KR19990006693A

KR19990006693A - 핵연료 어셈블리를 저장하는 저장랙 및 이의 제조공정

Info

Publication number: KR19990006693A
Application number: KR1019980020840A
Authority: KR
Inventors: 쟝 로베르; 베르나르드 코페키
Original assignee: 테 다포; 아.테.에.아.소시에떼 아틀랑틱 드 테크닉스 아방세
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-01-25
Also published as: DE69812224D1; US6064709A; FR2764427A1; EP0883135A1; EP0883135B1; JPH1114785A; DE69812224T2; FR2764427B1

Abstract

본 발명은 핵연료 어셈블리들(assemblies)을 저장하는 저장랙(storage rack) 및 이의 제조공정에 관한 것이다.

핵연료 어셈블리를 저장하는 저장랙은, 주판들(main plates), 스페이서판들(spacer plates), 두 개의 말단판들 및 베이스판(base plates)을 바람직하게 용접하여 형성된다. 먼저, 제 1 주판, 제 1 말단판 및 베이스판을 성형공구(tooling)에 실장시키며, 제 1 주판에 제 1열의 스페이서판들을 고정시켜, 제 1열의 하우징(housing)을 형성한 다음에, 제 2 주판을 실장시킨다. 상기와 동일한 과정을 반복하여, 또 다른 열의 하우징을 얻게 된다. 마지막으로, 제 2 말단판을 실장시킴으로써 랙이 완성된다.

Description

핵연료 어셈블리를 저장하는 저장랙 및 이의 제조공정

본 발명은 새로운 핵연료 어셈블리들(assemblies) 또는 원자로에 이전에 방사된 핵연료 어셈블리들을 저장하는 저장랙(storage rack)에 관한 것이다.

본 명세서 전반에 걸쳐 사용될 저장랙이란 말은, 소정의 형태 또는 치수로, 고정되거나 이동가능하고, 소정 개수의 새로운 핵연료 어셈블리 또는 이전에 방사된 핵연료 어셈블리를 수납하기에 적합한 구조를 말하는 것이다.

원자력 산업에서, 원자력 발전소의 에너지원인 핵연료 어셈블리는 자주 저장되어야 한다.

이러한 저장물은 새로운 어셈블리 및 원자로에서 장시간 또는 단시간 방사된 어셈블리를 말하는 것이다. 따라서 새로운 어셈블리는 원자력 발전소 뿐만 아니라 어셈블리의 제조 장소에 저장될 수 있다. 또한, 이전에 방사된 어셈블리는 재처리 장소 등의 제조 장소를 제외한 장소 뿐만 아니라 원자력 발전소의 위치에 저장될 수 있다.

핵연료 어셈블리의 저장이 필요할 때, 어셈블리는 풀(pool) 내에 잠긴 저장랙에 위치되어 있다. 보다 상세히하면, 저장랙은 일반적으로 수십톤의 핵연료 어셈블리를 수납할 수 있으며, 각 어셈블리는 형상이 실질적으로 정사각형인 분할가능한 수직 하우징(housing) 내에 수납된다. 하나 이상의 랙이 동일한 풀 내에 배치될 수 있으며, 하우징의 개수는 저장랙의 외형 뿐만 아니라 저장랙의 치수에 따라 변화될 수 있다.

핵연료 어셈블리를 저장하는 저장랙의 설계시에, 다수의 요구조건을 고려하여야 하며, 이중 몇 개의 요구조건들은 서로 반대되는 조건들이다. 이러한 요구조건들에는, 압축성(소정 용량 내에 가능한 최대 개수의 어셈블리의 저장), 임계 요구조건의 준수, 제조의 용이성 및 저렴한 제조가가 포함되어 있다.

상기 요구조건들을 모두 만족하는 핵연료 어셈블리를 저장하는 저장랙이, 참고문헌 FR-A-2 680 909에서 제안되고 있다. 이 저장랙은 튜브의 외면에 용접된 연결 러그(lug)에 의해 지그재그형 배열로 형성된 실질적으로 정사각형인 부분을 튜브에 연결시켜 구성된다. 상기 임계 요구조건들을 만족시키기 위해서, 특히, 랙에 수납된 어셈블리가 새롭거나 또는 약간만 방사된 어셈블리인 경우에, 뉴트로페거스(neutrophagus) 재료로 구성된 평판(flat plate)들은, 어셈블리화됨에 따라 튜브를 분할하는 자유 공간 내에 설치된다. 여기에서, 뉴트로페거스 재료라는 것은 중성자에 대해 흡착력이 있는 스테인레스 붕소 스틸(stainless boron steel) 등의 재료를 말하는 것이다.

1997년 2월 10일에 출원된 프랑스 특허출원 97 01487호에서는, 상기 참고문헌 FR-A-2 680 909에서 기술한 저장랙의 개선을 제안하고 있다. 이 경우, 뉴트로페거스 재료로 구성된 독립판들은 실질적인 정사각형 부분을 구비한 뉴트로페거스 어셈블리로 대체되게 된다. 이들 각 어셈블리는 뉴트로페거스 재료로 구성되어 적어도 두 개의 유지 시스템(retaining system)으로 둘러싸여 있는 4개의 평판들로 이루어진다. 이들 뉴트로페거스 어셈블리는 랙을 형성하는 튜브의 조립에 따라 언제라도 설치될 수 있다.

이제까지 상술한 바와 같이, 이런 종류의 저장랙은 이러한 저장랙의 구조에 부여되는 주요 조건들을 만족한다. 그러나, 이러한 구조에서, 실질적인 정사각형 부분을 구비한 튜브와 이들 튜브에 용접된 연결 러그의 사용으로, 제조의 용이성이 제어된다. 따라서, 상당히 고가의 튜브들의 사용에 대한 필요성이 저장랙의 제조가를 상승시키는 경향이 있다. 게다가, 하우징은 하나의 튜브 내에서 및 4개의 인접한 튜브들 사이에서 번갈아가며 교체되는 방법으로 형성되기 때문에, 하우징의 치수 및 기하학적인 상당한 차이들은, 제조 공차를 고려하여, 하우징 내에서 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은 이러한 구조에 부여되는 모든 요구조건들을 만족시키기 위해서, 오리지널 설계로, 상기 참고문헌 FR-A-2 680 909에서 기술한 저장랙과 비교하여, 제조비가 절감되며, 하우징의 치수 및 기하학성의 균일성이 개선된 핵연료 어셈블리를 저장하는 저장랙에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 구현예에 따른 저장랙의 일부가 조립되는 과정을 보여주는 분해 사시도이다.

도 2는 뉴트로페거스 재료로 구성된 두 개의 판들이 각 하우징 내에 배치되는 것을 개략적으로 보여주는, 도 1에 도시된 저장랙의 일부의 상면도이다.

도 3은 뉴트로페거스 재료로 구성된 4개의 판들을 각각 포함하는 이동가능한 어셈블리들이 각 하우징 내에 배치되는 것을, 도 2와 비교하여 보여주는 도 1에 도시된 저장랙의 일부의 상면도이다.

도 4는 본 발명의 제 2 구현예에 따른 저장랙의 일부가 조립되는 과정을 보여주는 분해 사시도이다.

도 5는 뉴트로페거스 재료로 구성된 판들이 각기 다른 하우징 내에 배치되는 것을 보여주는 도 4에 도시된 저장랙의 상면도이다.

도면의 주요 부호에 대한 설명

10 ... 하우징(housing) 12 ... 주판(main plate)

14 ... 스페이서판(spacer plate) 13, 15 ... 웰트(welt)

16 ... 말단판 18 ... 베이스판(base plate)

20b, 20c ... 노치(notch) 22a ... 톱니(tooth)

24 ... 슬롯(slot) 26 ... 탭(tab)

28 ... 뉴트로페거스(neutrophagus) 재료로 구성된 판

30, 36 ... 홈 34 ... 돌기

본 발명에 따르면, 상기한 본 발명의 목적은, 균일한 분포 시스템에 따라 실질적으로 정사각형 부분으로 일렬로 정렬된 하우징들의 경계를 정하는 구조를 포함하는 핵연료 어셈블리를 저장하는 저장랙에 의해 달성된다.

상기한 구조는, 일정한 간격을 두고 서로 평행하게 배치된 주판들(main plates); 상기한 주판들의 양측에서 주판들과 직교하게 정렬되도록, 인접한 주판들 사이에서 서로 상기한 일정한 간격을 두고 평행하게 결합 고정되어 있는 스페이서판들(spacer plates); 및 적어도 몇 개의 상기한 주판들 및 상기한 스페이서판에 직교하게 결합 고정된 베이스판를 포함하고 있다.

또한, 본 발명의 저장랙은, 상기한 스페이서판의 가장 긴 모서리들에서 두 방향으로 서로 마주보게 각각 형성된 톱니들(teeth) 및 돌기들이 주판들에서 절단된 노치들(notches)에 끼워지고, 상기한 톱니들 및 상기한 돌기들을 구비한 홈들이, 두 개의 연속적인 노치들 사이에 끼워지고, 주판들의 소정 부분을 트랩하기에 적합함으로써, 주판들 및 스페이서판들이 기계적 네스팅(nesting)을 통해 서로 결합 고정되는 특징이 있다.

상기한 일정한 간격을 둔 주판들의 양측에서, 두 개의 말단판들이, 바람직하게, 상기한 스페이서판들에 평행하게 상기한 주판들에 결합 고정되어 있다.

이 랙 구조는, 전형적으로, 소정의 높이와 측(side: 側)들로 이루어진 직사각형의 평행육면체를 형성한다. 이 경우에, 상기한 각 주판은 상기한 평행육면체와 동일한 높이와 측들 중의 하나의 측과 치수가 동일한 직사각형 형상이며, 상기한 각 스페이서판은 상기한 평행육면체와 동일한 높이와 상기한 일정한 간격을 갖는 직사각형 형상이고, 상기한 베이스판은 상기한 평행육면체의 두 측들과 치수가 동일한 직사각형 형상이다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 주판들, 스페이서판들, 말단판들 및 베이스판 모두는 실질적으로 평평하다.

상기한 임계 요구조건을 만족시키기 위해서는, 일반적으로, 상기한 구조의 각 하우징 내에서, 뉴트로페거스 재료로 구성된 적어도 두 개의 판들을 상기한 주판들 및 상기한 스페이서판들에 평행하게 배치하여, 뉴트로페거스 재료로 구성된 적어도 하나의 판이 상기한 구조의 인접한 하우징들의 각 쌍을 분할한다. 이 판들의 개수 및 분포는, 임계 요구조건에 따라 변화될 수 있으며, 각 하우징 내의 판들의 개수는 경우에 따라 두 개 미만이 될 수도 있다.

이 랙이 새로운 어셈블리 또는 약하게 방사된 어셈블리를 수납하는 경우에, 뉴트로페거스 재료로 구성된 4개의 판들은 적어도 몇 개의 상기한 하우징 내에 배치되어 있다.

상기와 같은 이로운 방법으로, 본 발명에서는, 소정의 하우징 내에 수납된 뉴트로페거스 재료로 구성된 4개의 판들이 유지 시스템에 의해 함께 결합되어, 1997년 2월 10일에 출원된 프랑스 특허출원 97 01487호에서 기술한 어셈블리와 비교하여, 이동가능한 어셈블리를 형성한다.

마지막 경우로, 상기한 주판들 및 상기한 스페이서판들이 상기한 구조의 높이 방향으로 직선으로 나아가는 웰트들(welts)을 포함하여, 이동가능한 뉴트로페거스 어셈블리가 하우징의 하나 걸러씩 배치될 때, 모든 하우징들의 부분들이 실질적으로 동일하다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상술한 저장랙을 제조하는 것이다.

본 발명의 제조공정은, 제 1 주판를 성형공구(tooling)에 배치하는 과정; 상기한 제 1 주판에 제 1열의 스페이서판들을 차례대로 고정시켜 배치하는 과정; 상기한 제 1 주판에 평행하고, 상기한 제 1열의 스페이서판들에 고정되게 제 2 주판을 배치하는 과정; 및 상기한 두 번째와 세 번째 과정을 반복하여, 상기한 스페이서판들 및 상기한 주판들 모두를 실장시키는 과정을 포함하고 있다.

또한, 이 제조공정에서는, 상기한 주판들과 상기한 스페이서판들이, 주판들의 일부를 트랩시킴으로써, 주판들에 형성된 연속적인 노치들의 사이에 상기한 스페이서판들의 가장 긴 모서리들에서 서로 마주보게 형성되고 톱니들과 돌기들을 구비한 홈들을 끼워 맞춤으로써 일어나는 기계적인 네스팅을 통해서 결합 고정되어 있다.

현존하는 모든 저장랙과 유사하게, 본 발명에 따른 랙은 일렬로 정렬된 하우징 10의 개수를 한정하는 구조를 포함하며, 각각은 핵연료 어셈블리를 수납하도록 의도되어 있다.

더욱 상세하게는, 하우징 10은 실질적으로 연직방향으로 조정되며, 이들 각각은 실질적으로 정사각형 부분으로 이루어지는데, 상기 정사각형 부분의 치수는 수납하고자 하는 어셈블리보다 약간 크다. 하우징 10은 이들의 저부 말단에서 폐쇄되며, 이들의 상부 말단에서는 개방되어, 어셈블리의 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)을 가능하게 한다.

위쪽에서 바라볼 때, 하우징 10은 정사각형 공간을 갖는 시스템(system)에 따라 배치되며, 이 시스템의 간격은 각 하우징의 구획에 의해 형성된 정사각형의 측과 동일하다.

랙구조는 직사각형의 평행육면체이며, 이것의 높이는 여기에 수납될 어셈블리에 적합한 높이이다.

수평면을 따라서, 이 평행육면체의 측들의 치수는, 랙에 수납될 어셈블리들의 개수에 따라 결정된다. 더욱 상세하게는, 판의 두께 범위 이내까지, 이들 측들의 치수는 이들 하우징 10에 의해 형성된 시스템의 간격의 곱이다.

본 발명에 따라서, 랙구조는 직사각형 형상의 평평한 주판들 12를 다수개 포함하고 있다. 이들 주판들 12 모두는 치수면에서 동일하며, 하우징 10에 의해 형성된 시스템의 일정간격에 따라 서로 평행하게 배치된다. 각각의 주판들 12에 의해 형성된 직사각형의 측들은, 랙구조에 의해 형성된 직사각형의 평행육면체의 높이 및 이것의 측들 중의 하나 측과 각각 동일하다.

랙구조는 길게 연장된 직사각형의 평평한 스페이서판들 14를 더 포함한다. 이들 스페이서판 14는 모두 동일하다. 이들은 주판 12 사이를 일정하게 분할하는 간격과 동일한 간격으로, 인접 주판들 12 사이에 열(列)을 지어 서로 평행하게 고정되어 있다. 더욱이, 스페이서판 14는 주판 12에 대하여 수직이며, 이들은 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 주판 12의 양측에 정렬되어, 하우징 10을 형성한다.

각각의 스페이서판 14에 의해 형성된 직사각형의 장측(長側; large side)은, 랙구조에 의해 형성된 직사각형의 평행육면체의 높이와 동일하다. 이 직사각형의 단측(短側)은, 상기 판들의 두께범위 이내까지, 주판 12와 스페이서판 14를 일정하게 분할하는 간격과 동일하다.

본 발명에 따른 저장랙 구조는 또한 두 개의 말단판들 16을 포함하는데, 도 1에서는 한개만을 도시한다. 이들 말단판 16은 평평하며, 직사각형상으로 치수가 동일하며, 이들의 측들은 랙에 의해 형성된 직사각형상의 평행육면체의 높이 및 제 2측에 각각 대응한다. 말단판들 16은 주판 12의 수직말단의 양측에, 스페이서판 14에 평행으로 고정되어, 가장 근접한 스페이서판 14와 상술한 일정간격으로 떨어져 있게 된다.

랙구조는, 이들의 하부에서 하우징 10을 폐쇄하는 베이스판 18에 의해 완성된다. 베이스판 18은 직사각형 형상의 평평한 판이며, 이것들의 측들은, 랙구조에 의해 형성된 직사각형상의 평행육면체의 측들에 대응한다. 적어도 주판 12와, 이들 판들에 수직인 스페이서판 14 및 말단판 16의 하부 가장자리의 몇개에는, 베이스판 18이 고정된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 개개의 주판 12는 정렬되어 있는 노치 20의 열들을 포함하는데, 이들은 말단판 16에 고착되어 있는 주판의 수직말단에 나란하게 주판 12에 설치된다. 노치 20의 열들은 각각의 인접 스페이서판 14 앞에 상기 일정간격에 따라 서로 떨어져 위치되도록 배치된다.

노치들 20은 모두 동일하고, 연장된 직사각형 형상이며, 수평방향의 단측은 스페이서판 14의 두께보다 매우 약간 큰 치수를 갖는다.

더욱이, 스페이서판 14는 톱니(teeth) 22a, 22b의 쌍들을 포함하며, 상기 톱니들은 상기 스페이서판의 가장 긴 모서리들로부터 수직방향으로 돌출된다. 조립중에, 각 쌍의 톱니 22a, 22b는, 스페이서판 14와 주판 12 사이의 상대적인 위치설정이 보장되도록, 스페이서판 14의 수직방향과 스페이서판 14의 수직방향에 수평한 방향으로 노치 20에 끼워진다.

더욱 상세하게는, 톱니 22a의 각 쌍들에 있어서, 아래쪽 톱니의 하부 가장자리와 위쪽 톱니와의 간격은, 직사각형의 각각의 노치 20의 연직방향의 장측(長側)치수보다 매우 약간 작다.

더욱이, 톱니 22b의 각 쌍들에 있어서, 아래쪽 톱니의 하부 가장자리와 위쪽 톱니의 상부 가장자리와의 간격은, 톱니 22a의 각 쌍들의 두 개의 톱니들간의 간격보다 매우 약간 작다.

게다가, 소정 열의 노치 20과, 톱니 22a의 쌍들, 및 톱니 22b의 쌍들은 모두 동일한 간격으로 규칙적으로 분포된다.

그 결과, 소정의 노치 20은, 2개의 인접 스페이서판들 14 중에서 1개 판의 한 쌍의 톱니 22a를 이 노치의 단부(端部)에 끼워서 수납하며; 동시에 다른 인접 스페이서판 14의 한 쌍의 톱니 22b를 먼저 두 개의 톱니 22a 사이에 삽입함으로써 수납한다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 말단판들 16은, 주판 12에 대하여, 주판의 수직방향으로 위치되며, 또한 주판의 수직방향에 수평한 방향으로도 위치된다. 이 때문에, 주판 12의 수직말단에는, 말단판 16에 형성되어 있는 슬롯 24의 열에 삽입하는 탭(tap) 26이 형성된다.

보다 구체적으로는, 말단판 16에 구멍을 내어 정렬된 슬롯 24의 다양한 열들이 형성되고, 이들은 이들 판들의 수직말단들에 평행하며, 슬롯 24의 열들간의 간격은 상술한 일정간격에 대응한다. 슬롯 24 모두는 연직방향으로 신장된 직사각형상이며, 이것의 폭은 주판 12 의 두께보다 매우 약간 크며, 이것의 길이는 탭 26의 높이보다 매우 약간 짧다.

게다가, 소정 열의 슬롯들 24 및 탭들 26 모두는 동일한 간격으로 규칙적으로 분포된다.

그 결과, 탭 26이 슬롯 24에 손쉽게 끼워지며, 따라서 판 12와 판 16 사이에서의 필요한 상대적인 위치설정이 보장된다.

상술한 배열에 의한 랙 제조방법은, 하우징 10의 모양과 치수의 동일함을 양호한 근사값에 의해 보장할 수 있으며, 상대적으로 간편하며, 저비용의 방법이다.

우선, 제 1 주판 12(1)과 제 1 말단판 16(1) 및 베이스판 18이, 조립공정의 나머지 단계를 위한 기준으로서 세 개의 수직면들을 형성하도록, 제 1 주판 12(1)과 제 1 말단판 16(1)이 베이스판 18을 따라서 성형공구(도시되지 않음) 위에 배치된다. 베이스판 18 이외에도, 이들 판 12(1), 16(1)은 바람직하게는 용접에 의해 서로 고정되는 것이 좋다. 주지하는 바와 같이, 판 12(1)과 판 16(1)과의 인접 가장자리와, 판 12(1)과 판 16(1) 및 판 18과의 인접 가장자리는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 리세스(recesses)에 수납된 러그에 의해 서로에 대하여 위치설정이 될 수 있다.

제조공정의 제 2 단계중에, 스페이서판 14(1)의 제 1열은 제1 주판 12(1)에 차례로 위치고정된다. 스페이서판이 말단판 16(1)에는 평행하며 주판 12(1)에는 수직이 되도록, 제 1주판 12(1)에 설치된 노치들 20에 큰 간격을 갖는 톱니들을 삽입함으로써 각각의 스페이서판 14(1)의 위치설정이 보장된다.

더욱 상세하게는, 제 1열의 각 스페이서판들은, 제 1 말단판 16(1)에 가장 가까이 있는 스페이서판 14(1)에서 시작하여 차례로 위치고정된다. 바람직하게는, 상기 판들이 용접에 의해 고정되는 것이 좋다.

그런 다음, 제 2 주판 12(2)의 수직 모서리에 형성된 탭들 26을 말단판 16(1)의 제 1열 슬롯 24에 끼워넣고, 또한 스페이서판들 14(1)의 수직면 모서리들에 형성된 돌기 22b를 제 2 주판 12(2)에 설치된 노치들 20 속에 끼워넣어서, 제 2 주판 12(2)를 제 1 주판 12(1)에 평행하게 배치한다. 그 다음에, 제 1열의 스페이서판들 14(1) 및 제 1 말단판 16(1)에 제 2 주판 12(2)를 바람직하게 용접하여 고정시킨다.

상술한 두 번의 작동을 차례대로 반복 수행하여, 필요한 만큼 하우징 10을 다수열 연속적으로 형성한다. 따라서, 모든 스페이서판 14 및 모든 주판 12는 앞서 설치된 스페이서판 및 주판에 차례대로 용접에 의해 연속적으로 실장된다.

마지막으로, 제 2 말단판 16(도시되지 않음)은 주판 12의 남아 있은 수직면 모서리에 설치, 고정된다. 상술한 목적을 위하여, 주판 12의 탭 26은 제 2 말단판 16에 설치된 슬롯 24 속에 끼워넣어진다. 그 다음에, 주판과 말단판은 용접에 의해 고정된다.

상술한 각 단계들의 과정에서, 설치된 적어도 몇 개의 판들의 하부 모서리도, 이들 판들이 조립됨에 따라 베이스판 18에 용접된다.

도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 뉴트로페거스 재료로 구성된 적어도 두 개의 평판 28은, 대개 랙구조의 각각의 하우징 10 내에 놓여진다. 보다 구체적으로는, 각각의 하우징 10에서, 판 28 중의 하나는 하우징을 제한하는 주판들 12 중의 하나에 대하여 부착되고, 다른 하나의 판 28은 하우징을 제한하는 스페이서판들 14 중의 하나에 대하여 부착된다. 또한, 각 하우징 10에서 두 개의 판 28은 동일한 형태로 배열되고, 따라서 뉴트로페거스 재료로 구성된 판 28은 인접한 하우징 10의 각 쌍을 분할한다.

각 하우징 10의 내부에 형성된 뉴트로페거스 재료의 두 개의 판 28은 서로에 대해서 고정되도록, 이들의 인접한 리브(rib) 말단(도시되지 않음)에서 서로 바람직하게 결합된다. 또한, 판 28의 나머지 수직 말단은 랙구조의 판에 상응하여 상술한 목적을 위해 제공되고 하우징에 동일한 면에 세워진 톱니(도시되지 않음)를 포함한다. 이러한 배열로 인해, 각 하우징 10 내에 판 28의 확실한 고정이 보장된다.

뉴트로페거스 재료로 구성된 판들 28은, 이들 판들이 조립됨에 따라 주판 12 및 스페이서판 14에 따라서 실장된다.

도 2를 참조하여 상술한 배열은, 소비된 핵연료 어셈블리를 낮은 반응성으로 저장하는 것이 가능하다.

핵연료 어셈블리들이 처음 또는 약간만 소비되는 경우, 즉, 고반응성인 경우에는, 도 3에 도시된 배열을 적용하는 것이 바람직하다.

이런 경우에, 뉴트로페거스 재료로 구성된 4개의 판 28은 하우징을 제한하는 각 주판 12 및 스페이서판 14의 근방에서 각 하우징 10 내에 수납된다. 그 다음에, 각 하우징 10 내에 수납된 뉴트로페거스 재료의 4개의 판은, 바람직하게 4개의 판으로 이루어진 각 그룹을 둘러싸고 있는 유지 시스템 30에 의해 함께 결합된다. 보다 구체적으로는, 적어도 두 개의 유지 시스템 30은 적어도 두 개의 다른 수평면에서 소정의 하우징 10 내에 수납된 4개의 판 28을 둘러싸고 있다.

판 28의 유지 시스템 30은 1997년 2월 10일에 출원된 프랑스 특허출원 번호 97 01487에 기술된 바와 같이 유리하게 구성될 수 있다. 따라서, 이들 유지 시스템 30은, 도 3에 도시된 바와 같은 형태를 유지하기 위해서, 위에서 볼 때에는 정사각형을 형성하고 4개의 판 28의 그룹들을 둘러싸고 있는 강성 프레임(rigid frame)을 포함한다. 강성 프레임은, 예를 들어, 이들 판에 형성된 노치(도시되지 않음)에 의해 수직 방향을 따라서 판 28에 고정될 수 있다.

도 3의 구현예에서, 뉴트로페거스 재료로 구성된 판 28과 판 12, 14간의 유지 시스템 30의 존재에 의해, 인접 어셈블리간의 워터 스트레이크(water streak)의 존재를 보장할 수 있다.

뉴트로페거스 재료로 구성된 판 28은 또한 다른 방법으로 제 위치에 유지될 수 있다; 쐐기 박기(added shims), 주판 및 스페이서판에 웰트대기(welts), 이들 판들의 위치변형 등등.

평판 28 및 이들과 관련된 유지 시스템으로 구성된 뉴트로페거스 어셈블리는 일반적으로, 주판 12와 스페이서판 14와 말단판 16 및 베이스판 18로 구성된 구조의 조립 다음으로 하우징 10에 장착된다. 또한, 이들은 랙이 조립됨에 따라서 장착될 수 있다.

주지하는 바와 같이, 어셈블리가 저반응성의 상태로 저장되어 있는 경우에, 다른 모든 하우징 10에 뉴트로페거스 어셈블리만을 실장할 수 있다.

더욱이, 소정의 노치 20은, 각 스페이서판 14의 2개의 톱니 22a, 22b를 수용하는 것 대신에, 각각의 판 14의 톱니 1개만을 수용하며, 이들 톱니들은 한 개 톱니가 다른 톱니 상부 위에 놓여지는 형태로 노치에 수용될 수 있다. 결국, 소정의 주판 12의 양측에 배치되어 있는 스페이서판들에 형성된 톱니들은, 각각의 노치들에 수용되며, 각 노치는 톱니 하나만을 수용한다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하는 본 발명의 제 2 구현예에서는, 주판 12와 스페이서판 14 사이의 결합이 용접에 의해서가 아니라, 기계적 네스팅을 통해서 이루어진다.

본 발명의 제 2 구현예에서, 랙은 앞서 설명한 대로 주판 12와 스페이서판 14 및 하우징 근부(도시하지 않았음)를 조립하여 형성된다. 게다가, 앞서 설명한 것과 유사하며 뉴트로페거스 재료로 구성된 4개의 판 28(도5 참조)을 포함하는 이동가능한 뉴트로페거스 어셈블리는 다른 모든 하우징 10에 지그재그형 배열로 배치된다.

이 경우, 주판 12 및 스페이서판 14는, 랙의 완성시에 높이 방향으로 향해지도록 이들의 장측에 평행하게 직선으로 나아가는 웰트 13, 15의 열을 포함한다. 이들 웰트 13, 15는, 뉴트로페거스 어셈블리가 다른 모든 하우징에 위치된 후, 모든 하우징 10의 구획이 실질적으로 동일하도록 형성된다.

판 12, 14를 조립하기 위하여, 정렬된 노치의 열들은 주판들 12의 장측에 평행하게 주판 12에 형성되며, 하우징 10의 간격과 동일한 간격으로 형성된다. 각각의 노치의 열들은 노치 20a, 20b 및 20c의 세가지 유형으로 만들어진다.

노치들 20a는 규칙적인 간격으로 띄어진 직사각형의 노치들이다. 이들 노치들 20a의 일부는 참조번호 20b(도 4에 도시된 예에서 둘 중의 하나)로 나타냈고, 길이가 짧다. 노치들 20c는 상기 노치들 20b 위로 위치되며, 동일한 직사각형상의 노치들이다.

더욱이, 주판 12의 양측에 배치된 두 개의 스페이서판들 14의 대향 모서리부가 소정의 일렬로 배열된 노치들 20a, 20b 및 20c를 통해서 서로 정밀하게 끼워지도록, 스페이서판들 14의 각 장측들은 마치 갈빗대처럼 결합한 측면 또는 또는 보완적인 측면을 갖도록 형성된다.

보다 구체적으로는, 각 스페이서판 14의 장측들 중의 한 측은 규칙적인 간격으로 직사각형상의 톱니 22a를 포함하고, 이에 반하여 다른 장측은, 동일 평면으로 위치되어 있는 치수가 동일한 직사각형의 홈(nicks) 22b를 포함한다.

톱니 22a의 일부(예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 둘 중의 하나)에는, 예를 들어, 스페이서판 14의 대응하는 장측을 따라서, 홈이 윗쪽을 향하도록 나있다. 홈 30을 포함하는 톱니 22a는 노치 20b의 앞에 위치되고, 홈이 없는 톱니 22a는 노치 20a의 앞에 형성된다. 각각의 노치 20a의 길이는 톱니 22a의 높이(스페이서판의 장측에 평행하게 측정된 높이)에 홈 30의 길이를 더한 것과 동일하고, 각 노치 20b의 길이는 톱니 22a의 높이와 동일하다.

홈 30을 포함하는 각각의 톱니 22a 위로, 이 스페이서판 14의 대응하는 장측에는, 직사각형상의 노치 32가 형성된다. 이 판 14의 다른 장측은, 각 노치 32와 동일 평면에서, 노치와 동일한 치수를 갖는 직사각형상의 돌출부 34를 포함한다. 이들 돌출부 34 및 노치 32 각각의 높이(스페이서판 14의 장측에 평행하게 측정된 높이)는 각각의 노치 20c의 길이와 동일하며, 이들의 간격은 동일하다.

아랫쪽을 향하고 있는 제 2홈 36은, 각 돌출부 34에, 스페이서판 14의 대응하는 장측을 따라 형성된다. 각각의 홈 36의 길이는, 실질적으로 홈 30의 길이의 두 배이다.

따라서, 2개의 스페이서판들의 대향하는 모서리가 서로 끼워맞춰질 때에, 홈 30, 36은, 유사한 방법으로 폐쇄되도록, 즉, 두 개의 연속 노치 20b 및 20c 사이에 위치한 주판 12의 일정 부분이 트랩될 수 있도록, 서로의 연장선상에서 2개씩 짝지워진다.

이하, 도 4를 참조하여, 판 12와 판 14의 조립을 설명한다.

제 1주판 12는 수평지지 성형공구(horizontal support tooling)(도시하지 않았음) 위에 설치된다.

그런 다음, 스페이서판들 14의 제 1열이, 노치 20a, 20b와 톱니 22a를 맞물림으로써 장착된다. 판 14의 평행한 정렬은 적절한 도구(도시되지 않았음)에 의해 보장된다. 그런 다음, 홈이 없는 톱니 22a는 노치 20a의 바닥면으로 삽입되며, 홈 30이 있는 톱니 22a는 노치 20b와 동일한 수준이다. 판 14를 도 4의 좌측을 향하여 밀음으로써, 고정이 보장된다.

다음으로, 노치 20c에 돌출부 34를 맞물림으로써, 제 2주판 12가 스페이서판들 14의 제 1열에 배치된다. 그런 다음, 노치 20c의 우측 모서리부의 접합부에 홈 36의 근부(root)가 이동하도록, 제 2주판 12가 도 4의 좌측으로 이동된다. 그리하여, 돌출부 34의 우측 모서리는 노치 20b의 좌측 모서리와 같은 높이가 된다.

그런 다음, 스페이서판들 14의 제 2열이 앞서 설명한 대로 장착된다. 이어서, 노치 20b의 좌측 가장자리의 접합부에 홈 30의 근부가 이동하도록, 이들 판들 14 각각이 도 4의 좌측으로 옮겨진다. 이러한 이동 과정에서, 제 2 주판 12도, 홈 36의 길이의 절반이 통과되도록 오른쪽으로 밀려진다. 따라서, 상기 이동 결과로, 주판 12는 홈 30, 36과 일제히 맞물려지고, 스페이서판의 2줄의 열들은 함께 고정된다.

뉴트로페거스 어셈블리를 수용하지 않는 하우징에서, 하우징을 형성하는 네 개의 판들을 고정하며 해당 판들의 열(列)의 락킹(locking)을 보장하는 밑판(도시되지 않음)이 설치된다.

앞의 조작을, 필요한 크기의 랙을 얻을 때 까지 필요한 만큼 반복한다.

마지막으로, 베이스판(도시하지 않았음)이 바닥면에 조여져서, 조립품이 완성된다.

그런 다음, 뉴트로페거스 어셈블리가 도 5에 도시된 바와 같이, 장착될 수 있다.

이제까지 상술한 바와 같이, 본 발명은, 압축성(소정의 용량 내에 가능한 최대 개수의 어셈블리의 저장), 임계 요구조건의 준수, 제조의 용이성 및 저렴한 제조가의 요구조건들을 만족시킬 수 있으며, 하우징의 치수 및 기하학성의 균일성이 개선된, 균일한 분포 시스템에 따라 실질적으로 정사각형 부분으로 일렬로 정렬된 하우징들의 경계를 정하는 구조를 포함하는 핵연료 어셈블리를 저장하는 저장랙 및 이의 제조공정을 제공한다.

Claims

균일한 분포 시스템에 따라 실질적으로 정사각형 부분으로 일렬로 정렬된 하우징들(housings: 10)의 경계를 정하는 구조를 포함하는 핵연료 어셈블리들(asemblies)을 저장하기 위한 저장랙(storage rack)으로서,

상기한 구조는,

일정한 간격을 두고 서로 평행하게 배치된 주판들(main plates: 12);

상기한 주판들(12)의 양측에서 상기한 주판들(12)과 직교하게 정렬되도록, 상기한 인접한 주판들(12) 사이에서 서로 상기한 일정한 간격을 두고 평행하게 결합 고정되어 있는 스페이서판들(spacer plates: 14); 및

적어도 몇 개의 상기한 주판들(12) 및 상기한 스페이서판들(14)에 직교하게 결합 고정된 베이스판(18)를 포함하며,

상기한 스페이서판들(14)의 가장 긴 모서리들에서 두 방향으로 서로 마주보게 각각 형성된 톱니들(teeth: 22a) 및 돌기들(34)이 상기한 주판들(12)에서 절단된 노치들(notches: 20b, 20c)에 끼워지고, 상기한 톱니들(22a) 및 상기한 돌기들(34)을 구비한 홈들(30, 36)이, 두 개의 연속적인 상기한 노치들(20b, 20c) 사이에 끼워지고, 상기한 주판들(12)의 소정 부분을 트랩하기에 적합함으로써, 상기한 주판들(12) 및 상기한 스페이서판들(14)이 기계적 네스팅(nesting)을 통해 서로 결합 고정되는 것을 특징으로 하는 저장랙.
제 1항에 있어서, 상기한 구조가, 상기한 일정한 간격을 둔 상기한 주판들(12)의 양측에서, 상기한 스페이서판들(14)에 평행하게 상기한 주판들(12)에 결합 고정되는 두 개의 말단판들(16)들 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장랙.
제 2항에 있어서, 상기한 스페이서판들(14)에 평행하면서, 상기한 주판들(12)의 두 개의 대향하는 모서리들에 형성된 탭들(tabs: 26)이 상기한 말단판(16)에서 절단된 슬롯들(slots: 24)에 끼워지는 것을 특징으로 하는 저장랙.
제 2항 및 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기한 주판들(12), 상기한 스페이서판들(14), 상기한 말단판들(16) 및 상기한 베이스판(18)이 실질적으로 평평함을 특징으로 하는 저장랙.
제 1항 내지 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기한 구조는 소정의 높이와 측(side)들로 이루어진 직사각형의 평행육면체를 형성하며, 상기한 각 주판(12)은 상기한 평행육면체와 동일한 높이를 가지고 측들 중의 하나의 측과 치수가 동일한 직사각형 형상이고, 상기한 각 스페이서판(14)은 상기한 평행육면체와 동일한 높이를 가지고 상기한 일정한 간격을 갖는 직사각형 형상이며, 상기한 베이스판(18)은 상기한 평행육면체의 측들과 치수가 동일한 직사각형 형상임을 특징으로 하는 저장랙.
제 1항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기한 구조의 상기한 각 하우징(10) 내에서, 뉴트로페거스(neutrophagus) 재료로 구성된 적어도 두 개의 판들(28)은 상기한 주판들(12)과 상기한 스페이서판들(14)에 평행하게 배치되어, 뉴트로페거스 재료로 구성된 적어도 하나의 상기한 판(28)은 상기한 구조의 인접한 상기한 하우징들(10)의 각 쌍을 분할하는 것을 특징으로 하는 저장랙.
제 6항에 있어서, 뉴트로페거스 재료로 구성된 4개의 상기한 판들(28)은 적어도 몇 개의 상기한 하우징(10) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 저장랙.
제 7항에 있어서, 상기한 소정의 하우징(10) 내에 수납된 뉴트로페거스 재료로 구성된 4개의 상기한 판들(28)은 유지 시스템(retaining system: 30)에 의해 함께 결합되어, 이동가능한 뉴트로페거스 어셈블리를 형성하는 것을 특징으로 하는 저장랙.
제 8항에 있어서, 상기한 주판들(12)과 상기한 스페이서판들(14)이 상기한 구조의 높이 방향으로 직선으로 나아가는 웰트들(welts: 13, 15)을 포함하여, 이동가능한 뉴트로페거스 어셈블리가 각기 서로 다른 상기한 하우징(10) 내에 위치되는 경우에, 상기한 모든 하우징들(10)의 부분들이 실질적으로 동일함을 특징으로 하는 저장랙.
제 1항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기한 뉴트로페거스 재료의 두 개 미만의 상기한 판들(28)은 상기한 각 하우징(10) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 저장랙.
제 1 주판(12)를 성형공구(tooling)에 배치하는 단계;

상기한 제 1 주판(12)에 제 1열의 스페이서판들(14)을 차례대로 고정시켜 배치하는 단계;

상기한 제 1 주판(12)에 평행하고, 상기한 제 1열의 스페이서판들(14)에 고정되게 제 2 주판(14)를 배치하는 단계; 및

상기한 두 번째와 세 번째 과정을 반복하여, 상기한 스페이서판들(14) 및 상기한 주판들(12) 모두를 실장시키는 과정을 포함하는 저장랙의 제조공정으로서,

상기한 주판들(12)과 상기한 스페이서판들(14)들이, 상기한 주판들(12)의 소정 부분을 트랩시킴으로써, 상기한 주판들(12)에 형성된 연속적인 노치(20b, 20c)들의 사이에 상기한 스페이서판들(14)의 가장 긴 모서리들에서 서로 마주보게 형성되고 톱니들(22a)과 돌기들(34)을 구비한 홈들(30, 36)을 끼워 맞춤으로써 일어나는 기계적인 네스팅을 통해서 고정되는 것을 특징으로 하는 저장랙의 제조공정.