KR20130140008A - 핵 반응기 용기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치 및 방법, 그리고 이러한 장치를 포함하는 핵 반응기 - Google Patents

핵 반응기 용기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치 및 방법, 그리고 이러한 장치를 포함하는 핵 반응기 Download PDF

Info

Publication number
KR20130140008A
KR20130140008A KR1020137012546A KR20137012546A KR20130140008A KR 20130140008 A KR20130140008 A KR 20130140008A KR 1020137012546 A KR1020137012546 A KR 1020137012546A KR 20137012546 A KR20137012546 A KR 20137012546A KR 20130140008 A KR20130140008 A KR 20130140008A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel assembly
radioactive
nuclear reactor
reactor
new fuel
Prior art date
Application number
KR1020137012546A
Other languages
English (en)
Inventor
프랑크 드쉘레트
엠마뉘엘 상세느
오렐리엥 모르실로
Original Assignee
꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스 filed Critical 꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스
Publication of KR20130140008A publication Critical patent/KR20130140008A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/18—Apparatus for bringing fuel elements to the reactor charge area, e.g. from a storage place
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/19—Reactor parts specifically adapted to facilitate handling, e.g. to facilitate charging or discharging of fuel elements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/20—Arrangements for introducing objects into the pressure vessel; Arrangements for handling objects within the pressure vessel; Arrangements for removing objects from the pressure vessel
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/20—Arrangements for introducing objects into the pressure vessel; Arrangements for handling objects within the pressure vessel; Arrangements for removing objects from the pressure vessel
    • G21C19/205—Interchanging of fuel elements in the core, i.e. fuel shuffling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)

Abstract

핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치 및 방법에 대한 것이다. 이러한 장치는, 열전달 유체를 담고 있는 두개의 컨테이너에서 방사능 처리된 연료 조립체 및 새로운 연료 조립체인 두가지 연료 조립체를 설치하는 설치 수단으로서, 제 1 컨테이너는 핸들링 아암에 의해 반응기 코어로부터 추출된 방사능 처리된 연료 조립체로 채워지며,제 2 컨테이너는 운송 바스켓에 의해 운반되어진 새로운 연료 조립체로 채워지는, 설치 수단과, 두개의 상기 컨테이너의 위치를 설정하는 수단으로서, 방사능 처리된 연료 조립체는 운송 바스켓에 의해 접근가능한 위치에 놓이게 되고, 새로운 연료 조립체는 핸들링 아암에 의해 들어올려질 수 있는 위치에 놓이게 되는, 두개의 컨테이너의 위치를 설정하는 수단을 포함한다.

Description

핵 반응기 용기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치 및 방법, 그리고 이러한 장치를 포함하는 핵 반응기{Device and method for replacing an irradiated fuel assembly with a new fuel assembly in the vessel of a nuclear reactor, and nuclear reactor including such a device}
본 발명은 핵 반응기의 용기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치 및 방법과, 이러한 장치를 포함하는 핵 반응기에 대한 것이다.
나트륨 열전달 유체를 구비한 반응기가 예시적으로 고려된다. 그러나, 공기와 접촉하지 말아야 하며 플러그하에서(보다 일반적으로는 커버링 구멍 하에서) 취급되어져야 하는 열전달 유체를 구비한 임의의 반응기도 가능하다.
나트륨 냉각 핵 반응기(SFR)는 기본적으로 코어가 배치되는 용기를 포함한다. 코어 상부에 배치되는 도 1에서 도면부호 30으로 표시된 코어 커버 플러그 또는 BCC는 핵 반응기의 제어 및 만족스러운 작동에 필요한 설비를 포함한다. 열은 용기에 설치되는 펌프 시스템에 의해 프라이머리 나트륨이라 불리우는 나트륨을 펌핑함으로써 추출된다. 열은 증기 발생기에서 증기를 발생시키는데 사용되기 전에 하나 이상의 중간 열교환기를 통하여 중간 회로로 전달된다. 이러한 증기는 전기 에너지로 번갈아 변환되는 기계적 에너지로 변환하도록 터빈으로 운반된다. 상기 중간 회로는 증기 발생기의 튜브의 파손시에 증기 발생기에 담겨진 수증기 및 나트륨 간에 발생하게 될 수 있는 급격한 반응에 기인하여, 상기 프라이머리 나트륨은 용기 내에서 상기 증기 발생기로부터 분리될 수 있게 한다. 2가지의 나트륨 회로가 있는데, 하나는 중간 열교환기들 중 하나와 코어 사이에서 열을 전달하는 역할을 하는 소위 '프라이머리 회로'이며, 다른 하나는 열교환기로부터 증기 발생기로 열을 전달하는 역할을 하는 소위 '보조회로'이다. 물/증기 이외의 다른 유체는 열에너지를 전기에너지로 변환하게 된다.
나트륨 냉각 반응기(SFR)는 공통의 기계적인 특징을 가진다. 이러한 용기는 프라이머리 나트륨이 외기와 접촉하지 않도록 하기 위하여 커버 슬래브에 의해 상부에서 밀봉된다. 모든 구성요소(열교환기, 펌프, 파이프 등)들은 이러한 슬래브에 수직하게 횡방향으로 배치되어 이러한 커버 슬래브에서 클리어런스 구멍을 이용하여 리프팅 장치에 의해 분해되고 수직하게 들어올려진다. 이러한 반응기에 대하여 2가지 주요 패밀리가 있는데, 하나는 루프 반응기이며 다른 하나는 일체형 반응기이다. SFR 루프 반응기에서, 중간 교환기 및 프라이머리 나트륨 펌프 시스템은 용기 외측에 배치된다. 반대로, 일체형 SFR반응기에서, 모든 중간 교환기 및 프라이머리 나트륨 펌프 수단은 프라이머리 회로를 가지는 이러한 회피는 용기를 떠나기 때문에 주요 장점을 형성하는 용기 내부에 배치된다. 이러한 유형의 반응기는 상세한 설명의 말미에서 참고문헌 1에서 설명된 바와 같은 EFR 또는 '유럽 급속 반응기'의 이름으로 명명된 반응기 및 프랑스에서는 '슈퍼피닉스'에서 선택된다.
도 1에 개략적으로 도시된 바와 같은 일체형 SFR 반응기에서, 프라이머리 나트륨은 발생되는 열을 제거하도록 코어(11)를 횡방향으로 이동하게 된다. 코어(11)의 유출구에서, 상기 프라이머리 나트륨은 일반적으로 열간 콜렉터로 불리우는 커버 슬래브(24)에 의해 반응기의 용기(13)의 영역(12)에서 도달하게 된다. 이러한 열간 콜렉터는 코어(11)를 둘러싸며 원뿔대 형상을 가진 하부(15a)와 원통형상을 가진 상부(15b)로 구성되는, 소위 철각보 형태인 원통뿔로 된 벽(15)에 의해 소위 냉간 콜렉터인 다른 영역(14)으로부터 격리된다. 이러한 중간 교환기(16)는 보조 나트륨이 유동하며 그 사이로 보조 나트륨이 이동하는 튜브 다발로 구성된다. 도면부호 28 및 29는 보조 나트륨 유입 파이프 및 유출 파이프이다. 이러한 중간 교환기(16)에서, 상기 보조 나트륨은 중앙 튜브로 유입되어, 교환기를 지나서, 분배 유닛의 상기 교환기의 베이스부로 나타나게 되어, 튜브 다발의 모든 튜브들에는 나트륨이 공급되게 되며 상기 유출구 콜렉터에서 다시 배출된다. 상기 프라이머리 나트륨이 후속되는 경로는 도 1에서 파선(27)으로 개략적으로 도시된다. 상기 프라이머리 나트륨은 열간 콜렉터(12)에 위치된 유입 윈도우(17)를 통하여 상기 중간 교환기(16) 각각으로 유입되머, 열을 보조 나트륨에 전달하며, 각각의 중간 교환기(16)의 튜브를 따라서, 상기 유출구 윈도우(18)를 통하여 상기 중간 교환기로부터 배출된다. 냉간 콜렉터(14)에서, 상기 프라이머리 나트륨은 펌프 수단(19)에 의해 빨아들여져서 코어(11)의 유입구로 직접 운반되어 코어 유입구 아래에 배치된다. 펌프 수단(19)은 기계 전기적인 펌프로 구성되며, 그 샤프트는 용기(13)의 높이를 통하여 현저하게 수직하게 연장되며 커버 슬래브(24)를 통과하게 된다. 상기 나트륨은 열간 콜렉터(12) 및 냉간 콜렉터(14) 사이에서 중력 작용하에 각각의 중간 교환기(16)에서 유동하도록 형성된다. 상기 콜렉터(12, 14)들 사이에서 프라이머리 나트륨(Cm)의 구동 헤드부는 상기 열간 콜렉터(12)의 수준(20)과 상기 냉간 콜렉터(14)의 수준(21) 사이에서 높이차(H)에 대응하여 약 2m 의 값으로 조정된다. 상기 중간 교환기보다 작은 다수의 특정 교환기(25)들로 인하여 상기 반응기가 동력하에(일반적인 작동하에) 있을 때 핵반응 동안에 형성되는 핵분열 산물의 방사능 붕괴로부터 유래하는 상기 코어의 붕괴 동력(decay power)이 제거되게 된다. 이러한 교환기(25)는 상기 반응기가 정지될 때에만 작동하게 되거나, 사고시에만 작동하게 된다. 상기 프라이머리 나트륨의 유압 경로는 실선 26으로 개략적으로 표시된 열간 칼럼과 파선 27로 표시된 냉간 칼럼을 포함한다.
핵 코어가 배치되는 프라이머리 용기가 핵 반응기에 구비된다. 이러한 코어는 6각형 연필과 비교될 수 있는 수백개의 연료 조립체로 구성되며, 그 측면은 20cm 으로 측정되고 그 높이는 약 4m 가 된다.
이러한 연료 조립체는 주기적으로 교체되며, 방사능 처리된 연료 조립체는 새로운 연료 조립체와 교체된다. 이러한 연료 조립체 교체 작업은 반응기를 정지시킨 상태에서 수행된다. 따라서 반응기의 유지 속도를 고려한다면 가급적 빨리 수행되는 것이 필수적이다.
비록 이러한 연료 조립체를 취급하는 것이 프랑스식 핵 발생 성능을 형성하는 가압 수로 반응기의 경우에 공개된 프라이머리 용기로써 수행되더라도, 공기와 나트륨의 반응성에 주로 기인하여 나트륨 냉각 반응기의 경우에 폐쇄된 프라이머리 용기로서 수행되어야 한다.
핵 코어의 방사능 처리된 연료 조립체를 교체하기 위하여, 상기 프라이머리 용기 내부에 삽입되는 메커니즘 세트는 다음의 작업을 수행하게 된다.
- 핵 코어로부터 비워지게 되는 방사능 처리된 연료 조립체의 추출
- 진공 위치에서 방사능 처리된 연료 조립체의 삽입
- 방사능 처리된 연료 조립체의 진공
- 새로운 연료 조립체의 도착
- 상기 프라이머리 용기에서 새로운 연료 조립체의 삽입
- 상기 핵 코어에서 새로운 연료 조립체의 설치
프랑스식 피닉스 및 수퍼 피닉스 프로토타입과 같은 공지의 시스템은 핵 코어 연료 조립체를 삽입/추출하기 위한 작업을 수행하도록 회전 플러그 시스템을 사용한다. 이러한 조립체는 램프 및 로크부의 시스템에 의해 상기 프라이머리 용기로부터 제거될 수 있다. 작동 속도를 향상시키기 위하여, 회전하는 운송 로크부는 상기 용기로부터 추출 후에 새로운 연료 조립체에 의해 그리고 동시에 작업을 수행하는 이러한 수단에 의해 방사능 처리된 연료 조립체를 교체하기 위하여, 수퍼 피닉스 버젼(피닉스에서 티퍼 로크부)에 회전 운동 로크부가 추가된다. 최근에 설계된 나트륨 반응기에서, 연료 조립체의 추출/삽입이 예상되는데, 여기서 연료 조립체의 운반은 운송 바스켓에 의해 수행되며 이 동안에 중성 대기에서 연료 조립체를 보관하게 된다.
반응기의 사용성을 향상시키기 위하여, 로터 기반 시스템이 사용되는데, 이러한 시스템으로 인하여 방사능 처리된 연료 조립체는 새로운 연료 조립체와 교체되며, 이러한 수단으로 인하여 동시에 수행되는 작업이 가능하게 된다.
EFR의 경우에, 상기 반응기 용기로부터 세척 또는 컨디셔닝 피트로 운송 바스켓 내에서 연료 조립체를 운송하는 작업은 핵 코어로 또는 핵 코어로부터 연료 조립체를 설치하고 추출하는 작업과 동시에 수행된다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 아래와 같은 이전에 설명된 구성요소를 포함하는 핵 반응기를 도시한다.
- 메인 용기(40),
- 일체형 용기(41),
- 핵 코어(42),
- 프라이머리 펌프(43),
- 중간 교환기(44).
- 제어 로드(45),
- 방사능 처리된 연료 조립체를 제거하고 새로운 연료 조립체를 가져오도록 그랩의 도움으로 "리프트" 함수를 포함하는 운송 바스켓(46),
- 커버 슬래브(47),
- 회전 플러그 시스템(48),
- 코어 커버 플러그 또는 BCC(49).
상기 연료 조립체의 로딩 및 언로딩을 돕는 시스템은,
- 새로운 또는 방사능 처리된 연료 조립체(51)가 3차원으로 이동하고, 방사상 방향, 측방향 및 수직하게 회전할 수 있게 하는 핸들링 아암(50),
- 상하로 이동할 수 있으며 회전 플러그에 부착되며 핸들링 아암(50)에 의해 접근이 불가능한 조립체들의 위치가 도달되게 하며, 핸들링 아암(50)에 의해 접근가능한 위치에서 연료 조립체를 위치시키게 되는, 금속 핸들링 로드,
- 연료 조립체(54)가 위치되는 나트륨 컨테이너(53)를 포함하는 로터 시스템(52)을 포함한다.
최근의 기술 트렌드는 연료 조립체들이 추출되고 나트륨 컨테이너에서 운반되는 것을 필요로 하는 보다 높은 열적 동력 수준(EFR의 경우 7.5KW에 비교하여 40KW 수준)에서 방사능 처리된 연료 조립체를 취급하고 추출하는 경향이 있는데, 여기서 각각의 조립체는 나트륨을 담고 있는 컨테이너로써 끌어내어지게 되며 임의의 열적 관성을 보장하게 되고, 상기 조립체를 냉각시키는 것을 돕게 된다.
로터 시스템(52)은 나트륨 컨테이너에서 연료 조립체를 삽입할 수 있을 필요가 있는 간극을 가지기 위하여, EFR 프로젝트에서는 더 길게 된다. 상기 로터 시스템은 핵 코어의 그것과 높이에서 거의 동등하게 되는 위치에 배치된다.
메인 용기 직경의 감소는 매우 어려운 것인데, 그 이유는 반응기의 단가에 대하여 직접적인 영향을 미치기 때문이지만 내부 용기 내부에서 로터 시스템의 설치는 메인 용기의 전체 직경 상에 주요한 충격을 주게 되며, 상기 내부 용기 및 메인 용기 사이의 부분(55)은 다른 구성요소에 의해 사용되어진다.
본 발명의 목적은 반응기의 내부 용기 직경이 감소될 수 있게 하는 개선된 로터 시스템을 제안하는 것이며, 따라서, 메인 용기 직경 및 이러한 수단에 의하여 반응기의 단가가 감소하게 된다.
본 발명은 핵 반응기의 용기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치에 대한 것으로서, 상기 장치는,
- 하나는 방사능이며 하나는 새로운 2개의 연료 조립체를 설치하는 수단으로서, 2개의 컨테이너는 열전달 유체를 담고 있는데, 여기서 제 1 컨테이너는 핸들링 아암에 의해 코어로부터 추출되어지는 방사능 처리된 연료 조립체로 충진되며, 제 2 컨테이너는 운송 바스켓에 의해 운반된 새로운 연료 조립체로 채워지는, 2개의 연료 조립체를 설치하는 수단,
- 이러한 컨테이너를 위치 설정하는 수단으로서, 방사능 처리된 연료 조립체는 운송 바스켓에 의해 접근가능한 위치에 배치되는 반면에 새로운 연료 조립체는 핸들링 아암에 의해 취해지는 위치에 오게 되는, 컨테이너를 위치 설정하는 수단,
- 2개의 연료 조립체를 위치 설정하는 수단으로서, 여기서, 새로운 연료 조립체는 코어 내부로 운반되며, 방사능 처리된 연료 조립체는 반응기로부터 운송되되, 상기 컨테이너의 위치를 설정하는 수단은 단일 모터에 의해 달성되는 2개의 오프셋 샤프트로써 회전에 위해 위치 설정하는 수단을 포함한다.
바람직한 일실시예에서, 본 발명의 장치는 밀봉된 케이스에 의해 장착되게 되는 상부 부재인 단일 부재 구조체를 포함한다.
이러한 단일 부재 구조체는, 길다란 형상의 평행육면체 금속 프레임으로서, 그 길이방향 면은 개방되어 있는 금속 프레임,
- 2개의 회전 샤프트, 분할된 하나의 유출구 활송 장치(chute) 상부 부분 및 그 하부 부재에서 연결 로드에 의해 서로 연결되는 하부 부재에 2개의 컨테이너를 포함한다.
밀봉된 케이스는 2개의 단차진 휠과 관련된 엔드리스 스크류를 구비한 모터를 포함하는데, 그 각각은 2개의 샤프트 중 하나에 견고하게 연결되며, 이러한 2개의 샤프트는 동시에 회전할 수 있게 되며, 상기 케이스는 유출구 활송 장치의 상부 부재를 폐쇄하는 밸브를 포함한다.
상기 열 전달 유체는 나트륨인 것이 바람직하다.
본 발명의 장치에 의하면 아래와 같은 효과들이 가능하게 된다.
- 일반적인 로터 시스템에 비교하여 훨씬 콤팩트한 구조가 가능하게 되며, 내부 용기의 직경을 감소시킬 수 있게 되며, 결국 반응기 메인 용기의 직경도 감소시킬 수 있게 되고,
- 추가하여, 열전달 유체 컨테이너는 차단시에 핸들링 아암에 의해 유출구에서 접근가능하게 됩니다.
본 발명은 열전달 유체가 내부에 위치하여 이러한 열전달 유체로 채워질 수 있는 용기, 프라이머리 열전달 유체를 펌핑하는 펌프 수단, 일반 작동시에 상기 코어에 의해 생성되는 동력을 비울 수 있는 제 1 중간 열교환기, 펌프 수단이 정지되어 정지시에 상기 코어에 의해 생성되는 붕괴 동력을 비울 수 있는 제 2 잔류 열교환기, 및 커버 슬래브를 포함하는 핵 반응기에 있어서, 전술한 바와 같은 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반응기는 나트륨 열전달 유체 반응기인 것이 바람직하다.
최종적으로, 본 발명은 핵 반응기의 용기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 방법에 대한 것으로서, 상기 방법은,
방사능 처리된 연료 조립체와 새로운 연료 조립체인 두가지 연료 조립체를 열전달 유체를 담고 있는 두개의 컨테이너에 설치하는 단계로서, 여기서 제 1 컨테이터는 핸들링 아암에 의해 반응기 코어에서 방금 추출된 방사능 처리된 연료 조립체로 채워지며, 제 2 컨테이너는 운송 바스켓에 의해 운반된 새로운 연료 조립체로 채워지는, 방사능 처리된 연료 조립체와 새로운 연료 조립체인 두가지 연료 조립체를 열전달 유체를 담고 있는 두개의 컨테이너에 설치하는 단계;
- 이러한 두개의 컨테이너의 위치를 설정하는 단계로서, 방사능 처리된 연료 조립체는 운송 바스켓에 의해 접근가능한 위치에 놓이게 되며, 새로운 연료 조립체는 핸들링 아암에 의해 들어올려질 수 있는 위치에 놓이게 되는, 두개의 컨테이너의 위치를 설정하는 단계;
- 두개의 연료 조립체의 위치를 설정하는 단계로서, 새로운 연료 조립체는 상기 코어로 놓이게 되며, 방사능 처리된 연료 조립체는 상기 반응기에서 꺼내어지게 되는, 두개의 연료 조립체의 위치를 설정하는 단계를 포함하며, 두개의 컨테이너를 위치 설정하는 단계는 단일 모터에 의해 달성되는 두개의 오프셋 회전 샤프트로써 회전에 의해 위치 설정하는 단계인 것을 특징으로 한다.
2개로 단차진 휠에 관련된 엔드리스 스크류를 구비한 모터 각각은 두개의 회전 샤프트 중 하나에 견고하게 연결되어 사용되는 것이 바람직하다. 유출구 활송 장치 및 연결 로드에 의해 서로 연결된 두개의 열전달 유체 컨테이너가 사용된다. 유출구 활송 장치의 구멍은 밸브에 의해 폐쇄된다. 열전달 유체는 나트륨인 것이 바람직하다.
도 1은 공지의 나트륨 열전달 유체를 구비한 핵 반응기의 수직 단면도이다.
도 2 및 도 3은 로터 시스템을 포함하는 공지의 나트륨 열전달 유체를 가진 핵 반응기의 개략적인 수직 단면도 및 평면도이다.
도 4 내지 도 17은 두개의 나트륨 컨테이너를 사용하는 본 발명에 따른 나트륨 열전달 유체를 가진 핵 반응기의 용기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치를 상세히 도시하는 도면으로서, 구체적으로,
도 4는 본 발명의 장치의 등축도면이며,
도 5는 두개의 컨테이너의 제 1 위치에서 본 발명의 장치의 정면도이며,
도 6은 본 발명에 따른 장치의 평면도이며,
도 7a 및 7b는 도 5에 도시된, 각각 폐쇄 위치와 개방 위치에서 유출구 활송 장치의 상부 부분을 폐쇄하는 밸브를 구비하는 본 발명의 장치의 장치에 대한 AA 선에 따른 두개의 단면도이며,
도 8은 도 5에 도시된 본 발명의 장치의 BB 선에 따른 단면도이며,
도 9a 및 도 9b는 도 5에 도시된, 제 1 위치와 제 2 위치에서이 두개의 컨테이너를 각각 구비한 본 발명의 장치의 CC 선에 따른 두개의 단면이며,
도 10은 두개의 컨테이너가 제 1 위치에 있는, 도 5에 도시된 바와 같은 본 발명의 장치의 DD 선에 따른 단면도이며,
도 11은 도 5에 도시된 발명의 장치의 F 부분의 상세도이며,
도 12는 도 8에 도시된 바와 같은 본 발명의 장치의 MM 선에 따른 단면도이며,
도 13은 두개의 컨테이너의 회전을 제어하는 메커니즘을 도시하는 도면이며,
도 14는 구동 샤프트(80), 단차가 형성된 휠(74), 베어링(81), 시일(82), 링(83) 및 회전 샤프트(65)를 가진 도 2의 G 부분의 상세도이며,
도 15는 회전 샤프트(80), 베어링(85), 시일(86) 및 링(87)을 구비한 도 13의 J 부분의 상세도이며,
도 16은 회전 샤프트(65) 및 링(88)을 구비한 도 12의 H 부분의 상세도이며,
도 17은 회전 샤프트(65) 및 링(91)을 가진, 도 12의 I부분의 상세도이며,
도 18은 본 발명의 장치의 구동 라인을 도시하며,
도 19는 핵 반응기에서 본 발명의 장치에 의해 얻어지는 공간을 도시하는 도면이다.
본 발명은 핵 반응기의 용기에서 사용되었거나 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치에 대한 것이다 이러한 장치는,
- 열전달 유체를 담고 있는 두개의 컨테이너에 방사능 처리된 연료 조립체 및 새로운 연료 조립체인 두가지 연료 조립체를 설치하는 설치 수단으로서, 각각의 컨테이너는 그 하단부에서 폐쇄된 실린더의 형상을 가지며, 제 1 컨테이너는 핸들링 아암에 의해, 바람직하게는 금속 핸들링 아암에 의해 핵 코어로부터 방금 추출된 방서선 처리된 연료 조립체로 채워지며,제 2 컨테이너는 운송 바스켓에 의해 운반되어진 새로운 연료 조립체로 채워지는, 설치 수단;
- 회전 운동 또는 병진 운동에 의해 이러한 두가지 컨테이너의 위치를 설정하는 수단으로서, 방사능 처리된 연료 조립체는 운송 바스켓에 의해 접근가능한 위치에 놓이게 되고, 새로운 연료 조립체는 핸들링 아암에 의해 들어올려질 수 있는 위치에 놓이게 되는, 회전 운동 또는 병진 운동에 의해 이러한 두가지 컨테이너의 위치를 설정하는 수단;
- 상기 새로운 연료 조립체는 반응기 코어 내부로 운반되고, 반사선 처리된 연료 조립체는 반응기 외부로 운반되게 되는 연료 조립체의 위치 설정 수단을 포함한다.
본 발명의 장치는 도 4 내지 도 17에 도시된 바와 같이 이중 로터 시스템(60)을 포함하며, 상기 이중 로터 시스템은,
- 상기 핸들링 아암에 의해 접근가능하게 되며 그 상부 부분은 밀봉된 케이스(63)에 의해 장착되도록 하기 위하여 길이가 연장된 면들 중 하나의 면(62)상에서 개방되어 수직 축을 따라 길다란 형상으로 된 평행 육면체 금속 프레임(61)에 의해 형성된 단일 부재 구조체;
- 두개의 회전 샤프트(64, 65), 그 상부 부분이 분할되어진 유출구 활송 장치(66), 그 하부 부분에서 연결 로드(70)에 의해 서로 연결되어지며, 그 하부 부분(66)에 있는 두개의 열전달 유체 컨테이너(68, 69)를 포함하며, 여기서 회전 샤프트(64, 65), 유출구 활송 장치(66) 및 열전달 유체 컨테이너(68, 69)는 수직 축에 나란하게 배치된다.
밀봉된 케이스(63)는 샤프트(64, 65) 중 하나에 견고하게 각각 연결된 2개의 단차진 휠(73, 74)에 연계된 엔드리스 스크류(72)를 구비한 모터(71)를 포함하며, 단차진 각각의 휠은 상기 엔드리스 스크류에 연결되며, 이러한 휠은 두개의 샤프트가 동시에 회전할 수 있게 하며, 밸브(75)는 유출구 활송 장치(66)의 상부 부분을 폐쇄할 수 있게 한다.
본 발명의 이중-로터 장치(60)에서, 회전 샤프트(64, 65)는 두개의 열전달 유체 컨테이너(68, 69)의 조절되어진 운동이 단일 모터(71)에 의해 가능하도록 하기 위하여 오프셋된다. 단지 회전 운동만이 이용된다. 얻어지게 되는 조립체의 콤팩트한 정도는 최적화된다.
도 13에 도시된 본 발명의 장치의 상부 부분은 시일(82)에 의해 반응기 용기로부터 밀봉되는, 회전 메커니즘을 둘러싸고 있는 밀봉된 케이스(63)에 의해 형성된다. 두개의 볼-조인트 연결부(92)는 베어링에 의해 형성되며, 그 윤활은 반응기의 열전달 유체에 영향을 주지 않는다. 중간 부분가 하측 부분에서, 링(88, 91)은 다른 연결부를 제공하게 된다. 두개의 회전 컨테이너(68, 69)는 전체 메커니즘을 견고하게 하기 위하여 연결 로드(70)에 의해 견고하게 고정된다. 유출구 활송 장치(66)는 방사능 처리된 연료 조립체를 추출하거나 새로운 연료 조립체를 도입할 때에 컨테이너(68, 69)가 가이드되도록 하며, 이러한 활송 장치는 그 전체 길이를 따라 분할되며, 본 발명의 이중 로터 장치가 차단되게 되면 핸들링 아암이 그것에 접근하게 한다. 이러한 장치의 상부 부분은 윤활되어 반응기 용기로부터 밀봉된다.
상기 운동 바스켓은 본 발명의 장치의 상부 부분에서 도킹 결합되는데, 여기서 이러한 장치로부터의 밀봉은 밸브(75)에 의해 달성된다.
본 발명의 장치 및 방법은 나트륨 열전달 유체 반응기에서 구현되는데, 여기서 컨테이너(68, 69)는 나트륨 컨테이너이다.
본 발명의 이중-로터 장치의 구동 라인은 도 18에 도시된다. 샤프트(64, 65)의 회전은 상부 부분의 볼 조인트(92) 및 중간 부분과 하측 부분의 두개의 환상의 선형 연결부(93, 94)에 비교하여 연결부에 의해 가이드되어, 샤프트(64, 65)는 프레임(61)에서 자유롭게 신장되게 된다.
도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치는 일반적인 로터 장치(50)에 비교하여 더 콤팩트하게 되며, 내측 용기(41)의 직경도 감소하게 되며, 따라서 메인 용기(40)의 직경도 감소하게 된다. 예상되는 획득치(직경(90)의 감소량)는 직경에 대하여 약 10%이다. 추가하여, 본 발명의 장치는 본 발명의 이중 로터 장치가 차단되면 유출구 컨테이너가 핸들링 아암에 의해 접근될 수 있도록 한다.
참고문헌
[1] "나트륨-냉각 급속 중성자 반응기" , 장 폴 크레 (Techniques de l'ingenieur, BN 3170, 1-24 페이지, 2005년 7월 10일)
60: 이중 로터 시스템
64, 65: 회전 샤프트 66:유출구 활송 장치
68, 69: 컨테이너 70: 연결 로드
71: 모터 72: 엔드리스 스크류

Claims (13)

  1. 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치로서,
    상기 장치는,
    - 열전달 유체(68, 69)를 담고 있는 두개의 컨테이너에서 방사능 처리된 연료 조립체 및 새로운 연료 조립체인 두가지 연료 조립체를 설치하는 설치 수단으로서, 제 1 컨테이너는 핸들링 아암에 의해 반응기 코어로부터 추출된 방사능 처리된 연료 조립체로 채워지며,제 2 컨테이너는 운송 바스켓에 의해 운반되어진 새로운 연료 조립체로 채워지는, 설치 수단;
    - 두개의 상기 컨테이너의 위치를 설정하는 수단으로서, 방사능 처리된 연료 조립체는 운송 바스켓에 의해 접근가능한 위치에 놓이게 되고, 새로운 연료 조립체는 핸들링 아암에 의해 들어올려질 수 있는 위치에 놓이게 되는, 두개의 컨테이너의 위치를 설정하는 수단; 및
    - 상기 새로운 연료 조립체는 반응기 코어 내부로 운반되고, 방사능 처리된 연료 조립체는 반응기 외부로 운반되게 되는, 두개의 연료 조립체의 위치 설정 수단을 포함하며,
    두개의 컨테이너의 위치를 설정하는 수단은 단일 모터(71)에 의해 형성된 두개의 오프셋 회전 샤프트(64, 65)에 의한 회전에 의해 위치를 설정하는 수단인 것을 특징으로 하는, 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    밀봉된 케이스(63)에 의해 상부 부분이 장착되는 단일 부재 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단일 부재 구조체는 길이방향 면들 중 하나의 면(61) 상에서 개방된 길이방향으로 연장된 형상의 평형 육면체 금속 프레임(61), 두개의 회전 샤프트(64, 65), 상부 부분이 분할되어 있는 유출구 활송 장치(66), 하측 부분에 구비된 두개의 컨테이너(68, 69)를 포함하며, 상기 컨테이터(68, 69)는 하측 부분에서 연결 로드(70)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 밀봉된 케이스(63)는 두개의 단차진 휠(73, 74)에 연결된 엔드리스 휠(72)을 구비한 모터(71)를 포함하며, 각각의 단차진 휠은 샤프트(64, 65)가 동시에 회전할 수 있도록 두개의 샤프트(64, 65) 중 하나의 샤프트에 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    밀봉된 케이스는 상기 유출구 활송 장치(66)의 상측 부분을 폐쇄하는 밸브(75)를 포함하는 것을 특징으로 하는 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    사용되어진 상기 열전달 유체는 나트륨계 유체인 것을 특징으로 하는 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 포함하는 핵 반응기로서, 상기 핵 반응기는,
    내부에 코어가 배치되고 열전달 유체로 채워질 수 있는 용기,
    프라이머리 열전달 유체를 펌핑하는 펌프 수단,
    정상 작동시에 상기 코어에 의해 형성된 동력을 비울 수 있는 제 1 중간 열교환기,
    상기 펌프 수단이 멈추어 정지되었을 때 상기 코어에 의해 형성된 붕괴 동력을 비울 수 있는 제 2 잔류 열교환기, 및
    커버 스래브를 포함하는 것을 특징으로 하는, 핵 반응기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    나트륨 열전달 유체를 가지는 것을 특징으로 하는 액 반응기.
  9. 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 방법으로서, 상기 방법은,
    - 열전달 유체(68, 69)를 담고 있는 두개의 컨테이너에서 방사능 처리된 연료 조립체와 새로운 연료 조립체인 두개의 연료 조립체를 설치하는 단계로서, 제 1 컨테이너는 핸들링 아암에 의해 반응기 코어로부터 추출된 방사능 처리된 연료 조립체로 채워지며, 제 2 컨테이너는 운송 바스켓에 의해 운반되어진 새로운 연료 조립체로 채워지는, 열전달 유체(68, 69)를 담고 있는 두개의 컨테이너에서 방사능 처리된 연료 조립체와 새로운 연료 조립체인 두개의 연료 조립체를 설치하는 단계;
    - 두개의 컨테이너의 위치를 설정하는 단계로서, 방사능 처리된 연료 조립체는 운송 바스켓에 의해 접근이 가능한 위치에 배치되며, 새로운 연료 조립체는 핸들링 아암에 의해 들어올려질 수 있는 위치에 배치되는, 두개의 컨테이너의 위치를 설정하는 단계; 및
    - 두개의 연료 조립체의 위치를 설정하는 단계로서, 새로운 연료 조립체는 반응기 코어 내부로 운송되며, 방사능 처리된 연료 조립체는 반응기 외부로 운송되는, 두개의 연료 조립체의 위치를 설정하는 단계를 포함하며,
    두개의 컨테이너의 위치를 설정하는 단계는 단일 모터에 의해 달성되는 오프셋 회전 샤프트로써 회전에 의해 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는, 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    두개의 회전 샤프트(64, 65) 중 하나에 견고하게 각각 연결된 두개의 단차진 휠(73, 74)에 연결된 엔드리스 스크류(72)를 구비한 모터가 사용되는 것을 특징으로 하는 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    연결 로드(70)에 의해 서로 연결된 두개의 열전달 유체 컨테이너(68, 69) 및 유출구 활송 장치가 사용되는 것을 특징으로 하는 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유출구 활송 장치 구멍은 밸브(75)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 방법
  13. 제 9 항에 있어서,
    사용되는 열전달 유체는 나트륨인 것을 특징으로 하는 핵 반응기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 방법.
KR1020137012546A 2010-10-22 2011-08-31 핵 반응기 용기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치 및 방법, 그리고 이러한 장치를 포함하는 핵 반응기 KR20130140008A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1058641A FR2966638B1 (fr) 2010-10-22 2010-10-22 Dispositif et procede de remplacement d'un assemblage combustible irradie par un assemblage combustible neuf dans la cuve d'un reacteur nucleaire et reacteur nucleaire comprenant un tel dispositif
FR1058641 2010-10-22
PCT/EP2011/064949 WO2012052213A1 (fr) 2010-10-22 2011-08-31 Dispositif et procede de remplacement d'un assemblage combustible irradie par un assemblage combustible neuf dans la cuve d'un reacteur nucleaire et reacteur nucleaire comprenant un tel dispositif

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130140008A true KR20130140008A (ko) 2013-12-23

Family

ID=43577333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137012546A KR20130140008A (ko) 2010-10-22 2011-08-31 핵 반응기 용기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치 및 방법, 그리고 이러한 장치를 포함하는 핵 반응기

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20130315363A1 (ko)
EP (1) EP2630645A1 (ko)
JP (1) JP2013541714A (ko)
KR (1) KR20130140008A (ko)
CN (1) CN103180911A (ko)
FR (1) FR2966638B1 (ko)
RU (1) RU2013123366A (ko)
WO (1) WO2012052213A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3019931B1 (fr) * 2014-04-11 2016-05-13 Commissariat Energie Atomique Unite de chargement / dechargement d'assemblages combustibles d'un reacteur refroidi au metalliquide, tel qu'un reacteur rnr-na ou sfr, integrant un dispositif de mesure de la puissance residuelle
FR3021154B1 (fr) * 2014-05-16 2016-07-01 Commissariat Energie Atomique Reacteur nucleaire integre a neutrons rapides comportant au moins deux ciels de pile
CN104051035B (zh) * 2014-07-02 2016-09-28 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于液态重金属反应堆堆芯组件更换装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2161754B1 (ko) * 1971-10-28 1974-05-31 Commissariat Energie Atomique
FR2368122A1 (fr) * 1976-10-15 1978-05-12 Commissariat Energie Atomique Dispositif de chargement et dechargement en combustible pour reacteur nucleaire
JPS59157595A (ja) * 1983-02-28 1984-09-06 株式会社東芝 炉内中継装置
JPS6040995A (ja) * 1983-08-16 1985-03-04 動力炉・核燃料開発事業団 液体金属冷却高速増殖炉
JPH068902B2 (ja) * 1986-08-29 1994-02-02 株式会社東芝 高速増殖炉の炉内中継装置
JPH0782111B2 (ja) * 1991-08-07 1995-09-06 動力炉・核燃料開発事業団 原子炉内燃料交換方法
JP3085788B2 (ja) * 1992-06-30 2000-09-11 三菱重工業株式会社 燃料要素交換装置
CN101783190A (zh) * 2010-03-09 2010-07-21 中国原子能科学研究院 钠冷快堆换料用旋转定位装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20130315363A1 (en) 2013-11-28
RU2013123366A (ru) 2014-11-27
FR2966638A1 (fr) 2012-04-27
CN103180911A (zh) 2013-06-26
JP2013541714A (ja) 2013-11-14
WO2012052213A1 (fr) 2012-04-26
FR2966638B1 (fr) 2012-12-28
EP2630645A1 (fr) 2013-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2863815A (en) Nuclear reactor
CA2705482C (en) Passive emergency feedwater system
CN101939793B (zh) 一种核反应堆
EP2791943B1 (en) Emergency core cooling system (eccs) for nuclear reactor employing closed heat transfer pathways
US4096031A (en) Nuclear reactor refueling system
US20080226012A1 (en) Proliferation-Resistant Nuclear Reactor
TWI616894B (zh) 核能電廠之拆除方法
KR20130140008A (ko) 핵 반응기 용기에서 방사능 처리된 연료 조립체를 새로운 연료 조립체로 교체하는 장치 및 방법, 그리고 이러한 장치를 포함하는 핵 반응기
JP2023123623A (ja) 二重基準の燃料キャニスタシステム
JPH06501769A (ja) 液体金属冷却形原子炉
US4069098A (en) Ex-vessel nuclear fuel transfer system
US3635792A (en) Refuelling means for nuclear reactors
JP2006343321A (ja) 高速炉用燃料要素、高速炉および高速炉施設の建設方法
Guidez et al. ESFR SMART: A European Sodium Fast Reactor concept including the European feedback experience and the new safety commitments following Fukushima accident
US3208915A (en) Pressure tube neutronic reactor
JPH02259495A (ja) 原子炉用の自動安全装置
JP2024514017A (ja) 原子炉の燃料補給
JPH0344274B2 (ko)
Wade Nuclear reactor refueling system
Vautrey et al. Design studies of fast reactors in France
JP2009063466A (ja) Ｅｃｃｓ削除改修ａｂｗｒ
WO2024194345A1 (en) A reactor construction
KR20230085135A (ko) 용기내 자연 순환 알칼리 금속 리액터 시스템, 정화 시스템 및 관련 방법
Goulding SYSTEM DESCRIPTION REPORT. Task I, Concept IV. 1000-MWe LMFBR Follow-on Study.
Weisner A SODIUM COOLED, GRAPHITE MODERATED, LOW ENRICHMENT URANIUM REACTOR FOR THE PRODUCTION OF USEFUL POWER

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid