KR800001601B1 - 제어봉 사출 지연장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

제어봉 사출 지연장치

제1도는 본 발명의 사출 지연장치를 결합한 제어봉 연결장치의 단면도.

제2도는 제1도의 보올밸브(ball valve) 장치의 확대도.

제3도는 제2도 보올밸브 장치의 3-3선을 따라 절개한 단면도.

본 발명은 원자로를 위한 제어봉구동 장치에 관한 것으로 특히 원자로로부터 바람직하지 못하게 사출되는 제어봉을 지연시키기 위한 장치에 관한 것이다.

원자로의 제어봉 구동장치에는 밀봉압력용기가 포함되는데 이는 원자로의 제어봉을 연결하고 또한 원자로내에서 제어봉의 위치가 제어되도록 원자로를 밀폐할 수 있게 원자로에 장치된다.

이렇게 되므로서, 구동장치를 수용하고 있는 하우징은 원자로와 같은 압력으로 유지된다. 제어봉 구동장치의 하우징이 파괴되는 경우 구동장치의 리이드 스크루우(lead-screw)는 구동장치에 연결된 제어봉과 함께 하우징과 그 주위에서 발생되는 압력차에 의하여 하우징으로부터 사출될 수도 있다.

종래의 제어봉구동장치는, 정상적으로 제어봉이 작동하는 동안 제어봉이 사출되지 못하도록 제어봉과 결합한 구동장치로 제어봉의 이동을 비교적 느리게 하였다.

“급속정지(scram)” 또는 원자로내로 제어봉을 신속히 삽입하여 원자로의 작동을 중지시켜야 하는 어떤 상황에 부디치는 경우가 있는데 이러한 “급속정지”는 일상적으로 구동장치의 기소(機素)를 제어봉으로부터 일탈시켜 제어봉을 원자로내로 낙하시키므로 이루어진다.

따라서 “급속정지” 상태동안 하우징에 균열이 발생하는 경우 제어봉은 쉽게 사출될 수 있다. 이와 유사한 상태는 원자로가 정지되거나 또는 제어봉구동장치가 제어봉에서 일탈되었을때도 일어난다. 심지어 제어봉과 그 구동장치가 결합되어 있을 때 제어봉을 원자로의 전압력에 있게 한 하우징에 균열이 발생하는 경우 리이드 스그루우와 구동장치 사이에 결합된 상태가 붕괴되거나 해체되어 사출이 발생된다.

그러므로 제어봉의 사출을 가능한한 지연시키도록 제어봉의 사출하는 힘을 분산하여 갑작스러운 사출을 방지하는 것이 매우 바람직하다.

본 발명에 따른 사출 지연장치는 종래의 장치에 관련된 상기의 문제들을 해결하고 그외 다른 장점들도 제공하였다. 본 발명의 사출 지연장치는 원자로의 제어봉장치에 고정된 피스톤장치를 제공하였다. 이 피스톤장치는 가압수가 피스톤장치로 제어가능하게 흐르도록한 개방부로 형성되어 있다. 이 개방부의 제어는 보올밸브에 의하여 이루어지는데 이 밸브는 개방부를 경유하여 피스톤까지 가압수 흐름을 개방하거나 또는 차단하도록 압력작용을 하게 된다. 정상적으로 제어봉이 작동하는 동안 유동피스톤 시일(seal)은 이 시일 주위 공간에 충분한 가압수를 흐르게 하여 보올밸브가 개방 또는 차단 상태에 있는지에 관계없이 제어봉의 상하이동을 지연되지 않게 완만한 속도로 이루게 하였다. 피스톤 개방부는 “급속정지” 상태동안 보올밸브가 가압수를 피스톤 장치로 신속히 흐르도록 개방시켜 제어봉의 급속한 낙하 지연을 방지하도록 위치된다.

그러나 제어봉이 급속한 사출이 발생되는 경우 보올밸브는 가압수를 피스톤시일 주위공간에서 제거하여 피스톤 개방부를 밀폐시킨다. 이 시일의 간극(clearance)은 그들 주위 공간에 적은 양의 가압수를 흐르게 하므로 이 피스톤장치는 제어봉의 신속한 사출을 방지하겨나 또는 지연시키는 작용을 한다.

본 발명의 한 양태는 사출지연장치를 제공하는데 이는 제어봉사출을 지연시키고 제어봉 구동장치에 의하여 이루어지는 정상적인 제어봉 작동을 방해하지 않는다. 본 발명의 또 다른 양태는 보올밸브장치를 가지는 사출지연 장치를 제공하는 것이며, 이 보올밸브장치는 제어봉이 바람직하지 못한 사출이 발생될때마다 제어봉 사출을 지연시키기 위하여 피스톤 장치로 가는 가압수 흐름을 차단한다.

본 발명은 첨분된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 제어봉구동 연결장치(10)의 하단부를 도시하였다. 제어봉구동장치(10)의 단부(11)은 정해진 위치에서 가압수를 가지는 원자로 압력용기(12)에 용접에 의하여 압력용기를 밀봉할 수 있게 고정되어 제어봉 구동장치(10)으로 원자로 압력용기(12)를 밀봉하였다. 리이드 스크루우(14)는, 제어봉 구동장치(10)의 개방단부를 지나 원자력 압력용기내의 하부로 연장하여 리이드 스크루우(14)의 위치를 제어봉의 어느 적당한 장소에 위치시켜서 종래의 방식대로 원자로의 제어봉(도시안됨)에 결합된다.

리이드 스크루우(14)는 유성화(planetating) 로울러 너트 둥과 같은 종래의 구동장치에 의하여 원자로 내에서 상하로 이동되는데 그 안에서는 고정자(stator)가 레버아암(lever arm)에 고정된 로울러들의 결합과 유성(planetation)을 일으킨다. 전기의 구조와 작동은 잘 알려져 있으며 이의 상세한 설명은 미국특허 제3,822,439호에서 찾을 수 있다.

원자로와 그에 따른 제어봉 구동장치는 제어봉 하우징의 개방단부(11)을 지나서 있는 밀봉연결부에 의하여 원자로의 압력 수준까지 가압된다. 원자로의 압력은 2,000psi(게이지) 범위에 있게 되므로 제어봉 구동장치의 하우징이 균열되는 경우 매우 위험한 상태가 있게 된다.

이때 리이드 스크루우(14)는 하우징과 주위의 압력차로 인하여 하우징 밖으로 사출된다. 리이드 스크루우(14)가 이러한 파괴상태에서 하우징 밖으로 빠르게 사출되는 것을 방지하기 위하여 사출지연장치(16)은 리이드 스크루우(14)에 고정된다. 이 사출 지연장치(16)은 개방부(20)을 가지는 피스톤장치(18)로 구성되며, 이 개방부(20)은 보올밸브장치(22)에 의하여 제어되어 개방상태 및 밀봉상태로 유도된다. 개방부(20)과 보올 밸브장치(22)는 피스톤장치(18)이 리이드 스크루우(14) 위에 위치되면서 피스톤장치(18)의 상단부에 인접하여 위치되며, 제어봉을 원자로로부터 최대로 빼내었을 때에도 보올밸브장치(22)가 피스톤장치(18)의 피스톤(24) 위에 있게 된다.

본 발명의 피스톤장치(18)은 원통형 하우징(26)을 포함하는데 그 내부의 피스톤(24)는 제어봉에 고정되므로 제어봉 구동장치의 리이드 스크루우(14)와 같이 이동되도록 구성된다. 하우징(26)의 하단부는 타이트 시일(tight seal)(28)에 의하여 밀봉되어 환상형쳄버(30)을 형성하는데 쳄버로 가는 가압수 흐름은 보올밸브장치(22)에 의하여 제어된다. 피스톤(24)가 피스톤장치(18)내에서 리이드 스크루우(14)의 정상구동의 이동에 따라 이동하게 되면 이 리이드 스크루우(14)의 정상적인 완만한 속도는, 가압수를 피스톤(24)와 원통형하우징(26) 사이의 유동간극부위(32) 공간에 쉽게 흐르도록 하여 원래의 속도를 유지토록 한다. 따라서 보올밸브장치(22)가 개방부(20)으로 구성되어 이 개방부(20)이 개방되거나 또는 밀봉 되거나에 관계없이 정상 구동상태에서 처럼 비교적 완만한 이동속도를 유지하는한 리이드 스크루우(14)의 정상 작동에는 차이가 없다.

그러나 리이드 스크루우(14)가 원자로에 신속히 삽입되어져야 하는 “급속정지”상태 동안 보올밸브장치(22)는 제어봉의 신속한 삽입이 방해받지 않도록 개방된다. 보올밸브장치(22)는 제어봉을 최대로 뽑아낸 상태에서도 피스톤(24)이 위에 위치되어 있게 장치한다. 따라서 “급속정지”상태가 발생되는 경우 리이드 스크루우는 완만한 구동장치로부터 이탈되어 원자로내로 중력에 의한 자유낙하를 하게 된다.

피스톤(24) 주위 공간의 간극(32)는, 자체공간에 가압수를 완전히 배출시킬 수 없으므로 제어봉 자유낙하를 지연시키지 않으며 피스톤(24)와 상단 밀봉부(28) 사이의 부위에는 부압(負壓)이 발생된다. 이 부압은 제2도의 점선으로 도시된 바와 같이 보올밸브장치(22)의 보올(34)를 밀봉위치로부터 개방위치로 이동시킨다.

이 개방위치에서 가압수는 보올밸브장치(22)의 단부에 있는 개방부(38)부터 보올(34)를 가진 보올밸브장치(22)에 형성된 케이지(cage) 부위(40)으로 흐른다.

케이지부위(40)은 일단부에 보올밸브장치 하우징(44)의 단부의 연장부(extension)(42)와 하우징(44)의 내측으로 위치된 삽입부(48)에 형성된 리브구획부(46)으로 형성된다. 리브구획부(46)은 가압수가 개방부(38)부터 보올(34) 공간에 쉽게 흐르도록한 개방부(50)를 가지며, 가압수는 개방부(50)을 통과하여 개방부(20)을 경유 쳄버(30)으로 흐른다. 따라서 보올(34)로 인하여 가압수를 쳄버(30)으로 흐르게 하는 경우 피스톤장치(18)의 지연작용은 발생되지 않으며, 또한 “급속정지”상태도 발생되지 않는다.

개방부(38),(50)과 (20)은 충분한 가압수를 쳄버(30)으로 흐르도록 하여 제어봉장치의 정상적인 중력자유 낙하를 하게 하였다.

이러한 제어봉의 신속한 자유낙하는 피스톤(24)가 배기구(排氣口)(39)를 가지는 원통형 하우징(26)의 지면단부에 이를때까지 계속된다. 이 배기구는 피스톤(24)와 저면시일(28) 사이의 가압수를 지체없이 배출시킨다. 배기구(39)위로 이동할 때 피스톤(24)가 낙하부위(41)에 대한 피스톤(24)와 저면시일(28) 사이에 고인 가압수에 의하여 정지작용이 시작된다. 따라서 가압수는 피스톤(24) 공간에서 제거되어 제어봉의 최종낙하가 원자로내로 느린 속도를 유지하면서 이루어진다.

리이드 스크루우(14)의 사출이 하우징 파괴 상태에 의하여 발생되는 경우 이 리이드 스크루우(14)와 피스톤(24)는 배기구(39) 위로 보올밸브 장치(22)를 향하여 신속히 이동된다. 간극(32)는, 쳄버(30)을 가압하여 발생되는 간극(32) 공간에 피스톤(24)와 상단의 시일(28) 사이에 고인 가압수를 완전히 배출시키지 못한다.

쳄버(30)을 가압하는 경우 보올(34)가 개방부(38)로 이동되어 피스톤장치(18)의 피스톤(24)를 밀봉하다. 리이드 스크루우가 이동할 수 있는 단 한가지 방법은 간극(32)를 통과하는 피스톤(24) 주위공간에 가압수를 제거시키는 것이다. 간극(32)가 구동제어봉을 정상적인 느린 속도로 이동하게 하므로 리이드 스크루우와 이에 연관된 제어봉의 제어되지 않은 상태의 신속한 사출은 효과적으로 정상수준까지 지연된다. 이미 기술된 바에 의하여 본 발명의 피스톤장치(18)은 제어봉 사출지연장치를 공급하는데 이 장치는 제어봉이 바람직하지 못한 사출이 비 능률적인 제어봉구동과 “급속정지”작동이 발생되었을 때만 작동한다.

Claims (1)

1. 도시하고 본문에 상술한 바와 같이, 제어봉이 지연됨이 없이 정상구동을 하게하고 또한 “급속정지”작동을 하게 하면서 제어봉이 바람직하지 못한 사출을 지연시키게 하는 원자로 제어봉 구동장치를 위한 제어봉사출 지연장치에 있어서, 원자로압력용기 내에서 제어봉구동장치의 리이드스크루우에 피스톤을 고정시키고, 이 리이드 스크루우 주위에 부분적으로 연장하여 밀봉부를 형성시켰으며, 원자로내의 가압수 흐름을 원자로부터 밀봉부까지 흐르게 하고 또한 차단하도록 보올밸브장치를 피스톤장치에 고정시켜서 된 제어봉 사출 지연장치.

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