KR920003953B1 - 딤블용 감마 시일드 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

딤블용 감마 시일드
제 1 도는 본 발명의 새로운 시일드를 사용하여 개량되고, ICI 딤블 및 딤블 가이드 튜브를 가진 가압수 원자로의 약 정면도.
제 2 도는 감마 슬리브를 둘러싸고, 제 1 도의 원자로내에 위치된 본 발명의 새로운 시일드가 약 단면된 정면도.
제 3 도는 제 2 도내에 있는 시일드의 평면도.
제 4 도는 제 2 도내에 있는 시일드의 저면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 원자로 12 : 가이드 튜브
14 : 밀봉 테이블 16 : 용기
20 : 코아 26 : 흐름 분배판
30 : 딤블 40 : 감마 시일드
42 : 원통형 몸체부 50 : 감마 슬리브
여러 가압수 원자로(PWR) 시스템내의 인-코아-인스투루멘테이션(in-core-instrumentation : ICI)딤블(thimble)은 흐름으로 일어나는 진동에 기인하여 과도한 마모를 갖게 된다. 이러한 상태는 여러 플랜트에 있는 ICI 딤블의 수명을 단축시키고 가격을 올리게 한다. ICI가 장착된 바닥을 가진 가압수 원자로의 통상적인 배열에서, 딤블은 밀봉 테이블로부터 가이드 튜브를 통과 하고, 용기를 통과하여 원자로내로 관통삽입된다. 이곳으로부터, 딤블 가이드 튜브에 의해서, 하부 지지 구조체를 통과하여, 임의의 연료 조립체의 중앙위치 튜브를 통과하여 나아가, 연료 코아내의 필요 장소와 고지로 안내되어진다. 이들 ICI 딤블은 원자로 작동에 사용되는 이동가능한 원자 플럭스 (flux) 검출기의 삽입을 위한 가이드 통로를 제공한다. 연료 조립체의 하부 구역은, ICI 딤블 웨어의 주요부로 간주되는, 연료 조립체흐름 분배판내의 매우 협소한 환형부, 노즐 블럭 또는 하단부 피팅을 구비한다.
여러 연구진들이 이러한 구역에 있는 흐름으로 일어나는 진동을 연구해 왔다. 영국, 바우니스-온-윈더미어, BHRA의 흐름으로 일어나는 진동에 대한 회의(Flow- Induced Vibration Conference)에서 1987. 5월에 고어등에 의해 제출된 논문은, 임의의 기하형태에 대한 주요 흐름에 의존하는 가압 메카니즘이, 딤블 가이드 튜브로부터 축출구 발산 흐름의 메카니즘에 기인한다고 생각했다. 이러한 흐름 스트림(stream)에 대한 구동력은 ICI 딤블 가이드 튜브의 바닥(하부 원자로 용기 머리 구역내)과 딤블 가이드 튜브의 상부(코아 지지판에서) 사이에 정상적인 작동중에 나타나는 가압 강하이다. 본 발명은 ICI 딤블 가이드 튜브의 마모를 제한하여 사용 수명을 연장했고 그리고, 감마 시일드로 특정 흐름으로 일어나는 진동을 감소하는 형태를 만들었다. 또한 연료 조립체 하단부판에 대해 부가 지지 레그를 제공하여, 연료 조립체 안티-티핑(anti-tipping) 장치로서 작동하도록 하였다.
코아 지지판의 상부표면과 연료 조립체 흐름 분배판의 하부 표면사이 구역내의 난류에 노출되는 딤블의 주요부에 기인하는 ICI 딤블 웨어 문제를 해결하려는 시도는 미합중국 특허 제4,716,004호에서 볼 수 있다. 상기 특허에서 솔리드 가이드에 의해 이러한 구역내의 딤블을 완전히 시일딩하는 아이디어가 기술되어 있지만, 제조시 공차문제로 인하여 별가치가 없다.
컴버스쳔 엔지니어링 인코포레이티드에 양수된 다른 발명이 1988. 7. 28해링거(Haslinger) 등에 의해 제출되었다. 이 경우의 발명가의 연구는, 여러 슬리브 설계용과 같이, 오리지날 플랜트 배열내의 ICI 딤블의 진동 반응을 탐구하는데 사용되는 기구로된 흐름이 가시화된 모델 설비가 포함된다.
본 발명의 감마 시일드는, 코아판에 대한 티핑에 대항 연료 조립체용의 지지도를 증가시키고 흐름으로 일어나는 자극을 감소하는 가압수 원자로의 ICI 딤블에 사용된다.
시일드는, 연료 조립체와 코아판 사이에 딤블 흐름을 전환하고 집결시키는, 슬리브 또는 연장기로서 딤블과 임의의 슬리브형 구조체를 둘러싸고 있는 공동의 원통형 몸체이다. 시일드는, 연료 조립체와 접촉하는 방사 연장의 대칭 위치된 레그부재와, 코아판과 접촉하는 축과 수직인 원통형 표면을 갖는다. 연료 조립체 단부와 레그부재 부근에는, 외향 연장하는 단부 벽부가 내부 테이퍼되어 있어, 원통형 몸통부 보다 작은 직경의 구멍을 수용하는 딤블을 한정한다. 테이퍼된 내부 단부 표면은 조립중에 시일드의 위치 설정을 조력한다. 단부벽의 납작한 표면부와 결합하는 연료 조립체는 연료 조립체의 부가적 안티-티핑을 지지하는 구멍을 둘러싼다.
가압수 원자로(10)는, 공지된 방법으로 밀봉 테이블(4)에 접속된 ICI 가이드 튜브(12)가 장착된 바닥부를 갖는다.
원자로(10)는 연료 조립체의 다수를 구성하는 용기(16), 용기의 머리부(18) 및 코아(20)를 포함한다. 코아(20)는 코아위에 상부 코아판(22)과 코아 아래에 하부 코아판(24)을 갖는다. 코아(20)의 연료 조립체는 하부 코어판(24)위에 위치되어 이들로부터 이격된 흐름 분배판(26)을 각각 갖는다. 다수의 설비 딤블 가이드 튜브(12 a)는 대략적으로 원자로 용기내에 도시된다. 이러한 딤블 가이드 튜브(12a)는 용기(16)바닥과 코아 지지판(24)내의 구멍(32)과 연료 조립체 흐름 분배판(26)내의 구멍(34)을 통과하여 상향하는 ICI 딤블 튜브 또는 딤블(30)을 안내한다. 이들 딤블(30)은 원자로 작동에 사용되는 이동가능한 원자 플럭스 검출기(도시안됨)의 삽입을 위한 가이드 통로를 제공한다. 제 1 도의 다른 원자로 구조체는 본 발명과 무관하다.
감마 시일드가 없으면, 원자로(10)내의 ICI 딤블 웨어의 중요성이 흐름으로 일어나는 진동때문에, 구멍(34)과 딤블(30)사이의 매우 협소한 환형부에서 발생할 것이다. 보통 원자로의 흐름 자극으로부터 다르게 노출되는 딤블 튜브의 시일딩으로, 딤블 튜브 자극의 주요 소오스를 최소화 하거나 제거한다. 딤블 흐름 스트림으로 발생되는 자극력은 시일드에 의해 감소된다.
흐름으로 일어나는 진동의 감소와 이에 따른 연장된 수명은, 주로 감마 시일드 (40)에 기인한다.
감마 시일드(40)는 딤블(30) 길이의 특정 구역에 감소된 자극력을 제공한다. 딤블(30)길이 구역은, 코아지지판(24)의 구명(32)벽을 가진 개방 환형부를 통해 연장 및 한정하며, 코아 지지판(24)에서 이격된 연료 조립체 흐름 분배판(26)의 상기 구역내의 구멍(34)을 통해 상향 연장한다. 각각의 연료 조립체의 코아(20)를 위해 다수의 감마 시일드(40)가 설치된다.
감마 시일드(40)는 하부 공동의 원통형 몸통부(42)를 구비한다. 원통형 몸통부(42)는 코아판(24)과 결합되고, 원통형 몸통부의 축과 수직인 몸통부 하단부 상에 있는 환형 표면부(44)를 갖는다. 이것의 직경은, 슬리브형 구조체 또는 딤블 고정 너트 또는 용접을 수용할 수 있는, 그러한 것이다.
원통형 몸통부(42)는 상단부에서 테이퍼진 내부단부벽(46)을 갖는데, 이것의 외부와 작은 단부에서 단부벽은, 원통형 몸통부(42)와 동축으로 연장하는 딤블(30)용의 원형구멍(48)한정한다. 구멍(48)의 직경은 원통형 몸통부(42)의 직경보다 작은데 그 이유는, 모니터의 통과를 조력하고 공지된 방법으로 밑에서 설비를 삽입하는 동안에 이들을 통과할 수 있도록 테이퍼 되어 있기 때문이다. 원통형 몸통부(42)와 테이퍼진 단부벽(46)의 직경 치수는, 1988. 7. 28 제출된 상기 전술의 감마 슬리브(50)와 같은, 임의 흐름을 바로하거나 전환하는 슬리브 구조체를 수용하는 치수이다.
감마 시일드(40)의 외측면에서, 테이퍼된 단부벽(46)은, 원통형 몸통부(42)뒤에 방사적으로 대칭 설정된 다수의 위치에서, 연료 조립체 흐름 분배판(26)의 하부측에 결합수단이 된다. 결합수단은 시일드가 연료 주입동안에 하단부 피팅 레그가 코아판(24)의 임의의 흐름 구멍(32)으로 들어가는 경우 안티-티핑 기능을 제공하고 그리고 하단부 피팅용의 부가적인 지지 레그로서 작용하도록 하는, 레그부 또는 보강 리거먼트 (reinforcing ligament)(52)이다. 구멍(48) 둘레에 중앙“랜드”또는 표면(54)은 안티-티핑과 지지 기능이 더해진다. 더해진 지지부로, 연료 길이 또는 연료봉이 늘어나는 공간이 증가될 수 있는 흐름 분배판(26)의 두께가 감소된다.
레그부(52) 사이의 감마 시일드(40)의 상단부는, 원통형 몸통부(42)의 큰 직경으로부터 딤블(30)의 작은 직경으로 흐름 전달이, 시일드(40) 자체로 인하여 흐름의 제한을 최소화 하여 원활하게 이루어지도록 표면을 한정한다. 테이퍼된 구조체와 구멍은, 제 2 도 및 제 3 도의 화살표로 지시된 바와같이, 흐름이 하단부 피팅을 통과하면 균일한 흐름으로 재분배되어진다.

Claims (4)

  1. 연료 조립체가 놓여 있는 코아판(24)과 연료 조립체 흐름 분배판(26) 사이에 설정된 딤블(30) 길이부내에서 흐름으로 일어나는 진동을 감소시키고, 연료 조립체를 안정화시키므로서 코아판(24)에 대한 팁 정도를 감소시키는 가압수 원자로(10)의 딤블용 감마 시일드(40)에 있어서, 표면부(44)에 결합하는 코아판(24)을 가진 공동의 원통형 몸통부(42)와, 원통형 몸통부와 공축인 딤블(30)용으로서 원통형 몸통부(42)의 직경보다 작은 직경인 원형 구멍(48)을 한정하는, 테이퍼된 내부 단부벽(46)과, 원통형 몸통부(42)뒤에 방사적으로 대칭 설정된 다수의 위체에서 연료 조립체 흐름분배판(26)과 결합하는 상기 몸통부 상의 레그부(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마 시일드.
  2. 제 1 항에 있어서, 연료 조립체 흐름 분배판(26)과 결합하는 상기 몸통부상의 수단이 테이퍼진 단부벽(46) 부근의 레그부(52)인 것을 특징으로 하는 감마 시일드.
  3. 제 1 항에 있어서, 표면부(44)와 결합하는 코아판이 원통형 몸통부(42)의 축과 수직인 것을 특징으로 하는 감마 시일드.
  4. 제 1 항에 있어서, 단부벽(46)의 표면부와 결합하는 연료 조립체 흐름 분배판 (26)은 원형구멍(48)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 감마 시일드.
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