KR20120102666A - 방사성 파편 포집장치 - Google Patents

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뱁콕 앤드 윌콕스 캐나다 엘티디.
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Abstract

원자력 발전소의 일차열수송계통의 주 유동 안에서 파편을 제거하기 위하여 방사성 파편 포집장치가 증기 발생기 내부에 설치되어야 한다. 방사성 파편 포집장치는 외부 실린더와 동축의 내부 실린더를 포함하되, 이들은 모두 상단부와 하단부를 갖는다. 상단 플레이트는 외부 실린더와 내부 실린더의 상단부들을 연결한다. 상기 트랩을 둘러싸는 바닥 플레이트는 외부 실린더의 하단부에 연결된다. 내부 실린더의 하단부와 바닥 플레이트 사이에 갭이 형성되는데, 이러한 갭을 통하여 주 유동이 외부 실린더와 내부 실린더 사이의 환형의 빈 공간부 안에 위치하는 침강 챔버로 유입된다. 복수의 작은 구멍이 외부 실린더의 상부에 위치하는데, 이러한 복수의 작은 구멍을 통하여 액체가 방사성 파편 포집장치로부터 배출된다. 방사성 파편 포집장치를 증기 발생기에 고정적으로 연결하기 위한 수단은 외부 실린더의 외부면 상에 제공된다. 또한, 작업자가 과도한 방사선에 노출되지 않도록 하면서 증기 발생기로부터 방사성 파편 포집장치를 제거하기 위한 수단이 포함된다.

Description

방사성 파편 포집장치{RADIOACTIVE DEBRIS TRAP}
본 발명은 일반적으로 원자로에 대한 기술분야에 관한 것으로 특히 원자력 발전소의 일차열수송계통으로부터 금속 미세입자 및 금속 조각을 제거하기 위해 증기 발생기의 주 배출구 플리넘에 설치되는 방사성 파편 포집장치에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, Babcock & Wilcox사가 1992년에 저작권을 취득한 편집인이 Stultz와 Kitto인 증기/증기의 발생 및 사용의 40번째판과 Babcock & Wilcox사가 2005년에 저작권을 취득한 편집인이 Stultz와 Kitto인 증기/증기의 발생 및 사용의 41번째판에서 설명된 바와 같이, 원자력 발전소에서 사용되는 재순환 증기 발생기(RSGs; Recirculating Steam Generators)는 가압수형 원자로(PWR; Pressurized Water Reactor) 또는 가압중수형 원자로(PHWR; Pressurized Heavy Water Reactors)(주로 CANDU) 시스템의 일부로서 전세계에의 많은 제조사에 의해 공급된다. 이것들은 큰 장치로서, 높이의 범위는 약 38에서 73ft(11.6에서 22.6m)이고 무게는 약 50에서 790톤(45에서 717tm)이다. 각각의 RSG는 수직방향 쉘로서, 상부 쉘(또는 증기 드럼) 내부에서 튜브 다발 위에 위치한 증기-물 분리 장비를 구비한 반전된 U자형 튜브 열교환기이다. 원통형 슈라우드(shroud) 또는 번들 래퍼(wrapper)는 튜브 다발을 둘러싸 그것을 하부 쉘과 분리한다. 이것은 재순환되는 물을 증기 분리기로부터 유닛의 바닥부에서의 튜브 다발 유입구로 되돌리는 하강관(downcomer) 역할을 하는 환형 부분을 생성한다. 일반적으로, 도 1에서 도시된 바와 같이 도면부호 100으로 지정된 피드 링(feed ring) 타입의 RSG에서, 급수는 노즐과 머리부에 의해 하강관의 상부로 유입되고 상기 분리기를 따라 흐르다가 다시 아래로 튜브 다발 안으로 흐른다. 예열기 타입의 RSG에서, 급수 유동은 노즐과 급수 분배 박스를 통하여 증기 발생기로 들어가 튜브 다발의 저온 레그(leg)의 배출구 단부에 있는 차단부(baffled section)로 흘러가는데, 이때 튜브 다발 내부에서 고온 레그 라이저(riser) 유동과 만나기 전에 상기 배출구 단부에서 포화될 때까지 가열된다.
일반적인 피드 링 타입의 RSG의 유동 구성 및 주요 설계 특징은 다음과 같다. 뜨거운 일차냉각수가 주 유입구 노즐(120)을 통해 용기의 주 머리부(110) 부분에 유입되는데, 이때 상기 머리부는 분리 플레이트(50)에 의해 두 개의 플리넘(130, 140)으로 분리된다. 일차냉각수는 U자형 튜브 다발(150)의 내부를 통과하여 흐르고 주 머리부의 배출구 플리넘(140)과 주 배출구 노줄(160)을 통하여 증기 발생기(100)로부터 배출된다. 대부분의 RSG 설계에서, U자형 튜브는 튜브 다발의 상단부에서 연속적인 180도의 굽힘을 형성한다. 도시된 구성에서, 이차측(secondary-side) 급수는 급수 노즐(180)을 통하여 상부 쉘(170)로 유입되고 피드 링(미도시)으로 운송되며 상부 쉘(170) 안에 위치한 증기-물 분리 장비(190)로부터 되돌아오는 물과 혼합된다. 물은 슈라우드와 쉘 사이의 하강관 환형부 아래로 튜브시트로 흐르는데, 이때 물은 튜브시트에서 튜브 다발로 유입된다. 이차측 물은 튜브 다발을 통하여 상방으로 통과함에 따라 가열되어 핵에 의한 비등열전달을 통해 증기를 발생시키면서, 이상(two-phase)의 유동을 생성한다. 고온부(hot-side) 또는 저온부(cold-side) U자형 튜브 다발 위치에 따라, 10에서 40% 품질의 증기는 튜브 다발로부터 배출되고 상부 쉘(170) 안에서 주(primary) 및 부(secondary) 증기 분리 장치(190)로 분배되어 효과적으로 수분이 제거된(0.25% 미만의 물) 증기를 증기 배출구 노즐(200)을 통하여 이차측 동력 사이클로 보낸다. 증기 발생기를 떠나는 물은 상기 환형부 아래에서 재순환되는데, 이때 상기 물은 추가의 증기 발생을 위해 다발 유입구로 되돌아가기 전에 상기 환형부에서 급수와 혼합된다.
작동하는 동안, 파편은 종종 스팀 발생기(100)의 일차냉각수 순환로 또는 일차열수송계통 안에 축적되기 시작할 수 있다. 파편의 재료에 따라, 일반적으로 일차열수송계통에서 발견될 수 있는 유형의 파편은 크기가 1평방mm 또는 그보다 작을 수 있고, 또는 파편 조각은 길이가 4mm이고 폭이 2mm인 정도의 크기일 수 있다. 파편에 의해 야기되는 손상 및 결함은 원자력 발전소에 문제들을 일으킬 수 있다. 따라서, 파편에 의해 야기되는 업계의 많은 문제들에 대응하여 다양한 파편 포집장치가 개발되는 것이 필연적으로 뒤따른다.
예를 들어, Wilson 등에 의한 미국특허 제4,684,496호("Wilson")는 원자로 용기 자체 안에 설치되는 가압수형 원자로를 위한 파편 포집장치를 설명하고 있다. Wilson에서 개시된 파편 포집장치는 연료 집합체의 하단 노즐부의 내부에 장착되어 냉각수 흐름에 의해 원자로의 하부 코어 플레이트의 개구부로부터 연료 집합체로 운반되는 파편을 포집하고 보유하는 것으로 교차 배열 방식으로 서로 나란한 복수의 스트랩(strap)으로 만들어진다.
그러나, 원자력 발전소에서 파편에 의해 야기되는 문제들의 넓은 범위로 인해, 더 많은 양의 파편을 제거하여 파편에 의해 일어나는 문제들을 감소시킬 수 있는 간단한 파편 포집장치에 대한 필요성이 명백하게 남아있다.
본 발명의 일 측면은 평균 농도보다 높은 농도의 파편 입자, 즉 금속의 미세입자와 조각을 시스템의 주 유동 전체를 방해하지 않고서 원자력 발전소의 일차열수송계통으로부터 표적하고 제거할 수 있는 방사성 파편 포집장치를 안출하는 데에 있다. 본 발명의 다른 측면은 어떠한 타입의 증기 발생기에도 설치될 수 있는 간단하지만 효과적인 방사성 파편 포집장치를 안출하는 데에 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 측면은 원자력 발전소의 일차열수송계통의 주 유동 내에서 부유되어 운반되는 파편을 제거하기 위해 증기 발생기 안에 설치되도록 구성되는 방사성 파편 포집장치를 안출하는 데에 있다. 방사성 파편 포집장치는 전체가 금속으로 만들어지고 외부면, 상단부 및 둘레를 가지는 하단부를 갖는 외부 실린더를 포함한다. 또한, 본 발명은 외부 실린더 내부에 위치한 동축의 내부 실린더를 포함한다. 내부 실린더는 상단부와 하단부를 포함한다. 또한, 상단 플레이트는 외부 실린더와 내부 실린더의 상단부를 연결한다. 복수의 작은 구멍이 외부 실린더의 상부에 위치한다. 주 유동에 포함된 액체는 이러한 구멍을 통하여 방사성 파편 포집장치로부터 배출된다. 또한, 복수의 구멍은 주 유동 안에서 부유되어 운반되는 파편에 작용하는 중력이 주 유동 자체에 의해 파편 작용하는 상방의 항력보다 큰 것을 보장토록 크기가 형성된다.
본 발명의 방사성 파편 포집장치는 외부 실린더와 내부 실린더 사이에 위치하는 환형의 빈 공간부를 포함한다. 환형의 빈 공간부는 복수의 작은 구멍 아래에 배치되는 침강 챔버를 포함한다. 바닥 플레이트는 방사성 파편 포집장치를 둘러싸는(enclose) 것으로 외부 실린더의 하단부의 둘레에 연결된다. 내부 실린더의 하단부와 바닥 플레이트 사이에 갭이 위치한다. 부유되어 운반되는 파편을 내포하는 주 유동은 이러한 갭을 통하여 침강 챔버로 유입된다. 또한, 본 발명은 방사성 파편 포집장치의 후면부 상에서 외부 실린더의 외부면에 고정적으로 부착되는 방사성 파편 포집장치를 증기 발생기에 고정적으로 연결하기 위한 수단을 포함한다. 추가적으로, 작업자가 과도한 방사선에 노출되지 않도록 하면서 증기 발생기로부터 방사성 파편 포집장치를 제거하기 위한 수단이 방사선 파편 포집장치의 전면부 상에 제공된다. 이러한 수단에 대한 바람직한 실시예는 서로에 대하여 삼각으로 배열되고 중심에 배치되는 최상부의 암형 지지 브래킷을 포함하는 세 개의 암형 지지 브래킷을 포함한다. 또한, 방사성 파편 포집장치를 증기 발생기로부터 제거하기 위한 수단은 원격 로봇 암을 포함하는데, 이것은 방사성 파편 포집장치의 전면부에 부착된 암형 지지 브래킷과 결합하는 상호 보완적인 세 개의 수형 지지 브래킷을 구비하도록 구성된다.
본 발명을 특징지우는 신규의 다양한 특징들은 첨부되어 본 명세서의 일부를 형성하는 청구항에 구체적으로 나타나 있다. 본 발명과 이의 사용에 따라 얻어지는 작동상의 이점 및 구체적인 이익을 더 잘 이해하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예들이 나타나 있는 첨부된 도면과 설명된 내용을 참조한다.
본 발명에 따른 방사성 파편 포집장치에 의하면, 평균 농도보다 높은 농도의 파편 입자를 시스템의 주 유동 전체를 방해하지 않고서 원자력 발전소의 일차열수송계통으로부터 표적하고 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방사성 파편 포집장치는 어떠한 타입의 증기 발생기에도 설치될 수 있도록 간단하면서도 효과적이다.
다음과 같은 도면들에서:
도 1은 일차열수송계통을 구비한 재순환 증기 발생기를 나타내는 개략적인 단면도로서, 본 발명의 방사성 파편 포집장치가 설치될 수 있는 실시예를 나타내고;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사성 파편 포집장치를 나타내는 사시도이며;
도 3은 도 2의 방사성 파편 포집장치를 나타내는 단면도로서, 도 2의 화살표 3-3 방향으로 보여지고;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사성 파편 포집장치를 나타내는 사시도이며;
도 4a는 도 4의 방사성 파편 포집장치를 나타내는 단면도로서, 도 4의 화살표 4A-4A 방향으로 보여지고;
도 5는, 재순환 증기 발생기의 분리 플레이트 상에 위치하는, 도 2, 3, 4 및 4a에 도시된 방사성 파편 포집장치를 위한 지지부를 나타내는 사시도이며;
도 6은 베이스 지지 플레이트의 수형 지지 브래킷에 연결되는 방사성 파편 포집장치의 하부 암형 지지 브래킷을 나타내는 개략적인 단면도이고;
도 6a는 베이스 지지 플레이트의 수형 지지 브래킷에 연결되는 방사성 파편 포집장치의 상부 암형 지지 브래킷을 나타내는 개략적인 단면도이며;
도 7a는 육각형 머리부를 가진 체결용 탭 볼트를 나타내는 측면도이고;
도 7b는 오픈되고 접히지 않은 상태에 있는 체결용 탭을 구비한 육각형 머리부를 가진 체결용 탭 볼트를 나타내는 평면도이며;
도 8은 본 발명의 실시예들을 설치하거나 제거하기 위해 사용되는 원격 툴링 로봇 암을 개념적으로 나타내는 사시도이다.
이하, 도면들을 참조하면, 동일한 도면부호는 여러 도면들에서 동일하거나 기능적으로 유사한 구성요소를 나타내기 위해 사용되는 것으로, 도 2 및 3은 본 발명의 방사성 파편 포집장치(10)의 바람직한 실시예를 나타낸다. 본 발명은 원자력 발전소의 일차열수송계통(PHT system; primary heat transport system)의 주 유동(primary flow)(46)으로부터 금속 미세입자 및 금속 조각을 제거하기 위해 U-튜브형 재순환 증기 발생기(RSG; recirculating steam generator)(100)의 주 머리부 안에 설치될 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 전면부와 후면부를 가지는 방사성 파편 포집장치(10)의 바람직한 실시예는, 주요 구성요소들 중에서, 외부 실린더(12)와 상기 외부 실린더(12) 내부에 배치되는 동축의 내부 실린더(14)를 포함한다. 외부 실린더(12)와 내부 실린더(14)는 모두 상단부와 바닥부를 가지고 외부 실린더(12)는 외부면을 가진다. 또한, 원뿔형의 상단 플레이트(16)는 금속성의 외부 실린더(12)를 금속성의 내부 실린더(14)에 연결한다. 상단 플레이트(16)는 파편이 방사성 파편 포집장치(10)를 향하도록 하고 어떤 입자들도 방사성 파편 포집장치(10)의 상단으로부터 탈출하는 것을 방지하는 기능을 한다. 또는, 상단 플레이트(16)는 평평하거나 경사져 형성될 수 있는 평면(planar surface)일 수 있다.
또한, 바닥 플레이트(18)는 외부 실린더(12)의 하단부의 전체 둘레에 부착되어 방사성 파편 포집장치(10)의 전체 바닥을 밀폐한다. 또한, 방사성 파편 포집장치(10)를 증기 발생기(100), 바람직하게는 분리 플레이트(50)에 고정적으로 연결하기 위한 수단은 방사성 파편 포집장치(10)의 후면부 상에서의 외부 실린더(12)의 외부면에 고정적으로 부착된다. 예를 들어, 도 2는 외부 실린더(12)의 외부면에 고정된 세 개의 암형 지지 브래킷(20)을 나타낸다. 또한, 이러한 암형 지지 브래킷(20)은 서로에 대하여 삼각으로 배열된다. 이러한 세 개의 암형 지지 브래킷(20)은 도 1에 도시된 분리 플레이트(50)에서 증기 발생기(100)에 부착하는 것을 용이하게 하는 목적에 도움이 된다. 그러나, 다른 부착수단이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 수단은 도 5에 도시된 것들과 유사한 것으로 아래에서 보다 상세하게 설명되는 수형 지지 브래킷(32)을 포함할 수 있는데, 이 수형 지지 브래킷은 방사성 파편 포집장치(10)에 부착되고 암형 지지 브래킷과 결합되도록 설계된다. 또한, 볼트 연결을 사용하는 설계도 방사성 파편 포집장치(10)를 증기 발생기(100)에 부착하는 다른 가능한 수단이다. 도시된 바와 같이, 암형 지지 브래킷(20)의 유사한 세트가 방사성 파편 포집장치(10)의 반대쪽 상에 제공됨에 따라, 수동의 또는 본 명세서의 후반부에서 설명되는 로봇으로 제어되는 툴링(tooling)을 사용하여, 방사성 파편 포집장치를 용이하게 설치하고 제거할 수 있다.
침강(settling) 챔버 안에서 낮은 상방 속도를 보장토록 크기가 형성된 복수의 작은 구멍(24)은 외부 실린더의 상단부에 위치된다. 주 유동(46) 안에 포함된 액체는 상기의 구멍(24)을 통하여 방사성 파편 포집장치(10)로부터 나가지만, 주 유동(46)을 따라 방사성 파편 포집장치(10) 안으로 쓸려 들어간 파편은 그 안에 갇혀 남아있다.
방사성 파편 포집장치(10)의 바람직한 실시예는 내부 실린더(14)의 바닥부와 바닥 플레이트(18)의 사이에 위치되는 갭(22a)을 포함한다. 이러한 갭(22a)은 주 유동(46)에 의해 파편 입자들이 외측으로 침강 챔버(48) 안으로 쓸려 들어가는 것을 가능케 하는 것으로, 이때 침강 챔버는 외부 실린더(14)와 내부 실린더(12)의 사이에 배치되는 환형의 빈 공간부(cavity) 안에 위치된다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 침강 챔버 안에서의 상방 유속은 침강 속도보다 낮게 유지됨에 따라 방사성 파편 포집장치에 들어온 파편은 침강 챔버(48) 안에 또는 바닥 플레이트(18) 상에 침강되어 남아 있게 된다.
방사성 파편 포집장치(10)의 바람직한 실시예는 전체적으로 증기 발생기 안에서 접하게 되는 온도, 압력, 유동 상태 및 화학 상태를 극복하기에 적합한 등급의 스틸로 만들어진다.
도 4 및 4a는 본 발명에 따른 방사성 파편 포집장치(10)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 4 및 4a에 도시된 실시예는 바닥부(38), 전면부(40), 후면부(42), 우측부 및 좌측부를 갖는 상부 개방형(open-topped) 박스(36)을 포함한다. 상부 개방형 박스(36)의 전면부(40)는 상단부와 하단부를 갖고 상부 개방형 박스(36)의 후면부(42)는 상단부, 하단부 및 외부면을 갖는다. 도 4는 직사각형 형태를 가진 상부 개방형 박스(36)를 나타내고 있지만, 방사성 파편 포집장치(10)는 원하는 기능을 수행하는 것을 방해하지 않는 다른 형태를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상부 개방형 박스(36)는 정사각형으로 형성될 수 있다.
또한, 도 4 및 4a의 실시예는 상부 개방형 박스(36)의 내측에 위치된 경사 플레이트(44)를 포함한다. 경사 플레이트(44)는 주 유동(46)과 그 안에 부유되어 운반되는 파편을 방사성 파편 포집장치(10) 안으로 안내토록 배치되는 것으로, 전단부, 우측부, 좌측부 및 후단부를 가진다. 경사 플레이트의 전단부는 상부 개방형 박스(36)의 전면부(40)에 고정되어 부착되되 상기 박스(36)의 상단부와 같은 높이에(flush) 있다. 경사 플레이트(44)의 우측부와 좌측부는 상부 개방형 박스(36)의 우측부와 상부 개방형 박스(36)의 좌측부에 각각 고정되어 부착된다. 경사 플레이트(44)의 후단부는 상부 개방형 박스(36)의 바닥부와 상부 개방형 박스(36)의 후면부(42) 모두에 가까우나 연결되지는 않는다.
경사 플레이트(44)의 후단부와 상부 개방형 박스(36)의 후면부(42)의 사이에 유동 슬롯(22b)이 제공된다. 주 유동(46)이 방사성 파편 포집장치(10)로 들어가는 것이 이 지점에서 이루어진다. 추가적으로, 바람직한 실시예와 유사하게, 도 4 및 4a에 도시된 실시예는 방사성 파편 포집장치(10)를 상부 개방형 박스(36)의 후면부(42)의 외부면에 부착된 증기 발생기의 분리 플레이트(50)에 고정적으로 부착하기 위한 수단과, 본 명세서의 뒤에서 설명되는 수동의 또는 로봇으로 제어되는 툴링을 사용하여 설치 및 제거를 용이하게 하기 위한 수단을 포함한다. 도 4는 방사성 파편 포집장치(10)의 후면부(42)에 고정된 세 개의 암형 지지 브래킷(20)을 나타낸다.
또한, 본 발명의 방사성 파편 포집장치(10)는 상기 트랩(10)의 전면부와 후면부 상에 동일한 배열의 암형 지지 브래킷(20)을 사용하도록 설계되어 수형 지지 브래킷(32)을 부착용 방사성 트랩 지지부(26) 상 그리고 후술할 로봇 암(R) 제거 도구 상 모두에 단단히 결합하게 한다. 추가적으로, 더 많거나 더 적은 암형 지지 브래킷(20)이 사용될 수 있다. 또는, 수형 지지 브래킷(32)는 암형 지지 브래킷(20)과 결합하도록 설계된 방사성 파편 포집장치(10)에 부착될 수 있다. 또한, 볼트 연결을 사용한 설계는 방사성 파편 포집장치(10)를 증기 발생기에 부착하는 다른 가능한 수단이다.
추가적으로, 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이, 상기에서 설명한 본 발명의 모든 실시예는 방사성 파편 포집장치(10)가 상방으로 움직일 수 없어 증기 발생기의 분리 플레이트(50)로부터 분리되지 않게 되는 것을 보장하기 위하여 볼트(70)와 볼트의 육각형 머리부(72)에 결합하기 위한 체결용(locking) 탭(74) 을 포함할 수 있다. 특정 상황 하에서, 분석 및 유동 상태가 방사성 파편 포집장치(10)의 상방 이동이 일어날 것 같지 않은 것을 나타낸다면 볼트(70)는 필요하지 않을 수 있다. 체결용 탭(74)는 금속 박판으로 제작된다. 모든 수형 브래킷들(32)과 암형 브래킷들(20) 중에서 최상부의 중심 브래킷에는 볼트(70)와 결합하는 파일럿 홀(pilot hole)(60)이 구비되어 있다. 또한, 체결용 탭(74)은 볼트(70)가 돌아갈 수 없도록 수형 브래킷(32) 또는 암형 브래킷(20)의 모서리 위로 접히는 립부(lip)를 포함한다. 또는, 볼트(70)는 상기 브래킷(20, 32)들에 또는 플레이트에 용접되어 돌아가지 않도록 할 수 있고 그때 볼트(70)의 육각형 머리부(72)를 구부려 볼트(70)가 돌아가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도 6 및 6a에 나타나 있는 바와 같이, 미끄럼 끼워맞춤(snug fit)을 보장토록 상기 지지 브래킷(20, 32)의 면 상에 경사각이 가공된다.
추가적으로, 도 4에 도시된 본 발명의 실시예는 상부 개방형 박스(36)의 전면부(40)의 상부를 가로질러 위치되는 복수의 작은 구멍(24)을 포함한다. 이러한 작은 구멍(24)은 침강 챔버(48)의 상부에 위치되고 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 침강 챔버(48) 안에서 낮은 속도를 보장토록 크기가 형성된다.
본 발명의 방사성 파편 포집장치(10)의 모든 실시예는 도 1에 도시된 바와 같이 증기 발생기(100) 안에 존재하는 분리 플레이트(50)에 용접되거나 볼트 연결되는 지지 브래킷에 단단히 고정된다. 분리 플레이트(50)는 주 머리부의 측면부와 튜브시트의 바닥부에 부착되고 주 유동(40)을 주 유입구 노즐(120)로부터 증기 발생기(100) 안의 U자형 튜브(150)를 통하여 다시 주 배출구 플리넘(plenum)(140) 안으로 그리고 주 배출구 노즐(160) 안으로 안내한다. 또한, 볼트 연결형 분리 플레이트(미도시)를 구비한 증기 발생기(100)의 경우, 지지 브래킷은 기존에 존재하는 볼트 연결용 배열 구멍들을 사용하도록 설계될 수 있다.
또한, 본 발명의 방사성 파편 포집장치(10)는 방사성 파편 포집장치(10)를 분리 플레이트(50)에 연결하기 위한 수단 또는 증기 발생기(100)의 주 배출구 플리넘(140) 내의 다른 위치에서 단단히 고정된다. 바람직한 실시예에서, 이러한 수단은 외부 실린더(12)의 외부면에 부착된다. 도 4 및 4a에 도시된 실시예에서, 이러한 수단은 상부 개방형 박스(36)의 후면부(42)의 외부면에 부착된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 방사성 파편 포집장치(10)를 증기 발생기에 부착하기 위한 수단은 증기 발생기(100)의 분리 플레이트(50)에 고정적으로 부착되는 후면을 가지는 파편 포집장치 지지용 베이스 플레이트(28)의 형태를 가질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 파편 포집장치 지지용 베이스 플레이트(28)는 또한 세 개의 수형 지지 브래킷(32)을 포함하는데 이러한 수형 지지 브래킷은 방사성 파편 포집장치(10)를 지지하는 것으로 도 2, 3, 4 및 4a에 도시된 암형 지지 브래킷(20)과 결합하도록 설계된다. 도 6 및 6a에 도시된 바와 같이, 방사성 파편 포집장치(10)가 파편 포집장치 지지용 베이스 플레이트(28)에 단단히 고정되는 것을 보장하기 위하여 바람직한 실시예는 미끄럼 끼워맞춤을 보장하는 수형 및 암형 지지 브래킷(32, 20) 상의 경사진 면을 포함한다. 상기에서 설명한 바와 같이, 방사성 파편 포집장치(10)를 파편 포집장치 지지용 베이스 플레이트(28)에 고정하기 위하여 파스너(fastener)가 필요할 수도 있다. 파스너에 대한 바람직한 실시예는 볼트가 풀리지 않는 것을 보장하기 위하여 필요한 얇은 박판 금속의 체결용 탭을 갖는 볼트로서, 이러한 볼트는 상부의 수형 지지 브래킷 상의 나선이 형성된(threaded) 연결부에 돌려 고정되어 상기 트랩이 상방으로 움직일 수 없고 이에 따라 상기 지지부들로부터 분리될 수 없는 것을 보장한다. 필요하다면, 충분히 강한 어떠한 적당한 부착 수단이 사용될 수도 있다. 또한, 도 5에 볼트나 리벳과 같은 파스너를 수용할 수 있는 네 개의 파일럿 홀(34)이 도시되어 있다. 바람직한 실시예는 이러한 설계가 작동 경험(operating experience)을 입증하였으므로 체결용 탭을 갖는 볼트일 것이다. 또는, 방사성 파편 포집장치(10)는 분리 플레이트(50)에 용접될 수 있되, 이것은 제거를 더 어렵게 만들 것이다. 도 5가 도 4 및 4a의 실시예에 대해 적절한 파편 포집장치 지지용 베이스 플레이트(28)를 도시하고 있지만, 도 3의 실시예에 대해 적절한 파편 포집장치 지지용 베이스 플레이트(28) 상의 지지 브래킷들은 방사성 파편 포집장치(10)의 곡선으로 형성된 외부면을 수용하기 위하여 필요에 따라 각도가 주어지거나 곡선으로 형성될 것으로 인식될 것이다.
상기한 바와 같이, 설명된 본 발명의 방사성 파편 포집장치(10)의 모든 실시예는 수형 브래킷(32)을 구비한 길이가 긴 로드 또는 로봇 암(R)(도 8 참조)과 같은 원격 툴링을 사용하여 제거하는 것을 용이하게 하기 위하여 전면부에 부착되는 세 개의 암형 지지 브래킷(20b)을 포함하는데, 이때 수형 브래킷은 암형 지지 브래킷(20b)에 상호 보완적이면서 암형 지지 브래킷(20b)과 결합하도록 설계된다. 그러나, 바람직한 실시예에서와 같이, 다른 부착 수단이 사용될 수도 있다. 방사성 파편 포집장치(10)의 바닥부에 진동력을 가할 수 있는 충격 해머를 구비한 길이가 긴 로드 또는 로봇 암으로 구성되는 추가의 원격 툴링이 수형 지지 브래킷(32)과 암형 지지 브래킷(20) 사이의 연결을 풀기 위하여 필요할 수 있다. 또한, 작업자가 과도한 방사선에 노출되지 않도록 하면서 방사성 파편 포집장치(10)를 안전하게 제거할 수 있는 다른 적절한 장치가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 방사성 파편 포집장치(10)의 측부에 힘을 가하는 클램핑 장치를 구비한 로봇 암(R)이 사용될 수 있다. 방사선 필드(radiation field)가 충분히 낮다면 방호복을 입은 작업자가 방사선 파편 포집장치를 제거하는 데에 이용될 수 있다.
방사성 파편 포집장치(10)에 대한 작동 원리는 파편을 함유한 주 유동(46)이 방사성 파편 포집장치(10)의 상부로 들어가 갭(22a) 또는 슬롯(22b)을 통해 침강 챔버(48)로 들어가는 것을 가능케 하는 것이다. 유체는 상기 트랩(10)에 들어간 후 방향을 바꿔 느리게 상방으로 흐르고 상기 트랩(10)의 상부 근처에 형성된 복수의 작은 구멍(24)을 통하여 배출된다.
주 유동(46)이 상방으로 방향을 바꾼 후의 상기 트랩(10) 안에서의 상기 유동(46)의 수직방향 속도가 침강 속도보다 작다면 입자들은 상기 트랩(10) 안에 머물러 있을 것이다. 즉, 방사성 파편 포집장치(10)의 내부에 입자를 보유하게 하는 조건은 방사성 파편 포집장치(10) 내부에서 주 유체의 상기 유동(46)에 의해 입자에 가해지는 상방 항력(drag force)보다 큰 중력으로 인해 입자들에 작용하는 하방 힘이다. 방사성 파편 포집장치(10) 내부에서 주 유동(46)을 발생시킬 수 있는 압력차는 유체 충돌(impingement) 속도와 복수의 작은 구멍(24)의 출구에서의 더 낮은 정압(static pressure)의 작용이다.
따라서, 침강 챔버(48)의 상부 근처에 위치한 복수의 작은 구멍은 침강 챔버 안에서의 상방 속도를 입자의 침강 속도보다 작게 제어하도록 크기가 형성된다. 즉, 상기 구멍들은 주 유동(46)에 부유되어 운반되는 파편 상에 가해지는 중력이 상기 유동(46) 자체에 의해 파편에 가해지는 상방 항력보다 더 크도록 크기가 형성된다. 이것은 상기 트랩에 들어온 파편이 트랩의 바닥부에 가라앉게 되는 것을 보장한다. 침강 챔버는 방사성 파편 포집장치에서 벤트홀의 상류로 향하는 부분이다.
방사성 파편을 포집하는 것 외에 본 발명의 방사성 파편 포집장치(10)를 위한 다른 중요한 설계 요건은 다음과 같다. 먼저, 작동하는 동안 제위치에 단단히 유지되어야 한다. 또한, 일차열수송계통 내부에서 해체될 수 있는 어떠한 부품들을 가져서는 안된다. 또한, 방사성 파편 포집장치(10)는 쉬운 설치를 위해 증기 발생기의 주 머리부 안에 맨웨이(manway)를 통해 설치되는 것이 필수적이다. 또한, 본 발명의 방사성 파편 포집장치(10)는 가벼워야 하는데, 바람직하게는 20lb(9kg) 미만이어야 하고, 이에 따라 한 명이 설치하는 것이 용이하다. 또한, 안전한 저장을 위한 취급 및 제거를 가능케 하기 위하여 밀봉된 방사성 차폐 수용부(envelope)에 수용하는 것이 용이해야 한다. 또한, 방사성 파편이 포집된 후에 방사성 파편을 제거하는 것과 방사성 폐기물을 위한 저장 장소로 이송하는 것이 용이해야 한다. 마지막으로, 일차열수송계통의 유동 손실(flow loss)을 크게 증가시키지 않도록 충분히 작아야 한다.
본 발명의 방사성 파편 포집장치(10)는 어떠한 증기 발생기에도 설치하기에 적합하고 어떠한 원자력 발전소의 일차열수송계통 안에 존재할 수 있는 방사성 파편을 제거할 수 있다. 방사성 파편 포집장치(10)는 일반적인 보일러의 정지기간 동안에 설치될 수 있는데, 이때 머리부는 오픈되고 일차열수송계통은 이미 낮은 정도의 배출 상태에 있다. 배출구측이 선택되는데, 이것은 배출구측이 유입구보다 덜 요동치기 때문일 뿐만 아니라, 평균 농도보다 더 높은 농도의 파편 입자를 포함하는 몇몇의 선택 튜브로부터의 유동이 주 유동 전체를 방해하지 않고서 "부분적으로 필터되는" 것을 목적할 수 있기 때문이다.
방사성 파편 포집장치를 보일러 내부에 설치하는 중요 이점은 장치가 약 8000시간의 하나의 원자로의 작동 사이클 기간에 걸쳐 대부분의 입자들을 포집하는 매우 높은 확률을 갖는다는 것이다. 파편은 직접적인 주 유입구에서의 유동 충돌의 영역 안에 더 많이 집중될 것으로 예상되는데, 상기 영역은 증기 발생기의 중심 가까이 및 분리 플레이트(50) 가까이의 튜브 단부를 포함한다. 방사성 파편 포집장치를 상기의 튜브의 배출구 단부의 아래에 위치시킴으로써, 방사성 파편 포집장치에 유입되는 유동이 방사성 파편 포집장치 내부에 포집될 수 있는 파편의 비교적 집중된 스트림을 포함할 것으로 예상된다.
본 발명의 방사성 파편 포집장치(10)를 개발하는 동안 테스트는 55°F의 물이 채워진 컨테이너 안에 길이가 0.017"이고 직경이 0.017"인 와이어의 작은 조각을 떨어뜨림으로써 수행된다. 스톱워치가 입자들이 컨테이너 바닥부로 떨어지는 데에 걸리는 시간을 측정하는 데에 사용되었다. 테스트하는 동안 평균 자유낙하 속도는 0.61ft/sec였다. 방사성 파편 포집장치의 배출구에서의 작은 구멍은 방사성 파편 포집장치 안에서의 수직방향 속도가 테스트에서의 침강 속도의 절반인 0.3ft/sec를 달성토록 크기가 형성된다. 더 큰 입자들은 작은 입자들보다 더 높은 침강 속도를 갖는 경향이 있다. 따라서, 이러한 테스트는 방사성 파편 포집장치가 문제를 일으킬 정도로 충분히 큰 대부분의 입자들인 직경이 0.017"보다 큰 모든 입자들을 포집할 것을 입증한다.
또한, 대략적인 효율 분석은 예를 들어 원자로 당 여덟 개의 증기 발생기를 구비한 발전소를 이용하여 수행될 수 있다. 전체 증기 발생기 안에는 전체 33,600개의 튜브를 포함하고 있으므로, 각각의 증기 발생기는 4,200개의 튜브를 가지고 있다. 네 개의 증기 발생기의 각각의 뱅크(bank)를 위해 두 개의 원자로 냉각수 펌프가 있다. 본 발명의 방사성 파편 포집장치(10)가 두 개의 증기 발생기(동일한 펌프에 의해 공급되는 증기 발생기들의 각각의 그룹에서의 하나의 증기 발생기) 안에 설치된다면, 시간이 지남에 따라 대부분의 파편이 제거될 것으로 예상된다. 방사성 파편 포집장치의 바로 위에서 튜브의 단부로부터 오는 유체의 작은 파편을 방사성 파편 포집장치가 걸러낼 것이다. 표 1은 파편이 주 유동 안에 균일하게 분포되어 있다는 가정을 기초로 한 예상되는 입자 제거율을 나타낸다.
: 설치된 방사성 파편 포집장치에 의한 입자 제거
시간(hours) PHT계통 내부의 입자(kg) 제거된 입자의 %
0 3 0%
50 2.08 31.3%
100 1.43 52.8%
200 0.67 77.7%
400 0.15 95.0%
800 0.01 99.8%
시스템 전체에 걸친 입자 추적을 포함하는 전산유체역학(CFD; Computational Fluid Dynamic) 분석이 시간 함수에 따른 보일러 튜브와 방사성 파편 포집장치 안에서의 입자 분포를 더 정확하게 예측하기 위하여 사용될 것이다.
본 발명의 적용 및 원리를 명확하게 나타내기 위하여 본 발명의 특정 실시예들이 도시되고 상세하게 설명되었지만, 이는 본 발명이 그것들로 제한되는 것을 의미하는 것은 아니고 본 발명이 상기한 원리를 벗어나지 않고서 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것으로 이해될 것이다. 본 발명의 일부 실시예에서, 본 발명의 어떤 특징은 종종 나머지 특징의 대응되는 사용 없이도 이익이 되도록 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 모든 변경과 실시예는 다음의 청구항의 범위 내에 당연히 속할 것이다.
10 ... 방사성 파편 포집장치 12 ... 외부 실린더
14 ... 내부 실린더 16 ... 상단 플레이트
20 ... 암형 지지 브래킷 22a ... 갭
24 ... 구멍 28 ... 베이스 플레이트
32 ... 수형 지지 브래킷 36 ... 상부 개방형 박스
44 ... 경사 플레이트 46 ... 주 유동
50 ... 분리 플레이트

Claims (17)

  1. 원자력 발전소의 일차열수송계통의 주 유동(46) 내에서 부유되어 운반되는 파편을 제거하기 위한, 주 머리부를 구비한 증기 발생기에 설치되는 방사성 파편 포집장치(10)로서,
    둘레를 형성토록, 외부면, 상단부, 하단부, 후면부 및 반대쪽의 전면부를 포함하는 외부 실린더(12);
    상기 외부 실린더(12)의 내부에 위치하고, 상기 외부 실린더와 동축이며, 상단부 및 하단부를 포함하는 내부 실린더(14);
    상기 외부 실린더(12)의 상단부를 상기 내부 실린더(14)의 상단부에 연결하는 상단 플레이트(16);
    상기 외부 실린더(12)의 상부에 위치하고, 액체가 통과하여 상기 방사성 파편 포집장치(10)로부터 배출되며, 상기 주 유동(46) 내에서 부유되어 운반되는 상기 파편에 작용하는 중력이 상기 주 유동(46) 자체에 의해 상기 파편에 작용하는 상방의 항력보다 큰 것을 보장토록 크기가 형성된 복수의 작은 구멍(24);
    상기 외부 실린더(12)와 상기 내부 실린더(14)의 사이에 위치하고, 상기 복수의 작은 구멍(24)의 아래에 위치된 침강 챔버(48)를 포함하는 환형의 빈 공간부;
    상기 방사성 파편 포집장치(10)를 둘러싸는 상기 외부 실린더(12)의 하단부의 둘레에 연결되는 바닥 플레이트(18);
    부유되어 운반되는 파편을 포함하는 상기 주 유동(46)이 통과하여 상기 침강 챔버(48)로 들어가도록, 상기 내부 실린더(14)의 하단부와 바닥 플레이트(18) 사이에 위치하는 갭(22a);
    상기 외부 실린더(12)의 외부면에 고정적으로 부착되는, 상기 방사성 파편 포집장치(10)를 상기 증기 발생기에 고정적으로 연결하기 위한 수단; 및
    작업자가 과도한 방사선에 노출되지 않도록 하면서 상기 증기 발생기로부터 상기 방사성 파편 포집장치(10)를 제거하기 위한 수단을 포함하는 방사성 파편 포집장치(10).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방사성 파편 포집장치(10)는 금속으로 구성되는 방사성 파편 포집장치(10).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방사성 파편 포집장치(10)는 20파운드 이하의 무게를 갖는 방사성 파편 포집장치(10).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상단 플레이트(16)는 형태가 원뿔형인 방사성 파편 포집장치(10).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방사성 파편 포집장치(10)를 상기 증기 발생기에 고정적으로 연결하기 위한 상기 수단은 상기 방사성 파편 포집장치(10)의 후면부 상에서 상기 외부 실린더(12)의 외부면에 부착되는 세 개의 암형 지지 브래킷(20)을 포함하되, 상기 세 개의 암형 지지 브래킷(20)은 서로에 대하여 삼각으로 배열되고; 그리고
    상기 방사성 파편 포집장치(10)를 상기 증기 발생기로부터 제거하기 위한 상기 수단은 상기 방사성 파편 포집장치(10)의 전면부에 부착되는 세 개의 암형 지지 브래킷(20b)을 포함하되, 상기 세 개의 암형 지지 브래킷(20b)은 서로에 대하여 삼각으로 배열되고 상기 암형 지지 브래킷(20b)과 결합하기 위한 상호 보완적인 수형 지지 브래킷(32)이 제공된 로봇 암(R)에 의해 상기 증기 발생기로부터 상기 방사성 파편 포집장치(10)를 제거하는 것을 용이하게 하도록 구성되는 방사성 파편 포집장치(10).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 증기 발생기는 상기 증기 발생기의 주 머리부의 측면부에 부착되는 분리 플레이트(50); 및
    파편 포집장치 지지용 베이스 플레이트(28)와 세 개의 수형 지지 브래킷(32)을 포함하고, 파편 포집장치 지지부(26)는 상기 분리 플레이트(50)에 고정적으로 부착되되,
    상기 방사성 파편 포집장치(10)를 상기 증기 발생기에 고정적으로 연결하기 위한 상기 수단은, 상기 방사성 파편 포집장치(10)의 후면부 상에 배치되고 상기 외부 실린더(12)의 외부면에 고정적으로 부착되며 상기 파편 포집장치 지지용 베이스 플레이트(28)의 상기 수형 지지 브래킷(32)에의 부착을 용이하게 하도록 구성되는 세 개의 암형 지지 브래킷(20)을 포함하는 방사성 파편 포집장치(10).
  7. 제5항에 있어서,
    상기 방사성 파편 포집장치(10)를 상기 증기 발생기에 고정적으로 연결하기 위한 상기 수단은 육각형 머리부(72)와 접힘가능한 체결용 탭(74)을 갖는 체결용 탭 볼트(70)를 더 포함하고; 그리고
    상기 방사성 파편 포집장치(10)의 전면부에 부착되는 상기 세 개의 암형 지지 브래킷(20b)은 상기 체결용 탭 볼트(70)를 수용하기 위한 파일럿 홀(60)을 갖는 중심에 배치되는 하나의 상부 브래킷을 포함하는 방사성 파편 포집장치(10).
  8. 제6항에 있어서,
    상기 방사성 파편 포집장치(10)의 후면부 상에 배치된 상기 암형 지지 브래킷(20)은 상기 외부 실린더(12)의 상기 외부면에 용접되고 상기 파편 포집장치 지지부(26)는 상기 분리 플레이트(50)에 용접되는 방사성 파편 포집장치(10).
  9. 제6항에 있어서,
    상기 파편 포집장치 지지부(26)는 상기 분리 플레이트(50)에의 상기 파편 포집장치 지지부(26)의 부착을 용이하게 하는 파스너를 수용하기 위해 상기 베이스 플레이트(28) 상에 배치되는 복수의 파일럿 홀(34)을 더 포함하고, 상기 방사성 파편 포집장치(10)의 후면부 상에 배치되는 상기 세 개의 암형 지지 브래킷(20)은 상기 외부 실린더(12)의 상기 외부면에 볼트 연결되는 방사성 파편 포집장치(10).
  10. 원자력 발전소의 일차열수송계통의 주 유동(46) 내에서 부유되어 운반되는 파편을 제거하기 위한, 주 머리부를 구비한 증기 발생기에 설치되는 방사성 파편 포집장치(10)로서,
    바닥부, 상단부와 하단부를 포함하는 전면부(40), 상단부를 포함하는 후면부(42), 하단부(38) 및 외부면을 포함하는 상부 개방형 박스(36)를 포함하되, 상기 상부 개방형 박스(36)는 우측부와 좌측부를 더 포함하고;
    상기 주 유동(46) 및 그 안에 부유되어 운반되는 상기 파편을 상기 방사성 파편 포집장치(10) 안으로 안내하기 위해 상기 상부 개방형 박스(36) 내부에 배치되는 경사 플레이트(44)를 포함하되, 상기 경사 플레이트(44)는 상기 상부 개방형 박스(36)의 상기 전면부(40)에 고정적으로 부착되는 전단부, 상기 상부 개방형 박스(36)의 상기 우측부에 고정적으로 부착되는 우측부, 상기 상부 개방형 박스(36)의 상기 좌측부에 고정적으로 부착되는 좌측부 및 후단부를 포함하고, 상기 경사 플레이트(44)의 상기 전단부는 상기 상부 개방형 박스(36)의 상기 전면부의 상단부와 높이가 동일하고 상기 경사 플레이트(44)의 상기 후단부는 상기 상부 개방형 박스(36)의 바닥부와 상기 상부 개방형 박스(36)의 후면부(42) 모두에 가깝게 위치되며;
    유체와 파편이 상기 방사성 파 트랩(10)에 유입되는, 상기 경사 플레이트(44)의 상기 후단부와 상기 상부 개방형 박스(36)의 상기 후면부(42)의 사이에 위치되는 유동 슬롯(22b)을 포함하고;
    상기 상부 개방형 박스(36)의 상기 전면부(40)의 상단부 아래에 상기 상부 개방형 박스(36)의 상기 전면부(40)를 가로질러 배치되는 복수의 작은 구멍(24)을 포함하되, 상기 복수의 작은 구멍(24)은 상기 주 유동(46) 안에 부유되어 운반되는 상기 파편에 작용하는 중력이 상기 주 유동(46) 자체에 의해 상기 파편에 작용하는 상방의 항력보다 더 큰 것을 보장토록 크기가 형성되며;
    상기 복수의 작은 구멍(24) 아래에 그리고 상기 경사 플레이트(44)와 상기 상부 개방형 박스(36)의 바닥부 사이에 위치하는 침강 챔버(48)를 포함하고;
    상기 방사성 파편 포집장치(10)를 상기 증기 발생기의 주 배출구 플리넘에 고정적으로 부착하기 위한 수단을 포함하되, 상기 수단은 상기 상부 개방형 박스(36)의 상기 후면부(42)의 외부면에 고정적으로 부착되며; 그리고
    작업자가 과도한 방사선에 노출되지 않도록 하면서 상기 증기 발생기로부터 상기 방사성 파편 포집장치(10)를 제거하기 위한 수단을 포함하는 방사성 파편 포집장치(10).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방사성 파편 포집장치(10)는 금속으로 전체가 구성되는 방사성 파편 포집장치(10).
  12. 제10항에 있어서,
    상기 방사성 파편 포집장치는 20파운드 이하의 무게를 갖는 방사성 파편 포집장치(10).
  13. 제10항에 있어서,
    상기 방사성 파편 포집장치(10)를 상기 증기 발생기에 고정적으로 연결하기 위한 상기 수단은 상기 상부 개방형 박스(36)의 후면부(42)에 부착되는 세 개의 암형 지지 브래킷(20)을 포함하되, 상기 세 개의 암형 지지 브래킷(20)은 서로에 대하여 삼각으로 배열되고; 그리고
    상기 방사성 파편 포집장치(10)를 상기 증기 발생기로부터 제거하기 위한 상기 수단은 상기 방사성 파편 포집장치의 전면부(40)에 부착되는 세 개의 암형 지지 브래킷(20b)을 포함하되, 상기 세 개의 암형 지지 브래킷(20b)은 서로에 대하여 삼각으로 배열되고 상기 암형 지지 브래킷(20b)과 결합하기 위한 상호 보완적인 수형 지지 브래킷(32)이 제공된 로봇 암(R)에 의해 상기 증기 발생기로부터 상기 방사성 파편 포집장치(10)를 제거하는 것을 용이하게 하도록 구성되는 방사성 파편 포집장치(10).
  14. 제10항에 있어서,
    상기 증기 발생기는 상기 증기 발생기의 주 머리부의 측면부에 부착되는 분리 플레이트(50); 및
    베이스 플레이트(28)와 세 개의 수형 지지 브래킷(32)을 포함하고, 상기 분리 플레이트(50)에 고정적으로 부착되는 파편 포집장치 지지부(26)를 포함하되,
    상기 방사성 파편 포집장치(10)를 상기 증기 발생기에 고정적으로 연결하기 위한 상기 수단은, 상기 상부 개방형 박스(36)의 후면부(42)의 외부면에 고정적으로 부착되고 상기 파편 포집장치 지지부(26)의 상기 세 개의 수형 지지 브래킷(32)에의 부착을 용이하게 하도록 구성되는 세 개의 암형 지지 브래킷(20)을 포함하는 방사성 파편 포집장치(10).
  15. 제13항에 있어서,
    상기 방사성 파편 포집장치(10)를 상기 증기 발생기에 고정적으로 연결하기 위한 상기 수단은 육각형 머리부(72)와 접힘가능한 체결용 탭(74)을 갖는 체결용 탭 볼트(70)를 더 포함하고; 그리고
    상기 상부 개방형 박스(36)의 후면부(42)에 부착되는 상기 세 개의 암형 지지 브래킷(20)은 상기 체결용 탭 볼트(70)를 수용하기 위한 파일럿 홀(60)을 갖는 중심에 배치되는 하나의 상부 브래킷을 포함하는 방사성 파편 포집장치(10).
  16. 제14항에 있어서,
    상기 암형 지지 브래킷(20)은 상기 상부 개방형 박스(36)의 상기 후면부(42)의 외부면에 용접되고 상기 파편 포집장치 지지부(26)는 상기 분리 플레이트(50)에 용접되는 방사성 파편 포집장치(10).
  17. 제14항에 있어서,
    상기 파편 포집장치 지지부(26)는 상기 분리 플레이트(50)에의 상기 파편 포집장치 지지부(26)의 부착을 용이하게 하는 파스너를 수용하기 위해 상기 베이스 플레이트(28) 상에 배치되는 복수의 파일럿 홀(34)을 더 포함하고, 상기 암형 지지 브래킷(20)은 상기 상부 개방형 박스(36)의 상기 후면부(42)의 외부면에 볼트 연결되는 방사성 파편 포집장치(10).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190139870A (ko) * 2017-03-29 2019-12-18 테라파워, 엘엘씨 세슘 트랩의 교체 방법 및 그 세슘 트랩 조립체

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9523496B2 (en) 2012-01-17 2016-12-20 Bwxt Nuclear Energy, Inc. Integral pressurized water reactor with external steam drum
JP6815923B2 (ja) * 2017-04-17 2021-01-20 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 液中の放射性微粒子除去システムおよび液中の放射性微粒子除去方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920002562B1 (ko) * 1983-06-07 1992-03-27 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀 증기발생기의 방사성 오염 제거방법
US6890443B2 (en) * 2003-04-29 2005-05-10 Amphion International Limited Spin filter system
US20080185325A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-07 Imbrium Systems Inc. Pollutant Trap

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61122402A (ja) 1984-11-15 1986-06-10 ウエスチングハウス　エレクトリック　コ−ポレ−ション 蒸気発生器
US4684496A (en) 1984-11-16 1987-08-04 Westinghouse Electric Corp. Debris trap for a pressurized water nuclear reactor
US5152890A (en) * 1989-10-27 1992-10-06 Pall Corporation Filter device
US5468397A (en) * 1993-03-16 1995-11-21 Memtec America Corporation Gas backwash of pleated filters
US6797161B2 (en) * 2001-12-31 2004-09-28 Clark Joseph Use Multi-stage water pollution trap
US7300590B2 (en) * 2003-10-07 2007-11-27 Weir Robert K Method and apparatus for separating oil and debris from water run-off
US7381254B2 (en) 2005-11-30 2008-06-03 Xerox Corporation Phase change inks
KR100804406B1 (ko) * 2006-07-15 2008-02-15 한국원자력연구원 이중 냉각 핵연료봉의 상, 하부 봉단마개
CA2568963C (en) * 2006-11-24 2010-02-02 Babcock & Wilcox Canada Ltd. Gravitational settling bed for removal of particulate impurities in a nuclear steam generator
US8215379B2 (en) * 2009-04-29 2012-07-10 Babcock & Wilcox Canada Ltd. Feedwater debris trap

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920002562B1 (ko) * 1983-06-07 1992-03-27 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀 증기발생기의 방사성 오염 제거방법
US6890443B2 (en) * 2003-04-29 2005-05-10 Amphion International Limited Spin filter system
US20080185325A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-07 Imbrium Systems Inc. Pollutant Trap

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190139870A (ko) * 2017-03-29 2019-12-18 테라파워, 엘엘씨 세슘 트랩의 교체 방법 및 그 세슘 트랩 조립체
KR20230113830A (ko) * 2017-03-29 2023-08-01 테라파워, 엘엘씨 세슘 트랩의 교체 방법 및 그 세슘 트랩 조립체

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