KR20110017480A - 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용 전 핵연료집합체 및 사용 후 핵연료집합체를 저장하는 조밀저장대에 관한 것으로, 바스켓 셀의 상부에 결합하는 뚜껑에 핵연료집합체를 매달아 바스켓 셀 내부에 위치시켜 핵연료집합체가 자중에 의해 내부 변형을 일으키는 것을 방지하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대에 관한 것이다.
그리고 본 발명은 뚜껑과 결합하는 바스켓 셀의 상부에, 뚜껑이 바스켓 셀의 상부에 잘 안착하도록 하고 충돌 사고 시 충격에너지를 흡수하는 뚜껑플랜지를 구비하여 핵연료집합체를 취급할 때 인위적 또는 자연재해에 의해 발생할 수 있는 낙하 충돌 사고에 대비한 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대를 제공하는 것을 목적으로 한다.
조밀저장대, 핵연료 집합체, 사용 후 핵연료, 저장, 보관

Description

핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대{Suspension-Type High Density Storage Rack for Nuclear Fuel Assemblies}
본 발명은 사용 전 핵연료집합체 및 사용 후 핵연료집합체를 저장하는 조밀저장대에 관한 것으로, 바스켓 셀의 상부에 결합하는 뚜껑에 핵연료집합체를 매달아 바스켓 셀 내부에 위치시켜 핵연료집합체가 자중에 의해 내부 변형을 일으키는 것을 방지하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전소에서 사용 전 핵연료집합체는 저장대(Storage Rack)에 저장하여 상기 저장대를 연료빌딩 내의 저장조에 볼트에 의해 고정시켜 대기 중에 저장하며, 사용 후 핵연료집합체는 저장대에 저장하여 연료빌딩 내의 저장조에 자유지지대의 형태로 물속에 저장한다.
이러한 저장대의 한 예로 대한민국 공개특허 제10-2005-0001744호 「원자력발전소에서의 저밀도 핵연료 저장대」가 제안되어 있다.
상기 대한민국 공개특허 제10-2005-0001744호는 원자력발전소에서 핵연료집 합체를 저장하기 위한 스테인레스강과 독물질 상자(Poison Box)로 이루어진 사각격자 구조물을 지지대 바(Support Bar)로 지지하는 핵연료집합체 저장대에 있어서, 상기 핵연료집합체 저장대 내 사각격자 구조의 캔과 캔의 접속 부위는 4.5인치의 용접 길이를 5부분에 걸쳐 등간격으로 용접된 저밀도 핵연료집합체 저장대를 제공한다.
상기 종래 기술은 캔과 캔 사이를 용접할 때 발생하는 용접 부위의 불량을 감소시켜, 용접에 소용되는 시간 및 인건비를 줄이는 것을 목적으로 한 것으로, 구비되는 캔의 수보다 적은 수의 핵연료집합체를 저장하는 것이 문제점이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근에는 중성자흡수재를 사용하여 핵연료집합체가 저장되는 저장 용량을 증가시킨 중성자흡수재를 포함하는 저장대가 제안되고 있다. 상기 중성자흡수재로는 붕산염 스테인레스강(Borated Stainless steel), 보라플레스(BoraFlex), 보랄(Boarl) 등이 사용된다. 이러한 저장대를 조밀저장대라고 하며, 상기 조밀저장대는 중성자흡수재가 적용되어 미임계 유지를 위한 연료 사이의 간격을 줄여 저장 용량을 증가시킨 것이다.
이러한 중성자흡수재를 포함하는 저장대의 예로 일본 공개특허 특개평11(1999)-0014785호 「핵연료어셈블리를 위한 저장랙 및 제조 방법」이 제안되어 있다.
상기 일본 공개특허 특개평11-0014785호는 주어진 용적 내에 가능한 한 다수 개의 핵연료어셈블리를 저장할 수 있는 저장 용량과, 임계 상태로 하지 않는 것과, 제조가 용이한 것과, 적은 제작 비용의 소요를 만족시키는 핵연료어셈블리를 위한 저장랙에 관한 것이다.
상기 종래 기술은 복수의 하우징을 규칙적으로 배치하여 이루어지는 핵연료어셈블리를 위한 저장랙에 있어서, 복수의 주플레이트와, 복수의 스페이서플레이트와, 베이스플레이트를 구비하여, 스페이서플레이트의 두 개의 길이 방향 모서리에 형성된 돌출부가 주플레이트의 수용 구멍에 수용되는 것에 의해 주플레이트 및 스페이서플레이트가 기계적 감입에 의해 서로 고정되는 것을 특징으로 한다.
그러나 이러한 종래 기술은 핵연료집합체를 사각 튜브의 내부의 하단에 안착시켜 세워서 저장하는 방식을 취하고 있으므로, 핵연료집합체가 사각 튜브의 내부에서 미세하게 기울어지는 편심화 현상이 발생할 수 있으며, 특히 핵연료집합체를 장시간 보관할 경우 편심화된 상태에서 핵연료집합체의 자중에 의해 내부 변형이 일어나는 문제점이 있다.
만약, 사용 전 핵연료집합체(신연료, Fresh Nuclear Fuel)를 상기와 같은 저장대에 보관하였을 경우, 내부 변형이 일어난 사용 전 핵연료집합체가 원자로 노심에 장전되어 사용될 경우 예기치 못한 문제점이 유발될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 핵연료집합체를 뚜껑에 매달아 바스켓 셀의 상부로부터 삽입하여 바스켓 셀의 내부에 위치하도록 하여, 바스켓 셀 내부에 핵연료집합체가 저장되는 동안 바스켓 셀 내부에서 핵연료집합체가 스스로의 자중에 의해 발생하는 내부변형을 방지할 수 있는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 사용 후 핵연료집합체를 저장할 수 있는 핵연료집합체 저장용 조밀저장대를 제공하면서, 바스켓 셀 내부에 위치하는 핵연료집합체가 바스켓 셀 내부에서 임의의 어느 한쪽으로 치우치지 않고 핵연료집합체의 자중에 의해 내부 변형이 발생하지 않으므로, 신연료(Fresh Nuclear Fuel) 즉, 사용 전 핵연료집합체를 저장할 수 있는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 뚜껑과 결합하는 바스켓 셀의 상부에, 뚜껑이 바스켓 셀의 상부에 잘 안착하도록 하고 충돌 사고 시 충격에너지를 흡수하는 뚜껑플랜지를 구비하여 핵연료집합체를 취급할 때 인위적 또는 자연재해에 의해 발생할 수 있는 낙하 충돌 사고에 대비한 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명 「핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대」는, 핵연료집합체가 저장되며 높이 방향으로 길이가 긴 사각 튜브의 형상을 가지는 바스켓 셀과, 상기 바스켓 셀과 인접한 바스켓 셀 사이를 일정 간격으로 유지시켜주며 연결하여 일체화하는 연결판과, 상기 바스켓 셀의 하부가 결합하여 고정되는 밑판으로 구성되는 본체부와,
상기 본체부의 개방되는 상부를 폐쇄하고 핵연료집합체가 매달려 결합하는 뚜껑부로 이루어진다.
상기 본체부는 상기 바스켓 셀의 상단부에 결합하여 상기 바스켓 셀의 상단부에 결합하여 상기 뚜껑부가 안착되도록 하고, 매달림형 조밀저장대의 상부에서 낙하물이 낙하하여 충돌할 때, 충격을 흡수하는 뚜껑플랜지를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 뚜껑부는 뚜껑플랜지에 대응하는 형상을 가지며 본체부의 개방되는 상부를 폐쇄하는 뚜껑과, 상기 뚜껑의 하부에 구비되며 핵연료집합체가 매달려 결합하는 원형봉과, 상기 뚜껑의 상부에 구비되며 핵연료집합체를 이동시킬 때 취급장비에 연결하기 위한 크레인어댑터를 포함하여 이루어진다.
상기 밑판의 하부에는 매달림형 조밀저장대 및 저장되는 핵연료집합체의 하중을 지지하며 저장고 바닥에 수평을 이루어 위치할 수 있도록 하는 교각부를 구비할 수 있다.
상기 교각부는, 상기 밑판의 하부에 결합하고 지지볼트가 삽입되는 지지너트와, 상기 지지너트에 삽입되고 매달림형 조밀저장대가 수평을 이루도록 높이를 조 절하는 지지볼트와, 상기 지지볼트의 하부에 결합하고 하중을 바닥에 분산하는 지지판으로 이루어진다.
또한 상기 밑판에는 상기 바스켓 셀의 내부에서 발생하는 수분이 빠져나가기 위한 밑판배수구멍이 구비되고, 상기 지지볼트에는 상기 밑판배수구멍과 대응하는 위치에 수분을 하부로 보내기 위한 지지볼트배수구멍이 더 구비될 수 있다.
상기 바스켓 셀에는 공기의 소통을 위한 환기구멍이 구비될 수 있다.
상기 연결판은 상기 바스켓 셀과 인접하는 바스켓 셀을 연결시키기 위해 서로 교번하여 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지지볼트의 하부에는 높이를 조절하기 위해 공구를 접촉할 수 있는 높이조절부가 구비된다.
상기의 구성을 갖는 본 발명은, 핵연료집합체를 바스켓 셀 상부에 결합하는 뚜껑에 매달아 바스켓 셀 내부에 위치하도록 하므로, 바스켓 셀 내부에서 핵연료집합체의 자중에 의해 내부 변형이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 핵연료집합체가 바스켓 셀 내부의 하단에 안착되어 저장되는 것이 아니라, 뚜껑에 핵연료집합체가 매달리는 방식으로 고정되어 저장되므로, 핵연료집합체가 자중에 의해 자연적으로 바스켓 셀 내부의 중앙에 위치하게 되어, 바스켓 셀 내부의 임의의 한쪽으로 기울어지는 것을 방지하는 효과가 있다.
특히 본 발명은 사용 후 핵연료집합체를 저장할 때 상기와 같은 효과를 얻을 수 있으며, 동시에 바스켓 셀 내부에서 편심화되지 않고 중앙에 위치하도록 하고 자중에 의해 핵연료집합체가 내부 변형이 일어나지 않으므로 사용 전 핵연료집합체를 저장할 수 있는 장점을 가진다.
그리고 본 발명은 상기 바스켓 셀과 뚜껑이 결합하는 바스켓 셀의 상부에 뚜껑플랜지를 구비하여, 조밀저장대에 핵연료집합체를 수납하거나 인양하는 작업 시 또는 지진 등의 천재지변에 의해 낙하사고에 의해 핵연료집합체가 바스켓 셀에 충돌하게 될 때, 일차적인 충격 에너지를 뚜껑플랜지가 흡수하도록 하여 바스켓 셀을 보호하는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 그 구성 및 방법을 설명하면 다음과 같다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우 상하좌우 등 방향을 나타내는 용어는 첨부된 도면을 기준으로 하며, 각 도면을 통하여 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
[도 1]은 본 발명에 따른 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대의 사시도를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 사용 전 또는 사용 후의 핵연료집합체를 뚜껑에 매달아 저장하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대는, 핵연료집합체가 내부에 저장되는 본체부(20)와, 핵연료집합체가 매달려 고정되며 개방되는 본체부(20)의 상부를 폐쇄하는 뚜껑부(10)와, 상기 매달림형 조밀저장대가 놓이는 저장고의 바닥에 항상 수평을 이루도록 수평도를 조절할 수 있는 교각부(30)로 구성된다.
본 발명에 따른 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대(100)는 4*17개의 본체부(20)가 하나의 밑판(28)에 결합하고, 상기 각 본체부(20)의 상부에는 각각에 대응하는 뚜껑부(10)가 구비된다.
상기 밑판(28)의 하부에는 매달림형 조밀저장대(100)가 놓이는 저장고의 바닥에 항상 수평을 이루도록 하고 상기 매달림형 조밀저장대(100)와 저장되는 핵연료집합체의 하중을 저장고 바닥에 분산하는 교각부(30)가 결합한다.
[도 2]와 [도 3]을 참조로 하여 본체부(20)를 설명한다. [도 2]는 본 발명에 따른 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대의 하나의 바스켓 셀을 나타낸 사시도이고, [도 3]은 [도 2]에 도시된 바스켓 셀의 A-A'의 단면을 나타낸 단면도이다.
상기 본체부(20)는 바스켓 셀(24)과, 뚜껑플랜지(22)와, 연결판(26)으로 구성된다.
상기 바스켓 셀(24)은 중성자흡수재를 포함하며 수직방향으로 길이가 긴 4개의 직사각형 판을 결합한 것으로, 수직 방향 측면의 단부와 단부를 레이저 용접하여 사각의 튜브의 형상으로 형성한다.
상기 수직방향으로 길이가 긴 직사각형 판의 상단부에 가까운 쪽과 하단부에 가까운 쪽에는 환기를 위한 환기구멍(25)이 구비된다. 따라서, 하나의 바스켓 셀(24)에는 4면에 2개씩 총 8개의 환기구멍(25)이 구비된다. 상기 환기구멍(25)은 공기가 바스켓 셀(24) 안팎으로 소통할 수 있게 한다.
상기 사각 튜브의 형상을 가지는 바스켓 셀(24)의 상부에는 뚜껑플랜지(22)가 구비된다.
상기 뚜껑플랜지(22)는 핵연료집합체가 매달려 결합하는 뚜껑부(10)가 안정적으로 안착하도록 한다.
상기 뚜껑플랜지(22)는 상기 바스켓 셀(24)에 결합하여 고정되도록 단면이 사각형의 형상이며 하부의 내면은 바스켓 셀(24)의 상부 외면과 맞닿고, 상부는 뚜껑(14)이 안착되도록 뚜껑(14)의 형상에 대응하도록 형성된다.
상기 뚜껑플랜지(22)는 바스켓 셀(24)의 상부에 일정간격으로 단속용접되어 결합한다.
상기 뚜껑플랜지(22)는 핵연료집합체를 수납 또는 인양할 때, 핵연료집합체 또는 취급장비가 인위적인 요인 또는 천재지변으로 인해 낙하하여 바스켓 셀(24)에 충돌하는 경우, 일차적으로 충격에너지를 흡수하는 기능을 가진다.
[도 4]와 [도 5]를 참조하여 상기 본체부(24)와 인접하는 본체부가 연결되는 것과, 상기 연결된 본체부(24)가 밑판(28)에 결합하는 것을 설명한다.
[도 4]는 상기 바스켓 셀(24)이 인접한 바스켓 셀과 연결된 상태를 나타낸 사시도이고, [도 5]는 상기 [도 4]에 도시된 서로 연결된 바스켓 셀(24)의 연결 상태를 B-B'의 위치에서 아래 방향으로 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
먼저 상기 바스켓 셀(24)이 인접하는 바스켓 셀과 연결되는 것을 설명한다. [도 4]에서는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대(100)의 일부분을 나타낸 것으로, 3개의 바스켓 셀이 서로 연결판(26)으로 연결되어 있다.
상기 연결판(26)은 상기 바스켓 셀(24)과 인접한 바스켓 셀을 연결하여 4*17개의 바스켓 셀(24)을 일체화되도록 한다.
상기 연결판(26)은 바스켓 셀(24)의 높이 방향에 다수 개가 구비되며 임의의 바스켓 셀(24)의 모서리와 인접한 바스켓 셀(24)의 모서리가 연결될 수 있을 정도의 폭을 가지고, 상기 바스켓 셀(24)의 높이 방향으로 다섯 개 또는 다섯 쌍의 연결판(26)이 결합될 수 있을 정도의 길이를 가진다.
4*17로 배열된 바스켓 셀 중에서 최외곽에 위치하는 바스켓 셀들을 연결할 때, 상기 최외곽에 위치하는 바스켓 셀이 외부에서 보이는 면은 인접하는 다른 최외곽의 바스켓 셀과 다섯 개의 연결판(26)이 용접되어 연결된다.
상기 최외곽에 위치하는 바스켓 셀들이 서로 내부에서 연결되거나, 상기 최외곽에 위치하는 바스켓 셀과 내부에 위치하는 바스켓 셀을 연결하거나, 상기 내부에 위치하는 바스켓 셀을 서로 연결할 때에는, 다섯 쌍의 연결판(26)이 [도 4]에 도시된 바와 같이 교번하여 용접되어 연결된다.
[도 5]는 [도 4]에 도시된 바스켓 셀들의 연결 상태를 B-B'의 위치에서 아래 방향으로 바라본 상태의 도면이다.
바스켓 셀 D를 인접하는 바스켓 셀 E와 바스켓 셀 F와 연결할 때, 외부에서 보여지는 부분은 [도 1]에 도시된 바와 같이 5개의 연결판을 연결하여 결합한다. 내부에서 결합할 때에는 바스켓 셀 D와 바스켓 셀 F를 다섯 개의 연결판으로 서로 연결하고, 바스켓 셀 D와 바스켓 셀 E를 다섯 개의 연결판으로 서로 연결한다. 상기 바스켓 셀 D와 바스켓 셀 F를 연결하는 연결판의 바로 밑에 상기 바스켓 셀 D와 바스켓 셀 E를 연결하는 연결판을 위치시켜 연결판이 교번하는 상태로 결합한다.
상기 바스켓 셀(24)은, 상기 바스켓 셀(24) 및 상기 바스켓 셀(24) 내부에 저장되는 핵연료집합체의 하중을 받쳐주는 밑판(28)에 고정된다.
상기 밑판(28)에는 상기 각 바스켓 셀(24)이 고정되며, 상기 각 바스켓 셀(24)의 중앙부에 해당하는 위치에 밑판배수구멍(29)이 형성되어, 바스켓 셀 내부에 수분이 발생하면 빠져나갈 수 있도록 한다.
[도 6]은 본 발명에 따른 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대(100)의 뚜껑부(10)의 단면도를 나타낸 도면이다.
상기 뚜껑부(10)는 핵연료집합체가 매달려 결합하고 상기 핵연료집합체가 본체부(20)에 수납된 후 개방된 본체부(20)의 상부를 폐쇄한다.
상기 뚜껑부(10)는 크레인어댑터(12)와, 뚜껑(14)과, 원형봉(16)으로 구성된다.
상기 뚜껑(14)은 뚜껑플랜지(22)에 대응하는 형상을 하며, 뚜껑플랜지(22)와 결합했을 때 본체부(20)의 개방된 상부를 폐쇄한다. 또한, 상기 뚜껑(14)의 전체 면적은 상기 뚜껑플랜지(22) 또는 바스켓 셀(24)의 단면의 면접보다 큰 크기를 가지도록 설계해도 무방하다. 이와 같이 뚜껑(14)을 크게 설계하는 것은 뚜껑(14)에 매달리는 핵연료집합체를 저장하거나 인출 등의 취급 시, 뚜껑(14)이 바스켓 셀(24)의 내부로 떨어지지 않도록 한다.
상기 뚜껑(14)의 하부에는 바스켓 셀(24) 내부에 저장되는 핵연료집합체가 매달려 고정되는 원형봉(16)이 구비되고 상부에는 핵연료집합체를 인양하는 인양 크레인에 연결하기 위한 크레인어댑터(12)가 구비된다.
상기 원형봉(16)과 상기 크레인어댑터(12)는 용접으로 서로 결합하고, 상기 뚜껑(14)과 상기 크레인어댑터(12)는 볼트(18)와 같은 고정수단 및 용접으로 결합한다.
상기 크레인어댑터(12)는 고리와 같은 형상을 가지며 중앙 부분에는 원 또는 타원의 형상을 가지는 크레인연결구멍(12b)이 구비되어 핵연료집합체를 수납 또는 인양할 때 크레인과의 연결에 사용된다.
상기 크레인어댑터(12)와 상기 뚜껑(14)의 결합을 위해 뚜껑(14)에는 볼트(18)의 머리가 안착되고 볼트의 기둥이 관통하는 관통구멍(14a)이 구비되며, 크레인어댑터(12)의 상기 뚜껑(14)의 관통구멍(14a)에 대응하는 위치에는 볼트(18)가 삽입되어 고정되는 고정홈(12a)이 구비된다.
상기 원형봉(16)은 상부에 크레인어댑터(12)가 용접의 방법으로 결합하고, 하부에 핵연료집합체가 매달리는 운반걸이가 결합한다.
상기 원형봉(16)의 하부에 운반걸이가 고정되도록 운반걸이삽입구멍(16b)과, 상기 운반걸이삽입구멍(16b)에 삽입된 운반걸이를 고정하기 위한 운반걸이고정핀(미도시)이 삽입되는 운반걸이고정핀구멍(16a)이 구비된다.
[도 7]은 본 발명에 따른 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대(100)의 하부에 구비되는 교각부(30)의 단면도를 나타낸 도면이다.
상기 교각부(30)는 상기 밑판(28)의 하부에 다수 개가 결합하여 조밀저장대 및 저장되는 핵연료집함체를 저장고 바닥에 수평을 이루어 놓일 수 있도록 한다.
상기 교각부(30)는 뚜껑부(10)와, 본체부(20) 및 상기 본체부(20)의 내부에 수납되는 핵연료집합체의 무게를 지지할 수 있을 정도의 개수가 구비되며, 본 발명의 실시예에서는 8개가 구비된다.
상기 교각부(30)는 지지너트(32)와, 지지볼트(34)와, 지지판(36)으로 구성된다.
상기 지지너트(32)는 상기 밑판(28)의 하부에 용접되어 결합하고, 상기 지지너트(32)의 중앙부에는 지지볼트(34)가 삽입된다.
상기 지지볼트(24)는 상기 지지너트(32)에 체결되며, 매달림형 조밀저장대(100)가 놓이는 저장고 바닥의 상태에 따라 상기 지지볼트(24)의 높이를 조절하여 상기 매달림형 조밀저장대(100)가 항상 수평을 유지하도록 한다.
상기 지지볼트(34)의 하단의 외주면 일부에는 높이를 조절할 수 있는 높이조절부(34a)가 구비된다. 상기 높이조절부(34a)는 단면이 원의 형상을 가지는 지지볼트(34)의 하단의 외주면의 일부를 깍아 형성되는 절단면의 형상을 가진다. 본 발명의 실시예에서 상기 절단면은 서로 마주 보도록 180도의 각도로 떨어져 하나씩 형성된다. 상기 높이조절부(34a)에 공구를 접촉하여 상기 지지볼트(34)를 회전시켜 높이를 조절한다.
그리고 상기 지지볼트(34)의 중앙부에는 상기 밑판(28)의 밑판배수구멍(29)에 대응하는 위치에 지지볼트배수구멍(34b)이 구비되어, 바스켓 셀(4) 내부에서 발생하는 수분이 상기 밑판배수구멍(29)을 지나 지지볼트배수구멍(34b)을 통해 하부로 빠져나오도록 한다.
상기 지지판(36)의 상부에는 상기 지지볼트(34)의 하단이 결합한다. 상기 지지판(36)은 상기 지지볼트(34)에 작용하는 하중을 저장고 바닥에 분산하여 전달하는 역할을 한다.
상기 지지판(36)은 매달림형 조밀저장대(100)와 거기에 수납되어 저장되는 핵연료집합체의 하중에 저장고 바닥을 손상시키지 않을 정도의 충분한 두께와 넓이로 형성하여 전체 하중이 적절히 분산되도록 한다.
[도 8]은 본 발명에 따른 매달림형 조밀저장대(100)의 상부에서 핵연료집합체가 인위적인 요인 또는 자연재해와 같은 요인으로 인해 낙하하여, 뚜껑플랜지(22)에 충돌하였을 때, 뚜껑플랜지(22)의 변형도를 시뮬레이션해 본 결과를 도시한 도면이다.
[도 8]의 시뮬레이션은 핵연료집합체가 매달림형 조밀저장대(100)의 상부 0.815m에서 낙하하여 시간이 0.0117초가 되었을 때 뚜껑플랜지(22)가 바깥쪽으로 휘어진 변형을 나타낸다.
본 발명에 따른 매달림형 조밀저장대(100)는 바스켓 셀(24)의 상부에 뚜껑플랜지(22)가 구비되어 핵연료집합체 또는 취급장비가 충돌하였을 때, 일차적인 충격 을 흡수하도록 한다.
상기 뚜껑플랜지(22)는 상기와 같은 충돌에 의해 바스켓 셀(24)과 결합하는 뚜껑플랜지(22)의 하부 용접부를 지렛대로 하여 [도 8]에 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 휘어져 변형하게 된다.
상기와 같이 낙하 충돌 사고 시, 상기 뚜껑플랜지(22)가 충격을 흡수함으로써, 소성변형의 영역이 바스켓 셀의 상부에만 국한되고 하부의 유효 핵연료집합체의 영역까지는 미치지 않도록 한다.
이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 권리는 첨부된 특허청구범위에 기재된 바에 따라 결정된다. 또한 해당 업계에 종사하는 자에 의하여 본 발명의 다양한 변형 예들이 실시될 수 있으나, 이는 모두 본 발명의 권리범위에 속하는 것임을 명백히 한다.
도 1은 본 발명에 따른 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대의 하나의 바스켓 셀의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 3은 [도 2]에 도시된 바스켓 셀의 A-A' 위치의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 4는 바스켓 셀이 인접한 바스켓 셀로 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 바스켓 셀의 결합을 B-B'의 위치에서 아래 방향으로 바라본 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대의 뚜껑부의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대를 받치는 교각부의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대의 상부에서 핵연료집합체가 낙하했을 때, 뚜껑플랜지의 변형의 정도를 시뮬레이션하여 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 뚜껑부 12 : 크레인어댑터
14 : 뚜껑 16 : 원형봉
18 : 볼트 20 : 본체부
22 : 뚜껑플랜지 24 : 바스켓 셀
25 : 환기구멍 26 : 연결판
28 : 밑판 29 : 밑판배수구멍
30 : 교각부 32 : 지지너트
34 : 지지볼트 36 : 지지판
100 : 매달림형 조밀저장대

Claims (9)

  1. 핵연료집합체가 저장되며 높이 방향으로 길이가 긴 사각 튜브의 형상을 가지는 바스켓 셀과, 상기 바스켓 셀과 인접한 바스켓 셀 사이를 일정 간격으로 유지시켜주며 연결하여 일체화하는 연결판과, 상기 바스켓 셀의 하부가 결합하여 고정되는 밑판으로 구성되는 본체부와,
    상기 본체부의 개방되는 상부를 폐쇄하고 핵연료집합체가 매달려 결합하는 뚜껑부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체부는
    상기 바스켓 셀의 상단부에 결합하여 상기 뚜껑부가 안착되도록 하고, 매달림형 조밀저장대의 상부에서 낙하물이 낙하하여 충돌할 때, 충격을 흡수하는 뚜껑플랜지를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 뚜껑부는,
    상기 뚜껑플랜지에 대응하는 형상을 하며 본체부의 개방되는 상부를 폐쇄하는 뚜껑과,
    상기 뚜껑의 하부에 구비되며 핵연료집합체가 매달려 결합하는 원형봉과,
    상기 뚜껑의 상부에 구비되며 핵연료집합체를 이동시킬 때 취급장비에 연결하기 위한 크레인어댑터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 한에 있어서,
    상기 밑판의 하부에 결합하며 매달림형 조밀저장대 및 저장되는 핵연료집합체의 하중을 지지하며 저장고 바닥에 수평을 이루어 고정될 수 있도록 하는 교각부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 교각부는,
    상기 밑판의 하부에 결합하고 지지볼트가 삽입되는 지지너트와,
    상기 지지너트에 삽입되고 매달림형 조밀저장대가 수평을 이루도록 높이를 조절하는 지지볼트와,
    상기 지지볼트의 하부에 결합하고 하중을 바닥에 분산하는 지지판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밑판에는 상기 바스켓 셀의 내부에서 발생하는 수분이 빠져나가기 위한 밑판배수구멍이 구비되고,
    상기 지지볼트에는 상기 밑판배수구멍과 대응하는 위치에 수분을 하부로 보내기 위한 지지볼트배수구멍이 구비되는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 바스켓 셀에는 공기의 소통을 위한 환기구멍이 구비되는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연결판은 상기 바스켓 셀과 인접하는 바스켓 셀을 연결시키기 위해 서 로 교번하여 결합하는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 지지볼트의 하부에는 높이를 조절하기 위해 공구를 접촉할 수 있는 높이조절부가 구비되는 것을 특징으로 하는 핵연료집합체 저장용 매달림형 조밀저장대.
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