KR830001870B1 - 원자로의 파괴 연료체 검출용 핵분열 생성물 방출장치 - Google Patents

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Description

원자로의 파괴 연료체 검출용 핵분열 생성물 방출장치

제 1 도는 본 발명에 따른 표준 핵분열 생성물 방출장치의 설치를 도시한 PWR형 원자로의 개략도.

제 2 도는 제 1 실시예에 따른 장치 전체의 수직 단면도.

제 3 도는 장치의 챔버에 있는 출구 노즐의 다른 실시예를 도시한 제 2 도의 부분도.

제 4 도는 제 1 챔버를 제 2 챔버로부터 분리하는 수축부의 다른 실시예를 도시하는 수직단면의 부분도.

본 발명은 가압수형 원자로에서 파괴된 연료체를 검출하기 위한 표준핵분열 생성물 방출장치에 관한 것이다. 좀더 상세히 언급하면, 본 발명은 가압수형 원자로의 용기내에 삽입되어 분열생성물의 방출을 제어하는 장치에 관한 것으로, 분열 생성물의 방출은 원자로의 파괴된 연료체를 검출하기 위한 장치를 표준화하기 위해 작용하며, 이러한 검출장치는 원자로의 1차 회로내에 설치된다. 문제를 보다 잘이해하기 위해 1차 냉각 루우프를 갖는 가압수형 원자로를 간략하게 도시한 첨부도면 제 1 도가 참고가 될 것이다. 이도면 공지의 기슬로 연료 조립체(6)에 의해 구성된 코어(4)를 보유한 원자로(2)의 용기를 도시한다.

원자로의 1차 루우프는 또한 1차 도관(12) 및 (14)를 경유하여 원자로의 용기에 연결된 순환펌프(10) 및 열교환기 또는 증기발생기 (8)도 갖는다. 물론, 이것은 단순화한 도면이며 실제도 원자로는 다수의 냉각루우프를 갖는다. 파괴된 연료체 검출장치(16)는 증기발생기 (8)의 입구에 원자로(2)의 용기의 출구를 연결하는 도관(12)상에 배치되는 것이 바람직하다.

이 파괴된 연료체 검출장치는 냉각재내의 핵분열 생성물의 비율을 측정함으로써 이런 검출을 한다. 그리고, 코어구성용 연료체를 둘러싸는 파괴된 피복은 안전상 대단히 중요한 문제인데, 왜냐하면 연료물질을 둘러싸는 이러한 피복은 핵분열 생성물에 대한 제 1 의 보호 코우팅이 되기 때문이다.

그리고, 검출기가 올바르게 작용하는 가를 알기 위해 그것을 시험할 필요, 즉 장치(16)의 도움으로 냉각수에 함유된 분열생성물의 표준량의 존재를 검출할 필요가 있다. 이것이 본 발명의 목적인 것이다.

종래의 기술에서 이런 표준화는 원자로의 용기(2)내 선택된 곳에서 냉각재의 흐름속에 금속 우라늄 또는 우라늄 산화물의 퇴적과 같은 방사성체를 배치함으로써 얻어졌다. 그러나, 이 기술은 하기와 같은 이유로 좋은 결과를 가져오지 않았다.

1차 냉각회로 내에는 분열생성물의 영구한 방출이 있으며 그것은 오염을 증가하며, 표준화의 기간외에서 파괴된 연료체 검출장치에 의한 실 측정치를 변경하는 배경 소음을 일으키는 결점을 갖는다.

표준 선원의 방사능 레벨의 증가를 제어할 수 없으며, 따라서 임의의 운전시간후 파괴된 연료체 검출장치의 표준화는 착각하기 쉽게 될 위험이 있다.

최악의 경우 선원의 방사능 단편은 1차 냉각회로내로 도입될 수 있다.

본 발명의 목적은 전술한 결점을 극복하는 가압수형 원자로의 파괴된 연료체를 검출하기 위한 표준 핵분열 생성물 방출장치를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명에 따른 장치는 핵분열 생성물이 냉각재내로 계속 통과하는 것을 피하며, 표준화의 순간에 상당하는 이 핵분열 생성물의 방출기간을 정확하게 한정할 수 있게 하며, 핵분열 생성물 표준으로서 사용된 방사능 물질의 단편이 냉각재내로 통과하는 것을 피한다.

이 결과를 얻기 위해 본 발명은 내압용기 및 연료 조립체로 구성된 가압수형 원자로에서 파괴된 연료체의 검출을 위한 표준핵분열 생성물 방출장치에 있으며, 상기용기내에 삽입되며, 제 1 압력 강하를 발생시키는 수축에 의해 그 단부에 위치하는 제 2 챔버 및 제 1 챔버로 분할된 챔버를 규정하는 중공봉을 포함하며, 상기 제 2 챔버는 상기 수축에 의해 만들어진 것보다 더 큰 제 2압력 강하를 만드는 노즐에 의해 상기 장치가 제위치에 있을때 원자로 용기와 연결되고 벽상에 방사능 물질의 금속판이나 침전물로 구성되며, 상기 봉내에 설치되고 제 2챔버로부터 격리된 제 1 챔버의 단부에서 개방된 제 1 관을 포함하며, 상기 제 1 관은 원자로의 냉각수의 것보다 더 큰 압력으로 가압수원에 연결되었으며, 관의 입구에 압력이 적용되지 않을때 침전물에 의해 방출되는 분열생성물을 수집하기에 적당하고 제 2 챔버로부터 격리된 제 1 챔버의 단부에서 또한 개방되어 있는 제 2 관을 포함하는 것등을 특징으로하고 있다.

개량된 실시예에 따라서, 이 장치는 상기봉내에 배치되며, 제 2챔버에 근접한 상기 제 1챔버의 단부에서 개구되는 제 3관을 가지며, 상기 제 3관은 상기 수축에 의해 발생된 압력강하의 효과로 상기 제 1관내에 저유속으로 분사된 물을 수집하기 위해 정착된다.

이 개량된 실시예에 기인하여 제 1챔버는 핵분열 생성물의 제어된 방출을 일으키기 전에 소제된다. 따라서 이것은 잘 결정된 상승 전연부로 액분열 생성물의 구형파 방출을 얻을 수 있게 한다. 지금, 파괴된 연료체에 상응하는 사고는 이런 형태인 것이 증명되었다.

챔버는 충분히 길고 그 속에 분사되는 물에 대해 충분히 양호한 열전도 재료로 제조된 벽을 가지며 상기 노즐을 통해 원자로의 용기내물의 것과 실질적으로 동일한 온도로 유지된다.

이 후자의 배열로 인하여 320℃ 정도의 온도를 갖는 용기의 물내로 비교적 저온으로 직접물을 분사함으로써 유발되는 열충격이 피해진다.

본 발명은 첨부 도면을 참고로한 하기 서술로부터 더욱 용이하게 이해될 것이다.

도면에서, 제 1 도는 원자로의 용기내에 위치한 본 발명에 따른 2개의 핵분열 생성물 방출장치를 도시한다. 이 장치는 각각(20a) 및 (20b)로 표시된다. 이들은 원자로 용기의 커버(2a) 또는 그 저부(2b)의 개시부에 구비된 소위 계기구멍(22) 및 (22')를 통해 용기내부에 배치된다. 본 발명에 따른 장치(20)는 방사성 부분이 원자로의 코어(4)의 상면 또는 하면의 바로 근처에 있도록 충분히 길다. 이런 핵분열 생성물 방출 위치에 의해 실제의 파괴된 연료체는 검출장치(16)에 대하여 디 양호하게 까지도 토의된다.

제 2 도는 방출장치(20)의 제 1 실시예를 도시하며, 그것은 예를들어 계기구멍(22')를 통해 용기의 저부(2b)를 통과하는 원통형봉을 가진다. 물론, 그것은 계기구멍을 사용하는 것에 제한되지 않으며 봉은 용기의 축에 대해 수평으로 위치한다. 이 봉은 예를들어 저부(2b)상에 링(26) 및 스터브 볼트-너트 조립체(28)에 의해 고정된다. 추가해서 봉(24)은 0링(32)을 경유하여 벽(2b)상에 밀폐되게 가해진 베이스(30)를 포함하고 있다. 봉(24)과 일직선으로 원통형 외벽(36)에 의해 제한된 챔버(34)가 있다. 이 챔버(34)는 협초부(40)를 한정하는 수축부(38)에 의해 제 1의 소위 하부 챔버(34a)와 상부 챔버(34b)로 분할된다. 물론, "상부" 및 "하부"란 장치가 원자로의 용기의 저부에 삽입된 사실과 관련된다. 물론, 이 용어는 원자로의 커버를 통과하는 장치(장치 20b)의 경우에는 역전되어야 한다. 상부챔버(34b)는 장치가 제 위치에 있을 때 원자로의 용기내로 개구되는 원추형 노즐(42)에서 증료한다. 수축부(38) 및 노즐(42)은 압력강하를 유발한다. 이 2개 요소의 정의는 수축부(38)에 의해 발생한 압력 강하가 챔버(34b)의 노즐(42)에 의해 발생한 것보다 적다라는 것이다. 추가해서, 상부 챔버(34b)의 내측벽은 방사성 생성물의 금속판(44)또는 침전물에 의해 피복되며, 따라서 핵분열 생성물을 방출할 수 있다.

이 생성물은 예를들어 금속 우라늄 또는 우라늄 산화물이다.

봉(24)은 그 속을 관통하는 관을 가지며, 그것은 하부 챔버(34a)내로 개구된다. 먼저 관(46)은 챔버(34a)의 하단부에서 개구하며, 봉(24)의 외부에서 그 기능이 후술되는 2개 도관(48) 및 (50)에 연결된다

관(46)은 2개의 별개의 관으로 분리되기도 한다. 챔버(34a)의 상부에서 개구하는 관(52)도 있다. 최종적으로 방사성 침전물의 방사능 수준을 측정하기 위한 시스템(54)이 도관(50) 주위에 배치된다.

장치의 기능이 작동의 다른 상태에 따라 서술될 것이다.

표준화의 기간외에 유체는 관(46)내로 도입되지 않는다. 챔버(34b)내의 방사성 침전물(44)에 의해 방출된 핵분열 생성물은 수축부(38)과 노즐(42) 사이의 압력강하의 차이에 기인하여 수축부(38)를 통과하며, 챔버(34a)내로 침투한다.

이 핵분열 생성물은 관(46)과 도관(50)을 경유하여 하부 챔버(34a) 내에서 배출된다. 따라서 원자로의 용기외부에의 핵분열 생성물의 유동이 있다. 원자로의 용기내유체의 압력에 기인하 구동력에 의해 핵분열생성물의 유동이 얻어진다. 도관(50)은 매우 조심스럽게 유출액을 처리하기 위한 장치로 향하며, 수축부는 유속이 아주 낮게되도록 설계된다. 이 위치에서 즉, 핵분열 생성물이 용기외부로 배출될때, 모니터링시스템(54)은 방사성 침전물(44)로 구성된 선원의 물리적 그리고 물질상태를 모니터링할 수 있게 된다. 이 제어에 기인하여 선원의 상태에 결함이 있으면 원자로를 정지하지 않고 관(52), (50) 및 (48)을 막으므로써 장치를 분리할 수 있다.

원자로의 용기내 따라서 모든 1차 회로내에서 핵분열 생성물을 영구히 방출하고 싶을 때 물은 펌프에 의해 160바아 이상의 압력 즉, 원자로 용기내 냉각재의 것보다 큰 압력으로 도관(48)내에 분사된다. 이물은 핵분열생성물을 동반하며, 챔버(34a), 수축부(38) 및 챔버(34b)를 통과한다. 그래서 노즐(42)의 출구에는 가압수가 도관(48)의 입구에 가해지는한 분열 생성물의 방출은 계속되는 것이다. 물론, 챔버(34b)를 소제하기 위한 시간은 검출장치에 의해 관찰된 핵분열 생성물의 평균수명보다 대단히 적다.

추가해서 챔버(34a) 및 (34b)내의 물의 경로 그리고 챔버의 벽(36)을 구성하는 재료 및 그 길이를 고려하여 볼때 노즐(42)을 떠나는 물은 원자로 용기내의 냉각재의 것과 동등한 온도다. 그래서 열충격이 피해진다.

원자로 용기내에 핵분열 생성물의 구형파 방출을 발생하는 것이 표준화에는 유리하다. 이것을 위해서 본 발명에 따른 장치는 그 개량된 실시예에서 함유하는 모든 핵분열 생성물을 제거하기 위해 챔버(34a)를 확실히 소제할 수 있다. 이를 위해 소량의 물이 도관(48)을 통해 분사되며, 이 물은 핵분열 생성물을 동반하며, 챔버(34a)을 소제한다. 수축부(38)에 의해 유발한 압력강하에 기인하여 배출이 관(52)을 경유하여 확실히 행해진다.

그리고, 용기로부터의 임의의 유동이 챔버(34b)내로 노즐(42)을 통해 침투한 후 관(52)을 통해 배출되도록 챔버(34a)로 침투한다. 이 소제 작동이 행해지고나면 영구한 방출에 상응하는 작동을 수행하기에 충분하다.

제 3 도는 출구노즐(42)의 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에 따라서 노즐(42')은 다수의 구멍(60)을 가진다. 그것은 또한 보올(64)에 의해 구성된 밸브의 시이트를 형성하는 절두부(62)를 가진다. 용기내 압력보다 큰 압력이 도관(48)으로 가해지지 않을때 볼은 그 시이트(62) 상에 놓이며 핵분열 생성물은 원자로 용기내에 침입할 수 없다. 반대로, 가압수가이 관내에 가해질때 보올은 상승하며, 핵분열 생성물이 방출되게 한다(제 3 도의 제치).

제 4 도는 수축부(38)의 다른 실시예를 도시한다. 이 경우, 수축부(38)는 링내에 배치되고 수축부(38)에 의해 발생한 것과 동등한 압력강하는 발생하는 보정된 구멍(64)을 규정한다.

전술한 바로부터 본 발명의 주요사항을 형성하는 장치는 종래기술을 능가하는 다수의 이점을 가진다. 전술한 이점외에도, 이 장치는 핵분열 생성물의 방출을 제어할 수 있다. 따라서, 종래의 시스템에서 보다 큰 순간 방출을 가능하게 한다. 이것은 장치(16)에서 보다 큰 검출 신호를 얻을 수 있게 한다. 특히, 이 장치에 대한 신호와 배경 소은의 비율이 개량된다. 추가해서, 노즐(42)을 떠나는 물이 원자로 용기내 보유된 물의 것과 동일한 온도이므로 열충격이 피해질 뿐아니라, 용기내 냉각재의 유동을 교란한다.

최종적으로, 그 구조를 고려하면, 이 장치는 소형이 된다. 예를들어, 장치 및 그 지지봉(24)의 외경은 15mm이다. 따라서, 원자로 용기의 저부 및 커버에 구비된 계기구멍(22') 및 (22)을 통해 이 장치를 삽입하는 것이 용이하다.

Claims (1)

1. 내압용기 및 연료 조립체로 구성된 가압수형 원자로에서 파괴된 연료체의 검출을 위한 표준핵분열 생성물 방출장치에 있어서, 상기용기내에 삽입되며, 제 1 압력 강하를 발생시키는 수축에 의해 그 단부에 위치하는 제 2 챔버 및 제 1 챔버로 분할된 챔버를 규정하는 중공봉을 포함하며, 상기 제 2 챔버는 상기 수축에 의해 만들어진것보다 더큰 제 2압력강하를 발생하는 노즐에 의해 상기 장치가 제위치에 있을때 원자로 용기와 연결되고 벽상에 방사능 물질의 금속판이 침전물로 구성되며 ; 상기 봉내에 설치되고 제 2 챔버로부터 격리된 제 1 챔버의 단부에서 개방된 제 1관을 포함하며, 상기 제 1관은 원자로 냉각수의 것보다 더 큰 압력으로 가압수원에 연결되었으며 ; 관의 입구에 압력이 적용되지 않을때 침전물에 의해 방출되는 분열 생성물을 수집하기에 적당하고 제 2 상버로부터 격리된 제 1 챔버의 단부에서 또한 개방되어 있는 제 2 관을 포함하는 것등을 특징으로 하는 표준 핵분열 생성물 방출장치.

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