KR910005730B1 - 핵연료 조립체의 유지보수장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

핵연료 조립체의 유지보수장치

제1도는 본 발명에 따른 장치에 의해 유지보수될 수 있는 연료 조립체의 일반적인 구성을 도시하는 개략도.

제2도는 탱크내에 본 발명의 장치에 속하는 연료 조립체를 수용하기 위한 셀의 구성을 도시하는 정면도.

제3도는 본 발명의 장치와 이와 관련된 부재를 위에서 본 개략도.

제4도는 몇몇 부분을 제거하고, 베이스판과, 셀에 구비되어 있는 파지(gripping)장치를 위에서 본 도면.

제5a도 및 제5b도는 각각 제4도의 V-V선에 따른 좌,우측 단면도로써, 적소에 상부단부재를 고정하기 위한 프레임을 도시하고 있다.

제6도는 조작되는 연료 조립체의 축을 통과하는 수직면에 따른 단면도로써, 상부단부재와 실린더 지지판을 고정하기 위한 프레임의 적소에 센터링 및 안내하는 부재를 도시하고 있다.

제7도는 센터링 부재를 조작하기 위한 공구를 도시하는 투시도.

제8도는 수평면에 따른 단면도로써, 센터링 부재에 공구를 걸어 맞추는 방법을 도시하는 제7도의 공구에 대한 상세도.

제9도는 연료 조립체와, 베이스판과, 조립체, 즉 프레임과 실린더 지지판과, 센터링 부재에 의해 형성된 조립체의 각각의 구성을 도시하는 도면으로써, 이 도면은 상기 조립체를 적소에 설치한 후의 상태를 나타내고 있다.

제10도는 상부단부재에 안내부재를 고정시키기 위한 공구의 투시도.

제11도는 조(jaw)에 의해 안내부재를 고정하는 방법을 도시하는 정면도로써, 상기 조는 좌측에서는 상부단부재로부터 결합된 위치에 있고 우측에서는 상부단부재로부터 결합 해체된 위치에 있는 것을 도시하고 있다.

제12도는 게이지를 형성하는 점검공구를 도시하는 투시도.

제13도는 제12도의 공구의 단부를 축을 따른 면으로 나타낸 단면도.

제14도는 센터링 부재에 대하여 제12도 및 제13도의 공구의 사용을 도시하는 정면도.

제15도는 센터링 콘을 위한 처리공구와, 이들 콘들중 하나를 공구로부터 분리한 상태를 도시하는 투시도.

제16도는 센터링 콘(cone)을 구비한 제15도의 공구의 단부를 확대한 단면도.

제17도는 센터링 콘을 안내관내의 적소에 설치한 상태를 도시한 정면도.

제18도는 안내관을 상부단부재에 결합시키는 코넥터를 분리하기 위한 공구의 투시도.

제19도는 제18도의 공구의 단부를 확대하여 축을 통한 평면으로 나타낸 단면도.

제20도는 제18도의 공구를 사용하여 나사를 푼후에 코넥터가 제거된 상태를 도시하는 확대투시도.

제21도는 제18도의 공구를 연료 조립체의 코넥터상의 적소에 배치한 것을 도시하는 개략도.

제22도는 결합부재를 고정하기 위한 코넥터를 변형시키고 결합부재를 고정시키는 공구를 도시하는 투시도.

제23도는 코넥터를 변형시키는 조작을 정면도로 도시하는 개략도.

제24도는 변형전후의 코넥터를 도시하는 도면.

제25도는 공구와 결합하기 전에 연료 조립체 및 연료봉을 꺼내고 삽입하는 공구의 관련 구성을 정면도로 도시하는 개략도.

제26, 제27 및 제28도는 각각 꺼내는 공구가 제25도의 위치에 있을 때 클램프가 하강하여 폐쇄된 후의 경우와, 연료봉을 재설치한 후의 경우를 정면도로 나타낸 개략도.

제29도는 연료봉의 단부 캠상에서, 좌측은 클램프가 개방된 경우를 우측은 클램프가 폐쇄된 경우를 나타낸 확대상세도.

제30a도, 제30b도 및 제31도는 동일한 수직평면을 따라 단면도로 꺼내는 공구의 상부부분 및 하부부분을 부분적으로 나타낸 도면.

제32도는 제31도의 32-32선에 따라 절취한 단면도.

제33도는 제32도의 33-33선에 따라 절취한 단면도.

제34도는 베어링과 슬리이브의 상대적 이동을 측정하는 장치

제35도는 센터링 프레임으로 형성

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 핵연료 조립체 12 : 스페이서 그리드

13 : 하부단부재 14 : 상부단부재

15 : 결합부재 21 : 셀

23 : 지지체 24, 25 : 용기체

27, 28 : 공구 37 : 압축스프링

38 : 나사 58 : 클램프

60 : 프레임 64 : 실린더 지지판

66 : 링 70 : 안내 실린더

76 : 슬리이브 90 : 패들

94 : 외측관 106 : 센xj링 콘

142, 144 : 폴 149 : 쟈켓

204 : 피니언 208 : 피스톤

본 발명은 핵연료 조립체의 유지보수 장치에 관한 것으로, 그 조립체는 양단부재간에 한정된 연료봉의 다발을 유지하며, 적어도 하나의 상부단부재와 상기 양단부재간에 배치된 그리드에 착탈가능하게 고정되는 결합부재에 의하여 접속되는 2개의 단부재, 또는 노즐로 형성된 구조로 되어 있다. 이러한 형태의 연료 조립체의 일예는 프랑스 특허공개 공보 제2,368,785호에 개시되어 있다.

상기한 연료 조립체의 조작은 연료 조립체가 새로운 것일때는 어려움이 없지만, 그것이 원자로에서 사용중이거나 방사능이 높은 장소에 사용되는 경우에는 그 사정이 다르다. 원자로내에 설치된 경우나 수중의 일정거리를 둔 곳에서 조작할 필요가 있는 방사능이 높은 장소에서의 사용후에 하나 또는 그 이상의 결함이 있는 연료봉을 가진 연료 조립체를 폐기해야 하는 것을 방지하기 위해서 이미 몇몇의 장치들이 제한되어 있는데, 이들 장치들은 결함이 있는 하나 또는 그 이상의 연료봉을 교체하는 것에 의해 연료 조립체를 유지보수 할 수 있게 하는 것이었다.

그러나, 예를들면 프랑스 특허공보 제2,360,963호에 기재된 바와같이 현째까지 제안되어 있는 장치들은 하부단부재를 제거하기 전에 먼저 연료 조립체를 180°회전시켜야 하는 문제점이 있다. 상기한 문제점에 따른 이러한 방법은 제거 및 재설치를 하는데 상부단부재보다 하부단부재쪽이 보다 편리하다는 점에 근거를 두고 있지만 장치의 부피가 커지는 문제점이 있으며 또한 큰길이의 용기체를 회전시켜야만 하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 재조립시에 구성부재를 적소에 정확하고 확실하게 설치함과 동시에 수평 및 수직방향의 직선 이동 이외에는 다른 변위를 필요로 하지 않고 연료 조립체를 유지보수 할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

이와같은 목적을 위하여 본 발명의 장치는 수중에 저장되는 피트(pit)에서 수직이동이 가능한 셀을 구비한다. 상기 셀의 상부부분에는, 연료 조립체를 통과시키는 개구와 일반적으로 연료 조립체의 상부 그리드의 높이에서 연료 조립체의 상부부분을 파지하는 수단을 구비한 베이스판과 : 조작공구에 의해 조작되도록 배치되며, 연료 조립체의 상부단부재를 커버하고 상기 상부단부재에 걸어 맞추어지는 안내부재 또는 센터링 부재와 : 상기 상부단부재로부터 결합부재를 떼어내기 위한 수단이 제공된다.

본 발명은 예로써 주어진 특정한 실시예를 구성하는 장치에 대한 이하의 설명으로부터 잘 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 장치를 설명하기 전에 본 발명이 적용되는 연료 조립체의 구조에 대하여 간단히 설명하도록 하겠다. 제1도에 도시한 연료 조립체(10)는 연료봉(11)의 다발을 구비하는데, 상기 연료봉의 다발은 그 다발에 따라 배치된 스페이서 그리드(12)에 의해 유지된다. 이 그리드(12)는 통로를 구비하는데, 이 통로의 대부분을 연료봉이 가로 지르며, 나머지는 결합부재(15)가 가로지르고, 결합부재(15)는 하부단부재(13)와, 조작 공구로 파지할 수 있도록 되어 있는 형태를 그의 상부 부분에 갖는 상부단부재(14)에 고정된다. 상기 결합부재(15)는 소켓 코넥터(제1도에 도시 생략)에 의해 형성된 분해 가능한 수단에 의해 상부단부재(14)에 고정되며, 이 소켓 코넥터를 결합부재의 상부 부분에 나사로 조여지는 나사식 하부 부분과 상부단부재(14)와 접촉하는 헤드를 갖는다.

본 발명의 장치는 생물학적 보호를 위해 충분한 깊이의 물속에 연료 조립체를 집어 넣은 상태에서 연료 조립체를 분해, 유지 보수 및 재조립을 할 수 있게끔 고안되어 있다. 실제로, 본 발명의 장치는 원자로로부터 다사용된 연료를 제거하기 위한 탱크(20)의 피트(pit)에 설치된다. 제2도 및 제3도에 도시한 실시예에 있어서, 상기 탱크(20)에 배치되는 본 발명의 장치는 상단이 개방된 신장형 평형 6면체 형태의 용기체에 의해 형성된 적어도 하나의 셀(21)을 구비하며, 탱크의 저부에 위치한 지지체(23)에 매달린다. 이 지지체는 하부 위치(제2도에 실선으로 도시)와, 이 하부 위치로부터 수미터 분리된 상부 위치(점선으로 도시)사이에서 셀의 수직 이동을 할수 있도록 하는 수단을 구비한다. 탱크의 상부에는 이동 가능 브리지가 구비되어 있으며, 이 브리지는 거리 만큼 (제3도)이동하고 공구 캐리어를 구비한 캐리지(22)를 2개의 수직 방향으로 이동시킨다. 지지체(23)는 또한 용기체(24,25)를 구비하며, 이러한 용기체중 용기체(24)는 새로운 연료봉을 위한 것이고, 용기체(25)는 조립체로부터 제거되는 손상된 연료봉을 위한 것이다. 끝으로 지지체(23)는 여러 가지 공구의 저장면과, 단공구(28, 셀이 그의 상부 위치에 있을 때 조립체상에서 사용하기 위한 것) 및 장공구(27, 봉을 꺼내기 위해 사용되는 공구)로써 분류되는 여러 가지 공구를 수용하는 위치를 구비한다. 이어서, 본 발명의 장치의 가장 중요한 구성요소에 대하여 설명하도록 하겠다. 즉, 베이스판 또는 헤드판(A), 이것은 셀(21)의 상부 부분에 의해 지지되며, 이 셀(21)의 내에서 처리되는 연료 조립체를 센터링 하기 위한 수단을 구비한다.(제4도 및 제5a도). 특히, 제6도 및 제9도에 도시한 안내 부재 또는 센터링 부재(B), 이것은 공구에 의해 연료 조립체의 상부단부재에 고정된다. 조립체(C), 이것은 결합부재의 코넥터를 해제하는 동안 연료 조립체의 상부단부재의 회전을 제한하는 프레임과, 이 프레임에 일체로 접속된 실린더 지지판을 구비한다. 지지공구, 이것은 다음과 같은 것으로 구성되어 있다. 즉 센터링 부재(제7도 및 제8도)를 결합시키기 위한 공구(D)(제7도 및 제8도), 센터링 콘을 적소에 장착하고 그것을 제거하기 위한 공구(E)(제15도 내지 제17도), 코넥터를 조이고 풀기위한 공구(F)(제18도 내지 제21도), 센터링 부재의 위치를 점검하기 위한 게이지를 구비하는 공구(G)(제12도 내지 제14도), 코넥터를 변형시키는 공구(H)(제22도 내지 제24도), 봉을 조작하기 위한 공구(J)(제25도 내지 제33도). 제4도 및 제5a도에 도시한 헤드판(A)은 베이스판(30)으로 구성되어 있으며, 이 베이스판(30)에는 그의 하부 위치에 놓여 있는 셀상부에 연료 집합체를 놓은다음 안내부재B(제6도)를 안내 및 이동시키기 위해 사용되는 클램프를 사용하여 하향시킬 때 연료 조립체를 통과시킬 수 있을 정도로 큰 개구(29)가 제공되어 있다. 이 베이스판(30)은 조립체를 파지하기 위한 수단을 그의 상부 그리드(12)의 높이에서 지지하며, 상부단부분을 제거하는 동안 및 제거한 후에 조립체가 정위치에 유지되도록 한다. 상기 조립체 파지수단은 2개의 부재(31)를 분리하고, 결합하며 조립체의 2개의 대향코너를 결합 및 해방하기 위한 2개의 마디로 연결된 아암을 구비한다. 이들 아암은 각부재(31)로부터 시작해서 축(33)을 중심으로 회전하는 레버(32)로 구성된다. 상기 부재(31)을 지지하는 것에 대향하는 레버의 단부는 단부캡(34,35)을 구비하는 푸시로드(push rod)에 의해 구형 헤드(36)로 구동되는 바에 접속된다. 푸시로드의 각각은 2개의 부분으로 이루어졌는데, 한 부분이 다른 부분내로 활주되도록 구성되어 있으며 힘의 전달은 압축 스프링(37)을 통해 발생되고, 상기 2개의 스프링의 정격은 약간 다르게 되어 있다(예를 들면, 하나의 30daN이고, 다른 하나는 25daN이다). 나사(38)에 의해 형성되는 2개의 조정가능한 접촉부는 제4도에 실선으로 도시한 바와같이 일측면상에서 상기 아암의 접촉 위치에 대한 구형 헤드(36)의 회전을 제한한다. 베이스판(A)은 또한 이하 설명하는 다른 부재와 협조하는 여러 가지 수단을 지지한다. 특히, 상기 베이스판은 이하 설명하는 조립체(C)의 프레임을 정확하게 위치 설정하게 하는 3개의 칼럼(39)을 지지한다. 또한, 베이스판은 셀(21)의 각 헤드의 측면에서 2개의 부재(40)를 유지하는 4개의 스페이서(41)를 지지하고, 상기 각 부재(40)는 이하 설명하는 것으로부터 알수 있는 바와같이 연료봉을 조작하기 위한 공구(J)의 하부 프레임에 의해 지지되는 위치 설정핀을 수용하는 일련의 구멍들을 구비한다.

제6도에 단면도로 도시한 센터링 부재(B)는 그의 상부부분에서 상부단부재(14)의 형태와 동일한 형태를 가지며, 이것은 연료 조립체를 조작하는 클램프(58)에 의해 상부단부재를 파지한다. 센터링 부재(B)는 상부단부재상에 위치설정될 수 있으며, 상기 상부단부재와 접속 및 접속해제될 수 있다. 이것은 플랜지를 구비한 케이싱(44)과, 나사(46)에 의해 플랜지에 접속되는 판(45)으로 구성될 수 있다. 상기 판(45)상에는 하방으로 연장하는 2개의 핀(47)이 고정되어 있으며, 이들 핀은 단부재(14, 제6도에 가는선으로 도시)에 결합되어 센터링을 확실하게 한다. 부재(B)와 단부재를 일체로 결합하기 위한 수단은 클램프(58)의 크로(claw)의 구성과 동일한 구성을 갖는 8개의 인출 가능한 크로(43)로 구성된다. 이들 크로는 나사식 접속부에 의해 부재(B)의 축에 따라 이동하는 캠(48)에 의해 제어된다. 이러한 나사식 접속부는 캠에 접속된 너트(49)와, 자유롭게 회전하는 나사(50)를 구비하며, 상기 이 나사는 병진 이동을 방지하며, 제10도 및 제11도에 도시한 걸어맞춤 공구(59)에 의해 구동된다. 이 걸어맞춤 공구는 나사(50)의 단부의 구형헤드(61)의 형태에 대응하는 형태를 갖는 간단한 튜브 키이다(제6도, 제10도, 제11도).

센터링 부재(B)는 또한 코넥터에 대한 조작을 하도록 각각의 공구를 통과시킬 수 있는 관형 센터링 실린더(52)를 구비한다. 이들 실린더는 케이싱(44)과 판(45)사이에 유지되며, 고정 또는 분리를 위한 스페이서를 구성한다. 전술한 실시예에 있어서, 24개의 실린더(52)는 졀합부재(15)를 고정하기 위한 코넥터(53)와 정렬하도록 배치되며, 도시한 실시예에서는 중심봉의 안내관에 의해 형성된다. 센터링 실린더(52)의 각각은 공구(H)에 제공된 러그(lug)를 수용하도록 2개의 직경 방향에 대향하는 베이어닛(bayonet) 형태의 홈(54)을 가지므로, 이 공구의 방위를 고정하고 축방향의 접촉부에 대응하는 그의 길이방향 위치를 고정할 수 있다.

조립체(C, 제4도 및 제5a,b도)는 칼럼(62)과 나사(63)에 의해 실린더 지지판(64)에 접속된 프레임(60)을 구비한다. 부재(B)를 통과시킬수 있도록 하는 중공형의 실린더 지지판(64)은 나사에 의해 상기 부재(B)에 의해 고정된다. 유지보수되는 연료 조립체와 관련한 프레임(60)의 높이는 그 프레임과 상기 부재의 접속으로 인하여 상기 부재(제6도)를 센터링하기 위한 핀(47)에 의해 적절한 값으로 고정된다. 이 프레임은 결합부재를 형성하는 안내관과 단부재(14)를 접속하는 코넥터(53)를 나사 결합 및 나사 결합 해제하는 동안 상부단부재(14)의 회전 범위를 제한한다. 이러한 목적을 위해 상기 프레임은 소걍의 간격으로 단부재를 통과시키는 구형 개구를 구비한다.

실린더 지지판(64)은 연료 조립체에 대한 조작 동안 새로운 부재 또는 사용된 부재를 저장하기 위한 것이다. 제4도 및 제5a도에 부분 도시한 판은 코넥터를 수용하기 위한 48개의 링(66)을 구비한다 (새로운 코넥터 24개, 방사능 조사된 24개의 코넥터). 판(64)에 고정된 지지체(68)는 링에 대면하는 안내 실린더(70)을 지지하고, 코넥터(53)를 조작하기 위한 공구를 안내한다. 이 실시예에 있어서는 24개의 링이 안내관을 위한 센터링 콘을 수용할 수 있도록 되어 있다.

실린더 지지판(64)은 2개의 칼럼(73)을 구비하며, 이것은 파지형 공구의 도입을 용이하게 하기 위한 원추형 노즈(nose)를 가지며, 이 파지형 공구는 후술하는 바와같이 홈(74)의 높이에서 칼럼과 결합한다. 센터링부재(B), 프레임(60), 및 헤드판(A)상의 실린더 지지판(64)으로 형성된 조립체를 안내하고 그것을 정확히 횡단 방향으로 위치 설정하도록, 판(64)은 칼럼(39)상에 활주하는 슬리이브(76)를 구비하고 있다.

제7도 및 제8도에 도시한 바와같이, 센터링부재(B), 프레임(60) 및 실린더 지지판(64)에 의해 형성되는 조립체를 조작하기 위한 공구(D)는 결합위치와 걸어 맞춤 위치(제8도) 사이에서 서로에 대하여 회전하는 2개의 동축관(80,82)으로 구성되는 폴(pole)로 이루어져 있다. 외측관(80)의 하단에는, 예를들면 용접에 의해 판(84)이 고정되고, 이 판은 조작칼럼(73,제5a, b도, 제8도 및 제9도)을 카버하는 2개의 수직원통형 안내부(86)을 구비하고 있다. 각 안내부(86)에는 조작칼럼(73)에 있는 수평홈(74)의 높이에서 안내부의 주변의 3/4에 근접해서 수평개구가 제공된다.

내측관(82)의 하단부에는, 예를들면 용접에 의해 패들(90)이 고정된다. 내측관(82)의 걸어맞춤 위치(제8도에 점선으로 도시)에 있을 때, 패들(90)에 제공된 2개의 노치부는 안내부에 있는 개구(88)을 통해 칼럼(73)의 수평홈내에 결합되므로 유지보수되는 연료 조립체에 공구(D)가 접속된다.

한편, 내측관이 제8도에 실선으로 도시한 위치에 있을 때, 패들(90)은 조작칼럼(73)을 해방시키며, 센터링 부재(B)가 제9도에 도시한 바와같이 단부재상에 놓여지면 패들은 공구를 결합 및 결합 해제한다.

제7도에 도시한 경우에 있어서, 서로에 대한 관(80,82)의 회전은 폴의 상부에 위치한 2개의 핸들(92)의 조작에 의해 행하여 진다.

연료 조립체(10)에 대하여 행하여 지는 조작이 수중 깊숙한 곳에서 행하여지는 경우 텔레비전 카메라를 상부단부재(14)에 가깝게 설치한다하더라도 그 상부단부재가 안내관(15)의 단부에 정확히 결합되었는지의 여부를 시각적으로 점검하는 것은 어렵다.

제12도 내지 제14도에 도시한 공구(G)는 탱크위에 위치한 서비스 플랫폼으로부터 상기 검증을 가능하게 할수 있도록 고안되었다. 공구(G)는 외측관(94)으로 형성되어 있으며, 그 단추는 하나의 칼럼(39)을 커버하도록 제공된다. 이 외측관(94)은 활주 가능한 내측관(96)을 포함하고, 이 내측관은 필러(feeler)로써 작용하며 칼럼의 단부와 부재상에 위치하는 외측관의 단부와의 사이의 높이차의 측정을 가능케하고, 상기 부재의 높이는 슬리이브(74)중 하나에 의해 점검되고 형성된다(제14도). 높이의 차는 내측관에서 새겨진 눈금에 의해 직접 표시되며, 그 눈금은 외측관(94)에 있는 윈도우(98)을 통해 볼 수 있다(제12도). 나사(100)와 홈(102)에 의해 형성되는 관들 사이를 활주 가능한 키(key)는 2개의 관의 상대 회전을 방지한다. 내측관의 하부부분에 위치하는 솔리드 플러그(104)는 조작자가 생물학적 보호를 확실하게 할수 있도록 한다. 공구(59)와 같은 공구(G)는 조작용 이동브릿지에 공구가 매달리게 하는 링을 구비한다.

연료봉을 교체한 후에 단부재(14)를 적소에 재설치하는 것을 용이하게 하도록, 상기 단부재(14)를 제거하기 전에 제거된 코넥터에 대응하는 코넥터(53)를 센터링 콘(106)에 재배치하기 위한 수단이 제공된다.

안내관(15)은 재설치동안 단부재의 하우징내에 정확하게 재위치 설정되게 한다. 콘(106)의 위치 설정 및 제거는 제15도 내지 제17도에 도시한 공구(E)를 사용하여 수행된다. 이 공구(E)는 외측관(108)을 구비하며 이 외측관의 하부부분에는 센터링 콘(106)의 형태에 대응하는 형태의 원추형 하우징(109)이 제공되고, 상기 센터링 콘(106)은 원추형 단부와 나사식 중앙부분을 가진 스템에 의해 형성된다. 이 외측관은 콘에 있는 홈(111)에 2개의 돌출부(110)를 삽입하는 것에 의해 콘과 엄격히 회전 접속된다(제16도). 외측관(108)내에서는 루울렛(knurled) 버튼(114)에 의해 조작되는 중심 스템(112)이 회전할 수 있으며, 이 스템의 나사식 단부는 콘에 나사결합될 수 있다.

유지보수되는 연료 조립체의 코넥터(53)를 제거하고 새로운 코넥터를 적소에 재설치하는 것은, 이들 코넥터를 나사 결합한 후에 적소에 걸어 맞춤하는 경우 제18도 내지 제21도 및 제22도 내지 제23도에 각각 도시한 2개의 특정한 공구(F,H)를 필요로 한다. 이들 2개의 공구(F,H)는 연료 조립체에 사용되며, 이 연료 조립체가 사용을 위해 준비되는 경우 단부재에 장착되는 코넥터(53)을 구비한다. 공구(F)는 코넥터들을 결합 해제하고 그것을 나사 결합해제한 다음 그것들을 이동시키며, 그리고 공구(H)에 의해 장착되는 새로운 코넥터를 적소에 배치하도록 제공한다.

공구(F)는 그 단부부분이 코넥터와 결합하도록 하기 위한 부재를 구비한다. 상기 단부부분은 안내관(15)에 센터링을 위한 콘(116)과, 장착된 코넥터로부터 90°만큼 분리된 4개의 개구를 수용하는 돌기부분(118)을 가진 부분을 구비한다(제24도). 이 부분은 코넥터를 이동시키는 동안 그 코넥터를 유지하기 위한 착탈 가능한 러그(120)에 의해 가로 질러진다. 이 부재에는 회전 스템(122)이 배치되며, 이 회전 스템에 루울렛(knurled) 디스크(124, 제18도)가 고정된다(제18도). 이 스템상을 활주하도록 키 정지된 제2디스크(126)는 그 부재와 일체로 형성된 6각 너트(130)에 따라 스프링(128)에 의해 밀려진다. 제2디스크(126)는 스템을 2개의 대응하는 환상위치에, 즉 하나의 위치는 러그를 후퇴시킨 위치와, 나머지 하나의 위치는 공구의 하부 부분으로부터 러그를 연장시키는 위치에 걸어맞추도록 6각형 너트(130)와 함께 동작하는 러그(132)를 구비한다.

제22도 및 제23도에 도시한 장착용 공구(H)는 새로운 코넥터의 원통형 헤드(제24도)의 얇은 벽을 상부단부재(14)에 제공된 하우징내에 밀어 넣어서 원래대로 하기 위해서 사용된다.

장착용 공구(H)는 외측관(134)으로 구성되며, 외측관의 하부부분은 센터링 실린더(52, 제6도)내에 있는 베이어닛홈(54)에 수용되는 러그(135)를 구비한다. 상기 외측관(134)에는 두부분으로 구성된 스템(136)이 설치되어 있다. 스템의 하부부분은 코넥터를 설치하기 위한 앤드럴(138)을 지지하며, 이 코넥터는 제24도의 우측에 도시된 형태를 갖는다. 그것은 외측관(134)에 회전 접속되며, 활주형키(도시생략)에 의해 한정된 길이만큼 축방향으로 활주한다. 스템의 상부부분은 하부부분에 대하여 축방향으로 접속된다. 이 부분은 나사너트 접속부에 의해 외측관에 접속되며, 이 접속부는 구형 헤드(140)에 의한 회전시 코넥터를 변형시키는 축방향 힘을 하부부분에 작용시킨다. 이러한 힘은 동력측정키로 구형헤드(140)를 조작하는 것에 의해 조정될 수 있다.

또한, 본 발명의 장치는 전술한 수단을 사용하여 상부단부재를 분해한 경우 연료 조립체를 조작하는 공구(J)를 구비한다. 이 공구(J)는 결함이 있는 연료봉을 제거하고, 새로운 연료봉에 의해 형성된 대체부재, 또는 동일한 외형을 가진 부재를 적소에 설치하기 위해 사용된다.

제25도 내지 제35도에 도시한 공구(J)는 2개의 수직폴(142,144)과 센터링 프레임으로 형성된다.

이 폴(142)은 파지수단을 갖는 주부재를 구비한다. 보조폴(144, 제31도 내지 제35도)은 프레임(145)이 베이스판(A, 제35도)에 결합될 때 파지공구를 프레임(145)에 대하여 평면이동시키고, 연료봉을 제거 또는 배치하는 경우 조립체의 정위치에 정확히 대면하는 파지클램프를 얹어 놓을 수 있도록 한다.

각 폴은 상부부분(148)과 하부부분(146)에 의해 형성된다. 한편, 2개의 상부부분 및 2개의 하부부분이 접속되어 블록에 조작 가능한 공구의 길이보다 작은 길이의 조립체를 형성한다. 따라서 공구의 이동이 용이해진다. 각 상부부분은 폴(142)을 위한 나사와 같이 분해가능한 수단에 의해 대응하는 하부부분에 고정된다.

폴(142)에 있어서, 하부부분(146)은 연료봉을 파지하는 클램프를 포함하고 안내하며, 연료봉이 공구(J)의 수직 및 수평 이동 동안 제거되는 경우에 그 연료봉을 보호한다. 상부부분(148)은 분해가능한 수단에 의해 하부부분(146)의 이동부재에 접속되는 제어부재를 갖는다. 그것들에 대해서는 종래의 형태와 동일함으로 그 설명을 생략하였다.

폴(142)의 하부부분(146)은 구조부재를 구성하는 외측쟈켓(149)을 구비한다. 이 자켓(149)에는 시트(150)가 배치되고, 그 시트는 하부부분(146)의 강성을 증가시키는 관(151)으로 둘러싸여 있다. 시트(150) 및 관(151)은 연료봉을 연료조립체(10)에 설치 및 제거동안 움직이지 않는다. 이 시트(150)에는 파지 클램프(154)를 폐쇄하기 위한 복합관(152)과, 필터(156)가 동일한 중심에 배치된다. 이러한 모든 부재는 제31도의 외측에 도시한 영역에 있는 수단에 의해 상부부분(148)에 있는 대응하는 제어부재에 접속된다.

쟈켓(149)의 하부부분은 시트(150)를 적절한 연료봉의 장착부에 적절히 정렬하기 위한 캐리지(166)에 고정되고, 그 캐리지는 프레임(145)상에 수직방향으로 병진이동할 수 있다. 이 프레임(145,제31도 내지 제33도 및 제35도)은 횡단부재에 의해 접속되는 2개의 평행한 레일(162)로 구성된다. 이것은 베이스판(A,제5a도 및 제5b도)의 부재(40)에 있는 구멍에 결합되는 센터링핀(163,제33도)을 제공한다. 레일(162)은 노치형 원형단부를 갖는다. 이들의 레일은 캐리지(166)에 의해 지지되는 수직축을 가진 4개의 휠(164)을 안내하고 제한한다. 상기 캐리지(166)는 2개의 링(158,160)을 구비하며. 이들 링은 폴(142,144)의 축방향 병진 이동을 각각 유지한다. 하나의 레일(162)은 후술하는 바와같이 시트를 적절히 위치하게 하는 랙(rack, 168)을 구비한다.

시트(150, 제26도 내지 제31도)는 관형 형태로 되어 있으며, 그리고 상부부분(148)에 접속되는 상부플랜지(170)와, 시트상에서 링(158)내를 자유롭게 회전하는 편시코넥터(172)사이에서, 그의 자유부분이 약간 가요성을 갖도록 약간 두껍게 되어 있다. 코넥터(172)는 후술하는 바와같이 시트를 정확히 센터링하도록 장착된다.

복합관(152)은 일체로 유지되는 여러 부분으로 구성되어 있다. 복합관의 직경은 상부부분에서 보다 하부부분이 작게되어 있는데, 이것은 안내관(15) 및 상부단부재를 떼내는 동안 적소에 배치된 센터링 콘(106)에 의해 방해됨이 없이 연료봉을 꺼낼 수 있도록 연료봉(11)의 수직선상에 배치될 수 있도록 하기 위함이다. 복합관(152)은 꺼내어진 연료봉이 시트(150)에 의해 완전히 보호되도록 필요한 길이만큼 시트(150)내측에 삽입되게 한다. 이 길이는 현재 사용된 연료 조립체를 위한 장치에 있어서 4m를 초과한다.

복합관(152)은 연료봉을 파지하기 위한 클램프(154)를 폐쇄하고, 제29도에 도시한 바와같이 캡에 형성된 쇼울더에 수직력을 거는 것에 의해서 연료봉의 삽입력을 전달하는 기능을 갖는다.

이 복합관의 상부부분은 상부부분의 대응부재에 접속하기 위한 플랜지(도시생략)을 제공한다. 클램프(154,제29도)는 연료봉에 근접하는 동안 개방 위치에 있게되며 필러(156)가 접촉된후 복합관(152)의 축방향 이동에 의하여 폐쇄된다. 이것은 필러(156)를 안내하는 관형 단부재(176)에 나사 결합된 스텐레스 강철의 탄성 핑거(174)에 의해 형성된다. 상기 단부재(176)은 활주 수단(도시생략)에 의해 상부부분에 접속된다.

폴(142)의 축을 따라 이동하는 필러(156)은 연료봉(11)의 헤드가 클램프(154)가 폐쇄되기 전에 그 클램프에 대하여 적소에 위치하는 가를 검증한다. 폴의 최종위치(제26도)에서 상기 필러는 소정의 거리만큼, 예를 들면 10mm만큼 클램프(154)의 하부 위치를 통과한다. 폴의 하부부분은 작은 직경은 스텐레스 강철 스템으로 형성된다. 이것은 나사식 소켓(도시생략)으로 종단되는 관에 상부부분(148)에 있는 대응부재에 접속된다.

보조폴(144)의 하부부분은 링(160)과 칼라(178, 제31도)에 의해 주부재의 자켓(149)에 대하여 각 단부에서 병진이동하도록 유지된다. 이것은 서로에 대하여 자유롭게 회전하는 2개의 동축관(180,182)으로 형성되지만, 축방향에서는 병진 이동이 유지된다. 내측관(180)의 하단부는 하나의 레일에 의해 지지되는 랙(168)과 맞물리는 한세트의 이(teeth)(184)를 지지한다. 따라서, 관(180)의 회전에 의하여 레일(162)에 접속된 핀(163)을 시트(150)의 하단에 대하여 이동시키고, 적절한 조정을 행할 수 있다. 외측관(182)은 시트(150)의 하단을 정밀하게 조정하기 위한 것이다. 이러한 목적을 위해, 이것은 클램프의 축에 대하여 편심 코넥터(172)를 구동하기 위한 이부(186)를 지지한다. 예컨대, 2.5mm 만큼의 편심성으로 시트의 위치면을 정밀하게 조정할 수 있다.

폴(142)의 상부부분(제30b도, 제31도)은 슬리이브(190)에 의해 상부로 연장하는 외측 쟈켓(188)을 구비하며, 이것은 제어 메카니즘을 포함한다. 따라서 이와같이 형성된 조립체는 스프링(192)에 의해 이동 브리지상의 후크 수단에 접속된 센터링 베어링(194)상에 놓인다. 베어링(194)과 슬리이브(190)(제34도)의 상대적 이동을 측정하는 장치(195)는 연료봉을 꺼내고 도입할 동안 그 연료봉에 가해지는 견인력, 즉 압력을 나타낸다.

쟈켓(188)의 하부부분은 그의 하부부분의 쟈켓(149)의 상부플랜지(170)에 접속하기 위한 플랜지(196)(제31도)를 제공한다. 쟈켓(188)의 상부부분에 고정된 베어링(198)은 복합관(152)에 고정된 관(200)을 안내한다.

관(200,152)은 폴(142)의 상부부분에 배치된 메카니즘에 의하여 수직방향으로 이동가능한 블록이다. 제34도에 도시한 실시예에서, 이 메카니즘은 수동으로 제어된다. 이것은 축에 의해서 관(200)에 접속된 랙(206)을 결합시키는 피니언(204)에 접속되는 휠(202)를 구비한다. 수직으로 이동하는 조립체는 진공압에 의해 평형이 유지될 수 있다. 이를 위하여, 관(200)의 하부부분은 쟈켓(188)과 함께 조정압하에서 덕트에 가스가 공급되도록 하는 칸막이(210)를 형성하는 피스톤(208)을 형성한다. 조립체는 또한 관(200)을 그의 임의의 위치(도시생략)에 정지시키는 부재를 구비하는데, 이것은 일반적으로 피니언(204)에 있는 랫치장치, 또는 횡방향력을 평형시키기 위해 관(200)의 타측에 배치되는 대칭형 조립체의 피니언 형성부분에 의해 완성된다. 이러한 랫치장치는 조작자에 의해 조작되는 경우에만 수직방향으로 이동하는 조립체를 하향시킨다.

폴(142)의 상부부분은 추가로 클램프(154)의 걸어맞춤 적용을 전달하는 관(216)과, 연료 조립체(10)의 적소에 연료봉(11)을 장착하는 푸시부재를 포함한다. 관(216)은 2개의 위치(클램프의 개방위치 및 클램프의 폐쇄위치)를 가진 걸어맞춤 장치(218)에 의해 랙(206)을 지지하는 관(200)에 대하여 고정된다. 이 관(216)의 하부부분은 복합관(152)과 접속하기 위한 플랜지를 지지한다. 이러한 조립체의 무게는 랙지지 조립체와 접촉하는 스프링(220)에 의해 평형이 유지되고, 그 상부에는 관(216)에 고정된 나사식 스템(224)에 있는 조정 너트가 위치된다(제32도).

상부부분(148)은 클램프에 대하여 필터(156)의 위치를 표시하기 위한 수단을 제공한다. 따라서 연료봉과 결합하는 경우 연료봉에 대한 클램프의 위치를 표시할 수 있다.

이러한 수단은 관(200)에 새겨진 눈금에 의해 형성될 수 있으므로 필터의 위치에 따라 변화하는 부분이 베어링(198)상에 나타난다.

보조폴(144)의 상부부분은 2개의 회전 가능한 관(221,222)에 의해 형성되고, 이러한 관은 폴(144)이 상승할 때 결합해제 되는 회전구동 수단에 의해 하부부분의 관(180,182)에 접속된다. 관(221,222)은 양자 모두가 그들의 상부단에 회전 구동 메카니즘을 구비하며, 그 메카니즘은 관에 설치된 정점(tangent) 휠과, 수동조작식 앤드레스 나사로 형성된다(제30a도 및 제30b도). 관(221,222)의 회전에 의하여, 시트의 위치를 평면에 연속적으로 정확히 조정을 행하는 것이 가능하다. 결함이 있는 연료봉을 꺼내고 대체부재를 삽입하는 것에 따른 연료 조립체(10)의 유지보수 조작순서는 전술한 장치에 따라 다음과 같이 행하여 진다.

먼저, 유지보수될 연료 조립체(10)를 종래 유형의 연료 조작 공구를 사용하여, 사용된 연료 제거용 피트 속에서 탱크내의 지지체에 부착되는 유지 보수셀(21)내에 놓는다(제2도).

이어서 셀을 제2도에 점선으로 도시한 바와같이 상부 위치에 올려 놓는다. 베이스판(A)을 구비한 결합수단(제4도, 제5a,b도)을 동작시켜서 셀내에 연료 조립체(10)를 고정한다. 그 다음에 센터링 부재(B)와 프레임을 공구(D)에 의해 상부단부재(14)에 놓는다. 이어서 센터링 부재를 공구(59)를 사용하여 조(43)의 결합에 의해 상부단부재에 걸어맞춘다(제10도 및 제11도).

상부단부재(14)의 높이는 게이지 공구(G)에 의해 조정된다(제12도 내지 제14도). 상기 단부재를 안내관에 고정하는 코넥터(53)를 공구(F)에 의해 차례로 제거한다. 이를 위하여, 공구(F)를 제거될 코넥터의 저부에 삽입하면 러그(120)가 안으로 후퇴된다. 이때 돌기부분(118)은 이를 위해서 제공된 영역에서 코넥터의 얇은 부분에 결합된다.

공구를 돌리는 것에 의해, 코넥터는 나사 결합 해제되고 결합부재(15)로부터 분리된다. 디스크(126)를 반만큼 회전시키는 것에 의하여 러그(120)가 코넥터를 분리시킨다. 이와같이 분리된 24개의 방사능 조사된 코넥터는 24개의 새로운 코넥터를 제공하는 실린더 지지판의 링(66)내에 배치된다. 공구(E)(제15도 내지 제17도)에 의해 센터링 콘(106)은 결합부재(15)에 장착된다. 따라서 공구(D)에 의해 센터링 부재(B)와 단부재(14)를 저장부로 이동시키는 것이 가능하다.

상부단부재를 들어 올리면 결함이 있는 연료봉(11)에 대한 접근이 가능해진다. 셀(21)은 먼저 제2도에 실선으로 도시한 위치로 강하한다. 공구(J)를 셀의 상부에 놓은 다음 하강시키면 베이스판의 부재(40)의 적절한 구멍내에서 프레임의 센터링핀(163)과 접속한다(제35도). 이어서 시트(150)와 클램프의 하단을 보조폴(144)의 관의 작용에 의해 제거되는 연료봉과 정확히 일렬로 될 때까지 수평 이동시킨다. 클램프(154)를 연료봉위로 하향 이동시켜서(제29도) 필러(156)에 의해 표시되는 결합위치에 클램프를 도달시킨다. 이때 복합관(152)의 하강에 의해 클램프(154)가 폐쇄된다. 그리고 나서 클램프(154), 관(152) 및 연료봉(11)을 연료봉이 시트(150)내에 완전히 포함될때까지 들어올린다. 따라서 연료봉은 셀로부터 완전히 제거되어 저장 용기로 이동된다. 대체부재의 삽입 및 설치는 역순으로 행한다.

일단 결함이 있는 부재를 대체한 경우 상부단부재를 적소에 재배치한다. 이것을 달성하기 위해, 셀을 다시 제2도에 점선으로 도시한 위치로 들어 올린다. 단부재(14)는 그의 센터링 부재(B)와 함께 적소에 배치된다. 단부재(14)의 삽입은 코넥터(53)의 적소에 나사결합되는 센터링 콘(106)에 의해 용이하게 실행할 수 있다. 단부재의 위치는 게이지공구(G)를 사용하여 점검한다. 제1그리드를 베이스판(A)에 결합하기 위한 결합수단은 구형헤드(36)과 결합하는 공구(59)에 의해 느슨해진다. 24개의 센터링 콘은 공구(E)에 의해 풀려진 다음 들어 올려진다. 24개의 코넥터(53)는 공구(F)에 의해 적소에 장치되며 그리고 나사 결합되고, 그다음에 공구(H)에 의해 변형된다. 센터링 부재(B)의 조는 공구(59)에 의해 단부재로부터 분리된다. 따라서 수리된 연료 조립체가 이동될 수 있다. 이것을 행하기 위해, 조립체를 포함하는 셀(21)을 하강시키고, 탱크상의 좁은 통로에 의해 지지되는 연료조작 공구에 의해 연료 조립체(10)를 들어 올린다.

Claims (11)

1. 상부단부재(14)와, 하부단부재(13)와, 상기 단부재들은 접속하며 적어도 상부단부재와 상기 단부재들 사이에 유지된 연료봉(11)에 착탈가능하게 고정되는 결합부재(15)를 갖는 구조로 구성되는 핵연료 조립체(10)의 유지보수 장치에 있어서, 물 탱크(20)내를 수직 이동하고, 그 상부부분에 상기 하나의 연료 조립체를 통과시키기 위한 개구(29)와 연료봉의 다발의 상부부분을 파지하는 수단을 갖는 베이스판(A)이 제공된 셀(21)과 : 센터링 조립체(B)를 구비하는데, 상기 센터링 조립체(B)에는 조작 공구에 의해 조작되며 연료조립체의 상부단부재를 카버하도록 배치되고 상기 상부단부재상에 센터링 조립체를 착탈가능하게 걸어맞춤하기 위한 걸어맞춤 수단(59)이 제공되며; 상기 상부단부재로부터 결합부재(15)를 접속 해제하기 위한 수단(F)을 구비하는 것을 특징으로 하는 핵연료 조립체의 유지보수 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 연료봉중의 하나를 단한번에 조작하기 위한 공구(J)를 추가로 구비하며, 상기 공구(J)는 탱크내에서 상기 셀과 정렬하도록 하는 이동수단을 가진 적어도 하나의 폴(142)과, 상기 폴에서 수직 이동하는 연료봉을 위한 클램프(154)를 갖고, 그리고 상기 클램프를 연료봉상에 수평방향으로 센터링하기 위한 조립체를 구비하는 것을 특징으로 하는 핵연료 조립체의 유지보수 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 센터링 조립체(B)는 폴의 하부부분에서 외측 쟈켓(149)에 고정되며, 베이스판에 접속된 정렬 수단에 수직방향으로 결합하는 프레임(145)상을 수직 방향으로 병진 이동하는 캐리지(166)를 구비하는 것을 특징으로 하는 핵연료 조립체의 유지보수 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 정렬 수단은 프레임(145)의 센터링 핀(163)과 함께 동작하는 베이스판 부재(50)의 일련의 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 핵연료 조립체의 유지보수 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 정렬 수단은 클램프(154)를 수직 안내하기 위한 시트(150)에 수직면이 접속된 편심 코넥터(172)와, 코넥터를 상기 캐리지(166)의 평면에 접속된 링(158)내로 회전시키는 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 핵연료 조립체의 유지보수장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 공구(J)는 제1폴(142)과 평행하며, 그 하부부분에서 캐리지 및 시트를 구동하기 위한 수단과, 그 상부부분에서 수동 수단에 기계 접속된 제어수단을 갖는 제2폴(144)을 구비하는 것을 특징으로 하는 핵연료 조립체의 유지보수장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 폴(142)은 폴의 축을 따라 소정의 길이만큼 클램프의 하부 위치를 초과하여 연장하는 최종위치와 클램프(154)가 연료봉과 결합될 때 연료봉에 의하여 원상태로 압축되는 상부 위치 사이를 이동할 수 있는 필러(156)를 구비하며, 상기 필러는 폴의 상부 부분에서 표시수단에 접속되는 것을 특징으로 하는 핵연료 조립체의 유지보수 장치.
8. 제2항에 있어서, 상기 클램프의 하부부분은 클램프가 개방될때의 상부 위치와, 클램프가 연료봉에 대하여 폐쇄되어 연료봉과 축방향 접촉 상태를 이루는 하부 위치 사이에서 클램프와 관련하여 이동하는 복합관(152)를 구비하는 것을 특징으로 하는 핵연료 조립체의 유지보수 장치.
9. 제8항에 있어서, 클램프(154)가 셀내에서 연료봉과 결합하는 경우의 하부 위치와, 클램프가 폴(142)에 접속되는 보호용 자켓내에서 연료봉 전체를 유지하는 경우의 상부 위치 사이에서 클램프, 복합관(152) 및 필러(156)를 일체로 하향 이동시키기 위해 상기 폴에 위치 설정되는 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 핵연료 조립체의 유지보수 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 센터링 조립체(B)는 단부재와 접속하며 상부로부터 도입된 공구에 의하여 조작되는 나사식 접속부에 의해 부재의 축을 따라 이동하는 캠(48)에 의해 제어되는 이동조(43)를 구비하는 것을 특징으로 하는 핵연료 조립체의 유지보수 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 센터링 조립체(B)는 단부재 및 결합부재를 결합하는 코넥터 조작용 공구를 통과시키거나 공구에 대한 축방향 접촉부를 형성하는 관형 센터링 실린더(52)를 구비하는 것을 특징으로 하는 핵 연료 조립체의 유지보수 장치.

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