KR20210082167A - Control rod drive mechanism with heat pipe cooling - Google Patents
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Abstract
원자로 제어봉 구동 메카니즘(CRDM)을 위한 냉각 시스템은 CRDM의 내부 또는 옆에 위치되는 증발 섹션 및 증발 섹션에 유동적으로 결합되는 응축 섹션을 포함한다. 냉각 시스템은 CRDM의 구동 코일로부터 위로 연장되는 일련의 열핀 및 열핀과 구동 코일을 통해 연장되는 열 파이프를 포함할 수 있다. 유체는 열 파이프의 증발 섹션에 있는 동안 CRDM에 의해 생성된 열로 증발되고, 증발 섹션으로부터 열핀의 응축 섹션으로 이동한다. 유체는 응축 섹션에 있는 동안 냉각 및 응축되어 증발 섹션으로 다시 재순환한다. 이러한 수동 자연 순환 냉각 시스템은 CRDM을 냉각하기 위해 일반적으로 사용되는 물 호스, 배관 및 다른 물 펌핑 장비의 수 또는 공기 냉각에서의 요구 사항을 감소시키거나 제거하여, 원자로 신뢰성을 높이고 원자로 작동 및 유지보수를 단순화한다.A cooling system for a reactor control rod drive mechanism (CRDM) includes an evaporation section located inside or adjacent to the CRDM and a condensing section fluidly coupled to the evaporation section. The cooling system may include a series of hot fins extending upward from the drive coil of the CRDM and heat pipes extending through the hot fins and drive coil. The fluid is evaporated with the heat generated by the CRDM while in the evaporation section of the heat pipe and travels from the evaporation section to the condensing section of the hot fin. The fluid is cooled and condensed while in the condensing section and recirculated back to the evaporation section. These passive natural circulation cooling systems reduce or eliminate the requirement in air cooling or the number of water hoses, piping and other water pumping equipment commonly used to cool CRDMs, thereby increasing reactor reliability and reactor operation and maintenance. to simplify
Description
본 출원은 2018년 9월 25일에 출원된 미국 특허 가출원 제62/736,250호 (제목: 열 파이프 냉각을 구비한 제어봉 구동 메카니즘)에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용은 전체가 참조로서 본원에 통합된다. This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/736,250, filed September 25, 2018, entitled Control Rod Drive Mechanism with Heat Pipe Cooling, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety. do.
본 출원은 또한 2017년 12월 29일에 출원된 미국 특허 출원 제15/858,727호 [제목: 원격 연결 해제 메카니즘을 구비한 제어봉 구동 메카니즘(CRDM, Control Rod Drive Mechanism)]의 일부계속출원이고, 내용 전체가 참조로서 본원에 통합되는 미국 특허 가출원 제62/441,015호에 대한 우선권을 주장한다.This application is also a continuation-in-part of U.S. Patent Application Serial No. 15/858,727 [Title: Control Rod Drive Mechanism (CRDM) with Remote Disconnection Mechanism], filed December 29, 2017, and Priority is claimed to U.S. Provisional Patent Application No. 62/441,015, which is incorporated herein by reference in its entirety.
본 발명은 에너지부에 의해 수여된 계약번호 DE-NE0000633 에 따라 정부 지원을 받아 발명되었습니다. 정부는 본 발명에 대한 특정 권리를 소유합니다.This invention was invented with government support under contract number DE-NE0000633 awarded by the Department of Energy. The Government reserves certain rights in this invention.
본 개시는 일반적으로 원자로 제어봉 구동 메카니즘을 위한 냉각 시스템에 관한 것이다.The present disclosure relates generally to a cooling system for a nuclear reactor control rod drive mechanism.
원자로 압력 용기(reactor pressure vessel, RPV)의 상부에 있는 제어봉 구동 메카니즘(CRDM)은 급속 제어봉 삽입(SCRAM) 동안 중력에 의해 구동 샤프트를 기동하거나 해제할 수 있다. CRDM은 RPV를 포함하는 상부 격납 용기(containment vessel, CNV) 내에 배치될 수 있고, 구동 샤프트의 이동을 제어하기 위한 전기 모터를 사용할 수 있다. 전기 모터는 압력 용기 경계를 가로지르는 전자기력에 의해 원격으로 구동될 수 있다.A control rod drive mechanism (CRDM) at the top of a reactor pressure vessel (RPV) can actuate or disengage the drive shaft by gravity during rapid control rod insertion (SCRAM). The CRDM may be placed in an upper containment vessel (CNV) containing the RPV and may use an electric motor to control the movement of the drive shaft. The electric motor can be driven remotely by electromagnetic force across the pressure vessel boundary.
CRDM 전기 모터는 원자로 요소 냉각수 시스템(RCCWS, reactor component cooling water system) 또는 강제 공기 냉각(forced air cooling)에 의해 냉각된다. 수냉각 시스템은 전기 모터 코일로부터 열을 제거하도록 물을 순환시키는 복잡한 배열의 물 호스를 통합할 수 있다. 연료 재공급을 위해 RPV가 CNV로부터 제거될 때 호스는 제거되기 어렵다. 냉각 시스템 호스의 누수 또는 막힘으로 인한 CRDM 고장은 원자로를 셧다운시키기 위한 격납 대피 시스템(containment evacuation system, CES)를 촉발시킬 수 있다. CRDM electric motors are cooled by a reactor component cooling water system (RCCWS) or forced air cooling. A water cooling system may incorporate a complex array of water hoses that circulate water to remove heat from the electric motor coils. The hose is difficult to remove when the RPV is removed from the CNV for refueling. CRDM failures due to leaks or blockages in cooling system hoses can trigger a containment evacuation system (CES) to shut down the reactor.
대안적인 공냉각 시스템은 일부 원자로에 적합하지 않을 수 있다. 예컨대, 비워진 CNV는 RPV의 외측 주위에 진공 환경을 형성하여 한 냉각 옵션으로의 대류 열전달을 제거한다.Alternative air cooling systems may not be suitable for some reactors. For example, the evacuated CNV creates a vacuum environment around the outside of the RPV to eliminate convective heat transfer to one cooling option.
포함된 도면은 예시적 목적을 위한 것이고, 개시된 발명 시스템, 장치, 방법 및 컴퓨터-판독가능한 저장 매체에 대한 가능한 구조 및 동작의 예시를 제공하기 위한 것이다. 이 도면은 개시된 구현의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 통상의 기술자에 의해 이루어질 수 있는 형태 및 세부사항에서의 그 어떤 변화도 제한하지 않는다.The included drawings are for illustrative purposes and are intended to provide examples of possible structures and operations for the disclosed inventive systems, apparatus, methods, and computer-readable storage media. These drawings do not limit any changes in form and detail that may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the disclosed implementations.
도 1은 원자로 모듈의 예시를 나타내는 개념도이다.
도 2는 격납 용기 내부에 제어봉 구동 메카니즘(CRDMs)를 구비하는 원자로 압력 용기의 상부 헤드를 나타내는 측단면 사시도이다.
도 3은 핵연료 조립체에 부분적으로 삽입되는 제어봉 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 4a 및 4b는 원자로 압력 용기의 해체를 나타내는 개념도이다.
도 5는 단일-힌지 타입의 제어봉 구동 메카니즘의 측면도이다.
도 6은 단일-힌지 타입의 제어봉 구동 메카니즘을 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 5에서 제어봉 구동 메카니즘의 측단면도이다.
도 8은 제어봉 구동 메카니즘 내의 단일-힌지 걸쇠(latch) 조립체의 추가적인 확대 상세 측단면도이다.
도 9는 구동 조립체의 단면도이다.
도 10은 도 8의 단일-힌지 걸쇠 조립체의 평면 단면도이다.
도 11a-11e는 도 5의 단일-힌지 타입의 제어봉 구동 메카니즘의 다른 작동 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 12는 이중-힌지 타입의 제어봉 구동 메카니즘의 측면도이다.
도 13a 및 13b는 도 12의 이중-힌지 타입의 제어봉 구동 메카니즘의 다른 작동 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 14는 도 12의 제어봉 구동 메카니즘 내의 이중-힌지 걸쇠 조립체의 확대 측단면도이다.
도 15는 도 14의 이중-힌지 걸쇠 조립체의 단면도이다.
도 16a-16g는 상이한 제어봉 구동 메카니즘(도 5 또는 도 12) 작동 상태를 나타내는 개념도이고,
도 16a-16b는 구동 샤프트를 결합하고 선형적으로 이동시키도록 구동 메카니즘을 사용하는 예시적 절차를 도시한다.
도 16c-16g는 제어봉 조립체로부터 구동 샤프트를 결합 해제하도록 원격 연결 해제 시스템을 사용하는 예시적 절차를 도시한다.
도 17은 CRDM 냉각 시스템을 사용하는 상부 격납 용기 내의 원자로 압력 용기의 상부 헤드를 나타내는 측단면 사시도이다.
도 18은 CRDM 냉각 시스템의 분리된 사시도이다.
도 19는 CRDM 냉각 시스템의 하부 단면의 단면도이다.
도 20은 CRDM 냉각 시스템의 상부 단면의 평면 단면도이다.
도 21은 CRDM 냉각 시스템의 상부 단면의 확대된 평면 단면도이다.
도 22는 CRDM 냉각 시스템의 입체적 측단면도이다.
도 23은 CRDM 냉각 시스템의 확대된 입체적 측단면도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating an example of a nuclear reactor module.
FIG. 2 is a side cross-sectional perspective view showing the upper head of a reactor pressure vessel with control rod drive mechanisms (CRDMs) inside the containment vessel; FIG.
3 is a perspective view illustrating a control rod assembly partially inserted into a nuclear fuel assembly;
4A and 4B are conceptual views illustrating dismantling of the reactor pressure vessel.
5 is a side view of a single-hinge type control rod drive mechanism;
6 is a plan view showing a single-hinge type control rod driving mechanism.
FIG. 7 is a side cross-sectional view of the control rod driving mechanism in FIG. 5 .
8 is a further enlarged detailed side cross-sectional view of a single-hinge latch assembly within a control rod drive mechanism.
9 is a cross-sectional view of the drive assembly;
10 is a cross-sectional plan view of the single-hinge clasp assembly of FIG. 8;
11A-11E are side cross-sectional views showing another operating state of the single-hinge type control rod driving mechanism of FIG. 5;
12 is a side view of a double-hinge type control rod drive mechanism;
13A and 13B are side cross-sectional views showing another operating state of the double-hinge type control rod driving mechanism of FIG. 12 ;
14 is an enlarged side cross-sectional view of the double-hinge clasp assembly within the control rod drive mechanism of FIG. 12;
15 is a cross-sectional view of the double-hinge clasp assembly of FIG. 14;
16A-16G are conceptual diagrams showing different control rod driving mechanisms (FIG. 5 or FIG. 12) operating states;
16A-16B illustrate an exemplary procedure for using a drive mechanism to engage and linearly move a drive shaft.
16C-16G show an exemplary procedure for using a remote disconnection system to disengage a drive shaft from a control rod assembly.
17 is a side cross-sectional perspective view showing the upper head of a reactor pressure vessel within an upper containment vessel using a CRDM cooling system;
18 is an exploded perspective view of a CRDM cooling system;
19 is a cross-sectional view of a lower section of a CRDM cooling system.
20 is a top cross-sectional plan view of a CRDM cooling system.
21 is an enlarged plan cross-sectional view of a top section of a CRDM cooling system;
22 is a three-dimensional side cross-sectional view of a CRDM cooling system.
23 is an enlarged three-dimensional cross-sectional side view of a CRDM cooling system.
단순화된 냉각 시스템은 비워진 격납 용기(CNV)에서 작동하는 동안 제어봉 구동 메카니즘(CRDM)의 전기 모터를 냉각하기 위해 열 파이프를 사용한다. 냉각 시스템은 원자로 요소 냉각수 시스템(RCCWS)을 통해 능동 수냉각에 의존하지 않고, 의도하지 않은 냉각 누수 또는 막힘으로 인한 격납 대피 시스템(CES)의 촉발 및 CRDM 고장의 가능성을 피할 수 있도록 CRDM, CNV 및 RCCWS 설계를 상당히 단순화한다.A simplified cooling system uses heat pipes to cool the electric motor of the control rod drive mechanism (CRDM) while operating in the emptied containment vessel (CNV). The cooling system does not rely on active water cooling via the Reactor Element Cooling Water System (RCCWS), and is designed with CRDM, CNV It greatly simplifies the RCCWS design.
냉각 시스템은 효과적인 대류 열전달을 방해하는 진공 환경에서 작동하는 CRDM에 대한 냉각 제한을 극복한다. 열 파이프는 CRDM 전기 코일로부터 CRDM 전기 코일 위에 위치되는 핀이 있는 열 교환기로 열을 전달할 수 있어, 진공으로의 복사를 통해 주변 CNV 용기 벽으로 열을 전달하는 능력을 증가시킨다. 냉각 시스템은 전기 코일과 동일하거나 더 큰 직경의 관(envelope)을 포함할 수 있고 외부의 전원 또는 외부의 유체 전달을 필요로 하지 않는다. 대안적인 옵션으로, 열 파이프의 차가운 단부는 전도 열 전달을 보다 증진시키도록 CRDM 위의 CNV 용기 벽에 직접적으로 장착될 수 있다.The cooling system overcomes the cooling limitations for CRDMs operating in vacuum environments that prevent effective convective heat transfer. The heat pipe can transfer heat from the CRDM electrical coil to a finned heat exchanger positioned above the CRDM electrical coil, increasing its ability to transfer heat to the surrounding CNV vessel wall via radiation into the vacuum. The cooling system may include an envelope of the same or larger diameter as the electrical coil and does not require an external power source or external fluid transfer. As an alternative option, the cold end of the heat pipe can be mounted directly to the CNV vessel wall above the CRDM to further enhance conduction heat transfer.
도 1은 원자로 압력 용기(52)를 포함하는 예시적인 통합 원자로 모듈(5)의 단면도를 도시한다. 원자로 코어(6)는 원자로 압력 용기(52)의 하부 헤드(55)에 인접하여 위치된 것이 도시되어 있다. 원자로 코어(6)는 슈라우드(22, shroud)에 위치될 수 있으며, 슈라우드는 원자로 코어(6)를 그 측부 둘레에서 감싼다. 라이저 섹션(riser section, 24)은 증기 발생기(30)에 의해 둘러싸인 원자로 코어(6)의 위에 위치된다.1 shows a cross-sectional view of an exemplary integrated
핵분열 이벤트(fission event)의 결과로서 제1 냉각제(28)가 원자로 코어(6)에 의해 가열될 때, 제1 냉각제(28)는 슈라우드(22)로부터 원자로 코어(6) 위에 위치된 원환부(annulus, 23)로 위로 지향되어 라이저(24)를 벗어날 수 있다. 이는 추가적인 제1 냉각제(28)가 슈라우드(22) 내로 유인되어 원자로 코어(6)에 의해 다시 가열되는 결과를 가져올 수 있으며, 이것은 더 많은 제 1 냉각제(28)를 슈라우드(22) 내로 유인한다. 라이저(24)로부터 나오는 제1 냉각제(28)는 증기 발생기(30)에 의해 냉각될 수 있고 원자로 압력 용기(32) 외부를 향하여 지향되며, 그 다음 자연 순환을 통해 원자로 압력 용기(52)의 저부로 복귀한다.When the
제1 냉각제(28)는 원자로 코어(6)를 지나서 순환되어 고온 냉각제(TH)가 되고, 그 다음 라이저 섹션(24)을 통해 계속 위로 상승하는데, 라이저 섹션에서 아래로 원환부로 지향되어 증기 발생기(30)에 의해 냉각됨으로써 저온 냉각제(TC)가 된다. A
하나 이상의 제어봉 구동 메카니즘(CRDM, 10)은, 원자로 코어(6)의 위에 위치된 복수 개의 제어봉 조립체(80)와 인터페이스되도록 구성될 수 있는 다수의 구동 샤프트(20)에 작동가능하게 결합된다.One or more control rod
원자로 압력 용기 배플 플레이트(baffle plate, 45)는 제1 냉각제(28)를 원자로 압력 용기(52)의 하부 단부(55)를 향하여 지향시키도록 구성될 수 있다. 원자로 압력 용기 배플 플레이트(45)의 표면은 라이저 섹션(24)을 빠져나가는 제1 냉각제(28)와 직접 접촉할 수 있고 제1 냉각제를 편향시킬 수 있다. 일부 예에서, 원자로 압력 용기 배플 플레이트(45)는 스테인리스 스틸 또는 다른 재료로 만들어질 수 있다.The reactor pressure
원자로 압력 용기(52)의 하부 단부(55)는 타원형, 돔형(domed), 오목형 또는 반구형 부분(55A)을 포함할 수 있으며, 타원형 부분(55A)은 제1 냉각제(28)를 원자로 코어(6)를 향하여 지향시킨다. 타원형 부분(55A)은 원자로 코어(6)를 통해 제1 냉각제의 자연 순환을 증진시키고 유량을 증가시킬 수 있다. 냉각제 유동(28)의 더 이상의 최적화는 경계층 분리 및 정체 영역(stagnation regions)들을 제거/최소화하도록 원자로 압력 용기 배플 플레이트(45)의 곡률 반경을 변경함으로써 얻어질 수 있다.The
원자로 압력 용기 배플 플레이트(45)는 가압기 영역(40, pressurizer region)과 라이저 섹션(24)의 상부 사이에 위치된 것으로 도시되어 있다. 가압기 영역(40)은 원자로 압력 용기(52)의 헤드 또는 상부 단부(56) 내에서, 압력을 제어하거나 또는 증기 돔(steam dome)을 유지하도록 구성된 스프레이 노즐 및 하나 이상의 히터들을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 원자로 압력 용기 배플 플레이트(45) 아래에 위치된 제1 냉각제(28)는 상대적으로 과냉각(sub-cooled)된 냉각제(TSUB)를 포함할 수 있는 반면에, 원자로 압력 용기(52)의 상부 단부(56)에 있는 가압기 영역(40)의 제 1 냉각제(28)는 실질적으로 포화된 냉각제(TSAT)를 포함할 수 있다.The reactor pressure
제1 냉각제(28)의 유체 레벨은 원자로 압력 용기 배플 플레이트(45)의 위에 있는 것으로, 그리고 가압기 영역(40)내에 있는 것으로 도시됨으로써, 원자로 압력 용기(52)의 하부 단부(55)와 원자로 압력 용기 배플 플레이트(45) 사이의 전체 체적은 원자로 모듈(5)의 정상 작동 중에 제1 냉각제(28)로 가득 찰 수 있다.The fluid level of the
슈라우드(22)는, 원자로 코어(6) 안으로 삽입되거나 그로부터 제거되는 제어봉 조립체(80)를 안내하는 역할을 하는 하나 이상의 제어봉 안내 튜브(94)를 지지할 수 있다. 일부 예에서, 원자로 코어(6)에 대한 제어봉 조립체(80)들의 위치를 제어하기 위하여 구동 샤프트(20)는 원자로 압력 용기 배플 플레이트(45)를 통하여 그리고 라이저 섹션(24)을 통과할 수 있다.The
원자로 압력 용기(52)는 플랜지를 포함할 수 있으며, 상기 플랜지에 의하여 하부 헤드(55)는 원자로 압력 용기(52)의 상부 원자로 용기 동체(60)에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 일부 예에서, 예컨대 연료 재공급 작동하는 동안과 같이, 하부 헤드(55)가 상부 원자로 용기 동체(60)로부터 분리될 때, 라이저 섹션(24), 배플 플레이트(45) 및 다른 내부 구성들이 상부 원자로 용기 동체(60) 안에 유지될 수 있는 반면에, 원자로 코어(6)는 하부 헤드(55) 안에 유지될 수 있다.The
또한, 상부 원자로 용기 동체(60)는 격납 용기(70) 안에 수용될 수 있다. 격납 용기(70)와 원자로 압력 용기(52) 사이에 위치된 격납 영역(74) 안에 있는 임의의 공기 또는 다른 기체라도 원자로의 시동(startup) 중에 또는 그 이전에 제거될 수 있거나 비워질 수 있다. 격납 용기(74)로부터 비워지거나 또는 배출된 기체는 비응축성 기체(non-condensable gases) 및/또는 응축성 기체를 포함할 수 있다. 비상 작동 동안에, 증기 및/또는 수증기(steam)는 원자로 압력 용기(52)로부터 격납 영역(74)으로 배기(vent)될 수 있고, 또는 오직 무시할만한 양의 비응축성 기체(예컨대, 수소)가 격납 영역(74)으로 배기되거나 배출될 수 있다.Also, the upper
도 2 는 원자로 모듈(5)의 상부 단면도 및 예시적인 제어봉 구동 메카니즘(CRDM) 조립체(10)를 도시한다. 원자로 모듈(5)은 CRDM(10)의 적어도 일부를 수용하는 상부 격납 용기(76)를 포함할 수 있다. 복수 개의 구동 샤프트 하우징(77)은 상부 격납 용기(76) 안에 위치될 수 있다. CRDM(10)과 관련된 복수 개의 구동 샤프트(20)는 주 격납 용기(70) 안에 수용된 원자로 압력 용기(52)에 위치될 수 있다. 구동 샤프트 하우징(77)은 원자로 모듈(5)의 작동 중에 구동 샤프트(20)의 적어도 일부를 수용하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, CRDM(10)의 실질적으로 모두는 주 격납 용기(70) 안에 수용될 수 있다.2 shows a top cross-sectional view of a
상부 격납 용기(76)는 주 격납 용기(70)에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 상부 격납 용기(76)를 제거함으로써, 원자로 모듈(5)의 전체 크기 및/또는 체적은 감소될 수 있으며, 이는 정점(peak)의 격납 압력 및/또는 물의 레벨에 영향을 미칠 수 있다. 원자로 모듈(5)의 전체 높이를 감소시키는 것에 더하여, 주 격납 용기(70)로부터 상부 격납 용기(76)를 제거하는 것은 원자로 모듈(5)의 중량 및 선적 높이(shipping height)를 더 감소시킬 수 있다. 일부 예시적인 원자로 모듈에서, 수 톤의 중량이 각각의 피트(foot) 마다 제거될 수 있으며, 이것은 원자로 모듈(5)의 전체 높이를 감소시킨다.
원자로 압력 용기(52) 및/또는 주 격납 용기(70)는 하나 이상의 강철 용기를 포함할 수 있다. 또한, 주 격납 용기(70)는 하나 이상의 플랜지를 포함할 수 있으며, 상기 플랜지에 의하여 주 격납 용기(70)의 상부 헤드 또는 저부 헤드는 예컨대 연료 재공급 작동 중에 격납 용기 동체로부터 제거될 수 있다.
연료 재공급 동안에, 원자로 모듈(5)은 작동 베이(operating bay)로부터 연료 재공급 베이(refueling bay)로 재위치될 수 있고, 일련의 분해 단계들이 원자로 모듈(5)에서 수행될 수 있다. 작동 베이는 물에 의해 연료 재공급 베이에 연결될 수 있어서, 원자로 모듈(5)은 물 아래에서 이송된다. CRDM(10) 및/또는 원자로 압력 용기(52)로의 접근이 이루어지도록, 주 격납 용기(70)는 분해될 수 있으며, 예컨대 상부 또는 저부 헤드는 격납 용기 동체로부터 분리될 수 있다. 이러한 연료 재공급의 단계에서, 원자로 압력 용기(52)는 연료 재공급 베이에서 둘러싸는 물에 완전하게 잠겨서 유지될 수 있다. 일부 예에서, 복수 개의 구동 샤프트 하우징(77)과 같은 CRDM(10)의 상부 부분은 건조한 환경에서 CRDM(10)으로의 접근을 용이하게 하도록 물 위에 위치될 수 있다. 다른 예에서, 전체적인 CRDM(10)은 연료 재공급 베이에서 물의 풀(pool) 안에 잠길 수 있다.During refueling, the
CRDM(10)은 노즐(78)에 의해 원자로 압력 용기(52)의 상부 헤드에 장착될 수 있다. 연료 재공급 작동 중에 주 격납 용기(70)가 부분적으로 또는 완전히 분해되었을 때 노즐(78)은 CRDM(10)을 지지하도록 구성될 수 있다. 또한, CRDM(10)은 원자로 압력 용기(52) 안에서 구동 샤프트(20)의 위치를 제어 및/또는 지지하도록 구성될 수 있다.The
원자로 압력 용기(52)는 실질적으로 캡슐 형상의 용기를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 원자로 압력 용기(52)는 대략 20 미터의 높이를 가질 수 있다. 구동 샤프트(20)는 원자로 압력 용기(52)의 상부 헤드에 위치된 CRDM(10)으로부터, 원자로 압력 용기(52)의 하부 헤드로 연장될 수 있어서, 이들은 원자로 코어(6) 안으로 삽입된 제어봉 조립체(80)에 연결될 수 있다(도 1). 원자로 압력 용기(52)의 상부 헤드로부터 원자로 코어(6)로의 거리는, 원자로 압력 용기(52)의 전체 높이보다 작지만, 대략 20 미터의 길이이거나, 또는 일부 예에서, 원자로 압력 용기(52)의 높이보다 다소 작은 구동 샤프트(20)의 길이를 초래할 수 있다.The
도 3 은 제어봉 조립체(80)의 사시도로서, 제어봉 조립체는 원자로 코어(6)에 있는 핵연료 조립체(90) 안에 부분적으로 삽입되고 그 위에 부분적으로 유지된다. 위에서 설명된 바와 같이, 다중의 구동 샤프트(20)가 봉 구동 메카니즘(10)으로부터 아래로 원자로 코어(6)의 상부에 연장된다. 제어봉 조립체(80)는 구동 샤프트(20)의 저부 단부에 부착된 실린더형 허브(82)를 포함할 수 있다. 아암(84)은 실린더형 허브(82)로부터 반경 방향 외측으로 연장되고 원위 단부에서 제어봉(86)의 상부 단부에 부착된다.3 is a perspective view of a
제어봉(86)은 핵연료 조립체(90)로 연장되는데, 이것은 원자로 코어(6)의 일부를 형성하는 연료 다발(fuel bundle)로서 대체되어 지칭된다. 핵연료 조립체(90)는 다중의 안내 튜브(94)들을 지지하는 상부 노즐(92)을 포함할 수 있다. 안내 튜브(94)는 노즐(92)로부터 아래로 핵연료봉(도면 미도시) 사이에서 연장된다. 제어봉(86)은 핵연료봉에서 우라늄과 플루토늄의 핵분열 비율을 제어한다.
제어봉(86)은 통상적으로 구동 샤프트(20)에 의해 핵연료 조립체(90) 위에 유지되거나 또는 핵연료 조립체(90) 안에 다소 삽입되어 유지된다. 원자로 코어(6)는 과열될 수 있다. 핵 SCRAM 작동은 도 1 의 CRDM(10)이 구동 샤프트(20)를 해제시켜서 제어봉(86)을 안내 튜브(94) 안으로 핵연료봉 사이에 떨어뜨리는 경우에 개시된다.The
도 4a는 예시적인 원자로 압력 용기(52)의 단면도를 도시한다. CRDM(10)은 원자로 압력 용기(52)의 상부 헤드(96)에 장착될 수 있고 복수 개의 구동 샤프트(20)를 지지하도록 구성될 수 있으며, 구동 샤프트는 원자로 압력 용기(52)의 상부 원자로 용기 동체(60)의 길이를 통하여 원자로 압력 용기(52)의 하부 헤드(98)에 위치하는 원자로 코어(6)를 향하여 연장된다. 일부 예에서, 하부 헤드(98)는 플랜지(100)에서 복수 개의 볼트와 같은 것에 의하여 상부 원자로 용기 동체(60)에 제거 가능하게 부착될 수 있다.4A shows a cross-sectional view of an exemplary
다수의 핵 연료봉을 수용하는 것에 더하여, 원자로 코어(6)는 복수 개의 제어봉 조립체(80)를 수용하도록 구성될 수 있으며, 이들은 원자로 코어(6)의 전력 출력을 제어하도록 연료봉들 사이에서 이동가능하게 삽입될 수 있다. 원자로 코어(6)가 전력을 발생시킬 때, 구동 샤프트(20)의 하부 단부(102)는 제어봉 조립체(80)에 연결될 수 있다. 또한, 원자로 압력 용기(52) 안에서 구동 샤프트(20)를 위 또는 아래로 움직임으로써 CRDM(10)은 제어봉 조립체(80)의 위치를 원자로 코어(6) 안에서 제어하도록 구성될 수 있다.In addition to receiving a plurality of nuclear fuel rods, the
예컨대 제어봉 조립체(80)가 원자로 코어(6)로부터 제거되는 때, 구동 샤프트(20)의 상부 단부(104)는 원자로 압력 용기(52)의 상부 헤드(96) 위에 위치된 CRDM 압력 하우징(77) 안에 수용될 수 있다. 일부 예에서, CRDM 압력 하우징(77)은 구동 샤프트(20)의 상부 단부(104)를 수용하도록 구성된 단일의 압력 용기를 포함할 수 있다. 다른 예에서, CRDM 압력 하우징(77)은 구동 샤프트(20) 각각을 위한 개별적인 하우징을 포함할 수 있다.For example, when the
구동 샤프트(20)의 하부 단부(102)는 제어봉 조립체(80)로부터 연결 해제된 것으로 도시되어 있으며, 그러한 것은 원자로 코어(6)의 연료 재공급 작동과 관련될 수 있다. 연료 재공급 작동의 초기 단계 동안에, 구동 샤프트(20)가 제어봉 조립체(80)로부터 연결 해제되어 있는 동안 하부 헤드(98)는 상부 원자로 용기 동체(60)에 부착되어 유지될 수 있다. 원자로 압력 용기(52)는 둘러싸는 환경에 완전히 밀봉되어 유지될 수 있으며, 이것은 일부 예에서 연료 재공급 작동의 초기 단계 동안 원자로 압력 용기(52)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 물의 풀(pool)을 포함할 수 있다.The
CRDM(10)은 원격 연결 해제 메카니즘(remote disconnect mechanisms)을 포함할 수 있으며, 이것에 의하여 구동 샤프트(20)는 원자로 압력 용기(52)를 개방하거나 또는 그렇지 않으면 분해하지 않으면서 제어봉 조립체(80)로부터 연결 해제될 수 있다. 일부 예에서, 원자로 압력 용기(52)는 밀봉 영역(106)을 형성할 수 있으며, 상기 밀봉 영역은 원자로 코어(6), 제어봉 조립체(80) 및 구동 샤프트(20)의 하부 단부(102)를 둘러싼다. 구동 샤프트(20)를 원격으로 연결 해제시킴으로써, 제어봉 조립체(80)는, 구동 샤프트(20)가 적어도 부분적으로 CRDM 압력 하우징(77)으로 회수될 때 원자로 코어(6) 안에 유지될 수 있다.The
도 4b는 부분적으로 조립 해제된 도 4a의 예시적인 원자로 압력 용기(52)를 도시한다. 연료 재공급 작동 동안에, 하부 헤드(98)는 원자로 압력 용기(52)의 상부 원자로 압력 동체(60)로부터 분리될 수 있다. 일부 예에서, 하부 헤드(98)는 연료 재공급 스테이션에 정지 상태로 유지될 수 있는 반면에, 상부 원자로 용기 동체(60)는 크레인에 의해서 인양되어 하부 헤드(98)로부터 멀어지게 움직여서 원자로 코어(6)로의 접근을 용이하게 한다.4B shows the exemplary
구동 샤프트(20)는 수축(retracted)되거나 또는 회수(withdrawn)된 위치에 도시되어 있어서, 하부 단부(102)는 완전히 상부 원자로 용기 동체(60) 및/또는 CRDM 압력 하우징(77) 안에 유지될 수 있다. 예컨대, CRDM(10)은 하부 헤드(98)의 상부 플랜지(110)와 함께 상부 원자로 용기(60)를 장착하는데 이용된 하부 플랜지(108) 위로 구동 샤프트(20)의 하부 단부(102)를 상승시키도록 구성될 수 있다. 구동 샤프트(20)의 하부 단부(102)를 상부 원자로 용기 동체(60) 안으로 회수하는 것은 연료 재공급 작동 동안에 하부 플랜지(108)와 상부 플랜지(110) 사이에 추가적인 간극을 제공할 수 있고, 또한 상부 원자로 용기 동체(60)의 수송 및/또는 저장 동안에 구동 샤프트(20)가 외부 대상물과 접촉하는 것을 방지하거나 또는 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 구동 샤프트(20)가 수축 또는 회수 위치에 있을 때, 구동 샤프트(20)의 상부 단부(104)는 유사하게 CRDM 압력 하우징(77)에 의해 보호될 수 있고 그리고/또는 수용될 수 있다.The
위에서 설명된 바와 같이, 제어봉 조립체(80)는 연료 재공급 작동 중 일부 또는 전부 동안에 원자로 코어(6) 안에 완전하게 삽입되어 유지될 수 있다. 일부 예에서, 원자로 코어(6) 안에 제어봉 조립체(80)의 삽입을 유지하는 것은 핵 규정(nuclear regulatory) 및/또는 안전 상의 고려에 의해 지배될 수 있다. As described above, the
단일-힌지 타입 제어봉 구동 메카니즘(Single-Hinge Type Control Rod Drive Mechanism)Single-Hinge Type Control Rod Drive Mechanism
도 5 는 원격 연결 해제 메카니즘을 포함하는 단일-힌지 타입의 제어봉 구동 메카니즘(88)의 측면도이고 도 6 은 평면도이다. 도 5 및 도 6 을 참조하면, 구동 샤프트 하우징(77)은 구동 샤프트(20)의 상부 단부 위로 걸쇠 메카니즘(138) 둘레에서 연장된다. 구동 샤프트 하우징(77)은 상부 압력 경계로 대체되어 지칭된다.FIG. 5 is a side view and FIG. 6 is a plan view of a single-hinge type control
위에서 설명된 바와 같이, 구동 샤프트(20)는 구동 샤프트 하우징(77)의 저부 단부에 상부에서 연결된 노즐(78)을 통하여 도 2의 원자로 압력 용기(RPV, 52)에 진입한다. 구동 샤프트(20)의 저부 단부는 아래에서 보다 상세하게 도시된 바와 같이 제어봉 조립체(80)에 탈착 가능하게 연결된다.As described above, the
제어봉 구동 메카니즘(88)은 구동 샤프트(20) 및 부착된 제어봉 조립체(80)를 상승 및 하강시키는 구동 조립체(122)를 포함한다. 제어봉 구동 메카니즘(88)은 또한, 구동 샤프트(20)를 제어봉 조립체(80)로부터 연결 해제시키는 연결 해제 조립체(120)를 포함한다. 구동 조립체(122) 및 연결 해제 조립체(120) 모두는 전기 제어 신호를 통하여 RPV(52)의 외부로부터 원격으로 활성화되고 제어될 수 있다.The control
도 7은 제어봉 구동 메카니즘(88)의 측단면도이고, 도 8 은 제어봉 구동 메카니즘(88)에서 사용된 단일-힌지의 걸쇠 조립체(138)의 보다 상세한 단면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 관통 구멍(158)은 구동 샤프트 하우징(77) 및 노즐(78)에 제공된다. 볼트(도면 미도시)는 구멍(158) 안으로 삽입될 수 있어서 구동 샤프트 하우징(77)을 노즐(78)에 연결하며, 이것은 도 2 에 도시된 바와 같이 RPV(52)의 상부 헤드로부터 위로 연장된다.FIG. 7 is a cross-sectional side view of the control
연결 해제봉(132)은 구동 샤프트(20)의 전체 길이를 통하여 연장되고 실린더형 연결 해제 자석(134)은 연결 해제봉(132)의 상부 단부에 부착된다. 연결 해제 자석(134)은 구동 샤프트 하우징(77) 안으로 위로 연장되고, 고리형 연결 해제 코일(136)은 구동 샤프트 하우징(77) 및 연결 해제 자석(134) 둘레에서 연장된다. 활성화되었을 때, 연결 해제 코일(136)은 연결 해제 자석(134)을 상승된 위치에 유지할 수 있어서 연결 해제봉(132)을 구동 샤프트(20) 내에서 수직 상방향으로 수축시킬 수 있다.Disconnect
구동 샤프트(20)의 상부 단부는 쓰레드된 외측 표면(140)을 포함한다. 일 예에서, 쓰레드(thread, 140)는 구동 샤프트(20)를 선형적으로 변위시키기 위하여 ACME® 유형 쓰레드를 포함할 수 있다. 물론, 임의의 다른 유형의 쓰레드 또는 기어(gearing)도 사용될 수 있다. 구동 샤프트(20)는 아래의 연결 해제 자석(134)으로부터, 구동 샤프트 하우징(77) 및 노즐(78)을 통하여, RPV(52)의 상부 헤드로 연장된다(도 1). 구동 샤프트(20)는 RPV(52)의 길이를 통하여 연장되고, 저부 단부는 제어봉 조립체(80)에 연결되는 그래플(grapple, 126)을 포함한다. 연결 해제 자석(134) 및 연결 해제 코일(136)은 연결 해제 조립체(120)를 에워싼다.The upper end of the
구동 코일(128)의 고리형 구성은 구동 샤프트 하우징(77) 외측 둘레로 연장될 수 있고, 구동 샤프트 하우징(77) 내부의 구동 자석(130)의 고리형 구성은 구동 샤프트(20) 둘레로 연장될 수 있다. 연속적으로 활성화되는 구동 코일(128)들은 구동 자석(130)을 상승시킬 수 있다. 도 8에서 교류 구동 코일(128)의 교류 활성화 작용도 구동 샤프트(20)의 중심축(156) 둘레에서 구동 자석(130)을 회전시킬 수 있다. 구동 코일(128), 구동 자석(130) 및 걸쇠 조립체(138)는 구동 조립체(122)를 형성한다.The annular configuration of the
단일-힌지 걸쇠 조립체(138)는 저부 단부상에서 구동 샤프트 하우징(77)에 결합되고 상부에서 구동 자석(130)에 결합된다. 걸쇠 조립체(138)는 구동 샤프트(20) 둘레에서 연장되는 중심 개구를 포함하는 고리형 베이스(142)를 포함한다. 립(lip, 143)은 베이스(142)의 외측 저부 단부로부터 외측으로 연장되고, 구동 샤프트 하우징(77)의 저부 단부와 노즐(78)의 상부 단부 사이에 형성된 요부(recess) 안에 안착된다. 립(143)은 노즐(78)의 상부 표면에 대하여 아래로 억제하는 유지 베이스(hold-down holding base, 142)로서 기능한다.A single-
고리형 칼라(annular collar, 148)는 베이스(142)에 회전되게 부착되고, 베이스(142)의 상부 둘레에 연장된 베어링(154)의 상부에 부착된 스텝(step, 144)을 포함한다. 칼라(146)는 또한 구동 샤프트(20)를 수용하고 그 둘레에서 연장된 중심 개구를 포함한다. 칼라(146)는 베이스(142)상에 수직으로/상승되게 유지되지만, 베어링(154)과 베이스(142)의 상부에서 구동 샤프트(20)의 중심축(156)을 중심으로 회전한다.An
파지부(gripper, 150)의 외측 단부는 제1 핀(152A)으로 칼라(148)의 상부 단부에 피봇되게 부착된다. 파지부(150)의 내측 단부는 걸쇠(146)의 저부 단부에 제2 핀(152B)으로 피봇되게 부착된다. 걸쇠(146)의 상부 단부는 구동 자석(130)에 부착된다. 구동 자석(130)이 내려졌을 때 걸쇠(146)의 저부 단부는 칼라(148)의 스텝(144)의 상부에 안착될 수 있다.The outer end of the
활성화되었을 때, 구동 코일(128)은 구동 자석(130)을 수직 상방향으로 들어올려서 걸쇠(146)를 들어올린다. 걸쇠(146)를 들어올리는 것은 파지부(150)의 내측 단부가 위로 회전되게 하여 구동 샤프트(20) 상의 쓰레드(140)와 맞물리도록 한다. 파지부(150)의 외측 단부는 칼라(148)에 의하여 제 위치에 수직으로 유지되는 핀(152A)을 중심으로 회전한다.When activated, the
파지부(150)의 내측 단부를 상승시킨 이후에, 구동 코일(128)은 구동 샤프트(20)의 중심 축(156)을 중심으로 구동 자석(130)을 회전시키기 시작할 수 있다. 구동 자석(130)의 저부 단부가 구동 샤프트(20)의 외측 원주 둘레에서 상승된 걸쇠(146) 및 부착된 파지부(150)를 회전시키기 시작한다. After raising the inner end of the
회전하는 파지부(150)는, 베이스(142)에 의하여 제 위치에 상승되게 억제되어 유지되는 동안, 칼라(148)를 베이스(142)의 상부 위와 중심축(156) 둘레에서 회전한다. The
파지부(150)의 내측 단부는 쓰레드(140) 내에서 회전하여 구동 샤프트(20)를 노즐(78) 및 구동 샤프트 하우징(77) 내부에서 축방향 및 선형으로 위로 움직인다. 구동 코일(128)은 구동 자석(130)을 대향하는 방향으로 회전시킬 수 있어서, 쓰레드(140) 안의 부착된 파지부(150)를 반대 방향으로 회전시키기도 한다. 따라서, 파지부(150)는 전기 제어 시스템에 의하여 지령되는 바에 따라 상방향으로 또는 하방향으로 구동 샤프트(20)를 축방향 및 선형으로 움직인다.The inner end of the
구동 코일(128)들을 비활성화시키는 것은 구동 자석(130)을 수직 방향 아래로 강하시킨다. 파지부(150)의 내측 단부는 핀(152B)을 중심으로 하방향으로 회전하여, 쓰레드(140)로부터 맞물림 해제된다. 이제 구동 샤프트(20)는 파지부(150)로부터 해제되어, 중력에 의해 자유롭게 수직 방향 아래로 강하한다.Deactivating the drive coils 128 lowers the
도 9는 구동 조립체(122)의 단면 평면도이다. 고리형 구동 코일(128)은 구동 샤프트 하우징(77)의 외측 둘레에서 연장되고, 고리형 구동 자석(130)은 구동 샤프트 하우징(77)의 내측 둘레에서 연장된다. 구동 샤프트(20)는 구동 자석(130)에 형성된 중심 개구를 통해 연장되고, 연결 해제봉(132)은 구동 샤프트(20)의 중심축을 따라서 형성된 구멍을 통해 연장된다. 쓰레드(140)는 구동 샤프트(20)의 외측 표면 둘레에서 연장된다.9 is a cross-sectional plan view of the
연속적으로 활성화될 때, 구동 코일(128)은 구동 자석(130)을 수직 방향 위로 들어올리는 전자기장을 발생시킨다. 구동 코일(128)이 교류 패턴으로 활성화되면, 전자기장도 구동 자석(130)을 중심축 둘레에서 회전시켜서 구동 조립체(122)가 전기 모터처럼 효과적으로 작동하게 한다. 예컨대, 전기 제어 시스템은 제1 주기 동안 구동 코일(A)을 활성화시킬 수 있고, 교번하는 제2 주기 동안 구동 코일(B)을 활성화시킬 수 있다. 구동 코일(A, B)이 교번하여 활성화되어 구동 자석(M)이 구동 샤프트(20)를 통해 연장되는 수직 축을 중심으로 회전하게 한다.When continuously activated, the
도 10은 단일-힌지의 걸쇠 조립체(138)의 평면 단면도이다. 연결 해제봉(132)은 구동 샤프트(20)의 중심을 통해 연장된다. 쓰레드(140)는 구동 샤프트(20)의 외측 표면 둘레에서 연장된다. 걸쇠(146)는 고리형 단면 형상을 가지고, 핀(152B)을 통하여 파지부(150)의 내측 단부에 부착된다. 칼라(148)도 고리형 단면 형상을 포함하고 핀(152A)을 통하여 파지부(150)의 외측 단부에 부착된다. 위에서 설명된 바와 같이, 걸쇠(146)는 구동 자석(130)에 부착되고 수직 방향 상하로 움직일 수 있다. 구동 샤프트 하우징(77)도 구동 샤프트(20)와 동일 중심으로 정렬된 고리형 단면 형상을 가진다. 또한 임의의 개수의 파지부(150)가 구동 샤프트(20) 둘레에 위치될 수 있음이 주목되어야 한다. 예컨대, 4개의 파지부(150)가 구동 샤프트(20) 둘레에서 90도로 떨어져서 위치될 수 있다.10 is a top cross-sectional view of a single-
도 11a 내지 도 11e는 제어봉 구동 메카니즘(88)의 상이한 작동 위치들을 나타내는 측단면도이다. 도 11a를 참조하면, 구동 조립체(122)는 하강된 상태로 도시되어 있다. 구동 코일(128)은 비활성화되고 구동 자석(130)은 하강된 위치로서, 제어봉 조립체(80)는 원자로 코어(6) 안에 완전하게 삽입되어 있다(도 1). 부착된 걸쇠(146)를 가진 하강된 구동 자석(130)은 구동 샤프트(20)의 쓰레드(140)로부터 파지부(150)를 해제시켰다.11A-11E are cross-sectional side views showing different operating positions of the control
강제된 SCRAM 또는 전력의 손실 동안에, 구동 코일(128)은 비활성화될 수 있어서, 걸쇠 조립체(138)로부터 연결 해제된, 구동 샤프트(20)가 중력에 의해 아래로 떨어지게 할 수 있다. 따라서 부착된 제어봉 조립체(80)는 연료 조립체(90)로 강하됨으로써 원자로 코어(6)를 중화(neutralize)시킨다 (도 1 및 도 3 참조). 따라서, CRDM(88)은 전력 고장 중에 비활성화될 때마다 원자로 코어(6)를 자동적으로 긴급 정지(scramming)시키는 장점을 가진다.During a forced SCRAM or loss of power, the
연결 해제 조립체(120)는 하강된 상태에 있는 것이 도시되어 있다. 연결 해제 코일(136)은 비활성화되고 연결 해제 자석(134)은 하강된 위치에서 구동 샤프트(20)의 상부에 안착된다. 하강된 위치에서, 연결 해제봉(132)의 저부 단부는 그래플(126)의 왕복 아암(127A, 127B) 사이에 연장된다. 벌려진 그래플 아암(127A, 127B)은 제어봉 조립체(80)의 실린더형 허브(82)에 있는 홈에 대하여 가압되고 그 안으로 잠금이 이루어진다.
도 11b 는 구동 조립체(122)를 상승된 상태로 도시한다. 구동 코일(128)은 활성화되고 구동 자석(130)은 상승된 위치에 있다. 상승된 구동 자석(130)은 부착된 걸쇠(146)를 상승시켜서 파지부(150)의 내측 단부들을 상방향으로 움직이고, 구동 샤프트(20)의 쓰레드(140)와 상호 잠금(interlocking)을 이룬다. 잠긴 파지부(150)들은 구동 자석(130)의 회전 방향에 기초하여 구동 샤프트(20)를 상승 또는 하강시킬 수 있다.11B shows the
연결 해제 조립체(120)는 여전히 하강된 상태에 있으며, 연결 해제봉(132)의 저부 단부는 그래플 아암(127A, 127B) 사이에 삽입되어 유지된다. 벌려진 그래플 아암(127A, 127B)은 실린더형 허브(82)의 내부에 잠긴 상태로 유지되어 구동 샤프트(20)의 저부 단부를 제어봉 조립체(80)에 잠근다.The
도 11c는 구동 조립체(122)를 상승된 상태로 도시한다. 구동 코일(128)은 활성화되고 구동 자석(130)은 상승되어, 부착된 걸쇠(146)를 위로 움직여서 파지부(150)의 내측 단부를 쓰레드(140)와 맞물린다. 구동 코일(128)이 구동 자석(130)을 회전시키기 시작할 수 있어서 파지부(150)가 구동 샤프트(20)의 맞물린 쓰레드(140) 둘레에서 회전할 수 있다. 회전하는 파지부(150)는 구동 샤프트(20)를 축방향 및 선형 상방향으로 구동 샤프트 하우징(77) 안에 강제하고, 연결된 제어봉 조립체(80)를, 원자로 코어 안으로의 반응도 삽입(reactivity insertion)을 일으키지 않는 짧은 거리(소위 데드 밴드(dead band)이내)로 들어올린다.11C shows the
구동 샤프트(20)를 들어올리는 것은 연결 해제 자석(134)을 들어올려서, 부착된 연결 해제봉(132)의 저부 단부를 그래플 아암(127A, 127B) 사이에 유지한다. 즉, 구동 샤프트(20) 및 연결 해제봉(132)을 함께 들어올리는 것은 아래에 설명된 연결 해제 이전에 구동 샤프트(20)의 저부 단부를 제어봉 구동 메카니즘(80)에 부착된 상태로 유지한다.Lifting the
도 11d는 구동 조립체(122)를 하강된 상태로 도시하고 연결 해제 조립체(120)를 상승된 상태로 도시한다. 구동 샤프트(20) 및 연결 해제 자석(134)이 도 11c에 도시된 상승 위치에 있을 때, 연결 해제 코일(136)은 활성화된다. 구동 코일(128)은 그후 구동 자석(130)을 반대 방향으로 회전시킬 수 있어서 구동 샤프트(20)를 수직 하방향으로 내린다. 동시에, 연결 해제 코일(136)은 연결 해제 자석(134)을 상승된 위치에 유지한다. 파지부(150)가 계속적으로 구동 샤프트(20)를 선형으로 아래로 움직이므로, 연결 해제봉(132)의 저부 단부는 그래플(126)의 사이로부터 밖으로 그리고 위로 미끄러진다. 따라서 그래플 아암(127A, 127B)은 내측으로 왕복하여 제어봉 조립체(80)로부터 연결 해제되며, 이것은 짧은 거리로 하강한다. 대안으로서, 연결 해제 코일(136)이 연결 해제 자석(134)을 상승된 위치에 유지하면서, 구동 코일(128)은 비활성화되어 구동 샤프트(20)를 강하시키고 제어봉 조립체(80)를 연결 해제시킨다.11D shows the
도 11e는 연결 해제 조립체(120) 및 구동 조립체(122) 모두를 하강된 상태에서 도시한다. 연결 해제 코일(136)을 비활성화시키는 것은 연결 해제 자석(134)을 해제시켜서 연결 해제봉(132)의 저부 단부가 그래플 아암(127A, 127B) 사이에서 미끄러지게 한다. 다음에 구동 코일(128)은 비활성화될 수 있어서 파지부(150)를 구동 샤프트(20)로부터 연결 해제시킨다. 다음에 벌려진 그래플(126)은 제어봉 조립체(80)의 상부에 안착된다.11E shows both the
따라서, 구동 코일(128) 및 연결 해제 코일(136)은 원자로 코어 연료 재공급 작동 중에 원격으로 활성화 및 비활성화될 수 있어서 선형으로 구동 샤프트(20)를 변위시키며, 또한 구동 샤프트(20)를 제어봉 조립체(80)로부터 연결 해제시킨다. 원자로 용기(52)의 재조립 및 연료 재공급이 완료된 이후에 제어봉 조립체(80)를 다시 연결하는 것은 (도 4a 및 도 4b) 도 11a 내지 도 11d에 도시된 단계들의 역순으로 수행될 수 있다. Accordingly, the
이중-힌지 타입 제어봉 구동 메카니즘(Dual-Hinge Type Control Rod Drive Mechanism)Dual-Hinge Type Control Rod Drive Mechanism
도 12는 이중-힌지 타입 제어봉 구동 메카니즘(159)의 측면도이다. 도 13a 및 도 13b는 제어봉 구동 메카니즘(159)의 측단면도이다. 도 14는 이중-힌지 걸쇠 조립체(160)의 보다 상세한 도면이다.12 is a side view of a double-hinge type control
도 12, 도 13a, 도 13b 및 도 14 를 참조하면, 제어봉 구동 메카니즘(159)에 있는 구동 조립체(122) 및 연결 해제 조립체(120)는 위에서 설명된 것과 실질적으로 동일한 구동 및 연결 해제 코일과 자석을 포함한다. 구동 샤프트 하우징(77) 및 노즐(78)도 위에서 설명된 것과 실질적으로 모두 동일하다. 연결 해제봉(132), 구동 샤프트(20) 및 쓰레드가 있는 외측 표면(140)도 위에서 설명된 것과 유사하다.12, 13A, 13B, and 14 ,
위에서 설명된 것과 유사하게, 연속적으로 활성화되는 구동 코일(128)은 구동 자석(130)을 상승시키고 고리형 구동 코일(128)과 정렬시킨다. 또한 인접한 구동 코일(128)이 교번하여 활성화되어 구동 샤프트(20)의 중심축(156) 둘레에서 구동 자석(130)들을 회전시킬 수도 있어서, 구동 샤프트(20) 및 부착된 제어봉 조립체(80)의 선형 운동을 강제한다.Similar to that described above, the continuously activated
이중-힌지 걸쇠 조립체(160)는 구동 샤프트 하우징(77)의 저부 단부에 결합되고 상부 단부에서 구동 자석(130)에 결합된다. 걸쇠 조립체(160)는 위에서 설명된 바와 같이 유사한 베이스(142)를 포함하며, 이것은 구동 샤프트(20) 둘레에서 연장된 중심 개구를 포함한다. 유사한 립(143)이 베이스(142)의 외측 저부 단부로부터 외측으로 연장되고, 구동 샤프트 하우징(77)의 저부 단부와 노즐(78)의 상부 단부 사이에 형성된 요부 안에 안착된다. 립(143)은 노즐(78)의 상부 표면에 대하여 아래로 억제하는 유지 베이스(hold-down holding base, 142)로서 기능한다.The double-
도 13a를 참조하면, 구동 조립체(122)는 상승된 상태로 도시되어 있다. 구동 코일(128)을 활성화시키는 것은 구동 자석(130) 및 부착된 걸쇠(162)를 상승시킨다. 파지부(164)의 하부 단부는 상방향으로 그리고 내측으로 움직여서 구동 샤프트(20)의 쓰레드(140)와 맞물린다. 다음에 구동 자석(130)의 회전 방향에 기초하여, 잠겨진 파지부(164)는 구동 샤프트(20)를 상승 또는 하강시킬 수 있다.Referring to FIG. 13A , the
연결 해제 조립체(120)는 내려진 위치에서 도시되어 있으며, 연결 해제봉(132)의 저부 단부는 그래플(126)의 아암(127A, 127B) 사이에 삽입된다. 벌어진 아암(127A, 127B)은 실린더형 허브(82)의 내측에 잠겨서 구동 샤프트(20)의 저부 단부를 제어봉 조립체(80)에 잠기게 한다.
도 13b를 참조하면, 구동 조립체(122) 및 연결 해제 조립체(120)는 하강된 상태로 도시되어 있다. 구동 코일(128)을 비활성화시키는 것은 구동 자석(130) 및 부착된 걸쇠(162)를 하강시킨다. Referring to FIG. 13B ,
파지부(164)는 아래로 그리고 외측으로 움직여서 구동 샤프트(20)의 쓰레드(140)와 맞물림 해제된다.The gripping
연결 해제 조립체(120)는 여전히 비활성화된 것으로 도시되어 있으며, 연결 해제봉(132)의 저부 단부는 그래플(126)의 아암(127A, 127B) 사이에 삽입되어 유지된다. 벌어진 아암(127A, 127B)은 실린더형 허브(82)의 내부에 잠긴 상태로 유지되어 구동 샤프트(20)의 저부 단부를 제어봉 조립체(80)에 잠기게 한다.
도 14에서, 도 8과 유사한 설계의 고리형 칼라(148)는 베이스(142)에 부착되지만, 회전되게 결합 해제되며, 베이스(142)의 상부 둘레에서 연장되는 베어링(154)의 상부에 부착되는 유사한 스텝(144)을 포함한다. 칼라(146)는 또한 구동 샤프트(20)를 수용하고 그 둘레에서 연장된 중심 개구를 포함한다. 칼라(146)는 베이스(142)상에 수직으로/상승되게 유지되지만, 베어링(154)과 베이스(142)의 상부에서 구동 샤프트(20)의 중심축(156)을 중심으로 회전한다.In FIG. 14 , an
힌지(168)의 외측 단부는 제1 핀(166A)으로 칼라(148)의 상부 단부에 피봇되게 부착된다. 힌지(168)의 내측 단부는 파지부(164)의 하부 단부에 제2 핀(166B)으로 피봇되게 부착된다. 걸쇠(162)의 상부 단부는 구동 자석(130)에 부착되고, 걸쇠(162)의 저부 단부는 파지부(164)의 상부 단부에 제3 핀(166C)으로 피봇되게 부착된다.The outer end of the
활성화되었을 때, 구동 코일(128)은 구동 자석(130)을 수직 상방향으로 들어올려서 걸쇠(162)도 상승시킨다. 파지부(164) 및 힌지(168)의 내측 단부도 상방향으로 움직여서, 파지부(164)의 저부 단부를 내측으로 움직임으로써 구동 샤프트(20)의 쓰레드(140)와 맞물린다.When activated, the
파지부(164)의 하부 단부들과 맞물린 후에, 구동 코일(128)은 구동 샤프트(20)의 중심축(156)을 중심으로 구동 자석(130)을 회전시키기 시작할 수 있다. 구동 자석(130)의 저부 단부도 상승된 걸쇠(146) 및 맞물린 파지부(164)를 구동 샤프트(20) 둘레에서 회전시키기 시작한다. 회전하는 파지부(164)는 또한 베이스(142)에 의하여 수직으로 억제되면서 중심축(156)을 중심으로 칼라(148)를 회전시킨다.After engaging the lower ends of the
파지부(164)의 내측 단부는 맞물린 쓰레드(140) 내에서 회전하여 구동 샤프트(20)를 노즐(78) 및 구동 샤프트 하우징(77) 내부에서 선형으로 위로 움직인다. 구동 코일(128)은 구동 자석(130)을 대향하는 방향으로 회전시킬 수 있어서, 파지부(164)를 쓰레드(140)내에서 반대 방향으로 회전시킴으로써 구동 샤프트(20)를 축방향 아래로 움직인다.The inner end of the
구동 코일(128)을 비활성화시키는 것은 파지부(164)의 내측 단부 및 구동 자석(130)을 아래로 강하시킨다. 힌지(168)도 아래로 그리고 외측으로 회전하여 파지부(164)의 하부 단부를 쓰레드(140)로부터 맞물림 해제시킨다. Deactivating the
이제 구동 샤프트(20)는 파지부(150)로부터 해제되고 중력을 통하여 수직 방향 아래로 자유롭게 강하한다. The
도 15는 이중-힌지 걸쇠 조립체(160)의 평면 단면도이다. 연결 해제봉(132)은 구동 샤프트(20)의 중심선을 통하여 연장된다. 쓰레드(140)는 구동 샤프트(20)의 외측 표면 둘레에서 연장된다. 걸쇠(162)는 고리형 단면 형상을 가지고 저부 단부에서 파지부(164)의 상부 단부에 부착된다. 칼라(148)도 고리형 단면 형상을 포함하고 힌지(168)의 외측 단부에 핀(166A)을 통하여 부착된다. 위에서 설명된 바와 같이, 칼라(146)는 구동 자석(130)에 부착되고 수직 상하로 움직일 수 있다. 구동 샤프트 하우징(77)도 구동 샤프트(20)와 동일 중심으로 정렬된 고리형 단면 형상을 가진다.15 is a top cross-sectional view of the double-
도 16a 내지 도 16g는 위에서 설명된 단일-힌지 타입의 제어봉 구동 메카니즘(88) 또는 이중-힌지 타입의 제어봉 구동 메카니즘(159)의 상이한 작동을 나타내는 단순화된 개념도로서, 본원에서 설명된 CRDM 기능을 달성하기 위한 주요 요소들에 초점을 맞춘 것이다. 설명의 목적을 위하여, 다음의 축약어가 사용된다. 16A-16G are simplified conceptual diagrams illustrating the different operations of the single-hinge type control
구동 코일(128) = A drive coil (128) = A
구동 자석(130) = B Driving
걸쇠(146, 162) = C clasp (146, 162) = C
구동 샤프트(20) = D drive shaft (20) = D
파지부(150, 164) = E Gripping
연결 해제 코일(136) = F Disconnect coil (136) = F
연결 해제 자석(134) = G Disconnect Magnet (134) = G
그래플(126) = H Grapple (126) = H
구동 샤프트 하우징(77) = I Drive shaft housing (77) = I
베이스(142) = J
연결 해제봉(132) = K Disconnect rod (132) = K
제어봉 조립체(80) = CRAControl rod assembly (80) = CRA
동일 중심의 전자기 코일(A, F)은 구동 샤프트 하우징(I)의 외측 상에서 연장되며, 구동 샤프트 하우징은 압력 경계(pressure boundary)로서 지칭되기도 한다. 외측에 있는 코일(A, F)은 압력 경계(I) 내부에서 실린더형 자석(B, G)을 각각 움직이도록 상호 작용한다.The concentric electromagnetic coils A, F extend on the outside of the drive shaft housing I, which is also referred to as a pressure boundary. The outer coils (A, F) interact to move the cylindrical magnets (B, G) inside the pressure boundary (I), respectively.
도 16a를 참조하면, 구동 코일(A)은 초기에 전기가 인가되지 않는다. 걸쇠(C)는 고리형 구동 자석(B)에 고정되고 구동 샤프트 하우징(I) 내측에서 베이스(J) 상에 안착된다.Referring to FIG. 16A , electricity is not initially applied to the driving coil A. The clasp (C) is fixed to the annular drive magnet (B) and is seated on the base (J) inside the drive shaft housing (I).
도 16b를 참조하면, 구동 코일(A)에 전력이 인가되어, 구동 코일(A)과 정렬될 때까지 구동 자석(B)을 들어올린다. 이것은 걸쇠(C)를 들어올리고, 압력 경계(I)의 내측에 대하여 수직으로 고정된 핀 둘레에서 피봇되는 파지부(E)에 맞물리지만 걸쇠(C)의 회전을 허용한다. 파지부(E)는 구동 샤프트(D)의 쓰레드 홈(threaded grooves) 안에 맞춰진다. Referring to FIG. 16B , power is applied to the driving coil A to lift the driving magnet B until it is aligned with the driving coil A. This lifts the clasp C and engages a gripper E that pivots around a pin fixed perpendicular to the inside of the pressure boundary I, but allows rotation of the clasp C. The gripping portion E fits into the threaded grooves of the drive shaft D.
도 16c 를 참조하면, 특정한 시퀀스로 구동 코일(A)을 작동시킴으로써, 구동 자석(B) 및 걸쇠(C)는 회전 운동으로 설정되고, 동시에 구동 코일(A)과 같은 높이로 여전히 유지된다. 이것은 파지부(E)의 맞물림 해제를 배제시킨다. 파지부(E)의 회전 운동은 선형의 구동 샤프트 운동으로 변환되어 구동봉(drive rod, D) 및 부착된 CRA를 상승시킨다.Referring to FIG. 16C , by actuating the drive coil A in a specific sequence, the drive magnet B and the clasp C are set in rotational motion, while at the same time still maintained flush with the drive coil A. This precludes disengagement of the gripping portion E. The rotational motion of the gripper E is converted into a linear drive shaft motion to raise the drive rod D and the attached CRA.
다시 도 16a를 참조하면, 전력의 상실 또는 SCRAM 신호시에, 구동 코일(A)은 구동 자석(B)을 해제시켜서 파지부(E)가 걸쇠(C)의 하강에 기인하여 아래로 그리고 외측으로 피봇되게 한다. 이것은 구동 샤프트(D)의 중력으로 인한 하강이 부착된 CRA를 원자로 코어로 강하시키는 안전 특성을 제공한다.Referring back to FIG. 16A , upon loss of power or SCRAM signal, the drive coil A releases the drive magnet B so that the gripper E moves downward and outward due to the lowering of the latch C. make it pivot This provides a safety feature whereby the gravity-induced descent of the drive shaft D lowers the attached CRA to the reactor core.
도 16d 내지 도 16g는 도 4a 및 도 4b의 원자로 압력 용기(52)의 분해 이전에 CRA 로부터 구동 샤프트(D)를 원격으로 연결 해제하는 방법을 나타낸다. 구동 코일(A)은 초기에 전력 인가가 되지 않고 걸쇠(C)는 베이스(J)상에 놓인다. 이것은 도 16a에 도시된 초기의 구동 샤프트 맞물림 구성과 유사할 수 있다.16D-16G show a method of remotely disconnecting the drive shaft D from the CRA prior to disassembly of the
도 16d를 참조하면, 구동 코일(A)은 활성화되어 구동 자석(B) 및 걸쇠(C)를 상승시키고 파지부(E)가 구동 샤프트(D)와 맞물리게 한다. 도 11c에서 위에 도시된 바와 같이, 구동 코일(A)은 구동 자석(B) 및 걸쇠(C)를 회전 운동하게 하며, 동시에 구동 코일(A)과 동일한 높이에 유지한다. 회전하는 파지부(E)는 구동 샤프트(D) 및 연결 해제 자석(G)을 상승된 위치로 선형 상방향으로 움직여서, 부착된 CRA를 원자로 코어 안으로의 반응도 삽입을 일으키지 않는 짧은 거리(소위 데드 밴드 이내)로 들어올린다.Referring to FIG. 16D , the drive coil A is activated to raise the drive magnet B and the shackle C and engage the grip portion E with the drive shaft D. As shown above in FIG. 11C , the driving coil (A) causes the driving magnet (B) and the clasp (C) to rotate while maintaining the same height as the driving coil (A). The rotating gripper (E) moves the drive shaft (D) and disconnection magnet (G) linearly upwards to the raised position, thereby causing the attached CRA to undergo a short distance (so-called dead band) that does not cause reactive insertion into the reactor core. within) is lifted.
도 16e를 참조하면, 구동 코일(A)에는 여전히 전력이 인가되어 구동 자석(B), 구동 샤프트(D), 연결 해제 자석(G) 및 연결 해제봉(K)을 상승된 위치에 유지한다. 연결 해제 코일(F)에는 전력이 인가되어 연결 해제 자석(G) 및 부착된 연결 해제봉(K)을 수직으로 제 위치에 유지한다. 다음에 구동 코일(A)은 구동 자석(B), 걸쇠(C) 및 파지부(E)를 반대 방향으로 회전하여 구동 샤프트(D)를 선형으로 하강시킨다. 구동 샤프트(D)의 저부 단부 상에 있는 그래플(H)은 현재 CRA를 유지하고, 연결 해제봉(K)의 저부 단부는 그래플 아암으로부터 위와 아래로 움직이기 시작한다. 그래플(H)의 아암은 수축하여, 도 3에 도시된 핵연료 조립체 상부 노즐(92)의 상부에 다시 놓일 때까지, 짧은 거리로 CRA를 강하시킨다.Referring to FIG. 16E , power is still applied to the drive coil A to maintain the drive magnet B, the drive shaft D, the disconnect magnet G, and the disconnect rod K in an elevated position. Power is applied to the disconnection coil (F) to hold the disconnection magnet (G) and the attached disconnection rod (K) in place vertically. The drive coil A then rotates the drive magnet B, the clasp C, and the gripper E in opposite directions to linearly lower the drive shaft D. The grapple H on the bottom end of the drive shaft D holds the current CRA, and the bottom end of the disconnect rod K starts moving up and down from the grapple arm. The arm of the grapple H retracts, lowering the CRA a short distance until it rests on top of the nuclear fuel assembly
도 16f를 참조하면, 구동 코일(A)은 전력이 인가되어 유지되며 따라서 구동 자석(B)을 제 위치에 유지한다. 그후 연결 해제 코일(F)에는 전력이 인가되지 않는다. 이것은 연결 해제 자석(G)을 해제시켜서 연결 해제봉(K)의 저부 단부가 구동 샤프트(D)의 저부 상의 그래플(H)로 삽입되어 그래플을 확장시키게 한다. Referring to FIG. 16F , the drive coil A remains energized and thus holds the drive magnet B in place. After that, no power is applied to the disconnection coil (F). This releases the disconnect magnet G so that the bottom end of the disconnect rod K is inserted into the grapple H on the bottom of the drive shaft D to expand the grapple.
도 16g를 참조하면, 구동 코일(A)에는 전력이 인가되지 않아서 고리형 구동 자석(B) 및 걸쇠(C)를 해제시킨다. 구동 샤프트(D)는 그래플(H)이 CRA 실린더형 허브의 상부에 맞물리지 않으면서 놓일 때까지 짧은 거리로 강하한다. 이것은 CRA를 제거하지 않으면서 연료 재공급를 위하여 원자로 압력 용기의 상부 섹션 및 하부 섹션이 분리될 수 있게 한다.Referring to FIG. 16G , power is not applied to the driving coil (A) to release the annular driving magnet (B) and the clasp (C). The drive shaft (D) is lowered a short distance until the grapple (H) rests unengaged on top of the CRA cylindrical hub. This allows the upper and lower sections of the reactor pressure vessel to be separated for refueling without removing the CRA.
CRA에 대한 그래플(H)의 재 연결(re-connection)은 역의 순서로 수행된다. 구동 코일(A)은 구동 샤프트(D) 및 연결 해제 자석(G)을 수직 상방향으로 상승 위치로 움직일 수 있다. 연결 해제 코일(F)들은 활성화될 수 있어서 연결 해제 자석(G) 및 연결 해제봉(K)을 상승된 위치에 유지한다. 다음에 구동 코일(A)은 구동 샤프트(D)를 하강시킬 수 있어서 그래플(H)을 수축시키고 CRA 안으로 삽입한다. 다음에 연결 해제 코일(F)이 비활성화될 수 있어서 연결 해제 자석(G) 및 연결 해제봉(K)의 저부를 그래플(H) 사이에 강하시킨다. 그래플(H)은 확장하여 CRA로 잠금이 이루어진다.The re-connection of the grapple H to the CRA is performed in the reverse order. The drive coil (A) can move the drive shaft (D) and the disconnect magnet (G) to a vertically upwardly raised position. The disconnection coils (F) can be activated to hold the disconnection magnet (G) and disconnection rod (K) in a raised position. The drive coil A can then lower the drive shaft D to retract the grapple H and insert it into the CRA. The disconnect coil F may then be deactivated to lower the disconnect magnet G and the bottom of the disconnect rod K between the grapple H. Grapple (H) is extended and locked with CRA.
대안으로서, 그래플(H)은 연결 해제 코일(F)의 전자기력을 이용하여 연결 해제 자석(G)을 위로 당김으로써 CRA와 다시 맞물린다. 연결 해제 자석(G)은 구동 코일(A)에 동시에 전력을 인가하지 않으면서 상승된 위치로 움직인다. 구동 샤프트(D)의 중량은 연결 해제봉(K)만이 구동 샤프트(D)의 내측으로 위로 움직이도록 충분히 무거울 수 있다. 그래플(H)은 수축되어 CRA 실린더형 허브 안으로 삽입된다. 연결 해제 코일(F)은 다음에 비활성화됨으로써 연결 해제봉(K)의 저부는 그래플(H)로 아래로 강하한다. 그래플(H)은 확장하여 CRA로 잠금이 이루어진다.Alternatively, the grapple H uses the electromagnetic force of the disconnect coil F to pull the disconnect magnet G upward to re-engage with the CRA. The disconnection magnet (G) moves to the raised position without applying power to the drive coil (A) at the same time. The weight of the drive shaft D may be heavy enough so that only the disconnect rod K moves upwards inwardly of the drive shaft D. The grapple H is retracted and inserted into the CRA cylindrical hub. The disconnect coil F is then deactivated so that the bottom of the disconnect rod K is lowered down to the grapple H. Grapple (H) is extended and locked with CRA.
CRDM 냉각 시스템CRDM cooling system
도 17은 통합된 냉각 시스템(180)을 구비하는 예시적인 제어봉 구동 메카니즘(CRDM, 88)과 함께 원자로 모듈(5)의 상부 단면도를 도시한다. 도 18은 보다 구체적인 사항으로 냉각 시스템(180) 및 CRDM(88)을 나타내는 입체 사시도이다. 원자로 모듈(5)은 위에서 설명된, 동일한 상부 격납 용기(76) 하우징을 포함한다. 복수 개의 구동 샤프트 하우징(77)은 상부 격납 용기(76) 안에 위치된다. 또한 위에서 설명된 바와 같이, 복수 개의 구동 샤프트(20)는, 상부에서 구동 샤프트 하우징(77)의 저부 단부에 연결되는 노즐(78)을 통해 RPV(52)로 아래로 연장된다.17 shows a top cross-sectional view of a
구동 샤프트 하우징(77)은 전술한, 임의의 CRDM(88), 연결 해제 조립체(120), 구동 조립체(122), 단일-힌지 걸쇠 조립체(138) 또는 이중-힌지 타입의 제어봉 구동 메카니즘(159)을 보유할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 구동 조립체(122)는 구동 샤프트(20)를 상승 또는 하강시킬 수 있고 연결 해제 조립체(120)는 구동 샤프트(20)를 제어봉 조립체(80)로부터 연결 해제시킬 수 있다(도 3). 구동 조립체(122) 및 연결 해제 조립체(120) 모두는 전기 제어 신호를 통하여 RPV(52)의 외부로부터 원격으로 활성화되고 제어될 수 있다.The
또한 위에서 언급한 바와 같이, 격납 용기(70)와 원자로 압력 용기(52) 사이에 위치된 격납 영역(74) 안에 있는 임의의 공기 또는 다른 기체라도 원자로의 시동 중에 또는 그 이전에 제거될 수 있거나 비워질 수 있다. 격납 용기(74)로부터 비워지거나 또는 배출된 기체는 비응축성 기체 및/또는 응축성 기체를 포함할 수 있다.Also as noted above, any air or other gas in
냉각 시스템(180)은 구동 코일(128)의 상부로부터 위로 그리고 연결 해제 조립체(120) 둘레에서 연장되는 일련의 열핀(heat fin, 184)을 포함한다. 열핀(184)은 편평한 형상으로 구비될 수 있고, 알루미늄, 구리, 스테인리스 스틸 또는 임의의 다른 열 전도 금속과 같은 임의의 열침(heat sink) 재료로 형성될 수 있다. 열핀(184)은 RPV(52)와 CNV(70) 사이에 형성된 격납 영역(74) 내의 더 차가운 온도를 갖는 CNV 표면으로의 복사 열전달을 위해 개선된 경로를 갖는다. 열핀(184)은 CRDM(88)의 풋프린트(footprint)를 실질적으로 증가시키지 않고 구동 코일(128)에 의해 생성된 열을 제거할 수 있다.The
일 예에서, 열핀(184)은 구동 코일(128)을 유지하는 외부 금속 인클로져(enclosure, 185)와 함께 형성되거나 부착될 수 있다. 예컨대, 구동 코일(128) 및 열핀(184)은 구동 샤프트 하우징(77)을 따라 미끄러질 수 있는 동일한 모듈의 고리형 인클로져로 형성될 수 있다.In one example, the
도 19는 CRDM 냉각 시스템(180)의 하부 부분의 평면 단면도이다. 위의 도 9에서 설명된 바와 같이, 고리형 구동 코일(128)은 구동 샤프트 하우징(77)의 외측 원주 둘레에서 연장되고 고리형 구동 자석(130)은 구동 샤프트 하우징(77)의 내측 둘레에서 연장된다. 구동 샤프트(20)는 구동 자석(130)에 형성된 중심 개구를 통해 연장되고, 연결 해제봉(132)은 구동 샤프트(20)의 중심축을 따라서 형성된 구멍을 통해 연장된다. 쓰레드(140)는 구동 샤프트(20)의 외측 표면 둘레에서 연장된다.19 is a cross-sectional plan view of a lower portion of the
냉각 채널(186)은 구동 코일(128)을 통하여 그리고/또는 그 사이에 수직으로 연장되고 열 파이프(190)을 형성하거나 보유한다. 예컨대, 채널(186)은 열 파이프(190)로서 함께 작동하는 유체를 보유하는 금속 튜브를 보유할 수 있다. 이 예에서, 네 쌍의 외부 열 파이프(190A) 및 내부 열 파이프(190B)는 각 구동 코일(128)을 통해 하프-루프(half-loop)로 연장된다. 외부 열 파이프(190A) 및 내부 열 파이프(190B)는 대안적으로 열 파이프(190)로 지칭된다.Cooling
도 20은 CRDM 냉각 시스템(180)의 상부 부분의 평면 다면도이고, 도 21은 CRDM 냉각 시스템(180)의 상부 부분의 확대된 평면 단면도이다. 냉각 채널(188)은 열핀(184)을 통해 수직으로 연장되고 다시 열 파이프(190)로 작동하는 튜브를 형성하거나 보유한다. 냉각 채널(188)은 열 파이프 루프(190)를 형성하도록 구동 코일(128) 내의 채널(186)과 연결되거나 연속적으로 형성된다.20 is a top plan view of an upper portion of the
위의 도 5 내지 7에서 설명한 바와 같이, 실린더형 연결 해제 자석(134)은 연결 해제봉(132)의 상부 단부에 부착된다(도 7). 연결 해제 자석(134)은 구동 샤프트 하우징(77) 안으로 위로 연장되고, 고리형 연결 해제 코일(136)은 구동 샤프트 하우징(77) 및 연결 해제 자석(134) 둘레에서 연장된다. 열핀(184)은 연결 해제 코일(136)로부터 반경방향 외측으로 연장되고, 일 예에서 열 파이프(190)의 상부 섹션을 포함한다. 열 파이프(190A, 190B)는 각 열핀(184)을 통해 위로 하프-루프로 연장된다.5-7 above, a
열 파이프(190A, 190B)의 증발 섹션은 열핀(184)의 내측을 따라 연장되고 열핀(184)의 단열재(196)로 덮힌다. 일 예에서, 단열재(196)는 임의의 타입의 미네랄 울(mineral wool), 규산칼슘(calcium silicate), 섬유유리(fiberglss), 미세다공성 내화물(microporous refractory), 유리 섬유 펠트(glass fiber felt), 반사형 금속 단열재(reflective metallic insulation, RMI) 또는 원자력 발전소의 단열 파이프에 일반적으로 사용되는 임의의 다른 재료일 수 있다.Evaporative sections of
열 파이프(190A, 190B)의 응축 섹션은 열 파이프(190A, 190B)의 단열 섹션에 유동적(fluidly)으로 결합되고 열핀(184)의 외부 측면을 따라 연장되며 응축 채널(198)로 둘러싸인다. 일 예에서, 응축 채널(198)은 열 파이프(190)의 외부 표면으로부터 반경방향 외측으로 연장되는 열전도성이 높은 금속 스트립 또는 슬롯의 그룹이다. 응축 채널(198)은 열 파이프(190)의 응축 섹션의 보다 많은 외부 표면적을 CNV(70)에 의해 형성되는 더 차가운 격납 영역(74)에 노출한다. 열 전달률을 더욱 증가시키기 위해 임의의 다른 타입의 열핀 또는 열침이 열 파이프(190)의 응축 부분 둘레의 열핀(184) 내에 형성될 수 있다.The condensing sections of the
도 22는 냉각 시스템(180)의 입체적 측단면도이고, 도 23은 냉각 시스템(180)의 보다 구체적인 입체적 측단면도이다. 이 예에서, 다수 쌍의 외부 및 내부 원형 열 파이프 루프(190A, 190B)는 각각의 구동 코일(128) 및 열핀(184)을 통해 각각 연장된다. 외부 열 파이프(190A)는 열핀(184) 및 구동 코일(128)의 내부 및 외부 측면을 따라 연장된다. 내부 열 파이프(190B)는 외부 열 파이프(190A) 내측의 열핀(184) 및 구동 코일(128)을 통해 연장된다.22 is a three-dimensional cross-sectional side view of the
열 파이프(190)는 저부 단부로부터 구동 코일(128)의 상부 단부를 통해 위로 연장되고, 그후 저부 단부를 통해 열핀(184)의 상부 단부로 추가로 연장된다. 열 파이프(190)의 상부 단부는 연결 해제 코일(136)로부터 반경방향 외측으로 연장되고, 열 파이프(190)의 저부 단부는 연속적인 루프를 형성하는 구동 샤프트 하우징(77)을 향해 반경방향 내측으로 연장된다.The heat pipe 190 extends upward through the top end of the
대안적인 옵션은 열 파이프(190)의 더 차가운 상부 섹션(194)을 CRDM(88) 위의 CNV(70)의 내벽에 직접 장착하는 것이고, 열은 전도에 의해 CNV 표면으로 전달된다. 예컨대, 열 파이프(190)는 열핀(184) 또는 구동 코일(128)의 상부의 위로 또는 외부로 더욱 연장되고 CNV(70)의 내벽과 접촉하는 루프를 포함할 수 있다. 두 대안 모두에서, 열이 CNV로 전달되면 CNV의 외부 환경으로 소산된다.An alternative option is to mount the cooler
열핀(184) 및 구동 코일(128)의 내부 측면에 인접하게 위치하는 열 파이프(190A, 190B)의 내부 부분은 증발 섹션(208)으로 지칭되고, 열핀(184)의 외부 측면에 인접하게 연장되는 열 파이프(190A, 190B)의 외부 부분은 응축 섹션(210)으로 지칭된다. 증발 섹션(208) 및 응축 섹션(210)은 함께 유동적으로 결합된다.The inner portion of the
열 파이프(190)은 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 임의의 다른 열 전도성 금속과 같은 임의의 재료로 형성된 임의의 원형, 타원형 또는 편평한 형상의 튜브 또는 오리피스를 포함할 수 있다. 열 파이프(190)는 물, 암모니아, 메탄올, 액체 나트륨 또는 이와 유사한 것과 같이, 열을 전달할 수 있는 임의의 유체(200)를 포함할 수 있다. 가열되는 경우, 유체(200)는 증발 상태(200A)로 변형될 수 있고, 냉각되는 경우에는 응축 상태(200B)로 다시 변형될 수 있다.Heat pipe 190 may include any round, oval, or flat shaped tube or orifice formed of any material, such as copper, aluminum, stainless steel, or any other thermally conductive metal. Heat pipe 190 may comprise any fluid 200 capable of transferring heat, such as water, ammonia, methanol, liquid sodium or the like. When heated, the fluid 200 may be transformed into the vaporized
유체(200)의 증발 및 응축은 구동 코일(128)로부터 열을 제거하는 열 파이프(190)를 통해 유체 유동을 생성한다. 예컨대, 구동 코일(128)은 작동 중에 유체(200A)를 증발시키는 열을 생성한다. 증발된 유체(200A)는 열 파이프(190)의 증발 섹션(208)을 통해 상승하여 구동 코일(128)로부터 열을 이전시킨다.Evaporation and condensation of fluid 200 creates a fluid flow through heat pipe 190 that removes heat from
위에서 설명된 바와 같이, 열 파이프(190)의 상부 응축 섹션(210)의 단열재 재료(196)는 증발된 유체(200A)를 이송한다. 열 파이프(190)의 상부 응축 섹션(210)의 응축 채널(198)은 증발된 유체(200A)를 응축된 유체(200B)의 방울(droplet)로 응결시킨다. 증발된 유체(200A)를 응축된 유체(200B)로 응결시키도록 열 파이프(190)에서 다른 타입의 다공성 매체가 이용될 수 있다.As described above, the insulating
응축된 유체(200B)는 중력 또는 모세관 작용(capillary action)으로 열 파이프(190)의 응축 섹션(210)을 통해 수직 하방으로 떨어진다. 구동 코일(128)은 그후 응축 유체(200B)를 증발 유체(200A)가 되도록 재가열하여, 유체(200)는 열 파이프(190)를 통해 다시 재순환하고 구동 코일(128)로부터 열을 더욱 제거한다. 유동 제한기(도면 미도시)는 유체(200)의 유동률과 유동 방향을 제어하기 위해 구동 코일(128)의 상류에 있는 열 파이프(190)에 위치될 수 있다.The
수동 냉각 시스템(180)은 능동 RCCWS 시스템에서 일반적으로 사용되는 물 호스, 배관 및 물 펌핑 장비의 수를 감소시키거나 제거한다. 단순화된 냉각 시스템(180)은 또한 통합 구동 코일(128) 및 열핀(184)에 열 파이프(190)를 내장하여, 전기 구동 코일(128)이 유지보수 작동 중 보다 쉽게 교체될 수 있는 모듈식 CRDM(88) 설계를 제공한다. 냉각 시스템(180)은 또한 CRDM 전기 코일(128)이 진공 환경에서 CRDM 압력 경계의 외측에 배치되는 가압수 원자로(pressurized water reactor, PWR) CRDM 설계에서 대류 열 냉각의 한계를 극복한다.
바람직한 실시예의 원리들이 설명되고 도시되었지만, 그러한 원리들로부터 벗어나지 않으면서 구성 및 세부 내용에서 실시예들이 변경될 수 있다는 점은 명백하다. 다음의 청구 범위와 사상에 속하는 모든 변형 및 개량에 대한 청구가 이루어질 것이다.While the principles of the preferred embodiment have been described and shown, it will be apparent that the embodiments may be changed in construction and detail without departing from such principles. All modifications and improvements falling within the scope and spirit of the following claims will be made.
위에서 설명된 작동 중 일부는 소프트웨어에서 구현될 수 있고 다른 작동은 하드웨어에서 구현될 수 있다. 여기에서 설명된 작동, 프로세스 또는 방법 중 하나 이상은 첨부된 도면들을 참조하여 여기에서 설명된 것과 유사한 장치, 기구 또는 시스템에 의해 수행될 수 있다.Some of the operations described above may be implemented in software and other operations may be implemented in hardware. One or more of the acts, processes, or methods described herein may be performed by an apparatus, apparatus, or system similar to that described herein with reference to the accompanying drawings.
개시된 구현예들은 제공된 특정 상세 내용 중 일부 또는 전부 없이 실시될 수 있다는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 예에서, 개시된 구현예들을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위하여 특정의 프로세스 또는 방법들이 설명되지 않았다. 다른 구현예 및 적용예도 가능하며, 따라서 다음의 예들은 범위 및 설정에서 제한적이거나 한정적인 것으로 간주되어서는 아니된다.It will be apparent to one skilled in the art that the disclosed embodiments may be practiced without some or all of the specific details provided. In other instances, specific processes or methods have not been described in order to avoid unnecessarily obscuring the disclosed implementations. Other implementations and applications are possible, so the following examples should not be considered limiting or limiting in scope and setting.
첨부된 도면들이 참고되었으며, 도면들은 명세서의 일부를 형성하고 예시적으로 특정의 구현예들을 도시한다. 비록 개시된 구현예들은 당업자가 구현예들을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명되었을지라도, 이러한 예들이 제한되지 않은 것이 이해되어야 하며, 따라서 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 다른 구현예들이 사용될 수 있고 개시된 구현예들에 대한 변화가 이루어질 수 있다. Reference has been made to the accompanying drawings, which form a part of the specification and illustrate specific implementations by way of illustration. Although the disclosed embodiments have been described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice them, it is to be understood that these examples are not limited, and thus other embodiments may be used without departing from the spirit and scope of the invention. Changes may be made to the disclosed embodiments.
여기에 제공된 예들은 주로 가압수 원자로 및/또는 경수 원자로를 설명했지만, 이러한 예들이 다른 유형의 전력 시스템에 적용될 수 있다는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 예컨대, 비등수 원자로(boiling water reactor), 나트륨 액체 금속 원자로(sodium liquid metal reactor), 기체 냉각 원자로, 페블 베드 원자로(pebble-bed reactor) 및/또는 다른 유형의 원자로 설계들을 가지고 실시예 및 그것의 변형이 작동 가능하게 이루어질 수도 있다.While the examples provided herein have primarily described a pressurized water reactor and/or a light water reactor, it will be apparent to those skilled in the art that these examples may be applied to other types of power systems. For example, a boiling water reactor, a sodium liquid metal reactor, a gas cooled reactor, a pebble-bed reactor, and/or other types of reactor designs with embodiments and their The deformation may be made operatively.
실시예는 핵반응에서 또는 핵반응과 관련하여 열을 생산하도록 채용된 연료의 그 어떤 특정 유형에도, 그 어떤 특정 유형의 원자로 냉각 메커니즘에도 제한되지 않음이 주목되어야 한다. 여기에 설명된 그 어떤 비율들이나 값들도 오직 예시적으로만 제공된다. 다른 비율 및 값은 핵 반응 시스템의 축척 모델 또는 완전한 전체 규모의 구조에 의해 실험을 통하여 결정될 수 있다.It should be noted that the embodiments are not limited to any particular type of reactor cooling mechanism, or to any particular type of fuel employed to produce heat in or in connection with a nuclear reaction. Any ratios or values described herein are provided by way of example only. Other ratios and values may be determined experimentally by scale models of nuclear reaction systems or complete full-scale structures.
Claims (20)
CRDM 내부 또는 옆에 위치한 증발 섹션;
증발 섹션에 유동적(fluidly)으로 결합되는 응축 섹션; 및
CRDM에 의해 생성된 열로 증발 섹션에 있는 동안 증발하여 증발 섹션에서 응축 섹션으로 유동하고, CRDM으로부터 멀어지게 이동한 후 응축 섹션에 있는 동안 응축하여 다시 증발 섹션으로 재순환하도록 되는 유체;를 포함하는, 냉각 시스템.A cooling system for a reactor control rod drive mechanism (CRDM), comprising:
Evaporation section located inside or next to the CRDM;
a condensation section fluidly coupled to the evaporation section; and
a fluid that evaporates while in the evaporation section with heat generated by the CRDM, flows from the evaporation section to the condensing section, travels away from the CRDM, and condenses while in the condensing section to be recirculated back to the evaporation section. system.
CRDM의 구동 코일로부터 위로 연장되는 일련의 열핀, 열핀 및 구동 코일의 내부 부분을 통해 연장되는 증발 섹션 및 열핀 및 구동 코일의 외부 부분을 통해 연장되는 응축 섹션을 포함하는, 냉각 시스템.According to claim 1,
A cooling system comprising a series of hot fins extending upwardly from the drive coil of the CRDM, an evaporation section extending through the inner portion of the hot fins and drive coil, and a condensing section extending through the hot fins and an outer portion of the drive coil.
열핀은 CRDM의 연결 해제 자석을 전자기적으로 유지하도록 구성된 연결 해제 코일 둘레에서 연장되는, 냉각 시스템.3. The method of claim 2,
and the hot fins extend around the disconnect coil configured to electromagnetically retain the disconnect magnet of the CRDM.
구동 코일 및 열핀은 고리형 구동 샤프트 하우징 둘레에 세장형의 고리형상을 형성하는, 냉각 시스템.3. The method of claim 2,
and the drive coil and hot fins form an elongate annular shape around the annular drive shaft housing.
열핀 및 구동 코일을 통해 루프로 연장되는 열 파이프를 포함하는, 냉각 시스템.3. The method of claim 2,
A cooling system comprising a heat pipe extending into a loop through a hot fin and a drive coil.
열핀에 위치된 열 파이프의 내부 부분 둘레에 형성되는 단열재를 포함하는, 냉각 시스템.6. The method of claim 5,
A cooling system comprising: an insulation formed around an inner portion of a heat pipe positioned on the hot fin.
열핀에 위치된 열 파이프의 외측 둘레에 형성되는 응축 채널을 포함하는, 냉각 시스템. 7. The method of claim 6,
A cooling system comprising a condensing channel formed around an outer perimeter of a heat pipe located at the hot fin.
열 파이프는 CRDM으로부터 원자로를 수용하는 용기의 내측 표면으로 연장되거나, 원자로를 수용하는 용기의 외부 환경으로 열을 전도하는 구조체로 연장되는, 냉각 시스템.6. The method of claim 5,
wherein the heat pipe extends from the CRDM to the inner surface of the vessel containing the nuclear reactor or to a structure that conducts heat to the environment outside of the vessel containing the nuclear reactor.
CRDM은
구동 샤프트 하우징의 외부 표면 둘레에 위치되는 구동 코일;
구동 샤프트 하우징의 내부 표면 둘레에 위치되는 구동 자석;
상부 단부에서 구동 자석에 연결되고 하부 단부에서 핵 제어봉 조립체에 연결되는 구동 샤프트;를 포함하고,
구동 코일을 활성화하면 구동 자석을 상승시켜 구동 샤프트 및 핵 제어봉 조립체를 상승시키고, 냉각 시스템은 구동 샤프트 및 핵 제어봉 조립체를 상승시키는 동안 구동 코일에 의해 생성된 열을 제거하는, 냉각 시스템.According to claim 1,
CRDM is
a drive coil positioned around an outer surface of the drive shaft housing;
a drive magnet positioned around the inner surface of the drive shaft housing;
a drive shaft connected to the drive magnet at an upper end and a drive shaft connected to the nuclear control rod assembly at a lower end;
Activating the drive coil raises the drive magnet to raise the drive shaft and nuclear control rod assembly, and the cooling system removes heat generated by the drive coil while raising the drive shaft and nuclear control rod assembly.
원자로 압력 용기의 상부 단부로부터 위로 연장되는 구동 샤프트 하우징;
구동 샤프트 하우징으로 연장되는 상부 단부 및 원자로 압력 용기의 저부 단부에 위치된 제어봉 조립체에 결합되는 저부 단부를 구비하는 구동 샤프트;
구동 샤프트를 선형적으로 변위시키고 제어봉 조립체를 상승 및 하강시키도록 구성된 구동 샤프트 하우징에 결합되는 구동 메카니즘;
구동 메카니즘의 내부 또는 옆에 위치되는 열 파이프; 및
구동 메카니즘으로부터 열을 제거하기 위해 증발 및 응축으로 열 파이프를 통하여 순환하도록 구성된 열 파이프에 위치되는 유체;를 포함하는, 냉각 시스템.A cooling system for a reactor control rod drive mechanism (CRDM), comprising:
a drive shaft housing extending upwardly from an upper end of the reactor pressure vessel;
a drive shaft having a top end extending into the drive shaft housing and a bottom end coupled to a control rod assembly located at the bottom end of the reactor pressure vessel;
a drive mechanism coupled to the drive shaft housing configured to linearly displace the drive shaft and raise and lower the control rod assembly;
a heat pipe located inside or next to the drive mechanism; and
a fluid located in the heat pipe configured to circulate through the heat pipe by evaporation and condensation to remove heat from the drive mechanism.
구동 메카니즘으로부터 위로 연장되는 열핀을 포함하고, 열 파이프는 열핀 및 구동 메카니즘을 통해 연장되는, 냉각 시스템.11. The method of claim 10,
A cooling system comprising a hot fin extending upwardly from the drive mechanism, wherein the heat pipe extends through the hot fin and the drive mechanism.
열핀을 통해 연장되는 열 파이프의 내부 부분을 적어도 부분적으로 둘러싸는 단열재를 포함하는, 냉각 시스템.12. The method of claim 11,
A cooling system comprising: an insulation at least partially surrounding an interior portion of the heat pipe extending through the hot fins.
열핀을 통해 연장되는 열 파이프의 외측을 적어도 부분적으로 둘러싸는 응축 채널을 포함하는, 냉각 시스템. 13. The method of claim 12,
and a condensing channel at least partially surrounding the outside of the heat pipe extending through the hot fins.
열 파이프는 구동 메카니즘 및 열핀을 통해 위로 연장되고, 루프를 형성하는 구동 메카니즘 및 열핀을 통해 다시 아래로 연장되는, 냉각 시스템.12. The method of claim 11,
wherein the heat pipes extend upwardly through the drive mechanism and the hot fins and further down through the drive mechanism and the hot fins forming a loop.
열핀은 구동 메카니즘으로부터 수직 상방향으로 연장되고 구동 샤프트 하우징으로부터 반경방향 외측으로 연장되는, 냉각 시스템.12. The method of claim 11,
wherein the hot fins extend vertically upward from the drive mechanism and radially outwardly from the drive shaft housing.
원자로 압력 용기를 적어도 부분적으로 캡슐처럼 수용(encapsulating)하는 격납 용기를 포함하고, 열 파이프는 구동 메카니즘으로부터 격납 용기의 내부 표면으로 외측으로 연장되는, 냉각 시스템.11. The method of claim 10,
A cooling system, comprising: a containment vessel at least partially encapsulating the reactor pressure vessel, wherein the heat pipe extends outwardly from the drive mechanism to an interior surface of the containment vessel.
유체를 포함하는 파이프를 포함하며,
파이프는
CRDM의 내부 또는 옆에 위치되는 증발 섹션으로서, 증발 섹션 내의 유체는 CRDM에 의해 생성되는 열로 증발되도록 구성되는 증발 섹션; 및
증발된 유체를 응축시키고 응축된 유체를 중력 또는 모세관 작용을 통해 증발 섹션으로 다시 순환시키도록 구성된 증발 섹션에 유동적으로 결합되는 응축 섹션;을 포함하는, 시스템.A system for cooling a control rod drive mechanism (CRDM) in a nuclear reactor, comprising:
a pipe containing a fluid;
the pipe
an evaporation section located inside or next to the CRDM, wherein the fluid in the evaporation section is configured to evaporate with heat generated by the CRDM; and
a condensation section fluidly coupled to the evaporation section configured to condense the evaporated fluid and circulate the condensed fluid back to the evaporation section via gravity or capillary action.
CRDM의 구동 코일로부터 외측으로 연장되는 열핀을 더 포함하고, 파이프는 열핀 및 구동 코일을 통해 연장되는 루프를 형성하는, 시스템.18. The method of claim 17,
and a hot fin extending outwardly from the drive coil of the CRDM, wherein the pipe forms a loop extending through the hot fin and the drive coil.
파이프의 증발 섹션은 구동 코일의 내부 부분 및 열핀의 내부 부분을 따라 연장되고, 파이프의 응축 섹션은 구동 코일의 외부 부분 및 열핀의 외부 부분을 따라 연장되는, 시스템.19. The method of claim 18,
The evaporation section of the pipe extends along the inner portion of the drive coil and the inner portion of the hot fin, and the condensing section of the pipe extends along the outer portion of the drive coil and the outer portion of the hot fin.
열핀의 내부 부분을 따라 연장되는 파이프의 적어도 일부분을 둘러싸는 단열재; 및
열핀의 외부 부분을 따라 연장되는 파이프의 적어도 일부분을 둘러싸는 응축 채널;을 포함하는, 시스템.20. The method of claim 19,
an insulation surrounding at least a portion of the pipe extending along the interior portion of the hot fin; and
a condensing channel surrounding at least a portion of the pipe extending along an outer portion of the hot fin.
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