KR20180114058A - 핵융합로의 챔버 내부의 요소들의 원자로 용기에 대한 전기적 연결 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 열핵 융합의 분야에 관한 것으로, 원자로 챔버의 내부 요소들을 핵융합로의 진공 용기에 전기적으로 연결하기 위한 장치들에서 사용될 수 있다. 원자로의 챔버 내부의 요소들을 핵융합로의 진공 용기에 전기적으로 연결하기 위한 본 발명의 장치는, 상이한 방향으로 배향되는 표면 부분들을 갖는 얇은 판 형상의 전기적 도전성 요소들을 포함하고, 상기 요소들은 플랜지들 사이에 적층된다. 장치는, 윤곽 형성된 슬롯들이 그들 사이의 연결 벽들과 함께 형성되는, 일체형 유닛으로 이루어진다. 연결 벽들은, 전기적 도전성 요소들을 구성하며, 그리고 일체형 유닛의 단부 부분들에 제공되는 플랜지들로의 전이 영역들에서, 상이하게 배향되는 표면 부분들 사이의 증가된 두께의 윤곽 형성된 섹션들을 구비한다. 본 발명의 기술적 효과는, 요소들과 플랜지들 사이 및 요소들의 (굽힘부들에서의) 상이하게 배향되는 표면 부분들 사이의, 전이 영역들에서의 전기적 도전성 요소들의 주기 강도(cyclic strength)의 증가이다. 본 발명은 또한, 전기적 도전성 요소들이 유사한 기술적 특성들을 구비하는 것을 제공한다.
Description
본 발명은, 열핵 융합의 분야에 관한 것으로, 원자로 챔버의 내부 요소들을 핵융합로의 진공 용기에 전기적으로 연결하기 위한 장치들에서 사용될 수 있다.
플랜지들 사이에 적층되는, 상이한 방향들로 배향되는 표면 부분들을 갖는 도전성 요소들을 포함하는, 원자로 챔버 내부 요소들의 핵융합로의 진공 용기에 대한 전기적으로 연결을 위한 장치가, 공지된다. 공지된 장치의 도전성 요소들은, 용접 또는 브레이징 이음(brazed seam)에 의해 밀봉식으로 폐쇄되는 슬롯 형성 캐비티를 구비하는, 평탄화된 튜브들을 포함한다(러시아 특허 제118100호, IPC G21Bl/17, 2012년 10월 07일 공개).
공지의 장치는, 상이한 방향으로 배향되는 도전성 요소들의 표면 부분들의 전이 영역들에서 그리고 도전성 요소들과 플랜지 부분들 사이의 연결 지점들에서의, 변형 범위의 국부적 클러스터에 의해 야기되는, 도전성 요소들의 제한된 주기적 강도로부터 초래되는, 원자로 작동 도중에 생성되는 열적 구배 및 교호반복적 판드로모티브 힘들(alternating ponderomotive forces) 하에서, 원자로의 진공 용기와 원자로 챔버 내부 요소 사이의 전기적 연결의 단절이 가능하다는, 단점을 갖는다.
본질적인 특징들에 관하여, 청구되는 발명과 가장 유사한 것은, 상이한 방향으로 배향되는 표면 부분들을 갖는, 플랜지들 사이에 적층되는 것인, 얇은 판 형상의 도전성 요소들을 포함하는 장치이다(국제 원자력 기구(IAEA), 비엔나, 2002 ITER TECHNICAL BASIS, ITER EDA 문서 시리즈 No.24, 플랜트 설명 문서, Chapter 2.3, Page 10 - 2.3.4.3 전기적 연결, 도 2.3.4-4 전기적 연결의 하나의 끈).
공지의 장치는, 각각 얇은 판 형상의 도전성 요소인, 2개의 플랜지 및 2개의 U-자 형상 스트랩과 같은, 다수의 별개의 부품으로 구성된다. 스트랩들은, 그에 따라 단일의 U-자 형상 패키지를 형성하도록, 하나가 다른 것의 내부에 둘러싸인다. 장치의 별개의 부품들은, 원자로 작동 도중에 도전성 요소들 상에 작용하는 전자기력들의 보상을 위해, 고도의 정밀성을 동반하여 제조되고 조립되어야 한다. 외측 스트랩과 내측 스트랩 사이의 공동 저항(joint resistance)으로 인해, 전류는 주로 외측 스트랩들을 통해 흘러, 외측 스트랩 상에 증가된 부하를 야기하도록 그리고 장치 전체 출력 용량을 감소시키도록 한다. 더불어, 큰 변형 범위가, 원자로 작동 도중에 플랜지 부분들을 갖는 도전성 요소들의 연결 지점들에서 그리고 도전성 요소들의 상이하게 배향되는 표면들의 전이 영역들에서, 발생하고, 이는 도전성 요소의 균열 또는 붕괴를 초래할 수 있을 것이다.
공지의 장치는, 상이한 방향으로 배향되는 도전성 요소들의 표면 부분들의 전이 영역들에서 그리고 플랜지 부분들을 갖는 도전성 요소들의 연결 지점들에서의, 변형의 국부적 클러스터에 의해 야기되는, 도전성 요소들의 제한된 주기적 강도로부터 초래되는, 원자로 작동 도중에 생성되는 열적 구배 및 교호반복적 판드로모티브 힘들 하에서, 원자로의 진공 용기와 원자로 챔버 내부 요소 사이의 전기적 연결의 단절이 가능하다는, 단점을 갖는다. 더불어, 공지의 장치는, 제조되는 부품들의 정밀성을 제공하는 것 및 그들의 조립이, 조립 간극들이 가장 낮은 레벨에서 유지되어야 하기 때문에, 큰 도전이 되고 있다는, 단점을 갖는다.
본 발명의 목적은, 원자로의 진공 용기와 원자로 챔버 내부 요소 사이의 전기적 연결의 신뢰성을 증가시키는 것을 그리고 그에 따라 전체로서 융합로의 신뢰할 수 있는 작동을 보장하는 것을 허용하는, 원자로 챔버 내부 요소들의 핵융합로의 진공 용기에 대한 전기적 연결을 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 효과는, 도전성 요소들의 사양에 유사성을 제공할 뿐만 아니라, 요소들로부터 플랜지들로의 전이 영역들에서의 그리고 요소들의 (굽힘 지점들에서의) 상이한 방향으로 배향되는 표면 부분들 사이에서의, 도전성 요소들의 주기적 강도(cyclical strength)의 증가이다.
이상에 나타난 기술적 효과는, 장치가, 상이한 방향으로 배향되는 표면 부분들을 구비하는 얇은 판 형상의 전기적 도전성 요소들을 포함하고, 요소들은, 플랜지들 사이에 적층되는 것인, 이상에 설명되는 그리고 원자로 챔버 내부 요소들의 핵융합로의 진공 용기와의 전기적 연결을 위해 설계되는, 공지의 장치의 수정에 의해 달성된다. 이러한 장치는, 본 발명에 따라, 윤곽 형성된 슬롯들을 그들 사이의 연결 벽들과 함께 구비하고, 일체형 유닛으로서 제조되고, 여기서, 연결 벽들은, 도전성 요소들을 구성하며 그리고, 일체형 유닛의 단부 부분들에 제공되는 플랜지들로의 전이 영역들에서 그리고 상이한 방향으로 배향되는 표면 부분들 사이에서, 증가된 두께의 윤곽 형성된 섹션들을 구비한다.
부가적으로, 본 발명에 따른 장치는, 고-도전성 합금으로 구성되는 단일 블랭크 부품(blank part)의 전기적 침식 가공에 의해 또는 수력-연마 처리에 의해 이루어진다.
단일 블랭크 부품으로부터 일체형 유닛으로서 장치를 제조하는 것은, 도전성 요소들의 유사한 기술적 특성을 보장하며, 그리고 또한 제조 및 제어 작업을 최소화하고, 이는, 장치 및 전체 원자로의 신뢰성을 증가시키는 것 이외에, 장치의 제조 비용을 감소시키도록 야기한다. (플랜지들에 대한 전이 영역들에서 그리고 상이한 방향으로 배향되는 표면 부분들 사이에서의) 가장 높은 변형의 지점들에서 증가된 두께를 갖는 윤곽 형성된 연결 벽들의 형태로 일체형으로 도전성 요소들을 제조하는 것은, 사전 규정된 유연성 하에서 그리고 최소 치수들을 동반하는 가운데, 도전성 요소들의 특정 레벨의 주기적 강도를 보장하여, 전체 장치의 작동 수명의 증가를, 즉 핵융합로의 진공 용기와 원자로 챔버 내부 요소 사이의 전기적 연결의 신뢰성의 증가를 야기하도록 한다. 장치의 플랜지들인 일체형 유닛의 단부 부분들은, 균일한 접촉 표면을 구비하고, 이는 원자로 챔버 내부 요소 및 원자로 진공 용기 사이의 접촉 구역에서의 전기 저항을 상당히 감소시키며, 그에 따라 (특히, 극한의 값들에서) 전류 흐름에 의한 이러한 구역들에서의 가열을 감소시키고, 또한 원자로 챔버 내부 요소들의 핵융합로의 진공 용기와의 전기적 연결을 위한 장치의 작동 수명의 증가를 돕는다.
본 개시의 본질은, 뒤따르는 상세한 설명이 첨부 도면을 참조하여 읽힐 때, 더욱 잘 이해될 것이다:
도 1은, 본 발명에 따른, 원자로 챔버 내부 요소들의 핵융합로의 진공 용기와의 전기적 연결을 위한 장치의 등각 투영도이고;
도 2는, 본 발명에 따른, 원자로 챔버 내부 요소들의 핵융합로의 진공 용기와의 전기적 연결을 위한 장치의 절단 측면도이며;
도 3은, 본 발명에 따른, 도 1 및 도 2의 장치의 평면도이다.
도 1은, 본 발명에 따른, 원자로 챔버 내부 요소들의 핵융합로의 진공 용기와의 전기적 연결을 위한 장치의 등각 투영도이고;
도 2는, 본 발명에 따른, 원자로 챔버 내부 요소들의 핵융합로의 진공 용기와의 전기적 연결을 위한 장치의 절단 측면도이며;
도 3은, 본 발명에 따른, 도 1 및 도 2의 장치의 평면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예가 본 명세서에 설명된다. 원자로 챔버 내부 요소들의 핵융합로의 진공 용기와의 전기적 연결을 위한 장치는, 2개의 플랜지(1, 2) 및, 상이한 방향으로 배향되는 표면 부분들을 구비하는, 얇은 판 형상의 도전성 요소들(3)을 포함하고, 도전성 요소들(3)은, 플랜지들 사이에 적층된다. 장치는, 고-도전성 합금(예를 들어, 구리 또는 1% 크롬 도핑된 구리 합금)의 단일 블랭크 부품으로부터 일체형 유닛으로서 제조된다. 일체형 유닛의 중앙 섹션 내에, 윤곽 형성된 슬롯들이, 전기적 침식 가공에 의해 또는 수력-연마 처리를 사용하여 형성되고, 슬롯들 사이의 연결 벽들이, 일체형 유닛의 단부 부분들을 연결한다. 연결 벽들은, 도전성 요소들을 구성하며, 그리고 일체형 유닛의 단부 부분들은, 개별적으로 플랜지(1, 2)를 포함한다. 연결 벽들은, 물결 모양의 것이며, 그리고 가장 높은 변형의 지점들에서(플랜지들(1, 2)로의 전이 영역들 에서 그리고 상이한 방향으로 배향되는 표면 부분들 사이에서), 증가된 두께의 윤곽 형성된 섹션들을 구비한다. 벽들의 개수 및 형상은, 장치의 전류 부하 용량 및 유연성의 요구되는 값들에 의존하여 변할 수 있다. 장치는, 플랜지(2)를 통해 내부 챔버 구성요소(4)에 고정되며, 그리고 플랜지(1)를 통해 진공 용기(5)에 고정된다.
장치는 다음과 같이 작동하게 된다.
플라즈마 전류가 차단될 때, 융합로 챔버 내부 구성요소(4)로부터 진공 용기(5)로 장치 내에서 판드로모티브 힘을 야기하는 과도한 전류(heavy current)를 전환할 필요가 있다. 전류는, 원자로 챔버 내부 구성요소(4)로부터 장치로 플랜지(2)를 통해 그리고 이어서 도전성 요소들(3)(연결 벽들)을 통해 장치를 경유하여 플랜지(1)로 흐른다. 전류는, 플랜지(1)를 통해 장치로부터 핵융합로의 진공 용기(5)로 흐른다.
Claims (4)
- 상이한 방향으로 배향되는 표면 부분들을 갖는 얇은 판 형상의 도전성 요소들을 포함하고, 상기 요소들은 플랜지들 사이에 적층되는 것인, 원자로 챔버 내부 요소들의 핵융합로의 진공 용기로의 전기적 연결을 위한 장치로서,
장치는, 윤곽 형성된 슬롯들이 그들 사이의 연결 벽들과 함께 형성되는, 일체형 유닛으로서 제조되고, 상기 연결 벽들은, 전기적 도전성 요소들을 구성하며 그리고, 상이하게 배향되는 표면 부분들 사이에서 그리고 상기 일체형 유닛의 단부 부분들에 제공되는 플랜지들로의 전이 영역들에서, 증가된 두께의 윤곽 형성된 섹션들을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기적 연결 장치. - 제 1항에 있어서,
장치는, 고-도전성 합금의 단일 블랭크 부품으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 전기적 연결 장치. - 제 2항에 있어서,
장치는, 전기적 침식 가공에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 전기적 연결 장치. - 제 2항에 있어서,
장치는, 수력-연마 처리를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전기적 연결 장치.
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