KR20140097452A - Assembly for a nuclear reactor, comprising nuclear fuel and a system for triggering and inserting at least one neutron absorber and/or mitigator element - Google Patents

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KR20140097452A
KR20140097452A KR1020147017384A KR20147017384A KR20140097452A KR 20140097452 A KR20140097452 A KR 20140097452A KR 1020147017384 A KR1020147017384 A KR 1020147017384A KR 20147017384 A KR20147017384 A KR 20147017384A KR 20140097452 A KR20140097452 A KR 20140097452A
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assembly
capsule
triggering
carrier assembly
elements
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KR1020147017384A
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데니스 로렌조
장 미쉘 에스클렌느
기 마일에
알랭 라브네
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꼼미사리아 아 레네르지 아또미끄 에 오 에네르지 알떼르나띠브스
엘렉트리씨트 드 프랑스
아레바 엔피
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Abstract

핵원자로용 캐리어 조립체로서, 박스(40), 상기 박스(40)의 하단 부분 내에 배치된 분열 구역, 상기 박스(40)의 상단 부분 내에 배치된 자유 체적, 상기 종축을 따라 상기 상단 부분 쪽에 배치된 단부로부터 시작되고 상기 분열 구역의 높이에 걸쳐 연장되는, 상기 분열 구역 내의 자유 공간(52), 상기 자유 공간(52)을 경계짓는(bordering) 덮개(54), 및 촉발 및 삽입 시스템(SI)을 포함하며, 상기 촉발 및 삽입 시스템은, 종축을 갖는 캡슐(10), 상기 캡슐 내에 매달린 흡수재(absorber; 2) 및/또는 완화재(mitigator) 조립체, 및 상기 조립체가 사고 상태(accident state)에 놓인다면 상기 조립체를 해제할 수 있는 촉발 및 삽입 장치(DI)를 포함하고, 상기 캡슐(10)은 상기 덮개(54) 안으로 삽입되며, 상기 촉발 및 삽입 시스템은 상기 캐리어 조립체 내에 제거가능하게 설치되는, 캐리어 조립체.A carrier assembly for a nuclear reactor comprising: a box (40), a fission zone disposed within a lower portion of the box (40), a free volume disposed within an upper portion of the box (40) (52) in the fission zone, a cover (54) bordering the free space (52), and a trigger and insertion system (SI) starting from the end and extending across the height of the fission zone Wherein the triggering and insertion system comprises a capsule 10 having a longitudinal axis, an absorber 2 and / or a mitigator assembly suspended within the capsule, and an assembly in which the assembly is in an accident state Wherein the capsule (10) is inserted into the lid (54), the triggering and insertion system being removably mounted within the carrier assembly, the trigger and insertion system (DI) carrier Ripche.

Description

중성자를 흡수 및/또는 완화하는 적어도 하나의 요소를 촉발 및 삽입하기 위한 시스템 및 핵연료를 포함하는 핵원자로용 조립체{Assembly for a nuclear reactor, comprising nuclear fuel and a system for triggering and inserting at least one neutron absorber and/or mitigator element}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an assembly for a nuclear reactor comprising a system and a fuel for triggering and inserting at least one element that absorbs and / or mitigates neutrons, including a nuclear fuel assembly and a system for triggering and inserting at least one neutron absorber and / or mitigator element}

본 발명은 핵원자로를 위한 혼합 조립체에 관한 것으로서, 상기 혼합 조립체는 중성자 흡수 재료일뿐이거나, 그리고/또는 일반적인 노심 용융의 경우에 완화재(mitigator)일 수 있는, 삽입될 적어도 하나의 요소 및 핵연료를 포함한다. 완화재는 조립체 내의 핵연료봉들의 클래딩을 형성하는 재료(material)를 가지고 낮은 융점의 공융(eutectic)을 형성할 수 있는 재료이며, 용융된 노심 또는 노심용융물의 배제(evacuation)를 저해할 플러그의 형성(formation of plugs)을 방지한다.The present invention relates to a mixing assembly for a nuclear reactor, wherein said mixing assembly is a neutron absorbing material and / or comprises at least one element to be inserted and a nuclear fuel, which may be a mitigator in the case of general core melting . The mitigating material is a material capable of forming a low melting point eutectic with the material forming the cladding of the fuel rods in the assembly and the formation of a plug that will inhibit the evacuation of the molten core or core melt formation of plugs.

상기 조립체는 특히 나트륨 냉각 고속 원자로를 위한 것으로 의도되며, 나트륨 냉각 고속 원자로는 이하 SFR로 지칭된다.The assembly is intended specifically for sodium cooled fast reactors and the sodium cooled fast reactors are hereinafter referred to as SFRs.

중성자 흡수 재료들로 구성된 요소들은 핵원자로에 삽입되어 상기 원자로의 노심 활성을 조절하거나 원자로 기능부전(malfunction)의 결과를 제한해야 하는 것으로 계획된다. 정상 작동중에 이 요소들은 상기 노심 위에 매달린 조립체 봉들의 형태일 수 있다. 상기 원자로의 반응도를 감소시킬 필요가 검출되는 때에 상기 흡수 요소들은 분열 구역 안으로 삽입된다.Elements composed of neutron absorbing materials are intended to be inserted into a nuclear reactor to control the core activity of the reactor or to limit the consequences of nuclear malfunction. During normal operation, these elements may be in the form of assembly rods suspended above the core. When the need to reduce the reactivity of the reactor is detected, the absorbent elements are inserted into the fission zone.

예를 들어, 나트륨 냉각 원자로의 경우 액체 나트륨의 순환을 막는 플러그가 형성될 수 있으므로 원자로 기능부전은 원자로 냉각 시스템 내의 문제일 수 있으며, 예를 들어 주 냉각재 시스템 내의 문제일 수 있다. 그것은 히트 싱크의 손실일 수 있는 바, 즉 더 이상 상기 원자로 냉각재 시스템을 통해 이끌어 내어진 열이 올바르게 배출되지 않을 수 있다.For example, in the case of sodium-cooled reactors, a plug that prevents the circulation of liquid sodium may form, and reactor failure may be a problem in the reactor cooling system, for example, a problem in the main coolant system. It may be a loss of heat sink, that is, the heat drawn through the reactor coolant system may no longer be discharged properly.

만약 삽입된 부(negative)반응도가 없다면, 이 기능부전으로 인해, 하나 또는 여러 조립체들의 용융을 초래할 수 있는 원자로 노심 온도의 상승, 또는 심지어 원자로의 완전성(integrity)의 손실로 이어질 수 있는 일반적 노심 용융을 포함한 결과들이 발생할 수 있다.If there is no negative reactivity inserted, this dysfunction can lead to an increase in the reactor core temperature that can lead to melting of one or several assemblies, or even to the loss of the core melt May result.

상기 노심 내로 흡수 요소들을 삽입하는 목적은 중성자 반응을 억제하여, 고려되는 기능부전의 인정된(accepted) 기준들을 만족시키도록 선택된 온도로 상기 원자로 노심을 안정화시키는 것이다.The purpose of inserting the absorbent elements into the core is to inhibit the neutron response and stabilize the reactor core to a selected temperature to meet accepted accepted standards of functional failure.

게다가, 중복적이고 다양하며 독립적인 여러 가동중지(shutdown) 시스템들이, 원자로 제어에 있어서 최대의 안전성을 유지하고 공통 모드 결함들(common mode defects)을 상쇄시키기 위해 제공된다.In addition, a number of redundant, diverse, and independent shutdown systems are provided to maintain maximum safety in reactor control and to offset common mode defects.

(종래의 것으로 평가(qualify)될 수 있는) SFC 원자로 내에 이용되는 가동중지 시스템들은, 흡수 요소들의 삽입이 외부 전기 제어에 의해, 또는 전기 신호의 손실에 의해 촉발되는 점에서, 능동식 장치들에 기반을 둔 것이다. 지금까지 이용된 가동중지 시스템들은 용기 헤드 플러그(vessel head plug)와의 기계적 인터페이스를 갖는다.The downtime systems used in SFC reactors (which may be qualitatively conventional) can be used in active devices, in that the insertion of the absorbing elements is triggered by external electrical control or by the loss of electrical signals Based. The downtime systems used so far have a mechanical interface with the vessel head plug.

차세대 SFC 원자로에 있어서, 종래의 가동중지 시스템들이 실패할 경우에 대비하여 새로운 가동중지 시스템이 계획된다; 따라서 이 "긴급" 가동중지 시스템 안의 장치들은 종래의 가동중지 시스템들보다 먼저 촉발되어서는 아니된다. 장비의 다각화 논리에 기초를 두며, 또한 전기적 기구, 제어 및 논리 시스템들의 고장(failure)의 위험을 제거하기 위해, 흡수 요소들의 삽입이 전기적 제어보다는 물리적 현상에 따라 직접적으로 촉발되는 점에서 수동식 장치들(passive devices)을 이용하는 것이 상정(envisage)된다. 예를 들어, 유동에서의 변동 또는 온도의 증가에 민감한 촉발 수단(trigger means)을 상상할 수 있다. 이 수동식 장치들은 상세하게 연구되어 왔지만, 원자로 내에서 이용된 적은 아직 없다. For the next generation SFC reactors, a new downtime system is planned in case of failure of conventional downtime systems; Therefore, devices in this "emergency" downtime system should not be triggered prior to conventional downtime systems. In view of the fact that the insertion of the absorbing elements is triggered directly by the physical phenomenon rather than by the electrical control, in order to eliminate the risk of failure of the electrical machinery, control and logic systems, it is envisaged to use passive devices. For example, imagine a trigger means sensitive to variations in flow or temperature. These manual devices have been studied in detail, but there is no one yet to be used in the reactor.

프랑스 출원 FR 2230984호에는 핵연료봉들 및 긴급 가동중지 장치를 포함한 박스를 포함하는 연료 조립체가 개시된다. 상기 가동중지 장치가 없다면 연료봉들에 의해 차지될 공간을 상기 가동중지 장치가 차지한다. 이 장치는 상기 조립체 박스에 고정된 밀봉된 케이싱(sealed casing)을 포함한다. 상기 가동중지 장치는, 와이어를 따라 매달린(suspended) 긴 요소들의 형태로 아르곤 및 탄화붕소를 포함한다. 상기 와이어는 온도에 민감한 퓨즈에 의해 상기 밀봉된 케이싱으로부터 매달린다. 온도가 문턱값을 초과할 때, 상기 퓨즈는 용융되어 탄화붕소를 해제하고, 상기 탄화붕소는 노심의 높이에서 상기 캡슐의 바닥으로 낙하된다. 상기 케이싱은 상기 조립체에 고정되므로, 그것으로부터 기계적으로 격리(mechanically isolated)되지 않으며, 따라서 격자 피치(lattice pitch)에서 가해지는 기계적 부하에 의해, 조립체 평면 플레이트의 구부러짐(arcing) 및/또는 파쇄(crushing)와 같이 잠재적으로 변형될 수 있다. 그렇다면 상기 조립체의 상기 노심 내로의 탄화 붕소의 삽입은 방해될 수 있다.FR application FR 2230984 discloses a fuel assembly comprising a fuel rod and a box including an emergency shutdown device. If there is no downtime, the downtime will be occupied by the space occupied by the fuel rods. The apparatus includes a sealed casing secured to the assembly box. The downtime includes argon and boron carbide in the form of long elements suspended along the wire. The wire is suspended from the sealed casing by a temperature sensitive fuse. When the temperature exceeds the threshold value, the fuse is melted to release boron carbide, and the boron carbide falls from the height of the core to the bottom of the capsule. The casing is fixed to the assembly so that it is not mechanically isolated from it and therefore the mechanical load applied at the lattice pitch causes arcing and / or crushing ). ≪ / RTI > The insertion of boron carbide into the core of the assembly may then be impeded.

따라서 이 조립체를 삽입함에 있어서의 신뢰성은 개시되는 바와 같이 개선될 수 있다.Therefore, the reliability in inserting this assembly can be improved as disclosed.

게다가, 상기 긴급 가동중지 장치가 올바르게 작동하는지를 체크하는 것은 2가지 이유로 불가능하다; 첫째로 이 유형의 시스템은 한번만 작동할 수 있으므로 퓨즈 시스템을 재장비(rearm)하는 것이 불가능하기 때문이고, 둘째로 상기 긴급 가동중지 장치는 상기 조립체에 고정되므로, 상기 운반 연료 조립체에 온도 촉발 테스트를 시행하는 것을 상정하기 불가능하기 때문이다.In addition, checking that the emergency shutdown device is operating properly is not possible for two reasons; First, this type of system can only operate once, and it is impossible to rearm the fuse system. Secondly, since the emergency stop device is fixed to the assembly, It is impossible to assume that it will be implemented.

게다가 상기 케이싱은 상기 운반 연료 조립체에 고정되므로, 상기 흡수 장치의 수명을 상기 운반 연료 조립체의 수명과 분리하기가 불가능하다. 게다가 연료 조립체 제조 라인들에서, 그리고 해체 작동(dismantling operations)중에 흡수 재료를 다루기가 힘들다.Moreover, since the casing is fixed to the transport fuel assembly, it is impossible to separate the lifetime of the absorption apparatus from the lifetime of the transport fuel assembly. Moreover, it is difficult to handle absorbent materials in fuel assembly production lines and during dismantling operations.

프랑스 출원 FR 2251079호에는 원통형 링크들(cylindrical links)의 형태로 된 흡수 요소들을 구비한, 핵원자로를 위한 안전 장치가 개시된다. 그런데 상기 링크들의 원통 형태는 삽입 신뢰성에 대해서나 온도 양태들에 대해서나 중성자 효율에 대해서나 최적의 것이 아니다.French application FR 2251079 discloses a safety device for a nuclear reactor with absorption elements in the form of cylindrical links. However, the cylindrical shape of the links is not optimal for insertion reliability, for temperature aspects, or for neutron efficiency.

프랑스 출원 FR 2683667호에는 일체화된(integrated) 수동식 안전 장치를 구비한 핵연료 장치가 개시된다. 상기 수동식 안전 장치는 용융가능한 기지(meltable matrix)로 주조(cast)된 볼(ball)들의 형태의 흡수 요소들을 포함한다. 첫째로 볼들의 더미(stack)는 아칭 효과(arching effect)로 인한 기계적 폐쇄(mechanical blockage)를 유발할 수 있으며, 이는 트립(tripping) 및 삽입 신뢰성을 감소시킬 수 있다. 둘째로, 핵분열 다발(fissile bundle) 내의 볼들의 배치(distribution)는 제어되지 않고, 특히 방사선 조사 하에서의 조사 크리프(irradiation creep) 및 팽윤(swelling)으로 인해 상기 다발들이 현저히 변형될 수 있는 방사선 조사(irradiation)의 마지막 때에 그러하다. 상기 볼들에 의한 연료봉 다발들의 부분적 또는 전체적 폐쇄의 위험도 있고 상기 다발로부터 상류 및 하류에 배치된 그레이팅들이 폐쇄될 위험도 있으며, 이는 매우 일어날 것 같지 않은 사고들을 망라(cover)하도록 설계된 추가적 안전 장치를 위한 주된 설계 규칙, 즉 표준 설계에 의해 제공되는 방지 수준(prevention level)이 열화(degraded)되어서는 아니된다는 것에 상반될 것이다. 그러나, 연료 조립체의 순간 완전 폐쇄(Instantaneous Total Blockage; BTI)는 연료 용융 개시자(fuel meltdown initiator)로서 SFR에서 고려되는 시나리오들 중 하나임에도 불구하고, 표준 노심 설계에 있어서는 잔류 위험(residual risk)의 영역으로 격하된다.French application FR 2683667 discloses a fuel system with an integrated manual safety device. The manual safety device includes absorption elements in the form of balls cast into a meltable matrix. First, the stack of balls can cause mechanical blockage due to the arching effect, which can reduce tripping and insertion reliability. Secondly, the distribution of the balls in the fissile bundle is not controlled, and the irradiation of the bundles can be significantly deformed due to irradiation creep and swelling under irradiation, ) At the end of. There is also the risk of partial or total closure of the fuel rod bundles by the balls and the risk of closure of the gratings located upstream and downstream from the bundle, which is a major concern for additional safeguards designed to cover very unlikely accidents The design rule, that is, the prevention level provided by the standard design, should not be degraded. However, despite the fact that instantaneous total blockage (BTI) of the fuel assembly is one of the scenarios considered in the SFR as a fuel meltdown initiator, the residual risk Area.

미국 특허 US 5,051,229호에는 원자로 내에 중성자 흡수재를 삽입하는 것을 가능하게 하는 온도 민감성 촉발 장치가 개시된다; 이 장치는 연료 조립체 내에 배치된다. 온도 폭주(excursions)에 관한 이 시스템의 반응도 및 정확성은 매우 제한되어 있다. 게다가 이 장치는 정상 작동중의 노심의 중성자 성능에 심각한 영향을 끼친다. 만약 가동중지 시스템이 공칭 작동(nominal operation)중에 노심의 중성자 성능에 미치는 영향을 최소화하기 위해서는, 상기 노심 내의 연료 부피비의 손실을 최소화시키기 위해 조립체 당 중성자 기능 요소들(흡수재 및 연료)의 부피비가 최대화되어야 한다. 제어 시스템 전용의 조립체들에 대해, 이것은 상기 노심 내의 위치들(positions)의 수를 최소화시키기 위해 조립체 당 흡수재의 부피를 최소화시킴을 전형적으로 의미한다. 상기 촉발(triggering) 반응도를 최소화시키기 위한 시도가 이루어진 혼합 조립체 설계에 대해, 이것은 파워 조립체(power assembly)와 비교하여 연료 부피비의 감소를 최소화하는 결과가 되어야만 한다. 미국 특허 US 5,051,229호는 어느 것도 가능하게 하지 않는데, 왜냐하면 그것은 표준 연료 조립체로 가능한 것보다 현저히 낮은 최대 연료 부피비(하나의 흡수재 캡슐과 5개의 연료 캡슐들의 조합)를 제공하며, 제어봉들로 가능한 것보다 현저히 낮은 최대 흡수재 부피비(하나의 연료 캡슐과 5개의 흡수 캡슐들의 조합)를 제공하기 때문이다.US Patent 5,051,229 discloses a temperature sensitive triggering device which makes it possible to insert a neutron absorber into a reactor; The device is disposed within the fuel assembly. The responsiveness and accuracy of this system for temperature excursions is very limited. In addition, the device has a serious effect on the neutron performance of the core during normal operation. In order to minimize the effect of the downtime system on the neutron performance of the core during nominal operation, the volume ratio of neutron functional components (absorber and fuel) per assembly is maximized to minimize the loss of the fuel volume ratio within the core . For assemblies dedicated to the control system, this typically means minimizing the volume of the absorber per assembly to minimize the number of positions in the core. For mixed assembly designs where attempts have been made to minimize the triggering response, this should result in minimizing the reduction in fuel volume ratio compared to power assemblies. U.S. Patent No. 5,051,229 makes none possible because it provides a significantly lower maximum fuel volume ratio (one absorber capsule and a combination of five fuel capsules) than is possible with standard fuel assemblies, Because it provides a significantly lower maximum absorbent volume ratio (a combination of one fuel capsule and five absorbent capsules).

결과적으로, 본 발명의 일 목적은 수동식 촉발, 즉 용기 헤드 플러그와의 기계적 접촉이 없고, 높은 정확성 및 우수한(good) 촉발 신뢰성 및 우수한 삽입 신뢰성을 가지며, 그러한 우수한 신뢰성들을 위해 필요한 만큼 많은 횟수로 올바른 작동이 테스트될 수 있는 긴급 가동중지 시스템을 포함하는, 핵 조립체를 제공하는 것이다.As a result, it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method which are free from manual contact, i.e., mechanical contact with the container head plug, have high accuracy and good triggering reliability and excellent insertion reliability, The system comprising an emergency downtime system in which operation can be tested.

위에서 언급된 목적은, 박스로서 핵연료봉들이 상기 박스 내측에 배치된 박스 및 상기 박스 내에 배치되어 상기 핵연료봉들 중 몇몇의 공간을 차지하는 긴급 가동중지 시스템을 포함하는 핵 조립체에 의해 달성되며, 여기서 상기 긴급 가동중지 시스템은, 상기 박스의 중심선(centre-line)을 따라 연장되는 캡슐을 포함하고, 상기 캡슐은, 상기 연료봉들 내에서 하우징을 경계짓는 덮개 내에 제거가능하게 삽입되며, 상기 캡슐 내에, 중성자 흡수재 및/또는 완화재일 수 있는 삽입될 조립체가 매달린다.The above-mentioned object is achieved by a nuclear assembly comprising a box in which fuel rods are disposed inside the box and a emergency shutdown system disposed in the box and occupying some of the space of the fuel rods as a box, The emergency downtime system includes a capsule extending along a center-line of the box, the capsule being removably insertable within a lid that bounds the housing within the fuel rods, wherein the neutron The assembly to be inserted, which may be an absorbent material and / or a mitigating agent, is suspended.

상기 조립체는 상기 조립체로부터 기계적으로 분리(decouple)된 긴급 가동중지 시스템을 포함하고, 그렇다면 상기 시스템은 위치에 놓여질 수 있고, 그리고 그것이 제대로 작동하는지, 잠재적으로 수리되고 재장비될 수 있는지를 체크하기 위해, 또는 부의 반응도가 지나치게 감소되는 경우 상기 삽입될 조립체를 교체하기 위해, 상기 조립체 박스로부터 제거될 수 있다.The assembly includes an emergency downtime system that is mechanically decoupled from the assembly and the system can then be placed in position and checked to see if it is working properly, , Or removed from the assembly box to replace the assembly to be inserted if the degree of negative reactivity is excessively reduced.

상기 박스 내에서 순환하는 냉각재 유동의 거의 전부가 장치를 통과하고 표준 연료 조립체 내의 유동과 사실상(practically) 동일하기 때문에 삽입의 정확성 및 촉발 신뢰성이 최적화된다. 삽입은, 상기 흡수재에 배타적으로 전용인 조립체를 가지는 것보다 더 신속하고 더 정확하게 촉발되는데, 왜냐하면 배타적인 연료 또는 혼합 조립체들의 파워 및 냉각재 공급 유동은, 배타적인 흡수 조립체들의 파워 및 냉각재 공급 유동보다 현저히 더 높기 때문이다.The accuracy of the insertion and the triggering reliability are optimized because almost all of the circulating coolant flow in the box passes through the device and is practically identical to the flow in the standard fuel assembly. The insertion is triggered more quickly and more accurately than with an assembly exclusively dedicated to the absorbent material because the power and coolant feed flow of the exclusive fuel or mixing assemblies is significantly greater than the power and coolant feed flow of the exclusive absorbent assemblies Because it is higher.

상기 삽입될 조립체의 해제는 상기 조립체의 사고 상태를 대표하는 어떠한 물리적 특성(physical characteristic)에 의해서도 촉발될 수 있다.The release of the assembly to be inserted may be triggered by any physical characteristic that represents an accident condition of the assembly.

상기 유동 또는 중성자 선속은, 직면하게 되는 사고 조건의 유형, 즉 원자로 냉각재 유동 및 반응도 과도현상(reactivity transient)에 따라 촉발 물리적 현상으로서 이용될 수 있다.The flow or neutron flux can be used as a triggering physical phenomenon depending on the type of accident condition to be encountered, namely reactor coolant flow and reactivity transient.

바람직하게는, 온도가 촉발 물리적 현상으로서 이용될 수 있다. 가동중지 시스템 촉발 장치는 자기적 유형의 것일 수 있으며, 퀴리 온도에 도달될 때 상기 삽입될 조립체가 해제된다. 바람직하게는, 그것은 차등 팽창 현상(differential expansion phenomenon)에 의해 발동될 수 있으며, 여기서 냉각재 온도의 상승은 상기 삽입될 조립체의 해제를 야기하고, 상기 해제 장치는 직접적으로 상기 냉각재 유동 내에 있다.Preferably, the temperature can be used as a triggering physical phenomenon. The downtime system trigger device may be of a magnetic type, and the assembly to be inserted is released when the Curie temperature is reached. Preferably, it can be triggered by a differential expansion phenomenon, wherein an increase in the coolant temperature causes the release of the assembly to be inserted, and the release device is directly in the coolant flow.

또한 유리하게는, 상기 긴급 가동중지 장치는, 냉각재 온도가 주어진 문턱값을 초과하지 않는다면 상기 삽입될 조립체가 해제되는 것을 방지함으로써 원치 않는 상기 삽입될 조립체의 낙하를 방지하는 수단을 포함한다.Advantageously, the emergency shutdown device also includes means for preventing the unwanted drop of the assembly to be inserted by preventing the assembly to be inserted from being released, if the coolant temperature does not exceed a given threshold.

매우 유리하게는, 상기 삽입될 조립체는, 스트링(string)을 형성하는 케이블 상에 장착된 대략적으로 구형(spherical)인 여러 요소들로 형성되며, 상기 요소들이 삽입되지 않을 위험을 감소시킨다.Most advantageously, the assembly to be inserted is formed of several spherical elements that are mounted on a cable forming a string, reducing the risk that the elements will not be inserted.

그렇다면, 본 발명의 대상물은, 핵원자로용 캐리어 조립체로서, 수직축을 따라 대략적으로 배향될 종축을 갖는 박스, 상기 박스의 하단 부분 내에 배치된 분열 구역, 상기 박스의 상단 부분 내에 배치된 자유 체적(free volume), 상기 종축을 따라 상기 상단 부분 쪽에 배치된 분열 구역의 단부로부터 시작되고 상기 종축을 따라 상기 분열 구역의 적어도 일부에 걸쳐 연장되는, 상기 분열 구역 내의 자유 공간, 상기 자유 공간을 경계짓는(bordering) 덮개, 및 촉발 및 삽입 시스템을 포함하며, 상기 촉발 및 삽입 시스템은, 종축을 갖는 캡슐, 상기 캡슐 내에 매달린 삽입될 조립체, 및 상기 조립체가 사고 상태(accident state)에 놓인다면 상기 삽입될 조립체를 해제할 수 있는 촉발 및 삽입 장치를 포함하고, 상기 캡슐은 상기 덮개 안으로 부분적으로 삽입되며, 상기 촉발 및 삽입 시스템은 상기 캐리어 조립체 내에 제거가능하게 설치되며, 상기 캡슐은 파지 헤드를 포함하고, 상기 파지 헤드로부터 상기 촉발 및 삽입 시스템이 상기 덮개 위에 매달리는, 캐리어 조립체이다.If so, the subject matter of the present invention is a carrier assembly for a nuclear reactor, comprising: a box having a longitudinal axis that is approximately oriented along a vertical axis; a fission zone disposed within a lower end portion of the box; a free space in the fission zone, starting from an end of the fission zone disposed on the side of the upper portion along the longitudinal axis and extending over at least a portion of the fission zone along the longitudinal axis, ) Cover, and a triggering and insertion system, wherein the triggering and insertion system comprises a capsule having a longitudinal axis, an assembly to be inserted suspended within the capsule, and an assembly to be inserted if the assembly is in an accident state Wherein the capsule is partially inserted into the lid, the capsule is inserted into the lid, A foot and insertion system is removably mounted within the carrier assembly, the capsule including a gripping head from which the triggering and insertion system is suspended over the cover.

상기 촉발 및 삽입 장치는 유리하게는 상기 박스의 상단 구역의 상단 부분 내에 배치된다.The triggering and insertion device is advantageously arranged in the upper part of the upper section of the box.

바람직하게는, 상기 촉발 및 삽입 시스템의 종축이 상기 조립체의 종축과 동일축(coaxial)이도록 상기 자유 공간이 상기 분열 구역의 중심 부분 내에 배치된다.Preferably, the free space is disposed in a central portion of the fission zone such that the longitudinal axis of the triggering and insertion system is coaxial with the longitudinal axis of the assembly.

상기 삽입될 조립체는 중성자 흡수재 및/또는 완화재 유형일 수 있다. The assembly to be inserted may be a neutron absorber and / or a relaxant type.

상기 삽입될 조립체의 길이방향 치수는 예를 들어 상기 캡슐의 총 길이방향 치수의 절반과 동일하도록 선택될 수 있다.The longitudinal dimension of the assembly to be inserted may be selected to be, for example, equal to one-half of the total length dimension of the capsule.

바람직하게는 상기 캡슐은 상기 삽입될 조립체의 낙하(drop)를 상기 삽입될 조립체의 이동의 마지막에 감쇠시키는 수단을 포함한다.Preferably the capsule includes means for damping the drop of the assembly to be inserted at the end of movement of the assembly to be inserted.

다른 일 특성에 따르면, 상기 캡슐은, 상기 덮개 내에 배치된 상기 캡슐의 부분의 단부에서 냉각제 공급 오리피스들을 포함한다.According to another feature, the capsule includes coolant supply orifices at the end of the portion of the capsule disposed within the lid.

상기 캐리어 조립체는, 상기 조립체의 상기 분열 구역 내에 상기 촉발 및 삽입 시스템의 배치를 위한 안내 수단을 포함할 수 있고, 여기서 상기 안내 수단은 상기 캐리어 조립체의 상기 자유 체적과 같은 쪽에 배치된 상기 덮개의 단부에서 배치된다.The carrier assembly may include guiding means for positioning the triggering and insertion system within the fissure zone of the assembly, wherein the guiding means comprises an end portion of the lid disposed on the same side as the free volume of the carrier assembly .

상기 박스는 바람직하게는 육각형 단면을 가지고, 상기 덮개는 바람직하게는 육각형 외부 단면 및 육각형 또는 원형 내부 단면을 가지며, 상기 캡슐은 바람직하게는 원형 외부 단면을 가진다.The box preferably has a hexagonal cross-section, which preferably has a hexagonal outer cross-section and a hexagonal or circular inner cross-section, the capsule preferably having a circular outer cross-section.

유리하게는, 상기 삽입될 조립체는, 서로 경첩식으로 설치된 복수개의 요소들을 포함하고, 일 단부 요소는, 상기 촉발 및 삽입 장치를 유지하는 수단과 협동하는 부착 헤드를 형성한다. 요소들은 유리하게는 케이블 상으로 슬라이드된다. 예를 들어, 상기 케이블은 브레이딩(braiding)된 금속 섬유 또는 브레이딩(braiding)된 세라믹 섬유로 만들어질 수 있다. Advantageously, the assembly to be inserted comprises a plurality of elements hingedly mounted to one another, and one end element forms an attachment head cooperating with the means for holding the triggering and insertion device. The elements are advantageously slid onto the cable. For example, the cable may be made of braided metal fibers or braided ceramic fibers.

특히 유리하게는 각각의 요소는 형태에 있어서 구형(spherical)이다.Particularly advantageously, each element is spherical in shape.

상기 캐리어 조립체는 적어도 한 쌍의 요소들 사이에 감쇠 수단을 포함할 수 있다.The carrier assembly may include damping means between at least a pair of elements.

예를 들어 상기 요소들은 여러 흡수 재료들로 형성된다. 상기 흡수 요소들은, 제1 흡수 요소 내에 적어도 몇몇 요소들, 및 제2 흡수 요소 내에 제2 요소들을 포함할 수 있다.For example, the elements are formed of a plurality of absorbent materials. The absorbent elements may include at least some elements in the first absorbent element, and second elements in the second absorbent element.

유리한 일 특성에 따르면, 상기 요소들은 중공(hollow)이거나, 또는 중심 노심 및 2개의 상이한 재료들로 구성된 주변 케이싱(peripheral casing)을 포함한다.According to one advantageous characteristic, the elements are hollow or comprise a peripheral core consisting of a central core and two different materials.

상기 촉발 및 삽입 시스템은 유리하게는 온도 변동(variation)에 감수성이 있다(sensitive). 더더욱 유리하게는 상기 촉발 및 삽입 시스템은 상이한 팽창 유형(expansion type)으로 된다.The triggering and insertion system is advantageously sensitive to temperature variations. More advantageously, the triggering and insertion system is of a different expansion type.

예를 들어, 상기 촉발 및 삽입 시스템은, 상기 원자로 작동 온도보다 낮은 온도에서 상기 삽입될 조립체의 삽입을 방지하는 잠금 수단을 포함한다.For example, the triggering and insertion system includes locking means to prevent insertion of the assembly to be inserted at a temperature below the reactor operating temperature.

상기 캐리어 조립체는 바람직하게는 상기 삽입될 조립체의 삽입을 초음파 원격측정(ultrasound telemetry)에 의해 검출하는 수단을 포함한다. 예를 들어, 상기 촉발 및 삽입 장치는 길이방향 이동 부분 및 상기 캡슐로부터 형성된 길이방향 고정 부분을 포함하며, 상기 캡슐은 상기 삽입된 조립체를 상기 분열 구역 위에 매달린 위치에서 유지하는 수단을 포함하고, 상기 삽입될 조립체는 상기 이동 부분의 작용 하에 해제될 수 있으며, 상기 이동 부분은, 정지면이라고 불리는 적어도 하나의 제1 표면에 의해 형성되는 잠금 수단, 상기 삽입될 조립체를 상기 매달린 위치에서 유지하는 수단, 상기 유지 수단으로부터 상기 삽입될 조립체를 해제하는 수단으로서 해제면이라고 불리는 적어도 하나의 제2 표면에 의해 형성되는 해제하는 수단, 및 상기 정지면 및 상기 해제면을 상기 종축을 따라 변위시키는 수단을 포함하고, 상기 변위 수단은 상기 냉각재의 온도 상승의 효과 하에서 상기 캡슐에 대해 상대적으로 길이방향으로 상이하게 팽창할 수 있는 셸(shell)에 의해 형성되며, 상기 정지면 및 상기 해제면은, 상기 냉각재 온도가 상승되는 때에는 상기 정지면이 상기 유지 수단으로부터 축방향으로 멀어지도록 움직이며 상기 해제면이 상기 유지 수단을 향해 축방향으로 움직이고, 상기 냉각재가 정상 원자로 작동 온도에 있는 때에는 상기 유지 수단이 잠금 해제되도록 상기 정지면이 상기 유지 수단으로부터 멀어지도록 움직이며, 상기 냉각재의 온도가 문턱 온도를 초과하는 때에 상기 삽입될 조립체가 해제되도록 상기 해제면이 상기 유지 수단 상에 추력(thrust force)을 가하게끔, 구성(arrange)된다.The carrier assembly preferably includes means for detecting insertion of the assembly to be inserted by ultrasound telemetry. For example, the triggering and inserting device includes a longitudinally moving portion and a longitudinally secured portion formed from the capsule, the capsule including means for holding the inserted assembly in a suspended position above the fission zone, The assembly to be inserted can be released under the action of the moving part, the moving part comprising locking means formed by at least one first surface, called the stop surface, means for holding the assembly to be inserted in the suspended position, Means for releasing said assembly to be inserted from said retaining means, said releasing means being formed by at least one second surface, called the release surface, and means for displacing said stop surface and said release surface along said longitudinal axis, The displacement means is configured to move the capillary against the capsule under the effect of the temperature rise of the coolant Wherein the stop surface and the release surface move axially away from the retaining means when the coolant temperature is raised, wherein the stop surface and the release surface are formed by a shell capable of differentially expanding in longitudinal direction The stop surface moves away from the holding means such that the releasing surface moves axially towards the holding means and the holding means is unlocked when the coolant is at the normal reactor operating temperature, , The releasing surface is arranged to apply a thrust force on the holding means so that the assembly to be inserted is released.

상기 검출 수단은, 상기 캡슐의 헤드 위에 배치된 적어도 하나의 초음파 트랜스듀서, 상기 트랜스듀서를 마주보는(facing) 상기 캡슐의 헤드 상에 설치되는 리플렉터를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 리플렉터의 길이방향 위치는, 상기 삽입될 조립체가 상기 유지 수단에 의해 제 자리에(in place) 유지되는지 여부에 의해 제어되며, 상기 리플렉터는, 긴 요소(elongated element)에 의해 상기 삽입될 조립체에 연결되고, 상기 긴 요소는, 상기 캡슐 헤드를 통과하는 길이방향 리밍(reaming) 안에서 자유로이 슬라이드되도록 설치되고 비-삽입된 상태에서 상기 삽입될 조립체 상에 지지(bearing)에 의해 상기 리플렉터를 유지한다.The detecting means may comprise at least one ultrasonic transducer disposed on the head of the capsule, and a reflector mounted on the head of the capsule facing the transducer, wherein the longitudinal position of the reflector Is controlled by whether the assembly to be inserted is held in place by the retaining means and the reflector is connected to the assembly to be inserted by an elongated element, Is configured to slide freely in a longitudinal reaming through the capsule head and to hold the reflector by a bearing on the assembly to be inserted in a non-inserted state.

상기 캐리어 조립체는 탄성 수단을 포함할 수 있으며, 여기서 상기 탄성 수단은 상기 삽입될 조립체의 존재 하에서는 압축되고, 만약 상기 삽입될 요소가 존재하지 않는다면 팽창하여 상기 리플렉터를 움직이도록 상기 긴 요소에 장력을 가한다.The carrier assembly may include elastic means wherein the resilient means is compressed in the presence of the assembly to be inserted and tensioned to cause the elongate element to expand to move the reflector if the element to be inserted is not present do.

상기 셸과 상기 캡슐 사이에 냉각재 순환 채널을 경계짓기(delimit) 위해 바람직하게는 반경방향 간극이 상기 셸과 상기 캡슐 사이에 제공되고, 상기 셸은 상기 채널 안에 상기 냉각재의 순환을 위한 오리피스들(orifices)을 포함한다.Preferably, a radial clearance is provided between the shell and the capsule for delimiting the coolant circulation channel between the shell and the capsule, the shell having orifices for circulation of the coolant in the channel ).

예를 들어 상기 유지 수단은 상기 종축을 중심으로 배치(distribute)된 적어도 2개 및 바람직하게는 3개의 핀들을 포함하고, 상기 핀들은, 상기 핀들 사이에 상기 삽입될 조립체를 유지시키기 위해 상기 종축에 가까운 위치 및 상기 삽입될 조립체가 해제되는 상기 종축으로부터 거리를 둔 위치로 움직이게 하기 위해 상기 캡슐 상에 회전식 경첩식으로 설치된다.For example, the retaining means may comprise at least two and preferably three fins distributed about the longitudinal axis, the fins being arranged on the longitudinal axis to hold the assembly to be inserted between the fins And is rotationally hingedly mounted on the capsule for movement to a position close to and away from the longitudinal axis from which the assembly to be inserted is released.

상기 정지면은 예를 들어 상기 핀들의 외측에 반경방향으로 배치된 표면으로서 상기 핀들이 상기 종축으로부터 멀어지도록 움직이는 것을 방지할 수 있고, 상기 해제면은 상기 종축에 수직인 표면일 수 있으며, 상기 핀들은, 상기 해제면이 상기 종축으로부터 멀어지는 방향으로 상기 핀들을 피봇시키도록 함께 협동하는 캠 표면(cam surface)을 포함한다.The stop surface may, for example, prevent the pins from moving away from the longitudinal axis as a radially arranged surface outside of the pins, the release surface may be a surface perpendicular to the longitudinal axis, And a cam surface cooperating with the releasing surface to pivot the pins in a direction away from the longitudinal axis.

예를 들어 상기 셸이 오세트나이트계 강(austenitic steel)으로 만들어지고 상기 캡슐이 텅스텐-기반 합금으로 만들어지거나, 또는 상기 셸이 가공 경화된 Z10 CNDT 15.15 B 강(steel)으로 만들어지고 상기 고정 부분이 W-5Re로 만들어진다.For example, if the shell is made of an austenitic steel and the capsule is made of a tungsten-based alloy, or the shell is made of work-hardened Z10 CNDT 15.15 B steel, Is made of W-5Re.

상기 캐리어 조립체는 유리하게는 액체 금속 냉각, 특히 나트륨 냉각의 고속 원자로를 위해 이용되며, 여기서 상기 중성자 흡수재의 재료(들)는, 10B의 가변 농후도를 갖는 B4C, 하프늄 금속, 예를 들어 HfB2 및 TiB2와 같은 내열성 붕소화물 유형의 재료들, 육붕소화 유로퓸 중에서 선택된다. 수냉각 열 중성자 핵원자로를 위한 중성자 흡수재로 이용되는 재료(들)는, 하프늄, Dy11B6, Gd11B6, Sm11B6 및 Er11B4, 천연(natural) HfB2 및 천연 TiB2 중에서 선택된다.The carrier assembly is advantageously used for liquid metal cooling, especially sodium-cooled, high-speed reactors, wherein the material (s) of the neutron absorber is B 4 C, a hafnium metal having a variable richness of 10 B, Materials of the refractory boron type, such as HfB 2 and TiB 2 , are selected from europium hexafluoride. The material (s) used as the neutron absorber for the water cooled thermal neutron nuclear reactor are hafnium, Dy 11 B 6 , Gd 11 B 6 , Sm 11 B 6 and Er 11 B 4 , natural HfB 2 and natural TiB 2 < / RTI >

본 발명의 다른 대상물은 본 발명에 따른 캐리어 조립체 및 핵연료 조립체들을 포함하는 핵원자로이다.Another object of the present invention is a nuclear reactor comprising carrier assemblies and nuclear fuel assemblies according to the present invention.

아래의 설명 및 첨부된 도면들을 읽은 후에 본 발명이 더 잘 이해될 것이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 캐리어 조립체의 예시적 실시예의 전경(overall view)이며, 여기서 상기 캐리어 조립체는 촉발 및 삽입 시스템, 매달린 흡수 요소들의 세트를 포함한다;
- 도 2는 도 1의 조립체의 도면이며, 여기서 상기 흡수 요소들의 세트는 삽입된다;
- 도 3은 도 2의 조립체의 단면도로서, 흡수 요소를 관통하여 취해진 분열 구역에서의 단면도이다,
- 도 4는 본 발명에 따른 캐리어 조립체에서 이용될 수 있는 촉발 및 삽입 시스템의 취급(handling) 온도에서의, 특히 유리한 실시예의 정면도이다;
- 도 5a는 도 4의 상기 촉발 및 삽입 장치의 취급 온도에서의 길이방향 단면도이다,
- 도 5b는 도 4의 상기 촉발 및 삽입 장치의 작동 온도에서의 길이방향 단면도이다,
- 도 5c는 노심 내로 흡수재의 삽입이 있기 직전의, 도 4의 상기 촉발 및 삽입 장치의 촉발 온도에서의 길이방향 단면도이다,
- 도 5d는 노심 내로 흡수재의 삽입 중의, 도 4의 상기 촉발 및 삽입 장치의 촉발 온도에서의 길이방향 단면도이다,
- 도 6은 도 4의 시스템의 평면도이다,
- 도 7은 도 5c에 도시된 평면(A-A)을 따라 취한 도 4의 시스템의 단면도이다.
아래의 설명에서, "상부" 및 "하부"라는 용어들은, 원자로 내의 요소들의 배치에 대응되는, 도시된 도면들의 상단 및 하단에 배치된 요소들의 부분들을 의미하는 것으로 이용된다. "상류" 및 "하류"라는 용어들은 조립체 내의 냉각재의 순환의 방향, 즉 하부 부분으로부터 상부 부분으로의 방향을 나타낸다.
The invention will be better understood after reading the following description and the accompanying drawings.
1 is an overall view of an exemplary embodiment of a carrier assembly according to the present invention, wherein the carrier assembly comprises a triggering and insertion system, a set of pendant absorbing elements;
2 is a view of the assembly of FIG. 1, wherein the set of absorbing elements is inserted;
3 is a cross-sectional view of the assembly of FIG. 2, taken in a fracture zone taken through the absorbent element,
Figure 4 is a front view of a particularly advantageous embodiment at the handling temperature of the trigger and insertion system that may be used in a carrier assembly according to the present invention;
5A is a longitudinal cross-sectional view at the handling temperature of the triggering and insertion device of FIG. 4,
Figure 5b is a longitudinal cross-sectional view at the operating temperature of the triggering and inserting device of Figure 4;
Figure 5c is a longitudinal cross-sectional view at the triggering temperature of the triggering and inserting device of Figure 4 immediately before the insertion of the absorbing material into the core,
Figure 5d is a longitudinal cross-sectional view at the triggering temperature of the triggering and insertion device of Figure 4 during insertion of the shock absorber into the core;
- Figure 6 is a plan view of the system of Figure 4,
7 is a cross-sectional view of the system of FIG. 4 taken along the plane AA shown in FIG. 5C. FIG.
In the following description, the terms "upper" and "lower" are used to refer to parts of the elements disposed at the upper and lower ends of the figures, corresponding to the arrangement of elements in the reactor. The terms "upstream" and "downstream" refer to the direction of circulation of the coolant within the assembly, i.

이 설명 내내 "캐리어 조립체"는 핵연료 및 흡수 요소들을 모두 포함하는 본 발명에 따른 조립체를 나타내고, "표준 조립체"는 핵연료만을 포함하는 조립체를 나타낸다.Throughout this description, the term "carrier assembly" refers to an assembly according to the present invention including both nuclear fuel and absorbing elements, while a "standard assembly" refers to an assembly comprising only nuclear fuel.

게다가, "정상 작동"은 정상 조건 하에서의 원자로의 작동을 나타내고 "사고 조건"은 반응을 감속시키거나 심지어 중지시키기 위해 흡수재들의 삽입이 요구되는 원자로의 상태를 나타낸다. 예를 들어, 이 조건은 주어진 온도 문턱값을 넘는 냉각재 온도의 상승을 일으키는 원자로 온도의 상승을 초래한다.In addition, "normal operation" indicates the operation of the reactor under normal conditions and "accident condition" indicates the state of the reactor where insertion of the absorbers is required to slow down or even stop the reaction. For example, this condition results in an increase in the reactor temperature that causes a rise in coolant temperature above a given temperature threshold.

게다가 아래의 설명에서 삽입될 조립체는 중성자 흡수 재료로 만들어진 요소들의 세트인 것으로 설명되지만 본 발명은 흡수 및/또는 완화 요소들의 세트의 삽입에도 적용될 수 있다.Furthermore, although the assembly to be inserted in the following description is described as being a set of elements made of a neutron absorbing material, the present invention can also be applied to the insertion of a set of absorbing and / or mitigating elements.

일반적으로, 핵원자로는 서로 인접하게 배치된 복수개의 핵연료 조립체들이 내측에 있는 격납체(containment)를 포함한다. 상기 조립체들은 원자로 노심을 형성한다. 냉각재는 상기 조립체들 내에서 상기 조립체들 사이에서 순환하여, 주 시스템(primary system)을 형성하는 상기 핵연료에 의해 발생되는 열을 빼낸다. 조립체들은 예를 들어 연료봉들 내에 분포(distribute)된 상기 핵연료를 포함한다. 핵연료를 포함하는, 상기 조립체들의 부분은 분열 구역이라고 불린다.Generally, a nuclear reactor includes a containment in which a plurality of fuel assemblies disposed adjacent to each other are located inside. The assemblies form a reactor core. The coolant circulates within the assemblies between the assemblies to extract heat generated by the fuel forming the primary system. The assemblies include, for example, the fuel that is distributed within the fuel rods. The portion of the assemblies, including the fuel, is called the fission zone.

도 1 및 도 2에 도시된, 본 발명에 따른 캐리어 조립체(A)는, 육각형 단면을 갖는 형태로 된 원통형인 박스(40)를 포함하며, 상기 박스(40)는 종축(X1)을 갖는다. 일반적으로, SFR에 대해서 상기 조립체들은 육각형 외부 단면을 갖는다. 다른 유형의 원자로들에 대해서 상기 조립체들은, 예를 들어 원형 단면 또는 직사각형 단면과 같은 다른 유형의 외부 단면들을 갖는다.The carrier assembly A according to the invention, shown in Figures 1 and 2, comprises a cylindrical box 40 in the form of a hexagonal cross section, the box 40 having a longitudinal axis X1. Generally, for SFRs, the assemblies have a hexagonal outer cross-section. For other types of reactors, the assemblies have other types of external cross-sections, such as, for example, a circular cross-section or a rectangular cross-section.

본 발명에 따른 캐리어 조립체는 표준 핵연료 조립체를 대체한다. 원자로는 본 발명에 따른 여러 캐리어 조립체들을 포함할 수 있다.The carrier assembly according to the present invention replaces the standard nuclear fuel assembly. The reactor may comprise various carrier assemblies according to the present invention.

상기 박스(40)는 상기 분열 구역이라고 불리는 중심 부분(42)을 포함하고, 그 내측에 핵연료봉들(41)이 들어맞는다(fit). 상기 박스(40)는 상기 원자로 내에 상기 조립체를 유지하도록 조립체 스탠드(assembly stand; 44)라고 불리는 하부 부분을 포함하고, 상기 조립체 스탠드(44)는 엔드 트럭(end truck)이라고 불리는 지지체(support) 내에 설치되도록 설계된다. 상기 박스(40)는 개방(open) 상부 부분(48)도 포함한다.The box 40 includes a central portion 42 called the fission zone within which fuel rods 41 fit. The box 40 includes a lower portion called an assembly stand 44 for holding the assembly within the reactor and the assembly stand 44 is supported within a support called an end truck . The box 40 also includes an open upper portion 48.

상기 조립체 스탠드는 냉각재 공급 오리피스들(46)도 포함하며, 이 오리피스들을 통해 냉각재가 공급되어 냉각재가 상기 조립체를 통과할 수 있다.The assembly stand also includes coolant supply orifices 46 through which coolant may be supplied to allow coolant to pass through the assembly.

상기 캐리어 조립체(A)는 화살표(F)에 의해 도시되는 바와 같이 하단으로부터 상단으로, 펌프들에 의해 순환되는 상기 냉각재를 운반하며, 상기 냉각재는 상기 연료봉들에 의해 생성된 열을 빼낸다. 상기 냉각재는 상기 캐리어 조립체 외측에서 상기 표준 조립체들과 상기 캐리어 조립체들 사이에서, 이른바 조립체간 구역(inter-assembly zone)들 내에서도 순환된다.The carrier assembly A carries the coolant circulated by the pumps from the bottom to the top, as shown by arrow F, and the coolant draws heat generated by the fuel rods. The coolant is also circulated in the so-called inter-assembly zones between the standard assemblies and the carrier assemblies outside the carrier assembly.

상기 캐리어 조립체는 상기 연료봉들(41)의 전체 높이에 걸쳐 연장되는 종축을 갖는 하우징(52)도 포함한다. 이 하우징(52)은 덮개(54)에 의해 경계지어지며, 상기 하우징의 외부 단면은 상기 박스의 단면과 유사하다. 상기 덮개(54)는 나중에 설명될 촉발 및 삽입 시스템(SI)을 연료봉 다발 내에 유지(keep)하고, 상기 연료봉 다발의 설계구조(architecture)을 일관성 있게 만든다. 따라서 SFR의 경우에 상기 덮개(54)는 상기 박스와 같은 육각형 외부 단면을 갖는다. 도 4에 도시된 예시에서 상기 덮개(54)의 내부 단면은 원형이다. 대안으로서, 상기 덮개(54)의 내부 단면은 육각형일 수 있다.The carrier assembly also includes a housing 52 having a longitudinal axis extending across the entire height of the fuel rods 41. The housing 52 is bounded by a lid 54, and the outer cross section of the housing is similar to the cross section of the box. The lid 54 keeps the trigger and insertion system SI, which will be described later, in the bundle of fuel rods and makes the design of the bundle of fuel rods consistent. Thus, in the case of an SFR, the cover 54 has a hexagonal outer cross-section like the box. In the example shown in Fig. 4, the inner cross-section of the cover 54 is circular. Alternatively, the inner cross-section of the lid 54 may be hexagonal.

도시되고 유리한, 나중에 보여질 바와 같은 예시에서, 상기 하우징(52)의 축은 상기 조립체의 축과 일직선을 이룬다. 예를 들어 상기 덮개(54)는 2개 링(ring)의 연료봉들을 대체한다.In the example shown and advantageous, as will be seen later, the axis of the housing 52 is in line with the axis of the assembly. For example, the cover 54 replaces fuel rods of two rings.

상기 덮개(54)의 하단부(lower end)는 하나 또는 여러 개의 냉각재 공급 오리피스들을 포함한다.The lower end of the lid 54 includes one or more coolant supply orifices.

본 발명에 따른 캐리어 조립체는 중성자 흡수재 촉발 및 삽입 시스템(SI)도 포함하는데, 이 시스템(SI)은 사고 작동의 경우에 긴급 가동중지 장치를 형성한다. 상기 촉발 및 삽입 시스템은 촉발 및 삽입 장치(DI) 및 흡수재 조립체(2)를 포함하며, 상기 흡수재들의 세트는 정상 작동중에 상기 촉발 및 삽입 장치(DI)에 의해 매달린 채로 유지되며, 사고 작동중에 해제된다.The carrier assembly according to the present invention also includes a neutron absorber triggering and insertion system (SI), which forms an emergency shutdown device in case of an accident operation. The triggering and insertion system comprises a triggering and insertion device (DI) and an absorber assembly (2), the set of shock absorbers being held suspended by the triggering and inserting device (DI) during normal operation, do.

상기 촉발 및 삽입 시스템(SI)은 상기 덮개(54)에 의해 제거가능하게 장착된다. 상기 촉발 및 삽입 시스템(SI)과 상기 조립체 사이에는 어떠한 고정 수단(fixing means)도 제공되지 않는다.The triggering and insertion system (SI) is removably mounted by the cover (54). No fixing means is provided between the triggering and insertion system (SI) and the assembly.

도 4에서 이해될 수 있는 바와 같이 상기 촉발 및 삽입 시스템(SI)은, 도시된 예시에서 원형 단면을 가지며 종축(X)을 갖는 튜브형 몸체로부터 형성된 캡슐(10)을 포함한다. 주어진 예시에서 위에서 언급된 바와 같이 상기 덮개(54)의 내부 단면은 원형이고 상기 캡슐(10)의 내부 단면도 원형이다.As can be seen in FIG. 4, the triggering and insertion system SI comprises a capsule 10 formed from a tubular body having a circular cross-section and having a longitudinal axis X in the example shown. In the given example, the internal cross-section of the cover 54 is circular and the internal cross-section of the capsule 10 is circular, as noted above.

상기 캡슐(10)은 상부 구역(ZI)을 포함하고, 도 1에서 이해될 수 있는 바와 같이 상기 시스템이 조립체 내에 설치된 때에는 상기 상부 구역 내에서 상기 흡수재(2)가, 상기 연료봉들 근처에 배치된 상기 촉발 및 삽입 장치(DI)로부터 매달리도록 배치된다. 상기 캡슐(10)은 상기 덮개(54) 내에 설치된, 즉 따라서 상기 분열 구역 내에 상기 연료봉들 안에 배치된 하부 구역(ZII)도 포함한다. 상기 하부 구역(ZII)은, 상기 조립체가 해제된 때에 상기 조립체(2)를 수용(house)한다(도 2). 상기 캡슐(10)의 상기 하부 구역(ZII)의 직경은 상기 덮개(54)의 내측 직경보다 약간 작으므로 그것이 삽입될 수 있다.The capsule 10 comprises an upper zone ZI and, as can be seen in figure 1, when the system is installed in an assembly, the absorber 2 in the upper zone is arranged near the fuel rods And is suspended from the triggering and inserting device DI. The capsule 10 also includes a lower zone ZII which is located in the lid 54, and thus in the fission zones, in the fuel rods. The lower section ZII houses the assembly 2 when the assembly is released (Fig. 2). The diameter of the lower section ZII of the capsule 10 is slightly smaller than the inner diameter of the lid 54 so that it can be inserted.

상기 덮개(54)가 상기 캡슐(10)을 위한 하우징을 경계짓는다는 사실과는 별도로, 그것은 촉발 및 삽입 시스템(SI)과 상기 조립체 사이의 기계적 격리도 개선하는데, 왜냐하면 그것의 강성 구조는 상기 촉발 및 삽입 시스템(SI)이 방사선 조사 하에서의 봉 팽윤(rod swelling)을 막기 때문이다. 따라서 그것은 일반적으로 격자 피치와의 기계적 격리에 기여한다.Apart from the fact that the lid 54 bounds the housing for the capsule 10, it also improves the mechanical isolation between the triggering and insertion system SI and the assembly, And the insertion system (SI) prevent rod swelling under irradiation. Thus it generally contributes to the mechanical isolation of the lattice pitch.

상기 캡슐(10)은 상기 캡슐(10) 및 더 일반적으로는 상기 촉발 및 삽입 시스템(SI)을 취급하는 데 이용될 파지 헤드(13)도 포함한다. 도 4에서 상기 파지 헤드(13)는 외부 취급 장치(미도시)로써 상기 시스템을 파지하는 수단을 포함한다. 상기 캡슐(10)의 헤드는 상기 캐리어 조립체 내에 유지된다. 냉각제, 예를 들어 액체 나트륨은 상기 조립체 내에서 상기 종축(X)을 따라 하단에서 상단으로 순환된다.The capsule 10 also includes a gripping head 13 which will be used to handle the capsule 10 and more generally the triggering and insertion system SI. In Fig. 4, the gripping head 13 includes means for gripping the system with an external handling device (not shown). The head of the capsule 10 is held in the carrier assembly. A coolant, such as liquid sodium, is circulated in the assembly from the bottom to the top along the longitudinal axis (X).

상기 캡슐(10)의 하부 부분에는 상기 캡슐(10)을 냉각재로 채우는 데 이용되는 공급 오리피스들이 제공되고, 하부 공급 오리피스들에는 매우 높은 압력 손실을 갖는 다공성 벤트들(porous vents)이 제공된다. 따라서 이것은 상부 출력 오리피스들의 치수와 무관하게, 어떠한 현저한 유동도 발생시킴 없이 채움(filling)을 가능하도록 한다. 바람직하게는, 상기 조립체(2)는 작은 질량을 가지고, 나트륨은 현저한 점도(viscosity)를 가지며, 결과적으로 상기 캡슐 내의 냉각재 유동은, 중성자 흡수 재료의 낙하를 감속시켜 낙하 시간을 증가시키지 않게끔, 가능한 한 낮다.The lower portion of the capsule 10 is provided with the supply orifices used to fill the capsule 10 with coolant and the lower supply orifices are provided with porous vents having a very high pressure loss. Thus, this allows filling without any significant flow, regardless of the dimensions of the upper output orifices. Preferably, the assembly 2 has a small mass, sodium has a significant viscosity, and consequently the coolant flow in the capsule does not slow down the fall of the neutron absorbing material to increase the drop time, It is as low as possible.

도시되고 유리한 예시에서, 환형 부분(61)이 상기 덮개(54)의 상단(top)에 제공되어, 상기 촉발 및 삽입 시스템의 설치 중에 상기 촉발 및 삽입 시스템을 중심정렬(centring)한다; 이 부분은, 상기 덮개로부터의 유동 유출(flow outlet)을 연료봉들의 다발로부터의 유동 유출과 혼합하기 위한 이차적인 열수력학적 기능도 수행하는 바, 즉 그것으로 인해 팽창 셸을 둘러싼 냉각재의 균일한 온도를 유지하는 데 있어서 중요한 혼합이 제공된다. 상기 캡슐(10)의 헤드는 매달리고, 상기 캡슐은 그것의 하단부에서 또는 상기 셸에서 지지되지 않는다. 도 3에는 도 1의 조립체의 단면도로서, 흡수재 조립체(2)를 관통하여 취해진 상기 분열 구역에서의 단면도가 도시된다. 상기 연료봉들(41), 상기 덮개(54), 상기 캡슐(10) 및 상기 흡수재 조립체(2)의 흡수 요소(4)의 상대적인 레이아웃이 이해될 수 있다.In the illustrated and advantageous example, an annular portion 61 is provided at the top of the lid 54 to centrally center the triggering and insertion system during installation of the triggering and insertion system; This part also performs a secondary thermohydrodynamic function to mix the flow outlet from the lid with the flow outflow from the bundle of fuel rods, thereby resulting in a uniform temperature of the coolant surrounding the expansion shell Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > The head of the capsule 10 is suspended, and the capsule is not supported at its lower end or in the shell. Fig. 3 is a cross-sectional view of the assembly of Fig. 1, taken in the fissure zone taken through the absorber assembly 2. Fig. The relative layout of the fuel rods 41, the cover 54, the capsule 10 and the absorbent element 4 of the absorbent assembly 2 can be understood.

상기 촉발 및 삽입 장치(DI)가 사고 작동의 경우에 상기 중성자 흡수재를 삽입하는 데에 이용된다. 상황의 유형에 따라 이 사고 작동은 예를 들어 냉각재 유동의 변동 또는 중성자 선속의 변동에 의해 검출될 수 있다. 유리하게는, 그것은 상기 조립체 내의 주어진 문턱값을 넘는 냉각재 온도의 상승에 의해 검출될 수 있으므로 주요(main) 사고 조건들, 원자로 냉각재 유동의 손실, 이차적 시스템 및 반응도 과도현상(transient)에 의해 형성된 히트 싱크의 손실이 검출될 수 있다. 이 3가지 사고 조건들은 냉각재 온도의 상승을 초래할 수 있는 반면에 예를 들어 유동 변동의 이용은 단일 사고 상황만을 검출하도록 할 수 있다.The triggering and insertion device DI is used to insert the neutron absorber in the event of an accident. Depending on the type of situation, this accident behavior can be detected, for example, by variations in the coolant flow or variations in the neutron flux. Advantageously, it can be detected by an increase in the coolant temperature above a given threshold in the assembly, so that the heat generated by the main accident conditions, the loss of reactor coolant flow, the secondary system and the reactivity transient A loss of the sync can be detected. While these three accident conditions can lead to an increase in the coolant temperature, for example, the use of flow fluctuations can only detect a single accident situation.

도 2, 및 도 4, 도 5a 내지 5d 및 도 6의 상세에는, 본 발명에 따른 캐리어 조립체를 위한, 차등 팽창을 갖는 촉발 및 삽입 장치의 특히 유리한 예시적 실시예가 도시된다.Detailed description of Figures 2 and 4, Figures 5a-5d and 6 show particularly advantageous exemplary embodiments of a trigger and insertion device with differential swelling for a carrier assembly according to the present invention.

상기 촉발 및 삽입 장치(DI)는 정상 작동중에 상기 분열 구역 위에 상기 흡수재 조립체(2)를 유지하도록 설계되며, 사고 조건에는 상기 흡수재 조립체(2)를 해제할 것이다.The triggering and inserting device DI is designed to hold the absorber assembly 2 above the fissure zone during normal operation and will release the absorber assembly 2 in an accident condition.

도시되고 매우 유리한 예시에서, 상기 흡수재 조립체(2)는 복수개의 구형 또는 대략 구형으로 형상화된 요소들(4)을 포함하며, 상기 요소들(4)은 (점선으로 도시된) 케이블(6) 상에서 슬라이드되는 중성자 흡수 재료로 만들어져서, 스트링을 형성한다. 이 흡수 요소들의 세트는 설명의 나머지 부분에서 상세하게 설명된다.In the illustrated and highly advantageous embodiment, the absorber assembly 2 comprises a plurality of spherical or substantially spherically shaped elements 4, which are arranged on a cable 6 (shown in phantom) It is made of slidable neutron absorbing material to form a string. The set of these absorbing elements is described in detail in the remainder of the description.

상단부 요소(2.1)는 상기 촉발 및 삽입 장치와 협동하도록 설계되는 점에서 다른 요소들과 구별된다. 부착 헤드을 형성하는 상기 단부 요소(2.1)는 형태에 있어서 테이퍼지며, 구형으로 형상화된 요소들 및 측면을 향해 배향된 큰 베이스로부터 형성된다.The top element 2.1 is distinguished from other elements in that it is designed to cooperate with the triggering and inserting device. The end element 2.1 forming the attachment head is tapered in shape and formed from spherically shaped elements and a large base oriented towards the side.

상기 요소(4)의 형태는 결코 한정적인 것이 아니며, 회전 원통들(cylinders of revolution)과 같은 긴 요소들의 사용이 적합할 수 있다. 그러나 이 형태는 요소들의 삽입 신뢰성에 대해서는 구형 형태보다 덜 최적인 것이다.The form of the element (4) is by no means limiting, and the use of long elements such as cylinders of revolution may be suitable. However, this form is less optimal than the spherical form for the insertion reliability of the elements.

스트링의 형태에 있어서 경첩식 구조도 결코 한정적인 것이 아니며, 예를 들어 제어봉들과 같이 흡수 재료로 구성된 하나 또는 여러 개의 봉들로부터 형성된 구조물은 적합하다. 그러나 흡수재 조립체의 삽입의 신뢰성에 있어서 이 구조물을 구비한 것이 경첩식 요소들의 스트링을 구비한 것만큼은 우수하지 않다.The hinged structure in the form of a string is by no means limiting, and a structure formed from one or more rods made of absorbing material, such as control rods, is suitable. However, with regard to the reliability of the insertion of the absorber assembly, it is not as excellent as having this structure with a string of hinge elements.

냉각재, 예를 들어 액체 나트륨은 상기 조립체 내에서 상기 종축(X)를 따라 하단으로부터 상단으로 순환된다.The coolant, for example liquid sodium, circulates in the assembly from the bottom to the top along the longitudinal axis X.

상기 촉발 및 삽입 장치(DI)는 상기 캡슐의 상단 구역(ZI) 주변에 배치된다. 상기 장치(DI)는 상기 조립체(2)를 유지하는 수단(11), 상기 유지 수단(11)을 잠그는 수단, 및 비정상 상황에서 상기 조립체(2)를 해제하는 수동식 활성화 수단을 포함한다.The triggering and insertion device DI is arranged around the upper end zone ZI of the capsule. The device DI includes means 11 for holding the assembly 2, means for locking the holding means 11, and manual activation means for releasing the assembly 2 in an abnormal situation.

상기 촉발 및 삽입 장치(DI)는 종축(X)을 가진 회전체 형태를 갖는다.The triggering and inserting device DI has a rotatable form with a longitudinal axis X.

상기 촉발 및 삽입 장치(DI)는, 하단으로부터 상단으로의 냉각재 순환의 방향을 고려하여 상기 장치의 하부 부분 내에 그것의 상류 단부를 통해 상기 캡슐(10) 상에 고정된 셸(19), 및 상기 장치의 상부 부분 내에 상기 셸(19)을 연장하고 상기 셸에 축방향으로 고정된 제어 헤드(control head; 18)를 포함한다.The triggering and inserting device DI comprises a shell 19 fixed on the capsule 10 via its upstream end in the lower part of the device taking into account the direction of coolant circulation from the lower end to the upper end, And a control head 18 extending in the upper portion of the device and axially fixed to the shell.

상기 제어 헤드(18)는 상기 캡슐(10) 주변으로 자유로이 슬라이드되도록 설치된다. 반경방향 간극이 상기 캡슐의 외측 직경 및 상기 제어 헤드(18)의 내측 직경 사이에 제공된다.The control head 18 is installed to freely slide around the capsule 10. A radial clearance is provided between the outer diameter of the capsule and the inner diameter of the control head (18).

상기 유지 수단(11)은 상기 캡슐(10)의 몸체의 상부 부분 상에 경첩식으로 설치된 핀들(20)도 포함한다.The holding means 11 also includes pins 20 hingedly mounted on the upper portion of the body of the capsule 10.

상기제어 헤드(18) 및 상기 핀들(20)은 유리하게는 중성자 선속이 최소인, 핵분열 노심으로부터 떨어진 구역 내에 상기 캡슐(10)의 상부 부분 내에 배치된다.The control head 18 and the fins 20 are advantageously disposed within the upper portion of the capsule 10 within a zone remote from the fission core, with minimal neutron flux.

바람직하게는, 상기 조립체를 위한 균일한 지지를 제공하기 위해 서로로부터 대략 120도로 배치된 3개의 핀들(20)이 있다. 그러나 2개의 핀들만 또는 3개 이상의 핀들을 제공하는 것은 가능하다. 유지 위치(holding position)에서 상기 핀들(20)은 종축(X)을 향해 경사진다.Preferably, there are three fins 20 disposed about 120 degrees from each other to provide uniform support for the assembly. However, it is possible to provide only two pins or three or more pins. In the holding position, the pins 20 are inclined toward the longitudinal axis X.

각각의 핀(20)은, 상기 종축(X)에 직교하는 Y축을 중심으로 상기 캡슐(10)의 몸체 상에서 회전 경첩식으로 된(hinged in rotation) 제1 길이방향 단부(20.1), 및 상기 부착 헤드(2.1)과 접촉하는 지지면을 형성하는 제2 길이방향 단부(20.2)를 구비한다. 상기 캡슐(10)은 길이방향 슬롯들을 포함하며, 상기 핀들(20)의 제2 단부(20.2)가 상기 캡슐(10)의 내측에 배치되도록 상기 슬롯들 내측에 상기 핀들(20)이 설치된다.Each pin 20 has a first longitudinal end 20.1 hinged in rotation on the body of the capsule 10 about a Y axis orthogonal to the longitudinal axis X, And a second longitudinal end 20.2 forming a support surface in contact with the head 2.1. The capsules 10 include longitudinal slots and the fins 20 are installed inside the slots so that the second end 20.2 of the fins 20 is located inside the capsule 10.

유리하게는, 각각의 핀의 상기 제2 단부(20.2)는, 특히 도 5c에 분명하게 도시되는 2개의 표면들(22.1, 22.2)에 의해 경계지어지는 노치(notch; 22)를 포함한다. 일 표면(22.1)은 상기 부착 헤드(2.1)의 상기 큰 베이스와 접촉하며 지지(bear)할 것이고, 다른 표면(22.2)은 상기 측면과 접촉하며 지지할 것인 바, 특히 도 5a 내지 5c에서 분명하게 이해될 수 있는 바와 같다.Advantageously, said second end 20.2 of each pin includes a notch 22 bounded by two surfaces 22.1, 22.2, particularly shown in Figure 5c. The work surface 22.1 will contact and bear with the large base of the attachment head 2.1 and the other surface 22.2 will contact and support the side, As can be understood.

상기 제어 헤드(18)는 상기 조립체(2) 내의 유지 위치에서, 즉 상기 종축(X)을 향해 경사진 위치에서 상기 핀들(20)을 잠그는 수단을 지지한다.The control head 18 supports means for locking the fins 20 at a holding position in the assembly 2, i.e. at a position inclined towards the longitudinal axis X. [

상기 잠금 수단은, 상기 핀들이 그것들의 유지 위치로부터 멀어지도록 움직이는 것을 방지하기 위해 상기 핀들(20)의 반경방향 외측에 배치된 스톱들(stops; 24)을 포함한다. 도시된 예시에서 각각의 핀들은 그것들의 정지면(24)을 마주보는 그것들의 에지(edge; 20.3) 상에 노즈(nose)를 포함한다. 반경방향 간극은 유리하게는 상기 노즈와 상기 정지면(24) 사이에 제공되어 마찰 및 고착(seizing)의 위험을 방지한다.The locking means includes stops (24) arranged radially outwardly of the pins (20) to prevent the pins from moving away from their holding position. In the illustrated example, each of the pins includes a nose on their edge 20.3 facing their stop surface 24. The radial clearance is advantageously provided between the nose and the stop surface 24 to avoid the risk of friction and seizing.

도시된 예시에서, 상기 정지면들(24)은 상기 제어 헤드(18) 내측에 형성된, 축(X)을 갖는 단일 환형 표면에 의해 지지된다. 도시된 예시에서, 이 표면은 상기 캡슐(10)의 핀 회전축들로부터 하류에 있다.In the illustrated example, the stop surfaces 24 are supported by a single annular surface having an axis X, which is formed inside the control head 18. In the illustrated example, the surface is downstream from the pin rotation axes of the capsule 10. [

게다가, 상기 제어 헤드(18)는 비정상 상황에서 상기 조립체(2)의 해제를 활성화하는 수동식 수단을 지지한다. 상기 수동식 활성화 수단은, 예를 들어 상기 종축에 수직인 횡단면을 따라 배향된 추력면들(26)에 의해 형성되며, 상기 수동식 활성화 수단은 상기 핀들(20)과 접촉하여 지지(bear)하고 그것들에 추력을 가하여 그것들이 그것들의 회전축을 중심으로 피봇되도록 할 것이다.In addition, the control head 18 supports a manual means for activating the release of the assembly 2 in an abnormal situation. The manual activation means is formed, for example, by thrust surfaces 26 oriented along a transverse plane perpendicular to the longitudinal axis, the manual activation means being in contact with the pins 20 and bearing thereon Apply thrust so that they will pivot about their axis of rotation.

상기 추력면들(26)은 상기 핀들(20)의 회전축으로부터 반경방향 내향으로 배치된, 상기 핀들(20)의 캠 표면들(28)과 접촉하게 될 것이다.The thrust surfaces 26 will come into contact with the cam surfaces 28 of the fins 20, which are disposed radially inward from the rotational axis of the fins 20.

도시된 예시에서, 상기 추력면들(26)은 상기 캡슐(10) 상에 상기 핀들(20)의 회전축들로부터 상류에 배치된다.In the illustrated example, the thrust surfaces 26 are disposed upstream from the rotational axes of the fins 20 on the capsule 10.

도시된 예시에서, 상기 제어 헤드(18)는 내주(internal periphery) 주변에 공동들(30)을 포함하고, 그 공동들 내측에 상기 핀들(20)이 들어맞는다(fit).In the illustrated example, the control head 18 includes cavities 30 in the periphery of the internal periphery, and the fins 20 fit within the cavities.

상기 캡슐(10)의 튜브형 몸체의 외측 표면은, 상기 핀들(20)의 회전 경첩들을 지지하는 3개의 반경방향으로 돌출되는 탭들(tabs; 32)을 포함한다.The outer surface of the tubular body of the capsule 10 includes three radially projecting tabs 32 that support the rotational hinges of the fins 20.

상기 수동식 활성화 수단은 상기 셸(19) 및 상기 제어 헤드(18)에 의해 형성된다. 상기 셸(19) 및 상기 제어 헤드(18)는, 상기 캡슐(10)을 만드는 재료의 팽창 계수보다 더 높고 바람직하게는 훨씬 더 높은 팽창계수를 갖는 재료로부터 만들어진다.The manual activation means is formed by the shell (19) and the control head (18). The shell 19 and the control head 18 are made from a material having a coefficient of expansion that is higher and preferably much higher than the coefficient of expansion of the material making up the capsule 10.

도 4 내지 도 5d에서 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 셸(18)의 내부 직경은, 냉각재의 유동이 가능하게끔 상기 셸과 상기 캡슐(10)의 외측면(outside face) 사이에 채널을 형성하도록 선택된다. 개구들(36)은 상기 셸(19) 안에 상기 냉각재의 공급 및 제거를 위한 상류 부분 및 하류 부분 내에서 만들어진다.4 to 5D, the inner diameter of the shell 18 is such that it forms a channel between the shell and the outside face of the capsule 10 to enable the flow of coolant, Is selected. Openings (36) are made in the upstream and downstream portions for the supply and removal of the coolant in the shell (19).

예를 들어 상기 셸과 상기 캡슐 사이의 반경방향 거리는 1 내지 수 센티미터 대(order)이며, 이는 냉각재 유동의 현저한 부분(significant part)이 상기 셸(19)의 외부 표면(outer surface)과 상기 캡슐(10)의 내부 표면(inner surface) 사이에서 순환됨을 보장한다. 그렇다면 상기 시스템의 온도는 상기 냉각재의 온도에 가까우므로, 상기 시스템은 높은 정확성으로 촉발한다.For example, the radial distance between the shell and the capsule is in the order of one to several centimeters, meaning that a significant portion of the coolant flow is present between the outer surface of the shell 19 and the outer surface of the capsule 10 between the inner surface and the inner surface. If so, the temperature of the system is close to the temperature of the coolant, so the system triggers with high accuracy.

매우 유리하게는, 상기 셸(19)의 축방향 치수는 매우 크게 선택되며, 따라서 상기 냉각재와 매우 큰 열 교환 면적을 가지므로, 발생할 수 있는 국소적 온도 불균일성은 처리될 수 있으며, 따라서 촉발 신뢰성은 개선될 수 있다.Advantageously, the axial dimension of the shell 19 is chosen to be very large, and therefore has a very large heat exchange area with the coolant, so that local temperature non-uniformities that can occur can be handled, Can be improved.

상기 캡슐의 하부 구역(ZII) 내에 이동의 마지막에 상기 중성자 흡수 재료의 낙하를 감쇠시키는 수단이 제공된다. 예를 들어 이 감쇠는, 상기 캡슐의 바닥에서 상기 흡수재 조립체 및 상기 캡슐 사이의 직경의 틈(diametric gap)을 감소시킴으로써 얻어진다.Means are provided for attenuating the fall of the neutron absorbing material at the end of the movement in the lower zone (ZII) of the capsule. For example, this attenuation is obtained by reducing the diametric gap between the absorber assembly and the capsule at the bottom of the capsule.

우리는 이제 바람직하지만 비한정적인 일 예시적 실시예에 따른 상기 촉발 및 삽입 장치(DI)의 작동을 설명할 것이다.We will now describe the operation of the triggering and insertion device DI according to an exemplary but non-limiting exemplary embodiment.

본 발명에 따른 상기 촉발 및 삽입 장치의 작동에 있어서 그것에 가해지는 온도의 함수로서 4개의 주요 상태들(main states) 사이에 구별이 이루어진다:In operation of the triggering and inserting device according to the invention, a distinction is made between the four main states as a function of the temperature applied thereto:

- (상기 캐리어 조립체 내에 상기 시스템(SI)의) 설치 상태: "설치 온도"라고 불리는, 예컨대 20°C인 주위 온도;- Installation state (of the system SI in the carrier assembly): ambient temperature, for example 20 ° C, referred to as "installation temperature";

- (상기 원자로 노심 내에 상기 시스템(SI)이 들어맞는 상기 캐리어 조립체의) 취급 상태: "취급 온도"라고 불리는, 180°C 내지 250°C 대의 온도;- a handling state (of the carrier assembly in which the system (SI) fits in the reactor core): a temperature of 180 ° C to 250 ° C, referred to as the "handling temperature";

- 작동 상태: 상기 조립체가 작동중인 노심 내에 있을 때, 550°C 대의 작동 온도;Operating state: operating temperature of the order of 550 ° C when the assembly is in the operating core;

- 촉발 상태: 본 발명에서 상기 흡수 재료가 상기 핵분열 노심 내로 삽입됨이 요구되는, 예컨대 660°C 대의 문턱 온도.- Triggered state: a threshold temperature, for example, of the order of 660 ° C, in which the absorbent material is required to be inserted into the fission core.

상기 설치 상태는 도시되지 않지만 도 5a에 도시된 상태와 매우 유사하다. 상기 설치 상태에서 상기 촉발 및 삽입 시스템의 다양한 요소들이 열팽창에 의해 변형되지 않는다. 상기 핀들(20)은 상기 조립체(2)를 지지한다. 상기 정지면들(24)은 상기 핀들(20)의 노즈들(20.3)을 마주보고, 상기 추력면들(26)은 상기 캠 표면들(28)로부터 거리를 두고 있다. 따라서 상기 핀들(20)은 잠기고 상기 조립체(2)는 해제될 수 없다. 상기 시스템은 연료봉 다발 안으로 원치 않는 삽입의 어떠한 위험도 없이 완전히 안전하게 취급될 수 있다.The installation state is not shown, but is very similar to the state shown in Fig. 5A. In the installed state, the various elements of the triggering and insertion system are not deformed by thermal expansion. The fins (20) support the assembly (2). The stop surfaces 24 face the noses 20.3 of the fins 20 and the thrust surfaces 26 are spaced from the cam surfaces 28. So that the pins 20 are locked and the assembly 2 can not be released. The system can be completely and safely handled without any risk of unwanted insertion into the fuel rod bundle.

상기 취급 상태에서, 상기 촉발 및 삽입 시스템은 캐리어 조립체 내의 위치로 넣어지고, 여기서 상기 캐리어 조립체는 상기 원자로 내에 위치된다. 상기 캡슐(10)의 재료와 상기 셸(19) 및 상기 제어 헤드(18)의 재료의 팽창계수에 있어서의 차이 및 상기 원자로 내의 온도로 인해, 상기 셸(19) 및 상기 제어 헤드(18)로 구성된 조립체와 상기 캡슐(10) 사이에서 차등 팽창이 발생한다. 따라서, 상기 셸(19) 및 상기 제어 헤드(18)로 구성된 조립체와 상기 캡슐(10) 사이에서 차등 변형(differential deformation)이 있고, 상기 제어 헤드(18)에 의해 지지되는 상기 정지면들(24) 및 추력면들(26)의, 상기 핀들(20)에 상대적인 상대 변위(relative displacement)가 있다.In the handling state, the triggering and insertion system is inserted into a position within the carrier assembly, wherein the carrier assembly is located within the reactor. Due to the difference in the coefficient of expansion of the material of the capsule 10 and of the material of the shell 19 and of the control head 18 and of the temperature in the reactor it is possible that the shell 19 and the control head 18 A differential expansion occurs between the constructed assembly and the capsule 10. There is therefore a differential deformation between the capsule 10 and the assembly consisting of the shell 19 and the control head 18 and the stop surfaces 24 supported by the control head 18 And relative displacements of the thrust surfaces 26 relative to the fins 20.

따라서 도 5a에 도시된 취급 상태에서, 상기 촉발 및 삽입 시스템의 요소들은 약간 팽창하기 시작된 것이다. 이 변형은상기 종축을 따라 주로 발생한다.Thus, in the handling state shown in FIG. 5A, the elements of the triggering and insertion system have begun to expand a little. This deformation mainly occurs along the vertical axis.

그러나 상기 설치 상태와 상기 취급 상태 사이의 차등 팽창으로 인해, 상기 정지면들(24)이 상기 핀들(20)에 상대적으로 움직였다고 할지라도, 상기 정지면들은 상기 핀들(20)의 노즈들을 아직 부분적으로 마주보며 여전히 상기 조립체(2)의 유지 위치에서 상기 핀들을 잠근다. 따라서 상기 핀들(20)은 상기 조립체(2)를 지지한다. 상기 조립체는 해제될 수 없다. 따라서 상기 시스템은 연료봉 다발 안으로 원치 않는 삽입의 어떠한 위험도 없이 완전히 안전하게 취급될 수 있다.However, due to the differential expansion between the installed state and the handling state, even though the stop faces 24 have moved relative to the fins 20, the stop faces are still in partial contact with the noses of the fins 20 And still locks the pins in the holding position of the assembly 2. [ The pins (20) thus support the assembly (2). The assembly can not be released. The system can therefore be handled completely safely without any risk of unwanted insertion into the fuel rod bundle.

상기 작동 상태는 도 5b에 도시된다. 상기 촉발 및 삽입 시스템의 상이한 요소들은 작동 온도에서 상기 냉각재 내에 담궈진다. 상기 셸(19)은, 상기 셸(19)과 상기 캡슐(10) 사이에 형성된 채널을 통해 냉각재에 의해 둘러싸이며, 따라서 상기 조립체의 작동 상태에 민감하다.This operating state is shown in Fig. 5B. The different elements of the triggering and insertion system are immersed in the coolant at operating temperatures. The shell 19 is surrounded by a coolant through a channel formed between the shell 19 and the capsule 10 and is therefore sensitive to the operating state of the assembly.

상기 취급 상태와 상기 작동 상태 사이의 상기 냉각재의 온도의 상승은, 열팽창으로 인한 상기 촉발 및 삽입 시스템의 요소들의 변형이 계속 증가한다는 것을 의미한다. 상기 작동 상태의 온도에서 상기 셸(19)과 상기 캡슐(10) 사이의 차등 팽창으로 인해, 상기 정지면들(24)은 더 이상 상기 핀들(20)의 노즈들을 마주보지 않고, 따라서 상기 핀들(20)은 해제된다. 상기 추력면들(26)은 상기 캠 표면들(28)과 바로(just) 접촉하게 되며, 따라서 상기 핀들(20)은 상기 조립체(2)의 유지 위치에서 상기 종축을 향해 경사진다.An increase in the temperature of the coolant between the handling state and the operating state means that the thermal expansion causes a continual increase in the deformation of the elements of the triggering and insertion system. Due to the differential expansion between the shell 19 and the capsule 10 at the operating temperature, the stop faces 24 no longer face the noses of the fins 20, 20 are released. The thrust surfaces 26 are in direct contact with the cam surfaces 28 so that the pins 20 are inclined from the holding position of the assembly 2 toward the longitudinal axis.

상기 냉각재 온도가 상승함에 따라 상기 요소들의 팽창은 상기 작동 온도와 상기 촉발 온도 사이에서 계속된다. 상기 추력면들(26)은 상기 핀들(20)의 캠 표면들(28) 상에 길이방향 상향 추력을 가하고, 이는 상기 핀들(20)이 외향으로 기울어짐(tip)을 일으킨다. 상기 핀들(20)의 그것들의 Y축을 중심으로 한 회전은 상기 조립체(2)의 상향 축방향 변위를 일으킨다. 상기 촉발 및 삽입 장치의, 예를 들어 상기 조립체(2)의 부착 부분과 상기 캡슐(10)의 몸체 사이의, 이 작동 움직임으로 인해, 상기 이동 부분들과 상기 고정 부분들 사이에 형성된 어떠한 연결들도, 불순물들의 응집 및 산화로 인해 동시에 실패한다.As the coolant temperature rises, the expansion of the elements continues between the operating temperature and the trigger temperature. The thrust surfaces 26 exert a longitudinal upward thrust on the cam surfaces 28 of the fins 20 which causes the fins 20 to tip outwardly. A rotation about their Y axis of the fins 20 causes an upward axial displacement of the assembly 2. Due to this actuating movement of the triggering and insertion device, for example between the attachment part of the assembly 2 and the body of the capsule 10, any connections formed between the moving parts and the fixed parts Also fail simultaneously due to agglomeration and oxidation of impurities.

온도 문턱값에 도달된 때 상기 촉발 상태, 즉 상기 조립체(2)가 해제되는 상태는 (해제 직전은) 도 5c에, (삽입중은) 도 5d에 도시된다. 도 5c에서, 상기 핀들(20)은 최종 회전 국면(final rotation phase)에 있으며, 상기 조립체(2)는 사실상 해제된다. 도 5d에서 상기 핀들은 기울어짐(tipping)을 마쳤고, 상기 조립체(2)는 해제되어 핵분열 노심을 향해 낙하된다.The triggered state, i.e., the state in which the assembly 2 is released (immediately before release) when the temperature threshold is reached is shown in Figure 5c and (during insertion) is shown in Figure 5d. In Fig. 5c, the fins 20 are in the final rotation phase, and the assembly 2 is virtually released. In Fig. 5D, the pins have finished tipping, and the assembly 2 is released and drops toward the fission core.

흡수 요소들의 삽입은 단기적으로 노심 용융을 방지하기 위해 중성자 연쇄 반응을 억제(stifle)한다.The insertion of the absorption elements stifle the neutron chain reaction in the short term to prevent core melting.

노심 지지 구조물들(core support structures)의 완전성을 유지함과 양립되는 억제(stifling) 온도는, 시정조치들(corrective actions)을 취하는 충분히 긴 기간 동안 보증된다.The stifling temperature, which is compatible with maintaining the integrity of the core support structures, is guaranteed for a sufficiently long period of time to take corrective actions.

위에서 언급된 바와 같이 상기 셸(19) 및 상기 촉발 및 삽입 장치의 상기 제어 헤드(18)는 높은 팽창계수를 갖는 재료로부터 만들어지고, 예를 들어 강철, 더 구체적으로는, 예컨대 가공 경화된 Z10 CNDT 15.15 B (15/15 Ti) 강(steel)과 같이 연료봉 클래딩에 이용되는 것과 같은 식으로, 오세트나이트계 강으로부터 만들어진다. 텅스텐 기반 합금, 예를 들어 5% 레늄을 갖는 텅스텐 합금인 W-5Re 합금은, 상기 셸(19) 및 상기 제어 헤드(18)에 이용되는 재료의 팽창계수보다 현저히 낮은 팽창계수를 갖는 물질로부터 만들어지는 상기 캡슐(10)을 위해 선택될 수 있다. W-ODS와 같은 합금도 상정될 수 있다. 그 낮은 팽창계수와는 별도로, 텅스텐은 그 내열성 성질로 인해 고려되는 온도들에서 방사선 조사 하에 매우 약간만 팽윤되는 장점을 지닌다. 유리하게는, 상기 W-5Re 합금은 고려되는 설계 규칙들 하에 용인되는(acceptable) 연성(ductility)도 갖는다. 대안으로서, 상기 Z10 CNDT15.15 B 합금은 상기 캡슐을 위해 선택될 수 있고, 상기 W-5Re 합금은 상기 셸을 위해 선택될 수 있으며, 이로써 상기 촉발 장치가 적절히(accordingly) 적합화됨이 명백하게 규정된다.As mentioned above, the shell 19 and the control head 18 of the triggering and inserting device are made from a material having a high coefficient of expansion and are made of, for example, steel, more specifically, for example, a work hardened Z10 CNDT 15.15 B (15/15 Ti) Steel is made from austenitic steels, just as it is used for fuel rod cladding. A W-5Re alloy, which is a tungsten-based alloy, for example a tungsten alloy with 5% rhenium, is made from a material having a coefficient of expansion that is significantly lower than the coefficient of expansion of the material used for the shell 19 and the control head 18 Can be selected for the capsule 10. Alloys such as W-ODS can also be assumed. Apart from its low coefficient of expansion, tungsten has the advantage of very little swelling under irradiation at temperatures considered due to its heat-resistant nature. Advantageously, the W-5Re alloy also has acceptable ductility under the design rules considered. Alternatively, the Z10 CNDT15.15 B alloy can be selected for the capsule and the W-5Re alloy can be selected for the shell, thereby clearly defining that the trigger is accordingly adapted .

도시된 예시에서, 상기 정지면들(24)은 반경방향 표면을 형성하고, 상기 추력면(26)은 상기 종축에 수직인 표면을 형성한다. 그러나 이 구성은 결코 한정적이지 않다.In the illustrated example, the stop surfaces 24 form a radial surface, and the thrust surface 26 forms a surface perpendicular to the longitudinal axis. However, this configuration is by no means exhaustive.

상기 조립체(2)의 원치 않는 삽입이 발생됐는지 여부를 테스트하기 위해 상기 촉발 및 삽입 장치의 상태를 검출하기 위한 수단이 유리하게 제공된다. 제1 기법은, 중성자 검출기들에 의해 직접적으로, 또는 냉각재 유출구 온도를 측정하기 위해 조립체들의 상단에 배치된 열전쌍들을 이용함으로 구성된 "노심 온도 처리"(TRTC)에 의해 간접적으로, 상기 노심 내로의 부반응도의 삽입을 검출함으로 구성될 수 있다. 만약 흡수 재료가 낙하되면, 상기 캐리어 조립체의 파워는 하락하고 상기 냉각재의 상기 지지 조립체로부터의 유출구 온도는 하락한다. 결과적으로, 상기 냉각재 온도의 하락이 검출되면 부반응도의 삽입이 검출된다.Means are provided advantageously for detecting the condition of the triggering and inserting device to test whether an unwanted insertion of the assembly 2 has occurred. The first technique is indirectly controlled by " core temperature treatment "(TRTC), which is made by neutron detectors, or by using thermocouples disposed at the top of the assemblies to measure the coolant outlet temperature, And detecting the insertion of the figure. If the absorbent material falls, the power of the carrier assembly falls and the outlet temperature of the coolant from the support assembly drops. As a result, insertion of the side reaction is detected when a drop in the coolant temperature is detected.

다른 기법은, 흡수 요소들의 세트의 (매달렸는지 그렇지 않은지의) 상태를 검출함으로 구성된다.Another technique consists in detecting the (suspended or not) state of a set of absorbing elements.

이 기법을 적용하는 상기 검출 장치(DT)는 도 5a 내지 도 5d에 도시된다. 초음파 원격측정 장치가 상기 조립체 헤드들 위에 배치된 하나 이상의 트랜스듀서들(67)과 리플렉터 사이의 거리를 측정하도록 설계되며, 그것의 상기 트랜스듀서(들)에 상대적인 위치는, 흡수 요소들(20)의 세트가 삽입되었는지 그렇지 않은지에 종속한다.The detection device DT to which this technique is applied is shown in Figs. 5A to 5D. An ultrasonic telemetry device is designed to measure the distance between the reflector and one or more transducers (67) disposed on the assembly heads, and its position relative to the transducer (s) Lt; / RTI > is inserted or not.

상기 장치(DT)는, 상기 캡슐(10)의 파지 헤드(13) 내에 형성된 길이방향 리밍(reaming; 65) 안에서 자유로이 슬라이드되도록 설치된 게이지(gauge; 64)를 포함한다. 상기 게이지(64)의 길이는, 그것의 하단부(lower end)가 흡수 요소들(2)의 세트의 부착 헤드와 접촉하여 지지(bearing)하고, 상단부(upper end)가 상기 파지 헤드의 상단부로부터 돌출되도록 된다.The device DT comprises a gauge 64 which is freely slidable in a longitudinal reaming 65 formed in the gripping head 13 of the capsule 10. The length of the gauge 64 is such that its lower end is in contact with and is in contact with the attachment head of the set of absorbing elements 2 and an upper end protrudes from the upper end of the gripping head .

상기 게이지(64)의 상단부는 리플렉터(66)를 포함한다. 상기 게이지의 하단부는 상기 흡수재 조립체의 부착 헤드와만 접촉하여 지지하므로, 상기 스트링이 막히지(block) 않았다면 상기 게이지는 상기 스트링의 삽입을 방지하지 않을 것인데, 왜냐하면 상기 게이지와 스트링은 함께 고정되지 않기 때문이다. 상기 게이지의 작은 단면(section)이 상기 리플렉터를 형성하기에 불충분하기 때문에, 상기 게이지의 상단부의 형태는, 그것의 단면이 상기 리밍 내의 봉의 단면보다 더 크도록 된다. 예를 들어, 그것은 상향으로 대향(facing upwards)하는 테이퍼를 갖는 원뿔 형태로 되고, 그 원뿔의 베이스(base)는 상기 리플렉터(66)를 형성한다. 상기 게이지가 낙하할 때 상기 원뿔은 상기 리밍의 상부 부분과 접촉하여 정지한다. 그러나 수 센티미터를 낙하함도 가능할 것이며, 이는 초음파 검출에 있어 충분하다. 예를 들어 13 mm의 거리가 선택될 수 있다.The upper end of the gauge 64 includes a reflector 66. Since the lower end of the gauge is in contact with and only in contact with the attachment head of the absorber assembly, the gauge will not prevent insertion of the string if the string is not blocked because the gauge and string are not secured together to be. Since the small section of the gauge is insufficient to form the reflector, the shape of the upper end of the gauge is such that its cross section is larger than the cross section of the rod in the reaming. For example, it is in the form of a cone with a taper facing upwards, and the base of the cone forms the reflector 66. When the gauge drops, the cone comes into contact with the upper portion of the reaming and stops. However, it is also possible to drop a few centimeters, which is sufficient for ultrasonic detection. For example, a distance of 13 mm may be selected.

상기 게이지에 의해 지지되고 상기 파지 헤드(13)을 통과하는 상기 리플렉터(66)는 가능한 한 (도 5a 내지 5d에 개략적으로 도시된) 상기 조립체 헤드에 가깝게 배치되는데, 이는 초음파 반사 입체각(ultrasound solid reflection angle)을 증가시키고, 상기 파지 헤드를 둘러싼 구조물들 상의 반향을 제한한다.The reflector 66 supported by the gage and passing through the gripping head 13 is positioned as close as possible to the assembly head (schematically shown in FIGS. 5a to 5d), which is an ultrasound solid reflection angle, and limits the echo on the structures surrounding the gripping head.

(개략적으로 도시된) 트랜스듀서들(67)은 상기 조립체 헤드 위에 배치된다. 상기 조립체(2)의 삽입중에 리플렉터들의 축방향 변위로 인해 상기 조립체의 검출 및 위치지정(positioning)이 가능해진다. 예를 들어 트랜스듀서들이 노심 커버 플러그 창살망들(core cover plug gratings) 상에 고정된다.Transducers 67 (shown schematically) are disposed above the assembly head. The axial displacement of the reflectors during insertion of the assembly 2 enables detection and positioning of the assembly. For example, transducers are fixed on core cover plug gratings.

유리하게는, 스프링(68)이, 상기 게이지의 하단 단부(bottom end)와 상기 리밍의 하단 단부 사이에서 압축 상태로 설치되어 제공된다. 이 스프링은 정상 작동중에는, 즉 상기 흡수재 조립체(2)가 비-삽입 위치에 있는 때에는 압축되고, 상기 부착 헤드는 상기 핀들(20)에 의해 제 자리에서 유지된다. 상기 흡수재 조립체(2)가 그것과 함께 상기 부착 헤드를 가지고 낙하하는 때에, 상기 스프링(68)은 팽창하고, 상기 게이지(64)의 하향 변위를 유발한다. 이 스프링(66)은 유리하게는 상기 게이지(64)가 낙하하는 것을 방지하지 않는다. 상기 게이지(64)의 질량이 작기 때문에, 부식 현상으로 인한 고착 또는 예를 들어 불순물들의 존재는 그것이 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 그러한 폐쇄는, 상기 스프링(68)이 팽창하고 상기 게이지(64)가 낙하하며 상기 장치(DT)가 상기 스트링(2)이 낙하됨을 검출함에 따라 상기 스프링(68)에 의해 가해지는 힘에 의해 극복된다. 상기 스프링에 의해 가해지는 힘은 조사 크리프로 인해 완화될 리가 없으며, 이는 상기 스프링이 상기 핵분열 노심으로부터 거리를 두고 있다는 사실로 인한 것이다. 따라서 상기 스프링(68)은 상기 원격측정 장치의 검출 신뢰성을 개선한다.Advantageously, a spring 68 is provided installed in a compressed state between the bottom end of the gauge and the lower end of the reaming. The spring is compressed during normal operation, i.e. when the absorber assembly 2 is in the non-inserted position, and the attachment head is held in place by the pins 20. The spring 68 expands and causes a downward displacement of the gauge 64 as the absorber assembly 2 drops with the attachment head therewith. This spring 66 advantageously does not prevent the gauge 64 from falling. Since the mass of the gauge 64 is small, the adherence due to the corrosion phenomenon or the presence of, for example, impurities can prevent it from falling. Such closure is achieved by the force exerted by the spring 68 as the spring 68 expands and the gage 64 falls and the device DT detects that the string 2 has fallen do. The force exerted by the spring is not relieved by the irradiation creep, which is due to the fact that the spring is at a distance from the fission core. Thus, the spring 68 improves the detection reliability of the telemetry device.

변형례로서, 트랜스듀서들은 상기 리플렉터와 수직으로 일직선을 이루지 않는다. 고정된 리플렉터들은, 상기 리플렉터(66)를 향해 초음파 빔(ultrasound beam)을 배향하기 위해 상기 조립체 헤드의 내측면 상에 위치한다. 그렇지 않으면 상기 게이지(64)에 의해 지지되는 상기 리플렉터(66)는, 예를 들어 상기 다발의 안내를 개선하기 위해 삼-평면 거울(three-plane mirror)을 형성하는 여러 측면들(facets)을 구비한 표면을 가질 수 있다. 이 변형례들은 유리하게 여러 조립체들을 위해 하나의 트랜스듀서를 이용하는 것을 가능하게 한다.As a variant, the transducers are not in a straight line perpendicular to the reflector. The fixed reflectors are positioned on the inner surface of the assembly head for directing an ultrasound beam toward the reflector 66. The reflector 66, which is otherwise supported by the gauge 64, has several facets that form a three-plane mirror, for example to improve guidance of the bundle You can have one surface. This variant advantageously makes it possible to use one transducer for several assemblies.

우리는 이제 이 검출 장치(DT)의 작동을 간단히 설명할 것이다.We will now briefly describe the operation of this detection device DT.

도 5a 내지 5c의 경우에, 상기 조립체(2)가 매달린 때, 상기 게이지(64)가 상기 흡수재 조립체(2)의 부착 헤드와 접촉하여 지지하고 상기 스프링(68)은 압축된 때에, 상기 리플렉터(66)는 상기 트랜스듀서(들)로부터 거리를 두어 배치되며, 이는 상기 흡수재 조립체가 삽입되지 않은 상태에 해당된다. In the case of Figures 5a to 5c, when the assembly 2 is suspended, the gauge 64 is held in contact with the attachment head of the absorber assembly 2 and the spring 68 is compressed, 66 are spaced apart from the transducer (s), which corresponds to a state in which the absorber assembly is not inserted.

문턱 온도에 도달했기 때문이거나 원치 않는 촉발 때문에 상기 조립체가 낙하하는 때(도 5d), 상기 게이지(64)는 더 이상 상기 부착 헤드 상에 지지되지 않고, 상기 스프링(68)의 팽창 및 중력의 작용 하에 상기 게이지(64)는 상기 리밍 안에서 하향으로 슬라이드되어, 상기 리플렉터(66)를 그것과 함께 가져가서 상기 파지 헤드(13) 상에서 지지하는 제2 위치로 움직인다. 상기 트랜스듀서(67)는 상기 트랜스듀서(67)와 상기 리플렉터(66) 사이의 거리의 증가를 측정하고, 따라서 상기 조립체(2)의 삽입을 검출한다.5D), the gauge 64 is no longer supported on the attachment head, and the expansion and gravity of the spring 68 The gauge 64 is slid downward in the reaming to move the reflector 66 together with it to a second position supporting it on the gripping head 13. The transducer 67 measures the increase in the distance between the transducer 67 and the reflector 66 and thus detects the insertion of the assembly 2.

이 검출기는 특히 신뢰할 수 있다. 상기 게이지(64)는 작은 단면을 가지므로, 결과적으로 그것은 굽힘(bending)에 있어서 유연성이 있고 큰 기계적 간격(mechanical clearance)이 상기 리밍 안에 형성된다; 기계적 폐쇄의 모든 위험들이 방지될 수 있으며, 심지어 축의 뒤틀림(distortion) 및/또는 상기 리밍의 파쇄로 인해 상기 파지 헤드(13)가 현저히 변형된다고 하더라도 그러하다.This detector is particularly reliable. As the gauge 64 has a small cross section, consequently it is flexible in bending and a large mechanical clearance is formed in the reaming; All the risks of mechanical closure can be avoided and even if the gripping head 13 is significantly deformed due to shaft distortion and / or fracturing of the reaming.

이 검출 장치는, 이 스트링의 촉발 및 삽입의 신뢰성의 아무런 감소 없이 모든 조건들 하에서, 낙하된 흡수 요소들의 검출(및 상기 노심 내의 위치 지정)을 보증한다.This detection device ensures the detection (and positioning within the core) of the dropped absorption elements under all conditions without any reduction in the triggering and insertion reliability of the string.

이 검출 장치는, 삽입된 부반응도를 검출하는 수단을 다양화시키기 위해 TRTC 및/또는 핵분열 챔버들에 추가적으로 이용되거나 이 기법들 대신에 이용될 수 있다.This detection device may be used additionally or alternatively to TRTC and / or fissile chambers to diversify the means for detecting inserted side reactivity.

본 발명에 따르면, 상기 촉발 및 삽입 시스템(SI)은 상기 조립체 내로 추가되며, 그렇다면 상기 캐리어 조립체와는 완전히 독립적이며, 따라서 상기 연료 조립체와는 독립적으로 관리(manage)될 수 있다.According to the present invention, the triggering and insertion system (SI) is added into the assembly and is thus completely independent of the carrier assembly, and thus can be managed independently of the fuel assembly.

따라서 작동 테스트들, 예를 들어 상기 조립체(2)의 현장 외(ex-situ) 촉발 및 낙하 테스트들을, 즉 원자로 외에서 상기 캡슐(10)만을 위해 수행할 수 있다. 이 작동 테스트들은 상기 조립체(A) 내에 초기 일체화(initial integration) 전에 체계적으로 수행될 수 있다.It is therefore possible to carry out operational tests, e.g. ex-situ triggering and drop tests of the assembly 2, i.e. only for the capsule 10 outside the reactor. These operational tests may be performed systematically before initial integration into the assembly A.

상기 촉발 및 삽입 장치는 필요하다면 체크 또는 교체될 수 있으며, 또는 시스템 기능부전에 있다면 다른 연료 조립체 요소들과는 독립적으로 상기 촉발 및 삽입 장치가 재장비될 수 있다. 이 교체 또는 이 재장비는 전체 조립체를 불량처리(reject)함 없이 이루어질 수 있다. 이 가능성은 연료 조립체들의 수명과는 독립적으로 삽입 시스템들의 수명을 관리하는 장점을 가지며, 이는 건조비용(fabrication costs)을 감소시키거나 사용후 주기(post cycle)에 있어 활성 폐기물(activated waste)의 양을 최소화시킬 것이 요구된다면 유용할 수 있다.The triggering and inserting device can be checked or replaced if necessary or the triggering and inserting device can be refitted independently of other fuel assembly elements if the system is in a functional failure. This replacement or re-assembly can be done without rejecting the entire assembly. This possibility has the advantage of managing the life of the insertion systems independent of the lifetime of the fuel assemblies, which reduces the fabrication costs or reduces the amount of activated waste in the post cycle It may be useful if it is required to minimize.

본 발명에 따른 상기 촉발 및 삽입 장치(DI)는 제거가능한 촉발 및 삽입 시스템에 특히 적합하다. 상기 촉발 및 삽입 장치로써, 더 구체적으로는 취급 온도까지 잠금을 보증하는 스톱(24)으로 인해, 취급시에 상기 핀들이 잠금 해제되는 모든 위험이 방지(avoid)되며, 예를 들어 상기 핀들이 없다면 상기 부착 헤드 또는 상기 케이블이 파괴(break)될 충격의 경우에 상기 캐리어 조립체 내에 상기 캡슐의 설치중에 흡수 요소들의 세트가 낙하할 수 없다. 이것은 (위에서 취급 상태로 설명된) 상기 조립체를 상기 노심 내로 일체화(integration)시키는 동안에도 유리하다.The triggering and insertion device DI according to the invention is particularly suitable for removable triggering and insertion systems. All the risk of unlocking the pins at the time of handling is avoided by means of the triggering and insertion device, more particularly the stop 24, which guarantees locking up to the handling temperature, and, for example, The set of absorbing elements can not fall during the installation of the capsule in the carrier assembly in the event of an impact that the attachment head or cable will break. This is also advantageous during integration of the assembly (described above in the handling state) into the core.

본 발명에 따른 연료 조립체 구조물 및 본 발명에 따른 상기 촉발 및 삽입 시스템의 일체화(integration)로써 연료 부피비(fuel ratio by volume)가 약간 감소되며, 결과적으로 노심의 중성자 성능도 약간 감소된다. 중심 공간의 부피는 연료의 부피비(volume ratio of fuel)를 상기 운반 연료 조립체 내에서 약 7% 감소시키고, 상기 노심 내에서 약 0.6% 감소시킨다.The integration of the fuel assembly structure according to the invention and the triggering and insertion system according to the invention results in a slight reduction in the fuel ratio by volume and consequently a slight reduction in the neutron performance of the core. The volume of the central space reduces the volume ratio of fuel in the conveying fuel assembly by about 7% and about 0.6% in the core.

게다가, 상기 캐리어 조립체의 설계로 인해, 최소 횟수의 수정(modifications)만을 가지고도, 현 기술 상태에 따른 조립체들의 연료 주기(fuel cycle)를 준용(apply)하는 것이 가능하며, 따라서 비용을 최소화하는 것이 가능하다.In addition, due to the design of the carrier assembly, it is possible to apply the fuel cycle of assemblies according to the state of the art, with minimal modifications, thus minimizing costs It is possible.

게다가, 본 발명에 따른 상기 조립체의 구조는, 상기 연료 조립체의 압력 손실에 거의 영향을 미치지 않고, 따라서 노심의 열수력학적 특성(thermohydraulics)의 최적화에 거의 영향을 미치지 않는다.In addition, the structure of the assembly according to the present invention has little effect on the pressure loss of the fuel assembly and thus has little effect on the optimization of the thermohydraulics of the core.

본 발명에 따른 촉발 및 삽입 장치와 결부(associate)된 본 발명에 따른 조립체는 연료 조립체 유동의 최적의 이용을 이룩하고, 이는 최대 촉발 속력 및 정확성을 보장한다. 상기 조립체 및 그 구조물 내에서의 상기 셸의 중심 위치로 인해 상기 셸의 유동은 표준 연료 조립체 내에서의 유동과 매우 유사하며, 따라서 그것의 팽창은 냉각재 온도를 나타내고, 따라서 상기 조립체의 상태를 나타낸다.The assembly according to the present invention in association with the triggering and inserting device according to the present invention achieves optimum utilization of the fuel assembly flow, which ensures maximum trigger speed and accuracy. Due to the center position of the shell in the assembly and its structure, the flow of the shell is very similar to the flow in the standard fuel assembly, so that its expansion represents the coolant temperature and thus the state of the assembly.

본 발명은 상기 부반응도의 삽입의 신뢰성을 최적화한다. 상기 캡슐은 상기 연료봉 다발의 변형들로부터 기계적으로 격리되는데, 왜냐하면 그것은 현저한 강성도(stiffness)를 갖는 덮개에 의해 상기 변형들로부터 보호되기 때문이며, 그것이 삽입된 후에 그것 안에는 큰 반경방향 간극이 있을 것이기 때문이다. 상기 덮개와 육각형 튜브 사이에 상기 연료봉 다발이 존재함도, 상기 연료봉 다발이 상기 육각형 튜브의 변형들을 수용할 수 있는 일부 능력을 가짐(상기 연료봉들과 와이어 지지장치들(spacer wires) 사이에 간격이 존재함)에 따라 상기 캡슐이 상기 격자 피치에 영향을 주는 변형들로부터 기계적으로 격리될 수 있음을 의미한다. The present invention optimizes the reliability of the insertion of the side reaction. The capsule is mechanically isolated from the deformations of the fuel rod bundle because it is protected from the deformations by a lid with significant stiffness and there will be a large radial gap therein after it is inserted . The presence of the bundle of fuel rods between the lid and the hexagonal tube also has some ability to accommodate deformation of the hexagonal tube (the spacing between the fuel rods and the wire supports ≪ / RTI > is present), the capsule can be mechanically isolated from deformations affecting the lattice pitch.

우리는 이제 흡수재 조립체(2)의 상세를 설명할 것인 바, 상기 흡수재 조립체의 이용은 삽입 신뢰성을 더욱 더 최적화시키고, 설명될 흡수재 요소들의 세트는 변형된 캡슐 내에 쉽게 삽입될 수 있다. 상기 조립체(2)는 유연성 케이블(6) 상에서 슬라이드 되는, 구형으로 형상화된 흡수 요소들(4)을 포함한다. 이 조립체는 매우 유연성 있으며, 이는 상기 캡슐 안으로의 삽입을 촉진한다.We will now describe the details of the absorber assembly 2, the use of the absorber assembly further optimizes insertion reliability, and a set of absorber elements to be described can be easily inserted into the deformed capsule. The assembly (2) comprises spherically shaped absorbing elements (4) which slide on a flexible cable (6). This assembly is very flexible, which facilitates insertion into the capsule.

스트링을 따르는 배치(distribution)는, 고체 더미(solid stack)의 경우 발생할 수 있는 소결 유형 현상(sintering type phenomena) 및/또는 아칭 효과로 인한 폐쇄를 방지한다.The distribution along the strings prevents sintering type phenomena and / or closure due to the arching effect which may occur in the case of solid stacks.

상기 흡수 요소들(2)의 구형 형태는, 그것이 흡수 요소들의 상기 캡슐 안으로의 우수한 삽입 신뢰성을 제공한다는 장점을 갖는데, 왜냐하면 상기 구형 형태는, 변형된 구조물 및/또는 작은 치수를 갖는 구조물 내로 더 쉽게 삽입될 수 있기 때문이다. 게다가 상기 흡수 요소 그 자체에 관련된 열적 및 열기계적(thermomechanical) 양상들을 고려하면, 상기 구형 형태는 노심 온도를 최소화하기 위한 최적의 냉각 조건들을 제공한다. 예를 들어, 상기 노심과 상기 외부 표면 사이의 온도 구배는 현 기술 상태에 따른 원통 형태를 가질 때보다 3분의 1 더 낮다.The spherical shape of the absorbing elements 2 has the advantage that it provides good insertion reliability of the absorbing elements into the capsule because the spherical shape is more easily inserted into the deformed structure and / Because it can be inserted. In addition, considering the thermal and thermomechanical aspects associated with the absorbing element itself, the spherical shape provides optimal cooling conditions for minimizing the core temperature. For example, the temperature gradient between the core and the outer surface is one-third lower than when the cylindrical shape is according to the state of the art.

온도 응력들도 낮은데, 왜냐하면 상기 노심과 상기 흡수 요소의 외부 표면 사이의 온도 구배가 낮기 때문이다. 따라서 균열(cracking)의 위험은 감소된다.The temperature stresses are also low because the temperature gradient between the core and the outer surface of the absorbing element is low. Thus reducing the risk of cracking.

부반응도의 삽입을 위한 상기 흡수 재료의 부피는 최적으로 이용되는 바, 여기서 상기 구형 형태는 단위 부피당 중성자 자기-차폐(neutron self-shielding)의 효과를 최소화시킨다.The volume of the absorbing material for insertion of side reactions is optimally utilized, where the spherical shape minimizes the effect of neutron self-shielding per unit volume.

상기 구형 요소들은 고체일 수 있고 단일 흡수 재료로부터 만들어질 수 있다. 변형례로서, 요소들의 속성들을 최적화시키기 위해 2개의 상이한 재료들로 상기 요소들을 만들 수 있을 것이다. 예를 들어, (B4C와 같은) 세라믹 재료보다 낮은 중성자 흡수 능력을 갖지만 더 나은 열 전도율을 가지므로 상기 노심 온도를 감소시키고 용융까지의 여유(margin)를 증가시키는 금속 노심이 만들어질 수 있으며, 세라믹 재료는 주변 벽용으로 유지될 수 있다. 상기 요소의 기계적 완전성이 보증되게끔 상기 2개의 재료들 사이에 차등 팽창이 되도록, 상기 2개의 재료들이 선택된다. 그러한 요소들은, 예를 들어 세라믹 재료로 만들어진 2개의 중공 반구들(hollow hemispheres)에 의해 둘러싸인 금속 구로부터 만들어진다.Said spherical elements can be solid and can be made from a single absorbent material. As a variant, the elements could be made of two different materials to optimize the properties of the elements. For example, a metal core having lower neutron absorption capacity (such as B 4 C) than a ceramic material, but with a better thermal conductivity, may be made that reduces the core temperature and increases the margin to melting , The ceramic material may be retained for the peripheral wall. The two materials are selected such that there is a differential expansion between the two materials to ensure the mechanical integrity of the element. Such elements are made, for example, from metal spheres surrounded by two hollow hemispheres made of a ceramic material.

다른 일 변형 실시예에서, 상기 구형 요소들은 중공(hollow)이다. 이 구조는 열적 관점에서 유리한데 왜냐하면 그것은 상기 흡수 재료에 의해 겪는 최대 온도를 감소시킬 수 있으며, 특히 원치 않는 삽입의 경우에 특히 그러하다. 또한 그것은 온도로 인한 요소들 내의 이차적인 응력들의 크기(magnitude)를 감소시키는데, 왜냐하면 상기 노심과 주변부 사이에 더 이상 어떠한 차등 팽창 현상도 없기 때문이다. 중성자 관점에서는 상기 노심의 재료는 그것의 자기-차폐 효과로 인해 상기 주변부의 재료보다 현저히 덜 효율적이다. 결과적으로, 중공 구들(hollow spheres) 내에 노심 재료의 부족이 특별히 중요한 것은 아니다.In another variant embodiment, the spherical elements are hollow. This structure is advantageous from a thermal point of view because it can reduce the maximum temperature experienced by the absorbent material, especially in the case of unwanted insertions. It also reduces the magnitude of the secondary stresses within the elements due to temperature, since there is no further differential expansion between the core and the periphery. From the neutron point of view, the material of the core is significantly less efficient than the material of the periphery due to its magnetic-shielding effect. As a result, the lack of core material in the hollow spheres is not particularly important.

상기 중공 구형 요소들은, 2개의 중공 반구들의 조립체으로써, 또는 고체 구 내에 리밍을 만듦으로써 만들어질 수 있다. 이 후자의 경우에 금속 삽입(metal insert)이, 상기 리밍의 각 측에 스트링 케이블과의 기계적 직경의 간격을 감소하도록 제공될 수 있다.The hollow spherical elements can be made as an assembly of two hollow hemispheres, or by making reaming in a solid sphere. In this latter case, metal inserts may be provided to reduce the spacing between the mechanical cables on each side of the reaming and the string cables.

상기 케이블(6)은 브레이딩(braiding)된 금속 섬유 또는 건조 세라믹 섬유 편물(dry ceramic fibre braid)로 만들어질 수 있다.The cable 6 can be made of braided metal fiber or dry ceramic fiber braid.

상기 조립체는 핀들(20)과 협동하는 상기 조립체의 단부들 중 하나에서 위에서 설명된 부착 헤드를 포함한다.The assembly includes an attachment head as described above in one of the ends of the assembly cooperating with the fins 20.

유리하게는, 상기 조립체는, 상기 부착 헤드와 들어맞는 상기 조립체의 단부와 대향(opposite)하는 상기 조립체의 단부에서 적어도 하나 또는 바람직하게는 여러(예를 들어 3개의) 금속 요소들을 포함하며, 이것들은 흡수 재료로 만들어진 요소들을 대체한다. 첫째로, 이 요소들은 상기 흡수 요소들을 위한 스톱(stop)을 형성한다. 둘째로, 그것들은 상기 흡수 요소들을 위한, 상기 핵분열 노심으로부터의 부분적인 중성자 차폐를 형성하는데, 왜냐하면 중성자 선속은 상기 흡수 요소들의 속성들을 저하시킬 수 있기 때문이다. 예를 들어, B4C의 경우에 그것의 열 전도율은 방사선 조사 하에서 감소되며, 이는 상기 요소들의 노심 온도의 상승으로 이어진다. 상기 B4C 요소들은, 중성자 차폐를 형성하는 금속 요소들의 삽입으로 인해 부분적으로 보호된다.Advantageously, the assembly includes at least one or preferably several (e.g., three) metal elements at the end of the assembly opposite to the end of the assembly that fits with the attachment head, Replace elements made of absorbent material. First, these elements form a stop for the absorbing elements. Secondly, they form partial neutron shielding from the fission core for the absorbing elements, because neutron flux can degrade the properties of the absorbing elements. For example, in the case of B 4 C its thermal conductivity is reduced under irradiation, leading to an increase in the core temperature of the elements. The B 4 C elements are partially protected by the insertion of metal elements forming the neutron shield.

마지막으로, 그것들은 상기 흡수 요소의 재료의 밀도가 낮은 경우에 밸러스트(ballast)를 형성할 수 있다. 밸러스트의 존재는 상기 조립체의 낙하 시간을 감소시킬 수 있으며, 폐쇄의 위험을 감소시킨다. 게다가 이 금속 요소들은 상기 캡슐의 바닥에서 충격을 흡수할 수 있으며, 이는 낮은 충격 저항(shock resistance)을 가진 B4C의 경우에 특히 유용하다.Finally, they can form a ballast when the density of the material of the absorbing element is low. The presence of ballast can reduce the drop time of the assembly and reduce the risk of closure. In addition, these metal elements can absorb shock at the bottom of the capsule, which is particularly useful in the case of B 4 C with low shock resistance.

유리하게는, 기계적 감쇠 수단이 상기 흡수 요소들 사이에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 벨빌 와셔(Belleville washer)들이 사용될 수 있다. 이 수단들이 요소들의 각각의 쌍 사이에 위치할 필요는 없다.Advantageously, mechanical damping means can be inserted between the absorbing elements. For example, Belleville washers may be used. These means need not be located between each pair of elements.

상기 케이블은 구들의 더미(stack)의 높이보다 더 길며, 이는 상기 스트링의 유연성을 결정(determine)하고, 이 기계적 간격은 방사선 조사 하에서 구성요소들의 변형들, 예컨대 팽창, 팽윤, 크리프의 함수로서 그 크기가 결정된다(sized).The cable is longer than the height of the stacks of the spheres, which determines the flexibility of the string, and the mechanical spacing can be adjusted by varying the strain of the components under irradiation, such as the expansion, swelling, The size is sized.

게다가, 반경방향 간극이, 상기 구들을 통과하는 상기 리밍들과 상기 케이블 사이에서 제공된다.In addition, a radial clearance is provided between the reamings passing through the spheres and the cable.

원자로 내에서의 차등 변형(팽창 및 조사 팽윤)으로 인해 B4C 파편화와 같은 상기 흡수 재료의 위험이 있는 경우에, 상기 흡수 요소들에는, 금속 클래딩(metal cladding)을 형성하도록 슬리브(sleeve)가 제공되고, 상기 금속 클래딩 내측에는 상기 흡수 재료가 위치한다.In the event of a risk of such absorbent material, such as B 4 C fragmentation, due to differential strain (swelling and swelling) in the reactor, the absorbing elements may be provided with a sleeve to form a metal cladding And the absorbing material is located inside the metal cladding.

상기 흡수 요소들은 임의의 중성자 흡수 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어 그것은 10B가 다소 농축된 탄화붕소(B4C)일 수 있다.The absorbing elements can be made of any neutron absorbing material. For example, it may be boron carbide (B 4 C) in which 10 B is more or less concentrated.

하프늄-기반 재료가 이용될 수 있다. 이 재료들은 낙하 시간을 감소시킬 수 있는 높은 밀도를 가지고, 그것들은 방사선 조사 하에서 기체를 방출하지 않고, 따라서 팽윤을 일으키지 않으며, 그것들의 부반응도 능력은 방사선 조사 하에서 현저하게 감소되지 않는다. 따라서, 중성자 효율 및 검출능(detectability) 수준은 안정적이다. B4C보다 훨씬 더 낮은 단위 부피당 중성자 효율을 가지지만 B4C보다 현저히 높은 열 전도율을 갖는 장점을 지니며 방사선 조사 하에서 안정적인 하프늄 금속이 이용될 수 있다. 비-방사선 조사 조건에서 높은 열 전도율을 가지고, 방사선 조사 하에서 안정적인 수소화 하프늄(Hafnium hydride)이 하프늄 금속과 같이 이용될 수 있다.Hafnium-based materials may be used. These materials have a high density which can reduce the drop time, they do not release gas under irradiation with radiation, and therefore do not cause swelling, and their side reaction capability is not significantly reduced under irradiation. Therefore, neutron efficiency and detectability levels are stable. It has neutron efficiency per unit volume much lower than B 4 C, but has the advantage of having a thermal conductivity significantly higher than B 4 C, and stable hafnium metal can be used under irradiation. Hafnium hydride, which has a high thermal conductivity under non-irradiated conditions and is stable under irradiation, can be used with hafnium metal.

3300°C 대의 용융 온도(melting temperature)를 갖는 내열성 붕소화물 유형의 흡수 재료들, 예를 들어 HfB2 및 TiB2를 이용하는 것도 가능할 것이다. 육붕소화 유로퓸(EuB6)을 이용하는 것도 가능할 것이다. Eu2O3을 이용하는 것도 가능할 것이다. 이것은 방사선 조사 하에서 기체 생성물을 발생하지 않는다. 그것은 높은 흡수 능력도 가지고 있다.It would also be possible to use heat resistant boride type absorbing materials, for example HfB 2 and TiB 2 , having a melting temperature of the order of 3300 ° C. It is also possible to use europium hexafluoride (EuB6). It is also possible to use Eu 2 O 3 . It does not generate gaseous products under irradiation. It also has high absorption capacity.

변형례로서, 상기 스트링에 걸쳐 흡수 재료들의 위치에 따라 상이한 흡수 재료들로부터 만들어지는 흡수 요소들을 상정하는 것이 가능할 것이다. 예를 들어, 하프늄-기반 요소들은 상기 스트링의 하단에 위치할 수 있고 B4C-기반 요소들은 상기 스트링의 상단에 위치할 수 있다. 이 배치(distribution)는, 비-삽입 조건(non-inserted condition)에 있을 때, B4C 요소들로써 필요한 부반응도의 본질적 부분을 제공하면서, 상기 스트링의 하단에서 하프늄 요소들은 상기 스트링의 상단에 배치된 B4C 요소들을 위한 중성자 차폐를 형성한다; 이와 동시에 그것들은 삽입의 초기에 부반응도에 대한 현저한 보충을 제공하고 삽입의 말기에 전체(total) 추가적 부반응도에 기여한다. 게다가 하프늄 요소들은 상기 삽입 조건 하에서 용융의 어떠한 위험도 도입하지 않는데, 왜냐하면 방사선 조사 하에서 그것들의 열 전도율은 정지된 위치(suspended position)에서 감소되지 않기 때문이다.As a variant, it would be possible to envisage absorption elements made from different absorbing materials depending on the location of the absorbing materials throughout the string. For example, hafnium-based elements may be located at the bottom of the string and B 4 C-based elements may be located at the top of the string. This distribution provides an essential part of the side-reaction required by the B 4 C elements when in a non-inserted condition, while the bottom of the string places the hafnium elements at the top of the string Forms a neutron shield for the B 4 C elements; At the same time they provide a significant complement to the side reactions at the beginning of the insertion and contribute to the total additional side reaction at the end of the insertion. In addition, hafnium elements do not introduce any risk of melting under the above insertion conditions, because their thermal conductivity under irradiation is not reduced in the suspended position.

하프늄은 일반적인 노심 용융의 경우에 있어 완화재로서 이용될 수도 있다.Hafnium may also be used as a mitigating agent in the case of general core melting.

가압수형 원자로(pressurised water reactor)의 경우에 흡수 요소들에 이용되는 재료들은 예를 들어 하프늄, Dy11B6, Gd11B6, Sm11B6, Er11B4, 천연 HfB2 및 천연 TiB2일 수 있다.In the case of a pressurized water reactor, the materials used for the absorption elements are, for example, hafnium, Dy 11 B 6 , Gd 11 B 6 , Sm 11 B 6 , Er 11 B 4 , natural HfB 2 and natural TiB 2 < / RTI >

상기 냉각재는 임의의 적합한 액체 금속, 예를 들어 나트륨으로 구성될 수 있다. 납 및 납-비스무트는 고속 원자로에서 이용될 수 있는 다른 액체 금속들이다. 나트륨도 우선적으로 이용될 것인데, 왜냐하면 그것은 우수한 열 전도를 제공하기 때문이다. 게다가, 붕산염 흡수제(borated absorbent)의 경우에 액체 금속 매질은, 10B로부터 기원된 헬륨으로 인한 격납체들(봉, 캡슐 또는 다른 것)의 강한 가압(strong pressurisation)에 있어서의 잠재적 문제들을 회피한다. 마지막으로, 상기 금속 매질의 높은 점도는, 낙하 거리의 마지막에 있어서 뚜렷한(marked) 혁신적인(progressive) 감속도 가능하게 하며, 이는 흡수 세라믹이 파편화되는 위험을 강하게 제한한다.The coolant may be composed of any suitable liquid metal, for example sodium. Lead and lead-bismuth are other liquid metals that can be used in high-speed reactors. Sodium will also be used preferentially, because it provides excellent heat conduction. In addition, in the case of borated absorbents, the liquid metal medium avoids potential problems in the strong pressurisation of the enclosures (rods, capsules or otherwise) due to helium originating from 10 B . Finally, the high viscosity of the metal medium also allows marked progressive deceleration at the end of the drop distance, which severely limits the risk of fragmentation of the absorbent ceramic.

설명적 예시로서, 우리는 본 발명에 따른 조립체의 크기결정(sizing)에 대한 예시를 제공할 것이다.As an illustrative example, we will provide an illustration of the sizing of an assembly in accordance with the present invention.

구형으로 형상화된 흡수 요소들의 세트는 높이(high) 800 mm일 수 있다. 상기 흡수 요소들의 크기 및 질량은 그것들을 만드는 재료에 종속한다:The set of spherically shaped absorption elements may be 800 mm high. The size and mass of the absorbing elements depend on the material from which they are made:

- 10B가 48% 농축된 B4C의 경우에, 직경은 35 mm이고 질량은 1.8 kg이다,In the case of B 4 C in which 10 B is 48% enriched, the diameter is 35 mm and the mass is 1.8 kg,

- 10B가 71% 농축된 HfB2의 경우에, 직경은 35 mm이고 질량은 10.8 kg이다,In the case of HfB 2 in which 10 B is 71% enriched, the diameter is 35 mm and the mass is 10.8 kg,

- 하프늄의 경우에, 직경은 67 mm이고 질량은 46.9 kg이다,In the case of hafnium, the diameter is 67 mm and the mass is 46.9 kg,

- Eu2O3의 경우에, 직경은 52 mm이고 질량은 17.6 kg이다.In the case of Eu 2 O 3 , the diameter is 52 mm and the mass is 17.6 kg.

조립체 내의 직경 35 mm 구형 흡수 요소들에 기반한 상기 촉발 및 삽입 시스템의 일체화는 2개 링의 연료봉들의 제거에 해당하고, 이는 상기 운반 연료 조립체 내의 연료의 부피비에 있어 7%의 영향을 미치고, 상기 노심 내의 연료의 부피비에 있어 0.6%의 영향을 미친다.The integration of the triggering and insertion system based on 35 mm diameter spherical absorbent elements in the assembly corresponds to the removal of the two ring fuel rods, which has a 7% effect on the volume fraction of fuel in the transport fuel assembly, The effect of 0.6% on the volume fraction of the fuel within the combustion chamber.

660°C와 동일한 것으로 여겨지는 촉발 온도 및 약 800 mm의 셸 높이에 대해, 선택된 구성요소 치수들을 구비하고, Z10 CNDT 15.15 B로 만들어진 셸 및 W-5Re로 만들어진 캡슐을 가정한, 상기 시스템의 작동을 고려하면, 상기 캡슐에 대한 상기 셸의 축방향 차등(differential) 변위는 다음과 같이 계산될 수 있다:Assuming a shell made of Z10 CNDT 15.15 B and a capsule made of W-5 Re, with the selected component dimensions, for a trigger temperature assumed to be equal to 660 ° C and a shell height of about 800 mm, The axial differential displacement of the shell relative to the capsule can be calculated as:

- 주변 온도와 작동 온도 사이에서: 5.65 mm,- between ambient and operating temperature: 5.65 mm,

- 작동 온도와 촉발 온도 사이에서: 1.44 mm.- between operating temperature and trigger temperature: 1.44 mm.

상기 작동 온도와 상기 촉발 온도 사이에서 상기 핀들(2)의 변위로 인한 상기 부착 헤드의 변위가 계산될 수 있다: 상기 핀의 선형 변위는 5.4 mm이며, 각변위는 7.2°이다.The displacement of the attachment head due to the displacement of the fins 2 between the operating temperature and the triggering temperature can be calculated: the linear displacement of the pin is 5.4 mm and the angular displacement is 7.2 deg.

그렇다면 상기 작동 온도와 상기 촉발 온도 사이에서 상기 조립체(2)의 부착 헤드의 축방향 변위는 3.5 mm이다.If so, the axial displacement of the attachment head of the assembly 2 between the operating temperature and the triggering temperature is 3.5 mm.

본 발명에 따른 캐리어 조립체 및 구형 요소들의 스트링의 형태로 된 흡수 요소들의 세트는 특히 나트륨 냉각 고속 중성자 원자로에서의 이용에 적합하다. 그것들은 납 또는 납-비스무트와 같은 다른 액체 금속들을 구비한 고속 원자로, 기체-냉각 고속 원자로, 가압 수형 또는 비등 수형 원자로와 같은 다른 유형의 핵원자로들에도 적용될 수 있다.
The set of absorbing elements in the form of a carrier assembly and a string of spherical elements according to the present invention are particularly suited for use in sodium cooled fast neutron reactors. They may also be applied to other types of nuclear reactors, such as high-speed reactors with other liquid metals such as lead or lead-bismuth, gas-cooled fast reactors, pressurized or boiling water reactors.

Claims (31)

핵원자로용 캐리어 조립체(carrier assembly)로서, 수직축을 따라 대략적으로 배향될 종축(X1)을 갖는 박스(40), 상기 박스(40)의 하단 부분 내에 배치된 분열 구역(fissile zone), 상기 박스(40)의 상단 부분 내에 배치된 자유 체적(free volume), 상기 종축(X1)을 따라 상기 상단 부분 쪽에 배치된 분열 구역의 단부로부터 시작되고 상기 종축(X1)을 따라 상기 분열 구역의 적어도 일부에 걸쳐 연장되는, 상기 분열 구역 내의 자유 공간(free space; 52), 상기 자유 공간(52)을 경계짓는(bordering) 덮개(54), 및 촉발 및 삽입 시스템(SI)을 포함하며, 상기 촉발 및 삽입 시스템은, 종축(X)을 갖는 캡슐(10), 상기 캡슐 내에 매달린 삽입될 조립체(assembly; 2), 및 상기 조립체가 사고 상태(accident state)에 놓인다면 상기 삽입될 조립체를 해제할 수 있는 촉발 및 삽입 장치(DI)를 포함하고, 상기 캡슐(10)은 상기 덮개(54) 안으로 부분적으로 삽입되며, 상기 촉발 및 삽입 시스템은 상기 캐리어 조립체 내에 제거가능하게 설치되며, 상기 캡슐은 파지 헤드를 포함하고, 상기 파지 헤드로부터 상기 촉발 및 삽입 시스템(SI)이 상기 덮개(54) 위에 매달리는, 캐리어 조립체.A carrier assembly for a nuclear reactor comprising a box having a longitudinal axis X1 to be approximately oriented along a vertical axis, a fissile zone disposed in a lower end portion of the box, A free volume disposed within the upper portion of the fissile zone, starting from an end of a fission zone disposed on the side of the upper portion along the longitudinal axis X1 and extending across at least a portion of the fission zone along the longitudinal axis X1 And a triggering and insertion system (SI) extending in the fission zone, a free space in the fission zone, a lid (54) bordering the free space (52), and a trigger and insertion system Includes a capsule 10 having a longitudinal axis X, an assembly 2 to be inserted into the capsule, and a trigger to release the assembly to be inserted if the assembly is in an accident state, (DI), wherein the capsule (1) 0) is partially inserted into the lid 54, the triggering and insertion system being removably installed in the carrier assembly, the capsule including a gripping head, the triggering and insertion system (SI Is suspended above the lid (54). 제1항에 있어서, 상기 촉발 및 삽입 장치는 상기 박스의 상단 구역의 상단 부분 내에 배치되는, 캐리어 조립체.2. The carrier assembly of claim 1, wherein the triggering and insertion device is disposed within an upper portion of the upper region of the box. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촉발 및 삽입 시스템의 종축(X)이 상기 조립체의 종축(X1)과 동일축(coaxial)이도록 상기 자유 공간(52)이 상기 분열 구역의 중심 부분 내에 배치되는, 캐리어 조립체.3. The method of claim 1 or 2, wherein the free space (52) is positioned within a central portion of the fission zone such that the longitudinal axis (X) of the triggering and insertion system is coaxial with the longitudinal axis (X1) ≪ / RTI > 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 삽입될 조립체는 중성자 흡수재 및/또는 완화재 유형인, 캐리어 조립체.4. The carrier assembly of any one of claims 1 to 3, wherein the assembly to be inserted is a neutron absorber and / or mitigating material type. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 삽입될 조립체(2)의 길이방향 치수는 상기 캡슐(10)의 총 길이방향 치수의 절반을 넘지 않는, 캐리어 조립체.5. A carrier assembly according to any one of claims 1 to 4, wherein the longitudinal dimension of the assembly (2) to be inserted does not exceed half the total length dimension of the capsule (10). 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐은 상기 삽입될 조립체의 낙하(drop)를 상기 삽입될 조립체의 이동의 마지막에 감쇠시키는 수단을 포함하는, 캐리어 조립체.6. The carrier assembly of any one of claims 1 to 5, wherein the capsule includes means for damping a drop of the assembly to be inserted at the end of movement of the assembly to be inserted. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡슐(10)은, 상기 덮개 내에 배치된 상기 캡슐의 부분의 단부에서 냉각제 공급 오리피스들을 포함하는, 캐리어 조립체.7. The carrier assembly of any one of claims 1 to 6, wherein the capsule (10) comprises coolant supply orifices at an end of the portion of the capsule disposed within the lid. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어 조립체는, 상기 조립체의 상기 분열 구역 내에 상기 촉발 및 삽입 시스템(SI)의 배치를 위한 안내 수단을 포함하고, 상기 안내 수단은 상기 캐리어 조립체의 상기 자유 체적과 같은 쪽에 배치된 상기 덮개의 단부에 배치되는, 캐리어 조립체.8. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the carrier assembly comprises guiding means for the positioning of the triggering and insertion system (SI) in the fissure zone of the assembly, And is disposed at an end of the lid disposed on the same side as the free volume of the assembly. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박스는 육각형 단면을 가지고, 상기 덮개(54)는 육각형 외부 단면 및 육각형 또는 원형 내부 단면을 가지며, 상기 캡슐은 원형 외부 단면을 가지는, 캐리어 조립체.9. A container according to any one of claims 1 to 8, wherein the box has a hexagonal cross-section, the lid (54) has a hexagonal outer cross section and a hexagonal or circular inner cross section, the capsule having a circular outer cross- Assembly. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 삽입될 조립체(2)는, 서로 경첩식으로 설치된 복수개의 요소들(4)을 포함하고, 상기 단부 요소들 중 하나는, 상기 촉발 및 삽입 장치(DI)를 유지하는 수단(11)과 협동하는 부착 헤드(2.1)를 형성하는, 캐리어 조립체.10. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the assembly (2) to be inserted comprises a plurality of elements (4) hinged together with one another, one of the end elements Forms an attachment head (2.1) cooperating with the means (11) for holding the insertion device (DI). 제10항에 있어서, 상기 요소들(4)은 케이블(6) 상으로 슬라이드되는, 캐리어 조립체.11. A carrier assembly according to claim 10, wherein the elements (4) slide on a cable (6). 제11항에 있어서, 상기 케이블은 브레이딩(braiding)된 금속 섬유 또는 브레이딩(braiding)된 세라믹 섬유로 만들어지는, 캐리어 조립체.12. The carrier assembly of claim 11, wherein the cable is made of braided metal fibers or braided ceramic fibers. 제10항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 요소(4)는 형태에 있어서 구형(spherical)인, 캐리어 조립체.13. A carrier assembly according to any one of claims 10,11 and 12, wherein each element (4) is spherical in shape. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한 쌍의 요소들 사이에 감쇠 수단을 포함하는, 캐리어 조립체.14. A carrier assembly according to any one of claims 10 to 13, comprising a damping means between at least a pair of elements. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소들(4)은 여러 흡수 재료들로 형성되는, 캐리어 조립체.15. A carrier assembly according to any one of claims 10 to 14, wherein the elements (4) are formed from a plurality of absorbent materials. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소들(4)은, 제1 흡수 요소 내에 적어도 몇몇 요소들, 및 제2 흡수 요소 내에 제2 요소들을 포함하는, 캐리어 조립체.16. A carrier assembly according to any one of claims 10 to 15, wherein said elements (4) comprise at least some elements in a first absorbent element and second elements in a second absorbent element. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요소들은 중공(hollow)이거나, 또는 중심 노심 및 2개의 상이한 재료들로 구성된 주변 케이싱(peripheral casing)을 포함하는, 캐리어 조립체.17. A carrier assembly according to any one of claims 10 to 16, wherein the elements are hollow or comprise a peripheral core comprising a central core and two different materials. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉발 및 삽입 시스템은 온도 변동(variation)에 감수성이 있는(sensitive), 캐리어 조립체.18. The carrier assembly of any one of claims 1 to 17, wherein the triggering and insertion system is sensitive to temperature variations. 제18항에 있어서, 상기 촉발 및 삽입 시스템은 상이한 팽창 유형(expansion type)으로 된, 캐리어 조립체.19. The carrier assembly of claim 18, wherein the triggering and insertion system is of a different expansion type. 제19항에 있어서, 상기 촉발 및 삽입 시스템은, 상기 원자로 작동 온도보다 낮은 온도에서 상기 삽입될 조립체의 삽입을 방지하는 잠금 수단을 포함하는, 캐리어 조립체.20. The carrier assembly of claim 19, wherein the triggering and insertion system comprises locking means to prevent insertion of the assembly to be inserted at a temperature below the reactor operating temperature. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 삽입될 조립체의 삽입을 초음파 원격측정(ultrasound telemetry)에 의해 검출하는 수단을 포함하는, 캐리어 조립체.21. The carrier assembly of any one of claims 1 to 20, comprising means for detecting insertion of the assembly to be inserted by ultrasound telemetry. 제20항에 있어서, 상기 촉발 및 삽입 장치는 길이방향 이동 부분 및 상기 캡슐(10)로부터 형성된 길이방향 고정 부분을 포함하며, 상기 캡슐은 상기 삽입된 조립체(2)를 상기 분열 구역 위에 매달린 위치에서 유지하는 수단(11)을 포함하고, 상기 삽입될 조립체는 상기 이동 부분의 작용 하에 해제될 수 있으며, 상기 이동 부분은, 정지면이라고 불리는 적어도 하나의 제1 표면(24)에 의해 형성되는 잠금 수단, 상기 삽입될 조립체를 상기 매달린 위치에서 유지하는 수단, 상기 유지 수단으로부터 상기 삽입될 조립체를 해제하는 수단으로서 해제면이라고 불리는 적어도 하나의 제2 표면(26)에 의해 형성되는 해제하는 수단, 및 상기 정지면(24) 및 상기 해제면(26)을 상기 종축을 따라 변위시키는 수단(19)을 포함하고, 상기 변위 수단은 상기 냉각재의 온도 상승의 효과 하에서 상기 캡슐(10)에 대해 상대적으로 길이방향으로 상이하게 팽창할 수 있는 셸(shell; 19)에 의해 형성되며, 상기 정지면(24) 및 상기 해제면(26)은, 상기 냉각재 온도가 상승되는 때에는 상기 정지면(24)이 상기 유지 수단(11)으로부터 축방향으로 멀어지도록 움직이며 상기 해제면(26)이 상기 유지 수단(11)을 향해 축방향으로 움직이고, 상기 냉각재가 정상 원자로 작동 온도에 있는 때에는 상기 유지 수단이 잠금 해제되도록 상기 정지면(24)이 상기 유지 수단으로부터 멀어지도록 움직이며, 상기 냉각재의 온도가 문턱 온도를 초과하는 때에 상기 삽입될 조립체가 해제되도록 상기 해제면(26)이 상기 유지 수단 상에 추력(thrust force)을 가하게끔 구성(arrange)되는, 캐리어 조립체.21. The device of claim 20, wherein the triggering and inserting device comprises a longitudinally moving portion and a longitudinally secured portion formed from the capsule (10), wherein the capsule is located at a position where the inserted assembly (2) (11), the assembly to be inserted being releasable under the action of the moving part, the moving part comprising a locking means (12) formed by at least one first surface (24) Means for releasing the assembly to be inserted from the retaining means, releasing means formed by at least one second surface (26) called the release surface, and means for releasing the stop And means (19) for displacing the plane (24) and said release surface (26) along said longitudinal axis, said displacement means Wherein the stop surface (24) and the release surface (26) are formed by a shell (19) that is capable of expanding differently in the longitudinal direction relative to the capsule (10) The stop surface 24 moves axially away from the holding means 11 and the release surface 26 moves axially towards the holding means 11 and the coolant is moved to the normal reactor operating temperature , The stop surface (24) is moved away from the retaining means so that the retaining means is unlocked, and the release surface (26) is moved so that when the temperature of the coolant exceeds the threshold temperature, Wherein the carrier assembly is arranged to apply a thrust force on the holding means. 제21항과 결합된 제22항에 있어서, 상기 검출 수단은, 상기 캡슐의 헤드 위에 배치된 적어도 하나의 초음파 트랜스듀서, 상기 트랜스듀서를 향하는(facing) 상기 캡슐의 헤드 상에 설치되는 리플렉터(reflector; 66)를 포함하며, 상기 리플렉터(66)의 길이방향 위치는, 상기 삽입될 조립체가 상기 유지 수단(11)에 의해 제 자리에(in place) 유지되는지 여부에 의해 제어되며, 상기 리플렉터(66)는, 긴 요소(elongated element; 64)에 의해 상기 삽입될 조립체에 연결되고, 상기 긴 요소는, 상기 캡슐 헤드를 통과하는 길이방향 리밍(reaming) 안에서 자유로이 슬라이드되도록 설치되고 비-삽입된 상태에서 상기 삽입될 조립체 상에 지지(bearing)에 의해 상기 리플렉터(66)를 유지하는, 캐리어 조립체.23. A device according to claim 22, coupled to claim 21, wherein said detecting means comprises at least one ultrasonic transducer disposed on the head of the capsule, a reflector mounted on the head of the capsule facing the transducer, Wherein the longitudinal position of the reflector 66 is controlled by whether the assembly to be inserted is held in place by the holding means 11 and the reflector 66 Is connected to the assembly to be inserted by an elongated element 64 which is installed to be freely slidable in a longitudinal reaming through the capsule head and in a non-inserted state Wherein the reflector (66) is held by a bearing on the assembly to be inserted. 제23항에 있어서, 상기 캐리어 조립체는 탄성 수단(68)을 포함하며, 상기 탄성 수단은 상기 삽입될 조립체의 존재 하에서는 압축되고, 만약 상기 삽입될 요소가 존재하지 않는다면 팽창하여 상기 리플렉터(66)를 움직이도록 상기 긴 요소(64)에 장력을 가하는, 캐리어 조립체.24. The apparatus of claim 23, wherein the carrier assembly comprises an elastomeric means (68) that compresses in the presence of the assembly to be inserted, and if the element to be inserted is not present, expands the reflector (66) To apply tension to the elongate element (64) to move. 제23항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셸과 상기 캡슐(10) 사이에 냉각재 순환 채널을 한정(delimit)하도록 반경방향 간극이 상기 셸(19)과 상기 캡슐(10) 사이에 제공되고, 상기 셸(19)은 상기 채널 안에 상기 냉각재의 순환을 위한 오리피스들(orifices)을 포함하는, 캐리어 조립체.25. A capsule according to any one of claims 23 to 24, wherein a radial gap is provided between the shell (19) and the capsule (10) to delimit the coolant circulation channel between the shell and the capsule , And the shell (19) comprises orifices for circulation of the coolant in the channel. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 수단(11)은 상기 종축(X) 둘레에 배치(distribute)된 적어도 2개의 핀들(20), 및 바람직하게는 3개의 핀들을 포함하고, 상기 핀들은, 상기 핀들(20) 사이에 상기 삽입될 조립체(2)를 유지시키는 상기 종축(X)에 가까운 위치로 움직이기 위해, 그리고 상기 삽입될 조립체(2)가 해제되는 상기 종축(X)으로부터 거리를 둔 위치로 움직이기 위해 상기 캡슐(10) 상에 회전되도록 경첩식으로 설치되는, 캐리어 조립체.26. Device according to any one of claims 22 to 25, characterized in that the holding means (11) comprises at least two pins (20) distributed around the longitudinal axis (X) and preferably three pins And wherein the pins are adapted to move between a position adjacent the longitudinal axis (X) for holding the assembly (2) to be inserted between the pins (20) X to move to a position spaced from said capsule (10). 제26항에 있어서, 상기 정지면(24)은 상기 핀들(20)의 외측에 반경방향으로 배치된 표면으로서 상기 핀들(20)이 상기 종축(X)으로부터 멀어지도록 움직이는 것을 방지하며, 상기 해제면(26)은 상기 종축(X)에 수직인 표면이고, 상기 핀들(20)은, 상기 해제면(26)이 상기 종축으로부터 멀어지는 방향으로 상기 핀들을 피봇시키도록 함께 협동하는 캠 표면(cam surface; 28)을 포함하는, 캐리어 조립체.27. The apparatus of claim 26, wherein the stop surface (24) is a radially disposed surface outside the fins (20) to prevent the fins (20) from moving away from the longitudinal axis (X) 26 is a surface perpendicular to the longitudinal axis X and the fins 20 have a cam surface 28 cooperating together to pivot the fins in a direction away from the longitudinal axis, ≪ / RTI > 제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셸(19)이 오세트나이트계 강(austenitic steel)으로 만들어지고 상기 캡슐(10)이 텅스텐-기반 합금으로 만들어지거나, 또는 상기 셸(19)이 가공 경화된 Z10 CNDT 15.15 B 강(steel)으로 만들어지고 상기 캡슐이 W-5Re로 만들어지는, 캐리어 조립체.28. A method according to any one of claims 22 to 27, wherein the shell (19) is made of an austenitic steel and the capsule (10) is made of a tungsten-based alloy, 19) is made of a work-hardened Z10 CNDT 15.15 B steel and the capsule is made of W-5Re. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중성자 흡수재의 재료(들)는, 10B의 가변 농축도(enrichment)를 갖는 B4C, 하프늄 금속, 예를 들어 HfB2 및 TiB2와 같은 내열성 붕소화물 유형의 재료들, 육붕소화 유로퓸(EuB6), 또는 Eu2O3 중에서 선택되는, 액체 금속 냉각, 바람직하게는 나트륨 냉각의 고속 원자로를 위한 캐리어 조립체.29. A method according to any one of the preceding claims, wherein the material (s) of the neutron absorber is B 4 C with a variable enrichment of 10 B, a hafnium metal such as HfB 2 and TiB 2 and the material of such heat-resistant boride type, yukbung digestion europium (EuB6), or Eu 2 O 3, a metal cooling liquid, preferably a carrier assembly for a fast reactor of cooling is selected from sodium. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중성자 흡수재를 위해 이용되는 재료(들)는, 하프늄, Dy11B6, Gd11B6, Sm11B6 및 Er11B4, 천연(natural) HfB2 및 천연 TiB2 중에서 선택되는, 수냉각 열 중성자 핵원자로를 위한 캐리어 조립체.32. A method according to any one of the preceding claims, wherein the material (s) used for the neutron absorber is selected from the group consisting of hafnium, Dy 11 B 6 , Gd 11 B 6 , Sm 11 B 6 and Er 11 B 4 , a natural HfB 2, and a natural TiB 2 . 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항의 캐리어 조립체 및 핵연료 조립체들을 포함하는, 핵원자로.32. A nuclear reactor comprising the carrier assembly and nuclear fuel assemblies of any one of claims 1-30.
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