KR20110137083A - Performance test apparatus for head assembly of nuclear reactor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A nuclear reactor upper part structure performance testing apparatus is provided to install a nuclear reactor head model module and control rod operation model module in the lower end of a nuclear reactor upper part structure, thereby measuring data through a sensor. CONSTITUTION: An upper part module(1100) comprises a cooling fan(1110), a lifting structure(1120), and an air plenum(1130). A central part module(1200) is combined in a lower side of the upper part module in order to be able to be separated. A lower part module(1300) is combined in a lower side of the central part module in order to be able to be separated. A shroud plate(1140,1240,1340) and a baffle(1150,1250,1350) are respectively arranged in the upper part module, central part module, and lower part module. A blocking part which includes a plurality of holes is arranged in a horizontal direction in the inside of the lower shroud plate. An nuclear reactor head model module(3200) is arranged in the lower end of a control rod operation model module.

Description

원자로 상부구조물 성능 시험장치{Performance Test Apparatus for Head assembly of Nuclear Reactor}Performance Test Apparatus for Head assembly of Nuclear Reactor

본 발명은 일체형 원자로 상부 구조물의 성능을 시험하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일체형 원자로의 상부 구조물을 원자로 헤드 모형에 안착시켜 공기 유동량을 측정함으로써 원자로 상부 구조물의 냉각 공기 유동량과 냉각 성능 등을 측정할 수 있는 일체형 원자로 상부구조물의 성능 시험장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for testing the performance of the integral reactor superstructure, and more particularly, by mounting the upper structure of the integrated reactor to the reactor head model to measure the air flow rate, the cooling air flow and cooling performance of the reactor superstructure The present invention relates to an apparatus for testing the performance of an integrated reactor superstructure capable of measuring.

일반적으로 원자로(原子爐, nuclear reactor)는 연쇄핵분열반응의 결과 순간적으로 방출되는 다량의 질량결손(質量缺損) 에너지가 방출되도록 연쇄반응을 제어하여 핵분열에서 발생하는 열에너지를 동력으로 사용하도록 하는 장치를 말한다. 원자로 내에서 핵 분해 반응시 반응 속도를 제어하기 위해 제어봉이 활용되며, 제어봉을 삽입하거나 인출하기 위한 제어봉 구동 장치가 구비되는 것이 일반적이다. 이러한 제어봉과 제어봉 구동 장치를 냉각시키기 위해 원자로 상부구조물에서 냉각 공기를 유동시킨다.In general, a nuclear reactor is a device that controls the chain reaction so that a large amount of mass defect energy is released instantaneously as a result of the chain fission reaction, and uses the heat energy generated from the nuclear fission as a power source. Say. Control rods are utilized to control the reaction rate during the nuclear decomposition reaction in the reactor, and a control rod driving device for inserting or withdrawing the control rods is generally provided. Cooling air flows through the reactor superstructure to cool these control rods and control rod drive devices.

원자로 상부구조물은 제어봉 및 제어봉 구동 장치를 공기로 냉각시키기 위해 공기를 순환시키는 장치로, 원자로 상부구조물의 공기 유동량에 따른 냉각 성능을 시험하기 위해 종래에는 컴퓨터를 이용한 해석적인 방법과 축소모형 실험을 주로 활용하였다. 다만, 양자 모두 원자로 상부구조물을 직접 가동시켜 냉각 성능을 확인하는 것이 아니므로 측정값이 부정확하고 다양한 조건하에서 공기 유동량과 냉각 성능을 확인하기 어렵다. 제어봉 및 제어봉 구동 장치의 냉각 성능은 원자로 내에서 발생하는 핵분열반응의 속도를 제어하기 위한 것으로 냉각 성능에 대한 정확한 데이터를 요하며, 부정확한 데이터로 인해 핵분열반응 속도의 제어에 어려움이 있다. 또한, 원자로의 특성상 가동하기 위한 시간과 비용의 소모가 크므로, 실제 원자로에 상부 구조물을 장착하여 냉각 성능을 시험하기 어려운 문제도 있다.
The reactor superstructure is a device that circulates air to cool the control rod and the control rod driving device with air. In order to test the cooling performance according to the air flow of the reactor superstructure, conventionally, a computer-based analytical method and a scale model experiment are mainly performed. Utilized. However, both of them do not directly operate the reactor superstructure to check the cooling performance, so the measured values are inaccurate and it is difficult to confirm the airflow and cooling performance under various conditions. Cooling performance of the control rod and the control rod drive device is to control the rate of fission reactions occurring in the reactor, and requires accurate data on the cooling performance, and there is difficulty in controlling the rate of fission reaction due to inaccurate data. In addition, due to the nature of the nuclear reactor, it takes a lot of time and money to operate, it is difficult to test the cooling performance by mounting the upper structure in the actual reactor.

따라서 원자로 상부구조물을 실제 원자로의 원자로 헤드에 장착하지 않고, 원자로 상부구조물의 공기 유동과 냉각 성능에 대한 정확한 데이터를 측정할 수 있는 성능 시험장치의 개발이 요구된다.Therefore, it is necessary to develop a performance test apparatus that can measure accurate data on the air flow and cooling performance of the reactor superstructure without mounting the reactor superstructure on the reactor head of the actual reactor.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 성능 시험 대상인 원자로 상부구조물은 실제 장치를 그대로 활용하면서 합리적인 시간과 비용을 소모하여 원자로 상부구조물의 냉각 성능에 대한 정확한 데이터를 측정할 수 있는 성능 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the reactor superstructure, which is the performance test target, can measure accurate data on the cooling performance of the reactor superstructure by consuming reasonable time and cost while using the actual apparatus as it is. The purpose is to provide a performance tester.

본 발명의 실시예 1 에 따른 원자로 상부구조물 성능 시험장치는 냉각팬(1110)과 리프팅 구조물(1120) 및 에어 플레넘(1130)이 일체로 형성되는 상부 모듈(1100)과, 상기 상부 모듈(1100)의 하방에 분리 가능하도록 결합되되 외부로부터 내부로 공기가 유동할 수 있도록 공기 유입부(1260)가 적어도 하나 이상 관통되어 형성되는 중앙부 모듈(1200)과, 상기 중앙부 모듈(1200)의 하방에 분리 가능하도록 결합되는 하부 모듈(1300)을 포함하고, 상기 상부 모듈(1100), 중앙부 모듈(1200), 하부 모듈(1300)에는 상하가 개방되도록 원통형으로 형성되는 슈라우드 플레이트(1140, 1240, 1340)와, 상기 슈라우드 플레이트(1140, 1240, 1340)의 내주면을 따라 고정되되 상기 슈라우드 플레이트(1140, 1240, 1340)로부터 소정 간격으로 이격되어 공기의 유로를 형성하는 배플(1150, 1250, 1350)이 각각 구비되며, 원자로 헤드(2000)의 상부에 분리 가능하도록 설치되는 원자로 상부구조물(1000)의 성능을 시험하기 위한 장치에 있어서, 상기 하부 슈라우드 플레이트(1340)의 내부에 수평 방향으로 구비되되 다수개의 홀(3111)이 천공된 차단부(3110)와, 상기 홀(3111)에 삽입되어 상하 방향으로 유동하는 제어봉(3120)을 포함하는 제어봉 구동 모형 모듈(3100); 상기 제어봉 구동 모형 모듈(3100)의 하단에 구비되어 바닥면을 지지하도록 형성되는 원자로 헤드 모형 모듈(3200); 센서(3300); 를 포함하며, 상기 냉각팬(1110)을 작동시켜 상기 원자로 상부구조물(1000)의 내부로 공기가 유동될 때 상기 센서(3300)에서 측정된 측정치를 이용하여 상기 원자로 상부구조물(1000)의 성능을 시험하는 것을 특징으로 한다.The reactor superstructure performance test apparatus according to the first embodiment of the present invention includes an upper module 1100 in which a cooling fan 1110, a lifting structure 1120, and an air plenum 1130 are integrally formed, and the upper module 1100. Is coupled to the lower side of the) but separated from the central portion module 1200 and the central portion module 1200 is formed through the at least one air inlet 1260 through which the air flows from the outside to the inside, and separated below the central module 1200 And a shroud plate 1140, 1240, and 1340 having a lower module 1300 coupled to each other, wherein the upper module 1100, the central module 1200, and the lower module 1300 have a cylindrical shape so as to open up and down. And baffles 1150, 1250, and 1350 that are fixed along the inner circumferential surfaces of the shroud plates 1140, 1240, and 1340, and spaced apart from the shroud plates 1140, 1240, and 1340 at predetermined intervals to form a flow path of air. In addition, in the apparatus for testing the performance of the reactor upper structure 1000 that is detachably installed on the upper portion of the reactor head (2000), the lower shroud plate (1340) is provided in a horizontal direction in a plurality of holes ( A control rod driving model module 3100 including a blocking unit 3110 having a perforated 3111 and a control rod 3120 inserted into the hole 3111 and flowing in a vertical direction; A reactor head model module 3200 provided at a lower end of the control rod driving model module 3100 to support a bottom surface thereof; Sensor 3300; And operating the cooling fan 1110 to measure the performance of the reactor upper structure 1000 using the measured values measured by the sensor 3300 when air flows into the reactor upper structure 1000. It is characterized by testing.

본 발명의 실시예 2 에 따른 원자로 상부구조물 성능 시험장치는 상기 원자로 헤드 모형 모듈(3200)은 원통형으로 형성되는 베이스 슈라우드 플레이트(3210)의 외주면을 따라 적어도 하나 이상의 지지부(3220)가 방사형으로 연장되도록 결합되는 것을 특징으로 한다.In the reactor superstructure performance test apparatus according to the second embodiment of the present invention, the reactor head model module 3200 has at least one support part 3220 extending radially along the outer circumferential surface of the base shroud plate 3210 formed in a cylindrical shape. It is characterized by being combined.

본 발명의 실시예 3 에 따른 원자로 상부구조물 성능 시험장치는 상기 센서(3300)는 상기 제어봉(3120)의 외주면에 적어도 하나 이상 구비되되, 상하 방향으로 유동하는 다수개의 상기 제어봉(3120) 중에서 선택된 일부의 제어봉(3120)에만 상기 센서(3300)가 구비되는 것을 특징으로 한다.In the reactor upper structure performance test apparatus according to the third embodiment of the present invention, at least one sensor 3300 is provided on the outer circumferential surface of the control rod 3120, and a part selected from the plurality of control rods 3120 flowing in the vertical direction. It characterized in that the sensor 3300 is provided only in the control rod 3120.

본 발명의 실시예 3 의 다른 실시예에 따르면 원자로 상부구조물 성능 시험장치는 상기 센서(3300)가 상기 제어봉(3120)의 외주면에 다수개로 구비된 경우, 하나의 제어봉(3120)에서 부착 위치가 서로 다른 2개의 센서(3300) 상호간 측정치의 차를 이용하여 상기 원자로 상부구조물(1000)의 성능을 시험하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the third embodiment of the present invention, in the reactor superstructure performance test apparatus, when the sensor 3300 is provided in plural on the outer circumferential surface of the control rod 3120, the attachment positions of one control rod 3120 are mutually different. The performance of the reactor superstructure 1000 is tested using the difference between the two other sensors 3300.

본 발명의 일실시예 따른 원자로 상부구조물 성능 시험장치는 상기 센서(3300)는 압력 센서, 속도 센서, 유량 센서 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
Reactor superstructure performance test apparatus according to an embodiment of the present invention is characterized in that the sensor 3300 is any one selected from a pressure sensor, a speed sensor, a flow sensor.

첫째, 본 발명의 실시예 1 에 따른 원자로 상부구조물 성능 시험장치는 원자로 상부구조물의 하단에 제어봉 구동 모형 모듈 및 원자로 헤드 모형 모듈이 구비되어 원자로 상부구조물이 장착되고 원자로 상부구조물의 내부에서 공기가 유동될 때 부착된 센서를 통해 데이터를 측정하게 된다. 따라서 실제 현장에서 사용되는 원자로 상부구조물을 직접 작동시켜 공기 유동량 및 냉각 성능을 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.First, the reactor superstructure performance test apparatus according to the first embodiment of the present invention is equipped with a control rod driving model module and a reactor head model module at the bottom of the reactor superstructure is equipped with the reactor superstructure and the air flow inside the reactor superstructure The data is then measured by the attached sensor. Therefore, there is an advantage that the air flow and cooling performance can be accurately measured by directly operating the reactor superstructure used in actual field.

둘째, 본 발명의 실시예 2 에 따른 원자로 상부구조물 성능 시험장치는 원자로 헤드 모형모듈의 외주면을 따라 연장되는 지지부가 구비되므로, 원자로 상부구조물에 구비된 냉각팬을 작동시켜 공기를 유동시킬 때 성능 시험장치로 전달되는 진동에 대해 보다 안정적인 장점이 있다.Second, since the reactor upper structure performance test apparatus according to the second embodiment of the present invention is provided with a support extending along the outer circumferential surface of the reactor head model module, the performance test when the air flows by operating the cooling fan provided in the reactor upper structure There is a more stable advantage against vibrations transmitted to the device.

셋째, 본 발명의 실시예 3 에 따른 원자로 상부구조물 성능 시험장치는 구비된 제어봉 전부에 센서가 부착되지 않고, 선택된 일부의 제어봉에만 다수개의 센서가 구비될 수 있다. 따라서 제어봉 구동장치의 냉각 측면에서 효과적인 데이터를 산출할 수 있는 위치만을 선별하여 센서를 장착할 수 있으므로, 불필요한 데이터를 줄이고 효율적인 측정이 가능하다.Third, in the reactor superstructure performance test apparatus according to the third embodiment of the present invention, a sensor is not attached to all of the control rods provided, and a plurality of sensors may be provided only in selected control rods. Therefore, the sensor can be mounted by selecting only a position capable of calculating effective data in terms of cooling the control rod driving device, thereby reducing unnecessary data and enabling efficient measurement.

넷째, 본 발명의 실시예 3 의 다른 실시예에 따르면 하나의 제어봉에 부착된 다수개의 센서 중 부착 위치가 서로 다른 2개의 센서 상호간 측정치의 차를 측정할 수 있으므로, 제어봉의 주변을 유동하는 공기 유량이 최소 기준치를 충족하는지 확인할 수 있는 장점이 있다.
Fourth, according to another embodiment of the third embodiment of the present invention, since the difference between the measured values between two sensors having different attachment positions among the plurality of sensors attached to one control rod can be measured, the air flow rate flowing around the control rod There is an advantage to verifying that this minimum threshold is met.

도 1 은 일체형 원자로의 상부구조물이 원자로 헤드에 장착된 상태를 나타내는 사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예 1 에 따른 성능 시험장치에 원자로 상부구조물이 장착된 상태를 나타내는 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예 2 에 따른 원자로 상부구조물의 성능 시험장치 중 원자로 헤드 모형 모듈을 나타내는 사시도.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 원자로 상부구조물의 성능 시험장치 중 제어봉 구동 모형 모듈의 차단부와 홀을 나타내는 평면도.
도 5 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 원자로 상부구조물 성능 시험장치에서 일부의 제어봉에 다수개의 센서가 부착되는 예를 나타낸 구조도.
도 6 은 일체형 원자로 상부구조물의 내부를 유동하는 공기 흐름도.1 is a perspective view showing a state in which an upper structure of an integrated reactor is mounted to a reactor head.
Figure 2 is a perspective view showing a state in which the reactor superstructure is mounted on the performance test apparatus according to Example 1 of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing a reactor head model module of the performance test apparatus of the reactor superstructure according to the second embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan view showing the blocking portion and the hole of the control rod drive model module of the performance testing apparatus of the reactor superstructure according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a structural diagram showing an example in which a plurality of sensors are attached to some control rods in the reactor superstructure performance test apparatus according to a third embodiment of the present invention.
6 is an air flow diagram flowing through the interior of the unitary reactor superstructure.

일반적으로 원자로는 핵분열반응의 결과 발생하는 질량결손(質量缺損) 에너지를 이용하는 장치이다. 연소열에 의해 자동으로 연소가 확대되는 화력로와 달리 원자로는 연료의 핵분열 때에 방출되는 중성자(中性子)를 매개체로 하여 핵분열 반응을 수행한다.In general, nuclear reactors are devices that use mass-depletion energy resulting from fission reactions. Unlike thermal furnaces in which combustion is automatically expanded by combustion heat, nuclear reactors perform nuclear fission reactions through neutrons released during nuclear fission of fuel.

원자로의 핵분열 반응은 핵연료에 흡수되는 중성자수를 제어함으로써 핵연료의 연소를 조절할 수 있는데, 원자로 내의 핵분열을 지속시키기 위해서는 핵분열시 방출되는 중성자 중에서 다시 핵연료에 흡수되어 재차 핵분열을 일으키는 수가 최소한 1개 이상이어야 한다. 만약 그 수가 1일 때에는 핵분열반응은 감소하지도 증가하지도 않고 일정하게 유지되며, 이 상태를 원자로의 임계(臨界)라고 한다. 또한 그 수가 1을 초과할 때는 핵분열반응의 수도 점점 증가하게 되는데 이를 초임계상태(超臨界狀態)라 하며, 그 반대의 경우를 미임계상태(未臨界狀態)라 한다.Nuclear fission reactions in a nuclear reactor can control the combustion of nuclear fuel by controlling the number of neutrons absorbed by the fuel.In order to continue nuclear fission in a nuclear reactor, at least one of the neutrons released during nuclear fission is absorbed by the fuel again to cause nuclear fission again. do. If the number is 1, the fission reaction remains constant, neither decreasing nor increasing, and this state is called the criticality of the reactor. In addition, when the number exceeds 1, the number of fission reactions is gradually increased, which is called a supercritical state, and vice versa.

일반적으로 원자로를 일정한 출력으로 운전할 때는 이를 임계상태로 두거나 약간의 임계초과상태로 하여 여분의 중성자를 제어봉에 흡수시키는 방법을 활용한다. 1회의 핵분열에서 방출되는 중성자수는 우라늄 235의 경우 평균 2개 정도이지만, 이들 모두가 재차 핵분열에 기여하는 것은 아니고 원자로 외부로의 누설, 또는 비핵분열성 물질에의 흡수 등에 의해 그 수가 감소하므로 원자로를 계속 운전하기 위해서는 이러한 중성자 손실을 최소화하는 것이 중요하다. 중성자의 손실을 방지하기 위한 방법으로는 핵분열성 물질의 양을 증가시키거나 핵분열시 방출되는 고속중성자를 열중성자준위로 감속시켜 흡수확률을 높이는 방법, 노심외부(爐心外部)로의 누설량을 최소화할 수 있도록 원자로의 크기를 충분히 크게 하는 방법, 그리고 다른 비핵분열성 물질에의 흡수를 최소로 하는 방법 등이 있다. 핵분열의 순간에 방출되는 중성자는 에너지가 높은 고속중성자로서 핵연료에 흡수될 확률이 극히 낮으므로, 이를 감속시켜 흡수확률을 높이는 것이 중요하다. 원자로의 제어는 카드뮴 붕소 등과 같이 중성자 흡수 단면적이 큰 재질을 노심 내에 집어넣거나 빼냄으로써 중성자수를 조절하여 제어하게 되며, 또한 반사체(反射體)나 감속재의 양을 변화시키는 방법을 사용하기도 한다.
In general, when operating a reactor at a constant output, it is used to absorb the extra neutrons in the control rod by putting it in a critical state or slightly over the critical state. The average number of neutrons released in a single fission is about two in the case of uranium 235, but not all of them contribute to nuclear fission again, and their numbers decrease due to leakage to the outside of the reactor or absorption into non-fissile materials. It is important to minimize these neutron losses in order to continue driving. To prevent neutron loss, increase the amount of fissile material or decelerate high-speed neutrons released during nuclear fission to thermal neutron level to increase absorption probability, and minimize leakage to the outside of the core. The size of the reactor is large enough to be able to do so, and the method of minimizing the absorption of other non-fissile materials is possible. Neutrons emitted at the moment of nuclear fission are high-energy fast neutrons, and the probability of being absorbed by nuclear fuel is extremely low. Therefore, it is important to reduce them to increase the absorption probability. The control of the reactor is controlled by adjusting the number of neutrons by inserting or removing a material having a large neutron absorption cross-section, such as cadmium boron, into the core, and also using a method of changing the amount of reflector or moderator.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 일체형 원자로의 상부구조물이 원자로 헤드에 장착된 상태를 나타내는 사시도를, 도 2 는 본 발명의 실시예 1 에 따른 성능 시험장치에 원자로 상부구조물이 장착된 상태를 나타내는 사시도를, 도 3 은 본 발명의 실시예 2 에 따른 원자로 상부구조물의 성능 시험장치 중 원자로 헤드 모형 모듈을 나타내는 사시도를, 도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 원자로 상부구조물의 성능 시험장치 중 제어봉 구동 모형 모듈의 차단부와 홀을 나타내는 평면도를, 도 5 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 원자로 상부구조물 성능 시험장치에서 일부의 제어봉에 다수개의 센서가 부착되는 예를 나타낸 구조도를, 도 6 은 일체형 원자로 상부구조물의 내부를 유동하는 공기 흐름도를 나타낸다. 이하에서 원자로 상부구조물(1000)에 대해 설명한 후, 상기 원자로 상부구조물(1000)이 장착되는 원자로 상부구조물의 성능 시험 장치(3000)에 대해 설명하기로 한다.1 is a perspective view showing a state in which the upper structure of the unitary reactor is mounted on the reactor head, FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the reactor superstructure is mounted in the performance test apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. Figure 4 is a perspective view showing a reactor head model module of the performance test apparatus of the reactor superstructure according to the second embodiment of the present invention, Figure 4 is a block of the control rod drive model module of the performance test apparatus of the reactor superstructure according to an embodiment of the present invention FIG. 5 is a plan view showing a part and a hole, FIG. 5 is a structural diagram showing an example in which a plurality of sensors are attached to a part of control rods in a reactor superstructure performance test apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. The flow chart of air flowing inside is shown. Hereinafter, the reactor superstructure 1000 will be described, and the performance test apparatus 3000 of the reactor superstructure on which the reactor superstructure 1000 is mounted will be described.

도 1 을 참조하면 상기 원자로 상부 구조물(1000)은 상부 모듈(1100), 중앙부 모듈(1200), 하부 모듈(1300)을 포함할 수 있다. 상기 원자로 상부구조물(1000)은 원자로 헤드(2000)의 상부에 분리 가능하도록 결합된다. 상기 상부 모듈(1100)은 냉각팬(1110), 리프팅 구조물(1120) 등이 구비되는 에어 플레넘(1130)과, 상기 에어 플레넘(1130)의 하단에 고정되는 상부 슈라우드 플레이트(1140)와, 상기 상부 슈라우드 플레이트(1140)의 내주면을 따라 고정되어 형성되는 상부 배플(1150)을 포함할 수 있다. 상기 상부 모듈(1100)은 원자로 베셀에 수용되어 있는 핵연료를 교체할 때 제어봉 구동장치와 상기 원자로 헤드(2000)를 인양하는 상기 원자로 상부구조물(1000)의 상단에 위치하여 크레인 등의 인양 장비에 결합되는 기능을 갖는다. 원자로 상부 구조물(1000)에 설치되는 제어봉 구동장치는 원자로 노심의 핵반응 속도를 조절하기 위한 제어봉을 삽입하고 인출하도록 하는 장치이다. 상기 제어봉 구동장치는 다수개의 제어봉이 삽입되고 이탈될 수 있도록 허니컴 형태의 공간이 천공되는 튜브 형태일 수 있다. 제어봉은 제어봉 구동의 내부에 삽입된 상태로 상하 방향으로 유동하면서 원자로 노심의 핵반응 속도를 조절한다. 상기 제어봉 구동장치에는 제어봉의 위치를 감지하기 위한 제어봉 위치지시센서가 구비될 수 있고, 제어봉을 구동하기 위한 동력원이 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1, the reactor upper structure 1000 may include an upper module 1100, a central module 1200, and a lower module 1300. The reactor superstructure 1000 is detachably coupled to the top of the reactor head 2000. The upper module 1100 may include an air plenum 1130 including a cooling fan 1110, a lifting structure 1120, and an upper shroud plate 1140 fixed to a lower end of the air plenum 1130. It may include an upper baffle 1150 is fixed along the inner circumferential surface of the upper shroud plate 1140. The upper module 1100 is located at the top of the reactor upper structure 1000 that lifts the control rod driving device and the reactor head 2000 when replacing the fuel contained in the reactor vessel and is coupled to the lifting equipment such as a crane. Function. The control rod driving device installed in the reactor upper structure 1000 is a device for inserting and withdrawing the control rod for adjusting the nuclear reaction rate of the reactor core. The control rod drive device may have a tube shape in which a honeycomb-shaped space is drilled so that a plurality of control rods can be inserted and separated. The control rod regulates the nuclear reaction rate of the reactor core while flowing in the vertical direction while being inserted into the control rod drive. The control rod drive device may be provided with a control rod position indicating sensor for detecting the position of the control rod, it may include a power source for driving the control rod.

도 1 을 참조하면 상기 냉각팬(1110)은 상기 제어봉 구동장치의 냉각을 원활하게 수행하기 위해 설치되는 장치로 후술하게 될 공기의 유동을 조절하게 된다. 상기 냉각팬(1110)은 설계에 따라 달라질 수 있으나, 도시한 바와 같이 3개의 냉각팬(1110)이 구비되는 경우 2개의 팬을 작동하여 공기를 흡입하고 나머지 1개의 팬은 작동중인 2개의 팬에 이상이 생길 경우를 대비하여 예비로 구비하는 것이 바람직하다. 상기 원자로 상부구조물(1000)에서 보다 자세한 공기 유동에 대해서는 후술하기로 한다. 상기 리프팅 구조물(1120)은 삼각대와 쉐클로 형성될 수 있으며, 삼각대는 상기 원자로 상부구조물(1000) 전체를 인양하기 위한 것이고 삼각대의 상단에 연결된 쉐클에는 크레인이 연결되어 인양 작업을 수행할 수 있다. 상기 에어 플레넘(1130)은 상기 냉각팬(1110)과 상기 리프팅 구조물(1120)을 지지하며 일체로 형성될 수 있다. 상기 에어 플레넘(1130)의 하부에는 상기 상부 슈라우드 플레이트(1140)가 구비될 수 있다. 상기 상부 슈라우드 플레이트(1140)는 상하가 개방되도록 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 상부 슈라우드 플레이트(1140)는 그 내부에 구비되는 구성물들을 보호하기 위한 커버 역할을 한다. 상기 상부 슈라우드 플레이트(1140)는 상하 방향으로 배치되는 H빔 등의 서포트 구조물에 의해 지탱될 수 있다. 상기 상부 슈라우드 플레이트(1140)로부터 내부를 향해 소정 간격으로 이격되어 내주면을 따라 상부 배플(1150)이 구비될 수 있다. 상기 상부 배플(1150)은 상기 상부 슈라우드 플레이트(1140)와 이격된 공간을 통해 공기가 유동하도록 유로를 형성하기 위한 것으로, 상기 냉각팬(1110)의 흡입 동작에 의해 발생한 공기 유동이 원활하도록 하여 제어봉 구동장치와 상기 원자로 상부구조물(1000) 내부의 냉각을 용이하게 하는 구조물이다.Referring to FIG. 1, the cooling fan 1110 is a device installed to smoothly cool the control rod driving device and adjusts the flow of air to be described later. The cooling fan 1110 may vary depending on the design, but when three cooling fans 1110 are provided as shown in the drawing, the two fans operate to suck in air, and the other one fan is operated to two operating fans. It is preferable to provide in advance in case an abnormality arises. More detailed air flow in the reactor superstructure 1000 will be described later. The lifting structure 1120 may be formed of a tripod and a shackle. The tripod is for lifting the entire reactor upper structure 1000 and a crane is connected to the shackle connected to the top of the tripod to perform a lifting operation. The air plenum 1130 may be integrally formed while supporting the cooling fan 1110 and the lifting structure 1120. The upper shroud plate 1140 may be provided below the air plenum 1130. The upper shroud plate 1140 is preferably formed in a cylindrical shape so that the top and bottom are open. The upper shroud plate 1140 serves as a cover for protecting the components provided therein. The upper shroud plate 1140 may be supported by a support structure such as an H beam disposed in the vertical direction. An upper baffle 1150 may be provided along the inner circumferential surface of the upper shroud plate 1140 and spaced apart at a predetermined interval toward the inside. The upper baffle 1150 is for forming a flow path so that air flows through a space spaced from the upper shroud plate 1140, and a control rod to smoothly flow the air generated by the suction operation of the cooling fan 1110. It is a structure that facilitates the cooling of the drive unit and the reactor upper structure (1000).

상기 원자로 상부구조물(1000)에서 제어봉 구동장치와 관련된 작업이 요구되는 경우가 많은데, 제어봉 구동위한 동력원의 교체, 수리 및 유지 보수 작업, 제어봉 위치지시센서의 교체, 수리 및 유지 보수 작업, 제어봉 위치지시센서의 설치시 캘리브레이션(calibration) 작업 등이 이에 해당될 수 있다. 종래에는 이러한 제어봉 구동장치와 관련된 작업을 수행하기 위해 상기 냉각팬(1110), 상기 리프팅 구조물(1120)과 상기 에어 플레넘(1130)을 차례로 분리하여 먼저 인양하고, 그 아래에 구비되는 케이블 지지유닛을 해체하여 제거한 후 상기 상부 모듈(1100), 중앙부 모듈(1200), 하부 모듈(1300)을 차례로 분리해야 했다. 이처럼 상기 원자로 상부구조물(1000)의 개별적인 구성장치를 하나하나 분해하여 분리 또는 제거를 하는 작업은, 첫째, 작업 시간과 노동력이 많이 소모되어 비효율적이고, 둘째, 구성장치를 분해하는 과정에서 구성품이 변형되거나 파손될 위험이 있으며, 셋째, 분해 과정에서의 구성품의 변형 또는 파손에 의해 제어봉 구동장치와 관련된 작업을 완료한 후 다시 조립하는 과정에서 결합이 어려운 문제가 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 일체형으로 된 원자로 상부 구조물(1000)(IHA, Integrated head assembly)을 활용하게 된다.The reactor upper structure 1000 is often required to work with the control rod drive device, the replacement of the power source for driving the control rod, repair and maintenance work, replacement of the control rod position indicator sensor, repair and maintenance work, control rod position instructions When the sensor is installed, calibration may be performed. Conventionally, in order to perform the operation related to the control rod drive device, the cooling fan 1110, the lifting structure 1120, and the air plenum 1130 are sequentially lifted and lifted first, and a cable support unit provided thereunder. After dismantling and removing the upper module 1100, the central module 1200, the lower module 1300 had to be separated in sequence. As described above, the work of disassembling or removing individual components of the reactor upper structure 1000 by disassembling one by one is firstly inefficient due to a large amount of time and labor, and secondly, deforming components in the process of disassembling the components. There is a risk of being damaged or broken, and third, there is a problem that the coupling is difficult in the process of reassembling after completing the work related to the control rod drive by the deformation or damage of the components in the disassembly process. In order to compensate for these disadvantages, an integrated reactor upper structure 1000 (IHA, Integrated Head Assembly) is utilized.

도 1 을 참조하면 상기 중앙부 모듈(1200)은 상기 상부 모듈(1100)의 하방에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 상기 중앙부 모듈(1200)은 상기 상부 모듈(1100)과 마찬가지로 중앙부 슈라우드 플레이트(1240)와 중앙부 배플(1250)이 구비될 수 있다. 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(1240)는 상하가 개방되도록 원통형으로 형성되는 것이 바람직하며, 구조와 기능은 상기 상부 슈라우드 플레이트(1140)와 동일하다. 상기 중앙부 배플(1250)은 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(1240)로부터 소정 간격으로 이격되어 내주면을 따라 고정되어 형성될 수 있으며 그 기능은 상기 상부 배플(1150)과 유사하므로 설명은 생략한다. 도 1 을 참조하면 상기 중앙부 모듈(1200)에는 외부로부터 내부로 공기가 유동할 수 있도록 공기 유입부(1260)가 적어도 하나 이상 구비되는 것이 좋다. 상기 공기 유입부(1260)는 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(1240)와 상기 중앙부 배플(1250)을 모두 관통하도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 공기 유입부(1260)는 상기 원자로 헤드(2000)와 제어봉 및 제어봉 구동장치를 냉각시키기 위한 공기가 외부로부터 유입되는 부위이다. 공기의 유동은 통상적인 대기의 유동에 의할 수 있으나, 상기 냉각팬(1110)의 흡입 동작에 따라 상기 원자로 상부구조물(1000) 내부의 공기를 흡입하여 외부로 배출하게 되면, 밀도 차이에 의해 외부의 공기가 상기 공기 유입부(1260)를 통해 상기 원자로 상부구조물(1000)의 내부로 흡입된다.Referring to FIG. 1, the central module 1200 may be detachably coupled to the lower side of the upper module 1100. Like the upper module 1100, the central module 1200 may include a central shroud plate 1240 and a central baffle 1250. The center shroud plate 1240 is preferably formed in a cylindrical shape so that the top and bottom are open, the structure and function is the same as the upper shroud plate 1140. The center baffle 1250 may be spaced apart from the center shroud plate 1240 at predetermined intervals and fixed along an inner circumferential surface thereof, and a function thereof is similar to that of the upper baffle 1150, and thus description thereof will be omitted. Referring to FIG. 1, the central module 1200 may include at least one air inlet 1260 to allow air to flow from the outside to the inside. The air inlet 1260 may be formed to penetrate both the central shroud plate 1240 and the central baffle 1250. The air inlet 1260 is a portion into which air for cooling the reactor head 2000 and the control rod and the control rod driving apparatus is introduced from the outside. The flow of air may be due to the flow of air in general, but when the air inside the reactor upper structure 1000 is sucked and discharged to the outside according to the suction operation of the cooling fan 1110, the outside due to the difference in density Air is sucked into the reactor superstructure 1000 through the air inlet 1260.

도 1 을 참조하면 상기 하부 모듈(1300)은 상기 중앙부 모듈(1200)의 하방에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 상기 하부 모듈(1300)은 상기 상부 모듈(1100) 및 상기 중앙부 모듈(1200)과 마찬가지로 하부 슈라우드 플레이트(1340)와 하부 배플(1350)이 구비될 수 있고, 상기 하부 슈라우드 플레이트(1340)와 상기 하부 배플(1350)의 구조와 기능은 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(1240)와 상기 중앙부 배플(1250)과 동일하므로 설명은 생략한다.Referring to FIG. 1, the lower module 1300 may be detachably coupled to the lower portion of the central module 1200. The lower module 1300 may be provided with a lower shroud plate 1340 and a lower baffle 1350 like the upper module 1100 and the central module 1200, and the lower shroud plate 1340 and the lower part. Since the structure and function of the baffle 1350 are the same as the center shroud plate 1240 and the center baffle 1250, description thereof will be omitted.

도 6 을 참조하여 상기 원자로 상부구조물(1000)의 내부를 유동하는 공기 흐름을 살펴보면, 상기 냉각팬(1110)의 동작에 따라 원자로 내부에 압력이 낮아지면 상기 공기 유입부(1260)를 통해 외부 공기가 상기 원자로 상부구조물(1000)의 내부로 흡입된다. 상기 공기 유입부(1260)는 상술한 바와 같이 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(1240)와 상기 중앙부 배플(1250)을 모두 관통하도록 형성되므로, 상기 공기 유입부(1260)를 통해 유입된 공기는 상기 중앙부 배플(1250)의 내부로 유입된 후 하강하면서 상기 원자로 상부구조물(1000) 내부의 제어봉 및 제어봉 구동장치와 다른 구성요소들로부터 열에너지를 흡수하고 냉각시킨다. 열을 흡수하며 하강한 공기는 상기 하부 배플(1350)과 상기 하부 슈라우드 플레이트(1340) 사이의 이격된 공간으로 유동하게 된다. 이동한 공기는 상기 중앙부 배플(1250)과 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(1240) 사이의 이격된 공간으로 유동되고, 다시 상기 상부 배플(1150)과 상기 상부 슈라우드 플레이트(1140) 사이의 이격된 공간으로 유동되며, 상기 에어 플레넘(1130)을 거쳐 상기 냉각팬(1110)을 통해 외부로 배출되게 된다.
Referring to FIG. 6, the air flow flowing through the inside of the reactor upper structure 1000 will be described. When the pressure inside the reactor decreases according to the operation of the cooling fan 1110, external air may flow through the air inlet 1260. Is sucked into the reactor superstructure 1000. Since the air inlet 1260 is formed to pass through both the central shroud plate 1240 and the central baffle 1250 as described above, the air introduced through the air inlet 1260 is the central baffle ( After being introduced into the interior of the 1250 and descending, it absorbs and cools heat energy from the control rod and the control rod drive and other components in the reactor upper structure 1000. The air that has absorbed the heat and flows down into the spaced space between the lower baffle 1350 and the lower shroud plate 1340. The moved air flows into the spaced space between the center baffle 1250 and the center shroud plate 1240, and then flows into the spaced space between the top baffle 1150 and the top shroud plate 1140. The air is discharged to the outside through the cooling fan 1110 through the air plenum 1130.

실시예 1Example 1

도 2 를 참조하면 실시예 1 의 원자로 상부구조물 성능 시험장치(3000)는 제어봉 구동 모형 모듈(3100), 원자로 헤드 모형 모듈(3200), 센서(3300)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 4 를 참조하면 상기 제어봉 구동 모형 모듈(3100)은, 실제 장치에서의 제어봉 구동장치를 구현한 모형으로 차단부(3110)와 제어봉(3120)이 구비될 수 있다. 상기 차단부(3110)는 상기 원자로 상부구조물(1000)의 하부 슈라우드 플레이트(1340)의 내부에 수평 방향으로 구비되되 다수개의 홀(3111)이 천공된 형태일 수 있다. 상기 홀(3111)은 상기 제어봉(3120)이 삽입되어 상하 방향으로 유동하면서 원자로 베셀의 핵분열반응 속도를 제어하도록 한다. 상기 홀(3111)은 상기 제어봉(3120)이 필요한 위치에 따라 적정 위치에 설계될 수 있으며, 상기 홀(3111)의 개수는 상기 제어봉 구동 모형 모듈(3100)에 장착되는 상기 제어봉(3120)의 개수보다 많거나 동일한 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 홀(3111)의 개수가 81개로 구비된 경우, 상기 제어봉(3120)은 73개만 상기 홀(3111)에 삽입되어 유동하고 나머지 8개의 홀(3111)은 예비적으로 활용할 수 있다. 상기 차단부(3110)는 상술한 바와 같이 상기 원자로 상부구조물(1000)의 내부를 유동하는 공기가 하방으로 이동하지 않도록 막는 기능을 수행한다. 상기 공기 유입부(1260)를 통해 내부로 유입되어 하강한 외부 공기는 상기 제어봉(3120)을 냉각시키면서 상기 차단부(3110)의 상면에 도달하고, 유동 방향이 전환되어 상기 하부 슈라우드 플레이트(1340)와 상기 하부 배플(1350) 사이의 이격된 공간을 통해 상승하여 상기 냉각팬(1110)을 통해 다시 외부로 배출되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 2, the reactor superstructure performance test apparatus 3000 of Example 1 may include a control rod driving model module 3100, a reactor head model module 3200, and a sensor 3300. 2 and 4, the control rod driving model module 3100 is a model implementing the control rod driving apparatus in an actual device, and may include a blocking unit 3110 and a control rod 3120. The blocking part 3110 may be provided in a horizontal direction in the lower shroud plate 1340 of the reactor upper structure 1000, but may have a shape in which a plurality of holes 3111 are perforated. The hole 3111 is inserted into the control rod 3120 to control the nuclear fission reaction rate of the reactor vessel while flowing in the vertical direction. The hole 3111 may be designed at an appropriate position according to the position where the control rod 3120 is required, and the number of the holes 3111 is the number of the control rods 3120 mounted on the control rod driving model module 3100. More or equal is preferred. For example, when the number of the holes 3111 is 81, only 73 control rods 3120 may be inserted into the holes 3111 to flow, and the remaining eight holes 3111 may be used preliminarily. . As described above, the blocking part 3110 prevents air flowing in the reactor upper structure 1000 from moving downward. The outside air introduced into and lowered through the air inlet 1260 reaches the upper surface of the blocking unit 3110 while cooling the control rod 3120, and the flow direction is changed to the lower shroud plate 1340. It is preferable to ascend through the spaced space between the lower baffle 1350 and discharge to the outside through the cooling fan 1110 again.

도 2 를 참조하면 상기 원자로 헤드 모형 모듈(3200)은 실제 장치에서 상기 원자로 헤드(2000)를 구현한 모형으로, 상기 제어봉 구동 모형 모듈(3100)의 하단에 구비되어 바닥면을 지지하도록 형성될 수 있다. 상기 센서(3300)는 상기 냉각팬(1110)이 작동되어 상기 원자로 상부구조물(1000)의 내부로 공기가 유동할 때, 공기의 유동 압력, 온도, 속도, 유량 등을 측정할 수 있다. 상기 센서(3300)는 압력 센서, 속도 센서, 유량 센서 중 선택되는 어느 하나일 수 있고, 설계에 따라 다양한 센서가 활용될 수 있음은 물론이다. 상기 센서(3300)는 상기 제어봉(3120)에 구비되는 것이 좋으나, 상기 원자로 상부구조물(1000)의 성능을 시험하기 위한 범위내에서 다양한 위치에 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어봉(3120)에 압력 센서가 부착되는 경우, 다음과 같은 사항을 시험할 수 있다. 첫째, 다수개로 구비되는 상기 냉각팬(1110) 중 일부만을 작동시키면서 냉각 공기의 분포 및 냉각 공기량을 측정하고, 작동되는 상기 냉각팬(1110)의 조합을 달리하면서 동일한 측정을 수행하여 상기 냉각팬(1110)의 정상 작동 여부와 성능을 측정할 수 있다. 둘째, 상기 냉각팬(1110)에 의해 유입될 수 있는 냉각공기량을 측정하고 이를 통해 상기 원자로 상부구조물(1000)의 내부를 유동하는 냉각 공기 유량을 산출할 수 있다. 셋째, 상기 센서(3300)를 상기 제어봉(3120)에 부착하고, 각 위치에서의 압력 차이를 측정하여 공기의 유동량이 최소값을 충족하는지 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 2, the reactor head model module 3200 is a model in which the reactor head 2000 is implemented in an actual device, and may be provided at the bottom of the control rod driving model module 3100 to support the bottom surface. have. The sensor 3300 may measure air flow pressure, temperature, speed, flow rate, etc. when the cooling fan 1110 is operated to allow air to flow into the reactor upper structure 1000. The sensor 3300 may be any one selected from a pressure sensor, a speed sensor, and a flow sensor, and various sensors may be utilized according to design. The sensor 3300 may be provided at the control rod 3120, but may be provided at various positions within a range for testing the performance of the reactor upper structure 1000. For example, when the pressure sensor is attached to the control rod 3120, the following items can be tested. First, the distribution of the cooling air and the amount of cooling air is measured while operating only a part of the cooling fans 1110 which are provided in plurality, and the same measurement is performed while varying the combination of the operating cooling fans 1110 and the cooling fan ( It is possible to measure the normal operation and performance of the 1110. Second, by measuring the amount of cooling air that can be introduced by the cooling fan 1110 and through this it can be calculated the flow rate of cooling air flowing through the inside of the reactor upper structure (1000). Third, the sensor 3300 may be attached to the control rod 3120, and the pressure difference at each position may be measured to determine whether the flow amount of air satisfies the minimum value.

실시예 2Example 2

도 3 을 참조하면 본 발명의 실시예 2 에서 상기 원자로 헤드 모형 모듈(3200)은 베이스 슈라우드 플레이트(3210), 베이스 플레이트(3230), 지지부(3220)를 포함할 수 있다. 상기 베이스 플레이트(3230)는 바닥면에 밀착하여 상기 원자로 상부구조물 성능 시험장치(3000)를 지지하는 밑판이 된다. 상기 베이스 슈라우드 플레이트(3210)는 원통형으로 형성되어 상기 베이스 플레이트(3230)의 상단에 구비될 수 있다. 상기 베이스 슈라우드 플레이트(3210)의 상단에는 상기 하부 슈라우드 플레이트(1340)가 결합된다. 상기 베이스 슈라우드 플레이트(3210)는 상기 원자로 상부구조물 성능 시험 장치(3000)를 안정적으로 지지할 수 있도록, 외주면을 따라 적어도 하나 이상의 상기 지지부(3220)가 방사형으로 연장되어 결합되는 것이 바람직하다. 상기 지지부(3220)는 삼각축을 이루며 상기 베이스 슈라우드 플레이트(3210)의 원주 방향을 따라 부착되어, 상기 원자로 상부구조물 성능 시험 장치(3000)를 지지한다. 설계에 따라 상기 지지부(3220)의 형태가 달라질 수 있음은 물론이다.
Referring to FIG. 3, in the second embodiment of the present invention, the reactor head model module 3200 may include a base shroud plate 3210, a base plate 3230, and a support part 3220. The base plate 3230 is in close contact with the bottom surface and becomes a base plate for supporting the reactor upper structure performance test apparatus 3000. The base shroud plate 3210 may be formed in a cylindrical shape and provided at an upper end of the base plate 3230. The lower shroud plate 1340 is coupled to an upper end of the base shroud plate 3210. The base shroud plate 3210 may include at least one support part 3220 extending radially along the outer circumferential surface of the base shroud plate 3210 so as to stably support the reactor superstructure performance test apparatus 3000. The support part 3220 forms a triangular axis and is attached along the circumferential direction of the base shroud plate 3210 to support the reactor superstructure performance test apparatus 3000. Of course, the shape of the support part 3220 may vary according to design.

실시예 3Example 3

도 2 및 도 5 를 참조하면 본 발명의 실시예 3 에서 상기 센서(3300)는 상기 제어봉(3120)의 외주면에 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있다. 상기 센서(3300)는 상하 방향으로 유동하는 다수개의 상기 제어봉(3120) 중에서 선택되는 일부의 제어봉(3120)에만 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어봉(3120)이 73개 구비되어 유동되는 경우, 이 중 21개의 제어봉(3120)에만 상기 센서(3300)가 부착될 수 있다. 또한 하나의 제어봉(3120)에 하나의 센서(3300)만이 장착될 필요는 없으며, 하나의 제어봉(3120)에 다수개의 센서(3300)가 구비될 수 있다. 도 5 는 상기 차단부(3110)에 구비된 상기 홀(3111)에 삽입되어 유동되는 다수개의 제어봉(3120) 중에서 일부의 제어봉(3120)에만 상기 센서(3300)가 구비되고, 하나의 제어봉(3120)에 상기 센서(3300)가 8개씩 부착된 예를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 제어봉(3120)에서 다양한 위치에 상기 센서(3300)가 부착된 경우, 하나의 제어봉(3120)에서 부착 위치가 서로 다른 2개의 센서(3300) 상호간 측정치의 차를 이용하여 데이터를 산출할 수 있다. 상기 센서(3300)가 압력 센서인 경우, 상기 제어봉(3120)의 상부와 하부에서의 압력 차이를 산출하고 이를 통해 상기 원자로 상부구조물(1000)의 내부를 유동하는 공기 유동의 최소량을 확인할 수 있다.
2 and 5, in the third embodiment of the present invention, at least one sensor 3300 may be provided on an outer circumferential surface of the control rod 3120. The sensor 3300 may be provided only on a part of the control rods 3120 selected from the plurality of control rods 3120 flowing in the vertical direction. For example, when 73 control rods 3120 are provided and flowed, the sensor 3300 may be attached to only 21 control rods 3120. In addition, only one sensor 3300 need not be mounted on one control rod 3120, and a plurality of sensors 3300 may be provided on one control rod 3120. FIG. 5 illustrates that the sensor 3300 is provided only on a part of the control rods 3120 of the plurality of control rods 3120 inserted into the hole 3111 provided in the blocking unit 3110, and one control rod 3120. ) Shows an example in which eight sensors 3300 are attached to each other. As shown in the drawing, when the sensor 3300 is attached to various positions in the control rod 3120, data is obtained by using the difference between the measured values between two sensors 3300 having different attachment positions in one control rod 3120. Can be calculated. When the sensor 3300 is a pressure sensor, the pressure difference between the upper and lower portions of the control rod 3120 may be calculated, and thus the minimum amount of air flow flowing in the reactor upper structure 1000 may be confirmed.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
The technical idea should not be interpreted as being limited to the above-described embodiment of the present invention. Various modifications may be made at the level of those skilled in the art without departing from the spirit of the invention as claimed in the claims. Therefore, such improvements and modifications fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

1000 : 원자로 상부 구조물 1100 : 상부 모듈
1110 : 냉각팬 1120 : 리프팅 구조물
1130 : 에어 플레넘 1140 : 상부 슈라우드 플레이트
1150 : 상부 배플 1200 : 중앙부 모듈
1240 : 중앙부 슈라우드 플레이트 1250 : 중앙부 배플
1260 : 공기 유입부 1300 : 하부 모듈
1340 : 하부 슈라우드 플레이트 1350 : 하부 배플
2000 : 원자로 헤드
3000 : 원자로 상부구조물의 성능 시험 장치
3100 : 제어봉 구동 모형 모듈 3110 : 차단부
3111 : 홀 3120 : 제어봉
3200 : 원자로 헤드 모형 모듈 3210 : 베이스 슈라우드 플레이트
3220 : 지지부 3230 : 베이스 플레이트
3300 : 센서1000: reactor upper structure 1100: upper module
1110: cooling fan 1120: lifting structure
1130: air plenum 1140: upper shroud plate
1150: upper baffle 1200: center module
1240 center shroud plate 1250 center baffle
1260: air inlet 1300: lower module
1340: lower shroud plate 1350: lower baffle
2000: Reactor Head
3000: Performance test apparatus of reactor superstructure
3100: control rod drive model module 3110: breaker
3111: hole 3120: control rod
3200: reactor head model module 3210: base shroud plate
3220: support 3230: base plate
3300: Sensor

Claims (5)

냉각팬(1110)과 리프팅 구조물(1120) 및 에어 플레넘(1130)이 일체로 형성되는 상부 모듈(1100)과, 상기 상부 모듈(1100)의 하방에 분리 가능하도록 결합되되 외부로부터 내부로 공기가 유동할 수 있도록 공기 유입부(1260)가 적어도 하나 이상 관통되어 형성되는 중앙부 모듈(1200)과, 상기 중앙부 모듈(1200)의 하방에 분리 가능하도록 결합되는 하부 모듈(1300)을 포함하고,
상기 상부 모듈(1100), 중앙부 모듈(1200), 하부 모듈(1300)에는 상하가 개방되도록 원통형으로 형성되는 슈라우드 플레이트(1140, 1240, 1340)와, 상기 슈라우드 플레이트(1140, 1240, 1340)의 내주면을 따라 고정되되 상기 슈라우드 플레이트(1140, 1240, 1340)로부터 소정 간격으로 이격되어 공기의 유로를 형성하는 배플(1150, 1250, 1350)이 각각 구비되며,
원자로 헤드(2000)의 상부에 분리 가능하도록 설치되는 원자로 상부구조물(1000)의 성능을 시험하기 위한 장치에 있어서,
상기 하부 슈라우드 플레이트(1340)의 내부에 수평 방향으로 구비되되 다수개의 홀(3111)이 천공된 차단부(3110)와, 상기 홀(3111)에 삽입되어 상하 방향으로 유동하는 제어봉(3120)을 포함하는 제어봉 구동 모형 모듈(3100);
상기 제어봉 구동 모형 모듈(3100)의 하단에 구비되어 바닥면을 지지하도록 형성되는 원자로 헤드 모형 모듈(3200);
센서(3300);
를 포함하며, 상기 냉각팬(1110)을 작동시켜 상기 원자로 상부구조물(1000)의 내부로 공기가 유동될 때 상기 센서(3300)에서 측정된 측정치를 이용하여 상기 원자로 상부구조물(1000)의 성능을 시험하는 것을 특징으로 하는 원자로 상부구조물 성능 시험장치.
Cooling fan 1110, the lifting structure 1120 and the upper module 1100, which is formed integrally with the air plenum 1130, is coupled to the lower side of the upper module 1100 and detachably coupled with air from outside At least one air inlet 1260 is formed so as to flow through the central module 1200, and a lower module 1300 is detachably coupled to the lower portion of the central module 1200,
The upper module 1100, the central module 1200, and the lower module 1300 have shroud plates 1140, 1240, and 1340 formed in a cylindrical shape so as to open up and down, and inner circumferential surfaces of the shroud plates 1140, 1240, and 1340. Baffles 1150, 1250, and 1350, which are fixed along the side and spaced apart from the shroud plates 1140, 1240, and 1340 at predetermined intervals to form a flow path of air, are provided, respectively.
In the apparatus for testing the performance of the reactor superstructure 1000 is detachably installed on top of the reactor head (2000),
The lower shroud plate 1340 is provided in a horizontal direction, and includes a blocking portion 3110 in which a plurality of holes 3111 are perforated, and a control rod 3120 inserted into the hole 3111 to flow in a vertical direction. A control rod driving model module 3100;
A reactor head model module 3200 provided at a lower end of the control rod driving model module 3100 to support a bottom surface thereof;
Sensor 3300;
And operating the cooling fan 1110 to measure the performance of the reactor upper structure 1000 using the measured values measured by the sensor 3300 when air flows into the reactor upper structure 1000. Reactor superstructure performance test apparatus, characterized in that for testing.
제 1 항에 있어서,
상기 원자로 헤드 모형 모듈(3200)은 원통형으로 형성되는 베이스 슈라우드 플레이트(3210)의 외주면을 따라 적어도 하나 이상의 지지부(3220)가 방사형으로 연장되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 원자로 상부구조물 성능 시험장치.
The method of claim 1,
The reactor head model module (3200) is a reactor superstructure performance test apparatus, characterized in that coupled to extend at least one or more supports (3220) radially along the outer circumferential surface of the base shroud plate (3210) is formed in a cylindrical shape.
제 1 항에 있어서,
상기 센서(3300)는 상기 제어봉(3120)의 외주면에 적어도 하나 이상 구비되되, 상하 방향으로 유동하는 다수개의 상기 제어봉(3120) 중에서 선택된 일부의 제어봉(3120)에만 상기 센서(3300)가 구비되는 것을 특징으로 하는 원자로 상부구조물 성능 시험장치.
The method of claim 1,
The sensor 3300 is provided with at least one on the outer circumferential surface of the control rod 3120, the sensor 3300 is provided only in some of the control rods 3120 selected from the plurality of control rods 3120 flowing in the vertical direction Reactor superstructure performance test apparatus.
제 3 항에 있어서,
상기 센서(3300)가 상기 제어봉(3120)의 외주면에 다수개로 구비된 경우, 하나의 제어봉(3120)에서 부착 위치가 서로 다른 2개의 센서(3300) 상호간 측정치의 차를 이용하여 상기 원자로 상부구조물(1000)의 성능을 시험하는 것을 특징으로 하는 원자로 상부구조물 성능 시험장치.
The method of claim 3, wherein
When the sensor 3300 is provided in plural on the outer circumferential surface of the control rod 3120, the reactor upper structure ( Reactor superstructure performance test apparatus, characterized in that for testing the performance of 1000).
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서(3300)는 압력 센서, 속도 센서, 유량 센서 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원자로 상부구조물 성능 시험장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
The sensor (3300) is a reactor superstructure performance test apparatus, characterized in that any one selected from pressure sensor, speed sensor, flow sensor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100357828B1 (en) * 1999-05-27 2002-10-25 한국수력원자력 주식회사 An Integrated Head Area Design of a Nuclear Reactor
JP2002090490A (en) 2000-09-14 2002-03-27 Toshiba Corp Upper grid plate inspection device
JP2007171090A (en) 2005-12-26 2007-07-05 Toshiba Corp Core shroud supporting device and installation method for core shroud

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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