KR20170084168A

KR20170084168A - 사용후핵연료의 수중저장용 랙

Info

Publication number: KR20170084168A
Application number: KR1020177015469A
Authority: KR
Inventors: 크리쉬나 피. 싱
Original assignee: 홀텍 인터내셔날
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2017-07-19
Also published as: CN107077896B; US20160133346A1; US20200373031A1; WO2016073922A1; KR20200009150A; US10650933B2; KR102323223B1; CN107077896A

Abstract

본 발명은 베이스 플레이트(base plate) 및 연료집합체를 수용하기 위한 셀 어레이를 포함하는, 핵연료집합체용 연료 랙에 관한 것이다. 상기 셀 어레이는 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 상부부분을 형성하고 제1 물질로 형성되는 복수개의 제1 슬롯형 플레이트; 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 중간부분을 형성하고 야금학적으로 상기 제1 물질과 양립할 수 없는 제2 물질로 형성되는 복수개의 제2 슬롯형 플레이트; 및 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 하부부분을 형성하고 상기 제1 물질로 형성되며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 연결되는 복수개의 제3 슬롯형 플레이트;를 포함한다.

Description

사용후핵연료의 수중저장용 랙{RACK FOR UNDERWATER STORAGE OF SPENT NUCLEAR FUEL}

본 발명은 2014년 11월 6일에 출원된 미국 가특허출원 62/076,138 에 대한 우선권을 주장하고 상기 출원의 내용 모두는 참조로서 본 출원에 포함된다.

본 발명은 고준위 방사성폐기물 저장장치 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 방사성연료집합체 저장장치 및 방법에 관한 것이다.

고밀도 사용후핵연료 랙(rack)은 경수로(LWR) 설치에 사용되어 사용후핵연료 풀(pool)로 알려진 깊은 수조의 수중에 핵연료집합체를 저장한다. 연료 랙의 설계의 최신 기술은 2009년 K.R. Rao가 편집한 ASME 보일러 및 압력용기코드에 관한 ASME 논문 동반자 가이드에 있어서 Tony Williams 및 Kris Singh 박사의 ‘사용후핵연료 관리’의 53장에서 설명되고 있다. 상기 언급된 장에서 설명되는 바와 같이, 현대의 연료 랙은 4개 이상의 받침대 상에 지지되는 일반 기초판에 장착되고, 셀 각각을 분리시키는 벽에 부착된 중성자 흡수체의 플레이트(plate) (또는 패널(panel))을 가지는 ‘저장 셀’의 직사각형 집합체로 이루어진 셀방식 구조체이다. 중성자 흡수체는 서로 근접하여 배열된 연료집합체의 반응성을 제어하는 역할을 한다. 중성자 흡수체는 일반적으로 알루미늄 및 탄화붕소(붕소는 연료에 의해 방출된 열중성자들을 포획하는 역할을 하여 반응성을 제어하는)와 같은 금속매트릭스복합체로 이루어진다. 비등수형 원자로(BWR) 및 가압수형 원자로(PWR)에 사용되는 흡수판들의 B-10 동위원소(탄화붕소에서의 중성자포획제)의 전형적인 면적밀도는 각각 0.02 및 0.03 gm/sq. cm 이다.

미국에서 사용 중에 있는 압도적인 다수의 연료 랙은 축전 셀 상자의 측벽에 고정된 중성자 흡수체의 개별 패널을 가진다. 셀 측벽에 부착되어야 하는 별도의 중성자 흡수체 패널들을 제거하기 위하여, 중성자 포획 및 구조적 기능을 모두 제공하는 붕산염 스테인리스 강을 이용하는 대체 설계가 업계에서 이용되어 왔으나, 스테인리스 강 결정구조에 도입될 수 있는 붕소의 제한된 양과 다른 구조적 한계들로 인하여 널리 수용되는 데는 실패했다. 붕산염 스테인리스 강을 이용하는 대체 설계의 단점을 고려할 때, 별도의 중성자 흡수체 패널을 이용할 필요를 제거하기 위해 다른 대체 설계들이 연료를 랙에 공급하는 데 필요하다.

본 발명은 사용후핵연료의 저장을 위한 연료 랙(rack)에 관한 것이다. 상기 랙은 복수개의 슬롯형 플레이트를 이용하여 핵연료집합체 저장을 위한 셀 어레이를 형성한다. 슬롯형 플레이트는, 야금학적으로 양립할 수 없으며 하나는 상기 셀 어레이에 강도를 제공하고 다른 하나는 중성자 흡수체인 2개의 서로 다른 유형의 물질로 구성된다. 설계는 핵연료의 장기간 저장에 필요한 안전시스템을 여전히 제공하면서 동시에 연료 랙 설계의 복잡도를 감소시킨다

본 발명의 일실시의 예에 따르면, 베이스 플레이트(base plate) 및 연료집합체를 보유하기 위한 셀 어레이를 포함하는, 핵연료집합체용 연료 랙이 제공된다. 상기 셀 어레이는 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 상부부분을 형성하고 제1 물질로 형성되는 복수개의 제1 슬롯형 플레이트; 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 중간부분을 형성하고 제2 물질로 형성되며, 상기 제1 및 제2 물질은 야금학적으로 양립할 수 없는 복수개의 제2 슬롯형 플레이트; 및 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 하부부분을 형성하고 상기 제1 물질로 형성되며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 연결되는 복수개의 제3 슬롯형 플레이트;를 포함한다.

본 발명의 다른 일실시의 예에 따르면, 연료집합체 및 연료 랙을 포함하는 핵연료 저장장치가 제공된다. 상기 연료집합체는 상단부, 핵연료가 내부에 저장된 중간부 및 하단부를 가진다. 상기 연료 랙은 베이스 플레이트 및 셀 어레이를 포함하며, 연료집합체는 상기 셀 어레이의 제1 셀에 위치한다. 상기 셀 어레이는 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 상부부분을 형성하고 제1 물질로 형성되는 복수개의 제1 슬롯형 플레이트; 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 중간부분을 형성하고 제2 물질로 형성되며, 제1 및 제2 물질은 야금학적으로 양립할 수 없고, 연료집합체의 중간부는 상기 셀 어레이의 상기 제1 셀의 중간부분 내에 완전히 위치한, 복수개의 제2 슬롯형 플레이트; 및 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 하부부분을 형성하고 상기 제1 물질로 형성되며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 연결되는 복수개의 제3 슬롯형 플레이트;를 포함하는 핵연료 저장장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 일실시의 예에 따르면, 베이스 플레이트 및 연료집합체를 보유하기 위한 셀 어레이를 포함하는, 핵연료집합체용 연료 랙이 제공된다. 상기 셀 어레이는 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 상부부분을 형성하고 함께 용접되며 제1 물질로 형성되는 복수개의 제1 슬롯형 플레이트; 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 중간부분을 형성하고 제2 물질로 형성되며, 상기 제1 및 제2 물질은 야금학적으로 양립할 수 없는 복수개의 제2 슬롯형 플레이트; 및 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 하부부분을 형성하고 상기 제1 물질로 형성되며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 용접되는 복수개의 제3 슬롯형 플레이트, 및 각각이 상기 셀 어레이의 상부 및 하부부분 각각에 용접되는 복수개의 연결부재;를 포함한다.

아울러, 본 발명의 적용 가능한 다른 분야는 이하에서 제공되는 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 본 발명의 바람직한 실시의 예를 나타내는 반면, 상세한 설명 및 구체적인 예들은 단지 예시적인 목적일 뿐이고 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아님을 이해해야 한다.

전술한 요약 및 예시적인 실시의 예들에 대한 다음의 상세한 설명은 첨부된 도면과 함께 읽을 때 보다 이해하기 용이할 것이다. 다만, 본 발명이 다음의 도면들에 도시된 자세한 방식 및 수단으로 한정되지 아니함을 이해해야 한다.
도1은 핵연료집합체용 제1 연료 랙(rack)의 사시도이다.
도2은 도1의 연료 랙의 부분분해도이다.
도3은 도1의 연료 랙용 상호연동 슬롯형 플레이트의 사시도이다.
도4a 내지 4d는 도1의 연료 랙용 슬롯형 플레이트를 도시한다.
도6은 도1의 연료 랙의 바닥평면도이다.
도7은 도1의 연료 랙의 지지받침대의 사시도이다.
도8은 핵연료집합체용 제2 연료 랙의 사시도이다.
도9는 도8의 연료 랙용 상호연동 슬롯형 플레이트의 사시도이다.
도10a 내지 10d는 도8의 연료 랙용 슬롯형 플레이트를 도시한다.

본 발명의 원리에 따른 실시예들의 설명은 전체 명세서의 한 부분으로 간주되어지는 첨부된 도면과 연계하여 해석되도록 한다. 여기에 개시된 본 발명의 실시예들의 설명에 있어서, 방향 또는 지향에 대한 어떠한 참조도 단지 설명의 편의를 위함이고 본 발명의 범위를 제한하는 어떠한 방법으로도 의도되어서는 아니 된다. ‘하부의’, ‘상부의’, ‘수평의’, ‘수직의’, ‘위로’, ‘아래로’, ‘위에’, ‘아래에’, ‘좌측의’, ‘우측의’, ‘상단’ 및 ‘하단’뿐만 아니라 이들의 파생어(예를 들면, ‘수평으로’, ‘아래쪽으로’, ‘위쪽으로’ 등)은 논의된 도면에서 개시되거나 도시된 대로 방향을 참조하는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 연관 용어들은 단지 설명의 편의를 위함이고, 명백하게 특정 방향을 나타내지 않는 한, 장치를 특정 방향으로 구성하거나 작용하는 것을 요구하지 않는다. 또한, "장착된, 부착된, 연결된, 이어진, 상호 연결된" 등의 구성 간의 상호 결합 관계를 나타내는 용어는, 별도의 언급이 없는 한, 개별 구성들이 직접적 혹은 간접적으로 부착 혹은 연결되거나 고정된 상태를 의미할 수 있고, 이는 이동 가능하게 부착, 연결, 고정된 상태뿐만 아니라, 이동 불가능한 상태까지 아우르는 용어로 이해되어야 한다. 게다가, 본 발명의 특징 및 이점은 바람직한 실시예들을 참고하여 도시된다. 따라서, 본 발명은 단독으로 또는 특징들의 다른 조합으로 존재할 수 있는 특징들의 여러 가능한 비한정적 조합들을 예시하는 바람직한 실시예로 한정되어서는 명백하게 아니된다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다.

도면을 상세히 참고하여, 셀 어레이(103: cell array)를 포함하는 연료 랙(101)이 도1에 도시된다. 상기 셀 어레이(103)는 상호연동방식(interlocking arrangement)으로 배열된 슬롯형 플레이트(105)로 형성된다. 도시된 실시의 예에서, 상기 셀 어레이(103)의 각 저장셀(107)은 평면도에 있어서 정사각형 모양을 가지며 모든 저장셀은 동일한 치수를 가진다. 다만, 특정 실시의 예에서, 상기 셀 어레이(103)의 각 저장셀(107)은 특히 직사각형 모양, 육각형 모양을 포함하는 대체하는 형상을 가질 수 있다. 특정 실시의 예에서, 상기 셀 어레이(103)의 저장셀(107)은 다양한 크기를 가질 수 있다. 상기 연료 랙(101)은 또한 상기 셀 어레이(103)에 부착되어 상기 셀 어레이(103)의 외면을 따라 연장되는 연결부재(109: tie member)를 포함한다. 상기 연결부재는 상기 셀 어레이(103)의 전체 높이를 실질적으로 연장시켜 상기 상호연동하는 슬롯형 플레이트(105)에 수직 강성을 제공한다. 특정 실시의 예에서, 상기 연결부재(109)는 상기 저장셀(107) 내에 위치할 수 있으며 상기 셀 어레이(103)에 부착될 수 있다. 또 다른 실시의 예에서, 상기 연결부재(109) 대신에 인접한 상기 슬롯형 플레이트들(105)을 결합시키는 더 작은 결합요소들이 이용될 수 있다. 상기 연료 랙(101)은 또한 베이스 플레이트(base plate)(111) 및, 상기 베이스 플레이트(111)의 상면(115)에 연결되는 상기 샐 배열(103)을 포함한다.

지지받침대(113)가 상기 베이스 플레이트(111)의 하면(117)에 결합된다. 상기 지지받침대(113)는 상기 셀 어레이(103)를 통한 유체 순환을 위하여 베이스 플레이트(111) 아래에 공간을 제공한다.

상기 연료 랙(101)의 분해된 형태가 도2에 도시된다. 상기 셀 어레이(103)는 상부부분(121), 중간부분(123), 및 하부부분(125)으로 분리되는 것이 도시된다. 전체 샐 배열(103)은 4가지 서로 다른 유형의 슬롯형 플레이트로 형성될 수 있다. 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(131)는 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이(103)의 상부부분(121)을 형성하고; 복수개의 제2 슬롯형 플레이트(133)는 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이(103)의 중간부분(123)을 형성하고; 및 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(135)는 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이(103)의 하부부분(125)을 형성한다. 상기 복수개의 제1, 제2 및 제3 슬롯형 플레이트(131, 133, 135) 각각은 도4a 내지 4d에 도시된 하나 이상의 유형의 슬롯형 플레이트를 포함한다. 도시된 바와 같이, 상기 상부부분(121)에서, 상기 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(131)는 복수개의 상단 슬롯형 플레이트(141)(도4a) 및 복수개의 중간 슬롯형 플레이트(143)(도4b)를 포함하고; 상기 중간부분(123)에서, 상기 제2 슬롯형 플레이트(133)는 복수개의 중간 슬롯형 플레이트(143)(도4b)를 포함하고; 및 상기 하부부분(125)에서, 상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(135)는 복수개의 하단 절반 슬롯형 플레이트(145)(도4c) 및 복수개의 하단 완전 슬롯형 플레이트(147)(도4d)를 포함한다.

상기 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(131) 및 상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(135)는 제1 물질로 구성되고, 상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트(133)는 상기 제1 물질과 야금학적으로 양립하지 않는 제2 물질로 구성된다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 ‘야금학적으로 양립하지 않는(metallurgically incompatible)’은 두 물질이 용접에 의하여 결합될 수 없는 정도로 양립할 수 없다는 것을 의미한다. 용접으로 두 물질을 결합시킬 수 없음은 두 물질을 함께 용접하는데 사용될 수 있는 용접 물질 및/또는 기술이 존재하지 않는다고 알려진, 용접 기술분야의 상황에서 발생된다. 특정 실시의 예에서, 상기 제1 물질은 스테인리스강일 수 있고, 상기 제2 물질은 금속 매트릭스 복합재료일 수 있다. 특정 실시의 예에서, 상기 금속 매트릭스 복합재료는 알루미늄/붕소 카바이드 금속 매트릭스 복합재일 수 있고, 이의 비제한적인 예는 붕소함침 알루미늄이다. 상기 금속 매트릭스 복합재료에 적합한 이러한 물질은 상표명 Metamic®하에 판매된다. 특정 실시의 예에서, 상기 연결부재(109), 베이스 플레이트(111), 및 지지받침대(113) 또한 상기 제1 물질로 형성된다.

상기 상부부분(121)의 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(131)는 인접 모서리를 따라 함께 용접된다. 상기 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(131)의 용접은 상기 셀 어레이(103)의 상부부분(121)에 전체적인 구조를 제공한다. 상기 하부부분(125)의 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(135)는 상기 베이스 플레이트(111)와 결합한다. 특정 실시의 예에서, 상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(135)는 상기 베이스 플레이트(111)에 용접될 수 있다. 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(135)를 상기 베이스 플레이트(111)에 용접함으로써, 상기 베이스 플레이트(111)는 상기 저장랙(101)에 상기 연료집합체가 로드되는 경우 필요할지 모르는 부가적인 휨 강도를 제공받는다. 특정 실시의 예에서, 상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(135)도 인접 모서리를 따라 함께 용접된다. 상기 제1 물질이 스테인리스강인 경우, 이러한 용접에 종래의 용접 물질과 공정이 이용될 수 있다.

용접공정이 상기 제2 물질에 대해 공지되어 있는 한, 상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트(133)는 교차하는 슬롯에서 함께 용접될 수 있다. 상기 제2 물질이 Metamic®과 같은 재료인 경우, 용접은 2014년 7월 3일에 공개되고 발명의 명칭이 ‘중성자 흡수물질 결합공정’인 WO2014106044에서 개시된 바와 같이 수행될 수 있다.

상기 연결부재(109)는 상기 셀 어레이(103)의 외면(119)을 따라 연장되고 상기 셀 어레이(103)의 상부부분(121) 및 하부부분(125)에 부착된다. 특히, 연결부재(109)는 외부로 향하는 하나 이상의 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(131)와 외부로 향하는 하나 이상의 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(135)에 부착된다. 상기 연결부재(109)는 용접에 의하여 상기 상부부분(121) 및 상기 하부부분(125)에 부착될 수 있다. 따라서, 상기 연결부재(109)는 상기 셀 어레이(103) 전체의 안정화를 위하여 상기 셀 어레이(103)의 중간부분(123)에서 복수개의 제2 슬롯형 플레이트(133)의 어느 임의의 제2 슬롯형 플레이트에 직접 부착될 필요가 없다. 특정 실시의 예에서, 나사 및/또는 브라킷(bracket)과 같은 체결부가 상기 연결부재(109)를 상기 셀 어레이(103)의 상부부분(121) 및/또는 하부부분(125)과 결합시킬 수 있다.

상기 연결부재(109)는 상기 셀 어레이(103)에 수직 강성을 제공하여 준다. 상기에 언급한 바와 같이, 상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트(133)가 상기 복수개의 제1 및 제3 슬롯형 플레이트(131, 135)의 제1 물질과 야금학적으로 양립할 수 없는 제2 물질로 형성되기 때문에, 상기 중간부분(123)은 상기 셀 어레이(103)의 상부 및 하부부분(121, 125)에 용접될 수 없다. 따라서, 상기 연결부재(109)를 이용하여 상기 셀 어레이(103)의 상부 및 하부부분(121, 125)을 함께 연결함으로써, 상기 셀 어레이(103)의 중간부분(123)에서 복수개의 제2 슬롯형 플레이트(133)는 제자리에 견고하게 유지될 수 있고, 이에 부가적인 강성이 상기 셀 어레이(103) 전체 및 연료 랙(101) 자체에 제공된다.

도시된 바와 같이, 상기 연결부재(109)는 상기 셀 어레이(103)의 모서리에 부착되며, 오직 4개의 연결부재(109)만이 도시된 실시의 예에서 보여진다. 특정 실시의 예에서, 연결부재(109)는 상기 셀 어레이(103)의 서로 다른 위치에 부착될 수 있다. 특정 실시의 예에서, 보다 많거나 적은 연결부재(109)가 이용될 수 있다.

상기 셀 어레이(103)의 중간부분(123)의 중간 세그먼트(161)가 도3에 도시된다. 상기 셀 어레이(103)의 각 중간 세그먼트(161)는 상기 저장셀(107)의 수직부분을 형성하기 위하여 직선형으로 배열된 상기 중간 슬롯형 플레이트(143)의 격자를 포함한다. 상기 중간 세그먼트(161)를 형성하는 데에 있어서, 제1 중간 슬롯형 플레이트(143)가 수직으로 배열된다. 그러면, 제 2 중간 슬롯형 플레이트(143)가 그 위로 상기 제1 중간 슬롯형 플레이트(143)에 대해 일반적으로 90도의 각도로 배열되어, 상기 2개의 중간 슬롯형 플레이트(143)의 대응하는 슬롯(163)이 정렬된다. 그러면, 상기 제2 중간 슬롯형 플레이트(143)는 제1 중간 슬롯형 플레이트(143) 상으로 하강하여, 상기 슬롯(163)이 도시된 바와 같이 맞물리게 한다. 이는 원하는 직선형 구성이 형성될 때까지 모든 중간 슬롯형 플레이트(143)를 통해 반복되어, 상기 중간 세그먼트(161)가 생성된다.

전체 연료 랙 몸체는 각각 도4a 내지 4d에 도시되는 상단 슬롯형 플레이트(141), 중간 슬롯형 플레이트(143), 하단 절반 슬롯형 플레이트(145), 및 하단 완전 슬롯형 플레이트(147)의 3가지 유형의 슬롯형 플레이트로 형성된다. 상기 상단 슬롯형 플레이트(141)는 상기 중간 슬롯형 플레이트(143)의 절반으로 형성된다. 마찬가지로, 상기 하단 절반 슬롯형 플레이트(145)는 상기 중간 슬롯형 플레이트(143)의 절반으로 형성되는데 나머지 슬롯형 모서리를 따라 부가된 제거부분(165)을 가진다. 상기 하단 완전 슬롯형 플레이트(147)는 상기 중간 슬롯형 플레이트(143)과 동일하게 형성되되, 하나의 슬롯형 모서리를 따라 부가된 상기 제거부분(165)을 가진다. 상기 제거부분(165)은 상기와 같이 상기 저장셀(107)내로의 열사이펀(thermosiphon) 흐름을 용이하게 하기 위한 보조 유동홀 역할을 한다. 상기 상단 슬롯형 플레이트(141) 및 상기 하단 절반 슬롯형 플레이트(145)는 상기 셀 어레이(103)의 상단과 하단에만 각각 이용되어 상기 중간 세그먼트(161)를 덮게 되어(도3), 상기 셀 어레이(103)는 최상단 및 최하단 모서리를 가진다.

슬롯형 플레이트(141 내지 147) 각각은 복수개의 슬롯(163), 엔드탭(end tab)(167), 상기 엔드탭(167)에 인접한 오목부(169)를 포함하고, 이들 모두 전략적으로 배열되어 슬라이딩 집합체가 셀 어레이(103)를 용이하게 형성하게 한다. 상기 슬롯(163)은 상기 플레이트(141 내지 147)의 상단 및 하단 모서리 중 하나 또는 둘 모두에 제공된다. 상기 플레이트(141 내지 147)의 상단 모서리에 포함되는 상기 슬롯(163)은 동일한 플레이트(141 내지 147)의 하단 모서리에 포함된 상기 슬롯(163)과 정렬된다. 상기 슬롯(163)은 상기 플레이트(141 내지 147) 높이의 대략 1/4정도까지 상기 플레이트(141 내지 147)를 통해 연장된다. 상기 엔드탭(167)은 상기 플레이트(141 내지 147)의 측면모서리로부터 연장되고, 상기 플레이트(141 내지 147) 높이의 대략 1/2이다. 상기 엔드탭(167)은 상기 탭(167)의 존재로 인해 자연스럽게 야기되는 인접한 플레이트들(141 내지 147)의 측면모서리에서 상기 오목부(169)와 슬라이딩 방식으로 짝을 이룬다.

예를 들어, 상기 셀 어레이(103)의 중간 세그먼트(161)을 형성하는 데 있어서, 상기 중간 세그먼트(161)의 엔드탭(167)과 슬롯(163)은 인접한 중간 세그먼트들(161) 간의 상대적 수평 및 회전운동을 방지하기 위하여 인접한 중간 세그먼트(161)와 상호연동한다. 상기 중간 세그먼트들(161)은 서로 교차하고 맞물려 상기 셀 어레이(103)인 적층집합체를 형성한다. 상기 셀 어레이(103)는, 상기 셀 어레이(103)의 중간부분(123)에서 상기 중간 세그먼트(161)의 높이로 구성되어 연료집합체의 연료저장부가 상기 셀 어레이(103)의 중간부분(123) 내에 완전히 위치될 수 있는, 임의의 개수의 중간 세그먼트(161)를 포함할 수 있다.

따라서, 전체 셀 어레이(103)는 기본 구성을 가지는 슬롯형 플레이트(141 내지 147)로 형성될 수 있다. 상기 기본 구성은, 상기 상단 슬롯형 플레이트(141), 상기 하단 절반 슬롯형 플레이트(145), 및 상기 하단 완전 슬롯형 플레이트(147)가 상기 기본 구성의 추가적인 약간의 변경에 의하여 형성되는, 상기 중간 슬롯형 플레이트(143)의 구성이다.

상기 셀 어레이(103)의 저장셀(107) 내에 위치하는, 핵연료(183) 저장용 연료집합체(181)의 모양은 도5에 도시된다. 상기 연료집합체(181)는 상단부(185), 중간부(187) 및 하단부(189)를 포함한다. 상기 핵연료(183)는 상기 연료집합체(181)의 중간부(187) 내에만 저장된다. 상기 상단 및 하단부(185, 189)는 어떠한 핵연료저장능력이 없으며, 이에 따라 핵연료는 상기 상단 및 하단부(185, 189) 내에 저장되지 않는다. 도시된 바와 같이, 상기 연료집합체(181)의 중간부(187)는 상기 저장셀(107)의 중간부분(123) 내에 완전히 저장된다. 따라서, 상기 중간부(187)와 상기 핵연료(183)는 상기 중간부분(123)의 슬롯형 플레이트(143)가 구성되는 중성자흡수물질의 4개의 면으로 완전히 둘러싸인다.

도5에 도시되는 상기 베이스 플레이트(111)는 상기 하면(117)으로부터 상기 상면(115)으로 상기 베이스 플레이트(111)를 통해 연장되는 복수개의 유동홀(201)을 포함한다. 상기 베이스 플레이트(111)는 또한 저장풀(pool) 내에 상기 연료 랙(101)을 들어올리고 설치하기 위한 4개의 길쭉한 직사각형 홀(203)(모서리로부터 두 번째 행)을 포함한다. 일반적으로, 4개의 긴 조작봉(reach rod)을 가지는 특수 리프팅 빔(lifting beam)은 상기 직사각형 홀(203)과 상호작용하는데 이용되어 상기 저장풀 내외로의 이송 또는 저장풀 내에서의 이동을 위한 연료 랙(101)을 고정시킨다.

상기 유동홀(201) (및 직사각형 홀(203))은 상기 베이스 플레이트(111)의 아래로부터 상기 저장셀(107)의 하단 끝단으로 통로를 형성한다. 도시된 바와 같이, 단일유동홀(201)은 각 저장셀(107)에 대해 제공된다. 특정 실시의 예에서, 다수의 유동홀(201)이 각 저장셀(107)에 대해 제공되어 냉각유체를 저장셀(107)에 제공한다. 상기 유동홀(201)은 유체유입구 역할을 하여, 열부하를 가진 연료집합체가 저장셀 내부에 위치하는 경우, 저장셀(107)을 통한 풀의 물의 자연스러운 열사이펀의 흐름을 용이하게 한다. 보다 자세하게는, 가열된 연료집합체가 수중 환경에서 상기 저장셀(107)에 위치하는 경우, 상기 연료집합체를 둘러싸는 저장셀(107)내의 물이 가열되어 부력 증가로 인하여 상승한다. 이 가열된 물이 상승하여 저장셀(107)의 개방 상단부를 통하여 저장셀(107)을 나옴에 따라, 냉각수가 상기 유동홀(201)을 통하여 상기 저장셀(107)의 바닥으로 들어간다. 이 가열 유도된 물은 상기 연료집합체를 따라 흐르고 자연스럽게 계속된다.

상기 연료 랙(101)용 지지받침대(113)가 도7에 도시된다. 상기 베이스 플레이트(111)의 하면(117)에 부착된 상기 지지받침대(113)는 저장풀의 바닥과 상기 베이스 플레이트(111)의 하면(117) 사이에 공간이 존재하도록 보장하여, 상기 유동홀(201)을 통해 물이 흐르는 유입플레넘(plenum)을 생성할 수 있다. 상기 지지받침대(113)는 베이스부(211) 및, 내부유동공간(215) 주위에 형성된 수직부(213)를 포함한다. 상기 수직부(213)는 상기 저장풀로부터 물이 지지받침대(113)의 외부 공간으로부터 상기 내부유동공간(215)으로 통과할 수 있는 유동개구(217)를 포함한다. 상기 내부유동공간(215)으로 통과하는 물은 상기 베이스 플레이트(111)의 유동홀(201)을 상방 통과하여 전술한 냉각공정을 가능하게 할 수 있다. 상기 수직부(213)가 고리모양으로 묘사된다 할지라도, 특정 실시의 예에서 상기 수직부(213)는 상기 저장풀의 바닥 위로 상기 베이스 플레이트(111)를 지지하고 저장풀로부터의 물이 상기 지지받침대(113)가 근처에 부착될 수 있는 베이스 플레이트(111)의 임의의 유동홀(201)로 흐르게 하는 임의의 기하학적 구성을 가질 수 있다.

셀 어레이(303)를 포함하는 연료 랙(301)의 다른 실시의 예가 도8에 도시된다. 상기 셀 어레이(303)는 상호연동방식으로 배열된 슬롯형 플레이트(305)로 형성된다. 도시된 실시의 예에서, 상기 셀 어레이(303)의 각 저장셀(307)은 평면도에 있어서 정사각형 모양을 가지며 모든 저장셀은 동일한 치수를 가진다. 다만, 특정 실시의 예에서, 상기 셀 어레이(303)의 각 저장셀(307)은 특히 직사각형 모양, 육각형 모양을 포함하는 대체하는 형상을 가질 수 있다. 특정 실시의 예에서, 상기 셀 어레이(303)의 저장셀(307)은 다양한 크기를 가질 수 있다. 상기 슬롯형 플레이트(305)는 또한 선속트랩(flux trap)(309)이 각 내부 저장셀(307a)의 전체 모양 주위에 형성되도록 배열된다. 각 외부 저장셀(307b)의 외벽은 선속트랩을 포함하지 않는다.

상기 연료 랙(301)은 또한 상기 셀 어레이(303)에 부착되어 상기 셀 어레이(303)의 외면을 따라 연장되는 연결부재(311)를 포함한다. 상기 연결부재는 상기 셀 어레이(303)의 전체 높이를 실질적으로 연장시켜 상기 상호연동하는 슬롯형 플레이트(305)에 수직 강성을 제공한다. 특정 실시의 예에서, 상기 연결부재(311)는 상기 저장셀(307) 내에 위치할 수 있으며 상기 셀 어레이(303)에 부착될 수 있다. 또 다른 실시의 예에서, 상기 연결부재(311) 대신에 인접한 상기 슬롯형 플레이트들(305)을 결합시키는 더 작은 결합요소들이 이용될 수 있다. 상기 연료 랙(301)은 또한 베이스 플레이트(base plate)(313) 및, 상기 베이스 플레이트(313)의 상면(317)에 연결되는 상기 샐 배열(303)을 포함한다.

지지받침대(315)가 상기 베이스 플레이트(313)의 하면(319)에 결합된다. 상기 지지받침대(315)는 상기 셀 어레이(303)를 통한 유체 순환을 위하여 베이스 플레이트(313) 아래에 공간을 제공한다.

상기 셀 어레이(303)는 상부부분(331), 중간부분(333), 및 하부부분(335)으로 분리되는 것이 도시된다. 전체 샐 배열(303)은 4가지 서로 다른 유형의 슬롯형 플레이트로 형성될 수 있다. 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(341)는 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이(303)의 상부부분(331)을 형성하고; 복수개의 제2 슬롯형 플레이트(343)는 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이(303)의 중간부분(333)을 형성하고; 및 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(345)는 슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이(303)의 하부부분(335)을 형성한다. 상기 복수개의 제1, 제2 및 제3 슬롯형 플레이트(341, 343, 345) 각각은 도10a 내지 10d에 도시된 하나 이상의 유형의 슬롯형 플레이트를 포함한다. 상기 상부부분(331)에서, 상기 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(341)는 복수개의 상단 슬롯형 플레이트(351)(도10a) 및 복수개의 중간 슬롯형 플레이트(353)(도10b)를 포함하고; 상기 중간부분(333)에서, 상기 제2 슬롯형 플레이트(343)는 복수개의 중간 슬롯형 플레이트(353)(도10b)를 포함하고; 및 상기 하부부분(335)에서, 상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(345)는 복수개의 하단 절반 슬롯형 플레이트(355)(도10c) 및 복수개의 하단 완전 슬롯형 플레이트(357)(도10d)를 포함한다.

상기 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(341) 및 상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(345)는 제1 물질로 구성되고, 상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트(343)는 상기 제1 물질과 야금학적으로 양립하지 않는 제2 물질로 구성된다. 특정 실시의 예에서, 상기 제1 물질은 스테인리스강일 수 있고, 상기 제2 물질은 금속 매트릭스 복합재료일 수 있다. 특정 실시의 예에서, 상기 금속 매트릭스 복합재료는 알루미늄/붕소 카바이드 금속 매트릭스 복합재일 수 있고, 이의 비제한적인 예는, 상표명 Metamic®하에 판매되는 금속 매트릭스 복합재료와 같은, 붕소함침 알루미늄이다. 특정 실시의 예에서, 상기 연결부재(311), 베이스 플레이트(313), 및 지지받침대(315) 또한 상기 제1 물질로 형성된다.

상기 상부부분(331)의 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(341)는 인접 모서리를 따라 함께 용접된다. 상기 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(341)의 용접은 상기 셀 어레이(303)의 상부부분(331)에 전체적인 구조를 제공한다. 상기 하부부분(335)의 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(345)는 상기 베이스 플레이트(313)와 결합한다. 특정 실시의 예에서, 상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(345)는 상기 베이스 플레이트(313)에 용접될 수 있다. 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(345)를 상기 베이스 플레이트(313)에 용접함으로써, 상기 베이스 플레이트(313)는 상기 저장랙(301)에 상기 연료집합체가 로드되는 경우 필요할지 모르는 부가적인 휨 강도를 제공받는다. 특정 실시의 예에서, 상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(345)도 인접 모서리를 따라 함께 용접된다. 상기 제1 물질이 스테인리스강인 경우, 이러한 용접에 종래의 용접 물질과 공정이 이용될 수 있다. 용접공정이 상기 제2 물질에 대해 공지되어 있는 한, 상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트(343)는 교차하는 슬롯에서 함께 용접될 수 있다.

상기 연결부재(311)는 상기 셀 어레이(303)의 외면(321)을 따라 연장되고 상기 셀 어레이(303)의 상부부분(331) 및 하부부분(335)에 부착된다. 특히, 연결부재(311)는 외부로 향하는 하나 이상의 복수개의 제1 슬롯형 플레이트(341)와 외부로 향하는 하나 이상의 복수개의 제3 슬롯형 플레이트(345)에 부착된다. 상기 연결부재(311)는 용접에 의하여 상기 상부부분(331) 및 상기 하부부분(335)에 부착될 수 있다. 따라서, 상기 연결부재(311)는 상기 셀 어레이(303) 전체의 안정화를 위하여 상기 셀 어레이(303)의 중간부분(333)에서 복수개의 제2 슬롯형 플레이트(343)의 어느 임의의 제2 슬롯형 플레이트에 직접 부착될 필요가 없다. 특정 실시의 예에서, 나사 및/또는 브라킷(bracket)과 같은 체결부가 상기 연결부재(311)를 상기 셀 어레이(303)의 상부부분(331) 및/또는 하부부분(335)과 결합시킬 수 있다.

도시된 바와 같이, 상기 연결부재(311)는 상기 셀 어레이(303)의 모서리에 부착되며, 오직 4개의 연결부재(311)만이 도시된 실시의 예에서 보여진다. 특정 실시의 예에서, 연결부재(311)는 상기 셀 어레이(303)의 서로 다른 위치에 부착될 수 있다. 특정 실시의 예에서, 보다 많거나 적은 연결부재(311)가 이용될 수 있다.

상기 셀 어레이(303)의 중간부분(333)의 중간 세그먼트(361)가 도9에 도시된다. 상기 셀 어레이(303)의 각 중간 세그먼트(361)는 상기 선속트랩(309) 및 상기 저장셀(307)의 수직부분을 형성하기 위하여 직선형으로 배열된 상기 중간 슬롯형 플레이트(353)의 격자를 포함한다. 상기 중간 세그먼트(361)를 형성하는 데에 있어서, 제1 중간 슬롯형 플레이트(353)가 수직으로 배열된다. 그러면, 제 2 중간 슬롯형 플레이트(353)가 그 위로 상기 제1 중간 슬롯형 플레이트(353)에 대해 일반적으로 90도의 각도로 배열되어, 상기 2개의 중간 슬롯형 플레이트(353)의 대응하는 슬롯(363)이 정렬된다. 그러면, 상기 제2 중간 슬롯형 플레이트(353)는 제1 중간 슬롯형 플레이트(353) 상으로 하강하여, 상기 슬롯(363)이 연동되게 한다. 이는 원하는 직선형 구성이 형성될 때까지 모든 중간 슬롯형 플레이트(353)를 통해 반복되어, 상기 저장셀(307) 및 상기 선속트랩(309)를 가지는 상기 중간 세그먼트(361)가 생성된다.

전체 연료 랙 몸체는 각각 도10a 내지 10d에 도시되는 상단 슬롯형 플레이트(351), 중간 슬롯형 플레이트(353), 하단 절반 슬롯형 플레이트(355), 및 하단 완전 슬롯형 플레이트(357)의 3가지 유형의 슬롯형 플레이트로 형성된다. 상기 상단 슬롯형 플레이트(351)는 상기 중간 슬롯형 플레이트(353)의 절반으로 형성된다. 마찬가지로, 상기 하단 절반 슬롯형 플레이트(355)는 상기 중간 슬롯형 플레이트(353)의 절반으로 형성되는데 나머지 슬롯형 모서리를 따라 부가된 제거부분(365)을 가진다. 상기 하단 완전 슬롯형 플레이트(357)는 상기 중간 슬롯형 플레이트(353)과 동일하게 형성되되, 하나의 슬롯형 모서리를 따라 부가된 상기 제거부분(365)을 가진다. 상기 제거부분(365)은 상기와 같이 상기 저장셀(307)내로의 열사이펀(thermosiphon) 흐름을 용이하게 하기 위한 보조 유동홀 역할을 한다. 상기 상단 슬롯형 플레이트(351) 및 상기 하단 절반 슬롯형 플레이트(355)는 상기 셀 어레이(303)의 상단과 하단에만 각각 이용되어 상기 중간 세그먼트(361)를 덮게 되어(도9), 상기 셀 어레이(303)는 최상단 및 최하단 모서리를 가진다.

슬롯형 플레이트(351 내지 357) 각각은 복수개의 슬롯(363), 엔드탭(end tab)(367), 상기 엔드탭(367)에 인접한 오목부(369)를 포함하고, 이들 모두 전략적으로 배열되어 슬라이딩 집합체가 셀 어레이(303)를 용이하게 형성하게 한다. 상기 슬롯(363)은 상기 플레이트(351 내지 357)의 상단 및 하단 모서리 중 하나 또는 둘 모두에 제공된다. 상기 플레이트(351 내지 357)의 상단 모서리에 포함되는 상기 슬롯(363)은 동일한 플레이트(351 내지 357)의 하단 모서리에 포함된 상기 슬롯(363)과 정렬된다. 상기 슬롯(363)은 상기 플레이트(351 내지 357) 높이의 대략 1/4정도까지 상기 플레이트(351 내지 357)를 통해 연장된다. 상기 엔드탭(367)은 상기 플레이트(351 내지 357)의 측면모서리로부터 연장되고, 상기 플레이트(351 내지 357) 높이의 대략 1/2이다. 상기 엔드탭(367)은 상기 탭(367)의 존재로 인해 자연스럽게 야기되는 인접한 플레이트들(351 내지 357)의 측면모서리에서 상기 오목부(369)와 슬라이딩 방식으로 짝을 이룬다.

예를 들어, 상기 셀 어레이(303)의 중간 세그먼트(361)을 형성하는 데 있어서, 상기 중간 세그먼트(361)의 엔드탭(367)과 슬롯(363)은 인접한 중간 세그먼트들(361) 간의 상대적 수평 및 회전운동을 방지하기 위하여 인접한 중간 세그먼트(361)와 상호연동한다. 상기 중간 세그먼트들(361)은 서로 교차하고 맞물려 상기 셀 어레이(303)인 적층집합체를 형성한다. 상기 셀 어레이(303)는, 상기 셀 어레이(303)의 중간부분(333)에서 상기 중간 세그먼트(361)의 높이로 구성되어 연료집합체의 연료저장부가 상기 셀 어레이(303)의 중간부분(333) 내에 완전히 위치될 수 있는, 임의의 개수의 중간 세그먼트(361)를 포함할 수 있다.

따라서, 전체 셀 어레이(303)는 기본 구성을 가지는 슬롯형 플레이트(351 내지 357)로 형성될 수 있다. 상기 기본 구성은, 상기 상단 슬롯형 플레이트(351), 상기 하단 절반 슬롯형 플레이트(355), 및 상기 하단 완전 슬롯형 플레이트(357)가 상기 기본 구성의 추가적인 약간의 변경에 의하여 형성되는, 상기 중간 슬롯형 플레이트(353)의 구성이다. 아울러, 상기 슬롯형 플레이트(351 내지 357)의 상호연동성의 결과, 스페이서가 상기 선속트랩(309)를 유지하는 데에 필요하지 않다. 따라서, 특정 실시의 예에서, 셀 어레이(303)는 상기 선속트랩(309)에서 스페이서가 없을 수 있다.

본 발명이 본 발명을 실시하는 현재 바람직한 형태를 특정한 예에 대해서 설명되었다 하여도, 당업자는 상기 설명한 시스템 및 기술의 다수의 변경과 치환이 있음을 이해할 것이다. 다른 실시예들도 이용될 수 있으며 구조적 그리고 기능적 변경이 본 발명의 범위에서 벗어남 없이 이루어질 수 있음을 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상과 범위는 첨부된 특허청구범위에서 설명된 대로 광범위하게 해석되어야 할 것이다.

Claims

베이스 플레이트(base plate); 및
연료집합체를 보유하기 위한 셀 어레이;를 포함하는, 핵연료집합체용 연료 랙(fuel rack)이고, 상기 셀 어레이는:
슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 상부부분을 형성하고 제1 물질로 형성되는 복수개의 제1 슬롯형 플레이트;
슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 중간부분을 형성하고 상기 제1 물질과 야금학적으로 양립할 수 없는 제2 물질로 형성되는 복수개의 제2 슬롯형 플레이트; 및
슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 하부부분을 형성하고 상기 제1 물질로 형성되며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 연결되는 복수개의 제3 슬롯형 플레이트; 를 포함하는, 핵연료집합체용 연료 랙.
제1항에 있어서,
각각이 상기 셀 어레이의 상기 상부부분 및 상기 하부부분 각각에 부착되는 복수개의 연결부재를 더 포함하는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제2항에 있어서,
상기 연결부재 각각은 상기 셀 어레이의 상기 상부부분 및 상기 하부부분에 용접되는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 연결부재 각각은 상기 셀 어레이의 외면에 위치하는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트는 상기 베이스 플레이트의 상면에 용접되는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트는 금속 매트릭스 복합재료로 구성되는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트는 함께 용접되는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제1 및 제3 슬롯형 플레이트는 스테인리스강으로 구성되는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제1 슬롯형 플레이트는 함께 용접되고, 상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트는 함께 용접되는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀 어레이에서 인접한 셀들 사이에 선속트랩(flux traps)을 형성하도록 상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트가 서로 맞물리는,
핵연료집합체용 연료 랙.
상단부, 핵연료가 내부에 저장된 중간부 및 하단부를 포함하는 연료집합체; 및
베이스 플레이트(base plate)와 셀 어레이를 포함하는 연료 랙(fuel rack);을 포함하는 핵연료 저장장치로서, 상기 연료집합체는 상기 셀 어레이의 제1 셀에 위치하며,
상기 셀 어레이는:
슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 상부부분을 형성하고 제1 물질로 형성되는 복수개의 제1 슬롯형 플레이트;
슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 중간부분을 형성하고 상기 제1 물질과 야금학적으로 양립할 수 없는 제2 물질로 형성되며, 상기 연료집합체의 상기 중간부는 상기 셀 어레이의 상기 제1 셀의 상기 중간부분 내에 완전히 위치한, 복수개의 제2 슬롯형 플레이트; 및
슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 하부부분을 형성하고 상기 제1 물질로 형성되며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 연결되는 복수개의 제3 슬롯형 플레이트;를 포함하는,
핵연료 저장장치.
제11항에 있어서,
각각이 상기 셀 어레이의 상기 상부부분 및 상기 하부부분 각각에 부착되는 복수개의 연결부재를 더 포함하는,
핵연료 저장장치.
제12항에 있어서,
상기 연결부재 각각은 상기 셀 어레이의 상기 상부부분 및 상기 하부부분에 용접되는,
핵연료 저장장치.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 연결부재 각각은 상기 셀 어레이의 외면에 위치하는,
핵연료 저장장치.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트는 상기 베이스 플레이트의 상면에 용접되는,
핵연료 저장장치.
제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트는 금속 매트릭스 복합재료로 구성되는,
핵연료 저장장치.
제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트는 함께 용접되는,
핵연료 저장장치.
제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제1 및 제3 슬롯형 플레이트는 스테인리스강으로 구성되는,
핵연료 저장장치.
제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제1 슬롯형 플레이트는 함께 용접되고, 상기 복수개의 제3 슬롯형 플레이트는 함께 용접되는,
핵연료 저장장치.
제11항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀 어레이에서 인접한 셀들 사이에 선속트랩(flux traps)을 형성하도록 상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트가 서로 맞물리는,
핵연료 저장장치.
베이스 플레이트(base plate); 및
연료집합체를 보유하기 위한 셀 어레이;를 포함하는, 핵연료집합체용 연료 랙(fuel rack)이고, 상기 셀 어레이는:
슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 상부부분을 형성하고 함께 용접되며 제1 물질로 형성되는 복수개의 제1 슬롯형 플레이트;
슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 중간부분을 형성하고 상기 제1 물질과 야금학적으로 양립할 수 없는 제2 물질로 형성되는 복수개의 제2 슬롯형 플레이트; 및
슬라이딩 방식으로 서로 맞물려 상기 셀 어레이의 하부부분을 형성하고 상기 제1 물질로 형성되며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 용접되는 복수개의 제3 슬롯형 플레이트, 및
각각이 상기 셀 어레이의 상기 상부부분 및 상기 하부부분 각각에 용접되는 복수개의 연결부재;를 포함하는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제21항에 있어서,
상기 연결부재 각각은 상기 셀 어레이의 외면에 위치하는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제21항 또는 제22항에 있어서,
상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트는 금속 매트릭스 복합재료로 구성되는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트는 함께 용접되는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 제1 및 제3 슬롯형 플레이트는 스테인리스강으로 구성되는,
핵연료집합체용 연료 랙.
제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀 어레이에서 인접한 셀들 사이에 선속트랩(flux traps)을 형성하도록 상기 복수개의 제2 슬롯형 플레이트가 서로 맞물리는,
핵연료집합체용 연료 랙.