KR20110103393A

KR20110103393A - 코너 부재를 갖는 원자로 노심 슈라우드

Info

Publication number: KR20110103393A
Application number: KR1020117013893A
Authority: KR
Inventors: 찰스 비 길모어; 데이빗 알 포시스
Original assignee: 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2011-09-20
Also published as: EP2366181A2; CA2744943A1; KR101574826B1; EP2366181B1; CN102257574B; US20100150298A1; WO2010071763A3; US20130334182A1; BRPI0922598A2; JP2012512417A; US8532245B2; WO2010071763A2; CN102257574A; CA2744943C; JP5748179B2; ZA201103994B

Abstract

다수의 평면형 부재와, 다수의 일체형 코너부와, 평면형 부재 및 일체형 코너부의 조합을 각각 포함하는 다수의 서브조립체를 포함하는 노심 슈라우드가 제공된다. 각각의 일체형 코너부는 제 1 평면부와, 제 1 평면부에 대해 직교하여 배치되는 제 2 평면부를 포함하는 일체형 압출부를 포함한다. 서브조립체 중 적어도 하나는 교대로 대향하는 관계로 나란히 배치되는 복수의 일체형 코너부를 포함한다. 복수의 서브조립체는 결합되어 노심 슈라우드의 쿼터 둘레 세그먼트를 형성할 수 있다. 4개의 쿼터 둘레 세그먼트가 함께 결합되어 노심 슈라우드를 형성한다.

Description

코너 부재를 갖는 원자로 노심 슈라우드{NUCLEAR REACTOR CORE SHROUD WITH CORNER MEMBERS}

정부의 권리

본 발명은 미국, DEPARTEMENT OF ENERGY에서 부여한 계약 번호 DE-FC07-05ID14636 하에 정부 지원으로 이루어졌다. 정부는 본 발명의 소정의 권리를 갖는다.

관련 출원

본 출원은 2008년 12월 17일자 미국특허가출원 제61/138,140호(발명의 명칭: Core Shroud Corner Joints)에 근거하여 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 원자로에 관한 것이고, 특히, 원자로용 노심 슈라우드에 관한 것이다. 본 발명은 노심 슈라우드를 조립하기 위한 관련 방법에 또한 관련된다.

압력 하에 물로 냉각되는 원자로 발전 시스템의 일차 측부는, 유용한 에너지의 생산을 위해 이차 측부와 이격되어 열 교환 관계에 있는 폐-회로를 포함한다.

도 1은 노심(14)을 에워싸는 상부 헤드(12)(도 2에도 도시됨)를 갖는 일반적으로 원통형의 원자로 압력 용기(10)를 포함하는, 단순화된 원자로 일차 시스템을 도시한다. 물과 같은, 액체 원자로 냉매가 펌프(16)에 의해 노심(14)을 통해 용기(10) 내로 펌핑되어, 열 에너지를 흡수하고 열 에너지를, 증기 발생기라고도 불리는, 열 교환기(18)로 방출하여, 증기-종동 터빈 제너레이터와 같은 이용 회로(도시되지 않음)로 열이 전달된다. 원자로 냉매가 그후 펌프(16)로 되돌아와서, 일차 루프를 완성시킨다. 일반적으로, 복수의 상술한 루프가 원자로 냉매 배관(20)에 의해 단일 원자로 용기(10)에 연결된다.

도 2 및 도 3은 압력 용기(10)의 단순화된 측면도 및 평면도로서, 압력 용기(10)의 일부분을 단면으로 제시한다. 노심(14)은 수직으로 함께 연장되는 복수의 병렬 연료 집합체(22)로 구성되고, 그 중 두개만이 설명을 쉽게 하고자 도 2에 도시된다. 본 설명을 위해, 나머지 용기 내부 구조는 하측 내부(24)와 상측 내부(26)(도 2에 모두 도시됨)로 나누어질 수 있다. 종래의 설계에서, 하측 내부(24)는 노심을 지지 및 정렬하고 계측기를 안내하는 기능을 하고, 용기(10) 내의 흐름을 지향시키는 기능을 한다. 상측 내부(26)는 연료 집합체(22)를 제약하거나 연료 집합체(22)에 대한 이차 제약을 제공하고, 제어봉(28)과 같은 노심 구성요소 및 계측기를 지지 및 안내한다. 가동시에, 냉매는 하나 이상의 유입 노즐(30)을 통해 용기(10) 내로 진입하고, 용기(10)와 노심 배럴(32) 사이의 고리를 통해 하향으로 유동하여, 하측 플레넘(34)에서 180도 방향을 바꾸고, 하측 노심 지지판(37) 및, 연료 집합체가 자리잡는 하측 노심판(36)을 통해, 연료 집합체(22)를 통해, 그리고 연료 집합체(22) 주위로, 이동한다. 일부 설계에서는, 하측 노심 지지판(37) 및 하측 노심판(36)이 단일 구조물로 대체된다. 노심 및 주변 영역(38)을 통과하는 냉매 유량은 초당 대략 20 피트의 속도로 분당 400,000 갤런 수준으로, 일반적으로 큰 값이다. 결과적인 압력 강하 및 마찰력은 연료 조립체를 상승시키는 경향이 있고, 이러한 움직임은 원형 상측 노심판(40)을 포함한, 상측 내부(26)에 의해 제약된다. 노심(14)을 빠져나가는 냉매는 상측 노심판(40)의 하부를 따라, 그리고, 복수의 다공부(42)를 통해 상향으로, 유동한다. 그후 냉매는 상향으로, 그리고, 하나 이상의 유출 노즐(44)을 향해 반경방향으로 유동한다.

도 3에서 단순화된 형태로 도시되는 바와 같이, 노심 슈라우드(17)는 원형 노심 배럴(32) 내부에 위치하고, 노심 배럴(32)의 내측 프로파일을, 노심(14) 내의 연료 집합체(22)의 주변 윤곽(도 3에 단순화된 형태로 도시됨)과 일반적으로 일치하는 계단형 원주 프로파일로 변환하는, 복수의 수직-연장 판(19)을 포함한다. 도 3의 단순화된 단면도는, 압력 용기(10)와 노심 배럴(32) 사이에 삽입된 열 차폐부(15)를 또한 도시한다. 일부 플랜트는 열 차폐부를 대신하여 중성자 패드를 갖는다.

일반적으로, 계단형 원주 프로파일을 형성하는 판(19)은 실질적으로 평탄하고, 교차하는 코너 위치에서 직각으로 접한다. 그러나, 일치 및/또는 형성의 결과로, 일부 원자로 용기 내부는 비정형 코너 조인트를 포함한다. 예를 들어, 이러한 비정형 코너 조인트는 외측 코너부 위치에 대해 둥글고, 내부 위치에 대해 "열쇠-형"(key-like)이며(가령, 그루브를 가짐), 및/또는 개방 영역에 대해 비교적 큰 포켓을 갖는 특성을 가질 수 있다. 각각의 비정형 코너 조인트는 이러한 코너의 낮은 유압 저항으로 인해 인접한 연료 집합체를 우회하도록 하는 유동 영역을 제공한다. 실제로, 유동 연산에 따라, 비정형 노심 슈라우드 코너부에서 비교적 큰 축방향 속도가 나타났다. 다른 단점들 가운데서도, 이는 수용불가능한 연료봉 진동을 일으킬 수 있고, 이는 연료 집합체 그리드-봉 부식을 일으키며, 이 영역에서 횡-유동 속도를 상승시킬 수도 있다.

따라서, 노심 슈라우드 및 노심 슈라우드용 조인트에 대한 개선을 위한 공간이 존재한다.

원자로 노심 슈라우드의 조립 방법 및 개선된 설계를 제공하는 본 발명의 실시예들에 의해 이러한, 및 그외 다른 수요가 충족되며, 본 발명에서는 다른 장점들 가운데서도, 노심 슈라우드 조립체의 코너가, 이음새나 관련 갭 또는 보이드가 없는 단일한 연속 물질 피스를 포함하는 일체형 설계인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 형태로, 노심 슈라우드가 제공된다. 노심 슈라우드는 다수의 평면형 부재와, 다수의 일체형 코너부와, 평면형 부재 및 일체형 코너부의 조합을 각각 포함하는 다수의 서브조립체를 포함한다.

각각의 일체형 코너부는 실질적으로 동일할 수 있다. 각각의 일체형 코너부는 제 1 평면부와, 제 1 평면부에 대해 직교하여 배치되는 제 2 평면부를 포함하는 일체형 압출부를 포함할 수 있다. 서브조립체 중 적어도 하나는 복수의 일체형 코너부를 포함할 수 있고, 일체형 코너부 중 하나의 제 1 평면부는 일체형 코너부 중 다른 하나의 제 2 평면부와 결합하여, 일체형 코너부가 교대로 대향하는 관계로 나란히 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 형태로서, 압력 용기와, 압력 용기 내에 자리잡아 압력 용기에 의해 지지되는 환형 노심 배럴과, 상기 노심 배럴 내에서 지지되는 노심 슈라우드를 포함하는 원자로가 제공되고, 상기 노심 슈라우드는, 다수의 평면형 부재와, 다수의 일체형 코너부와, 평면형 부재 및 일체형 코너부의 조합을 각각 포함하는 다수의 서브조립체를 포함한다.

노심 슈라우드는 다수의 흐름 편향기를 더 포함할 수 있고, 노심 슈라우드의 일체형 코너부 각각은 곡면형 내측 교차부 및 곡면형 외측 교차부를 포함할 수 있다. 각각의 흐름 편향기는 곡면부와, 곡면부에 대향하여 배치되는 다수의 실질적인 평탄부를 포함할 수 있고, 곡면부는 곡면형 내측 교차부 및 곡면형 외측 교차부 중 대응하는 하나와 정합하도록 구성된다. 원자로는 노심 슈라우드 내에 배치되는 다수의 그리드를 더 포함할 수 있고, 흐름 편향기의 실질적인 평탄부는 그리드 중 대응하는 하나의 일부분과 결합하고 상기 일부분을 지지하도록 구성된다.

본 발명의 추가적 형태로서, 노심 슈라우드의 조립 방법이 제공된다. 이 방법은, 다수의 평면형 부재를 제공하는 단계와, 다수의 일체형 코너부를 압출하는 단계와, 평면형 부재 및 일체형 코너부의 조합을 결합시켜서 다수의 서브조립체를 형성하는 단계와, 복수의 서브조립체를 결합시켜서 노심 슈라우드의 적어도 일부분을 형성하는 단계를 포함한다.

이 방법은 복수의 서브조립체를 결합시켜서 노심 슈라우드의 쿼터 둘레 세그먼트를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 4개의 쿼터 둘레 세그먼트를 결합하여 노심 슈라우드를 형성하는 단계를 또한 포함할 수 있다.

첨부 도면과 연계하여 바람직한 실시예들의 다음의 설명을 읽으면 본 발명을 더욱 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명을 적용할 수 있는 원자로의 일부분의 개략도,
도 2는 본 발명을 적용할 수 있는 원자로 용기 및 내부 구성요소의 종방향 단면도,
도 3은 압력 용기, 열 차폐부, 노심 배럴, 노심 슈라우드 및 노심 연료 집합체를 도시하는 원자로 용기의 평면 단면도,
도 4는 노심 슈라우드 및 여러개의 주변 노심 연료 집합체의 평면도,
도 5는 도 4의 부분 확대도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 노심 슈라우드에 대한 한 쌍의 일체형 코너부의 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 세 쌍의 일체형 코너부를 포함하는 서브조립체의 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나의 일체형 코너부와 하나의 비교적 좁은 평면형 부재를 포함하는 서브조립체의 사시도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나의 일체형 코너부와 하나의 비교적 넓은 평면형 부재를 포함하는 서브조립체의 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 다른 노심 슈라우드 서브조립체의 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 노심 슈라우드의 쿼터 둘레 세그먼트의 사시도,
도 12는 본 발명에 따른 완전한 노심 슈라우드 조립체의 사시도,
도 13a 및 13b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노심 슈라우드 코너부의 내부 상에 사용하기 위한 흐름 편향기의 전방 및 후방 사시도,
도 14는 도 13a 및 13b의 내부 흐름 편향기를 이용하는 노심 슈라우드의 코너부의 내부의 확대 사시도,
도 15는 세개의 내부 흐름 편향기를 이용하는 것으로 도시되는, 도 14의 노심 슈라우드 코너부의 내부의 사시도로서, 가상의 선으로 연료 조립체 그리드의 일부분을 추가로 도시하는 도면,
도 16a 및 16b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노심 슈라우드 코너부의 외부에서 사용하기 위한 흐름 편향기의 대향 측부의 사시도,
도 17은 2개의 흐름 편향기를 이용하도록 도시되는 노심 슈라우드 코너부의 외부의 사시도, 그리고,
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른, 흐름 편향기을 이용하는 것으로 도시되는, 도 17의 노심 슈라우드 코너부의 외부의 확대 사시도.

설명을 위해, 본 발명의 실시예들이 노심 슈라우드에 적용되는 것으로 설명되지만, 이와 관련된 문제점(예를 들어, 배플-제팅(baffle-jetting), 등)들을 취급하고 극복하기 위해 다른 내부 조립체(예를 들어, 배플-포머 조립체(baffle-former assemblies), 등)의 결합된 구성요소들 사이에서 코너 조인트들을 대체하거나 제거하도록 적용될 수도 있다.

예를 들어, 내측, 외측, 내부, 외부, 상부, 하부, 및 이들의 파생어와 같이, 여기서 사용되는 방향성 용어는, 도면에 도시되는 요소의 배향에 관한 것으로서, 명확하게 언급되지 않는 한 청구범위를 제한하지 않는다.

"일체형"(unitary)라는 용어는 임의의 이음새(seems), 조인트 또는 연결부 없이 단일한 연속 물질 조각을 의미하며, 예를 들어, 제한없는 사항으로서, 압출 공정과 같은 임의의 알려진 또는 적절한 방법이나 공정을 이용하여 형성될 수 있는 것이다.

"숫자"라는 용어는 일 또는 일보다 큰 정수(즉, 복수)를 의미한다.

도 4는 노심 슈라우드(100)를 도시한다. 여러개의 연료 집합체(102)가 노심 슈라우드(100)의 둘레(106) 상의 위치(도 4에서 일반적으로 A, B, C로 표시됨)에 도시되고, 연료 집합체(102)들은 내측 노심 슈라우드 코너부(108) 또는 외측 노심 슈라우드 코너부(110)에 인접하여 위치한다. 예를 들어, 제한없는 사항으로서, 도 4의 비-제한적인 예에서, 연료 집합체(102)가 내측 코너부(108), 외측 코너부(110), 또는 내측 및 외측 코너부(108, 110)에 인접하여 배치될 수 있는 위치가 44개 존재한다(설명을 쉽게하고자 10개의 위치만이 도시된다). 도 5는 노심 슈라우드(100)의 내측 코너부(108) 및 외측 코너부(110)의 확대도를 도시한다.

도 6-12에 도시되는 바와 같이, 본 발명은, 예를 들어, 제한없는 사항으로서, 요망되는 코너 형태를 갖는 일체형 압출체와 같은 일체형 코너부(200)로 각각의 노심 슈라우드 코너부의 제작을 수반한다. 따라서, 종래의 내측 및 외측 코너부(108, 110)(도 4 및 도 5)와 관련된 개방 영역들은 제거된다. 이러한 개방 영역은 성형(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 구부림) 및/또는 이음새 용접(도 4 및 도 5에 도시되지 않음)으로부터 발생할 수 있고, 2개의 평면부가 서로 접하고 연결되어 코너 조인트를 구성한다. 제작 압출 기술의 최근의 변화로 이러한 구성이 가능하다. 예를 들어 제한없는 사항으로서, 약 4.75인치 x 4.75인치 x 1인치에 이르는, 또는 이보다 더 큰 완전한-길이(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 도 6의 길이 L을 참조할 수 있고, 그 길이는 예를 들어, 제한없는 사항으로서, 약 180인치일 수 있음)(축적에 따라 도시되지 않음)의 압출된 형태가 가능하다. 따라서, 도 6에 도시되는 바와 같이, 각각의 일체형 코너부(200)(2개가 도시됨)는 제 1 평면부(202)와, 제 1 평면부(202)에 직교하여 배치되는 제 2 평면부(204)를 포함하고, 그 사이에 어떤 이음새나 다른 연결이 존재하지 않는다. 이는 도 6의 예에서와 같이, 유사한 압출물(200)에 용접될 때의 폭이 단일 연료 집합체(102)를 갖는 둘레 위치를 수용하기에 충분할 정도로 넓은 경우에 특히 유리하다(예를 들어, 도 4의 위치 "A"의 연료 집합체(102)를 참조 가능함). 일체형 압축 형태(200)(가령, 일체형 코너부)는 그후 레이저 용접되거나 그외 적절한 방식으로 결합되어, 예를 들어, 도 6에 도시되는 바와 같이, 서브조립체(210)를 형성할 수 있다.

도 4에서 "A"로 표시된 한 쌍의 연료 조립체(102) 근처의 노심 슈라우드의 둘레를 완성하기 위해, 세 쌍의 일체형 코너부(200)의 연속된 용접이 완료되어 도 7에 도시되는 바와 같은 서브조립체(212)를 형성한다. 한 라인에 2개 또는 3개의 연료 집합체를 갖는 나머지 2개의 전형적인 둘레 위치의 경우(예를 들어, 도 4에서 "B", 또는, "C"로 표시되는 위치의 연료 집합체(102) 참조), 폭(218, 220)을 달리하는 평면형 부재(214, 216)(도 8, 도 9)가 일체형 코너부(200)에 용접되어, 도 8 및 도 9에 각각 도시되는 서브조립체(222, 224)를 형성한다. 특히, 도 8 및 도 9는, 레이저 용접되거나, 그렇지 않을 경우 적절하게 일체형 코너부(200)에 결합되어 도 4의 노심 연료 집합체 위치 "B" 및 "C"를 수용할 수 있게 하는, 폭(218, 220)의 평면형 부재(214, 216)를 도시한다. 도 8의 예에서, 제 1 평면형 부재(214)는 대향 에지(215, 217)와, 그 사이의 거리에 의해 측정되는 제 1 폭(218)을 포함하고, 도 9의 제 2 평면형 부재(216) 는 대향 에지(219, 221)와 그 사이의 제 2 폭(220)을 가지며, 이러한 제 2 폭(220)은 제 1 평면형 부재(214)의 제 1 폭(218)보다 크다.

노심 슈라우드(100)(도 4)의 둘레(106)를 형성하기 위한 일례의 방법은 도 8에 도시되는 서브조립체(222)의 2개를 도 7에 도시되는 서브조립체(212)에 적절히 결합시키거나 용접하는 단계를 포함하며, 따라서, 도 10에 도시되는 서브조립체(226)를 도출할 수 있다. 마지막으로, 노심 슈라우드(100)(도 4)(일반적으로 도 12의 300)의 쿼터 둘레 세그먼트 또는 서브조립체(228)를 완성하기 위해, 도 6의 일체형 코너부 서브조립체(210) 및 도 9에 도시되는 서브조립체(224)가 용접되거나 그렇지 않을 경우, 도 10의 서브조립체(226)에 적절하게 결합된다. 여기서 설명되고 도시되는 예에서, 쿼터 둘레 세그먼트(228) 각각은, 도 11에 도시되는 바와 같이, 11개의 일체형 코너부(200)와, 2개의 제 1 평면형 부재(214)와, 하나의 제 2 평면형 부재(216)를 포함한다. 마지막으로, 4개의 쿼터 둘레 세그먼트(228)들이 용접되거나 그렇지 않을 경우 적절히 함께 결합되어, 도 12에 도시되는, 완전한 노심 슈라우드(300)를 형성한다(도 4의 노심 슈라우드(100)도 참조 가능).

본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이, 임의의 알려진 또는 적절한 대안의 구성, 개수, 및/또는 구성요소(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 일체형 코너부(200), 제 1 평면형 부재(214), 제 2 평면형 부재(216))의 조립 순서와 서브조립체들이 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 6에 단순화된 형태로 일반적으로 표시되는 바와 같이, 구성요소(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 일체형 코너부(200), 제 1 평면형 부재(214), 제 2 평면형 부재(216))들이 레이저 기술을 이용하여 용접되는 것이 바람직하지만, 임의의 알려진 또는 적절한 대안의 방법, 프로세스, 또는 메커니즘을 이용하여 노심 슈라우드 구성요소(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 일체형 코너부(200), 제 1 평면형 부재(214), 제 2 평면형 부재(216)) 및/또는 서브조립체(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 210, 212, 222, 224, 226, 228)를 적절히 결합할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

다른 장점들 가운데, 본 발명은 알려진 노심 슈라우드 설계와 관련된 내측 및 외측 코너부 보이드 영역을 제거한다. 보이드 영역은 포괄적 기계가공(extensive machining), 구부림, 및/또는 성형 작업의 결과다. 본 발명은 일체형 코너부를 제공하고, 따라서, 코너에서의 모든 이음새를 제거하며, 또한, 접근성 부족으로 인해 검사하기 어려운 용접 코너 조인트를 제거한다. 코너로부터 먼 위치에서만 용접부가 존재하고, 이러한 용접부는 실질적으로 평탄하고 및/또는 상대적으로 접근이 용이하여 검사를 촉진시킨다.

추가적으로, 한번에 조금씩(in stages), 각각의 일체형 코너부 압출물(200)이 레이저 용접되거나 그외 다른 경우 유사한 압출물(200)(예를 들어, 도 6 및 도 7 참조) 및/또는 관련 평면형 부재(214, 216)(예를 들어, 도 8 및 도 9 참조)에 적절하게 결합될 수 있다. 각각의 일체형 코너부(200)는 실질적으로 동일할 수도 있고, 하나의 일체형 코너부(200)의 제 1 평면부(202)가 다른 일체형 코너부(200)의 제 2 평면부(204)와 결합하여, 일체형 코너부(200)들이 교대로 대향되는 관계로 나란히 배치될 수 있다(도 7에 가장 잘 도시됨). 더욱이, 이러한 조립 방법이 압출된 일체형 코너부(200), 평면형 부재(214, 216), 및/또는 서브조립체(210, 212, 214, 222, 224, 226, 228)를 보지하기 위해 강체형 툴링 및/또는 고정물(도시되지 않음)을 이용할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 예를 들어, 열에 의해 야기되는, 용접 뒤틀림이 최소화된다. 더욱이, 소모성 전극을 이용하는 종래의 용접 프로세스에 비해, 레이저 용접은 최소한의 열만을 발생시키고, 이는 더욱 우수한 치수 제어의 결과로 나타날 것이다. 이는 특히, 4개의 쿼터 둘레 세그먼트(228)(도 11 및 도 12)를 용접하는 최종 단계에서, 노심 공동 치수를 개선시킬 것이나, 현재의 프로세스는 노심 공동 치수 요건을 충족시키기 위해 용접 이후에 상당한 기계가공을 필요로 한다.

본 발명의 압출된 일체형 코너 설계는 코너 조인트의 용접을 제거하고, 따라서, 상당한 양의 기계가공 작업과 관련 시간 및 비용을 제거한다. 추가적으로, 용접 이후 기계가공이 필요할 가능성이 적기 때문에, 더 얇은 압출 형태를 잠재적으로 이용할 가능성을 통해 추가적인 절감이 이루어질 수 있다. 부분적인 또는 전체 노심 슈라우드 조립체가 최종 조립 또는 노심 슈라우드(100)(도 4 참조, 또는, 도 12의 노심 슈라우드 조립체(300) 참조) 완성을 위해 지정 제작 설비로 선적될 수 있도록 하기 위해, 기언급된 서브조립체(210, 212, 222, 224, 226, 228)가 인증된 공급자에 의해 제작될 가능성이 존재한다.

다른 원자로 내부 조립체(예를 들어, 제한 없는 사항으로서, 배플-포머 조립체 코너 조인트(도시되지 않음))에 대해 본 발명의 일체형 코너 개념을 채택할 가능성이 존재한다는 것을 또한 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 제한없는 사항으로서, 압출된 일체형 코너부가 기존 배플-포머 설계에 적용(retro-fit)되어, 배플-포머 조립체(도시되지 않음)의 배플판(도시되지 않음)들 사이의 코너 조인트를 제거할 수 있다. 따라서, 바람직하지 못한 "배플 제팅" 가능성을 제거한다. "배플 제팅"은 코너 조인트의 개구부 또는 갭의 결과로 노심 방향을 향한 배플-포머 노심 공동 내부로부터의 워터 제팅의 결과다.

도 13a-15 및 16a-18은 본 발명의 비-제한적인 대안의 실시예에 따르면, 내부 흐름 편향기(302) 및 외부 흐름 편향기(304, 304')를 각각 도시한다. 도 13a-15의 예에서, 가끔 "하키 퍽" 타입의 인서트라고도 불리는 흐름 편향기(302)가, 도 14 및 도 15에 도시되는 바와 같이, 노심 슈라우드 코너부(108)의 내측 교차부(112)에 설치되도록 구성된다. 구체적으로, 각각의 흐름 편향기(302)는 곡면부(306)와, 다수의 실질적인 평탄부(308)(도 13a-15에 2개가 도시됨)를 포함한다. 곡면부(306)는 도 14 및 도 15에 도시되는 바와 같이, 노심 슈라우드 내측 코너부(108)의 곡면형 내측 교차부(112)와 정합하도록 구성된다. 따라서, 흐름 편향기(302)의 치수 특성(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 흐름 편향기(302)의 높이)이, 예를 들어, 연료 집합체 그리드(46)(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 도 15에 가상의 선으로 부분적으로 도시되는 연료 집합체 그리드(46))의 높이와 일치하도록 구축될 수 있다는 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 흐름 편향기(302)는 예를 들어, 코너부(가령, 108)의 개방 영역을 충전함으로써, 바람직하지못한 흐름 바이패스에 저항하고 축방향 속도를 감소시키도록 냉매의 흐름을 편향시킬 뿐 아니라, 그리드(46)를 추가적으로 지지하는 기능도 할 수 있다. 흐름 편향기(302)를 노심 슈라우드(100)에 고정하기 위해, 예를 들어, 도 15에 도시되는 바와 같이, 필릿 용접(fillet weld)(도 15의 310)이 사용될 수 있다.

노심 슈라우드(100)의 외측 코너부(110)에 대한 기-언급한 외부 흐름 편향기(304, 304')의 구현이 도 16a-17 및 도 18의 비-제한적인 예에서 각각 도시된다. 상술한 내부 흐름 편향기(302)와 마찬가지로, 외부 흐름 편향기(304, 304')의 높이는 연료 집합체 그리드(46)(도 15에 가상의 선으로 부분적으로 도시됨)의 높이와 일치되도록 구성될 수 있다. 각각의 외부 흐름 편향기(304, 304')는 곡면부(312)와, 곡면부(312)에 일반적으로 대향하여 배치되는 다수의 실질적인 평탄부(314)(2개가 도시됨)를 포함한다. 곡면부(312)는 도 17 및 도 18에 도시되는 바와 같이, 노심 슈라우드의 외측 코너부(110)의 곡면형 외측 교차부(114)와 정합하고 적절하게 결합(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 용접)되도록 구성된다. 그러나, 여기서 설명되고 도시되는 사항과는 다른, 또는 이러한 사항에 추가되는 흐름 편향기의 임의의 알려진 또는 적절한 대안의 개수, 형태, 및/또는 구성(도시되지 않음)이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 제한없는 사항으로서, 도 17은 노심 슈라우드(100)의 외측 코너부(110) 상에 배치되는 서로 다른 길이를 갖는 두가지 외부 흐름 편향기(304, 304')를 도시한다. 추가적으로, 도 18에 과장되어 도시된 바와 같이, 흐름 편향기(304)는 챔퍼(chamfer)(316)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필릿 용접의 일부분으로 형성될 수 있는, 이러한 챔퍼(316)는, 연료 집합체 로딩 및 언로딩중 그리드와의 바람직하지 못한 상호작용(예를 들어, 제한없는 사항으로서, "스낵"(snag))의 방지를 도울 것이다. 이러한 흐름 편향기(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 302, 304, 304')가 예를 들어, 기존 노심 슈라우드 설계와, 독립적으로(가령, 본 발명의 일체형 코너부와는 별도의 해법으로) 구성되어, 코너 조인트와 관련된 흐름-관련 문제점을 개선시킬 수 있다는 것을 또한 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 흐름 편향기(예를 들어, 제한없는 사항으로서, 302, 304, 304')가 본 발명에 따른 적어도 일부 실시예에서 요구되지 않음을 또한 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 특정 실시예들이 세부적으로 설명되었으나, 이에 대한 다양한 변형 및 대안이 본 발명의 전체 가르침에 비추어 발전될 수 있다는 것을 당 업자가 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 개시되는 특정 배열은, 첨부된 청구범위의 전체 외연 및 모든 동등사항에 주어질 본 발명의 범위와 관련하여, 예시적인 사항일 뿐이고 제한적인 사항이 아님을 의미한다.

Claims

노심 슈라우드에 있어서,
다수의 평면형 부재와,
다수의 일체형 코너부와,
상기 평면형 부재와 상기 일체형 코너부의 조합을 각각 구비하는 다수의 서브조립체를 포함하는
노심 슈라우드.
제 1 항에 있어서,
상기 일체형 코너부의 각각은 실질적으로 동일한
노심 슈라우드.
제 1 항에 있어서,
상기 일체형 코너부의 각각은, 제 1 평면부와, 상기 제 1 평면부에 대해 직교하여 배치되는 제 2 평면부를 구비하는 일체형 압출부를 포함하는
노심 슈라우드.
제 3 항에 있어서,
상기 서브조립체 중 적어도 하나는 복수의 상기 일체형 코너부를 포함하고,
상기 일체형 코너부 중 하나의 제 1 평면부는 상기 일체형 코너부 중 다른 하나의 제 2 평면부와 결합하여, 상기 일체형 코너부가 교대로 대향하는 관계로 나란히 배치되게 하는
노심 슈라우드.
제 3 항에 있어서,
상기 평면형 부재는 제 1 평면형 부재와 제 2 평면형 부재를 포함하고,
상기 제 1 평면형 부재 및 상기 제 2 평면형 부재의 각각은 제 1 에지와, 상기 제 1 에지로부터 이격되어 대향 배치되는 제 2 에지와, 상기 제 1 에지와 상기 제 2 에지 사이의 간격에 의해 측정되는 폭을 포함하며,
상기 제 2 평면형 부재의 각각의 폭은 상기 제 1 평면형 부재의 각각의 폭보다 큰
노심 슈라우드.
제 5 항에 있어서,
상기 서브조립체 중 적어도 하나는 상기 일체형 코너부 중 하나와 상기 제 1 평면형 부재 중 하나를 포함하고,
상기 일체형 코너부의 제 1 평면부는 상기 제 1 평면형 부재의 제 1 에지 및 제 2 에지 중 대응하는 하나에 결합되는
노심 슈라우드.
제 5 항에 있어서,
상기 서브조립체 중 적어도 하나는 상기 일체형 코너부 중 하나와 상기 제 2 평면형 부재 중 하나를 포함하고,
상기 일체형 코너부의 제 1 평면부는 상기 제 2 평면형 부재의 제 1 에지 및 제 2 에지 중 대응하는 하나에 결합되는
노심 슈라우드.
제 5 항에 있어서,
복수의 상기 서브조립체는 상기 노심 슈라우드의 쿼터 둘레 세그먼트(quarter perimeter segment)를 형성하도록 조합되고,
각각의 쿼터 둘레 세그먼트는 11개의 상기 일체형 코너부와, 2개의 상기 제 1 평면형 부재와, 하나의 상기 제 2 평면형 부재를 포함하는
노심 슈라우드.
제 1 항에 있어서,
다수의 흐름 편향기를 더 포함하고,
상기 일체형 코너부의 각각은 곡면형 내측 교차부 및 곡면형 외측 교차부를 포함하고,
상기 흐름 편향기의 각각은 곡면부와, 상기 곡면부에 대향 배치되는 다수의 실질적인 평탄부를 포함하며,
상기 곡면부는 상기 곡면형 내측 교차부 및 상기 곡면형 외측 교차부 중 대응하는 하나와 정합하도록 구성되는
노심 슈라우드.
원자로에 있어서,
압력 용기와,
상기 압력 용기 내에 배치되며 상기 압력 용기에 의해 지지되는 환형 노심 배럴과,
상기 노심 배럴 내에서 지지되는 노심 슈라우드를 포함하고,
상기 노심 슈라우드는,
다수의 평면형 부재와,
다수의 일체형 코너부와,
상기 평면형 부재와 상기 일체형 코너부의 조합을 각각 구비하는 다수의 서브조립체를 포함하는
원자로.
제 10 항에 있어서,
상기 노심 슈라우드의 일체형 코너부의 각각은 실질적으로 동일한
원자로.
제 10 항에 있어서,
상기 노심 슈라우드의 평면형 부재는 제 1 평면형 부재 및 제 2 평면형 부재를 포함하고,
상기 제 1 평면형 부재 및 상기 제 2 평면형 부재의 각각은 제 1 에지와, 상기 제 1 에지로부터 이격되어 대향 배치되는 제 2 에지와, 상기 제 1 에지 및 제 에지 사이의 간격에 의해 측정되는 폭을 포함하며,
상기 제 2 평면형 부재의 각각의 폭은 상기 제 1 평면형 부재의 각각의 폭보다 큰
원자로.
제 12 항에 있어서,
복수의 상기 서브조립체는 상기 노심 슈라우드의 쿼터 둘레 세그먼트를 형성하도록 조합되고,
각각의 쿼터 둘레 세그먼트는 11개의 상기 일체형 코너부와, 2개의 상기 제 1 평면형 부재와, 하나의 상기 제 2 평면형 부재를 포함하는
원자로.
제 10 항에 있어서,
상기 노심 슈라우드는 다수의 흐름 편향기를 더 포함하고,
상기 노심 슈라우드의 일체형 코너부의 각각은 곡면형 내측 교차부 및 곡면형 외측 교차부를 포함하고,
상기 흐름 편향기의 각각은 곡면부와, 상기 곡면부에 대향 배치되는 다수의 실질적인 평탄부를 포함하며,
상기 곡면부는 상기 곡면형 내측 교차부 및 상기 곡면형 외측 교차부 중 대응하는 하나와 정합하도록 구성되는
원자로.
제 14 항에 있어서,
상기 노심 슈라우드 내에 배치되는 다수의 그리드를 더 포함하고,
상기 흐름 편향기의 실질적인 평탄부는 상기 그리드 중 대응하는 하나의 일부분과 결합하여 상기 일부분을 지지하도록 구성되는
원자로.
노심 슈라우드를 조립하는 방법에 있어서,
다수의 평면형 부재를 제공하는 단계와,
다수의 일체형 코너부를 압출하는 단계와,
다수의 서브조립체를 형성하도록 상기 평면형 부재 및 상기 일체형 코너부의 조합을 결합하는 단계와,
상기 노심 슈라우드의 적어도 일부를 형성하도록 복수의 상기 서브조립체를 결합하는 단계를 포함하는
노심 슈라우드 조립 방법.
제 16 항에 있어서,
복수의 상기 서브조립체를 결합하여 상기 노심 슈라우드의 쿼터 둘레 세그먼트를 형성하는 단계를 더 포함하는
노심 슈라우드 조립 방법.
제 17 항에 있어서,
4개의 상기 쿼터 둘레 세그먼트를 결합하여 노심 슈라우드를 형성하는 단계를 더 포함하는
노심 슈라우드 조립 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 일체형 코너부의 각각은 제 1 평면부와, 상기 제 1 평면부에 대해 직교하도록 배치되는 제 2 평면부를 포함하고,
상기 노심 슈라우드 조립 방법은, 상기 일체형 코너부가 교대로 대향하는 관계로 나란히 배치되게 하기 위해, 상기 일체형 코너부 중 하나의 제 1 평면부를 상기 일체형 코너부 중 다른 하나의 제 2 평면부에 결합하는 단계를 더 포함하는
노심 슈라우드 조립 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 결합하는 단계들은 레이저 용접에 의해 실행되는
노심 슈라우드 조립 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 결합하는 단계들은 상기 평면형 부재, 상기 일체형 코너부 및 상기 서브조립체 중 적어도 하나를 다수의 고정물을 이용하여 요망 위치에 고정하는 단계를 포함하는
노심 슈라우드 조립 방법.