KR20050044615A - 압력 용기의 밀폐 방법 - Google Patents

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Abstract

고 방사능 환경의 제거 가능한 밀폐 헤드를 구비한 압력 용기는, 플랜지를 갖는 밀폐 헤드를, 핵분열성 물질을 수용하는 압력 용기 본체의 플랜지 위에 그로부터 이격되도록 배치함으로써 밀폐된다. 밀폐 스터드가 압력 용기 본체 플랜지의 밀폐 스터드 구멍에 설치된다. 수압 너트 조립체의 전이 너트 부재가 밀폐 스터드상에 나사 결합된다. 수압 너트 조립체와 압력 원 사이에 수압 호스가 연결된다. 수압 원은 수압 너트 조립체를 동시에 가압하여 이격된 밀폐 헤드 플랜지를 압력 용기 본체 플랜지상에 안착시키기에 충분한 힘을 동시에 가하고 밀폐 스터드를 연장시킨다. 밀폐 스터드에 힘이 가해지고 밀폐 스터드가 연장되는 동안 수압 너트 조립체는 밀폐 헤드 플랜지 위의 정 위치에 고정된다. 수압 너트 조립체가 밀폐 헤드 플랜지 위의 정 위치에 고정디고 밀폐 스터드가 연장되는 동안 수압 너트 조립체상의 수압은 해제된다. 압력 용기가 온라인 작동으로 복귀되어 열 동력을 발생시킨 후에, 수압 너트 조립체는 수압 호스와 연결된 상태로 유지될 수도 있다. 수압 너트 조립체와 연결된 수압 호스는 압력 용기에서 열 동력을 발생시키는 동안 통기될 수도 있다.

Description

압력 용기의 밀폐 방법{METHOD OF CLOSING A PRESSURE VESSEL}
본 발명은 압력 용기의 밀폐 방법에 관한 것으로서, 특히 방사성 물질을 수용하는 압력 용기의 밀폐 방법에 관한 것이다.
현재, 상업용 원자력 발전소는 전력을 발생시키기 위해 12개월 내지 18개월 또는 그 이상 기간동안 작동된 다음 예정된 점검, 유지보수 및/또는 연료보급을 위한 운전 정지시에 작동이 중단된다. 정기적인 연료보급시의 운전정지 도중에 원자로 압력 용기의 노심(core)에 있는 소모된 연료 집합체의 약 1/3이 새로운 연료 집합체로 교체될 필요가 있고, 그리고 나머지 연료 집합체는 노심 내에서 위치를 바꿀 필요가 있다. 다른 운전정지 과정에서, 연료 집합체는 노심 내에 유지될 수도 있지만 노출되어야 한다. 연료 집합체는 풍부한 유라늄을 수용하고 있고 어쩌면 다른 핵 분열성 물질을 수용할 수도 있다. 따라서, 압력 용기 주변에서 작업하는 작업자는 과도한 방사능 노출로부터 보호되어야만 한다. 중요한 방침 계획이든 아니든 간에 운전정지의 각 단계는 짧은 운전정지 기간을 유지하도록 가능하면 신속하고 안전하게 수행되어야만 한다.
압력 용기를 점검하거나 수리하거나 연료보급을 한 후에, 압력 용기를 밀봉시켜 발전소가 온라인 발전 작동으로 복귀할 수 있도록 하여야 한다. 운전정지 계획은 대체로 적어도 약 10시간 이상 할당되고, 그리고 원자로 건조물 내의 원자로 압력 용기 주변의 고 방사능 환경 내로 부피가 크고 무거운 스터드 인장 설비를 이동시키고, 원자로 압력 용기의 헤드를 원자로 압력 용기 본체에 유지하는 밀폐 스터드상에 장착된 밀폐 스터드 너트를 인장시키도록 압력 용기 플랜지 주위에서 설비를 조작하고, 그 후에 인장 설비를 반응로 건조물로부터 제거하기 위해서 5명 이상의 작업자를 필요로 한다. 상업용 발전소(통상적으로 수개의 다중 스터드 인장기의 동시 사용을 포함함)에서 인장 단계는 2시간 이상을 필요로 하며, 500 밀리렘 이상의 방사능까지 연장될 수도 있다. 이와 관련하여서는, 미국 특허 제 3,851,906 호, 제 4,223,575 호 및 6,167,764 호를 참조할 수 있다. 상기 특허는 인장기의 종류를 일반적으로 개시하고 있고, 그리고 연료 집합체를 그들의 노심 영역에 접근시키도록 반응로 압력 용기를 밀폐시키기 위하여 원자력 발전소 산업에서 사용되는 공구 및 방법을 개시하고 있다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 원자력 산업의 설비 및 현행의 최선의 실행을 사용하여 가능한 경우보다 방사능 환경에서 압력 용기를 더욱 신속하게 밀폐하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 작업자의 방사능 노출이 감소되도록 압력 용기를 밀폐하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 고려하여, 본 발명은 압력 용기 밀폐 방법에 있어서, 방사능 연료 집합체를 수용하는 압력 용기 본체의 플랜지 위에 그로부터 이격되어 플랜지를 갖는 밀폐 헤드를 배치하는 단계와, 압력 용기 본체의 플랜지의 밀폐 스터드 구멍에 나사 밀폐 스터드를 설치하는 단계와, 수압 너트 조립체를 밀폐 스터드에 부착하는 단계와, 수압 호스를 수압 너트 조체테와 압력원 사이에 연결하는 단계와, 그와 동시에 압력 원으로부터 수압 너트 조립체를 가압하여 압력 용기 본체 플랜지상에 이격된 밀폐 헤드 플랜지를 안착시키기에 충분한 힘을 밀폐 스터드에 가하여 밀폐 스터드를 신장시키는 단계와, 밀폐 스터드에 힘이 가해져 신장되는 동안 밀폐 헤드 플랜지 위의 정 위치에 수압 너트 조립체를 잠그는 단계와, 수압 너트 조립체가 밀폐 헤드 플랜지 위의 정 위치에 잠기고 밀폐 스터드가 신장되는 동안 수압 너트 조립체상의 수압을 해제하는 단계를 포함하는, 압력 용기 밀폐 방법에 관한 것이다.
압력 용기가 연료 집합체상에 스프링으로 지지된 제거 가능한 상측 노심 지지 조립체를 수용하는 바람직한 실행에 있어서, 압력 용기 본체 플랜지 위에 이격되게 밀폐 헤드를 배치하는 상기 단계는, 연료 집합체에 의해 지지된 상측 노심 지지 조립체 스프링상에 밀폐 헤드를 지지하는 것을 포함한다.
다른 바람직한 실행에 있어서, 밀폐 헤드 플랜지가 압력 용기 본체 플랜지의 위에 그로부터 이격되게 밀폐 스터드가 설치된다. 이러한 실행에 있어서, 수압 너트 조립체 또는 조립체의 구조용 부재는 밀폐 스터드가 설치되기 전에 밀폐 스터드에 부착될 수도 있다.
청구범위에 개시된 것과 같은 본 발명은 예시에 의해서만 그의 바람직한 실행 및 구성에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실행에서 밀폐될 수도 있는 압력 용기를 도시하는 것으로, 압력 용기가 부분적으로 절단되어 밀폐 스터드에 부착되고 압력 원과 수압으로 연결된 수압 너트 조립체를 일반적으로 도시하는 도면,
도 2는 상당한 수압이 수압 너트 조립체에 가해지기 전의 도 1의 수압 용기 및 수압 너트 조립체의 일부를 도시하는 확대도,
도 3은 제거 가능한 압력 용기 밀폐 헤드를 안착시키고 밀폐 헤드를 신장시키기 위해 수압 너트 조립체에 충분한 수압이 가해진 후의, 도 1의 압력 용기 및 수압 너트 조립체의 일부를 도시하는 확대도,
도 4는 밀폐 스터드가 신장되고 그리고 수압 너트 조립체가 밀폐 헤드 위의 정위치에 고정된 후의, 도 3의 압력 용기 및 수압 너트 조립체의 일부를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실행에서 사용될 수도 있는 다른 수압 너트 조립체의 설계와 함께 도 1의 압력 용기의 일부를 도시하는 도면.
본 발명은 온 라인 작동 도중에 상업용 전력을 발생시키기 위한 가압수형 원자력 발전소에 배치된 원자로 압력 용기를 신속하고 안전하게 밀폐하도록 설계되었다. 따라서, 도 1은 가압수형 원자로에 원자력 연료 집합체(12)를 수용하는 압력 용기(10)를 일반적으로 도시하며, 이 용기는 운전정지 과정에서 본 발명의 바람직한 실행에 따라 밀폐가 진행되고 있다. 상업용 가압수형 원자력 발전소에서 압력 용기 내의 연료 집합체는 풍부한 우라늄 펠렛 또는 다른 핵분열성 물질로 충전된 50,000개 이상까지의 소 직경 관을 수용할 수도 있다. 이와 관련하여, 연료 집합체 및 그의 구조에 관해서 일반적으로 개시하는 미국 특허 제 5,303,276 호를 참조로 할 수 있다. 상업용 압력 용기는 2,250 psi 이상까지의 압력과 600℉ 이상까지의 온도에서 방사능 환경에서 연속적으로 작동하도록 설계되어 있다. 그러나, 운전 정지중에, 압력 용기(10)의 온도는 약 150℉ 이하로 감소하며, 압력 용기(10)는 일반적인 대기에 개방될 것이다. 본 발명은 비등수형 원자로 발전소 및 고온 가스 원자로 발전소에서 연료 집합체를 수용하는 압력 용기를 밀폐하는데 사용될 수도 있다.
압력 용기(10)는 일반적으로 본체(14) 및 제거 가능한 밀폐 헤드(16)를 구비한다. 밀폐 헤드(16)는 방사능 연료 집합체(12)를 수용하는 압력 용기(10)의 노심 영역에 접근하기 위해 운전 정지의 초기에 압력 용기 본체(14)로부터 제거되고, 그 후에 온라인 전력 발생 작동을 개시하기 전에 운전 정지의 말기에 재 안착된다. 본체(14)는 연료 집합체(12)를 지지하는 노심 배럴(20)의 플랜지(21)를 지지하는 내부 지지 선반(18)을 구비한다. 상부 노심 지지 조립체(22)(상부 노심 지지판, 지지 기둥 및 상부 지지 판을 포함함)는 연료 집합체(12)상에 장착된 스프링(24) 위에 부상해 있다. 상부 노심 지지 조립체(22)는 밀폐 헤드(16)와 내부 지지 선반(18) 사이에서 수평방향으로 연장되는 플랜지(25)를 구비하지만, 압력 용기 본체(14)에 단단하게 부착되지는 않는다. 미국 특허 제 5,325,407 호에 도시된 바와 같이, 노심 배럴 플랜지(21)와 상부 노심 지지판 플랜지(25) 사이에 스프링(도시 안됨)이 배치될 수도 있다. 상부 노심 지지 조립체(22)는 온라인 발전 동작 중에 상향의 수압력에 대항하여 연료 집합체(12)를 지지하고, 그리고 압력 용기(10)의 노심 영역에 접근하도록 운전 정지의 초기에 제거된다.
압력 용기 본체(14)는 내부 지지 선반(18)의 외측으로 연장되는 주변 플랜지(26)를 구비한다. 제거 가능한 밀폐 헤드(16)는 압력 용기 본체(14)의 플랜지(26)에 안착되도록 설계된 주변 플랜지(30)를 구비한다. 밀폐 헤드 플랜지(30)의 하측면에는 온라인 전력 발생 동작 중에 압력 용기(10)를 밀봉하기 위한 한 쌍의 동심형 O 링(32)이 배치된다. 다수의 스레드 밀폐 스터드(34)가 압력 용기 본체 플랜지(26)로부터 밀폐 헤드 플랜지(30) 내의 스터드 구멍(36)을 통해 상측으로 연장된다. 어떤 압력 용기(도시 안됨)는 신속하게 작용하는 인장 설비와 함께 작동하기 위해 나사 보다는 버트리스(buttress)형 스플라인을 갖는 상단부를 구비하는 특수 밀폐 스터드를 사용한다. 상업용 발전소의 압력 용기는 직경이 13 피트(3.96m)까지이고 48개 이상까지의 밀폐 스터드를 구비할 수도 있다. 밀폐 스터드(34)는 벗겨지지 않도록 스레드상에 인산 마그네슘 피복 또는 플라즈마 또는 철 접합 도금을 구비할 수도 있다. 밀폐 스터드(34)는 어떤 운전정지 실행에서는 압력 용기 플랜지(26)로부터 제거될 수도 있고 그리고 다른 운전정지 실행에서는 정 위치에 유지될 수도 있다. 또한, 다른 실행에서 일부 밀폐 스터드(34)는 제거될 수도 있고 다른 밀폐 스터드(34)는 정 위치에 유지될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실행에서 제거 가능한 밀폐 헤드(16)는 다수의 수압 너트 조립체(40)에 의해 압력 용기 본체(14)에 고정된다. 수압 너트 조립체는, 수압 유체가 챔버에 유입되거나 그로부터 유출됨에 따라 부재 중 하나가 다른 부재에 대해서 이동할 수 있도록 서로 활주 접촉하는 2개의 부재에 의해서 규정되는 수압 챔버를 갖는 패스너이다. 따라서, 도 1에 도시된 각 조립체(40)는 밀폐 스터드(34)(도 2 내지 4에 도시됨)의 나사 상측부에 부착된 전이 너트(42)와 같은 제 1 부재를 갖는다. 수압 너트 조립체(40)와 밀폐 헤드 플랜지(30)의 상측면 사이에 와셔(44)가 배치될 수도 있다. 수압 너트 조립체(40)의 나사 부재는 벗겨지지 않도록 인산 마그네슘 피복 또는 플라즈마 또는 철 접합 도금을 구비할 수도 있다. 상측 나사부 보다는 버트리스형 스플라인(도시 안됨)을 갖는 이른바 "신속하게 작용하는" 밀폐 스터드를 구비하는 발전소에서, 제 1 부재는 특히 상측부의 형상에 부착되도록 설계되어야 한다.
수압 너트 조립체(40)는 수압 호스(50, 51) 및 호스 커넥터(52)[바람직하게는, 밀폐 헤드 플랜지(30)로부터 멀리 배치됨]에 의해서 전자 또는 공압 펌핑 유닛 등의 수압원(54)에 연결된다. 호스(50)의 외측면은 바람직하게는 방사능 오염을 최소화하기 위하여 부드럽게 되어 있다. 도 1에 도시된 배열 이외에, 수압 호스(50, 51)의 어떠한 적절한 배열이라도 이용될 수 있다. 바람직하게는, 호스(50, 51)의 총 길이는 그것의 설치 및 취급을 간단하게 하기 위하여 최소화된다. 압력원(54)은 적어도 약 10,000 psi 이상의 압력에서 수압 유체를 제공하기에 충분하여야 한다. 약 440 볼트일 수도 있는 전기 유닛이 발전소의 전기 시스템에 접속될 수 있다. 약 100 psi 일 수도 있는 공압 유닛이 발전소의 에어 시스템에 접속될 수 있다. 바람직하게는, 수압 너트 조립체(40)가 가압됨에 따라, 펌핑 유닛의 용량은 최초의 고 부피/저압 모드와 제 2의 저 부피/고압 모드 사이에서 변화될 수 있다. 또한, 그러한 펌핑 유닛은 소망의 수압을 유지하기 위한 제어 시스템 및 과압 보호를 제공하는 릴리프 밸브를 구비하는 것이 바람직하다.
도 2 내지 4는 압력 용기(10)를 밀폐하도록 조여질 때의 도 1의 수압 너트 조립체(40)의 구조용 부재를 일반적으로 도시하고 있다.
도 2는 상당한 수압을 가하기 전에 압력 용기 본체 플랜지(26)로부터 밀폐 헤드 플랜지(30)를 통해서 상방으로 연장되는 밀폐 스터드(34)에 부착된 수압 유닛 조립체(40)를 도시하고 있다. 따라서, 밀폐 헤드(16)는 스프링 지지된 상측 노심 지지 조립체(22)의 상부에 부상해 있고, 그리고 밀폐 헤드 플랜지(30)는 압력 용기 본체 플랜지(26)로부터 이격된 관계에 있다. O 링(20) 주위 영역에서 플랜지(30, 26) 사이의 간격은 약 1/4 인치(0.635㎝) 정도일 수도 있다. 또한, 상측 노심 지지 조립체 플랜지(25)는 스프링(도시 안됨)에 얹혀질 수도 있다.
수압 너트 조립체(40)는 전이 너트 부재(42)와 같은 제 1 부재를 구비하며, 이 전이 너트 부재(42)는 밀폐 스터드(34)에 나사 결합되거나 또는 다른 방법으로 부착되며 하우징 부재(60)와 활주 결합한다. 전이 너트 부재(42)는 도 1에 도시된 수압 호스(50) 중 하나를 수용하기 위한 수압 부속품(64)과 함께 작은 구멍(62)을 구비한다. 통상의 전이 너트는 다수의 호스(50)와 연결하기 위한 둘 이상의 부속품을 구비할 수도 있다. 작은 직경의 통로(66)가 구멍(62)으로부터 전이 너트 부재(42)를 통해서 이 전이 너트 부재(42) 및 하우징 부재(60)에 의해 형성된 수압 챔버(67)까지 연장된다. 전이 너트 부재(42)는 밀폐 스터드(34)의 나사 위로 전이 너트 부재(42)를 용이하게 전진시키기 위해 바, 렌치 또는 다른 공구(도시 안됨)를 수용하기 위한 하나 이상의 주변 요부(68)(또는 평탄부)를 구비할 수도 있다.
하우징 부재(60)는 와셔(44)상에 안착된 바닥면을 갖는다. 이 와셔는 하우징 부재(60)와의 오목하거나 또는 평탄한 경계면을 가질 수도 있고, 그리고 밀폐 헤드 플랜지(30)와의 평탄한 경계면을 가질 수도 있다.
하우징 부재(60)는 나사 로킹 링 부재(72)와 결합하는 나사 외주면(70)을 갖는다. 로킹 링 부재(72)는 그 로킹 링 부재(72)를 나사 외주면(70) 위로 용이하게 전진시키기 위해 바, 렌치 또는 다른 공구(도시 안됨)를 수용하기 위한 하나 이상의 주변 요부(74)(또는 평탄한 구역)을 가질 수도 있다. 도 2에 도시된 단계에서, 로킹 링 부재(72)는 하우징 부재(60)에 의해서 단순히 지탱되어 있다.
도 2에 도시된 단계에 접근하기 위해서, 전이 너트(42)는 밀폐 스터드(34)에 부착될 수도 있고 그리고 하우징 부재(60)에 대해 손으로 조여질 수도 있다. 또한, 그 다음 호스(50, 51)가 부속품(64)에 부착되고 그리고 압력 원(54)에 부착될 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이 때 밀폐 헤드 플랜지(30)는 O 링(32)의 구역에서 압력 용기 본체 플랜지(26)로부터 이격될 것이다.
압력 원(54)이 챔버(67)의 수압을 증가시킴에 따라, 전이 너트 부재(42) 및 밀폐 스터드(34)는 압력 용기 플랜지(26)에 대해서 정 위치에 유지되며, 하우징 부재(60)(그 후에 피스톤 부재로서 작용함)는 밀폐 헤드 플랜지(30)가 압력 용기 플랜지(26)에 안착될 때까지 밀폐 헤드(16)를 스프링(24)의 저항에 대항하여 하방향으로 가압한다. 수압이 계속 증가함에 따라, 전이 너트 부재(42)(그 후에 피스톤 부재로서 작용함)는 상방향으로 이동하기 시작하여 밀폐 스터드(34)를 연장시킨다. 도 3은 전이 너트(42)가 하우징 부재(60)로부터 상방향으로 멀리 이동하여 밀폐 스터드(34)가 연장되는 단계에서의 수압 너트 조립체(40)를 도시하고 있다.
수압 시스템에서 압력 원(54)이 소정의 압력을 발생시킨 후에, 밀폐 스터드(34)는 그의 소망의 길이로 연장될 것이다. 그 다음, 로킹 링 부재(72)는 도 4에 도시된 바와 같이 상방향으로 전이 너트 부재(42)와 나사 결합되어, 수압 너트 조립체(40)를 압력 용기 본체 플랜지(26)에 대해서 정 위치에 고정시켜 죈다. 일단 수압 너트 조립체(40)가 정 위치에 고정되면, 수압이 해제되고 호스(51)가 압력 원(54)으로부터 분리될 수도 있다. 수압 너트 조립체(40)의 총 이동은 약 1인치(2.54㎝) 미만일 수도 있다.
도 5는 약 38,000 psi 이상까지의 수압을 발생시키기 위한 보다 강한 수압 너트 조립체(80)를 일반적으로 도시하고 있다. 도 5의 수압 너트 조립체(80)는 전이 너트 부재(84)에 나사 결합되는 로킹 링 부재(82)를 구비하고 있다. 이 전이 너트 부재(84)는 나사 상측부(도 5에 도시된 바와 같이)를 갖는 밀폐 스터드(34) 또는 스플라인이 형성된 밀폐 스터드(도시 안됨)에 나사 결합되거나 또는 다른 방법으로 부착될 수도 있다. 전이 너트 부재(84)는 그 전이 너트 부재(84)를 밀폐 스터드(34)의 상측부 위로 용이하게 전진시키기 위한 공구(도시 안됨)를 수용하는 주변 요부 또는 평탄부(86)를 가질 수도 있다. 또한, 로킹 링 부재(82)는 전이 너트 부재(84)의 나사 외주면상에 로킹 링 부재(82)를 용이하게 전진시키기 위한 주변 요부 또는 평탄부(88)를 구비할 수도 있다.
도 1에 도시된 압력원(54)과 같은 압력 원은 상측 램 조립체(90) 및 하측 램 조립체(92)를 일반적으로 포함하는 2단 부하 전지 조립체에 힘(또는 부하)를 가할 수도 있다. 상측 램 조립체(90)는 상측 챔버(98)를 형성하는 상측 램 부재(94) 및 상측 하우징 부재(96)를 구비한다. 상측 하우징 부재는 도 1에 도시된 수압 호스(50)를 수용하기 위한 부속품(100)과, 이 부속품(100)에서 상측 챔버(98)까지 연장하는 작은 수압 구멍(102)을 갖는다. 마찬가지로, 하측 램 조립체(92)는 하측 챔버(110)를 형성하는 하측 램 부재(106) 및 하측 하우징 부재(108)를 갖는다. 하측 하우징 부재(108)는 수압 호스(50)를 수용하기 위한 부속품(112)과, 이 부속품(112)에서 하측 챔버(110)까지 연장되는 소 직경의 수압 구멍(114)을 갖는다. 하측 하우징 부재(108)는 와셔(116)에 의해 지지될 수도 있다.
도 1에 도시된 압력 원(54)이 상측 챔버(98) 및 하측 챔버(110)의 수압을 증가시킴에 따라, 밀폐 헤드 플랜지(30)는 스프링(24)의 저항에 대항하여 하방향으로 가압되어 압력 용기 본체 플랜지(26)상에 안착된다. 압력이 계속 증가함에 따라, 전이 너트(84)가 상방향으로 가압되고 밀폐 스터드(34)가 연장된다. 수압이 소정의 한계에 도달한 후에, 로킹 링 부재(82)는 상측 하우징 부재(96)의 상부에 고정되거나 잠기게 될 때까지 하방향으로 나사결합된다. 수압 너트 조립체(80)의 총 수직 이동은 약 1인치 미만일 수도 있다. 그 다음, 수압이 해제되고 도 1에 도시된 호스(51)가 압력 원(54)으로부터 분리될 수도 있다.
도 2 내지 도 5에 도시된 수압 너트 조립체의 설계 및 다른 설계와 그들의 구조용 부재는 수압 너트 조립체의 구조 및 적용에 대한 설명을 위해 본 명세서에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,046,906 호, 5,527,015 호 및 5,730,569 호와, PCT 공표 특허 출원 WO 98/00660 및 WO 00/51791 호에 상세하게 개시되어 있다. 그러한 수압 너트 조립체는 종래에는 석유화학 발전소의 탄화수소분해장치, 경수 원자로의 원자로 냉각제 펌프 하우징 및 발전소의 터빈 하우징에 사용되어 왔거나 또는 그러한 용도로 제안되어 왔다.
하기에 개시하는 본 발명의 바람직한 실행에 있어서, 각종 점검, 수리 및/또는 연료 보급 단계가 완료된 후에 그리고(필요한 경우) 상측 노심 지지 조립체(22)가 연료 집합체(12) 위에 배치된 후에 발전소가 온라인 전력 발생 작업으로 복귀될 수 있도록 압력 용기(10)가 밀폐된다.
압력 용기(10)는 밀폐 헤드(16)를 압력 용기 본체 플랜지(26) 위에 그로부터 이격되게 배치함으로써 밀폐된다. 압력 용기 밀폐 헤드(16)는 발전소의 극성 크레인에 의해서 근처의 저장 스탠드로부터 압력 용기 본체(14)쪽으로 다시 옮겨지고 상측 노심 지지 조립체(22)상에 배치된다. 밀폐 헤드(16)는 상측 노심 지지 조립체(22)위에 부상해 있다(즉, 지지됨). 즉, 밀폐 헤드(16)는 연료 집합체(12)에 의해 스프링 지지되어, 플랜지(30, 26)를 이격된 관계로 유지한다.
수압 너트 조립체(40, 80)는 밀폐 스터드(34)에 부착된다. 밀폐 스터드(34)가 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같은 나사 상측부를 갖는 경우에, 수압 너트 조립체는 밀폐 스터드(34)에 나사 결합된다. 밀폐 스터드(34)의 상측부가 버트리스형 스플라인을 갖는 즉시 작용하는 밀폐 스터드와 같은 다른 설계구조를 갖는 경우에, 수압 너트 조립체는 다른 설계구조에 부착되도록 설계되어야 한다.
밀폐 스터드(34)는 압력 용기 본체 플랜지(26)의 스터드 구멍에 설치된다. 밀폐 헤드(16)가 압력 용기 본체(14) 위에 이격된 관계로 유지되면서 밀폐 스터드(34)가 설치될 수도 있다. 하나의 실행에 있어서, 전이 너트 부재(42, 84)는 밀폐 스터드(34)가 압력 용기 본체 플랜지(26)에 설치되기 전에 밀폐 스터드(34)에 먼저 부착되는 것이 유리할 수도 있다. 바람직한 실행에 있어서, 전체의 수압 너트 조립체(40, 80)는 압력 용기 본체 플랜지(26)에 설치되기 전에 밀폐 스터드(34)상에 처음 설치된다. 다른 실행에 있어서, 밀폐 스터드(34)는 운전정지 도중에 압력 용기 본체(14)로부터 제거되지 않는다. 이러한 실행에 있어서, 밀폐 헤드(16)가 압력 용기 본체(16) 위에 배치되어 그로부터 이격되고 밀폐 스터드(34)가 밀폐 헤드 구멍(36)을 통해 상방향으로 연장된 후에, 수압 너트 조립체(40, 80)의 전이 너트 부재(42, 84)가 밀폐 스터드(34)에 부착된다.
수압 호스(50, 51)는 수압 너트 조립체(40, 80)와 이 수압 너트 조립체(40, 80)에 수압을 가하기 위한 압력 원(54) 사이에 연결되어 있다. 압력 원(54)은 수압 너트 조립체(40, 80)에 동시에 압력을 가하여 이격된 밀폐 헤드 플랜지(30)를 압력 용기 본체 플랜지(26)상에 안착시키기에 충분한 힘(또는 부하)을 밀폐 스터드(34)에 동시에 가하고, 밀폐 스터드(34)를 연장시킨다. 바람직하게는, 전체의 수압 너트 조립체(40, 80)는 종래에 다중 스터드 인장기를 사용하여 2시간 이상을 필요로 한 용도 및 현재의 실행에서 약 1시간 미만에서 동시에 한 번 통과할 때 약 20만 파운드의 총 하중을 발생시키도록 균일하게 조여질 수도 있다[또한, 밀폐 스터드(34)가 인장됨].
밀폐 스터드(34)에 부하가 가해져 밀폐 스터드(34)가 연장되는 동안 수압 너트 조립체(40, 80)는 밀폐 헤드 플랜지(30) 위의 정 위치에 고정되고 조여진다. 도 2 내지 4의 로킹 링 부재(72)를 전이 너트(42)에 대해 조임으로써 또는 도 5의 로킹 링 부재(82)를 상측 하우징 부재(96)에 대해 조임으로써, 수압 너트 조립체(40, 80)가 정 위치에 고정될 수도 있다.
그 다음, 수압 너트 조립체(40, 80)가 밀폐 헤드 플랜지(30) 위의 정 위치에 고정되고 밀폐 스터드(34)가 연장되는 동안 수압 너트 조립체(40, 80)상의 수압이 해제된다. 하나의 실행에 있어서, 호스(50)는 수압 너트 조립체(40, 80)로부터 분리될 수도 있고, 호스(51)는 압력 원(54)으로부터 분리될 수도 있다. 다른 실행에 있어서, 발전소가 온라인 발전 작업으로 복귀한 후 압력 용기(10)에서 열 전력을 발생시키는 동안 호스(50)는 수압 너트 조립체(40, 80)에 연결된 채로 유지될 수 있다. 따라서, 호스(50)는 그 호스(50) 내의 잔류 수압 유체가 증발할 수 있도록 전력을 발생시키면서 수압 너트 조립체(40, 80)와 연결된 호스를 통기시키도록 부속품에서 통기되는 것이 바람직하다. 물이 바람직한 수압 유체이고, 가장 바람직한 것은 부식을 제어하기 위한 염화나트륨 등의 수용성 염을 함유하는 탈염수이다. 압력 원(54)이 휠 프레임(도 1에 도시됨)상에 장착되어 있는 경우, 압력 원(54)은 원자로 건조물 내로 용이하게 운반된 다음 후속 운전정지의 개시시에 수압 너트 조립체(40)와 여전히 상호 연결된 호스(50)에 연결될 수 있다. 바람직하게는, 수압 너트 조립체(40)는 작업자의 방사능 노출이 적도록 용이하게 신장이 제거될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 하기의 청구범위 내에서 다양하게 구현될 수도 있다는 점을 이해하여야 한다.

Claims (7)

  1. 압력 용기의 밀폐 방법에 있어서,
    플랜지를 구비한 밀폐 헤드를, 다수의 방사능 연료 집합체를 수용하는 압력 용기 본체의 플랜지 위에 그로부터 이격시켜 배치하는 단계와,
    압력 용기 본체 플랜지의 밀폐 스터드 구멍에 밀폐 스터드를 설치하는 단계와,
    수압 너트 조립체를 밀폐 스터드에 부착하는 단계와,
    상기 수압 너트 조립체와 상기 압력 용기 사이에 수압 호스를 연결하는 단계와,
    압력 원으로부터 수압 너트 조립체를 동시에 가압하여, 상기 압력 용기 본체 플랜지상에 이격된 밀폐 헤드 플랜지를 안착시키기에 충분한 힘을 밀폐 스터드에 동시에 가하고 밀폐 스터드를 연장시키는 단계와,
    상기 밀폐 스터드에 힘이 가해져 밀폐 스터드가 연장되는 동안 상기 밀폐 헤드 플랜지 위의 정 위치에 상기 수압 너트 조립체를 고정시키는 단계와,
    상기 수압 너트 조립체가 상기 밀폐 헤드 플랜지 위의 정 위치에 고정되어 밀폐 스터드가 연장되는 동안 상기 수압 너트 조립체상의 수압을 해제하는 단계를 포함하는
    압력 용기의 밀폐 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 용기는 연료 집합체상에 스프링으로 지지된 제거 가능한 상측 노심 지지 조립체를 수용하고 있고, 플랜지를 구비한 밀폐 헤드를, 압력 용기 본체 플랜지 위에 그로부터 이격시켜 배치하는 상기 단계는, 상기 연료 집합체상에 스프링으로 지지된 제거 가능한 상측 노심 지지 조립체상의 압력 용기 본체 플랜지 위에 그로부터 이격된 관계로 밀폐 헤드를 지지하는 단계를 포함하는
    압력 용기의 밀폐 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 압력 용기 본체 플랜지 위에 그로부터 이격되도록 밀폐 헤드를 지지하는 상기 단계는, 밀폐 헤드 플랜지를 압력 용기 본체 플랜지로부터 1/4인치 이격시켜 지지하는 단계를 포함하는
    압력 용기의 밀폐 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수압 너트 조립체는 나사를 갖는 제 1 부재를 구비하고, 수압 너트 조립체를 밀폐 스터드에 부착하는 상기 단계는, 제 1 부재를 밀폐 스터드상에 나사결합하는 단계를 포함하는
    압력 용기의 밀폐 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수압 너트 조립체를 부착하는 단계는, 상기 밀폐 스터드가 압력 용기 본체 플랜지에 설치되기 전에 제 1 부재를 밀폐 스터드상에 나사 결합하는 단계를 포함하는
    압력 용기의 밀폐 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수압 너트 조립체를 동시에 가압하여 상기 압력 용기 본체 플랜지상에 이격된 밀폐 헤드 플랜지를 안착시키기에 충분한 힘을 가하여 밀폐 헤드를 연장시키는 상기 단계는, 밀폐 스터드에 부착된 수압 너트 조립체의 전체를 가압하는 단계를 포함하는
    압력 용기의 밀폐 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 수압 너트 조립체를 동시에 가압하는 단계는 상기 수압 너트 조립체를 물로 가압하는 단계를 포함하는
    압력 용기의 밀폐 방법.
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