KR940002806B1 - 원자로용 정부노즐 부조립체의 예비 조립장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원자로용 정부노즐 부조립체의 예비 조립장치 및 방법

제1도는 명확히 나타내기 위해 일부를 절개하였으며, 예비 조립된 정부 노즐 부조립체를 포함하는 연료집합체의 단면도.

제2도는 정부노즐 부품의 일부가 안내딤블 신장관상의 하부 유지체를 노출시키도록 절게되었으며, 장치의 상부 십자형 적재판은 정부노즐의 상부 베어링판상에 현수된 것으로 도시된 본 발명을 실시하는 정부노즐 예비조립 장치의 평면도.

제3도는 정부노즐의 하부 수용판과 상부 베어링 사이에 압축 스프링을 예비적재하기 전의 장치를 도시하며, 제2도의 선 3-3에서 화살표 방향으로 본 정부노즐 예비조립 장치의 측면도.

제4도는 압축 스프링을 예비적재한 후의 장치를 도시하는 것을 제외하고 제3도와 유사한 측면도.

제5도는 제3도에 도시된 바와같이 안내딤블 신장관의 상단부를 상비 베어링판내의 관련 통로와 정열시키기 위해 예비조립 장치와 함계 사용되는 위치핀의 측면도.

제6도는 예비조립 장치의 일부를 형성하는 하부 설치판의 저부 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 연료 집합체 18 : 연료봉

22 : 정부노즐 부 조립체 26 : 신장관

30 : 하부 수용관 34 : 상부 베어링판

36 : 구멍 38 : 통로

46 : 코일 스프링 48 : 유지체

56 : 스칼럽 58 : 하부표면

70 : 베이스 72 : 보어

74 : 피스톤 76 : 스프링

78 : 위치핀 80 : 적재판

86 : 상호 연결장치 88 : 설치판

90 : 정열핀 92 : 개구

114 : 봉 116 : 패스너

본 발명은 일반적으로 원자로의 연료 집합체에 관한 것이며, 특히 그러한 연료 집합체와 함계 사용하기 위한 정부노즐을 예비조립하는 장치에 관한 것이다.

원자로의 노심부는 통상 연료 집합체로 알려진 골격체내에 무리를 이루며 지지되는 상당수의 긴 연료요소 또는 봉을 포함하고 있다. 일반적으로 연료 집합체는 그를 따라 축방향으로 간격져 안내딤블에 부착되어 있는 격자에 의해 연료봉 및 제어봉 안내딤블이 조직적인 배열로 간직되어 있는 직립 구조물이며, 상기 구조물은 안내딤블의 대향 단부에 고정된 상부 및 하부 노즐을 포함하고 있다. 노심내에서 연료 집합체는 노심을 둘러싸며 그의 양단부 사이에 축방향으로 뻗어있는 지지배럴에 직접 또는 간접으로 연결된 상부 및 하부 노심 지지판으로부터 지지를 받고 적절히 정열되어 있다. 연료 집합체의 지지 구조물에 사용된 재료와 노심 지지배럴에 사용된 재료는 상이한 열팽창 특성을 갖는 다른 종류의 것이다. 따라서 사용된 구조적 부품의 일부가 상당한 길이를 가지고 있기 때문에 연료 집합체와 노심 배럴 구조물 사이의 상이한 축방향 열팽창은 운전중 노심에 나타나는 고온에서 매우 중요한 것이다. 연료 집합체와 노심 지지 배럴 사이의 그와 같은 상이한 축방향 팽창을 수용하기 위해 상부 및 하부 노심 지지판에 공간을 두어 연료 집합체의 축방향 길이를 초과하는 거리를 격리시키고 상부 노심 지지판과 연료 집합체 사이에는 틈을 남겨두는 것이 통상적인 관례이다.

대부분의 원자로는 물과 같은 액체 냉각재가 하부 노심 지지판내의 개구를 통해 열에너지를 수용하기 위해 다양한 연료 집합체의 연료봉을 따라 상류하게 함으로서 냉각된다. 연료 집합체의 구조적인 형태로 인하여 냉각제는 노심부를 통과할 때 상당한 압력강하를 경험하게 되며, 이와 같은 압력강하는 연료 집합체를 개양시키려는 힘을 발생시킨다. 연료 집합체의 무게가 어떠한 작동 상태에서도 유압 개양력을 극복하기에 충분한 경우가 있겠지만 그렇지 못한 경우(특히 원자로 시동시와 같이 냉각제 밀도가 높을 때 그리고 냉각제 유율이 높을 때)도 있다. 특정 연료 집합체에 작용하는 유압계 양력이 연료 집합체의 무게를 초과하게 될 때 연료 집합체는 상향 이동하여 상부 노심판에 대항하려 할 것이다. 연료 집합체의 그러한 상향 운동이 만약 제어되지 않는다면 연료 집합체 및 연료봉 또는 상부 노심판에 손상을 초래할 것이며, 따라서 피해야만 하는데 통상 이러한 작업은 상류 냉각제로 하여금 원자로의 상부 노심 지지판에 강력하게 대항하는 연료 집합체를 이동할 수 없게 하는 반면 노심에서 일어나는 열팽창 등으로 인하여 연료 집합체 길이에 변형을 허용하는 유지 장치의 도움으로 수행된다. 그러한 유지 장치는 예를 들어 미합중국 특허 제3,379,619호 ; 제3,770,533호 ; 그리고 제4,192,719호에 서술되어 있다.

유지장치를 포함하는 정부노즐 부조립체를 가지고 있는 최근 연료 집합체 설계가 유럽특허 출원 제84307049.1호(공개번호 제0138606호)에 서술되어 있으며, 이는 상부 베어링판과 하부 수용판과, 상기 판 사이를 통해 뻗어있는 다수의 안내딤블 신장관과, 신장관을 둘러싸며 신장관상에 있는 한쌍의 유지체에 의해 판 사이에 부분적으로 압축되어 간직되는 다수의 코일 스프링을 포함하고 있으며, 유지체중 하나는 신장관을 따라 수용판의 하향 활주 운동을 제한하기 위해 수용판 아래에서 각 신장관에 부착된 칼라이며, 다른 하나는 각 신장관의 상단부에 부착되어 베어링판내의 통로에 적재되어서 신장관을 따른 베어링판의 상향 이동을 제한하도록 내부 레지와 협동한다. 상기 정부노즐 부조립체는 연료 집합체의 안내딤블에 가해질 때 적절한 기능을 할 수 있도록 하기 위해 정밀하게 조립되는 상당수의 부품으로 구성된다.

본 발명의 주목적은 비교적 용이하고 허용오차의 불일치를 수용하는 방식으로 유지장치를 구비한 정부노즐의 부품을 필요한 정밀도를 갖는 완전한 부조립체로 예비조립할 수 있게 하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

따라서 본 발명은 연료 집합체에 있는 다수의 안내딤블상에 설치하기 위한 정부노즐 부조립체를 예비조립하는 장치를 제공하며, (a) 안내딤블의 형태와 일치하는 형태로 규정된 다수의 보어를 갖는 베이스와, 각각의 보어는 다수의 보안내딤블 신장관중 하나의 하단부를 수용하기에 적당하며, (b) 관이 안내딤블의 형태와 일치하는 형태로 하부 수용판에 규정된 각 구멍을 통해 활주 수용될 때 수직 운동을 위해 독립적으로 신장관을 지지하도록 유연성을 가지고 베이스의 보어에 설치된 컴플라이언트 장치와, 상기 신장관은 신장관을 따른 수용판의 하향활주 운동을 제한하기 위해 수용판 아래의 부착된 각 하부 유지체를 가지고 있으며, 각 하부 유지체가 수용판을 균일하게 지지하도록 수용판의 하부표면과 독립적으로 결속될 때까지 신장관은 서로 독립적으로 수직이동을 할 수 있으며, (c) 베어링판이 각 신장관 주위에 설치된 다수의 코일 스프링상에서 지지되고 하부 수용판상에 안착될 때 그리고 베어링판 및 수용판은 코일 스프링의 편향에 대해 서로를 향해 이동할 때, 안내딤블의 형태와 일치하는 형태로 상부 베어링판에 규정된 통로를 통해 삽입될 수 있으며 또한 신장관의 상단부 속으로 삽입될 수 있어서 각각의 신장관과 통로를 독립적으로 정열시키고 통로속으로 신장관의 상단부를 안내하는 위치 장치와, (d) 상부 베어링판과 하부 수용판의 상대운동을 수행하는 힘을 발생시켜 이들 사이에 있는 코일 스프링을 압축하고 동시에 베어링판과 헙동하는 상부 유지체에 상단부를 부착하기 위해 베어링판의 통로속으로 신장관의 상단부를 도입하여 신장관에 관한 상향 운동을 제한하여 압축상태로 코일 스프링을 유지시키는 적재장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

예비조립 장치는 또한 각 신장관과 각 하부 유지체가 하부 유지체상의 주변 스칼럽이 연료 집합체의 연료봉과 축방향으로 정열되어 정부노즐 부조립체가 설치되는데 필요한 각도로 설치되도록 하기 위해 수용판의 하부표면과 베이스 사이에 설치된 설치 장치를 포함하고 있다.

본 발명은 또한 정부노즐 부조립체를 예비조립하기 위한 방법을 제공하며, (a) 하부 유지체를 수용판 아래에 있는 각관에 부착시켜 각 하부 유지체가 수용판을 균일하게 지지하도록 수용판의 하부표면과 독립적으로 결합될 때까지 신장관을 따른 수용판의 하향 활주 운동을 제한하여 신장관이 서로 독립하여 수직이동할 수 있게 하고, 안내딤블의 구멍과 일치하는 형태로 하부 수용판내에 규정된 각 구멍을 통해 관이 활주 수용될 때 수직 운동을 위해 각 하단부에서 독립적으로 다수의 안내딤블 신장관을 유연성있게 지지하는 단계와, (b) 안내딤블의 통로와 일치하는 형태로 상부 베어링판에 규정된 개개의 통로를 각 신장관의 상단부와 정열시키는 단계와, (c) 코일 스프링을 압축하기 위해 상부 베어링판이 각 신장관 주위에 그리고 하부 수용판 상에 설치된 다수의 코일 스프링상에 지지될 때 그리고 베어링판 및 수용판이 코일 스프링의 편향에 대해 서로를 향해 이동될 때 신장관의 상단부를 통로속으로 안내하는 단계와, (d) 서로를 향한 상부 베어링판과 하부 수용판의 상대 운동을 야기하고 이들 사이의 코일 스프링의 압축을 야기하여 신장관의 상단부가 신장관에 대한 베어링판의 상향 운동을 제한하기 위해 상부 유지체를 부착하도록 상부 베어링판의 통로속으로 들어가게 하는 적재력 발생 단계를 특징으로 한다.

적재력 발생 단계는 상부 베어링판의 각 측면에서 몇몇 분리된 적재력 성분을 발생하여 하부 수용판에 관한 상부 베어링판 위치의 수준 조정이 하부 수용판과 상부 베어링판 사이에서 스프링을 압축함과 동시에 수용될 수 있다.

이제 본 발명의 양호한 실시예가 단지 예로서 주어진 부수 도면을 참고로 서술될 것이다.

하기 설명에서 동일한 참고번호는 전체 도면을 통해 동일하거나 상응하는 부분을 지적하며, "전방", "후방", "좌측", "우측", "상향", "하향" 등과 같은 용어는 편의상 사용한 것이지 제한적인 것으로 생각해서는 안된다.

도면중 제1도를 참고하면, 일반적인 참고번호(10)으로 지시된 연료 집합체는 원자로(도시안됨)의 노심지역에 있는 하부 노심판(도시안됨)상에 연료 집합체를 지지하기 위한 하단 구조물 또는 저부 노즐(12)과, 저부 노즐(12)에서 종방향으로 상향 돌출된 몇몇 제어봉 안내관 또는 딤블(14)과, 안내딤블(14)을 따라 축방향으로 간격진 다수의 횡방향 격자(16)와, 격자(16)에 의해 횡방향으로 간격져 지지되는 조직적인 배열의 긴 연료봉(18)과, 연료 집합체의 중앙에 위치한 개기관(20)과, 안내딤블(14)의 상단부에 부착된 상단 구조물 또는 정부노즐(22)로 구성되어 있다. 그렇게 만들어진 연료 집합체는 부품을 손상시키지 않고 종전처럼 취급될 수 있는 종합 장치를 형성한다.

연료 집합체(10)는 횡방향 격자(16)를 축방향으로 간격진 설정 위치에서 안내딤블(14)에 부착하고, 아래로부터 격자(16)를 통해 연료봉(18)을 삽입한 다음 기계적인 나사(24)와 같은 것으로 하부노즐(12)을 안내딤블(14)의 하단부에 고정시키며, 마지막으로 사용시 축방향으로 이동하는 제어봉(도시안됨) 등을 수용하기 위해 공지된 바와 같이 정부노즐(22)을 안내딤블(14)의 상단부에 부착하여 부조립체를 형성하여 이루어진다.

예시된 실시예에서, 각각의 제어봉 안내딤블(14)은 안내딤블(14)과 공축이며, 유사한 직경을 가지고 공지된 종류의 벌지피팅(27)과 같은 적당한 기계적 접속에 의해 안내딤블의 상단부에 고정되어 있는 분리된 신장관(26)을 그의 상단부에 연결하고 있다.

신장관(26)은 정부노즐(22)의 부품들과 함계 본 발명을 실시하는 장치에 의해 안내딤블(14)에 사용하기 전에 예비조립된 완전한 부조립체를 형성한다. 정부노즐(22)과 함계 유지 장치 및 신장관(26)으로 구성되는 상기 부조립체는 수용판의 주변으로부터 상향 신장된 연속 측벽(32)과 하부 수용판(30)에 의해 형성된 밀봉체(28)와 밀봉체(28)의 상부에 활주할 수 있게 수용되는 상부 유지 또는 베어링판(34)으로 구성되어 있다. 하부 수용판(30)에는 다수의 구멍(36)이 형성되어 있으며, 상기 구멍의 수는 연료 집합체(10)의 안내딤블(14)과 일치시키는데 필요한 신장관(26)의 수와 일치하며, 그 크기는 신장관(26)을 활주 수용할 수 있을 정도로 되었으며, 또한 구멍은 부착된 신장관(26)을 갖는데 필요한 안내딤블(14)의 배열에 따라 배열되어 있다. 상부 베어링판(34)은 하부 수용판(30)보다 상당히 더 두꺼우며, 베어링판(34)이 신장관(26)을 수용하기 위해 제위치에 있을 때 각각의 구멍과 축방향으로 정열되도록 배열된 다수의 통로(38)가 상기 베어링판(30)을 관통하고 있다. 각각의 통로(38)는 관련 신장관이 보어를 통해 활주할 수 있도록 하는 직경을 갖는 보어(40)와 보어(40)보다 더 큰 직경을 갖는 축방향 대향보어(42)로 형성되며, 보어(40)와 대향보어(42) 사이의 전이는 상향 접속 내부레지(44)를 규정한다.

정부노즐(22)은 또한 신장관(26)의 수만큼 많은 코일 스프링(46)과 하부 및 상부 유지체(48,50)의 쌍을 포함하고 있다. 각각의 코일 스프링(46)은 관련 신장관(26)의 주위에 설치되어 있으며, 수용판(30)의 상부표면(52)과 베어링판(34)의 하부표면(54) 사이에 뻗어 있다. 여러쌍의 하부 및 상부 유지체(48,50)는 각각의 신장관(26)에 고정되어 있으며, 이들은 부분 압축 상태에서 코일 스프링(46)을 간직하도록 각각 수용판 및 베어링판(30,34)과 공동 작용을 한다.

특히 주변 스칼럽(56)(제2도)을 갖는 칼라의 형태로 된 각 하부 유지체(48)는 관(26)을 따라 수용판(30)이 하향 활주이동하는 것을 제한하기 위해 수용판(30) 아래에서 신장관(26)중 하나에 브레이징으로 부착되어 있다. 칼라의 형태와 유사한 각 상부 유지체(50)는 신장관(26)의 상단부를 둘러싸고 있으며, 또한 상부 베어링판(34)내에 있는 관련 통로(38)의 대향보어(42)에 끼워질 크기로 되어 있다. 상부 유지체(50)는 내부 환상 홈(60)을 가지고 있으며, 관(26)의 환상부(62)를 환상 홈(60) 속으로 원주상 벌징(bulging)함에 의해 신장관(26)에 부착되어 있다. 통로(38)내에 내부 레지(44)를 속박함으로 상부 유지체(50)는 신장관(26)을 따른 베어링판(34)의 상향 활주이동을 제한하게 된다. 각각의 코일 스프링(46)을 관련 신장관(26)과 공축배열로 유지되도록 하여 물리적인 접촉을 피하도록 하기 위해 각각의 코일 스프링(46)은 그 하단부 근처에 안착부재(64)를 구비하고 있으며, 상기 부재(64)는 그를 통해 뻗어있는 관을 갖는 구멍(36)에 관해 수용판(30)의 상부표면(52)에 형성된 대향보어(66)에 안착되어진다.

상술한 바로부터 정부노즐(22)이 서로 조립되는 많은 독립 부품으로 구성된다는 것이 명백하다. 예를 들어 제1도 내지 4도에 예시된 특정 연료 집합체(10)는 연료봉 사이에 전략적으로 배열된 16개의 제어봉 안내딤블(14)과 연료봉(18)의 정방형 배열을 갖는 형태로 되었으며, 또한 16개의 신장관(26), 하나의 밀봉체(28), 하나의 베어링판(34), 16개의 코일 스프링(46), 16개의 하부 유지체(48), 16개의 상부 유지체(50), 그리고 16개의 스프링 안착부재(64) 등이 존재한다. 이들 모든 부품들을 비교적 용이하고 신뢰할 수 있게 완전한 부조립체로 조립될 수 있도록 하기 위해 본 발명을 실시하는 정부노즐 예비조립 장치가 제공되며, 이제부터 상세히 서술될 것이다.

제2도 내지 4도를 참고하면, 일반적인 참고번호(68)로 지적된 정부노즐 예비조립 장치는 연료 집합체(10)의 안내딤블(14)중 하나와 결합되는 형태로 형성된 다수의 보어(72)를 갖는 사각형 플랫포옴 또는 베이스(70)와, 각각의 보어(72)내에서 축방향 이동을 위해 설치되고 안내되는 스프링 적재 피스톤(74)의 형태인 컴플라이언트(compliant) 장치를 포함하고 있으며, 상기 장치의 각각에는 관련 피스톤(74)을 지지하는 헬리컬 스프링(76)이 안착되어 있다. 장치(68)는 또한 각각의 통로(38)를 관련 신장관(26)과 축방향으로 정열시킨다음 신장관의 상단부를 각각의 관련 통로(38)속으로 안내하기 위해 베어링판(34)의 각 통로(38)를 통해 각 신장관(26)의 상단부 속으로 삽입될 수 있는 다수의 핀(78) (역시 제5도에 도시됨)의 형태로 된 위치장치를 포함하고 있다. 또한 장치(68)는 십자형 적재판(80)(제2도 참조)과 적재판(80)을 작동시키기 위한 조정장치(86)로 구성되는 적재장치를 포함하고 있다. 제2도 및 3도에 도시된 바와 같이 베어링판(34) 위에 위치되었을 때, 십자형 판(80)은 베어링판의 측면(84)을 지나 뻗어있는 단부(82)를 가지고 있으며, 조정장치(86)는 적재판과 베이스(70)를 상호 연결하기 위해 적재판(80)의 단부(82)와 협동하며 또한 코일 스프링(46)의 작용을 받으며 수용판(30)을 향해 진전할 대 베어링판의 수준을 맞추기 위해 베어링판(34)의 각 측변에 분리된 적재력을 가하도록 독립적으로 조정될 수 있다. 마지막으로 예비 조립장치(68)는 베이스(70)와 수용판(30) 사이에 삽입되는 사각형 설치판(88)(제6도 참조)의 형태인 설치장치와, 각각의 신장관(26)이 그를 통해 신장되도록 설치판(88)을 통해 형성된 다수 개구(92)의 각각에 인접하여 설치판(88)으로부터 상향 신장되어 설치된 최소한 두개의 정열핀(90)을 포함하고 있다. 제2도에 도시된 바와 같이, 핀(90)은 하부 유지체(48)내의 스칼럽(56)과 협동하여 후술될 목적을 위해 설정된 각 위치에 하부 유지체 및 스칼럽을 위치시키게 된다.

정부노즐 부품의 적절한 조립을 위해서는 4가지 방해 요소를 극복하여야 한다. 첫째로, 신장관(26)에 부착된 모든 하부 유지체(48)는 잘못된 부하 분포를 바로잡기 위해 수용판(30)의 하부표면과 물리적으로 접촉하고 있어야 한다. 둘째로, 베어링판이 코일 스프링(46)의 작용에 대해 밀봉체(28)의 측벽 (32)내의 위치로 내려옴에 따라 모든 신장관(26)은 베어링판(34)의 통로(38)속으로 동시에 삽입되어야 한다. 셋째로, 유지 코일 스프링(46)을 압축하고, 베어링판(34)의 수준을 맞추기 위한 조정을 가능하게 하고, 신장관(26)의 환상부(62)가 상부 유지체(50)속으로 신장되도록 접근을 하도록 하기 위한 장치가 제공되어야 한다. 네번째로, 연료 집합체의 재구성중 연료봉을 제거하고 교체하도록 각 안내딤블(14)에 관해 그룹을 이루고 있는 연료봉(18)과 주변 스칼럽(56)을 방사상으로 정열시키기 위해 하부 유지체(48)를 각도상으로 위치시키는 장치가 제공되어야 한다.

첫번째 조건은 베이스(70)의 보어(72)에 있는 스프링 적재 피스톤(74)에 의해 해결된다. 각각의 보어(72)는 수용판(30)내의 정열 구멍(36)을 통해 삽입되었을 때 관련 신장관(26)의 하단부를 자유롭게 수용할 수 있는 크기를 가지고 있으며, 보어내의 스프링 적재 피스톤(74)은 축방향으로 신장관(26) 가요성 있게 지지한다. 따라서 수용판(30) 아래의 각 신장관(26)에 부착된 모든 하부 유지체(48)와, 피스톤(74)에 의해 가요적으로 지지되고 수용판(30)의 구멍(36)에서 자유롭게 활주할 수 있는 신장관(26)으로 인하여 관(26)은 서로 독립적으로 수직 운동을 할 수 있기 때문에 모든 관상의 하부 유지체가 수용판(30)의 하부표면(58)과 독립적으로 결속되며 전별위에 걸쳐 수용판(30)을 균일하게 지지할 수 있게 된다. 특히 제3도와 4도를 참고할 때 베어링판(34)이 압축되었을 때 스프링(46)을 통해 관(26)상의 하부 유지체(48)에 대해 수용판(30)에 힘을 가하는 작용을 한다. 정상적인 제로 허용오차로 인하여 유지체(48)가 모두 정확하게 동일한 수준이 아니라고 가정할 때 하향이동 수용판(30)의 하부표면(58)은 먼저 제일 높은 수준에 있는 유지체(48)를 속박한 다음 계속해서 낮은 수준에 있는 것을 속박하게 될 것이며, 컴플라이언트 장치(74,76)는 각 수준에 있는 유지체(48)와 결합하는 즉시 수용판(30)으로 하여금 수용판(30)의 하부표면(58)이 모든 신장관(26) 위에서 유지체(48)와 접속하게 될 때까지 관련 신장관(26)과 함계 유지체를 압축하여 그다음 낮은 수준에 있는 것을 속박하게 될 것이다. 스프링 적재 피스톤(74)의 컴플라이언트 작용은 제3도 및 4도에 예시되어 있으며, 여기서 하나의 피스톤은 다른 것보다 더 압축된 상태로 도시되어 있다. 예시된 실시예에 사용된 스프링(76)과 같은 코일 스프링에 의해 소프트 컴플라이언스를 제공하는 대신에 더미진 벨레빌 와셔, 고무패드 또는 이와 유사한 것과 같은 다른 컴플라이언트 장치를 이용할 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

두번째 조건은 위치핀(78)에 의해 동시에 수행되는 기능을 통해 해결된다. 제3도 내지 5도에 도시된 바와 같이, 각각의 핀(78)은 이를 베어링판(34)상에 지지하기 위한 넥(98)과 헤드(96)로 구성되는 상부(94)를 포함하고 있다. 대향보어(42)보다 헤드(96)의 직결은 더 크고 넥(98)의 직경은 더 작기 때문에 헤드(96)는 베어링판(34)의 상부표면(100)에 현수될 것이며, 반면 넥(98)은 관련 대향보어(42)의 상부내에 신장될 것이다. 각각의 핀(78)은 또한 상부 대향보어(42)와 하부보어(40)를 통해 관련 신장관(26)의 상단부 속으로 삽입될 수 있는 상부바디(104)와 하부바디(106)로 구성되는 하부(102)를 포함하고 있어서, 레지(44)상에 안착된 상부 유지체(50)내에서 그리고 통로(38)속으로 신장관의 상단부를 위한 안내로 또는 인입 채널(108)(제3도 및 4도에서 점선으로 도시된 핀(78)을 참조)을 규정한다. 상부 및 하부바디(104,106)의 직경은 모두 레지(44)상의 유지체(50) 내경과 보어(40)보다 작기 때문에 상기 바디들은 모두 통로(38) 및 상부 유지체(50)를 통해 축방향으로 이동할 수 있다. 핀(78)의 상부 및 하부바디(104,106)의 직경은 각각 관(26)의 외경 및 내경과 동일하기 때문에 상부 베어링판(34)이 초기에 위치된 즉시 코일 스프링(46)의 편향에 대해 수용판(30)을 향하여 하향하여 제3도에 도시된 위치로부터 제4도에 도시된 위치까지 이동함에 따라 관(26)의 상단부에 의해 점유되는 하부바디(106) 주위의 환상 공간은 통로(38)속으로 관(26)을 위한 상기 인입 채널(108)을 규정한다.

제3도 및 4도에는 단지 하나의 위치핀(78)이 예시되어 있지만 모든 핀(실시에에서는 16개)이 장치(68)를 형성하기 위해 상부 베어링판(34)의 각 통로(38)속으로 삽입되어야 한다는 것을 알아야 한다. 다시말해 베어링판(34)이 유지 스프링(46)상에 처음 놓여질 때 신장관(26)의 상단부와 베어링판(34)의 하부표면(54) 사이에는 틈이 존재하게 된다. 핀(78)이 통로(38)속으로 삽입될 때 하부바디(106)는 베어링판(34) 아래로 돌출되는 반면 헤드(102)는 그의 상부표면(100)에 현수된다. 각 핀(78)의 하부바디(106)는 신장관(26)속으로 유도하는 뾰족한 단부(110)를 가지고 있다. 베어링판(34)이 수용판(30)을 향해 압축됨에 따라 결국 각 신장관(26)의 상단부는 하부 및 상부바디(106,104) 사이의 변환부에 의해 형성되는 쇼올더(112)를 속박하고, 신장관(26)의 상단부가 통로(38)에 안착된 유지체(50)내에 완전히 위치되기전에 제4도에 도시된 바와 같이 부분적으로 핀(78)을 관련통로(38)에서 개양시킨다. 따라서 개양된 핀(78)은 베어링판(34)으로부터 용이하게 제거될 수 있어서 적당한 공구(도시안됨)가 통로(38)에 안착된 유지체(50)에 신장관을 부착시키는(62)(제1도)에서 처럼 벌지를 형성할 목적으로 각 통로(38)속에 삽입될 수 있게 해 준다.

상술한 세번째 조건은 십자형 적재판(80)과 조정장치(86)의 수단에 의해 해결된다. 십자형 판(80)은 베어링판(34)의 상부표면(100)상에 위치되며, 그의 십자형 모양은 어느 통로(39)도 방해하지 않고 베어링판 위에 겹쳐지도록 해주기 때문에 위치핀(78)과 벌징공구(도시안됨)가 통로(38)속으로 삽입될 수 있도록 해준다. 적재판(80)의 십자형 모양은 또한 베어링판(34)의 횡축(84)에서 코일 스프링 (46)의 작용에 대해 수용판(30)을 향하여 베어링판(34)을 이동시키는데 필요한 적재력의 분리된 성분을 적용하는데 용이하게 해주면, 적재력을 가하는 방법은 베어링판(34)으로 하여금 코일 스프링(46)을 압축하고 동시에 신장관(26)의 상단부가 적재판(34)의 통로(38)내에 있는 유지체(50)속으로 삽입하여 수용판(30)에 관한 수준을 일정하게 해준다.

제3도 및 4도에 도시된 바와 같이, 조정장치(86)는 십자형 적재판(80)의 각 단부(82)에 있는 개구를 통해 뻗어있고 너트(118)에 의해 잠겨지는 베이스(70)속으로 나선 결합되는 4개의 나선 스터드 또는 봉(114)과, 각봉(114)의 상단부와 나선 결합되는 나선 패스너(116)로 구성되어 있다. 패스너(116)와 봉(114)을 전진시킴에 의해 적재판(80)과 동시에 그 아래에 있는 베어링판(34)은 하향하여 수용판(30)을 향해 이동한다. 베어링판(34)의 수준 배열은 패스너가 적재판을 전진시키는 작동을 하기 때문에 패스너(116)의 적절히 사용하여 쉽게 유지될 수 있다. 일단 베어링판(34)의 정확한 높이가 제4도에 도시된 바와 같은 위치에 도달되면 위치핀(78)은 제거되고 적당한 벌지공구(도시 안됨)을 사용하여 신장관(26)의 상단부상에서 벌지(62)(제1도)를 각 유지체(50)의 환상홈(60)속으로 팽창되도록 한다.

상술한 네번째 조건은 설치판(88)과 그 위에 있는 정열핀(90)에 의해 해결된다. 정열핀(90)은 하부 유지체(48)와 함께 각 신장관(26)의 각 위치가 정확한가를 확인하기 위한 시각적 고우/노우-고우(go/no-go)검사를 할 수 있게 해준다. 설치판(88)(역시 제6도 참조)은 베이스(70)의 상부표면과 수용판(30)의 하부표면(58) 사이에 설치되어 있다. 실시예에서 판(88)은 신장관(26)이 관통하는 16개의 개구(92)와, 각 개구(92)에 인접한 두개의 정열핀(90)을 가지고 있다. 핀(90)은 베어링판(34)이 내려오고 핀(90)의 헤드 또는 최상단부가 각 유지체(48)의 주변에 규정된 한쌍의 스칼럽(56)으로 적절히 삽입될 때 유지체의 각 위치가 정확하게 되도록 위치된다. 한편 주어진 유지체(48)가 하향한 즉시 관련 핀(90)을 치게 되면 유지체가 각도상으로 잘못 정열되었다는 것을 지적하며 그의 각 위치는 하부 유지체(48)의 두 스칼럽(56)이 핀(90)과 적절히 정열되어 그들을 삽입할 수 있게 될 때까지 단순히 관련 신장관(26)을 회전시킴에 의해 쉽게 고정될 수 있다.

상기 설명으로부터 본 발명을 실시하는 예비조립 장치(68)는 연료 집합체의 골격체에 사용될 완전한 부조립체로서 정부노즐 부품의 적절한 조립을 수행하기 위한 상기 언급한 4개의 조건을 해결하게 된다는 것을 알 수 있다.

Claims (10)

1. 연료 집합체의 여러 안내딤블상에 정부노즐 부조립체를 연속 설치하기 위해 정부노즐 부조립체를 예비조립하는 장치에 있어서, (a) 안내딤블(14)의 형태와 일치하는 형태로 형성된 다수의 보어(72)를 갖는 베이스(70)와, 각각의 보어(72)는 다수의 안내딤블 신장관(26)주 하나의 하단부를 수용하기에 적당하며, (b) 신장관이 안내딤블의 형태와 일치하는 형태로 하부 수용판(30)에 형성된 각 구멍(36)을 통해 삽입될 때 수직 운동을 허용하도록 독립적으로 신장관(26)을 유연성 있게 지지하기 위해 베이스(70)의 보어(72)에 설치된 컴플라이언트 장치(74,76)와, 상기 신장관은 신장관(26)을 따른 수용판의 하향운동을 제한하도록 수용판(30) 아래의 각 신장관에 부착된 하부 유지체(48)를 가지고 있으며, 모든 개개의 하부 유지체(48)가 수용판을 균일하게 지지하도록 수용판(30)의 하부 표면(58)과 독립적으로 결속될 때까지 신장관(26)이 서로 독립적으로 수직이동 할 수 있도록 배열하며, (c) 상부 베어링판(34)이 각 신장관(26) 주위에 설치된 다수의 코일 스프링(46)에서 지지되고 하부 수용판(30)상에 안착될 때 그리고 베어링판 및 수용판(30,34)이 코일 스프링을 압축하도록 코일 스프링 (46)의 편향에 대해 서로를 향해 이동할 때, 안내딤블(14)의 형태와 일치하는 형태로 상부 베어링판(34)에 형성된 통로(38)를 통해 삽입될 수 있으며 또한 신장관(26)의 상단부속으로 삽일될 수 있어서 각각의 신장관(26)과 통로(38)를 독립적으로 정열시키고 통로(38)속으로 신장관의 상단부를 안내하는 위치장치(78)와, (d) 상구 베어링판과 하부 수용판(34,30)의 상대 운동을 수행하는 힘을 발생시켜 이들 사이에 있는 코일 스프링(46)을 압축하고 동시에 베어링판(34)은 코일 스프링(46)상에 지지되고 위치장치(78)는 베어링판(34)의 통로(38)를 통해 신장관(26)의 상단부속으로 신장되게 하여 베어링판과 헙동하는 상부 유지체(48)에 상단부를 부착하기 위해 상부 베어링판(34)의 통로(38)속으로 신장관(26)의 상단부를 도입하며, 신장관(26)에 관한 상향 운동을 제한하여 압축 상태로 코일 스프링(46)을 수용판과 베어링판 사이에 유지시키는 적재 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 원자로용 정부노즐 부조립체의 예비조립장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 컴플라이언트 장치(74,76)는 보어에 삽입되는 하단부를 갖는 신장관(26)을 독립적으로 지지하기 위해 각각 베이스(70)의 보어(72)중 하나에 설치된 다수의 피스톤(74)과, 상기 피스톤(74)중 하나에 각각 연결되어 피스톤을 상향으로 편향하는 다수의 스프링(76)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 예비조립장치.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 위치장치(78)는 상부 베어링판(34)상에 핀을 안착하고 베어링판내의 통로중 하나에 관해 공축으로 핀을 위치시키기 위해 각각 상부(94)를 갖는 다수의 핀(78)과, 통로(38)를 통해 신장관(26)의 상단부속으로 삽입될 수 있는 하부(102)로 구성되며, 삽입되었을 때 통로와 하부(102)는 신장관의 상단부를 통로(38)속으로 삽입될 수 있게 하는 인입채널(108)를 규정하는 것을 특징으로 하는 예비조립장치.
4. 제1항에 있어서, 적재장치(80,86)는 상부 베어링판(34) 위에 중첩되어 설치된 적재판(80)과, 적재판(80)을 베이스(70)와 상호 연결시키고 베이스(70)를 향한 적재판(80)의 이동을 조정할 수 있는 장치(86)로 구성되어서 하부 수용판(30)을 향한 상부 베어링판(34)의 이동과 이들 사이에 코일 스프링(46)의 압축을 수행하게 되는 것을 특징으로 하는 예비조립장치.
5. 제4항에 있어서, 적재판(80)은 상부 베어링판(34)의 상이한 횡축(84)을 지나 돌출한 단부(82)를 갖는 십자형이며, 상호 연결장치(86)는 조정가능한 페스터(116)를 갖는 다수의 긴봉(114)으로 구성되며, 각각의 봉(114)은 십자형 적재판의 단부(82)중 하나와 베이스(70) 사이에 신장되어 있으며, 상기 패스너(116)는 베어링판(34)의 횡측에서 분리된 적재력 성분을 가하기 위해 각 봉(114)상에서 독립적으로 조정가능하며, 수용판(30)에 관한 베어링판(34)의 수준 조정은 수용판과 베어링판(30,34) 사이의 스프링(46)을 동시에 압축하면서 수행되도록 배열된 것을 특징으로 하는 예비조립장치.
6. 제5항에 있어서, 예비조립된 정부노즐 부조립체(22)가 설치될 때 각 하부 유지체(48)에 형성된 주변 스칼럽(56)이 연료 집합체(10)의 각 안내딤블(14) 주위에서 연료봉(18)과 축방향으로 정열되도록 설정된 각 위치로 하부 유지체(48)와 함계 각 신장관(26)의 방향을 적절히 하도록 수용판(30)의 하부 표면(58)과 베이스(70) 사이에 설치된 설치장치(88,90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 예비조립장치.
7. 제6항에 있어서, 설치장치(88,90)는 수용판(30)의 하부표면(58)과 베이스(70) 사이에 설치되어 각 신장관(26)을 수용하기 위한 다수의 개구(92)를 형성하고 있는 설치판(88)과, 각 개구(92)에 인접한 설치판(88)으로부터 상향 신장되어 설치된 최소한 두개의 정열핀(90)으로 구성되어 하부 유지체가 설정된 각 위치에 설치될 때만 관련 하부 유지체(48)의 두 스칼럽(56)을 인입하는 것을 특징으로 하는 예비조립장치.
8. 연료 집합체의 여러 안내딤블상에 연속 설치하기 위한 정부노즐 부조립체의 예비조립 방법에 있어서, (a) 관(26)이 하부 수용판(30)내의 각 구멍(36)을 통해 활주 수용될 때 수용판(30) 아래의 각 관에 부착된 하부 유지체(48)로 하여금 수용판(30)의 하부표면(58)과 독립적으로 결속되게 하여 수직운동을 허용하도록 관의 각 하단부에서 독립적으로 다수의 안내딤블 신장관(26)을 유연성 있게 지지하는 단계와, (b) 상부 베어링판(34)내의 독립된 통로(38)를 각 신장관(26)의 상단부와 축방향으로 정열시키는 단계와, (c) 베어링판(34)의 하부 수용판(30)상에 지지되며 각 신장관(26) 주위에 설치된 다수의 코일 스프링(46)상에 지지될 때 통로(38)속으로 삽입을 위해 신장관의 상단부를 안내하는 단계와, (d) 베어링관과 수용관(34,30)의 상대운동과 이들 사이의 코일 스프링의 압축을 수행하여 신장관(26)에 관한 베어링판의 상향 운동을 제한하고 압축된 상태로 코일 스프링(46)을 간직하도록 통로에 설치되어 베어링판(34)과 협동하는 상부 유지체(48)에 관을 부착하기 위해 신장관(26)의 상단부를 통해(38)속으로 삽입될 수 있게 하는 적재력을 발생하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 정부노즐 부조립체의 예비조립방법.
9. 제8항에 있어서, 예비조립된 정부노즐 부조립체가 설치될 때 하부 유지체(48)상와 주변 스칼럽(56)이 연료 집합체(10)의 연료봉(18)과 축방향으로 정열되도록 하부 유지체를 설정된 각 위치에 위치시키기 위해 하부 유지체와 함계 각 신장관을 설치하는 추가 단계를 특징으로 하는 예비조립방법.
10. 제8항 또는 9항에 있어서, 적재력 발생단계는 수용판과 베어링판(30,34) 사이의 스프링(46)을 압축하는 동시에 하부 수용판(30)에 관해 상부 베어링판(34)의 수준을 맞추기 위해 상부 베어링판(34)의 각 횡측(84)에서 적재력의 분리된 성분을 발생시키는 것을 특징으로 하는 예비조립방법.

Images