KR970004351B1 - 비등수형 원자로의 연료집합체 - Google Patents

Abstract

없음

Description

비등수형 원자로의 연료집합체

제1도는 연료집합체의 상부에 대한 제2도의 1-1선 단면도.

제2도는 제1도의 2-2선 수직 단면도.

제3도는 본 발명의 다른 실시예로서, 연료집합체의 상부의 수평 단면도에 대한 제4도의 3-3선 단면도.

제4도는 제3도의 4-4선 수직 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2 : 외류 채널4 : 연료봉

6 : 내류 채널8 : 마개

10 : 내측관16 : 중간유출공

18 : 상부유출공

본 발명은 비등수형 원자로(BWR)의 연료집합체에 관한 것이다. 본 발명의 특징은 수봉(water rod), 즉, 연료봉에 평행한 연료집합체를 통해 수직으로 뻗어있는 관에 있다. 상기 관은 냉각 및 감속수를 수용하기 위해 그의 하단이 개방되어 있으나, 상단은 밀폐되어 있으며, 물의 유출을 허용하기 위해 다수의 구멍이 관에 형성되어 있다. 상단과 하단이 개방되어 있는 내측관이 수관과 동심상으로 배치되어 있으며, 내측관과 수관에 의해 형성된 환상부재가 내측관의 하단에 밀폐되어 있다.

수관의 이음매 위에는 다수의 구멍이 형성되어 내측관과 연결된다. 이 이음매의 아래에도 다수의 구멍이 형성되어 있으며, 이들 구멍중 약간은 한계열 유속영역의 하단에 위치된다. 또한, 관의 아래에는 다른 구멍이 더 제공될 수도 있다. 동작시, 물은 수관의 하단으로 유입하여 그를 통해 상방으로 흐른다. 이것은 집합체에 대한 감속작용을 도와 그의 성능을 향상시키며, 한계열 유속영역의 바로 아래로의 물의 도입은 냉각성을 향상시켜 집합체가 보다 고출력으로 동작하도록 한다.

집합체부분을 통한 비비등수의 바람직한 흐름은 소정시간에 대해 인식되어지며, 전형적인 "수봉(water rod)"이외의 장치는 이 목적을 위해 설계되고 있다. 본 발명의 목적은 이와 같은 관점에서 설계된 개량된 연료집합체를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 직선상 측면을 갖는 내류 채널이 그의 통하여 수직으로 뻗어있는 연료집합체 내에 배치되는데, 집합체의 저부 또는 그 아래로 냉각수를 수용하기 위해 배치된다. 상기 채널은 각 방향으로 수개의 냉각봉을 놓이게 하기 위한 칫수로 되어 있다. 마개가 집합체의 한계열 유속영역 내의 채널에 제공되며, 적어도 하나의 내측관이 마개를 통해 뻗어있다. 채널은 그의 상단이 폐쇄되어 있고 내측관은 그의 상단이 개방되어 있으며, 상기 내류 채널은 채널의 상단 가까이 배치된다. 마개 바로 위의 채널의 벽에는 유출공들이 형성된다. 이 구멍들은 그들로부터 방출된 수류가 연료관에 직접 충돌하지 않도록 연료관에 대해 위치되지만, 그들 사이의 유동공간으로 유입한다.

본 발명의 1실시예에 의하면, 채널은 평탄한 측면의 상자형 구조로서 집합체의 중앙에 위치된다. 다른 실시예에 의하면, 상기 채널은 십자형일 수도 있다. 상기 채널은 집합체의 경계를 형성하는 외류 채널의 벽으로부터 내측으로 뻗어있는 좁은 직사각형 상자형과 같은 형상도 가능하다.

본 발명에 대한 관련기술은 대한민국 특허 공개번호 제10556/87호가 있다. 본 발명이 적용되는 비등수형 원자로형태의 연료집합체는 상기 출원의 제1도에 도시되었다. 이와 유사하게, 본 발병의 실시예가 첨부도면의 제1도와 제2도에 예시되었으며 외류 채널 내에는 제1도에 보인 바와 같이, 단면이 십자형이고 외류 채널(2)의 대략 중간지점에 그의 단부를 지닌 내류 채널(6)이 있다.

상기 관련출원의 수관과 유사하게, 내류 채널(6)이 집합체의 하부 연결판의 약간 위에 물의 입구용 구멍을 구비하거나, 상기 출원의 제2도 및 제4도에 나타낸 바와 같이 연결판 아래로 연장될 수도 있다. 내류 채널(6)의 상부에는 그를 통해 내측관(10)이 뻗어있는 마개(8)가 있다. 내류 채널(6)의 상단은 부호(12)로 표시한 바와 같이 막혀 있으나, 반면에 내측관(10)의 상단은 부호(14)로 표시한 바와 같이 열려 있다. 또는, 상기 내측관(10)은 상단이 막혀있을 수도 있으며, 상기 특허의 제2도 내지 제5도에 보인 바와 같이 유출공이 제공될 수도 있다. 내류 채널(6)에는 집합체의 한계열 유속영역 가까이, 마개(8)밑에 위치된 중간유출공(16)이 제공된다. 또한, 상기 내류 채널(6)에는 한계열 유속영역 내의 마개(8)위에 위치된 상부유출공(18)이 제공된다. 중간유출공(16)은 저부로부터 측정하여 집합체 높이의 대략 50퍼센트 내지 65퍼센트 범위에 정상적으로 위치되며, 상부 유출공(18)은 집합체 높이의 대략 65퍼센트 내지 75퍼센트 범위에 분포된다. 상기 2조의 구멍들은 그 구멍들이 집합체의 상반부를 따라 균일하게 분포되는 것이 만족스런 결과를 가져오지만, 예컨대, 집합체 높이의 10% 정도 떨어진 거리로 위치될 수도 있다.

동작시, 냉각수는 집합체의 저부 또는 그 근방에서 내류 채널(6)로 유입하여 그를 통해 상방으로 흐른다. 물의 대부분, 즉,

정도가 구멍(16)을 통해 유출한다. 남아있는

은 내류 채널(6) 내로 하향하여 내관(10)으로 들어가 그를 통해 상반으로 흐르며, 구멍(18)은 전 내류 채널(6)이 항시 전체 유량을 유지할 수 있도록 한 크기로 되어 있으며, 이에 따라 구멍(16)과 (18)을 통한 외측으로의 흐름이 한계열 유속영역에 냉각제를 공급함과 동시에 집합체의 감속을 증가시키게 된다. 이것은 소정 연료량을 포함하는 집합체에 의해 발생될 수 있는 출력을 현저히 증대시킨다는 것을 나타낸다.

도면에서는 비록 1개의 내측관(10)만을 도시하였으나, 십자형 내류 채널(6)의 아암에 위치된 동일 형태의 다른 관이 있음을 유의해야할 것이다.

또한, 중앙관은 생략될 수 있으며, 모든 내류관은 아암에 위치될 수 있다.

제3도 및 제4도에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에 있어서, 집합체에는 장방형 단면으로 중앙에 위치된 내류 채널(17)이 제공되어 있다. 이 내류 채널(17)은 그를 통해 내관(20)이 뻗어있는 마개(1)를 갖는다. 내류 채널(17)은 그의 상단(22)이 막혀 있으나 내측관(20)은 그의 상단(24)이 개방되어 있다. 또한, 내측관(20)은 예컨대, 채널(17)의 밀폐된 상단(22)에 결합되도록 그의 상단에서 막혀질 수도 있으며, 상부 또는 그 근처에 유출공을 제공할 수도 있다. 내류 채널(17)에는 구멍(26)이 제공되고 내측관(20)에는 구멍(28)이 제공되며, 이들은 제1도 및 제2도의 실시예에서 구멍(16) 및 (18)과 그 위치 및 기능면에서 대응한다.

제1도와 제3도에 도시한 바와 같이, 구멍(16),(18),(26) 및 (28)은 연료봉에 대해 집적 충돌하지 않도록 배치되는데, 상기 연료봉 사이의 공간 내로 제트류를 유입시킨다. 이것은 그 지지점에서 파손을 유발할 수 있는 연료봉에 있어서의 진동의 발생을 방지한다.

비록 본 출원인은 상기와 같이 2가지 실시예에 대하여만 상세히 기술하였으나, 당해 분야에 숙련된 자들은 여러가지 수정이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구의 범위에 의해서 명백히 한정될 것이다.

Claims (7)

1. 비등수형 원자로의 연료집합체에 있어서, 상기 연료집합체는 그의 상부에 한계열 전달영역을 지니고, 핵분열물질을 함유하는 수직평행하고 기다란 연료봉과 상기 연료봉을 둘러싸고 있는 외류채널로 이루어지는 그룹과; 적어도 수개의 연료관에 걸쳐 대체로 직선상 측면을 지니고 있고, 상기 집합체의 하단 가까이 냉각수를 수용하기 위하여 구성 및 배치되며, 상기 연료봉에 평행하게 상기 집합체를 통해 상방으로 뻗어있고 그의 상단에서 막혀진 적어도 하나의 내류 채널과; 상기 내류 채널의 상부에 있는 마개와; 상기 마개를 통한 구멍과; 상기 내류 채널의 상부에 인접한 구멍을 갖는 내측관과; 상기 마개에 인접하여 상기 중앙관에 있는 적어도 하나의 구멍 및 상기 마개위의 상기 내류 채널에 있고, 상기 한계열 유속영역 내에 위치된 상부 개부로 구성되며, 이에 따라 냉각수가 상기 내측관을 통해 상향하여, 상기 내류 채널을 통해 상방으로 흐르고, 상기 내류 채널을 통해 하향한 다음 한계열 유속영역 내로 상기 상부 개구를 통해 외측으로 향하는 것을 특징으로 하는 비등수형 원자로의 연료집합체.
2. 제1항에 있어서, 상기 한계열 전달영역의 하단에 인접하여 상기 내류 채널에 적어도 하나의 중간유출공을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료집합체.
3. 제2항에 있어서, 상기 중간유출공은 저부로부터 측정하여 집합체 높이의 대략 50% 내지 65%의 범위에 위치되는 것을 특징으로 하는 연료집합체.
4. 제3항에 있어서, 상기 유출공이 저부로부터 측정하여 집합체 높이의 대략 65% 내지 75% 범위에 위치되고, 상기 중간 및 상부 유출공은 실질적으로 거리를 두고 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 연료집합체.
5. 제1항에 있어서, 상기 내류 채널은 형상이 십자형이며 그의 아암들이 그의 측면들의 중간지점에서 연료집합체의 상하,좌우로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 연료집합체.
6. 제5항에 있어서, 상기 내측관은 상기 십자형 채널의 아암의 교차점에 위치되는 것을 특징으로 하는 연료집합체.
7. 제1항에 있어서, 상기 내류 채널은 상기 연료집합체에 중앙에 위치된 대체로 직사각형 부재인 것을 특징으로 하는 연료집합체.

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