KR102468162B1 - 가압수형 원자로 연료 집합체 - Google Patents

가압수형 원자로 연료 집합체 Download PDF

Info

Publication number
KR102468162B1
KR102468162B1 KR1020177010886A KR20177010886A KR102468162B1 KR 102468162 B1 KR102468162 B1 KR 102468162B1 KR 1020177010886 A KR1020177010886 A KR 1020177010886A KR 20177010886 A KR20177010886 A KR 20177010886A KR 102468162 B1 KR102468162 B1 KR 102468162B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
dashpot
opening
tubular
sidewall
Prior art date
Application number
KR1020177010886A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170060090A (ko
Inventor
진 리우
Original Assignee
웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨 filed Critical 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
Publication of KR20170060090A publication Critical patent/KR20170060090A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102468162B1 publication Critical patent/KR102468162B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/20—Disposition of shock-absorbing devices ; Braking arrangements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00—Reactor types
    • G21C1/32—Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core
    • G21C1/322—Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core wherein the heat exchanger is disposed above the core
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/322—Means to influence the coolant flow through or around the bundles
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/326—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements comprising fuel elements of different composition; comprising, in addition to the fuel elements, other pin-, rod-, or tube-shaped elements, e.g. control rods, grid support rods, fertile rods, poison rods or dummy rods
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
    • G21C7/10—Construction of control elements
    • G21C7/117—Clusters of control rods; Spider construction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

원자로용 긴 제어봉 가이드 딤블은 가이드 딤블 외피 내의 이격된 개구와 정렬되는 대시포트 벽 내의 원주 슬롯을 가지는 튜브-인-튜브 대시포트 설계를 가진다. 대시포트 튜브는 바닥 노즐 내의 개구를 통해 연장하는 딤블 스크류에 의해 포획되는 축 방향으로 연장하는 나사 형성된 개구를 갖춘 단부 플러그를 가지며 가이드 딤블 외피에 부착된 단부 플러그를 대시포트 튜브 단부 플러그와 바닥 노즐 사이에 끼운다.

Description

가압수형 원자로 연료 집합체 {PRESSURIZED WATER REACTOR FUEL ASSEMBLY}
본 발명은 일반적으로, 원자로에 관한 것이며, 더 구체적으로는 튜브-인-튜브 대시포트(tube-in-tube dashpot)를 갖춘 가이드 딤블(guide thimble)을 사용하는 원자로 연료 집합체에 관한 것이다.
가압수형 원자로와 같은 발전용 원자로에서, 열은 농축 우라늄과 같은 핵 연료의 핵분열에 의해 발생되고, 원자로 노심을 통해 흐르는 냉각제로 전달된다. 노심은 연료 집합체 구조물 내에서 서로 인접되게 장착되는 긴 핵 연료봉을 포함하며, 연료봉을 통해 그리고 연료봉 위로 냉각제가 흐른다. 연료봉은 동일-공간을 차지하는 평행한 열들로 서로로부터 이격된다. 주어진 연료봉 내의 연료 원자들의 핵붕괴 중에 방출되는 중성자와 다른 원자 입자들의 일부가 연료봉들 사이의 공간을 통과하고 인접 연료봉의 핵분열 물질과 충돌하여, 핵반응에 기여하고 노심에 의해 발생되는 열에 기여한다.
이동 가능한 제어봉이 원자로 노심 전반에 걸쳐 분산되어, 그렇지 않다면 핵분열 반응에 기여했을 수 있는 중성자의 일부를 흡수함으로써 핵분열 반응의 전체 속도를 제어할 수 있다. 제어봉은 일반적으로, 중성자 흡수 물질의 긴 봉을 포함하며 연료봉들에 평행하게 그리고 연료봉들 사이로 연장하는 연료 집합체 내의 길이 방향 개구 또는 가이드 딤블에 끼워 맞춰진다. 제어봉을 노심의 내측으로 추가로 삽입하는 것은 인접 연료봉에서의 핵분열 과정에 기여함이 없이 더 많은 중성자가 흡수되게 하며, 제어봉을 후퇴시키는 것은 중성자 흡수의 정도를 감소시키고 핵반응의 속도 및 노심의 전력 출력을 증가시킨다.
도 1은 핵분열 물질을 포함하는 연료봉을 지지하는 원자로 노심(14)을 둘러싸고 있는 폐쇄 헤드(closure head)(12)를 가지는 일반적으로 원통형인 압력 용기(10)를 포함하는, 간략화한 종래의 가압수형 원자로의 1차 계통의 개략도를 도시한다. 물 또는 붕산수와 같은 액체 냉각제가 펌프(16)에 의해 압력 용기(10)의 내측으로 펌프되고, 열 에너지가 흡수되는 노심(14)을 통해서 통상적으로 증기 발생기로 지칭되는 열 교환기(18)로 배출되며, 열 교환기에서 증기 구동 터빈 발전기와 같은 활용 회로(도시 않음)로 열이 전달된다. 그 후에, 원자로 냉각제가 펌프(16)로 복귀함으로써 1차 루프(primary loop)가 완료된다. 통상적으로, 전술한 복수의 루프들이 원자로 냉각제 배관(20)에 의해서 단일 원자로 용기(10)에 연결된다. 루프들 중의 하나는 원자로 1차 계통 내의 압력을 제어하기 위한 가압기(22)를 포함한다.
이러한 설계를 사용하는 상업용 발전소는 통상적으로, 1,100 메가와트 이상 정도이다. 더 최근에, Westinghouse Electric Company LLC는 200 메가와트 등급의 소형 모듈식 원자로를 제안했다. 소형 모듈식 원자로는 원자로 용기 내측에 위치되는 모든 1차 루프 구성요소들을 갖춘 일체형 가압수형 원자로이다. 원자로 용기는 차례로, 소형의 고압 격납 용기에 의해 둘러싸인다. 격납용기 내의 제한된 공간과 일체형 가압 경수형 원자로에 대한 저비용 요건 모두로 인해서, 보조 시스템의 전체 수가 안전성 또는 기능성의 절충 없이 최소화될 필요가 있다. 그런 이유로, 소형 고압 격납용기 내의 원자로 계통의 1차 루프와 유체 연통되게 대부분의 구성요소를 유지하는 것이 바람직하다.
소형 모듈식 원자로의 설계 과정에서, 소형 모듈식 원자로를 위한 연료/노심 설계 요건들 중의 하나는 원자로가 반응성을 제어하기 위해서 붕소를 첨가하고 제거하는 CVS 듀티, 즉 화학 및 체적 쐐기 계통 듀티(chemical and volume shim system duty)를 최소화하면서 부하 추종 능력(load follow capability)을 가져야 한다는 점이다. 이러한 요건을 만족시키기 위해서, 일군의 그레이 로드 클러스터 집합체(gray rod cluster assemblies)가 부하 추종 요건을 만족시키기 위한 반응성을 제어하는 원자로 작동 중에 연료 집합체 내부에서 상하로 이동될 것이다. 그레이 로드의 적절한 냉각은 원자로의 안전 작동을 보장하고 과열로부터 그레이 로드를 보호하는데 중요하다. 제어봉을 과열로부터 방지하는 설계 옵션들 중의 하나는 딤블 조립체 단부 플러그 근처에 있는 제어봉 가이드 딤블 클래딩(또한, 이후에 외피(sheath)로도 지칭됨) 내에 측면 구멍을 형성하는 것이다. 이러한 설계 선택은 일체형 대시포트 튜브 설계에 대해선 문제가 없다. 그러나, 튜브-인-튜브 대시포트 설계에서는 이러한 설계 선택을 실행하는 것을 더 어렵게 하는데, 이는 대시포트 튜브의 설치 방향과 무관하게 가이드 딤블 튜브 내의 대시포트 튜브의 조립 이후에 관통 구멍이 존재할 수 있도록 내부 대시포트 조립체가 설계되어야 하기 때문이다.
따라서, 제작을 복잡하게 함이 없이 적절한 냉각을 제공할 수 있는 새로운 튜브-인-튜브 대시포트 및 가이드 딤블 조립체의 설계가 바람직하다.
이들 및 다른 목적들은 상부 노즐, 바닥 노즐 및 상부 노즐과 바닥 노즐 사이에서 축 방향으로 연장하고 상부 노즐과 바닥 노즐에 부착되는 복수의 긴 가이드 딤블 튜브를 가지는 핵연료 집합체 설계에 의해 달성된다. 복수의 가이드 딤블 튜브 중의 적어도 일부는 축 방향으로 관통 연장하는 구멍을 갖는 하단부 플러그에 의해 캡이 씌워진 외피의 하단부를 갖춘 대응 가이드 튜브의 실질적으로 전체 길이로 연장하는 관형 외피를 가진다. 축 방향으로 연장하는 측벽을 갖는 튜브-인-튜브 대시포트는 관형 외피 내의 개구와 정렬되는 대시포트의 측벽에 개구를 갖춘 관형 외피의 하부 부분 내에 배치된다.
일 실시예에서, 튜브-인-튜브 대시포트는 관형 외피의 하단부 플러그 내의 구멍과 정렬되는 축 방향으로 관통 연장하는 구멍을 갖춘 하단부 캡을 가진다. 긴 가이드 딤블은 바닥 노즐을 통해, 관형 외피의 하단부 플러그를 거쳐서 그리고 튜브-인-튜브 대시포트 내의 하단부 캡으로 연장하여 가이드 딤블과 튜브-인-튜브 대시포트를 바닥 노즐에 부착하는 패스너에 의해서 바닥 노즐에 연결된다. 일 실시예에서, 튜브-인-튜브 대시포트의 하단부 캡 내의 구멍은 나사가 형성되고 패스너 상의 대응하는 나사와 맞물린다.
바람직하게, 대시포트의 측벽 또는 관형 외피의 중의 하나에 있는 개구는 원주 방향으로 연장하는 더 큰 직경의 장방형 개구를 갖춘 그의 원주 주위로 부분적으로 연장하는 장방형이다. 바람직하게, 측벽 또는 관형 외피의 중의 하나에 있는 개구는 대략 동일한 높이에 형성되는 복수의 원주에 이격된 장방형 개구를 포함한다. 바람직한 일 실시예에서, 측벽 또는 관형 외피의 중의 하나에 있는 개구는 대략 동일한 높이에 형성되는 두 개의 원주에 이격된 장방형 개구를 포함한다. 바람직하게, 두 개의 원주에 이격된 장방형 개구는 측벽 또는 관형 외피의 중의 하나의 실질적으로 전체 원주 주위로 연장하며 튜브-인-튜브 대시포트 측벽 또는 관형 외피 중의 하나에 대한 구조적 일체성을 보장하는데 실질적으로 요구되는 거리만큼 서로로부터 이격된다. 그러한 하나의 실시예에서, 관형 외피 또는 측벽 중 다른 하나에 있는 개구는 원형이며 튜브-인-튜브 대시포트의 측벽 또는 관형 외피 중의 하나에 있는 장방형 개구의 부분과 중첩된다.
본 발명의 더 많은 이해는 첨부 도면과 함께 읽을 때 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 얻어질 수 있다.
도 1은 종래의 원자로 계통의 간략화한 개략도이며,
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 소형 모듈식 일체형 원자로 계통을 도시하는, 부분 절단 사시도이며,
도 3은 도 2에 도시된 원자로의 확대도이며,
도 4는 딤블 외피를 관통하는 유동 구멍을 도시하는, 제자리에 대시포트 조립체가 없는 중앙 로드 가이드 딤블의 하단부의 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원주에 연장하는 측면 슬롯을 갖춘 하부 대시포트 조립체의 단면도이며,
도 6은 제자리에 대시포트 조립체를 갖춘 하부 노즐의 일부분에 부착되는, 본 발명의 일 실시예를 포함하는 가이드 딤블의 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 가이드 딤블 설계 원리로부터 이득을 취할 수 있는 소형 모듈식 원자로 설계를 예시한다. 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 모듈식 원자로 설계의 원자로 격납 용기의 사시도를 도시한다. 도 2에 예시된 원자로 격납용기는 원자로 압력 용기 및 그의 일체형 내부 구성요소들을 도시하기 위해서 부분적으로 절단되어 있다. 도 3은 도 2에 도시된 원자로 압력 용기의 확대도이다. 동일한 참조부호는 여러 도면 사이에서, 대응하는 구성요소를 식별하는데 사용된다.
도 2 및 도 3에 예시된 바와 같은 일체형 가압수형 원자로에서, 원자로 증기 공급 시스템의 1차 측과 통상적으로 관련된 실질적으로 모든 구성요소는 원자로 증기 공급 시스템의 1차 측과 관련된 안전 시스템의 부분들과 함께, 대략 250 psig의 압력을 견딜 수 있는 고압 격납 용기(34) 내부에 통상적으로 수용되는 단일 원자로 압력 용기(10) 내에 포함된다. 원자로 압력 용기(10) 내부에 수용되는 1차 계통 구성요소는 증기 발생기의 1차 측(26), 원자로 냉각제 펌프(28), 가압기(22) 그리고 노심(14) 및 상부 내부 구조물(30)을 갖는 원자로 자체를 포함한다. 이러한 일체형 원자로 설계에서, 상업용 원자로의 증기 발생기 시스템(18)은 두 개의 구성요소, 즉 원자로 상부 내부 구조물(30) 위의 원자로 용기(10) 내에 위치되는 열 교환기(26) 및 격납 용기(34)의 외부에 유지되고 2012년 6월 13일자로 출원된 미국 출원 일련번호 13/495,050 호에 더 자세하게 설명되는 증기 드럼으로 분리된다. 증기 발생기 열 교환기(26)는 1차 설계 압력에 견디고 원자로 노심(14) 및 다른 종래의 원자로 내부 구성요소들을 공유하는 압력 용기(10/12) 내부에, 두 개의 튜브 시이트(54 및 56), 고온 레그 배관(leg piping)(24)(또한, 고온 레그 라이저(riser)로도 지칭됨), 하부 튜브 시이트(54)와 상부 튜브 시이트(56) 사이로 연장하는 열 전달 튜브(58), 튜브 지지대(60), 2차 유체 매체의 유동을 열 전달 튜브(58)들 사이로 지향시키는 2차 유동 배플(36) 및 2차 측 유동 노즐(44 및 50)을 포함한다. 따라서, 압력 용기 헤드 조립체(12) 내부의 열 교환기(26)는 격납 용기(34) 내부에 밀봉된다.
압력 용기(10)의 헤드(12) 내의 열 교환기(26)를 통한 1차 원자로 냉각제의 유동은 도 3의 상부 부분에 화살표로 도시된다. 도시된 바와 같이, 원자로 노심(14)을 빠져나가는 가열된 원자로 냉각제는 위로 이동하고 고온 라이저 레그(24)를 통과하고, 상부 튜브 시이트(56)의 중심을 통과하여 가열된 냉각제가 180°로 회전하는 고온 레그 매니폴드(74)로 진입하며 상부 튜브 시이트(56)를 통해 연장하는 열 전달 튜브(58)로 진입한다. 그 후, 원자로 냉각제는 역류 관계로, 외부 증기 드럼으로부터 과-냉각 재순환 입력 노즐(50)을 통해 열 교환기로 진입하는 급수와 재순환되는 액체의 혼합물로 그의 열을 전달하는 하부 튜브 시이트(54)를 통해 연장하는 열 전달 튜브(58)를 통해 아래로 이동한다. 과-냉각 재순환 입력 노즐(50)을 통해 열 교환기(26)로 진입하는 급수와 과-냉각 재순환 액체는 2차 유동 배플(36)에 의해서 열 교환기의 바닥으로 하향으로 지향되고 열 교환 튜브(58) 주위에서 상향으로 지향되며 상부 튜브 시이트(56)의 바로 아래에서 출구 채널(76) 내측으로 회전되며 출구 채널에서 습기 가득한 증기가 습증기 출구 노즐(44)로 흐른다. 습포화 증기는 그 후에 외부 증기 드럼으로 운반되며 증기 드럼에서 습포화 증기는 증기를 습기와 분리하는 습기 분리기를 통해 이송된다. 분리된 습기는 급수와 조합되고 사이클을 반복하기 위해서 과-냉각 재순환 입력 노즐(50)로 다시 운반되는 재순환 액체를 형성한다.
본 발명은 제어봉과 그레이 로드가 부하 추종을 수용하도록 노심 내로 그리고 노심 외부로 이동할 때 이들에 대해 향상된 냉각을 가능하게 하는 튜브-인-튜브 대시포트 설계를 사용하는 새로운 가이드 딤블 조립체를 제공한다. 소형 모듈식 원자로 연료 집합체에 특히 적합한 예시적인 일 실시예가 도 4, 도 5 및 도 6에 예시되지만, 동일한 설계가 미국 펜실베니아, 크랜베리 타운쉽 소재의 Westinghouse Electric Company LLC에 의해 제공되는 AP1000® 원자로와 같은 대형 원자로에도 적합하다고 이해해야 한다. 도 4, 도 5 및 도 6에 예시된 실시예는 단부 플러그의 바닥을 통해 연장하는 나사 형성된 개구(68)를 갖춘 그의 하단부에 용접되는 단부 플러그를 가지는 측면 슬롯을 갖춘 튜브-인-튜브 대시포트 튜브를 사용한다. 도 4는 외피에 용접되는 환형 단부 플러그(42)에 의해서 그의 하단부에서 캡이 씌워지는 딤블 튜브 외피(40)의 하부 부분의 단면도이다. 냉각제는 딤블 튜브 외피(40) 내부에서 서로 이동 가능한 제어봉을 냉각하기 위해서 바닥 노즐로부터, 도 6에 도시된 딤블 스크류 중앙 구멍(64)을 통해 제어봉 가이드 딤블 외피(40)로 진입한다. 대시포트 튜브 내의 대응 개구와 연통되는 외피 내의 측면 구멍 개구(38)는 외피 내부에서 서로 이동 가능한 그레이 로드 또는 제어봉의 냉각의 향상시키기 위해서 대시포트 내측으로 추가 냉각제 유동을 제공한다. 외피(40)와 대시포트 튜브(48) 내에 제공되는 구멍/슬롯의 치수와 수는 설치된 대시포트 튜브의 방향과 무관하게 대시포트 튜브와 딤블 튜브를 조립한 이후에 딤블 튜브의 측면을 통해 정렬되는 적어도 X 개의 관통 구멍이 존재하도록 설계된다. 이러한 관통 구멍의 X 개의 수는 열수력 분석에 의해 결정되며 외부 외피 또는 대시포트 튜브 벽 내의 개구의 수보다 더 적을 수 있다.
도 5는 하단부에 용접되는 단부 플러그(52)를 가지는 관형 부재(48)로 형성되는 대시포트 조립체(46)를 도시하며, 나사 형성된 개구(32)가 단부 플러그를 통해서 대시포트 튜브의 내측으로 연장한다. 도 6은 바닥 노즐(62)의 일부분에 연결되는 딤블 튜브 조립체(70)의 횡단면도이며, 바닥 노즐은 바닥 노즐 내의 개구(72)를 통해 딤블 튜브 외피 단부 플러그(42)를 지나서 대시포트 단부 플러그(52) 내의 나사 형성된 개구(32)의 내측으로 연장하는 딤블 스크류(64)를 가진다. 이러한 설계의 실시예는 대시포트 또는 딤블 튜브 외피 내의 하나 이상의 장방형 슬롯(66)을 사용하며 이 슬롯은 딤블 튜브 외피(40) 또는 대시포트 중 다른 하나에 있는 일반적으로 원형인 개구(38)와 정렬된다. 4 개의 구멍 개구가 본 예시적인 실시예에서 딤블 튜브 외피(40) 내에 대략 90°의 간격으로 천공된다. 대시포트는 도 5에 도시된 바와 같이 대시포트 튜브(48)의 원주를 따라서 대략 180°의 간격으로 절단되는 두 개의 원주로 연장하는 장방형 슬롯을 가진다. 일체형 튜브-인-튜브 가이드 딤블 조립체(70) 및 딤블 스크류(64)가 연장하는 바닥 노즐 상부 판(62)의 일부분이 도 6에 도시된다. 일체형 튜브-인-튜브 가이드 딤블 조립체는 가이드 딤블 튜브/조립체가 도 6에 도시된 바와 같이 딤블 스크류에 의해서 대시포트 조립체와 바닥 노즐 상부 판 사이에 끼이는 방식으로 조립된다. 슬롯 치수와 위치에 대한 설계는 설치된 대시포트 튜브의 방향이 적절한 냉각을 위해 정렬되는 적어도 두 개의 관통 구멍을 갖춘 대시포트의 내측으로의 냉각제 유동에 커다란 영향을 미칠 수 없게 보장한다. 외부 외피(40) 내의 구멍 개구의 수와 대시포트 튜브 내의 슬롯(66)의 수는 이후에 청구되는 개념으로부터 이탈함이 없이 변할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 유사하게, 원주로 연장하는 장방형 개구는 이후에 청구되는 개념으로부터 이탈함이 없이 가이드 튜브 외피 및 대시포트 측벽 모두에 제공될 수 있다. 따라서, 이러한 배열은 튜브-인-튜브 대시포트 설계를 사용하면서 그레이 로드 또는 제어봉에 대해 향상된 냉각을 제공한다. 본 발명에서 교시된 개념은 튜브-인-튜브 대시포트를 사용하고 향상된 냉각을 요구하는 물 변위 로드(water displacement rod)를 안내하는 것들과 같은 임의의 다른 가이드 튜브에 적용될 수 있다는 것이 또한 인정되어야 한다.
본 발명의 특정 실시예가 상세히 설명되었지만, 이들 세부 사항에 대해 다양한 변경 및 대안들이 개시의 전체 교시를 고려하여 개발될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 따라서, 개시된 특정 실시예들은 첨부된 청구범위의 전체 범위와 그의 임의의 그리고 모든 균등물로 주어지는 본 발명의 범주에 관한 단지 예시이며 제한하려는 의미가 아니다.

Claims (18)

  1. 핵연료 집합체(14)로서,
    상부 노즐,
    바닥 노즐(62),
    상부 노즐과 바닥 노즐(62) 사이에서 축 방향으로 연장하고 상부 노즐과 바닥 노즐(62)에 부착되는 복수의 세장형 가이드 딤블(70)로서, 상기 복수의 가이드 딤블 중의 적어도 일부는 대응 가이드 딤블의 실질적으로 전체 길이로 연장하는 관형 외피(40)를 가지며, 상기 관형 외피의 하단부는 축 방향으로 관통 연장하는 구멍(68)을 갖는 하단부 플러그(42)에 의해 캡이 씌워지는, 상기 복수의 세장형 가이드 딤블(70), 및
    상기 관형 외피(40)의 하부 부분 내에 배치되는, 축 방향으로 연장하는 측벽(48)을 갖는 튜브-인-튜브 대시포트(46)로서, 상기 튜브-인-튜브 대시포트의 측벽 내의 개구(66)는 상기 관형 외피 내의 개구(38)와 정렬되는, 상기 튜브-인-튜브 대시포트(46)를 포함하고,
    상기 튜브-인-튜브 대시포트(46)의 측벽(48) 또는 관형 외피(40) 중의 하나에 있는 개구는, 상기 측벽 또는 관형 외피 중의 상기 하나의 원주 주위로 부분적으로 연장하는 장방형이며, 장방형 개구의 더 큰 직경이 원주 방향으로 연장하는
    핵연료 집합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브-인-튜브 대시포트(46)는 관형 외피(40)의 하단부 플러그(42) 내의 구멍(68)과 정렬되는 축 방향으로 관통 연장하는 구멍(32)을 갖춘 하단부 캡(52)을 가지는
    핵연료 집합체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 바닥 노즐(62)을 통해 관형 외피(40)의 하단부 플러그(42)를 지나서 튜브-인-튜브 대시포트(46)의 하단부 캡(52)으로 연장하여, 가이드 딤블(70)과 튜브-인-튜브 대시포트(46)를 바닥 노즐(62)에 부착하는 패스너(64)를 포함하는
    핵연료 집합체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 튜브-인-튜브 대시포트(46)의 하단부 캡(52) 내의 구멍(32)은 나사가 형성되고, 패스너(64) 상의 대응 나사와 맞물리는
    핵연료 집합체.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 측벽(48) 또는 관형 외피(40) 중의 상기 하나에 있는 개구는, 동일한 높이에 형성되는 복수의 원주 방향으로 이격된 장방형 개구를 포함하는
    핵연료 집합체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 측벽(48) 또는 관형 외피(40) 중의 상기 하나에 있는 개구는, 동일한 높이에 형성되는 두 개의 원주 방향으로 이격된 장방형 개구를 포함하는
    핵연료 집합체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 두 개의 원주 방향으로 이격된 장방형 개구는, 측벽(48) 또는 관형 외피(40) 중 상기 하나의 실질적으로 전체 원주 주위로 연장하며 서로 이격되는
    핵연료 집합체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 관형 외피(40) 또는 측벽(48) 중 다른 하나에 있는 개구는 원형이며, 튜브-인-튜브 대시포트(46)의 측벽 또는 관형 외피 중 상기 하나에 있는 장방형 개구의 일부분과 중첩되는
    핵연료 집합체.
  10. 모듈식 원자로로서,
    연료 집합체를 포함하는 노심(14)을 수용하는 압력 용기(10) 내부에 실질적으로 포함되는 1차 회로를 가지며, 상기 연료 집합체의 적어도 일부는,
    상부 노즐,
    바닥 노즐(62),
    상부 노즐과 바닥 노즐(62) 사이에서 축 방향으로 연장하고 상부 노즐과 바닥 노즐(62)에 부착되는 복수의 세장형 가이드 딤블(70)로서, 상기 복수의 가이드 딤블 중의 적어도 일부는 대응 가이드 딤블의 실질적으로 전체 길이로 연장하는 관형 외피(40)를 가지며, 상기 관형 외피의 하단부는 축 방향으로 관통 연장하는 구멍(68)을 갖는 하단부 플러그(42)에 의해 캡이 씌워지는, 상기 복수의 세장형 가이드 딤블(70), 및
    상기 관형 외피(40)의 하부 부분 내에 배치되는, 축 방향으로 연장하는 측벽(48)을 갖는 튜브-인-튜브 대시포트(46)로서, 상기 튜브-인-튜브 대시포트의 측벽 내의 개구(66)는 상기 관형 외피 내의 개구(38)와 정렬되는, 상기 튜브-인-튜브 대시포트(46)를 포함하고,
    상기 튜브-인-튜브 대시포트(46)의 측벽(48) 또는 관형 외피(40) 중의 하나에 있는 개구는, 상기 측벽 또는 관형 외피 중의 상기 하나의 원주 주위로 부분적으로 연장하는 장방형이며, 장방형 개구의 더 큰 직경이 원주 방향으로 연장하는
    모듈식 원자로.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 튜브-인-튜브 대시포트(46)는 관형 외피(40)의 하단부 플러그(42) 내의 구멍(68)과 정렬되는 축 방향으로 관통 연장하는 나사형성된 구멍(32)을 갖춘 하단부 캡(52)을 가지는
    모듈식 원자로.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 바닥 노즐(62)을 통해 관형 외피(40)의 하단부 플러그(42)를 지나서 튜브-인-튜브 대시포트(46)의 하단부 캡(52)으로 연장하여, 가이드 딤블(70)과 튜브-인-튜브 대시포트(46)를 바닥 노즐(62)에 부착하는 나사형성된 패스너(64)를 포함하는
    모듈식 원자로.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 튜브-인-튜브 대시포트(46)의 하단부 캡(52) 내의 구멍(32)은 나사가 형성되고, 패스너(64) 상의 대응 나사와 맞물리는
    모듈식 원자로.
  14. 삭제
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 측벽(48) 또는 관형 외피(40) 중의 상기 하나에 있는 개구는, 동일한 높이에 형성되는 복수의 원주 방향으로 이격된 장방형 개구를 포함하는
    모듈식 원자로.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 측벽(48) 또는 관형 외피(40) 중의 상기 하나에 있는 개구는, 동일한 높이에 형성되는 두 개의 원주 방향으로 이격된 장방형 개구를 포함하는
    모듈식 원자로.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 두 개의 원주 방향으로 이격된 장방형 개구는, 측벽(48) 또는 관형 외피(40) 중 상기 하나의 실질적으로 전체 원주 주위로 연장하며 서로 이격되는
    모듈식 원자로.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 관형 외피(40) 또는 측벽(48) 중 다른 하나에 있는 개구는 원형이며, 튜브-인-튜브 대시포트(46)의 측벽 또는 관형 외피 중 상기 하나에 있는 장방형 개구의 일부분과 중첩되는
    모듈식 원자로.
KR1020177010886A 2014-09-25 2015-09-15 가압수형 원자로 연료 집합체 KR102468162B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/495,957 US9773573B2 (en) 2014-09-25 2014-09-25 Pressurized water reactor fuel assembly
US14/495,957 2014-09-25
PCT/US2015/050081 WO2016048707A2 (en) 2014-09-25 2015-09-15 Pressurized water reactor fuel assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170060090A KR20170060090A (ko) 2017-05-31
KR102468162B1 true KR102468162B1 (ko) 2022-11-16

Family

ID=55582233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177010886A KR102468162B1 (ko) 2014-09-25 2015-09-15 가압수형 원자로 연료 집합체

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9773573B2 (ko)
EP (1) EP3198611B1 (ko)
KR (1) KR102468162B1 (ko)
CN (1) CN107077894B (ko)
WO (1) WO2016048707A2 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10446277B2 (en) 2017-01-12 2019-10-15 Westinghouse Electric Company Llc Fuel assembly with an external dashpot disposed around a guide tube portion

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020015465A1 (en) * 1996-09-30 2002-02-07 Alain Brosset Assembly frame for nuclear fuel with guide tubes and method for manufacturing same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61217796A (ja) * 1985-03-23 1986-09-27 原子燃料工業株式会社 加圧水型原子炉燃料集合体
US5178822A (en) * 1991-09-24 1993-01-12 Arkansas Power And Light Company Steam generator corrosion monitoring system and method
JP3999361B2 (ja) 1998-07-08 2007-10-31 三菱重工業株式会社 燃料集合体
EP1248271B1 (en) 2001-04-05 2008-04-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Fuel assembly
US7515674B2 (en) 2006-10-18 2009-04-07 Westinghouse Electric Co Llc Tube-in-tube threaded dashpot end plug
US8532246B2 (en) * 2007-08-17 2013-09-10 Westinghouse Electric Company Llc Nuclear reactor robust gray control rod
KR101032867B1 (ko) 2010-01-28 2011-05-06 한전원자력연료 주식회사 핵연료집합체용 안내관 마개
US9053826B2 (en) 2010-03-03 2015-06-09 Westinghouse Electric Company Llc Protective grid attachment
US20130272483A1 (en) * 2012-04-17 2013-10-17 Babcock & Wilcox Mpower, Inc. Lower end plug with temperature reduction device and nuclear reactor fuel rod including same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020015465A1 (en) * 1996-09-30 2002-02-07 Alain Brosset Assembly frame for nuclear fuel with guide tubes and method for manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
EP3198611A4 (en) 2018-05-02
WO2016048707A3 (en) 2016-06-02
EP3198611B1 (en) 2019-11-06
KR20170060090A (ko) 2017-05-31
US9773573B2 (en) 2017-09-26
WO2016048707A2 (en) 2016-03-31
EP3198611A2 (en) 2017-08-02
CN107077894B (zh) 2019-10-11
CN107077894A (zh) 2017-08-18
US20160093407A1 (en) 2016-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9275761B2 (en) Small modular reactor safety systems
EP2862177B1 (en) Combined core makeup tank and heat removal system for a small modular pressurized water reactor
US9206978B2 (en) Pressurized water reactor compact steam generator
EP2852954B1 (en) Pressurizer surge-line separator for integral pressurized water reactors
JP4786616B2 (ja) 原子炉
US20100054389A1 (en) Mixed oxide fuel assembly
KR102239043B1 (ko) 저 압력 강하 핵연료 조립체 하부 노즐
US20180330832A1 (en) Annular nuclear fuel pellets with discrete burnable absorber pins
KR20110105375A (ko) 일체화된 유동 통과부를 가진 반응로 용기 반사체
CN104919532A (zh) 用于给具有器械穿透凸缘的核反应堆更换燃料的方法和装置
KR102468162B1 (ko) 가압수형 원자로 연료 집합체
US20130070890A1 (en) Grooved nuclear fuel assembly component insert
US20120263271A1 (en) Nuclear fuel

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant