KR102558295B1 - 세슘 트랩의 교체 방법 및 그 세슘 트랩 조립체 - Google Patents

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Abstract

세슘 트랩의 교체 방법은 세슘을 부분적으로 포함하고 차폐된 셀 내에 위치되는 세슘 트랩을 동결시키는 단계를 포함한다. 그 후 세슘 트랩은 차폐된 셀로부터 디커플링되어 제거된다. 제 2 세슘 트랩은 차폐된 셀 내로 삽입되어 차폐된 셀에 부착된다.

Description

세슘 트랩의 교체 방법 및 그 세슘 트랩 조립체
본 출원은 PCT 국제 특허 출원으로서 2018년 3월 29일에 출원되며, 2017년 3월 29일에 출원된 미국 가출원 제62/478,419호에 대해 우선권의 이익을 주장하며, 이 출원의 전체 개시 내용은 참고에 의해 그 전체 내용이 포함된다.
핵분열 리액터는 증식-및-연소 고속 리액터(breed-and-burn fast reactors)[또한 진행파 리액터(traveling wave reactors), 또는 TWRs이라고도 함]를 포함한다. TWR은 천연 우라늄, 열화 우라늄, 사용 후 경수 리액터 연료, 또는 토륨을 시동 후 재-장전 연료로 사용하여 무기한으로 작동하도록 설계되고 증식된 후 연소하는 파동이 연료에 대해 진행하는 리액터를 의미한다. 따라서, 일부 양태들에서, TWR은 유용한 상태로 증식되어 현장에서 연소되는 준임계 재-장전 연료에서 작동하는 관류식(once-through) 고속 리액터이다. TWR에서, 증식 및 핵분열 파동("증식-연소 파동")은 리액터의 코어에서 시작되어, 연료에 대해 이동한다. 연료가 정지되어 있는 경우, 증식 및 연소 파동은 점화 지점으로부터 외측으로 확장된다. 일부 경우들에서, 연료는 증식 및 연소 파동이 코어에 대해 정지된 상태로 유지되지만(예를 들어, 정재파) 그러나 연료에 대해 이동하도록 이동되고; 정재파는 TWR의 일 유형으로 간주된다. 연료 조립체의 이동은 "연료 셔플링(fuel shuffling)"으로 지칭되고, 정재파를 유지하고 리액터 특성(열, 플럭스, 전력, 연료 연소 등)을 조정하는데 사용된다. 핵분열은 연료 조립체가 셔플링되는 코어에서 발생하고, 리액터 용기에 수용된다. 연료 조립체는 핵분열성 핵연료 조립체 및 핵연료 친화성 핵연료 조립체를 포함한다. 반응성 제어는 주로 리액터 특성의 조정을 위해 코어에 또한 위치된 제어 로드 조립체에 의해 달성된다.
정재파에 의해 발생된 핵분열 에너지는 하나 이상의 열 전달 루프를 통해 증기 발생기로 직렬로 전달되어 전기를 생산하는 열 에너지를 생성하고, 저온 열은 수냉식 진공 응축기의 세트를 통해 배출된다. 냉각제 시스템을 1 차 및 중간 냉각제 루프로 분리함으로써 코어 및 1 차 냉각제 루프의 무결성을 유지하는데 도움이 된다. TWR에서, 1 차 냉각제 및 중간 냉각제 루프는 모두 액체 나트륨을 사용한다.
일 양태에서, 본 기술은 세슘 트랩의 교체 방법에 관한 것으로서, 본 방법은 내부에 세슘을 적어도 부분적으로 포함하는 제 1 세슘 트랩을 동결시키는 단계 - 이러한 제 1 세슘 트랩은 차폐된 셀 내에 위치됨 - ; 차폐된 셀로부터 제 1 세슘 트랩을 디커플링하는(decoupling) 단계; 차폐된 셀로부터 제 1 세슘 트랩을 제거하는 단계; 차폐된 셀 내로 제 2 세슘 트랩을 삽입하는 단계; 및 차폐된 셀에 제 2 세슘 트랩을 부착하는 단계를 포함한다. 일 예에서, 제 1 세슘 트랩은 제 1 세슘 트랩과 차폐된 셀 사이에서 연장되는 적어도 하나의 측면 지지 앵커를 원격으로 디커플링하는 단계; 제 1 세슘 트랩을 나트륨 처리 회로로부터 원격으로 디커플링하는 단계; 및 제 1 세슘 트랩과 차폐된 셀 사이에서 연장되는 전력 및 기구 제어 부착물을 원격으로 연결 해제하는(disconnect) 단계 중 적어도 하나를 포함한다. 다른 예에서, 적어도 하나의 측면 지지 앵커를 원격으로 디커플링하는 단계는 차폐된 셀로부터 연장되는 셀 앵커를 제 1 세슘 트랩으로부터 연장되는 트랩 앵커에 커플링하는 연결 부재를 제거하는 단계를 포함한다. 또 다른 예에서, 연결 부재는 핀 및 볼트 중 적어도 하나이다. 또 다른 예에서, 제 1 세슘 트랩을 나트륨 처리 회로로부터 원격으로 디커플링하는 단계는 제 1 세슘 트랩으로부터 연장되는 적어도 하나의 나트륨 라인을 크림핑하는(crimping) 단계; 및 적어도 하나의 나트륨 라인의 제 1 부분이 제 1 세슘 트랩의 상단 부분으로부터 연장되고 적어도 하나의 나트륨 라인의 제 2 부분은 나트륨 처리 회로의 부분으로 남아있도록, 크림핑된 부분에 인접한 적어도 하나의 나트륨 라인을 절단하는 단계를 포함한다.
상기 양태의 다른 예에서, 전력 및 기구 제어 부착물을 원격으로 연결 해제하는 단계는 제 1 세슘 트랩의 상단 부분 상에 배치된 대응하는 수용기로부터 전력 부착물 및 기구 제어 부착물 중 적어도 하나를 언플러깅하는(unplugging) 단계를 포함한다. 일 예에서, 제 1 세슘 트랩은 제 1 세슘 트랩을 리프팅(lifting) 공구에 해제 가능하게 커플링하는 단계; 및 제 1 세슘 트랩의 베이스가 차폐된 셀의 바닥으로부터 연장되는 적어도 하나의 위치 결정 핀(locating pin)과 슬라이딩 가능하게 맞물림 해제되도록(disengage) 리프팅 공구를 통해, 차폐된 셀로부터 제 1 세슘 트랩을 리프팅하는 단계를 포함한다. 다른 예에서, 본 방법은 리프팅 작업을 통해 차폐된 셀로부터 연장되는 고정된 냉각 라인으로부터 제 1 세슘 트랩으로부터 연장되는 냉각 라인 입구를 디커플링하는 단계를 포함한다. 또 다른 예에서, 제 1 세슘 트랩을 리프팅 공구에 해제 가능하게 커플링하는 단계는 리프팅 공구의 적어도 하나의 후크를 제 1 세슘 트랩 상에 배치된 대응하는 리프팅 아이(eye) 내로 회전시키고 리프팅하는 단계를 포함한다. 또 다른 예에서, 제 2 세슘 트랩을 삽입하는 단계는 제 2 세슘 트랩을 리프팅 공구에 해제 가능하게 커플링하는 단계 - 이 리프팅 공구는 적어도 하나의 후크를 포함하고, 제 2 세슘 트랩은 적어도 하나의 대응하는 리프팅 아이를 포함함 - ; 리프팅 공구를 통해, 제 2 세슘 트랩을 차폐된 셀 내로 배치하는 단계; 및 차폐된 셀의 바닥으로부터 연장되는 적어도 하나의 위치 결정 핀과 제 2 세슘 트랩의 베이스를 동시에 정렬하는 단계를 포함한다.
상기 양태의 다른 예에서, 본 방법은 슬라이딩 가능한 맞물림을 통해, 제 2 세슘 트랩으로부터 연장되는 냉각 라인 입구를, 차폐된 셀로부터 연장되는 고정된 냉각 라인에 커플링하는 단계를 더 포함한다. 일 예에서, 제 2 세슘 트랩을 부착하는 단계는 차폐된 셀로부터 연장되는 셀 앵커를 제 2 세슘 트랩으로부터 연장되는 트랩 앵커에 커플링하여 제 1 세슘 트랩과 차폐된 셀 사이에서 연장되는 적어도 하나의 측면 지지 앵커를 형성하는 단계; 제 2 세슘 트랩으로부터 연장되는 적어도 하나의 제 1 나트륨 라인을, 나트륨 처리 회로로부터 연장되는 적어도 하나의 제 2 나트륨 라인에 용접하는 단계; 및 부착물을 제 2 세슘 트랩의 상단 부분 상에 배치된 대응하는 수용기 내로 플러깅함으로써 전력 및 기구 제어 부착물을 연결하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다. 다른 예에서, 제 1 세슘 트랩은 미리 결정된 양의 세슘을 포함하고, 제 2 세슘 트랩은 세슘의 양을 포함하지 않는다. 또 다른 예에서, 차폐된 셀은 개별화된 차폐된 셀이다.
다른 양태에서, 본 기술은 세슘 트랩에 관한 것으로서, 이 세슘 트랩은 상단 부분 부분을 포함하는 본체 - 이 본체는 나트륨 스트림으로부터 세슘을 제거하도록 구성된 활성 물질 및 필터를 둘러쌈 - ; 실질적으로 본체 주위에 배치되는 냉각 재킷(jacket); 및 상단 부분으로부터 연장되는 적어도 하나의 제 1 나트륨 라인 - 적어도 하나의 제 1 나트륨 라인은 나트륨 처리 회로의 대응하는 적어도 하나의 제 2 나트륨 라인과 유동 연통하게 커플링되도록 구성됨 - 을 포함한다. 일 예에서, 세슘 트랩은 냉각 재킷으로부터 연장되는 적어도 하나의 트랩 앵커를 더 포함하고, 이 트랩 앵커는 적어도 하나의 측면 지지 앵커를 형성하도록 차폐된 셀로부터 연장되는 적어도 하나의 대응하는 셀 앵커에 해제 가능하게 커플링될 수 있다. 다른 예에서, 세슘 트랩은 상단 부분 상에 배치된 적어도 하나의 리프팅 아이를 더 포함하고, 적어도 하나의 리프팅 아이는 세슘 트랩을 차폐된 셀 내로 배치하고 세슘 트랩을 차폐된 셀로부터 제거하기 위한 리프팅 공구를 수용하도록 구성된다. 또 다른 예에서, 세슘 트랩은 냉각 재킷의 바닥 부분으로부터 연장되는 입구 냉각 라인을 더 포함하고, 입구 냉각 라인은 차폐된 셀 내의 대응하는 고정된 냉각 라인에 유동 연통하게 해제 가능하게 커플링될 수 있는 자유 단부를 갖는다. 또 다른 예에서, 세슘 트랩은 상단 부분 상에 배치된 적어도 하나의 수용기를 포함하고, 전력 및 기구 제어 부착물은 적어도 하나의 수용기 내로 해제 가능하게 플러깅되도록 구성된다. 다른 예에서, 세슘 트랩은 본체의 바닥 부분에 커플링된 베이스를 포함하고, 베이스가 적어도 하나의 대응하는 위치 결정 핀을 통해 차폐된 셀의 바닥 내에 위치될 수 있도록 적어도 하나의 개구가 베이스 내에 한정된다.
다른 양태에서, 본 기술은 세슘 트랩에 관한 것으로, 이 세슘 트랩은 상단 부분을 포함하는 본체 - 이 본체는 세슘 및 아르곤을 포함하는 나트륨 스트림으로부터 세슘을 제거하도록 구성된 활성 물질 및 필터를 둘러쌈 - ; 및 상단 부분으로부터 연장되는 적어도 하나의 제 1 나트륨 라인 - 적어도 하나의 제 1 나트륨 라인은 나트륨 처리 회로의 대응하는 적어도 하나의 제 2 나트륨 라인과 유동 연통하게 커플링되도록 구성됨 - 을 포함하고, 필터는 나트륨 및 아르곤이 통과할 수 있게 허용하면서 활성 물질이 세슘 트랩을 떠나는 것을 방지하도록 위치되며, 필터는 40 내지 160 ㎛의 평균 기공 크기를 갖는다. 일 예에서, 필터의 평균 기공 크기의 하한값은 40, 50, 60, 70, 80 및 90 ㎛에서 선택된다. 다른 예에서, 필터의 평균 기공 크기의 상한값은 100, 110, 120, 130, 140, 150 및 160 ㎛에서 선택된다. 또 다른 예에서, 필터는 소결 금속 필터이다. 또 다른 예에서, 소결 금속 필터는 스테인리스 강, Hastelloy®, Monel®, Inconel®, 니켈, HT-9 및 티타늄 중 하나 이상으로부터 소결된다.
본 출원의 일부를 형성하는 다음의 도면은 설명된 기술을 예시하고, 어떠한 방식으로든 청구된 기술의 범위를 제한하려는 것이 아니며, 그 범위는 여기에 첨부된 청구범위에 기초할 것이다.
도 1은 진행파 리액터의 기본 구성 요소 중 일부를 블록도의 형태로 도시한다.
도 2는 예시적인 세슘 트랩 조립체의 개략도를 도시한다.
도 3은 섹션 라인(3-3)을 따라 취해진 도 2에 도시된 세슘 트랩 조립체의 평면도를 도시한다.
도 4는 예시적인 세슘 트랩의 사시도를 도시한다.
도 5는 세슘 트랩을 교체하는 방법을 나타내는 흐름도를 도시한다.
도 1은 진행파 리액터(TWR)(100)의 기본 구성 요소 중 일부를 블록도의 형태로 도시하고 있다. 일반적으로, TWR(100)은 복수의 연료 조립체(도시되지 않음)를 포함하는 리액터 코어(102)를 포함한다. 코어(102)는 액체 나트륨 냉각제(106)의 부피를 보유하는 풀(pool)(104) 내에 배치된다. 풀(104)은 핫 풀로 지칭되며, 또한 액체 나트륨 냉각제(106)를 포함하는 주위의 콜드 풀(108)의 나트륨 온도보다 높은 나트륨 온도를 갖는다(리액터 코어(102)의 연료 조립체에 의해 생성된 에너지로 인함). 핫 풀(104)은 레단(redan)(110)에 의해 콜드 풀(108)로부터 분리된다. 나트륨 냉각제(106)의 레벨 위의 헤드 스페이스(112)는 아르곤과 같은 불활성 커버 가스로 채워진다. 리액터 용기(114)는 리액터 코어(102), 핫 풀(104), 및 콜드 풀(108)을 둘러싸고, 리액터 헤드(116)로 밀봉된다. 리액터 헤드(116)는 리액터 용기(114)의 내부로 다양한 접근 지점을 제공한다.
리액터 코어(102)의 크기는 연료의 특성, 원하는 전력 생성, 가용 리액터(100) 공간 등을 포함하는 다수의 요인에 기초하여 선택된다. TWR의 다양한 실시예는 필요한 또는 원하는 바에 따라 저 전력(약 300 MWe 내지 약 500 MWe), 중간 전력(약 500 MWe 내지 약 1000 MWe), 및 고 전력(약 1000 MWe 이상) 적용으로 사용될 수 있다. 리액터(100)의 성능은 중성자를 코어(102)로 다시 반사시키기 위해 코어(102) 주위에, 도시되지 않은 하나 이상의 반사기를 제공함으로써 개선될 수 있다. 추가적으로, 핵연료 친화성 그리고 핵분열성 핵 조립체는 내부에서 발생하는 핵 반응을 제어하기 위해 코어(102) 내에서 그리고 코어 주변에서 이동(또는 "셔플링")된다.
나트륨 냉각제(106)는 1 차 나트륨 냉각제 펌프(118)를 통해 용기(114) 내에서 순환된다. 1 차 냉각제 펌프(118)는 콜드 풀(108)로부터 나트륨 냉각제(106)를 끌어 당겨, 이것을 리액터 코어(102) 아래의 플리넘(plenum) 내로 주입한다. 냉각제(106)는 코어를 통해 상방으로 가압되고, 리액터 코어(102) 내에서 발생하는 반응으로 인해 가열된다. 가열된 냉각제(106)는 핫 풀(104)로부터 중간 열 교환기(들)(120)로 들어가고, 중간 열 교환기(120)를 빠져나가, 콜드 풀(108)로 다시 들어간다. 이러한 1 차 냉각제 루프(122)는 따라서 리액터 용기(114) 내에서 나트륨 냉각제(106)를 완전히 순환시킨다.
중간 열 교환기(120)는 항상 1 차 나트륨 풀(104 및 108)로부터 물리적으로 분리된(즉, 중간 및 1 차 나트륨은 혼합되지 않는) 폐쇄 액체 나트륨 루프의 세그먼트를 통합한다. 중간 열 교환기(120)는 1 차 냉각제 루프(122)(용기(114) 내에 완전히 포함됨)로부터 중간 냉각제 루프(124)(용기(114) 내에 부분적으로만 위치됨)로 열을 전달한다. 중간 열 교환기(120)는 레단(110)을 통과하여, 이에 따라 핫 풀(104)과 콜드 풀(108)을 브리징 연결한다(그 사이에서 1 차 냉각제 루프(122)에서의 나트륨(106)의 유동을 허용하기 위해). 일 실시예에서, 4 개의 중간 열 교환기(120)가 용기(114) 내에 분포된다. 대안적으로, 2 개 또는 6 개의 중간 열 교환기(120)가 용기(114) 내에 분포된다.
중간 냉각제 루프(124)는 리액터 헤드(116)를 통해, 용기(114) 내외로 파이프를 통과하는 나트륨 냉각제(126)를 순환시킨다. 리액터 용기(114)의 외부에 위치되는 중간 나트륨 펌프(128)는 예를 들어 발전 시스템(129)을 통해 나트륨 냉각제(126)를 순환시킨다. 열은 1 차 냉각제 루프(122)의 나트륨 냉각제(106)로부터 중간 열 교환기(120)의 중간 냉각제 루프(124)의 나트륨 냉각제(126)로 전달된다. 중간 냉각제 루프(124)의 나트륨 냉각제(126)는 중간 열 교환기(120) 내의 복수의 튜브(130)를 통과한다. 이들 튜브(130)는 1 차 냉각제 루프(122)의 나트륨 냉각제(106)를 중간 냉각제 루프(124)의 나트륨 냉각제(126)로부터 분리하여 유지하면서, 그 사이에 열 에너지를 전달한다.
직접 열 교환기(132)는 핫 풀(104) 내로 연장되며, 일반적으로 비상 시의 경우에, 1 차 냉각제 루프(122) 내의 나트륨 냉각제(106)로 냉각을 제공한다. 직접 열 교환기(132)는 나트륨 냉각제(106)가 핫 풀(104)로부터 열 교환기(132)에 들어가고 빠져나올 수 있도록 구성된다. 직접 열 교환기(132)는 중간 열 교환기(120)와 유사한 구조를 가지며, 여기서 튜브(134)는 1 차 냉각제 루프(122)의 NaK(나트륨-칼륨)를 직접 리액터 냉각제 루프(138)의 직접 열 교환기 냉각제(NaK)(136)로부터 분리하여 유지하고, 그 사이에 열 에너지를 전달한다.
추가적으로, TWR 리액터(100)는 핫 풀(104) 내로 연장되는 나트륨 처리 회로(140)를 포함한다. 나트륨 처리 회로(140)는 하나 이상의 서브 시스템의 수용, 저장, 정제 및/또는 샘플링 및 분석을 위해 이를 통해 나트륨(Na) 냉각제(106)를 채널링하는 것을 용이하게 한다. 예를 들어, 나트륨 처리 회로(140)는 임의의 개수의 현장 저장 탱크, 콜드 트랩(예를 들어, 나트륨으로부터 불순물을 제거하기 위해 사용되는 장치), 세슘 트랩(예를 들어, 아래에서 더 상세하게 논의되는, 세슘(Cs)을 트랩핑하기 위한 장치), 전자기 펌프, 열 교환기, 파이프라인, 테스트 장비 및/또는 제어 밸브를 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.
다른 보조 리액터 구성 요소(리액터 용기(114)의 내부 및 외부에 있음)는 도시되지 않았지만 당업자에게 명백한 펌프, 체크 밸브, 차단 밸브, 플랜지, 배수 탱크 등을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 리액터 헤드(116)를 통한 추가의 침투(예를 들어, 1 차 냉각제 펌프(118)를 위한 포트, 불활성 커버 가스 및 검사 포트, 나트륨 처리, 및 커버 가스 포트 등)는 도시되지 않는다. 제어 시스템(142)은 리액터(100)를 구성하는 다양한 구성 요소 및 시스템을 제어 및 모니터링하기 위해 사용된다.
넓게 말하면, 본 개시는 도 1에 설명된 리액터(100)의 성능을 향상시키는 구성을 설명한다. 구체적으로, 원격으로 제거 가능한 세슘 트랩 조립체의 실시예, 구성 및 배열이 도 2 내지 도 5를 참조하여 아래에서 보다 상세하게 도시되고 설명된다.
일반적으로, 리액터의 작동 동안, 방사성 세슘은 1 차 나트륨 냉각제로 유입될 것이다. 이 방사성 핵종의 유해한 방사선 영향을 감소시키기 위해, 세슘 트랩은 나트륨 처리 회로의 일부로 설치된다. 아래에 기술된 세슘 트랩 조립체는 세슘이 로딩된 세슘 트랩이 나트륨 처리 회로 및 그의 차폐된 셀로부터 제거될 수 있게 하고, 다른 새로운 빈 세슘 트랩으로 교체되어 1 차 나트륨 냉각제로부터 방사성 세슘의 지속적인 흡수 및 필터링을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 세슘 트랩 조립체는 세슘 트랩의 상단 부분에 위치된 리프팅 아이, 측면 지지 앵커, 나트륨 라인, 및 전력 및 제어 부착물을 모두 포함하여, 원격 접근 및 제거의 용이성을 증가시킨다. 추가적으로, 원격으로 제어되는 공구 및 리프트를 사용하면 로딩된 세슘 트랩을 그의 차폐된 셀로부터 제거하여 방사성 세슘에 직접 접근하지 않고도 다른 위치로 운반할 수 있다. 새로운 세슘 트랩의 설치는 방사성 세슘이 제거되면 차폐된 셀에 직접 접근하여 수행될 수 있어, 설치 시간이 감소된다.
세슘 트랩이 제거되어 교체될 수 있게 함으로써, 로딩된 세슘 트랩은 더 이상 플랜트에서 그리고 리액터에 인접하여 제 위치에 저장되지 않는다. 로딩된 세슘 트랩은 저장 및/또는 폐기를 위한 준비를 위해 공장-외 시설로 운반될 수 있다. 따라서, 리액터에 인접한 차폐된 셀의 개수가 감소될 수 있으며, 따라서 리액터 주위의 플랜트 공간이 증가된다. 또한, 로딩된 세슘 트랩에 대한 원격 접근 및 새로운 세슘 트랩에 대한 직접 접근을 통해, 제거 및 교체 시간이 단축될 수 있어, 리액터가 계속 작동하는 동안 그리고 짧은 시간 내에 세슘 트랩의 교체가 수행될 수 있다. 추가적으로, 고 방사성 세슘 트랩은 교체를 수행하는 인력에 대한 노출을 감소시킴으로써 교체된다. 따라서, 플랜트 인력 및 플랜트 작동에 대한 이러한 위험이 감소되고, 전체 리액터 효율 및 실행 가능성이 증가될 수 있다.
도 2는 예시적인 세슘 트랩 조립체(200)의 개략도이고, 도 3은 섹션 라인(3-3)을 따라 취한 세슘 트랩 조립체(200)의 평면도이다. 도 2 및 도 3을 모두 참조하면, 세슘 트랩 조립체(200)는 내부에 방사성 물질을 포함하도록 구성되는 개별 차폐된 셀(206)의 내부 챔버(204) 내에 배치된 제거 가능한 세슘 트랩(202)을 포함한다. 셀(206)은 도 2에 점선으로 도시된 제거 가능한 커버(208)를 통해 커버될 수 있다.
이 예에서, 세슘 트랩(202)은 아래에 더 상세히 논의되는 바와 같이 냉각 재킷(212)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 본체(210)를 포함한다. 세슘 트랩(202)은 (도 1에 도시된) 나트륨 처리 회로(140)의 적어도 일부를 형성하는 나트륨 라인(214)과 유동 연통하게 커플링되어, 나트륨(216)의 스트림이 본체(210)를 통해 채널링될 수 있다. 나트륨 스트림(216)은 나트륨, 세슘 및 아르곤을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 입구 나트륨 라인(218)은 세슘 트랩(202)의 상단 부분(220)에서 본체(210)로부터 연장되고, 출구 나트륨 라인(222)은 또한 상단 부분(220)에서 본체(210)로부터 연장된다. 추가적으로, 세슘 트랩(202)은 냉각제 스트림(226)이 냉각 재킷(212)을 통해 채널링될 수 있도록 고정된 냉각 라인(224)과 유동 연통하게 커플링된다. 입구 냉각 라인(228)은 세슘 트랩(202)의 바닥 부분(230)에 근접하여 냉각 재킷(212)으로부터 연장되고, 자유 단부(232)를 포함한다. 자유 단부(232)는 고정된 냉각 라인(224)과 유동 연통하게 해제 가능하게 커플링되도록 구성된다. 일 예에서, 자유 단부(232)는 자유 단부(232)가 고정된 냉각 라인(224)의 위 그리고 그 주위에 슬라이딩 가능하게 맞물릴 수 있도록 확대된 직경을 갖는다. 대안적인 예에서, 입구 냉각 라인(228)은 세슘 트랩(202)이 본 명세서에 기술된 바와 같이 기능할 수 있게 하는 임의의 다른 연결을 통해 고정된 냉각 라인(224)에 해제 가능하게 커플링될 수 있다. 출구 냉각 라인(234)은 또한 냉각제 스트림(226)이 내부 챔버(204) 내로 배기될 수 있도록 냉각 재킷(212)으로부터 연장된다.
세슘 트랩(202)은 내부 챔버(204) 내의 셀(206)에 커플링된다. 베이스(236)는 바닥 부분(230)에 커플링되고, 그 안에 한정된 적어도 하나의 개구(238)를 포함한다. 개구(238)는 셀(206)의 플로어(242)로부터 연장되는 위치 결정 핀(240)에 대응하여 슬라이딩 가능하게 맞물리도록 구성된다. 위치 결정 핀(240)은 개구(238)의 위치 결정 및 개구와의 맞물림을 용이하게 하기 위해 불릿(bullet) 노즈(244) 또는 다른 테이퍼진 팁을 포함한다. 추가적으로, 위치 결정 핀(240)은 지진 발생 동안 과도한 하부 세슘 트랩(202) 이동을 감소시킨다. 이 예에서, 베이스(236)는 셀(206) 내에서 안정성을 증가시키기 위해 세슘 트랩(202)보다 큰 크기이다. 세슘 트랩(202)은 또한 지진 하중과 같은 측면 및 수직 하중을 지지하도록 구성된 지지 앵커(246)를 통해 내부 챔버(204) 내에 커플링된다. 측면 지지 앵커(246)는 셀의 벽(250)에 커플링되고 그로부터 연장되는 셀 앵커(248)와, 냉각 재킷(212)에 커플링되고 그로부터 연장되는 트랩 앵커(252)를 포함한다. 셀 앵커(248)는 연결 부재(254)를 통해 트랩 앵커(252)의 상단에 그리고 그 위에 해제 가능하게 커플링된다. 연결 부재(254)는 원격 회전 장치를 사용하여 트랩 앵커(252) 상에 위치된 대응하는 암형 포획 너트로부터 이것을 나사 결합 해제시킬 수 있도록 불릿 노즈 입구를 갖는 셀 앵커(248) 상에 위치된 캡티브(captive) 수형 패스너이다. 대안적인 예에서, 연결 부재(254)는 측면 지지 앵커(246)가 본 명세서에 기술된 바와 같이 기능할 수 있게 하는 핀, 볼트 또는 임의의 다른 연결 부재일 수 있다.
세슘 트랩(202)은 셀(206)로부터 연장되는 전력 부착물(256) 및 기구 제어 부착물(258)을 통해 제어 시스템, 예를 들어 제어 시스템(142)에 통신 가능하게 커플링된다. 전력 및 기구 제어 부착물(256 및 258)은 상단 부분(220)에 배치된 적어도 하나의 수용기(260)를 통해 세슘 트랩(202) 내로 플러깅된다. 추가적으로, 세슘 트랩(202)은 상단 부분(220)으로부터 연장되는 적어도 하나의 리프팅 아이(262), 예를 들어 중복을 위한 2 개 또는 4 개를 포함한다. 일 예에서, 리프팅 아이(262)는 본체(210)에 용접되고, 한편 다른 예에서 리프팅 아이(262)는 본체(210)와 일체로 형성된다. 리프팅 아이(262)는 일단 리프팅되면 세슘 트랩(202)의 회전을 용이하게 하도록 구성될 수 있다.
셀(206) 위에는, 셀(206) 내의 세슘 트랩(202)의 교체를 용이하게 하는 이동 가능한 제거 캐스크(cask)(264)가 위치된다. 제거 캐스크(264)는 내부에 방사성 물질을 포함하도록 구성된 내부 챔버(266)를 한정한다. 추가적으로, 플로어 밸브(268)는 커버(208)를 제거한 후에 폐쇄될 수 있는 셀(206) 위에 위치된다. 제거 캐스크(264)는 세슘 트랩(202)에 해제 가능하게 커플링되는 원격 리프팅 공구(270) 및 셀(206)로부터 세슘 트랩(202)을 제거하는 설비를 포함한다. 예를 들어, 리프팅 공구(270)는 플레이트(274)가 연결되어 있는 아암(272)을 포함한다. 플레이트(274)는 그로부터 연장되는 적어도 하나의 후크(276)를 포함한다. 후크(276)는 실질적으로 "J" 형상일 수 있고, 세슘 트랩(202) 상에 배치된 리프팅 아이(262)에 대응할 수 있다. 대안적인 예에서, 리프팅 공구(270)는 본 명세서에 기술된 바와 같은 기능을 가능하게 하는 임의의 다른 구성을 갖는다.
내부 챔버(266) 내에서, 제거 캐스크(264)는 또한 아래에서 더 설명하는 바와 같이 나트륨 라인(214)을 크림핑 및 절단하는 것을 용이하게 하는 원격 나트륨 라인 공구(278), 아래에서 더 설명하는 바와 같이 측면 지지 앵커를 디커플링하는 것을 용이하게 하는 원격 앵커 공구(280), 및 아래에서 더 설명하는 바와 같이 전력 및 기구 제어 부착물(256 및 258)을 언플러깅하는 것을 용이하게 하는 원격 부착 공구(282)를 포함한다. 이 예에서, 각각의 공구(270, 278, 280 및 282)는 원격 작동을 위해 제어 시스템, 예를 들어 제어 시스템(142)에 작동 가능하게 커플링된다. 추가적으로, 원격 작동을 지원하기 위해 적어도 하나의 카메라(도시되지 않음)가 제공된다. 대안적인 예에서, 제거 캐스크(264)는 제거 캐스크(264)가 본 명세서에 기술된 바와 같이 기능할 수 있도록 공구(270, 278, 280 및 282)의 모든 기능을 결합하는 단일의 공구를 포함할 수 있다.
작동 시, 나트륨 냉각제(106)는 도 1을 참조하여 위에서 설명한 바와 같이 리액터(100)를 통해 순환된다. 나트륨 냉각제(106)가 리액터 코어(102)를 통해 채널링됨에 따라, 핵분열성 연료는 열을 나트륨 냉각제(106)로 전달하고, 또한 세슘과 같은 휘발성 핵분열 생성물이 나트륨 냉각제(106)로 유입된다. 나트륨 냉각제(106)의 일부(216)는 입구 및 출구 나트륨 라인(218 및 222) 및 세슘 트랩(202)을 포함하는 나트륨 처리 회로(140)를 통해 채널링되어, 내부에 포함된 휘발성 핵분열 생성물을 부분적으로 제거하고 임의의 방사선 부작용을 감소시킨다. 나트륨 스트림(216)이 세슘 트랩(202)을 통해 채널링됨에 따라, 리액터(100) 내로 다시 채널링되기 전에 내부에 포함된 세슘은 나트륨 스트림(216)으로부터 흡수 및 필터링된다. 세슘 트랩(202)의 작동은 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.
일부 공지된 리액터에서, 세슘 트랩은 차폐된 셀 내에 고정되고, 이에 따라, 일단 트랩에 추출된 세슘이 로딩되면, 전체 세슘 트랩 및 추출된 방사성 세슘이 제 위치에 저장된다. 그러나, 이러한 리액터의 장기간 작동은 방사성 세슘이 로딩된 다수의 세슘 트랩을 생성할 수 있으며, 다수의 방사성 차폐된 셀은 리액터 코어에 근접하여 위치된다. 대조적으로, 위에서 설명한 세슘 트랩 조립체(200)는 방사성 세슘이 로딩된 세슘 트랩(202)의 제거 및 교체를 용이하게 한다. 이와 같이, 세슘 트랩(202) 및 그 안의 방사성 세슘은 현장 및/또는 원격 시설에서 보다 적합한 장기간 저장 장소로 이송될 수 있다. 추가적으로, 리액터 코어를 둘러싸고 있는 리액터 영역 중 일부는 다른 리액터 시스템 및 공정에 사용될 수 있다.
세슘 트랩(202)이 미리 결정된 양의 세슘을 포함하면, 나트륨 스트림(216)은 세슘 트랩(202)으로부터 멀리 전송되고, 나트륨 라인(214) 및 세슘 트랩(202) 내의 나머지 나트륨은 동결될 수 있다. 예를 들어, 나트륨 스트림(216)은 208 ℉에서 동결되어, 회로(도시되지 않음)의 전기 히터를 끄고 나트륨 스트림(216)의 유동을 정지시키는 것이 시간이 지남에 따라 세슘 트랩(202)의 동결을 용이하게 한다. 대안적인 예에서, 냉각 가스는 동결 시간을 증가시키기 위해 냉각 재킷(212)을 통해 순환될 수 있다. 차폐된 셀(206)로부터 세슘 트랩(202)을 제거하기 위해, 플로어 밸브(268)는 셀(206) 위에 설치되고 커버(208)는 셀(206)로부터 제거되고 현장의 임시 저장 위치로 이동된다. 플로어 밸브(268)는 커버(208)가 제거되면 리액터 인력이 세슘 트랩(202)으로부터 고 방사선(감마) 필드로부터 차폐되도록 폐쇄 가능하다. 제거 캐스크(264)는 플로어 밸브(268)에 정합되고, 플로어 밸브(268)는 개방되어, 그 밀폐를 유지하면서 셀(206)의 내부 챔버(204)로의 접근을 제공한다. 예를 들어, 플로어 밸브(268), 커버(208) 및 제거 캐스크(264)는 모두 리액터(100) 내에 크레인(도시되지 않음)을 통해 위치 설정 가능하고 원격으로 작동될 수 있다. 대안적인 예에서, 플로어 밸브(268), 커버(208) 및 제거 캐스크(264)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 세슘 트랩(202)이 제거 및 교체될 수 있게 하는 임의의 다른 시스템을 통해 이동 가능하다.
제거 캐스크(264)가 플로어 밸브(268)에 정합될 때, 세슘 트랩(202)은 차폐된 셀(206)로부터 원격으로 디커플링될 수 있다. 세슘 트랩(202)을 디커플링하기 위해, 나트륨 라인(214), 측면 지지 앵커(246), 및 세슘 트랩(202)으로 연장되는 전력 및 제어 부착물(256 및 258)이 제거된다. 예를 들어, 나트륨 라인 공구(278)는 내부 챔버(204) 내로 연장되고 나트륨 처리 회로(140)로부터 세슘 트랩(202)을 디커플링하도록 원격으로 작동된다. 나트륨 라인 공구(278)는 세슘 트랩(202)으로부터 연장되는 입구 및 출구 나트륨 라인(218 및 222) 모두를 크림핑하고, 크림핑된 부분(284)에 인접한 나트륨 라인(218 및 222)을 절단한다. 이와 같이, 각각의 나트륨 라인(218 및 222)은 이제 2 개의 부분, 즉 세슘 트랩(202)으로부터 연장되어 유지되는 제 1 부분(286) 및 나트륨 처리 회로(140)의 일부로서 유지되는 제 2 부분(288)을 포함한다. 앵커 공구(280)는 내부 챔버(204) 내로 연장되고 세슘 트랩(202)과 셀(206) 사이에서 연장되는 측면 지지 앵커(246)를 디커플링하기 위해 원격으로 작동된다. 앵커 공구(280)는 트랩 앵커(252)가 셀 앵커(248)로부터 디커플링되도록 연결 부재(254), 예를 들어 핀 또는 볼트를 제거한다. 부착 공구(282)는 내부 챔버(204) 내로 연장되어 세슘 트랩(202)으로부터 전력 및 기구 제어 부착물(256 및 258)을 연결 해제하도록 원격으로 작동된다. 부착 공구(282)는 관련된 수용기(260)로부터 부착물(256 및 258)을 언플러깅한다. 세슘 트랩(202)을 원격으로 디커플링함으로써, 방사성 셀(206)에 대한 직접적인 접근이 감소된다. 추가적으로, 나트륨 라인(214), 측면 지지 앵커(246) 및 부착물(256 및 258) 각각을 상단 부분(220)에 가깝게 위치시킴으로써, 원격 접근의 용이성이 증가되고, 따라서 교체 시간이 감소된다.
차폐된 셀(206)로부터 세슘 트랩(202)을 제거하기 위해, 리프팅 공구(270)는 내부 챔버(204) 내로 연장되고, 세슘 트랩(202)에 해제 가능하게 커플링된다. 예를 들어, 리프팅 공구(270)는 세슘 트랩(202)이 이동 가능하도록 후크(276)를 대응하는 리프팅 아이(262) 내로 회전 및 리프팅시킨다. 리프팅 공구(270)는 베이스(236)가 위치 결정 핀(240)과 슬라이딩 가능하게 맞물림 해제되도록 셀(206)로부터 멀리 그리고 제거 캐스크(264) 내로 세슘 트랩(202)을 수직으로 리프팅시킨다. 리프팅 공구(270)가 세슘 트랩(202)을 수직으로 리프팅시킬 때, 자유 단부(232)가 고정 냉각 라인(224)과 자동으로 슬라이딩 가능하게 맞물림 해제됨에 따라 입구 냉각 라인(228)은 고정 냉각 라인(224)으로부터 디커플링된다. 대안적인 예에서, 입구 냉각 라인(228)은 나트륨 라인(214)의 절차와 유사하게, 세슘 트랩(202)을 디커플링하기 위해 절단될 수 있다. 추가적으로, 트랩 앵커(252)는 세슘 트랩(202)이 수직으로 리프팅될 수 있도록 셀 앵커(248) 위에 위치된다. 세슘 트랩(202)이 제거 캐스크(264) 내에 있다면, 세슘이 내부에 있는 세슘 트랩(202) 및 제거 캐스크(264)는 추가의 처리 및/또는 장기간 저장을 위해 현장 또는 원격 위치로 다른 위치로 이동될 수 있다. 추가적으로, 일단 방사성 세슘이 제거되면, 새로운 세슘 트랩(202)을 설치하기 위해 셀(206)에 직접 접근될 수 있다.
셀(206)의 내부 챔버(204)가 비워진 상태에서, 제거된 세슘 트랩과 유사하지만 그 안에 임의의 세슘도 없는 세슘 트랩(202)과 같은 새로운 교체 세슘 트랩은 오버 헤드 크레인 상에서의 전형적인 인력 및 리깅(rigging) 방법을 사용하여 차폐된 셀(206) 내로 삽입될 수 있다. 교체 세슘 트랩(202)은 교체 세슘 트랩(202)이 셀(206)의 내부 챔버(204) 내에 배치될 수 있도록, 대응하는 후크(276) 및 리프팅 아이(262)를 통해 리프팅 공구, 예를 들어 리프팅 공구(270)에 해제 가능하게 커플링된다. 대안적인 예에서, 교체 세슘 트랩(202)은 리액터(100) 내의 크레인과 같은 다른 리프팅 공구에 커플링된다. 교체 세슘 트랩(202)이 셀(206) 내로 하강됨에 따라, 베이스(236)는 위치 결정 핀(240)과 동시에 정렬되어, 플로어(242)를 따라 교체 세슘 트랩(202)을 위치시킨다. 위치 결정 핀(240)을 정렬함으로써, 입구 냉각 라인(228)의 자유 단부(232)는 고정 냉각 라인(224)과 자동으로 슬라이딩 가능하게 맞물린다.
교체 세슘 트랩(202)이 셀(206) 내에 배치되면, 교체 세슘 트랩(202)은 차폐된 셀(206)에 부착된다. 방사성 세슘이 내부에 존재하지 않기 때문에, 이러한 부착은 셀에 대한 직접 접근에 의해 수행될 수 있다. 교체 세슘 트랩(202)을 부착하기 위해, 나트륨 라인(214), 측면 지지 앵커(246), 및 전력 및 제어 부착물(256 및 258)이 세슘 트랩(202)으로 연장된다. 예를 들어, 교체 세슘 트랩(202)은 나트륨 처리 회로(140)에 커플링된다. 세슘 트랩(202)으로부터 연장되는 나트륨 라인(214)의 제 1 부분(286)은 나트륨 처리 회로로부터 연장되는 나트륨 라인의 제 2 부분(288)에 정렬되고 용접되고, 이에 따라 입구 및 출구 나트륨 라인(218 및 222)을 형성한다. 셀 앵커(248)는 측면 지지 앵커(246)를 형성하는 핀 또는 볼트와 같은 연결 부재(254)를 통해 트랩 앵커(252)에 커플링된다. 전력 및 기구 제어 부착물(256 및 258)은 플러깅을 통해 대응하는 수용기(260)에 연결된다. 일단 교체 세슘 트랩(202)이 차폐된 셀(206), 나트륨 처리 회로(140), 및 다른 파이핑 및 전기 연결부에 부착되면, 커버(208)는 교체되고, 교체 세슘 트랩(202)은 나트륨 스트림(216)을 수용하기 시작하고, 아래에서 더 논의되는 바와 같이 나트륨 스트림(216)으로부터 세슘을 필터링 및 추출하는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 4는 위에서 설명한 세슘 트랩과 유사한, 냉각 재킷(304)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 본체(302)를 포함하는 예시적인 세슘 트랩(300)의 사시도이다. 본체(302)는 나트륨 스트림(310)이 이를 통해 채널링되도록 입구 라인(306) 및 출구 라인(308)을 포함한다. 본체(302) 내에서, 세슘 트랩(300)은 활성 물질의 칼럼(312)을 포함한다. 예를 들어, 활성 물질은 세슘을 흡착하고 나트륨 스트림(310)으로부터 세슘을 제거하는 망상 유리질 탄소(Reticulated Vitreous Carbon)(RVC)이다. 본체(302)는 또한 나트륨 스트림(310) 내에 혼입될 수 있는 RVC 입자를 필터링하는 필터(314)를 포함한다. 추가적으로, 냉각 재킷(304)은 냉각제 스트림(320)이 이를 통해 채널링되도록 입구 라인(316) 및 출구 라인(318)을 포함한다. 예를 들어, 냉각제(320)는 세슘 트랩(300)의 작동 온도를 감소시키는 질소이다.
대안적인 예에서, 입구 라인(306) 및/또는 출구 라인(308)은 세슘 트랩(300) 내로 연장되어, 내부의 나트륨 수준이 폐기를 위한 준비로서 낮아질 수 있다. 다른 대안적인 예에서, 세슘 트랩(300)은 폐기를 위한 준비로서, 구축된 고온 셀 제조 설비에서 내부의 나트륨을 배출하고 납과 같은 나트륨의 화학적 반응성을 감소시키기 위한 물질을 삽입하는 것을 용이하게 하는 캡핑된 라인(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
세슘 트랩(300)의 예에서, RVC가 트랩을 빠져나가는 것을 방지하는 필터(314)는 평균 기공 크기가 40 내지 160 ㎛이다. 특히, 40, 50, 60, 70, 80 또는 심지어 90 ㎛의 하한값으로부터 100, 110, 120, 130, 140, 150 또는 심지어 160 ㎛의 상한값까지의 평균 기공 크기를 갖는 필터(314)가 고려된다. 테스트를 통해, 위의 평균 기공 크기의 범위는 세슘 트랩(300)을 통과할 것으로 예상되는 나트륨 및 혼입된 아르곤 스트림의 적절한 필터링 및 처리량을 유지하는데 보다 효과적인 것으로 결정되었다. 필터(314)에 대한 25 이하의 평균 기공 크기는 세슘 트랩(300)을 통과하는 나트륨에 혼입된 상당한 양의 아르곤이 있을 때 처리량이 감소한 것으로 결정되었다. 이는 리액터(100)의 전력 출력을 제한한다. 필터(314)는 임의의 적절한 필터 매체일 수 있다. 일 예에서, 필터(314)는, 몇 가지 가능한 금속을 언급하자면, 소결 금속 필터이다. 소결 금속 필터는 스테인리스 강, Hastelloy®, Monel®, Inconel®, 니켈, HT-9 및 티타늄 중 하나 이상으로 제조될 수 있다. 대안적으로, 위에서 설명한 바와 같은 평균 기공 크기를 갖는 다른 필터 유형 및 필터 매체가 사용될 수 있다.
도 5는 세슘 트랩을 교체하는 방법(400)을 예시하는 흐름도이다. 이 방법(400)은 세슘을 내부에 적어도 부분적으로 포함하는 제 1 세슘 트랩이 동결되는 단계(402)를 포함한다. 제 1 세슘 트랩은 차폐된 셀로부터 디커플링되고(404), 그 후 차폐된 셀로부터 제거된다(406). 제 2 세슘 트랩이 차폐된 셀 내로 삽입되고(408), 그 후 차폐된 셀에 부착된다(410).
제 1 세슘 트랩을 디커플링하는 단계(404)는 측면 지지 앵커, 나트륨 라인, 및 여기로 연장되는 전력 및 전기적 연결부를 제거하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 제 1 세슘 트랩은 측면 지지 앵커로부터 원격으로 디커플링될 수 있다(412). 이와 같이, 연결 부재는 셀 앵커와 트랩 앵커 사이에서 제거될 수 있다(414). 제 1 세슘 트랩은 나트륨 처리 회로로부터 원격으로 디커플링될 수 있다(416). 이와 같이, 나트륨 라인이 크림핑되고(418) 절단된다(420). 제 1 세슘 트랩은 또한 전력 및 기구 제어 부착물로부터 원격으로 연결 해제될 수 있다(422). 이와 같이, 전력 및 기구 제어 부착물은 대응하는 수용기로부터 언플러깅된다(424).
제 1 세슘 트랩을 제거하는 단계(406)는 제 1 세슘 트랩을 리프팅 공구에 해제 가능하게 커플링하는 단계(426)를 포함한다. 예를 들어, 리프팅 공구는 세슘 트랩의 대응하는 리프팅 아이 내로 회전 및 리프팅되는(428) 후크를 포함할 수 있다. 그 후, 제 1 세슘 트랩은 리프팅 공구에 의해 차폐된 셀로부터 리프팅된다(430). 리프팅 작업은 또한 고정 냉각 라인으로부터 냉각 라인 입구를 동시에 디커플링할 수 있다(432).
제 2 세슘 트랩을 삽입하는 단계(408)는 예를 들어 리프팅 공구로부터 연장되는 후크 및 세슘 트랩의 상응하는 리프팅 아이를 통해 제 2 세슘 트랩을 리프팅 공구에 커플링하는 단계(434)를 포함한다. 그 후, 제 2 세슘 트랩은 리프팅 공구에 의해 차폐된 셀 내로 배치되고(436), 동시에 제 2 세슘 트랩의 베이스는 차폐된 셀의 플로어로부터 연장되는 적어도 하나의 위치 결정 핀과 정렬된다(438).
제 2 세슘 트랩을 부착하는 단계(410)는 측면 지지 앵커, 나트륨 라인, 및 이에 대한 전력 및 전기적 연결부를 재-커플링하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 셀 앵커는 셀 내에 측면 지지 앵커를 형성하는 트랩 앵커에 커플링될 수 있다(440). 제 2 세슘 트랩의 제 1 나트륨 라인은 제 2 세슘 트랩의 나트륨 라인을 형성하는 나트륨 처리 회로의 제 2 나트륨 라인에 용접될 수 있다(442). 추가적으로, 전력 및 기구 제어 부착물은 대응하는 수용기 내로 연결될 수 있다(444).

Claims (25)

  1. 세슘 트랩의 교체 방법으로서,
    내부에 세슘을 적어도 부분적으로 포함하는 제 1 세슘 트랩을 동결시키는 단계 - 상기 제 1 세슘 트랩은 차폐된 셀 내에 위치됨 - ;
    상기 차폐된 셀로부터 상기 제 1 세슘 트랩을 디커플링하는(decoupling) 단계;
    상기 차폐된 셀로부터 상기 제 1 세슘 트랩을 제거하는 단계;
    상기 차폐된 셀 내로 제 2 세슘 트랩을 삽입하는 단계; 및
    상기 차폐된 셀에 상기 제 2 세슘 트랩을 부착하는 단계
    를 포함하고,
    상기 차폐된 셀로부터 상기 제 1 세슘 트랩을 디커플링하는 단계는
    상기 제 1 세슘 트랩과 상기 차폐된 셀 사이에서 연장되는 적어도 하나의 측면 지지 앵커를 원격으로 디커플링하는 단계;
    상기 제 1 세슘 트랩을 나트륨 처리 회로로부터 원격으로 디커플링하는 단계; 및
    상기 제 1 세슘 트랩과 상기 차폐된 셀 사이에서 연장되는 전력 부착물 및 기구 제어 부착물을 원격으로 연결 해제하는(disconnect) 단계
    중 적어도 하나를 포함하는 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측면 지지 앵커를 원격으로 디커플링하는 단계는 상기 차폐된 셀로부터 연장되는 셀 앵커를 상기 제 1 세슘 트랩으로부터 연장되는 트랩 앵커에 커플링하는 연결 부재를 제거하는 단계를 포함하는 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결 부재는 핀 및 볼트 중 적어도 하나인 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세슘 트랩을 나트륨 처리 회로로부터 원격으로 디커플링하는 단계는
    상기 제 1 세슘 트랩으로부터 연장되는 적어도 하나의 나트륨 라인을 크림핑(crimping)하여 크림핑된 부분을 형성하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 나트륨 라인의 제 1 부분은 상기 제 1 세슘 트랩의 상단 부분으로부터 연장되고 상기 적어도 하나의 나트륨 라인의 제 2 부분은 상기 나트륨 처리 회로의 부분으로 남아 있도록, 상기 크림핑된 부분에 인접한 상기 적어도 하나의 나트륨 라인을 절단하는 단계
    를 포함하는 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    전력 부착물 및 기구 제어 부착물을 원격으로 연결 해제하는 상기 단계는 상기 제 1 세슘 트랩의 상단 부분 상에 배치된 대응하는 수용기로부터 전력 부착물 및 기구 제어 부착물 중 적어도 하나를 언플러깅(unplugging)하는 단계를 포함하는 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐된 셀로부터 상기 제 1 세슘 트랩을 제거하는 단계는
    상기 제 1 세슘 트랩을 리프팅(lifting) 공구에 해제 가능하게 커플링하는 단계; 및
    상기 제 1 세슘 트랩의 베이스가 상기 차폐된 셀의 바닥으로부터 연장되는 적어도 하나의 위치 결정 핀(locating pin)과 슬라이딩 가능하게 맞물림 해제되도록(disengage), 상기 리프팅 공구를 통해, 상기 차폐된 셀로부터 상기 제 1 세슘 트랩을 리프팅하는 단계
    를 포함하는 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    리프팅 작업을 통해 상기 차폐된 셀로부터 연장되는 고정된 냉각 라인으로부터, 상기 제 1 세슘 트랩으로부터 연장되는 냉각 라인 입구를 디커플링하는 단계를 더 포함하는 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 세슘 트랩을 리프팅 공구에 해제 가능하게 커플링하는 단계는 상기 리프팅 공구의 적어도 하나의 후크를 상기 제 1 세슘 트랩 상에 배치된 대응하는 리프팅 아이(eye) 내로 회전시키고 리프팅하는 단계를 포함하는 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐된 셀 내로 상기 제 2 세슘 트랩을 삽입하는 단계는
    상기 제 2 세슘 트랩을 리프팅 공구에 해제 가능하게 커플링하는 단계 - 상기 리프팅 공구는 적어도 하나의 후크를 포함하고, 상기 제 2 세슘 트랩은 적어도 하나의 대응하는 리프팅 아이를 포함함 - ;
    상기 리프팅 공구를 통해, 상기 제 2 세슘 트랩을 상기 차폐된 셀 내로 배치하는 단계; 및
    상기 차폐된 셀의 바닥으로부터 연장되는 적어도 하나의 위치 결정 핀과 상기 제 2 세슘 트랩의 베이스를 동시에 정렬하는 단계
    를 포함하는 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    슬라이딩 가능한 맞물림을 통해, 상기 제 2 세슘 트랩으로부터 연장되는 냉각 라인 입구를, 상기 차폐된 셀로부터 연장되는 고정된 냉각 라인에 커플링하는 단계를 더 포함하는, 세슘 트랩의 교체 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐된 셀에 상기 제 2 세슘 트랩을 부착하는 단계는
    상기 차폐된 셀로부터 연장되는 셀 앵커를, 상기 제 2 세슘 트랩으로부터 연장되는 트랩 앵커에 커플링하여, 상기 제 2 세슘 트랩과 상기 차폐된 셀 사이에서 연장되는 적어도 하나의 측면 지지 앵커를 형성하는 단계;
    상기 제 2 세슘 트랩으로부터 연장되는 적어도 하나의 제 1 나트륨 라인을, 나트륨 처리 회로로부터 연장되는 적어도 하나의 제 2 나트륨 라인에 용접하는 단계; 및
    전력 부착물 및 기구 제어 부착물을 상기 제 2 세슘 트랩의 상단 부분 상에 배치된 대응하는 수용기 내로 플러깅함으로써 전력 부착물 및 기구 제어 부착물을 연결하는 단계
    중 적어도 하나를 포함하는 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 세슘 트랩은 미리 결정된 양의 세슘을 포함하고, 상기 제 2 세슘 트랩은 세슘의 양을 포함하지 않는 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐된 셀은 개별화된 차폐된 셀인 것인, 세슘 트랩의 교체 방법.
  15. 세슘 트랩으로서,
    상단 부분을 포함하는 본체 - 상기 본체는 나트륨 스트림으로부터 세슘을 제거하도록 구성된 활성 물질 및 필터를 둘러쌈 - ;
    상기 본체 주위에 배치되는 냉각 재킷(jacket); 및
    상기 상단 부분으로부터 연장되는 적어도 하나의 제 1 나트륨 라인 - 상기 적어도 하나의 제 1 나트륨 라인은 나트륨 처리 회로의 대응하는 적어도 하나의 제 2 나트륨 라인과 유동 연통하게 커플링되도록 구성됨 -
    을 포함하는, 세슘 트랩.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 냉각 재킷으로부터 연장되는 적어도 하나의 트랩 앵커를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 트랩 앵커는 적어도 하나의 측면 지지 앵커를 형성하도록 차폐된 셀로부터 연장되는 적어도 하나의 대응하는 셀 앵커에 해제 가능하게 커플링될 수 있는 것인, 세슘 트랩.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 상단 부분 상에 배치된 적어도 하나의 리프팅 아이를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 리프팅 아이는 상기 세슘 트랩을 차폐된 셀 내로 배치하고 상기 세슘 트랩을 차폐된 셀로부터 제거하기 위한 리프팅 공구를 수용하도록 구성되는 것인, 세슘 트랩.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 냉각 재킷의 바닥 부분으로부터 연장되는 입구 냉각 라인을 더 포함하고, 상기 입구 냉각 라인은 차폐된 셀 내의 대응하는 고정된 냉각 라인에 유동 연통하도록 해제 가능하게 커플링될 수 있는 자유 단부를 갖는 것인, 세슘 트랩.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 상단 부분 상에 배치된 적어도 하나의 수용기를 더 포함하고, 전력 부착물 및 기구 제어 부착물은 상기 적어도 하나의 수용기 내로 해제 가능하게 플러깅되도록 구성되는 것인, 세슘 트랩.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 본체의 바닥 부분에 커플링된 베이스를 더 포함하고, 상기 베이스가 적어도 하나의 대응하는 위치 결정 핀을 통해 차폐된 셀의 바닥 내에 위치될 수 있도록 적어도 하나의 개구가 상기 베이스 내에 획정되는 것인, 세슘 트랩.
  21. 세슘 트랩으로서,
    상단 부분을 포함하는 본체 - 상기 본체는 세슘 및 아르곤을 포함하는 나트륨 스트림으로부터 세슘을 제거하도록 구성된 활성 물질 및 필터를 둘러쌈 - ; 및
    상기 상단 부분으로부터 연장되는 적어도 하나의 제 1 나트륨 라인 - 상기 적어도 하나의 제 1 나트륨 라인은 나트륨 처리 회로의 대응하는 적어도 하나의 제 2 나트륨 라인과 유동 연통하게 커플링되도록 구성됨 -
    을 포함하고,
    상기 필터는 나트륨 및 아르곤이 통과할 수 있게 허용하면서 상기 활성 물질이 상기 세슘 트랩을 떠나는 것을 방지하도록 위치되며, 상기 필터는 40 내지 160 ㎛의 평균 기공 크기를 갖는 것인, 세슘 트랩.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 필터의 평균 기공 크기의 하한값은 40, 50, 60, 70, 80 및 90 ㎛에서 선택되는 것인, 세슘 트랩.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 필터의 상기 평균 기공 크기의 상한값은 100, 110, 120, 130, 140, 150 및 160 ㎛에서 선택되는 것인, 세슘 트랩.
  24. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 필터는 소결 금속 필터인 것인, 세슘 트랩
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 소결 금속 필터는 스테인리스 강, Hastelloy®, Monel®, Inconel®, 니켈, HT-9 및 티타늄 중 하나 이상으로부터 소결되는 것인, 세슘 트랩.
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