KR20110089659A - 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트에 관한 것이다. 본 발명에 의한 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트는, 경수로용 제어봉을 구동시키기 위한 전자기력을 생성하는 코일집합체를 냉각시키기 위한 것으로, 상기 전자기력을 생성하기 위하여 상기 경수로용 제어봉 구동축을 감싸는 형태로 배치되는 코일; 상기 코일을 폐쇄시키기 위하여 상기 코일을 감싸는 형태로 배치되는 하우징; 상기 하우징과의 사이에, 상기 코일에서 발생되는 열을 쿨링시켜 주기 위한 유체가 통과할 수 있도록, 냉각유로를 형성시키는 냉각 슈라우드쉘; 및 상기 냉각유로 측으로 유입된 유체와 상기 코일 간의 원활한 열교환을 위하여, 상기 냉각유로 상에 방사형으로 배치되는 복수의 냉각핀;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트{Cooling unit for nuclear reactor control rod driving apparatus}
본 발명은 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경수로용 제어봉을 구동시키기 위한 구동 장치의 냉각효율을 높일 수 있고, 그 냉각을 위한 구성의 간소화 및 성형의 용이함을 이룰 수 있도록 구조가 개선된 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 의한 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트의 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 냉각 유니트는, 경수로용 제어봉 구동장치를 냉각시키기 위한 것이다. 여기서, 경수로용 제어봉 구동장치는 제어봉을 구동시키기 위한 전자기력을 생성하는 코일집합체(100)를 구비하고, 상기 코일집합체(100)는 상기 제어봉을 구동시키기 위한 전자기력을 생성하는 코일(101)과 그 코일(101)을 폐쇄시키는 하우징(102)을 포함하여 이루어진다.
이러한 제어봉 구동장치를 구성하는 코일(101)은, 가동전류에 의한 자체 발열로 인해 열적 열화 가능성이 있으므로, 그 열적 열화 가능성을 감소시킴으로써 사용수명을 증대시킬 필요가 있다.
이러한 필요성에 의해 경수로용 제어봉을 구동시키기 위해 필수적으로 냉각 유니트가 구비되어야 하지만, 종래기술에 의한 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트에 의하면, 단순히 상기 하우징(102)과 냉각 슈라우드쉘(120) 사이에 냉각 유로(130)를 형성하는 것에 의해 상기 코일(101)에서 발생되는 열을 냉각시키도록 설계되어 있다. 예컨대 공냉식 냉각 공정의 경우, 외부에서 흡입되는 공기가 상기 냉각 유로(130)를 경유하는 것에 의존하여 상기 코일(101)의 열을 냉각하기 때문에, 냉각효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
특히, 상기 냉각 슈라우드쉘이 사용되는 경우, 상기 코일(101)에 전력을 인가하기 위한 리드선(150)이 상기 냉각 유로 (130)상에 배치되는 단자함(140)의 내부에 배치되는 구조로 인하여, 상기 단자함(140)으로 코일 리드선을 인출하기 위한 배선관(141)이 상기 냉각 유로(130)를 통과하는 유체의 원활한 흐름을 방해하게 됨으로써, 냉각효율이 더욱 저해되는 단점이 있다.
또한, 상기 단자함(140)을 냉각 슈라우드쉘(120) 내부에 배치하기 위하여, 상기 냉각 슈라우드쉘(120)을, 성형이 용이한 다각관 형상으로 성형하지 못하고 상기 단자함(140) 수용을 위한 돌출 형상을 가지도록 성형하여야 하기 때문에, 구성의 간소화를 이룰 수 없을 뿐만 아니라 제품 성형을 위한 비용이 증대되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 경수로용 제어봉을 구동시키기 위한 구동장치를 간단한 구성으로 효율적으로 냉각시킬 수 있는 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 경수로용 제어봉 구동장치를 냉각시키기 위한 냉각 유니트의 구성의 간소화 및 성형의 용이함을 이루고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 경수로용 제어봉을 구동시키기 위한 전자기력을 생성하는 코일집합체를 냉각시키기 위한 것으로, 상기 전자기력을 생성하기 위하여 상기 경수로용 제어봉 구동축을 감싸는 형태로 배치되는 코일; 상기 코일을 폐쇄시키기 위하여 상기 코일을 감싸는 형태로 배치되는 하우징; 상기 하우징과의 사이에, 상기 코일에서 발생되는 열을 쿨링시켜 주기 위한 유체가 통과할 수 있도록, 냉각유로를 형성시키는 냉각 슈라우드쉘; 및 상기 냉각유로 측으로 유입된 유체와 상기 코일 간의 원활한 열교환을 위하여, 상기 냉각유로 상에 방사형으로 배치되는 복수의 냉각핀;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각핀들은, 상기 하우징의 외주면으로부터 연장되도록 그 하우징과 일체로 성형되고, 상기 냉각 슈라우드쉘과 마주하는 단부가 그 냉각 슈라우드쉘의 내주면에 접촉되게 배치되는 것이 바람직하다.
상기 하우징은 내주면과 외주면을 가지는 중공의 관 형상을 가지고, 상기 하우징의 내주면과 외주면 사이에는, 그 하우징의 중심축선을 따라 연장되고 상기 코일에 전력을 공급하기 위한 리드선이 통과되는 배선통로가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 하우징과 일정 간격을 두고 배치되는 냉각 슈라우드쉘은, 중공의 다각관 형상을 가지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 전자기력을 생성하기 위하여 일정간격을 두고 이격설치된 상기 각 경수로용 제어봉 구동축을 감싸는 형태로 배치되는 복수의 코일; 상기 각 코일을 폐쇄시키기 위하여 상기 코일을 감싸는 형태로 배치되고 외주면이 서로 이격되게 배치되는 복수의 하우징; 상기 복수의 하우징들이 내부에 수용되도록 수용공간을 가지고, 상기 수용공간을 형성하는 내주면과 상기 복수의 하우징의 외주면 사이 및 인접하게 배치된 하우징들의 사이에, 상기 하우징들과 냉각유체 간의 열교환을 위한 냉각유로가 형성되어 있는 냉각 슈라우드쉘; 및 상기 복수의 하우징들과 냉각유체 간의 열교환 면적을 크게 하기 위하여 상기 각 하우징의 외주면으로부터 상기 냉각유로 측으로 돌출형성된 복수의 냉각핀들;을 포함하여 이루어지도록 구성되는 것도 가능하다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트는, 간소한 구성으로 제어봉 구동을 위한 구동장치의 냉각효율을 높일 수 있으며, 제품의 성형의 용이함을 통해 제품의 양산성을 높일 수 있는 장점을 가진다.
도 1은 종래기술에 의한 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트의 개략적인 단면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도.
도 3은 본 발명 일실시예에 따른 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트의 단면도.
도 4는 본 발명 일실시예를 구성하는 하우징의 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 경수로용 제어봉 구동장치의 도 3에 대응되는 개략적인 단면도.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명 일실시예에 따른 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트의 단면도이고, 도 4는 본 발명 일실시예를 구성하는 하우징의 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트는, 경수로용 제어봉(미도시)을 구동시키기 위한 전자기력을 생성하는 코일집합체를 냉각시키기 위한 것으로, 코일(1)과 하우징(2)과 냉각 슈라우드쉘(3)과 냉각핀(5)들을 포함하여 이루어진다.
상기 코일(1)은, 상기 전자기력을 생성하기 위하여 상기 경수로용 제어봉 구동축(미도시)을 감싸는 형태로 배치되고, 상기 하우징(2)은 상기 코일(1)을 폐쇄시키기 위하여 상기 코일(1)을 감싸는 형태로 배치된다.
상기 냉각 슈라우드쉘(3)은, 상기 하우징(2)과 함께 그 하우징(2)과의 사이에 냉각유로(4)를 형성시킬 수 있도록, 상기 하우징(2)을 둘러서 배치된다. 이러한 냉각 슈라우드쉘(3)은 냉각용 유체가 통과할 수 있는 냉각유로(4)를 형성시킴으로써, 상기 코일(1)에서 발생되는 열을 쿨링시켜 주기 위한 역할을 한다.
상기 냉각핀(5)들은, 상기 냉각유로(4) 상에 방사형으로 배치된다. 이러한 냉각핀(5)들은 상기 냉각유로(4) 측으로 유입된 유체와 상기 코일(1) 간의 열교환 면적을 크게 하여 상기 코일(1)에서 발생된 열을 원활하여 냉각시켜 주는 역할을 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 냉각 유니트는, 복수의 냉각핀(5)들을 상기 냉각유로(4) 상에 방사형으로 배치시켜 상기 냉각핀(5)을 통해 방열 면적을 크게 함으로써, 간단한 구성으로 냉각효율을 높일 수 있는 장점을 가진다.
특히, 본 실시예에서는, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 냉각핀(5)들을 종래의 하우징(2)과 일체로 성형함으로써, 종래의 하우징(2)의 구조를 크게 변경하지 않고 성형이 가능하게 됨에 따라 구조변경에 의한 비용이 크게 증대됨이 없이 냉각효율 향상이라는 효과를 도출해 낼 수 있는 장점이 있다.
즉, 상기 냉각핀(5)들은, 상기 하우징(2)의 외주면으로부터 연장되도록 그 하우징(2)과 일체로 형성된다. 이러한 냉각핀(5)들은, 상기 냉각 슈라우드쉘(3)과 마주하는 단부가 그 냉각 슈라우드쉘(3)의 내주면에 접촉되게 배치된다. 결국, 본 실시예의 냉각핀(5)들은, 상기 냉각유로(4) 상에 유입된 유체와 코일(1) 간의 방열 면적을 크게 하여 냉각효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 상기 냉각 슈라우드쉘(3)과의 접촉을 통해 그 냉각 슈라우드쉘(3)을 통한 방열을 가능하게 함으로써, 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있게 한다.
한편, 본 실시예에서 상기 하우징(2)은, 내주면과 외주면을 가지는 중공의 관 형상을 가지고, 상기 내주면과 외주면 사이에는 그 하우징(2)의 중심축선을 따라 연장되는 배선통로(21)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 배선통로(21)는, 상기 코일(1)에 전력을 공급하기 위한 리드선(6)이 통과되는 부분이다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 상기 배선통로(21)를 형성하기 위해 종래기술과 같이 별도의 단자함을 냉각 슈라우드쉘(3) 내부에 마련할 필요가 없기 때문에, 그 냉각 슈라우드쉘(3)의 구조를 간소화하고 성형을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.
즉, 상기 냉각 슈라우드쉘(3)은, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 종래기술과 같이 단자함 배치를 위한 돌출구조의 형성 없이, 다각관 형태로 성형이 가능하게 됨에 따라, 제품을 용이하게 성형할 수 있어서 본 실시예에 대한 양산성을 향상시킬 수 있는 장점을 도출해 낸다.
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트의 도 3에 대응되는 개략적인 단면도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예는, 복수의 경수로용 제어봉이 복수의 코일(110)과 함께 전자기력을 생성하고, 상기 각 코일(110)은 서로 일정간격 이격되게 배치된다.
그리고, 상기 각 코일(110)을 폐쇄시키기 위한 복수의 하우징(120)들은, 그 외주면이 상기 각 코일(110)을 감싸는 형태로 이격되게 배치된다.
본 실시예는 상기 각 하우징(120)들을 하나의 유니트에 의해 폐쇄시키고 상기 각 하우징(120)들과의 사이에 형성되는 공간 상에 냉각유로(140)를 형성시키기 위한 하나의 냉각 슈라우드쉘(200)을 구비한다.
상기 냉각 슈라우드쉘(200)은 상기 하우징(120)들과 냉각유체 간의 열교환을 위한 냉각유로(140)를 형성시키는 역할과 상기 복수의 하우징(120)들을 폐쇄시키는 역할을 동시에 발휘한다.
본 실시예는, 상기 복수의 하우징(120)들과 냉각유체 간의 열교환 면적을 크게 하기 위하여 상기 각 하우징(120)의 외주면으로부터 상기 냉각유로(140) 측으로 돌출형성된 복수의 냉각핀(130)들을 구비하고, 상기 각 하우징(120)에는, 상기 코일(110)에 전력을 공급하기 위한 리드선(150)이 통과되는 배선통로(160)가 형성되어 있다.
이러한 실시예에 의하면, 하나의 냉각 슈라우드쉘(200)에 의해 복수의 코일 (110)및 하우징(120)을 냉각시키는 경우에도 냉각유로(140) 상에 구비된 냉각판(130)들에 의해 제어봉 구동을 위한 구동장치의 냉각효율을 더욱 높일 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 발명에 대한 바람직한 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있음은 자명하다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1:코일 2:하우징
21:배선통로 3:냉각 슈라우드쉘
4:냉각유로 5:냉각핀
6:리드선

Claims (5)

  1. 경수로용 제어봉을 구동시키기 위한 전자기력을 생성하는 코일집합체를 냉각시키기 위한 것으로,
    상기 전자기력을 생성하기 위하여 상기 경수로용 제어봉 구동축을 감싸는 형태로 배치되는 코일(1);
    상기 코일(1)을 폐쇄시키기 위하여 상기 코일(1)을 감싸는 형태로 배치되는 하우징(2);
    상기 하우징(2)과의 사이에, 상기 코일(1)에서 발생되는 열을 쿨링시켜 주기 위한 유체가 통과할 수 있도록, 냉각유로(4)를 형성시키는 냉각 슈라우드쉘(3); 및
    상기 냉각유로(4) 측으로 유입된 유체와 상기 코일(1) 간의 원활한 열교환을 위하여, 상기 냉각유로(4) 상에 방사형으로 배치되는 복수의 냉각핀(5);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각핀(5)들은, 상기 하우징(2)의 외주면으로부터 연장되도록 그 하우징(2)과 일체로 성형되고, 상기 냉각 슈라우드쉘(3)과 마주하는 단부가 그 냉각 슈라우드쉘(3)의 내주면에 접촉되게 배치되는 것을 특징으로 하는 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(2)은 내주면과 외주면을 가지는 중공의 관 형상을 가지고,
    상기 하우징(2)의 내주면과 외주면 사이에는, 그 하우징(2)의 중심축선을 따라 연장되고 상기 코일(1)에 전력을 공급하기 위한 리드선(6)이 통과되는 배선통로(21)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하우징(2)과 일정 간격을 두고 배치되는 냉각 슈라우드쉘(3)은, 중공의 다각관 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트.
  5. 복수의 경수로용 제어봉들을 구동시키기 위한 전자기력을 생성하는 코일집합체를 냉각시키기 위한 것으로,
    상기 전자기력을 생성하기 위하여 일정간격을 두고 이격설치된 상기 각 경수로용 제어봉 구동축을 감싸는 형태로 배치되는 복수의 코일(110);
    상기 각 코일(110)을 폐쇄시키기 위하여 상기 코일(110)을 감싸는 형태로 배치되고 외주면이 서로 이격되게 배치되는 복수의 하우징(120);
    상기 복수의 하우징(120)들이 내부에 수용되도록 수용공간을 가지고, 상기 수용공간을 형성하는 내주면과 상기 복수의 하우징(120)의 외주면 사이 및 인접하게 배치된 하우징(120)들의 사이에, 상기 하우징(120)들과 냉각유체 간의 열교환을 위한 냉각유로(140)가 형성되어 있는 냉각 슈라우드쉘(200); 및
    상기 복수의 하우징(120)들과 냉각유체 간의 열교환 면적을 크게 하기 위하여 상기 각 하우징(120)의 외주면으로부터 상기 냉각유로(140) 측으로 돌출형성된 복수의 냉각핀(130)들;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경수로용 제어봉 구동장치의 냉각 유니트.
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