KR880002044B1 - 기계적인 스펙트럼 변경로 - Google Patents

기계적인 스펙트럼 변경로 Download PDF

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KR880002044B1
KR880002044B1 KR1019810004952A KR810004952A KR880002044B1 KR 880002044 B1 KR880002044 B1 KR 880002044B1 KR 1019810004952 A KR1019810004952 A KR 1019810004952A KR 810004952 A KR810004952 A KR 810004952A KR 880002044 B1 KR880002044 B1 KR 880002044B1
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제이.도날드 월트
케이.도시 프래탑
에이.죠지 레이몬드
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웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀
이.제이.캐터바이 애니
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Abstract

내용 없음.

Description

기계적인 스펙트럼 변경로
제1도는 원자로용기의 입면상의 단면도.
제2도는 연료집합체 상부의 입면상의 단면도.
제3도는 연료집합체 하부의 입면상의 단면도.
제4도는 디스플레이서봉과 각 연료 집합체의 투시도.
제5도는 디스플레이서봉 안내구조물의 입면상의 단면도.
제6도는 제5도의 선 VI-VI을 따라 절취한 단면도.
제7도는 1/4원자로 로심의 다이아그램.
제8도는 1/4로심의 일부분에 대한 확대도.
제9도는 1/4로심의 일부분에 대한 확대도.
제10도는 연료집합체의 단면도.
제11도는 로심 단면의 다이아그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 원자로 22 : 원자로용기
24 : 밀폐헤드 32 : 연료집합체
24 : 로심 40 : 디스플레이서봉
48 : 연료체 50 : 그리드
56 : 안내관 64 : 구동축
74 : 슬롯 80 : 제어봉
본 발명은 스펙트럼 변경로 제어에 관한 것으로서, 구체적으로 말하자면, 스펙트럼 변경로 제어용 기계적 수단에 관한 것이다. 원자로에 있어서, 반응도 제어는 원자로심에서 중성자 흡수재(독성물)의 양을 변화시키므로서 수행된다.
일반적으로, 중성자 흡수용 제어봉은 원자로심에 대해 제어봉의 수와 위치를 변화시켜서 반응도 제어기능을 수행하는데 이용된다. 제어봉 뿐만 아니라, 원자로 냉각재에 용해된 독성물과 가연성 독성물은 반응도를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
종래의 가압수형 원자로의 설계에 있어서, 과다한 양의 반응도는 로심의 수명이 끝날때 없어지게 하기 위해 시동대 원자로 로심에 있도록 설계되어 있는데, 이러한 과다한 반응도는 원자로심의 수명을 연장시키는데 사용된다.
과다한 양의 반응도가 로심 수명의 초기때부터 원자로심에 있게 설계되어 있으므로 가용성 붕소와 같은 중성자 흡수재는 과다한 반응도를 적절하게 제어할때마다 로심에 배치되어야한다. 로심 수명이 끝날때 과다한 양의 반응도가 소비되기 때문에 중성자 흡수재는 점차 원조로심에서 제거된다. 중성자 흡수재는 플루토늄 연료 제조와 같은 제조방법으로 사용될 수 있는 원자로 로심의 반응도를 제거한다. 유용한 제품을 생산하지 않고 이런 방법으로 반응도의 소비는 다소의 우라늄 소모와 더 많은 연료비를 초래한다. 그러므로, 중성자 흡수재로 과도한 반응도를 압착하지 않고 저렴한 연료비로 로심 수명을 연장시키는 장점을 제공한다. 중수로 로심내의 중성자 흡수재의 양을 감소시킬 동안 로심 수명을 연장시키기 위한 방법으로 "스펠트럼 변경제어"가 있다. 그런 경우에, 과다한 반응도의 감소(중성자 흡수재)는 대부분의 중수로 냉각재(물)를 배출시키므로서 수행된다. 이것은 중성자 스펙트럼을 더 높은 에너지로 바꾸어서 연쇄반응을 지연시키고 원자로가 감소된 중성자 흡수재를 가진 전 출력에서 운전하게 한다. 이러한 것을 중성자 스펙트럼을 하디스펙트럼으로 변경시켜 U238이 영구이 열을 생산하기 위해 사용된 플루토늄으로 변화되게 한다. 따라서, 소프트 스펙트럼에서 하드 스펙트럼까지의 변경은 독성물에 의한 것보다는 오히려 유용한 방법으로 U238에 의해 소비된 더 많은 중성자를 발생시킨다. 반응도가 소비될때, 물은 점차 중수로 대체되어서, 로심 반응도가 적절한 레벨로 유지된다. 로심 수명이 끝날무렵, 모든 물은 로심반응도가 유지되는 동안 중수로 대체된다. 따라서, 원자로는 시동때 과다한 반응도가 중성자 흡수재를 사용함이 없이 제어될 수 있으므로, 우라늄 연료 비용을 저렴하게 할수 있다. 게다가 플루토늄 생성은 U235의 농축 요건을 감소시킨다.
본 발명의 주 목적은 우라늄 연료비용 감소와, 로심 수명연장을 위해 로심수명의 끝무렵에 더 경화된 스펙트럼을 수행하기 위해 물만을 사용하는 기계적인 스펙트럼 변경로를 제공하는 것이다. 이런 목적으로, 본발명은 원자로에 배치된 원자로용기와, 핵분열로 열을 발생시키기 위한 로심에 배치된 다수의 연료집합체와, 원자로의 출력 레벨과 출력분포를 제어하기 위한 원자로에 배치되어 점차 이동 가능한 다수의 제어봉을 포함하는 스펙트럼 변경가압경수형로에 있어서, 디스플레이서봉이 로심감속을 줄이기 위해 로심에 장전될때 냉각수를 배출하기 위해 로심으로부터 완전히 장전되거나 해제되도록 다수의 저 중성자 흡수용 디스플레이서봉이 로용기에 배열된 것을 특징으로 하고 있다.
이하 첨부한 도면을 참조해서 더욱 상세히 설명하고자 한다.
제1도를 참고하면, 원자로(20)는 최상단부에 부착된 제거 가능한 밀폐헤드(24)를 가진 원자로용기(22)로 이루어져 있다. 입구노즐(26)과 출구노즐(28)은 물과 같은 냉각재가 원자로용기(22)를 통해 순환하도록 원자로용기(22)에 접속된다. 로심평판(30)은 원자로용기(22)의 최하부에 배치되며 연료집합체(32)를 지지하기 위해 제공한다. 연료집합체(32)는 원자로용기(22)내에 배열되며 원자로심(34)을 구비한다. 다수의 제어봉구동기구(36)는 연료집합체(32)로부터 제어봉을 장전하거나 해제하기 위해 밀폐헤드(24)상에 배치된다. 게다가, 다수의 디스플레이서봉 구동기구(38)는 연료집합체(32)로부터 디스플레이서봉(40)을 장전하거나 해제하기 위해 밀폐헤드(24)상에 배치된다. 디스플레이서봉 구동기구(38)는 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀에 양도된 "수력구동기구"란 명칭으로 동시 계류출원중인 미합중국 특허출원 제217,055호에 기재되어 있다. 보다 명확히 하기 위해 제1도에는 선택된 다수의 디스플레이서봉만이 도시되어 있다. 다수의 디스플레이서봉 안내구조물(42)은 원자로용기(22)의 상부를 통해 디스플레이서봉(40)의 운동을 안내하기 위해 디스플레이서봉 구동기구(38)와 각각 배열하여 원자로용기(22)의 상단에 설치된다. 칼랜드리아(44)는 연료집합체(32)와 디스플레이서봉 안내구조물(42)사이에 배열되며, 칼랜드리아영역을 통해 디스플레이서봉과 제어봉의 안내를 제공하고 디스플레이서봉과 제어봉의 유체유도변화를 최소화하기 위해 각 디스플레이서봉 및 제어봉과 공동배열로 배열된 다수의 중공 스테인레스 스틸관으로 구성되어 있다.
제2도-제4도를 참고하면, 연료집합체(32)는 연료체(48), 그리드,(50), 하부노즐(52), 상부노즐(54), 및 안내관(56)으로 구성하며, 연료체(48)는 핵연료 펠릿들을 포함하고 단부 플러그로 밀폐된 양단부들을 가진 원통형 금속관이 연장된 것이다. 연료체(48)는 실제로 20×20 직각배열이며, 그리드(50)에 의해 정위치에 유지된다. 25개의 안내관(56)은 각 연료집합체(32)내에 일반적으로 5×5로 배열된다. 각 안내관(56)은 4개의 연료체(48)의 공간을 차지하고 하부 노즐(52)에서 상부노즐(54)까지 연장하며 그리드(50), 상부노즐(54) 및 하부노즐(52)를 지지하기 위한 수단을 제공한다. 안내관(56)은 지르칼로이로 제조된 중공 원통형 금속관이면서, 디스플레이서봉(40)이나 제어봉과 같은 수용할 수 있다. 디스플레이서봉(40)과 제어봉은 거의 같은 크기로 제조되어서 각 안내관(56)이 디스플레이서봉이나 제어봉을 균등하게 수용할 수 있다. 안내관에 봉이 없을때, 안내관(56)은 원자로 냉각재로 채워지지만 안내관(56)에 봉이 장전될때, 디스플레이서봉(40)은 냉각수를 배출시킨다. 그리드(50)는 연료집합체(32)의 길이를 따라 여러위치에 배치되며, 서로 적절한 거리로 연료체(48)와 안내관(56)을 이격시키어 연료체(48)와 열전달관계로 원자로 냉각재를 순환하도록 한다.
제4도에 도시된 바와같이, 디스플레이서봉(40)은 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀에 양도되고 "기계적인 스펙트럼 변경로용 디스플레이서봉"이란 명칭으로 동시 계류출원중인 미합중국 특허출원 제217,052호에 기재된 바와같이 원통형 중공봉이 연장된 것이다. 디스플레이서봉(40)은 봉에 중량감을 주고 안정감을 향상시키기 위해 ZrO2나 Al2O3를 포함한다. 디스플레이서봉(40)은 안내관(56)과 공동으로 배열되어서, 디스플레이서봉(40)은 안내관(56)에 장전된다. 디스플레이서봉(40)은 스파이더(58)의 공동부착물로 지지된다. 스파이더(58)는 본체(60)로부터 방사형으로 연장하면서 지지체(62)를 가진 본체(60)을 구비한다. 디스플레이서봉(40)은 디스플레이서봉이 장전된 안내관(56)의 배열과 일치시키기 위해 각 지지체(62)에 각각 부착된다. 스파이더(58)에 디스플레이서봉 구동기구(38)에 연결된 구동축(64)이 부착된다. 디스플레이서봉 구동기구(38)는 로심(34)의 연료집합체(32)로부터 디스플레이서봉(40)을 장전하거나 해제하므로 구동축(64)을 상하로 이동하게 한다.
각 스파이더(58)는 연료집합체(32)보다는 더 깊게 디스플레이서봉(40)을 장전할 수 있도록 배열되는 것이 중요하다. 예컨대, 제4도에 도시된 바와같이, 스파이더(58)는 중앙연료집합체(32)에 25개의 디스플레이서봉과 각각 인접한 4개의 연료집합체에 4개의 디스플레이서봉을 장전할 수 있다. 이런 방법으로 디스플레이서봉(40)은 스파이더와 구동기구의 수를 증가시키지 않고 연료집합체 내외로 이동될 수 있다.
제5도와 제6도를 참고하면, 디스플레이서봉 안내구조물(42)은 디스플레이서봉이나 제어봉과 같은 봉들이 통과하도록 설계된 다수의 분할 안내관(70)을 구비한다. 디스플레이서봉 안내구조물(42)은 제1도에 도시된 바와같이 칼랜드리아(44)와 밀폐헤드(24)사이에 위치되고 각 디스플레이소봉 구동기구(38)와 일치하도록 배열된다. 다수의 스페이서(72)는 분할 안내관(70)을 따라 여러 위치에 설치되며 분할 안내관(70)과 함께 스페이서(72)는 원자로용기(22)의 상부를 통해 디스플레이서봉(40)을 안내하도록 제공한다. 제6도에 도시된 바와같이 8개의 분할 안내관(70)은 디스플레이서봉(40)을 안내하기 위해 제공된다. 스페이서(72)내의 슬롯(74)을 따라 분할 안내관(70)에서 "분할"은 연료집합체(32)에서 안내관(56)과 봉의 배열을 유지하는 동안, 스파이더(58)가 통과하게 한다. 중앙 슬롯(76)은 스파이더(58)가 슬롯을 통해 이동되도록 구동축(64)을 수용하기 위해 제공된다.
제1도를 참고하면, 다중관을 구비하는 칼랜드리아(44)는 칼랜드리아영역을 통해 디스플레이서봉(40)과 같은 봉의 안내를 제공한다. 일반적으로, 칼랜드리아(44)에 있는 관은 분할 안내관(70)과 같이 분할관이 아니어서, 스파이더(58)는 칼랜드리아(44)의 관 상부에 접근할때 하강을 멈춘다. 칼랜드리아(44)의 상부에서 스파이더가 정지될때 모든 봉들은 칼랜드리아관들을 통해 연장하면서 연료집합체(32)에 충분히 장전된다. 칼랜드리아관에 봉들이 장전될때, 봉들은 칼랜드리아 영역에서 원자로 냉각재의 속도에 의해 유도될 수 있는 변화를 최소화하여 원자로 냉각재의 흐름으로부터 보호된다.
다른 형태의 봉들이 안내관에 장전될 수 있다. 예컨대, 디스플레이서봉, 제어봉, 그레이봉은 안내관(56)에 장전되도록 배열된다. 모든 봉들은 대체로 거의 같은 크기와 구성을 가지나, 그들이 제조된 재료때문에 다른 목적을 제공한다. 중공의 두꺼운 벽으로 구성된 관이거나 ZrO2또는 Al2O3펠릿과 같은 저 중성자 흡수재를 포함하는 디스플레이서봉(40)은 원자로 냉각재를 배출해서 원자로 감속을 제어하는데 사용된다. 제어봉은 중성자 흡수재를 포함하며, 로심 반응도 제어를 위해 제공한다. 그레이봉은 디스플레이서봉(40)과 유사하지만 봉에 대한 각 반응도 값이 각 디스플레이서봉(40)보다 높도록 스테인레스 스틸과 같은 중간 중성자 흡수재로 제조되었다.
제7도-제11도를 참고하면, 연료체(48)의 1/4 로심 배열과, 디스플레이서봉(40), 제어봉(80), 그레이봉(82) 및 언로드(unroded) 위치(84)가 도시되어 있다. 완전한 원자로 로심구조는 제7도에 도시된 1/4 로심을 외삽시켜 이루어진 것이다. 실제로, 제7도에 도시된 1/4 로심은 제7도의 A-A선을 따라 절취한 1/8이 서로 대칭이다. 그러나, 제7도의 1/4 로심은 좀더 명확하게 나타내기 위해 도시되었다. 제10도에 도시된 바와같이, 각 연료집합체(32)는 연료체(48)와 안내관(56)의 배열로 구성된 것이다. 일반적으로, 제어봉(80)과 그레이봉(82)은 디스플레이서봉(40)이 연료집합체의 모든 관들에 사용되는 동안 대각선으로 배열된 안내관(56)에서만 사용된다. 게다가, 계기관(88)은 이동가능한 핵분열챔버와 같은 데이타 계기를 수용하기 위해 각 연료집합체(32)의 중앙근처에 제공된다. 각 연료집합체(32)가 제10도에 도시된 바와같이, 각 연료집합체(32)는 안내관(56)이 원자로 냉각재, 디스플레이서봉(40), 제어봉(80), 또는 그레이봉(82)으로 구성됨에 따라 다른 기능을 행할 수 있다. 디스플레이서봉(40)과 그레이봉(82)은 냉각수와 동일한 부피를 배출시키기위해 거의 같은 크기로 선택된다. 그러나, 그레이봉(82)들은 감속재 배제 이외에도 부하 추종작동중제논 과도효과를 감소하는데 사용되는데 디스플레이서봉(40)보다 더 높은 반응도 값을 가질 수 있는 두꺼운 벽으로 구성된 스테인레스 스틸 원통형 봉이다.
제11도를 참조하면, 제어봉(80)이나 그레이봉(82)이 사용되지 않고, 디스플레이서봉(40)만이 안내관(56)에 사용된 연료집합체(32)는 일반적으로 디스플레이서 어셈블리(90)로 언급된다. 디스플레이서봉(40)과 제어봉(80)이 사용된(그레이봉은 사용안됨) 연료집합체(32)는 제어 어셈블리(92)로 언급된다. 이와 마찬가지로 디스플레이서봉(40)과 그레이봉(82)이 사용된 연료집합체(32)는 그레이 어셈블리(94)로 언급된다. 제11도에 있어서, 연료체(48)는 제10도에 도시된 연료체와 유사하기 때문에 좀더 명확하게 나타내기 위해 생략되었다.
제11도를 참고하면, 각 제어봉(80)과 그레이봉(82)은 제어봉(80) 또는 그레이봉(82)에 대한 스파이더가 한 연료집합체에만 영향을 주는 것을 제외하면는 스파이더(58)와 유사한 스파이더(도시생략)에 부착된다. 이런 방법으로, 연료집합체내의 모든 제어봉(80)들 또는 그레이봉(82)은 구동기구에 의해 상하로 이동될 수 있다. 게다가, 각 디스플레이서봉 스파이더(58)는 인접연료집합체(제11도와 제4도의 중앙부분에 예시된 것같이)로 연장하므로, 디스플레이서봉 스파이더(58) 이동은 5개의 연료집합체상의 제어에 영향을 미치며 필요한 디스플레이서봉 구동기구의 수를 줄인다. 물론, 1/4 로심(제7도에 도시)의 주변에서 특별한 스파이더는 인접 연료집함체가 없거나 언로드위치(84)가 있기 때문에 봉의 수보다 더 적게 움직인다.
제8도와 제9도는 제7도의 1/4 로심배치로 구성된 것인데, 각 행 또는 부분 행(100-114)과 각 열 또는 부분 열(116-130)을 구비하고 하기와 같은 연료집합체들로 이루어진다.
[연료집합체]
(100,116) 1/4 디스플레이서 어셈블리
(100,118) 1/2 제어 어셈블리
(100,120) 1/2 디스플레이서 어셈블리
(100,122) 1/2 제어 어셈블리
(100,124) 1/2 디스플레이서 어셈블리
(100,126) 1/2 제어 어셈블리
(100,128) 1/2 디스플레이서 어셈블리
(100,130) 1/2 그레이 어셈블리
(102,116) 1/2 제어 어셈블리
(102,118) 완전 디스플레이서 어셈블리
(102,120) 완전 그레이 어셈블리
(102,122) 완전 디스플레이서 어셈블리
(102,124) 완전 그레이 어셈블리
(102,126) 완전 디스플레이서 어셈블리
(102,128) 완전 제어 어셈블리
(102,130) 완전 디스플레이서 어셈블리
(104,116) 1/2 디스플레이서 어셈블리
(104,118) 완전 그레이 어셈블리
(104,122) 완전 제어 어셈블리
(104,124) 완전 디스플레이서 어셈블리
(104,126) 완전 제어 어셈블리
(104,128) 완전 디스플레이서 어셈블리
(104,130) 부분 제어 언로드 어셈블리
(106,116) 1/2 제어 어셈블리
(106,118) 완전 디스플레이서 어셈블리
(106,120) 완전 제어 어셈블리
(106,122) 완전 디스플레이서 어셈블리
(106,124) 완전 제어 어셈블리
(106,126) 완전 디스플레이서 어셈블리
(106,128) 완전 제어 어셈블리
(106,130) 완전 디스플레이서 어셈블리
(108,116) 1/2 디스플레이서 어셈블리
(108,118) 완전 그레이 어셈블리
(108,120) 완전 디스플레이서 어셈블리
(108,122) 완전 제어 어셈블리
(108,124) 완전 디스플레이서 어셈블리
(108,126) 완전 제어 어셈블리
(108,128) 완전 디스플레이서 어셈블리
(110,116) 1/2 제어 어셈블리
(110,118) 완전 디스플레이서 어셈블리
(110,120) 완전 제어 어셈블리
(110,122) 완전 디스플레이서 어셈블리
(110,124) 완전 제어 어셈블리
(110,126) 완전 디스플레이서 어셈블리
(110,128) 부분 디스플레이서 언로도 어셈블리
(112,116) 1/2 디스플레이서 어셈블리
(112,118) 완전 제어 어셈블리
(112,120) 완전 디스플레이서 어셈블리
(112,122) 완전 제어 어셈블리
(112,124) 완전 디스플레이서 어셈블리
(112,126) 부분 디스플레이서 언로드 어셈블리
(114,116) 1/2 그레이 어셈블리
(114,118) 완전 디스플레이서 어셈블리
(114,120) 부분 제어 언로드 어셈블리
(114,122) 완전 디스플레이서 어셈블리
1/4 로심에 대한 상기 설명으로부터 알수 있듯이, 본 개념을 바탕으로한 로심구조는 일반적으로 제11도에 도시된 바와같이 예시될 수 있다. 근본적으로, 제7도의 연료집합체(100,116)에 의해 도시된 완전 로심의 중앙에 있는 연료집합체에는 제어 어셈블리(92)나 디스플레이서 어셈블리(90)가 선택되어, 중앙연료집합체의 플랫측면에 인접한 4개의 연료집합체는 다른 형태로 선택되고 대각선상의 연료집합체는 중앙집합체와 같은 형태로 선택된다. 이런 형태는 다른 형태에도 계속 선택된다. 예컨대, 제7도의 중앙 연료집합체(100,116)는 인접한 플랫 측면상의 연료집합체가 제어 어셈블리(92)나 그레이 어셈블리(94)로 선택되어진 반면에 대각선상의 이런 어셈블리가 디스플레이서 어셈블리(90)로 선택되도록 디스플레이서 어셈블리(90)를 선택한다. 이런 형태는 단부연료집합체가 특별한 로심의 핵물리에 근거된 혼성 어셈블리로 되도록 선택되는 곳에 로심의 주변이 도달하기까지 다른 형태로 반복된다. 특별한 어셈블리에는 제어 어세블리(92)나 그레이 어셈블리(94)가 선택되어 종래의 로심 설계에 근거한 제어 어셈블리의 수와 위치를 우선 선택해서 결정된다. 제어 어셈블리(92)로 선택되지 않은 나머지 어셈블리는 그레이 어셈블리(94)로 사용된다. 따라서, 완전한 로심은 적어도 하나의 디스플레이서봉 스파이더(58)로 제공된 모든 연료집합체와 5개의 연료집합체를 제공하는 각 디스플레이서봉 스파이더(58)를 가진 디스플레이서 어셈블리 또는 그레이 어셈블리의 다른 형태로 배열될 수 있다. 게다가, 각 연료집합체는 디스플레이서봉, 제어봉 또는 그레이봉에 대해 적어도 하나의 구동기구에 의해 제공된다. 예시된 로심 배열은 중성자 스펙트럼이 로심의 감속재 부피를 제어해서"스펙트럼 변경"형태로 제어될 수 있는 디스플레이서봉을 제공한다. 이러한 봉은 로심의 감속을 변화시켜서 적절한때에 로심에 냉각수를 주입하고 빼내어 수행될 수 있다. 디스플레이서봉(40)과 그레이봉(82)은 이런 감속재 변화에 효과적으로 사용될 수 있다.
작동시에, 모든 디스플레이서봉(40)과 그레이봉(82)은 로심수명의 초기에 로심(34)에 장전된다. 그러나, 제어봉(80)은 그때에 장전될 필요가 없다. 디스플레이서봉(40)과 그레이봉(82)의 장전은 디스플레이서봉 구동기구(38)와 같은 적절한 구동기구를 작동시켜 실행된다. 구동기구가 작동될때, 디스플레이서봉(40)과 그레이봉(82)은 연료집합체(32)내의 적절한 안내관(56)에 하강된다. 디스플레이서봉(40)과 그레이봉(82)은 로심(34)에서 감속재 체적을 줄여서 냉각수의 체적과 대체된다. 감속재의 감소는 로심의 중성자 스펙트럼을 경화시키고 플루토늄 생산을 증가시킨다. 중성자 스펙트럼의 이런 경화는 일반적으로 " 스펙트럼 변경"으로 언급된다. 중성자 스펙트럼이 화학적인 붕소 요건들을 중리면 줄일수록, 보다 더 많은 음의 감속재 온도계수를 나타냄과 아울러, 가연성 독성물 요건을 줄이거나 제거한다. 로심내의 우라늄 연료는 로심수명이 끝날때 없어지므로, 디스플레이서봉(40) 및/또는 그레이봉(82)의 몇개를 그들 각 구동기구를 작동시켜서 로심으로부터 뽑아낸다. 봉을 뽑아내므로서, 냉각수-감속재를 로심영역에 접근하여로심의 감속을 증가시킨다. 실제로 이것은 연료소모가 반응도 소모를 나타낼 시점에서 반응도값을 부여한다. 따라서 로심의 반응도는 장기간동안 적절한 레벨로 유지될 수 있다. 봉의 해제는 로심의 수명이 끝날 무렵 모든 디스플레이서봉(40)과 모든 그레이봉(82)이 로심에서 해제되어 질때까지 적당한 속도로(로심조건에 따라) 반응도가 소모될 수 있다. 디스플레이서봉의 선정과 조종은 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀에 양도되고 "스펙트럼 변경로 제어방법"이란 명칭으로 동시 계류출원중인 미합중국 특허출원 제217,054호에 기재되어 있다. 디스플레이서봉은 시동때 로심냉각수 장전될 수 있다. 이런방법으로 디스플레이서봉을 사용하므로서, 주어진 로심수명에 대해 우라늄 연료 요구량이 10% 감소된다. 게다가, 가연성 독설물봉은 효과적으로 줄여져서 더 저렴한 가격으로 사용할 수 있다.
원자로의 운전을 제어하는데 있어서, 제어봉(80)이 뱅크는 원자로의 소망의 에너지 출력에 따라 실제로 장전되거나 해제되는 것이 종래에 공지되었다. 원자로의 출력은 제어봉(80)이 원자로에서 해제되면 증가되고, 제어봉(80)이 원자로에 장전되면 감소된다. 대표적으로, 제어봉(80)은 다수의 제어봉 클라스터를 구비하는 다수의 뱅크에 배열된다. 원자로의 출력을 증가시킬때, 봉의 한 뱅크 즉 봉의 제 1 뱅크는 원자로에서 점차적으로 해제될것이며, 봉의 다른 뱅크는 더 많은 출력이 필요하게 되면 해제될 것이다. 제 1 뱅크가 최대거리로 해제되어지기전에 다른 뱅크들을 해제하기 시작하는 것이 일반적으로 바람직하다.
각 뱅크가 하나이상의 봉 클라스터로 구성되므로, 뱅크가 장전되거나 해제될때, 이러한 클라스터는 소망의 방향으로 점차 이동한다. 봉의 방향이 변화된다면, 보통, 방향에 따라 변화되기전 이동되는 봉의 마지막 클라스터는 방향의 변화가 요구될때, 반대방향으로 우선 이동된다. 원자로내의 적절한 봉의 배열과 원자로 운전에 대한 소망의 제어를 유지하가 위해 이동된 것이다. 제어봉(80)의 이런 운동이 로심반응도의 변화(증가하거나 감소되는)를 일으키고 디스플레이서봉(40)과 그레이봉(82)은 로심반응도를 증가시키거나 감소시키므로, 로심을 통해 반응도와 출력에 대한 소망의 레벨과 분포를 수행하기 위해 디스플레이서봉(40), 제어봉(80) 및 그레이봉(82)의 운동을 조정하는 것이 바람직하다. 적절한 출력 레벨과 출력 분포는 반응도 요건들과 함께 로심의 반응도 조건을 감시하고 디스플레이서봉(40), 제어봉(80) 또는 그레이봉(82)이 이동될 적절한 형태와 위치를 선택해서 얻어질 수 있다.
디스플레이서봉(40), 제어봉(80), 및 그레이봉(82)이 다른 반응도 값을 가지고 있고 각 형태의 봉이 로심을 통해 여러위치에 분포되어 있기 때문에, 봉의 적절한 선택과 조정은 제어봉만을 가지고 수행될 수 있는 것보다 소망의 로심출력 레벨과 출력분포를 얻는데 더 유리하고 여러결합에서, 디스플레이서봉(40), 제어봉(80) 및 그레이봉(82)의 사용은 원자로를 제어하는데 큰 장점을 준다. 결과적으로, 원자로의 반응도는 디스플레이서봉의 사용으로 감속재 제어를 통해 효과적으로 제어될 수 있다.

Claims (6)

  1. 원자로 내부에 배치된 로심(34)과 열전달관계로 냉각수를 순환시키기 위한 입구노즐(26)과 출구노즐(28)을 가진 원자로용기(22)와, 핵분열로 인해 열을 발생시키기 위한 로심(34)에 배치된 다수의 연료집합체(32)와, 상기 원자로의 출력레벨과 출력분포를 제어하기 위한 원자로에 배치되어 점차 이동가능한 다수의 제어봉을 포함하는 스펙트럼 변경가압형 원자로에 있어서, 저 중성자 흡수용 다수의 디스플레이서봉(40)은 상기 원자로용기(22)에 배치되어서, 상기 디스플레이서봉이 로심 감속을 줄이기 위해 상기 로심(30)으로부터 완전히 장전되거나 해제되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 변경 가압수형 원자로.
  2. 제1항에 있어서, 전자기계적인 제어봉 구동기거(36)는 상기 원자로용기(22)에 설치되고 아울러 로심에 관해 상기 제어봉을 점차 이동시키기 위해 제어봉에 연결되며, 유압식 디스플레이서봉 구동기구(38)는 원자로용기(22)에 설치되고 아울러 로심(34)으로부터 디스플레이서봉(40)을 완전히 장전하거나 해체시키기 위해 저 중성자 흡수용 디스플레이서봉(40)에 연결되는 것을 특징으로 하는 스펙트럼변경 가압수형 원자로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유압식 디스플레이서봉 구동기구(38)는 기구에 부착된 디스플레이서봉(40)을 가진 스파이더(58)와, 상기 스파이더(58)에 부착되어 연료집합체(34)에 관해 상기 구동축(64)과 스파이더(58)을 선택해서 수직방향으로 이동하도록 상기 원자로용기(22)의 밀폐헤드(24)에 설치된 유압식 구동기구(38)속으로 원자로용기(22)를 통해 연장하는 구동축(64)을 구비하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 변경 가압수형 원자로.
  4. 일부의 제어봉들은 원자로심에 관해 선택적으로 증가하여 이동된 반면에 저 중성자 흡수용 디스플레이서봉은 원자로의 출력 레벨과 출력분포를 조절하기 위해 로심으로부터 완전히 해제되거나 로심에 장전되는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 바와같은 가압수형 원자로 운전방법.
  5. 제4항에 있어서, 적어도 하나의 제어봉은 상기 로심으로부터 완전히 해제되거나 로심에 장전되는 것을 특징으로 하는 가압수형 원자로 운전방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제어봉들은 전자기계적인 제어봉 구동기구(36)에 의해 이동된 반면에 저 중성자 흡수용 디스플레이서봉(40)이 유압식 디스플레이서봉 구동기구(38)에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 가압수형 원자로 운전방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4550941A (en) * 1980-12-16 1985-11-05 Westinghouse Electric Corp. Hydraulic drive mechanism
KR900001940B1 (ko) * 1986-11-15 1990-03-26 서울 낫소 주식회사 연식야구공의 제조방법
DE4214371A1 (de) * 1992-04-30 1993-11-04 Siemens Ag Brennelement mit verdraengungskoerpern

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3036964A (en) * 1957-11-12 1962-05-29 Thompson Ramo Wooldridge Inc Control method and apparatus
US3194743A (en) * 1959-03-09 1965-07-13 Babcock & Wilcox Co Nuclear reactor core arrangement
US3285820A (en) * 1961-03-09 1966-11-15 Soc Anglo Belge Vulcain Sa Nuclear reactors
NL282482A (ko) * 1961-08-25
NL297050A (ko) * 1962-08-30 1900-01-01
FR1393080A (fr) * 1964-05-12 1965-03-19 Procédé pour la commande de réacteurs nucléaires
US3551289A (en) * 1968-01-24 1970-12-29 Westinghouse Electric Corp Nuclear reactor
US4092216A (en) * 1973-12-14 1978-05-30 Commissariat A L'energie Atomique Nuclear reactor

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