KR102639145B1 - 핵 환경에서 제어 드럼 장치에 사용 가능한 회전 장치 - Google Patents

핵 환경에서 제어 드럼 장치에 사용 가능한 회전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102639145B1
KR102639145B1 KR1020207019074A KR20207019074A KR102639145B1 KR 102639145 B1 KR102639145 B1 KR 102639145B1 KR 1020207019074 A KR1020207019074 A KR 1020207019074A KR 20207019074 A KR20207019074 A KR 20207019074A KR 102639145 B1 KR102639145 B1 KR 102639145B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shaft
rotation
control drum
motor
operating position
Prior art date
Application number
KR1020207019074A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200089751A (ko
Inventor
존 엘. 라이언스
야시르 아라파트
위크 주리에 반
루크 디. 체르니악
제임스 엘. 얀켈
매튜 알. 헤이젤
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 KR20200089751A publication Critical patent/KR20200089751A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102639145B1 publication Critical patent/KR102639145B1/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
    • G21C7/12—Means for moving control elements to desired position
    • 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
    • G21C7/12—Means for moving control elements to desired position
    • G21C7/14—Mechanical drive arrangements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/28—Control of nuclear reaction by displacement of the reflector or parts thereof
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/02—Means for effecting very rapid reduction of the reactivity factor under fault conditions, e.g. reactor fuse; Control elements having arrangements activated in an emergency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/02—Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • 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)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Unwinding Of Filamentary Materials (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

회전 장치는 핵 환경에서 제어 드럼과 사용될 수 있다. 제어 드럼은 수평축을 중심으로 회전할 수 있는 샤프트 상에 위치되고, 제어 드럼은 흡수부 및 반사경부를 포함한다. 회전 장치는 동작 위치에서 샤프트를 차단 위치를 향해 회전하도록 편향시키는 힘을 샤프트에 인가하도록 구조화되는 회전 기구를 포함하고, 이 힘은 모터가 동력을 공급받을 때 동작 위치에 샤프트를 유지하도록 모터에 의해 저지된다. 힘은 모터가 동력을 공급받지 않을 때 저지되지 않는다. 회전 장치는 샤프트의 회전을 제어하는 회전 관리 시스템을 추가로 포함한다.

Description

핵 환경에서 제어 드럼 장치에 사용 가능한 회전 장치
개시되고 청구된 개념은 일반적으로 원자력 발전 장비와, 특히, 핵 환경에서 이용되는 제어 드럼과 함께 사용 가능한 회전 장치에 관한 것이다.
다수의 유형의 핵분열 원자로(nuclear fission reactor)가 관련 기술분야에 공지되어 있다. 일반적으로, 이러한 핵 원자로는 상당한 양의 핵분열 물질이 위치되는 원자로 용기 및 핵분열 반응의 반응성을 제어하는 다수의 제어 구조물을 포함한다. 특정 유형의 핵 원자로에서, 제어봉은 제어 구조물로서 제공된다. 이러한 제어봉은 핵분열 물질 내로 거리를 변화시키면서 수용되고 봉이 핵분열 물질 내로 수용되어 있는 동안에 봉은 핵분열 반응의 반응성을 점진적으로 줄이는 흡수 디바이스로서 기능한다.
제어 구조물의 또 다른 유형은 대략 원통형 형상이고 피봇 가능한 샤프트 상에 위치되는 제어 드럼이다. 제어 드럼은 반사경부 및 흡수부를 포함한다. 샤프트는 회전축을 중심으로 회전할 수 있어 핵 환경의 동작 상태에서 반사경부가 핵 환경의 노심을 향하게 한다. 샤프트는 회전축을 중심으로 회전하여 흡수부가 노심을 향하게 하고 이로 인해 원자로는 차단 상태가 된다. 예를 들어, 반사경부는 동작 상태에서 노심에 다시 중성자를 반사시키고, 반사경부는 차단 상태에서 중성자를 흡수한다. 이러한 유형의 제어 드럼은 그의 의도된 목적에 대해 일반적으로 효과적이었지만, 이들에 단점이 없었던 것은 아니다.
이러한 제어 드럼은 전형적으로 동작하기 위해 전력을 요구하는 스테퍼 모터(stepper motor)에 의해 회전된다. 원자로의 비상 차단이 요구되는 상황에서, 제어 드럼을 차단 위치로 이동시키기 위해 스테퍼 모터를 동작시키는 전력의 부재는 잠재적으로 재난 상황을 초래할 수 있다. 또한, 핵 환경이 하나의 위치로부터 또 다른 위치로 물리적으로 옮겨질 수 있는 경우에, 의도하지 않게 원자로가 기동되지 않도록 하기 위해 제어 드럼의 흡수부가 노심을 향하는 것을 보장하는 것이 바람직하다. 원자로의 이러한 의도하지 않은 기동은 제어 드럼의 반사경부가 우연히 재위치되어 완전히 또는 부분적으로 노심을 향하는 경우 발생할 수 있다. 제어 드럼을 제어하는 스테퍼 모터는 전형적으로 반사경부가 노심으로부터 멀어지는 쪽을 향하도록 제어 드럼의 배향을 유지할 수 있지만, 이러한 제어는 임의의 이러한 스테퍼 모터가 전력을 상실하는 경우 잠재적으로 실패될 수 있고, 하나의 위치로부터 또 다른 위치로의 핵 환경을 옮기는 것은 전력의 상실의 상당한 가능성을 제기한다. 따라서 개선이 바람직할 것이다.
개선된 회전 장치는 핵 환경에서 제어 드럼과 사용될 수 있다. 제어 드럼은 수평축을 중심으로 회전할 수 있는 샤프트 상에 위치되고, 제어 드럼은 흡수부 및 반사경부를 포함한다. 회전 장치는 동작 위치에서 샤프트를 차단 위치를 향해 회전하도록 편향시키는 힘을 샤프트에 인가하도록 구조화되는 회전 기구를 포함하고, 이 힘은 모터가 동력을 공급받을 때 샤프트를 동작 위치에 유지하도록 모터에 의해 저지된다. 힘은 모터가 동력을 공급받지 않을 때 저지되지 않는다. 회전 장치는 샤프트의 회전을 제어하는 회전 관리 시스템을 추가로 포함한다.
따라서, 개시되고 청구된 개념의 양태는 전력이 끊기는 경우에 제어 드럼을 동작 위치에서 차단 위치로 이동시키도록 동작 가능한 회전 장치를 제공하는 것이다.
개시되고 청구된 개념의 또 다른 양태는 전력이 없는 상태에서 제어 드럼을 차단 위치로 빠르게 이동시키는 이러한 회전 장치를 제공하는 것이다.
개시되고 청구된 개념의 또 다른 양태는, 추가적으로 핵 환경이 하나의 위치에서 또 다른 위치로 옮겨지고 이러한 상황에서 전력이 없을 때 제어 드럼을 차단 위치에 유지할 수 있는 이러한 회전 장치를 제공하는 것이다.
따라서, 개시되고 청구된 개념의 양태는 핵 환경에서 제어 드럼과 사용 가능한 개선된 회전 장치를 제공하는 것이고, 제어 드럼은 수평인 회전축을 중심으로 회전할 수 있는 샤프트, 샤프트 상에 위치된 반사경부, 샤프트 상에 위치된 흡수부, 및 동력이 공급될 때, 반사경부가 핵 환경의 노심을 향하는 동작 위치와 흡수부가 노심을 향하는 차단 위치 사이에서 샤프트를 이동시키도록 동작 가능한 모터를 갖는다. 회전 장치는 동작 위치에서 샤프트를 차단 위치를 향해 회전시키도록 구조화되는 힘을 샤프트에 인가하도록 구조화되는 회전 기구로서, 이 힘은 모터가 동력을 공급받을 때 샤프트를 동작 위치에 유지하도록 모터에 의해 저지되고, 힘은 모터가 동력을 공급받지 않을 때 저지되지 않는, 회전기구와, 샤프트가 차단 위치에 있을 때 샤프트의 회전을 저지하도록 구조화되는 회전 관리 시스템을 포함하는 것으로 일반적으로 언급될 수 있다.
개시되고 청구된 개념의 다른 양태는 핵 환경에서 제어 드럼과 사용 가능한 개선된 회전 관리 시스템에 의해 제공되고, 제어 드럼은 수평인 회전축을 중심으로 회전할 수 있는 샤프트, 샤프트 상에 위치된 반사경부, 샤프트 상에 위치된 흡수부, 및 동력이 공급될 때, 반사경부가 핵 환경의 노심을 향하는 동작 위치와 흡수부가 노심을 향하는 차단 위치 사이에서 샤프트를 이동시키도록 동작 가능한 모터를 갖는다. 회전 관리 시스템은 일반적으로 작동기, 작동기 상에 위치되는 볼트를 포함하는 것으로 일반적으로 언급될 수 있고, 작동기는 차단 위치에서 샤프트와 결합하는 제1 위치와 샤프트로부터 결합해제되는 제2 위치 사이에서 볼트를 이동시키도록 동작 가능하고, 제1 위치에서의 볼트는 샤프트의 회전을 저지하도록 구조화된다.
개시되고 청구된 개념의 추가 이해는 첨부 도면과 함께 읽을 때 다음의 설명으로부터 얻을 수 있다:
도 1은 제어 드럼 장치가 동작 위치에 있는, 개시되고 청구된 개념의 제1 실시예에 따른 개선된 회전 장치를 갖는 개선된 제어 드럼 장치의 사시도이다;
도 2는 차단 위치에 있는 제어 드럼 장치를 도시하는 것을 제외하고는, 도 1과 유사한 도면이다;
도 3은 도 1의 제어 드럼 장치의 부분의 도면이다;
도 4는 차단 위치에 있는 제어 드럼 장치의 부분을 도시하는 것을 제외하고는, 도 3과 유사한 도면이다;
도 5는 도 1의 제어 드럼 장치의 또 다른 부분의 도면이다;
도 6은 차단 위치에 있는 제어 드럼 장치의 다른 부분을 도시하는 것을 제외하고는, 도 5와 유사한 도면이다;
도 7은 제어 드럼 장치가 동작 위치에 있는, 개시되고 청구된 개념의 제2 실시예에 따른 개선된 회전 장치를 갖는 또 다른 개선된 제어 드럼 장치의 사시도이다;
도 8은 도 7의 다른 제어 드럼 장치의 부분의 도면이다;
도 9는 차단 위치에 있는 다른 제어 드럼 장치의 부분을 도시하는 것을 제외하고는, 도 8과 유사한 도면이다;
도 10은 도 7의 다른 제어 드럼 장치의 또 다른 부분의 도면이다; 그리고
도 11은 차단 위치에 있는 다른 제어 드럼 장치의 다른 부분을 도시하는 것을 제외하고는, 도 10과 유사한 도면이다.
유사한 도면부호들은 명세서 전체에 걸쳐 유사한 일부들을 지칭한다.
개시되고 청구된 개념의 제1 실시예에 따른 개선된 회전 장치(4)가 개선된 드럼 제어 장치(6)의 일부로서 도 1 및 도 2에 도시된다. 제어 드럼 장치(6)는 핵 원자로, 원자력 발전소를 예로서 그리고 제한 없이 포함할 수 있는 것과 같은 핵 환경(8)의 일부이다.
도 1 및 도 2로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 제어 드럼 장치(6)는, 회전 장치(4)에 추가하여, 제어 드럼(10), 및 제어 드럼(10)이 위치되는 샤프트(12)를 포함하는 것으로 말할 수 있다. 핵 환경(8)은 샤프트(12)가 회전할 수 있게 배치되는 지지부(14)를 포함한다. 제어 드럼(10)은 핵 환경(8) 내의 중성자를 반사하도록 구성되는 반사경부(16) 및 핵 환경(8) 내의 중성자를 흡수하도록 구성되는 흡수부(18)를 포함한다고 말할 수 있다. 샤프트(12)는 지지부(14)와 샤프트(12) 사이에 연결되는 스테퍼 모터(24)의 동작에 의해 회전축(20)을 중심으로 회전할 수 있다.
스테퍼 모터(24)는 도 1에 일반적으로 도시된 것과 같은, 동작 위치와 도 2에 일반적으로 도시된 것과 같은, 차단 위치 사이에서 샤프트(12) 및 그 위에 위치된 제어 드럼(10)을 회전시키도록 동작 가능하다. 도 1의 동작 위치에서, 반사경부(16)는 일반적으로 핵 환경(8)의 노심(22)을 향하고 이에 의해 노심(22) 내의 핵분열 반응의 반응성을 향상시킨다. 도 2의 차단 위치에서, 흡수부(18)는 일반적으로 노심(22)을 향하고 핵분열 반응의 반응성을 감소시키기 위해 중성자를 흡수한다.
제어 드럼 장치(6)는 전술한 스테퍼 모터(24)를 포함하고, 스테퍼 모터(24) 또는 샤프트(12)와 연결되고 회전축(20)을 중심으로 샤프트(12)의 회전 운동을 나타내는 일련의 펄스를 출력하는 인코더(27)를 추가로 포함한다. 펄스는 노심(22)에 대한 및/또는 다른 구조체에 대한 제어 드럼(10)의 회전 위치를 계속하여 확인하기 위해 제어 드럼 장치(6)의 제어 시스템에 의해 감지된다.
도시된 예시적인 실시예에서, 회전축(20)은 도면부호 26으로 표시된 것과 같이, 수평 방향을 따라 배향된다. 수평 방향(26)은 도면부호 28로 표시된 것과 같은 수직 방향에 수직인 것으로 이해된다.
회전 장치(4)는 회전 기구(30) 및 회전 관리 시스템(32)을 포함한다고 말할 수 있다. 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 회전 기구(30)는 동작 위치에서 샤프트를 차단 위치를 향해 편향시키기 위해 샤프트(12)에 힘을 인가한다. 힘은 스테퍼 모터(24)에 전원이 공급될 때 스테퍼 모터(24)에 의해 저지된다. 스테퍼 모터(24)로의 전력이 끊기는 경우와 같이, 스테퍼 모터(24)에 전원이 공급되지 않을 때, 회전 기구(30)에 의해 샤프트(12)에 인가되는 힘은 더 이상 스테퍼 모터(24)에 의해 저지되지 않고, 따라서 힘은 샤프트(12)를 도 1의 동작 위치에서 도 2의 차단 위치로 회전시킨다. 단어 "힘(force)"이 본 명세서에서 사용되는 경우, 이러한 힘은 회전할 수 있는 샤프트(12)에 인가되는 것으로 이해될 수 있고, 따라서 힘은 회전축(20)으로부터 거리를 두고 인가되고, 이는 샤프트(12)에 인가되는 토크를 초래할 것이므로 회전할 수 있는 샤프트(12)의 맥락에서 단어 "힘(force)"은 단어 "토크(torque)"와 혼용되어 사용될 수 있는 것으로 이해될 수 있다.
이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 회전 관리 시스템(32)은 회전 개시체(34), 와전류 브레이크(36), 및 로크(38)를 포함하는 것으로 말할 수 있다. 마찬가지로 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 회전 개시체(34)는 도 1, 도 3 및 도 5에 일반적으로 도시된 동작 위치로부터 멀어지는 샤프트(12)의 회전 운동을 개시한다. 와전류 브레이크(36)는 샤프트(12)가 차단 위치에 접근할 때 샤프트(12)의 회전 속도를 제어한다. 로크(38)는 차단 위치로부터 멀어지는 샤프트(12)의 회전을 저지한다.
도 1 내지 도 4로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 회전 기구(30)는 회전축(20)으로부터 이격되는 무게 중심(42)을 갖는 중량(40)을 포함하는 것으로 말할 수 있다. 중량(40)은 샤프트(12)에 부착되고 따라서 동작 및 차단 위치 사이에서 샤프트(12)와 함께 이동한다. 무게 중심(42)이 회전축(20)으로부터 이격되므로, 중량(40)은 중력의 작용에 의해 회전축(20)에 대한 무게 중심(42)의 위치에 따라 샤프트(12)에 토크를 인가하는 평형추로서 지칭될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트(12)가 동작 위치에 있을 때인, 무게 중심(42)이 회전축(20) 위에 직접적으로 수직으로 위치되는 때, 중량(40)은 샤프트(12)에 토크를 인가하지 않고 단순히 샤프트(12) 상에 수직으로 하향 힘을 인가하는 것에 불과하다. 이러한 상태에서, 중량(40)은 회전축(20) 위의 평형 상태에 위치되는 것으로 말할 수 있다. 그러나, 무게 중심(42)이 회전축(20) 위에 직접적으로 수직으로 위치되는 것 이외의 임의의 경우에, 회전축(20)과 무게 중심(42) 사이 수평 방향을 따른 거리(26)는 회전축(20)으로부터 중량(40)이 샤프트(12)에 인가되는 곳까지의 거리이고 그 결과 샤프트(12)에 인가되는 토크를 초래한다.
따라서 회전 개시체(34)는 도 1 및 도 3의 동작 위치로부터 멀어지게 샤프트(12)의 초기 회전을 제공하여 스테퍼 모터(24)가 동력을 공급받지 않는 상태에서 차단이 필요한 경우에 동작 위치에서 차단 위치를 향해 샤프트(12)의 회전을 개시한다. 더 구체적으로, 그리고 도 3 및 도 4로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 회전 개시체(34)는 도면부호 44A 및 44B로 표시되는 한 쌍의 영구 자석을 포함하고, 이는 본 명세서에서 도면부호 44로 집합적으로 또는 개별적으로 지칭될 수 있다. 영구 자석들(44)은 각각 N극(46) 및 그 반대편에 S극(48)을 포함한다. 영구 자석(44A)은 지지부(14) 상에 배치된 지주(50) 상에 위치되고, 영구 자석(44B)은 중량(40) 상에 형성된 리셉터클(52) 내에 위치된다. 영구 자석들(44)은, 샤프트(12)가 도 3의 동작 위치에 있을 때 이들이 서로 상호 대항하도록 배열된, 그들의 N극 및 S극(46 및 48)을 갖는다.
이와 관련하여, 도 3에 일반적으로 도시된 바와 같이, 샤프트(12)가 그것의 동작 위치에 있을 때 중량(40)이 제1 위치에 있다고 말할 수 있고, 도 4에 일반적으로 도시된 것과 같이, 샤프트(12)가 차단 위치에 있을 때 중량(40)은 제2 위치에 있다고 추가로 말할 수 있다. 그들 상호간의 자기 반발을 갖는 영구 자석들(44)이 평형 상태에 있는 상태를 영구 자석(44) 자체가 생성하는 것을 피하기 위해, 샤프트(12)가 동작 위치에 있을 때 영구 자석들(44A 및 44B)은 서로로부터 실제로 약간 오프셋되어 평형 상태에 있지 않을 수 있다. 그 결과, 영구 자석들(44)은 샤프트(12)를 차단 위치를 향해 편향시키는 또 다른 토크를 샤프트(12)에 인가하지만 이는 스테퍼 모터(24)에 전기적으로 전원이 공급되는 동안 스테퍼 모터(24)에 의해 극복된다. 영구 자석(44A 및 44B) 사이의 오프셋은 샤프트(12)의 대략 5 내지 8의 회전 각도 정도이고, 이는 샤프트(12)가, 경우에 따라, 동작 위치에서 5 내지 8의 회전 각도로 회전되었을 때 이들이 서로 직접적으로 대항하도록 영구 자석이 위치되는 것을 의미한다. 도 1 및 도 3에 일반적으로 도시된 것과 같이, 샤프트(12)가 그 동작 위치에 있고 중량(40)이 그것의 제1 위치에 있을 때, 영구 자석들(44)은 대략 5 내지 8의 회전 각도만큼 서로로부터 이미 오프셋되어 있고 이에 따라 스테퍼 모터(24)로의 전력 상실은 즉시 초기 5 내지 8의 회전 각도 오프셋을 넘어 차단 위치를 향해 샤프트(12)를 회전시키는 자석 상호간의 대치를 초래할 것이다.
도 1 내지 도 4로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 중량(40)의 무게 중심(42)은 도 2 및 도 4의 제2 위치에 있는 것보다 도 1 및 도 3의 제1 위치에서 수직 방향(28)으로 더 높다. 샤프트(12)는 수평 방향(26)과 평행하게 배향되기 때문에, 제1 위치에서의 중량(40)은 제2 위치에서보다 더 큰 위치 에너지를 갖고, 이러한 상대적으로 더 큰 위치 에너지는 샤프트(12)를 그 위의 제어 드럼(10)과 함께 동작 위치에서 차단 위치로 회전시키는 데 이용된다. 중량(40)이 도 2 및 도 4의 예시적인 제2 위치에 있을 때, 무게 중심(42)은 회전축(20) 아래에 수직으로 위치되고, 이는 제2 위치에서의 무게 중심(42)과 무게 중심(22)이 수직 방향(28)을 따라 서로 정렬되는 것을 의미한다.
따라서 스테퍼 모터(24)는, 전원이 공급될 때, 중량(40)이 제1 위치에 있을 때 영구 자석들(44)의 상호간의 대치로 인한 편향을 저지하고, 이것이 샤프트(12)를 동작 위치에 유지하는 것을 알 수 있다. 그러나, 스테퍼 모터(24)가 동력을 공급받지 않게 되면, 영구 자석들(44)에 의해 제공되는 편향은 중량(40)을 제1 위치에서 제2 위치를 향해 이동시키기 위해 샤프트(12)의 회전을 개시한다. 무게 중심(42)이 회전축(20)으로부터 수평 방향(26)을 따라 오프셋되자마자, 중량(40)에 인가되는 중력은 샤프트(12)를, 샤프트(12)의 차단 위치인, 중량(40)의 제2 위치로 계속 회전하게 한다. 이와 같이, 중량(40)에 작용하는 중력은 스테퍼 모터(24)에 인가되는 전력이 없을 때 샤프트(12)가 차단 위치로 회전되게 한다.
그러나, 차단의 필요성은 때때로 긴급할 수 있으며, 이 상황에서는 가능한 한 빠르게 도 2의 차단 위치에 샤프트(12)를 위치시키는 것이 바람직할 것임을 유의하여야 한다. 차단 위치로의 이러한 재위치설정은 샤프트가 최종적으로 차단 위치에 정착할 때까지 샤프트(12)가, 예를 들어, 차단 위치를 넘어 회전하고 차단 위치를 가로질러 전후로 진동하지 않게 하는 것이 바람직할 것이다. 이 때문에, 와전류 브레이크(36)가 차단 위치에 접근할 때 샤프트(12)의 회전 속도를 관리하기 위해 제공된다.
더 구체적으로, 와전류 브레이크(36)는 도면부호(54A 및 54B)로 표시되는 한 쌍의 영구 자석을 포함하며, 이는 집합적으로 또는 개별적으로 본 명세서에서 도면부호(54)로 지칭될 수 있다. 영구 자석들(54)은 각각 N극(56) 및 S극(58)을 포함하고, 영구 자석들(54)은 N극(56) 중 하나가 S극(58) 중 하나를 향하도록 지지부(14) 상에 배열되고 이에 의해 영구 자석들(54)은 서로 상호 끌어당겨진다고 말할 수 있다. 와전류 브레이크(36)는 샤프트(12) 상에 위치되고 그와 함께 회전하는 플라이휠(60)을 추가로 포함한다. 플라이휠(60)은 알루미늄, 구리, 강철, 또는 다른 적절한 재료와 같은 전기 전도성 재료로 형성된다. 플라이휠(60)은 그 내부에 형성된 다수의 노치(62)를 가져 노치들 사이에 위치된 다수의 반경방향으로 배향된 핀(64)을 형성하고, 노치(62)가 없는 중실부(66)를 갖는다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 표현 "다수의(a number of)" 및 그 변형들은 하나를 포함하는, 임의의 0이 아닌 양을 광범위하게 지칭할 것이다.
중량(40)이 도 3의 제1 위치에 있을 때, 핀(64)의 일부는 영구 자석들(54) 사이에 위치되고, 중실부(66)는 영구 자석들(54) 사이의 공간 위쪽에 수직 방향(28)으로 이격된다. 샤프트(12)가 도 3의 동작 위치에서 도 4의 차단 위치를 향해 회전하기 시작할 때, 핀(64)의 부분집합은 영구 자석들(54) 사이의 공간을 통해 연속적으로 이동한다. 중실부(66)가 영구 자석들(54) 사이에서 이동하기 시작할 때, 영구 자석들(54)의 자기장에 의해 중실부(66) 내에 와전류가 유도되고, 다시 말하지만, N극 및 S극(56 및 58)은 상호 끌어당겨지도록 배열되어 있다. 렌츠의 법칙에 따르면, 중실부(66) 내로 유도되는 와전류는 영구 자석들(54)의 장에 대항하는 그들 자신의 자기장을 생성할 것이고, 이러한 자기 대치는 샤프트(12)의 회전 속도를 늦춘다. 전술한 와전류는 핀(64) 내에는 의미 있는 정도로 유도되지 않는데, 그 이유는 이들이 중실부(66)와 비교하여 원주 방향을 따라 상대적으로 작기 때문이다.
영구 자석들(54) 사이의 중실부(66)의 회전-이동 수용에 의한 샤프트(12)의 제동은 샤프트(12)의 회전을 느리게 하여, 중량(40)의 무게 중심(42)이 그 수직으로 가능한 최저 위치에 있도록 샤프트(12)가 위치될 수 있게 하는 효과를 갖는다. 즉, 와전류 브레이크(36)에 의해 중실부(66)에 인가되는 제동력은 샤프트(12) 및 그에 부착된 중실부(66)의 회전 속도에 직접적으로 의존한다. 샤프트(12)의 회전 속도가 느려지면, 자기 제동력은 이에 상응하여 감소되고, 중량(40)은 무게 중심(42)이 회전축(20)의 수직으로 아래에 위치되는 위치로, 중량(40)이 그의 최저 지점에 자연스럽게 도달할 때까지 중량(40)이 이러한 위치를 지나 이동하여 이어서 이러한 위치에 대해 전후로 진동하지 않게, 이동하게 된다. 오히려, 영구 자석들(54)은 중실부(66)의 속도에 기초하는 자기 제동력을 인가함으로써 중실부(66)를 느리게 하기 때문에, 중실부(66)의 운동은 본질적으로 중량(40) 상의 중력의 영향이 위치를 유지하게 하는 지점까지 감속되어 무게 중심(42)이 그의 가능한 최저 위치를 지나는 이동 없이 그의 가능한 최저 위치에 있도록 한다. 이는 샤프트(12)를 그 동작 위치에서 그 차단 위치로 차단 위치의 주위에서 전후로 진동시키지 않으면서 빠르게 이동시킨다. 이는 핵 환경(8)의 빠른 차단을 초래하고, 이는 바람직하다.
위에서 추가로 언급된 바와 같이, 회전 관리 시스템(32)은 도 1 내지 도 2 및 도 5 내지 도 6에 일반적으로 도시된 로크(38)를 추가적으로 포함한다. 로크(38)는 로크(38)의 제1 부분을 구성한다고 말할 수 있는 볼트(68)를 포함하고 샤프트(12) 상에 형성되고 로크(38)의 제2 부분을 구성한다고 말할 수 있는 리셉터클(70)을 추가로 포함한다. 로크(38)는 선형 작동기 형태이고 지지부(14) 상에 위치되는 작동기(72)를 추가로 포함한다. 선형 작동기는, 도 6에 일반적으로 도시된 것과 같이, 로크(38)의 잠금 위치에 대응하는 제1 위치, 도 5에 일반적으로 도시된 것과 같이, 로크(38)의 잠금 해제 위치에 대응하는 제2 위치 사이에서 볼트(68)를 이동시키도록 동작 가능하다.
작동기(72)는 전기적으로 동력을 공급받지만, 볼트(68)는 작동기(72)에 전원이 공급되지 않는 한 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동하지 않는다. 이와 같이, 샤프트(12)를 잠금 구성으로 위치하는 것이 요구될 때, 샤프트(12)는 그 차단 위치로 회전되고, 작동기(72)는 도 5의 제2 위치로부터 도 6의 제1 위치로 볼트(68)를 선형으로 이동시키도록 전원이 공급되고, 이 상황에서 볼트(68)는 리셉터클(70) 내에 수용된다. 리셉터클(70) 내에 수용되는 볼트(68)는 차단 위치로부터 멀어지는 샤프트(12)의 운동을 저지한다. 볼트(68)는 작동기(72)에 전기적으로 동력이 공급되거나 전기적으로 동력이 공급되지 않는지에 관계없이 제1 위치에 유지된다. 따라서 샤프트(12)는, 예로서, 작동기(72)에 전기적으로 전원이 공급되는지 여부와 관계없이 핵 환경(8)을 옮기는 중에 잠금 구성으로 유지될 수 있다. 샤프트가 잠금 해제되도록 요구될 때, 작동기(72)는 도 6의 제1 위치에서 도 5의 제2 위치로 볼트(68)를 복귀시키기 위해 전원이 공급되고, 스테퍼 모터(24)는 샤프트(12)를 도 6의 차단 위치에서 도 5의 동작 위치로 회전시키기 위해 전원이 공급될 수 있다.
따라서 회전 장치(4)는 스테퍼 모터(24)에 대한 전력 상실의 경우 제어 드럼 장치(6)를 동작 위치에서 차단 위치로 회전하게 할 수 있다. 또한, 로크(38)는 도 6의 제1 위치로 볼트(68)를 이동시킨 후에 작동기(72)에 계속 전기적으로 전원이 공급되는지 여부에 관계없이 도 6의 잠금 위치에서 샤프트(12)를 유지한다. 특징부의 이러한 조합은 유리하게 스테퍼 모터(24)에 대한 전력이 끊기는 경우에도, 필요에 따라 핵 환경(8)이 빠르게 차단될 수 있게 하고, 핵 환경(8)은 작동기(72)로의 전력이 제공 가능한지에 관계없이 로크(38)에 의해 차단 위치에 유지된다. 다른 이익들은 명백할 것이다.
개선된 제어 드럼 장치(106)가 도 7에 도시되고 도 8 내지 도 11에 부분적으로 도시되어 있다. 제어 드럼 장치(106)는 개시되고 청구된 개념의 제2 실시예에 따른 개선된 회전 장치(104)를 포함한다. 제어 드럼 장치(106)는, 지지부(114) 상에 회전할 수 있게 배치된 샤프트(112) 상에 위치된 제어 드럼(110)을 포함하고, 제어 드럼(110)은 반사경부(116) 및 흡수부(118)를 포함하고, 샤프트(112)는 스테퍼 모터(124)의 동작에 의해 회전축(120)을 중심으로 회전할 수 있다는 점에서 제어 드럼 장치(6)와 유사하다. 회전 장치(104)는 회전 기구(30) 및 회전 관리 시스템(32)과 상이한 회전 기구(130) 및 회전 관리 시스템(132)을 포함한다는 점에서 회전 장치(4)와 상이하다.
더 구체적으로, 회전 기구(130)는 지지부(114)와 샤프트(112) 사이에서 연장하는 스프링(133)을 포함하고 이는, 도 8의 동작 위치에서, 탄성적으로 편향되어 스프링(133)은 도 8의 동작 위치에서 도 9의 차단 위치를 향해 샤프트(112)를 편향시킨다. 스테퍼 모터(124)는 스테퍼 모터(124)에 전원이 공급될 때 이 편향을 저지한다. 따라서 스프링(133)은 스테퍼 모터(124)에 전원이 공급되지 않게 될 때 샤프트(112)를 도 8의 동작 위치에서 도 9의 차단 위치로 회전시키기 위해 필요한 힘, 즉, 토크를 샤프트(112)에 인가한다. 따라서 스프링(133)은 또한 회전 관리 시스템(132)의 회전 개시체(134)로서도 기능한다.
회전 장치(104)는, 샤프트(112)가 차단 위치에 도달하기 시작할 때인, 플라이휠(160)의 중실부(166)가 와전류 브레이크(136)의 한 쌍의 영구 자석(154) 사이에 수용될 때 샤프트(112)의 회전 속도를 늦추기 위해 플라이휠(160)과 동작 가능한 와전류 브레이크(136)를 추가적으로 포함한다.
도시된 예시적인 실시예에서, 스프링(133)은 도 9의 차단 위치에서 탄성적으로 자유롭고 편향되지 않은 상태이다. 플라이휠(160) 상의 와전류 브레이크(136)의 동작은 샤프트(112)가 차단 위치에 도달하기 시작하기 시작할 때 샤프트(112)의 회전 속도를 감소시키고 이에 따라 샤프트(112)는 스프링(133)이 탄성적으로 편향되지 않은 자유 상태에 있는 차단 위치에 정착된다. 이는 유리하게 샤프트(112)가 도 9의 차단 위치를 지나 이동하여 차단 위치에 대해 반대 방향으로 전후로 진동하는 것을 피하며, 이는 유리하게 샤프트(112)를 차단 위치에 위치시키고, 제어 드럼 장치(106)가 위치되는 핵 환경(108)을 차단하게 한다.
그러나, 대안 실시예에서 회전 기구(130) 또는 회전 관리 시스템(132) 또는 양자 모두는, 예로서, 샤프트(112) 상에 위치된 반경방향으로 돌출된 구조물 및 지지부(114) 상에 위치된 고정된 정지부를 포함할 수 있다는 것이 이해된다. 이러한 기하학적 형상에 의해, 스프링(133)은 샤프트(112)의 차단 위치에서도 탄성적으로 변형된 위치에 유지되도록 구성될 수 있고 따라서 도 9의 차단 위치에서 샤프트(112)를 유지하기 위해 고정된 정지부에 대해 반경방향으로 돌출된 구조물을 편향시킨다. 이와 관련하여, 이러한 반경방향으로 돌출된 구조물 및 고정된 정지부와 결합된 이러한 스프링의 사용은 잠재적으로 와전류 브레이크(136)를 제거할 수 있다는 것이 이해된다. 이러한 시나리오는 완전히 실현가능하다. 그러나, 샤프트가 차단 위치에 도달할 때의 샤프트(112)의 회전 속도는 알려지지 않을 수 있고, 반경방향으로 돌출된 구조물과 고정된 정지부의 결합은 반경방향으로 돌출된 구조물이 고정된 정지부로부터 반동해야하는 경우 샤프트(112)의 특정 수준의 회전 진동을 초래할 수 있는 것으로 이해된다. 따라서 와전류 브레이크(136)는 이러한 반경방향으로 돌출된 구조물 및 고정된 정지부와 결합하여 여전히 유용하게 제공될 수 있다.
회전 관리 시스템(132)은 작동기(172), 볼트(168) 및 리셉터클(170)을 포함하는 로크(138)를 추가로 포함한다. 더 구체적으로, 작동기는 지지부(114)의 제1 브래킷(172) 상에 위치되는 선형 스테퍼 모터(176), 지지부(114)의 제2 브래킷(178) 상에 위치되는 회전할 수 있는 시트(180), 및 스테퍼 모터(176)와 회전할 수 있는 시트(180) 사이에서 연장하는 나사 샤프트(182)의 형태이다. 나사 샤프트는 그 위에 나사식으로 위치되고 볼트(168)가 부착되는 나사 칼라(184)를 포함한다.
스테퍼 모터(176)에 전기적으로 전원이 공급될 때, 이는 나사 샤프트(182)를 회전시키고, 나사 칼라(184)가 제1 및 제2 브래킷(174 및 178) 사이에서 나사 샤프트(182)를 따라 비-회전 병진운동하게 하여 그와 함께 볼트(168)를 운반한다. 즉, 나사 샤프트(182)가 회전할 때, 나사 칼라(184)는 그와 함께 회전하지 않고, 오히려 나사 칼라(184)는 나사 샤프트(182)를 따라 비-회전 병진운동한다. 이와 같이, 작동기(172)는 로크(138)의 잠금 위치인, 도 11에 일반적으로 도시된 것과 같은, 제1 위치와 로크(138)가 잠금 해제 위치에 있는, 도 10에 일반적으로 도시된 것과 같은, 제2 위치 사이에서 볼트(168)를 이동시키도록 전기적으로 동작된다. 로크(138)가 잠금 위치에 있을 때, 볼트(168)는 리셉터클(170) 내에 수용되고, 볼트(168)는 도 11의 차단 위치로부터 멀어지는 샤프트(112)의 회전을 저지한다. 로크(138)가 잠금 해제 위치에 있을 때, 볼트(168)는 리셉터클(170)로부터 이격되어, 샤프트(112)가 도 11의 차단 위치와 도 10의 동작 위치 사이에서 회전될 수 있게 한다.
작동기(172)는 전기적으로 동력을 공급받지 않는 경우 운동을 중지하기 때문에, 작동기(172)는 작동기(172)로의 전기 에너지의 존재 또는 부재에 관계없이 여전히 샤프트(112)를 차단 위치에 유지하면서, 예컨대, 제어 드럼(106)이 위치되는 핵 환경(108)을 옮기는 중에 로크(138)의 잠금 위치에서 동력을 공급받지 않을 수 있다. 이는 유리하게 샤프트(112)를 차단 위치에 유지하고 이에 의해 핵 환경(108)의 의도하지 않은 기동을 피한다. 또한, 회전 기구(130) 및 회전 관리 시스템(132)은 스테퍼 모터(124)가 전기적으로 동력을 공급받지 않게 되는 상황에서 매우 짧은 시간에 동작 위치에서 차단 위치로 샤프트(112)를 회전시킬 것이다. 이는 제어 드럼(160)이 위치되는 핵 환경(108)을 빠르게 차단하게 한다.
회전 장치(104)에 대해 본 명세서에 포함된 임의의 교시는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 회전 장치(4) 내로 구현될 수 있다는 것이 이해된다. 이와 관련하여, 본 발명의 범주 내에 있는 유리한 회전 장치를 생성하기 위해 임의의 교시 내용이 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 다른 변형은 명백할 것이다.
본 발명의 구체적인 실시예들이 상세히 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 본 개시내용의 전체 교시들에 비추어 이들 상세들에 대한 다양한 수정들 및 대안들이 개발될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 개시된 특정 실시예는 단지 예시적인 것으로 의도되며 첨부된 청구항들 및 그의 임의의 및 모든 등가물의 전체 폭을 제공받는 본 발명의 범주에 제한되지 않는다.

Claims (19)

  1. 핵 환경에서 제어 드럼(6, 106)과 사용 가능한 회전 장치(4, 104)이며, 상기 제어 드럼은 수평인 회전축(20, 120)을 중심으로 회전할 수 있는 샤프트(12, 112), 상기 샤프트 상에 위치된 반사경부(16, 116), 상기 샤프트 상에 위치된 흡수부(18, 118), 및 동력이 공급될 때, 상기 반사경부가 핵 환경의 노심(22)을 향하는 동작 위치와 상기 흡수부가 노심을 향하는 차단 위치 사이에서 상기 샤프트를 이동시키도록 동작 가능한 모터(24, 124)를 갖고, 상기 회전 장치는:
    상기 동작 위치에서 상기 샤프트를 상기 차단 위치를 향해 회전시키도록 구조화되는 힘을 상기 샤프트에 인가하도록 구조화되는 회전 기구로서, 상기 힘은 상기 모터가 동력을 공급받을 때 상기 샤프트를 상기 동작 위치에 유지하도록 상기 모터에 의해 저지되고, 상기 힘은 상기 모터가 동력을 공급받지 않을 때 저지되지 않는, 회전 기구(30, 130); 및
    회전 관리 시스템(32, 132)을 포함하고,
    상기 회전 관리 시스템은 상기 샤프트(12, 112) 상에 위치한 전기 전도성 구조물(60, 160) 및 한 쌍의 자석(54, 154)을 포함하고,
    상기 전기 전도성 구조물은 중실부(66, 166) 및 다수의 반경방향으로 배향된 핀(64)을 포함하고,
    상기 동작 위치에 있는 상기 샤프트(12, 112)에 기초하여, 상기 핀(64)은 상기 한 쌍의 자석(54, 154) 사이에 위치하고,
    상기 차단 위치에 있는 상기 샤프트(12, 112)에 기초하여, 상기 중실부(66, 166)는 상기 한 쌍의 자석(54, 154) 사이에 위치하고,
    상기 한 쌍의 자석(54, 154) 사이의 공간을 통해 이동하는 상기 중실부에 기초하여, 와전류가 상기 샤프트(12, 112)의 회전을 느리게 하기 위해 상기 중실부(66, 166)에 유도되는, 회전 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전 기구(30)는 상기 샤프트와 연결되도록 구조화되고 상기 샤프트의 동작 위치에서의 제1 위치와 상기 샤프트의 차단 위치에서의 제2 위치 사이에서 이동 가능하도록 구조화되는 중량(40)을 포함하고, 상기 제1 위치에서의 중량은 상기 제2 위치에서보다 수직 방향으로 높고 상기 모터가 동력을 공급받지 않을 때 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 중력에 의해 이동 가능한, 회전 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중량은 상기 샤프트 상에 위치되도록 구조화된 평형추로 상기 평형추의 무게 중심(42)이 상기 회전축으로부터 이격되고, 상기 샤프트 상에 위치된 평형추는 상기 샤프트의 동작 위치에서의 제1 위치와 상기 샤프트의 차단 위치에서의 제2 위치 사이에서 상기 샤프트와 함께 이동 가능하도록 구조화되는, 회전 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 무게 중심은 상기 제2 위치에서 상기 회전축과 수직 방향으로 정렬되고 상기 회전축 아래에 배치되는, 회전 장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서, 상기 회전 기구는 한 쌍의 자석(44)을 포함하는 회전 개시체(34)를 추가로 포함하고, 상기 한 쌍의 자석 중 하나의 자석은 상기 제어 드럼 상에 위치되도록 구조화되고, 상기 한 쌍의 자석 중 다른 하나는 상기 제어 드럼이 배치되는 지지부(14) 상에 위치되도록 구조화되고, 상기 한 쌍의 자석은 서로 상호 대항하도록 배열되고 상기 샤프트가 상기 동작 위치에 있을 때 상기 제어 드럼을 상기 동작 위치로부터 멀리 편향시키도록 위치되고, 상기 편향은 상기 모터가 동력을 공급받을 때 상기 모터에 의해 저지되고, 상기 편향은 상기 모터가 동력을 공급받지 않을 때에 저지되지 않는, 회전 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 회전 기구는 상기 제어 드럼과 상기 제어 드럼이 배치되는 지지부(114) 사이에서 연장하도록 구조화되는 스프링(133)을 포함하는 회전 개시체(134)를 추가로 포함하고, 상기 스프링은 상기 샤프트가 상기 동작 위치에 있을 때 상기 제어 드럼을 상기 동작 위치로부터 멀리 편향시키도록 위치되고, 상기 편향은 상기 모터가 동력을 공급받을 때 상기 모터에 의해 저지되고, 상기 편향은 상기 모터가 동력을 공급받지 않을 때 저지되지 않는, 회전 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 회전 관리 시스템은 상기 차단 위치에서 상기 제어 드럼에 의해 결합되도록 구조화되는 적어도 하나의 고정된 정지부를 추가로 포함하는, 회전 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 회전 기구는 상기 샤프트를 상기 차단 위치를 향해 편향시키기 위해 상기 동작 위치에서 상기 샤프트에 힘을 인가하도록 구조화되는 스프링(133)을 포함하는, 회전 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회전 관리 시스템은 상기 차단 위치에서 상기 제어 드럼에 의해 결합되도록 구조화되는 적어도 하나의 고정된 정지부를 포함하는, 회전 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 회전 관리 시스템은 제1 부분(68, 168) 및 제2 부분(70, 170)을 포함하는 로크(38, 138)를 추가로 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 제어 드럼 및 상기 제어 드럼이 배치되는 지지부(14, 114) 중 하나 상에 위치되도록 구조화되고, 상기 제2 부분은 상기 제어 드럼 및 지지부 중 다른 하나 상에 위치되도록 구조화되고, 상기 로크는 상기 제1 부분 및 제2 부분이 서로 고정된 관계로 있는 잠금 위치와 상기 제1 부분 및 제2 부분 중 하나가 상기 제1 부분 및 제2 부분 중 다른 것에 대해 이동 가능한 잠금 해제 위치 사이에서 이동 가능한, 회전 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 샤프트는 상기 로크가 상기 잠금 위치에 있을 때 상기 차단 위치에 있고, 상기 잠금 위치에서 상기 로크는 상기 차단 위치로부터 멀어지는 샤프트의 운동을 저지하도록 구조화되는, 회전 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 부분은 볼트이고, 상기 제2 부분은 리셉터클이고, 상기 볼트는 상기 잠금 위치에서 상기 리셉터클 내에 수용되고, 상기 볼트는 상기 잠금 해제 위치에서 상기 리셉터클로부터 제거되는, 회전 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 리셉터클은 상기 샤프트 상에 형성된 절결부이고, 상기 볼트는 상기 지지부 상에 위치되도록 그리고 상기 리셉터클 내에 수용되는 제1 위치와 상기 리셉터클로부터 제거되는 제2 위치 사이의 상기 지지부 상에서 이동될 수 있도록 구조화되는, 회전 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 로크는 상기 지지부 상에 배치되도록 구조화되는 작동기(72, 172)를 추가로 포함하고, 상기 볼트는 상기 작동기 상에 배치되고, 상기 작동기는 상기 제1 위치와 제2 위치 사이에서 상기 볼트를 이동시키도록 동작 가능하도록 구조화되는, 회전 장치.
  16. 제1항의 회전 장치를 포함하는 제어 드럼 장치(6, 106)이며, 상기 제어 드럼 장치는 노심을 갖는 핵 환경에서 사용 가능하고:
    수평인 회전축(20, 120)을 중심으로 회전할 수 있는 샤프트(12, 112);
    제어 드럼으로서, 상기 제어 드럼은 상기 샤프트 상에 위치된 반사경부 및 상기 샤프트 상에 위치된 흡수부를 갖는, 제어 드럼(6, 106); 및
    동력이 공급될 때, 상기 반사경부가 상기 노심을 향하는 동작 위치와 상기 흡수부가 상기 노심을 향하는 차단 위치 사이에서 상기 샤프트를 이동시키도록 동작 가능한 모터(24, 124)를 포함하는, 제어 드럼 장치.
  17. 핵 환경에서 제어 드럼(6, 106)과 사용 가능한 회전 관리 시스템(32, 132)이며, 상기 제어 드럼은 수평인 회전축(20, 120)을 중심으로 회전할 수 있는 샤프트(12, 112), 상기 샤프트 상에 위치된 반사경부(16, 116), 상기 샤프트 상에 위치된 흡수부(18, 118), 및 동력이 공급될 때, 상기 반사경부가 핵 환경의 노심을 향하는 동작 위치와 상기 흡수부가 노심을 향하는 차단 위치 사이에서 상기 샤프트를 이동시키도록 동작 가능한 모터(24, 124)를 갖고, 상기 회전 관리 시스템은:
    작동기(72, 172);
    상기 작동기 상에 위치되는 볼트(68, 168)를 포함하고; 그리고
    상기 작동기는 상기 차단 위치에서 상기 샤프트와 결합되는 제1 위치와 상기 샤프트로부터 결합해제되는 제2 위치 사이에서 상기 볼트를 이동시키도록 동작 가능하고, 상기 제1 위치에서의 볼트는 상기 샤프트의 회전을 저지하도록 구조화되는, 회전 관리 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 위치의 볼트는 상기 샤프트 내에 형성된 리셉터클(70, 170) 내에 수용되는, 회전 관리 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 상기 회전 관리 시스템은 와전류 브레이크를 추가로 포함하고,
    상기 와전류 브레이크는 상기 샤프트(12, 112) 상에 위치한 전기 전도성 구조물(60, 160) 및 한 쌍의 자석(54, 154)을 포함하고,
    상기 전기 전도성 구조물은 중실부(66, 166) 및 다수의 반경방향으로 배향된 핀(64)을 포함하고,
    상기 동작 위치에 있는 상기 샤프트(12, 112)에 기초하여, 상기 핀(64)은 상기 한 쌍의 자석(54, 154) 사이에 위치하고,
    상기 차단 위치에 있는 상기 샤프트(12, 112)에 기초하여, 상기 중실부(66, 166)는 상기 한 쌍의 자석(54, 154) 사이에 위치하고,
    상기 한 쌍의 자석(54, 154) 사이의 공간을 통해 이동하는 상기 중실부에 기초하여, 와전류가 상기 샤프트(12, 112)의 회전을 느리게 하기 위해 상기 중실부(66, 166)에 유도되는, 회전 관리 시스템.
KR1020207019074A 2017-12-04 2018-11-01 핵 환경에서 제어 드럼 장치에 사용 가능한 회전 장치 KR102639145B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/830,632 US10790066B2 (en) 2017-12-04 2017-12-04 Rotational apparatus usable with control drum apparatus in nuclear environment
US15/830,632 2017-12-04
PCT/US2018/058618 WO2019147317A2 (en) 2017-12-04 2018-11-01 Rotational apparatus usable with control drum apparatus in nuclear environment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200089751A KR20200089751A (ko) 2020-07-27
KR102639145B1 true KR102639145B1 (ko) 2024-02-20

Family

ID=66658505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207019074A KR102639145B1 (ko) 2017-12-04 2018-11-01 핵 환경에서 제어 드럼 장치에 사용 가능한 회전 장치

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10790066B2 (ko)
EP (1) EP3721447A4 (ko)
JP (2) JP2021505862A (ko)
KR (1) KR102639145B1 (ko)
AR (2) AR113536A1 (ko)
WO (1) WO2019147317A2 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10867710B2 (en) 2015-09-30 2020-12-15 Terrapower, Llc Molten fuel nuclear reactor with neutron reflecting coolant
US10790066B2 (en) 2017-12-04 2020-09-29 Westinghouse Electric Company Llc Rotational apparatus usable with control drum apparatus in nuclear environment
US11075015B2 (en) 2018-03-12 2021-07-27 Terrapower, Llc Reflectors for molten chloride fast reactors
JP2022550273A (ja) * 2019-10-04 2022-12-01 ウルトラ セーフ ニュークリア コーポレーション 強化された熱伝達及び安全性を有する原子炉炉心構造
WO2021133797A1 (en) 2019-12-23 2021-07-01 Terrapower, Llc Molten fuel reactors and orifice ring plates for molten fuel reactors
US11417435B2 (en) * 2019-12-31 2022-08-16 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Control drum for a mobile nuclear reactor
WO2022039893A1 (en) 2020-08-17 2022-02-24 Terrapower, Llc Designs for fast spectrum molten chloride test reactors
JP2023537856A (ja) * 2020-08-17 2023-09-06 ウルトラ セーフ ニュークリア コーポレーション 原子炉システムの制御ドラムコントローラ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101502700B1 (ko) 2013-10-22 2015-03-13 한국원자력연구원 제어봉구동장치의 연장봉 집합체와 가동자 집합체의 자동 연결 및 분리 장치
JP2016515191A (ja) * 2012-09-12 2016-05-26 ロゴス テクノロジーズ リミティド ライアビリティ カンパニー モジュール型の可搬式原子力発電機

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2452820A (en) * 1946-08-26 1948-11-02 Martin P Winther Eddy-current coupling
DE942581C (de) 1953-01-03 1956-05-03 Odenwald Chemie G M B H Verfahren zum Abdichten von Scheiben, Bau- oder Karosserieteilen usw.
GB806607A (en) * 1955-11-14 1958-12-31 Reyrolle A & Co Ltd Improvements relating to control systems for nuclear reactors
NL261634A (ko) * 1956-05-18 1900-01-01
US2964661A (en) * 1956-10-01 1960-12-13 Metropoitan Vickers Electrical Eddy current brake system for a reactor rod
NL262392A (ko) * 1960-03-31
BE610627A (ko) 1960-12-06
US3135898A (en) * 1961-04-17 1964-06-02 United Aircraft Corp Sequencing circuit
US3141383A (en) * 1961-05-08 1964-07-21 United Aircraft Corp Drum servo control valve
US3161014A (en) * 1961-05-29 1964-12-15 United Aircraft Corp Actuator mechanism
US3296083A (en) * 1964-09-14 1967-01-03 Gen Dynamics Corp Forced circulation boiling nuclear power reactor
US3429203A (en) * 1965-09-20 1969-02-25 Gulf General Atomic Inc Hydraulic reactor control drum drive
NL133950C (ko) * 1966-02-03
CH513493A (de) * 1970-03-25 1971-09-30 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung zur Überwachung des Betriebes einer Antriebsvorrichtung eines in einem gasgekühlten Kernreaktor angeordneten als Regel- und Notabschaltstab dienenden Steuerstabes
US4085004A (en) * 1972-10-03 1978-04-18 Nasa Control for nuclear thermionic power source
US3822390A (en) * 1973-09-10 1974-07-02 Lear Siegler Inc Adjustable-torque magnetic brake
DE2650923C2 (de) * 1976-11-06 1985-11-21 Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund Antriebseinrichtung für einen Absorberstab
US5051638A (en) * 1989-12-19 1991-09-24 Nathan Pyles Magnetically variable air resistance wheel for exercise devices
JPH04320993A (ja) 1991-04-19 1992-11-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 原子炉
CH683217A5 (it) * 1991-07-03 1994-01-31 Pier Andrea Rigazzi Procedimento che utilizza l'azione di campi magnetici permanenti per muovere un sistema di corpi lungo una traiettoria muovendone un secondo di moto alternato.
US5410578A (en) * 1992-09-18 1995-04-25 The Babcock & Wilcox Company Nuclear propulsion rocket
DE69622808T2 (de) * 1995-09-29 2003-03-27 Toshiba Kawasaki Kk Regelstabsantriebsmechanismus
JPH1026685A (ja) 1996-07-11 1998-01-27 Toshiba Corp 制御棒駆動機構とその制御装置及び運転方法
CN1174583C (zh) 1999-10-04 2004-11-03 索尼公司 设备控制方法、传输装置
EP1915273A2 (en) * 2005-06-30 2008-04-30 Magnetar Technologies Corporation Axial rotary eddy current brake with adjustable braking force
SE529279C2 (sv) * 2005-11-09 2007-06-19 Westinghouse Electric Sweden Styrstavsanordning jämte kärnreaktoranläggning
US20080105503A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-08 Pribonic Edward M Axial rotary eddy current brake with self-adjustable braking force
CN101394112B (zh) * 2007-09-17 2014-01-08 陈理文 一种高效发电机
US8811561B2 (en) * 2009-06-10 2014-08-19 Babcock & Wilcox Nuclear Operations Group, Inc. Control rod drive mechanism for nuclear reactor
KR101773750B1 (ko) * 2012-08-13 2017-08-31 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 유체식 감속 장치
CN107004447B (zh) 2014-12-31 2020-02-21 泰拉能源公司 自动液压气动致动装置
US10643754B2 (en) 2016-03-14 2020-05-05 Ultra Safe Nuclear Corporation Passive reactivity control of nuclear thermal propulsion reactors
US10790066B2 (en) 2017-12-04 2020-09-29 Westinghouse Electric Company Llc Rotational apparatus usable with control drum apparatus in nuclear environment

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016515191A (ja) * 2012-09-12 2016-05-26 ロゴス テクノロジーズ リミティド ライアビリティ カンパニー モジュール型の可搬式原子力発電機
KR101502700B1 (ko) 2013-10-22 2015-03-13 한국원자력연구원 제어봉구동장치의 연장봉 집합체와 가동자 집합체의 자동 연결 및 분리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023040028A (ja) 2023-03-22
WO2019147317A2 (en) 2019-08-01
US10790066B2 (en) 2020-09-29
US20200395134A1 (en) 2020-12-17
EP3721447A4 (en) 2022-04-27
US20190172594A1 (en) 2019-06-06
AR113536A1 (es) 2020-05-13
JP7383108B2 (ja) 2023-11-17
WO2019147317A3 (en) 2019-10-17
EP3721447A2 (en) 2020-10-14
JP2021505862A (ja) 2021-02-18
BR112020011113A2 (pt) 2020-11-17
AR124963A2 (es) 2023-05-24
KR20200089751A (ko) 2020-07-27
US11373766B2 (en) 2022-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102639145B1 (ko) 핵 환경에서 제어 드럼 장치에 사용 가능한 회전 장치
US10095126B2 (en) Moveably mounted component of projection exposure system, as well as device and method for movement limitation for same
US10774887B2 (en) Latch activation between members
JP2014126177A (ja) 減衰装置、及び構造物の制振装置
CN110299214A (zh) 一种核反应堆反应性控制机构
JP2014126177A5 (ko)
KR20180075567A (ko) 페일 세이프 동작 모드를 갖는 전기 액추에이터
US20120098370A1 (en) Stabilization of flywheels
US10163530B2 (en) Nuclear reactor with screw-nut drive of core reactivity control members
JP7094756B2 (ja) マスダンパ
EP3315804A1 (en) Arrangement with a magnetic thrust bearing having repelling permanent magnets for supporting a rotatable body
CN103063961A (zh) 一种单粒子效应测试装置及系统
JP5091941B2 (ja) 双安定磁気ラッチ組立体
US20230213110A1 (en) Magnetic locking or opening device, method and system
KR920002561B1 (ko) 원자로 제어소자 클러스터의 변위 및 래칭장치
BR112020011113B1 (pt) Aparelho de rotação utilizável com um cilindro de controle em um ambiente nuclear
US10570804B2 (en) Rotary regulator with concomitantly movable force store
WO2010010434A1 (en) Highly efficient device for transforming energy and relative method
KR20200079251A (ko) 플라이휠 시스템 및 플라이휠 베어링 모듈
GB965104A (en) Device for the transmission of kinetic energy at the time of instantaneous stopping of a body in movement
CN114188048A (zh) 一种控制鼓系统
KR101566470B1 (ko) 가스절연 차단기용 스프링 조작기
BR112012017156A2 (pt) dispositivo para controlar um aparelho integrado.
JP7490318B2 (ja) 電磁ダンパ
RU2700169C2 (ru) Инерционный включатель

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant