KR930011450B1 - Ksc-4 사용후핵연료 수송용기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

KSC-4 사용후핵연료 수송용기

제1도는 KSC-4 사용 후 핵연료 수송용기의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 핵연료 장전통 2 : 본체

3 : 뚜껑 4 : 충격완충체

6 : 내통 7 : 납차폐체

8 : 외통 9 : 레진차폐체

10' : 동판

본 발명은 KSC-4 사용 후 핵연료 수송용기에 관한 것이다.

국내 원자력발전소가 성립되어 지금에 이르기까지 원자력발전소에서 발생하여 저장된 사용 후 핵연료가 점차로 증가하여 소내 저장용량이 포화단계에 도달하게 되었다.

이와 같이 원자력발전소에서 발생된 사용 후 핵연료가 소내 저장시설에 포화되면 원자력발전소는 가동을 정지해야 하는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 중간저장시설을 확보하여 사용 후 핵영료를 안정하게 수송하여야 하며, 중간저장시설 확보전까지 일부 발전소에서 포화되고 있는 사용 후 핵연료는 저장여유가 있는 인접 발전소에 임시로 수송 및 저장하여 원자력발전소의 가동이 정지되는 문제를 해결해야 한다. 그러나 원자력발전소의 노심에서 조사된 사용 후 핵연료는 핵분열 생성물과 같은 방사성 동위원소가 포함되어 있어 이것으로 부터 장기간 방사선과 열이 방출된다. 따라서 본 발명이 이러한 핵연료를 안전하게 운반하기 위한 특수한 수송용기를 개발한 것이다.

이하 발명의 요지를 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

KSC-4 수송용기는 PWR 사용 후 핵연료 4개를 동시에 운반할 수 있는 용량을 갖고 있다.

핵연료가 정전되는 핵연료 장전통(Fuel Basket)에는 냉각수로서 물 혹은 불활성기체를 채워서 자연냉각 되도록 설계된 습식과 건식형의 수송용기이며, KSC-4 수송용기는 본체(2), 뚜껑(3), 충격완충제(4), 그리고 결속장치로 구성되는데 수송용기 본체(2)의 내부에는 핵연료를 지지하고 담는 4개의 핵연료 장전통(1)이 내장설치되며, 이 외곽에는 핵연료의 미임계를 유지시키기 위하여 붕산을 섞은 스테인레스강으로 되어 있는 미임계판이 부착되어 있다. 그리고, 내통(6)과 장전통(1) 사이에는 납으로 주조된 감마선 납차폐체(7)이 충입되고, 내통(6)은 납차폐체를 지지하며 구조적으로 수송용기의 기본구조물로서 스테인레스강 판재이다. 외통(8)은 레진차폐체(9)를 보호하도록 외각표면에 설치되며, 주변 외부로부터 용기를 일차적으로 보호하는 기능을 하고 있다. 그리고, 수송용기의 상하단에는 용기의 승강취급용 트러니온(Trunnion)(10) 이 각각 1쌍이 설치되어 있다. 핵연료 장전통(1)은 모두 4개가 있으며, 정사각 직육면체로 PWR 17×17 핵연료 집합체 4개가 장전될 수 있는 치수와 공간을 갖고 있다. 이들 장전통은 서로 별개로 분리되어 있으며, 재료는 부식 및 제염 그리고, 구조적으로 안정성을 향상시키기 위하여 스테인레스강 판재로 만들었으며, 붕산을 섞은 스테인레스강으로된 십자형 구조물이 조립되어 있다. 이 핵연료 장전통(1)에는 핵연료를 장전한 후 핵연료 톱 노즐과 뚜껑(3) 사이에 간격을 일정하게 유지시키고 수송중에 핵연료집합체가 상하로 움직이는 것을 방지하기 위하여 스페이서가 삽입설치되어 있다. 핵연료 장전통(1) 사이와 외각에는 붕산을 섞은 스테인레스강으로 된 미임계판은 단지 핵연료 집합체의 임계문제에 대한 미임계 구조재료로 사용된다.

중성자차폐체로서는 물 혹은 레진이 사용되나, 차폐체로서 물을 사용할 경우 외부 가상사고시 물이 누출되어 중성자차폐 효과가 없어지며, 또한 정상운전시 외부의 온도증감으로 인한 물의 팽창 및 수축을 보상해야 하는 공간과 기구가 있어야 하며, 겨울철 혹한기에 동파와 누설의 가능성이 배제되지 않는다. 따라서, 이와같은 문제점을 보완하고 없애기 위하여 차폐성능의 보장과 보수유지가 간단한 레진을 본 수송용기에 적용한 것이다. 레진은 중성자 차폐성능과 안전성 및 구조적 강도면에서 우수하나 열전달 측면에서 열전도율이 낮아 핵연료 장전통과 핵연료봉의 온도를 외부로 적절히 전달시키지 못하는 결점이 있다. 따라서,이러한 결점을 보완하기 위하여 내통(6)과 외통(8) 사이에 열전도율이 매우 좋은 동판(10')을 축방향으로 24개를 부착하여 열전달핀의 기능을 갖도록 하였다.

용기의 하부에는 납과 레진으로 구성되어 있으며, 여기서 사용 후 핵연료의 하단으로부터 방출되는 방사선을 효과적으로 차폐하도록 구성되어 있다.

각 핵연료 장전통(1)에서 나오는 배수배관(11)은 방사선 차폐효과를 높이기 위하여 환상적으로 회전시켜 외부로 연결하고 이것을 하부 하우징에 모아 배수하우징에 최종 연결하였다.

수송용기의 뚜껑(3)은 방사선 차폐, 핵연료 장전 및 인출시 개폐 그리고, 내부공간과의 격납, 기밀유지,냉각수공급 및 배기등의 주요 기능을 가지고 있다. 뚜껑(3)은 핵연료 상부에서 나오는 방사선을 차폐하기 위하여 납과 레진으로 구성되어 있으며, 모두 2개의 원주형 구조의 스테인레스강 하우징이 있다. 첫째는, 급속연결장치 밸브기능으로 벤트 카플링인 통기연결장치(12)로 부착되어 있고, 둘째는 내부공간에 물을 채울때 혹은 예비용의 쉴드프러그로 하우징(13) 기능을 한다. 뚜껑(3)에는 밀봉과 격납을 적절하게 유지시키도록 모두 24개의 볼트가 일정한 간격으로 위치하여 있으며, 볼트 자리에 인접한 내부에 기밀유지를 위하여 2개의 O-링 가스켓을 부착하였다.

충격완충체(4)는 수송용기의 본체 상하다에 볼트로 부착되며 용기의 상하차 후에 제거 및 설치된다. 충격완충제(4)의 내부는 수송용기 본체(2)가 외부충돌 및 낙하할때 충격을 흡수할 수 있도록 충격 흡수력이 양호하고 가벼운 목재(Balsa 및 Red wood) 채워져 있고, 외부는 이 나무를 지지 및 보호하도록 얇은 철판으로 둘러싸여 피복되어 있고 리프팅러그(14)가 부착된다.

결속장치는 수송용기가 운반차량의 트레일러와 기계적으로 고정시키고 지지하기 위하여 설치되는 구조물이다. 이 결속장치는 크게 나누어 수송용기의 트러니온(10)을 안착 및 고정시키는 부분과 이 결속부분을 지지하는 하부구조물로 구성되며, 차량의 정지, 진동 및 충격등에 충분히 견디도록 설계되었다.

이와 같이된 본 발명으로 인하여 원자력발전소에서 발생한 사용후 핵연료를 중간저장시설로 안전하게 운반할 수 있게 되었으며, 중간저장시설의 확보전까지 일부발전소에서 포화되고 있는 사용 후 핵연료를 저장여유가 있는 인접 발전소로 수송하여 저장할 수 있게 되어 발전소가 가동정지되는 문제점을 해결하였으며, 사용 후 핵연료를 안전하게 수송할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 사용 후 핵연료 수송용기를 구성함에 있어서, 본체(2)에 뚜껑(3)을 닫고 상하단에 충격완충체(4)를 결합시키되 본체(2)는 외통(8)과 내통(6) 및 내통(6)의 중앙에 핵연료 장전통(1)을 삽입설치하고 외통(8)과 내통(6) 사이에서 감마선 납차폐체(7)을 충입하여 그 사이에 동판(10')을 축방향으로 삽입하고 내통(6)과 핵연료 장전통(1) 사이에 레진차폐체(9)를 충입설치한 것을 특징으로 하는 KSC-4 사용 후 핵연료 수송용기.