KR930005574B1

KR930005574B1 - 연료 집합체

Info

Publication number: KR930005574B1
Application number: KR1019850004753A
Authority: KR
Inventors: 켄네드 계젠 로버트; 아더 베슬러 엘머; 안소니 헉케스타인 에드가; 바이런 살톤 로버트; 넬슨 타워 스테펀
Original assignee: 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀; 에이. 더블류. 프리쉬
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1993-06-23
Also published as: DE3565434D1; US4717527A; EP0168670B1; EP0168670A1; ES544694A0; ES8702707A1; KR860001433A; JPS6123992A; JPH023956B2

Abstract

내용 없음.

Description

연료 집합체

제1도는 본 발명에 다른 연료 집합체의 수직 단면도.

제2도는 제1도에서 2-2선을 따라 취한 단면도.(격자는 표시하지 않음).

제3도는 제1도의 3-3선을 따라 취한 상부 노즐의 상판에 관한 도시이며, 상부 노즐 스프링은 나타내지 않았다.

제4도는 제1도의 4-4선을 따라 작성한 상부 수용판에 관한 도시이다.

제5도는 제1도의 5-5선을 따라 작성한 상부 분기관에 관한 도시이다.

제6도는 제1도의 6-6선을 따라 작성한 하부 분기관에 관한 도시이다.

제7도는 제1도의 7-7선을 따라 작성한 저부 노즐의 수용판에 관한 도시이다.

제8도는 제어봉 안내 딤블이 상부 노즐 수용판에 연결된 것을 표현하는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 연료 소자 12,13 : 격자

14 : 감속재 제어관 15 : 안내 딤블

22,23 : 유통 매니 폴드 25 : 입구

26 : 출구 30,32 : 노즐

34,35 : 지지판 44 : 슬리이브

58 : 밀봉체 59 : 요부

본 발명은 일반적으로 가압수형원자로에 관한 것이며, 특히 스텍트럼 변경 제어를 목적으로 유제 감속 시스템을 사용하는 가압수형 원자로의 연료 집합체에 관한 것이다.

전형적인 가압수형 원자로에 있어서, 핵분열 과정의 제어, 또는 반응도 제어는 원자로 가동중 원자로심내의 중성자 흡수성 물질의 양을 변환시킴에 의하여 이루어진다.

이러한 반응도 제어를 달성하는 한가지방법은 중성자 흡수성 물질이나, 독물이 든 제어봉을 노심속에 집어넣는 것이다.

여기서 핵분열 과정의 제어는 노심내에 있는 제어봉의 수를 변경하고, 제어봉의 규격을 변경하고, 제어봉의 원심 방향 및 축 방향의 위치를 변경 하므로서 이루어진다.

가연성(핵분열 과정에 의한) 독물과 원자로 냉각재에 용해된 독물은 추가적으로 반응도 제어를 위해 사용된다.

노심의 수명을 연장시키기 위해서, 기존의 사용 가압수형 원자로에 있어서는 원자로 가동 시초에 초과반응도를 설계하여 넣는 것이 대표적이다. 이 과 반응도는 위에 설명한 방식으로 제어하며, 원자로의 수명 기간을 통하여 점차로 고갈된다.

원자로 냉각재에 붕소를 녹여 넣는 것이 이 초기 과반응도를 제어하는데 가장 흔히 쓰는 방법이다. 원자로 가동중, 노심내의 과반응도가 고갈됨에 따라 중성자 흡수성 붕소는 점차 제거되어, 본래 설계해 넣은 과반응도가 핵반응 수준을 유지시키는 역할을 한다.

이러한 방식의 제어법이, 노심의 긴 수명기간동안 효과적인 제어 수단을 제공하기는 하나, 이때 분소는, 유용하게 이용할 수 있는 중성자와 반응도를 노심에서 게거하는 것이다. 예를 들면, 그 반응도는 퍼타일(fertile), 프루토너옴이나, 분열성 우라늄으로 전환시켜, 이 물질을 반응시킴에 의해 노심의 수명을 연장시킬 수가 있다.

이러한 전환이 없이는, 반응도의 소비는 우라늄을 비효과적으로 고갈시키게 되어 더 높은 연료비의 결과를 가져온다. 따라서, 노심의 수명을 연장시킴에 있어서, 시초 과반응도를 설계해 넣기는 하되, 그 과반응도를 중성자 흡수체로서 제거하지 않고 오히려 과반응도를 유용한 방향으로 이용하여, 노심의 수면을 연장시키고, 전반적 연료비를 낮추는 것이 바람직하다.

다음 발명에 의하여, 연료 소자의 농축을 감소시키고, 분열성 연료로의 전환율이 증가한다는 사실은 이미 잘 알려진 사실이다.

즉, “경화”(더높은 중성자 에너지) 스펙트럼을 연료 싸이클의 첫기간중 사용하여, 과반응도를 줄이고, 분열성 재료로의 전환율을 증가시킴으로 가능하며 ; 다음 “연화”(낮은 에너지)중성자 스펙트럼을 연료 싸이클의 후기중에 사용하여, 이전에 생산해 놓은 분열성 물질을 반응시킴으로서, 반응도를 증가시키고, 노심의 수명을 연장시키는 것이다.

위 방법중에 한가지는, 스펙트럼 변경 제어로 알려진 것이며, 이것은 노심의 수명은 연장시키는 동시에, 한편, 노심내의 중성자 흡수재의 양을 감소시킨다. 이 방법에 있어서, 과반응도의 감소 즉, 중성자 흡수재의 감소는 원자로용 경수의 일부를 중수로 바꿈으로서 이루어진다.

중수는, 보통 원자로 냉각수 보다는, 덜 효과적인 감속재이다. 이중수가 연쇄 반응을 감소시키는데 그 방법은, 중성자 스펙트럼을 높은 에너지 쪽으로 바꾸어, 중성자 흡수재의 감소 상태에서 원자로를 전용량으로 가동할 수 있게 하는 것이다. 이렇게 경화 중성자 스펙트럼 쪽으로 기울면, 전환성 U-238이나, Th-232을 분열성 Pu-239나, U-233등으로 각각 더많이 전환시키며, 이 후자들은, 후일 노심에서 이용되어 열을 발생시키기 때문에 노심의 수명이 연장된다. 이렇게, 초기 경화 스펙트럼으로의 전환은, 독물 사용의 경우 같이, 중성자를 허비하지 않고, 유용한 방법으로 이용시킨다.

분열성 재료가 소진됨에 따라, 중수는 점차로 보통 냉각재에 의해 대치되며, 이에 따라 연화 중성자 스펙트럼을 생산해 내어, 노심 반응도는 적정 수준에 유지된다. 노심의 수명 말에 가면, 거의 모든 중수가 보통 냉각재로 대치된다.

이렇게 하여, 원자로 작동 시초에 추가적 중성자 흡수제를 사용함이 없이, 다만 제어봉만을 사용하여, 원자로를 제어할 수 있으며, 그 결과 상당한 연료비 절감이 가능하다. 더구너, Pu-239 또는 U-233의 추가적인 생산은 또한 U-235 농축 필요성을 감소시킨다.

스펙트럼 변경 제어의 이론은 이미 이 분야에 잘 알려져 있으나, 그것을 실용적으로 그리고 효과적으로 이용할 수 있게 하는 수단의 필요성은 여전히 남아있다.

이 필요를 충족시키는 것이 본 발명의 주된 목적이며, 따라서 본 발명은 스펙트럼 변경 능력을 갖춘, 가압수형식 원자로에 사용할, 연료 집합체에 관한 것이 된다. 이 연료 집합체에는 다음 요소를 포함한다. 즉, 길쭉한 다수의 연료소자, 다수의 연료소자를 축 방향과 횡방향으로 지탱하는 수단이며, 여기, 긴 연료소자들은 서로 평행하게 공간을 유지하고 있다.

이 지탱 수단에는 감속재/냉각재가 원자로 가동시 연료 집합체 내부에 흐를 수 있게 마련되어 있으며, 또한 유체 감속 제어 수단이 구비되어 이것은 연료 집합체내에서 저중성자 흡수성 감속 유체를 구비하며, 이 감속유체는 중성자 감속 효과에 있어서, 선별적인 변화 능력을 가진다. 위의 유체 감속 제어 수단은 유체 감속재 유통 시스템으로 구성되며, 이 시스템은 위에 언급한 감속재/냉각재의 유통 시스템과는 서로 밀폐되어 있다.

본 발명에서는 연료 집합체내에 흐르는 정규 감속재/냉각재와는 서로 밀폐되어 있는 감속 유체 유통 시스템을 제공하여, 스펙트럼 변경 제어를 쉽게, 유효하게 그리고 가장 유리한 방법으로 작동시키며, 이에 따라, 중수(D₂O)와, 경수(H₂O)와, D₂O/H₂O의 여러 집적도의 혼합물이 이 밀폐 유체 유통 시스템을 통하여 도입하며, 동시에 이에따른 감속재/냉각재 작용상에 영향이 미치지 않게끔 한다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 감속재 유체 유통 시스템은 다음 것으로 구성돼 있다.

즉, 연료 소자 가운데, 홀어 배열한 다수의 감속제어관과, 두개의 소통 분기관으로 구성돼 있는데, 이 후자는, 감속 제어관에 밀폐적으로 연결되어 있으며 다시, 이 제어관을 입구와 출구 사이에 소통이 가능하게끔 연결한다.

본 발명은 부수 도면을 참고로한 실시에의 하기 설명으로 부터 좀더 명백하게 될 것이다.

제1도를 참조하면, 여기에 도시하여 참조번호(10)으로 매거진 핵연료 집합체는, 다음 요소를 포함한다. 즉, 평행하게 간격 지워진, 다수의 연료 소자(11)를 포함하는데 이것은, 상부 및 하부 인코넬 격자(12)의 격자(13)와 같은 중간 지르칼로이 격자의 복합체에 의해 고정된다.

격자(12, 13)은 또한, 여러개의(도시된 바와 같이 21개의) 감속제어관(14)의 공간을 유지하고 그것을 지탱하는 역할도 한다.

뿐만 아니라, 몇개의(도시된 바와같이 4개의)봉 클러스터 제어(RCC)관 또는 안내 딤블(15)에 대해서도 마찬가지로 공간을 유지하고 지탱해 주는 역할을 한다.

제2도에서는 위에 언급한 장치들의 단면 배열도가 표현되어 있으며, 격자(12, 13)는 나타나지 않는다. 각 연료소자(11)은 긴 씨린더형의 금속관으로 구성되며, 그 내부에는, 핵연료 펠릿이 들어있고, 양끝에는 적절한 모양을 갖춘 단말 프러그에 의해 밀폐되어 있다.

이러한 연료 소자는 이 기술분야에 있어 잘알려져 있다. 제2도에서 보이는 바와같이 연료소자(11)은 20×20의 거의 정방향 배열이 되어 있고, 연료소자(11)사이에는 균일한 간격이 주어져 있다. 그중 한개의 관(11a)은 측정 목적으로 사용할 수 있다. 각 감속 제어관(14), 가급적 지르칼로이로 만든것과, 각봉 클러스터 제어관(15), 가급적 지르칼로이로 만든것이 4개의 연료봉에 대치하여 공간을 차지한다. 따라서, 연료소자(11)의 총수량은 299개이다. 제어관(14, 15)는 5×5로 배열되어 인접관 사이의 간격은 균등이다. 분명히 설명하면, 감속제어관(14)은 제2도에서 빈원으로 표시되고, 봉 클러스터 제어관(15)은 원속에 십자 표시가 되어있다. 봉 클러스터 제어관(15)도 정방향 배열이기 때문에 이것들은 제어봉 클러스터의 기존형 까지도 수용할 수 있게 되어 있다.

제1도에서 보는 바와같이, 각 감속 제어관(14)은 길고 속비인관(17)로 구성되며, 여기에는 상부 단말 프러그(18)와 하부 단말 프러그(19)이 용접 등의 방법으로 부착되어 있다. 단말 플러그(18 및 19)에는 통로(20, 21)이 있어 중수, 정규 냉각수 또 양자의 혼합물이 흐른다.

연료 집합체(10)는 또한 상부 분기관(22)와 하부 분기관(23)을 포함하는데, 이들은 제5도 및 제6도에 각각 평면도로 나타나 있다.

각 분기관(22, 23)은 지르칼로이 주조로서 형성된다. 감속제어관(14)의 하부 단말 프러그(19)는 하부 분기관(23)에 나사식으로 부착되어 있고, 한편 그 상부 단말 플러그(18)은 상부 분기관(22)의 아랫쪽에 있는 후젠지(24)에 붙어 있다. 또한 각 감속제어관의 양끝은 압력 밀폐 목적을 위하여 각 분기관에 용접하여 붙인다. 안내딤볼(15)은 상부 및 하부 분기관에 부착은 되지 않고 그속으로 통하여 있으며, 이것은 제5도 및 6도에 도시한 바와같다.

두개의 스프링을 실은 연결자(25, 26)은 하부 분기관(23)에 연결되어, 밀폐 연결자(25)는 중수나 중수, 경수 혼합물의 흐름에 대한 입구 역할을 하여 감속 제어관(14)으로 흘러들어가게 하며, 밀폐 연결자(26)은 한 감소제어관(14)로 부터 나오는 출구 역할을 하며, 이 자는 축방향으로 일직선상에 있다.

제6도에서 볼 수 있는 바와같이 밀폐 연결자(25)는 20개의 감속 제어관에 대한 입구 역할을 하며, 이 제어관들은 유통통로(27)을 통하여 서로 연결돼 있으며, 통로(27)은 하부분기관(23)에 형성돼 있으나, 밀폐 연결자(26)와는 통하여 있지 않다.

유통통로(27)를 부착할때는 늑골형의 장치(28)에 총포형 기구로 구멍을 뚫은 다음 이 구멍 입구에 삽입-용접(도시하지 않음)하면 된다. 물론, 하부 분기관의 하단에는 밀폐 연결자(25, 26)의 각각의 측 위치에 수직으로 관통한 구멍이 필요하다. 나머지 19개의 감속제어관의 위치에는, 막힌 구멍을 하부 분기관의 상부 표면에 뚫어야 한다.

하부 분기관(23)은 도려낸곳(29)에 위치하며, 이 도려낸곳(29)은 연료 집합체(10)의 하부노즐(30)의 4측면에 만들어져 있다. 한편 상부 분기관(제5도)은 마찬가지로 도려낸곳(31)내에 위치하며, 도려낸곳(31)은 싱부노즐(32)의 4측면에 만들어져 있다.

이렇게 하여 여기에서 이해할 수 있는 것은, 하부 분기관(23), 감속제어관(14),연료봉(11), 격자(12, 13) 및 상부분기관(22)이 한 준 조립체를 형성하며, 이들은 하부 및 상부 노즐 (30, 32)사이에 든다.

추가적으로, 아래에서 더 상세히 설명을 가하겠으나, 이 준 조립체와 4개의 안내딤블(15)간에는 구조적으로 상호 연결이 성립되어 있다.

제5도를 참조하면, 상부분기관(22)은 21개의 감속 제어관 사이에 유통을 가능케 하는 것인데, 이것은 유통로(36)를 통하여 되며 이것은 위와 마찬가지로, 늑골형 장치(37)에 총포형 기구로 수직의 구멍을 뚫어 그 구멍의 입구에 삽입-용접(도시하지않음)하면 된다. 상부 분기관(22)의 하단에는 21개의 감속제어관(14)의 각기의 축 위치에 수직의 막힌 구멍을 마련한다.

하부 분기관(23), 상부 분기관(22) 및 감속제어관(14)간의 밀폐적 배열로 인하여, 중수 또는 중수, 경수의 배합된 것이, 밀폐연결자(25)를 통하여 들어가며, 그래서 하부 분기관(23)에 있는 유통로(27)로 흘러 들어가며, 20개의 감소 제어관(14)로 흘러 올라가고, 다시, 상부 분기관(22)에 있는 유통로(36)로 흐르며,다음 밀폐 연결자(26)와 통해 나머지 감소 제어관으로 흘러 내려 가며, 마지막으로 밀폐 연결자(26)을 통하여 흘러나온다. 밀폐 연결자(25, 26)은 원자로심의, 하부 지지판(도시되지 않음)에 맞게끔 마련돼 있으며, 또 거기에 있는 입구 및 출구 유통도관에도 맞게끔 되어 있다.

하부 수용판(34)의 구조는 하부 노즐(30)과 일체로 형성된 것이며, 상부 수용판(35)의 구조는, 상부 노즐(32)와 일체로 형성된 것이며, 안내 딤블(15)는 구조상, 수용판(34, 35)와 연결되어 있다. 따라서, 상부 노즐(32), 안내 딤블(15), 상부 분기관(22), 감속 제어관(14), 연료봉(11), 격자(12, 13), 하부 분기관(23) 및 하부 노즐(30) 등이 합하여 연료 집합체(10)의 전 구조를 형성한다.

각 안내딤블(15)는 길쭉한 속비인 지르칼로이 관으로 구성되며, 그 상부는 열려 있고, 하부에는 연결 플러그(38)이 부착돼 있고, 그리고, 이 안내딤블은 제어봉 클러스터의 하나를 축방향으로 유동적으로 받아 들일수 있도록 되어 있다.

프러그(38)는 그 하단에 내면나사로 된 막힌 구멍이 나 있으며, 여기에서 나사(41)를 받아 들여 안내 딤블(15)를 하부 수용판(34)에 고정시킨다.

후자는 제7도에서 단면도로 도시되었으며, 십자형 격자이며, 4개의 석가래로 구성되어 한쌍씩 서로 직각으로 교차하며 나사(41)을 받아 들일 수 있게끔 구멍을 교차 시점에 파 놓았다.

나사(41)를 비틀어 넣을때, 안내 딤블(15)이 함께 비틀리는 것을 방지하기 위하여, 각 구멍에 홈(42)을 파서, 연결자 프러그(38)에 붙은 키이를 맞추면 좋다.

후면 나사(41)은 용접 락크핀(도시되지 않음)을 사용하여 해당 구멍(41)에 용접하여 고정시켜 버리면 좋다. 수용판(34)에는 8개의 이차적인 석가래(43)가 포함되며 이것들은, 하부 분기관(23)과 함께, 연료봉(11)중 몇개를 잡아준다. 상부 수용판(35)은, 상부 분기관(25)와 함께 나머지 연료봉(11)들을 잡아준다. 이와같이, 모든 연료봉(11)들이 윗쪽이나 또는 아랫쪽에서 잡혀있다.

안내딤블(15)의 상단은 구조상, 상부 수용판(35)에 연결되어 있다. 더 구체적으로 말하면, 그리고 제8도를 참조할때, 정밀 가공한 스테인레스강 스리이브(44)가, 상부 수용판(35)의 하단에 뚫린 구멍내에 박혀 있다.

나사식으로 된 락크링(45)은 수용판(35)의 상단쪽을 향하여, 스리이브(44)의 상단에 나사식으로 부착돼 있으며, 동시에 거기에 용접-고정시켜 풀리는 것을 방지한다. 스리이브(44)에 있는 키이(63)는 상부 수용판(35)에 있는 키이 스롯트(한쪽이 열린구멍)(64, 65)에 박혀, 락크링(45)은 조일때 스리이브(44)가 비틀리는 것을 방지한다.

스리이브(44)는 수용판(35)에서 아랫쪽으로 뻗어 있으며, 안내딤블(15)은 스리이브(44)의 내면에 가공해 넣은 홈(46)에 불룩하게 부착되어 있다.

스리이브(44)는 또한 수용판(35)에서 아랫쪽으로 뻗어 최상단 격자(12)를 통하며, 이 격자(12)에 용접 또는 놋쇠 용접되어 있다.

안내 딤블(15)중의 하나는, 그 상단부가 스리이브(44)에 넣어져, 스리이브 내경에 정밀 가공해 놓은 홈(46)에 불록하게 꽂혀있다.

하부 수용판(34)과 같이, 상부 수용판(35)은, 전자의 반대편에서, 연료 집합체(10)의 전 구조를 지탱하는데 주된 역할을 한다.

제4도에 도시한 바와같이, 이것은 십자형 격자식으로 되어 있으며, 4개의 주된 석가래(60)가 쌍으로 배열되어 서로 교차하며, 그 교차지점에 불록한곳(48)이 있어, 안내딤블(15)를 여기에 부착하는데, 그 부착하는 방법은 위에서 하부 수용판(34)와 관련하여 설명한 바와같다.

상부 수용판(35)는 또한 4개의 추가적인 주된 석가래(61)와 이차적 석가래(49)를 포함한다.

후자는 보조적인 지탱역활을 하며, 상부분기관(22)와 함께 연료봉(11)을 상부에서 잡아주는 역할을 한다. 주된 석가래(60, 61)는 상단 노즐 스프링(52)에 연결된 안내핀(51)을 수용한다.

각 안내핀에는 스롯트(50)가 나 있어, 그 하단에서 시작하여 그 내부로 뻗어 있으며, 주된 석가래(60) 또는 (61)에 맞추어져 있고 핀은 석가래에 용접되어 있다.

스프링(52)는 스프링 집 스리이브(53) 내에 그와같은 방향으로 뻗어 있으며, 핀(51)은 상단 노즐(32)의 주위에 배열되어 있다.

스프링 집 스리이브(53)는 상부 수용판(35)에 지지하며 거기에서 윗쪽으로 뻗어 상부 노즐(32)의 윗판(55)(제3도참조)에 있는 구멍(54)에 까지 도달해 있다. 각 스리이브(53)의 상단에서 안쪽으로 뻗은 후렌지(57)는 상단의 판(55)이 스리이브를 잡아주는데 한 역할을 하며 이때, 그 역할은 스리이브(53)의 바깥 주위에 있는 원형의 홈에 맞춰진 고정링(56)과 함께 공동 역할을 한다.

상단노즐(32)는 측벽을 두고 있으며, 이 측벽은 막은곳(58)을 형성하며, 이것은 상단의 판(55)과 수용판(35)을 일체로 연결하여, 두 요소를 구조적으로 결합시킬 수 있다. 칸막이(58)은, 연료 집합체(10)에서 나오는, 원자로 냉각재에 의한 한 충만한 상태를 형성한다.

제3도에서 보는 바와같이, 칸막이(58)의 각 구석(59)은 오목한 면으로 구성되며, 실린더의 사분지 일 형태의 동굴이어서 4개의 인접 연료 집합체의 묶인 구석이 합하여, 구멍(61)과 같이 완전 실린더 형의 동굴을 만들며, 원자로 상부 노심판에 있는 여러개의 안내핀 또는 연료 집합체 고정핀(도시되지 않음)을 받아들인다.

제1도를 참조하면, 격자(12, 13)는 연료 집합체와 함께, 공간이 띄워져 있으며, 연료봉(11), 제어봉 안내딤블(15) 및 감속 제어관(14)에 대한 지탱 수단이 되는데 이 격자는 미합중국 특허 번호 제3,379,614 및 3,379,619에서 설명한, 기존형을 그대로 사용할 수 있다.

이렇게 격자(12, 13)의 하나 하나는 달걀 상자와 같은 구조로서, 전체가 넓적한 강대로서 한데 묶여 있고, 끝이 열린 쎌의 한 복합제를 구성하며, 이 열린 쎌을 통하여, 각 연료봉과 안내 딤블과, 감속 제어관이 뻗어 있다.

연료봉(11)은 스프링 및 또는 격자 강대에 파인 홈에 의해 각 격자의 쎌내에서 횡적으로 지탱되어 있고, 종방향으로는 자유로 움직일 수 있다.

반면에 제어봉 안내딤블(15)는 직접 또는 제1도의 47번으로 표시한 것과 같은 금속 스리이브를 통하여, 격자에 고정시키며, 스리이브는 용접, 놋쇠 용접등의 방법으로 격자 강대에 고정시키며, 또한 스리이브 47내로 뻗어 있는 안내 딤블을 스리이브에 고정 연결하며 이때 그 형태는 예를들면 불록 나오게 할 수 있고, 이러한 형태는 물론 이미 잘려져 있다.

가급적 이 스라이브(47)는 감속 제어관(14)에 속하는 격자 쎌에 부착하는 것이 좋다.(제2도 참조).

또 이 스리이브는 예를 들면 용접, 놋쇠 용접등의 방법으로 행당 격자쎌을 한정하는, 격자 강대에 부착하나, 스리이브(47)내를 뻗어 있는 감속 제어관(14)은 거기에 고정식으로 부착하지 않으며, 다만 그것으로 부터 횡적인 지탱만을 받는다.

원자로 가동시, 감속재 및 냉각재로 쓰이는 경수(H₂O)는 하단 노즐(30)에 도입되어, 상단 노즐(32)을 통하여 나오며 이미 알려진 방식에 따라 연료 집합체내를 순환한다.

감속제어관(14)은, 상부 및 하부 유통 분기관(22, 23)과 함께 감속유체 유통 시스템을 형성하며, 이 시스템은 연료 집합체의 감속재/냉각재의 흐름과는 별개로 밀폐되어 있다.

그리고 이 시스템은 위에서 처음 설명한 바와같이, 스텍트럼 변경 제어를 쉽게 유리한 방식으로 수행할 수 있게 한다.

Claims

다수의 긴 연료 소자와, 긴 연료소자가 서로 평행하게 간격진 배열이 되도록 측방향 및 횡방향으로 지지하며 사용시 연료집합체를 통해 감속재/냉각재를 흐르게 하는 장치를 가지고 있으며, 스텍트럼 변경이 가능한 가압수형 원자로와 사용하기 위한 연료 집합체에 있어서, 중성자 감속효과를 선택적으로 변환시킬 수 있는 저속중성자 흡수 감속유체의 체적을 연료 집합체내에 제공하기 위한 유체감속재 제어장치를 포함하며, 상기 유체감속재 제어장치는 감속재/냉각재 흐름으로부터 밀폐된 감속유체 유통시스템(14, 22, 23)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료집합체.
제1항에 있어서, 상기 감속 유체 유통 시스템(14, 22, 23)은 연료소자(11) 사이에 삽입된 다수의 감속재 제어관(14)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 연료집합체.
제2항에 있어서, 상기 감속유체 유통시스템(14, 22, 23)는 입구(25) 및 출구(26)을 가지고 있으며, 감속재 제어관(14)에 밀봉 연결되어 있으며 입구 및 출구 사이에 유체 유통관계로 상기 관(14)을 연결하는 두개의 유통 매니폴드(22, 23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 집합체.
제3항에 있어서, 최소한 하나의 감속재 제어관(14)은 출구(26)에 연결된 한 단부를 가지고 있으며, 나머지 감속재 제어관(14)의 각각은 유통 매니폴드(22, 23)중 하나(23)를 통해 입구(25)에 연결된 한 단부와, 다른 유통 매니폴드(22)를 통해 최소한 하나의 감속재 제어관의 다른 단부에 연결된 다른 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 집합체.
제3항 또는 4항에 있어서, 유통매니폴드(22, 23)중 하나(23)는 그 속에 입구(25)와 출구(26)를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 연료 집합체.
제5항에 있어서, 연료집합체의 대향단부에 설치되어 감속재/냉각재의 흐름이 연료집합체로 유입 및 유출되도록 하는 한쌍의 흐름노즐을 포함하고 있으며 ; 흐름노즐(30, 32)은 그속에 끼워진 각각의 유통 매니폴드(22, 23)를 갖는 절단부(29, 31)를 갖는 것을 특징으로 하는 연료 집합체.
제6항에 있어서, 유통노즐(30, 32)의 각각은 실제로 사각단면을 가지며 단면모양의 연료소자(11)의 배열과 일선상에 있게 한 밀봉체(58)를 규정하는 측벽을 가지고 있으며, 상기 각 유통노즐의 밀봉체(58)는 각각 원통형 공동의 1/4을 규정하는 요부(59)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 연료 집합체.
제7항에 있어서, 평행하게 간격진 관계로 긴 연로소자 사이에 뻗어있는 다수의 안내딤블을 포함하며 ; 연료소자를 축방향으로 지지하기 위한 장치는 안내딤블(15)의 대향 단부에 설치되어 고정된 한쌍의 지지판(34, 35)을 포함하며, 각 안내딤블(15)은 지지판중의 하나(34)에 볼트되어 있으며, 다른 지지판에 느슨하게 고정된 슬리이브(44)에 의해 다른 지지판(35)에 연결되었으며, 슬리이브(44)속에 삽입되는 안내딤블의 단부는 벌지결합되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 집합체.
제8항에 있어서, 연료소자를 횡방향으로 지지하기 위한 장치는 그들 관통하게 될 연료소자를 위해 다수의 개방 셀을 규정하는 최소한 하나의 달걀 상자 모양의 격자를 포함하고 있으며, 상기 또는 각 격자(12, 13)는 격자에 연결되어 고정된 각 공축 슬라이브(47)를 구비한 개방셀을 가지고 있으며, 각각의 감속재 제어관(14)은 개방셀의 하나와 관련 슬라이브(47)를 관통하며 슬리이브로부터 횡방향 지지체를 수용하는 것을 특징으로 하는 연료 집합체.