KR20150106957A - 계측기 관통 플랜지를 갖는 핵 원자로에 연료를 보급하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
상부 장착 계측기를 갖춘 핵 원자로에 연료를 보급하기에 앞서 원자로 노심으로부터 노심 내 계측기 딤블 튜브를 철수시키기 위한 장치 및 방법. 장치는 헤드 플랜지와 원자로 용기 플랜지 사이에 개재된, 계측기 케이블링이 관통하는, 관통 플랜지를 구비한다. 관통 플랜지는 상측 내부에 연결되고, 연료 보급을 위한 원자로 용기로부터의 상측 내부 제거에 앞서 노심으로부터 계측기 딤블을 철수시키기 위해 상승될 수 있다. 관통 플랜지는 상측 내부와 함께 용기로부터 제거된다.
Description
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 “가압수형 원자로용 계측기 및 제어 침투 플랜지”라는 명칭의 2012년 4월 27일자 미국 특허출원 제 13/457,683호와 관련된 것이다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 핵 원자로 시스템에 관한 것으로, 특히, 원자로 폐쇄 헤드 아래에서 원자로 용기의 상측 부분을 관통하여 계측 관통부를 갖는 핵 원자로에 관한 것이다.
가압수형 원자로는 직립식 원자로 용기 내에 장착된 많은 수의 기다란 연료 집합체를 갖는다. 가압된 냉각재는 연료 집합체 내에 수용된 핵분열성 물질(fissionable material)에서의 핵 반응에 의해 발생된 열을 흡수하기 위하여 연료 집합체를 통해 순환된다. 압력하의 물(water under pressure)로 냉각되는 이러한 핵 원자로 전력 발생 시스템의 1차 측은, 유효 에너지의 생성을 위한 2차 회로와 열 교환 관계로 분리되어 있는 폐쇄 회로를 포함한다. 1차 측은 핵분열성 물질을 수용하는 복수의 연료 집합체를 지지하는 노심 내부 구조를 둘러싸는 원자로 용기, 열 교환 증기 발생기 안의 1차 회로, 가압기(pressurizer)의 내측 용적, 가압수(pressurized water)의 순환을 위한 펌프 및 파이프를 포함하고; 파이프는 각각의 증기 발생기 및 펌프를 원자로 용기에 독립적으로 연결한다. 그러한 유형의 통상의 핵 발전소에서, 증기 발생기, 펌프, 및 원자로 용기에 연결되는 파이프의 시스템을 포함하는 1차 측의 각각의 부분은 1차 측의 루프를 형성한다.
도시의 목적을 위해, 도 1은 핵 노심(14)을 둘러싸는 폐쇄 헤드(12)를 갖는 대체로 원통형의 압력 용기(10)를 구비한, 단순화된 통상의 핵 원자로 1차 시스템을 도시한다. 물 또는 붕산수(borated water)와 같은 액상 냉각재는 펌프(16)에 의해 용기(10) 안으로 펌핑되고, 노심(14)을 통과한다. 노심(14)은 열 에너지를 흡수해서 열 교환기(18)(보통 증기 발생기라고 불림)로 방출한다. 열 교환기 내에서 열은 증기 구동식(steam driven) 터빈 발전기와 같은 이용 회로(도시되지 않음)로 전달된다. 그 후, 원자로 냉각재는 펌프(16)로 복귀되어 1차 루프를 완성한다. 보통, 복수의 상술된 루프는 원자로 냉각재 파이프(20)에 의해 단일의 원자로 용기(10)에 연결된다.
예시적인 통상의 원자로 설계구조가 도 2 에서 보다 상세하게 도시된다. 수직의 공동-연장되는 평행한 연료 집합체들(22)로 구성되는 노심(14)에 더하여, 본 설명의 목적을 위해, 그 밖의 다른 용기 내부 구조물이 하측 내부(24)와 상측 내부(26)로 나누어질 수 있다. 종래의 설계구조에서, 하측 내부는 노심 구성요소 및 계측기(instrumentation)를 지지, 정렬, 및 안내하는 기능뿐 아니라 용기 안의 유동을 지향시키는 기능도 한다. 상측 내부는 연료 집합체(22)(도 2에서는 단순화를 위해 2개만 도시됨)를 구속하거나 그에 대한 2차 구속을 제공하고, 제어봉(control rods)(28)과 같은 구성요소 및 계측기를 지지 및 안내한다. 도 2에 도시된 예시적인 원자로에서, 냉각재는 하나 이상의 유입 노즐(30)을 통해 원자로 용기(10)로 진입하고, 원자로 용기와 노심 배럴(32) 사이에서 환형부(annulus)를 통해 하향 유동하고, 하측 플레넘(plenum)(34)에서 180° 회전하고, 하측 지지판(37) 및 하측 노심 판(36)(하측 노심 판 상에는 연료 집합체가 안착되어 있음)을 향해 상향으로 이동하며 연료 집합체(22)를 통과해서 그 주위로 지나간다. 몇몇의 설계구조에서, 하측 지지판(37) 및 하측 노심 판(36)은 37과 동일한 높이를 갖는, 단일 구조물인, 하측 노심 지지판으로 대체된다. 노심 및 주변 영역(38)을 통한 냉각재 유동은 보통, 초당 대략 20 피트의 속도에서 분당 400,000 갤런 정도로 크다. 결과적인 압력 강하 및 마찰력은 연료 집합체를 상승하게 하는 경향이 있고, 이러한 이동은 원형의 상측 노심 판(40)을 구비한 상측 내부에 의해 제지된다. 노심(14)을 빠져나가는 냉각재는 상측 노심 판(40)의 하측을 따라 그리고 복수의 천공(perforations)(42)을 통해 상향으로 유동한다. 그 후, 냉각재는 하나 이상의 배출 노즐(44)로 상향으로 그리고 반경방향으로 유동한다.
상측 내부(26)는 용기(10) 또는 용기 헤드로부터 지지될 수 있고, 상측 지지 집합체(46)를 구비한다. 하중은, 주로 복수의 지지 칼럼(48)에 의해, 상측 지지 집합체(46)와 상측 노심 판(40) 사이에서 전달된다. 상측 노심 판(40) 내의 천공(42) 및 선택된 연료 집합체(22) 위로 지지 칼럼이 정렬된다.
보통 중성자 흡수봉(neutron poison rods)의 스파이더 집합체(52) 및 구동 샤프트(50) 또는 구동봉(50)을 구비하는 직선 이동성 제어봉(28)은 제어봉 안내 튜브(guide tubes)(54)에 의해 상측 내부(26)를 통해, 그리고 정렬된 연료 집합체(22) 안으로 안내된다. 안내 튜브(54)는 상측 지지 집합체(46) 및 상측 노심 판(40)의 상부에 고정 연결된다. 지지 칼럼(48) 구조물은, 제어봉 삽입 능력에 악영향을 줄 수 있는 사고 상태 하에서 안내 튜브 변형을 지연시키는데 도움을 준다.
분열 과정을 제어하기 위해, 다수의 제어봉(28)이 연료 집합체(22) 내의 사전 결정된 위치에 있는 안내 딤블(guide thimbles) 내에서 왕복으로(reciprocally) 이동 가능하다. 명확하게는, 연료 집합체의 상부 노즐 위에 위치 설정된 제어봉 메커니즘은 복수의 제어봉을 지지한다. 제어봉 메커니즘(제어봉 집합체(rod cluster control assembly)라고도 알려짐)은, 도 2에 관련하여 앞에서 언급된 스파이더 집합체(52)를 형성하는 복수의 반경방향으로 연장되는 플루크(flukes) 또는 아암을 갖는 내부나사형 원통형 허브 부재를 갖는다. 각각의 아암은, 널리 알려진 방식으로, 제어봉 메커니즘 허브에 연결된 제어봉 구동 샤프트(50)의 원동력 하에서, 제어봉 집합체 메커니즘(72)이 제어봉(28)을 연료 집합체 안의 안내 딤블 안에서 수직으로 이동시키게끔 작동 가능하도록 제어봉(28)과 상호 연결되어, 연료 집합체(22) 내의 분열 과정을 제어한다.
또한 상측 내부(26)는 지지 칼럼(48) 안의 축방향 통로를 관통하여 계측 딤블(instrumentation thimble)(대체로 연료 집합체 내 중심에 위치함) 안으로 아래로 연장되는, 다수의 노심 내 계측기를 갖는다. 노심 내 계측기는 보통 냉각재 노심 출구 온도를 측정하기 위한 열전대(thermocouple)와, 노심 내 중성자 활동의 축방향 및 반경방향 윤곽(profile)을 감시하기 위한 축방향으로 배치된 중성자 검출기를 구비한다.
경수형 원자로(light water reactors)를 이용하는 원자력 발전소는 원자로에 연료 보급을 위해 주기적인 운전 정지를 필요로 한다. 새로운 연료 집합체는 발전소로 반송되고, 원자로로부터 사전에 제거되었을 수도 있는 사용후연료 집합체(used fuel assemblies)와 함께 연료 저장 건물 내에 임시로 저장된다. 연료 보급 운전 정지 중, 원자로 내 연료 집합체의 일 부분은 원자로로부터 연료 저장 건물로 제거된다. 연료 집합체의 제 2 부분은 원자로 내의 일 지지 장소로부터 원자로 내의 다른 노심 지지 장소로 이동된다. 새로운 연료 집합체는 제거된 연료 집합체를 대체하기 위하여 연료 저장 건물로부터 원자로 안으로 이동된다. 이 이동은, 각각의 연료 집합체가 원자로 노심 디자이너에 의해 준비된 전반적인 연료 보급 계획에 따른 구체적인 장소에 배치되도록, 상세한 순차적 계획에 따라 행해진다. 통상의 원자로에 있어서, 연료에의 접근에 필요한 원자로 내부 구성요소의 제거 및 원자로와 연료 저장 건물 내 사용후연료 풀(spent fuel pool) 사이에서의 신구 연료의 이동은 발전소 정비 요원을 차폐하기 위해 수중에서 수행된다. 이것은 발전소 건물 구조와 일체형인 운하(canal)와 연료 보급 공동(refueling cavity) 내의 수위를 상승시킴으로써 수행된다. 20 피트 이상의 수위는 원자로 내부 구조물 및 연료 집합체의 이동을 위한 차폐를 제공한다.
연료 보급 활동은 보통 원자력 발전소를 동력 작동(power operation)으로 복귀시키기 위한 임계 경로 상에 있고, 따라서, 이 작동의 속도는 발전소 소유자에게 중요한 경제적 고려사항이다. 더욱이, 발전소 설비 및 연료 집합체는 고가이고, 연료 집합체에의 접근을 위해 제거되어야 하는 원자로 부품, 연료 집합체 또는 연료 이송 장비의 부적절한 취급으로 인한 파손 또는 불필요한 방사선 노출을 야기하지 않도록 주의를 기울여야 한다. 원자로 노심의 경제적 작동 및 안전이 적소에 있는 각각의 연료 집합체에 의해 결정되기 때문에, 이 작동의 정밀도 또한 중요하다. 보통의 가압수형 원자로는 18개월 또는 24개월 마다 연료가 보급될 필요가 있다.
도 1 및 2에 도시된 종래의 설계구조를 사용하는 상업용 발전소는 보통 대략 1,100 메가와트 이상이다. 보다 최근에, 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨는 200 메가와트 급에서 소형 모듈식 원자로를 제안했다. 소형 모듈식 원자로는 원자로 용기 내측에 모든 1차 루프 구성요소를 갖는 일체형 가압수형 원자로다. 원자로 용기는 컴팩트한 고압 격납물(containment)에 의해 둘러싸인다. 격납물 안의 제한된 공간 및 일체형 가압경수형 원자로에 대한 저비용 요구사항의 양자로 인해, 보조 시스템의 전체 수가 안전 또는 기능과 절충하지 않고 최소화될 필요가 있다. 예를 들어, 몇몇의 소형 모듈식 원자로의 설계구조와 관련된 콤팩트한 고압 격납물은, 이송된 구성요소를 차폐할 수 있는 원자로 용기 위의 대형의 범람가능 공동의 내부설치를 허용하지 않는다. 더욱이, 대부분의 종래 가압수형 원자로에서, 노심 내 계측기는 연료 보급에 앞서 노심으로부터 철수된다. 이것은 1차 압력 경계 시일을 파단시키고 도관 튜브(conduit tube)를 통하여 계측기를 잡아당김으로써 행해진다. 이 과정은 하부 장착 계측기를 갖춘 발전소에 있어서 간단하며(straight forward), 이는 도관이 원자로 용기의 하부로부터 원자로에서 분리된 방에 위치한 시일 테이블까지만 연장되기 때문이다. 상부 장착 계측기를 갖춘 발전소에 있어서, 이 과정은 상측 내부 구조물 때문에 훨씬 더 어렵다. 상부 장착 계측기가 소형 모듈식 원자로의 일체형 가압수형 원자로에서의 사용을 위해 고려될 때, 이것은 더욱 복잡하다. 상부 장착 계측기는 보통 용기 내 억류(in-vessel retention)라고 하는 중대 사고 완화 전략을 사용하는 발전소에 있어서 바람직하다. 이 전략은 원자로 용기의 하측 부분에 침투부를 필요로 하지 않는다.
따라서,
본 발명의 목적은, 연료 보급을 위해 노심에의 접근을 용이하게 하는 상부 장착 계측기를 이용하는 원자력 발전소용 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
원자로 용기 내 상측 내부 구조물의 일체형 부품으로서 상부 장착 계측기의 제거를 용이하게 할 이러한 방법 및 장치를 제공하는 것은 본 발명의 또 다른 목적이다.
용기를 통한 계측 관통부가 상측 내부 패키지의 일체형 부품으로서 용기로부터 제거되는 이러한 방법 및 장치를 제공하는 것은 본 발명의 추가적인 목적이다.
상기 목적 및 다른 목적은, 하측 단부에서 봉입되고, 환형 플랜지가 형성되는 개방된 상측 단부와 기다란 치수(dimension)를 따라 연장되는 중앙 축을 갖는 기다란 원자로 용기를 갖는 핵 원자로에 의해 달성된다. 원자로 용기는 헤드의 하측 상에 환형 부분을 갖는 제거 가능한 헤드를 갖고, 환형의 용기 플랜지와 함께 시일링 표면을 형성하도록 기계 가공된다. 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링은 원자로 용기 헤드의 하측 상의 시일링 표면과 플랜지 사이에 원자로 용기 플랜지 상에 안착되도록 크기설정되고, 시일 링은 용기 헤드의 하측 상의 시일링 표면과 원자로 용기 상의 플랜지 사이에 개재되고 하나 이상의 반경방향 통로를 밀봉 가능하게 수용하도록 크기설정된 두께를 갖고, 핵 원자로의 노심으로부터 계측기 신호를 전달하기 위하여 통로를 통해 하나 이상의 계측기 도관이 원자로 용기의 외부로부터 그것의 내부로 지나가고, 노심은 복수의 연료 집합체를 포함한다. 원자로 용기 내 노심 위에 지지되는 상측 내부 패키지는, 각각이 실직적으로 수직의 통로를 갖는 복수의 중공형 지지 칼럼을 갖고, 상측 노심 플레이트와 상측 내부 패키지의 상측 지지 플레이트 사이에서 그들을 통해 연장되고, 상측 노심 플레이트를 통한 통로는 연료 집합체 중 하나 안의 대응하는 계측기 딤블과 정렬된다. 복수의 중공형 튜브는 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)에 고정 연결되고, 각각의 중공형 튜브는 지지 칼럼 중 하나의 통로 내에 슬라이드 가능하게 장착되고, 계측기 도관 중 적어도 하나는 중공형 튜브를 통해 대응하는 지지 칼럼 안으로 축 방향으로 연장된다. 각각의 중공형 튜브는 지지 칼럼 중 하나의 통로 내에 슬라이드 가능하게 장착되고, 완전 삽입 위치와 완전 연장 위치 사이에서 이동가능하고, 완전 삽입 위치에서 계측기 도관은 계측기 딤블로 들어가고, 완전 연장 위치에서 계측기 도관은 노심으로부터 철수된다.
바람직하게는, 중공형 튜브의 하측 단부가 지지 칼럼의 통로 내에 포획된다. 일 실시예에 있어서, 지지 칼럼 통로 내 중공형 튜브의 이동(travel)의 하측 단부 가까이에서, 지지 칼럼 통로의 벽은 완전 삽입 위치와 완전 연장 위치 사이에서 지지 칼럼 통로 내 중간 축방향 범위 사이에서 경험하는 것보다 더 타이트한 끼워맞춤을 제공하도록 두꺼워진다. 소망하게는, 중공형 튜브의 하측 단부는 중공형 튜브의 중간 축방향 부분보다 협소하다.
다른 실시예에서, 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링은 원자로 용기의 외측 벽의 근사한 범위와 상측 내부 패키지의 벽 사이에서 반경방향으로 연장되고, 제 1 의 제거 가능한 환형의 시일 링과 원자로 용기 플랜지 사이에서 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링 아래에 위치 설정되고 제 1의 제거 가능한 시일 링과 실질적으로 동일한 반경방향 범위를 갖는 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링을 구비한다. 각각의 제 1 및 제 2 시일 링 상의 반경방향 외향 연장 접촉면(abutting surface)은 적어도 하나의 O-링에 의해 서로 밀봉되고, 축방향 지향 1차 냉각재 통로는 연장되고 각각의 제 1 및 제 2 시일 링을 통해 실질적으로 정렬된다. 각각의 제 1 및 제 2 시일 링 상의 내향 연장 접촉면은 O-링으로부터 1차 냉각재 통로의 반대측 상에 연장되고 “T”자 형상 링에 의해 밀봉되고, “T”자의 웨브는 내향 접촉면 사이에서 연장된다. 바람직하게는, “T”자의 웨브는, 내향 연장 접촉면 중 하나에 부착되고 웨브 내 간극 구멍을 관통하는 체결구에 의해 고정된다. 일 실시예에서, 간극 구멍은 열 팽창을 허용하도록 형성된다. 소망하게는, “T”자 형상 링은, 핵 원자로의 가열 시 제 1 및 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링을 구성하는 재료보다 빠르게 팽창하는 재료로 구성된다. 바람직하게는, 제 1 및 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링은 탄소 강으로 구성되고, “T”자 형상 링은 스테인리스 강으로 구성된다.
다른 실시예에서, 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링은 원자로 용기 외측 벽의 근사 범위와 상측 내부 패키지의 벽 사이에서 반경방향으로 연장되고, 핵 원자로는, 제 1 의 제거 가능한 환형의 시일 링과 원자로 용기 플랜지 사이에서 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링 아래에 위치 설정되고 제 1의 제거 가능한 시일 링과 실질적으로 동일한 반경방향 범위를 갖는 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링을 더 구비한다.
각각의 제 1 및 제 2 시일 링 상의 반경방향 외향 연장 접촉면은 적어도 두 개의 반경방향으로 이격된 O-링(92)에 의해 서로 밀봉되고, 제 1 누설 채널은 적어도 두 개의 반경방향으로 이격된 O-링 사이에서부터 수집 저장소까지 연장되고, 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링 상의 접촉면과 원자로 용기 플랜지 사이로부터 연장되는 제 2 누설 채널에 연결된다.
또 다른 실시예에서, 중공형 튜브는 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링에 연결된 실질적으로 수평으로 연장되는 그리드 구조물에 의해 지지된다. 바람직하게는, 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링은, 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링을 상승시키는 것이 그리드 구조물을 상승시키고 대응하는 지지 칼럼 안으로부터 중공형 튜브(84)를 상승시키도록 구성된다.
본 발명은 또한, 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링으로부터 원자로 헤드를 제거하는 단계를 포함하는, 상술된 핵 원자로에 연료를 보급하는 방법에 대해 고려한다. 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링은 그 후 계측기 도관이 노심으로부터 철수하는 높이로 상승된다. 그 다음, 방법은 단일 유닛으로서 상승된 위치에 있는 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링을 포함하여 상측 내부 패키지를 원자로 용기로부터 저장 장소로 철수시킨다. 방법은 그 후 노심에 연료를 보급한다. 바람직하게는, 연료 보급 단계 후에, 방법은 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링을 상승된 위치에서 유지시키고 상측 내부 패키지를 원자로 용기 안으로 하강시킨다. 상측 내부 패키지는 그 후 노심 위에 지지되고, 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링은 원자로 용기 플랜지의 상부 상에 하강되고, 동시에, 연료 집합체 내 대응하는 계측기 딤블 안으로 계측기 도관(80) 하강시키기 위해 대응하는 지지 칼럼 내 중공형 튜브를 하강시킨다.
추가적인 실시예에서, 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링은 원자로 용기의 외측 벽의 근사한 범위와 상측 내부 패키지의 벽 사이에서 반경방향으로 연장되고, 제 1 의 제거 가능한 환형의 시일 링과 원자로 용기 플랜지 사이에서 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링 아래에 위치 설정된 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링을 구비한다. 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링은 제 1의 제거 가능한 시일 링과 실질적으로 동일한 반경방향 범위를 갖고, 상측 내부 패키지의 벽에 고정 연결된다. 방법의 후자의 실시예에서, 상측 내부 패키지를 철수시키는 단계는 상측 내부 패키지의 일부로서 원자로 용기 플랜지로부터 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가적인 이해는 첨부된 도면과 관련하여 읽을 때 바람직한 실시예의 하기의 설명으로부터 얻어질 수 있다:
도 1은 이후에 설명되는 실시예가 적용될 수 있는, 종래의 핵 원자로 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 2는 이후에 설명되는 실시예가 적용될 수 있는, 핵 원자로 용기 및 내부 구성요소의 부분 단면 정면도이고,
도 3은 소형 모듈식 원자로 시스템을 나타내는 부분 단면 사시도이고;
도 4는 도 3에 도시된 원자로 용기의 확대도이고;
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는, 내부 제어봉 구동 메커니즘을 갖는 일체형인 가압수형 원자로의 부분적인 개략 단면도이고;
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는, 상부 장착 계측기를 갖는 종래의 가압수형 원자로의 내부의 일 부분을 도시하는 부분적인 개략 단면도이고;
도 7은 도 5에 도시된 상측 내부 패키지의 일 부분의 확대도이고;
도 8은 도 7에 도시된 원자로 용기 침투 시일의 확대도이고;
도 9, 10, 11, 12, 및 13은 연료 보급을 위해 연료 집합체에 접근 하도록 원자로 용기로부터 상측 내부 패키지를 분해하고 제거하는 본 발명의 일 실시예의 방법의 단계를 도시하는 것으로서, 본 발명에 따라 구성된 상측 내부 패키지의 일 실시예를 도 5에 도시된 도면으로부터 시작해서 도시하는 개략적인 부분 단면도이고;
도 14, 15, 16, 17, 및 18은 전통적인 가압수형 원자로 설계구조에 적용되는, 본 발명의 다른 실시예의 대응하는 장치 및 방법을 도시한다.
도 1은 이후에 설명되는 실시예가 적용될 수 있는, 종래의 핵 원자로 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 2는 이후에 설명되는 실시예가 적용될 수 있는, 핵 원자로 용기 및 내부 구성요소의 부분 단면 정면도이고,
도 3은 소형 모듈식 원자로 시스템을 나타내는 부분 단면 사시도이고;
도 4는 도 3에 도시된 원자로 용기의 확대도이고;
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는, 내부 제어봉 구동 메커니즘을 갖는 일체형인 가압수형 원자로의 부분적인 개략 단면도이고;
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는, 상부 장착 계측기를 갖는 종래의 가압수형 원자로의 내부의 일 부분을 도시하는 부분적인 개략 단면도이고;
도 7은 도 5에 도시된 상측 내부 패키지의 일 부분의 확대도이고;
도 8은 도 7에 도시된 원자로 용기 침투 시일의 확대도이고;
도 9, 10, 11, 12, 및 13은 연료 보급을 위해 연료 집합체에 접근 하도록 원자로 용기로부터 상측 내부 패키지를 분해하고 제거하는 본 발명의 일 실시예의 방법의 단계를 도시하는 것으로서, 본 발명에 따라 구성된 상측 내부 패키지의 일 실시예를 도 5에 도시된 도면으로부터 시작해서 도시하는 개략적인 부분 단면도이고;
도 14, 15, 16, 17, 및 18은 전통적인 가압수형 원자로 설계구조에 적용되는, 본 발명의 다른 실시예의 대응하는 장치 및 방법을 도시한다.
도 3 및 4는, 본 발명의 장치 및 방법의 개념이 적용될 수도 있는, 웨스팅하우스 일렉트릭 컴퍼니 엘엘씨(미국 펜실베니아 주 크랜베리 타운십)로부터 구입할 수 있는 소형 모듈식 원자로 설계구조를 도시한다. 하지만 본 발명이 도 1 및 2에 도시된 것과 같은 종래의 가압수형 원자로에도 또한 적용될 수 있음이 이해되어야 한다. 도 3은 압력 용기(10) 및 그것의 내부 구성요소를 나타내는, 부분적으로 절단된, 원자로 격납물(11)의 사시도를 도시한다. 도 4는 도 3에 도시된 압력 용기의 확대도이다. 가압기(58)는, 도 1에 도시되지는 않았지만, 대부분의 가압수형 원자로 설계구조에 공통이고, 시스템의 압력을 유지하기 위해 일 루프에 전형적으로 구비된다. 도 3 및 4에 도시된 소형 모듈식 원자로 설계구조에서, 가압기(58)는 원자로 용기 헤드(12)의 상측 부분과 일체이고, 분리된 구성요소가 필요 없다. 여러 도면에 걸쳐서 대응하는 구성 요소에는 동일한 참조 부호가 사용됨이 이해되어야 한다. 고온의 레그 라이저(leg riser)(60)는 1차 냉각재를 노심(14)으로부터 고온의 레그 라이저를 둘러싼 증기 발생기(18)로 향하게 한다. 다수의 냉각 펌프(16)는 상측 내부(26)의 상단부에 가까운 높이에서 원자로 용기(10) 둘레로 원주방향으로 이격되어 있다. 원자로 냉각재 펌프(16)는 수평방향으로 장착된 축류 캔드 모터 펌프(axial flow canned motor pumps)이다. 원자로 노심(14) 및 상측 내부(26)는, 그들의 크기를 제외하고, 도 1 및 2에 관하여 상술된 대응하는 구성요소와 실질적으로 동일하다. 앞서 말한 것으로부터, 용기 플랜지(64)의 영역 위로 원자로 우물(reactor well)을 범람시키고 격납물을 관통하여 연장되는 이송 운하(62)에 의해 수중의 연료 집합체를 사용후연료 풀(spent fuel pool)로 이송시킴에 의한 전통의 연료 보급 방법을 사용하는 것이 이 유형의 격납물 및 콤팩트한 설계구조에 실용적이지 않음이 이해되어야 한다. 더욱이, 콤팩트한 설계구조가 용기 내 억류(in-vessel retention)를 실행하기 때문에, 그것은 용기 헤드를 통하여 원자로 용기로부터 사실상 빠져나갈 수 없는 상부 장착 계측기를 필요로 한다. 연료 보급을 시작할 수 있기 전에, 노심 전력 및/또는 노심 출구 온도를 측정하기 위해 전통적으로 사용되는 노심 내 계측기가 연료 집합체로부터 철수될 필요가 있기 때문에, “가압수형 원자로의 계측기 및 제어 관통 플랜지”라는 명칭으로 2012년 4월 27일에 출원된 미국 특허출원 13/457,678호에서 설명되는 것과 같이, 노심 내 계측기로부터의 신호 도선이, 관통 플랜지를 통하여 원자로를 나갈 수 있게 하는 한편, 노심 위 상측 내부 패키지가 원자로 용기로부터 제거되기 전에 노심 내 계측기가 노심으로부터 제거될 수 있게 하는 혁신적인 설계구조가 요구된다. 효율성을 위해 그리고 방사선 노출을 감소시키기 위해, 계측기 및 제어 관통 플랜지 구조물은 바람직하게는 상측 내부 패키지의 일체형 부품으로서 제거된다. 도 3 및 4에 도시된 소형 모듈식 원자로 운전의 추가적인 이해는 “가압수형 원자로 콤팩트 증기 발생기”라는 명칭으로 2012년 6월 13일에 출원된 미국 특허 13/495,050호에서 찾아볼 수 있다.
이후에 주장되는 본 발명의 실시예의 장치 및 방법은, 도 6에서 전통적인 가압수형 원자로가 도시된 바와 같이, 원자로 용기 플랜지(64)와 원자로 헤드 플랜지(68) 사이에 관통 플랜지(66)의 도입을 필요로 한다. 이것은, 상기에서 언급된 미국 특허 13/457,683에서 설명되었듯이, 실질적으로 봉 구동 메커니즘 전력을 제어하기 위해 쓰이는 한 플랜지와 노심 내 계측기를 취급하는(serving) 다른 플랜지를 갖는, 특정한 소형 원자로 설계구조에서 요구되는 것에 관한 추가적인 관통부일 수도 있다. 전통적인 가압수형 원자로의 경우에 있어서, 단일의 관통 플랜지(66)가 도 6에 도시된 바와 같이 필요할 것이다. 전술된 바와 같이, 노심 전력 및/또는 노심 출구 온도를 측정하기 위해 전통적으로 사용되는 노심 내 계측기는 연료 보급이 시작되기 전 연료 집합체로부터 철수될 필요가 있다. 계측기는 관통 플랜지로부터 연료 집합체로 연장되는 케이블링(cabling)에 연결되어 딤블 튜브(thimble tube) 안에 수용된다. 이 딤블 튜브는 1차 압력 경계를 형성하고 원자로 냉각재로부터 계측기를 보호한다.
도 7은 도 5에 도시된 일체형 가압수형 원자로용 상측 내부 패키지 일 부분의 확대도를 도시한다. 상측 및 하측 관통 플랜지(70 및 66)의 단면의 추가의 확대도가 도 8에 도시된다. 일체형인 가압수형 원자로 구성에서의 하측 관통 플랜지(66)는 원자로 용기(10)의 외측 벽과 상측 지지 집합체(46)로부터 수직으로 위로 연장되는 내측 벽(76) 사이에서 연장되는 것으로 도시된다. 플랜지(66)는 제어봉 구동 시스템(78)이 전력을 공급받는 전기 도관과 커넥터를 갖고, 상측 관통 플랜지(70)는 노심 내 계측기 케이블링 신호(80)가 전달되는 전기 도관과 커넥터를 갖는다. 연료 보급 동안, 폐쇄 헤드(12)의 제거 후에, 그러나 상측 내부(26)의 제거에 앞서, 상측 관통 플랜지(70)는 상승된다. 연료 집합체(22) 안으로 아래로 연장되는 계측기 딤블(82)은 상측 내부(26) 안에서 지지된다. 노심(14) 바로 위에, 노심 지지 칼럼(48)이 그들의 중심을 관통하여 축방향으로 구멍이 뚫린 중앙 통로를 갖고, 그것을 통해 노심 안으로의 계측기 딤블의 통로를 위한 도관을 제공한다. 상측 지지판(46) 위에, 튜브(84)는 지지 칼럼(48)을 통해 중앙 통로와 정렬된다. 튜브(84)는 상측 내부(26)의 구조물(86) 안에서 지지된다. 칼럼(48)은 연료 보급 후 원자로 조립 중 침투 플랜지(70)가 하강되는 동안 노심 내 계측기를 지지하고 그들이 좌굴(buckling)되는 것을 방지한다. 계측기 튜브(84)는 상측 관통 플랜지(70)에 연결되고 상측 관통 플랜지와 함께 상승되고 하강되는 그리드 구조물(grid structure)(88)에 연결되고 그리드 구조물에 의해 지지된다. 관통 플랜지(70)가 상승되거나 하강됨에 따라, 튜브(84)는 두 개의 집합체의 정렬을 유지하는 지지 칼럼(48) 내측으로 슬라이드 한다. 칼럼(48)과 튜브(84)는 관통 플랜지(70)가 그것의 가장 낮은 위치에 있을 때까지 비교적 느슨한 간극을 유지한다. 이 시점에서, 계측기 튜브(84)의 협소한 섹션(90)이 더 타이트한 끼워맞춤을 제공하기 위해 칼럼(48)의 통로를 좁히는 두꺼운 섹션과 결합한다. 일체형 가압수형 원자로 설계구조를 위해 도 5, 6, 및 7로부터 이해될 수 있듯이, 칼럼(48) 내 튜브(84)는 노심 내 계측기 관통 플랜지(70)의 움직임의 전체 범위를 통해 결합되어 남아있는다. 바람직하게는, 전력 케이블을 제어봉 구동 메커니즘(78)에 전달하는 하측 관통 플랜지(66)는 상측 지지 집합체(46)의 수직 섹션(76)에 고정 부착된 채, 정지되어 남아있는 반면, 상측 관통 플랜지(70)는 상승된다. 그러나, 대안적으로, 하측 관통 플랜지(66)가 상측 관통 플랜지(70)에 부착될 수 있거나 또는 두 개의 관통 플랜지가 단일 유닛으로 구성되어 함께 상승되거나 하강될 수 있음이 이해되어야 한다. 그러나, 후자의 배열은, 수용되어야 하는 제어봉 구동 메커니즘에의 전력 케이블에 있어서 상당한 늘어짐(slack)이 필요할 것이기 때문에 덜 바람직하다.
도 9, 10, 11, 12, 및 13은 도 5에 도시된 일체형인 가압수형 원자로의 분해 시퀀스를 도시한다. 도 9는 적소에 플랜지 볼트(74)를 갖춘 용기(10)에 밀봉된 용기 헤드(12)와 함께 완전히 조립된 원자로와, 노심 내로 완전히 삽입된 계측기 딤블(82)을 도시한다. 도 5 내지 18에 도시된 상측 내부 설계구조가 앞서 도 2에 도시된 것과 약간 다르고, 도 5 내지 18에 도시된 설계구조가, 지지 칼럼(48)을 연장시키고 종래의 가압수형 원자로 설계구조에 있어서 상측 지지판(46)과 상측 지지 집합체 지지 구조물(86) 사이에 안내 튜브(54)를 연장시키는, 연장된 상측 내부 패키지를 구비하는 것을 주목해야 한다. 도 10은 증기 발생기(18)를 구비한 헤드(12)가 제거된 일체형 가압수형 원자로 설계구조의 원자로 분해 과정에 있어서 제 1 단계를 도시한다. 도 11은 노심 내 계측기 딤블(82)을 연료 집합체(22)로부터 철수시키는, 상승된 상측 관통 플랜지를 도시한다. 도 12는 상승된 상측 내부를 도시하고, 도 13은 상측 내부가 완전히 제거된 원자로 용기를 도시한다.
도 14, 15, 16, 17, 및 18은 수정된 종래의 가압수형 원자로 설계구조의 분해를 위한 대응하는 시퀀스를 도시한다. 가압수형 원자로 설계구조에 있어서, 제어봉 구동 메커니즘 구동봉 이동 하우징(56)은 원자로 헤드(12)를 통해 연장되고, 제어봉 메커니즘 케이블링이 절대 원자로 용기 내에 있지 않도록 구동 메커니즘은 헤드 위에 위치 설정된다. 현재 실행되는 바와 같이, 종래의 가압수형 원자로에 연료를 보급함에 있어서, 제어봉 구동봉은 헤드(12)가 제거되기 전 허브에서 스파이더 집합체로부터 분리되고, 구동봉은 헤드와 함께 제거된다. 도 14는 플랜지 볼트(74)에 의해 고정되는 헤드를 갖춘 완전히 조립된 가압수형 원자로 설계구조를 도시하는 도 6의 사본이다. 도 15는 제어봉 구동봉과 함께 제거된 헤드(12)를 도시한다. 도 16은 (비록 이 구성에 있어서 하측 관통 플랜지가 없지만) 상승된 상측 관통 플랜지(70)와 노심(14)으로부터 철수된 노심 내 계측기 딤블(82)을 도시한다. 도 17은 부분적으로 제거된 상측 내부를 도시하고, 도 18은 완전히 제거되어 저장 장소로 물러난 내부를 도시한다. 연료 보급 후 원자로의 조립은 단순히 방금 설명된 과정의 정반대이다. 원자로 용기의 재조립 동안, 내부는 노심 위에 용기 내 안착되고, 그 후 관통 플랜지는 그것이 원자로 용기 플랜지와 접촉할 때까지 하강된다.
각각의 플랜지 즉, 헤드 플랜지(68), 상측 관통 플랜지(70), 하측 관통 플랜지(66), 및 원자로 용기 플랜지(64) 사이의 1차 압력 경계 시일은 시일을 감시하기 위해 사용되는 누설 라인(leak-off line)(94)과 함께 한 쌍의 O-링(92)으로 유지된다. 플랜지를 통한 구멍(94)은 단일 세트의 누설 라인이 사용됨을 감안하여 한 쌍의 O-링(92) 사이에 보이드(voids)를 연결하기 위해 사용될 수 있다. 이 라인들은 연료 보급 동안 그들이 발전소 누설 모니터링 시스템에 계속 연결되어 있을 수 있도록 공동의 누설 저장소(leak-off reservoir)(도시되지 않음) 안으로 배수하는 원자로 용기 플랜지(64)의 누설 라인에 연결될 것이다.
상술된 바와 같이, 일체형 가압수형 원자로의 경우에 있어서, 두 개의 플랜지(66 및 70)가 원자로 압력 경계를 통한 관통부를 도입하도록 사용될 수도 있다. 몇몇의 설계구조에 있어서, 주요 냉각재 복귀 통로(102)와 상측 내부 사이에서 노심 우회 유동 가능성이 플랜지(66 및 70) 사이에 내측 틈새(108)를 통해 존재한다. 이 구성의 바람직한 실시예는 탄소와 스테인리스 강의 열 팽창 속도 차이에 이점이 있는 시일링 장치(96)를 구비한다. 장치는 “T”자 형상의 단면을 갖고 플랜지 중 하나에 부착되는 링이다. 장치(96)는 나사형 체결구(100)를 갖는 “T”자의 웨브(98)를 통해 체결된다. 웨브를 통한 간극 구멍은 원자로 가열 동안 링이 팽창하게 하도록 형성된다(slotted). 원자로 조립 동안, 시일과 플랜지 사이에 넉넉한 간극이 있다. 발전소가 가열됨에 따라, 스테인리스 강 링은 구성요소들 사이에 압력을 발생시키고 요구되는 시일을 제공하면서 원자로 플랜지보다 빠르게 팽창한다. 압력 격차는 예를 들어 10 내지 20psi(69 내지 138kPa)의 범위로 비교적 낮다. 플랜지 중 하나에 부착된 연장된 슬리브(104)는 또한 1차 냉각재가 1차 유체 유동 채널(102) 내 플랜지를 통과함에 따라 우회 유동을 제한하고 압력 강하를 감소시킬 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예가 구체적으로 설명되었지만, 이들 세부사항에 대한 다양한 수정 및 대안이 전체 개시내용에 비추어 전개될 수 있다는 것이 해당 기술분야의 당업자에 의해 이해될 것이다. 따라서, 개시된 특정 실시예는 설명하기 위한 것으로 의도되고 첨부된 특허청구범위 및 임의의 그리고 모든 균등물의 전체 사상이 주어지는 본 발명의 범위에 대해 한정하지 않는다.
Claims (15)
- 핵 원자로에 있어서,
하측 단부에서 봉입되고 개방된 상측 단부를 갖는 기다란 원자로 용기(10)로서, 환형 플랜지(64)가 형성되고 기다란 치수(dimension)를 따라 중앙 축이 연장되는, 상기 원자로 용기(10)와;
시일링 표면을 형성하도록 기계 가공되는 환형 부분(68)을 하측에 갖는, 원자로 용기 헤드(12)와;
상기 원자로 용기 헤드(12)의 하측 상의 시일링 표면(68)과 플랜지 사이에서 원자로 용기 플랜지(64) 상에 안착되도록 크기설정된 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)으로서, 상기 시일 링은 상기 용기 헤드의 하측 상의 시일링 표면과 상기 원자로 용기 상의 플랜지 사이에 개재되고 하나 이상의 반경방향 통로를 밀봉 가능하게 수용하도록 크기설정된 두께를 갖고, 상기 핵 원자로의 노심(14)으로부터 계측기 신호를 전달하기 위하여 상기 통로를 통해 하나 이상의 계측기 도관이 원자로 용기의 외부로부터 내부로 관통하고, 상기 노심은 복수의 연료 집합체(22)를 포함하는, 상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)과;
상기 원자로 용기(10) 내에서 상기 노심(14) 위에 지지되고, 각각이 실질적으로 수직의 통로를 갖는 복수의 중공형 지지 칼럼(48)을 갖는 상측 내부 패키지(26)로서, 상측 노심 플레이트(40)와 상측 내부 패키지의 상측 지지 플레이트(46) 사이에서 그들을 통해 연장되고, 상기 상측 노심 플레이트를 통한 통로가 상기 연료 집합체(22) 중 하나 안의 대응하는 계측기 딤블(82)과 정렬되는, 상기 상측 내부 패키지(26)와;
상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)에 고정 연결된 복수의 중공형 튜브(84)로서, 각각의 상기 중공형 튜브는 상기 지지 칼럼(48) 중 하나의 통로 내에 슬라이드 가능하게 장착되고, 상기 계측기 도관 중 적어도 하나는 상기 중공형 튜브를 통해 상기 대응하는 지지 칼럼 안으로 축 방향으로 연장되고, 상기 중공형 튜브는 완전 삽입 위치와 완전 연장 위치 사이에서 상기 지지 칼럼 안에서 슬라이드 가능하고, 상기 완전 삽입 위치에서 상기 계측기 도관은 계측기 딤블(82)로 들어가고, 상기 완전 연장 위치에서 상기 계측기 도관은 상기 노심(14)으로부터 철수되는, 상기 복수의 중공형 튜브(84)를 포함하는
핵 원자로. - 제 1 항에 있어서,
상기 중공형 튜브(84)의 하측 단부가 상기 지지 칼럼(48)의 통로 내에 포획되어 있는
핵 원자로. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지 칼럼(48) 통로 내 중공형 튜브(84)의 이동(travel)의 대략 하측 단부 가까이에서, 상기 지지 칼럼 통로의 벽은 완전 삽입 위치와 완전 연장 위치 사이에서 상기 지지 컬럼 통로 내의 중간 축방향 범위 사이에서 경험하는 것보다 더 타이트한 끼워맞춤을 제공하도록 두꺼워지는
핵 원자로. - 제 3 항에 있어서,
상기 중공형 튜브(84)의 하측 단부가 상기 중공형 튜브의 중간 축방향 부분보다 협소한
핵 원자로. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)은 상기 원자로 용기(10)의 외측 벽의 근사한 범위와 상기 상측 내부 패키지(26)의 벽(76) 사이에서 반경방향으로 연장되고,
상기 제 1 의 제거 가능한 환형의 시일 링과 상기 원자로 용기 플랜지(64) 사이에서 상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70) 아래에 위치 설정되고 상기 제 1의 제거 가능한 시일 링과 실질적으로 동일한 반경방향 범위를 갖는 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링(66)을 구비하고,
각각의 상기 제 1 및 제 2 시일 링 상의 반경방향 외향 연장 접촉면(abutting surface)은 적어도 하나의 O-링(92)에 의해 서로 밀봉되고, 축방향으로 지향된 1차 냉각재 통로(102)가 제 1 및 제 2 시일 링의 각각을 통해 연장되고 실질적으로 정렬되며,
상기 O-링으로부터 1차 냉각재 통로의 반대측 상의 각각의 제 1 및 제 2 시일 링 상의 내향 연장 접촉면은 “T”자 형상 링(96)에 의해 밀봉되고, 상기 “T”자 형상 링의 웨브(98)가 내향 접촉면들 사이에서 연장되는
핵 원자로. - 제 5 항에 있어서,
상기 “T”자 형상 링(96)의 웨브(98)는, 내향 연장 접촉면 중 하나에 부착되고 상기 웨브 내 간극 구멍을 관통하는 체결구(100)에 의해 고정되는
핵 원자로. - 제 6 항에 있어서,
상기 간극 구멍이 열 팽창을 허용하도록 형성되는
핵 원자로. - 제 6 항에 있어서,
상기 “T”자 형상 링(96)이, 핵 원자로의 가열 시 상기 제 1 및 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링(66, 70)을 구성하는 재료보다 빠르게 팽창하는 재료로 구성되는
핵 원자로. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링(66, 70)이 탄소 강으로 구성되고, 상기 “T”자 형상 링(96)이 스테인리스 강으로 구성되는
핵 원자로. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)은 상기 원자로 용기(10)의 외측 벽의 근사 범위와 상기 상측 내부 패키지(26)의 벽(76) 사이에서 반경방향으로 연장되고,
상기 제 1 의 제거 가능한 환형의 시일 링과 상기 원자로 용기 플랜지(68) 사이에서 상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링 아래에 위치 설정되고 상기 제 1의 제거 가능한 시일 링과 실질적으로 동일한 반경방향 범위를 갖는 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링(66)을 구비하고,
각각의 상기 제 1 및 제 2 시일 링 상의 반경방향 외향 연장 접촉면은 적어도 두 개의 반경방향으로 이격된 O-링(92)에 의해 서로 밀봉되고,
적어도 두 개의 반경방향으로 이격된 O-링 사이에서부터 수집 저장소까지 연장되는 제 1 누설 채널(94)로서, 상기 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링 상의 접촉면과 원자로 용기 플랜지의 접촉면들 사이로부터 연장되는 제 2 누설 채널에 연결되는, 제 1 누설 채널을 구비하는
핵 원자로. - 제 1 항에 있어서,
상기 중공형 튜브(84)는 상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)에 연결된 실질적으로 수평으로 연장되는 그리드 구조물(8)에 의해 지지되는
핵 원자로. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)은, 상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링을 상승시키면 상기 그리드 구조물(88)도 상승되고 상기 대응하는 지지 칼럼(48) 안으로부터 상기 중공형 튜브(84)도 상승되도록 구성되는
핵 원자로. - 제 1 항의 핵 원자로에 연료를 보급하는 방법에 있어서,
상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)으로부터 상기 원자로 용기 헤드(12)를 제거하는 단계와;
상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)을 상기 계측기 도관(80)이 상기 노심(14)으로부터 철수하는 높이로 상승시키는 단계와;
상승된 위치에 있는 상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)을 단일 유닛으로서 포함하여 상기 상측 내부 패키지(26)를 상기 원자로 용기(10)로부터 저장 장소로 철수시키는 단계와;
상기 노심(14)에 연료를 보급하는 단계를 포함하는
핵 원자로 연료 보급 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 연료 보급 단계 후에
상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)을 상기 상승된 위치에서 유지시키는 단계와;
상기 상측 내부 패키지(26)를 상기 원자로 용기(10) 안으로 하강시키는 단계와;
상기 상측 내부 패키지(26)를 상기 노심(14) 위에 지지하는 단계와;
상기 원자로 용기 플랜지(64)의 상부 상에 상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)을 하강시키고, 동시에 상기 대응하는 지지 칼럼(48) 내의 중공형 튜브(84)를 하강시켜서 상기 계측기 도관(80)을 상기 연료 집합체(22) 내의 대응하는 계측기 딤블(82) 안으로 하강시키는 단계와;
상기 원자로 용기 헤드(12)를 교체하는 단계를 포함하는
핵 원자로 연료 보급 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70)은 상기 원자로 용기(10)의 외측 벽의 근사한 범위와 상기 상측 내부 패키지(26)의 벽(76) 사이에서 반경방향으로 연장되고,
상기 제 1 의 제거 가능한 환형의 시일 링과 상기 원자로 용기 플랜지(64) 사이에서 상기 제 1의 제거 가능한 환형의 시일 링(70) 아래에 위치 설정되고 상기 제 1의 제거 가능한 시일 링과 실질적으로 동일한 반경방향 범위를 갖는 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링(66)을 구비하고,
상기 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링은 상기 상측 내부 패키지의 벽에 고정 연결되고,
상기 상측 내부 패키지를 철수시키는 단계는 상기 상측 내부 패키지의 일부로서 상기 제 2의 제거 가능한 환형의 시일 링을 상기 원자로 용기 플랜지로부터 제거하는 단계를 포함하는
핵 원자로 연료 보급 방법.
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