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KR20250010415A - 핵연료집합체의 모조 연료봉 삽입용 원격 지그 - Google Patents

핵연료집합체의 모조 연료봉 삽입용 원격 지그 Download PDF

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KR20250010415A
KR20250010415A KR1020230090617A KR20230090617A KR20250010415A KR 20250010415 A KR20250010415 A KR 20250010415A KR 1020230090617 A KR1020230090617 A KR 1020230090617A KR 20230090617 A KR20230090617 A KR 20230090617A KR 20250010415 A KR20250010415 A KR 20250010415A
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KR
South Korea
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fuel rod
dummy
locking
remote
jig
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Pending
Application number
KR1020230090617A
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English (en)
Inventor
홍석우
박명철
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.)
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Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020230090617A priority Critical patent/KR20250010415A/ko
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그는, 핵연료집합체의 단위셀에 모조 연료봉 인출 및 삽입을 위한 모조 연료봉 삽입용 원격 지그에 있어서, 내부에 중공을 갖는 원봉 형태를 가지는 외부 파이프와, 상기 외부 파이프 내부에 삽입되어 상기 외부 파이프의 길이 방향을 따라 이동하도록 구비된 내부 파이프, 및 상기 외부 파이프의 단부에 구비되고, 그 단부에 상기 모조 연료봉이 삽입 고정 또는 고정 해제되도록 동작하는 로킹 모듈을 포함한다.

Description

핵연료집합체의 모조 연료봉 삽입용 원격 지그{REMOTE JIG FOR INSERTING DUMMY FUEL RODS INTO NUCLEAR FUEL ASSEMBLIES}
본 발명은 핵연료집합체의 모조 연료봉 삽입용 원격 지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 핵연료집합체의 단위 셀에 모조 연료봉을 원활하게 삽입할 수 있도록 하는 원격 지그 구조에 관한 것이다.
도 1과 같은 핵연료 집합체에 장착되어 사용되는 사용후핵연료는 고온, 고압의 노심 환경을 거치면서 다양한 열화를 겪게 된다. 특히 핵물질의 격납 방벽 역할을 하는 사용후핵연료 피복관은 물 분위기에서의 표면 산화 및 수소 흡수에 따라 취화되기 때문에 기계적 특성이 저하되는 것으로 알려져 있다. 따라서, 사용후핵연료 관리 관점에 있어 사용후핵연료 피복관의 건전성 유지는 주요 관심사가 되는 항목 중 한 가지이다.
이러한 사용후핵연료 집합체에서 손상이 발생했거나 손상이 의심되는 연료봉이 있는 경우, 해당 연료봉을 인출하여 비파괴 및 파괴시험을 수행하고 손상 원인을 규명한다. 이렇게 시험 대상 연료봉을 인출하고 난 이후, 도 2와 같이 집합체에는 연료봉이 있던 단위셀(Unit cell)이 비워지게 되는데, 차후 집합체 운반을 위해서는 임계안정성을 유지하기 위해, 비어 있는 단위셀에 모조 연료봉을 채워주어야 한다.
한편, 연료봉이 있던 집합체에는 도 1에 나타나 있듯이 지지격자(Spacer grid)가 다수 존재하는데 이 지지격자에는 도 3과 같이 연료봉을 마찰력으로 잡아주는 스프링(Spring)과 딤플(Dimple)이 있다. 이 스프링이 연료봉을 지지하는 힘 때문에 집합체로부터 연료봉을 인출할 때 심한 경우 약 30kgf 이상의 힘을 가하여야만 인출되기도 한다. 따라서, 연료봉 인출 후, 모조 연료봉을 집합체의 빈 단위셀에 삽입하는 과정에서 지지격자 스프링의 하중에 의해 모조 연료봉이 잘 삽입되지 않는 문제가 있다.
일반적으로, 집합체가 사용후핵연료 저장수조 내에 있고 수면으로부터 수 미터(m) 깊이에 있기 때문에 수조 밖에서 원격 지그를 사용해 작업해야 하는 어려움이 있다. 또한, 모조 연료봉의 직경이 9mm 내지 10mm 수준에 길이가 4m에 달해 지지격자 스프링을 통과할 때 스프링의 힘이 모조 연료봉에 가해져 잘 삽입되지 않고 휘어져버리는 경우가 매우 빈번하게 발생한다. 설령 모조 연료봉이 휘어지지 않더라도 스프링의 힘이 지나치게 강해 삽입이 불가능한 경우도 있다.
잘 삽입되지 않는 모조 연료봉을 강제로 삽입시키면 지지격자 스프링의 힘으로 인해 모조 연료봉의 영구변형 또는 지지격자 스프링의 손상이 발생할 수 있고, 설령 어렵게 삽입되더라도 모조 연료봉이 휘어지면서 삽입되기 때문에 지지격자와 지지격자 사이에서 다른 단위셀 공간으로 잘못 삽입되기도 한다.
관련 선행문헌으로, 한국공개특허 2022-0132163은 "비접촉 마그네틱 커플링을 이용한 시험연료봉 축방향 이동장치"를 개시하며, 한국등록특허 0712702는 "사용후핵연료봉 이송관에서 연료봉 인출을 위한 인출공구지그"를 개시하며, 일본공개특허 1997-304581은 "연료 집합체에 있어서의 봉상체의 인입 지그"를 개시한다.
한국공개특허 2022-0132163 한국등록특허 0712702 일본공개특허 1997-304581
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명은 작업 중 수조 내 모조 연료봉의 낙하문제가 없도록 안정적으로 잡아줄 수 있는 기능과 함께 모조 연료봉 삽입, 즉 하강운동과 동시에 지지격자 스프링의 하중을 상쇄시켜 모조 연료봉의 휨 현상없이 수직으로 삽입할 수 있는 원격 지그와 모조 연료봉을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그는, 핵연료집합체의 단위셀에 모조 연료봉 인출 및 삽입을 위한 모조 연료봉 삽입용 원격 지그에 있어서, 내부에 중공을 갖는 원봉 형태를 가지는 외부 파이프와, 상기 외부 파이프 내부에 삽입되어 상기 외부 파이프의 길이 방향을 따라 이동하도록 구비된 내부 파이프, 및 상기 외부 파이프의 단부에 구비되고, 그 단부에 상기 모조 연료봉이 삽입 고정 또는 고정 해제되도록 동작하는 로킹 모듈을 포함한다.
상기 외부 파이프의 일단에는, 상기 모조 연료봉 삽입용 원격 지그를 파지하여 이동시키도록 러그가 설치될 수 있다.
상기 외부 파이프에는 상기 로킹 모듈 단부에서 상기 모조 연료봉이 고정 또는 고정 해제되도록 하는 잠금 풀림 조작부가 구비될 수 있다.
상기 잠금 풀림 조작부는, 상기 외부 파이프의 일단에 구비되어 상기 내부 파이프와 연결되고, 상기 로킹 모듈이 상기 모조 연료봉과 고정 또는 고정 해제되도록 하는 락/언락 핸들, 및 상기 외부 파이프의 타단에 구비되어 상기 내부 파이프와 연결되고, 상기 로킹 모듈이 상기 모조 연료봉과 고정 또는 고정 해제되도록 하는 락/언락 링을 포함할 수 있다.
상기 락/언락 핸들과 상기 락/언락 링은 서로 연동할 수 있다.
상기 러그는 상기 외부 파이프의 일단에 결합된 러그 하우징을 매개로 상기 외부 파이프의 외면에 결합될 수 있다.
상기 러그 하우징과 상기 내부 파이프 사이에는 상기 러그의 작동에 의한 충격을 흡수하는 러그 스프링이 구비될 수 있다.
상기 러그와 로킹 모듈 사이의 상기 외부 파이프에는, 상기 외부 파이프의 이동에 따른 충격을 흡수하는 파이프 스프링이 구비될 수 있다.
상기 로킹 모듈은, 일단이 상기 외부 파이프의 타단에 고정되고 내부에 중공을 갖는 원봉 형태를 가지는 로킹 하우징과, 일단이 상기 내부 파이프의 타단에 고정되어 상기 내부 파이프의 이동에 따라 상기 로킹 하우징 내부에서 이동하는 로킹 샤프트와, 상기 로킹 하우징의 내부에 구비되고, 상기 로킹 샤프트의 타단이 삽입되어 결합되거나 결합 해제되어 상기 모조 연료봉을 고정 또는 고정 해제하도록 동작하는 로킹 조, 및 상기 로킹 하우징의 타단에 고정되고, 상기 모조 연료봉이 삽입되는 모조 연료봉 삽입부를 포함할 수 있다.
상기 로킹 조는 상기 로킹 하우징 내부에서 서로 마주하며 상대 회전하는 한 쌍의 회전 부재로 구비될 수 있다.
상기 회전 부재에는 상기 로킹 샤프트의 타단의 삽입 해제시 상기 회전 부재에 탄발력을 제공하는 조 스프링이 설치될 수 있다.
상기 모조 연료봉은 상기 로킹 조의 회전 부재 사이에 결합 또는 결합 해제되는 헤드부와, 상기 헤드부로부터 연장 형성되고 상기 모조 연료봉 삽입부에 삽입 고정 또는 고정 해제되는 고정부와, 상기 고정부로부터 연장 형성되고 핵연료집합체의 빈 단위셀에 삽입되는 몸체부로 이루어질 수 있다.
상기 로킹 조의 회전 부재는, 상기 로킹 샤프트의 타단이 그 사이로 삽입되면 상대 회전하여 상기 모조 연료봉의 헤드부를 고정하고, 상기 로킹 샤프트의 타단이 그 사이로부터 삽입 해제되면 상대 회전하여 상기 모조 연료봉의 헤드부 고정을 해제하도록 작동할 수 있다.
상기 모조 연료봉의 헤드부는 원통형으로 형성되고, 상기 로킹 조의 회전 부재의 내주면은 그에 상응하도록 곡선 형상으로 형성될 수 있다.
상기 모조 연료봉 삽입부의 내주면은 상기 모조 연료봉의 고정부의 외면에 상응하는 다각 형상으로 형성될 수 있다.
상기 모조 연료봉 삽입부의 내주면과 상기 모조 연료봉의 고정부의 외면은 육각형으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그는 핵연료봉 시험 후 비어 있는 핵연료집합체의 빈 단위셀에 모조 연료봉을 삽입하는데 이용되며, 원격 지그에 회전력을 가할 때 모조 연료봉이 원격 치구와 고정되어 회전할 수 있도록 함으로써, 모조 연료봉을 핵연료집합체의 빈 단위셀에 원활하게 삽입할 수 있다.
또한, 원격 치구와 모조 연료봉이 함께 회전함으로써, 단위셀의 지지격자 스프링의 힘을 상쇄시켜 모조 연료봉의 영구 변형 또는 정해진 단위셀 이탈 등의 문제를 방지하여 보다 안전한 모조 연료봉의 삽입이 가능하다.
도 1은 핵연료집합체를 나타낸 도면이다.
도 2는 핵연료집합체에서 연료봉을 인출한 후 빈 단위셀이 형성된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 단위셀에 존재하는 스프링과 딤플의 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그를 정면에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그를 상부에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그의 로킹 모듈에 의해 모조 연료봉을 고정한 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그의 로킹 모듈에 의해 모조 연료봉을 고정 해제한 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그의 모조 연료봉 삽입부의 단면을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그의 로킹 조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉을 나타낸 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그러면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그를 정면에서 바라본 모습을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그를 상부에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 수조 내 핵연료집합체의 단위셀에 모조 연료봉(50)을 수조 외부에서 원격으로 인출하고 삽입하기 위한 것으로서, 외부 파이프(10)와, 내부 파이프(20)와, 및 로킹 모듈(30)로 구성된다.
외부 파이프(10)는 내부에 중공을 갖는 원봉 형태를 가지며, 내부 파이프(20)는 외부 파이프(10)의 중공에 삽입되어 외부 파이프(10)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 내부 파이프(20)의 외주면이 외부 파이프(10)의 내주면에 대응되도록 내부 파이프(20) 또한 원봉 형태일 수 있다.
러그(15)는 외부 파이프(10)의 일단에 설치될 수 있고, 모조 연료봉 삽입용 원격 지그가 전체적으로 직선 운동할 수 있도록 한다. 러그(15)는 외부 파이프(10)의 일단에, 외부 파이프(10)의 외주면을 감싸도록 결합될 수 있고, 외부 파이프(10) 일단의 단부에 결합될 수 있다. 러그(15)는 운전자가 손 또는 도구를 이용하여 파지할 수 있도록 굴곡진 형상으로 외부 파이프(10)의 외면에 결합될 수 있다. 러그(15)는 고리 형태일 수 있다.
러그(15)는 외부 파이프(10)의 일단에 결합된 러그 하우징(17)을 매개로 외부 파이프(10)의 외면에 결합될 수 있다. 또한, 러그 하우징(17)과 내부 파이프(20) 사이에는 러그(15)의 작동에 의한 충격을 흡수하는 러그 스프링(19)이 구비될 수 있다.
로킹 모듈(30)은 외부 파이프(10)의 타단에 구비되고, 그 단부에 모조 연료봉(50)이 삽입 고정 또는 고정 해제되도록 동작할 수 있다. 로킹 모듈(30)은 외부 파이프(10)의 타단에 볼트 등으로 고정될 수 있고, 외부 파이프(10) 내부에 삽입된 내부 파이프(20)의 왕복 이동에 따라 로킹 모듈(30)의 로킹 샤프트(34)가 이동하여 모조 연료봉(50)을 고정 또는 고정 해제할 수 있다.
한편, 외부 파이프(10)에는 로킹 모듈(30) 단부에서 모조 연료봉(50)이 고정 또는 고정 해제되도록 하는 잠금 풀림 조작부(42, 44, 46)가 구비될 수 있다.
잠금 풀림 조작부(42, 44, 46)는, 락/언락 핸들(42), 및 락/언락 링(44, 46)으로 구성될 수 있다. 락/언락 핸들(42)은 외부 파이프(10)의 일단에 구비되고, 락/언락 링(44, 46)은 복수로 구비될 수 있다.
락/언락 핸들(42)과 락/언락 링(44, 46)을 회전시킴으로써, 로킹 모듈(30)이 모조 연료봉(50)과 고정 또는 고정 해제될 수 있다.
일 예에서, 사용자가 로킹 모듈(30)의 단부를 모조 연료봉(50)에 결합시킨 후, 락/언락 핸들(42) 또는 락/언락 링(44, 46)을 회전시켜 모조 연료봉(50)을 고정시킬 수 있다.
그 후, 로킹 모듈(30)과 모조 연료봉(50)이 고정된 상태에서, 모조 연료봉(50)을 핵연료집합체의 단위셀에 삽입할 수 있고, 이 후 단위셀로부터 추출할 수 있다.
그 후, 락/언락 핸들(42)을 또 다시 반대 방향으로 회전시키고, 내부 파이프(20)를 락/언락 핸들(42) 쪽으로 이동시키면, 로킹 모듈(30)이 모조 연료봉(50)과 고정 해제되게 된다.
상기와 같은 작동은 락/언락 링(44, 46)을 통해서도 수행될 수 있고, 락/언락 핸들(42)과 락/언락 링(44, 46)은 서로 연동될 수도 있다. 즉, 락/언락 핸들(42)과 락/언락 링(44, 46) 중 어느 하나를 회전시킴에 따라 다른 하나도 동일한 방향으로 회전하여 내부 파이프(20)를 외부 파이프(10)에 대하여 상대 이동할 수 있도록 한다.
락/언락 링(44, 46)이 수조 안에 있는 경우는, 락/언락 핸들(42)을 통해서 상기 작동을 수행시켜 로킹 모듈(30)과 모조 연료봉(50)을 고정 및 고정 해제시킬 수 있고, 락/언락 링(44, 46)이 수조 안에 있지 않는 경우는, 락/언락 링(44, 46) 또는 락/언락 핸들(42)을 통해서 로킹 모듈(30)과 모조 연료봉(50)을 고정 및 고정 해제시킬 수 있다.
락/언락 링(44, 46) 또는 락/언락 핸들(42)을 잠금 상태로 두면, 모조 연료봉(50)이 로킹 모듈(30)에 고정된 상태가 되고, 풀림 상태로 두면, 모조 연료봉(50)이 로킹 모듈(30)에 고정이 해제된 상태가 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그의 로킹 모듈에 의해 모조 연료봉을 고정한 상태를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그의 로킹 모듈에 의해 모조 연료봉을 고정 해제한 상태를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 로킹 모듈(30)은 로킹 하우징(32)과, 로킹 샤프트(34)와, 로킹 조(36), 및 모조 연료봉 삽입부(38)로 구성될 수 있다. 로킹 하우징(32)은 일단이 외부 파이프(10)의 타단에 고정되고 내부에 중공을 갖는 원봉 형태를 가질 수 있다.
로킹 샤프트(34)는 로킹 하우징(32) 내부의 중공에 삽입되고, 일단이 내부 파이프(20)의 타단에 고정될 수 있다. 로킹 샤프트(34)는 내부 파이프(20)의 이동에 따라 로킹 하우징(32) 내부에서 이동할 수 있다.
로킹 조(36)는 로킹 하우징(32)의 내부에 구비되고, 로킹 샤프트(34)의 타단과 접촉하여 로킹 샤프트(34)의 타단이 삽입되면서 서로 결합되거나 타단이 삽입 해제되면서 결합 해제될 수 있다. 로킹 샤프트(34)의 타단과 로킹 조(36)의 일단이 결합되면 로킹 조(36)의 타단은 모조 연료봉(50)을 고정시킬 수 있다. 또한, 로킹 샤프트(34)의 타단과 로킹 조(36)의 일단이 결합 해제되면 로킹 조(36)의 타단은 모조 연료봉(50)과 고정 해제될 수 있다.
로킹 조(36)는 로킹 하우징(32) 내부에서 서로 마주하며 상대 회전하는 한 쌍의 회전 부재로 구성될 수 있다. 각 회전 부재는 로킹 샤프트(34)의 타단과 접촉에 의해 회전 부재의 일 회전축을 중심으로 서로 반대 방향으로 상대 회전하도록 구성될 수 있다. 또한, 각 회전 부재에는 조 스프링(37)이 설치되어, 로킹 샤프트(34)의 타단이 회전 부재 사이에서 삽입 해제시 탄발력을 제공하여 회전 부재가 원위치로 복귀하도록 동작할 수 있다.
모조 연료봉 삽입부(38)는 로킹 하우징(32)의 타단에 고정되어 있고, 모조 연료봉(50)이 삽입될 수 있다. 모조 연료봉 삽입부(38)의 내주면은 삽입되는 모조 연료봉(50)의 해당 외주면과 형상이 동일하도록 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그의 모조 연료봉 삽입부의 단면을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그의 로킹 조를 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 모조 연료봉 삽입부(38)는 로킹 하우징(32)의 타단에 고정되고, 내주면의 단면이 다각 형상으로 형성될 수 있다. 일 예로, 모조 연료봉 삽입부(38)의 내주면의 단면은 육각 형상으로 형성될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 모조 연료봉(50)은 헤드부(52)와, 고정부(54)와, 몸체부(56)로 구성될 수 있다. 헤드부(52)는 로킹 조(36)의 회전 부재 사이에 결합 또는 결합 해제될 수 있고, 원통형으로 형성될 수 있다. 로킹 조(36)의 회전 부재의 내주면은 헤드부(52)의 형상에 대응하도록 곡선 형상으로 형성될 수 있다.
고정부(54)는 헤드부(52)로부터 연장 형성되고 모조 연료봉 삽입부(38)에 삽입 고정 또는 고정 해제될 수 있다. 모조 연료봉 삽입부(38)의 내주면은 모조 연료봉(50)의 고정부(54)의 외면에 상응하는 다각 형상으로 형성될 수 있다. 모조 연료봉 삽입부(38)의 내주면과 모조 연료봉(50)의 고정부(54)의 외면은 육각형으로 형성될 수 있다. 따라서, 모조 연료봉 삽입부(38)와 모조 연료봉(50)의 고정부(54)가 서로 회전하지 않고 맞물리게 되고, 로킹 모듈(30)이 회전하는 경우, 모조 연료봉(50)이 함께 회전되게 된다.
몸체부(56)는 고정부(54)로부터 연장 형성되고 핵연료집합체의 빈 단위셀에 삽입된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 로킹 조(36)는 로킹 하우징(32) 내부에서 서로 마주하며 상대 회전하는 한 쌍의 회전 부재로 구성되고, 회전 부재에는 조 스프링(37)이 설치된다.
로킹 조(36)의 회전 부재는, 로킹 샤프트(34)의 타단이 그 사이로 삽입되면 상대 회전하여 모조 연료봉(50)의 헤드부(52)를 고정하고, 로킹 샤프트(34)의 타단이 그 사이로부터 삽입 해제되면 상대 회전하여 모조 연료봉(50)의 헤드부(52) 고정을 해제하도록 작동할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모조 연료봉 삽입용 원격 지그는 핵연료봉 시험 후 비어 있는 핵연료집합체의 빈 단위셀에 모조 연료봉을 삽입하는데 이용되며, 원격 지그에 회전력을 가할 때 모조 연료봉이 원격 치구와 고정되어 회전할 수 있도록 함으로써, 모조 연료봉을 핵연료집합체의 빈 단위셀에 원활하게 삽입할 수 있다.
또한, 원격 치구와 모조 연료봉이 함께 회전함으로써, 단위셀의 지지격자 스프링의 힘을 상쇄시켜 모조 연료봉의 영구 변형 또는 정해진 단위셀 이탈 등의 문제를 방지하여 보다 안전한 모조 연료봉의 삽입이 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 모조 연료봉 삽입용 원격 지그
10: 외부 파이프
15: 러그
17: 러그 하우징
19: 러그 스프링
20: 내부 파이프
22: 파이프 스프링
30: 로킹 모듈
32: 로킹 하우징
34: 로킹 샤프트
36: 로킹 조
37: 조 스프링
38: 모조 연료봉 삽입부
42, 44, 46: 잠금 풀림 조작부
42: 락/언락 핸들
44, 46: 락/언락 링
50: 모조 연료봉
52: 헤드부
54: 고정부
56: 몸체부

Claims (16)

  1. 핵연료집합체의 단위셀에 모조 연료봉 인출 및 삽입을 위한 모조 연료봉 삽입용 원격 지그에 있어서,
    내부에 중공을 갖는 원봉 형태를 가지는 외부 파이프;
    상기 외부 파이프 내부에 삽입되어 상기 외부 파이프의 길이 방향을 따라 이동하도록 구비된 내부 파이프; 및
    상기 외부 파이프의 단부에 구비되고, 그 단부에 상기 모조 연료봉이 삽입 고정 또는 고정 해제되도록 동작하는 로킹 모듈을 포함하는 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  2. 제 1 항에서,
    상기 외부 파이프의 일단에는,
    상기 모조 연료봉 삽입용 원격 지그를 파지하여 이동시키도록 러그가 설치된 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  3. 제 1 항에서,
    상기 외부 파이프에는 상기 로킹 모듈 단부에서 상기 모조 연료봉이 고정 또는 고정 해제되도록 하는 잠금 풀림 조작부가 구비된 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  4. 제 3 항에서,
    상기 잠금 풀림 조작부는,
    상기 외부 파이프의 일단에 구비되어 상기 내부 파이프와 연결되고, 상기 로킹 모듈이 상기 모조 연료봉과 고정 또는 고정 해제되도록 하는 락/언락 핸들; 및
    상기 외부 파이프의 타단에 구비되어 상기 내부 파이프와 연결되고, 상기 로킹 모듈이 상기 모조 연료봉과 고정 또는 고정 해제되도록 하는 락/언락 링을 포함하는 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  5. 제 4 항에서,
    상기 락/언락 핸들과 상기 락/언락 링은 서로 연동하는 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  6. 제 2 항에서,
    상기 러그는 상기 외부 파이프의 일단에 결합된 러그 하우징을 매개로 상기 외부 파이프의 외면에 결합되는 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  7. 제 6 항에서,
    상기 러그 하우징과 상기 내부 파이프 사이에는 상기 러그의 작동에 의한 충격을 흡수하는 러그 스프링이 구비된 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  8. 제 2 항에서,
    상기 러그와 로킹 모듈 사이의 상기 외부 파이프에는,
    상기 외부 파이프의 이동에 따른 충격을 흡수하는 파이프 스프링이 구비된 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  9. 제 1 항에서,
    상기 로킹 모듈은,
    일단이 상기 외부 파이프의 타단에 고정되고 내부에 중공을 갖는 원봉 형태를 가지는 로킹 하우징;
    일단이 상기 내부 파이프의 타단에 고정되어 상기 내부 파이프의 이동에 따라 상기 로킹 하우징 내부에서 이동하는 로킹 샤프트;
    상기 로킹 하우징의 내부에 구비되고, 상기 로킹 샤프트의 타단이 삽입되어 결합되거나 결합 해제되어 상기 모조 연료봉을 고정 또는 고정 해제하도록 동작하는 로킹 조; 및
    상기 로킹 하우징의 타단에 고정되고, 상기 모조 연료봉이 삽입되는 모조 연료봉 삽입부를 포함하는 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  10. 제 9 항에서,
    상기 로킹 조는 상기 로킹 하우징 내부에서 서로 마주하며 상대 회전하는 한 쌍의 회전 부재로 구비되는 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  11. 제 10 항에서,
    상기 회전 부재에는 상기 로킹 샤프트의 타단의 삽입 해제시 상기 회전 부재에 탄발력을 제공하는 조 스프링이 설치된 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  12. 제 10 항에서,
    상기 모조 연료봉은 상기 로킹 조의 회전 부재 사이에 결합 또는 결합 해제되는 헤드부와, 상기 헤드부로부터 연장 형성되고 상기 모조 연료봉 삽입부에 삽입 고정 또는 고정 해제되는 고정부와, 상기 고정부로부터 연장 형성되고 핵연료집합체의 빈 단위셀에 삽입되는 몸체부로 이루어진 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  13. 제 10 항에서,
    상기 로킹 조의 회전 부재는,
    상기 로킹 샤프트의 타단이 그 사이로 삽입되면 상대 회전하여 상기 모조 연료봉의 헤드부를 고정하고,
    상기 로킹 샤프트의 타단이 그 사이로부터 삽입 해제되면 상대 회전하여 상기 모조 연료봉의 헤드부 고정을 해제하도록 작동하는 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  14. 제 10 항에서,
    상기 모조 연료봉의 헤드부는 원통형으로 형성되고, 상기 로킹 조의 회전 부재의 내주면은 그에 상응하도록 곡선 형상으로 형성된 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  15. 제 10 항에서,
    상기 모조 연료봉 삽입부의 내주면은 상기 모조 연료봉의 고정부의 외면에 상응하는 다각 형상으로 형성된 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
  16. 제 15 항에서,
    상기 모조 연료봉 삽입부의 내주면과 상기 모조 연료봉의 고정부의 외면은 육각형으로 이루어진 모조 연료봉 삽입용 원격 지그.
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