KR20130126575A - 원자로 헤드 내진 지지 타이 로드 시스템 - Google Patents

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KR20130126575A
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제프리 씨 힘러
대니얼 제이 어드만
카니첼리 미셸 하인츠
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웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨
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Abstract

원자력 발전소의 작동 데크로부터 원격으로 작동가능한 제어봉 구동 메커니즘 내진 지지 타이 로드 시스템에 대한 신속 분리가 제공된다. 원자로 공동 내 벽체 장착 앵커에 구성되는 분리 커플링(disconnect coupling)의 절반은 원자로 헤드 조립체의 상부로부터 작동되는 원격 윈칭 시스템을 이용하는 타이 로드의 단부 상에 분리 결합의 다른 절반과 계면을 형성한다. 그 후, 지진 또는 파이프 파손의 경우에 타이 로드를 제 자리에 잠그고 변위를 방지하기 위해 연료 공급 공동 작동 데크로부터 래칭 메커니즘이 작동된다. 타이 로드는 마찬가지로, 연료 공급을 위해 원자로 용기의 코어에 대한 접근을 이루기 위해 원자로 헤드 분리 작동의 일부분으로, 벽체 앵커로부터 잠금해제되어 원자로 헤드 조립체 위로 상승한다.

Description

원자로 헤드 내진 지지 타이 로드 시스템{REACTOR HEAD SEISMIC SUPPORT TIE ROD SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 원자력 플랜트용 제어봉 구동 메커니즘 내진 지지부에 관한 것이고, 특히, 신속한 분리 내진 지지 타이 로드 메커니즘에 관한 것이다.
기존의 원자로에서, 헤드 패키지는 원자로 용기를 밀봉하는 압력 용기 헤드와, 원자로의 코어 내에서 제어봉을 상승 및 하강시키는 데 사용되는 제어봉 구동 메커니즘과, 제어봉 구동 메커니즘의 상측 단부에 인접하여 위치하고 구동 메커니즘을 횡방향으로 제한하는 내진 플랫폼과, 제어봉 구동 메커니즘의 작동을 위한 다양한 케이블을 포함한다. 기존에 콘크리트 슬랩(concrete slab)으로 형성된 비산물 방호부(missile shield)가 헤드 패키지 위에 위치하여 주 파이프 파손의 경우에 제어봉 구동 메커니즘에 의한 투과로부터 격납 용기 하우징 및 관련 장비를 보호한다. 이러한 기존의 헤드 패키지와 관련한 문제점은 본 발명의 양수자에게 양도된 1987년 7월 7일자 미국특허 제4,678,623호에 더욱 자세하게 설명되고 있다. 이러한 기존의 플랜트에서, 비산물 방호부로 작용하기 위해 원자로 용기 위에 설치되는 큰 콘트리트 슬랩은 헤드 분리 및 원자로의 연료 공급 이전에 제거되고 저장되어야 하며, 그 후, 연료 공급 및 헤드 재조립 이후 교환되어야 한다. 이러한 작동은 전체 연료 공급 시간 및 복사선 노출에 영향을 미치고, 원자로 용기 위의 위치로부터 제거될 때 비산물 방호부 슬랩의 배치를 위한 격납 용기 영역 내의 공간을 필요로 한다.
연료 공급 시간, 개별 노출, 및 공간 요건을 감소시키기 위해, 통합 헤드 패키지로 설계된 개선된 시스템이 개발되어 일체형 비산물 방호부 및 헤드 리프트 리그(head lift rig)를 포함한다. 비산물 방호부는 헤드 리프트 리그에 직접 부착되는 천공 원형 판의 형태이다. 이러한 통합 헤드 패키지 시스템은 본 발명의 양수인에게 양도된 1989년 5월 16일자 미국특허 제4,830,814호에 설명되어 있다.
본 명세서에 설명되고 본 도면의 도 1에 도시되는 바와 같이, 통합 헤드 패키지(10)는 도면부호(14)에서 리프트 러그(lift rug)(16)에 의해 비산물 방호부 조립체(18)에 핀 연결되는 3-레그 헤드 리프팅 리그(12)를 포함한다. 비산물 방호부(18)를 형성하는 천공 원형 판(20)은 헤드 리프트 하중에 대한 스프레더(spreader)로 작용하고, 제어봉 구동 메커니즘(22)의 상부에 대한 내진 지지부로 작용하며, 제어봉 구동 메커니즘의 제어봉 이동 하우징 연장부(24)는 원형판(2) 내 개구(26)를 통해 돌출한다. 비산물 방호부(18)는 제어봉 이동 하우징(22)의 상부와 계면을 형성하고, 이는 방호부와 만나기 전에 비산물의 전체 수직 이동(및 충격력)을 제한한다. 천공판(20)의 하부에 대한 비산물의 충격 하중은 용기 헤드(32)에 고정된 용기 헤드 리프트 러그(30)를 통해 헤드 리프트 로드(28)에, 용기 헤드(32)에 대한 폐쇄 스터드(closure studs)(34)에, 그리고 궁극적으로 용기 지지부에 전달된다. 냉간 슈라우드(cooling shroud)(36)는 제어봉 구동 메커니즘(22)을 둘러싸고, 전기 케이블링(38)은 제어봉 구동 메커니즘(22)의 상부로부터 커넥터 판(40)까지, 그리고, 그 후, 케이블 트레이(42)를 따라 각자의 케이블 단자까지 이어진다. 냉각 팬(44)은 제어봉 구동 메커니즘(22)으로부터 폐열을 전달하기 위해 슈라우드(36) 내의 공기를 순환시킨다. 호이스트 지지부(hoist supports)(46)와, 호이스트 조립체(50) 상의 트롤리(trolleys)(48)는 연료 공급 작동 중 상기 스터드 인장기 툴(stud tensioner tool) 및 스터드 제거 툴을 배치하는 데 사용된다.
지금까지 발전되어온 통합 헤드 패키지 및 그 설계 변형은, 기존의 헤드 패키지 설계에 비해 주목할만한 개선이었고, 나중에 설명되는 바와 같이, 기존 원자로를 개장하거나 새 원자로 설계로 통합하도록 적응가능하다. 그러나, 연료 공급 중단의 중요 경로에서 수행되어야 하는 단계들의 수를 감소시킴에 있어 개선을 위한 공간이 여전히 존재한다. 예를 들어, 많은 원자력 플랜트들이 제어봉 구동 메커니즘 내진 지지 타이 로드를 갖고 있다. 통상적으로, 원자로 헤드 조립체 부착부에서 피닝되고, 연료 공급 공동 벽체 장착 앵커에서 피닝(pinning)되는, 5개 내지 6개의 타이 로드(tie rods)가 존재한다. 플랜트 연료 공급 중, 타이 로드는 용기 헤드 조립체를 헤드 저장 스탠드로 옮기기 위해 제거될 필요가 있다. 벽체 장착 앵커에 부착되는 타이 로드의 단부들은 (그리고 대부분의 경우에 헤드 조립체 장착 단부 또한) 오버헤드 폴라 크레인(overhead polar crane)에 의해 지지되는 맨 바스켓(man basket) 내 조작자에 의해 분리되고 재연결된다. 이러한 활동들이 (수많은 연료 공급 작동들에 대해 또한 요구되는) 폴라 크레인을 이용하기 때문에, 이러한 활동들이 연료 공급 중단의 중요 경로에 있는 것으로 간주된다. 중요 경로 시간의 단축은 연료 공급 스케줄 및 전기 이용 비용 형태로 상당한 절감으로 나타난다.
따라서, 용기 헤드가 제거될 수 있도록 용기로부터 타이 로드 벽체 앵커를 분리하는 데 요구되는 단계들의 수를 감소시킬 수 있는 새로운 타이 로드 지지 시스템이 요망된다.
더욱이, 연료 공급 중단의 중요 경로로부터 타이 로드의 분리를 제거할 수 있는 새로운 타이 로드 지지 시스템이 요망된다.
추가적으로, 용기 헤드 조립체를 용기로부터 제거할 수 있고 타이 로드가 헤드 조립체에 부착되는 시스템이 요망된다.
이러한 목적 및 다른 목적은 용기 공동 벽체 상에 앵커와 결합하는 타이 로드 단부를 갖는 본 발명의 제어봉 구동 메커니즘 내진 지지 타이 로드 시스템에 의해 달성되며, 상기 타이 로드 단부는 앵커와 결합하도록 타이 로드를 잠그거나 앵커와의 결합으로부터 타이 로드를 잠금해제하기 위해 앵커로부터 멀리 떨어진 위치로부터 직접 작동가능한 로킹 메커니즘을 이용하여 앵커에 연결된다. 바람직한 일 형태에서, 로킹 메커니즘은 타이 로드를 앵커와의 결합 상태로 잠그도록 잠김 위치에서 래칭(latching)가능하다. 제 2 위치에서, 로킹 메커니즘은 타이 로드를 제거할 수 있도록 열린 상태에서 로킹 부재를 유지하기 위해 잠김해제 위치에서 래칭가능한 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 앵커와 결합하는 타이 로드의 단부는 제 1 방향으로 타이 로드 단부로부터 연장되는 횡방향 연장부를 포함하고, 상기 횡방향 연장부는 로킹 메커니즘이 잠김 위치에 있을 때 로킹 메커니즘 상에 피봇가능한 후크에 의해 결합된다. 앞서의 실시예에서, 피봇가능한 후크는 로킹 메커니즘 상에서 피봇 커플링으로부터 이격되는 말단부를 갖는다. 말단부는 타이 로드의 단부를 잠그거나 잠금해제하기 위해 앵커로부터 멀리 떨어진 위치로부터 작동가능한 작동 암에 피봇가능하게 연결된다. 바람직하게, 앞서의 실시예에서, 작동 암이 올라타는 고정 암은 길이를 따라 복수의 구멍을 갖고, 구멍들 중 적어도 하나는 작동 암이 로킹 메커니즘을 잠김 위치로 그리고 잠김해제 위치로 이동시킬 때 작동 암 내 대응하는 구멍과 정합한다. 또 다른 실시예에서, 벽체 앵커와 결합하는 타이 로드의 단부는, 제 1 방향과 대향되는 제 2 방향으로 타이 로드 단부로부터 연장되고 로킹 메커니즘 상의 클레비스(clevis)에 의해 결합되는 제 2 횡방향 연장부를 포함한다.
바람직하게, 본 발명을 이용하는 원자력 격납 시설은 용기 공동 근방 내에 작동 데크(operating deck)를 포함한다. 대체로 수직 배향의 벽체가, 타이 로드 앵커가 장착되는 원자로 용기의 적어도 일부분으로부터 대향하여, 작동 데크로부터 하향으로 공동 내로 연장된다. 앵커는 작동 데크 아래로 1 내지 2 피트(30.5-61cm)에, 또는 그 사이에, 고정되는 것이 바람직하다.
바람직하게, 타이 로드의 일단부는 원자로 용기에 피봇가능하게 연결되어, 타이 로드가 앵커로부터 릴리스될 때 타이 로드가 대체로 수직 위치로 상향 피봇될 수 있다. 바람직하게도, 윈칭 시스템(winching system)이 타이 로드의 상승 및 하강을 위해 원자로 용기 헤드 조립체 상에 위치한다.
또 다른 실시예에서, 앵커는 연결되는 대응 타이 로드와 실질적으로 일직선 상에서, 대체로 원자로 용기를 향해 연장되는 판을 포함하고, 상기 앵커는 상기 판의 일 측부로부터 횡방향으로 연장되는 제 1 다웰 부분(first dowel portion)과, 상기 판의 대향 측부로부터 연장되는 제 2 다웰 부분(second dowel portion)을 갖는다. 상기 타이 로드의 인접 단부는 상기 타이 로드가 상기 원자로 용기 헤드 조립체에서 아래로 피봇될 때 위로부터 상기 제 1 및 제 2 다웰 부분에 미끄러져 결합하도록 형성된다. 상기 판은, 앵커에 타이 로드 단부를 잠그기 위해 상기 타이 로드 단부가 제 1 및 제 2 다웰 부분과 완전하게 결합할 때 타이 로드 단부 위로 이동하도록 상기 격납 용기의 작동 데크 상의 원격 위치로부터 작동가능한 로킹 바(locking bar)를 갖는다. 타이 로드 단부는 사이에 판을 수용하도록 이격된 2개의 타인(tines)을 갖는 포크로 구성되는 것이 바람직하다. 각각의 타인은 타이 로드가 판 위에서 하향으로 피봇됨에 따라 대응하는 다웰 부분을 수용하는 하향으로 면하는 클레비스 개구부를 갖는다. 바람직하게도, 로킹 바는 작동 데크 상의 원격 위치로부터 작동가능하여, 타이 로드 단부의 타인없이, 판의 상부 위에 로킹 바가 놓이는 열린 위치와, 로킹 바가 각각의 타인 위에 놓이는, 상기 열린 위치로부터 대략 90도인 닫힌 위치 사이에서 회전할 수 있다. 로킹 바는 로킹 바 상의 상향 연장 벽체를 쥐는 포크 하측 단부(forked lower end)를 갖는 긴 핸들 툴(long-handled tool)에 의해 회전하는 것이 바람직하다. 열린 위치 또는 닫힌 위치 중 적어도 하나에서 로킹 바가 래칭될 수 있는 것이 바람직하다. 타이 로드 단부의 클레비스 개구부는 다웰 핀 부분에서의 정렬을 촉진시키도록 클레비스 개구부 슬롯의 적어도 하나의 벽체의 하측 단부에서 테이퍼(taper)를 갖는 것이 바람직하다.
또 다른 실시예에서, 앵커는 대응하는 타이 로드와 정렬되도록 각도 조정가능한 결합 계면을 포함한다. 각도 조정은 수직 배향으로 이루어지는 것이 바람직하다.
선호되는 실시예의 다음 설명을 첨부 도면과 연계하여 읽을 때 발명을 더욱 쉽게 이해할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 원자로 용기 헤드 조립체의 사시도,
도 2는 작동 데크의 일부분을 보여주는 도면으로서, 타이 로드에 의해 원자로 용기 공동 측벽에 고정되는 원자로 용기 헤드 조립체의 일부분의 사시도,
도 3은 타이 로드에 의해 용기 공동 측벽에 고정되는 원자로 용기 헤드 조립체를 보여주는 원자로 용기 공동의 평면도,
도 4는 원자로 용기 헤드 조립체의 상측부와 용기 공동 사이에서 연장되는 본 발명의 타이 로드 시스템의 일 실시예의 사시도,
도 5는 타이 로드 단부와 벽체 앵커 사이의 종래 기술의 결합의 사시도,
도 6은 도 4에 도시되는 본 발명의 실시예의 벽체 앵커 클레비스의 측면도,
도 7은 도 4 및 도 6에 도시되는 본 발명의 실시예의 벽체 앵커와 타이 로드 단부 사이의 결합의 사시도,
도 8은 잠김 위치에 있는 피봇가능한 후크의 측부로부터 벽체 앵커와 타이 로드 단부 사이의, 도 7에 도시되는, 결합의 측면도,
도 9는 열린 위치에서 피봇가능한 후크를 갖는 도 8의 측면도를 도시하는 도면,
도 10은 원자로 공동 벽체 상에서 앵커와 연결되는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 타이 로드의 사시도,
도 11은 도 10의 타이 로드 실시예와 앵커 사이의 연결 계면의 사시도,
도 12는 타이 로드의 열린 단부 클레비스와 앵커의 강체형 벽체 장착부 사이에서 연장되는 도 11의 각도 조정 조립체의 사시도,
도 13은 도 12에 도시되는 로킹 바 조립체에서 앵커 연장 판의 단면도,
도 14는 도 11 내지 도 13에 도시되는 로킹 바 조립체를 작동시키는 데 사용될 수 있는 긴 핸들 툴의 사시도.
도 2는 도 1과 관련하여 앞서 설명한 리프팅 리그(lifting rig)(12)에 연결되고 제어봉 이동 하우징 연장부(24) 위에 안착하는 비산물 방호부(18)를 보여주는 통합 헤드 패키지(10)의 일부분과 원자로 용기 공동(54)을 둘러싸는 작동 데크(52)의 일부분의 사시도를 도시한다. 통합 헤드 패키지는 제어봉 이동 하우징 연장부(24) 주위로 고정되는 내진 링(56)을 또한 포함하며, 상기 내진 링(56)은, 내진 링(56)과 용기 공동 벽체(62) 사이에 연결되는 타이 로드(58, 60)에 의한 횡방향 움직임에 반해 고정된다. 종래 기술 구성의 도 3의 평면도로부터 알 수 있는 바와 같이, 6개의 타이 로드, 즉, 4개의 반경 방향 타이 로드(60), 및 2개의 접선 방향 타이 로드(58)가 제어봉 이동 하우징 연장부(24)를 횡방향 움직임으로부터 고정시킨다. 타이 로드는 일단부(72)에서, 핀 결합(70)을 통해 통합 헤드 패키지(10) 상의 내진 링(56)에 연결되고, 유사 연결(66)을 통해 용기 공동 벽체(62)에 고정되는 앵커(64)에 타단부(74)에서 연결된다. 앞서 언급한 바와 같이, 플랜트 연료 공급 중, 이러한 타이 로드(58, 60)는 용기 헤드 조립체(10)를 헤드 저장 스탠드로 이동시키기 위해 제거되어야 한다. 벽체 장착 앵커(64)에 부착되는 타이 로드(74)의 단부는 (그리고 일부 경우에, 헤드 조립체 장착 단부(72)도) 오버헤드 폴라 크레인에 의해 지지되는 맨 바스켓 내 조작자에 의해 분리되고 재연결된다. 본 발명의 신속 분리 제어봉 구동 메커니즘 내진 지지부 타이 로드 시스템은 이 용도로 오버헤드 폴라 크레인의 이용 필요성을 제거하고, 따라서, 중요 경로 외부에서 이 작업을 취한다.
본 발명의 신속 분리 제어봉 구동 메커니즘 내진 지지부 타이 로드 시스템의 일 실시예가 도 4에 도시되고, 상기 실시예는 맨 바스켓 이용없이 타이 로드(58, 60)를 상승 및 하강시키는 데 사용되는 헤드 조립체(10)에 부착되는 윈칭 시스템(winching system)(76)을 포함한다. 타이 로드(58, 60)는 피봇 연결(70)을 통해 헤드 조립체 구조물에 고정되고, 헤드 저장 스탠드로의 이동을 위해 헤드 조립체(10)와 함께 유지된다. 본 실시예에서, 벽체 앵커 부착부(64)는 타이 로드(58, 60)의 순방향 단부(74) 상의 횡방향으로 연장되는 다웰(dowel)(92)을 수용하도록 설계된 슬롯 클레비스(slotted clevis)(90)를 포함한다. 다웰(92)은 타이 로드(58, 60)의 단부에서 지지되는 2개의 이격된 원형 브래킷(94) 사이에 걸치고, 상기 원형 브래킷(94)은 다웰(92)이 클레비스의 슬롯 내에 안착될 때 클레비스(90)의 어느 한 측부 상에 끼워맞춰진다. 로킹 메커니즘(도 7 내지 도 9에 더욱 세부적으로 도시됨)이 작동 데크(52)로부터 작동되고, 지진 또는 파이프 파손 작용 중 타이 로드(58, 60)가 클레비스(90)로부터 변위되는 것을 방지하도록 설계된다.
도 4를 더욱 구체적으로 참조하면, 내진 링(56) 상에 장착되는 포스트(86) 상에 윈치 시스템(76)이 지지됨을 확인할 수 있다. 윈치 크랭크(88)는 포스트(86) 상에 장착되고, 순방향 연동기(82)를 통해 타이 로드(58, 60)의 순방향 단부(70)에 연결되는 풀리 시스템(80)까지 포스트(86)로부터 연장되는 케이블(78)을 갖는다. 윈치 케이블(78)은 포스트(86)로부터 풀리 시스템(80)까지, 그리고 그 반대로, 포스트(86) 상의 가이드 휠(84) 주위로, 연장되고, 케이블의 단부는 크랭크(88)에 연결되어, 크랭크가 케이블(78)을 끌어당기는 방향으로 선회할 때 타이 로드(58, 60)는 수직 축을 향해 상승하여 클레비스로부터 다웰을 인양(lifting)하며, 로킹 메커니즘(96)이 열린 위치에 있음을 가정한다. 역으로, 크랭크(88)가 윈치 케이블(78)을 내보내는 방향으로 선회할 때, 타이 로드(58, 60)는 플랜트가 냉간 시동 조건에 있을 때 슬롯 클레비스(slotted clevis)(90) 내에 수용되도록 하강한다. 윈칭 시스템(76)이 각각의 타이 로드(58, 60)에 대해 제공된다. 바람직하게는, 윈치 시스템(76)은 타이 로드가 원자로 용기를 이용하여 헤드 스탠드로 제거될 수 있도록 타이 로드(58, 60)가 완전히 물러난 위치에 있을 때의 위치로 윈치 케이블(78)을 잠그는 크랭크(88) 상에서와 같은, 록(lock)을 포함한다.
본 발명의 로킹 메커니즘(96)의 설계는 도 6 내지 도 9에 더욱 세부적으로 설명된다. 본 발명의 개선사항을 이해하기 위해, 도 5에 도시되는 앵커(64)와 타이 로드(74)의 단부 사이의 종래 기술의 결합을 먼저 이해하는 것이 도움이 된다. 종래 기술의 앵커판(64)은 원자로 공동 벽체(62)에 고정되는 기저판으로부터 직교하여 연장되는 2개의 이격된 평행판을 갖는다. 이격된 평행판(100)은 다웰(92)이 통과하는 정렬된 구멍을 갖는다. 타이 로드의 단부(74)의 설계는 평행판 중 적어도 하나를 수용하도록 설계되는 스플릿 요크(split yoke)로부터 단부가 형성되는 도 6 및 도 7에 도시되는 본 발명의 설계와 유사하다. 도 5에 도시되는 종래 기술의 스플릿 요크(102)는 스플릿 요크의 포크 타인 단자(fork tine terminations) 각각 상에 확대된 원형의 둥근 단부(94)를 갖는다. 둥근 단부(94)는 다월(92)이 통과하는 중앙 개구부를 갖고, 이격된 평행판(100)에 스플릿 요크(102)를 고정시킨다. 다웰은 확대 단부를 갖는 평행판(100)의 일 측부 상에 고정되고, 코터 핀(cotter pin)(98)과 다른 측부 상에 고정된다.
앞서 설명한 본 발명의 실시예의 앵커판(64)의 일 측부는 도 6에 도시되는 측면도에 도시된다. 원자로 공동 벽체(62)에 부착되는 앵커판(64)은 원자로 벽체 내로 직교하여 연장되는 슬롯 클레비스(90)를 갖는다. 클레비스(90) 내의 슬롯 개구부(104)는 타이 로드 단부(74)의 스플릿 요크(102)의 2개의 둥근 단부(94) 사이에서 타이 로드 단부(74) 상의 다웰(92)을 수용하도록 설계된다.
상기 실시예의 앵커 조립체(64)의 로킹 메커니즘(96)의 더욱 상세한 모습이 도 7에 도시된다. 앞서 언급한 바와 같이 타이 로드 단부(74)는, 뒤에 더욱 완전하게 설명되는 바와 같이, 다웰(92)이 닫힌 위치에서 로킹 메커니즘(96)에 의해 캡처되고 클레비스(90) 내 슬롯 개구부(104)로부터 멀어지는 방향으로 스플릿 요크(102)의 둥근 단부(94)로부터 횡방향으로 연장되는 점을 제외하고는, 종래 기술의 타이 로드 단부와 실질적으로 유사하다. 본 실시예에서 다웰(92)은 스플릿 요크 타이 로드 단부(102)의 2개의 둥근 단부(94) 모두에 영구적으로 고정될 수 있다. 대안으로서, 아래 설명되는 바와 같이 클레비스 슬롯(104) 및 로킹 메커니즘(96) 내에서 다웰(92)이 캡처되는 한, 스플릿 포크의 타인(tines) 중 하나가 제거될 수 있고, 다웰(92)은 둥근 단부(94)의 한 측부 또는 양 측부로부터 연장될 수 있다.
로킹 메커니즘(96)은 피봇 포인트(110)에서 기저 스페이서 부재(108)에 부착되는 피봇가능한 후크(106)를 포함한다. 기저 스페이서 부재(108)는 기저 앵커 판(64)과 슬롯 클레비스(90) 모두에 바람직하게 연결되고, 피봇가능한 후크(106)와 클레비스(90) 사이에서 타이 로드 단부(74)의 스플릿 요크(102)의 적어도 하나의 타인의 둥근 단부(94)를 캡처할 수 있는 크기를 갖는다. 피봇가능한 후크(106)의 말단부(112)는 제 2 피봇 포인트(116)를 통해 작동 암(actuation arm)(114)의 단부에 연결된다. 작동 암(114)은 피봇 포인트(116)로부터 작동 데크(52) 위의 높이까지 수직으로 연장되고, 작동 암(114)은 작동 데크(52)에 걸쳐 연장되는 수평 핸들(118)에서 종료된다. 작동 데크는 벽체 장착 앵커(64)로부터 1.5 피트 내지 2 피트(45.72-60.96cm) 높이에 위치하는 것이 일반적이다. 작동 암(114)은 슬롯 클레비스(90)와 함께 앵커 벽체 판(64)을 따라 연장되는 고정 암(120) 위에 오른다. 고정 암은 열린 배향 또는 닫힌 배향에 있을 대의 위치에서 작동 암(114)을 잠그도록 로킹 핀을 수용하기 위해 작동 암(114) 내 대응 구멍(122)과 정합하는 로킹 핀 구멍(122)을 갖는다. 대안으로서, 고정 암은 작동 암 내 단일 구멍과 정합할 2개의 구멍을 가질 수 있다. 따라서, 작동 암(114)이 수직 방향으로 위로 당겨질 때, 피봇가능한 후크(106)가 도 9에 도시되는 바와 같이 열린 위치로 피봇(116) 주위로 회전한다. 마찬가지로, 작동 암(118)이 수직 방향으로 아래로 밀려날 때, 피봇된 후크(106)는 도 8에 도시되는 바와 같이 닫힌 위치로 피봇(110) 및 제 2 피봇점(116) 주위로 회전하여, 클레비스(90)의 슬롯(104) 내의 다웰(92)을 잠근다. 따라서, 로킹 메커니즘(96)은 타이 로드 단부(74)를 벽체 장착 앵커(64)에 피닝하고, 구멍(122)을 통해 삽입되는 로킹 핀을 이용하여 작동하는 데크 높이(operating deck elevation)(52)로부터 열린 위치 또는 닫힌 위치로 자리에 잠길 수 있다. 위이 로킹 핀은 줄(lanyard)을 이용하여 핀이 원자로 공동(54) 내로 빠지거나 잘못 위치하는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명에 의해 이용되는 타이 로드(58, 60)의 다른 실시예(124)의 사시도다. 원자로 헤드에 대한 결합(70)은 도 2에서 앞서 도시되는 것과 동일하다. 타이 로드의 길이를 조정하는 데 이용되는 턴 버클(turn buckle)(128)의 어느 한 측부 상의 짧은 길이의 스레드 파이핑(126) 및 긴 스레드 로드(130)는 도 2 및 도 4에서 도시되는 실시예로부터 역전되어 있다. 조정된 길이의 파이프에 잠기도록 육각 잼 너트(hex jam nut)(132)가 제공된다. 타이 로드의 말단부 상의 열린 단부 클레비스(136) 상의 세트 스크루(set screw)(134)는 클레비스가 회전하는 것을 방지한다. 열린 단부 클레비스(136)는, 이어지는 설명으로부터 명백해지듯이, 사이에 끼워맞춰지는 앵커판을 수용할 거리만큼 이격되는 2개의 포크 타인(fork tines)(138, 140)을 갖는다. 열린 단부 클레비스(136)는 핏 오버(fit over)될 다웰 핀을 수용할 수 있는 크기를 갖는, 하향으로 면하는 슬롯(142)을 포함한다. 슬롯(142)의 수직 벽체의 하부(144, 126)는 경사져서, 다웰 핀 위에서 열린 단부 클레비스(136)를 안내한다.
도 11은 실시예(124)에 따른 타이 로드(56, 60)의 말단부(74)와 앵커(64) 사이의 결합의 사시도다. 육각 잼 너트(132) 및 세트 스크루(134)는 편의를 위해 생략하였다. 유사한 도면 부호는 여러 도면들 간에 대응하는 구성요소들에 대해 사용된다. 앵커(64)는 거싯(gusset)에 의해 보강되는 횡방향 연장 러그(150) 및 매설판(148)을 포함한다. 러그(150)는 연장판 핀(156)을 이용하여 러그(150)에 피봇가능하게 연결되는 연장판(154)을 통해 열린 단부 클레비스(136)에 연결된다. 연장판 핀(156)은 연장판(154)을 수직평면에서 회전할 수 있게 하여, 클레비스 핀 다웰(158)을 클레비스 타인(138, 140) 내 하향으로 면하는 클레비스 핀 슬롯(142)과 정렬시킬 수 있다. 각도 조정 암 조립체(160)의 U-형 브래킷이 연장판(154)의 각각의 측부에 연결되고, 러그(150)에 걸쳐진다. 세트 스크루(162) 및 록 너트(164)는 러그(150) 위의 각도 조정 암 조립체(160)의 U-형 브래킷의 높이를 조정하고, 타이 로드(58, 60)와 정렬될 때까지 연장판(154)의 각도를 높이거나 낮춘다. 타이 로드 로킹 판 조립체(168)는 연장판(154)의 상부에 회전적으로 연결된다. 타이 로드 로킹 판 조립체(168)는 잠김 위치에서 도 11에 도시되는 로킹 바(locking bar)(170)를 갖고, 타인(138, 140) 위에 안착하여 열린 단부 클레비스(136)가 클레비스 핀(158)으로부터 이탈하는 것을 방지한다. 로킹 바(170)는 연장판(154)의 상부(172) 위에서 90도 회전할 수 있고, 따라서, 클레비스 핀(158)으로부터 타이 로드 단부(74)의 제거를 위해 타인(138, 140)을 벗길 수 있다.
도 12는 연장판(154)을 더욱 세부적으로 도시한다. 클레비스 핀(158)은 연장판(154) 내 개구부를 통과하고, 연장판의 양 측부 상에서 연장된다. 도 13으로부터 쉽게 알 수 있듯이, 키퍼 플레이트(keeper plate)가 클레비스 핀(158)의 노치 내에 안착하고, 클레비스 핀(158)을 제 자리에 견고하게 보지하기 위해 연장판에 스크루에 의해 고정된다. 홀드 다운 바(hold down bar)(170)는 숄더 스크루(shoulder screw)(176)에 의해 연장판(172)의 상부에 연결되고, 상기 숄더 스크루(176)는 느슨하게 조여져서 홀드 다운 바(170)가 스크루(176) 주위로 회전할 수 있게 한다. 도 13으로부터 알 수 있는 바와 같이, 홀드 다운 바(170)의 하부의 오목부에 끼워맞춰지는 스프링 플런저(178)는 회전에 저항하도록 닫힌 위치에서 홀드 다운 바를 결합시킨다. 유사 세트의 플런저가 제공되어, 타이 로드(58, 60)가 인양됨에 따라 클레비스 핀(158)으로부터 타인(138, 140)의 제거와의 간섭을 피하기 위해 열린 위치로 90도 회전될 때 홀드 다운 바(170)의 하부와 결합할 수 있다.
닫힌 위치와 열린 위치 사이에서 홀드 다운 바(170)의 회전은, 도 14에 도시되는 긴 핸들 홀드 다운 툴(182)을 이용함으로써 달성될 수 있다. 홀드 다운 툴은 로킹 바(170) 내 요홈(180)과 결합하기 위한 포크 단부(forked end)(184)를 갖는다. 포크 단부(184)는 기다란 샤프트(188)를 통해 핸들(186)에 연결되고, 핸들(186)은 도 2에 앞서 도시된 작동 데크(52)로부터 선회될 수 있다.
따라서, 본 연료 공급 작동을 위해 폴라 크레인의 이용 필요성을 제거함에 추가하여, 본 발명의 신속 분리 제어봉 구동 메커니즘 내진 지지부 타이 로드 시스템은 안전하지 않은 사다리(ladders)에 대한 필요성을 제거하고, 타이 로드에 대한 하적 공간의 필요성을 제거하며, 느슨한 부분이 떨어질 가능성을 제거한다.
발명의 구체적 실시예들이 세부적으로 설명되었으나, 이러한 세부사항에 대한 다양한 수정예 및 대안들이 본 개시내용의 전체적 가르침에 비추어 발전될 수 있다. 예를 들어, 결합 및 분리될 수 있는 타이 로드 단부 및 앵커 판 사이의 다른 부착 구조물이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 이용될 수 있다. 따라서, 개시되는 특정 실시예는 예시적인 사항에 불과하고 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니며, 발명의 범위는 첨부된 청구범위의 전체 폭과, 그 동등물의 범위로 주어진다.

Claims (15)

  1. 원자력 플랜트에 있어서,
    격납 시설의 공동(62) 내에서 지지되고 탈착가능한 헤드 조립체(32)를 갖는 원자로 용기(10)와,
    상기 공동(54)에 인접하게 구성되는 상기 격납 시설 내의 격납 구조물(52)의 일부분과,
    상기 격납 구조물(52)의 제 1 부분(62)에 고정되는 앵커(64)와,
    상기 원자로 용기 헤드 조립체(32)를 지지하기 위한 복수의 타이 로드(58, 60)로서, 상기 타이 로드의 적어도 일부는 상기 원자로 용기 헤드 조립체에 연결되는 일단부(72)와, 상기 앵커(64)와 결합하기 위한 타단부(74)를 갖는, 상기 복수의 타이 로드(58, 60)와,
    상기 앵커와 결합하도록 상기 타이 로드(74)의 타단부를 잠그도록 또는 상기 앵커와의 결합으로부터 상기 타이 로드(74)의 타단부를 잠금해제하도록, 상기 앵커로부터 멀리 떨어진 격납 구조물(52)의 제 2 부분 상의 위치로부터 작동가능한 상기 앵커(64) 상의 로킹 메커니즘(96)을 포함하는
    원자력 플랜트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로킹 메커니즘(96)은 상기 타이 로드(58, 60)의 일단부를 잠그도록 잠김 위치에서 래칭가능한
    원자력 플랜트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이 로드(58, 60)의 적어도 일부의 타단부(74)는 제 1 방향으로 상기 타단부로부터 연장되는 횡방향 연장부(92)를 포함하고, 상기 횡방향 연장부(92)는 상기 로킹 메커니즘(96)이 잠김 위치에 있을 때 상기 로킹 메커니즘 상의 피봇가능한 후크(106)에 의해 결합되는
    원자력 플랜트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 피봇가능한 후크(106)는 상기 로킹 메커니즘(96) 상의 피봇 커플링(110)으로부터 이격된 말단부(112)를 갖고, 상기 말단부는 상기 타이 로드(58, 60)의 타단부(74)를 잠그거나 잠금해제하도록 상기 앵커(64)로부터 멀리 떨어진 위치로부터 작동가능한 작동 암(actuation arm)(114)에 피봇가능하게 연결되는
    원자력 플랜트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 작동 암(114)이 올라타는 고정 암(120)을 포함하며,
    상기 고정 암은 길이를 따라 복수의 구멍(122)을 갖고, 상기 복수의 구멍(122) 중 적어도 하나는 상기 작동 암이 상기 로킹 메커니즘을 상기 잠김 위치 또는 잠김해제 위치로 이동시킬 때 상기 작동 암의 대응 구멍(122)과 정합하는
    원자력 플랜트.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 타이 로드(58, 60)의 적어도 일부의 타단부(74)는 상기 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 상기 타단부로부터 연장되는 제 2 횡방향 연장부(92)를 포함하고, 상기 제 2 횡방향 연장부(92)는 상기 로킹 메커니즘(96) 상의 클레비스(104)에 의해 결합되는
    원자력 플랜트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 클레비스(104)는 상기 제 2 횡방향 연장부(92) 상의 2개의 이격된 브래킷(90) 사이에 캡처되는
    원자력 플랜트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 격납 시설은 작동 데크(52)와, 대체로 수직으로 배향되는 벽체(62)를 포함하며, 상기 작동 데크(52) 상에서 상기 격납 구조물의 제 2 부분이 상기 공동(54) 근방 내에 배치되고, 상기 대체로 수직으로 배향되는 벽체(62)는 상기 원자로 용기(32)의 적어도 일부분으로부터 대향하여, 상기 작동 데크로부터 상기 공동 내로 하향으로 연장되며, 상기 격납 구조물의 제 1 부분은 상기 앵커(64)가 고정되는 상기 대체로 수직으로 배향되는 벽체를 포함하는
    원자력 플랜트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이 로드(72)의 일단부는 상기 원자로 용기(32)에 피봇가능하게 연결되어, 상기 타이 로드(58, 60)가 대체로 수직 위치로 상향 피봇될 수 있고, 상기 헤드 조립체(10)는 상기 타이 로드(58, 60)를 상승 및 하강시키기 위한 윈칭 시스템(winching system)(88)을 포함하는
    원자력 플랜트.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 앵커(64)는 대응하는 타이 로드(58, 60)와 실질적으로 일직선으로 대체로 상기 원자로 용기(32)를 향해 연장되는 판(150)을 포함하고, 상기 앵커(64)는 상기 판의 일 측부로부터 횡방향으로 연장되는 제 1 다웰 부분(158)과, 상기 판의 대향 측부로부터 연장되는 제 2 다웰 부분(158)을 가지며, 상기 타이 로드(58, 60)의 적어도 일부의 타단부(74)는 상기 타이 로드가 상기 원자로 용기 헤드 조립체에서 아래로 피봇될 때 위로부터 상기 제 1 및 제 2 다웰 부분에 미끄러져 결합하도록 형성되며, 상기 판은, 상기 타단부가 상기 제 1 및 제 2 다웰 부분과 완전히 결합하여 상기 타이 로드의 타단부를 상기 앵커에 잠글 때 상기 타이 로드의 타단부 위로 이동하도록 상기 앵커로부터 멀리 떨어진 상기 격납 구조물(52)의 제 1 부분 상의 위치로부터 작동가능한 로킹 바(168)를 구비하는
    원자력 플랜트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 타이 로드(58, 60)의 타단부(74)는 상기 판(150)을 사이에 수용하도록 이격된 타인(138, 140)을 갖는 포크(fork)로서 구성되고, 각각의 타인은 상기 타이 로드가 하향으로 피봇됨에 따라 대응하는 다웰 부분(158)을 수용하는 하향으로 면하는 클레비스 개구부(142)를 갖는
    원자력 플랜트.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 로킹 바(168)는 긴 핸들 툴(182)을 이용하여 상기 앵커(64)로부터 멀리 떨어진 상기 격납 구조물(52)의 제 2 부분으로부터 작동가능한
    원자력 플랜트.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 로킹 바(168)는, 상기 판(150)의 상부에 회전가능하게 부착되고, 열린 위치에서, 상기 타이 로드(58, 60)의 타단부(74)의 타인(138, 140)이 없는 상기 판의 상부 위에 놓이며, 상기 로킹 바가 각각의 타인 위에 놓이는 닫힌 위치에 대해 대략 90도로 회전가능한
    원자력 플랜트.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 로킹 바(168)는 상기 열린 위치 및 닫힌 위치 중 적어도 하나에서 래칭될 수 있는
    원자력 플랜트.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 앵커(64)는, 대응하는 타이 로드(58, 60)와 정렬하도록 각도 조정가능한 결합 계면(154)을 포함하는
    원자력 플랜트.
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