KR20120075476A - 핵연료 어셈블리 몸체, 및 이와 같은 몸체를 포함하는 핵연료 어셈블리 - Google Patents

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꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈
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Abstract

길이방향 축(X)을 가지는 핵연료 어셈블리 몸체는 어셈블리 몸체의 길이방향 단부들을 형성하는 금속 재료로 만들어지는 제1 튜브형 세그먼트(4)와 제2 튜브형 세그먼트(6)를 포함하며, 여기서 금속 재료로 만들어지는 프레임(8)은 상기 제1 세그먼트(4)와 제2 세그먼트(6)를 연결하며, 여기서 프레임(8)은 투각되며, 여기서 세라믹 튜브형 내부 구조(10)는 프레임(6)의 내측으로 제1 세그먼트(4)와 제2 세그먼트(6) 사이에 배치된다.

Description

핵연료 어셈블리 몸체, 및 이와 같은 몸체를 포함하는 핵연료 어셈블리{BODY FOR A NUCLEAR FUEL ASSEMBLY, AND NUCLEAR FUEL ASSEMBLY COMPRISING SUCH A BODY}
본 발명은 핵연료 어셈블리 몸체 및 이와 같은 몸체를 가지는 핵연료 어셈블리에 관한 것이다.
핵분열 반응으로부터 에너지를 생산하는 발전소들은 열 동력을 방출하는 분열 반응이 일어나는 연료 요소들을 사용한다.
이런 동력은 이들을 냉각시키는 열전달 유체와의 열교환에 의해 요소들로부터 추출된다.
연료 요소들은 다발들로 집합되는 연료 핀들의 형태이며, 여기서 이런 다발들은 몸체에 수용되며, 여기서 전체 유닛은 연료 어셈블리를 형성한다.
원자로들의 작동 및 실행 조건들에 따라, 상이한 타입의 어셈블리가 존재한다.
새로운 디자인의 원자로들의 발전의 일부분으로, 4세대 원자로들로 알려진, 고속 중성자 원자로들은 열전달 기체인, RNR-G(기체 열전달 원자로)에 의해, 또는 나트륨인, RNR-Na에 의해 냉각되었다.
나트륨 냉각 고속 중성자 원자로 코어를 위한 것으로 알려진 타입의 어셈블리는 베이스에서부터 상부까지 다음을 포함한다:
- 코어의 저온 나트륨 공급 매니폴드로 사용되는 다이어그리드의 기둥에 어셈블리를 배치하며 고정하는데 사용되는 원형 단면의 원통형 받침대. 모든 코어의 어셈블리들은 다이어그리드에 놓여 있으며, 서로 나란히 배치된다.
- 받침대와 아래에 설명되는 상부 중성자 보호부 사이에 연장되는 정육각형 단면의 원통형 튜브로 이루어지는 모놀리식 몸체. 몸체는 핵분열성 및/또는 친핵연료 물질을 둘러싸는 피복된 핀들의 다발을 가지며, 여기서 핀들은 일반적으로 일정하게 이격된 상태로 유지된다.
- 코어의 상부에서 중성자 누설을 방지하는 하나 이상의 물질들로 이루어지는 정육각형 단면의 원통형 솔리드 블록, 여기서 이런 블록의 단부는 또한 전체 어셈블리를 그리핑하기 위한 그리퍼 헤드를 형성한다. 더구나, 채널은 헤드를 통해 어셈블리를 냉각시키는 나트륨 유동을 배출시키기 위해 베이스로부터 상부까지 이런 블록을 가로지른다. 이런 유닛은 상부 중성자 보호부 또는 PNS로 불린다.
각각의 어셈블리는 개별적으로 제거될 수 있으며, 원자로의 작동 요건에 따라, 특히 이를 재장전하는 작동을 위해 다이어그리드로부터 제거될 수 있거나 이에 설치될 수 있다.
다이어그리드에 대한 배치에서, 어셈블리들은 액체 나트륨으로 코어에 횡단되며; 나트륨은 받침대의 둘레로 이런 목적을 위해 설계된 통해 틈들을 각각의 어셈블리에 침투되며, 받침대로부터 나와 베이스로부터 상부까지 흐르며, 이것이 몸체를 통과할 때 연료 핀들 또는 친핵연료 핀들의 다발을 냉각시키면서 상부 중성자 보호부를 통해 나간다.
전세계에서 나트륨 냉각 고속 중성자 원자로들의 최신 실시예들은 통상적으로 오스테나이트, 페라이트 또는 페라이트/마텐자이트 스테인리스강으로 만들어지는, 금속 모놀리식 육각형 튜브를 포함하는 몸체를 가지는 연료 어셈블리들을 가진다.
몸체는 어셈블리들과 코어의 만족스러운 작동을 보장하는 두 개의 주요 기능을 수행한다.
첫째로, 몸체는 상부 중성자 보호부에 받침대를 기계적으로 연결한다. 따라서 이것이 상부 중성자 보호부에 의해 그리핑될 때 이것은 어셈블리의 보전에 대한 책임을 진다. 이것은 또한 유닛에 강성을 제공하며, 받침대가 다이어그리드에 조립될 때 이것이 고정되는 것을 가능하게 한다.
둘째로, 튜브는 베이스에서부터 상부까지 연료 다발들 및/또는 친핵연료 다발들을 냉각시키기 위해 요구되는 냉각 유체의 유동을 안내하며, 어셈블리의 각각의 부분에서 수력 직경을 제어한다. 실제로, 수력 직경의 유지는 작동의 안정성을 보장하는데 중요한 조건이다.
그러므로 튜브의 직경의 변형은 제한되어야 한다. 이는 압력 튜브를 형성하기 위해 설계된다.
몸체는 또한 이의 목적이 다른 구성요소들의 기능을 보다 활기 있게 만드는 것이며, 어셈블리들과 코어의 작동상의 안전의 수준을 전체적으로 상승시키는 것인 제2의 기능을 수행한다.
몸체가 코어의 필수적인 부분을 형성하기 때문에, 만들어지는 이의 재료는 중성자적으로 호환될 수 있으며 고속 유동을 획득하며 코어에서 구해지는 체적 동력 밀도를 가지는 재료가 되도록 선택된다.
더구나, 이는 어셈블리를 구성하는 연료 요소들의 보호용의 기계적인 구속을 제공하며, 제조, 이송 및 취급 중과 같이 어셈블리들의 사용 기간 중에, 그리고 원자로 작동 및 사용후 연료 어셈블리로 원자로의 외부의 사이클 중에 모든 손상의 위험으로부터 이들을 보호한다.
튜브의 육각형 단면은 육각형 콤팩트 네트워크가 생성되는 것을 가능하게 하며, 구성요소들의 높은 구조적 긴밀성과, 이에 의해, 임계 질량이 핵분열성 핵들의 높은 체적 밀도로 획득되는 것을 가능하게 한다.
더구나, 몸체를 구성하는 재료는 중성자 반응에 적합하지 않은 재료의 존재를 최소하는 것으로 선택된다. 따라서 충분한 기계적 특성을 가지는 재료들이 선택되며, 이들 중에 어떤 것은 적어도 중성자 반응에 영향을 끼친다.
나트륨 냉각 고속 중성자 원자로 어셈블리들의 몸체들의 경우에, 선택된 강철은 오스테나이트, 페라이트 또는 페라이트/마텐자이트 등급의 스테인리스강들이다.
압력 튜브 기능에 관해서, 강철의 두께는 내부 압력에 적합한 것으로 선택된다.
그 결과로, 최신 어셈블리 몸체들은 육각형 단면을 가지는 모놀리식 튜브로 이루어지며, 이의 재료는 중성자 균형에 거의 부적합하지 않으며, 이의 두께는 내부 압력을 견딜 수 있다.
4세대 원자로의 경우에, 성능의 개선과 코어 안전성의 개선이 특히 우발적인 시퀀스들 중에, 확보된다.
특히 써멀 크리프와 높은 고속 플루언스(E > 0.1 MeV)의 영향에 대한 증가된 저항성을 가지는 어셈블리 몸체들을 만드는 것이 확보된다.
고속 플루언스의 양향은 기계적 특성을 저하시키며 변형, 예를 들면 방사선 크리프 및 팽창을 야기하는 것이다.
최근에 사용되는 스테인리스강은 RNR-Na 원자로들의 온도 범위인 380℃ - 700℃의 작동 온도 범위에 적합하다. 이런 통상의 작동 온도 범위의 밖에서, 강철의 기계적 특성은 RNR-gas 원자로들에 의해 획득될 수 있는 온도인 850℃ - 900℃ 주위에서 빠르게 저하되며, 이는 이의 기계적 기능을 유지하는 몸체의 성능을 저하시킨다.
강철의 녹는점은 1400℃ 주위, 즉 연료의 녹는점보다 훨씬 아래이다.
이런 온도 수준을 견딜 수 있는 내열성 재료들이 존재하지만, 이들은 중성자 관점에서 적합하지 않다.
그 결과로, 작동 온도의 온도보다 더 높은 온도에서 기계적 조건을 만족시킬 수 있으며, 원자로 코어에서 중성자 반응에 부적합한 재료가 최소한으로 존재하는 핵연료 어셈블리, 및 보다 구체적으로는 어셈블리 몸체를 제공하는 것이 본 발명의 하나의 목적이다.
위에 제시된 목적은 슬롯들을 가지는 금속 구조에 의해 연결되는 단부 요소들, 및 세라믹 재료로 만들어지는 중앙 원통을 포함하는 복합 어셈블리 몸체에 의해 달성되며, 중성자 반응에 대한 이의 악영향이 감소되며, 여기서 이런 재료는 심지어 긍정적인 영향을 끼칠 수 있다.
다시 말해서, 어셈블리 몸체는 두 개의 금속 단부 슬리브들, 핵분열 높이를 넘어 천공된 외부 금속 구조, 및 핵분열 높이를 넘는 유압 채널을 구성하는 세라믹 재료로 만들어지는 내부 구조를 포함한다.
복합 몸체를 생성함으로써, 각각의 하위 어셈블리의 기능적인 최적화를 달성하는 것이 가능하다.
본 발명의 사용을 통해, 균형에 악영향을 끼치는 종류의 존재를 감소시키며, 긍정적인 양향을 가지거나, 적어도 악영향이 거의 없는 보다 적합한 종류를 증가시킴으로써 이의 원자 조성을 통해 코어의 핵분열성 체적의 중성자 균형을 개선하기 위해 구성요소 재료의 선택을 최적화하는 것이 가능하다. 사실상, 기계적인 역할만을 가지는 투각 프레임을 생성함으로써, 중성자 균형에 악영향을 끼치는 재료의 체적 비율을 실질적으로 감소시키는 것이 가능하다.
세라믹 슬리브들을 가지는 이런 구조에 의해, 연료 요소들의 다발을 냉각시키는 유체의 유동이 제한되며, 동시에 유압 부분들이 다발의 상부에서 제어된다. 더구나, 이런 방식으로 제조된 튜브형 구조는 다발의 둘레에 연속적이거나 거의 연속적인 벽을 형성하며, 축방향 유동이 다발에서 억제되는 것을 보장한다. 거의 연속적인 벽의 경우에, 특정의 수용 가능한 비율의 반경방향 누설이 어셈블리 사이의 영역들에 가까이서 나타날 수 있다.
유리하게도, 세라믹 세그먼트들 사이의 조인트 평면들의 형상, 및 프레임의 천공되지 않은 부분들에 직면하는 이들의 배치는 이들이 반경방향 누설이 조절되는 것을 가능하게 하는 정도이다.
그 다음에 본 발명의 요지는 주로 핵연료 핀들을 가지기 위한 핵연료 어셈블리 몸체이며, 여기서 길이방향의 축을 가지는 이런 몸체는 금속 재료로 만들어지며 어셈블리 몸체의 길이방향 단부들을 형성하는 제1 튜브형 슬리브와 제2 튜브형 슬리브를 포함하며, 여기서 금속 재료로 만들어진 프레임은 제1 및 제2 슬리브들을 연결하며, 여기서 프레임은 투각되며, 여기서 세라믹 튜브형 내부 구조는 프레임의 내측에서 제1 슬리브와 제2 슬리브 사이에 배치된다.
예시적인 일 실시예에서, 내부 구조는 이를 따라 통과되기 위한 냉각 유체의 임의의 누설을 방지한다.
예를 들면, 내부 구조는 길이방향으로 겹쳐진 세그먼트들을 포함하며, 여기서 내부 구조의 양 단부들에 배치되는 두 개의 세그먼트들은 제1 슬리브와 제2 슬리브에 부분적으로 관통된다.
유리하게도, 세그먼트들은 서로 소켓으로 결합된다.
소켓으로 결합되는 세그먼트들의 길이방향의 단부들은 하나의 경우에, 홈을 가질 수 있으며, 다른 하나의 경우에, 정합하는 형상의 리브를 가질 수 있다.
프레임은 예를 들면, 창들을 한정하는 지주들의 조립에 의해 형성된다.
프레임은 축방향 및 횡방향의 지주들을 포함할 수 있다.
유리하게도, 횡방향의 지주들은 세그먼트들이 연결되는 영역을 커버한다.
프레임은 용접 및/또는 기계적인 조립에 의해 슬리브들에 부착될 수 있으며, 여기서 기계적 조립은 예를 들면, 도브테일 타입을 가진다.
본 발명에 따른 프레임은 원형 또는 장방형 슬롯들을 형성하는 드릴 구멍들로 천공된 튜브에 의해 형성될 수 있다.
하나의 변형에서 내부 구조는 이런 프레임의 창들을 막기 위해 프레임에 부착되는 플레이트들로부터 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 어셈블리 몸체는 유리하게도 어셈블리의 상부 부분에 위치하기 위해 단부 부분의 끝과 제2 슬리브 사이의 축방향 갭을 보상하기 위한 장치를 포함한다. 어셈블리의 상부 부분은 예를 들면, 단부 부분과 제2 상부 슬리브 사이에 삽입되는 크기 5 mm의 기복들을 가지는 와셔로 형성된다.
유리하게도, 어셈블리 몸체는 정육각형 횡단면을 가진다.
내부 구조는, 예를 들면, SiC, 섬유 강화 SiC 또는 Ti3SiC2 타입의 MAX-상들로 만들어진다.
나트륨 냉각 고속 중성자 원자로를 위한 어셈블리 몸체의 경우에, 슬리브들과 프레임은 오스테나이트, 페라이트 또는 페라이트/마텐자이트 스테인리스강으로 만들어질 수 있다.
하나의 변형으로, 슬리브들은 316 Ti 표준 오스테나이트 강으로 만들어질 수 있으며, 프레임은 EM10으로 만들어질 수 있다.
기체 냉각 고속 중성자 원자로를 위한 어셈블리 몸체의 경우에, 슬리브들과 프레임은 내열성 금속들로 만들어질 수 있다.
본 발명의 다른 요지는 받침대, 본 발명에 따른 어셈블리 몸체, 어셈블리 몸체에 배치되는 핵연료 핀들 및 상부 중성자 보호부를 포함하는 어셈블리이며, 여기서 몸체는 예를 들면 용접으로, 받침대에 그리고 제1 및 제2 슬리브들 각각의 영역에 있는 상부 중성자 보호부에 부착된다.
본 발명에 따르면, 작동 온도의 온도보다 더 높은 온도에서 기계적 조건을 만족시킬 수 있으며, 원자로 코어에서 중성자 반응에 부적합한 재료가 최소한으로 존재하는 핵연료 어셈블리가 제공된다.
본 발명은 다음의 설명과 첨부된 도면들을 사용하여 더 잘 이해될 것이며, 여기서:
도 1은 본 발명에 따른 어셈블리 몸체의 예시적인 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1의 어셈블리 몸체의 분해도이다.
도 3은 몸체의 프레임의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 몸체의 다양한 요소들 사이의 연결부의 영역의 상세도이다.
도 5는 평면 A-A의 횡단면도이다.
도 6은 평면 B-B의 횡단면도이다.
도 7은 분리된 위치에 있는 내부 구조의 두 개의 부분들 사이의 연결부의 영역의 상세도이다.
도 8은 본 발명에 따른 어셈블리의 사시도이다.
도 1에서 본 발명에 따른 어셈블리 몸체(2)가 어셈블리를 형성하도록 이의 핵연료 핀들 내에 받아들이기 위해 도시될 수 있다.
도 8에서, 본 발명에 따라 완성된 어셈블리가 도시될 수 있으며; 핀들은 보이지 않는다.
어셈블리 몸체는 이것이 코어의 내에 있을 때 수직으로 배치되도록 설계된다.
길이방향 축(X)을 가지는 본 발명에 따른 어셈블리 몸체(2)는 몸체(2)의 하단부를 형성하기 위한 축(X)의 제1 슬리브(4), 몸체(2)의 상단부를 형성하기 위한 축(X)의 제2 슬리브(6), 제1 슬리브(4)와 제2 슬리브(6)를 연결하는 축(X)의 프레임(8), 및 제1 슬리브(4)와 제2 슬리브(6) 사이에 있으며 프레임(8)의 내측에 배치되는 내부 구조(10)를 가진다.
어셈브리에서, 제1 슬리브(4)는 원자로의 다이어그리드에 수용되기 위해 어셈블리의 받침대(11)에 기계적으로 연결되며, 제2 슬리브(6)는 상부 중성자 보호부(13)에 연결된다.
어셈블리는 베이스로부터 상부까지 유체의 순환, 예를 들면 RNR-G 원자로의 경우에 기체의 순환 또는 RNR-Na 원자로의 경우에 나트륨의 순환에 의해 냉각된다.
냉각 유체는 받침대를 통해 들어가며, 제1 슬리브(4), 내부 구조(10) 및 제2 슬리브(6)를 횡단하며, 상부 중성자 보호부를 통해 어셈블리로부터 나간다.
내구 구조(10)의 높이는 구조가 전체 핵분열 높이를, 즉 연료 핀들을 받아들이는 영역을 넘어 연장될 정도이다. 프레임(8)은 또한 전체 핵분열 높이를 넘어 연장된다.
도시된 예에서, 그리고 유리하게도 몸체(2)는 정육각형 단면을 가지며, 핵분열성 핵들의 높은 체적 밀도가 획득되는 것을 가능하게 한다. 그러나, 다른 형상의 횡단면을 가지는 몸체는 예를 들면 원형 단면의 몸체는 본 발명의 범위의 밖에 있지 않다.
본 발명에 따라, 프레임은 몸체의 외부에 배치되며 몸체를 기계적으로 고정하는 외부 골격을 형성한다.
프레임은 제1 슬리브(4)를 통해 어셈블리의 받침대와 제2 슬리브(6)를 통해 상부 중성자 보호부 사이에 기계적인 연결부를 제공한다.
프레임(8)은 견인력과 압축력 하에 어셈블리가 취급될 때, 어셈블리의 빔 저항성을 보장하기 위해 굽힘 모멘트를 견디며, 어셈블리의 높이에 걸쳐 튜브형 세그먼트들(10)의 정렬을 유지하기 위해 비틀림 모멘트를 견디며, 구조들의 중량에 기인한 축방향 힘을 견딘다.
도 3은 길이방향 지주들(11)과 횡방향 지주들(12)을 포함하는 프레임(8)을 도시하며, 여기서 이런 지주들(11 및 12)은 창들(13)을 한정한다.
도시된 예에서, 프레임(8)의 여섯 개의 면들은 네 개의 사각형 형상의 창들을 각각 포함한다.
예를 들면, 프레임이 받는 기계적인 응력들에 따라 분배되는 구멍들과 같은 다른 창 형상들이 있을 수 있다.
프레임은 몸체의 매우 작은 체적을 나타내며, 이는 코어의 핵분열성 체적에서 이의 체적 비율을 최소화한다. 더구나, 아래를 볼 때, 이는 냉각 유체가 어셈블리 사이의 영역들로 통과되는 것을 가능하게 한다.
유리하게도, 프레임(8)을 구성하기 위해 유연성과 써멀 크리프에서 전성이 0.2% 이상일 정도이며 인성(KIC)이 20 MPa.m1/2 이상일 정도의 기계적 특성을 가지는 재료가 사용된다.
코어의 최대 플루언스에 대한 노출과 작동 온도 조건을 고려하여 이런 기계적 특성들이 존재할 정도의 프레임의 재료가 선택된다. 프레임은 금속 재료, 예를 들면 스테인리스강으로 만들어진다. 페라이트/마텐자이트 등급의 스테인리스강, 예를 들면 EM10과 같이 코어 플루언스로 팽창되지 않거나, 단지 조금만 팽창될 정도의 강철이 선택된다.
프레임에 사용되는 재료의 원자 조성은 통상의 작동 중에 및 우발적인 상황에서, 여기 준위(excitation level)의 관점으로부터 사용후 사이클들을 위해, 바람직하게는 중성자 균형에 적합한 것이다.
프레임은 예를 들면, 서로 로드를 용접하거나, 시트 금속에 창들을 만들거나, 또는 튜브에 직접 창들을 만듦으로써 제조된다.
슬리브들은 금속 재료로 만들어지며 프레임의 단부들에 용접된다. 슬리브들(4, 6)은 대략 동일하다. 슬리브들(4, 6)은 프레임(8)의 단면과 대략 동일한 단면을 가지며, 냉각 유체의 유동을 위한 내부 통로를 만든다.
슬리브들(4, 6)은 핵분열성 영역의 아래와 위에 각각 배치되며; 그러므로 이들은 연료 핀들의 중성자 유동에 많이 노출되지 않는다. 결과적으로, 이들을 구성하는 재료 또는 재료들은 적당한 방사선 상태에 저항하는 것만을 필요로 한다. 사실상, 이들이 받는 로컬 플루언스는 코어의 최대 플루언스의 절반보다 작다.
슬리브들은 금속 재료, 예를 들면 스테인리스강으로 만들어진다. 동일한 재료들이 프레임을 위한 것으로 선택될 수 있지만; 그러나, 위에 언급된 바와 같이, 슬리브들이 더 적은 중성자 유동을 받기 때문에, 이들의 특성은 그 다음에 이런 상태로 조절될 수 있다.
단부 슬리브들(4, 6)은 프레임(8)의 단부들에 부착된다. 도 1과 도 4에 도시된 예에서, 슬리브들과 프레임은 도브테일 조인트 연결부에 의해 조립되며 용접 단계가 연결부를 훨씬 더 튼튼하게 만들기 위해 실행된다. 이를 위해, 횡방향 지주가 빠지기 때문에, 프레임의 단부들에 위치하는 창들(13)의 횡방향 엣지들은 폐쇄되지 않으며; 축방향 지주들의 단부들(18)은 그런 다음에 자유롭게 되며, 슬리브들(4, 6)의 리지들에 만들어진 상응하는 형상의 리세스들(22)로 끼워 맞춰지는 벌어진 형상들(20)을 가진다. 용접이 그런 다음에 만들어진다.
임의의 다른 타입의 어셈블리가 있을 수 있다는 것이 분명하게 이해된다.
프레임과 슬리브들 사이의 용접은 핵분열성 영역의 외부에 위치한다. 그러므로 이들은 중성자 유동에 많이 노출되지 않으며, 이는 아마 이들의 기계적인 저항성을 저하시키지 않을 것이다.
프레임과 슬리브들이 용접 또는 기계적인 조립에 의해서만 장착되는 어셈블리 몸체가 본 발명의 범위의 밖에 있지 않다는 것이 분명하게 이해된다.
도 6에서 도브테일 어셈블리의 평면 A-A의 단면도가 도시될 수 있다.
몸체의 내부 구조는 채널을 한정하는 세라믹 재료로 만들어지며, 여기서 핀들이 배치되며, 여기서 냉각 유체가 베이스에서부터 상부까지 흐른다.
도 2에 도시된 예에서, 내부 구조(10)는 육각형 단면의 튜브형 세그먼트들(10.1)로, 예를 들면 프레임의 내부에 축(X)를 따라 다른 하나의 상부에 있는 하나에 배치되는 것과 같이 네 개로 이루어진다.
이런 세그먼트 기반 구조는 보다 구체적으로 RNR-Na 원자로에 적합하며, 여기서 세그먼트들이 이런 압력 레벨을 더 잘 견딜 수 있기 때문에, 나트륨 압력이 상대적으로 높다.
세그먼트들(10.1)은 유리하게도 서로 소켓으로 결합되며; 이를 위해 세그먼트들의 축방향 단부들은 유리하게도 이와 같은 소켓 결합을 허용하도록 구성된다.
도 7에서 이와 같은 소켓 결합의 일 예가 보여질 수 있다.
예를 들면, 각각의 세그먼트(10.1)는 육각형 형상의 환형 홈(26)으로 끼워 맞춰지는 길이방향 단부(24)와 이의 형상이 홈(26)의 형상에 정합하는 환형 리브(30)로 끼워 맞춰지는 길이방향 단부(28)를 포함한다.
유리하게도, 리브(30)는 삼각형 횡단면을 가지며, 소켓 결합을 용이하게 하며 세그먼트들의 중심을 잡아준다. 더구나, 이런 형상은 유체를 위한 배플을 형성함으로써 어셈블리의 외부로 냉각 유체의 누설을 제한하며; 그러므로 세그먼트들 사이의 유체의 유동이 지체된다.
평평하거나 비스듬한 축방향 단부들을 포함하는 세그먼트들(10.1)이 본 발명의 범위의 밖에 있지 않다는 것이 분명하게 이해된다.
더구나, 내부 구조(10)의 단부 부분들은 도 6에 보여질 수 있는 바와 같이, 슬리브들(4, 6)로 관통된다.
세그먼트들(10.1)의 조립이 냉각 유체의 임의의 누설을 방지하는 덕트, 또는 유체가 어셈블리 사이의 영역들을 향해 흐르는 경우에, 대부분의 누설을 방지하는 덕트를 형성하게 하는 것이 가능하다.
어셈블리들 사이의 공간들에서 특정한 유동의 존재는 통상의 작동에서 및/또는 우발적인 상황에서, 코어의 전체 냉각 열 수력에 유리할 수 있다.
도시된 예에서, 세그먼트들(10.1) 사이의 연결부 영역들은 프레임(8)의 횡방향 지주들(12)에 의해 커버되며; 이런 커버링의 효과는 아래에서 볼 수 있는 바와 같이, 냉각 유체의 누설을 억제하는 것이다. 횡방향 지주들(12)은 또한 연결부 영역들에 대응하여 축방향으로 엇갈리게 배치될 수 있다.
유리하게도, 세그먼트들의 인접한 벽들의 내부면들은 필렛에 의해 연결되며, 이의 직경은 세그먼트의 내부면과 다발들의 외부에 위치하는 핀들 사이에 대략 일정한 단면의 유압 채널을 한정하기 위해, 다발의 핀들의 직경과 거의 동일하다.
외부 리지들은 또한 도 5 및 도 6에 보여질 수 있는 바와 같이, 곡률 반경을 가진다.
세그먼트들의 외부면들은 유리하게도 어셈블리 몸체의 외부 표면에 대응하여 오목하게 들어가며, 이는 이것이 이송되며 취급되는 동안에 세라믹 세그먼트들에 대한 충돌의 위험을 감소시킨다.
세그먼트들(10.1)은 냉각 유체를 위한 채널을 한정한다.
세그먼트들(10.1) 사이의 접합부는 위에 지시된 바와 같이, 반드시 모든 누설을 방지하지는 않는다.
그러나, 누설의 경우에, 냉각 유동을 제어하기 위해, 세그먼트들 사이의 계산된 누설을 획득하는 것이 확보된다.
어셈블리의 내부로부터 외부까지의 이런 누설은 유체가 어셈블리들의 사이에 흐르는 것을 야기한다.
누설 유동은 유압 냉각 유동을 제어하기 위해, 어셈블리의 입구에서 유동의 계산에 포함된다.
침식성 제트의 형태의 누설의 출현은 세그먼트들 사이의 연결부 영역들에 대한 손상을 방지하는, 층류형 누설을 야기할 수 있는, 위에 설명된 것들과 같은 형상들을 생성함으로써 방지된다.
더구나, 유체가 세그먼트들 사이에 흐르는 이런 가능성 때문에, 냉각 유체가 어셈블리로 침투되는 것을 방지하는 어셈블리의 하부에 플러그인된 경우에, 유체는 두 개의 세그먼트들 사이의 어셈블리로 침투될 수 있으며 감쇠된 방식으로 핀들을 냉각시킬 수 있다.
더구나, 구조 때문에 누설 방지의 동적인 형태가 획득된다. 사실상, 작동 중에, 보다 구체적으로는 가압된 냉각 유체가 흐르는 중에, 세그먼트들은 냉각 유체의 압력의 영향 하에 팽창하는 경향이 있으며, 프레임(8)에 대응하여 압축되며, 프레임은 위에 설명된 바와 같이, 이의 지주들이 세그먼트들(10.1)의 연결부 영역들을 커버하는 정도가 된다.
전체 유닛은 그런 다음에 압력-밀봉 개스킷을 형성한다.
모듈식 어셈블리 몸체의 이런 제조는 그런 다음에 각각의 모듈의 재료들의 선택이 최적화되는 것을 가능하게 한다.
내부 구조의 세그먼트들(10.1)은 연료의 녹는점에 가까운, 매우 높은 녹는점을 가지는, 세라믹 재료로 만들어진다. 더구나, 세라믹 재료는 상대적으로 경질이며; 그런 다음에 냉각 유체의 압력의 영향 하에 이의 팽창은 제한되며, 어셈블리 내의 유동 속도가 보다 양호하게 제어되는 것을 가능하게 한다.
세그먼트들(10.1)은 SiC-SiCf 또는 Ti3SiC2 타입의 MAX-상들로 만들어질 수 있다.
MAX-상 재료들은 세라믹 재료들의 몇몇 특성과 금속들의 몇몇 특성을 조합한 나노-층상 세라믹이다.
SiC는 강철의 녹는점보다 더 높은 약 2000℃의 녹는점을 가진다. 더구나, 이는 코어 내에서 완화 효과를 가지며, 코어 런어웨이가 제한되는 것을 가능하게 한다.
유리하게도, 세그먼트들은 냉각 유체에 의해 가해지는 내부 압력에 훨씬 더 저항하는, 섬유 강화 SiC(SiCf)로 만들어진다.
세그먼트들로 만들어지는 내부 구조는 RNR-Na 원자로에 대해 약 3 내지 5 bar이며, RNR gas 원자로에 대해 약 1 내지 1.5 bar인, 다발 냉각 유동을 수립하는데 요구되는 내부의 고압에 저항할 수 있다.
더구나, 내부 구조의 세라믹 재료들은 냉각 유체의 내부의 고압에 저항하기 위해 고온에서 충분한 기계적 저항성을 유지한다.
본 발명에 따른 내부 구조는 작동 온도에서부터 연료의 녹는 온도까지의 범위에 있는, 우발적인 상황에 도달될 수 있는 고온의 영역에서 핵분열성 다발 냉각 유동의 구속을 유지한다.
더구나, 우발적인 상황에서, 내부 구조는 연료 요소들과 접촉하는 제1 구조이다.
세라믹 재료들의 높은 녹는 온도 때문에, 이의 본래의 상태를 유지함으로써 이것이 다발의 국소적인 용융의 경우에 특히 반경방향으로 연료 변위의 가능성을 제한함으로써 사고의 확실한 경감을 제공한다.
SiC/SiCf 및 Ti3SiC2 타입 MAX-상 복합재는 저항성과 인성에 대한 적당한 기계적 특성을 가지며, 2000℃까지 기계적인 연료 다발 구속을 보장한다.
더구나, 중성자 관점에서, 이런 재료들은 통상의 작동에서 금속보다 더 적합하게 중성자 균형에 이르게 한다.
게다가, 이의 불명확한 "투명도"에 더하여, SiC/SiCf는 우발적인 과도현상을 일으키기 시작하는 도플러 계수를 개선시키는 유동 완화 효과를 제공한다.
우발적인 용융 상황에서 잠재적인 코어 반응성의 변화량에 대해, SiC/SiCf에 의한 강철로 만들어진 어셈블리 몸체의 일부분의 대체는 용융된 강철을 배출함으로써 야기되는 반응성의 변화량을 상당히 감소시킨다. 최신의 어셈블리들에서, 핵분열성 영역에서 강철의 체적 비율은 연료 요소들과 어셈블리 몸체의 피복으로 이루어진다. 본 발명에 의해, SiC/SiCf를 사용하는 어셈블리 몸체의 일부분의 제조는 강철의 체적 비율을 감소시키며, 그에 따라 관련된 배출 효과를 감소시킨다.
본 발명에 따른 어셈블리 몸체는 다음과 같이 조립된다:
- 프레임(8)에 설치되는 세그먼트들(10.1),
- 클립-온 시스템을 사용하여, 프레임(8)의 길이방향의 단부들에 소켓 결합되는 단부 슬리브들(4 및 6), 및
- 소켓들에 용접.
프레임(8)의 창들을 막는 플레이트들의 형태로 내부 구조를 제조하는 것이 고려될 수 있으며; 이와 같은 실시예는 보다 확실하게 RNR gas 원자로에 적합하며: 기체 압력이 낮기 때문에, 플레이트들이 두껍지 않을 수 있다.
예를 들면, 이런 플레이트들은 프레임의 러너들에 조립된다.
예를 들면 플레이트들은 SiC로 만들어지며, 프레임과 슬리브들은 바나듐으로 만들어진다.
4세대 나트륨 냉각 고속 중성자 원자로에 보다 확실하게 적합한 예시적인 일 실시예를 이제 설명할 것이다.
치수는 다음의 조건들에 근거하여 계산되었다:
- 210.8 mm의 연료 어셈블리 망 또는 어셈블리 사이의 갭의 피치,
- 197.3 mm의 연료 다발들의 크기에 의해 한정되는, 육각형 단면을 가지는 튜브의 경우에, 어셈블리 몸체의 내부에 있는 평평한 부분들 사이의 거리,
- 1000 mm의 코어의 핵분열 높이,
- 0.34 MPa의 어셈블리 몸체에서 내부 나트륨 고압,
- 코어에 들어갈 때 395℃, 및 코어에서 나올 때 550℃의 나트륨 온도,
- 3.3.1027 n.m-2의 최대 플루언스(E > 111 keV).
평평한 부분들 사이의 내부 거리는 육각형의 내부 구조의 두 개의 평행한 면들을 분리시키는 거리이며, 평평한 부분들 사이의 내부 거리는 육각형의 외부 표면의 두 개의 평행한 면들을 분리시키는 거리이다.
이런 치수와 작동 조건에 근거하여, 본 발명에 따른 어셈블리 몸체의 다양한 요소들의 특징은 다음과 같을 수 있다:
- 제1 슬리브(4)와 제2 슬리브(6)는 207.8 mm의 평평한 부분들 사이의 외부 거리와 197.3 mm의 평평한 부분들 사이의 내부 거리, 즉 5.25 mm의 두께를 가지는 316 Ti 표준 오스테나이트 강으로 만들어지며,
- 프레임(8)은 207.8 mm의 평평한 부분들 사이의 외부 거리와 205.8 mm의 평평한 부분들 사이의 내부 거리, 즉 1 mm의 두께를 가지는 EM10 강철로 만들어진다. 프레임은 투각된다. 창들의 치수는 230 mm x 99 mm이다.
- 내부 구조는 204.8 mm의 평평한 부분들 사이의 외부 거리와 198.3 mm의 평평한 부분들 사이의 내부 거리, 즉 3.25 mm의 두께를 가지는, 핵분열 높이를 넘어 연장되는 네 개의 세그먼트들로 형성되는, 섬유 강화 SiC-SiCf 복합 세라믹 재료로 만들어진다.
유리하게도, 제조 중에 어셈블리 몸체의 구조를 제어하기 위해, 기능적인 허용오차 간격에 따르는 동안에, 몸체는 높이 250 mm 세그먼트들의 형태로 만들어질 수 있다.
위의 치수들은 코어에서 작동 조건 하에 재료들의 다양한 특성을 고려하여 결정되었다. 사실상, 프레임(8)과 제1 및 제2 슬리브들(4 및 6)에 사용되는 금속들은 SiC-SiCf보다 많이 팽창된다.
SiC-SiCf의 팽창 계수는 4.10-6이며, EM10 강철과 연료 핀들의 피복의 팽창 계수는 12.10-6와 14.10-6 사이이다.
연료 다발과 SiC로 만들어진 내부 구조 사이의 이런 상이한 팽창에 적응하기 위해, 세그먼트들(10.1)의 평평한 부분들 사이의 거리는 198.3 mm이며, 즉 제1 및 제2 슬리브들(4, 6)의 평평한 부분들 사이의 거리보다 1 mm 더 크다. 세그먼트들은 조립 갭을 허용하는, 세그먼트들의 외부 치수에 적합한 기계 가공된 소켓 결합 구멍을 가지는 슬리브들에 끼워 맞춰진다. 예를 들면, 구멍의 내부 치수는 205.8 mm이며 세그먼트들의 외부 치수는 204.8 mm이다.
그러므로 핀 다발과 어셈블리 몸체 사이의 갭은 작동 온도에서 상호 작용을 방지하기 위해 세그먼트들의 내부 벽에 직면하여 1 mm만큼 증가된다.
더구나, 프레임의 재료와 세그먼트들의 재료는 유동을 받을 때 상이한 팽창을 가진다: 확보된 플루언스에서 EM10은 이의 사용 수명의 끝에서만 팽창할 것이다. 이와 반대로, SiC-SiCf는 처음 방사선으로 조사되는 순간에, 예를 들면 처음으로 약 0.34.1025 n/m2의 고속 플루언스가 도달될 때 팽창한다.
SiC-SiCf는 400℃와 550℃ 사이의 작동 온도에서 약 1% 내지 1.5%인 이의 포화 체적 팽창 값에 매우 빠르게 도달한다.
EM10으로 만들어진 프레임(8)과 강한 상호 작용 없이 사용 수명의 시작에서 SiC의 이런 팽창에 적응하기 위해 세그먼트들의 외부 표면과 프레임(8)의 내부 구조 사이에 갭이 있다.
예를 들면, 205.8 mm의 EM10 프레임의 평평한 부분들 사이의 내부 거리와 204.8 mm의 SiC 세그먼트들의 평평한 부분들 사이의 외부 거리와 함께, 1 mm의 초기 갭이 허용된다.
더구나, 축방향 갭이 유리하게도 세그먼트의 단부가 제2 슬리브에 소켓 결합되는 구멍에서 허용된다.
제2 슬리브는 예를 들면, 유닛이 조립될 때 이것이 5 mm의 축방향 갭을 만들 정도의 깊이를 가진다.
유리하게도, 축방향 갭 보상 장치가 어셈블리들이 원자로에 설치되기 전에, 특히 이송 및 작동들을 취급하는 중에 인접한 위치에 세그먼트들을 고정하기 위해, 세그먼트의 단부와 제2 슬리브 사이에 포함된다.
예를 들면, 보상 장치는 세그먼트들의 축방향 스택과 상부 제2 슬리브 사이에 삽입되는 크기 5 mm의 기복들을 가지는 얇은 와셔의 형태를 취할 수 있다.
작동의 초기에 와셔는 세그먼트들이 축방향 팽창을 받을 때 구겨진다.
예를 들면, 세그먼트들의 두께는 약 3.5이며, 이는 내부 압력의 영향 하에서 세그먼트들의 응력 수준이 최소화되는 것을 가능하게 한다. 더구나, 세그먼트들의 내부 리지들의 영역에 있는 연결부 필렛들은 응력 집중을 방지하며, 다발의 코너 핀의 냉각 채널의 수력 직경을 조절하기 위해 5 mm로 측정된다.
그러므로 위에 주어진 치수를 가지는 요소들을 가지는, 본 발명에 따른 어셈블리 몸체는 다음의 치수들을 가진다:
- 207.8 mm의 평평한 부분들 사이의 외부 거리,
- SiC TH의 상부에서 국소적으로 197.3 mm 내지 198.3 mm의 평평한 부분들 사이의 내부 거리,
- 3 mm의 망 피치에서 허용오차.
이런 동일한 코어에 적합한 최신식의 EM10으로 만들어진 금속 모놀리식 어셈블리 몸체의 치수는 아래에 주어진다:
- 206.3 mm의 평평한 부분들 사이의 외부 거리,
- 197.3 mm의 평평한 부분들 사이의 내부 거리,
- 망 피치에서 허용오차(어셈블리 사이의 허용오차): 4.5 mm.
이런 치수들에 근거하여, 최신식의 강철로 만들어진 모놀리식 어셈블리 몸체와 본 발명에 따른 어셈블리 몸체의 코어의 핵분열성 체적에서 재료들의 체적 비율은 계산되었으며 아래의 표 1에 제공되었다.
핵분열성 영역의 체적 비율 금속 나트륨 SiC-SiCf
모놀리식 어셈블리 몸체 8.17% 4.22% 0%
금속/SiC-SiCf 어셈블리 몸체 0.44% 6.05% 5.9%
그러므로 본 발명에 의해, 금속의 체적 비율이, 최신식의 어셈블리 몸체의 경우에 8.17% 대신에 0.44%이기 때문에, 크게 감소된다는 것이 보여질 수 있으며, 이는 개선된 중성자 특성, 즉 개선된 중성자 "투명도"와 완화 효과를 가지는 SiC-SiCf 재료의 상당한 체적 비율의 기여에 주로 기인한다.
프레임(8)의 리세스들에 있는 나트륨의 존재는 어셈블리 사이의 공간의 나트륨의 체적 비율을 1.8%만큼 조금 증가시킨다.
어셈블리 몸체를 구성하는 재료들의 체적 비율의 이런 변경의 효과의 중성자 평가는 금속 모놀리식 어셈블리 몸체와 비교하여, 주어진 체류 시간 동안 코어에 대해 보여진다:
- 0.3 $의 나트륨 배출 계수에 대한 이득,
- 10%의 도플러 계수에 대한 이득,
- 재생 이득과 Pu 투자에 대한 약간의 이득,
- 연료 요소들의 피복에 대한 손상의 유사한 비율,
- 기준 금속 TH에 대한 145 dpa에 비교되는, 186 dpa-SiC의 SiC에 대한 손상의 비율.
재생 이득, GR은 핵분열성 원자들의 최종 개수와 핵분열성 원자들의 초기 개수 사이의 비율이며; GR이 > 1일 때, 증식이 일어나는 것으로 언급되며; 소비되는 것보다 더 많은 핵분열성 물질이 산출된다. 이는, 예를 들면, 프로세스의 끝에, 시작보다 더 많은 Pu239를 가지는 친핵연료 U238로부터 Pu239가 생성되는 RNR 원자로의 경우이다.
dpa 또는 원자당 변위는 고속 중성자 유동을 받은 재료에 의해 초래된 방사선 손상을 나타내며; 이는 재료의 원자가 (0.1 MeV보다 큰 에너지의) 고속 중성자의 충돌 하에 변위를 받는 횟수를 통계학적으로 정량화한다.
더구나, 금속의 체적 비율의 실질적인 감소는 또한 용융된 금속이 용융의 경우에 배출될 때 이런 배출에 의해 야기되는 반응성의 변화율이 상당히 감소되기 때문에 우발적인 용융 상황에 양향을 끼친다.
그러므로 본 발명에 따른 어셈블리 몸체는, 현존하는 어셈블리 몸체들의 시방서들을 만족시키는 한, 통상의 작동, 10-2/년보다 빈번하게 일어나는 작동 사고를 정량화하는 사고적인 작동, 및 우발적인 작동 중에 코어의 중성자 작동 파라미터들이 상당히 개선되는 것을 가능하게 한다.
이는 또한 코어 구조 재료들의 전체 내화의 정도를 강화함으로써, 그리고 사고가 일어나는 동안에 이들의 반응성 영향을 감소시킴으로써, 연료의 용융에 이르게 할 수 있는 사고를 경감시키는 요소들을 제공한다.
본 발명에 따른 어셈블리 몸체는 예를 들면 NbZrC와 같은 내열성 금속들, 또는 예를 들면 바나듐과 같은 반내열성 금속들로 슬리브들과 프레임을 만듦으로써 기체 냉각 고속 중성자 원자로에 쉽게 적용할 수 있다.
프레임에 가해지는 대부분의 극심한 조건들을 만족시키는, 동일한 금속으로 프레임과 슬리브들을 만드는 것이 결정될 수 있지만; 그러나, 비용이 차이 나는 재료들이 가급적 선택되는 이유로, 슬리브들의 재료가 중성자 유동 저항성에 대한 특성을 덜 가지기 때문에, 이의 특성은 사용의 조건에 대해 조절된다.
작동 온도가 350℃ - 700℃의 범위 내에 있는 RNR-Na 원자로에 사용되기 위한 어셈블리 몸체의 경우에, 프레임 및 슬리브들과 같은 금속 부분들은 오스테나이트, 페라이트 및 페라이트/마텐자이트 스테인리스강들로 만들어지며, 세라믹 내부 구조는 SiC-SiCf 또는 Ti3SiC2 타입의 MAX-상들로 만들어질 수 있다.
작동 온도가 350℃ - 900℃의 범위 내에 있는 RNR-gas 원자로에 사용되기 위한 어셈블리 몸체의 경우에, 프레임 및 슬리브들과 같은 금속 부분들은 내열성 금속들로 만들어질 수 있으며, 세라믹 내부 구조는 SiC-SiCf 또는 Ti3SiC2 타입의 MAX-상들로 만들어질 수 있다.
내부 세라믹 구조를 제외하고, 본 발명은 새로운 재료들을 개발하는 요건이 없지만, 이의 특성이 원자로 어셈블리들에 이전에 테스트된, 현존하는 재료들이 사용될 수 있다는 이점을 가진다.

Claims (22)

  1. 핵연료 어셈블리를 형성하도록 핵연료 핀들을 받아들이기 위한 핵연료 어셈블리 몸체로서,
    길이방향 축(X)의 상기 몸체는
    상기 어셈블리 몸체의 길이방향 단부들을 형성하는 금속 재료로 만들어지는 제1 튜브형 세그먼트(4)와 제2 튜브형 세그먼트(6),
    상기 제1 슬리브(4)와 제2 슬리브(6)를 연결하는 금속 재료로 만들어지는 프레임(8)이며, 상기 프레임(8)은 투각되는 상기 프레임, 및
    상기 프레임(6)의 내측으로 상기 제1 슬리브(4)와 제2 슬리브(6) 사이에 배치되는 세라믹 튜브형 내부 구조(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 구조(10)는 이를 횡단하기 위한 냉각 유체의 누설을 방지하는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내부 구조(10)는 측정된 누설 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 구조(10)는 길이방향으로 겹쳐진 세그먼트들(10.1)을 포함하며, 상기 내부 구조(10)의 양 단부들에 배치되는 상기 두 개의 세그먼트들(10.1)은 상기 제1 및 제2 슬리브들(4, 6)에 부분적으로 관통되는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 세그먼트들(10.1)은 서로 소켓 결합되는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 소켓 결합된 세그먼트들(10.1)의 길이방향 단부들은, 하나의 경우에, 홈(26) 및, 다른 하나의 경우에, 정합하는 형상의 리브(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임(8)은 창들을 한정하는 지주들의 조립에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프레임은 축방향 및 횡방향의 지주들을 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  9. 제4항, 제5항, 제6항, 및 제8항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 횡방향 지주들은 상기 세그먼트들(4, 6)이 연결되는 영역들을 커버하는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임(8)은 용접에 의해 상기 슬리브들(4, 6)에 부착되는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임(8)은 기계적 조립 방법에 의해 상기 슬리브들(4, 6)에 부착되는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기계적 조립 방법은 도브테일 조인트 타입을 가지는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  13. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임(8)은 원형 또는 장방형 슬롯들을 형성하는 드릴 구멍들로 천공되는 튜브로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  14. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 구조(10)는 상기 프레임(8)의 상기 창들을 막기 위해 상기 프레임(8)에 부착되는 플레이트들로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  15. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 어셈블리의 상부 부분에 위치하기 위한 상기 단부 부분의 끝과 상기 제2 슬리브 사이의 축방향 동작을 보상하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 보상 장치는 상기 단부 세그먼트와 상기 제2 상부 슬리브 사이에 삽입되는 크기 5 mm의 기복들을 가지는 와셔인 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서,
    정육각형 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  18. 제1항 내지 제17항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 구조(10)는 SiC, 섬유 강화 SiC 또는 Ti3SiC2 타입의 MAX-상들로 만들어지는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  19. 제1항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서,
    나트륨 냉각 고속 중성자 원자로를 위해, 상기 슬리브들(4, 6)과 상기 프레임(8)은 오스테나이트, 페라이트 또는 페라이트/마텐자이트 강들로 만들어지는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  20. 제1항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서,
    나트륨 냉각 고속 중성자 원자로를 위해, 상기 슬리브들(4, 6)은 316 Ti 표준 오스테나이트 강으로 만들어지며 상기 프레임(8)은 EM10으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  21. 제1항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서,
    기체 냉각 고속 중성자 원자로를 위해 상기 슬리브들(4, 6)과 상기 프레임(8)은 내열성 금속들로 만들어지는 것을 특징으로 하는 어셈블리 몸체.
  22. 받침대,
    청구항 제1항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 따른 어셈블리 몸체,
    상기 어셈블리 몸체에 배치되는 핵연료 핀들, 및
    상부 중성자 보호부를 포함하며,
    상기 몸체는 예를 들면 용접에 의해, 상기 받침대(11)에 그리고 상기 제1 및 제2 슬리브들(4, 6) 각각의 영역에 있는 상기 상부 중성자 보호대(13)에 부착되는 것을 특징으로 하는 어셈블리.
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