KR840002450B1 - 원자로 핵연료 집합체의 안내관 고정장치 - Google Patents

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Description

원자로 핵연료 집합체의 안내관 고정장치

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 안내관의 고정 및 링너트의 도입을 나타내는 안내관의 축을 따라 취한 단면도.

제2도는 제1도의 실시예에서 링너트가 완전히 나합된 상태와, 조립체의 단부판으로부터 포울(pole), 나사돌리개 및 단부피팅(end fitting)이 분리된 상태를 나타내는 설명도.

제3도는 본 발명의 제2실시예에 따라서 단부판에 안내관을 고정하는 방법의 설명도.

제4도는 제3도의 실시예에서 링너트가 완전히 나합된 상태를 나타내는 설명도.

본 발명은 원자로 핵연로 집합체에 관한 것으로, 예를들면 다수의 단일봉 형태로 분포된 실제의 핵연료가 각기 핵연료 집합체를 구성하는 자율적인 관속으로 루우프짓는 가압수형 원자로의 핵연료 집합체에 관한 것이다.

이런 집합체는 공지된 바와같이 중공 안내관에 의해 서로 연결된 2개의 상부 및 하부 단부판을 가지며, 이것은 제어봉 또는 특정장치를 도입시키기 위하여 사용될 수 있다. 상기 안내관 상에는 일반적으로 스페이싱 격자가 있으며, 이것은 종종 상기 안내관에 대해 자유롭게 슬라이드 할 수 있으며, 그 속에는 스프링 시스템에 의해 단일 연료봉의 고정된다.

또한 통상적으로 단부판은 스텐레스강으로 제조되며, 안내관은 횡단하는 중성자선속에 투과성인 지르칼로이로 제조된다.

스텐레스강에 지르칼로이를 용접하는 것이 불가능하므로 지금까지는 주로 지지부에서의 관의 종방향 슬라이딩을 방지하기 위해 기복을 갖는 강제 끼워맞춤에 의해 스텐레스강 단부판에 안내관이 고정되고 있었다. 그러나 이러한 형식은 원자로 온도가 상승할 때 연결부의 상이한 부재사이에서 발생하는 상이한 팽창에 대해 아주 제한된 저항력을 가진다. 이 팽창은 거의 직경방향 및 종방향의 양방향의 변형을 초래한다. 결국 상당히 단시간의 운전으로 결합부의 질이 저하된다.

1979년 6월 14일자의 프랑스 특허 EN 7915272호는 핵연료 집합체의 단부판에 이런 안내관을 고정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 이것은 특히 간단하고 용이한 수단을 사용하여 내구성이 크고 강한 결합부를 제공한다. 이 장치는 2개의 외측 쇼울더를 갖는 슬리이브에 강제 끼워맞춤되어 용접되며, 제1외측 쇼울더까지 상기 슬리브상에 끼워 맞추어진 안내관의 팽창단부 주위를 파지하는 페룰(ferrule)과 그 속에 상기 슬리이브가 배치된 쇼울더를 구비한 단부판 내의 오리피스로 구성되며, 제2쇼울더는 상부판의 쇼울더와 접촉하고, 상기 슬리이브의 상단부는 집합체의 단부판의 오리피스의 상부에 고정된다.

프랑스 특허 EN7915272호에 의한 장치는 스텐레스강 집합체의 단부판에 지르칼로이 안내관을 결합하여 종방향 및 직경방향의 변형에 대해 결합부의 부재사이의 임의의 상이한 팽창을 방지한다. 이것은 결합의 상이한 요소가 서로 접촉하여 확고히 용접된 사실에 기인한다. 이렇게 형성된 결합부는 완전히 만족스러우며 아주 적당하게 기능을 발휘한다. 그러나, 이것은 1개의 이상의 연료봉이 결함하 발생되어 교환하기 위해 상부판을 해체할 필요가 있을 때 해체를 불가능하게 한다. 그리고 이런 작업이 방사능 보호폰드 내에서, 즉 수미터 깊이의 물을 통해서 필연적으로 수행되므로 안내관의 해체에 관한 기술적인 문제가 상당히 복잡하여 지금까지 만족스럽게 해결되지 않고 있다.

안내관과 단부판을 나사에 의해 결하하기 위한 다른 해결책이 시도되었지만(예를들면 미국 특허4,030,975호) 복잡성과 원격해체의 어려움 때문에 실용화되지 않고 있다.

본 발명은 고정 및 해체작업의 신뢰성과 고정도의 강도를 확보할 수 있는 수단을 사용하여 해체가능한 방식으로 안내관을 집합체의 단부판에 고정하기 위한 장치에 관한 것이다.

가압수형 원자로의 핵연료 집합체의 지르칼로이 안내관을 상기 집합체의 강단부판에 고정하기 위한 본 방식으로 안내관을 집합체의 단부판에 고정하기 위한 장치에 관한 것이다.

가압수형 원자로의 핵연료 집합체의 지르칼로이 안내관을 상기 집합체의 강단부판에 고정하기 위한 본 발명의 장치는 슬리이브의 상부 주름부분과 협동하며 2개의 쇼울더 사이에서 파지에 의해 슬리이브를 견고히 병진고정하는 제1하부 나사부와 원격조작을 위해 포울의 단부에 설치된 탭가공된 단부 피팅과 협동하는 제2상부 나사부에서의 서로 반대방향의 피치를 갖는 2개의 나사부가 제공된 링너트와, 상기포울과 일체로 회전하지만 탄성복귀 시스템에 의해 상기 포울을 따라서 나사돌리개 슬리이브상의 치(teeth)가 포울과 단부 피팅이 함께 회전하게 하는 링의 상부의 요홈부내에 배치되는 제1하부 위치와 상기 치가 상기 요홈부로부터 이탈하며 링과 단부 피팅이 회전하고 독립되는 제2상부 위치사이에서 병진운동하는 치를 갖는 나사돌리개 슬이이브와 상기 슬리이브에 대한 링의 회전을 감속시키기 위한 수단과, 고정 및 해체작업중 상단부판에 대한 안내관과 슬리이브의 회전을 방지하기 위한 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라서 고정장치는 반대 피치를 갖는 2개의 나사부를 갖는 링너트를 가진다. 안내관은 xmrgjEN79155272호와 같이 내측 슬리이브와 외측 페룰사이에 파지된다. 슬리이브의 상부는 그 위에 링너트가 나사가공된 탭을 가지며 슬리이브는 위너트가 완전히 나합될 때 상단부 판상의 2개숄더 사이에서 파지에 의해 고정된다. 본 발명에 따라서 상기 링너트는 제2상부 나사부에 의해서 집합체의 저장폰드 상부의 외부로부터 조작포울의 탭가공된 단부 피팅에 우선 나합된다.

링너트는 포울과 함께 회전하며 포울을 따라서 병진운동하는 나사돌리개 상의 치에 의해서 슬리이브의 상부 주름부분에 나합되며, 상기 치는 링너트의 상부태의 요홈부내에 내장된다. 이 링너트가 완전히 나합될 때 이 것은 단지 동일한 방향으로 포울을 계속 회전시키면서 이것을 지닌 탭가공된 단부 피팅이 링너트의 상부로부터 나사가 풀리도록 하기 위해 링너트의 요홈부로부터 나사돌리개 슬리이브의 치를 이탈시킬 필요가 있기 때문에 링너트의 제2상부 나사부는 제1하부 나사부와 비교하여 반대방향이다.

링너트의 회전을 감속시키고 예를들어 링너트가 포울의 단부 피팅에 의해 반대방향으로 구동되는 것을 방지하기 위하여는 본 발명에 따라 슬리이브에 의한 회전을 감속시키기 위한 수단을 구비하는 것이 유리하다. 이러한 목적으로 각종 공지된 수단이 사용될 수 있다.

본 발명의 간단한 실시예에 따라서 상기 제동수단은 링너트의 제1나사부 내에 형성된 횡방향 슬롯에 의해 제한되고 변형된 방식으로 삽입된 곡선 절반-링으로 구성된다.

다른 실시예에 따라서 슬리이브에 대한 링너트의 회전을 감속하기 위한 수단은 단부판의 상응하는 변형을 수납하도록 상기 링너트상에 가공된 요면을 가진다.

또한 상부 단부판의 고정 및 해체중 상부 단부판에 대해 슬리이브의 회전을 방지할 필요도 있다.

본 발명의 제1실시예에 따라서 상부 단부판에 대해 슬리이브의 회전을 방지하기 위한 수단은 슬리이브의 외주상에 제조되며 상부 단부판의 대향면 내에 가공된 보조 슬롯과 협동하는 홈을 가진다.

제2실시예에 따라서 이 수단은 회전되지 않게 유지된 원통형 맨드렐의 표면에 있으며, 그 목적으로 중공 실린더로서 제조된 포울의 중앙 요홈부 내에 내장된 러그를 가지며, 상기 러그는 슬리이브의 내면상에 형성된 홈과 협도한다.

본 발명은 단부판에 핵연료 집합체의 안내관을 고정하기 위한 장치의 제2실시예에 관한 것으로 하기 서술로부터 더욱 잘 이해될 것이다. 이 서술은 첨부된 제1 내지 4도를 참고로 설명을 위한 비제한적인 방식으로 제공된다.

모든 도면에서 간략화를 위해서 도시되지 않았지만 도시한 수단은 폰드의 물속에서 운전되며 단지 도면의 상부에 도시된 포울에 의해 수미터의 거리에서 조작되는 것을 상상할 필요가 있다.

제1도에 스텐레스강 페룰(4)과 스텐레스강 슬리이브(3) 사이에서 상부가파지된 안내관(1)이 도시된다.

상단부판(2)은 상부의 20과 하부의 21의 2개의 쇼울더를 가지며, 상기 쇼울더(21)은 슬리이브(3)의 상부 쇼울더(6)과 협동한다.

제1하부 나사부(22)와 제2나사부(23)를 가진 링너트(12)도 도시되며, 나사부(22)(23)들은 본 발명에 따라 반대 피치를 가진다. 단부판(2)의 상부에 형성된 요홈부(24)는 링너트(12)의 통과를 허용한다. 링너트도 변형된 방식으로 삽입되며 횡방향 슬롯(25)에 의해 제한되는 곡선절반링을 가지며, 이것은 상기 슬리이브(3)에 대해 링너트(12)의 회전을 감속하기 위해 슬리이브(3)의 상부 탭부분(26)이 나사부상에 임의의 마찰을 발생시킨다.

링너트(12)의 제2상부 나사부(23)는 머지하지 않은 폰드의 표면으로부터 장치가 조작되는 것에 의해 포울의 단부에 끼워 맞춰진 탭가공된 단부 피팅(14)과 협동한다.

링너트(12)도 상부 주변상에 키이 연결부(28)에 의해 포울을 따라 병진이 가능하며 포울의 하부 주위에 배치된 나사돌리개 슬리이브(15)의 베이스에 의해 운반된 치(16)과 협동하는 다수의 요홈부(17)를 가지며, 이것은 나사돌리개 슬리이브(15)가 포울(27)과 함께 회전하는 것을 감근다. 포울(27)의 하부에 나사돌리개 슬리이브(15)는 표면상 의작업자가 스프링(31)을 압축하려는 나사돌리개 슬리이브(15)상에 대항작용을 하지 않을 때 치(16)가 링너트(12)의 요홈부(17)에 도입하게 하는 스프링(31)을 내장하는 나사돌리개(15)와 포울(27)의 벽 사이에 dyhgaqn(30)를 한정하는 쇼울더(29)를 사짐으로써 링너트(12)와 포울(27)의 회전을 감는다. 본 실시예에서는 시스템의 축에 120。로 배치된 3개의 요홈부(17)와 3개의 치(16)가 있다.

제1 및 제2도의 실시예에서 슬리이브(3)도 상기 슬리이브(3)의 환상면적의 주변상에 바치되며 단부판(2)내의 보조홈(33)과 협동하는 다수의 치(32)를 가진다. 상기 치(32)들은 보조홈(33)의 중공부와 계합하여 장치의 조립 및 해체중 단부판(2)에 대한 슬리이브(3) 및 안내관(1)의 회전을 방지한다. 이것은 링너트(12)의 1개 또는 다른 방향으로의 회전작용하에 전술한 작업이 발생하므로 안내관(1)이 단부판(2)에 대해 회전이 고정되어야 한다.

제1도의 장치는 하기와 같이 운전된다.

링(12)에 의해 상단부판(2)에 안내관(1) 및 슬리이브(3)를 고정할 필요가 있으며 하기공정이 채용된다. 보호폰드의 외부에서 작업자는 상기 포울(27)의 단부 피팅(14)에 제2상부 나사부(22)를 나합함으로써 포울(27)의 단부에 링너트(12)를 고정하여 개시한다. 이 작업을 수행할 수 있도록 작업자는 우선 치(16)가 단부피팅(14)의 나사부(23)의 외면을 벗어나게 나사돌리개 슬리이브(15)를 올려야 한다. 이작업이 수행된 때 작업자는 나사돌리개 슬리이브(15)를 자유롭게 하며 팽창스프링(31)의 작용하에 치(16)는 링너트(12)의 상부의 상응하는 요홈부(17)에 침입한다. 이렇게 준비된 장치는 폰드내로 강화되며 제1하부 나사부(22)에 의해 링너트(12)는 슬리이브(3)의 상부 탭부(26)를 따라서 나합되기 시작한다. 작업자는 링너트(12)가 상부단부판(2)의 상부 쇼울더(20)와 접촉할 때까지 동일방향으로 포울(27)을 계속하여 선회시킨다. 이때 작업자는 다시 나사돌리개 슬리이브(15)상에서 작용하며 치(16)가 요홈부(17)로부터 벗어나도록 스프링을 압축하며, 이것은 포울(27)과 단부 피팅(14)을 링(12)으로부터 이탈시킨다. 링너트(12)의 제2상부 나사부(23)가 제1하부 나사부(22)의 것과 반대의 피치를 가지므로 작업자는 동일방향으로 계속하여 회전시킴으로써 링너트(12)로부터 단부 피팅(14)을 푼다.

이러한 방식으로 요홈부와 완전히 나합된 링너트(12)가 안내관(1)과 슬리이브(3)를 단부판(2)의 2개 쇼울더(20),(21)상에 견고히 유지하는 제2도의 위치가 얻어진다. 치(16)를 갖는 나사돌리개(15)와 포울(27)은 이탈되며 탭 단부피팅(14)과 장치는 표면으로 상승될 수 있다.

요홈부(24)내의 슬리이브(3)에 링너트(12)를 나합시키는 것과 연관하여 전술한 각종 조작은 장치를 해체할 필요가 있으면 링너트(12)를 풀어서 반대순서로 수행될 수 있다. 숙련 기술자는 이 역공정(27)과 포울(14)과 탭 단부피팅에 의한 해체를 위한 다음 작업을 용이하게 수행할 수 있으므로 작업에 대한 상세한 서술은 할 필요가 없다.

제3도 및 4도를 참고로 전술한 장치의 변형예가 서술될 것인데, 이것은 주로 단부판(2)과 슬리이브(3)의 보조치에 의해서가 아니고 슬리이브(3)의 상부의 내면에 형성된 상응하는 홈(37)내에 배치된 주변 러그(36)를 가지며 작업자에 의해 그 면으로부터 회전되지 않는 맨드럴(35)에 의해서 회전이 방지되는 것을 특징으로 한다. 이 맨드럴은 안내관(1)의 축을 따른 중앙위치를 점유하기 때문에 그 속에서 포울(27)이 병진운동하기 위한 중공관형 원통구조를 필요로 한다.

제3도는 동일 참고번호를 갖는 제1 및 2도에 상응하는 부품들을 가지며 특히 회전하는 포울(27)과 슬리이브(15)를 잠그기 위한 키이 부재(38)를 구비한 슬리이브(15)를 가진다.

본 발명에 따라서 맨드렐(35)은 포울(27)과 동시에 도입 및 또는 제거되며 조립 및 해체 작업을 위한 장채내로 상기 포울(27)을 도입하는 도중에 위치결정을 촉진하는 중앙 단부피팅(39)을 가진다.

Claims (1)

1. 가압 수형 원자로의 핵연료 집합체의 지르칼로이 안내관을 슬리이브 및 외측 페룰에 의해 상기 집합체의 강단부판에 해체 고정하기 위한 장치에 있어서,

   슬리이브의 상부 주름부분과 협동하며 2개의 쇼울더 사이에서 파지에 의해 슬리이브를 견고히 병진 고정하는 제1하부 나사부와 원격조작을 위해 포울의 단부에 설치된 탭가공된 단부피팅과 협동하는 제2상부 나사부에의 서로 반대방향의 피치를 갖는 2개 나사부가 제공된 링너트와,

   상기 포울과 일체로 회전하지만 탄성복귀 시스템에 의해 상기 포울을 따라서 나사돌리개 슬리이브상의 치가 포울과 단부피팅이 함께 회전하는 링의 상부의 요홈부내에 배치되는 제1하부 위치와 상기 치가 상기 요홈부로부터 이탈하며 링과 단부피팅이 회전하고 독립되는 제2상부 위치 사이에서 병진운동을 하는 치를 갖는 나사돌리개 슬리이브와,

   상기 슬리이브에 대한 링의 회전을 감속시키기 위한 수단과,

   고정 및 해체작업 중 상단부판에 대한 안내관과 슬리이브의 회전을 방지하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 원자로 핵연료 집합체의 안내관 고정장치.

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