KR800000758B1 - 원자로 압력용기의 인입노즐 관입(貫入)장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원자로 압력용기의 인입노즐 관입(貫入)장치

본 발명의 원자로 압력용기 인입노즐 관입장치의 단면도 이다.

본 발명은 원자로 압력용기에 관한 것이며, 특히 원자로 압력용기의 인입공급관 관입(貫入)을 위한 원자로 압력용기의 인입노즐 관입장치에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 일반적인 목적은 새롭게 개선된 특성을 갖는 관입장치를 제공하는데 있다.

종래의 원자력 발전소는 일반적인 전력발전을 위하여, 직접 및 간접 증기발생을 목적으로 하는 원자로심(core), 소조립부분품(subassembly)과 액체냉각재 등을 수용하는 압력용기로 구성되어 있다.

또한 종래의 새로운 어느 장치들에 있어서는 모듀울(modular) 열교환기 단위 장치들을 원자로 압력용기 내벽에 배치하여 원자로심 냉각재와 열교환이 일어나도록 하고 있다. 이들 모듀울 단위 장치들을 통과하여 흐르는 2차 냉각재(액체)는 이들 장치내에서 증기로 변환된 후 원자로압력용기 외부의 전력 발생부에 보내진다.

그러나 위에 기술한 각 장치들에 있어서의 원자로 압력 용기는 원자로심 1차냉각재, 또는 2차냉각액 또는 2차냉각재가 통과하여 고온으로 가열되는 원자로 압력용기내로 유입되게 하는 관입장치를 가지고 있어야한다.

이와 같이 인입되는 냉각재는 두꺼운 벽으로 된 원자로 압력용기의 높은 온도에 비해서 상대적으로 낮은 온도의 상태에 있기 때문에, 이 관입장치를 통하여 흐르는 냉각재가 비등(沸騰)케할 위험이 있을 뿐만아니라 또한 이와 같이 낮은 온도의 공급수를 인입케하는 이 관입장치와 인접된 부분 및 떨어져 있는 부분 사이의 압력용기 금속이 온도의 차로 인하여 서로 다른 팽창을 하게 되므로 받아들이지 못할 정도의 높은 변형력이 이 압력용기 내에 발생할 위험이 있다.

더구나 원자로 발전소는 안전할 것이 요구되고 또한 막대한 비용이 드는 관계로 인하여, 원자로 압력용기의 인입노즐 관입부에 대하여는 특별히 배려할 필요가 있다. 이를테면 일반적으로 비용이 많이 드는 인코넬을 사용하여 원자로 압력용기를 관통하는 인입관입공을 피복하여 주므로써 압력용기벽의 부식을 방지하고 있다.

또한 각 부분들 사이와 열과 압력차로 인하여 형성되는 원자로 압력용기벽과 인입노즐 관입장치의 부품들 사이의 변형력은 작동중인 급수열교환기와 열주기의 순간적인 불완전 작동에 의하여 특히 최고도에 달하게 된다. 이외에 안전을 목적으로 인입노즐접합용접부들을 ASME 규칙 제3장의 규정에 적합 하도록 설치할 필요성이 있다.

또한 비용면에서 볼때, 원자로 구성부품들을 파괴하지 않고도 X-선, 감마선, 초음파 및 모든 용접부의 침투재에 의한 시험 및 검사가 허용될 수 있도록 이들 부분품들을 설계할 필요가 있다.

따라서, 위에 간단히 설명한 열변형력을 감소케하여 ASME 규정에 적합한 노즐관입 용접부를 가지고 있고, 또한 파괴하지 않고도 시험 및 검사가 이루어질 수 있도록 한 인입노즐 관입 및 이와 관련된 용접부를 가지고 있는 인입노즐 관입장치를 형성시킬 필요가 있다.

본 발명에 의하여는, 원자로 압력용기벽과 인입노즐 사이의 변형력이 새로운 인입노즐 관입장치에 의하여 대단한 정도로 경감되게 된다. 또한 이 인입노즐 관입장치는 ASME 규칙 제3장에 적합하도록한 용접부를 가지고 있으며 또한 이들 용접부가 자체를 파괴하지 않고도 시험 및 검사가 될 수 있도록 배치되어 있다.

이외에도, 이 새로운 인입관입장치는 원자로 압력용기의 인입노즐 관입장치를 형성시키는데, 여기에서는 노즐이 위치하는 압력용기내벽에 있어서의 원자로벽 온도가 냉각재를 통과시키는 인입노즐 공급관의 온도에 의하여 실질적인 영향을 받지 않게된다.

좀더 구체적으로 말하면, 이와 같을 특징을 가지는 인입노즐 관입장치는 일단이 개방되어 있는 환상의 이중벽을 가지는 노즐도관으로 이루어지며, 이 환상이중벽 사이는 단열이 되어있다. 여기서, 외부노즐벽은 관입공 안쪽의 원자로 압력용기 한 부분에 충두용접(butt weld)되며, 내부노즐벽은 원자로 압력용기 내의 인입급수관에 충두용접된다. 이 외부노즐벽은 한상공기 틈 만큼 인입관입공면에서 부터 떨어져 있으며 압력 용기에 대하여 노즐관입장치의 외측단부에서 슬리이브(sleeve)로 지지고정되었다. 이 외부노즐벽은 노즐의 외단부에서 내부벽에 접합되므로 노즐은 결국 인입냉각재 공급관을 연결하는 플랜지로 끝을 맺는다.

구체적으로 말하면, 인입노즐 관입장치와 원자로 압력용기 사이의 환상공기 틈은, 예를들어 관형(管形)의 X-선 필림이 노즐외측벽의 외면상에 삽입될 수 있게 하므로서 파괴하지 않고도 검사가 가능하게 된다.

또한 이 환상공기 틈은 인입노즐 관입장치의 전길이에 걸쳐 형성되어 있으므로 원자로 압력용기와 인입관입도관 사이의 열을 차단한다.

본 발명의 구체적인 일예를 첨부도면에 의하여 상술하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 원자로 압력용기(10)의 외부에 있는 인입공급관(도시되지 않음)은 이 압력용기를 관통하여 원자로 또는 이 압력용기 내부에 있는 열교환기에 담수(淡水)를 공급하여야 한다. 그러나, 위에서 지적된 바와 같이, 이 압력용기벽과 담수공급관입관 사이의 열변형력을 감소시키지 않으면 안된다.

또한 이 인입관입장치를 파괴하지 않고도 이를 검사할 수 있게하지 않으면 안된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는, 냉각재 인입노즐 관입장치(12)에 인입냉각재 튜우브 또는 내측노즐벽(14)와 또한 실질적으로 거의 동일한 길이와 간격으로 떨어져 있는 동심원적인 외측튜우브 또는 외측벽(16)을 형성시켰다. 이 내측벽(14)는 용접부(18)에서 외측벽(16)에 접합되어서 냉각재 공급관(도시되지 않음)의 연결을 위한 플랜지(20)으로 끝을 맺는다. 단열재로된 슬리이브(22), 즉 금속박단열재로 된 몇개의 적층체를 내측노즐벽과 외측노즐벽 사이에 형성된 관상 공간에 삽입시켰다. 이 슬리이브(22)의 길이는 압력용기의 내벽면에서부터 이 용기의 외벽면을 약간 지나는 정도로 하여 관입장치내에 형성된 요입부(24)내에 잔여공간을 남게하고 또한 압력용기와 인입냉각재 사이의 단열장벽이 형성되게 하였다.

이 관입장치(12)를 원자로 압력용기(10)에 형성된 관입공(26)내에 삽입시켰다. 내측벽(14)는 압력용기 내측에 있는 공급관(30)과 용접부(28)에서 접합되었으며, 외측벽(16)은 용접부(34)에서 압력용기의 인코넬피복표면부(32)와 접합되었다. 사실 이 접합용접부(34)는 압력용기벽에 인입관입장치를 고정시킨 용접부인 것이다. 이 접합용접부는 인입노즐외 측벽의두께와 동일한 두께를 갖게하였으며, 이와 같이 함으로서 ASME 규칙 제3장에서 요구하는 바를 충족하는 강도를 갖게하였다. 인입노즐 관입장치의 외측벽(16)은 관입공(26)의 표면과 동심원적이면서 이 표면과 간격을 두고 있는 상태로 인입노즐의 외측단부에서부터 용접부(34)를 약간 지나는 위치까지 연장되어 있다.

외측벽(16)과 관입공(26) 사이의 형성시킨 공간 또는 공기틈(36)은 압력용기와 공급관 사이에 또 하나의 단열장벽을 형성한다. 또한, 용접부(34)에서 용접된 관입장치와 원자로 압력용기벽 사이에 형성되는 높은 열변형집중력을 피하는데 도움이 되게한 요입부(38)에서 이 공기틈(36)이 끝을 맺게하였다.

본 발명에서는, 공기틈(36)과 요입부(38)에 의하여 접합용접부(34)가 일반적인 X-선, 감마선, 초음파 또는 침투재에 의한 검사, 즉 파괴하지 않고도 이들에 의한 검사가 가능하게 된다. 예를들면, X-선 필림(도시되지 않음)을 공기틈(36)에 삽입한 후 접합용접부(34)를 둘러싼 상태로 요입부(38)에 위치시킨다.

다음에는, 인입노즐장치(12)의 도관내에 위치시킨 X-선관으로부터 용접부(34)를 통과시켜 X-선을 투사, 이 요입부(38)에 있는 필림을 노출시킨다. 이와 같이 노출된 필림을 검사하여 이 용접부(34)에 결함이 있는지의 여부를 쉽게 판단할 수 있다.

인입관입공(26)내에 인입관입장치(12)를 추가로 지지, 고정시키기 위하여, 두쪽으로 된 슬리이브(40)을 압력용기(10)의 외측면에 고정시킨 상태로 공기틈(36) 내부로 연장시켰다.

이 슬리이브(40)은 관형(管形)이며 그 직경을 따라서 축방향으로 분할되어 있다. 이와 같이 두쪽으로 분할시키므로서 이 관형 슬리이브(40)을 공기틈(36)내부로 삽입 및 일탈하기 용이하게 될 뿐아니라 이 슬리이브의 삽입 또는 일탈시에도 인입공급관이 노즐장치에 연결된 상태로 있게할수 있다. 이 슬리이브(40)의 각 분할체들은 압력용기의 외측벽에 고정되는 외측부재(42)와 공기틈(36) 내부로 연장되는 내측부재(44)를 가지고 있다. 이 외측부재(42)는 도면에 도시된 바와 같이 압력용기 외측벽의 인코넬피복표면에 가용접(tack weld)되어있다. 이 가용접은 슬리이브(40)를 고정시켜서 관입공(26)에서 일탈되는 것을 방지한다. 내측부재(44)는 관입공(26)과 노즐의 외측벽(16), 즉 접점 (46) 및 (48)에서 관입공과 노즐의 외측벽을 동시에 지지한다. 따라서, 이 노즐이 관입공내에 매우 견고하게 고정되고 또한 노즐이 원래의 위치로 부터 변위(變位)함에 의하여 접합용접부(34)에 가하여지는 힘 및 모멘트를 방지한다.

또한 내측부재(44)는, 외측벽(16)에서 누출이 발생할 경우에 이 누출액을 공기틈(36) 이외로 누출되지 못하도록 방지한다.

또한 가용접을 갈아버리거나 또는 파괴한 후 보울트를 외측부재(42)에 형성된 보울트공에 삽입시키므로서 슬리이브(40)을 공기틈에서 쉽게 일탈시킬수가 있다. 즉 보울트를 계속 삽입하게 되면 압력용기벽에 막히게 되며, 이후 계속 보울트를 삽입하게 되면 슬리이브(40)이 공기틈(36)에서 일탈케 된다.

Claims (1)

1. 도시하고 본문에 상술한 바와 같이, 최소 한개의 관입공(貫入孔)에 삽입된 원자력압력용기의 관입장치에 있어서, 냉각재가 통과되게 한 내측관형부재의 일측에 외측관형부재를 접합시키되 그 사이에 환형공간을 형성시켜 단열재를 삽입시키고 외측관형부재의 타측은 관입공의 내측 일부에까지 연장된 압력용기의 표면부에 접합시켰으며 외측관형부재와 압력용기의 관입공 사이에는 내단부를 요입시킨 공기틈을 형성시켜서 된 인자로 압력용기의 관입장치.

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