KR900008687B1 - 원자로 연료 요소용 스페이싱 격자 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원자로 연료 요소용 스페이싱 격자

제1도는 본 발명에 따른 격자를 구성하는 4개의 시이트의 네스팅(nesting)을 도시하는 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 격자의 채택된 실시예의 사시도.

제3도는 격자내로 통합된 안내관의 통과를 위한 슬리이브의 구조를 도시하는 평면도.

제4도 및 제4a도는 원자로 연료 요소용 브리지 또는 지지보스의 구조가 상기 실시예와 상이한 실시예의 평면도 및 사시도.

제5도는 안내관을 유지하기 위한 슬리이브의 구조적 변형예.

제6 및 제7도는 본 발명에 따른 격자의 프레임 연부의 2개 구조적 변형예의 상세 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2, 4 : 격벽 2a,4a : 제1시이트

2b,4b : 제2시이트 6 : 네스팅 슬롯

10a,10b : 브리지 또는 보스

14 :슬리이브 16, 22 : 설부

17 : 용접점 24 : 자유단부

25 : 대칭 쇼울더 28 : 립

본 발명은 원자로의 연료 요소용 스페이싱 격자 (spacing grid)에 관한 것이다.

스페이싱 격자는 원자로 연료 조립체내 원자로 연료요소의 그룹의 간격을 유지한다. 이 요소들은 소정의 시스템에 따라서 서로 평행되게 유지되어야 한다. 그 목적으로 이 요소들은 그들과 접촉하여 흐르는 액체냉매의 순환하에 진동을 방지하기 위해 상이한 연속레벨로 길이 방향으로 분포되어 지지된다.

전술한 형식의 수많은 스페이싱 격자 구조가 공지되어 있으며, 그것들은 각기 평행이며 1개 그룹으로부터 다음 그룹까지 수직인 2개 그룹의 천공된 얇은 시이트로 구성된 장치에 의해 형성되어 있다. 이 시이트들은 각기 그룹의 연료요소에 의해 횡단되며 정방형 단면을 갖는 공동(cavity)을 한정하는 네스팅을 허용하기 위해 규칙적인 간격으로 천공되어 있다. 연료 요소상에 필요한 탄성지지를 확보하기 위해, 시이트는 각 공동의 내부를 향해 보스를 부각시키고 설부(tongue)가 스프링을 형성하도록 적당히 절단 및 네스트 된다. 공동내 각 연료요소는 반대의 평행 시이트로 형성된 설부의 효과하에 1개 사이트상에 구비된 2개의 고정된 지지체에 대한 스프링에 의하여 가해진다.

이 형식의 스페이싱 격자의 1예가 " 원자로의 연료 요소 그룹용 스페이싱 격자"로 씨,이,에이의 이름하에 1979. 5 .22 에 출원된 프랑스 공화국 특허 제7913015호에 기재되어 있다.

이 기능을 갖는 격자는 완전히 지르칼로이로부터 제조될 수 있으며, 이 금속은 낮은 중성자 흡수율을 가지며 스프링의 형성을 위해서 보다 높은 중성과 흡수율을 갖는 인코넬과 같은 재료로부터 제조된 결합재(joined members)들을 사용할 필요가 없기 때문에 유리하다.

본 발명은 지르칼로이로 제조될 수 있는 이점을 가지면서 공지된 형식의 격자와 비교하여 횡응력에 대해 증가된 강성을 갖는 스페이싱 격자에 관한 것이다.

종래의 스페이싱 격자는 그 네스팅을 허용하도록 규칙적인 간격으로 요홈이 있거나 오목 들어가 있다. 요홈은 각 시이트 높이의 절반 넘어로 신장할 필요가 있다. 이 홈의 길이는 스페이싱 격자의 강성 또는 견고성을 감소시킨다.

본 발명에 따라서, 이 요홈의 높이는 얇은 격벽을 형성하기 위해 다른 것의 신장부에 2개의 시이트를 중첩시킴으로서 감소된다. 이 형상은 요홈의 높이가 감소되기 때문에 벽의 강성을 개선시킨다.

특히, 본 발명은 2개의 그룹의 얇은 격벽의 조립체가 서로 평행하며 1그룹으로부터 다음 그룹까지 수직이고, 각기 그룹의 연료 요소에 의해 횡단되는 정방형 단면을 갖는 공동을 한정하기 위해 그 네스팅을 허용하도록 규칙적인 간격으로 홈이 있으며, 지지점이 그룹의 연료 요소를 제위치에 유지하기 위해 공동의 벽내에 제조되고, 각 그룹내에서 얇은 격벽이 각기 제1시이트 및 제2시이트의 신장부에 중첩된 2개의 시이트에 의해 형성되며, 제1시이트의 높이는 제2시이트의 높이의 2배와 동등하고, 제1시이트는 1개 그룹의 제2시이트 상방에 그리고 다른 그룹의 제2시이트 하방에 배치되며, 각 제2시이트는 다른 그룹의 제1시이트내로 네스트되는 형식의 원자로용 연료요소 그룹용 스페이싱 격자에 관한 것이다.

본 발명의 제2특성에 따라서, 스페이싱 격자의 견고성은 연료 요소용 각 지지점이 격자를 형성하는 시이트의 비홈구역(ungrooved area)상에 배치되는 사실에 의해 더욱 증가된다.

그리고 공지되어 있으며 다른 것에 끼워진 시이트에 의해 형성된 스페이싱 격자의 단점은 연료 요소의 지지점의 최소부분이 상기 시이트의 슬롯된 구역상에 배치되는 것이다. 이 구역은 명백히 슬롯되지 않은 구역보다 덜 견고하다.

본 발명에 따른 스페이싱 격자는 연료 요소의 지지점이 시이트의 비홈구역내에 배치되는 결점을 제거한다.'

추가해서 본 발명은 얇은 격벽의 2개의 그룹의 조립체가 1개 그룹으로 평행하며 1개 그룹과 다음 그룹 사이에 수직되며 각기 그룹의 연료봉에 의해 횡단되는 정방형 단면을 갖는 공동을 한정하기 위해 네스팅을 허용하도록 규칙적인 간격으로 홈이 있으며, 지지체가 그룹의 연료 요소를 제위치에 유지하기 위해 공동의 벽에 제조되고, 상기 지지점의 각각이 상기 시이트의 비홈구역상에 배치되는 형식의 원자로 연료 요소 그룹용 스페이싱 격자에 관한 것이다.

상기 2개의 특징은 용접스폿의 비이드를 연속되게 함으로써 시이트를 함께 조립할 수 있게 하며, 그것은 본 발명에 따라 제조된 격자의 견고성을 개선시킨다.

그리고 스페이싱 격자가 안내관에 의해 상호 연결되어 있는 것은 알려져 있다. 본 발명은 또한 안내관상의 격자의 간단한 슬라이드 위치 결정을 허용하는 상기 격자내에 통합된 안내관에 연결하기 위한 슬라이브를 갖는 격자에 관한 것이다.

본 발명은 또한 2개 그룹의 얇은 격벽의 조립체가 각기 그룹의 연료 요소에 의해 횡단되는 정방향 단면을 갖는 공동을 한정하기 위해 그리고 그 네스팅을 허용하기 위해 규칙적인 간격으로 홈이 진 1그룹으로 평행하며 1그룹으로부터 다음 그룹까지 수직이며, 격자의 연결 안내관에 의해 횡단되는 공동의 4개면을 형성하며 1그룹으로부터 다음 그룹까지 수직이며, 격자의 연결 안내관에 의해 횡단되는 공동의 4개면을 형성하는 4개의 상부 및 하부 면이 안내관에 격자를 연결하는 원통형 슬리이브를 형성하기 위해 상호 연결된 시이트 금속 실부에의해 신장됨을 특징으로 하는 스페이싱 격자에 관한 것이다.

설부는 변형예에 따라서 용접 또는 중첩함으로써 상호 연결되며, 설부의 횡방향 연부는 그 립(lip)이 용접 스폿의 수직비이드에 의해 조립되도록 선회된다.

이후, 본 발명은 첨부 도면을 참고로 비제한 적인 실시예에 관해 보다 상세히 서술된다.

제1도는 본 발명에 따른 스페이싱 격자의 4개 시이트의 네스팅을 도시하는 사시도다. 이런 격자는 원자로 조립체의 연료 요소를 규칙적인 간격으로 유지한다. 각 경우 그들은 제6 및 7도의 2개 변형예로부터 명백하듯이 그 접촉단부에 의해 다른 것에 적당히 결합된 측판(lateral plate)에 의해 구성된 외측 프레임을 가진다. 측판에 의해 형성된 프레임내에 2개 그룹의 횡시이트가 설치되어 동일 그룹내에서 서로 평행하여 1개그룹으로부터 다른 그룹까지 서로 수직이며 그 속에서 그룹의 연료 요소가 계합하는 일련의 공동을 한정하도록 설치된다.

본 발명에 따라서 각 격벽(2, 4)은 다른 것의 신장부에 위치한 2개의 시이트(2a, 2b 및 4a, 4b)를 중첩시킴으로써 형성된다. 각 그룹의 제 1시이트(2a, 4a)의 높이는 제2 시이트(2b, 4b)의 높이의 2배와 동등하다. 1그룹에서, 제1시이트(2a)는 다른 시이트(2b) 상방에 위치하며, 다른 그룹에서 제1시이트(4a)는 시이트(4b) 하방에 위치한다. 이 4개의 시이트의 각각은 다른 시이트의 네스팅을 허용하며 규칙적인 간격으로 제조된 네스팅 슬롯(6)을 가진다. 시이트(2b)는 시이트(4a)와 계합하며, 그것은 시이트(2a)와 계합한다. 최종적으로 시이트(4b)는 시이트(2a)의 상부에 제조된 슬롯과 계합한다.

제2도는 본 발명의 1실시예의 사시도다. 제1도와 분리 도시된 4개의 시이트는 최종 위치로 조립되어 있다. 격벽을 구성하는 이 시이트는 제1도와 동일한 참고번호가 주어진다. 격자의 각 격벽은 그 높이가 제1시이트의 절반인 제2시이트(2b,4b)와 제1시이트(2a, 4a) 2개의 시이트를 중첩시킴으로서 동일하게 형성된다.

이 시이트들은 격벽의 면에 의해 형성된 2면체(dihedron)를 따라 예를 들어 레이저와 가트은 적당한 수단에 의해 형성된 용접점(8)의 비이드에 의해 다른 것과 조립된다. 격자의 각격벽이 2개의 격벽으로 제조된다는 사실은 용접 스폿의 거의 연속적인 비이드를 연속적으로 발생할 수 있게 한다. 그래서 종래의 격자의 경우, 각 공동의 치수와 특히 그 길이에 비해 상당히 작은 그 단면은 완전한 연부를 따라 접근할 수 없게 하며 용접스폿의 연속적인 비이드를 발생할 수 없게 한다.

용접 작업의 순서는 다음과 같다. 즉, 먼저 시이트(2a 및 4a)가 다른 것에 용접되고 시이트(2b)가 시이트(4a)에 용접된 후, 시이트(4b)가 시이트(2a)에 용접된다.

보스 또는 브리지(bridge)(10)는 각 시이트에 만들어진다. 각 보스는 그 중간 높이에 대칭의 수평 중간면을 갖는 수평시이트 스트립의 형태이다. 제3도의 평면도에서 알수 있듯이, 상기 보스는 S형상이며, 그 정점은 공동내에 위치하고, 다른 접점은 인접 공동내에 위치한다. 보스는 시이트(2a)에 만들어지고, 다른 보스는 시이트(2b)에 만들어진다(4a, 4b). 이 보스(10)들은 S형상의 프로필을 갖는 2개의 다이 사이에서 스템핑에 의해 형성된다. 그래서, 공동의 각면은 상이한 면내 상이한 레벨로 2개의 보스(10)를 가지며 봉의 상이한 모선상에 작용한다. 공동이 4개의 면을 가지므로 각 공동내에는 8개의 보스가 있다. 참고번호 10a, 10는 공동의 격벽내에 만들어진 브리지 또는 보스를 나타낸다. 본 발명의 격자의 특징에 따라서, 이 보스의 각각은 그것이 만들어진 시이트의 비홈구역에 배치된다. 보스(10a)는 시이트(4a)의 중앙부에 만들어진다. 2개의 요홈(6)은 각기 시이트(4a)의 상, 하방에 각기 만들어진다. 제2도와 같이, 보스(10a)는 비홈구역에 배치된다. 이 구조는 격자의 강성을 개선시킨다.

동일하게 그 속에 보스(10b)가 만들어지는 시이트(4b)는 그 하부에 요홈을 가지며 시이트(4b)의 상부에 만들어지는 보스(10b)는 비홈구역에 배치된다. 판(2a)에 만들어지는 보스(10)의 대칭면은 시이트(4a, 4b)의 결합면(12)와 일치한다. 동일하게 제1시이트(4a)에 만들어지는 각 보스(10)의 대칭면은 시이트(2a, 2b)의 결합면(12)과 일치한다.

격자의 공동 사이의 보스 또는 브리지(10)의 간섭은 시스템의 전체 응집력을 확보한다. 그래서 보스의 정점은 각 격벽의 측부상에 2개의 독립적인 지지점을 형성한다. 그래서 1개 공동과 격자와 봉사이의 상대적인 변형의 다음것 사이에서 보정이 발생한다.

임의 수량의 그룹의 공동내에, 안내관(guide tube)이 있고, 연료요소는 없다. 이 안내관은 격자를 조립체의 2개 단부상이에서 공간내에 유지시키고 또한 이격시키도록 제공된다. 본 발명에 따른 격자는 그 하부 및 상부에 이 안내관을 위한 연결 슬리이브를 갖는다. 슬리이브(14)는 격자를 형성하는 격벽의 신장부에 위치한 시이트 금속 설부(16)에 의해 형성된다. 각 설부(16)는 그 직경이 안내관의 직경과 상응하는 원통형 슬리이브를 구성하도록 스탬핑에 의해 형성된다. 제2도의 실시예에서, 시이트 금속 설부(16,14)는 용접스폿의 직각길이 방향 비이드에 의해 그리고 중첩시킴에 의해 상호 연결된다.

안내관에 의해 횡단된 공동의 4개면에 만들어진 보스(10`a, 10`b)는 상이하므로, 문제의 공동내에 안내관용 지지체를 가질 필요는 없다. 따라서 이 보스(10a)는 시이트의 단일면으로부터 돌출한다.

제3도는 제2도의 격자의 평면도다. 이것은 특히 보스(10)의 S형상을 도시하며, 그 정점은 공동을 횡단하는 일점쇄선으로 도시된 연료요소(18)와 접촉한다. 보스(10a, 10b)와 동일하게 보스(10'a 및 10'b)는 공동벽의 비슬롯 구역에 위치한다. 브리지(10'a)는 시이트(4a)의 중앙에 위치하므로, 상기 시이트(a)의 상,하방에 요홈(6)이 있다. 동일하게 브리지(10'b)가 시이트(4b)의 상단부에 만들어지므로 그 하부에 요홈(6)이 있다. 전술한 바와 같이 이 장치의 목적은 격자의 견고성을 증가시키는 것이다. 판(20)과 같이 격자의 외측 프레임을 형성하는 판은 그 속에 안내관이 통과하는 공동의 면내에 만들어진 브리지(10')와 같이 판의 1측상만에 돌출하는 브리지를 가진다.

최종적으로 그들이 조립되는 용접점(17)의 길이방향 비이드 뿐만아니라 안내관에의 연결을 위해 유지격자 내로 통합된 슬리이브를 형성하는 시이트 금속 설부(16)의 중첩을 볼 수 있다.

제4도 및 제4a도는 본 발명에 따른 격자의 구조적인 변형예를 도시한다. 이 변형예는 연료소자를 지닌 설부인 보스의 형상에 의해서 제2도의 것과 상이하다. 이 수평 설부는 시이트로부터 형성되며 상기 실시예의 브리지와 같이 대칭의 수평 중간면을 갖는다. 그 자유단부(24)에, 설부(22)는 절단에 의해 발생된 2개의 작은 대칭 쇼울더(25)를 갖는다. 이 설부(22)는 2개의 작업으로 만들어진다. 그들은 먼저 평면적인 전단에 의해 절단된 후 2개의 적당한 형상의 다이 사이에서 조형된다. 조형중 상기 쇼울더는 그 프로필에 상응하는 정도의 y만큼 후퇴하며 그 절단으로 유발된 오리피스로부터 이격된 위치에 위치하게 된다. 따라서 쇼울더(25)는 이 오리피스의 연부에 대해 지지될 수 있다. 이송은 제조공차를 흡수하는데 필요한 간극에 상응하는 값으로 제한된다.

브리지(22)의 강성은 브리지(10)의 경우보다 용이하게 형상수정을 위해 조정될 수 있다.

제5도는 안내관의 통합된 유지 슬리이브의 변형예를 도시한다. 격자를 형성하는 시이트의 신장부에 위치한 시이트 금속 설부(26)는 그 직경이 안내관의 직경과 상응하는 실린더를 구성하도록 변형되고 연관된다. 설부(26)의 2개의 수직측부의 각각의 측방향 부분은 선회되므로, 그들은 쌍으로 접촉한다. 립(28)은 수직용접비이드에 의해 서로 조립된다.

제6도 및 제7도는 격자의 외측 시이트에 의해 구성된 프레임의 연부의 2개의 구조적 변형예를 도시한다. 제6도의 변형예에서, 시이트의 단부는 45' 굽혀졌으므로 그 수직경계는 다른 것과 접촉된다. 그후 그들은 용접비이드에 의해 조립된다. 제7도에서 시이트들은 용접되기 전에 장부촉이음(morrtise and tenon)에 의해 조립된다.

Claims (10)

1. 원자로용 연료요소의 그룹을 위한 스페이싱 격자에 있어서, 2개 그룹의 얇은 격벽의 조립체가 서로 평행하며 1그룹으로부터 다음 그룹까지 수직이고, 각기 그룹의 연료 요소에 의해 각각이 횡단되는 정방형 단면을 갖는 공동을 형성하기 위해 그 네스팅을 허용하도록 규칙적인 간격으로 홈이 나 있으며, 지지점이 그룹의 연료요소를 제위치에 유지하기 위해 공동의 벽내에 만들어지고, 각 그룹내에서 얇은 격벽이 각기 제1시이트 및 제2시이트의 신장부에 중첩된 2개의 시이트에 의해 형성되며, 제1시이트의 높이는 제2시이트의 높이의 2배와 동등하고, 제1시이트는 1개 그룹의 제2시이트 상방 및 타 그룹의 제2시이트 하방에 배치되며, 각 제2시이트는 다른 그룹의 제1시이트내로 네스트됨을 특징으로 하는 형식의 원자로 연료요소용 스페이싱 격자.
2. 원자로용 연료요소의 그룹을 위한 스페이싱 격자에 있어서, 2개의 그룹의 얇은 격벽의 조립체가 1개 그룹으로 평행하며 1개 그룹과 다음 그룹사이에서 수직되며 각기 그룹의 연료봉에 의해 각각이 횡단되는 정방향 단면을 갖는 공동을 한정하기 위해 네스팅을 허용하도록 규칙적인 간격으로 홈이 나 있으며, 지지체가 그룹의 연료요소를 제위치에 유지하기 위해 공동의 벽에 만들어지고, 상기 지지점의 각각이 상기 시이트의 비홈구역상에 배치됨을 특징으로 하는 원자로 연료요소용 스페이싱 격자.
3. 제1 또는 2항에 있어서 시이트가 용접스폿의 거의 연속 비이드에 의해 서로간에 조립됨을 특징으로 하는 원자로 연료요소용 스페이싱 격자.
4. 제1항에 있어서, 각 공동내에 지지점을 형성하기 위해 S형상으로 스탬프된 시이트 금속 브리지를 가지며, S형상의 정점의 하나가 1개 공동내에 위치하고 다른 정점은 인접 공동내에 위치하며, 연료요소가 이 브리지의 정점을 지지함을 특징으로 하는 원자로 연료요소용 스페이싱 격자.
5. 제1항에 있어서, 브리지가 쌍으로 대향하며 4개의 상이한 레벨로 분포되고, 브리지가 대칭의 중간면을 가지며, 브리지의 중간면이 상기 시이트의 비노치 구역의 중간면과 일치함을 특징으로 하는 원자로 연료요소용 스페이싱 격자.
6. 제1항에 있어서, 공동을 횡단하는 연료요소용 지지체를 형성하기 위해 스탬프되며 공동벽으로부터 절단된 수평설부를 가지며, 설부의 자유단부가 설부 조형후 그 절단작업에 의해 개구부의 연부를 지지하는 2개의 측방향 러그를 가짐을 특징으로 하는 원자로 연료요소용 스페이싱 격자.
7. 2그룹의 얇은 격벽의 조립체가 각기 그룹의 연료요소에 의해 횡단되는 정방형 단면을 갖는 공동을 한정하기 위해 그리고 그 네스팅을 허용하기 위해 규칙적인 간격으로 홈이 1그룹으로 평행하며 1그룹으로부터 다음 그룹까지 수직이며, 격자의 연결 안내관에 의해 횡단되는 공동의 4개면을 형성하는 4개의 상부 및 하부면이 안내관에 격자를 연결하는 원통형 슬리이브를 형성하기 위해 상호 연결된 시이트 금속 설부에 의해 신장됨을 특징으로 하는 원자로 연료요소용 스페이싱 격자.
8. 제7항에 있어서 설부가 중첩 및 용접에 의해서 서로 연결됨을 특징으로 하는 원자로 연료요소용 스페이싱 격자.
9. 제7항에 있어서, 설부의 측방향 연부가 그립이 용접스폿의 수직비이드에 의해 조립됨을 특징으로 하는 원자로 연료요소용 스페이싱 격자.
10. 제4항에 있어서 모든 S형상의 스탬프된 시이트 금속 브리지가 연료요소의 홈에 수직한 면내의 판상에 배치됨을 특징으로 하는 원자로 연료요소용 스페이싱 격자.

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