KR20100102230A - 제어봉 구동 장치의 냉각 구조 및 방법과 원자로 - Google Patents

Abstract

제어봉 구동 장치의 냉각 구조 및 방법 및 원자로에 있어서, 원자로 용기(41)의 상부에 자기식 잭을 수용하는 하우징(59)을 고정하고, 이 하우징(59) 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부(102)와, 흡기부(102)와 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 하우징(59) 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구(109)로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트(104)와, 흡기부(102)의 하방에 배치되며 하우징(59) 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구(110)로부터 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 제 2 배기 덕트(105)와, 하우징(59)의 상부에 마련되며 제 1 배기 덕트(104) 내의 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부(111)를 마련한다.

Description

제어봉 구동 장치의 냉각 구조 및 방법과 원자로{COOLING STRUCTURE AND METHOD FOR CONTROL ROD DRIVE DEVICE AND ATOMIC REACTOR}

본 발명은, 원자로 용기의 상부에 배치되어 노심에 대하여 제어봉을 출납하는 제어봉 구동 장치의 냉각 구조 및 방법과 이 제어봉 구동 장치를 갖는 원자로에 관한 것이다.

가압수형 원자로(PWR : Pressurized Water Reactor)에서는 경수를 원자로 냉각재 및 중성자 감속재로서 사용하고 있다. 그리고, 일차계 전체에 걸쳐서 비등하지 않는 고온 고압수로 하고, 이 고온 고압수를 증기 발생기에 이송하여 열교환에 의해 증기를 발생시키며, 이 증기를 터빈 발전기에 이송하여 발전하고 있다.

이러한 가압수형 원자로에서는 노심 내에서 생성되는 중성자를 제어봉에 의해 흡수함으로써, 그 중성자 수를 조정하여 원자로 출력을 제어하고 있다. 그 때문에, 이 제어봉은 미리 노심을 구성하는 연료 집합체의 내부에 분산하여 편입되며, 일괄하여 제어된다. 복수의 제어봉은 원자로 용기의 상부의 배치된 제어봉 구동 장치(CRDM : control rod drive mechanism)에 의해 노심에 대하여 출납된다.

가압수형 원자로용의 제어봉 구동 장치로서는 일반적으로 자기식 잭이 많이 적용된다. 이 자기식 잭은 중앙의 안내관 내에 구동축이 배설되며, 안내관의 하부에 고정 클램프 자극, 고정 클램프 스프링, 고정 래치 기구 등이 마련되며, 고정 클램프 자극의 주변에 고정 클램프 코일이 배치되는 한편, 상부에 리프트 자극, 가동 클램프 스프링, 가동 클램프 자극, 가동 래치 기구 등이 마련되어 있다. 그리고, 리프트 자극의 주변에 리프트 코일이 배치되며, 가동 클램프 자극의 주변에 가동 클램프 코일이 배치되어, 제어봉을 상하로 구동 가능하게 되어 있다.

이 경우, 제어봉 구동 장치에 이용되는 코일은 통전에 의해 고온이 되기 때문에 상시 냉각할 필요가 있다. 제어봉 구동 장치의 냉각 장치로서는 하기의 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 제어봉 구동 기구의 냉각 방법은, 환기 팬에 의해 외부 공기를 슈라우드의 상부로부터 내부에 도입하여, 제어봉 구동 기구를 냉각한 후, 하부의 공기 포트로부터 외부로 배출하는 것이다.

일본 특허 제 2904410 호 공보

그런데, 상술한 종래의 제어봉 구동 기구의 냉각 방법에서는 환기 팬에 의해 외부 공기를 슈라우드의 상부로부터 내부로 강제적으로 밀어넣고, 제어봉 구동 기구측으로 흘려서 냉각시킨다. 그리고, 제어봉 구동 기구측을 냉각한 후에 보다 하방으로 흘려서, 하부의 공기 포트로부터 외부로 압출한다. 이 경우, 냉각 공기의 흐름은 위로부터 아래로 되어, 제어봉 구동 기구를 냉각하여 고온이 된 공기를 더욱 하방으로 흘려 배출하는 것이 곤란해진다. 그 때문에, 슈라우드 내에서 냉각 공기가 효율 좋게 순환하지 않아서, 제어봉 구동 기구의 냉각 효율이 저하된다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하는 것으로서, 제어봉 구동 장치의 냉각 효율의 향상을 도모하는 제어봉 구동 장치의 냉각 구조 및 방법과 원자로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 청구항 1의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조는, 원자로 용기의 상부에 배치되며 자기식 잭에 의해 노심에 대하여 제어봉을 출납하는 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서, 상기 원자로 용기의 상부에 고정되며 상기 자기식 잭을 수용하는 하우징과, 해당 하우징 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부와, 상기 흡기부와 상기 하우징의 원주 방향으로 나란히 배치되며 해당 하우징 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트와, 상기 흡기부의 하방에 배치되며 상기 하우징 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구로부터 흡입하여 상기 제 1 배기 덕트로 인도하는 제 2 배기 덕트와, 상기 하우징의 상부에 마련되며 상기 제 1 배기 덕트 내의 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 2의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는, 상기 하우징은 상하 방향을 따르는 구조체가 원주 방향으로 소정 간격으로 복수 병설되며, 상기 제 2 배기 덕트는 상기 구조체를 관통하여 상기 제 1 배기 덕트에 연통하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는, 상기 구조체는 중공 형상을 이루며, 상기 하우징 내의 냉각 공기를 흡입하는 제 3 흡입구가 설치됨과 동시에, 관통 구멍을 통해 상기 제 2 배기 덕트에 연통하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는, 상기 제 2 배기 덕트는 상기 하우징의 내부로 돌출하는 돌출부를 가지며, 해당 돌출부에 상기 제 2 흡입구가 마련되는 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는, 상기 제 1 흡입구에, 냉각 공기가 유통하는 공기량을 조정하는 유량 조정 부재가 마련되는 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는, 상기 제 2 배기 덕트에, 냉각 공기가 유통하는 공기량을 조정하는 유량 조정 부재가 마련되는 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는, 상기 하우징에, 상기 흡기부의 하방에 위치하여 개폐 가능한 작업용 개구부가 마련되며, 해당 작업용 개구부의 하부에 상기 제 2 흡입구가 마련되는 것을 특징으로 한다.

청구항 8의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는 상기 배출부에 배기 팬이 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 9의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 방법은, 원자로 용기의 상부에 배치되며 자기식 잭에 의해 노심에 대하여 제어봉을 출납하는 제어봉 구동 장치의 냉각 방법에 있어서, 상기 자기식 잭을 수용하는 하우징의 측벽 상부로부터 내부로 냉각 공기를 도입하고, 냉각 공기를 하강시키면서 상기 자기식 잭을 냉각한 후, 상기 하우징의 측벽 하부의 전체 둘레로부터 내부의 냉각 공기를 배기 덕트로 취출하며, 해당 배기 덕트를 통해 상승시킨 후, 배기 팬에 의해 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 10의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 방법에서는, 상기 흡기부와 상기 하우징의 원주 방향으로 나란히 상기 배기 덕트가 배치되고, 상기 자기식 잭을 냉각한 냉각 공기를 상기 배기 덕트의 하부에 마련된 제 1 흡입구로부터 흡입함과 동시에 상기 흡기부의 하방에 마련된 제 2 흡입구로부터 흡입하며, 상기 배기 덕트를 통해 상승시켜 배출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 11의 발명의 원자로는, 원자로 용기와, 해당 원자로 용기 내에 배치되는 노심조와, 해당 노심조 내에 배치되는 노심과, 해당 노심을 제어하는 복수의 제어봉과, 상기 원자로 용기의 상부에 배치되며 자기식 잭에 의해 상기 노심에 대하여 상기 제어봉을 출납하는 제어봉 구동 장치와, 냉각 공기에 의해 해당 제어봉 구동 장치를 냉각하는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치를 구비하며, 원자 연료와 냉각재의 열교환에 의해 증기를 발생하고, 발생 증기에 의해 발전 터빈을 구동하여 발전을 실행하는 원자로에 있어서, 상기 제어봉 구동 장치용 냉각 장치는, 상기 원자로 용기의 상부에 고정되며 상기 자기식 잭을 수용하는 하우징과, 해당 하우징 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부와, 상기 흡기부와 상기 하우징의 원주 방향으로 나란히 배치되며 해당 하우징 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트와, 상기 흡기부의 하방에 배치되며 상기 하우징 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구로부터 흡입하여 상기 제 1 배기 덕트로 인도하는 제 2 배기 덕트와, 상기 하우징의 상부에 마련되며 상기 제 1 배기 덕트 내의 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 1의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 의하면, 하우징 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부와, 하우징 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트를 하우징의 원주 방향으로 나란히 배치함과 동시에, 흡기부의 하방에 하우징 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구로부터 흡입하여 제 1 배기 덕트로 인도하는 제 2 배기 덕트를 배치하고 있다. 따라서, 흡기부로부터 하우징 내에 도입된 냉각 공기는 이 하우징 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 흡입구로부터 흡입되어 외부로 배출되게 된다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭을 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각할 수 있어서, 제어봉 구동 장치의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 2의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 의하면, 하우징에 상하 방향을 따르는 구조체가 원주 방향으로 소정 간격으로 복수 병설되며, 제 2 배기 덕트가 이 구조체를 관통하여 제 1 배기 덕트에 연통하기 때문에, 구조체를 유지한 채로 제 2 배기 덕트를 배치할 수 있어서, 하우징의 강도 저하를 억제하면서 제어봉 구동 장치의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

청구항 3의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 의하면, 구조체를 중공 형상으로 하며, 하우징 내의 냉각 공기를 흡입하는 제 3 흡입구를 마련함과 동시에, 관통 구멍을 통해 제 2 배기 덕트에 연통하기 때문에, 구조체를 유지한 채로 제 2 배기 덕트를 배치할 수 있음과 동시에, 흡입구를 마련함으로써 하우징 내에서의 냉각 공기의 체류를 억제할 수 있어서, 하우징의 강도 저하를 억제하면서 제어봉 구동 장치의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

청구항 4의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 의하면, 제 2 배기 덕트에 하우징의 내부로 돌출하는 돌출부를 마련하며 이 돌출부에 제 2 흡입구를 마련하기 때문에, 이 제 2 흡입구의 개구 면적을 충분히 확보함으로써, 하우징 내로부터 제 2 배기 덕트로의 냉각 공기의 흡입 능력을 향상시킬 수 있어서, 하우징 내에서의 냉각 공기의 체류를 억제하여, 제어봉 구동 장치의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

청구항 5의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 의하면, 제 1 흡입구에 냉각 공기가 유통하는 공기량을 조정하는 유량 조정 부재를 마련하기 때문에, 제 1 흡입구로부터 제 1 배기 덕트에 흡입되는 냉각 공기량과 제 2 흡입구로부터 제 2 배기 덕트에 흡입되는 냉각 공기량을 조정함으로써, 하우징 내부에 효율 좋게 냉각 공기를 순환시킬 수 있다.

청구항 6의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 의하면, 제 2 배기 덕트에 냉각 공기가 유통하는 공기량을 조정하는 유량 조정 부재를 마련하기 때문에, 제 1 흡입구로부터 제 1 배기 덕트에 흡입되는 냉각 공기량과 제 2 흡입구로부터 제 2 배기 덕트에 흡입되는 냉각 공기량을 조정함으로써, 하우징 내부에 효율 좋게 냉각 공기를 순환시킬 수 있다.

청구항 7의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 의하면, 하우징에 있어서의 흡기부의 하방에 개폐 가능한 작업용 개구부를 마련하며, 이 작업용 개구부의 하방에 제 2 흡입구를 마련하므로, 흡기부뿐만 아니라 작업용 개구부를 마련해도, 하우징 내의 냉각 공기는 이 하우징 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 흡입구로부터 흡입되어 외부로 배출되기 때문에, 냉각 공기는 하우징의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환할 수 있다.

청구항 8의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 의하면, 배출부에 배기 팬을 마련하므로, 배기 팬을 구동함으로써, 제 1 배기 덕트 및 제 2 배기 덕트로부터 각 흡입구를 통해 하우징 내에 부압을 부여함으로써, 하우징 내의 냉각 공기를 강제적으로 외부로 배출할 수 있어서, 하우징 내에서의 냉각 공기의 체류를 억제하여 제어봉 구동 장치의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 청구항 9의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 방법에 의하면, 자기식 잭을 수용하는 하우징의 측벽 상부로부터 내부로 냉각 공기를 도입하고, 냉각 공기를 하강시키면서 자기식 잭을 냉각한 후, 하우징의 측벽 하부의 전체 둘레로부터 내부의 냉각 공기를 배기 덕트로 취출하며, 배기 덕트를 통해 상승시킨 후, 배기 팬에 의해 외부로 배출하도록 하고 있다. 따라서, 냉각 공기는 하우징의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭을 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각할 수 있어서, 제어봉 구동 장치의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 10의 발명의 제어봉 구동 장치의 냉각 방법에 의하면, 흡기부와 하우징의 원주 방향으로 나란히 배기 덕트를 배치하며, 자기식 잭을 냉각한 냉각 공기를, 배기 덕트의 하부에 마련된 제 1 흡입구로부터 흡입함과 동시에, 흡기부의 하방에 마련된 제 2 흡입구로부터 흡입하여, 배기 덕트를 통해 상승시켜 배출하기 때문에, 하우징 내부의 냉각 공기를 효율적으로 배출할 수 있다.

또한, 청구항 11의 발명의 원자로에 의하면, 원자로 용기와 노심조와 노심과 복수의 제어봉과 제어봉 구동 장치와 제어봉 구동 장치용 냉각 장치를 구비하며, 이 제어봉 구동 장치용 냉각 장치로서, 하우징 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부와, 하우징 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트를 하우징의 원주 방향으로 나란히 배치함과 동시에, 흡기부의 하방에 하우징 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구로부터 흡입하여 제 1 배기 덕트로 인도하는 제 2 배기 덕트를 배치하고 있다. 따라서, 흡기부로부터 하우징 내에 도입된 냉각 공기는 이 하우징 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 흡입구로부터 흡입되어 외부로 배출되게 된다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되고, 복수의 자기식 잭을 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각할 수 있어서, 제어봉 구동 장치의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있으며, 그 결과, 원자로의 고정밀의 출력 제어를 가능하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 단면도,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도,
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 단면도,
도 4는 실시예 1의 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 사시 개략도,
도 5는 실시예 1의 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서의 제 2 배기 덕트의 개략도,
도 6은 실시예 1의 가압수형 원자로를 구비하는 원자력 발전 플랜트의 개략 구성도,
도 7은 실시예 1의 가압수형 원자로를 나타내는 종단면도,
도 8은 실시예 1의 가압수형 원자로에 있어서의 제어봉 구동 장치를 나타내는 요부 단면도,
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서의 제 2 배기 덕트의 개략도,
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서의 제 2 배기 덕트의 개략도,
도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서의 제 2 배기 덕트의 개략도,
도 12는 본 발명의 실시예 5에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 수평 단면도,
도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서의 제 2 배기 덕트의 개략도.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조 및 원자로의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 단면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이며, 도 4는 실시예 1의 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 사시 개략도이며, 도 5는 실시예 1의 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서의 제 2 배기 덕트의 개략도이며, 도 6은 실시예 1의 가압수형 원자로를 구비하는 원자력 발전 플랜트의 개략 구성도이며, 도 7은 실시예 1의 가압수형 원자로를 나타내는 종단면도이며, 도 8은 실시예 1의 가압수형 원자로에 있어서의 제어봉 구동 장치를 나타내는 요부 단면도이다.

실시예 1의 원자로는, 경수를 원자로 냉각재 및 중성자 감속재로서 사용하여, 노심 전체에 걸쳐서 비등하지 않는 고온 고압수로 하고, 이 고온 고압수를 증기 발생기에 이송하여 열교환에 의해 증기를 발생시키며, 이 증기를 터빈 발전기에 이송하여 발전하는 가압수형 원자로(PWR : Pressurized Water Reactor)이다.

본 실시예의 가압수형 원자로를 구비하는 원자력 발전 플랜트에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 원자로 격납 용기(11) 내에는 가압수형 원자로(12) 및 증기 발생기(13)가 격납되어 있고, 이 가압수형 원자로(12)와 증기 발생기(13)는 냉각수 배관(냉각재 공급 배관계)(14, 15)를 통해 연결되어 있으며, 냉각수 배관(14)에 가압기(16)가 마련되고, 냉각수 배관(15)에 냉각수 펌프(15a)가 마련되어 있다. 이 경우, 감속재 및 1차 냉각수로서 경수를 이용하며, 노심부에 있어서의 1차 냉각수의 비 등을 억제하기 위해, 일차 냉각 계통은 가압기(16)에 의해 150기압 내지 160기압 정도의 고압 상태를 유지하도록 제어되어 있다. 따라서, 가압수형 원자로(12)에서, 연료(원자 연료)로서 저농축 우라늄 또는 MOX에 의해 1차 냉각수로서 경수가 가열되며, 고온의 1차 냉각수가 가압기(16)에 의해 소정의 고압으로 유지된 상태로 냉각수 배관(14)을 통해 증기 발생기(13)에 이송된다. 이 증기 발생기(13)에서는 고압 고온의 1차 냉각수와 2차 냉각수 사이에서 열교환이 실행되며, 냉각된 1차 냉각수는 냉각수 배관(15)을 통해 가압수형 원자로(12)로 복귀된다.

증기 발생기(13)는 증기 터빈(17)과 냉각수 배관(18)을 통해 연결되어 있으며, 이 증기 터빈(17)은 고압 터빈(19) 및 저압 터빈(20)을 가짐과 동시에, 발전기(21)에 접속되어 있다. 또한, 고압 터빈(19)과 저압 터빈(20) 사이에는 습분 분리 가열기(22)가 마련되어 있고, 냉각수 배관(18)으로부터 분기한 냉각수 분기 배관(23)이 습분 분리 가열기(22)에 연결되는 한편, 고압 터빈(19)과 습분 분리 가열기(22)는 저온 재열관(24)에 의해 연결되며, 습분 분리 가열기(22)와 저압 터빈(20)은 고온 재열관(25)에 의해 연결되어 있다. 또한, 증기 터빈(17)의 저압 터빈(20)은 복수기(26)를 가지며, 이 복수기(26)에는 냉각수(예컨대, 해수)를 급배하는 취수관(27) 및 배수관(28)이 연결되어 있다. 그리고, 이 복수기(26)는 냉각수 배관(29)을 거쳐 탈기기(30)에 연결되어 있으며, 이 냉각수 배관(29)에 복수 펌프(31) 및 저압 급수 가열기(32)가 마련되어 있다. 또한, 탈기기(30)는 냉각수 배관(33)을 통해 증기 발생기(13)에 연결되어 있으며, 이 냉각수 배관(33)에는 급수 펌프(34) 및 고압 급수 가열기(35)가 마련되어 있다.

따라서, 증기 발생기(13)에서 고압 고온의 1차 냉각수와 열교환을 실시하여 생성된 증기는 냉각수 배관(18)을 통해 증기 터빈(17)[고압 터빈(19)으로부터 저압 터빈(20)]에 이송되며, 이 증기에 의해 증기 터빈(17)을 구동하여 발전기(21)에 의해 발전을 실행한다. 이때, 증기 발생기(13)로부터의 증기는 고압 터빈(19)을 구동한 후, 습분 분리 가열기(22)에서 증기에 포함되는 습분이 제거됨과 동시에 가열되고 나서 저압 터빈(20)을 구동한다. 그리고, 증기 터빈(17)을 구동한 증기는 복수기(26)에서 냉각되어 복수가 되고, 저압 급수 가열기(32)에서, 예컨대 저압 터빈(20)으로부터 추기한 저압 증기에 의해 가열되며, 탈기기(30)에서 용존 산소나 불응결 가스(암모니아 가스) 등의 불순물이 제거된 후, 고압 급수 가열기(35)에서, 예컨대 고압 터빈(19)으로부터 추기한 고압 증기에 의해 가열된 후, 증기 발생기(13)로 복귀된다.

또한, 가압수형 원자로(12)에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 원자로 용기(41)는, 그 내부에 노 내 구조물을 삽입할 수 있도록, 원자로 용기 본체(42)와 그의 상부에 장착되는 원자로 용기 덮개(43)에 의해 구성되어 있으며, 이 원자로 용기 본체(42)에 대해서 원자로 용기 덮개(43)가 개폐 가능하게 되어 있다. 원자로 용기 본체(42)는, 상부가 개구되며 하부가 구면 형상으로 폐색된 원통 형상을 이루며, 상부에 1차 냉각수로서의 경수(냉각재)를 급배하는 입구 노즐(44) 및 출구 노즐(45)이 형성되어 있다.

원자로 용기 본체(42) 내에서, 입구 노즐(44) 및 출구 노즐(45)보다 하방에는 원통 형상을 이루는 노심조(46)가 원자로 용기 본체(42)의 내면과 소정의 간극을 두고 배치되어 있고, 이 노심조(46)의 상부에는 원판 형상을 이루며 도시하지 않는 다수의 연통 구멍이 형성된 상부 노심판(47)이 연결되며, 하부에는 동일하게 원판 형상을 이루며 도시하지 않는 다수의 연통 구멍이 형성된 하부 노심판(48)이 연결되어 있다. 그리고, 원자로 용기 본체(42) 내에는, 노심조(46)의 상방에 위치하며 원판 형상을 이루는 상부 노심 지지판(49)이 고정되어 있으며, 이 상부 노심 지지판(49)으로부터 복수의 노심 지지 로드(50)를 거쳐 상부 노심판(47), 즉 노심조(46)가 현수하여 지지되어 있다. 한편, 하부 노심판(48), 즉 노심조(46)는 원자로 용기 본체(42)의 내면에 대해서 복수의 래디얼 키이(52)에 의해 위치 결정 보지되어 있다.

노심조(46)와 상부 노심판(47)과 하부 노심판(48)에 의해 노심(53)이 형성되어 있으며, 이 노심(53)에는 다수의 연료 집합체(54)가 배치되어 있다. 이 연료 집합체(54)는, 도시하지 않지만, 다수의 연료봉이 지지 격자에 의해 격자 형상으로 묶여서 구성되며, 상단부에 상부 노즐이 고정되는 한편, 하단부에 하부 노즐이 고정되어 있다. 그리고, 복수의 제어봉(55)은 상단부가 합쳐져서 제어봉 클러스터(56)가 되며, 연료 집합체(54) 내에 삽입 가능하게 되어 있다. 상부 노심 지지판(49)에는, 이 상부 노심 지지판(49)을 관통하여 다수의 제어봉 클러스터 안내관(57)이 지지되어 있으며, 하단부가 연료 집합체(54)의 제어봉 클러스터(56)까지 연장되어 있다.

원자로 용기(41)를 구성하는 원자로 용기 덮개(43)의 상부에는, 자기식 잭의 제어봉 구동 장치(58)가 마련되어 있으며, 원자로 용기 덮개(43)와 일체를 이루는 하우징(59) 내에 수용되어 있다. 다수의 제어봉 클러스터 안내관(57)의 상단부는 제어봉 구동 장치(58)까지 연장되며, 이 제어봉 구동 장치(58)로부터 연장된 제어봉 클러스터 구동축(60)이 제어봉 클러스터 안내관(57) 내부를 통해 연료 집합체(54)까지 연장되어 제어봉 클러스터(56)를 파지 가능하게 되어 있다. 또한, 도시하지 않지만, 상부 노심 지지판(49)에는 이 상부 노심 지지판(49)을 관통하여 다수의 노 내 계장 안내관이 지지되어 있고, 하단부가 연료 집합체(54)까지 연장되어 있으며, 중성자속을 계측할 수 있는 센서를 삽입 가능하게 되어 있다.

이 제어봉 구동 장치(58)는, 상하 방향으로 연장되어 제어봉 클러스터(56)에 연결됨과 동시에, 그 상면에 복수의 원주 방향 홈을 길이 방향으로 동일 피치로 배설하여 구성되는 제어봉 클러스터 구동축(이하, 구동축이라 함)(60)을 자기식 잭으로 상하 이동시킴으로써, 원자로의 출력을 제어한다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 구동축(60)은 그 상면에 복수의 원주 방향 홈(60a)이 길이 방향으로 동일 피치로 형성되어 있으며, 원통 형상을 이루는 구동축 하우징(61) 내에 축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 그리고, 이 구동축(60)의 원주 방향 홈(60a)의 하나에 계합 및 이반 가능하게 마련된 고정 클램프 래치(62), 이 고정 클램프 래치(62)를 래치 링크(63) 및 플런저(64)를 거쳐서 구동하는 고정 클램프 코일(65)을 구비하며, 고정 클램프 래치(62)를 원주 방향 홈(60a)에 계합시킴으로써 구동축(60)을 상하 방향으로 보지하는 보지 기구(66)가 마련되어 있다. 또한, 구동축(60)의 원주 방향 홈(60a)의 하나와 계합 및 이반 가능하게 설치된 가동 클램프 래치(67), 이 가동 클램프 래치(67)를 래치 링크(68) 및 플런저(69)를 거쳐서 구동하는 가동 클램프 코일(70), 래치 링크(68) 및 플런저(69)를 상하 방향으로 이동시키는 상승 코일(71)을 구비하여, 구동축(60)을 상하 이동시키는 구동 기구(72)가 설치되어 있다.

또한, 도면부호(73)는 고정 클램프 코일(65)에 여자되는 고정 그리퍼 자극, 도면부호(74)는 가동 클램프 코일(70)에 여자되는 가동 그리퍼 자극, 도면부호(75)는 상승 코일(71)에 여자되는 상승 자극이다. 또한, 도면부호(76a, 76b, 76c)는 리턴 스프링이다.

예컨대, 고정 클램프 코일(65)에 의해 고정 그리퍼 자극(73)이 소자되어 고정 클램프 래치(62)가 구동축(60)의 원주 방향 홈(60a)으로부터 이반되는 한편, 가동 클램프 코일(70)에 의해 가동 그리퍼 자극(74)이 여자되어 가동 클램프 래치(67)가 구동축(60)의 원주 방향 홈(60a)에 계합된 상태로부터, 상승 코일(71)에 의해 상승 자극(75)을 여자하면, 가동 그리퍼 자극(74) 및 가동 클램프 래치(67)가 가동 클램프 코일(70)과 함께 리턴 스프링(76a)의 가압력에 저항하여 상승 자극(75)측에 흡인되어 구동축(60)을 1피치 상승시킬 수 있다.

다음에, 고정 클램프 코일(65)에 의해 고정 그리퍼 자극(73)이 여자되어 고정 클램프 래치(62)가 구동축(60)의 원주 방향 홈(60a)에 계합된 후, 가동 클램프 코일(70)에 의해 가동 그리퍼 자극(74)이 소자됨과 동시에 상승 코일(71)에 의해 상승 자극(75)이 소자되면, 가동 클램프 래치(67)가 구동축(60)의 원주 방향 홈(60a)으로부터 이반되어 리턴 스프링(76a)의 가압력에 의해 가동 그리퍼 자극(74) 및 가동 클램프 래치(67)가 가동 클램프 코일(70)과 함께 하강할 수 있다.

그리고, 가동 클램프 코일(70)에 의해 가동 그리퍼 자극(74)이 여자되어 가동 클램프 래치(67)가 구동축(60)의 원주 방향 홈(60a)에 계합된 후, 고정 클램프 코일(65)에 의해 고정 그리퍼 자극(73)이 소자되어 고정 클램프 래치(62)가 구동축(60)의 원주 방향 홈(60a)으로부터 이반된 상태로부터, 상술한 동작을 반복함으로써 구동축(60)은 소정 피치까지 상승할 수 있다. 또한, 구동축(60)을 하강시키려면 상술한 동작의 역동작을 실행하면 된다.

따라서, 도 7로 돌아와, 제어봉 구동 장치(58)에 의해 제어봉 클러스터 구동축(60)을 이동하여 연료 집합체(54)에 제어봉(55)을 삽입함으로써, 노심(53) 내에서의 핵분열을 제어하고, 발생한 열에너지에 의해 원자로 용기(41) 내에 충전된 경수가 가열되며, 고온의 경수가 출구 노즐(45)로부터 배출되어 상술한 바와 같이 증기 발생기(13)로 이송된다. 즉, 연료 집합체(54)를 구성하는 연료로서의 우라늄 또는 플루토늄이 핵분열함으로써 중성자를 방출하고, 감속재 및 1차 냉각수로서의 경수가 방출된 고속 중성자의 운동에너지를 저하시켜서 열중성자로 해서, 새로운 핵분열을 일으키기 쉬움과 동시에 발생한 열을 빼앗아 냉각한다. 또한, 제어봉(55)을 연료 집합체(54)에 삽입함으로써, 노심(53) 내에서 생성되는 중성자수를 조정하며, 또한, 원자로를 긴급하게 정지할 경우에는 노심(53)에 급속히 삽입된다.

또한, 원자로 용기(41) 내에는, 노심(53)에 대해서, 그 상방에 출구 노즐(45)에 연통하는 상부 플리넘(81)이 형성됨과 동시에, 하부에 하부 플리넘(82)이 형성되어 있다. 그리고, 원자로 용기(41)와 노심조(46) 사이에 입구 노즐(44) 및 하부 플리넘(82)에 연통하는 다운커머부(83)가 형성되어 있다. 따라서, 경수는 4개의 입구 노즐(44)로부터 원자로 용기 본체(42) 내에 유입하고, 다운커머부(83)를 하향으로 흘러 낙하하여 하부 플리넘(82)에 도달하며, 이 하부 플리넘(82)의 구면 형상의 내면에 의해 상향으로 안내되어 상승하여, 하부 노심판(48)을 통과한 후 노심(53)에 유입한다. 이 노심(53)에 유입한 경수는 노심(53)을 구성하는 연료 집합체(54)로부터 발생하는 열에너지를 흡수함으로써 이 연료 집합체(54)를 냉각하는 한편, 고온이 되어 상부 노심판(47)을 통과하여 상부 플리넘(81)까지 상승하며, 출구 노즐(45)을 통해 배출된다.

이와 같이 구성된 가압수형 원자로(12)에서, 본 실시예에서는 제어봉 구동 장치(58)를 냉각하는 냉각 장치가 마련되어 있다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 이 제어봉 구동 장치용 냉각 장치(101)에 있어서, 하우징(59)은, 흡기부(102)와 작업용 개구부(103)와 제 1 배기 덕트(104)와 제 2 배기 덕트(105)와 제 3 배기 덕트(106)가 연결됨으로써 측벽이 구성되며, 상부에 천정벽(107)이 연결되어 구성되어 있다. 그리고, 이 하우징(59)의 내부에 제어봉 구동 장치(58)를 구성하는 복수의 자기식 잭이 수용되어 있다. 이 경우, 본 실시예의 냉각 장치는, 하우징(59)에 마련된 후술하는 배출부(111)의 배기 팬(113)을 구동함으로써, 외부로부터 하우징(59) 내에 냉각 공기를 흡입하여 배기하는 흡입 배기식이다.

즉, 상부에 마련된 제 3 배기 덕트(106)는 중공으로 링 형상을 이루고 있다. 흡기부(102)는 외부로부터 냉각 공기를 도입하는 것이 가능한 개구부로서, 각 개구부에 필터가 장착되어 있다. 작업용 개구부(103)는 점검 작업이나 메인터넌스 작업 등의 때에 작업자가 하우징(59) 내에 진입하기 위한 개구부로서, 미사용시에는 개폐문(108)에 의해 폐지되며, 사용시에 이 개폐문(108)을 개방한다. 이 흡기부(102)와 작업용 개구부(103)는 흡기부(102)의 하방에 작업용 개구부(103)가 위치하도록 상하로 배치되며, 하우징(59)의 직경 방향에 대향하여 원주 방향으로 균등 간격으로 2조 마련되어 있다.

제 1 배기 덕트(104)는 하우징(59) 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구(109)로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 것으로서, 하우징(59)의 상하 방향을 따라 배설됨과 동시에 원주 방향으로 복수 병설되어 있다. 그리고, 이 제 1 배기 덕트(104)는 하우징(59)의 원주 방향에 있어서 2조의 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)의 사이에 배치되어 있다. 즉, 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)와 제 1 배기 덕트(104)는 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 배치되어 있다.

제 2 배기 덕트(105)는 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)의 하방에 배치되며 하우징(59) 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구(110)로부터 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 것으로서, 하우징(59)의 원주 방향을 따라 배설되어 있다. 이 경우, 실제로는, 하우징(59)의 하단부에, 중공으로 링 형상을 이룸과 동시에 내주부에 다수의 흡입구가 형성된 덕트 부재를 배치하고, 복수의 제 1 배기 덕트(104)의 하단부를 이 덕트 부재의 상면부에 연결함과 동시에 내부를 연통함으로써, 제 1 배기 덕트(104) 및 제 2 배기 덕트(105)를 일체로 형성한다. 즉, 덕트 부재가 제 1 배기 덕트(104)의 일부 및 제 2 배기 덕트(105)를 구성한다.

하우징(59)의 상부에는 제 1 배기 덕트(104) 내의 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부(111)가 마련되어 있다. 즉, 제 3 배기 덕트(106)의 외주부에는 연결 배기 덕트(112)가 연결되며, 이 연결 배기 덕트(112)에 배기 팬(113)이 설치되어 있다. 또한, 하우징(59)의 천정벽(107)에는 제어봉 구동 장치(58)의 각 자기식 잭이 장착되는 설치 구멍(107a)이 형성되어 있다.

그런데, 하우징(59)은 내부에 상하 방향을 따르는 기둥(114)이 원주 방향으로 균등 간격으로 복수 병설되어 있다. 이 복수의 기둥(114)은 구조체로서 기능하며, 본 실시예에서는 단면이 H형 형상을 이루는 강재에 의해 구성되어 있다. 즉, 흡기부(102), 작업용 개구부(103), 제 1 배기 덕트(104), 제 2 배기 덕트(105), 제 3 배기 덕트(106) 등은 이 복수의 기둥(114)에 지지됨으로써 소정의 강도가 확보되어 있다. 그리고, 제 2 배기 덕트(105)는 이 기둥(114)을 관통하여 제 1 배기 덕트(104)에 연통한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 흡기부(102)에 있어서의 원주 방향 중간 위치에 있는 기둥(114)에 대하여 그 원주 방향 양측에 제 2 배기 덕트(105; 105a, 105b)가 배치되어 있다. 그리고, 각 제 2 배기 덕트(105a, 105b)의 기단부에는 하우징(59) 내로 개구되는 제 2 흡입구(110a, 110b)가 형성되는 한편, 선단부가 복수의 기둥(114)을 거쳐 제 1 배기 덕트(104)까지 연장되어 있다. 이 경우, 제 2 배기 덕트(105a, 105b)의 도중에 위치하는 각각의 기둥(114)에는 제 2 배기 덕트(105a, 105b)의 유로 면적보다 작은, 실제로는 폭이 좁은 관통 구멍(114a)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 제어봉 구동 장치용 냉각 장치(101)에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 배출부(111)의 배기 팬(113)이 구동하면, 그 흡인력이 제 3 배기 덕트(106)로부터 제 1 배기 덕트(104)의 제 1 흡입구(109)를 통해 하우징(59) 내에 작용함과 동시에, 흡인력이 제 3 배기 덕트(106)로부터 제 1 배기 덕트(104)를 통해 제 2 배기 덕트(105)의 제 2 흡입구(110)를 통해 하우징(59) 내에 작용한다. 또한, 하우징(59) 내에 작용한 흡인력이 2개의 흡기부(102)에 작용한다.

그 때문에, 외부의 공기가 냉각 공기로서 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된다. 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는 이 하우징(59) 내를 하강하면서 제어봉 구동 장치용 냉각 장치(101)의 각 자기식 잭의 코일(65, 70, 71)(도 8 참조)을 냉각한다. 각 코일(65, 70, 71)을 냉각하여 온도가 상승한 냉각 공기는 배출부(111)의 배기 팬(113)에 의해 흡인력이 작용하는 제 1 흡입구(109) 및 제 2 흡입구(110)에 흡인되며, 하우징(59) 내로부터 제 1 흡입구(109)를 통해 직접 제 2 배기 덕트(105)에 흡입됨과 동시에, 하우징(59) 내로부터 제 2 흡입구(110)를 통해 제 2 배기 덕트(105)를 거쳐 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된다. 그리고, 이 냉각 공기는 각 제 1 배기 덕트(104) 내를 상승하여 제 3 배기 덕트(106)로 흐르며, 연결 배기 덕트(112)로부터 배기 팬(113)에 의해 외부로 배출된다.

이 경우, 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 110)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 105)로 흘러든다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59) 내를 그 중앙부로부터 외주측으로 적정하게 유동하여, 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭은 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각된다.

이와 같이 실시예 1의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서는, 원자로 용기(41)의 상부에 자기식 잭을 수용하는 하우징(59)을 고정하고, 이 하우징(59) 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부(102)와, 흡기부(102)와 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 하우징(59) 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구(109)로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트(104)와, 흡기부(102)의 하부에 배치되며 하우징(59) 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구(110)로부터 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 제 2 배기 덕트(105)와, 하우징(59)의 상부에 마련되며 제 1 배기 덕트(104) 내의 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부(111)를 마련하고 있다.

따라서, 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 110)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 105)로부터 배출부(111)를 통해 외부로 배출되게 된다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59)의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭을 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각할 수 있어서, 제어봉 구동 장치(58)의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 실시예 1의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는, 하우징(59)에 상하 방향을 따르는 구조체로서의 기둥(114)을 원주 방향으로 소정 간격으로 복수 병설하며, 제 2 배기 덕트(105)의 유로가 이 기둥(114)을 관통하여 제 1 배기 덕트(104)에 연통되어 있다. 따라서, 기둥(114)을 유지한 채로 제 2 배기 덕트(104)를 배치할 수 있어서, 하우징(59)의 강도 저하를 억제하면서 제어봉 구동 장치(58)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 제 2 배기 덕트(105)의 도중의 기둥(114)에는 제 2 배기 덕트(105)의 유로보다 유로 면적이 작은 관통 구멍(114a)을 형성하고 있어서 기둥(114)의 강도 저하를 방지할 수 있다.

또한, 실시예 1의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는, 하우징(59)에 있어서의 흡기부(102)의 하방에 개폐 가능한 작업용 개구부(103)를 마련하고, 이 작업용 개구부(103)의 하방에 제 2 흡입구(110)를 마련하고 있다. 따라서, 흡기부(102)뿐만 아니라 작업용 개구부(103)를 마련해도, 하우징(59) 내의 냉각 공기는 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 110)로부터 흡입되어 외부로 배출되기 때문에, 냉각 공기는 하우징(59)의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환할 수 있다.

또한, 실시예 1의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는 배출부(111)에 배기 팬(113)을 마련하고 있다. 따라서, 배기 팬(113)을 구동함으로써, 제 1 배기 덕트(104) 및 제 2 배기 덕트(105)로부터 각 흡입구(109, 110)를 통해 하우징(59) 내에 부압을 부여할 수 있다. 그 때문에, 하우징(59) 내의 냉각 공기를 강제적으로 외부로 배출할 수 있어서, 하우징(59) 내에서의 냉각 공기의 체류를 억제하여 제어봉 구동 장치(58)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 실시예 1의 제어봉 구동 장치의 냉각 방법에 있어서는, 자기식 잭을 수용하는 하우징(59)의 측벽 상부로부터 내부로 냉각 공기를 도입하고, 냉각 공기를 하강시키면서 자기식 잭을 냉각한 후, 하우징(59)의 측벽 하부의 전체 둘레로부터 내부의 냉각 공기를 배기 덕트(103, 104)로 취출하며, 이 배기 덕트(103, 104)를 통해 상승시킨 후, 배기 팬(113)에 의해 외부로 배출하도록 하고 있다. 따라서, 냉각 공기는 하우징(59)의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭을 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각할 수 있어서, 제어봉 구동 장치의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 실시예 1의 가압수형 원자로에 있어서는, 원자로 용기(41)와 노심조(46)와 노심(53)과 복수의 제어봉(55)과 제어봉 구동 장치(58)와 제어봉 구동 장치용 냉각 장치(101)를 마련하며, 제어봉 구동 장치용 냉각 장치(101)로서, 원자로 용기(41)의 상부에 자기식 잭을 수용하는 하우징(59)을 고정하고, 이 하우징(59) 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부(102)와, 흡기부(102)와 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 하우징(59) 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구(109)로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트(104)와, 흡기부(102)의 하부에 배치되며 하우징(59) 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구(110)로부터 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 제 2 배기 덕트(105)와, 하우징(59)의 상부에 마련되며 제 1 배기 덕트(104) 내의 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부(111)를 마련하고 있다.

따라서, 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 110)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 105)로부터 배출부(111)를 통해 외부로 배출되게 된다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59)의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되고, 복수의 자기식 잭을 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각할 수 있어서, 제어봉 구동 장치(58)의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있으며, 그 결과, 원자로의 고정밀의 출력 제어를 가능하게 할 수 있다.

실시예 2

도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서의 제 2 배기 덕트의 개략도이다. 또한, 본 실시예의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서의 전체 구성은 상술한 실시예 1과 거의 동일하므로, 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명함과 동시에, 이 실시예에서 설명한 것과 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

실시예 2에 있어서의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는 실시예 1에 대하여 제 2 배기 덕트의 형상만이 상위하다. 그 때문에, 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 전체 구조는 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명하고, 제 2 배기 덕트의 세부 사항에 대하여는 도 9를 이용하여 설명한다.

실시예 2의 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(59)은, 흡기부(102)와 작업용 개구부(103)와 제 1 배기 덕트(104)와 제 2 배기 덕트(121a, 121b)(도 9 참조)와 제 3 배기 덕트(106)가 연결됨으로써 측벽이 구성되며, 상부에 천정벽(107)이 연결되어 구성되어 있다. 그리고, 이 하우징(59)의 내부에 제어봉 구동 장치(58)를 구성하는 복수의 자기식 잭이 수용되어 있다.

즉, 흡기부(102)와 작업용 개구부(103)는 흡기부(102)의 하방에 작업용 개구부(103)가 위치하도록 상하로 배치되며, 하우징(59)의 직경 방향에 대향하여 원주 방향으로 균등 간격으로 2조 마련되어 있다. 제 1 배기 덕트(104)는 하우징(59)의 원주 방향에 있어서 2조의 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)의 사이에 배치되어 있다. 즉, 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)와 제 1 배기 덕트(104)는 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 배치되어 있다.

도 1 내지 도 4에 더하여 도 9에 도시된 바와 같이, 제 2 배기 덕트(121a, 121b)는 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)의 하방에 위치하며, 하우징(59)의 원주 방향에 따라 배설되어 있으며, 하우징(59) 내의 냉각 공기를 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 것이다. 하우징(59)의 상부에는 제 1 배기 덕트(104)로부터 제 3 배기 덕트(106)로 이동한 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부(111)가 마련되어 있다.

또한, 하우징(59)은 내부에 상하 방향을 따르는 기둥(114)이 원주 방향으로 균등 간격으로 복수 병설되어 있다. 흡기부(102)에 있어서의 원주 방향 중간 위치에 있는 기둥(114)에 대해서 그 원주 방향 양측에 제 2 배기 덕트(121a, 121b)가 배치되어 있다. 그리고, 각 제 2 배기 덕트(121a, 121b)의 기단부에는 하우징(59)의 내부측으로 돌출하는 돌출부(122a, 122b)가 일체로 형성되어 있다. 그리고, 이 돌출부(122a, 122b)의 전면부에, 하우징(59) 내의 냉각 공기를 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 제 2 흡입구(123a, 123b)가 형성되어 있다. 이 경우, 돌출부(122a, 122b)의 전면부뿐만 아니라 상면부에 제 2 흡입구(124a)를 형성해도 좋다. 한편, 제 2 배기 덕트(121a, 121b)의 선단부는 복수의 기둥(114)을 거쳐 제 1 배기 덕트(104)까지 연장되어 있으며, 제 2 배기 덕트(121a, 121b)의 도중에 위치하는 각 기둥(114)에는 실시예 1과 마찬가지로 관통 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에서, 배출부(111)의 배기 팬(113)이 구동하면, 그 흡인력이 제 3 배기 덕트(106)로부터 제 1 배기 덕트(104)의 제 1 흡입구(109)를 통해 하우징(59) 내에 작용함과 동시에, 흡인력이 제 3 배기 덕트(106)로부터 제 1 배기 덕트(104)를 거쳐 제 2 배기 덕트(121a, 121b)의 제 2 흡입구(123a, 123b)를 통해 하우징(59) 내에 작용한다. 또한, 하우징(59) 내에 작용한 흡인력이 2개의 흡기부(102)에 작용한다.

그 때문에, 외부의 공기가 냉각 공기로서 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입되며, 이 하우징(59) 내를 하강하면서 제어봉 구동 장치용 냉각 장치(101)의 각 자기식 잭을 냉각한다. 각 자기식 잭을 냉각한 냉각 공기는, 제 1 흡입구(109)에 흡인되어 하우징(59) 내로부터 직접 제 1 배기 덕트(104)에 흡입됨과 동시에, 제 2 흡입구(123a, 123b)에 흡인되어 하우징(59) 내로부터 제 2 배기 덕트(121a, 121b)를 거쳐 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된다. 각 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된 냉각 공기는 내부를 상승하여 제 3 배기 덕트(106)로 흐르며, 배출부(111)로부터 외부로 배출된다.

이 경우, 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 123a, 123b)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 121a, 121b)로 흘러든다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59) 내를 그 중앙부로부터 외주측으로 적정하게 유동하여, 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭은 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각된다.

이와 같이 실시예 2의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서는, 하우징(59) 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부(102)와, 흡기부(102)와 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 하우징(59) 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구(109)로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트(104)와, 흡기부(102)의 하방에 배치되며 하우징(59) 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구(123a, 123b)로부터 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 제 2 배기 덕트(121a, 121b)와, 하우징(59)의 상부에 마련되며 제 1 배기 덕트(104) 내의 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부(111)를 마련하고 있다.

따라서, 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 123a, 123b)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 121a, 121b)로부터 배출부(111)를 통해 외부로 배출되게 된다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59)의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭을 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각할 수 있어서, 제어봉 구동 장치(58)의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 실시예 2의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는, 제 2 배기 덕트(121a, 121b)의 기단부에 하우징(59)의 내부측으로 돌출하는 돌출부(122a, 122b)를 마련하며, 이 돌출부(122a, 122b)에 제 2 흡입구(123a, 123b)를 형성하고 있다. 따라서, 제 2 흡입구(123a, 123b)의 개구 면적을 확대하여 충분히 확보함으로써, 하우징(59) 내로부터 제 2 배기 덕트(121a, 121b)로의 냉각 공기의 흡입 능력을 향상시킬 수 있어서, 하우징(59) 내에서의 냉각 공기의 체류를 억제하여, 제어봉 구동 장치(58)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

실시예 3

도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서의 제 2 배기 덕트의 개략도이다. 또한, 본 실시예의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서의 전체 구성은 상술한 실시예 1과 거의 동일하므로, 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명함과 동시에, 이 실시예에서 설명한 것과 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

실시예 3에 있어서의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는 실시예 1에 대하여 기둥(구조체)의 형상만이 상위하다. 그 때문에, 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 전체 구조는 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명하며, 기둥 및 제 2 배기 덕트의 세부 사항에 대하여는 도 10을 이용하여 설명한다.

실시예 3의 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(59)은, 흡기부(102)와 작업용 개구부(103)와 제 1 배기 덕트(104)와 제 2 배기 덕트(132a, 132b)(도 10 참조)와 제 3 배기 덕트(106)가 연결됨으로써 측벽이 구성되며, 상부에 천정벽(107)이 연결되어 구성되어 있다. 그리고, 이 하우징(59)의 내부에 제어봉 구동 장치(58)를 구성하는 복수의 자기식 잭이 수용되어 있다.

즉, 흡기부(102)와 작업용 개구부(103)는 흡기부(102)의 하부에 작업용 개구부(103)가 위치하도록 상하로 배치되며, 하우징(59)의 직경 방향에 대향하여 원주 방향으로 균등 간격으로 2조 마련되어 있다. 제 1 배기 덕트(104)는 하우징(59)의 원주 방향에 있어서 2조의 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)의 사이에 배치되어 있다. 즉, 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)와 제 1 배기 덕트(104)는 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 배치되어 있다.

도 1 내지 도 4에 더하여 도 10에 도시된 바와 같이, 제 2 배기 덕트(132a, 132b)는 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)의 하방에 위치하고, 하우징(59)의 원주 방향을 따라 배설되어 있으며, 하우징(59) 내의 냉각 공기를 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 것이다. 하우징(59)의 상부에는 제 1 배기 덕트(104)로부터 제 3 배기 덕트(106)로 이동한 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부(111)가 마련되어 있다.

또한, 하우징(59)은, 내부에 상하 방향을 따르는 기둥(131)이 원주 방향으로 균등 간격으로 복수 병설되어 있다. 이 복수의 기둥(131)은 구조체로서 기능하며, 본 실시예에서는 중공 형상을 이루는 철근 콘크리트에 의해 구성되어 있다. 즉, 흡기부(102), 작업용 개구부(103), 제 1 배기 덕트(104), 제 2 배기 덕트(132a, 132b), 제 3 배기 덕트(106) 등은 이 복수의 기둥(131)에 지지됨으로써 소정의 강도가 확보되어 있다.

그리고, 흡기부(102)에 있어서의 원주 방향 중간 위치에 있는 기둥(131)에 대해서 그 원주 방향 양측에 제 2 배기 덕트(132a, 132b)가 배치되어 있다. 그리고, 각 제 2 배기 덕트(132a, 132b)의 기단부에는 하우징(59) 내로 개구되는 제 2 흡입구(133a, 133b)가 형성되는 한편, 선단부가 복수의 기둥(131)을 거쳐 제 1 배기 덕트(104)까지 연장되어 있으며, 제 2 배기 덕트(132a, 132b)의 도중에 위치하는 각 기둥(131)에는 관통 구멍(도시 생략)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에서, 배출부(111)의 배기 팬(113)이 구동하면, 그 흡인력에 의해 외부의 냉각 공기가 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입되며, 내부를 하강하면서 제어봉 구동 장치용 냉각 장치(101)의 각 자기식 잭을 냉각한다. 각 자기식 잭을 냉각한 냉각 공기는, 제 1 흡입구(109)에 흡인되어 하우징 내(59)로부터 직접 제 1 배기 덕트(104)에 흡입됨과 동시에, 제 2 흡입구(133a, 133b)에 흡인되어 하우징(59) 내로부터 제 2 배기 덕트(132a, 132b)를 거쳐 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된다. 각 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된 냉각 공기는 내부를 상승하여 제 3 배기 덕트(106)로 흐르며, 배출부(111)로부터 외부로 배출된다.

이 경우, 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 133a, 133b)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 132a, 132b)로 흘러든다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59) 내를 그 중앙부로부터 외주측으로 적정하게 유동하여, 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭은 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각된다.

이와 같이 실시예 3의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서는, 구조체로서 중공 형상을 이루는 철근 콘크리트에 의해 구성된 기둥(131)을 원주 방향으로 복수 병설하고, 흡기부(102), 작업용 개구부(103), 제 1 배기 덕트(104), 제 2 배기 덕트(132a, 132b), 제 3 배기 덕트(106)를 이 복수의 기둥(131)에 의해 지지함으로써 하우징(59)을 구성하고 있다.

따라서, 흡기부(102)와 작업용 개구부(103)와 제 1 배기 덕트(104)와 제 2 배기 덕트(132a, 132b)와 제 3 배기 덕트(106)로 구성되는 하우징(59)에 있어서의 높은 강성을 확보할 수 있으며, 각 배기 덕트(104, 132a, 132b, 106)를 효율 좋게 배치할 수 있어서, 제어봉 구동 장치(58)의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

실시예 4

도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서의 제 2 배기 덕트의 개략도이다. 또한, 본 실시예의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서의 전체 구성은 상술한 실시예 1과 거의 동일하므로, 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명함과 동시에, 이 실시예에서 설명한 것과 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

실시예 4에 있어서의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는 실시예 3에 대하여 기둥(구조체)의 형상만이 상위하다. 그 때문에, 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 전체 구조는 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명하며, 기둥 및 제 2 배기 덕트의 세부 사항에 대하여는 도 11을 이용하여 설명한다.

실시예 4의 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서, 도 1 내지 도 4 및 도 11에 도시된 바와 같이, 하우징(59)은 내부에 상하 방향을 따르는 기둥(131)이 원주 방향으로 균등 간격으로 복수 병설되어 있다. 흡기부(102), 작업용 개구부(103), 제 1 배기 덕트(104), 제 2 배기 덕트(132a, 132b), 제 3 배기 덕트(106) 등은 이 복수의 기둥(131)에 지지됨으로써 소정의 강도가 확보되어 있다.

그리고, 흡기부(102)에 있어서의 원주 방향 중간 위치에 있는 기둥(131)에 대해서 그 원주 방향 양측에 제 2 배기 덕트(132a, 132b)가 배치되어 있다. 이 중간 위치에 있는 기둥(131)은 하우징(59) 내로 개구되는 제 3 흡입구(134)가 형성되어 있다. 각 제 2 배기 덕트(132a, 132b)의 기단부는 기둥(131)의 그 면에 연결되고 관통 구멍을 통해 연통하고 있다. 또한, 각 제 2 배기 덕트(132a, 132b)의 기단부에는 하우징(59) 내로 개구되는 제 2 흡입구(133a, 133b)가 형성되는 한편, 선단부가 복수의 기둥(131)을 거쳐 제 1 배기 덕트(104)까지 연장되어 있다.

이와 같이 구성된 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에서, 배출부(111)의 배기 팬(113)이 구동하면, 그 흡인력에 의해 외부의 냉각 공기가 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입되며, 내부를 하강하면서 제어봉 구동 장치용 냉각 장치(101)의 각 자기식 잭을 냉각한다. 각 자기식 잭을 냉각한 냉각 공기는, 제 1 흡입구(109)에 흡인되어 하우징(59) 내로부터 직접 제 1 배기 덕트(104)에 흡입됨과 동시에, 제 2 흡입구(133a, 133b) 및 제 3 흡입구(134)에 흡인되어 하우징(59) 내로부터 제 2 배기 덕트(132a, 132b)를 거쳐 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된다. 각 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된 냉각 공기는 내부를 상승하여 제 3 배기 덕트(106)로 흐르며, 배출부(111)로부터 외부로 배출된다.

이 경우, 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 133a, 133b, 134)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 132a, 132b)로 흘러든다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59) 내를 그 중앙부로부터 외주측으로 적정하게 유동하여, 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭은 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각된다.

이와 같이 실시예 4의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서는, 하우징(59) 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부(102)와, 흡기부(102)와 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 하우징(59) 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구(109)로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트(104)와, 흡기부(102)의 하방에 배치되며 하우징(59) 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구(132a, 132b)로부터 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 제 2 배기 덕트(131a, 131b)와, 하우징(59)의 상부에 마련되며 제 1 배기 덕트(104) 내의 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부(111)를 마련함과 동시에, 하우징(59)을 지지하는 복수의 기둥(131)의 일부에 제 2 배기 덕트(132a, 132b)에 연통하는 제 3 흡입구(134)를 마련하고 있다.

따라서, 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 133a, 133b, 134)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 132a, 132b)로부터 배출부(111)를 통해 외부로 배출되게 된다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59)의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭을 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각할 수 있어서, 제어봉 구동 장치(58)의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 기둥(131)을 유지한 채로 제 2 배기 덕트(132a, 132b)를 배치할 수 있음과 동시에, 제 3 흡입구(134)를 마련함으로써 하우징(59) 내에서의 냉각 공기의 체류를 억제할 수 있음과 동시에, 하우징(59)의 강도 저하를 억제할 수 있다.

실시예 5

도 12는 본 발명의 실시예 5에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 수평 단면도이다. 또한, 본 실시예의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서의 전체 구성은 상술한 실시예 1과 거의 동일하므로, 도 1 및 도 2, 도 4를 이용하여 설명함과 동시에, 이 실시예에서 설명한 것과 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

실시예 5에 있어서의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는 실시예 1에 대하여 제 1 배기 덕트의 구성만이 상위하다. 그 때문에, 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 전체 구조는 도 1 및 도 2, 도 4를 이용하여 설명하며, 제 1 배기 덕트의 세부 사항에 대하여는 도 12를 이용하여 설명한다.

실시예 5의 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서, 도 1 및 도 2, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(59)은 흡기부(102)와 작업용 개구부(103)와 제 1 배기 덕트(104)와 제 2 배기 덕트(105)와 제 3 배기 덕트(106)가 연결됨으로써 측벽이 구성되며, 상부에 천정벽(107)이 연결되어 구성되어 있다. 그리고, 이 하우징(59)의 내부에 제어봉 구동 장치(58)를 구성하는 복수의 자기식 잭이 수용되어 있다.

즉, 흡기부(102)와 작업용 개구부(103)는 흡기부(102)의 하방에 작업용 개구부(103)가 위치하도록 상하로 배치되며, 하우징(59)의 직경 방향에 대향하여 원주 방향으로 균등 간격으로 2조 마련되어 있다. 제 1 배기 덕트(104)는 하우징(59)의 원주 방향에 있어서 2조의 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)의 사이에 배치되어 있다. 즉, 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)와 제 1 배기 덕트(104)는 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 배치되어 있다. 제 2 배기 덕트(105)는 흡기부(102) 및 작업용 개구부(103)의 하방에 위치하고, 하우징(59)의 원주 방향을 따라 배설되어 있으며, 하우징(59) 내의 냉각 공기를 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 것이다. 하우징(59)의 상부에는 제 1 배기 덕트(104)로부터 제 3 배기 덕트(106)로 이동한 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부(111)가 마련되어 있다.

그리고, 본 실시예에서는, 각 제 1 배기 덕트(104)에 있어서의 제 1 흡입구(109)에 대응하는 부분에, 냉각 공기가 유통하는 공기량을 조정하는 다공판(유량 조정 부재)(141)이 마련되어 있다. 이 다공판(141)은, 다수의 개구가 형성된 금속제의 판이나 금속 메쉬(망) 등에 의해 구성되어 있으며, 제 1 배기 덕트(104)에 있어서의 제 1 흡입구(109)가 형성된 외측[하우징(59)의 내부측]에 고정되어 있다. 그 때문에, 하우징(59) 내의 냉각 공기가 제 1 흡입구(109)로부터 제 1 배기 덕트(104)에 흡입될 때, 다공판(141)이 저항이 되어 그 유량이 저감하게 된다.

이와 같이 구성된 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에서, 배출부(111)의 배기 팬(113)이 구동하면, 그 흡인력에 의해 외부의 냉각 공기가 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입되며, 내부를 하강하면서 제어봉 구동 장치용 냉각 장치(101)의 각 자기식 잭을 냉각한다. 각 자기식 잭을 냉각한 냉각 공기는, 제 1 흡입구(109)에 흡인되어 하우징(59) 내로부터 직접 제 1 배기 덕트(104)에 흡입됨과 동시에, 제 2 흡입구(109)에 흡인되어 하우징(59) 내로부터 제 2 배기 덕트(105)를 거쳐 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된다. 각 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된 냉각 공기는 내부를 상승하여 제 3 배기 덕트(106)로 흐르며, 배출부(111)로부터 외부로 배출된다.

이 경우, 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 110)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 105)로 흘러든다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59) 내를 그 중앙부로부터 외주측으로 적정하게 유동하여, 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭은 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각된다. 또한, 하우징(59) 내의 냉각 공기가 제 1 흡입구(109)로부터 제 1 배기 덕트(104)에 흡입될 때 다공판(141)에 의해 그 유량이 저감되기 때문에, 하우징(59) 내의 냉각 공기가 제 2 흡입구(110)로부터 제 2 배기 덕트(105)에 흡입되기 쉬워져서, 하우징(59) 내의 냉각 공기는 한층 더 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하기 쉬워진다.

이와 같이 실시예 5의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서는, 하우징(59) 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부(102)와, 흡기부(102)와 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 하우징(59) 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구(109)로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트(104)와, 흡기부(102)의 하방에 배치되며 하우징(59) 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구(110)로부터 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 제 2 배기 덕트(105)를 마련함과 동시에, 제 1 배기 덕트(104)에 있어서의 제 1 흡입구(109)에 냉각 공기가 유통하는 공기량을 조정하는 다공판(141)을 마련하고 있다.

따라서, 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 110)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 105)로부터 배출부(111)를 통해 외부로 배출되게 된다. 이때, 다공판(141)에 의해 제 1 흡입구(109)의 통과 유량이 제한되기 때문에, 냉각 공기가 제 2 흡입구(110)를 통과하기 쉬워져서, 제 1 흡입구(109)로부터 제 1 배기 덕트(104)에 흡입되는 냉각 공기량과 제 2 흡입구(110)로부터 제 2 배기 덕트(105)에 흡입되는 냉각 공기량이 거의 동량이 된다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59)의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭을 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각할 수 있어서, 제어봉 구동 장치(58)의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

실시예 6

도 13은 본 발명의 실시예 6에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조를 나타내는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서의 제 2 배기 덕트의 개략도이다. 또한, 본 실시예의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서의 전체 구성은 상술한 실시예 1과 거의 동일하므로, 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명함과 동시에, 이 실시예에서 설명한 것과 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

실시예 6에 있어서의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에서는 실시예 4에 대하여 제 2 배기 덕트의 구성만이 상위하다. 그 때문에, 제어봉 구동 장치용 냉각 장치의 전체 구조는 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명하며, 제 2 배기 덕트의 세부 사항에 대하여는 도 13을 이용하여 설명한다.

실시예 6의 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에 있어서, 도 1 내지 도 4 및 도 13에 도시된 바와 같이, 하우징(59)은, 내부에 상하 방향을 따르는 기둥(131)이 원주 방향으로 균등 간격으로 복수 병설되어 있다. 흡기부(102), 작업용 개구부(103), 제 1 배기 덕트(104), 제 2 배기 덕트(132a, 132b), 제 3 배기 덕트(106) 등은 이 복수의 기둥(131)에 지지됨으로써 소정의 강도가 확보되어 있다.

그리고, 흡기부(102)에 있어서의 원주 방향 중간 위치에 있는 기둥(131)에 대해서 그 원주 방향 양측에 제 2 배기 덕트(132a, 132b)가 배치되어 있다. 이 중간 위치에 있는 기둥(131)은 하우징(59) 내로 개구되는 제 3 흡입구(134)가 형성되어 있다. 각 제 2 배기 덕트(132a, 132b)의 기단부는 기둥(131)의 그 면에 연결되고 관통 구멍을 거쳐 연통하고 있다. 또한, 각 제 2 배기 덕트(132a, 132b)의 기단부에는 하우징(59) 내로 개구되는 제 2 흡입구(133a, 133b)가 형성되는 한편, 선단부가 복수의 기둥(131)을 거쳐 제 1 배기 덕트(104)까지 연장되어 있다.

또한, 본 실시예에서는, 각 제 2 배기 덕트(132a, 132b)에 있어서의 유로에, 냉각 공기가 유통하는 공기량을 조정하는 다공판(유량 조정 부재)(151)이 마련되어 있다. 이 다공판(151)은, 다수의 개구가 형성된 금속제의 판이나 금속 메쉬(망) 등에 의해 구성되어 있으며, 제 2 배기 덕트(132a, 132b)에 있어서의 냉각 공기의 유로에 고정되어 있다. 그 때문에, 하우징(59) 내의 냉각 공기가 제 2 흡입구(133a, 133b)로부터 제 2 배기 덕트(132a, 132b)를 통해 제 1 배기 덕트(104)로 흐를 때, 다공판(151)이 저항이 되어 그 유량이 저감하게 된다.

이와 같이 구성된 제어봉 구동 장치용 냉각 장치에서, 배출부(111)의 배기 팬(113)이 구동하면, 그 흡인력에 의해 외부의 냉각 공기가 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입되며, 내부를 하강하면서 제어봉 구동 장치용 냉각 장치(101)의 각 자기식 잭을 냉각한다. 각 자기식 잭을 냉각한 냉각 공기는, 제 1 흡입구(109)에 흡인되어 하우징(59) 내로부터 직접 제 1 배기 덕트(104)에 흡입됨과 동시에, 제 2 흡입구(133a, 133b) 및 제 3 흡입구(134)에 흡인되어 하우징(59) 내로부터 제 2 배기 덕트(132a, 132b)를 거쳐 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된다. 각 제 1 배기 덕트(104)에 흡입된 냉각 공기는 내부를 상승하여 제 3 배기 덕트(106)로 흐르며, 배출부(111)로부터 외부로 배출된다.

이 경우, 각 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 133a, 133b, 134)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 132a, 132b)로 흘러든다. 그 때문에, 냉각 공기는 하우징(59) 내를 그 중앙부로부터 외주측으로 적정하게 유동하여, 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭은 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각된다.

또한, 하우징(59) 내의 냉각 공기가 제 2 흡입구(133a, 133b) 및 제 3 흡입구(134)로부터 제 2 배기 덕트(132a, 132b)에 흡입될 때 다공판(151)에 의해 그 유량이 저감되기 때문에, 하우징(59) 내의 냉각 공기가 제 1 흡입구(109)로부터 제 1 배기 덕트(104)에 흡입되기 쉬워져서, 하우징 내의 냉각 공기는 한층 더 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하기 쉬워진다. 실제는, 제 2 흡입구(133a, 133b) 및 제 3 흡입구(134)가 흡기부(102)의 하부에 위치하기 때문에, 냉각 공기는 제 2 배기 덕트(132a, 132b)로 흐르기 어렵지만, 제 2 배기 덕트(132a, 132b) 및 기둥(131)에 다수의 흡입구(133a, 133b, 134)를 마련한 경우에는 제 1 배기 덕트(104)가 흐르기 어려워지는 일이 있다. 이 경우에는 제 2 배기 덕트(132a, 132b)에 다공판(151)을 마련함으로써 공기 유량을 저감한다.

또한, 제 2 배기 덕트(132a, 132b)에 있어서의 공기 유로에 다공판(151)을 마련했지만, 제 2 흡입구(133a, 133b)나 제 3 흡입구(134)의 일부 또는 전부에 다공판을 설치해도 좋으며, 이 경우, 하우징(59) 내의 냉각 공기의 흐름에 따라 다공판(151)에 의한 유동 저항값을 변경하면 좋다.

이와 같이 실시예 6의 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서는, 하우징(59) 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부(102)와, 흡기부(102)와 하우징(59)의 원주 방향으로 나란히 하우징(59) 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구(109)로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트(104)와, 흡기부(102)의 하방에 배치되며 하우징(59) 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구(133a, 133b)로부터 흡입하여 제 1 배기 덕트(104)로 인도하는 제 2 배기 덕트(132a, 132b)를 마련함과 동시에, 제 2 배기 덕트(132a, 132b)에 냉각 공기가 유통하는 공기량을 조정하는 다공판(151)을 마련하고 있다.

따라서, 흡기부(102)로부터 하우징(59) 내에 도입된 냉각 공기는, 이 하우징(59) 내의 하부에 원주 방향에 있어서의 대부분의 위치에 마련된 각 흡입구(109, 133a, 133b, 134)로부터 흡입되어 각 배기 덕트(104, 132a, 132b)로부터 배출부(111)를 통해 외부로 배출되게 된다. 이때, 다공판(151)에 의해 제 2 배기 덕트(132a, 132b)의 통과 유량이 제한되기 때문에, 냉각 공기가 제 1 흡입구(109)를 통과하기 쉬워져서, 제 1 흡입구(109)로부터 제 1 배기 덕트(104)에 흡입되는 냉각 공기량과 제 2 흡입구(133a, 133b)로부터 제 2 배기 덕트(132a, 132b)에 흡입되는 냉각 공기량이 거의 동량이 된다. 그 때문에, 냉각 공기는, 하우징(59)의 내부를 거의 전역에 걸쳐서 균일하게 순환하게 되며, 복수의 자기식 잭을 균일하게 그리고 효율 좋게 냉각할 수 있어서, 제어봉 구동 장치(58)의 냉각 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상술한 각 실시예에서는, 원자로 격납 용기와, 이 원자로 격납 용기 내에 냉각재를 공급하는 냉각재 공급 배관계를 구비하고, 원자 연료와 냉각재의 열교환에 의해 증기를 발생하여, 발생 증기에 의해 발전 터빈을 구동하여 발전을 실행하는 원자로에 적용 가능하며, 상술한 가압수형 노(PWR)에 한정하지 않고, 다른 종류의 원자로, 예컨대 비등수형 노(BWR)에도 적용할 수 있다.

산업상의 이용 가능성

본 발명에 따른 제어봉 구동 장치의 냉각 구조 및 방법과 원자로는, 하우징 내부의 냉각 공기를 배출하는 배기 덕트의 흡입구를 적정 위치에 마련함으로써, 제어봉 구동 장치의 냉각 효율의 향상을 도모하는 것이며, 어느 종류의 원자로에도 적용할 수 있다.

12 : 가압수형 원자로 41 : 원자로 용기
46 : 노심조 53 : 노심
54 : 연료 집합체 55 : 제어봉
57 : 제어봉 클러스터 안내관 58 : 제어봉 구동 장치
59 : 하우징 60 : 제어봉 클러스터 구동축
101 : 제어봉 구동 장치용 냉각 장치 102 : 흡기부
103 : 작업용 개구부 104 : 제 1 배기 덕트
105, 105a, 105b, 121a, 121b, 132a, 132b : 제 2 배기 덕트
106 : 제 3 배기 덕트 107 : 천정벽
109 : 제 1 흡입구
110, 110a, 110b, 123a, 123b, 133a, 133b : 제 2 흡입구
111 : 배출부 112 : 연결 배기 덕트
113 : 배기 팬 114, 131 : 기둥(구조체)
114a : 관통 구멍 122a, 122b : 돌출부
134 : 제 3 흡입구 141, 151 : 다공판(유량 조정 부재)

Claims (11)

1. 원자로 용기의 상부에 배치되며 자기식 잭에 의해 노심에 대하여 제어봉을 출납하는 제어봉 구동 장치의 냉각 구조에 있어서,
   상기 원자로 용기의 상부에 고정되며 상기 자기식 잭을 수용하는 하우징과,
   상기 하우징 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부와,
   상기 흡기부와 상기 하우징의 원주 방향으로 나란히 배치되며 상기 하우징 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트와,
   상기 흡기부의 하방에 배치되며 상기 하우징 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구로부터 흡입하여 상기 제 1 배기 덕트로 인도하는 제 2 배기 덕트와,
   상기 하우징의 상부에 마련되며 상기 제 1 배기 덕트 내의 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부를 구비하는 것을 특징으로 하는
   제어봉 구동 장치의 냉각 구조.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은 상하 방향을 따르는 구조체가 원주 방향으로 소정 간격으로 복수 병설되며, 상기 제 2 배기 덕트는 상기 구조체를 관통하여 상기 제 1 배기 덕트에 연통하는 것을 특징으로 하는
   제어봉 구동 장치의 냉각 구조.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 구조체는 중공 형상을 이루며, 상기 하우징 내의 냉각 공기를 흡입하는 제 3 흡입구가 설치됨과 동시에, 관통 구멍을 통해 상기 제 2 배기 덕트에 연통하는 것을 특징으로 하는
   제어봉 구동 장치의 냉각 구조.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 2 배기 덕트는 상기 하우징의 내부로 돌출하는 돌출부를 구비하며, 상기 돌출부에 상기 제 2 흡입구가 마련되는 것을 특징으로 하는
   제어봉 구동 장치의 냉각 구조.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 흡입구에, 냉각 공기가 유통하는 공기량을 조정하는 유량 조정 부재가 마련되는 것을 특징으로 하는
   제어봉 구동 장치의 냉각 구조.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 2 배기 덕트에, 냉각 공기가 유통하는 공기량을 조정하는 유량 조정 부재가 마련되는 것을 특징으로 하는
   제어봉 구동 장치의 냉각 구조.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징에, 상기 흡기부의 하방에 위치하며 개폐 가능한 작업용 개구부가 마련되고, 상기 작업용 개구부의 하방에 상기 제 2 흡입구가 마련되는 것을 특징으로 하는
   제어봉 구동 장치의 냉각 구조.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 배출부에 배기 팬이 마련되는 것을 특징으로 하는
   제어봉 구동 장치의 냉각 구조.
9. 원자로 용기의 상부에 배치되며 자기식 잭에 의해 노심에 대하여 제어봉을 출납하는 제어봉 구동 장치의 냉각 방법에 있어서,
   상기 자기식 잭을 수용하는 하우징의 측벽 상부로부터 내부로 냉각 공기를 도입하고,
   냉각 공기를 하강시키면서 상기 자기식 잭을 냉각한 후,
   상기 하우징의 측벽 하부의 전체 둘레로부터 내부의 냉각 공기를 배기 덕트로 취출하며,
   상기 배기 덕트를 통해 상승시킨 후, 배기 팬에 의해 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는
   제어봉 구동 장치의 냉각 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡기부와 상기 하우징의 원주 방향으로 나란히 상기 배기 덕트가 배치되고, 상기 자기식 잭을 냉각한 냉각 공기를 상기 배기 덕트의 하부에 마련된 제 1 흡입구로부터 흡입함과 동시에 상기 흡기부의 하방에 마련된 제 2 흡입구로부터 흡입하며, 상기 배기 덕트를 통해 상승시켜 배출하는 것을 특징으로 하는
    제어봉 구동 장치의 냉각 방법.
11. 원자로 용기와 상기 원자로 용기 내에 배치되는 노심조와, 상기 노심조 내에 배치되는 노심과, 상기 노심을 제어하는 복수의 제어봉과, 상기 원자로 용기의 상부에 배치되며 자기식 잭에 의해 상기 노심에 대하여 상기 제어봉을 출납하는 제어봉 구동 장치와, 냉각 공기에 의해 상기 제어봉 구동 장치를 냉각하는 제어봉 구동 장치용 냉각 장치를 구비하며,
    원자 연료와 냉각재의 열교환에 의해 증기를 발생하고, 발생 증기에 의해 발전 터빈을 구동하여 발전을 실행하는 원자로에 있어서,
    상기 제어봉 구동 장치용 냉각 장치는,
    상기 원자로 용기의 상부에 고정되며 상기 자기식 잭을 수용하는 하우징과,
    상기 하우징 내에 냉각 공기를 도입하는 흡기부와,
    상기 흡기부와 상기 하우징의 원주 방향으로 나란히 배치되며 상기 하우징 내의 냉각 공기를 하부의 제 1 흡입구로부터 흡입하여 상방으로 인도하는 제 1 배기 덕트와,
    상기 흡기부의 하방에 배치되며 상기 하우징 내의 냉각 공기를 제 2 흡입구로부터 흡입하여 상기 제 1 배기 덕트로 인도하는 제 2 배기 덕트와,
    상기 하우징의 상부에 마련되며 상기 제 1 배기 덕트 내의 냉각 공기를 외부로 배출하는 배출부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    원자로.

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