[go: up one dir, main page]

KR20110011274A - 내부 격자판의 교차영역에서 핵연료봉을 지지하며 상하로 이동 가능한 탄성 지지판과 삽입형 충격 지지판으로 구성된 지지격자체 - Google Patents

내부 격자판의 교차영역에서 핵연료봉을 지지하며 상하로 이동 가능한 탄성 지지판과 삽입형 충격 지지판으로 구성된 지지격자체 Download PDF

Info

Publication number
KR20110011274A
KR20110011274A KR1020090068838A KR20090068838A KR20110011274A KR 20110011274 A KR20110011274 A KR 20110011274A KR 1020090068838 A KR1020090068838 A KR 1020090068838A KR 20090068838 A KR20090068838 A KR 20090068838A KR 20110011274 A KR20110011274 A KR 20110011274A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
support plate
nuclear fuel
fuel rod
curved
impact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020090068838A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101071288B1 (ko
Inventor
송기남
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020090068838A priority Critical patent/KR101071288B1/ko
Publication of KR20110011274A publication Critical patent/KR20110011274A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101071288B1 publication Critical patent/KR101071288B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/34—Spacer grids
    • G21C3/3416—Spacer grids formed by metallic wires, e.g. springs
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30—Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32—Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/34—Spacer grids
    • G21C3/356—Spacer grids being provided with fuel element supporting members
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명은 핵연료봉의 지지격자체에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 핵연료봉을 지지하는 탄성 지지판이 상하로 이동가능함으로써 냉각수 흐름에 의한 핵연료봉의 유동기인진동과 핵연료봉의 성장 등으로 인한 핵연료봉과 내부 격자판 간의 상대운동을 작게 발생시킴으로서 핵연료봉의 프레팅 마모 손상을 저감시킬 수 있는 핵연료봉의 지지격자체를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 핵연료봉의 지지격자체는 제 1 내부 격자판; 및 상기 제 1 내부 격자판과 직교 결합하는 제 2 내부 격자판을 포함하고, 상기 제 1 내부 격자판은 일 면과 타 면에 핵연료봉을 지지하는 딤플이 번갈아 가며 연속적으로 형성되고, 상기 딤플 사이에 상기 제 2 내부 격자판이 삽입되는 슬롯이 일정 간격 이격되어 형성되는 충격 지지판; 및 상기 제 2 내부 격자판이 삽입되는 제 1 삽입 슬롯부가 중앙부에 형성되고 상기 제 1 삽입 슬롯부를 기준으로 호의 길이가 상대적으로 작은 단 곡면부와 호의 길이가 상대적으로 큰 장 곡면부가 대칭으로 형성되는 곡면 스프링이 만곡 방향을 달리하며 연속적으로 형성되고, 상기 곡면 스프링의 장 곡면부와 타 곡면 스프링의 단 곡면부가 평면부에 의해 연결되며, 상기 장 곡면부 내부에는 제 2 삽입 슬롯부가 형성되는 탄성 지지판을 포함하되, 상기 충격 지지판과 탄성 지지판은 상기 충격 지지판이 상기 탄성 지지판의 제 2 삽입 슬롯부에 슬라이딩 삽입되어 상기 딤플이 각각 상기 탄성 지지판의 평면부와 반대 방향에 위치하도록 배치되어 결합되는 것을 특징으로 한다.
탄성 지지판, 곡면 스프링, 충격 지지판, 딤플, 삽입 슬롯부

Description

핵연료봉의 지지격자체{SPACER GRID FOR NUCLEAR FUEL RODS}
본 발명은 핵연료봉의 지지격자체에 관한 것으로서 핵연료봉의 프레팅 마모 손상에 대한 저항성을 향상시킨 핵연료봉의 지지격자체에 관한 것이다.
도 12는 종래 기술에 따른 핵연료집합체를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 13은 종래 기술에 따른 핵연료집합체의 단면을 개략적으로 나타내는 평단면도이고, 도 14는 종래 기술에 따른 핵연료집합체에 적용되는 지지격자체의 일부를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 15는 종래 기술에 따른 핵연료집합체에 적용되는 지지격자체의 일부를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 16은 종래 기술에 따른 핵연료봉을 지지하는 지지격자체의 단위 격자판을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 핵연료집합체(100)는 핵연료봉(110)과 안내관(140)과 지지격자체(150)와 상단 고정체(120) 및 하단 고정체(130)로 구성된 다.
여기서, 상기 핵연료봉(110)은 지르코늄 합금 피복관 내부에 실린더 형상의 우라늄 소결체가 포함되고, 이러한 우라늄 소결체의 핵분열 반응에 의하여 고온의 열이 발생된다.
한편, 상기 안내관(140)은 원자로 노심의 출력을 조절하고 핵분열 반응을 정지시키기 위하여 상·하로 움직이는 제어봉의 통로로 이용되며, 상기 지지격자체(150)는 핵연료집합체의 구성부품 중 하나로 지지격자체의 각 격자에 있는 스프링(118) 및 딤플(119)이 핵연료봉(110)을 정해진 위치에 배열되도록 지지하는 기능을 갖고 있다.
상단 고정체(120)와 하단 고정체(130)는 노심 상·하부 구조물에 핵연료집합체(100)를 고정 및 지지하는 역할을 담당하며, 하단 고정체(130)에는 노심 내부를 부유하는 이물질을 여과하기 위한 여과장치(미도시)를 포함한다.
그리고, 상기 지지격자체(150)는 통상 지르코늄 합금으로 이루어지며, 핵연료봉(110)들을 지지하는 핵연료봉셀과 안내관(140)이 삽입되는 안내관셀들이 있으며, 핵연료봉셀은 통상적으로 두 면에서 각 1개씩 총 2개의 격자 스프링(118)과 상기 스프링들의 상·하측에 위치하되, 나머지 두 면에서 각 2개 씩 총 4개의 딤플(119)로 총 6개 지지점에서 핵연료봉(110)을 지지하고 있다.
그리고 상기 핵연료봉(110) 내부에는 실린더 형상의 이산화 우라늄 소결체가 장입되며, 냉각수는 4개의 핵연료봉(110)으로 둘러졌거나, 3개의 핵연료봉(110)과 1개의 안내관(140)으로 둘러싸인 부수로(sub channel, 115)를 통하여 축방향으로 노심 하부에서 상부로 빠르게 유동한다. 여기서, 부수로(115)는 핵연료봉(110)들로 둘러싸인 공간을 지칭하는 것으로 측면이 개방되어 있어서 유체가 자유로이 이웃된 유로로 이동할 수 있는 통로를 말한다.
한편 제한된 공간에 위치한 격자 스프링(118)의 스프링력, 다시 말하면 스프링 상수가 너무 작을 경우에는, 핵연료봉(110)을 정해진 위치로 지지할 수 없어 핵연료봉(110)의 지지 건전성이 상실될 가능성이 있다.
이와 반대로 격자 스프링(118)의 스프링력이 너무 클 경우에는, 핵연료봉(110)을 지지격자체(150)로 삽입할 때 과도한 마찰 저항력으로 인하여 핵연료봉(110)의 표면에 긁힘과 같은 흠이 발생할 수 있고, 원자로 운전 중 중성자 조사에 의한 핵연료봉(110)의 길이방향 성장 및 열팽창 등을 적절히 수용할 수 없어서 핵연료봉(110)이 휘게 되는, 즉 핵연료봉(110)의 휨 현상(Bowing)을 유발시킬 수 있다.
핵연료봉(110)이 휘게 되면 인접한 핵연료봉들과 근접하거나 접촉하게 되어 핵연료봉 사이의 냉각수 유로, 즉 부수로(115)를 좁게 하거나 차단하게 되고, 이것은 핵연료에서 발생한 열을 효과적으로 냉각수로 전달하지 못하기 때문에 국부적으로 핵연료봉의 온도가 높아지는 현상을 초래하게 되어, 핵연료의 출력을 감소시키는 주원인이 되는 핵비등 이탈(Departure from Nuclear Boiling, DNB)의 발생가능성이 높아진다.
또한 핵연료봉(110) 주변을 흐르는 원자로 냉각수의 흐름은, 열적 성능의 제고를 위하여 핵연료봉(110) 주변의 냉각수 흐름에 큰 난류유동(Turbulent Flow) 즉, 높은 레이놀드 수(Reynolds number)의 유동을 만드는 것이 보편적으로 알려져 있는데, 핵연료봉 주변 냉각수 흐름의 난류화는 핵연료봉의 유동기인진동(Flow Induced Vibration)을 일으키는 주원인이 된다. 이러한 핵연료봉의 유동기인진동은 핵연료봉(110)이 지지격자체(150)의 스프링 구조물과의 접촉면에서 미끄러지는 상대운동을 발생시키는 요인이 되며, 이로 인해 핵연료봉과 스프링 구조물의 접촉면에 국부적인 마멸이 발생하여 핵연료봉이 점진적으로 손상되는 핵연료봉의 프레팅 마모 손상을 초래하게 된다.
위와 같은 종래기술에 따른 지지격자체는 격자 스프링의 구조를 다양하게 변경함으로써 적절한 스프링력이 핵연료봉에 작용하도록 하는데 노력하였으며, 도 16에 도시된 바와 같이 대부분의 경우 지지격자체를 이루는 다수의 단위격자판을 프레스 가공하여 격자 스프링이 단위격자판에 일체로 형성하는 방법을 사용하였다.
그런데 위와 같이 프레스 가공을 통하여 돌출된 격자 스프링을 단위격자판에 일체로 형성하게 되면 필연적으로 단위 격자판의 일부에는 빈 공간이 만들질 수밖에 없게 된다. 이러한 빈 공간은 지지격자체가 측면에서 충격을 받을 경우에 이를 인접한 단위 격자판으로 전달할 수 없게 만든다. 이는 다시 말하면, 측면 충격에 대한 지지격자체의 유효격자높이가 프레스 가공 후에는 현저하게 떨어진다는 것을 의미한다.
지지격자체의 측면강도가 떨어지게 되면 횡파의 성질을 가진 지진이 발생할 경우에 그 구조적 건정성이 심각하게 위협받을 수 있다는 점에서 문제점이 있으며, 만일 측면강도를 보강하기 위하여 지지격자체의 높이를 증가시키게 되면 이는 지지격자체를 통과하는 원자로 내부의 냉각수 흐름에 수력학적 손실을 불러오게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 핵연료봉을 지지하는 탄성 지지판이 상하로 이동가능함으로써 냉각수 흐름에 의한 핵연료봉의 유동기인진동과 핵연료봉의 성장 등으로 인한 핵연료봉과 내부 격자판 간의 상대운동을 작게 발생시킴으로서 핵연료봉의 프레팅 마모 손상을 저감시킬 수 있는 핵연료봉의 지지격자체를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 내부 격자판을 연속적으로 평평한 판상 격자판으로 형성하여 충격강도를 지탱할 수 있는 핵연료봉의 지지격자체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 탄성 지지판과 충격 지지판의 형상이 단순하여 금형설계 및 내부 격자판의 제조가 용이한 핵연료봉의 지지격자체를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 핵연료봉의 지지격자체는 제 1 내부 격자판; 및 상기 제 1 내부 격자판과 직교 결합하는 제 2 내부 격자판을 포함하고, 상기 제 1 내부 격자판은 일 면과 타 면에 핵연료봉을 지지하는 딤플이 번갈아 가며 연속적으로 형성되고, 상기 딤플 사이에 상기 제 2 내부 격자판이 삽입되는 슬롯이 일정 간격 이격되어 형성되는 충격 지지판; 및 상기 제 2 내부 격자판이 삽입되는 제 1 삽입 슬롯부가 중앙부에 형성되고 상기 제 1 삽입 슬롯부를 기준으로 호의 길이가 상대적으로 작은 단 곡면부와 호의 길이가 상대적으로 큰 장 곡면부가 대칭으로 형성되는 곡면 스프링이 만곡 방향을 달리하며 연속적으로 형성되고, 상기 곡면 스프링의 장 곡면부와 타 곡면 스프링의 단 곡면부가 평면부에 의해 연결되며, 상기 장 곡면부 내부에는 제 2 삽입 슬롯부가 형성되는 탄성 지지판을 포함하되, 상기 충격 지지판과 탄성 지지판은 상기 충격 지지판이 상기 탄성 지지판의 제 2 삽입 슬롯부에 슬라이딩 삽입되어 상기 딤플이 각각 상기 탄성 지지판의 평면부와 반대 방향에 위치하도록 배치되어 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 삽입 슬롯부의 높이(H1)는 상기 충격 지지판의 높이(HA)보다 크게 형성되어 상기 탄성 지지판이 상기 충격 지지판을 기준으로 상하로 이동할 수 있다.
또한, 상기 제 2 삽입 슬롯부의 높이(H2)는 상기 충격 지지판의 높이(HA)보 다 크게 형성되어 상기 탄성 지지판이 상기 충격 지지판을 기준으로 상하로 이동할 수 있다.
또한, 상기 탄성 지지판은 상기 평면부에 상기 핵연료봉을 지지하는 딤플이 형성될 수 있다.
또한, 상기 곡면 스프링은 중앙부를 향하여 만곡된 원호 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 곡면 스프링은 상기 핵연료봉이 삽입되는 모서리의 일 측이 라운딩되거나, 모서리 양 측이 라운딩되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 곡면 스프링은 상기 제 1 삽입 슬롯부를 기준으로 양쪽에 스프링 강성을 조절하기 위한 폐 슬롯부(closed slot)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 삽입 슬롯부는 장방형 공간으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 딤플은 상기 충격 지지판의 상하부에 2개로 이루어진 쌍으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 딤플은 사다리꼴 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 딤플은 원호 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 딤플은 핵연료봉의 곡률에 대응하는 오목한 곡률을 가질 수 있다.
또한, 상기 제 2 내부 격자판은 일 면에 상기 핵연료봉을 지지하는 딤플이 일정 간격 이격되어 연속적으로 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 핵연료봉의 지지격자체에 의하면 핵연료봉이 유동기인진동이나 조사 성장 등과 같은 요인에 의해 축방향으로 움직일 경우 상기 핵연료봉을 지지하는 탄성 지지판이 핵연료봉과 같이 이동하여 핵 연료봉과 내부 격자판 간의 상대운동의 발생을 최소화함으로써 핵연료봉의 프레팅 마모 손상을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 내부 격자판을 연속적으로 평평한 판상 격자판으로 형성하여 충격강도를 지탱할 수 있는 효과가 있다.
또한, 탄성 지지판과 충격 지지판의 형상이 단순하여 금형설계 및 내부 격자판의 제조가 용이한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료봉의 지지격자체의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료봉의 지지격자체의 일 부분을 상세히 보여주는 부분 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료봉의 지지격자체는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 제 1 내부 격자판(10)과, 상기 제 1 내부 격자판(10)과 직교 결합하는 다수의 제 2 내부 격자판(20) 및 상기 제 1 내부 격자판(10)의 양 단과 상기 제 2 내부 격자판(20)의 양 단이 각각 용접되어 상기 제 1 내부 격자판(10)과 제 2 내부 격자판(20)을 커버하는 외부 격자판(50)을 포함한다.
상기 제 1 내부 격자판(10)은 탄성 지지판(30) 및 충격 지지판(40)을 포함한다.
도 3a은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 지지판의 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 A 부분 확대도이다. 또한, 도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 지지판의 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 A 부분 확대도이다. 더불어, 도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 지지판의 단면도이다.
상기 탄성 지지판(30)은 지지격자체(1)에 삽입되는 핵연료봉(60)을 탄성 지지하며, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 다수의 곡면 스프링(35)과, 상기 곡면 스프링(35)을 연결시키는 다수의 평면부(36)를 포함한다.
상기 곡면 스프링(35)은 상기 핵연료봉(60)과 직접적인 접촉이 이루어지는 부위로, 상기 탄성 지지판(30)의 평면부(36) 사이에 각각 형성되되 만곡 방향을 서로 달리 하면서 번갈아 가며 연속적으로 형성된다.
따라서, 상기 탄성 지지판(30)은 상기 곡면 스프링(35)에 의해 다수의 핵연료봉(60)을 탄성 지지할 수 있다.
상기 곡면 스프링(35)은 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙부를 향하여 만곡된 원호 형상으로 이루어질 수 있고, 상기 핵연료봉(60)이 삽입되는 모서리의 일 측이 라운딩 되거나, 모서리 양 측이 라운딩되어 형성될 수 있다.
따라서, 상기 핵연료봉(60)을 지지격자체(1) 내부로 장입할 때, 상기 핵연료봉(60)의 표면에 긁힘이 발생하거나 또는 냉각수 흐름에 따른 핵연료봉(60)의 유동기인진동에 의한 프레팅 마모 손상의 가능성을 줄일 수 있고, 더불어, 지지격자체(1)를 통과하는 냉각수의 압력 저항을 줄일 수 있다.
상기 곡면 스프링(35)은 중앙부에 길이 방향의 일 단을 따라 수직하게 절개되어 형성된 제 1 삽입 슬롯부(31)와, 상기 제 1 삽입 슬롯부(31)를 기준으로 양 측에 대칭으로 형성되는 단 곡면부(33)와 장 곡면부(32)를 포함한다.
상기 제 1 삽입 슬롯부(31)는 상기 제 2 내부 격자판(20)이 삽입되며 상기 제 1 내부 격자판(10)과 제 2 내부 격자판(20)의 직교 결합을 유도한다.
이때, 상기 제 1 삽입 슬롯부(31)의 높이(H1)는 상기 충격 지지판(40)의 높이(HA)보다 크게 형성됨으로써 상기 탄성 지지판(30)이 상기 충격 지지판(40)을 기준으로 상하로 이동할 수 있도록 유도한다.
상기 단 곡면부(33)는 상기 장 곡면부(32)와 비교하여 호의 길이가 상대적으로 작은 곡면부이고, 상기 장 곡면부(32)는 상기 단 곡면부(33)와 비교하여 호의 길이가 상대적으로 큰 곡면부이다.
상기 장 곡면부(32)는 내부에 상기 충격 지지판(40)이 슬라이딩 삽입되도록 장방형 공간으로 이루어진 제 2 삽입 슬롯부(34)가 형성된다.
상기 제 2 삽입 슬롯부(34)는 그 높이(H2)가 상기 충격 지지판(40)의 높이(HA)보다 크게 형성된다.
상기 충격 지지판(40)이 상기 제 2 삽입 슬롯부(34)에 삽입되었을 때, 상기 탄성 지지판(30)이 상기 충격 지지판(40)과 상기 제 2 삽입 슬롯부(34) 사이에 형성된 공간 내에서 어느 정도 이동할 수 있도록 유도한다.
구체적으로, 상기 탄성 지지판(30)은 상기 삽입 슬롯부(31)에 삽입된 상기 충격 지지판(40)을 기준으로 상기 제 2 삽입 슬롯부(34)의 허용 범위, 즉, 제 2 삽입 슬롯부(34)의 폭 또는 너비 내에서 상하로 이동할 수 있다.
따라서, 중성자 조사에 의한 핵연료봉(60)의 길이방향 성장이 발생하거나 냉각수 흐름에 의한 핵연료봉(60)의 유동기인진동이 발생하여 핵연료봉(60)이 길이방향으로 이동할 때, 상기 탄성 지지판(30)이 상기 핵연료봉(60)과 일정 간격 같이 이동함으로써 핵연료봉(60)과 곡면 스프링(35)의 접촉면 사이의 상대운동을 최소화한다. 이에 따라, 핵연료봉(60)의 프레팅 마모 손상을 저하시킬 수 있다.
한편, 상기 곡면 스프링(35)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 삽입 슬롯부(31)를 기준으로 양쪽에 폐 슬롯부(closed slot, 37)가 형성될 수 있다.
상기 폐 슬롯부(closed slot, 37)는 장방형 공간으로 이루어져 스프링 강성을 조절한다.
상기 평면부(36)는 상기 곡면 스프링(35) 사이에서 양 측에 위치된 만곡 방향이 서로 다른 곡면 스프링(35)을 연결시킨다.
구체적으로, 상기 평면부(36)는 일 곡면 스프링(35)의 장 곡면부(32)와, 상기 일 곡면 스프링(35)과 만곡 방향이 다른 타 곡면 스프링(35)의 단 곡면부(33)를 연결하며 상기 곡면 스프링(35)에 일체로 연결된다.
한편, 상기 평면부(36)는 도 6에 도시된 바와 같이, 핵연료봉(60)을 지지하는 딤플(37)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 딤플(37)은 상기 평면부(36)의 일 면과 타 면에 번갈아 가며 연속적으로 형성될 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 지지판의 측면도이고, 도 7b는 단면도이다. 또한, 도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충격 지지판의 측면도이고, 도 8b는 단면도이다.
상기 충격 지지판(40)은 도 7a 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 장방형 판상으로 이루어지며 일 면과 타 면에 상기 핵연료봉(60)을 지지하는 딤플(42)이 동일한 간격으로 이격되어 형성되되, 번갈아 가며 연속적으로 형성된다.
상기 딤플(42)은 상기 충격 지지판(40)의 상하부에 2개로 이루어진 쌍으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 딤플(42)은 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 사다리꼴 형상으로 이루어질 수 있고, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 원호 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 딤플(42)은 중앙부가 상기 핵연료봉(60)의 곡률에 대응하는 오목한 곡률을 가지도록 형성될 수 있고, 볼록하게 형성될 수 있으며, 평평하게 형성될 수도 있다.
또한, 상기 충격 지지판(40)은 상기 딤플 사이에 높이의 절반정도 길이로 수직하게 절개된 슬롯(41)이 길이방향의 일 단을 따라 동일한 간격으로 이격되어 형성된다.
따라서, 상기 충격 지지판(40)에 형성된 슬롯(41)에 상기 제 2 내부 격자판(20)에 형성된 슬롯(미도시)이 삽입됨으로써, 상기 제 1 내부 격자판(10)과 제 2 내부 격자판(20)이 직교 결합한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 탄성 지지판과 충격 지지판의 결합 사시도 이고, 도 10은 본 발명에 따른 탄성 지지판과 충격 지지판의 일 결합 단면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 탄성 지지판과 충격 지지판의 다른 결합 단면도이다.
상기 충격 지지판(40)은 도 9a 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 지지판(30)에 형성된 다수의 제 2 삽입 슬롯부(34)로 슬라이딩 삽입되고, 상기 충격 지지판(40)과 탄성 지지판(30)의 양 단이 일치된 후 상기 충격 지지판(40)의 양 단이 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 격자판(50)에 용접됨으로써 상기 외부 격자판(50)의 표면에 용접부를 형성하며 고정된다.
이때, 상기 충격 지지판(40)에 형성된 딤플(42) 사이의 이격 거리는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 지지판(30)에 형성된 평면부(36) 사이의 이격 거리와 동일한 것이 바람직하며, 상기 충격 지지판(40)에 형성된 각각의 딤플(42)은 상기 탄성 지지판(30)의 평면부(36)와 반대 방향에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제 2 내부 격자판(20)은 장방형 판상으로 이루어지며, 일 면에 상기 핵연료봉(60)을 지지하는 딤플(21)이 동일한 간격으로 이격되어 연속적으로 형성된다.
또한, 상기 제 2 내부 격자판(20)은 상기 딤플(21) 사이에 높이의 절반정도 길이로 수직하게 절개된 슬롯(미도시)이 길이방향의 일 단을 따라 동일한 간격으로 이격되어 형성된다.
따라서, 상기 제 2 내부 격자판(20)에 형성된 슬롯(미도시)은 상기 충격 지지판(40)에 형성된 슬롯(41)과 슬롯 결합하고, 이와 동시에 상기 제 2 내부 격자판(20)이 상기 탄성 지지판(30)에 형성된 제 1 삽입 슬롯부(31)에 삽입되어 상기 제 1 내부 격자판(10)과 제 2 내부 격자판(20)이 직교 결합된다.
본 발명에 따른 지지격자체(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 내부 격자판(10)과 제 2 내부 격자판(20)이 형성하는 4개의 교차영역 중에서 서로 대각선 방향의 교차영역에 위치한 2개의 곡면 스프링(35)이 핵연료봉(60)을 지지하며, 이와 동시에, 상기 곡면 스프링(35) 사이에 서로 연결된 상기 충격 지지판(40)과 상기 제 2 내부 격자판(20)의 딤플(21,42)이 상기 핵연료봉(60)을 지지하는 구조로 형성될 수 있다.
한편, 상기 지지격자체(1)는 상기 제 1 내부 격자판(10)을 도 11에 도시된 탄성 지지판(30)과 충격 지지판(40)으로 형성함으로써, 2개의 곡면 스프링과 2개의 딤플이 핵연료봉을 지지함과 동시에, 상기 탄성 지지판(30)의 평면부(36)에 형성된 딤플(37)이 상기 핵연료봉을 더 지지하는 구조로 형성될 수 있다.
상기 외부 격자판(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 그 표면에 핵연료봉(60)을 지지하는 스프링이나 딤플이 형성될 수 있고, 상기 제 1 내부 격자판(10)의 양 단과 상기 제 2 내부 격자판(20)의 양 단이 각각 용접된 용접부가 형성될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 핵연료봉의 지지격자체를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료봉의 지지격자체의 개략적인 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료봉의 지지격자체의 일 부분을 상세히 보여주는 부분 평면도.
도 3a은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 지지판의 사시도.
도 3b는 도 3a의 A 부분 확대도.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 지지판의 사시도.
도 4b는 도 4a의 A 부분 확대도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 지지판의 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 지지판의 단면도.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 지지판의 측면도.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 지지판의 단면도.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충격 지지판의 측면도.
도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충격 지지판의 단면도.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 탄성 지지판과 충격 지지판의 결합 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 탄성 지지판과 충격 지지판의 일 결합 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 탄성 지지판과 충격 지지판의 다른 결합 단면도.
도 12는 종래 기술에 따른 핵연료집합체를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 13은 종래 기술에 따른 핵연료집합체의 단면을 개략적으로 나타내는 평단면도.
도 14는 종래 기술에 따른 핵연료집합체에 적용되는 지지격자체의 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 15는 종래 기술에 따른 핵연료집합체에 적용되는 지지격자체의 일부를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 16은 종래 기술에 따른 핵연료봉을 지지하는 지지격자체의 단위격자판을 개략적으로 나타내는 사시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1:지지격자체 10:제 1 내부 격자판
20:제 2 내부 격자판 21,37,42:딤플
30:탄성 지지판 31:제 1 삽입 슬롯부
32:장 곡면부 33:단 곡면부
34:제 2 삽입 슬롯부 35:곡면 스프링
36:평면부 37:폐 슬롯부
40:충격 지지판 41:슬롯
50:외부 격자판 60:핵연료봉
H1:제 1 삽입 슬롯부의 높이
H2:제 2 삽입 슬롯부의 높이
HA:충격 지지판의 높이

Claims (13)

  1. 제 1 내부 격자판; 및
    상기 제 1 내부 격자판과 직교 결합하는 제 2 내부 격자판을 포함하고,
    상기 제 1 내부 격자판은,
    일 면과 타 면에 핵연료봉을 지지하는 딤플이 번갈아 가며 연속적으로 형성되고, 상기 딤플 사이에 상기 제 2 내부 격자판이 삽입되어 결합되는 슬롯이 일정 간격 이격되어 형성되는 충격 지지판; 및
    상기 제 2 내부 격자판이 삽입되는 제 1 삽입 슬롯부가 중앙부에 형성되고 상기 제 1 삽입 슬롯부를 기준으로 호의 길이가 상대적으로 작은 단 곡면부와 호의 길이가 상대적으로 큰 장 곡면부가 대칭으로 형성되는 곡면 스프링이 만곡 방향을 달리하며 연속적으로 형성되고, 상기 곡면 스프링의 장 곡면부와 타 곡면 스프링의 단 곡면부가 평면부에 의해 연결되며, 상기 장 곡면부 내부에는 제 2 삽입 슬롯부가 형성되는 탄성 지지판을 포함하되,
    상기 충격 지지판과 탄성 지지판은 상기 충격 지지판이 상기 탄성 지지판의 제 2 삽입 슬롯부에 슬라이딩 삽입되어 상기 딤플이 각각 상기 탄성 지지판의 평면부와 반대 방향에 위치하도록 배치되어 결합되는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 삽입 슬롯부의 높이(H1)는 상기 충격 지지판의 높이(HA)보다 크게 형성되어 상기 탄성 지지판이 상기 충격 지지판을 기준으로 상하 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 삽입 슬롯부의 높이(H2)는 상기 충격 지지판의 높이(HA)보다 크게 형성되어 상기 탄성 지지판이 상기 충격 지지판을 기준으로 상하 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성 지지판은 상기 평면부에 상기 핵연료봉을 지지하는 딤플이 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 곡면 스프링은 중앙부를 향하여 만곡된 원호 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 곡면 스프링은 상기 핵연료봉이 삽입되는 모서리의 일 측이 라운딩되거나, 모서리 양 측이 라운딩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 곡면 스프링은 상기 제 1 삽입 슬롯부를 기준으로 양쪽에 스프링 강성을 조절하기 위한 폐 슬롯부(closed slot)가 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 삽입 슬롯부는 장방형 공간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 딤플은 상기 충격 지지판의 상하부에 2개로 이루어진 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 딤플은 사다리꼴 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 딤플은 원호 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 딤플은 핵연료봉의 곡률에 대응하는 오목한 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 내부 격자판은 일 면에 상기 핵연료봉을 지지하는 딤플이 일정 간격 이격되어 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료봉의 지지격자체.
KR1020090068838A 2009-07-28 2009-07-28 내부 격자판의 교차영역에서 핵연료봉을 지지하며 상하로 이동 가능한 탄성 지지판과 삽입형 충격 지지판으로 구성된 지지격자체 Expired - Fee Related KR101071288B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090068838A KR101071288B1 (ko) 2009-07-28 2009-07-28 내부 격자판의 교차영역에서 핵연료봉을 지지하며 상하로 이동 가능한 탄성 지지판과 삽입형 충격 지지판으로 구성된 지지격자체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090068838A KR101071288B1 (ko) 2009-07-28 2009-07-28 내부 격자판의 교차영역에서 핵연료봉을 지지하며 상하로 이동 가능한 탄성 지지판과 삽입형 충격 지지판으로 구성된 지지격자체

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110011274A true KR20110011274A (ko) 2011-02-08
KR101071288B1 KR101071288B1 (ko) 2011-10-07

Family

ID=43771515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090068838A Expired - Fee Related KR101071288B1 (ko) 2009-07-28 2009-07-28 내부 격자판의 교차영역에서 핵연료봉을 지지하며 상하로 이동 가능한 탄성 지지판과 삽입형 충격 지지판으로 구성된 지지격자체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101071288B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101722359B1 (ko) * 2016-10-17 2017-04-03 장진우 역류 방지용 배수트랩

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102255853B1 (ko) 2018-08-31 2021-05-26 재단법인대구경북과학기술원 슈퍼커패시터 전극용 나노 복합체 및 그 제조 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100800094B1 (ko) 2006-12-27 2008-02-01 한전원자력연료 주식회사 연료봉 프레팅 마모방지를 위한 탁자형 스프링을 구비한지지격자

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101722359B1 (ko) * 2016-10-17 2017-04-03 장진우 역류 방지용 배수트랩

Also Published As

Publication number Publication date
KR101071288B1 (ko) 2011-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100600983B1 (ko) 경수로 원자로용 핵연료집합체의 지지격자체
KR100967119B1 (ko) 내부격자의 교차영역에 삽입된 관형 스프링체를 구비한 지지격자체
KR20140031322A (ko) 핵 연료 조립체 스페이서 그리드를 위한 스트립
CN101617373B (zh) 燃料组件和插入式间隔构件
KR101071288B1 (ko) 내부 격자판의 교차영역에서 핵연료봉을 지지하며 상하로 이동 가능한 탄성 지지판과 삽입형 충격 지지판으로 구성된 지지격자체
KR100900917B1 (ko) 교차점 지지체를 이용한 이중냉각 핵연료봉의 지지격자체
US8483349B2 (en) Spacer grid for dual-cooling nuclear fuel rods using intersectional support structures
KR101163998B1 (ko) 교차파형 상하딤플 지지형 이중냉각 핵연료봉 지지격자체
KR20040039010A (ko) 핵연료 집합체용 측면 절개형 이중판 노즐형 냉각재 혼합지지격자체
KR101071286B1 (ko) 내부 격자판의 교차영역에서 핵연료봉을 지지하며 상하로 이동가능한 탄성 지지판이 삽입된 지지격자체
KR101069846B1 (ko) 삽입형 충격 지지판과 이동가능한 탄성 지지판으로 구성된 지지격자체
KR100844879B1 (ko) 연료봉 프레팅 마모저항성이 향상된 ｗ형 및 ｍ형 스프링을구비한 지지격자
KR100999871B1 (ko) 내부격자의 교차영역에 삽입된 이동가능한 관형 스프링체를구비한 지지격자체
KR100891942B1 (ko) 좁은 간격으로 배열된 핵연료봉의 이동된 지지점을 갖는지지격자체
KR100981669B1 (ko) 삽입형 곡면 스프링판을 구비한 지지격자체
JP2012208123A (ja) 原子力燃料集合体の支持グリッド
KR20140033435A (ko) 핵 연료 조립체 스페이서 그리드를 위한 스트립
KR101062786B1 (ko) 핵연료봉의 지지격자체
KR100961486B1 (ko) 단위 지지격자판과, 단위 지지격자체 및 핵연료봉지지격자체
US9196386B2 (en) Spacer grid for nuclear fuel assembly for reducing high frequency vibration
KR101731915B1 (ko) 핵연료봉 또는 원통형 관을 지지하는 지지격자체
KR101071287B1 (ko) 와이어 스프링형 지지격자체 내부구조
KR20220098719A (ko) 강화 장치를 구비하는 핵연료 집합체
KR101729155B1 (ko) 핵연료 집합체의 지지격자
KR102039516B1 (ko) 핵연료봉을 안정적으로 지지하는 지지격자체

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20090728

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20110302

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20110929

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20110930

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20111004

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20140630

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20141230

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160607

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160607

Start annual number: 6

End annual number: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20180711