KR910001639B1 - 제어 클러스터 안내 장치 - Google Patents

제어 클러스터 안내 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

제어 클러스터 안내 장치
제1도는 원자로 상부의 일반적인 수직단면도.
제2도는 이중단내 슬리브를 절단한 안내 장치의 수직단면도.
제3도는 단일안내 슬리브를 절단한 안내 장치의 수직단면도.
제4도는 제2도 및 제3도의 선(IV-IV)에 따른 단면도.
제5도는 제2도 및 제3도의 선(V-V)에 따른 단면도.
제6도는 단일안내 슬리브의 상세도.
제7도는 제3도 및 제6도의 선(VII-VII)에 따른 단면도.
제8도는 이중안내 슬리브의 상세 수직단면도.
제9도는 제2도 및 제8도의 선(IX-IX)에 따른 단면도.
제10도 및 제11도는 이중슬리브 변형예의 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 설명
1 : 용기 2 : 노심
3 : 클러스터 5 : 제어바아
6 : 안내 장치 12 : 원형캡
13 : 측면관 21 : 연료배열
22 : 노심판 31 : 로드
63,64 : 슬리브 631,641 : 슬라이드
632,642 : 홈 633,643 : 립(lip)
635,645 : 오리피스 637,647 : 축
638,643 : 슬라이드축.
본 발명은 원자로 특히 가압 경수로형 원자로안의 노심의 연료 로드사이에 도입될 수 있는 여러 흡수 로드로 구성되는 제어 클러스터 안내용 장치에 관한 것이다.
각 제어 클러스터는 "스파이더(spider)"라고 불리는 복수의 아암지지부로부터 현수된 홉수 로드로 구성된다. 이 지지부는 수직으로 작동되는 바아의 하단에 고정되어 있다. 흡수 로드는 노심안으로 도입되거나 노심으로 제거될 수 있어야만 한다. 따라서 이러한 변위에 따른 진 길이에 걸쳐 완전한 안내를 필요로 한다.
종래의 제어 클러스터 안내 장치는 상부 노심판사이로 연장된 관형 케이싱으로 구성되는데 이는 상부 및 지지판에서 노심을 제한한다. 최초 냉각액체를 상부로 방출시키는 것을 가능케하는 수평판은 로드의 불연속적인 안내를 확실히 하기 위하여 안내 케이싱 내부에 위치한다. 하단에 케이싱은 로드의 연속적인 안내를 하는 슬라이드로 제공되는 일련의 안내 슬리브를 갖고있다. 각 안내 슬리부는 스파이더의 방사상 요소가 통과되는 세로방향의 홈을 갖고있다. 연속 안내에 상응하는 높이에서 케이싱은 최초 냉각유체를 방출하고 전환시키기 위한 개구부를 마련하고 있다. 안내 케이싱은 연료배열을 수직으로 유지시키는 유체의 상승류를 노심의 상단에서 수용하고 용기내의 측면 출구쪽으로 수평으로 전환시킨다. 따라서 케이싱은 고 난류 영역에 위치 된다.
연속 안내 높이에서는 수평 평면에 압력 구배가 생긴다. 각 안내 슬리브가 열리기 때문에 이러한 압력 구배는 홈의 립에 대해 흡수 로드를 가압하기 쉬우며 이는 마찰에 의해 마모를 일으킨다. 이러한 현상을 제한하기 위해서 압력 평형 개구부가 안내 슬리브의 표면에 제공되나 기계적인 강도를 해치게 된다.
본 발명의 목적은 제어 클러스터의 흡수 로드의 연속 안내를 마련하여 유압 추력에 의한 로드주위의 압력 불균형을 최소한으로 감소시킨다. 이러한 연속 안내는 안내 슬리브의 설계 내부 장치의 설계 또는 용기의 설계에 영향을 주지 않는다. 본 발명은 흡수 로드 주위의 압력을 평형시키므로써 연속 안내 시스템의 내부의 유압 추력의 영향을 감소시키는 것을 가능케 한다. 이러한 평형은 유동의 섭동을 방지하기 위해서 최초 유체 속도가 가장 낮은 영역을 발견하고 방사상의 와류 발생을 방지하고 슬리브의 강도를 감소시키지 않으므로써 얻어 진다.
연속 안내 슬리브가 설치되고 각각이 로드의 수직 안내를 위한 적어도 하나의 원통형 슬라이드를 마련하고 상기 슬라이드 안에 나타나는 수직홈을 각각 개방시킨 케이싱으로 구성되는 안내 장치에 있어서, 각 안내 슬라이드는 흠의 두 립안에 공동을 형성하는 두 오리피스와 관련하여 로드가 상기 립에 접촉될때 슬라이드 내부가 상기 흠과 연통되어진 것을 특징으로 한다.
하나의 특징에 의하면, 연통 오리퍼스는 홈의 중앙과 슬라이드의 축을 통과하는 수직 평면에 대하여 대칭한다.
또 다른 특징에 의하면, 오리피스는, 실린더를 감싸는 두 노치에 의해 형성되고 그 축은 홈가까이에 슬라이드의 축에 대하여 편심되어져 있다. 오리피스는 슬라이드 주위의 원통형 스포트 패이싱(spot-facing)에 의해 형성될 수도 있다.
제1도는 원자로의 상부를 도시하고 있는데 용기(1)안에 노심(2)이 나타나 있다. 이 용기는 원형캡(12)으로 덮이고 냉각유체를 방출할 수 있는 측면관(13)을 갖고있다.
상부에서 노심(2)은 지지판(14) 아래에 위치한 노심판(22)에 의하여 경계지워진다. 노심판과 지지판은 기둥(15)에 의해 연결된다. 노심은 병렬의 연료배열(21)로 구성된다. 각 배열은 다수의 수직 연료 로드로 구성된다.
반응력은 노심의 배열안으로 제어 클러스터(3)를 길게 또는 짧게 도입시키므로써 조정된다. 각 제어 클러스터는 흡수 재료인 다수 로드(31)로 구성된다. 이러한 로드는 그 상단에 제어바아(5)에 단단히 고정된 방사상 암을 갖는 스파이더(4)로부터 현수된다. 로드는 노심판 안의 통로를 통해 삽입되어 대응 배열의 연료 로드사이에 위치된다.
제어 클러스터는 안내 장치(6)에 의해 안내된다. 각 장치는 조합된 클러스터의 모든 로드를 감싸고 있는 평행을 면체의 케이싱(61)을 포함한다. 장치는 볼트로 조여진 플랜지에 의해 혈수된 지지판(14)을 통과한다.
중간 안내판(62)은 여러 위치에 일정간격으로 케이싱(16)안에 고정된다. 제4도에 나타난 각 중간판은 클러스터의 여러 로드를 불연속적으로 안내한다. 중간판은 스파이더가 통과할 수 있도록 중앙 개구부(621)을 갖고있다. 이 중앙 구멍 주위에 원형 구멍(622)이 형성되고 이 구멍이 흡수 로드를 안내하여 방사상 홈(623)에 의해 중앙 구멍과 연통한다.
수직으로 설치된 안내 슬리브(63, 64)에 의해 연속적인 안내가 이루어진다. 슬리브의 단부는 두 단부판(65, 66)에 고정된다. 스파이더는 판(66) 아래로 내려갈 수 있으며 판은 노심판(22)상에 안내 장치를 위치시키기 위한 플랜지로 구성된다. 상부 노심판으로 나사지어진 핀을 중앙에 위치시키므로써 위치가 정해진다. 이 플랜지는 노심을 지난 냉각유체가 통과되도록 상부 노심판(22)과 마주보도록 놓여진 구멍을 갖고있다.연속 안내에 상응하는 전 높이에 걸쳐 케이싱(61)은 상승류의 측면방출을 허용하는 개구부(611)를 마련하고있다. 각 연속 안내 슬리브(63 또는 64)는 적어도 하나의 세로 슬라이드(631 또는 641)를 갖고있는데 이는 원통형이며 직경은 로드의 안내가 이루어지도록 로드의 직경과 일치되는 직경이다. 슬리브의 각 슬라이드는 세로 반경방향의 홈(632 또는 642)를 통하여 케이싱의 중심쪽으로 향하여 있다.
단일 안내 슬리브(63)는 홈(632)이 있는 단일 슬라이드(631)을 갖고있다. 이중 안내 슬리브(64)는 두개의 슬라이드(641)를 갖고있는데 이는 홈(642)에 의하여 서로 연결되며 또한 중앙 슬라이드(641)가 중앙 공간(612)에 삽입되어진다.
홈(632 또는 642)은 "스파이더"의 아암이 통과하도록 되어 있다 각 홈(632 또는 642)은 슬라이드를 가지며 상기 슬라이드의 직경보다 적은 거리로 떨어진 립(633 또는 643)을 형성하고 있다.
각 안내 슬라이드(631 또는 641)는 로드(31)가 립과 접촉되어질때 두개의 오리피스(635 또는 645)를 형성하도록 각 립(633 또는 643)안의 공간으로 도시된 적어도 하나의 공동(634 또는 644)과 결합된다. 상기 오리피스는 슬라이드의 내부(636 또는 646)가 대응하는 홈(632 또는 642)과 연통도록 되어 있다. 홈의 두 립에 형성된 오리핀스(635 또는 645)는 홈의 중앙을 통해서 지나가는 대칭 수직 평면에 대하여 만들어진다.
하나 그리고 동일 슬리브내의 두 공동(634 또는 644)은 연속적인 안내를 위해서 적정거리로 분리되어 있다. 이러한 공동은 로드를 지지하기 위한 립의 국부적인 차단을 제한하여 그 전체 높이에 걸쳐 립의 나머지가 항상 이 로드의 지지된 안내를 하게한다. 케이싱안의 개구부(611)에 대하여 공동은 냉각유체 속도가 가장 낮은 지역에 위치한다. 공동은 2중 슬리브안에 압력 평형을 위해 마련된 평형 구멍(649)사이에 놓여진다.
제6도 및 7도와 제8도 및 9도의 실시예에 있어서, 공동(634 또는 644)은 슬라이드의 축(638 또는 648)에 대하여 케이싱의 축(67)쪽으로 편심된 축(637 또는 647)을 갖는 실린더를 둘러싼 두개의 절단부 또는 노치에 의해 만들어진다.
제10도의 실시예에서, 이중 슬리브에 대하여 공동은 슬라이드의 전외주변에 걸친 공동으로서 도시된 원형스포트 패이싱에 의해 형성된다.
상기 실시예에서 오리피스(635 또는 645)는 로드에 대하여 케이싱의 축쪽에 위치한 립안의 공동으로써 도시되어 있다. 제11도에 있어서, 오리피스(645)는 로드에 대하여 케이싱의 외주변쪽으로 위치한 립안의 공동으로써 도시되어 있다.
본 발명에 의한 안내 장치의 작동은 다음에 상세히 설명한다.
연료요소를 통과한 냉각유체의 상승류는 케이싱과, 로드와 안내 슬리브사이의 캡을 채운다 화살표(7)로 표시된 순환류는 수평평면에서 케이싱의 개구부(611)에 반대로 고속의 4영역을 취하고 케이싱의 모서리에 대응하여 저속의 4영역을 취한다. 실제로 안내 슬리브안에 마련된 내부체적은 고정체적이다. 평형 개구부(649)를 통과하는 방출량은 슬라이드와 로드사이의 공간(636 또는 646)안으로의 유입량에 대하여 불충분하다. 따라서 과잉 압력은 로드의 한면상 또는 그 주위공간(636 또는 646)안에 걸린다. 따라서 로드는 흠의 립을 누르게 된다.
만일 각 로드(31)의 안내를 고려한다면 홈(632 또는 642)이 그 자체가 저압의 영역에 의하여 둘러쌓인 정적 영역으로 만드는 것이 가능하다. 단일 안내 슬리브의 경우 이 홈의 반대쪽에 그리고 로드의 뒤에 마련된 내부 공간(636)은 과잉 압력 영역이다. 이중 안내 슬리브의 경우는 두 로드 사이의 홈(642)은 케이싱의 개구부(611)에 대하여 안내부의 위치에 따라 중앙홈(642)에 비하여 과잉 압력 또는 부압 영역이다. 이러한 압력 평형은 로드를 케이싱의 중심쪽으로 위치한 립을 누르거나 어떤 경우에는 반대 방향에 위치한 립을 누르게 된다.
슬리브안에 마련된 공동은 홈 및 공간(642,646 또는 632,636)사이의 압력을 평형시킨다. 두 영역에서 발생되는 압력편차 때문에 유동은 공간(646 또는 636)에서 홈(642 또는 632)쪽으로 취해지며 이는 케이싱안의개구부(611)쪽으로 향한 방사상의 유동에 반대로 취해지지 않을 것이다.
평행 개구부(649)사이의 공동의 위치는 방사상 유동에 의한 최대 휨응력을 받을 수 있는 부분이 약해지는 것을 방지한다. 이와 같이 유체 흐름의 상류면의 개구부(611)의 기저부에 공동을 위치시키는 것은 흡입 현상을 방지한다. 공동의 수 또는 형상은 변형시킬 수 있지만 홈의 두 립상의 한쌍의 오리피스의 대칭성과 동일 홈은 모든 로드의 방사상의 대칭과 함께 불가피하다.
물론 본 발명의 영역에서 벗어남이 없이 변형예와 진보된 부품을 만들 수 있으며 평형 수단을 사용할 수 있을 것이다. 본 발명은 유체의 측면 또는 방사상의 출구와 측방향의 입구를 갖는 홈이진 관 또는 슬리브에 의해서 로드의 클러스터의 연속적인 안내를 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 연속 안내 슬리브를 설치하고 로드의 수직 안내를 적합하게 하기 위한 적어도 하나의 원통형 슬라이드를 각각 마련하고 상기 슬라이드안에 수직 홈으로 각각 개방되어진 케이싱으로 구성된 방사상의 아암을 갖는 스파이더에 함께 연결된 흡수 로드에 의하여 형성된 제어 클러스터 안내 장치에 있어서, 각 안내 슬라이드(631, 641)는 홈(632, 642)의 두 립(633, 643)안에 공동을 형성하는 두개의 오리피스(635, 645)에 관련하여 로드(31)가 상기 립과 접촉될때 슬라이드의 내부가 상기 홈과 연통되는 것을 특징으로 하는 제어 클러스터안내 장치 .
  2. 제1항에 있어서, 상기 연통 오리피스(635, 645)가 홈의 중앙과 슬라이드의 축을 통과하는 수직 평면에 대하여 대칭인 것을 특징으로 하는 제어 클러스터 안내 장치 .
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 오리피스(635, 645)가 실린더를 둘러싼 두 공동(634, 644)에 의해 형성되고 축(637,647)이 홈 가까이에서 슬라이드의 축(638, 648)에 대하여 편심된 것을 특징으로 하는 제어 클러스터 안내 장치 .
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