갖는 사각의 격자 셀(110)들이 정방형 격자(square lattice)를 이루며, 상기 격자 셀(110)은, 4개의 내측 격자 면(111) 각각에 종방향으로 돌출 형성되어 상기 연료봉(10)을 지지하도록 형성된 스프링(120)과; 하측 개구단에서 바깥으로 만곡 형성되되, 연료봉(10)의 주변을 감싸게 되는 메쉬 구조의 이물질 여과부(130)를 포함한다.The present invention relates to a lower support grid of a nuclear fuel assembly having a foreign material filtering function that can be manufactured using 3D printing with a high degree of design freedom, excluding sheet metal processing and welding processing.
In the lower support grid 100 of the nuclear fuel assembly of the present invention, square lattice cells 110 having inner lattice faces 111 form a square lattice, and the lattice cells 110 have four inner springs 120 protruding from each of the lattice faces 111 in the longitudinal direction to support the fuel rods 10; A foreign material filtering unit 130 having a mesh structure wrapped around the fuel rod 10 and curved outward from the lower open end is included.
Description
본 발명은 판금 가공 및 용접 가공을 배제하고 설계 자유도가 높은 3D 프린팅을 이용하여 제작이 가능한 이물질 여과 기능을 갖는 핵연료 집합체의 하부 지지격자에 관한 것이다.The present invention relates to a lower support grid of a nuclear fuel assembly having a foreign matter filtering function that can be manufactured using 3D printing with a high degree of design freedom, excluding sheet metal processing and welding processing.
원자로에서 사용되는 핵연료는 농축된 우라늄을 일정한 크기의 원통형 소결체(pellet)로 성형된 후에 다수의 소결체들을 피복관 내에 장입하여 연료봉으로 제조되며, 이러한 다수의 연료봉들은 핵연료 집합체를 구성하여 원자로의 노심에 장전된 후에 핵반응을 통해 연소된다.Nuclear fuel used in nuclear reactors is manufactured into fuel rods by forming enriched uranium into cylindrical pellets of a certain size and then loading a plurality of pellets into a cladding tube. It is then burned through a nuclear reaction.
일반적으로 핵연료 집합체는 축방향으로 배치되는 다수의 연료봉과, 이 연료봉의 횡방향으로 마련되어 연료봉을 지지하게 되는 다수의 지지격자와, 지지격자와 고정되어 집합체의 골격을 구성하는 다수의 안내관과, 안내관의 상하단을 각각 지지하게 되는 상단고정체 및 하단고정체로 구성된다.In general, a nuclear fuel assembly includes a plurality of fuel rods disposed in an axial direction, a plurality of support grids provided in a transverse direction of the fuel rods to support the fuel rods, a plurality of guide tubes fixed to the support grids and constituting the skeleton of the assembly; It is composed of an upper end fixture and a lower end fixture respectively supporting the upper and lower ends of the guide tube.
지지격자는 연료봉의 횡방향 움직임을 구속하고 축방향 움직임을 마찰력으로 억제하여 연료봉의 배열을 유지하게 되는 핵연료 집합체의 중요 부품 중에 하나이다. 이러한 지지격자는 원자로 타입과 설계에 따라서 모양과 개수가 차이가 있으나, 연료봉과의 조립 위치에 따라서 보호 지지격자, 하부 지지격자, 상부 지지격자, 및 중간 지지격자로 구분되며, 수직으로 교차하게 조립되는 다수의 격자판으로 이루어져 연료봉이 삽입 위치하게 되는 격자 셀을 제공하게 되는 구조는 동일하다.The support grid is one of the important parts of the nuclear fuel assembly that maintains the alignment of the fuel rods by restraining the lateral movement of the fuel rods and suppressing the axial movement by frictional force. These support grids vary in shape and number depending on the type and design of the reactor, but are classified into protective grids, lower grids, upper grids, and intermediate grids according to the assembly position with fuel rods, and are assembled vertically intersecting. The structure of providing a lattice cell in which a fuel rod is inserted is made of a plurality of lattice plates and is the same.
특히 하부 지지격자는 지지격자들 중에서 최하단에 위치하여 하단고정체와 바로 인접하여 배치되며, 냉각수의 순환과정에서 냉각수와 함께 원자로 내로 유입된 이물질을 여과하는 기능이 요구될 수 있다. In particular, the lower support grid is located at the lowermost stage among the support grids and is disposed immediately adjacent to the lower stationary body, and may require a function of filtering foreign substances introduced into the reactor along with the cooling water during the cooling water circulation process.
원자로를 순환하게 되는 냉각수는 다양한 종류의 이물질이 혼입될 수 있으며, 이러한 이물질은 하단고정체의 유로를 통과하여 연료봉과 지지격자 사이에 고착되어 진동 및 프레팅 마모에 의한 연료봉의 손상을 유발할 수 있다. Coolant circulating through the nuclear reactor may contain various types of foreign substances, and these foreign substances may pass through the flow path of the bottom fixture and be stuck between the fuel rods and the support grid, causing damage to the fuel rods due to vibration and fretting wear. .
냉각수에 혼입된 이물질을 여과하는 방법으로는 하부 지지격자에 이물질을 여과할 수 있는 기능을 부가하거나 하단고정체의 유로의 크기를 제한할 수 있으며, 또는 하단고정체의 유로와 이물질 여과 구조를 갖는 하부 지지격자를 복합적으로 사용하는 방법들이 사용되고 있다.As a method of filtering foreign substances mixed in the cooling water, a function for filtering foreign substances can be added to the lower support grid, the size of the passage of the lower fixture can be limited, or the passage of the lower fixture and the foreign matter filtering structure can be added. Methods using the lower support grid in combination are being used.
하단고정체의 유로의 크기를 제한하는 방법은 유로 면적의 감소로 인하여 냉각수의 압력강하가 증가하며, 이러한 냉각수의 압력강하는 핵연료 집합체의 수력 들림력(hydraulic uplift force)을 증가시켜 상단고정체의 눌림력을 크게 해야 하고 연료봉의 진동을 심화시킬 수 있으며, 냉각수의 횡방향 흐름을 유발시켜 프레팅 마모를 촉진하고 연료봉의 열을 충분히 흡수하지 못하는 여러 가지의 문제점이 발생될 수 있다.The method of limiting the size of the passage of the lower stator increases the pressure drop of the cooling water due to the reduction of the passage area, and this pressure drop of the cooling water increases the hydraulic uplift force of the fuel assembly, The pressing force must be increased, the vibration of the fuel rod can be intensified, the lateral flow of the cooling water is induced to promote fretting wear, and various problems such as insufficient heat absorption of the fuel rod can occur.
하부 지지격자 자체에 이물질을 여과할 수 있는 필터링 기능을 추가하는 방법은 이물질 여과 성능을 높이면서도 상대적으로 압력 강하량을 줄일 수 있는 장점이 있으나, 구조가 복잡하고 제작이 어려워진다.The method of adding a filtering function capable of filtering foreign substances to the lower support grid itself has the advantage of increasing the foreign substance filtering performance and relatively reducing the pressure drop, but the structure is complicated and manufacturing is difficult.
일반적으로 필터링 기능을 갖는 하부 지지격자는 격자 셀 내에서 연료봉을 탄성 지지하게 되는 격자 스프링과 연료봉의 수평 거동을 제한하기 위한 딤플과, 냉각수 중에 혼입된 이물질을 여과할 수 있는 이물질 여과부를 포함한다. In general, the lower support grid having a filtering function includes a grid spring elastically supporting the fuel rods in the grid cells, dimples for limiting the horizontal motion of the fuel rods, and a foreign matter filter capable of filtering foreign substances mixed in the cooling water.
일반적으로, 격자 스프링, 딤플, 및 이물질 여과부는 각 격자 셀을 구성하는 지지격자 판재를 판금 가공하여 형성되며, 일반적으로 4면의 격자 셀 중에서 서로 대면하거나 이웃하는 두 면에 각각 격자 스프링이 마련되고 나머지 두 면에 복수 개의 딤플이 마련된다.In general, the lattice spring, the dimple, and the foreign matter filtering unit are formed by sheet metal processing of the grid plate constituting each lattice cell, and generally, among the four lattice cells, lattice springs are provided on two surfaces facing each other or adjacent to each other, A plurality of dimples are provided on the remaining two surfaces.
구체적으로, 지지격자의 제조 과정은 판금 가공된 각각의 내부 격자판과 외부 격자판을 별도로 마련된 용접지그에 조립하여 고정한 후에 내부 격자판의 교차용접부와 내부/외부 격자판의 접합부 및 슬리브 접합부를 레이저 용접(Laser Welding) 또는 용가재를 이용한 경남땜(Brazing)에 의해 접합하며, 이후 용접 과정에서 발생된 용접 비드를 연삭 가공하는 일렬의 과정을 거쳐 제작된다.Specifically, in the manufacturing process of the support grid, after assembling and fixing each of the inner grid and the outer grid processed by sheet metal in a welding jig separately prepared, the cross welding part of the inner grid, the joint of the inner/outer grid, and the sleeve joint are laser welded (Laser Welding). ) or brazing using filler material, and then manufactured through a series of grinding processes of the welding beads generated during the welding process.
이와 같이 종래의 지지격자의 제조과정은 판금 공정과 용접 공정 등의 일련의 공정들이 많으며, 또한 하부 지지격자는 이물질 여과를 위한 구조가 적용되므로 형상설계 기술이 상당히 까다로우며, 설계 자유도에 많은 제약이 발생한다.As such, the manufacturing process of the conventional support grid includes a series of processes such as a sheet metal process and a welding process, and since the structure for filtering foreign substances is applied to the lower support grid, the shape design technology is quite difficult, and there are many restrictions on the freedom of design. this happens
일반적으로, 노심수명의 말기(end of life, EOL) 조건에서 지지격자의 충격강도가 매우 저하됨이 보고된 바가 있으며, 따라서 미래형 핵연료 개발 및 고연소, 장주기를 고려한 유효연료영역길이 14ft의 핵연료 개발에서도 EOL 조건에서의 핵연료 내진성능 및 기계적 건전성 확보 기술이 필연적으로 요구되며, 이에 종래의 하부 지지격자의 제조방법은 앞서 설명한 것과 같이, 형상 설계에 많은 제약을 갖고 있으므로 EOL 조건에서 충분히 안정적이고 높은 강도를 가진 하부 지지격자를 구현하는데 한계가 있다.In general, it has been reported that the impact strength of the support grid is greatly reduced in the end-of-life (EOL) condition, and therefore, even in the development of future nuclear fuel and the development of a nuclear fuel with an effective fuel region length of 14 ft considering high burnup and long period. Technology for securing nuclear fuel seismic performance and mechanical integrity under EOL conditions is inevitably required, and as described above, the conventional manufacturing method of the lower support grid has many limitations in shape design, so that it can be sufficiently stable and high strength under EOL conditions. There is a limit to implementing a lower support grid with
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 개선하고자 하는 것으로, 판금 및 용접 공정을 배제하고 설계 자유도를 높이고 제작 공정을 단순화할 수 있는 3D 프린팅을 활용하여 제작이 가능한 이물질 여과 기능을 갖는 핵연료 집합체의 하부 지지격자를 제공하고자 하는 것이다.The present invention is intended to improve the problems of the prior art, and is a lower support of a nuclear fuel assembly having a foreign matter filtering function that can be manufactured using 3D printing that can exclude sheet metal and welding processes, increase design freedom and simplify the manufacturing process You want to provide a grid.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핵연료 집합체의 하부 지지격자는, 내측 격자 면을 갖는 사각의 격자 셀들이 정방형 격자(square lattice)를 이루며, 상기 격자 셀은, 4개의 내측 격자 면 각각에 종방향으로 돌출 형성되어 상기 연료봉을 지지하도록 형성된 스프링과; 하측 개구단에서 바깥으로 만곡 형성되되, 연료봉의 주변을 감싸게 되는 메쉬 구조의 이물질 여과부를 포함한다.In order to achieve this object, in the lower support grid of the nuclear fuel assembly according to the present invention, square lattice cells having inner lattice planes form a square lattice, and the lattice cells are longitudinal to each of the four inner lattice planes. a spring formed to protrude in a direction to support the fuel rod; It is curved outward from the lower open end and includes a foreign matter filtering part having a mesh structure that wraps around the fuel rod.
바람직하게는, 상기 이물질 여과부는, 서로 직교하는 사각의 메쉬 형태이며, 보다 바람직하게는, 상기 이물질 여과부는, 하측 개구 단부가 연료봉의 하부 봉단 마개까지 연장된다.Preferably, the foreign matter filtering unit has a rectangular mesh shape orthogonal to each other, and more preferably, the foreign material filtering unit has a lower opening end extending to a lower end plug of the fuel rod.
본 발명에 따른 핵연료 집합체의 하부 지지격자는, 내측 격자 면을 갖는 사각의 격자 셀들이 정방형 격자(square lattice)를 이루며, 상기 격자 셀은, 4개의 내측 격자 면 각각에 종방향으로 돌출 형성되어 상기 연료봉을 지지하도록 형성된 스프링과; 하측 개구단에서 바깥으로 만곡 형성되되, 연료봉의 주변을 감싸게 되는 메쉬 구조의 이물질 여과부를 포함하여, 판금 가공 및 용접 가공을 배제하고 설계 자유도가 높은 3D 프린팅을 활용하여 연료봉을 격자 셀의 중앙에서 강하고 균등하게 노심 수명말기(EOL)까지 유지할 수 있으며, 또한 이물질 여과부가 연료봉의 하부 봉단마개의 주위로 배치하여 균일한 이물질 여과 성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.In the lower support grid of the nuclear fuel assembly according to the present invention, square lattice cells having inner lattice surfaces form a square lattice, and the lattice cells are formed to protrude in the longitudinal direction on each of the four inner lattice surfaces, a spring formed to support the fuel rod; It is curved outward from the lower open end, but includes a mesh-structured foreign matter filtering part that wraps around the fuel rod, excluding sheet metal processing and welding processing and utilizing 3D printing with a high degree of design freedom to make the fuel rod strong and strong at the center of the lattice cell. It can be uniformly maintained until the end of core life (EOL), and the foreign matter filtering unit is disposed around the lower end cap of the fuel rod to maintain uniform foreign matter filtering performance.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 핵연료 집합체의 하부 지지격자의 사시 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 핵연료 집합체의 하부 지지격자의 단위 격자 셀의 사시 구성도,
도 3은 도 2의 A-A 선을 따라서 절개된 핵연료 집합체의 하부 지지격자의 단면 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핵연료 집합체의 하부 지지격자의 단위 격자 셀의 저면 사시 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 핵연료 집합체용 지지격자의 단위 격자셀의 저면 구성도.1 is a perspective configuration diagram of a lower support grid of a nuclear fuel assembly according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective configuration diagram of a unit grid cell of a lower support grid of a nuclear fuel assembly according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a lower support grid of a nuclear fuel assembly cut along line AA of FIG. 2;
4 is a bottom perspective configuration diagram of a unit grid cell of a lower support grid of a nuclear fuel assembly according to an embodiment of the present invention;
5 is a bottom view of a unit grid cell of a support grid for a nuclear fuel assembly according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Specific structural or functional descriptions presented in the embodiments of the present invention are merely exemplified for the purpose of explaining embodiments according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms. In addition, it should not be interpreted as being limited to the embodiments described in this specification, but should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
한편, 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Meanwhile, terms used in this specification are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "having" are intended to indicate that there is an embodied feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but one or more other features or numbers, It should be understood that the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
본 발명은 하부 지지격자의 제조 공정 중의 판금가공 및 용접 공정을 배제하고 금속 3D 프린팅으로 제작이 가능한 하부 지지격자를 제공하고자 하는 것이며, 종래의 판금가공 및 용접 공정에 의해 제작되던 하부 지지격자의 형상 설계상에 제한을 해소하고 제조 공정을 단축할 수 있다.The present invention is to provide a lower support grid that can be manufactured by metal 3D printing excluding the sheet metal processing and welding process among the manufacturing processes of the lower support grid, and the shape of the lower support grid produced by the conventional sheet metal processing and welding process. Design restrictions can be removed and the manufacturing process can be shortened.
일반적으로 다양한 금속 3D 프린팅 장치가 나와 있으며, 예를 들어, 독일의 CONPCEPTLASER사의 3D 프린팅 장비는 제품의 최대 제작 가능한 사이즈가 250×250×280㎣ 로서 풀사이즈(full-size)의 지지격자의 제작이 가능하며, 분말 공급 장치에서 일정한 면적을 갖는 분말 베드에 수십 ㎛의 분말층을 깔고 레이저 또는 전자빔을 설계도면에 따라서 선택적으로 조사한 후에 한층 한층씩 용융시켜 적층하는 방식으로 제품 제조가 이루어지는 PBF(Powder Bed Fusion) 방식이 사용되고 있다. 한편 본 발명의 지지격자는 일반 금속 3D 프린팅에서 채용하고 있는 일반 금속 적층제조 방식이 채용될 수 있으며 특정 방식에 한정되는 것은 아니다.In general, various metal 3D printing devices are available. For example, CONPCEPTLASER's 3D printing equipment in Germany has a maximum product size of 250 × 250 × 280 ㎣, and it is possible to manufacture a full-size support grid. It is possible, and in a powder supply device, a powder layer of several tens of μm is laid on a powder bed having a certain area, laser or electron beam is selectively irradiated according to the design drawing, and then the product is melted and laminated layer by layer. PBF (Powder Bed) Fusion method is used. Meanwhile, the support grid of the present invention may employ a general metal additive manufacturing method used in general metal 3D printing, and is not limited to a specific method.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 핵연료 집합체의 하부 지지격자의 사시 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 핵연료 집합체의 하부 지지격자의 단위 격자 셀의 사시 구성도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선을 따라서 절개된 핵연료 집합체의 하부 지지격자의 단면 구성도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핵연료 집합체의 하부 지지격자의 단위 격자 셀의 저면 사시 구성도이며. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 핵연료 집합체용 지지격자의 단위 격자셀의 저면 구성도이다.1 is a perspective configuration diagram of a lower support grid of a nuclear fuel assembly according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective configuration diagram of a unit cell of a lower support grid of a nuclear fuel assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. is a cross-sectional configuration diagram of a lower support grid of a nuclear fuel assembly cut along line A-A in FIG. 2, and FIG. 4 is a bottom perspective configuration diagram of a unit cell of a lower support grid of a nuclear fuel assembly according to an embodiment of the present invention. 5 is a bottom view of a unit grid cell of a support grid for a nuclear fuel assembly according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예의 핵연료 집합체용 하부 지지격자(100)는, 내측 격자 면(111)을 갖는 사각의 격자 셀(110)들이 정방형 격자(square lattice)(n×n) 구조를 갖는다. 각 격자 셀(110)은, 4개의 내측 격자 면(111) 각각에 종방향으로 돌출 형성되어 연료봉(10)을 지지하도록 형성된 스프링(120)과; 하측 개구단에서 바깥으로 만곡 형성되되, 연료봉(10)의 주변을 감싸게 되는 메쉬(mesh) 구조의 이물질 여과부(130)를 포함한다.1 to 5, in the
각 격자 셀(110)을 구성하는 4면의 격자 면(111)은 슬롯이나 홀이 형성되지 않은 판 형상(solid plate)이며, 각 격자 셀(110)의 각 내측 격자 면(111)은 종방향으로 돌출 형성된 스프링(120)이 구비된다. The four lattice faces 111 constituting each
참고로, 도 2에서 단위 격자 셀(110)은 4면의 격자 면(111)의 내측 면과 외측 면 모두에 스프링(120)이 마련되는 것을 보여주고 있으며, 각 격자 면(111)의 외측 면은 해당 단위 격자 셀(110)과 바로 인접한 격자 셀의 내부 격자 면에 해당됨을 이해하여야 한다. 특히 각 격자 셀(110)을 구성하는 4개의 격자 면은 전체가 폐쇄된 평면의 판상(solid plain plate)이므로, 충격 강도를 높이고 내진 성능을 향상시킬 수 있다.For reference, in FIG. 2 , the
스프링(120)은 각 격자 면(111)의 종방향(z축)으로 돌출 형성되어 연료봉(10)을 탄성 지지하게 되며, 바람직하게는, 각 격자 면(111)의 가운데에 마련된다. 이러한 스프링(120)은 종방향(z축)으로 연료봉의 표면과 면접촉이 이루어지도록 곡면을 갖는 접촉부를 포함하며, 이 접촉부는 연료봉(10)의 하부에 인입 형성된 연료봉 들림방지 홈(11)과 접촉한다. 이와 같은 접촉부는 연료봉 들림방지 홈(11)과 접촉이 이루어져 수력에 의한 연료봉 부양 시에 연료봉 들림을 방지한다.The
참고로, 종래기술에서는 연료봉을 탄성 지지하기 위한 스프링 이외에 딤플의 위치를 규제하기 위하여 별도의 구조물(딤플)이 요구되었으나, 본 발명은 3D 프린팅에 의해 제작이 이루어지므로, 단위 격자 셀을 구성하는 4개의 내부 격자 면 모두에 스프링이 마련된다. 따라서 본 발명은 연료봉을 4방향에서 스프링이 균등하게 견고히 지지가 가능하여 조심수명의 말기(EOL)까지 연료봉(10)을 격자 셀(110)의 중앙에 견고히 위치시킬 수 있다.For reference, in the prior art, a separate structure (dimple) was required to regulate the position of the dimple in addition to the spring for elastically supporting the fuel rod, but the present invention is manufactured by 3D printing. Springs are provided on all of the inner lattice faces of the dogs. Therefore, according to the present invention, the springs can equally and firmly support the fuel rods in four directions, so that the
이러한 구조를 갖는 본 발명의 하부 지지격자는 균등하게 4방향에서 스프링이 연료봉을 지지할 수 있으므로, 종래기술에서와 같은 딤플 구조를 배제할 수 있으며, 또한 딤플을 제거함으로써 전체 하부 지지격자의 높이 축소에 의한 압력강하 감소 효과가 있으며, 연료봉의 내부 길이를 증가시킬 수 있어서 봉내압(Rod Inner Pressure: RIP)의 마진 확보에 큰 기여를 할 수 있다.In the lower grid of the present invention having such a structure, springs can equally support the fuel rods in four directions, so the dimple structure as in the prior art can be excluded, and the height of the entire lower grid can be reduced by removing the dimples. There is an effect of reducing the pressure drop due to the pressure drop, and it is possible to increase the inner length of the fuel rod, which can greatly contribute to securing a margin of rod inner pressure (RIP).
다음으로, 이물질 여과부(130)는 하측 개구단에서 바깥으로 만곡 형성되며, 연료봉(10)의 주변을 감싸게 되는 메쉬 구조이다. 바람직하게는, 이물질 여과부(130)는 서로 직교하는 사각의 메쉬 형태를 갖는다. 구체적으로, 이물질 여과부(130)는 서로 교차하는 가로 스트립(131)과 세로 스트립(132)으로 이루어지며, 이때 가로 스트립(131)과 세로 스트립(132)은 공간적으로 수평면이 아닌 하단 개구부 방향으로 볼록한 곡면을 갖는다. Next, the foreign
특히, 도 3을 참고하면, 이물질 여과부(130)의 하측 개구 단부는 연료봉(10)의 하부 봉단 마개(12)까지 연장되어 연료봉(10)의 주변을 감싸게 되어 각 격자 셀(110)의 하단 모서리에서 이물질이 포집이 이루어져 격자 셀(110)의 내부로 이물질이 유입되는 것을 원천적으로 방지할 수 있으며, 따라서 냉각수에 혼입된 이물질에 의한 연료봉(10)의 손상을 현저히 줄일 수 있다.In particular, referring to FIG. 3 , the lower open end of the foreign
딤플을 없앰으로써 전체적으로 하부 지지격자의 높이의 축소에 의한 압력강하 감소 효과가 있으며, 연료봉의 내부 길이를 증가시킬 수 있어서 봉내압(Rod Inner Pressure: RIP)의 마진 확보에 유리하다.By eliminating the dimple, there is an effect of reducing the pressure drop by reducing the height of the lower support grid as a whole, and it is advantageous to secure a margin of rod inner pressure (RIP) because the inner length of the fuel rod can be increased.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within a range that does not deviate from the technical spirit of the present invention. will be clear to those who have knowledge of
100 : 하부 지지격자 110 : 격자 셀
111 : 격자 면 120 : 스프링
130 : 이물질 여과부 131 : 가로 스트립
132 : 세로 스트립100: lower support grid 110: grid cell
111: lattice plane 120: spring
130: foreign matter filtering unit 131: horizontal strip
132: vertical strip
Claims (3)
내측 격자 면을 갖는 사각의 격자 셀들이 격자(lattice)를 이루며,
상기 격자 셀은,
4개의 내측 격자 면 각각에 종방향으로 돌출 형성되어 상기 연료봉을 지지하도록 형성된 스프링과;
하측 개구단에서 바깥으로 만곡 형성되되, 연료봉의 주변을 감싸게 되는 메쉬 구조의 이물질 여과부를 포함하며,
상기 이물질 여과부는,
서로 직교하는 사각의 메쉬 형태이며, 하측 개구 단부가 연료봉의 하부 봉단 마개까지 연장되는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 하부 지지격자.
In the lower support grid to support the fuel rods of the nuclear fuel assembly,
Square lattice cells having an inner lattice plane form a lattice,
The lattice cell,
springs protruding in the longitudinal direction from each of the four inner lattice surfaces to support the fuel rods;
A foreign material filtering portion having a mesh structure that is curved outward from the lower opening and wraps around the fuel rod,
The foreign matter filtering unit,
A lower support grid of a nuclear fuel assembly, characterized in that it has a quadrangular mesh shape orthogonal to each other, and lower open ends extend to lower end caps of fuel rods.
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