KR910005922B1 - 칼란드리아 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

칼란드리아

제1도는 본 발명에 따른 칼란드리아의 투시도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ방향을 절취한 당해 칼란드리아의 부분평면도.

제3도는 제1도의 Ⅲ-Ⅲ방향을 절취한 당해 칼란드리아의 부분평면도.

제4도는 결합된 압력용기 일부와 당해 칼란드리아의 종단면도로서의 단편도.

제5도 및 제6도는 본 발명의 변경양태를 도시하는 종단면도로서의 단편도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13, 85 : 상부지지판 15 : 하부지지판

17, 87 : 중공부재 31 : 외곽틀

41 : 돌출링 45 : 출구노즐

59 : 구동봉 61 : 원자로헤드

본 발명은 가압수형 원자로에서 특히 원자로 상부의 제어봉 구동축 지지구에 관계한다. 원자로 상부의 내부를 통해 흐르는 냉각수는 냉각수 출구노즐과 같은 높이에 배열된 특수한 가이드와 봉구동 및 지지구조(칼란드리아)를 통해 출구노즐로 유도된다.

용이하게 설치될 수 있고 상당히 낮은 수준의 건조비로 적절한 원자로 운전을 보증할 수 있는 칼란드리아를 제공하는 것이 본 발명의 주요한 목적이다.

고려중인 이러한 목적을 위하여, 본 발명은 가압수형 원자로에서 제어봉 구동축을 지지 및 유도하며, 냉각수를 횡방향으로 흐르게 하는 칼란드리아에 관계하며, 상부지지판, 하부지지판 및 지지판 구멍에 의하여 상기 상·하부 지지판 사이에 지지되는 다수의 중공(中空)부재를 포괄하며, 상기 칼란드리아에 있어서 상기 지지판 사이에 상기 중공부재를 둘러싸는 외곽틀이 개삽되며, 상기 하부 지지판은 상기 상·하부 지지판 및 상기 외곽틀에 의하여 한정된 영역으로 냉각수를 유입할 수 있도록 상기 중공부재 사이에 공동을 가지며, 상기 외곽틀은 상기 상,하부 지지판 및 상기 외곽틀에 의하여 한정된 영역으로부터 상기 냉각수를 유출할 수 있도록 경계부를 갖는다.

이와 같은 칼란드리아는 원자로에 즉시 설치될 수 있고 즉히 제거될 수 있는 장치이다. 양호하게도, 칼란드리아는 원자로에 관하여 방사상으로 제어봉 가이드를 배치하고 위치조정하기 위한 설비를 갖는다. 이 설비는 제어봉 가이드 상부와 원자로 압력 용기 헤드사이의 제어봉 구동축을 유도하며, 가이드내로의 구동축의 삽입을 용이하게 한다. 또한 이 설비는 냉각수의 횡방향 흐름으로부터 구동축을 보호하며 냉각수 상실사고(LOCA)가 일어날 때 구동라인에 대하여 구조적 지지를 마련하고 그로인해 LOCA 사고가 일어나는 동안 노심내로 제어봉 삽입을 가능하게 한다.

중공부재는 양호하게도 스테인레스 스티일로 이루어지며 냉각수의 횡방향 흐름으로 인한 파손을 배제하기 위하서 뿐만 아니라 LOCA 사고가 일어날 때 고압하에서 다량의 증기 및 수분의 흐름으로 인한 구동축의 파손 및 변형을 방지하기 위하여 질량, 강성도, 및 강도를 갖도록 차원을 이루고 있다. 외곽틀은 용기 출구노츨과 일렬로 형성된 몇 개의 구멍을 가지며 상부에서 삽입플랜지를 갖는다.

본 발명은 첨부한 도면에서 양호한 실시예에 의하여 도시된 다음 기술로부터 보다 쉽게 명백해질 것이다.

도면에 도시된 장치는 상부지지판(13) 및 하부지지판(15)을 포함하는 칼란드리아(11)이다. 지지판(13, 15)은 지지판내의 축방향의 공동사이에 있으며, 전형적으로는 공동관인 중공부재(17)를 지지한다. 각공동은 평판(13)의 상부 표면에서 카운터 싱크되며(제4도의 19), 각부재(17)는 카운터 싱크된 홈의 내부 리임(rim)을 따라 용접(21)에 의하여 접합된다. 하부지지판(15)내에 공동이 뚫어져서 각부재(17)의 하단부(23)가 상기 하부지지판내의 공동으로 나사상으로 삽입된다. 하부지지판(15)은 두 개 군(群)의 부가공동을 갖는데, 그 것은 대형의 경주트랙형 공동(25)과 소형의 원형 공동(26)이다. 재래 이용에서 칼란드리아는 베로네시등에 의하여 명세된 바와 같이 원자로(27)상부내부에 삽입되며 상부내부와 일렬로 배열되며 제어봉가이드에 대한 상부지지를 한다. 경주트랙형 공동(26)은 냉각수를 원자로 상부내부로부터 칼란드리아(11)내로 전달하는데 사용되며 소형 공동(26)은 제어봉가이드와 일렬로 배열하기 위하여 정렬핀(도시되지 않음)에 의하여 속박된다.

지지판(13, 15)과 중공부재(17)는 외곽틀(31)에 의하여 둘러싸인다. 합성구조로 이루어지는 전형적인 외곽틀이 제4도에 도시된다. 이와 같은 외곽틀(31)은 좁은 실린더 스트립(33)과 넓은 실린더 스트립(35)을 포함한다. 좁은 스트립(33)은 한단부에서 상부지지판(13)에 용접되며 다른 한단부에서 넓은 스트립(35)에 용접된다. 넓은 스트립은 반대단부에서 하부지지판(15)의 바닥부분에 접합된다. 상부지지판(13) 상부의 외곽틀(31)은 돌출링(41)이 있는 플랜지(39)와 실린더 스트립(37)을 갖는다. 스트립(37)은 한단부에서 링(41)에 용접되며 반대단부에서 지지판(13)의 상부에 용접된다. 하부 스트립(35)은 칼란드리아가 설치되는 원자로(27)의 출구노즐(45)로 냉각수를 전달하기 위한 공동(43)을 갖는다 .노즐(45)의 런(50)과 차례로 짝짓기 위하여 형성된 내부배럴(47)내 공동의 경계부(48)와 짝짓기 위하여 공동의 경계부(46)가 형성되어, 주입노즐로부터 출구노즐로 직접통하는 바이패스 누출이 최소화된다.

원자로에서 칼란드리아(11)에는 자체 플랜지(39)와 함께 원자로 내부배럴(47)의 플랜지(45)가 삽입된다. 원자로 몸체(53)로부터 확장하는 키이(도시되지 않음)를 위한 키이 홈이 갖추어져 있다. 또한 플랜지(39)는 직립슬롯(55)이 갖추어져 있다. 플랜지(45)로 부터 돌출하는 키이(도시되지 않음)는 이들 슬롯을 속박한다. 칼란드리아는 적당히 중심이 잡혀서 끼움쇠(도시되지 않음)가 슬롯에 인접하여 볼트 조임되도록 된다. 플랜지(39)는 그 둘레주위에 공동(57)을 가지고 있다 내부 배럴 플랜지(45)내의 구멍을 통해 침투하는 강수관(58)으로부터의 냉각수는 이러한 공동(57)을 통해 전달된다. 냉각수는 공동(57)으로부터 지지판(13)n이로 순환하며 중공부재(17)와 이들 중공부재(17)를 관통하는 구동부(59)사이의 공간을 흐른다.

칼란드리아(11)는 원자로(27)상에 독립 단위로서 중축에 맞춰서 삽입된다. 또한 칼란드리아는 원자로 크러스터 및 가이드에 접근을 할 수 있게 하면서 쉽사리 제거될 수 있다.

전형적으로 각 중공부재(17)는 9cm의 외부직경, 5.7cm의 내부직경 및 125cm의 길이를 하고 있다. 구동부(59)의 직경은 4.5cm이다. 중공부재(17)의 피치는 25cm이다. 각 공동(25)은 마주보고 있는 길이 5cm, 간격 10cm 의 평행 측면을 가지며 각각의 단부는 반경 5cm의 반원부로 되어있다. 공동의 전체적인 차원은 폭 10cm를 가지며 반원부 원주 사이의 중심선을 따라 15cm의 길이를 하고 있다. 각각의 정렬 공동(26)은 직경 2.85cm를 하고 있다.

125cm 길이의 중공부재는 제어봉가이드 상부와 원자로 용기 헤드(61) 사이의 구동봉에 대하여 효과적인 유도구실을 하며 제어봉인 하방으로 이동하는 경우에 가이드내로 구동봉의 삽입을 용이하게 한다. 구동봉(59)은 중공부재(17)에 의하여 횡방향 흐름으로부터 보호된다. 칼란드리아와 특히 중공부재(17)는 구동봉에 대하여 구조적 지지를 하는데 이는 배관에 커다란 파단이 생겨서 냉각수 상실사고가 일어나는 동안 특히 중요한 구실을 한다. 이 경우에 고속의 증기와 수분이 원자로(27) 출구노즐(46)을 향하여 외부로 사출되며 상기 출구노즐은 RCC가 노심내로 삽입되자마자 구동봉을 변형시키는 경향이 있다. 구동봉은 중공부재(17)에 의하여 변형 및 파단으로부터 보호된다.

상술된 바와 같이 칼란드리아가 원자로내에 통합될 때 칼란드리아가 수행하는 가장 중요한 기능은 노심유출흐름을 최소한의 압력손실로 봉가이드 영역으로부터 방수구(45)로 향하게 하는 것이다. 중공부재(17)의 피치대 횡단면차원(부재(17)가 튜우브인 경우에는 피치대 외부직경)은 전형적으로 10/3.5 즉 2.85정도로 높으며, 이러한 고비율은 압력강하를 낮게하는데 공헌한다. 경주 트랙형 공동(25)의 크기는 칼란드리아 내로의 노심유출흐름을 균일하게 할 수 있도록 선정된다. 칼란드리아는 흐름의 제어기능을 가지고 있어서 노심 흐름의 나쁜 분포와 횡방향의 초과 흐름을 방지한다. 또한 칼란드리아는 원자로 헤드(61) 영역의 온도를 유입하는 차거운 냉각수 온도 근방으로 유지하는데 도움이 된다. 칼란드리아(11)는 헤드영역으로부터 주노심 유출흐름을 격리시킨다. 플랜지(39)내의 공동(57)을 통해 유입하는 강수관으로부터의 소량의 헤드냥각 흐름과 결합하여, 상기 주노심유출흐름을 격리시키는 것으로부터 헤드영역을 노심 주입온도로 유지시킬 수 있다. 이와 같은 헤드냉각흐름은 구동봉(59)과 중공부재 내면사이의 중공부재내 환형통로를 통해 배출된다. 이리하여 칼란드리아는 헤드냉각 흐름에 대하여 제어되는 배출흐름 경로를 마련한다.

본 발명의 양호한 실시예가 본 명세서에 명세되었지만 많은 수정이 있을 수 있다. 예를 들면, 칼란드리아의 플랜지는 내부배럴(47)의 플랜지(45)에 볼트 결합되도록 형성될 수 있으며, 중공부재(17)는 상부지지판(13) 뿐만아니라 하부지지판(15)에도 용접될 수 있다. 또한 칼란드리아(71)는 상부지지판(75)으로부터 확장하는 플랜지(73)를 구비한다. 이러한 칼란드리아(71)는 제4도에 도시된 칼란드리아(11)보다 저렴한 가격으로 제공될 수 있다. 칼란드리아(81)은 구동봉(59)의 삽입을 돕기 위하여 상부지지판(85)의 상부에 깔때기(83)를 갖추고 있다. 이 경우에 깔대기(83)은 독립단위이다. 중공부재(87)는 지지판(85)의 상부에 용접된다. 그런다음 깔대기(83)가 중공부재의 접합부(89)와 지지판에 용접된다. 이리하여 지지판(85)에 중공부재(87)를 접합하는 것이 용이하게 된다. 본 발명은 선기술의 정신에 의하여 필요한 경우를 제외하고는 제한 받지 않는다.

Claims (7)

1. 상부지지판(13), 하부지지판(15), 상기 지지판(13, 15)의 구멍 사이에 지지된 복수의 중공부재(17)를 포함하여, 제어봉 구동축을 지지 및 유도하고 가압수형 원자로내에서 냉각수 횡방향 흐름을 유도하기 위한 칼란드리아에 있어서, 상기 중공부재(17)를 에워싸는 상기 지지판(13, 15) 사이에 배치된 외곽틀(31)을 구비하는데, 상구 하부지지판(15)은 상기 지지판(13, 15) 및 상기 외곽틀(31)에 의해 한정된 영역으로 냉각수가 흐를 수 있도록 상기 중공부재(17) 사이에 공동(25)을 갖고 있으며, 상기 외곽틀(31)은 상기 지지판(13, 15) 및 상기 외곽틀(31)에 의해 한정된 영역으로부터 상기 냉각수를 배출하기 위한 경계부(46)을 갖는 것을 특징으로 하는 칼란드리아.
2. 제1항에 있어서, 상기 외곽틀(31)은 상기 상부지지판의 상부로 확장하여 삽입 플랜지(39)를 추가로 포함하며, 상기 삽입플랜지(39)는 냉각수의 흐름을 허용할 수 있도록 원주방향으로 이격된 공동(57)을 갖는 것을 특징으로 하는 칼란드리아.
3. 제2항에 있어서, 상기 플랜지(39)는 원자로 용기에 따라 상기 칼란드리아를 배치시키기 위한 키이를 수용하는 키이홈(51)을 갖는 것을 특징으로 하는 칼란드리아.
4. 제1항에 있어서, 냉각수 유출을 위한 외곽틀(31)내의 경계부(46)을 원자로 용기 출구노즐과 일렬로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 칼란드리아.
5. 제1항에 있어서, 상기 중공부재의 질량, 강성도 및 강도는 고속으로 냉각수가 횡방향으로 유동할 때 발생되는 진동에 영향을 받지 않도록 선정된 것을 특징으로 하는 칼란드리아.
6. 제1항에 있어서, 상기 중공부재의 단면적에 따른 이격공간(23)은 별다른 압력 손실이 없이 냉각수가 횡방향으로 유동할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 칼란드리아.
7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부지지판(15)내의 상기 공동(25)은 타원형으로서 인접한 튜우브업 사이에 일렬로 정렬되어 있으며, 동시에 원형공동은 타원형 공동열의 교차부에 배치되는 것을 특징으로 하는 칼란드리아.

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