KR20220132163A - 비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치 - Google Patents

비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치 Download PDF

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KR20220132163A
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Abstract

본 발명은 비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 시험용원자로 내 시험연료봉을 방사능 유출 위험 없이 안전하고 자유롭게 축방향 이동 제어할 수 있도록 하는, 비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치를 제공함에 있다. 보다 상세하게는, 방사능 유출 위험을 최소화하도록 내부공간 및 외부공간이 완전 격리되도록 하되, 마그네틱 커플링을 이용하여 외부공간에서 제어하여 내부공간에서 이동이 이루어지도록 하는, 비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치를 제공함에 있다.

Description

비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치 {Test fuel rod moving device using non-contact magnetic coupling}
본 발명은 비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시험용원자로 내 시험연료봉을 방사능 유출 위험 없이 안전하고 자유롭게 축방향 이동 제어할 수 있도록 하는 이동장치에 관한 것이다.
원자력 발전은 핵분열 시 발생되는 에너지를 이용해 터빈을 돌려 전기 에너지를 생산하는 것이다. 원자로용기 내에서 핵연료가 핵분열할 때 엄청난 세기의 방사능이 발생되기 때문에 원자력 발전을 위한 각종 장치나 연료 등에는 초고도의 안전성이 반드시 요구되며, 특히 후쿠시마 사고 이후로 원자력발전소의 안전성 향상요구가 더욱 높아진 실정이다. 이러한 배경 하에 연구용원자로에서의 조사시험은 더욱 필수적인 것이 되어가고 있다. 한국특허등록 제1020780호("핵연료 조사시험용 캡슐", 2011.03.02.) 등에 이러한 조사시험을 위한 장치 등이 소개되어 있다.
상술한 바와 같이 원자력발전소의 안전성 향상요구가 높아짐에 따라 사고저항성 핵연료의 개발이 활발히 수행되고 있다. 사고저항성 핵연료는 기존 핵연료 대비 높은 안전성을 가지는 것으로, 이러한 사고저항성 핵연료 개발 과정에서는 연구용원자로에서 원자력발전소의 비정상 운전환경과 유사하게 모사하여 성능을 검증하는 것이 중요하다. 원자력발전소의 대표적인 비정상 운전환경은 핵연료의 핵분열 출력이 갑자기 상승/하강하는 것으로서, 향후 원자력발전소의 부하추종 운전을 위해서도 필수적으로 검증해야 한다. 그러므로 시험 핵연료의 출력을 운전 중 임의로 조절할 수 있는 동적 시험장치의 개발이 필요하다.
한편 국내 유일의 연구용원자로인 하나로에서는 그 동안 다양한 조사시험을 수행해왔다. 지금까지 수행된 시험은 시험시편을 장착한 리그 및 장치를 하나로의 시험공(Irradiation hole)에 설치하는 형태로써 시험시편은 하나로의 시험공 특정 위치에 고정되어 있기 때문에 하나로 운전상황에 따라 중성자 조사가 진행된다. 즉, 시험에 중요한 인자인 중성자속은 하나로 운전 중에는 임의로 조절할 수 없으며 리그 및 시험 장치 설계단계에서부터 하나로 운전상황을 고려하여 설계해야 한다. 따라서 그 동안의 하나로 조사시험은 목표 중성자 조사량 요건을 만족시키기 위한 정적인 시험이었다.
하나로는 상대적으로 고농축 핵연료를 사용하기 때문에 특정 시험공은 원자력발전소보다 높은 중성자속을 나타낸다. 그러므로 이런 조사공에서 시험 핵연료를 축방향으로 이동시킬 수 있으면 시험 핵연료의 출력을 임의로 조절할 수 있다. 그러나 주로 이러한 시험공은 하나로 노심 내에 위치해 있어 냉각수의 강제 유동으로 인하여 시험 핵연료의 이동이 자유롭지 못하다. 따라서 이러한 가혹한 환경을 극복하여 시험 핵연료를 안정적으로 이동할 수 있는 시험장치의 개발이 필수적이다.
1. 한국특허등록 제1020780호("핵연료 조사시험용 캡슐", 2011.03.02.)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시험용원자로 내 시험연료봉을 방사능 유출 위험 없이 안전하고 자유롭게 축방향 이동 제어할 수 있도록 하는, 비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치를 제공함에 있다. 보다 상세하게는, 방사능 유출 위험을 최소화하도록 내부공간 및 외부공간이 완전 격리되도록 하되, 마그네틱 커플링을 이용하여 외부공간에서 제어하여 내부공간에서 이동이 이루어지도록 하는, 비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치(100)는, 시험용원자로 내에서 시험연료봉(500)을 축방향으로 이동시키는 시험연료봉 축방향 이동장치(100)로서, 수직방향으로 연장되는 형태로 형성되며 내부공간인 냉각수수용공간(V1)에 냉각수가 유통되되 상기 냉각수수용공간(V1)에 수직방향으로 배치되는 적어도 하나의 상기 시험연료봉(500)을 상하이동시키는 이동수단이 수용되는 이동부케이스(111) 및 상기 이동수단의 상단에 구비되는 이동부마그넷(112)을 포함하는 이동부(110); 상기 이동부(110)의 상단에 배치되며 상기 냉각수수용공간(V1)과 격리되는 내부공간인 냉각수격리공간(V2)을 형성하되 상기 냉각수격리공간(V2)에 상기 이동수단을 구동하는 구동수단이 수용되는 구동부케이스(112) 및 상기 구동수단과 연결되어 상기 이동부마그넷(112)에 상응하는 위치에 구비되는 구동부마그넷(122)을 포함하는 구동부(120); 상기 이동부(110)의 이동변위를 감지하고 상기 구동부(120)를 제어하는 제어부(130); 를 포함할 수 있다.
이 때 상기 시험연료봉 축방향 이동장치(100)는, 상기 이동부마그넷(112) 및 상기 구동부마그넷(122) 간의 인력에 의해 상기 구동수단에서 인가되는 구동력이 상기 이동수단에 전달됨으로써, 상기 냉각수수용공간(V1)에 배치된 상기 이동수단이 상기 냉각수격리공간(V2)에 배치된 상기 구동수단에 의하여 비접촉으로 구동되도록 형성될 수 있다.
또한 상기 이동수단은, 수직방향으로 연장되는 형태로 형성되어 상기 냉각수수용공간(V1)에 수용되며 상단에 상기 이동부마그넷(112)이 구비되고 외면에 나사산이 형성된 나사봉(113), 상기 나사봉(113)의 나사산과 맞물리는 나사산이 형성된 중심공(114a) 및 회전방지를 위한 지지대(114b)를 구비하며 상기 시험연료봉(500)을 고정 지지하는 고정부(114)를 포함할 수 있다.
이 때 상기 시험연료봉 축방향 이동장치(100)는, 상기 구동수단이 상기 구동부마그넷(122)으로 회전력을 인가하고, 상기 구동수단에서 인가한 회전력이 상기 구동부마그넷(122)에서 상기 이동부마그넷(112)으로 전달됨에 따라 상기 나사봉(113)이 회전하며, 상기 나사봉(113)의 회전에 의하여 상기 나사봉(113)와 나사결합된 상기 고정부(114)가 상승 또는 하강하도록 형성될 수 있다.
또한 상기 이동수단은, 복수 개의 상기 이동부마그넷(112)이 상기 나사봉(113) 상단 둘레에 방사상으로 배치되도록 형성될 수 있다.
또한 상기 이동수단은, 복수 개의 상기 시험연료봉(500)이 상기 고정부(114) 둘레에 방사상으로 배치되도록 형성될 수 있다.
또한 상기 구동수단은, 상기 냉각수격리공간(V2)에 수용되어 상기 구동부마그넷(122)을 회전시키는 구동모터(123)로 형성될 수 있다.
또한 상기 구동부(120)는, 상기 냉각수격리공간(V2)에 수용되며 상기 나사봉(113)의 회전을 추적하는 회전추적센서(124)를 더 포함할 수 있다.
이 때 상기 회전추적센서(124)는, 별도의 마그넷을 포함하여 이루어져 상기 이동부마그넷(112)의 자기장을 감지함으로써 비접촉식으로 상기 나사봉(113)의 회전을 추적할 수 있다.
본 발명에 의하면, 시험용원자로 내 시험연료봉을 방사능 유출 위험 없이 안전하고 자유롭게 축방향 이동 제어할 수 있는 효과가 있다. 보다 구체적으로 설명하자면, 본 발명에서는 방사능 유출 위험을 최소화하도록 시험연료봉이 배치되며 냉각수가 유동되는 내부공간 및 제어장치가 배치되는 외부공간이 완전 격리되도록 하되, 외부공간의 제어장치가 인가하는 힘이 마그네틱 커플링을 이용하여 비접촉으로 내부공간의 시험연료봉 이동부로 전달되어 이동이 이루어짐으로써, 내부공간 및 외부공간의 격리를 유지하면서도 원활하게 시험연료봉의 축방향 이동을 실현할 수 있는 효과가 있는 것이다.
특히 본 발명에 의하면, 시험연료봉의 축방향 이동을 위해 나사봉을 이용함으로써 시험연료봉의 이동변위를 원하는 대로 상당히 정확하고 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 앞서 설명한 바와 같이 시험 핵연료의 출력을 원하는 대로 임의로 조절할 수 있으며, 궁극적으로는 사고저항성 핵연료의 개발을 위한 다양한 데이터를 원활하게 취득할 수 있게 해 주는 효과가 있다.
도 1은 시험연료봉의 동적 시험 개념도.
도 2는 본 발명의 시험연료봉 축방향 이동장치의 개념도.
도 3은 본 발명의 시험연료봉 축방향 이동장치의 실시예.
도 4는 시험연료봉 및 고정부 조립체의 실시예.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 시험연료봉의 동적 시험 개념도를 도시하고 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 시험용 원자로에서는 상대적으로 고농축 핵연료를 사용하기 때문에 특정 시험공이 일반적인 원자력발전소보다 높은 중성자속을 나타내며, 이러한 조사공에서 시험 핵연료를 축방향으로 이동시킴으로써 시험 핵연료의 출력을 임의로 조절할 수 있다. 사고저항성 핵연료를 개발하기 위해서는 이와 같은 시험연료봉의 동적 시험이 필요하며, 도 1은 바로 이러한 동적 시험의 개념을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 시험연료봉(500)을 시험공 내에서 축방향을 따라 이동시켜야 하는데, 앞서 설명한 바와 같이 시험공은 원자로 노심 내에 위치해 있기 때문에 냉각수가 유동되는 바 시험연료봉(500)을 이동시키기 위한 장치들이 냉각수에 접촉될 우려가 있다. 뿐만 아니라 원자로 노심에서는 엄청난 방사능이 발생되기 때문에 이동장치를 구동하기 위하여 원자로 노심을 개방 환경으로 만들어서는 절대 안되며, 원자로 노심 내에 이동장치를 넣게 되면 이를 제어하기가 난해할 뿐만 아니라 원자로 자체의 설계를 변경해야만 하여 설비 변경 비용 등이 지나치게 많이 들어가게 된다.
이와 같은 다양한 문제점들을 해소하면서 시험용원자로 내에서 시험연료봉(500)을 원활하게 축방향으로 이동시키기 위한 장치가 바로 본 발명의 시험연료봉 축방향 이동장치(100)이다. 도 2는 본 발명의 시험연료봉 축방향 이동장치의 개념도이며, 도 3은 본 발명의 시험연료봉 축방향 이동장치의 실시예이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 시험연료봉 축방향 이동장치(100)는, 상기 시험연료봉(500)을 이동시키는 이동부(110) 및 상기 이동부(110)를 구동시키는 구동부(120)가 서로 격리된 공간으로 형성되되, 구동력이 비접촉 마그네틱 커플링을 이용하여 전달되도록 하고 있다.
본 발명의 시험연료봉 축방향 이동장치(100)의 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상기 시험연료봉 축방향 이동장치(100)는, 상기 시험연료봉(500)을 이동시키는 이동부(110), 상기 이동부(110)를 구동시키는 구동부(120), 상기 이동부(110)의 이동변위를 감지하고 상기 구동부(120)를 제어하는 제어부(130)를 포함한다. 이하에서 상기 이동부(110) 및 상기 구동부(120)의 구체적인 구성을 보다 상세히 설명한다.
상기 이동부(110)는, 기본적으로 이동부케이스(111), 이동부마그넷(112)을 포함하며, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같은 실시예로서 나사봉(113), 고정부(114)를 포함할 수 있다.
상기 이동부케이스(111)는 수직방향으로 연장되는 형태로 형성되며 내부공간인 냉각수수용공간(V1)을 가진다. 상기 냉각수수용공간(V1)은 시험용원자로 노심과 연통되는 공간인 바 냉각수가 자유롭게 유통된다. 상기 이동부케이스(111) 내부공간 즉 상기 냉각수수용공간(V1)에는, 수직방향으로 배치되는 적어도 하나의 상기 시험연료봉(500)을 상하이동시키는 이동수단이 수용된다. 도 2 또는 도 3에 도시된 실시예에서, 상기 이동수단은 나사봉(113), 고정부(114)를 포함한다.
상기 이동부마그넷(112)은 상기 이동수단의 상단에 구비되어, 상기 구동부(120)에서 인가되는 구동력을 전달받는 역할을 한다.
상기 나사봉(113)은 상기 이동수단의 한 실시예의 구성부품으로서, 수직방향으로 연장되는 형태로 형성되어 상기 냉각수수용공간(V1)에 수용되며 상단에 상기 이동부마그넷(112)이 구비된다. 이 때 그 명칭에서 유추되는 바와 같이 상기 나사봉(113) 외면에는 나사산이 형성된다.
상기 고정부(114)는 상기 이동수단의 한 실시예의 다른 구성부품으로서, 상기 시험연료봉(500)을 고정 지지한 상태에서 상기 나사봉(113)과 연계되어 실질적으로 상하이동하는 부품이다. 도 4는 시험연료봉 및 고정부 조립체의 실시예를 도시한 것으로, 상기 고정부(114)는 도 3 및 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 나사봉(113)의 나사산과 맞물리는 나사산이 형성된 중심공(114a) 및 회전방지를 위한 지지대(114b)를 구비한다. 상기 나사봉(113)이 회전할 경우, 상기 고정부(114)는 상기 지지대(114b)에 의해 회전이 제약되어 있으므로, 상기 나사봉(113)의 회전에 의하여 상기 나사봉(113)와 나사결합된 상기 고정부(114)가 상승 또는 하강하게 된다.
한편 상기 고정부(114)는 단일 개의 상기 시험연료봉(500)만을 고정 지지할 수도 있지만, 보다 효율적인 시험데이터 획득을 위해 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개의 상기 시험연료봉(500)을 한꺼번에 상승 또는 하강시키도록 형성되는 것이 바람직하다. 이 때 복수 개의 상기 시험연료봉(500)이 서로 적절하게 이격 배치될 수 있도록, 복수 개의 상기 시험연료봉(500)은 상기 고정부(114) 둘레에 방사상으로 배치되도록 형성될 수 있다.
상기 구동부(120)는, 기본적으로 구동부케이스(121), 구동부마그넷(122)을 포함하며, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같은 실시예로서 구동모터(123), 회전추적센서(124)를 포함할 수 있다.
상기 구동부케이스(121)는 상기 이동부(110)의 상단에 배치되며, 상기 냉각수수용공간(V1)과 격리되는 내부공간인 냉각수격리공간(V2)을 가진다. 즉 상기 냉각수수용공간(V1)에 냉각수가 자유롭게 유통되더라도, 상기 냉각수격리공간(V2)은 이와 격리되어 있으므로 냉각수가 침투하지 않는다. 따라서 상기 냉각수격리공간(V2)에 상기 이동수단을 구동하는 구동수단이 수용되어도, 상기 구동수단이 냉각수에 의해 침수되는 등의 문제가 생길 위험성이 원천적으로 배제된다. 또한 이처럼 상기 냉각수수용공간(V1) 및 상기 냉각수격리공간(V2)은 서로 완전히 격리되며, 따라서 상기 냉각수수용공간(V1)의 밀폐는 온전히 유지되는 바 원자로 노심에서 발생되는 방사능 유출 위험성 역시 원천적으로 배제된다.
상기 구동부마그넷(122)은 도시된 바와 같이 상기 구동수단과 연결되어 상기 이동부마그넷(112)에 상응하는 위치에 구비된다. 상기 이동부마그넷(112)은 상기 냉각수수용공간(V1)에, 상기 구동부마그넷(122)은 상기 냉각수격리공간(V2)에 각각 서로 격리 배치되지만, 자기장에 의한 인력은 공간이 격리되어 있다 해도 아무런 문제없이 작용하며, 따라서 상기 이동부마그넷(112) 및 상기 구동부마그넷(122)은 서로간의 인력에 의하여 커플링되게 된다. 즉 상기 구동부마그넷(122)이 움직이면 상기 이동부마그넷(112)도 이에 따라 함께 움직이게 된다는 것이다.
상기 구동모터(123)는 상기 구동수단의 한 실시예로서, 상기 냉각수격리공간(V2)에 수용되어 상기 구동부마그넷(122)을 회전시키는 역할을 한다. 상기 구동모터(123)에 의하여 상기 구동부마그넷(122)이 회전하는 움직임은, 상기 이동부마그넷(112) 및 상기 구동부마그넷(122) 간의 비접촉 마그네틱 커플링에 의하여 상기 이동부마그넷(112)으로 원활하게 전달된다.
앞서 설명한 바와 같이 상기 이동수단이 상기 나사봉(113) 및 상기 고정부(114)로 형성되는 경우, 상기 구동수단은 상기 구동부마그넷(122)으로 회전력을 인가하고, 상기 구동수단에서 인가한 회전력이 상기 구동부마그넷(122)에서 상기 이동부마그넷(112)으로 전달됨에 따라 상기 나사봉(113)이 회전하며, 이에 따라 상기 시험연료봉(500)이 축방향으로 원활하게 이동할 수 있게 된다. 이 때 비접촉 마그네틱 커플링이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 하기 위하여, 상기 이동수단은 도 4에 잘 도시된 바와 같이 복수 개의 상기 이동부마그넷(112)이 상기 나사봉(113) 상단 둘레에 방사상으로 배치되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이처럼, 본 발명에서는 상기 이동부마그넷(112) 및 상기 구동부마그넷(122) 간의 인력에 의해 상기 구동수단에서 인가되는 구동력이 상기 이동수단에 전달됨으로써, 상기 냉각수수용공간(V1)에 배치된 상기 이동수단이 상기 냉각수격리공간(V2)에 배치된 상기 구동수단에 의하여 비접촉으로 원활하게 구동될 수 있게 된다. 특히 본 발명의 실시예에서는, 상기 이동수단이 서로 나사결합되는 상기 나사봉(113) 및 상기 고정부(114)로 형성되고, 상기 구동수단이 상기 구동모터(123)로 형성됨으로써, 상기 구동모터(123)가 비접촉 마그네틱 커플링을 이용하여 상기 나사봉(113)을 회전시킴에 따라 상기 고정부(114)가 상승 또는 하강하게 된다.
이처럼 본 발명의 실시예에서는 상기 구동수단이 회전운동을 이용하여 상기 이동수단을 구동시켜 상기 시험연료봉(500)의 승강운동을 실현한다. 그런데 한편, 예를 들어 상기 구동수단이 상기 냉각수격리공간(V2) 내에서 상기 구동부마그넷(122)을 상하방향으로 직접 승강운동시키는 액추에이터로서 형성될 수도 있으며, 이 경우 상기 이동수단은 상기 이동부마그넷(112)을 안내하는 레일 정도로 형성될 수 있을 것이다. 즉 상기 구동수단이 승강운동을 이용하여 상기 이동수단을 구동시켜 상기 시험연료봉(500)의 승강운동을 실현하는 것이다.
그러나 이처럼 [상기 구동수단에서 인가되는 운동 → 상기 시험연료봉에서 실현되는 운동]이 [승강운동 → 승강운동]으로 구현되는 경우, 상기 구동수단이 원활하게 이동하기 위한 공간이 확보되어야 하며, 즉 상기 냉각수격리공간(V2)은 상기 냉각수수용공간(V1)의 상하방향 거의 전체에 걸쳐 형성되어야 할 것이다. 따라서 상기 냉각수수용공간(V1) 및 상기 냉각수격리공간(V2)이 이중관 형태로 형성될 것이며, 이 경우 상기 시험연료봉 축방향 이동장치(100) 자체의 반경이 증가하게 되어 공간활용성이 상당히 저하되는 문제가 있다. 뿐만 아니라 상기 냉각수수용공간(V1)이 상기 냉각수격리공간(V2)에 의해 한 겹 더 둘러싸임에 따라, 상기 냉각수수용공간(V1)을 통과하는 중성자속에도 원치않은 영향을 끼칠 우려도 있다.
반면 본 발명에서는 [상기 구동수단에서 인가되는 운동 → 상기 시험연료봉에서 실현되는 운동]이 [회전운동 → 승강운동]으로 구현되므로, 상기 냉각수격리공간(V2)은 상기 냉각수수용공간(V1)의 상단에만 위치하면 되며 이를 둘러쌀 필요가 전혀 없다. 즉 상술한 [승강운동 → 승강운동]의 예와 비교할 때 상기 냉각수격리공간(V2)의 부피를 비약적으로 줄일 수 있어 공간활용성을 극대화할 수 있다. 뿐만 아니라 이 경우 상기 냉각수수용공간(V1) 외면 둘레에 다른 어떤 구조물도 더 구비되지 않으므로, 상기 냉각수수용공간(V1)을 통과하는 중성자속에도 전혀 영향이 발생하지 않아, 시험데이터 획득 시 높은 정확성을 확보할 수 있게 된다.
이처럼 본 발명에서는 [회전운동 → 승강운동]으로 구동이 이루어지므로, 상기 구동모터(123)의 회전수를 사용하여 상기 시험연료봉(500)의 이동변위를 매우 용이하게 산출해낼 수 있다. 상기 구동모터(123)의 회전수 측정을 위해서는 일반적으로 널리 상용화되어 사용되는 회전수측정기 중 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 구동모터(123) 등 모든 상기 구동수단의 부품들은, 냉각수가 침투하지 못하도록 완전히 격리된 상기 냉각수격리공간(V2) 내에 수용되므로, 일반적인 기계장치, 전자장비를 얼마든지 자유롭게 채용할 수 있다.
그런데 수력적 저항에 의하여 상기 이동부마그넷(112) 및 상기 구동부마그넷(122) 간에 슬립(slip)이 일어나거나, 상기 구동모터(123)의 회전에 오류가 일어나는 등과 같은 오차요인이 발생할 수 있다. 이러한 경우를 대비하여 상기 구동수단에는, 상기 나사봉(113)의 회전을 추적하는 별도의 장치가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기 회전추적센서(124)가 바로 이러한 장치로서, 상기 냉각수격리공간(V2)에 수용되며 상기 나사봉(113)의 회전을 추적하는 역할을 한다. 상기 회전추적센서(124)는 별도의 마그넷을 포함하여 이루어져 상기 이동부마그넷(112)의 자기장을 감지함으로써, 비접촉식으로 상기 나사봉(113)의 회전을 원활하게 추적할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 시험연료봉 축방향 이동장치
110 : 이동부
111 : 이동부케이스 112 : 이동부마그넷
113 : 나사봉 114 : 고정부
120 : 구동부
121 : 구동부케이스 122 : 구동부마그넷
123 : 구동모터 124 : 회전추적센서
500 : 시험연료봉

Claims (9)

  1. 시험용원자로 내에서 시험연료봉(500)을 축방향으로 이동시키는 시험연료봉 축방향 이동장치(100)로서,
    수직방향으로 연장되는 형태로 형성되며 내부공간인 냉각수수용공간(V1)에 냉각수가 유통되되 상기 냉각수수용공간(V1)에 수직방향으로 배치되는 적어도 하나의 상기 시험연료봉(500)을 상하이동시키는 이동수단이 수용되는 이동부케이스(111) 및 상기 이동수단의 상단에 구비되는 이동부마그넷(112)을 포함하는 이동부(110);
    상기 이동부(110)의 상단에 배치되며 상기 냉각수수용공간(V1)과 격리되는 내부공간인 냉각수격리공간(V2)을 형성하되 상기 냉각수격리공간(V2)에 상기 이동수단을 구동하는 구동수단이 수용되는 구동부케이스(112) 및 상기 구동수단과 연결되어 상기 이동부마그넷(112)에 상응하는 위치에 구비되는 구동부마그넷(122)을 포함하는 구동부(120);
    상기 이동부(110)의 이동변위를 감지하고 상기 구동부(120)를 제어하는 제어부(130);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시험연료봉 축방향 이동장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 시험연료봉 축방향 이동장치(100)는,
    상기 이동부마그넷(112) 및 상기 구동부마그넷(122) 간의 인력에 의해 상기 구동수단에서 인가되는 구동력이 상기 이동수단에 전달됨으로써,
    상기 냉각수수용공간(V1)에 배치된 상기 이동수단이 상기 냉각수격리공간(V2)에 배치된 상기 구동수단에 의하여 비접촉으로 구동되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 시험연료봉 축방향 이동장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 이동수단은,
    수직방향으로 연장되는 형태로 형성되어 상기 냉각수수용공간(V1)에 수용되며 상단에 상기 이동부마그넷(112)이 구비되고 외면에 나사산이 형성된 나사봉(113),
    상기 나사봉(113)의 나사산과 맞물리는 나사산이 형성된 중심공(114a) 및 회전방지를 위한 지지대(114b)를 구비하며 상기 시험연료봉(500)을 고정 지지하는 고정부(114)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시험연료봉 축방향 이동장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 시험연료봉 축방향 이동장치(100)는,
    상기 구동수단이 상기 구동부마그넷(122)으로 회전력을 인가하고,
    상기 구동수단에서 인가한 회전력이 상기 구동부마그넷(122)에서 상기 이동부마그넷(112)으로 전달됨에 따라 상기 나사봉(113)이 회전하며,
    상기 나사봉(113)의 회전에 의하여 상기 나사봉(113)와 나사결합된 상기 고정부(114)가 상승 또는 하강하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 시험연료봉 축방향 이동장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 이동수단은,
    복수 개의 상기 이동부마그넷(112)이 상기 나사봉(113) 상단 둘레에 방사상으로 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 시험연료봉 축방향 이동장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 이동수단은,
    복수 개의 상기 시험연료봉(500)이 상기 고정부(114) 둘레에 방사상으로 배치되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 시험연료봉 축방향 이동장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 구동수단은,
    상기 냉각수격리공간(V2)에 수용되어 상기 구동부마그넷(122)을 회전시키는 구동모터(123)로 형성되는 것을 특징으로 하는 시험연료봉 축방향 이동장치.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 구동부(120)는,
    상기 냉각수격리공간(V2)에 수용되며 상기 나사봉(113)의 회전을 추적하는 회전추적센서(124)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시험연료봉 축방향 이동장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 회전추적센서(124)는,
    별도의 마그넷을 포함하여 이루어져 상기 이동부마그넷(112)의 자기장을 감지함으로써 비접촉식으로 상기 나사봉(113)의 회전을 추적하는 것을 특징으로 하는 시험연료봉 축방향 이동장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10132977A (ja) * 1996-10-28 1998-05-22 Toshiba Corp 制御棒駆動機構
KR101020780B1 (ko) 2009-07-17 2011-03-09 한국수력원자력 주식회사 핵연료 조사시험용 캡슐
KR101557780B1 (ko) * 2014-08-11 2015-10-06 한국원자력연구원 핵연료 다발 집합체

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