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상부설치형 노내계측기 지지구조

阅读:1015发布:2020-09-07

专利汇可以提供상부설치형 노내계측기 지지구조专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PURPOSE: An in-core instrument(ICI) guide structure for a top mounted ICI system is provided to prevent overheat at the core of a nuclear reactor by inserting in-core instrument through an upper cover. CONSTITUTION: A nozzle of a measurement unit(40) is penetrated through an upper cover and is fixed to the upper cover. A guide pipe(30) of the measurement unit has a hollow for guiding the measurement unit therein. The guid pipe of the measurement unit is extended to inside a nuclear fuel assembly. A structure(50) for supporting the measurement unit is interposed between an upper and a lower cover of the nuclear reactor. A control rod driving system(27) is included in the central of the upper cover of the nuclear reactor.,下面是상부설치형 노내계측기 지지구조专利的具体信息内容。

  • 원자로 상부덮개(22)를 관통하여 상부덮개(22)에 고정되고, 내부에 노내계측기(30)가 삽입되는 중공부가 형성되어 있는 다수개의 노내계측기(In-core instrument : ICI)노즐(40)과;
    일단이 상기 노내계측기 노즐(40)에 연결되고, 타단이 핵연료집합체(24) 내부까지 연장되어 형성되되, 내부에는 노내계측기(30)를 안내하는 중공부가 형성되어 있는 노내계측기 안내관(42); 및
    상기 원자로 상부덮개(22)와 상부안내구조물(26) 사이에 구비된 노내계측기 지지구조물(50);
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상부설치형 노내계측기 지지구조.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 노내계측기 노즐(40)은,
    원자로 상부덮개(22)의 중심부에 구비된 제어봉구동장치(27)로부터 일정간격 떨어진 주변부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상부설치형 노내계측기 지지구조.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 노내계측기 노즐(40)은,
    내부에 노내계측기(30)를 삽입할 수 있는 중공관이 한 개 형성되어 있는 단일ICI노즐(40a) 또는 내부에 노내계측기(30)를 삽입할 수 있는 중공관이 다수 개 형성되어 있는 다중ICI노즐(40b)인 것을 특징으로 하는 상부설치형 노내계측기 지지구조.
  • 제 3 항에 있어서,
    상기 다중ICI노즐(40b)에는,
    상기 다중ICI노즐(40b)의 상부에 구비되며 다수개의 노내계측기 삽입관(46)이 형성된 노즐덮개(43)와, 상기 다중ICI노즐(40b)과 상기 노즐덮개(43) 사이에 삽입되어 원자로냉각재의 압력경계를 유지하는 밀봉체(44) 및 상기 다중ICI노즐(40b)과 상기 노즐덮개(43)를 체결하는 밀봉체결구(41)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 상부설치형 노내계측기 지지구조.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 노내계측기 지지구조물(50)은,
    제어봉집합체연장축(Control Element Assembly Extension Shaft : CEAES)안내관(28)을 지지하는 구멍이 형성된 격자형 구조물로 구성되는 상부지지격자(52)와,
    상기 노내계측기 안내관(42)을 지지하기 위한 판형구조물인 지지판(57)이 상 기 제어봉집합체연장축 안내관(28)의 정렬방향에 평행하게 형성되어 있는 중간지지격자(53)와,
    상기 제어봉집합체연장축 안내관(28) 및 상기 노내계측기 안내관(42)을 각각 지지하는 관통구멍이 형성된 격자형 구조물의 하부지지격자(54)와,
    각 지지격자를 수직방향으로 연결ㆍ고정하는 수직지지대(56) 및,
    노내계측기 지지구조물(50)을 원자로에 고정하는 수평지지대(55)로 구성되는 것을 특징으로 하는 상부설치형 노내계측기 지지구조.
  • 제 5 항에 있어서,
    상기 노내계측기 안내관(42)은,
    상기 하부지지격자(54) 상부에 위치하는 노내계측기 안내관(42)의 일부를 곡관으로 형성하되, 곡관부의 변곡점위치 또는 곡관부의 곡률반경을 조절하여 노내계측기 안내관(42)의 길이를 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상부설치형 노내계측기 지지구조.
  • 제 6 항에 있어서,
    상기 곡관으로 형성된 노내계측기 안내관(42)은,
    상기 중간지지격자(53)의 지지판(57)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 상부설치형 노내계측기 지지구조.
  • 제 5 항에 있어서,
    상기 노내계측기 지지구조물(50)은,
    상기 수평지지대(55)가 원자로의 상부덮개(22)의 하부에 결합되어, 상기 원자로 상부덮개(22)와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 상부설치형 노내계측기 지지구조.
  • 제 5 항에 있어서,
    상기 노내계측기 지지구조물(50)은,
    상기 수평지지대(55)가 상기 상부안내구조물(26)의 플랜지 상단에 결합되어, 상기 상부안내구조물(26)과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 상부설치형 노내계측기 지지구조.
  • 说明书全文

    상부설치형 노내계측기 지지구조{In-core instrument(ICI) guide structure for the top mounted ICI system}

    본 발명은 상부설치형 노내계측기(In-core Instrument : ICI) 지지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ICI노즐 및 ICI지지구조물 등을 구비하여 원자로의 상부덮개를 통하여 노내계측기를 삽입·설치할 수 있도록 함으로써 ICI노즐 및 ICI안내관 등에 균열이 발생하거나 파단이 발생하더라도 원자로냉각재가 유출되어 노심이 공기 중에 노출되는 것을 방지할 수 있는 상부설치형 노내계측기 지지구조에 관한 것이다.

    노내계측기(In-core instrument : ICI)는 원자로 내부 노심의 중성자속 밀도 및 온도 등을 측정하여 원자로의 출력을 계측하기 위한 장치를 말한다. 원자로에는 다양한 유형의 방사선을 주기적으로 측정하기 위해서 여러 종류의 계측기와 센서가 설치되어 있다.

    도 1은 종래 기술에 따른 노내계측기 지지구조를 나타내는 도면이다.

    도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 노내계측기 지지구조는 노심의 중성자속 밀도 등을 측정하는 노내계측기(ICI)와, 원자로용기 플랜지와 동일한 높이의 작업바닥에 설치된 ICI밀봉테이블(10)과, 원자로의 하부경판(12)을 관통하는 원자로 하부노즐(14)과, ICI밀봉테이블(10)과 하부노즐(14)을 연결하는 ICI안내관(16) 및 ICI안내관(16)을 지지하는 안내관지지대(18)를 포함하여 구성되어 있다.

    ICI밀봉테이블(10)은 노내계측기를 최종 삽입하기 위한 밀봉작업이 이루어지는 곳으로 원자로용기(20)의 외부 소정 위치에 설치되되, 작업의 편의상 통상 원자로 플랜지와 동일한 높이에 위치한다.

    하부노즐(14)은 원자로의 하부경판(12)을 관통하여 결합되며, 원자로의 하부경판(12)의 외부로 돌출되는 부위에는 ICI안내관(16)이 연결된다.

    ICI안내관(16)은 노내계측기가 내부에 삽입되는 중공의 관으로서 일단이 ICI밀봉테이블(10)에 연결되며 타단이 하부노즐(14)에 연결된다.

    안내관지지대(18)는 ICI안내관(16)을 따라 일정한 간격으로 구비되어 ICI안내관(16)을 고정ㆍ지지한다.

    상기와 같은 종래의 노내계측기 지지구조에 있어서, 각각의 노내계측기(ICI)는 ICI밀봉테이블(10)과 ICI안내관(16) 및 하부노즐(14)을 통하여 노심으로 삽입ㆍ설치된다.

    그러나, 상술한 종래기술과 같이 노내계측기를 원자로의 하부경판(12)을 통하여 삽입ㆍ설치하는 경우 ICI안내관(16)과 하부경판(12)을 관통하는 하부노즐(14)에 균열이 발생하거나 ICI안내관(16)에 파단이 발생하면 이를 통해 원자로 1차계통 냉각재의 누설이 발생하여 원자로수위가 노심 아랫부분으로 내려가 원자로 노심이 공기 중에 노출될 가능성이 있다. 원자로 노심이 공기 중에 노출되면 원자로의 냉각이 원활하게 이루어지지 않아 원자로가 과열되어 파손될 우려가 있다.

    본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원자로의 상부덮개에 ICI노즐 및 밀봉구조물을 구비하고, 원자로 상부덮개와 상부안내구조물 사이에 노내계측기를 지지하는 ICI지지구조물을 설치하여 원자로 상부덮개를 통하여 노내계측기를 삽입ㆍ설치할 수 있도록 함으로써, ICI안내관에 파단이 발생하더라도 이를 통한 원자로냉각재의 누출이 발생하지 않으므로 원자로수위가 노심 아랫부분으로 내려가 원자로 노심이 공기 중에 노출되어 과열되는 것을 방지할 수 있고, ICI노즐에 균열이 발생하더라도 이를 쉽게 파악할 수 있는 상부설치형 노내계측기 지지구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

    상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 원자로 상부덮개(22)를 관통하여 상부덮개(22)에 고정되고, 내부에 노내계측기(30)가 삽입되는 중공부가 형성되어 있는 다수개의 노내계측기 노즐(40)(이하 'ICI노즐'이라한다)과; 일단이 상기 ICI노즐(40)에 연결되고, 타단이 핵연료집합체(24) 내부까지 연장되어 형성되되, 내부에는 노내계측기(30)를 안내하는 중공부가 형성되어 있는 노내계측기 안내관(42)(이하 'ICI안내관'이라한다) 및; 상기 원자로 상부덮개(22)와 상 부안내구조물(26) 사이에 구비된 노내계측기 지지구조물(50)(이하 'ICI지지구조물'이라한다);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

    본 발명에 따른 상부설치형 노내계측기 지지구조에 의하면, ICI노즐 또는 ICI안내관 등에서 균열이나 파단이 발생하더라도 이를 통한 원자로냉각재의 유출에 따른 원자로 과열을 방지할 수 있고, ICI안내관의 곡관부의 우회경로를 조정하여 ICI안내관들의 길이를 동일하게 설계할 수 있다. 또한 하나의 노즐에 여러 개의 노내계측기를 삽입할 수 있는 다중ICI노즐과 하나의 노즐에 하나의 노내계측기를 삽입할 수 있는 단일ICI노즐을 필요에 따라 선택적으로 혼합하여 구성할 수 있도록 하여 원자로 상부덮개의 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 ICI노즐은 원자로 상부덮개의 중심부에 구비된 제어봉구동장치로부터 일정간격 떨어진 주변부에 배치되어 두 구조물 간에 상호 간섭이 발생하지 않으면서 원자로의 유지보수작업을 손쉽게 수행할 수 있다는 장점이 있다.

    원자로는 일반적으로 상부덮개와 하부경판 및 원자로용기로 구성된 원자로본체와, 상부덮개의 중앙에 구비된 제어봉구동장치와, 원자로의 하부에 구비된 핵연료집합체와, 제어봉구동장치와 핵연료집합체에 구비된 제어봉을 연결하는 제어봉집합체연장축(Control Element Assembly Extension Shaft : CEAES)안내관(이하 'CEAES안내관'이라한다)과, 다수개의 CEAES안내관이 배치된 상부안내구조물을 포함하여 구성되어 있으며, 원자로의 노심에는 중성자속이나 노심의 온도 등을 측정하 기 위한 노내계측기가 구비되어 있다.

    본 발명은 상기와 같은 원자로의 노내계측기 지지구조에 관한 것으로서, 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

    도 2는 본 발명에 따른 상부설치형 노내계측기 지지구조가 원자로에 설치된 상태를 나타내는 단면도이다.

    도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 상부설치형 노내계측기 지지구조는, 원자로의 상부덮개(22)를 관통하여 설치되며, 내부에 노내계측기(30)가 삽입되는 중공부가 형성되어 있는 ICI노즐(40)과; 일단이 상기 ICI노즐(40)에 연결되고, 타단은 핵연료집합체(24)가 배치된 원자로 노심부 내로 연장되되, 내부에는 노내계측기(30)를 안내하는 중공부가 형성되어 있는 ICI안내관(42)과; 상기 원자로 상부덮개(22)와 상부안내구조물(26) 사이에 구비되어 상기 ICI안내관(42) 또는 CEAES안내관(28)을 지지하는 ICI지지구조물(50)을 포함하여 구성된다.

    ICI노즐(40)은 원자로 상부덮개(22)를 관통하며, 원자로 상부덮개(22)의 중심부에 구비된 제어봉구동장치(27)와의 간섭을 피하기 위하여 제어봉구동장치(27)로부터 일정간격 떨어진 주변부에 배치되어 있다. ICI노즐(40)은 하나의 노즐에 하나의 노내계측기를 설치할 수 있는 단일ICI노즐과 하나의 노즐에 다수개의 노내계측기를 설치할 수 있는 다중ICI노즐이 있다. 원자로 상부덮개(22)를 관통한 ICI노즐의 원자로 내부측 끝단에는 ICI안내관이 연결된다.

    ICI안내관(42)은 ICI노즐(40)을 통하여 삽입된 노내계측기(30)를 핵연료집합체(24) 내의 측정위치로 안내하는 관으로, 일단이 ICI노즐(40)에 연결되고, 타단이 핵연료집합체(24)가 배치된 원자로 노심부 내로 연장되며, 내부에는 노내계측기(30)를 안내하는 중공부가 형성되어 있다.

    ICI안내관(42)은 위치에 따라 ICI지지구조물부 ICI안내관(42a)과 상부안내구조물부 ICI안내관(42b) 및 핵연료집합체부 ICI안내관(42c)의 세 부분으로 구분할 수 있다. 상부안내구조물부 ICI안내관(42b)과 핵연료집합체부 ICI안내관(42c)은 각각 상부안내구조물(26)과 핵연료집합체(24) 내부에서 직관으로 구비되나, ICI지지구조물부 ICI안내관(42a)은 ICI노즐(40)을 통하여 삽입되는 노내계측기(30)를 노심의 지정된 위치로 유도하기 위하여 곡관으로 구비된다. 이때, 곡관형태로 구성되는 ICI지지구조물부 ICI안내관(42a)의 곡률반경 및 변곡점의 위치를 적절히 조정함으로써 각 ICI노즐(40)로부터 각 ICI안내관(42)의 직관부가 시작되는 위치까지의 거리가 각각 다름에도 불구하고, 모든 ICI안내관(42)의 길이를 동일하게 제작할 수 있다.

    이러한 방법으로 모든 ICI안내관(42)의 길이를 동일하게 하여 배치하면 동일한 길이의 노내계측기(30)를 사용할 수 있으므로 노내계측기(30)의 제조 및 설치가 편리하고 작업효율이 향상된다. 이 경우 원자로 내에 설치되는 모든 ICI안내관(42)의 길이를 동일하게 할 수도 있고, 필요에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 일부 ICI안내관(42)을 그룹으로 묶어서 동일그룹(42d 또는 42e)에 속하는 ICI안내관(42)의 길이를 동일하게 할 수도 있다.

    ICI지지구조물부 ICI안내관(42a)은 원자로 상부덮개(22)와 상부안내구조물(26) 사이에 구비되어 있는 ICI지지구조물(50)에 의하여 고정ㆍ지지된다. ICI지지구조물(50)의 형상 및 설치방법에 관하여는 후술하여 상세하게 설명하기로 한다.

    상기와 같은 노내계측기 지지구조에 있어서, ICI노즐(40) 및 ICI안내관(42)을 통하여 노내계측기(30)가 삽입된 후 노심의 중성자속 또는 온도 등을 측정하게 된다.

    도 3은 본 발명에 따른 단일ICI노즐의 설치구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 다중ICI노즐의 설치구조를 나타내는 도면이다.

    도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 단일ICI노즐(40a)은 원자로 상부덮개(22)를 관통ㆍ고정되며, 내부에는 노내계측기(30)를 삽입할 수 있는 중공관이 한 개 형성되어 있으며, 단일ICI노즐(40a)의 상단에는 ICI체결부(47)가 구비되어 있다.

    도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 다중ICI노즐(40b)은 원자로 상부덮개(22)를 관통ㆍ고정되며, 내부에는 노내계측기(30)를 삽입할 수 있는 중공관이 다수 개 형성되어 있다. 다중ICI노즐(40b)의 상부에는 노즐덮개(43)가 구비되어 있다. 다중ICI노즐(40b)과 노즐덮개(43) 사이에는 밀봉체(44)가 삽입된 후 밀봉체결구(41)를 사용하여 다중ICI노즐(40b)과 노즐덮개(43)를 밀봉ㆍ체결함으로써 원자로냉각재의 압력경계를 유지한다.

    노즐덮개(43)에는 다수개의 ICI삽입관(46)이 연결되어 있고, ICI삽입관(46)의 상단에는 ICI체결부(47)가 구비되어 있다.

    노내계측기(30)는 단일ICI노즐(40a) 또는 다중ICI노즐(40b)에 구비된 ICI체결부(47)를 통하여 삽입되며, 노내계측기(30)가 원자로의 노심에 완전히 삽입되면 노내계측기(30)를 ICI체결부(47)에 밀봉ㆍ고정시킨다.

    ICI노즐(40)은 원자로 상부덮개(22)의 공간과 구조에 따라 단일ICI노즐(40a) 또는 다중ICI노즐(40b) 중 어느 하나를 선택하여 설치하거나, 단일ICI노즐(40a) 또는 다중ICI노즐(40b)을 혼합하여 설치할 수 있다.

    도 5는 노내계측기의 구체적인 형상을 나타내는 도면이다.

    도 5를 참조하면, 노내계측기(30)는 밀봉플러그(32), 계측선 연결부(31), 검출기(34) 및 밀봉고정나사(36)로 구성된다.

    검출기(34) 내부에는 원자로 노심의 중성자속과 온도를 검출하는 계측기가 설치되어 있다. 검출기(34)는 굽히기 쉬운 구조로 형성되어 있어서 곡관형상의 ICI안내관(42)을 따라 쉽게 삽입하거나 추출할 수 있다. 노내계측기(30)는 밀봉플러그(32)를 ICI노즐(40)에 형성된 ICI삽입관에 삽입한 다음 밀봉고정나사(36)를 ICI체결부(47)에 고정함으로써 ICI노즐(40)에 밀봉 고정된다.

    계측선연결부(31)에는 외부로부터 연결되는 계측신호 연결선이 연결된다.

    도 6은 ICI지지구조물에 핵연료집합체, ICI안내관 및 CEAES안내관이 배치된 상태를 나타내는 평면도이다.

    도 6을 참조하면, ICI노즐(40)은 제어봉구동장치(27)가 위치하는 원자로 노 심 상부의 주변에 위치하고, 상기 ICI노즐(40)에서 연장된 ICI안내관(42)은 노심에 분포되어 있는 핵연료집합체(24)의 내부로 연장되어 위치하게 된다.

    CEAES안내관(28)은 원자로 상부덮개(22)의 가운데에 설치된 제어봉구동장치(27)로부터 핵연료집합체(24)가 배치된 원자로 노심부까지 직선으로 연장되어 있다.

    이때, CEAES안내관(28)과 ICI안내관(42)은 상호 간섭하지 않도록 하기 위하여 서로 엇갈리도록 배치되어 있다. 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이 CEAES안내관(28)이 일정각도를 이루면서 나란하게 정렬되어 있는 경우, ICI안내관(42)도 CEAES안내관(28)과 동일한 각도를 이루면서 CEAES안내관(28) 사이에 평행하게 정렬된다.

    ICI안내관(42)은 노내계측기(30)의 제작 편의와 설치효율을 향상시키기 위하여 동일한 길이로 구비된다. 그러나, ICI노즐(40)은 원자로 상부덮개(22)의 중심부에 구비된 제어봉구동장치(27)와의 간섭을 피하기 위해 제어봉구동장치(27)로부터 일정간격 떨어진 주변부에 배치되어 있고, ICI노즐(40)에 연결된 ICI안내관(42)은 ICI지지구조물(50)의 하부지지격자(54)에 골고루 분포되어 고정되기 때문에 상기 ICI노즐(40)로부터 상기 하부지지격자(54)에 형성된 ICI안내관(42)을 지지하는 각각의 관통구멍까지의 직선거리는 일정길이 차이가 난다.

    따라서, ICI안내관(42)의 길이를 동일하게 유지하기 위해서는 ICI지지구조물부 ICI안내관(42a)의 곡관부의 우회경로를 조정하여 전체 ICI안내관(42)의 길이를 동일하게 한다. 즉, ICI노즐(42)로부터 직관부가 시작되는 위치까지의 거리가 가까운 경우에는 곡관부의 우회경로를 길게 하고, ICI노즐(42)로부터 직관부가 시작되는 위치까지의 거리가 먼 경우에는 곡관부의 우회경로를 짧게 하여 ICI안내관(42)의 길이를 동일하게 조정하게 된다.

    도 7은 곡관부의 우회경로가 짧은 ICI지지구조물부 ICI안내관의 곡관부 형상을 나타내는 도면이고, 도 8은 곡관부의 우회경로가 긴 ICI지지구조물부 ICI안내관의 곡관부 형상을 나타내는 도면이다.

    도 7 및 도 8을 참조하면, ICI안내관(42)에 배치된 5개의 점 (x 1 ,y 1 ), (x 2 ,y 2 ), (x 3 ,y 3 ), (x 4 ,y 4 ), (x 5 ,y 5 )을 기준으로 곡률반경 R로 곡관을 만들 때, 점 (x 1 ,y 1 )은 원자로 상부덮개(22)에 형성된 ICI노즐(40)에 부착된 ICI안내관(42)의 시작점의 위치이고, 점 (x 5 ,y 5 )는 ICI지지구조물부 ICI안내관(42a)의 끝 부분의 위치를 나타낸다. 점 (x 2 ,y 2 ), (x 3 ,y 3 ), (x 4 ,y 4 )는 ICI안내관(42)상의 곡관이 형성되는 부분에 있어서 직관부의 연장선이 만나는 점이다. 따라서 점 (x 3 ,y 3 )의 위치를 이동시킴으로써 ICI안내관(42)의 곡관 형상이 변경되며, 이를 통하여 ICI안내관(42) 전체의 길이를 조절할 수 있다. 점 (x 1 ,y 1 ), (x 2 ,y 2 ), (x 3 ,y 3 ), (x 4 ,y 4 ), (x 5 ,y 5 )를 기준으로 곡률반경 R의 곡관으로 배치되는 ICI안내관의 길이는 다음 식으로 계산된다.

    (ICI안내관의 배치각도)

    (직관이 곡관으로 굽혀질 때 각 직관부에서 감소되는 길이)

    (곡률반경 R로 곡관이 형성되는 각 곡관부의 길이)

    (점 (x 1 ,y 1 ), (x 2 ,y 2 ), (x 3 ,y 3 ), (x 4 ,y 4 ), (x 5 ,y 5 ) 사이의 직선거리)

    (전체 ICI안내관의 길이 : L total )

    상기와 같은 방법을 통하여 ICI안내관(42)의 곡관부의 우회경로를 조정하여 곡관부의 길이를 조정함으로써 ICI안내관(42)의 길이를 동일하게 조정할 수 있다.

    도 9는 도 2에 도시된 ICI지지구조물의 형상을 나타내는 도면이고, 도 10은 ICI지지구조물에 ICI안내관이 고정된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 11은 ICI지지구조물에 ICI안내관 및 CEAES안내관이 고정된 상태를 나타내는 사시도이다.

    도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 ICI지지구조물(50)은 CEAES안내관(28)을 지지하는 상부지지격자(52)와, ICI안내관(42)을 지지하는 중간지지격자(53)와, CEAES안내관(28) 및 ICI안내관(42)을 지지하는 하부지지격자(54)와, 각 지지격자들의 수직방향을 연결ㆍ고정하는 수직지지대(56) 및 ICI지지구조물(50)을 원자로 상부덮개(22) 또는 상부안내구조물(26)에 고정시키는 수평지지대(55)를 포함하여 구성된다.

    상부지지격자(52)는 ICI지지구조물(50)의 최상부에 구비되며, 상부지지격자(52)의 내부에는 격자형의 구조물이 형성되고, 격자형 구조물의 교차점에는 원자로 내부에 수직방향으로 구비된 CEAES안내관(28)을 지지하는 관통구멍이 형성되어 있다.

    중간지지격자(53)는 ICI지지구조물(50)의 중간 부분에 하나 이상이 설치되 며, 중간지지격자(53) 내부에는 곡관으로 배치되는 ICI안내관(42)을 지지하는 판형 구조물인 지지판(57)이 CEAES안내관(28)과 접촉하지 않도록 일정한 간격으로 형성되어 있다.

    하부지지격자(54)는 ICI지지구조물(50)의 하부에 하나 이상이 설치되며, 하부지지격자(54)의 내부에는 ICI안내관(42)과 CEAES안내관(28)을 각각 지지하는 관통구멍이 형성된 격자구조물이 형성되어 있다.

    수직지지대(56)는 상부지지격자(52)와, 중간지지격자(53) 및 하부지지격자(54)를 수직방향으로 연결ㆍ고정하는 지지대로 각 지지격자들의 테두리에 결합 되는 다수개의 축으로 구성된다. 그리고 수평지지대(55)는 상부지지격자(52)와 동일평면상의 수직지지대(56)에 외팔보 형상으로 방사형 방향으로 배치되며, 각각의 수평지지대(55)는 원자로 상부덮개(22) 또는 상부안내구조물(26)에 고정되어 ICI지지구조물(50)을 원자로에 고정한다.

    도 10을 참조하면, 상기와 같은 ICI지지구조물(50)에서 ICI안내관(42)은 상부지지격자(52)의 아래쪽에서 중간지지격자(53) 방향으로 삽입된다. 중간지지격자(53) 방향으로 일정한 각도 기울여서 삽입된 ICI안내관(42)은 서로 동일한 길이를 유지하기 위하여 중간지지격자(53)가 위치한 공간에서 곡관부를 형성하며, 이와 같이 형성된 곡관부는 인접한 거리의 중간지지격자(53) 지지판(57)에 고정된다.

    중간지지격자(53)가 위치한 공간을 통과한 ICI안내관(42)은 하부지지격자(54)에 형성된 ICI안내관(42)을 지지하는 관통구멍에 삽입되어 고정된 후 직관형상으로 노심까지 연장된다.

    도 11을 참조하면, CEAES안내관(28)은 상기와 같이 ICI안내관(42)이 구비된 ICI지지구조물(50)에 직관형상으로 상부지지격자(52)와 하부지지격자(54)에 형성된 관통구멍에 삽입되어 고정된다.

    중간지지격자(53)는 CEAES안내관(28)과 곡관형태의 ICI안내관(42)이 서로 간섭하는 것을 피하기 위하여 평판형상의 지지판(57)이 CEAES안내관(28)의 정렬방향에 평행하게 CEAES안내관(28)사이에 배열되어 ICI안내관(42)을 지지한다.

    도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 ICI지지구조물의 설치상태를 나타내는 도면이고, 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 ICI지지구조물의 설치상태를 나타내는 도면이다.

    도 12를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 ICI지지구조물(50)은 ICI지지구조물(50)의 수평지지대(55)를 원자로 상부덮개(22)의 하부에 고정한다. 따라서 ICI지지구조물(50)과 원자로 상부덮개(22)가 일체형 구조물로 결합된다.

    도 13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 ICI지지구조물(50)은 ICI지지구조물(50)의 수평지지대(55)를 상부안내구조물(26)의 플랜지 상단에 부착하여 고정한다. 따라서 ICI지지구조물(50)과 상부안내구조물(26)이 일체형 구조물로 결합된다.

    상기 두 가지 실시예에 따라 ICI지지구조물(50)을 설치하면, 원자로집합체의 유지보수 작업을 할 때 원자로 상부덮개(22)와 상부안내구조물(26)을 원자로 용기로부터 추출하면 용기 내부에는 노심지지원통과 핵연료집합체만 남게 되어 핵연료 집합체를 원자로 용기로부터 용이하게 추출할 수 있다.

    상기 두 가지 실시예는 원자로집합체의 설계특성, 원자로집합체의 유지보수작업의 편리성, 취급장비의 유연성 및 원자로 격납건물의 배치 효율성 등을 고려하여 적합한 구조를 선택할 수 있다.

    이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

    도 1은 종래 기술에 따른 노내계측기 지지구조를 나타내는 도면.

    도 2는 본 발명에 따른 상부설치형 노내계측기 지지구조가 원자로에 설치된 상태를 나타내는 단면도.

    도 3는 본 발명에 따른 단일ICI노즐의 설치구조를 나타내는 도면.

    도 4는 본 발명에 따른 다중ICI노즐의 설치구조를 나타내는 도면.

    도 5은 노내계측기의 구체적인 형상을 나타내는 도면.

    도 6은 ICI지지구조물에 핵연료집합체, ICI안내관 및 CEAES안내관이 배치된 상태를 나타내는 평면도.

    도 7은 곡관부의 우회경로가 짧은 ICI지지구조물부 ICI안내관의 곡관부 형상을 나타내는 도면.

    도 8은 곡관부의 우회경로가 긴 ICI지지구조물부 ICI안내관의 곡관부 형상을 나타내는 도면.

    도 9는 도 2에 도시된 ICI지지구조물의 형상을 나타내는 도면.

    도 10은 ICI지지구조물에 ICI안내관이 고정된 상태를 나타내는 사시도.

    도 11은 ICI지지구조물에 ICI안내관 및 CEAES안내관이 고정된 상태를 나타내는 사시도.

    도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 ICI지지구조물의 설치상태를 나타내는 도면.

    도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 ICI지지구조물의 설치상태를 나타내는 도면.

    <도면의 주요부분에 대한 설명>

    22 : 상부덮개 24 : 핵연료집합체

    26 : 상부안내구조물 28 : CEAES안내관

    30 : 노내계측기(ICI) 40 : ICI노즐

    42 : ICI안내관 50 : ICI지지구조물

    52 : 상부지지격자 53 : 중간지지격자

    54 : 하부지지격자 55 : 수평지지대

    56 : 수직지지대 57 : 지지판

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