KR200269662Y1 - lips-type multi-purposed nuclear fuel assembly spacer grid - Google Patents

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KR200269662Y1
KR200269662Y1 KR2020010040175U KR20010040175U KR200269662Y1 KR 200269662 Y1 KR200269662 Y1 KR 200269662Y1 KR 2020010040175 U KR2020010040175 U KR 2020010040175U KR 20010040175 U KR20010040175 U KR 20010040175U KR 200269662 Y1 KR200269662 Y1 KR 200269662Y1
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김대호
송기남
전태현
윤경호
오동석
강흥석
정연호
김형규
인왕기
신창환
박경진
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한국원자력연구소
한국수력원자력 주식회사
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Abstract

본 고안은 원자로 내에 장입되는 핵연료봉을 지지하기 위한 지지격자체에 관한 것으로, 그 목적은 종래 기술의 지지격자체(7)와는 달리 연료봉(8)과 지지격자 스프링(16)이나 딤플(15)간의 접촉을 등각의 면접촉이 되도록 하여 접촉력을 분산시키고 이로인해 첨두응력의 크기를 감소하며, 연료봉(8)의 진동현상을 완화함으로써 연료봉의 프레팅 마모 발생 가능성을 감소시키고, 스프링의 탄성거동 허용범위를 넓게 하여 잔류 스프링력이 연료봉을 건전하게 지지하며, 유동혼합날개에 의해 압력손실을 최소화함과 동시에 유동간섭을 최소화하고 이로 인해 냉각성능을 향상시킬 수 있는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체를 제공하는 것이다.The present invention relates to a support grid for supporting nuclear fuel rods loaded in a reactor, the purpose of which is different from the prior art support grid (7) fuel rod 8 and the support grid spring 16 or dimple (15) Dispersing contact force by making the contact between the two sides conformal to each other, thereby reducing the magnitude of the peak stress, and reducing the possibility of fretting wear of the fuel rod by alleviating the vibration phenomenon of the fuel rod 8, allowing the spring elastic behavior Its wider range allows the remaining spring force to support the fuel rods soundly and provides a lip-type multi-purpose fuel support grid that minimizes the pressure loss due to the flow mixing wing and minimizes the flow interference, thereby improving the cooling performance. It is.

본 고안은 핵연료집합체(1)의 연료봉(8)을 지지하기 위하여 가로와 세로로 배열되고 중앙 개구부에 스프링이 형성되며, 상기 스프링의 상하부에 딤플이 형성된 복수의 지지격자판(12,13)으로 구성된 지지격자체(7) 있어서; 상기 지지격자판의 중앙개구부에 연료봉 방향으로 만곡을 이루고 돌출되고, 상/하부에 타원형상의 아치형 절개부가 형성되며, 격자판과 4점 연결/지지되어 면접촉되는 소금쟁이 스프링을 설치하고; 상기 소금쟁이 스프링 상/하부에 소금쟁이 스프링의 돌출방향과 반대되는 방향으로 돌출되어 만곡을 이루고, 상/하부에 타원형상의 아치형 절개부가 형성되며, 또다른 연료봉에 면접촉되는 장구형상의 딤플이 설치된 입술형 다목적 핵연료 지지격자체를 제공함에 있다.The present invention consists of a plurality of support grids 12, 13 arranged horizontally and vertically to support the fuel rods 8 of the nuclear fuel assembly 1, springs are formed in the central openings, and dimples formed on upper and lower portions of the springs. In the support grid 7; Curved and protruded in the direction of the fuel rod in the central opening of the support grid plate, and an elliptical arcuate incision is formed in the upper / lower side, and a salt-tight spring is connected to the grid plate and supported and supported by four points; Upper and lower portions of the salty springs protrude in a direction opposite to the protruding direction of the salty springs to form a curvature, and an elliptical arcuate incision is formed on the upper and lower portions, and an lip shape having an janggu shape dimple installed in contact with another fuel rod is installed. To provide a multipurpose fuel support grid.

Description

입술형 다목적 핵연료 지지격자체 {lips-type multi-purposed nuclear fuel assembly spacer grid}Lips-type multi-purposed nuclear fuel assembly spacer grid}

본 고안은 원자로 내에 장입되는 핵연료봉을 지지하기 위한 지지격자체에 관한 것으로, 연료봉(8)과 지지격자 스프링의 접촉면이 등각의 굴곡면으로 기존의 격자체 스프링보다 넓은 면적이 접촉되어 안정된 지지건전성 유지와 구조상 스프링에 받는 부하를 격자면 전체에 받을 수 있도록 되어 있으며, 지지격자체 상부에 냉각수의 유체 접촉면적을 증가시킨 유동혼합날개가 부착되었고, 격자체 구조형상을 이용한 냉각수내의 이물질을 여과할 수 있는 기능을 가진 입술모양의 다목적 지지격자체에 관한 것이다.The present invention relates to a support grid for supporting nuclear fuel rods charged in a nuclear reactor, wherein the contact surface of the fuel rod 8 and the support grid spring is conformal curved surface, so that a larger area is contacted than the existing grid spring, so that the support integrity is stable. Due to the maintenance and structure, the load applied to the spring can be applied to the entire lattice surface. A flow mixing wing which has increased the fluid contact area of the coolant is attached to the upper part of the support grid, and foreign substances in the coolant using the lattice structure can be filtered. The present invention relates to a multipurpose support grid shaped like a lip with the ability to function.

도 1에서 일반적인 핵연료집합체를 개략적으로 도시하고 있다.1 schematically illustrates a typical fuel assembly.

핵연료집합체 지지격자체의 역할은 각 격자에 있는 연료봉이 등간격으로 정해진 위치를 이탈하지 않도록 스프링 및 딤플이 연료봉(8) 및 안내관(5)을 지지하고 외부충격 등에 의한 변형이 발생하지 않도록 일정한 간격을 유지시켜 냉각수의 유로를 확보함으로서 노심의 냉각기능을 유지하는 기능을 갖고 있으며, 격자체 상단에 유동혼합날개를 부착하여 원자로 내의 냉각수 유체혼합 기능을 추가할 수 있고, 격자체의 구조적인 형상을 이용하여 이물질 여과기능이 가능하도록 그 기능을 부가할 수 있다. 이러한 기능들은 고연소도 및 무결함 핵연료 개발에 이용되고 있다. 고연소도 핵연료를 개발하기 위해서는 핵연료의 열적 성능을 제고하여야 하며, 일차적으로 고려하는 것이 연료봉 주변을 흐르는 원자로 냉각수의 흐름을 개선하는 방법이다. 이를 위하여 지지격자체의 형상 변경이 주로 이루어지고 있는데, 예로써 혼합날개의 부착 및 이의 설계 변경 또는 유로 채널의 효율적인 구성 등을 들 수 있다. 그러나 이러한 열적 성능의 제고를 위한 방법은 연료봉 주변 냉각수의 흐름을 더욱 큰 난류 흐름이 되도록 하는 것을 토대로 하고 있는 것이 대부분이며, 이는 연료봉 주변의 냉각수 흐름의 난류화로 인하여 연료봉이 진동할 수 있는, 즉 연료봉의 유체유발 진동의 원인이 된다. 연료봉의 유체유발 진동은 연료봉이 지지격자 스프링 또는 딤플과의 접촉면에서 서로 상대운동(미끄러짐)을 하게 하는 요인이 되고 이로부터 연료봉의 접촉면에 국부적인 마모가 발생하여 연료봉이 점진적으로 손상되는 "핵연료봉 프레팅 손상"을 일으키게 한다.The role of the nuclear fuel assembly support grid is constant so that the springs and dimples support the fuel rods 8 and the guide tube 5 so that the fuel rods in each lattice do not deviate from the predetermined positions at equal intervals. It maintains the cooling water flow path by maintaining the gap and maintains the cooling function of the core.It is possible to add the cooling water fluid mixing function in the reactor by attaching the flow mixing wing at the top of the lattice, and the structural shape of the lattice. Using this function can be added to enable the foreign matter filtration function. These features are being used to develop high-burning and flawless fuels. In order to develop high-combustion fuel, the thermal performance of the fuel must be improved, and the first consideration is to improve the flow of reactor coolant flowing around the fuel rod. To this end, the shape of the support grid itself is mainly changed, for example, the attachment of the mixing blade and the design change thereof or the efficient configuration of the flow channel. However, most of the methods for improving the thermal performance are based on making the flow of coolant around the fuel rod to be a more turbulent flow, which can cause the fuel rod to vibrate due to the turbulence of the coolant flow around the fuel rod. This can cause vibration of the fluid. Fluid-induced vibration of the fuel rod causes the fuel rods to move relative to each other (slip) at the contact surface of the support grid springs or dimples, from which local wear occurs on the contact surface of the fuel rod, causing the fuel rod to be progressively damaged. Causing fretting damage ".

지지격자의 스프링은 노심 내에서 장기간의 중성자 조사를 받으면 재료의 성질이 변화되어 스프링의 탄성력이 점진적으로 상실되게 된다. 이러한 결과는 연료봉(8)의 지지력 감소를 가져와 연료봉이 진동하게 되는 원인을 제공하게 된다. 이와 같은 진동은 연료봉(8)과 격자판의 연료봉 지지요소와의 접촉부위에서 연료봉의 프레팅(fretting) 마모손상을 유발하는데, 지금까지 이러한 요인으로 연료봉(8)이 천공되어 방사능 물질이 누출되었다는 사고가 여러 차례 보고된 적이 있었다. 이러한 연료봉의 프레팅 마모손상과 관련해 기하학적 측면에서의 중요한 요인은 접촉물질 상호간의 접촉형상인 것으로 알려지고 있다. 종래의 연료봉(8)과 스프링 또는 연료봉(8)과 딤플은 주로 점접촉 또는 선접촉을 하게 되는 형상을 가지고 있는데 프레팅 마모 관점에서 볼 때 선접촉 형상이 점접촉 형상보다 상대적으로 진동 억제성 및 마모 저항성이 큰 것으로 알려져 있다. 이것은 스프링 탄성력이 일정할 때 접촉면적이 증가하면 접촉압력의 첨두치가 감소하게 되어 연료봉(8)의 프레팅 마모손상을 억제하기 때문이다. 또한 초기의 스프링력을 설정할 때 중성자 조사에 의한 재료 성질변경을 고려하여 스프링 설계에 반영하여야 한다. 스프링력이 너무 작을 경우 연료봉의 지지건전성을 상실할 가능성이 있으며, 너무 클 경우는 연료봉을 지지격자체로 삽입할 때 과도한 마찰저항력으로 인하여 연료봉의 표면에 긁힘과 같은 흠이 발생할 수 있고, 원자로 운전중에 중성자 조사에 의한 연료봉의 길이방향성장을 적절히 수용할 수 없어서 연료봉이 휘게 되는 휨현상을 유발시킬 수 있다. 지지격자체(7)의 스프링과 딤플은 적정한 힘을 유지해야만 연료봉의 지지건전성을 확보할 수 있다.The spring of the support grid undergoes prolonged neutron irradiation in the core, which results in a change of material properties and a gradual loss of the spring's elastic force. This result brings about a reduction in the bearing capacity of the fuel rod 8 and provides a cause for the fuel rod to vibrate. Such vibrations cause fretting wear damage of the fuel rods at the contact points between the fuel rods 8 and the fuel rod support elements of the lattice plate. Until now, such an accident has caused the fuel rods 8 to be punctured to leak radioactive materials. It has been reported several times. It is known that an important factor in terms of geometrical fretting wear damage of the fuel rod is the contact shape of the contact materials. Conventional fuel rods 8 and springs or fuel rods 8 and dimples have a shape that is mainly in point contact or line contact. In terms of fretting wear, the line contact shape is relatively more resistant to vibration than the point contact shape. It is known to have high abrasion resistance. This is because if the contact area is increased when the spring elastic force is constant, the peak value of the contact pressure is reduced to suppress fretting wear damage of the fuel rod 8. In addition, when setting the initial spring force, the material property change by neutron irradiation should be considered and reflected in the spring design. If the spring force is too small, it is possible to lose the support rod's integrity. If the spring force is too high, it may cause scratches on the fuel rod's surface due to excessive frictional resistance when the fuel rod is inserted into the support grid. Longitudinal growth of fuel rods due to neutron irradiation may not be adequately accommodated, which may cause bending of the fuel rods. The springs and dimples of the support grid 7 must maintain the proper force to ensure the support integrity of the fuel rods.

한편, 노심내에서 연료봉(8)들은 불균일한 출력분포를 갖고 있는데 이로 인해 냉각수의 온도가 고온 연료봉(8) 주변에서는 증가하며 어떤 요인으로 연료봉 표면에서 국부적인 기포발생이 심해져 연료봉 표면을 덮게 되면 열전달 효율이 급격히 저하된다. 이러한 현상이 발생하면 가열면의 온도급등이 야기되어 연료봉(8) 또는 연료봉안의 우라늄 소결체(11)의 온도가 용융점까지도 도달할 수 있게 된다. 따라서, 지지격자체(7)의 또다른 기능으로서 도 3에 도시된 바와 같은 핵연료집합체(1)의 연료봉 주위를 흐르는 냉각수를 강제적으로 혼합시킴으로써 온도를 균일화시키고 연료봉(8) 표면의 열전달 성능을 향상시켜 핵비등이탈 현상을 억제하여 충분한 여유를 갖고 원자로를 안전하게 운전할 수 있도록 해주는 역할도 한다. 이를 위해 지지격자체(7)에 연료봉(8) 지지장치 외에 일반적으로 열전달 성능 향상을 위한 유동혼합장치를 부착하기도 한다. 유동혼합 방식으로 종래의 일반적인 것은 냉각수가 지지격자를 지날 때 강한 와류를 발생시킴으로써 수로간의 유동 혼합을 통한 온도 균일화를 촉진하는 방법이 있으며, 강제 회전유동을 일으켜 유동구조 수로내의 냉각수가 회전되면서 원심력에 의해 밀도가 큰 액체는 연료봉(8) 표면쪽으로 보내지고 밀도가 작은 기포는 유동의 회전 중심쪽으로 모이도록 하여 기포층에 의한 열전달 감소를 막아 연료봉(8)의 냉각성능을 향상시키도록 하는 방법 등이 있다. 이와 같은 회전유동혼합은 지지격자체(7)를 지나면서 와류혼합에 비해 상대적으로 서서히 감쇄되어가는 것으로 알려지고 있으며, 최근의 지지격자들은 이러한 회전유동의 발생에 초점을 두고 개발되고 있다. 과도한 유동혼합장치의 부착으로 인해 압력손실 문제가 대두되는데, 이러한 압력손실 증가는 펌프에 부하를 가중시켜 원자로에서 흐르는 냉각수의 유량을 감소시키는 문제를 발생시킨다. 따라서 유동혼합장치를 부착할 경우는 동일한 투영 면적에서 압력손실을 최소화하는 설계가 반드시 이루어져야 한다.On the other hand, fuel rods 8 have a non-uniform output distribution in the core, which causes the temperature of the coolant to increase around the high temperature fuel rods 8, causing local bubbles to develop on the fuel rod surface and causing heat transfer. The efficiency is sharply lowered. When this phenomenon occurs, the temperature rise of the heating surface is caused, so that the temperature of the fuel rod 8 or the uranium sintered body 11 in the fuel rod can reach the melting point. Therefore, as another function of the support grid 7, by forcibly mixing the cooling water flowing around the fuel rod of the nuclear fuel assembly 1 as shown in FIG. 3, the temperature is uniformed and the heat transfer performance of the surface of the fuel rod 8 is improved. It also plays a role of restraining nuclear boiling deviations so that the reactor can be operated safely with sufficient margin. To this end, in addition to the fuel rod 8 support device, a flow mixing device for improving heat transfer performance is also attached to the support grid 7. In general, the flow mixing method is a method of promoting temperature uniformity through flow mixing between channels by generating a strong vortex when the cooling water passes through the support grid.It causes forced rotational flow, causing the cooling water in the flow structure channel to rotate to the centrifugal force. As a result, a liquid having a high density is directed toward the surface of the fuel rod 8 and a small density of bubbles are collected toward the rotational center of the flow to prevent a decrease in heat transfer by the bubble layer to improve the cooling performance of the fuel rod 8. have. Such rotational flow mixing is known to gradually attenuate relatively slowly compared to the vortex mixing while passing through the support grid 7, and recent support grids have been developed with a focus on the occurrence of such rotational flow. The pressure loss problem is caused by the excessive attachment of the flow mixer, which increases the load on the pump, which reduces the flow rate of the cooling water flowing in the reactor. Therefore, in the case of attaching the fluid mixing apparatus, the design must minimize the pressure loss in the same projected area.

최근 이물질에 의한 핵연료 손상을 방지하기 위해 이물질 여과 장치를 핵연료집합체에 장착하고 있다. 원자로 노심내에 작은 볼트나 철사 등의 이물질이 빠른 유속의 냉각수와 함께 움직이면서 연료봉을 손상시키게 되는데 이를 방지하기 위해 주로 하단고정체(3)의 유로판에 여과장치를 부착하는 경우와 여과기능이 있는 지지격자체(7)를 별도로 최하단에 설치하는 방법을 사용한다. 지지격자체(7)를 이용한 이물질 여과장치는 스프링력이나 딤플의 기능보다는 유동의 간섭을 최소화하고 이물질이 격자체내에 포획될 수 있도록 설계하고 있다.Recently, in order to prevent nuclear fuel damage caused by foreign materials, foreign material filtering devices are installed in the fuel assembly. Foreign materials such as small bolts and wires in the core of the reactor move with the coolant at a high flow rate to damage the fuel rods. To prevent this, the filtration device is mainly attached to the flow path plate of the lower fixing body (3), and the filtration function is supported. The lattice 7 is separately installed at the bottom. The foreign matter filtration device using the support grid 7 is designed to minimize the interference of the flow rather than the function of the spring force or dimple and to trap the foreign matter in the lattice.

고연소도로 인해 핵연료의 사용기간이 연장되면서 지지격자에 대한 중성자 조사량이 증가하게 되는데 이는 재료의 성질변화로 인한 스프링력의 감소 문제가 더욱 중요하게 되므로 프레팅 마모손상 관점에서의 무결함 연료를 위해서는 연료봉 진동억제를 위한 스프링력의 보완 메카니즘이 절실하다. 고연소도의 경우 핵연료 농축도의 증가가 수반될 수 있고, 이는 일부의 연료봉(8)에서 평균 연료봉의 출력보다 출력이 상당히 커지는 출력첨두의 현상을 심화시켜 연료봉 표면에서 심각한 비등발생을 일으키므로 열전달률이 급격히 나빠지는 경우가 발생될 가능성이 높아진다. 따라서 종래의 지지격자보다 냉각성능이 우수한 지지격자의 개발이 요구된다. 또한, 압력손실 등의 기술적 측면과 제조성 측면을 고려한 이물질에 의한 연료봉 손상 방지장치가 필요하다.Due to the high fuel consumption, the neutron dose to the support grid increases as the service life of the nuclear fuel increases, which is more important for the reduction of spring force due to the change of material properties. Complementary mechanism of spring force for fuel rod vibration suppression is urgent. In the case of high combustion, it may be accompanied by an increase in the fuel concentration, which intensifies the phenomenon of the power peak that the output is considerably larger than the average fuel rod output in some fuel rods 8, causing severe boiling on the fuel rod surface. This sudden worsening is likely to occur. Therefore, it is required to develop a support grid having better cooling performance than the conventional support grid. In addition, there is a need for a fuel rod damage prevention device due to foreign matter in consideration of technical aspects such as pressure loss and manufacturability.

상기한 바와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로,In consideration of the problems described above,

본 고안의 목적은 종래 기술의 지지격자체(7)와는 달리 연료봉(8)과 지지격자 격자스프링(16)이나 딤플(15)간의 접촉을 등각의 면접촉이 되도록 하여 접촉력을 분산시켜 진동에 따른 연료봉의 프레팅 마모 발생 가능성을 감소시키고 스프링의 탄성거동 허용범위를 넓게 하여 잔류 스프링력이 연료봉을 건전하게 지지하도록 하는 지지격자체를 제공하는 것이다.The object of the present invention, unlike the support grid 7 of the prior art, the contact between the fuel rod 8 and the support grid lattice spring 16 or dimple (15) to make a conformal surface contact to distribute the contact force according to the vibration It is to provide a support grid to reduce the possibility of fretting wear of the fuel rods and to widen the elastic behavior tolerance of the springs so that the remaining spring force supports the fuel rods in a sound manner.

또한, 본 고안의 또다른 목적은 스프링에 받는 부하를 상하 또는 좌우로만 받던 것을 사방으로 분산되도록 하여 접촉면에서 첨두응력의 크기를 감소시키며, 연료봉(8)에 작용하는 임의의 방향으로부터의 힘 또는 압력장의 변화에도 연료봉을 안정적으로 지지하며, 딤플의 일측 상부에 연장되도록 유동혼합날개를 형성하여 냉각수의 과도한 와류 및 강제 회전유동을 발생시키기 위해 부착되는 유동 혼합날개로 인한 압력 손실을 최소화하고 유동간섭을 최소화하며, 상기 유동혼합날개에 스푼형태의 굴곡을 주고, 기존의 날개보다 2배정도 크기를 이용하여 냉각수가 날개에 부딪치는 접촉면적을 최대화함으로서 유동혼합을 최대화하고 날개의 각도를 조절하고 날개의 수를 기존의 유동혼합날개가 부착된 지지격자체의 절반으로 줄여 압력손실을 최소화함으로서 냉각성능을 증가시키며, 딤플과 스프링이 아치형 절개부를 구비하도록 하여 냉각수의 측면 유로를 확보함으로써 이물질이 딤플과 스프링에 포획이 가능하게 하여 이물질에 의한 핵연료 손상을 최소화하는 지지격자체를 제공하는것이다.Further, another object of the present invention is to reduce the magnitude of the peak stress at the contact surface by allowing the load received by the spring to be distributed in all directions only up and down or right and left, and force or pressure from any direction acting on the fuel rod 8. It supports the fuel rod stably even in the change of the field, and forms the flow mixing wing to extend on one side of the dimple to minimize the pressure loss due to the flow mixing wing attached to generate excessive vortex and forced rotational flow of the coolant and to minimize the flow interference. Minimize the flow mixing wing by giving a spoon-like bend and maximizing the contact area where the coolant hits the wing by using twice the size of the existing wing. Pressure is reduced to half of the supporting grid with the existing mixing blade As a result, the dimples and springs have arcuate incisions to secure the side flow path of the coolant to allow foreign substances to be trapped in the dimples and springs, thereby providing a support grid that minimizes nuclear fuel damage caused by foreign substances. .

도 1은 일반적인 핵연료집합체의 개략적 사시도.1 is a schematic perspective view of a typical fuel assembly.

도 2는 본 고안에 따른 지지격자체를 도시한 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a support grid according to the present invention.

도 3은 본 고안에 따른 지지격자체를 구성하는 가로 격자판과 세로격자판을 도시한 입면도.3 is an elevation view showing a horizontal lattice board and a vertical lattice board constituting the support grid body according to the present invention.

도 4는 본 고안에 따른 지지격자체를 도시한 평면도 및 저면도.Figure 4 is a plan view and a bottom view showing a support grid according to the present invention.

도 5는 본 고안에 따른 단위격자판을 도시한 정면도.Figure 5 is a front view showing a unit grid according to the present invention.

도 6은 본 고안에 따른 소금쟁이형 스프링을 도시한 정면도 사시도 및 평단면도.Figure 6 is a front view perspective view and a planar cross-sectional view showing a salt drunk type spring according to the present invention.

도 7은 본 고안에 따른 유동혼합날개가 결합된 상부 딤플을 도시한 정면도, 평면도 및 좌/우 측면도.Figure 7 is a front view, a top view and a left and right side view showing the upper dimple coupled to the mixing blade according to the present invention.

도 8은 본 고안에 따른 하부 딤플을 도시한 정면도 및 저면도.8 is a front view and a bottom view showing a lower dimple according to the present invention.

도 9는 본 고안에 따른 지지격자체의 단위셀과 교차격자를 도시한 사시도 및 평면도.9 is a perspective view and a plan view showing a unit cell and a cross grid of the support grid body according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 핵연료집합체 8 : 연료봉(fuel rod)1 nuclear fuel assembly 8 fuel rod

12,13 : 가로,세로격자판(strap) 14 : 유동혼합날개12,13: horizontal and vertical lattice plate (strap) 14: floating mixing wing

15 : 상부 딤플 16 : 스프링15: upper dimple 16: spring

17 : 하부 딤플 18 : 단위셀17: lower dimple 18: unit cell

20 : 딤플 굴곡부 21 : 딤플연장부20: dimple bend 21: dimple extension

23 : 등각굴곡부 24 : 스프링 절곡부23: conformal bend 24: spring bend

25 : 가로지지보 28 : 스프링 다리25: horizontal support beam 28: spring legs

29 : 창따기부 35 : 슬릿29: picking part 35: slit

36,37: 좌우연장부 40 : 세로지지보36,37: left and right extension part 40: longitudinal support beam

45 : 단위격자판 50: 지지격자체45: unit grid 50: support grid

이를 실현하기 위한 본 고안은,The present invention for realizing this,

다수의 핵연료봉으로 구성되는 핵연료봉 집합체를 지지하기 위해, 각각 다수의 단위격자판이 병렬로 연결되어 형성되며 각 단위격자판간의 연결부에는 상부 또는 하부로부터 절개된 소정길이의 슬릿이 형성되는 가로 및 세로격자판을 종횡으로 교차하도록 배열하여, 핵연료봉이 각각 하나씩 장입되어 위치하도록 하는 다수의 단위셀을 형성하는 지지격자체에 있어서,In order to support a nuclear fuel rod assembly composed of a plurality of nuclear fuel rods, a plurality of unit grids are formed in parallel to each other, and horizontal and vertical grids in which a slit of a predetermined length cut from an upper or lower portion is formed at a connection portion between each unit grid. In the supporting lattice itself, arranged so as to intersect longitudinally and horizontally, to form a plurality of unit cells in which each of the nuclear fuel rods is charged and positioned,

상기 가로 및 세로 격자판을 구성하는 단위격자판은, 축방향으로 소정의 폭을 두고 평행하게 배열되는 두개의 세로지지보와, 상기 세로지지보의 각단에서 동일한 거리의 위치에 수평으로 각각 연장되어 상기 두 세로지지보를 연결하고 중앙에 직사각형으로 개구부를 형성하는 가로지지보를 포함한 구성의 지지부와;The unit grids constituting the horizontal and vertical lattice plates include two longitudinal supports arranged in parallel with a predetermined width in the axial direction, and horizontally extending at the same distance from each end of the longitudinal supports, respectively. A supporting part including a horizontal support for connecting the vertical support and forming an opening in a rectangle at the center thereof;

상기 개구부 위치에 결합되는 것으로, 폭방향으로 연료봉의 외주면과 면접촉되도록 하는 곡률로 소정의 폭만큼 만곡되며 축방향으로 길게 형성되는 등각굴곡부와, 상기 등각굴곡부의 양측단을 경계로 각각 반대방향으로 절곡되어 소정의 폭만큼 연장되는 좌/우연장부와, 상기 좌연장부의 좌측단 및 우연장부의 우측단 각각의 상단 및 하단에서 측상방 및 측하방으로 더 연장되는 4개의 스프링 다리를 포함하여 구성되어, 상기 개구부의 양측절개선 각각의 상단부 및 하단부에 상기 스프링 다리가 각각 연결되어 결합되어 일측으로 돌출되는 소금쟁이형 스프링과;Is coupled to the opening position, the curvature to be in contact with the outer circumferential surface of the fuel rod in the width direction to be curved by a predetermined width and is formed long in the axial direction, respectively in the opposite direction on the boundary between both ends of the conformal bend A left / right extension portion that is bent and extended by a predetermined width, and four spring legs further extending laterally and laterally from the upper and lower ends of the left end of the left extension and the right end of the right extension, respectively; The salt brim type springs are connected to each of the upper and lower ends of each of the side incision lines of the opening and coupled to each other to protrude to one side;

상기 소금쟁이형 스프링 상/하부에 각각 결합되는 것으로, 폭방향으로 중앙에 연료봉의 외주면과 면접촉하도록 하는 곡률로 소정의 폭만큼 만곡 형성되는 딤플굴곡부와, 상기 딤플굴곡부의 양측단을 경계로 각각 반대방향으로 절곡 연장되는 좌/우 딤플연장부를 포함하여 구성되며, 상단 및 하단 절개선이 아치형을 이루도록 구비되어, 상기 소금쟁이형 스프링의 돌출방향과 반대되는 방향으로 돌출되는 상부 및 하부 딤플을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체를 제공한다.It is coupled to each of the upper and lower portions of the salt-damp spring, the dimple bent portion is formed curved by a predetermined width at the curvature so as to be in surface contact with the outer peripheral surface of the fuel rod in the center in the width direction, respectively opposite the boundary between the both ends of the dimple bent portion It is configured to include a left / right dimple extension extending in the direction, the upper and lower incisions are formed to form an arc, including the upper and lower dimples protruding in a direction opposite to the protruding direction of the salt spring It provides a lip-type multi-purpose fuel support grid, characterized in that.

또한, 상기 단위격자판은 최상단에 위치하는 상부 딤플의 일측 딤플연장부 상단에서 상부로 더 연장되는 유동혼합날개를 더 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the unit grid may be further provided with a flow mixing wing extending further from the upper end of one side dimple extension of the upper dimple located at the top end.

이하, 본 고안에 따른 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 고안에 따른 지지격자체를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 지지격자체를 구성하는 가로 격자판과 세로격자판을 도시한 입면도이며, 도 4는 본 고안에 따른 지지격자체를 도시한 평면도 및 저면도이고, 도 5는 본 고안에 따른 단위격자판을 도시한 정면도이다.Figure 2 is a perspective view showing a support grid according to the present invention, Figure 3 is an elevation view showing a horizontal grid and a vertical grid constituting the support grid according to the present invention, Figure 4 is a support grid according to the present invention 5 is a plan view and a bottom view, and FIG. 5 is a front view showing a unit grid according to the present invention.

도 6은 본 고안에 따른 소금쟁이형 스프링을 도시한 정면도 사시도 및 평단면도이고, 도 7은 본 고안에 따른 유동혼합날개가 결합된 상부 딤플을 도시한 정면도, 평면도 및 좌/우 측면도이며, 도 8은 본 고안에 따른 하부 딤플을 도시한 정면도 및 저면도이고, 도 9는 본 고안에 따른 지지격자체의 단위셀과 교차격자를 도시한 사시도 및 평면도이다.6 is a front view perspective view and a planar cross-sectional view showing a salted spring according to the present invention, Figure 7 is a front view, a plan view and a left / right side view showing the upper dimple coupled to the flow mixing wing according to the present invention, 8 is a front view and a bottom view showing a lower dimple according to the present invention, and FIG. 9 is a perspective view and a plan view showing a unit cell and a cross grid of a support grid body according to the present invention.

본 고안에 따른 지지격자체(50)는 연료봉(8)이 등간격으로 정해진 위치를 이탈하지 않도록 지지하기 위하여, 도 3에 도시한 바와 같이 각각 소금쟁이형 스프링(16)과 상부 및 하부 딤플(15)(17)을 구비하는 단위격자판(45)이 다수개 병렬로 연결되어 형성되며, 각 단위격자판(45) 간의 연결부에는 상부 또는 하부로부터 절개된 소정길이의 슬릿(35)이 형성되는 가로 및 세로 격자판(12)(13)을 종횡으로 직교하도록 배열하여, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 내부에 다수의 정방형 단위셀을 형성하도록 하고, 상기 단위셀 내부에 핵연료봉(8)이 각각 하나씩 장입되어 위치하도록 구성된다.The support grid 50 according to the present invention, in order to support the fuel rod 8 so as not to deviate from a predetermined position at equal intervals, as shown in FIG. 3, respectively, the sprinkler type spring 16 and the upper and lower dimples 15. The unit grid plate 45 having a plurality of units 17 is connected to each other in parallel, and the connecting portions between the unit grid plates 45 are horizontally and vertically formed with slits 35 having a predetermined length cut from an upper portion or a lower portion. The lattice plates 12 and 13 are arranged to be perpendicular to each other vertically and horizontally to form a plurality of square unit cells therein, as shown in FIGS. 2 and 4, and one nuclear fuel rod 8 in each of the unit cells. It is configured to be loaded and positioned.

도 5 내지 도7에 도시한 바와 같이, 상기 가로 및 세로 격자판(12)(13)을 구성하는 본 고안에 따른 단위격자판(45)은 크게 뼈대 역할의 지지부와, 이 지지부의 중앙에 형성된 개구부에 위치하는 소금쟁이형 스프링(16)과, 상기 지지부의 상/하단부 즉 소금쟁이형 스프링(16)의 상하부에 각각 위치하도록 결합되는 상부 및 하부 딤플(15)(17)과, 상기 상부 딤플(15)의 상부절개선 일측에서 상방으로 더 연장되는 유동혼합날개(14)를 포함하여 이루어진다.5 to 7, the unit grid 45 according to the present invention constituting the horizontal and vertical gratings 12 and 13 is largely provided in a support part serving as a skeleton and an opening formed in the center of the support part. The upper and lower dimples (15) and (17) coupled to the upper and lower portions of the salted spring 16, the upper and lower ends of the support, that is, the salted spring 16, respectively, It comprises a flow mixing wing 14 extending further upward from one side of the upper incision line.

참고로, 상기 소금쟁이형 스프링(16)은, 곤충류에 속하며 6개의 다리 중에서 길이가 짧은 앞다리를 제외한 4개의 다리가 몸체를 중심으로 좌우 전후방으로 길게 뻗은 형태적 특징을 가지는 소금쟁이와 형태적 유사성을 가짐에 따라 소금쟁이형 스프링으로 정의하였다.For reference, the salt-like spring (16), belonging to the insects and has a morphological similarity with the salt worms having a morphological feature of four legs, except for the fore short legs of the six legs extending long left and right around the body According to the definition of salt spring.

상기 지지부는 축방향으로 소정의 폭을 두고 평행하게 배열되는 두개의 세로지지보(40)와, 상기 세로지지보(40)의 상하 각단에서 동일한 거리의 위치에서 수평으로 각각 연장되어 상기 두 세로지지보(40)를 연결하고 중앙에 직사각형의 개구부를 형성하는 가로지지보(25)를 포함하여 구성된다. 또한 상기 지지부에 형성되는 개구부의 상하 위치에는 각각 상부/하부로 개방된 상/하 개방부가 형성된다.The support portion has two longitudinal supports 40 arranged in parallel with a predetermined width in the axial direction, and extends horizontally at positions of the same distance from the upper and lower ends of the vertical support 40, respectively, so that the two vertical supports are supported. It comprises a horizontal support beam 25 for connecting the beam 40 and forming a rectangular opening in the center. In addition, in the upper and lower positions of the opening formed in the support portion, the upper and lower openings which are opened to the upper and lower portions are formed.

상기 소금쟁이형 스프링(16)은 상기 지지부의 중앙에 형성되는 개구부 위치에 결합되는 것으로, 폭방향으로 연료봉의 외주면과 면접촉되도록 하는 곡률로 소정의 폭만큼 만곡되며 축방향으로 길게 형성되는 등각굴곡부(23)와, 이 등각굴곡부(23)의 양측단을 경계로 각각 반대방향으로 절곡되어 소정의 폭만큼 연장되는 좌/우연장부(36)(37)와, 상기 좌연장부(36)의 좌측단 및 우연장부(37)의 우측단 각각의 상단 및 하단에서 측상방 및 측하방으로 더 연장되는 4개의 스프링 다리(28)를 포함하여 구성된다. 4개로 구비되는 상기 스프링 다리(28)가 각각 상기 개구부의 양측방절개선의 최상단 및 최하단에 연결되어 소금쟁이형 스프링(28)이 지지부와 결합하게 되고, 이에 따라 4점 지지구조를 갖게 되며, 상기 지지부의 면을 기준으로 일측방으로 돌출하게 된다.The salted spring 16 is coupled to the opening position formed in the center of the support, the curvature to be in contact with the outer circumferential surface of the fuel rod in the width direction to be curved by a predetermined width and is formed in an axial direction long ( 23) left and right extension parts 36 and 37, which are bent in opposite directions, respectively, on both sides of the conformal bend part 23, extending by a predetermined width, and left ends of the left extension parts 36 and It is configured to include four spring legs 28 that extend further in the upper side and the lower side at the upper and lower ends of the right end of the right extension portion 37, respectively. Four spring legs 28 provided with four are respectively connected to the uppermost and the lowermost ends of both side cutting lines of the opening so that the salted spring 28 is combined with the support, thereby having a four-point support structure. Protrude to one side based on the surface of the.

상기 상부 및 하부 딤플(15)(17)은 상기 소금쟁이형 스프링(16) 상/하부 위치에 각각 결합되는 것으로, 폭방향으로 중앙에 연료봉(8)의 외주면과 면접촉하도록 하는 곡률로 소정의 폭만큼 만곡 형성되는 딤플굴곡부(20)와, 상기 딤플굴곡부(20)의 양측단을 경계로 각각 반대방향으로 절곡 연장되는 좌/우 딤플연장부(21)를 포함하여 구성된다.The upper and lower dimples 15 and 17 are respectively coupled to the upper / lower positions of the salted spring 16 and have a predetermined width at a curvature to be in surface contact with the outer circumferential surface of the fuel rod 8 at the center in the width direction. It is configured to include a dimple bent portion 20 is formed as much as bent, and the left and right dimple extension portion 21 is bent in the opposite direction, respectively, bordering both ends of the dimple bent portion 20.

상기 상부 및 하부 딤플(15)(17)은 각각의 상단 및 하단 절개선의 정면형상이 아치형을 이루도록 구비되며, 상기 소금쟁이형 스프링(16)의 돌출방향과 반대되는 방향으로 돌출하게 된다.The upper and lower dimples 15 and 17 are provided such that the front shape of each of the upper and lower incisions forms an arc, and protrudes in a direction opposite to the protruding direction of the salted spring 16.

상기 소금쟁이형 스프링(16)의 등각굴곡부(23)의 곡률은 연료봉과 정확한 면접촉을 유도하여 연료봉의 진동 및 외부충격에 지지건전성이 유지되도록 하기 위하여 연료봉의 곡률보다 미세하게 큰 정도로 형성된다. 즉, 연료봉이 장입되기 전의 등각굴곡부(23)의 곡률은 연료봉(8)보다 미세하게 조금 크지만 실제 연료봉(8)이 장입되면 스프링 면이 눌려 연료봉과 곡률반경이 일치하게 된다.The curvature of the conformal bend 23 of the salted spring 16 is formed to a degree slightly finer than the curvature of the fuel rod in order to induce accurate surface contact with the fuel rod to maintain the support integrity to the vibration and external impact of the fuel rod. That is, the curvature of the conformal bend 23 before the fuel rod is charged is slightly larger than that of the fuel rod 8, but when the actual fuel rod 8 is charged, the spring surface is pressed so that the fuel rod and the radius of curvature coincide.

상기 등각굴곡부(23)의 중심부에 축방향으로 길고 폭방향으로 좁은 창따기부(29)가 형성된다. 상기 창따기부(29)의 형성으로 연료봉 표면과 등각굴곡부(23) 사이에 미량이라도 유체가 고립됨으로써 국부적인 열전달 억제함에 의한 핵비등이탈이 일어나지 않도록 한다.In the center of the conformal bent portion 23 is formed a window picking portion 29 in the axial direction long and narrow in the width direction. Formation of the window pick-up section 29 prevents nuclear boiling escape due to local heat transfer suppression, even though a small amount of fluid is isolated between the fuel rod surface and the conformal bends 23.

상기 소금쟁이형 스프링(16)의 각 스프링 다리(28)에는 상기 좌/우연장부(36)(37)의 절곡방향과 반대방향으로 다시 절곡되는 절곡부(24)를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 절곡부(24)는 상기 지지부의 면을 기준으로 상기 등각굴곡부(23)의 돌출방향과 반대측으로 돌출하게 된다. 또한, 상기 상기 절곡부(24)의 굽힘각도를 조절함으로써 연료봉에 대한 지지력을 조절할 수 있다.Each spring leg 28 of the salted spring 16 may be provided with a bent portion 24 that is bent again in the opposite direction to the bending direction of the left and right extension parts 36 and 37. In this case, the bent portion 24 protrudes in a direction opposite to the protruding direction of the conformal bent portion 23 with respect to the surface of the support portion. In addition, by adjusting the bending angle of the bent portion 24 it is possible to adjust the bearing force for the fuel rods.

상기 소금쟁이형 스프링(16)의 상단 절개선 및 하단 절개선, 즉 등각굴곡부(23)와 좌/우연장부(36)(37) 및 상부 양측에서 연장되는 두 스프링다리(28)의 연결된 상단 절개선과, 등각굴곡부(23)와 좌/우연장부(36)(37)및 하부 양측에서 연장되는 두 스프링 다리(28)의 연결된 하단절개선의 정면형상이 상호 대칭의 아치형으로 각각 형성된다. 다시 말해, 상단 절개선은 위로 오목하고, 하단 절개선은 아래로 오목한 아치형으로 형성된다.The upper incision line and the lower incision line of the salty spring 16, that is, the upper incision line of the conformal bend 23 and the left / right extension portion 36, 37 and the two spring legs 28 extending from both sides and The front shape of the concave bend 23 and the left / right extension parts 36 and 37 and the lower cut line connected to the two spring legs 28 extending from both lower sides are respectively formed in an arcuate shape of mutual symmetry. In other words, the upper incision is concave up and the lower incision is formed into an arcuate concave down.

상기와 같이 형성됨에 따라, 도 4b에 도시된 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이, 소금쟁이형 스프링(16)은 평단면 형상은 아랫입술 모양으로 형성되고, 상부 및 하부 딤플의 평단면 형상은 윗입술 모양으로 형성된다. 또한, 상기 소금쟁이형 스프링(16)과 상부 및 하부 딤플(15)(17)의 돌출방향이 서로 반대임에 따라, 서로 다른 연료봉을 지지하며, 이로 인해 평면 또는 저면에서 관찰할 경우, 전체적으로 입술형상을 구비하게 된다.As formed as described above, as can be seen in the figure shown in Figure 4b, salt-like spring 16 is formed in a flat cross-sectional shape of the lower lip, the flat cross-sectional shape of the upper and lower dimples in the upper lip shape Is formed. In addition, since the protruding directions of the salted spring 16 and the upper and lower dimples 15 and 17 are opposite to each other, the fuel rods support different fuel rods, and thus, when viewed from a flat or bottom surface, the lip shape as a whole It will be provided.

상기 유동혼합날개(14)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 소금쟁이형 스프링(16)과 동일한 방향으로 돌출되도록 상기 상부 딤플(15)의 일측 딤플연장부(21)의 상단절개선에서 상부로 더 연장되면서 점진적으로 만곡되어 연료봉측이 오목한 스픈형상으로 형성된다. 도 7c 및 7d에 도시된 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 유동혼합날개(14)의 지지부의 면에 대한 굽힘각도는 90°를 넘지 않는 것이 바람직하다. 즉, 최상단부 법선과 축방향의 수직선 사이의 각이 예각으로 형성된다.As shown in FIG. 9, the flow mixing wing 14 is further upward from the upper cut line of the one side dimple extension part 21 of the upper dimple 15 to protrude in the same direction as the salty spring 16. As it is extended, it is gradually curved to form a concave spoon shape of the fuel rod side. As can be seen in the figures shown in Figures 7c and 7d, the bending angle with respect to the surface of the support of the flow mixing blade 14 is preferably not more than 90 °. That is, the angle between the uppermost normal line and the axial vertical line is formed at an acute angle.

또한, 상기 유동혼합날개(14)는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 최상단부 절개선의 평면형상이 연료봉(8)의 반경보다 큰 반경의 호에 대응하도록 형성되어 연료봉의 장입시에 연료봉의 표면이 긁히는 것을 방지하도록 한다.In addition, the flow mixing wing 14, as shown in Figure 9b, is formed so that the planar shape of the top end incision line corresponds to an arc of a radius larger than the radius of the fuel rod (8) of the fuel rod when charging the fuel rod Make sure the surface is not scratched.

본 고안에 따른 지지격자체(50)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 다수의 단위격자판(45)이 병렬로 연결되어 형성되는 가로 및 세로 격자판(12,13)을 종횡으로 배열하여 구성되고, 지지격자체(50) 내부에는 4개의 단위격자판(45)으로 둘러싸이는 다수의 정방형 단위셀이 형성되며, 상기 단위셀 내부에 각각 하나씩의 핵연료봉이 장입되어 지지되는 것이다.As shown in FIG. 4, the support grid 50 according to the present invention is configured by vertically and horizontally arranging horizontal and vertical gratings 12 and 13 formed by connecting a plurality of unit grids 45 in parallel. In the support grid 50, a plurality of square unit cells surrounded by four unit grid plates 45 are formed, and one nuclear fuel rod is loaded and supported in the unit cell.

상기 각 단위격자판(45)에 형성되는 소금쟁이형 스프링(16)과 딤플(15)(17)의 돌출방향이 서로 반대임에 따라, 도 9에 도시한 바와 같은 상기 단위셀 내부에는 이를 형성하는 4개의 단위격자판(45) 중, 인접하는 2개의 단위격자판으로부터 소금쟁이형 스프링(16)이 단위셀의 중심을 향해 돌출하고, 나머지 두 단위격자판으로부터 각각 상부 및 하부 딤플(15)(17)이 단위셀 중심으로 돌출하여 장입되는 연료봉(8)을 전체적으로 6점지지하게 된다.Since the protruding directions of the salt-damp spring 16 and the dimples 15 and 17 formed in the unit grids 45 are opposite to each other, 4 forming the inside of the unit cell as shown in FIG. Of the two unit grid plates 45, the salt-tight spring 16 protrudes from the two adjacent unit grid plates toward the center of the unit cell, and the upper and lower dimples 15 and 17 are respectively unit cells from the remaining two unit grid plates. The fuel rod 8, which protrudes to the center and is charged, supports six points as a whole.

또한, 상기 상부 딤플(15)에서 연장되는 유동혼합날개(14)는, 그 끝단의 돌출방향이 동일한 단위격자판상의 소금쟁이형 스프링(16)과 같은 방향임에 따라 인접 단위셀에 장입되는 연료봉(8)을 향하게 된다.In addition, the flow mixing blade 14 extending from the upper dimple 15 has a fuel rod 8 charged in an adjacent unit cell as the protruding direction of the end thereof is in the same direction as the salt-shaped spring 16 on the same unit grid. ).

상기한 바와 같은 본 고안에 따른 지지격자체(50)는 도 4a에 도시한 바와 같이, 위에서 보면 상부 딤플(15) 및 소금쟁이형 스프링(16)의 접촉면이 연료봉을 지지한 상태에서 연료봉의 곡률반경과 일치하도록 되어 있으며, 유동혼합날개(14)는 상부 딤플(15)의 일측에서 인접 단위셀을 향하도록 위치하고 있다. 도 4b에 도시한 바와 같이, 아래에서 보면 하부 딤플(17) 및 소금쟁이형 스프링(17)의 접촉면이 마찬가지로 연료봉을 지지한 상태에서 연료봉의 곡률반경과 일치하도록 되어 있음을알 수 있다.As shown in FIG. 4A, the support grid 50 according to the present invention as described above has a radius of curvature of the fuel rod in a state where the contact surface of the upper dimple 15 and the salted spring 16 supports the fuel rod. The flow mixing wing 14 is positioned to face an adjacent unit cell on one side of the upper dimple 15. As shown in FIG. 4B, it can be seen from the bottom that the contact surfaces of the lower dimple 17 and the salted spring 17 are similar to the radius of curvature of the fuel rod while the fuel rod is supported.

도 9는 본 고안에 따른 지지격자체의 단위셀(18)을 도시한 것으로, 연료봉(8) 장착시 상부 및 하부 딤플(15)(17)과 스프링(16)의 접촉상태를 확인할 수 있으며, 도 9d에 도시한 도면을 참고하면 유동혼합날개에 의한 냉각수의 유로 변경방향을 알 수 있다. 상기 유동혼합날개를 구비함에 따라 유체의 강제혼합을 통한 냉각성능을 향상시킬 수 있게 된다.9 shows the unit cell 18 of the support grid according to the present invention, and when the fuel rod 8 is mounted, the contact state of the upper and lower dimples 15 and 17 and the spring 16 can be confirmed. Referring to the drawing shown in Figure 9d it can be seen the flow path change direction of the cooling water by the flow mixing wing. As the flow mixing blade is provided, it is possible to improve cooling performance through forced mixing of the fluid.

상기 상부 딤플(15)의 하단절개선(32)과 상기 하부 딤플(17)의 상단절개선(31)이 아치형으로 구비됨에 따라, 지지격자체(50) 내부의 압력강하량이 축소되며, 종래기술의 지지격자체(50)에서 흔히 볼수 있는 하부 딤플의 하부에 위치하는 하단부 가로지지보가 없음에 따라 유체의 유동에 의해 지지격자체의 하부를 통해 이물질이 유입될 경우, 이물질의 포획이 가능하게 된다.As the lower cut line 32 of the upper dimple 15 and the upper cut line 31 of the lower dimple 17 are provided in an arc shape, the amount of pressure drop inside the support grid 50 is reduced, and the prior art. As there is no horizontal cross beam at the bottom of the lower dimple, which is commonly seen in the support grid 50 of the body, when foreign matter flows through the lower part of the support grid body by the flow of the fluid, the foreign material can be captured. .

상기 소금쟁이형 스프링의 등각굴곡부(23)가 상하로 길게 형성됨에 따라 연료봉(8) 접촉면적을 상하로 길게 형성하여 연료봉의 축방향 지지력을 보완하고 연료봉 지지건전성의 유지가 용이하며, 등각굴곡부(23)를 통해 전달되는 부하가 소금쟁이 다리모양으로 구비되는 4개의 스프링 다리(28)를 통해 단위격자판(45) 전체에 고르게 분산되게 된다.As the conformal bent portion 23 of the salted spring is formed up and down, the contact area of the fuel rod 8 is formed up and down to supplement the axial support force of the fuel rod, and the fuel rod support integrity is easily maintained, and the conformal bend 23 The load transmitted through) is evenly distributed throughout the unit grid 45 through the four spring legs 28 provided in the form of salty legs.

이상과 같은 본 고안에 따른 입술형 다목적 지지격자체를 제공함에 따라, 소금쟁이형 스프링과 상부 및 하부 딤플이 각각 연료봉과 등각의 면접촉을 통하여 원자로의 운전중 발생할 수 있는 노내환경의 변화로 인해 발생할 수 있는 임의의 방향에 대한 하중에 대하여 안정적인 연료봉의 지지가 가능하게 할 수 있으며, 특히 연료봉이 스프링의 접촉면적이 증대됨에 따라 연료봉의 진동시 프레팅 마모손상에 대한 저항성의 증대를 포함하여 연료봉의 지지건전성이 더욱 확대된다.By providing the lip-type multipurpose support grid according to the present invention as described above, the salty spring and the upper and lower dimples may be caused by changes in the furnace environment that may occur during operation of the reactor through the conformal surface contact with the fuel rods, respectively. It is possible to support stable fuel rods against loads in any direction, and in particular, as the fuel rods increase the contact area of the spring, the fuel rods may have increased resistance to fretting wear damage when the fuel rods vibrate. Support health is further expanded.

또한, 4개의 스프링 다리가 소금쟁이 다리모양의 구조를 하고 있으며 각각 절곡부가 형성되어 적정수준으로 스프링력을 용이하게 조절할 수 있으며, 스프링의 탄성범위가 확장되는 효과가 있다.In addition, the four spring legs have a salt-like leg structure, each bent portion is formed can easily adjust the spring force to the appropriate level, there is an effect of expanding the elastic range of the spring.

더욱이 소금쟁이형 스프링의 상/하단 절개선이 아치형으로 형성되어 부하를 받을 경우 비틀림력이 격자에 전달되게 함으로써 등각굴곡부를 통해 전달되는 힘이 단위격자판의 사방으로 고루 전달되므로서 부하를 상쇄시키는 역할을 할 수 있다.In addition, the upper and lower incisions of the salted spring are formed in an arc shape so that the torsional force is transmitted to the lattice when the load is under load. can do.

또한 등각굴곡부에 창따기부를 구비함에 따라 연료봉으로부터의 열전달 억제로 인한 핵비등이탈의 발생을 방지할 수 있는 효과와, 지나치게 커질 수 있는 스프링력을 조절할 수 있으며, 그로 인해 핵연료의 장전 및 인출시 과도한 힘이 요구되지 않도록 되어 있으며 핵연료봉의 표면에 손상을 입힐 가능성이 줄어들어 손상부위로 인한 부식 발생을 방지하여 연료봉의 수명 단축을 예방할 수 있게 된다.In addition, by having a window picker in the conformal bend, it is possible to prevent the occurrence of nuclear boiling deviation due to the suppression of heat transfer from the fuel rod, and to adjust the spring force that can be too large, thereby excessively loading and withdrawing nuclear fuel. The force is not required and the possibility of damaging the surface of the nuclear fuel rod is reduced, thereby preventing corrosion of the fuel rod and preventing shortening of the fuel rod life.

또한, 상부 딤플에 연결되도록 구비되는 스푼형태의 유동혼합날개를 구비함에 따라 각 단위셀 내에서 유체를 유동방향을 횡방향으로 이동시켜줌으로서 냉각수의 효과적인 혼합이 가능하도록 하며, 상부 딤플 및 하부 딤플의 상/하단 절개선의 형상이 아치형으로 형성됨에 따라 유체의 압력강하를 감소시키는 효과를 가질 뿐 아니라, 지지격자체 하단으로부터 유입되는 유체의 흐름변화를 유도하고 유체 속에섞여 있을 수 있는 이물질을 유도하여 딤플과 소금쟁이형 스프링사이에서 포획하 수 있게 됨에 따라, 이는 이물질에 의한 연료봉의 손상을 최소화할 수 있는 효과를 가진다.In addition, by having a spoon-shaped flow mixing wing which is provided to be connected to the upper dimple, by moving the fluid in the transverse direction in each unit cell to enable effective mixing of the cooling water, the upper dimple and the lower dimple As the upper and lower incisions are arcuate, they not only reduce the pressure drop of the fluid, but also induce a flow change of the fluid flowing from the lower end of the support grid and induce foreign substances that may be mixed in the fluid. By being able to capture between dimples and salted springs, this has the effect of minimizing damage to the fuel rods due to foreign matter.

본 고안은 특정의 실시예를 기준으로 도시하고 설명하였지만, 첨부 실용신안등록청구범위에 의해 나타난 고안의 사상과 그 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 관련업계의 통상지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있다.Although the present invention has been illustrated and described with reference to specific embodiments, it is intended that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the appended utility model registration claims. Anyone who owns it can easily know.

Claims (9)

다수의 핵연료봉으로 구성되는 핵연료봉 집합체를 지지하기 위해, 각각 다수의 단위격자판이 병렬로 연결되어 형성되며 각 단위격자판간의 연결부에는 상부 또는 하부로부터 절개된 소정길이의 슬릿이 형성되는 가로 및 세로격자판을 종횡으로 교차하도록 배열하여, 핵연료봉이 각각 하나씩 장입되어 위치하도록 하는 다수의 단위셀을 형성하는 지지격자체에 있어서,In order to support a nuclear fuel rod assembly composed of a plurality of nuclear fuel rods, a plurality of unit grids are formed in parallel to each other, and horizontal and vertical grids in which a slit of a predetermined length cut from an upper or lower portion is formed at a connection portion between each unit grid. In the supporting lattice itself, arranged so as to intersect longitudinally and horizontally, to form a plurality of unit cells in which each of the nuclear fuel rods is charged and positioned, 상기 가로 및 세로 격자판을 구성하는 단위격자판은, 축방향으로 소정의 폭을 두고 평행하게 배열되는 두개의 세로지지보와, 상기 세로지지보의 각단에서 동일한 거리의 위치에 수평으로 각각 연장되어 상기 두 세로지지보를 연결하고 중앙에 직사각형으로 개구부를 형성하는 가로지지보를 포함한 구성의 지지부와;The unit grids constituting the horizontal and vertical lattice plates include two longitudinal supports arranged in parallel with a predetermined width in the axial direction, and horizontally extending at the same distance from each end of the longitudinal supports, respectively. A supporting part including a horizontal support for connecting the vertical support and forming an opening in a rectangle at the center thereof; 상기 개구부 위치에 결합되는 것으로, 폭방향으로 연료봉의 외주면과 면접촉되도록 하는 곡률로 소정의 폭만큼 만곡되며 축방향으로 길게 형성되는 등각굴곡부와, 상기 등각굴곡부의 양측단을 경계로 각각 반대방향으로 절곡되어 소정의 폭만큼 연장되는 좌/우연장부와, 상기 좌연장부의 좌측단 및 우연장부의 우측단 각각의 상단 및 하단에서 측상방 및 측하방으로 더 연장되는 4개의 스프링 다리를 포함하여 구성되어, 상기 개구부의 양측절개선 각각의 상단부 및 하단부에 상기 스프링 다리가 각각 연결되어 결합되어 일측으로 돌출되는 소금쟁이형 스프링과;Is coupled to the opening position, the curvature to be in contact with the outer circumferential surface of the fuel rod in the width direction to be curved by a predetermined width and is formed long in the axial direction, respectively in the opposite direction on the boundary between both ends of the conformal bend A left / right extension portion that is bent and extended by a predetermined width, and four spring legs further extending laterally and laterally from the upper and lower ends of the left end of the left extension and the right end of the right extension, respectively; The salt brim type springs are connected to each of the upper and lower ends of each of the side incision lines of the opening and coupled to each other to protrude to one side; 상기 소금쟁이형 스프링 상/하부에 각각 결합되는 것으로, 폭방향으로 중앙에 연료봉의 외주면과 면접촉하도록 하는 곡률로 소정의 폭만큼 만곡 형성되는 딤플굴곡부와, 상기 딤플굴곡부의 양측단을 경계로 각각 반대방향으로 절곡 연장되는 좌/우 딤플연장부를 포함하여 구성되며, 상단 및 하단 절개선이 아치형을 이루도록 구비되어, 상기 소금쟁이형 스프링의 돌출방향과 반대되는 방향으로 돌출되는 상부 및 하부 딤플을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체.It is coupled to each of the upper and lower portions of the salt-damp spring, the dimple bent portion is formed curved by a predetermined width at the curvature so as to be in surface contact with the outer peripheral surface of the fuel rod in the center in the width direction, respectively opposite the boundary between the both ends of the dimple bent portion It is configured to include a left / right dimple extension extending in the direction, the upper and lower incisions are formed to form an arc, including the upper and lower dimples protruding in a direction opposite to the protruding direction of the salt spring Lip type multi-purpose fuel support grid, characterized in that. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 소금쟁이형 스프링의 등각굴곡부에는 축방향으로 길고 폭방향으로 좁은 창이 형성되는 것을 특징으로 하는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체.Lip is a multi-purpose nuclear support grid body, characterized in that the isometric bent portion of the salt spring type is formed in the axial direction long and narrow in the width direction. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 소금쟁이형 스프링의 각 스프링 다리에는 상기 좌우연장부의 절곡방향과 반대방향으로 다시 절곡되는 절곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체.Each spring leg of the salter type spring is a lip-type multi-purpose fuel support grid, characterized in that it has a bent portion is bent again in the opposite direction to the bending direction of the left and right extensions. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 절곡부는 기저부를 기준으로 등각굴곡부의 반대측으로 돌출하는 것을특징으로 하는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체.The bent portion of the lip-type multi-purpose fuel support grid, characterized in that protruding to the opposite side of the conformal bend relative to the base. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 소금쟁이형 스프링은 등각굴곡부와 좌/우연장부 및 상부 양측에서 연장되는 두 스프링다리의 연결된 상단절개선과, 등각굴곡부와 좌/우연장부 및 하부 양측에서 연장되는 두 스프링다리의 연결된 하단절개선의 정면형상이 상호 대칭의 아치형으로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체.The salt-like spring has an upper end incision line of the two bent legs extending from both the right bend and the left / right extension part and the upper side, and a front end of the connected lower incision line of the two bent legs extending from both the conformal bend and left / right extension part and the lower part. Lip-type multi-purpose fuel support grid, characterized in that the shape is formed in the mutually symmetrical arcuate shape. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 단위격자판은 최상단에 위치하는 상부 딤플의 일측 딤플연장부 상단에서 상부로 더 연장되는 유동혼합날개를 더 구비할 수 있는 것을 특징으로 하는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체.The unit grid is a lip-type multi-purpose fuel support grid, characterized in that it may further include a flow mixing wing that extends further from the upper end of one side of the dimple extension of the upper dimple located at the top. 제 6 항에 있어서;The method of claim 6; 상기 유동혼합날개는 상기 소금쟁이형 스프링과 동일한 방향으로 돌출되도록 점진적으로 절곡형성되어 스픈형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체.The flow-mixed wing is a lip-type multi-purpose fuel support grid, characterized in that it is formed to be gradually bent so as to protrude in the same direction as the salt spring-shaped spring. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 유동혼합날개의 상단부 법선과 축방향의 수직선 사이의 각은 예각인 것을 특징으로 하는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체.And an angle between an upper end normal of the flow mixing blade and a vertical line in the axial direction is an acute angle. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 유동혼합날개는 상단부의 평면형상이 연료봉의 반경보다 큰 반경의 호에 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 입술형 다목적 핵연료 지지격자체.The flow-mixed wing is a lip-shaped multi-purpose fuel support grid, characterized in that the planar shape of the upper end portion is formed so as to correspond to the arc of a radius larger than the radius of the fuel rod.
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