KR950004293B1 - 핵 연료 장치의 연료봉 파지 장치 - Google Patents

핵 연료 장치의 연료봉 파지 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음

Description

핵 연료 장치의 연료봉 파지 장치
제 1 도는 가압수형의 원자로의 핵 연료 장치를 단편적으로 나타내는 사시도.
제 2 도는 장치의 일부분으로 부터 상단 고정부와 그에 고정된 안내관부를 분리하는 것으로 구성된 핵연료 장치에 대한 해체의 제1단계를 개략적으로 나타낸 측면도.
제 2b 도는 제 2a 도의 비교도로서, 본 발명의 파지장치에 이해 연료장치의 나머지 부분으로 부터 1군의 연료봉을 인출해 내는 제1도의 장치 해체의 제 2 단계를 개략적으로 나타낸 도면.
제 3 도는 제 4 도의 선 III-III에 따른 본 발명의 파지장치에 있어서의 1군의 연료봉을 절단한 개략적인 횡단면도로서, 동도의 좌측부는 파지장치가 개방위치에 있고, 우측부는 폐쇄위치에 있는 것을 나타내는 도면.
제 4 도는 제 3 도의 선 IV-IV에 따른 종단면도.
제 5 도는 제 4 도에 비교되는 확대도로서, 연료봉들의 길이가 다른 것을 나타내는 도면.
제 6 도는 제 3 도에 비교되는 확대도로서. 연료봉들의 양끝부분을 체결하고 있는 십자형 운동부재의 구조를 상세히 나타내는 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 파지장치 12 : 본체
14 : 중앙부 16a, 16b : 측부
18, 28, 68 : 평판 20, 32 : 구멍
22, 46a, 46b : 요부 24 : 격벽
26 : 통로 34 : 운동부재
36a, 36b : 누름봉 38a, 38b : 내경
40a, 40b : 전방부 42a, 42b : 후방부
44a, 41b : 탄성와셔 48a, 48b, 54a, 54b : 부분
50a, 50b : 전면 52a, 52b, 60a, 60b : 경사부
56a, 56b, 58a, 58b : 후면 62 : 격자(grid)
64 : 나사 66 :이잭터(ejector)
70 : 바아 72 : 컬럼(cohmn)
74 : 스프링 76 : 76' : 분기부
78 : 로울러 a : 연료봉
b : 안내관 c : 간격 격자
d : 상단고정부 e : 하단고정부
j : 간극
본 발명은 핵 연료 장치 대에서 정방형 격자 형태로 배치되어 있는 1군의 연료봉을 파지하는 장치에 관한 것이다.
원지로 특히, 가압수형의 원자로에 있어 핵 분열성의 물질은 소결된 산화우라늄(UO2) 알갱이로 이루어진다. 이들 알갱이는 연료봉을 형성하기 위해 금속용기에 집적되어 있다. 연료봉은 핵 연료 장치내의 정방형 격자를 따라 다발 또는 군으로 배치되는데, 이는 다시 병렬로 배치되어 원자로의 노심을 형성한다.
제 1 도는 핵 연료 장치를 개략적으로 나타낸 사시도 이다. 이 핵 연료 장치는 다발로된 연료봉 이외에도, 정방형 격자내에 소정익 연료봉(a)을 수용하는 소정 수효의 안내관(b)을 포함하고 있다. 도시를 명확히 하기 위해, 연료봉과 안내관만 표시하였다. 대부분의 안내관(b)은 연료봉을 흡수하는 제어부재(표시되지 않았음)를 미끄럼 안내하는데 사용된다.
연료봉과 안내관 사이의 상대적인 위치는 간격확보 격자(c)에 의해 확보 되는데, 간격확보 격자의 수효는 일반적으로 8개 이나, 제 1 도에는 3개만이 표시되었다. 이들 격자는 장치의 프레임을 형성한다.
장치는 그 밖에 상단 고정부(d)와 하단고정부(e)에 의해 형성된 2개의 끝부분을 갖는다. 이들 상하단고정부를 각 안내관(b)의 양끝부분에 고정하여, 장치를 유지하고, 장치를 윈자로의 노심 고정하기 위해 사용한다.
이 장치가 원자로의 노심내에서 방사선에 노출되고 나면, 그 장치는 연료를 인출하기 위해 분해할 필요가있다.
장치의 해체의 제 1 단계는, 상단 고정부(d)와 상부격자 및 그에 부착된 안내관의 부분을 제거한후, 연료봉의 상부 끝부분으로의 접근을 자유롭게 하기 위해, 연료봉(a)의 상부 끝부분 보다 낮은 위치에서 안내관을 절단하는 것이다.
제 2 의 단계는, 장치 프레임의 나머지 부분으로 부터 연료봉(a)을 방출하기 위해 연료봉의 끝부분을 파지하는 것이다. 본 발명은 정확히 말해 이러한 조작을 행하기 위한 파기장치에 괸한 것이다.
연료봉이 방출되었을때, 해체는 종결되며, 연료봉들은 그들의 방시능을 감감소시키기 위해 통상적으로 풀내에 저장된다. 이러한 감소가 충분하다고 판단될때, 연료봉들은 절단되고 내부에 포함되어 있는 연료는 분리된 후 재처리된다.
본 발명 기술분야의 현 상태에 있어서는, 해체의 제 2 단계시 장치 프레임의 나머지 부분으로 부터 연료봉들은 단한번의 조작으로 방출하는 것을 가능케 하는 파지장치는 존재하지 않고 있다.
또한, 수개의 연료봉들을 동시에 파지할 경우, 기존의 파지장치들은 수개의 독립된 파지부재를 병렬 배치함으로써 형성되며, 즉 각각이 단일의 연료봉을 파지하는 자체-로크보올 형식이었다.
따라서, 기존의 파지장치들은 동일한 장치의 모든 연료봉들을 방출하기 위해 필요한 조작 수효가 증가하기 때문에 비교적 긴 조작시간을 요한다.
봉 파손의 위험은 기존의 파지장치에 의해 연료봉에 가해지는 조임력이 너무 커서(제한되지 않음). 이들장치의 보올이 미끄러질 수 있다는 사실에 기인한다. 따라서 장치 프레임 내에 고 프레임의 변형으로 인해 체결된 연료봉이 기존 피지장치에 의해 방출될때, 고 연료봉의 파손을 초래한다. 또한, 방사선에의 노출에 기인하는 변형의 결과로서 연료봉들이 장치 프레임내에 체결되어 있다가 파손될 위험이 있다. 또한, 각각이 독립된 파지장치의 보올에 의해, 파지장치가 파지하고 있는 연료봉에 가해지는 체결력 또는 조임력은 제한할 수 없다.
본 발명의 목적은 개개의 연료봉에 제한된 힘 또는 응력을 가함으로써, 제1도에 도시된 바와 같은 핵연료 장치내에 내장되어 있는 모든 연료봉 다발을 동시에 파지할 수 있도록 구성된 파지장치를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은, 핵연료 장치내의 정방형 격자를 따라, 최대 n개의 봉을 포함하는 평행한 열로 배치되어 있는 1군의 연료봉을 파지라는 장치에 있어사, 장방형으로 오목한 중앙부 를 가지며, 장치 중앙부의 치수가 적어도 상기 1군의 연료봉의 단면의 외빅치수와 동일하고, 또한 평형 격벽이 이 중앙부를 P개의 통로로 분할하고 그 통로가 인접하는 최대 2개 열의 봉의 각 끝부분을 수용하도륵 된 본체와, 각각의 연료봉의 끝부분이 동일 통로의 인접한 2개의 운동부재 사이에 위치하도록, p개의 통로들의 각각에 위치한 p열의 (n+1)개의 운동부재와, 통로의 각각에 내장된 연료봉의 양끝부분 및 운동부재에, 각 연료봉이 동일 통로의 인접하는 2개의 운동부재 사이에 체결되는 힘을 가해주도록, 상기 본체의 중앙부의 적어도 한쪽에 위치된 체결수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 본질적인 특징은 파시방법에 있는데, 각 열의 연료봉은 이 열의 양끝부분에 가해지고 각각 연료봉 사이의 연료봉으로. 전달되는 파지 또는 조입력을 받고 있다. 이렇게 하여, 장치의 모든 연료봉들을 동시에 파지하는 것이 가능하다.
실제적으로 연료봉들의 다발은, 안내관듣이 이전에 차지했던 위치에 공간이 생기기 때문에, 소정열의 n개 이하의 연료봉으로 통상 이루어지는 사실을 참작하여, 본 발명의 장치는 또한 연료봉들의 직경과 거의같은 외경을 갖고 소정의 운동부재들의 사이에 놓여져 격자의 공간부를 채워주는 로울러를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시 양태에 따라서, 각각의 통로는 2개열의 인접한 연료봉들의 끝부분은 수용할 수 있으며, 운동부재는 십자 형상을 하고 있고 동일 통로의 인접한 연료봉들의 2개의 열사이에 위치한 분기부를 가지며, 분기부의 일끝부분은 인접한 운동부재의 분기부 끝부분상에 접촉하여, 조임수단의 작동시 연료봉에 가해지는 힘을 제한하여 준다.
본 발명의 파지장치 사용의 자동화를 용이하게 하기 위해, 파지장치는 요부를 갖는 중앙부에 의해 형성된 장방형에 직교하는 방향으로 본체에 대해 운동하는 판을 갖는 이잭터로 또한 구성되며. 상기 운등판은 연료봉의 것과 동일한 격자를 따라 설치되어 있고 연로봉을 대신 할 수 있는 1군의 바아(bar)를 수반함으로써. 조임수단이 이완된 후에 상기 바아를 파지장치로부터 방출시키도록 되어 있다. 이어, 탄성장치가 이잭터에 힘을 가하여, 상기 바아가 연료봉 대신에 운동부재 사이에 배치되는 위치로 이동한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 상기 소임수단은 본체의 중앙부의 양측부상에 위치하고 각각이 양끝부분의 각 통로를 관통하는 2개열의 p개의 누름봉와, 이들 누름봉을 상기 중앙부로 이동시켜 연로봉의 끝부분과 운동부재에 조임력을 가해주는 작동수단으로 구성된다. 각각의 누름봉은 2개의 부분으로 구성되며. 작동수단에 의해 가하긴 힘을 이들 2개의 부분에 전달하는 탄성장시를 갖는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 상기 작동수단은 누름봉의 각 열에 작용하는 2개의 웨지(wedge)장치로 구성되며, 상기 웨지 장치는 안정된 개방위치와 안정된 폐쇄위치를 갖는다. 이런 특성 덕분에, 연료봉들의 파지 및 해체 위치의 각 높이에 고정 설치된 2조의 잭에 의해 파지장치의 개폐를 제어하는 것이 가능하다.
따라서 1군의 연료봉을 파지 위치에서 방출 위치로 이동시키는 파지장치의 단순화를 기할 수 있다.
실제에 있어서, 각 웨지장치는 본체내에서 중앙부로 접근 및 이탈하는 방향으로 미끄럼 이동하고 누름봉열의 한쪽과 접촉하는 제 1 부분과, 그 제 1 부분의 미끄럼 방향의 수직 방항으로 본체 내에 위치된 제 2 부분으로 구성되며, 상기 제1 및 2부분은 상기한 개방 및 밀폐위치를 한정하는 판에 의해 종결되는 경사부 장치에 의해 서로 협동한다.
이하, 첨부도면을 참조하여, 비제한적으로 예시된 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명키로 한다.
제 2A 도를 참조하면, 제 1 도에 개략적으로 도시한 바의 핵 연료 장치의 해체의 제 1 단계는 장치의 나머지 부분으로부터 상단 고정부(d) 및 이고정부에 부착되어 있는 안내관들의 일부분(b1)을 분리해 내는 것이다.
이러한 조작은 연료봉(a)의 상단하방의 소정 거리에서 안내관을 내부절단함으로써 행해지며, 장치는 원자로의 노심 내에서 수직으로 위치하는 것으로 생각할 수 있다. 일반적으로, 연료장치의 상부 격자 또한 이러한 조작시 해체되는데, 그것은 이들 격자가 존개할 경우, 본 발명에 따른 파지장치의 정확한 사용을 저해할위험이 있기 때문이다.
이러한 해체의 제 1 단계는 종래 기술에서도 볼 수 있어, 본 발명의 일부를 이루지는 않는다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 여기서는 생략하기로 한다.
해체의 제2단계는 하단고정부(e)(제 1 도)와, 나머지 격자(c) 및 안내관의 나머지 부분(b2)들로 구성된 장치의 나머지 부분으로부터 1군의 연료봉(a)을 제거하는 것이다.
본 발명에 따라, 이 두번째 단계는 파지장치(10)에 의해, 제 2B 도에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 단 한번의 조작으로 실현되는데, 이하 제3도 내지 제도를 참조로 파지장치에 대해 상세히 기술하겠다.
이해를 용이하게 하기 위해, 파지장치(10)에 정규의 직교 좌표계(XYZ)를 부여하여, 1군의 연료봉이 파지장치(10)에 의해 파지될시, 파기할 연료봉들에 의해 형성된 정방향의 격자에 의해 정해진 2개의 방향을 축선 X, Y, Z로 하고, 연료봉의 축선에 평행한 방향을 축선 Z로 한다.
제 3 도 및 4 도에서 보면, 본 발명에 따른 파지장치는 중앙부(14)와, 그 중아우(14)의 양쪽에 배치되어 있는 2개의 동일한 측부(16a) 및 (16b)에 의해 이루어지는 본체(12)를 갖는다.
특히 제 4 도에서 보면, 중앙부(14)는 장방형 또는 정방형의 평판(18)을 포함하고 있는데, 그 크기는 연료장치의 1군의 연료봉(a)의 단면으로 나타내는 전체크기보다 약간 크다. 이 평판은 면 XY에 평행하고 그 측면들은 방향X 및 Y로 지향한다.
평판(18)은 원통형 구멍(20)에 의해 관통되는데, 구멍의 축선은 방향(Z)에 평행하다. 구멍(20)은 파지할 1군의 연료봉들에 의해 형성된 정방형 격자의 동일한 격자를 따라 배치되어 있다. 예컨대, 종래의 정방향단면의 원료장치의 경우, 상기 격자는 방향(Y)로 최대 17개의 연료봉을 각각 갖는 17개의 열을 갖는다. 그렇지만, 이러한 구멍도 1군의 연료봉내의 안내관에 의해 미리 차지된 위치에 형성되지 않는다. 구멍(20)의직경은 파지할 연료봉들의 외경보다 약간 크다.
연료봉(a)이 구멍(20)을 관통하는 면의 반대편의 평판(18)의 면(즉 제 4 도에서 고찰히면 평판(18)의 상부면)에서, 이 구멍들은 장방형 요부(22)내로 통해 있다. 평면(XY)에서의 이 요부의 단면은 평판(18)의 단면과 동일하다.
제 3 도에서 보다 정확히 알 수 있는 바와같이, 구멍뚫린 판(18)에 가장 가까운 부분에서 요부(22)는 본체(12)의 측부(16a) 및 (16b) 사이에서 평면(YZ)에 평행하게 연장되어 있는 평편하고 평행한 격벽(24)들에 의해 통로(26)들로 분할된다. 통로(26)들은 모두 같은 길이와 같은 폭을 갖는다. 보다 상세하게, 격벽(24)은 인접한 2개의 열의 구멍(20)(방향 Y를 따라 고찰되어지는) 이 각각의 통로(26)안으로 통하도록 배치된다. 일예로시, 최대 17개의 연료봉들의 17개의 열을 갖는 정방형의 장치의 경우, 제 3 도에 도시된 바와 같이 9개의 통로(26)가 있으며, 그에 따라(제 3 도의 상부에 있는) 연료봉의 단 하나의 열만이 측면 통로내에 수용된다.
제 4 도에 도시된 바와 같이, 요부(22)는 나사(30)에 의해 본체(12)의 중앙부(14)에 고정된 부품(28)에 의해 평판(18)의 대향측부에서 폐쇄된다. 부품(28)은 또한 구멍(20)에 의해 형성된 것과 동일한 격자를 따라 배치된 원통형 구멍(32)에 의해 관통되는데, 구멍(20) 및 (32)은 둘식 배열 된다. 구멍(32) 또한 파지할 연료봉(a)의 외경보다 약간 큰 직경을 갖는다.
제 3 도에서 좀 더 상세히 도시된 바와같이 격벽(24)에 의해 한정되는 통로(26)의 각각에는 1열의 십자형 운동부재(34)가 위치해 있다. 이들 부재(34)에 대해서는 좀 더 상세히 후술키로 한다. 여기서는 Y방향으로 인접한 2개의 열에 속하는 2개의 구멍(20)(도시한 대면하는 :구멍 32)이 동일 통로의 2개의 인접한 격벽 사이로 통하도록, 상기 운동부재는 각 통로에 위치한다. 각각의 통로의 끝부분(26)에 위치한 운동부재(34°)는 약간 상이한 형태로 하고 았다 더욱 정확히 말하면, 통로의 끝부분을 향한 그들의 면을 평면이다.
본 발명에 따른 파지장치는 본체(12)의 측부(16a) 및 (16b)에 위치한 체결 또는 조임수단을 또한 갖는다.
이들 조임수단은 각각의 측부(16a) 및 (16b)에 일련의 누름봉(36a) 및 (36b)을 갖는다. 제시된 실시예의 경우, 누름봉의 각 열은 동일한 9개의 누름봉에 의해 이루어진다. 일반적으.로 원통형의 누름봉(36a) 및 (36b)은, 방향 Y에 평행하게 둘씩 정렬된다. 또한, 모든 누름봉(36a 및 36b)의 축선은 평면(XY)에 평행한 동일 평면내에 배치되이 있다. 각 누름봉(36a 및 36b)은 본체(12)의 측부(16a 및 16b)에 각각 형성되고 요부(22)내로 통하는 보어(bore 38a,38b)에 수용된다 좀더 상세하게, 보어(38a 및 38b)는 격벽(24)에 의해 한정된 통로(26)의 각각의 끝부분들로 통해져 있다.
각 누름봉(36a,36b)은 대응하는 운동부재(34')의 평탄한 후면에 접촉하는 볼록한 끝부분을 갖는 전방부(40a,40b)를 갖는다.
각 누름봉(36a,36b)은 또한 전방부(40a 및 40b)에 상대적으로 방향(Y)을 따라 미끄럼운동이 가능한 후방부(42a 및 42b)를 갖는다 각 누름봉의 정방부(40a,40b) 및 후방부(42a,42b)는 서로 이격되어 각 누름봉(36a,36b)의 길이를 증가시키도록, 다중의 탄성와셔(44a,44b)의 작용력을 받는다. 각 열의 누름봉(36a,36b)의 후방부(42a,42b)는 본체(12)의 대응 측부(16a,16b)내에 형성된 요부(46a,46b)안으로 통해져 있다.
누름봉(36a,36b)의 각각의 열은 요부(46a,46b)에 위치한 작동수단과 각각 협동한다. 이들 작동수단은 두개의 부분(48a,54a) 및(48b,54b)에 의해 각각 향성된 웨지 장치로 각각 이루어진다.
부분(48a,48b)은 각 요부(46a,46b)에 Y의 방향을 따라 미끄러지도록 위치해 있다. 부분(48a,48b)은 가각 평면(XZ)에 평행한 평편한 전면(50a,50b)을 갖고 그 전면상에는 대응 누름봉의 각각의 후방부(42a,42b)의 볼록한 끝부분이 접촉한다.
요부(46a 및 46b)내의 부분(48a 및 48b)의 안내는 평면(YZ)에 평행하게 요부 내에서 형성된 평면상에서 방향(X)를 따라 상기 부분의 끝부분면을 미끄러지게 함으로써 이루어진다.
그밖에, 제 4 도에서 보다 잘 알 수 있는 바와 같이, 부분(48a,48b)의 각각의 X방향의 중앙부내에 Z방향으로 이격된 측부들(16a,16b)의 끝면들을 둘러싸는 부분을 갖는다 이러한 형상을 가짐으로써 이들 부분은 이동중에 확실히 안내된다 따라서, Z방향으로 이격된 측부들(16a,16b)의 양끝면들은, 부분(48a,48b)의 주변부내에 형성된 평면(XY)에 평행한 평탄한 면과 미끄럼 접촉한다.
제 3 도에서 보는 바와같이, 각각의 부분(48a,48b)의 후면상에는 2개의 경사부,(52a,52b)가 형성되어 있고, 이들 경사부는, 평면(XZ)에 평행한 평탄한 부분으로 종결된다.
각각의 부분(48a,48b)의 Y방향으로의 변위는 평면(XY)에 평행한 요부(46a,46b)의 평편한 후면(56a,56b)과, 대응부분(48a,48b)의 후면 사이에 삽입된 또 다른 부분(54a,54b)에 의해 제어된다. 각각의 부분(54a,54b)은 X방향으로 본체(12)의 측부로 신장하여, 예컨대, 도시안된 잭의 작용하에서, 상기 X방향의 일방향 또는 타방향으로 변위될 수 있다 각각의 부분(54a,54b)은 대응 요부의 후면(56a,56b)상에 미끄럼 접촉하는 평편한 후면(58a,58b)을 가진다.
각각의 부분(54a,54b)의 전면은 각각의 부분(48a,48b)의 후면과 보완적인 관계에 있다. 좀더 상세하게는, 각각의 부분(54a,54b)은 또한 경사부(52a,52b)와 동일한 간격으로 이격된 2개의 경사부(60a,60b)를 가지며, 그들의 끝부분은 평면(XZ)에 평행한 평탄한 부분으로 되어 있다.
제 3 도의 좌측에 도시된 바와 같이, 부분(54a,54b)이 장치의 본체(12)로 부터 방향(X)를 따라 최대한 이탈되어 있는 해체 위치에 있을때, 경사부(60a,60b)는 경사부(52a,52b)와 면하게 된다. 이러한 위치는, 부분(48a,48b)의 경사부(52a.52b) 의 저부에 형성된 평탄한 부분이 부분(54a,54b)의 경사부(60a,60b)의 최상부에 형성된 평탄한 부분과 접촉하기 때문에, 안정하다. 그런후 부분(48a,48b)은 요부(46a,46b)내에서 후방으로 이동한다. 탄성와셔(44a,44b)의 작용하에서, 각각의 누름봉의 후방부(42a,42b)도 후방으로. 이동한다. 따라서. 탄성와셔의 압축력은 거의 감소하고, 그 결과 단부부재(34)에 대해 누름봉의. 전방부(40a,40b)에 의한 Y방향으로의 어떠한 조임력도 가해지지 않게된다.
그러나, 제 3 도의 우측에 도시된 바와같이, 부분(54a,54b)이 X방향을 따라 요부(46a,46b)내에 최대로 압입될 경우, 이들 부분는 경사부(52a,52b) 및 (60a.60b)가 상호작용하는 결과, 쐐기 효과에 의해 부분(48a,48b)을 전방으로 되민다 따라서, 부분(48a.48b)의 경사부 (52a,52b)의 최상부에 형성된 평탄한 부분이 부분 (54a.54b) 경사부(60a,60b)의 최상부에 형성된 평탄한 부분에 접촉하는 안정된 조임위치를 달성할 수 있다.
이 위치에서, 누름봉의 후방부(42a,42b) 또한 Y방향의 전방으로 최대한 되밀려져, 탄성와셔(44a, 44b)를 압축하는 결과를 가져온다. 이러한 압축으로 인해, 누름봉의 전방부 (40a,40b) 에 의해, 운동 단부부재 (34') 상에 조임력이 가해진다.
특히 제4도에 좀더 상세히 도시된 파지장치는 그밖에 염료봉(a)의 끝부분들을 그들이 장치내로 관통하기 전에 안정된 위치를 갖도록 격자(62)를 갖는다. 이 격자(62)는 요부(@2)에 대항하는 평판(!8)의 측부로부터 본체(12)의 중앙부(14)에 고정되어 있다. 이 격자(26)는 예컨대 나사(64)에 의해 격자를 본체(12)에 고정하는 프레임과, 방향 X 및 Y를 따라 규칙적으로 배치되어 있는 2열의 평행한 박판으로 구성되어, 이들간에 정방향 공극부를 한정하도록 되어 있다. 각각의 정방형 공극부의 중앙부는 각각의 구멍(20)의 축선들간에 정방향 공극부를 측방길이는 구멍들의 직경보다 크다.
피지할 소정의 연료봉들의 끝부분들이, 장치가 새것일 때 그 봉들이 형성하는 격자에 대해서 약간 옮겨지면, 평판(62)은 구멍(20)내로 끝부분들의 관통을 용이하게 하기 위해 이들 끝부분을 재중심 맞출 수 있다.
본 발명에 따른 파지장치는 또한 이잭터(66)를 포함하는데 그것의 주된 기능은 연료봉들이 옮겨지고 조임력이 이완된 후에 연료봉들(a)을 장치의 밖으로 방출케 하는 것이다.
제 4 도가 나타내는 바와같이, 상기 이잭터(66)는 본질적으로 평면(XY)에 평행한 평판(68)과 1군의 바아(70)를 갖는다. 평판(68)은 본체(12)외부, 좀더 상세하게는 요부(22)를 막고 있는 부분(28)의 측부에 위치해 있다.
특히, 일반적으로 정방향인 평판(68)은 방향(Z)에 평해하게 본체(12)의 대응면 상으로 돌출하는 컬럼(72)상에 미끄럼운동하도록 수용되어 있다. 컬럼(72)은 그들 앵글의 각각의 근처에서 평판(28)을 횡단한다. 평판(68)과, 각 컬럼(72)의 끝부분에 형성된 어깨부 사이에는 스프링(74)이 압축되어, 평판(68)을 핀(28)쪽으로 이동시킨다.
바아(70)는 구멍(20) 및 (32)에 의해 형성된 것과 동일한 격자를 따라 평판(28)을 향해 있는 평판(68)의 면위에 고정된다. 또한, 이들 바아는 균일한 원형단면을 가지며, 원형 단면의 직경을 파지할 연료봉의 직경과 거의 동일하다. 제 4 도의 좌측부에 도시된 바와 같이 각각의 바아의 축선을 구멍(20) 및 (32) 쌍들의 하나의 축선과 일치하며, 스프링들(74)은 이들바아(70)가 각각의 구멍(32)에 들어가게 하고, 이어서 운동부재(34)들의 사이를 통과하여 마침내는 구멍(20)들의 각각의 안으로 관통하도록 작용한다.
전술한 장치를 핵 연료 장치로부터 1군의 연료봉을 방출하기 위해. 그 1군의 연료봉(a)의 끝부분을 파지하는 용도로 사용코자 할때, 우선 연료봉들의 끝부분들을 구멍(20)내로 유도하는데, 이러한 조작은 격자(62)의 존재에 의해 용이하게 된다. 일반적으로, 이러한 조작은 연료봉들을 포함하고 있는 장치를 고정시키면서 그리고 연료봉들의 끝부분들을 구멍(20)들 내부로, 이어서 부재(34)들 사이로 마침내는 구멍(32)들의 내부로듀도하도록 파지장치를 점차적으로 이동하면서 행해지는데, 이때 이잭터(66)는 바아(70)의 끝부분들만이 구멍(32)들내에 도입되어 있도록 힘을 받게 된다. 동 상황은 제 4도의 우측에 도시되어 있다.
제 5 도에 보다 상세히 예시된 바와 같이, 연료봉들의 끝부분(a)들을 파지장치의 내부로 도입하는 것은 연료봉들의 각각의 상단 고정부(a1)가 부분(28)내에 형성된 구멍(32)내로 완전히 관통되도록 행해진다. 따라서, 실질적인 파지는 상단 고정부로부터 용기(a2)를 통상적으로 분리하는 용접비이드(a3) 하부의 용기 (a2)상에서 발생된다. 이렇게 함으로써, 제 5 도에 도시한 바와 같이, 연료봉의 끝부분 사이에 일반덕으로 존재하는 Z방향에 따른 변위에도 불구하고 연료봉들의 각각에 대한 파지의 질이 확실히 보장될 수 있다.
상기한 변위는 방사선에의 노출 후의 동일한 장치의 연료봉들의 길이의 차이에 기인한다.
이러한 상태에서, 파지할 각각의 연료봉의 일부분은 격벽(24)에 의해 한정되는 통로(26)를 관통한다. 제 6 도에 보다 상세히 예시된 바와 같이, 각 통로의 끝부분에서 시작하여, 대응 누름봉의 둥근 전방부(40a,40b) 운동 단부부재(34'), 병치된 2개의 연료봉(a), 운동부재(34) 및 여타의 2개의 연료봉들(a)등를 차례로 볼 수 있다.
보다 상세하게는 , 운동 단부부재(34')는 누름봉의 일부분(40b)의 볼록한 끝부분에 접촉되는 평편한 후면을 갖는다. 그의 전면상에서, 부재(34')는 각 연료봉(a)상에 접촉할 수 있고 그 사이로 중간 분기부(76')를 돌출시키는 2개의 평탄한 면을 갖는다.
운동부재(34)의 각각은 십자 형상을 가지며, 그의 이 분기부는 대응 통로에 대해 횡단하도록 배치되어 있으며, 인접한 4개의 연료봉들에 대한 그의 대향면들에 의한 베어링 지지부로서의 역할을 한다.
부재(34)의 각각에 의해 형성되는 십자형의 다른 분기부(76)는 인접한 연료봉(a)들 사이에 제 1 분기부의 양측부로 돌출하는 2개의 부분들에 의해 이루어진다.
분기부(76 및 76')의 끝부분들은 평면이고 중심 간극(j)만큼 떨어져 있다. 체결중에, 만일 연료봉(a)의 용기의 충돌에 의해 간극(j)에 해당하는 케이스의 변형이 일어날 경우, 분기부(76 및 76')는 서로 접촉하여 연료봉에 가해지는 힘의 증가를 방치하여준다. 따라서, 분기부(76 및 76')에 의해 각 연료봉에 개별적으로 가해지는 조임력을 제한하는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이, 장치내의 안내관들에 의한 최초의 점유 공간은 파지되는 1군의 연료본(a)들의 공간을 이룬다. 또한, 제 3 도에 도시된 바와 같이, 장치는 홀수 열의 연료봉을 가질 수 있으므로, 측명 통로주의 하나는 1열의 연료봉을 내장할 수 있다.
이러한 체결의 효율성이 공간부에 의해 저해되지 않도록 하기 위해, 축선이 Z축선 방향을 지향하는 로울러(78)들을 통로(26)내의 대응 위치에 놓이도록 한다, 이들 로울러의 길이는 대응통로의 높이 보다 약간 작으며, 그들의 직경은 연료봉들의 직경과 거의 같다. 이렇게하여, 격자가 완성되어 체결이 효율성이 보존된다.
앞에서 지적한 바와 같이, 실제적으로 체결 또는 조임은 부분(54a,54b)을 예컨대, 잭 같은 것을 이용하여 요부(46a,46b)의 내부로 밀어줌으로써 이루어진다. 경사부(52a,52b) 및 (60a,60b)의 상호 작용을 통하여, 제 3 도 및 제 4 도의 우측에 도시한 바와 같이, 부분(48a,48b)을 되밀어서, 부분(48a,48b)이 또 다른 부분(54a,54b)의 평탄한 부분에 대하여 쐐기로 고정되는 안정된 체결상태를 달성할 수 있다. 이 안정된 위치에서, 조입력이 통로(26)의 각각의 내부에서, 누름봉(36a,36b) 및 그들의 탄성와셔(44a,44b)에 의해 부재(34')에 가해진다.
각각의 통로내에서, 2개의 열의 연료봉의 체결이 실현되어, 각각의 연료봉은 인접한 두개의 운동부재(34)사이에 파지된다 또한, 소정의 연료봉의 케이스의 충돌이 과도할 경우라도, 이러한 충돌은 상기 연료봉을 체결하고 있는 운동부재(34)의 분기부(76)의 끝부분들의 접촉지지에 의해 제한된다.
이러한 방식으로 연료봉을 파지할 경우, 연료봉을 장치(10)의 도움에 의해, 부분(54a,54b)을 위한 또 다른 색들이 고정 배치된 연료봉 해체 구역까지 운반하는 것이 가능하다. 이들 잭들에 의해, 부분(54a 및 54b)을 제 3 도의 좌측에 도시된 위치로 이동시켜, 연료봉의 끝부분에 가해지는 조임력을 감소시킬 수 있다 스프링(74)의 작용하에, 제4도의 좌측에 예시한 바와 같이, 바아(70)를 구멍(32) 및 (20)내로 유도함으로써 연료봉들을 장치밖으로 방출한다. 변헝예로서, 스프렁(74)을 제거할 수도 있다 이 경우, 연료봉 해체구역에 배치되는 고정 지지부에 판(68)을 접촉시킴으로써, 연료봉(a)을 장치 외부로 방출할 수 있다.
본 발명의 예로써 저술한 실시예에만 국한되지 않고, 모든 변형예를 포함함은 말할 나위 없다.
먼저, 격벽(24)의 수를 2배로 하고, 그 격벽들 사이에서 한정되는 통로(26)에 각각 연료봉(a)들중 하나의 일을 수용시킬 수도 있음을 지적코자 한다. 또한, 1군의 공간부에 상이한 형상의 부분(34)을 사용함으로써, 상기 공간부를 로울러(78)로 채우는 것을 피할 수도 있다.
끝으로, 전술한 것과는 상이한 체결 또는 조임수단을 사용하여 각 통로내에 종방향 조임력을 가해주는 것도 가능하다. 특히, 상기한 체결의 수단을 장치의 본체의 일측부에만 설치할 수도 있다. 또한, 탄성와셔(44a,44b) 대신 압축 스프링과 같은 등가의 여타의 탄성장치를 사용할 수도 있다.

Claims (14)

  1. 핵 연료 장치내의 정방형 격자를 따라, 최대 n개의 평행한 열로 배치되어 있는 1군의 연료봉(a)을 파지하는 장치에 있어서, 장방형으로 오목한 중앙부를 가지며, 그 중앙부의 치수가 적어도 상기 1군의 연료봉의 단면의 외부치수와 동일하고, 또한 평행격벽(24)이 그 중앙부를 p개의 통로(26)로 분할하고, 각각의 통로는 인접하는 최대 2개의 열을 연료봉의 끝부분을 수용하도록 되어 있는 본체(12)와, p개의 통로(26)들의 각각에 위치하며, 각각의 연료봉의 끝부분이 동일 통로의 인접한 2개의 운동부재들 사이에 위치하도록 하는 p열의 (n+1)개의 운동부재(34,34') 및, 상기 본체(12)의 중앙부(14)의 적어도 일측부상에 위치하며 상기 통로(26)의 각각에 내장된 연료봉(a)의 끝부분 및 운동부재(34,34')에, 각 연료봉을 동일 통로의 인접하는 2개익 운동부재 사이에 체결하는 힘을 가해주는 조임수단 (36a,36b,48a,48b,54a,54b)으로 구성되는 것을 특징으르 하는 연료봉의 파지장치.
  2. 제 1 항에 있어시, 상기 장치는 소정 열의 n개 이하의 연료봉으로 되어 상기 정방형 격자내에 공간부를 형성하는 1군의 연료봉을 파지하는데 적합하며, 또한 연료봉의 직경과 거의 동일한 외경을 갖고 격자 내의 공간부를 채워 주기 위해 소정의 운동부재(34)들 사이에 위치하는 로울러(78)를 갖는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  3. 제 1 항 또는 2항에 있어서, 상기 통로(26)는 각각 2개의 열의 인접한 연료봉(a)의 끝부분을 수용하며, 상기 운동부재(34.34')는 십자형상을 하고. 동일 통로의 인접한 연료봉의 2개의 열 사이에 위치한 분기부(76,76')를 가지며 그 분기부의 일끝부분은 인접한 운동부재의 상기 분기부(76,76')의 일끝부분과 접촉하여, 체결수단의 작동시 연료봉에 가해지는 힘을 제한하여 주는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  4. 제 1 항 또는 2항에 있어서, 상기 장치는 요부를 갖는 중앙부(14)에 의해 형성된 장방형에 직교하는 방향으로 상기 본체(12)에 대해 운동하는 판(68)을 갖는 이잭터(66)를 또한 가지며, 상기 판은 연료봉(a)의 것과 동일한 격자를 따라 배치되어 연료봉의 위치를 점유할 수 있는 1군의 바아(70)를 가짐으로써, 체결수단이 이완된 후에 상기 바아를 파지장치(10)로 부터 방출시키도록 된 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 장치는 연료봉(a) 대신 바아(70)가 운동부재(34,34')사이에 배치되어 있는 위치로 상기 이젝터(66)를 이동시기는 탄성수단(74)을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  6. 제 1 항 또는 2항에 있어서, 상기 체결수단은 본체(12)의 중앙부(14)의 양 측부상에 위치하고, 각각이 양 끝부분의 각 통로(26)를 관통하는 2개의 열의 p개의 누름봉 (36a,36b)과, 이들 누름봉(36a,36)을 상기중앙부(14)로 이동시켜 연료봉(a)의 끝부분과 운동부재(34,34')에 힘을 가해 주는 작동수단 48a,48b,54a,54b으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지창치.
  7. 제 6 항에 있어서, 각각의 누름봉(36a,36b)은 2개의 이끄럼부 (40a,40b,42a,42b)로 되어 있으며, 또한 작동수단(48a,48b,54a,54b)에 의해 가해진 힘을 상기 양 미끄럼부 사이에 전달하는 탄성장치(44a,44b)를 갖는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 작동수단은 누름봉(36a,36b)의 각 열의 작용하는 2개의 웨지 장치로 구성되며, 상기 웨지 장치는 안정된 개방 웨지 장치는 안정된 폐쇄위치를 점유하는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 각 웨지 장치는 본체(12)내에서 중앙부(14)로 접근 및 이탈하는 미끄럼 방향으로 운동하고, 누름봉(36a,36b)열의 한쪽과 접촉하는 제 1 부분(48a,48b)과, 그 제1부분의 미끄럼 방향에 직교 하는 방향으로 본체(12)내에서 운동하는 제 2 부분(54a,54b)으로 구성도며, 상기 제1 및 제 2 부분은 상기한 안정된 개방 및 밀폐위치를 한정하는 평탄한 부분으로 종결되는 경사부(52a,52b,60a,60b)에 의해 상호작용하는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 장치는 요부를 갖는 중앙부(14)에 의해 형성된 장방형에 직교하는 방향으로 본체(12)에 대해 운동하는 판(68)을 갖는 이잭터(66)를 또한 가지며, 상기 판은 연료봉(a)의 것과 동일한 격자를 따라 배치되어 연료봉의 위치를 점유할 수 있는 1군의 바아(70)를 가짐으로써, 체결수단이 이완된 후에 상기 바아를 파지장치(10)로부터 방출시키도록 된 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 체결수단은 본체(12)의 중앙부(14)의 양 측부상에 위치하고 각각이 양 끝부분의 각 통로(26)를 관통하는 2개의 열의 p개의 누름봉(36a,36b)과, 이들 누름봉(36a,36b)을 상기 중앙부(14)로 이동시켜 연료봉(a)의 끝부분과 운동부재(34,34')에 힘을 가해주는 작동수단(48a,48b,54a,54b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  12. 제 4 항에 있어서, 상기 체결수단은 본체(12)의 중앙부(14)의 양 측부상에 위치하고 각각이 양 끝부분의 각 통로(26)를 관통하는 2개의 열의 p개의 누름봉(36a,36b)과, 이들 누름봉(36a,36b)을 상기 중앙부(14)로 이동시켜 연료봉(a)의 끝부분과 운동부재(34,34')에 힘을 가해주는 작동수단(48a,48b,54a,54b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  13. 제 5 항에 있어서, 상기 체결수단은 본체(12)의 중앙부(14)의 양 측부상에 위치하고 각각이 양 끝부분의 각 통로(26)를 관통하느 2개의 열의 p개의 누름봉(36a,36b)과, 이들 누름봉(36a,36b)을 상기 중앙부(14)로 이동시켜 연료봉(a)의끝부분과 운동부재(34,34')에 힘을 가해주눈 작동수단(48a,48b,54a,54b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료봉의 파지장치.
  14. 제 7 항에 있어서, 상기 작동수단은 누름봉(36a,36b)의 각 열에 작용하는 2개의 웨지 장치로 구성되며, 상기 웨지 장치는 안정된 개방 위치와 폐쇄위치를 점유하는 것을 특징으로하는 연료봉의 파지장치.
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