KR20190043538A - 연료 집합체 - Google Patents

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KR20190043538A
KR20190043538A KR1020197005207A KR20197005207A KR20190043538A KR 20190043538 A KR20190043538 A KR 20190043538A KR 1020197005207 A KR1020197005207 A KR 1020197005207A KR 20197005207 A KR20197005207 A KR 20197005207A KR 20190043538 A KR20190043538 A KR 20190043538A
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웨스팅하우스 일렉트릭 스웨덴 아베
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Abstract

수형 원자로를 위한 연료 집합체 (1) 는 상류 단부 (1a), 하류 단부 (1b), 및 상류 단부와 하류 단부 사이 유동 인터스페이스 (2) 를 포함한다. 연료봉들 (3) 은 상류 단부와 하류 단부 사이 유동 인터스페이스에 제공된다. 유동 인터스페이스는 상류 단부로부터 하류 단부로 유동 방향 (F) 을 따라 연료 집합체를 통한 냉각재의 유동을 허용한다. 필터 기기 (19) 는 냉각재의 유동에 파편 입자들을 포착하도록 제공된다. 필터 기기는 냉각재 유동의 메이저 부분을 위한 제 1 필터 존 (20), 및 냉각재 유동의 마이너 부분을 위한 제 2 필터 존 (30) 을 포함한다. 제 1 필터 존은 제 1 여과 효율을 가지고 제 2 필터 존은 제 2 여과 효율을 갖는다. 제 2 여과 효율은 제 1 여과 효율보다 더 높다.

Description

연료 집합체
본 발명은 수형 원자로 (nuclear water reactor), 특히 원자력 플랜트의 중수형 원자로 또는 경수형 원자로 (LWR), 예로 비등수형 원자로 (BWR), 또는 가압수형 원자로 (PWR) 에 위치결정되도록 구성된 연료 집합체에 관한 것이다.
보다 정확하게는, 본 발명은 수형 원자로에 위치결정되도록 구성된 연료 집합체에 관한 것으로, 상기 연료 집합체는 복수의 연료봉들, 상류 단부, 하류 단부를 포함하고, 상기 연료봉들은 상류 단부와 하류 단부 사이에 제공되고, 연료 집합체의 연료봉들 사이 및 상류 단부와 하류 단부 사이에 유동 인터스페이스를 포함하고, 상기 유동 인터스페이스는 연료봉들과 접촉하게 상류 단부로부터 하류 단부까지 유동 방향을 따라 연료 집합체를 통하여 냉각재 유동을 허용하도록 구성되고, 상류 단부와 연료봉들 사이의 냉각재 유동에 제공되고 냉각재 유동에 파편 (debris) 입자들을 포착하도록 구성된 필터 기기를 포함한다.
이러한 연료 집합체는 WO98/28752 에 공지되어 있다. 공지된 연료 집합체는, 상류 단부와 연료봉들 사이의 냉각재의 유동에 제공되고 냉각재 유동에 파편 입자들을 포착하도록 구성된 필터 기기를 포함한다. 필터 기기는 냉각재를 위한 복수의 관통홀들 및 냉각재를 위한 큰 바이패스 홀들을 포함한다. WO98/28752 에 도시된 일례에서, 제 2 여과 부재는 복수의 관통홀들 및 바이패스 홀들 하류에 제공된다.
수형 원자로에서 냉각재의 목적은 원자력 플랜트의 수형 원자로에서 냉각 유체 및 감속재로서 기능하는 것이다. 연료의 적절한 냉각 및 중성자들의 적절한 감속을 보장하도록 연료 집합체를 통한 냉각재의 유동을 확보하는 것이 중요하다.
필터 기기의 일반적인 목적은, 냉각재에 파편 입자들을 포착하여서, 연료 집합체의 더 높은 위치에서, 특히 파편 입자들이 연료봉들의 피복에 프레팅 (fretting) 을 유발할 수도 있는 스페이서들에서 포착되는 것을 방지하는 것이다. 프레팅은 일차 결함, 피복을 관통하는 작은 구멍을 유발할 수도 있고, 이후 스테이지에서 이차 결함, 즉 냉각재로 우라늄 누출을 초래할 수도 있는 연료봉의 파괴를 유발할 수도 있다. 이차 결함의 경우에, 원자로의 작동이 중단되어야 하고 파손 연료봉은 교체되어야 한다. 이러한 교체는 많은 시간이 걸리고 많은 비용이 든다. 물론 냉각재에서 파편 입자들은 또한 원자력 플랜트에서 다른 부품들, 예를 들어 펌프들에 결함을 유발할 수도 있다.
현재 시장에 나와 판매되는 연료 집합체들에 장착된 필터 기기들은 정해진 최소 크기를 가지는 파편 입자들을 포착하도록 치수가 정해진다. 이런 최소 크기는 스페이서들에 의해 포착되도록 파편 입자들이 가질 수 있는 가장 작은 크기이고 프레팅을 초래하는 큰 위험이 되는 것으로 간주되었다.
더 작은 파편 입자들은 스페이서들에 의해 포착되지 않는 것으로 간주된다. 여기에서 문제점이 발생할 수도 있다. 스페이서에 포착될 확률은 매우 낮지만 원자로 일차 시스템에서 파편 입자들에 대한 확실한 자연 싱크는 없으므로 그것은 무기한 순환할 것이다. 각각의 통로에 대한 시간 경과는 대략 1 분이고 각각의 통로에서 그것은 약 10 개의 스페이서들을 통과한다. 이것은 연료의 수명 동안 수백 만의 가능성으로 조합된다. 그러므로, 정확히 제로 (zero) 가 아닌 낮은 확률은 발생하는 많은 가능성들로 인해 여전히 위험을 내포할 수 있다.
다른 종류의 파편 입자들, 특히 규칙적인 형상의 입자들, 예로 구형 또는 대략 구형 입자들, 불규칙적인 형상의 입자들, 예로 와이어들, 필라멘트들, 플레이크들 및 칩들을 포함한, 세장형 입자들이 있다.
약 1 ㎜ 초과 직경을 갖는 정해진 최소 크기를 가지는 보다 작은 구형 또는 대략 구형 입자들은 필터 기기를 통과하도록 허용되지 않는다. 정해진 최소 크기보다 작은 구형 입자들은 연료 집합체, 예를 들어 스페이서들에 포착되는 것을 덜 꺼려한다. 게다가, 이러한 작은 구형 입자가 스페이서에 포착된다면, 그것은 스페이서 내 위치에 고정되어서, 입자가 진동하지 않을 확률이 높다. 그 결과, 구형 또는 대략 구형 입자들에 대한 프레팅의 위험은 낮다.
와이어들, 필라멘트들, 플레이크들 및 칩들을 포함한, 세장형 입자들과 같은 불규칙한 형상의 입자들이 더 문제가 된다. 그것들은 연료 집합체에서 스페이서들에 의해 포착되는 경향이 있다. 입자들의 형상으로 인해, 그것들은 포착될 때 냉각재 유동에서 진동할 수도 있고, 이것은 인접한 연료봉의 피복의 프레팅을 유발할 수 있다. 현재 사용된 필터 기기들은 정해진 최소 크기보다 큰 이러한 불규칙한 형상의 입자들, 예를 들어 10 ㎜ 초과 길이와 몇 십분의 1 밀리미터 초과 두께를 가지는 세장형 입자들을 포착하는 요구 조건들을 충족시켜야 한다. 더 짧은 길이와 더 얇은 두께를 갖는 세장형 입자들은 필터 기기를 통과하도록 허용될 수도 있다.
EP-2487690 은, 상류 단부와 연료봉들 사이의 냉각재의 유동에 제공되고 냉각재 유동에 파편 입자들을 포착하도록 구성된, 필터 기기를 포함한 다른 연료 집합체를 개시한다. 필터 기기는 냉각재를 위한 복수의 관통홀들을 포함한다. 필터 기기의 상류에, 복수의 셀들을 규정하는 중심 유동 채널을 포함하는 파편 보유 기기가 있다. 파편 보유 기기는 또한 파편을 수집하기 위한 스트레이닝 플레이트들을 포함한다. 스트레이닝 플레이트들은 냉각재의 적은 역류를 허용하는 미세한 천공들을 포함한다.
US-7,149,272 는 복수의 연료봉들, 상류 단부 및 하류 단부를 포함하는 수형 원자로용 연료 집합체를 개시한다. 연료봉들은 상류 단부와 하류 단부 사이에 제공된다. 유동 인터스페이스는 연료봉들 사이 및 상류 단부와 하류 단부 사이에 제공된다. 유동 인터스페이스는 연료봉들과 접촉하게 상류 단부로부터 하류 단부까지 유동 방향을 따라 연료 집합체를 통한 냉각재의 유동을 허용한다. 필터 기기는 상류 단부와 연료봉들 사이의 냉각재 유동에 제공되고 냉각재 유동에 파편 입자들을 포착하도록 구성된다.
원자력 플랜트들의 안전성을 더욱 높이고 일차 결함의 위험을 더욱 감소시키기 위해서, 또한 더 작은 파편 입자들, 특히 상기 정해진 최소 크기보다 더 작은 크기를 가지는, 세장형 입자들을 포착하거나, 환언하면 이러한 입자들의 무기한 순환을 중단시키는 것이 중요할 수도 있다.
필터 기기가 이러한 더 작은 파편 입자들을 위해 치수가 결정된다면, 하지만 필터 기기의 막힘 또는 필터 기기의 적어도 부분 막힘에 대한 위험이 증가된다. 막힘 또는 부분 막힘은 필터 기기에 대해 압력 강하를 증가시키고, 연료 집합체를 통한 냉각재의 유동을 감소시킨다.
본 발명의 목적은 이 문제점을 극복하여서 더 작은 파편 입자들, 특히 세장형 입자들을 포착할 수 있고, 필터 기기를 통한 냉각재의 유동을 유지할 수 있는 필터 기기를 제공하는 것이다.
상기 목적은 처음에 규정된 연료 집합체에 의해 달성되는데, 이 연료 집합체는 제 2 여과 효율이 제 1 여과 효율보다 높은 것을 특징으로 한다.
이러한 필터 기기에서, 제 2 필터 존은 제 1 필터 존보다 작은 파편 입자들을 포착하도록 구성된다.
각각의 필터 존의 여과 효율은 필터 존의 상류에서 냉각재에 존재하는 입자들의 총 개수에 대한 각각의 필터 존에 의해 포착된 입자들의 비다. 여과 효율은 모든 크기의 입자들의 총 개수 또는 정해진 입자 크기를 기반으로 할 수 있다.
필터 기기는, 파편 입자들이 존재할 수도 있는 냉각재 유동이 필터 기기를 통하여 순환되고, 더 작은 파편 입자들이 최종적으로 제 2 필터 존을 통과하여 포착되기 전 제 1 필터 존을 다수 회 통과할 수 있도록 허용된다는 원리를 기반으로 한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 특히 원자로의 정해진 작동 기간 후, 제 2 필터 존은 제 2 필터 존이 막힐 수 있도록 치수가 정해지고, 제 1 필터 존은, 냉각재가 제 2 필터 존을 통과하지 않을지라도 상기 제 1 필터 존을 통한 냉각재의 충분한 유동을 확보하도록 구성된다. 따라서, 단지 제 1 필터 존을 통한 유동은 연료 집합체의 적절한 작동을 확보하기에 충분하다.
냉각재가 원자로를 통과하는 순환 시간이, 예를 들어, 1 분이고, 제 2 필터 존이 제 1 필터 존의 1/10 인 것을 고려하면, 냉각재로 도입되는 입자는 평균적으로 10 분 내에 제 2 필터 존에 도달할 것이다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 필터 기기는 제 2 필터 존을 통과하는 냉각재 유동의 많아도 마이너 부분을 가이드하도록 유동 인터스페이스에 제공된다. 따라서, 제 2 필터 존은 제 1 필터 존보다 작거나 작은 면적을 커버할 수도 있고, 즉 제 1 필터 존은 제 1 필터 면적 (A1) 을 가지고 제 2 필터 존은 제 2 필터 면적 (A2) 을 가지고, 제 2 필터 면적 (A2) 은 제 1 필터 면적 (A1) 보다 작다. 예를 들어, 제 2 필터 존은 필터 기기의 총 면적의 많아도 40%, 30%, 20%, 10% 또는 5% 를 커버할 수도 있다.
따라서, 제 2 필터 존은 냉각재 유동의 일부분이 제 2 필터 존을 통과할 수 있도록 배열될 수도 있고, 또는 보다 정확하게는 냉각재 유동의 일부분이 유동 인터스페이스에서 제 2 필터 존을 통과할 수 있도록 유동 인터스페이스에 배열될 수도 있다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 필터 기기는 제 1 필터 존을 통하여 냉각재 유동의 적어도 메이저 부분을 가이드하도록 상기 유동 인터스페이스에 제공된다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 1 필터 존은 상류 단부를 향한 입구 단부, 및 출구 단부를 포함하고, 상기 입구 단부로부터 상기 출구 단부로 상기 통로들을 통하여 상기 제 1 필터 존을 통과하도록 냉각재 유동의 상기 적어도 일부분을 가이드하도록 배열되고, 제 2 필터 존은 상류 단부를 향한 입구 단부, 및 출구 단부를 포함하고, 상기 입구 단부로부터 상기 출구 단부로 상기 통로들을 통하여 상기 제 2 필터 존을 통과하도록 냉각재 유동의 상기 많아도 일부분을 가이드하도록 배열된다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 1 필터 존과 제 2 필터 존은 서로 옆에 제공된다. 따라서, 냉각재 유동은 메이저 부분과 마이너 부분으로 나누어질 수도 있고, 메이저 부분은 제 1 필터 존을 통하여 가이드되고 마이너 부분은 제 2 필터 존을 통하여 가이드된다. 따라서, 메이저 부분 및 마이너 부분은 유동 방향을 따라 서로 평행하게 가이드될 수도 있다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 필터 기기는 제 1 필터 존을 통하여 냉각재의 전체 유동을 가이드하도록 유동 인터스페이스에 제공된다. 따라서, 냉각재의 전체 유동은 제 1 필터 존을 통과할 수도 있고, 상기 유동의 마이너 부분은 또한 유동 방향을 따라 제 1 필터 존으로부터 거리를 두고 제 2 필터 존을 통과한다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 2 필터 존은 유동 방향을 따라 제 1 필터 존으로부터 거리를 두고 제공된다. 제 2 필터 존은 상류 단부와 하류 단부 사이에서 냉각재의 유동에 제공될 수도 있다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 2 필터 존은 제 1 필터 존의 하류에 제공된다. 유리하게도, 제 2 필터 존은 제 1 필터 존과 연료봉들 사이에 제공될 수도 있다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 2 필터 존은 제 1 필터 존의 상류에 제공된다. 유리하게도, 제 2 필터 존은 상류 단부와 제 1 필터 존 사이에 제공될 수도 있다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 1 필터 존의 각각의 통로들은 제 1 유동 면적을 규정하고 제 2 필터 존의 각각의 통로들은 제 1 필터 면적보다 작은 제 2 유동 면적을 규정한다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 1 필터 존의 각각의 통로들은 입구 단부로부터 출구 단부까지 제 1 통로 길이를 규정하고, 제 2 필터 존의 각각의 통로들은 입구 단부로부터 출구 단부까지 제 2 통로 길이를 규정하고, 상기 제 2 통로 길이는 상기 제 1 통로 길이보다 길다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 1 필터 존은 제 1 압력 손실 계수 (ξ1) 를 가지고 제 2 필터 존은 제 2 압력 손실 계수 (ξ2) 를 가지고 상기 제 2 압력 손실 계수 (ξ2) 는 상기 제 1 압력 손실 계수 (ξ1) 보다 크다. 이것은 연료 집합체가 처음으로 수형 원자로의 노심으로 로딩되는 연료 사이클의 초기부터, 그리고 더 높은 정도로 정해진 기간 동안 작동 후 유효하다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 1 필터 존은 제 1 유동 면적 (A1) 을 가지고 제 2 필터 존은 제 2 유동 면적 (A2) 을 가지고 상기 제 1 유동 면적 (A1) 은 상기 제 2 유동 면적 (A2) 보다 크다.
모든 설명된 실시형태들에서 제 1 및 제 2 필터 존들은 2 개의 평행한 유동 경로들로서 간주될 수 있다. 각각의 경우에 제 2 필터 존은 진정한 별도의 경로이거나 그것은 제 1 필터 존의 전용 부분과 함께 별도의 경로이다. 양 단부에서 연결된 2 개의 이러한 평행한 경로들에 대한 압력 손실은 동일해야 한다. 이것은 난류 단상 유동에 유효한 다음과 같은 유동 관계를 이끈다:
Figure pct00001
여기서, 위에서 부분적으로 언급한 대로, m 은 질량 유동이고, ξ 은 압력 손실 계수이고, A 는 유동 면적이다. 지수들 1 및 2 는 제 1 및 제 2 필터 면적을 나타낸다. 총 면적은 A = A1 + A2 가 되고 총 유동은 m = m1 + m2 가 된다.
예는 그러면 A2 가 10% 이고 더 높은 여과 효율로 인해 ξ2 는 ξ1 보다 4 배 더 크게 될 수 있다. 그러면 유동 관계는 0.056 이 되고, 즉 유동의 5.6% 는 제 2 존을 통과하고 94.4% 는 제 1 존을 통과한다.
이 관계는 또한 제 2 존이 파편에 의해 막히게 되면 무엇이 발생하는지 보여준다. 그러면, 압력 손실 계수 (ξ2) 는 매우 커지고 질량 유동 (m2) 은 제로가 되는 경향이 있다. 그러면 나머지 질량 유동은 단지 m1 이다. 이것의 효과는, 수형 원자로의 노심에서 단일 집합체에 막힘이 발생한다면 가장 크다. 많은 집합체들이 영향을 받는다면 발생하는 증가된 펌프 속도로부터 보상 효과는 없다. 잠재적인 냉각재 손실의 효과는 임계 동력 안전 분석에서 당업자에 의해 고려될 수도 있다.
유동 관계로부터 유동 면적 및 제 2 필터 존에 대해 설계된 압력 손실 계수 모두 막힘시 잠재적인 유동 손실을 결정한다는 점은 또한 자명하다. 안전 분석은 수용할 수 있는 양과 임계 동력 성능에 대한 연관된 위험을 결정하도록 설계될 수도 있다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 필터 기기는, 제 2 필터 존의 통로들을 통하여 유동하는 파편 입자들을 끌어들이도록 상기 제 2 필터 존의 통로들의 적어도 일부에 작용하도록 제공되는 자기 부재들을 포함한다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 제 1 필터 존 및 제 2 필터 존의 통로들은, 서로 옆에 배열되고 유동 방향을 따라 배향되는 복수의 시트들에 의해 형성되고, 상기 제 1 필터 존의 인접한 시트들은 상기 제 2 필터 존의 인접한 시트들보다 서로 더 멀리 떨어져 제공된다. 이러한 필터 기기에서, 제 1 여과 효율 및 제 2 여과 효율은, 각각, 인접한 시트들 사이의 거리에 의해 결정된다. 따라서, 여과 효율은 인접한 시트들 사이의 거리를 변경함으로써 조절될 수도 있다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 각각의 시트는 입구 단부로부터 연장되는 제 1 부분, 출구 단부로부터 연장되는 제 2 부분, 및 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분 사이에 연장되는 제 3 부분을 포함하고, 각각의 시트는 상기 제 1 부분을 따라 유동 방향에 횡단하는 방향으로 연장되는 파형을 가지고 상기 제 3 부분을 따라 유동 방향으로 연장되는 파형을 갖는다.
비교적 얇은 시트들로 제조될 수도 있는 이러한 필터 기기는 낮은 유동 저항을 가지는데 왜냐하면 통로들에 구성요소들, 연결 부재들 등이 필요하지 않기 때문이다. 시트들의 파형 때문에, 서로 옆에 배열되고 냉각수에서 입자들의 효율적인 포착을 가능하게 하는 복수의 분리된 통로들이 획득된다. 특히, 냉각수 유동에 함유되고 실질적으로 유동 방향에 횡단하여 연장되는 연장부를 가지는 세장형 입자들은 제 1 필터 존과 제 2 필터 존의 제 1 부분의 파형에 의하여 필터 기기에 의해 포착될 수도 있다. 실질적으로 유동 방향과 평행하게 연장되는 연장부를 가지는 입자들은 제 1 여과 존과 제 2 여과 존의 제 3 부분의 파형에 의하여 필터 기기에 의해 포착될 것이다. 서로 수직인 방향으로 시트들의 파형은 또한 필터에 높은 강도를 부여하고, 이것은 따라서 자기 지지될 수도 있고 시트들 주위에 연장되는 어떠한 프레임도 없이 예를 들어 연료 집합체에 장착될 수도 있다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 각각의 시트는 제 2 부분을 따라 유동 방향에 횡단하는 방향으로 파형을 갖는다.
본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 파형들은 연속적이다. 그 결과, 급격한 전이부가 없다.
이제, 본 발명은 다양한 실시형태들의 설명을 통하여 그것에 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 연료 집합체의 종단면도를 나타낸다.
도 2 는 도 1 의 연료 집합체의 필터 기기의 종단면도를 나타낸다.
도 3 은 도 2 의 필터 기기의 평면도를 나타낸다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 연료 집합체의 필터 기기의 종단면도를 나타낸다.
도 5 는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 연료 집합체의 필터 기기의 종단면도를 나타낸다.
도 6 은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 연료 집합체의 하부의 종단면도를 나타낸다.
도 7 은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 연료 집합체의 하부의 종단면도를 나타낸다.
도 8 은 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 연료 집합체의 하부의 종단면도를 나타낸다.
도 9 는 본 발명의 제 7 실시형태에 따른 연료 집합체의 필터 기기의 종단면도를 나타낸다.
도 10 은 도 9 의 필터 기기의 평면도를 나타낸다.
도 11 은 본 발명의 제 8 실시형태에 따른 연료 집합체의 종단면도를 나타낸다.
도 12 는 본 발명의 제 9 실시형태에 따른 연료 집합체의 하부의 종단면도를 나타낸다.
도 13 은 본 발명의 제 10 실시형태에 따른 연료 집합체의 하부의 종단면도를 나타낸다.
도 1 내지 도 3 은 수형 원자로, 보다 정확하게는 비등수형 원자로 (BWR) 에 위치결정되도록 구성된 연료 집합체 (1) 의 제 1 실시형태를 나타낸다. 연료 집합체 (1) 는 세장형 형상을 가지고 상류 단부 (1a) 와 하류 단부 (1b) 사이의 종방향 축선 (x) 을 따라 연장된다. 원자로에서 연료 집합체 (1) 의 사용 중, 상류 단부 (1a) 는 하단부를 형성하고, 하류 단부 (1b) 는 연료 집합체 (1) 의 상단부를 형성한다. 유동 인터스페이스 (2) 는 상류 단부 (1a) 와 하류 단부 (1b) 사이에서 연료 집합체 (1) 에 제공된다.
복수의 연료봉들 (3) 은 상류 단부 (1a) 와 하류 단부 (1b) 사이에서 유동 인터스페이스 (2) 에 제공된다. 연료봉들 (3) 은 스페이서들 (4) 에 의하여 유지된다. 제 1 실시형태에서, 스페이서들 (4) 은 다수의 워터 로드들 (5) 에 부착되고, 그 중 2 개가 도 1 에 도시되어 있다.
연료 집합체 (1) 는 또한 연료봉들 (3), 스페이서들 (4), 및 연료봉들 (3) 과 접촉하게 상류 단부 (1a) 에서 입구 (7) 로부터 하류 단부 (1b) 로 유동 방향 (F) 을 따라 연료 집합체 (1) 를 통한 냉각재의 유동을 허용하도록 구성되는 유동 인터스페이스 (2) 를 둘러싸는 케이싱 (6) 을 포함한다.
워터 로드들 (5) 은 연료봉들 (3) 아래에 제공된 바닥 플레이트 (8) 에 부착된다.
더욱이, 워터 로드들 (5) 은 또한 하류 단부 (1a) 에서 상단 플레이트 (9) 에 부착될 수도 있다. 상단 플레이트 (9) 는 핸들 (10) 을 포함한다. 바닥 플레이트 (8), 워터 로드들 (5), 상단 플레이트 (9) 및 스페이서들 (4) 은, 핸들 (10) 을 통하여 리프트되고 연료봉들 (3) 의 중량을 지지할 수도 있는 지지 구조체를 형성한다.
연료 집합체 (1) 는 종종 전이 피스로서 표기된 바닥 피스 (11) 를 또한 포함한다. 바닥 피스 (11) 는 상류 단부 (1a) 로 연장되고 냉각재의 유동을 위한 입구 (7) 를 규정한다. 바닥 피스 (11) 는 바닥 플레이트 (8) 또는 케이싱 (6) 에 부착될 수도 있다.
연료 집합체 (1) 는 또한 냉각재의 유동에 파편 입자들을 포착하도록 구성된 필터 기기 (19) 를 포함한다. 필터 기기 (19) 는 상류 단부 (1a) 와 연료봉들 (3) 사이에 제공된다. 제 1 실시형태에서, 필터 기기는 상류 단부 (1a) 와 바닥 플레이트 (8) 사이에 제공된다. 필터 기기 (20) 는 바닥 피스 (11) 에 의해 지지되거나 그것에 부착될 수도 있다.
필터 기기 (19) 는 제 1 필터 존 (20) 및 제 2 필터 존 (30) 을 포함한다.
제 1 실시형태에서, 제 1 필터 존 (20) 및 제 2 필터 존 (30) 양자는 상류 단부 (1a) 와 연료봉들 (3) 사이, 보다 정확하게는 상류 단부 (1a) 와 바닥 플레이트 (8) 사이의 냉각재의 유동에 제공된다. 더욱이, 제 1 필터 존 (20) 및 제 2 필터 존 (30) 은 서로 옆에 제공된다. 도 3 에서 볼 수 있듯이, 제 2 필터 존 (30) 은 필터 기기 (19) 의 중심에 위치되어서 제 1 필터 존 (20) 에 의해 포위된다. 제 2 필터 존 (30) 은 필터 기기 (19) 상의 임의의 장소에, 예를 들어 파선으로 나타낸 것처럼 측면 에지를 따라 위치될 수도 있다. 또한 나타난 것처럼, 제 2 필터 존 (30) 의 윤곽 형상이 달라질 수도 있다.
제 1 필터 존 (20) 은 제 2 필터 존 (30) 보다 크고, 즉 제 1 필터 존 (20) 은 필터 기기 (19) 의 총 면적 또는 필터 기기 (19) 의 레벨에서 유동 인터스페이스 (2) 의 총 유동 면적의 적어도 메이저 부분을 커버한다. 제 2 필터 존 (30) 은 필터 기기 (29) 의 총 면적 또는 필터 기기 (19) 의 레벨에서 유동 인터스페이스 (2) 의 총 유동 면적의 많아도 마이너 부분을 커버한다. 예를 들어, 제 2 필터 존 (30) 은 필터 기기 (19) 의 총 면적의 많아도 40%, 30%, 20%, 10% 또는 5% 를 커버할 수도 있다.
도 2 에서 보다 분명히 볼 수 있듯이, 제 1 필터 존 (20) 은 상류 단부 (1b) 를 향한 입구 단부 (21), 하류 단부 (1b) 를 향한 출구 단부 (22), 및 입구 단부 (21) 와 출구 단부 (22) 사이에 연장되는 복수의 통로들 (23) 을 포함한다. 제 1 필터 존 (20) 은 하류 단부를 향하여 입구 단부 (21) 로부터 출구 단부 (22) 까지 통로들 (23) 을 통하여 제 1 필터 존 (20) 을 통과하도록 냉각재 유동의 적어도 메이저 부분을 가이드하도록 배열된다. 제 1 필터 존 (20) 은 제 1 여과 효율을 갖는다.
제 2 필터 존 (30) 은 상류 단부 (1b) 를 향한 입구 단부 (31), 하류 단부 (1b) 를 향한 출구 단부 (32), 및 입구 단부 (31) 와 출구 단부 (32) 사이에 연장되는 복수의 통로들 (33) 을 포함한다. 제 2 필터 존 (30) 은 하류 단부 (1b) 를 향하여 입구 단부 (31) 로부터 출구 단부 (32) 까지 통로들 (33) 을 통하여 제 2 필터 존 (30) 을 통과하도록 냉각재 유동의 많아도 마이너 부분을 가이드하도록 배열된다. 제 2 필터 존 (22) 은 제 2 여과 효율을 갖는다.
제 2 여과 효율은 제 1 여과 효율보다 높다. 제 1 실시형태에서, 제 1 유동 면적을 규정하는 제 1 필터 존 (20) 의 각각의 통로들 (23) 및 제 2 유동 면적을 규정하는 제 2 필터 존 (30) 의 각각의 통로들 (33) 에 의해 상이한 여과 효율이 달성되었고, 제 2 유동 면적은 제 1 필터 면적보다 작다. 환언하면, 도 2 에서 볼 수 있듯이 제 2 필터 존 (30) 의 통로들 (33) 은 제 1 필터 존 (20) 의 통로들 (23) 보다 얇다.
제 1 실시형태에서, 제 1 필터 존 (20) 의 통로들 (23) 은, 서로 옆에 배열되고 유동 방향 (F) 을 따라 배향되는 복수의 시트들 (24) 에 의해 형성된다. 또한 제 2 필터 존 (30) 의 통로들 (33) 은, 서로 옆에 배열되고 유동 방향 (F) 을 따라 배향되는 복수의 시트들 (34) 에 의해 형성된다. 제 1 필터 존 (20) 의 인접한 시트들 (24) 은 제 2 필터 존 (30) 의 인접한 시트들 (34) 보다 서로 더 멀리 떨어져 제공된다.
통로들 (23, 33) 은 다른 방법으로, 예를 들어 플레이트에 홀들을 통하여 구성될 수도 있고, 홀들은 유동 방향으로 보았을 때 원형 또는 세장형 형상을 가질 수도 있다는 점에 주목해야 한다.
도 4 는 제 2 실시형태를 나타내는데, 이것은 상이한 여과 효율이 달성되는 방법에 대해서만 제 1 실시형태와 상이하다. 제 2 실시형태에서, 제 1 필터 존 (20) 의 각각의 통로들 (23) 은 입구 단부 (21) 로부터 출구 단부 (22) 까지 제 1 통로 길이 (L2) 를 규정하고, 제 2 필터 존 (30) 의 각각의 통로들 (33) 은 입구 단부 (31) 로부터 출구 단부 (32) 까지 제 2 통로 길이 (L3) 를 규정하고, 제 2 통로 길이 (L3) 는 제 1 통로 길이 (L2) 보다 길다.
상이한 여과 효율은 또한 제 1 실시형태에서처럼 가변 유동 면적과 제 2 실시형태에서처럼 가변 통로 길이의 조합에 의해 달성될 수도 있다는 점에 주목해야 한다.
도 5 는 제 3 실시형태를 나타내는데, 이것은 제 2 필터 존 (30) 이 제 1 필터 존 (20) 과 상이한 기하학적 구성을 가진다는 점에서 제 1 및 제 2 실시형태들과 상이하다. 제 4 실시형태에서는, 제 2 필터 존 (30) 의 통로들 (33) 은 곡선형 또는 만곡된 경로를 따라 연장되고, 반면에 제 1 필터 존 (20) 의 통로들 (23) 은 직선형이다. 따라서, 제 2 필터 존 (30) 의 통로들 (33) 은 만곡된 시트들에 의해 형성될 수도 있다.
도 6 은 제 4 실시형태를 나타내는데, 이것은 제 2 필터 존 (30) 이 유동 방향 (F) 을 따라 제 1 필터 존 (20) 으로부터 거리를 두고 제공되고, 보다 정확하게는 제 2 필터 존 (30) 이 제 1 필터 존 (20) 의 상류에 제공된다는 점에서 제 1 실시형태와 상이하다. 제 3 실시형태에서, 필터 기기 (19) 는 따라서 제 1 필터 존 (20) 을 통하여 냉각재의 전체 유동을 가이드하도록 유동 인터스페이스 (2) 에 제공된다. 냉각재 유동의 마이너 부분은 제 2 필터 존 (30), 및 제 1 필터 존 (20) 을 통하여 가이드될 것이다.
도 7 은 제 5 실시형태를 나타내는데, 이것은 제 2 필터 존 (30) 이 제 1 필터 존 (20) 의 하류에 제공된다는 점에서 단지 제 4 실시형태와 상이하다.
도 6 및 도 7 에 도시된 필터 기기들 (19) 이 도 2 내지 도 4 에 도시된 대로 필터 존들 (20, 30) 을 구비할 수도 있다는 점에 주목해야 한다.
도 8 은 제 2 필터 존 (30) 에 부착된 자기 부재 (35) 를 포함하는 필터 기기 (19) 를 구비한 연료 집합체 (1) 의 제 6 실시형태를 나타낸다. 자기 부재 (35) 는 제 2 필터 존 (30) 의 통로들 (33) 을 통하여 유동하는 파편 입자들을 끌어들이도록 제 2 필터 존 (30) 의 통로들 (33) 의 적어도 일부에 자기장을 형성할 것이다. 자기장은 제 2 여과 효율을 제공할 것이다. 그 외에는, 제 1 및 제 2 필터 존들 (20, 30) 의 구성은 동일할 수도 있다.
도 9 및 도 10 은 제 7 실시형태에 따른 연료 집합체의 필터 기기 (19) 를 나타내는데, 여기에서 제 1 필터 존 (20) 및 제 2 필터 존 (30) 의 통로들 (23, 33) 을 형성하는 시트들 (24, 34) 은 곡선형 구성을 갖는다. 도 10 은 유동 방향 (F) 을 따라 입구 단부 (21, 31) 에서 본 평면도로 필터 기기 (19) 를 도시한다.
각각의 시트 (24, 34) 는 입구 단부 (21) 로부터 연장되는 제 1 부분 (26, 36), 출구 단부 (22) 로부터 연장되는 제 2 부분 (27, 37), 및 제 1 부분 (26, 36) 과 제 2 부분 (27, 37) 사이에 연장되는 제 3 부분 (28, 38) 을 포함한다.
각각의 시트 (24, 34) 는 유동 방향 (F) 에 횡단하는 방향으로 제 1 부분 (26, 36) 을 따라 제 1 파형을 가지고, 유동 방향 (F) 에 횡단하는 방향으로 제 2 부분 (27, 37) 을 따라 제 2 파형을 가지고, 유동 방향 (F) 으로 제 3 부분 (28, 38) 을 따라 제 3 파형을 갖는다. 파형들은 연속적이고, 즉 급격한 전이부는 없다.
실질적으로 각 쌍의 인접한 시트들 (24, 34) 이 상기 파형의 밸리들 및 리지들에서 각각 서로 접하여 2 개의 인접한 시트들 (24, 34) 사이의 각각의 통로 (23, 33) 가 서로 옆에 배열된 복수의 입구 채널들을 형성할 수 있도록 시트들 (24, 34) 은 제 1 부분 (26, 36) 을 따라 서로 옆에 배열된다.
동일한 방식으로, 실질적으로 각 쌍의 인접한 시트들 (24, 34) 이 상기 파형의 밸리들 및 리지들에서 각각 서로 접하여 2 개의 인접한 시트들 (24, 34) 사이의 각각의 통로 (23, 33) 가 서로 옆에 배열된 복수의 출구 채널들을 형성할 수 있도록 시트들 (24, 34) 은 제 2 부분 (27, 37) 을 따라 서로 옆에 배열된다. 각각의 입구 채널은 각각의 출구 채널과 동일하거나, 실질적으로 동일한 유동 면적을 가질 수도 있다. 실질적으로 각각의 입구 채널의 중심선은 각각의 대응하는 출구 채널의 중심선과 동심이거나, 실질적으로 동심일 수도 있다.
시트들 (24, 34) 은 상기 밸리들 및 리지들에서 각각 서로 연결될 수도 있다. 그러면, 시트들 (24, 34) 은 퓨즈 용접 또는 스폿 용접에 의하여 서로 연결될 수도 있고 여기에서 시트들 (24, 34) 은 서로 접한다.
실질적으로 제 1 부분 (26, 36) 및 제 2 부분 (27, 37) 의 상기 파형의 각각의 파는 최대 진폭을 가질 수도 있고, 최대 진폭은 제 3 부분 (28, 38) 을 향한 방향으로 연속적으로 감소한다. 최대 진폭은 제 3 부분 (28, 38) 으로 전이부에서 제로이거나, 실질적으로 제로일 수도 있다.
제 3 부분 (28, 38) 의 각각의 통로 (23, 24) 는 2 개의 인접한 시트들 사이에 중간 채널을 형성한다. 시트들은 제 3 부분 (28, 38) 을 따라 적어도 유동 방향 (F) 에 횡단하는 방향과 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 연장되는 일부 부분을 포함할 수도 있다.
제 3 부분 (28, 38) 은 중간 채널로 연장되는 돌출부들 (29, 39) 을 포함할 수도 있다. 돌출부들 (29, 39) 은 유동 방향 (F) 에 횡단하는 방향과 평행하게 또는 실질적으로 평행하게 연장되는 선을 따라 배열될 수도 있고, 하나의 이러한 일부 부분은 돌출부들 (29, 39) 의 각 측면에 배열된다.
본 발명의 제 12 실시형태에 따르면, 제 2 필터 존 (30) 의 제 3 부분 (38) 은 이러한 돌출부들 (39) 을 가질 수도 있고, 반면에 제 2 필터 존 (20) 의 제 3 부분 (28) 은 이러한 돌출부들 (29) 을 가지지 않는다. 따라서, 돌출부들 (39) 은 제 2 여과 효율을 제공할 수도 있다.
도 11 은 수형 원자로, 보다 정확하게는 가압수형 원자로 (PWR) 에 위치결정되도록 구성된 연료 집합체 (1) 의 제 8 실시형태를 나타낸다.
개시된 모든 실시형태들에서 유사하거나 대응하는 요소들에 동일한 도면 부호들이 사용되었음에 주목해야 한다.
또한, 제 8 실시형태에 따른 연료 집합체 (1) 는 세장형 형상을 가지고 상류 단부 (1a) 와 하류 단부 (1b) 사이의 종방향 축선 (x) 을 따라 연장된다. 원자로에서 연료 집합체 (1) 의 사용 중, 상류 단부 (1a) 는 하단부를 형성하고 하류 단부 (1b) 는 연료 집합체 (1) 의 상단부를 형성한다. 유동 인터스페이스 (2) 는 상류 단부 (1a) 와 하류 단부 (1b) 사이에 제공된다.
복수의 연료봉들 (3) 은 상류 단부 (1a) 와 하류 단부 (1b) 사이에서 유동 인터스페이스 (2) 에 제공된다. 연료봉들 (3) 은 스페이서들 (4) 에 의하여 유지된다. 제 8 실시형태에서, 스페이서들 (4) 은 다수의 가이드 튜브들 (13) 에 부착되고, 그 중 2 개가 도 11 에 도시되어 있다. 가이드 튜브들 (13) 은 정상 작동 중 냉각재를 포함하고 PWR 의 작동이 중단될 때 각각의 제어봉을 수용하도록 구성된다.
BWR 용 연료 집합체 (1) 와 대조적으로, 제 8 실시형태에 따른 연료 집합체 (1) 는 케이싱을 가지지 않지만, 연료봉들 (3) 과 접촉하여 상류 단부 (1a) 로부터 하류 단부 (1b) 까지 냉각재를 유동시키기 위한 유동 인터스페이스 (2) 를 여전히 포함한다.
가이드 튜브들 (13) 은 연료봉들 (3) 아래에 제공된 바닥 플레이트 (8), 및 하류 단부 (1a) 에서 상단 플레이트 (9) 에 부착된다. 바닥 플레이트 (8), 가이드 튜브들 (13), 상단 플레이트 (9) 및 스페이서들 (4) 은 연료봉들 (3) 의 중량을 지지하는 지지 구조체를 형성한다.
연료 집합체 (1) 는 또한 바닥 피스 (11) 를 포함한다. 바닥 피스 (11) 는 상류 단부 (1a) 로 연장되고 냉각재의 유동을 위한 입구 (7) 를 규정한다. 바닥 피스 (11) 는 바닥 플레이트 (8) 에 부착될 수도 있다.
연료 집합체 (1) 는 또한 냉각재의 유동에 파편 입자들을 포착하도록 구성된 필터 기기 (19) 를 포함한다. 필터 기기 (20) 는 상류 단부 (1a) 와 연료봉들 (3) 사이에 제공된다. 제 8 실시형태에서, 필터 기기 (19) 는 상류 단부 (1a) 와 바닥 플레이트 (8) 사이에 제공된다. 또한, 제 8 실시형태의 필터 기기 (19) 는 제 1 필터 존 (20) 및 제 2 필터 존 (30) 을 포함한다.
제 8 실시형태에서, 제 1 필터 존 (20) 및 제 2 필터 존 (30) 양자는 상류 단부 (1a) 와 연료봉들 (3) 사이, 보다 정확하게는 상류 단부 (1a) 와 바닥 플레이트 (8) 사이의 냉각재의 유동에 제공된다. 더욱이, 제 1 필터 존 (20) 및 제 2 필터 존 (30) 은 서로 옆에 제공된다. 제 1 필터 존 (20) 은 제 2 필터 존 (30) 보다 크고, 즉 제 1 필터 존 (20) 은 유동 인터스페이스 (2) 의 총 유동 면적의 메이저 부분을 구성하고 제 2 필터 존 (30) 은 유동 인터스페이스 (2) 의 총 유동 면적의 마이너 부분을 구성한다.
따라서, 필터 기기 (19) 는 제 1 실시형태와 동일한 방식으로 구성될 수도 있다. 특히, 제 1 필터 존 (20) 및 제 2 필터 존 (30) 은 제 2 및 제 3 실시형태들에서처럼 구성될 수도 있다.
도 12 는 PWR 의 연료 집합체 (1) 를 위한 필터 기기 (19) 를 구비한 제 9 실시형태를 나타낸다. 필터 기기 (19) 는 제 4 실시형태의 필터 기기에 대응하고, 즉 제 2 필터 존 (30) 은 유동 방향 (F) 을 따라 제 1 필터 존 (20) 으로부터 거리를 두고 제공되고, 보다 정확하게는, 제 2 필터 존 (30) 은 제 1 필터 존 (20) 의 상류에 제공된다. 제 9 실시형태에서, 필터 기기 (19) 는 따라서 제 1 필터 존 (20) 을 통하여 냉각재의 전체 유동을 가이드하도록 유동 인터스페이스 (2) 에 제공된다. 냉각재 유동의 마이너 부분은 제 2 필터 존 (30) 을 통하여 가이드될 것이다.
도 13 은 제 10 실시형태를 나타내는데, 이것은 제 2 필터 존 (30) 이 제 1 필터 존 (20) 의 하류에 제공된다는 점에서 단지 제 9 실시형태와 상이하다.
BWR 에 관한 제 1 내지 제 7 실시형태들에 대해 위에서 개시된 필터 기기들 (19) 의 모든 변형예들이 또한 PWR 용 연료 집합체들에 적용 가능하다는 점을 주목해야 한다.
본 발명은 개시된 실시형태들에 제한되지 않고, 다음 청구항의 범위 내에서 변형 및 수정될 수도 있다.

Claims (18)

  1. 수형 원자로 (nuclear water reactor) 에 위치결정되도록 구성된 연료 집합체 (1) 로서, 상기 연료 집합체 (1) 는
    상류 단부 (1a),
    하류 단부 (1b),
    상기 상류 단부 (1a) 와 상기 하류 단부 (1b) 사이의 유동 인터스페이스 (2),
    상기 상류 단부 (1a) 와 상기 하류 단부 (1b) 사이의 유동 인터스페이스 (2) 에 제공된 복수의 연료봉들 (3) 로서, 상기 유동 인터스페이스 (2) 는 상기 연료봉들 (3) 과 접촉하게 상기 상류 단부 (1a) 로부터 상기 하류 단부 (1b) 까지 유동 방향 (F) 을 따라 상기 연료 집합체를 통하여 냉각재 유동을 허용하도록 구성되는, 상기 복수의 연료봉들 (3),
    상기 냉각재 유동에 파편 (debris) 입자들을 포착하도록 구성된 필터 기기 (19)
    를 포함하고,
    상기 필터 기기 (19) 는 상기 상류 단부 (1a) 와 상기 연료봉들 (3) 사이의 상기 냉각재 유동에 제공된 제 1 필터 존 (20), 및 제 2 필터 존 (30) 을 포함하고,
    상기 제 1 필터 존 (20) 은, 하류 단부 (1b) 를 향하여 통로들 (23) 을 통하여 상기 제 1 필터 존 (20) 을 통과하도록 상기 냉각재 유동의 적어도 일부분을 가이드하도록 배열된 복수의 통로들 (23) 을 포함하고,
    상기 제 2 필터 존 (30) 은, 하류 단부 (1b) 를 향하여 통로들 (33) 을 통하여 제 2 필터 존 (30) 을 통과하도록 상기 냉각재 유동의 많아도 일부분을 가이드하도록 배열된 복수의 통로들 (33) 을 포함하고,
    상기 제 1 필터 존 (20) 은 제 1 여과 효율을 가지고 상기 제 2 필터 존 (30) 은 제 2 여과 효율을 가지고,
    상기 제 2 여과 효율은 상기 제 1 여과 효율보다 높은 것을 특징으로 하는, 연료 집합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 필터 존 (30) 은 제 2 필터 존 (30) 이 막힐 수 있도록 치수가 정해지고, 냉각재가 제 2 필터 존 (30) 을 통과하지 않을지라도 상기 제 1 필터 존 (20) 은 상기 제 1 필터 존 (20) 을 통한 충분한 냉각재 유동을 확보하도록 구성되는, 연료 집합체.
  3. 제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 기기 (19) 는 상기 제 2 필터 존 (30) 을 통하여 냉각재 유동의 많아도 마이너 부분을 가이드하도록 상기 유동 인터스페이스 (2) 에 제공되는, 연료 집합체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터 기기 (19) 는 상기 제 1 필터 존 (20) 을 통하여 냉각재 유동의 적어도 메이저 부분을 가이드하도록 상기 유동 인터스페이스 (2) 에 제공되는, 연료 집합체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 존 (20) 은 상기 상류 단부 (1a) 를 향한 입구 단부 (21), 및 출구 단부 (22) 를 포함하고, 상기 입구 단부 (21) 로부터 상기 출구 단부 (22) 로 상기 통로들 (23) 을 통하여 상기 제 1 필터 존을 통과하도록 냉각재 유동의 상기 적어도 일부분을 가이드하도록 배열되고,
    상기 제 2 필터 존 (30) 은 상기 상류 단부 (1a) 를 향한 입구 단부 (31), 및 출구 단부 (32) 를 포함하고, 상기 입구 단부 (31) 로부터 상기 출구 단부 (33) 로 상기 통로들 (33) 을 통하여 상기 제 2 필터 존 (30) 을 통과하도록 냉각재 유동의 상기 많아도 일부분을 가이드하도록 배열되는, 연료 집합체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 존 (20) 및 상기 제 2 필터 존 (30) 은 서로 옆에 제공되는, 연료 집합체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 기기 (19) 는 상기 제 1 필터 존 (20) 을 통하여 전체 냉각재 유동을 가이드하도록 상기 유동 인터스페이스 (2) 에 제공되는, 연료 집합체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 필터 존 (30) 은 상기 제 1 필터 존 (20) 으로부터 거리를 두고 제공되는, 연료 집합체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 필터 존 (30) 은 상기 제 1 필터 존 (20) 의 하류에 제공되는, 연료 집합체.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 필터 존 (30) 은 상기 제 1 필터 존 (20) 의 상류에 제공되는, 연료 집합체.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 존 (20) 의 각각의 통로들 (23) 은 제 1 유동 면적을 규정하고 상기 제 2 필터 존 (30) 의 각각의 통로들 (33) 은 제 1 필터 면적보다 작은 제 2 유동 면적을 규정하는, 연료 집합체.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 존 (20) 의 각각의 통로들 (23) 은 입구 단부 (21) 로부터 출구 단부 (22) 까지 제 1 통로 길이 (L2) 를 규정하고, 상기 제 2 필터 존 (30) 의 각각의 통로들 (33) 은 입구 단부 (31) 로부터 출구 단부 (32) 까지 제 2 통로 길이 (L3) 를 규정하고, 상기 제 2 통로 길이 (L3) 는 상기 제 1 통로 길이 (L2) 보다 긴, 연료 집합체.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 존 (20) 은 제 1 압력 손실 계수 (ξ1) 를 가지고 상기 제 2 필터 존 (30) 은 제 2 압력 손실 계수 (ξ2) 를 가지고 상기 제 2 압력 손실 계수 (ξ2) 는 상기 제 1 압력 손실 계수 (ξ1) 보다 큰, 연료 집합체.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 존 (20) 은 제 1 유동 면적 (A1) 을 가지고 상기 제 2 필터 존 (30) 은 제 2 유동 면적 (A2) 을 가지고 상기 제 1 유동 면적 (A1) 은 상기 제 2 유동 면적 (A2) 보다 큰, 연료 집합체.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 기기 (19) 는, 상기 제 2 필터 존 (30) 의 통로들 (33) 을 통하여 유동하는 파편 입자들을 끌어들이도록 상기 제 2 필터 존 (30) 의 통로들 (33) 의 적어도 일부에 자기장을 생성하도록 제공되는 자기 부재 (35) 를 포함하는, 연료 집합체.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 필터 존 (20) 및 상기 제 2 필터 존 (30) 의 통로들 (23, 33) 은, 서로 옆에 배열되고 유동 방향 (F) 을 따라 배향되는 복수의 시트들 (24, 34) 에 의해 형성되고, 상기 제 1 필터 존 (20) 의 인접한 시트들 (24) 은 상기 제 2 필터 존 (30) 의 인접한 시트들 (34) 보다 서로 더 멀리 떨어져 제공되는, 연료 집합체.
  17. 제 5 항 및 제 16 항에 있어서,
    각각의 시트 (24, 34) 는, 상기 입구 단부 (21, 31) 로부터 연장되는 제 1 부분 (26, 36), 상기 출구 단부 (22, 32) 로부터 연장되는 제 2 부분 (27, 37), 및 상기 제 1 부분 (26, 36) 과 상기 제 2 부분 (27, 37) 사이에 연장되는 제 3 부분 (28, 38) 을 포함하고, 각각의 시트 (24, 34) 는 상기 제 1 부분 (26, 36) 을 따라 유동 방향 (F) 에 횡단하는 방향으로 연장되는 파형을 가지고 상기 제 3 부분 (28, 38) 을 따라 유동 방향 (F) 으로 연장되는 파형을 가지는, 연료 집합체.
  18. 제 17 항에 있어서,
    각각의 시트 (24, 34) 는 상기 제 2 부분 (27, 37) 을 따라 유동 방향 (F) 에 횡단하는 방향으로 파형을 가지는, 연료 집합체.
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