KR880001460B1 - 방진 지지장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

방진 지지장치
제 1 도는 본 발명에 따른 장치의 실시예를 수직 대칭면에서 절단한 단면도.
제 2 도는 제 1 도의 선 A를 따라 취한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 연료요소 (fuel element) 2 : 피지지체
3 : 피지지체의 결합부재 4 : 상부지지부재
6 : 수직핀 7 : 견부(shoulder)
8 : 지지패드 (pad) 9 : 로울러 트랙
9a,9b,9c,9e,9f : 경사면 10 : 중간 지지부재
11 : 하부 지지부재 12 : 지지기초
14,15 : 상부 로울러 15a : 원통형 중간부
15b,15c : 원추형 단부 17,18 : 하부 로울러
20,21,24 : 로울러 트랙 25,26 : 회전축
27 : 연결부재 28 : 너트
30 : 볼트 31 : 육각형 헤드.
본 발명은 지진으로 인한 응력과 같은 응력에 의한 피지지체의 지지기초에 대한 이동량 및 가속도를 제한할 수 있는 상기 피지지체와 지지기초 사이에 설치되는 지지장치에 관한 것이다. 중량이 큰 구조물이나 기계류의 설치시, 이것들을 기초나 지지평석같은 고정지지체상에 지지시킬 필요가 있다. 종래의 지지장치의 예를 들면 고정체 또는 관절체(articulations)로 구성된 피지지체와 지지기초 사이에서 힘을 전달하도록 설계된 것이 있다. 그러나 이러한 지지장치는 지지기초로 부터 피지지체 까지 힘을 완전히 전달하게 되므로 지진에 수반되는 응력과 같은 큰 응력이 작용하는 경우에는 문제가 있으며, 특히 원자로 건설의 경우에는 안전성의 문제 때문에 위와 같은 종래의 지지장치를 사용할 수 없다. 따라서 외부로 부터 가해지는 힘을 흡수 또는 제한할 수 있는 보다 정교한 지지장치가 연구되어 왔다.
예를 들어 평평하거나 곡선형의 슬라이딩 패드(sliding pad) 또는 고정장치나 에너지 흡수장치들과 결합한 패드를 이용할 것이 제안되어 왔다.
또한, 구조물을 지지하는데 사용하는 장치로서 베어링 트랙(bearing track)과 볼베어링으로 구성된 지지부재를 구비한 지지장치가 제안되었다.
또한, 피지지체인 구조물이나 기계류에 전달되는 외력을 감소시키기 위한 장치로서 2개의 디스크로 구성되고, 이들 디스크의 오목한 표면 사이에 볼을 배치하고, 구형 저어널(spherical journal)을 구비한 진자식 요크(pendular yokes)를 포함한 지지장치가 제안되어 있다.
그러나 전술한 지지장치들은 피지지체가 외력에 의해 지나치게 많이 변형하는 것을 방지하기 위한 목적에서 스톱장치나 에너지 흡수장치를 사용하여 피지지체와 지지기초 사이의 상대적인 운동량만을 제한시킬 수 있을 뿐이며, 또한 볼베어링을 사용한 지지장치는 임의의 모든 방향에서 가해지는 외력에 대해 양호하게 작동할 수 있으나 볼은 그 지지면이 매우 작으므로 지지작용에 한계가 있다. 즉 어떤 피지지물을 이러한 작은 지지면으로 지지할 수 없는 경우도 있다.
본 발명의 목적은 지진에 의한 응력과 같은 응력에 의해 발생하는 지지기초에 대한 피지지체의 이동량 및 가속도를 제한할 수 있는 중량이 큰 피지지체와 고정되어 있는 지지기초 사이에 설치되는 지지장치를 제공하는 것으로서, 이 지지장치는 베어링 요소 및 이 베어링 요소의 베어링 트랙을 형성하는 지지부재를 포함하며, 이 지지부재들은 수평면에 대해 경사를 이루고 있고 또한 피지지체로 부터 지지기초를 향하는 수직방향의 관성력을 전달하게 된다. 또한 이 장치는 큰 중량의 피지지체에 가해지는 외력을 감소시킬 수 있고, 지지기초와 피지지체 사이에 작용하는 힘의 방향 및 힘의 발생원에 관계없이 피지지체의 이동량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 지지장치는 원통형 로울러로 구성된 베어링 요소와 지지부재를 포함하며, 상기 베어링 요소는 적어도 2개의 로울러가 1세트를 형성하는 것으로서, 2세트의 로울러가 상하로 수평하게 배치되고, 또한 일 세트의 로울러는 타 세트의 로울러에 수직하게 배치되며, 상기 지지부재는 상부 지지부재, 중간지지부재 및 하부 지지부재의 3지지부재로 구성되며, 각 지지부재들은 상호 완전히 독립되어 있다. 피지지체를 직접 지지하는 상부 지지부재는 상부 로울러 세트상에 지지되고, 이 상부 로울러 세트를 지지하는 중간 지지부재는 하부 로울러 세트상에 지지되고, 하부 로울러 세트를 지지하는 하부 지지부재는 고정된 지지기초상에 지지된다. 상기 상부 지지부재는그 하면에 베어링 트랙이 형성되어 있고, 중간 지지부재는 그 상하 양면에 베어링트랙이 형성되어 있으며, 하부 지지부재는, 그 상면에 베어링 트랙이 형성되어 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본원 발명의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 실시예는 가압수형원자로의 저장푸울(storage pool)의 바닥면상의 연료요소의 랙(rack)의 지지에 적용한 지지장치에 대한 것이다.
제1도에는 연료요소(1)용 랙의 일부가 도시되어 있다. 이 연료요소(1)용 랙의 하부는 피지지체(2)에 고정되어 있으며, 피지지체(2)에는 이 피지지체(2)를 본 발명에 따른 지지장치의 상단에 결합시키기 위한 결합부재(3)이 구비되어 있다
본 지지장치의 상부는 상부 지지부재(4)로 구성되며, 이 상부 지지부재(4)의 상부는 수직핀(6) 형태로서 연료요소(1)의 랙의 피지지체(2)의 결합부재(3)과 결합되어 있고, 상기 수직핀(1)에 구비되어 있는 견부(shoulder) (7)상에는 피지지체(2)가 지지패드(pad)(8)을 개재하여 지지되어 있다.
제1도 및 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 상부 지지부재(4)의 상부보다 폭이 넓은 하부에는 로울러 트랙(9)가 형성되어 있다. 이 로울러 트랙(9)는 상부 지지부재(4)의 하면을 기계가공하여 형성한 것이다.
본 지지장치에는 또한 중간 지지부재(10)과 하부 지지부재(11)이 구비되어 있으며, 하부 지지부재(11)은 원자로의 연료푸울의 바닥면상에 직접 지지된다.
상부 지지부재(4)와 중간 지지부재(10) 사이에는 수평축선을 가지는 2개의 로울러(14) (15)가 배치되며, 중간 지지부재(10)과 하부 지지부재(11) 사이에도 역시 수평축선을 가지는 2개의 로울러(17) (18)이 배치된다. 상기 상부 로울러(14) (15)의 각 축선은 X방향으로 평행하며, 하부 로울러 (17) (18)의 각 축선은 X방향에 직각인 Y방향으로 평행한다.
상기 중간 지지부재(10)의 상면에는 로울러(20)이 형성 되어 있고, 하면에는 로울러 트랙(21)이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부 지지부재(11)에는 그 상면에 로울러 트랙(24)가 형성되어 있다.
상기 상부 로울러(14) (15)는 상부 지지부재(4)의 로울러 트랙(9)와 중간 지지부재(10)의 상면의 로울러 트랙(20)사이에 설치되며, 상기 다른 2개의 로울러 즉, 하부 로울러(17) (18)은 중간 지지부재(10)의 하면의 로울러 트랙(21)과 하부 지지부재(11)의 로울러 트랙(24)사이에 설치된다.
상기 각 로울러 트랙(9) (20) (21) (24)의 형상은 연속적으로 상승 및 하강하는 형상으로서, 로울러 트랙(9)를 예로 들면 경사면(9a) (9b) (9c) (9d)를 구비하는 형상이다. 또한, 서로 마주보는 로울러트랙(예로써, (9) (20))의 각 경사면은 서로 반대방향으로 경사를 이룬다.
각 로울러 (14) (15) (17) (18)은 원통형 중간부와 원추형의 양단부로 구성되어 있으며, 각 로울러 트랙도 이와같은 로울러의 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다. 로울러 트랙(9)의 경우 로울러의 원추형 양단부에 대응하는 경사면(9e) (9f)가 구비된다.
예를 들면, 로울러(15)는 원통형 중간부(15a) 및 2개의 원투형 단부(15b) (15c)로 이루어져 있으며, 이 원추형 단부(15b) (15c)는 로울러 트랙(9)의 경사면(9e) (9f)상에 지지된다.
로울러에는 회전축이 구비되어 있다. 예로써, 로울러(14)의 경우에는 회전축(25)가 구비되어 있으며, 이 회전축(25)의 일단부는 연결부재(27)에 의해 로울러(15)의 회전축(26)의 일단부에 연결된다. 제2도에 도시되어 있는 바와같이 로울러(15) (15')의 회전축(26) (26')의 일단부에는 너트(28) (28')가 결합되어 있다. 따라서 상부 로울러(14) (15) 및 하부 로울러(17) (18)은 각각 일정한 축간 거리를 두고 연결된다.
가압수형 원자로의 저장푸울 바닥면상에 본 발명의 지지장치의 설치시, 상부 지지부재(4)와 하부 지지부재(11)을 육각형 헤드(31)을 가진 볼트(30)으로 연결하여 지지부재와 로울러 사이에 충분한 힘이 작용하도록 한다. 본 지지장치가 소정의 위치에 설치된 후에는 상기 볼트(30)을 제거하여 상하부 지지부재(4) (11) 사이의 연결상태를 해제시켜, 상기 상중하부 지지부재(4) (10) (11)을 상호 완전히 독립된 상태가 되게한다.
연료요소의 랙으로 구성된 피지지체(2)에 X방향의 외력이 가해지면 로울러 트랙(21) (24)상의 하부로울러(17) (18)이 회전함에 의해 피지지체(2), 상부 지지부재(4), 중간 지지부재(10) 및 상부로울러(14) (15)는 하부 지지부재(11)에 대해 수평이동 되며, 피지지체에 Y방향의 외력이 가해지면 로울러 트랙(9) (20)상의 상부 로울러(14) (15)가 회전함에 의해 피지지체(2)와 상부 지지부재(4)는 중간 지지부재(10)에 대해 수평이동된다. 또한, 상기 피지지체(2)에 X방향 및 Y방향 이외의 외력이 가해지면 상부 로울러(14) (15) 및 하부 로울러(17) (18)이 동시에 회전함에 의해 피지지체(2)는 지지기초(12)에 대해 임의의 방향으로 수평이동 된다.
상기한 바와 같은 모든 수평이동의 발생시 피지지체의 수직 운동이 수반된다. 이와 같은 피지지체의 수직운동은 중력에 의해 저항을 받게되므로 로울러트랙의 형상 및 지지기초에 대한 피지지체의 가속도와 수평이동량을 적절히 선택할 수 있다.
예를 들어 지진이 발생하여 지면상에 고정설치한 지지기초에 심한 진동이 가해지더라도 상기 지지장치가 작동함에 의해 지지기초에 대한 피지지체의 변위량 및/또는 가속도는 전술한 지지기초에 대한 피지지체의 수평 변위량으로 감소된다. 또한, 상기 X방향 및 Y방향에 대해 수직한 Z방향의 관성력은 피지지체로 부터 지지기초로 또는 지지기초로 부터 피지지체로 완전히 전달되므로 본 발명의 장치에 의해 Z방향의 변위량 및 가속도는 감쇄 되지 않는다.
실제로 원자로의 어셈블리 랙은 병렬 배치된 규격요소(modular elements)로 구성되며, 각 규격요소들은 전술한 4대의 지지장치상에 설치된다. 그러나 4대의 지지장치를 사용한는 경우와 단일 지지장치를 사용하는 경우에 있어 그 작용은 유사하다.
본 발명은 이상 설명한 실시예 외에도 여러가지 변경 및 개조가 가능하다. 예를 들면 사용하는 로울러의 갯수를 임의의 갯수로 할 수 있다. 이들 추가된 로울러들은 그 축과 축사이를 연결바아로 연걸시킴에 의해 일정한 축간거리를 가지도록 배치하거나 로울러트랙을 특별한 형상으로 성형하여 위와 같이 축과 축사이를 연결시키지 않고 서로 독립되게 배치할 수 있다.
또한, 로울러트랙은 각 지지부재에 부착시킬 수도 있고, 지지부재 자체를 직접 기계가공하여 성형할 수도 있다.
또한, 로울러는 일체형(monoblock form)으로할 수도 있고, 동일 로울러 축에 몇가지 로울러 구성부재를 나사결합하여 형성할 수도 있다.
또한, 하부 지지부재와 고정된 지지기초 사이에 하부 로울러의 수평도를 조절할 수 있는 기계적 또는 유압지지제어 수단을 개재시킬 수도 있다.
또한, 본 발명의 지지 장치는 가압수형 원자로의 저장푸울 내의 연료조립체용 랙으로 구성된 피지지체의 외측에 적용할 수도 있다.
본 발명의 지지장치는 기계적 응력 도는 열적응력을 받는 피지지체의 비틀림 변형을 방지하고자 하는 목적에는 어느 곳에나 사용할 수 있으며, 어느경우에도 피지지체의 측면상에 가이던스 로킹(guidance locking)이나 완충장치를 설치하지 않고도 피지지체의 도를 최소량으로 감소시킬 수가 있다.

Claims (2)

  1. 상부로울러(14, 15), 하부로울러(17, 18), 상부 지지부재(4), 중간 지지부재(10) 및 하부 지지부재(11)을 포함하며, 상기 상, 하부로울러(14, 15), (17, 18)은 각각 적어도 2개의 평행한 로울러로 이루어져 있으며, 상부 로울러(14, 15) 내의 각 로울러의 축선은 하부로울러(17, 18)내의 각 로울러의 축선에 수직하며, 상기 상, 중, 하부 지지부재(4) (10) (11)은 상호 독립되어 있으며, 이들 지지부재의 상기 로울러와 접촉하는 면에는 수평에 대해 경사를 이룬 로울러 트랙(9, 20, 21, 24)가 형성되어 있으며, 상기 상부로울러(14, 15)는 피지지체(1)을 지지하는 상부 지지부재(4)의 로울러트랙(9)와 중간 지지부재(10)의상부 로울러트랙(20) 사이에 배치되며, 상기 하부로울러(17, 18)은 중간 지지부재(10)의 하부 로울러트랙(21)과 하부 지지부재(11)의 로울러트랙(24) 사이에 배치되는 구성으로된 지진에 의해 발생된 응력과 같은 응력에 의해 발생하는 지지기초(12)에 대한 중량이 큰 피지지체(1)의 변위 및 가속도를 제한시키기 위한 지지장치에 있어서, 상기 각 로울러(14, 15, 17, 18)이 원통형 중간부(15a)와 축방향 외측을 향해 단면이 증가하는 형태의 원뿔대형 양단부(15b, 15c)를 구비하는 것을 특징으로 하는 방진 지지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 큰 중량의 피지지체가 핵연료 조립체용 저장용기인 경우 상기 지지기초(12)가 원자로의 저장푸울의 바닥면이고, 상기 지지장치와 상기 핵연료 조립체용 저장용기가 상기저장푸울의 물속에 완전히 잠겨있는 것을 특징으로 하는 방진 지지장치.
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