KR820000833B1 - 연료 요소장치의 누출방지 점검용 결함 검출 셀 - Google Patents

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내용 없음.

Description

연료 요소장치의 누출방지 점검용 결함 검출 셀

제1도는 원자로의 비방사능 스위밍 풀에 배치되고 본 발명에 따른 셀의 실시예의 정면도.

제2도는 제1도에 도시된 셀의 축을 통과하는 수직 평면의 단면도.

본 발명은 원자로의 비방사능 스위밍 풀에서 연료 요소장치의 누출방지를 점검하기 위한 결함 검출 셀과 그에 상응하는 점검 방법에 관한 것이다.

원자로 심이 어떤 주기동안 원자로 내에 배치된 연료요소 장치에 재장전 될 때 연료 요소의 피복재료내 결함으로 인한 누출을 받는 원자로 장치에 도입하는 것을 피하기 위해, 이들 연료 요소장치의 누출방지를 점검하는 것이 필요하다. 또한, 사용된 연료장치가 재처리 공장에 이송될 때, 오염을 방지하는데 필요한 예방조치를 취하도록 이들 연료 장치에 의해 방출되는 γ- 방사능 정도를 감지하는 것이 필요하다. 그리하여, 원자로 심의 장전 및 제거시에 조사된 연료장치에서 파열 결함의 신속한 검출을 수행하는 것이 필요하다.

이러한 신속한 검출을 수행하는데 사용되는 방법의 하나는 연료장치의 온도 상승시 연료장치와 접촉하여 있는 냉각수의 방사능을 측정함을 포함하는 결함 검출 방법이다.

연료장치의 온도 상승시, 연료 요소내 함유된 분열가스는 팽창하고 피복물질의 결함을 통한 방출 속도는 증가하여 휘발성 또는 수용성 분열 생성물이 연료장치를 둘러싸고 있는 매체를 점검 더 오염시킨다.

이 방법에서 원자로의 오염 제거 스위밍 풀내에 대개 배치된 결함 검출 셀이 사용된다. 연료 장치는 결함 검출 셀 내측에 냉각수를 함유한 포켓트에 위치되어 있다. 연료 장치의 온도가 상승할 때, 분열 생산물이 연료 장치가 잠겨있는 냉각수로 확산된다. 그리하여 표본을 취하여 이물의 γ- 방사능을 측정함에 의해 연료 장치의 누출 방지를 점검하는 것이 가능하게 된다.

연료 장치의 온도 상승을 달성하기 위해 연료 장치가 배치된 포켓트와 오염 제거 스위밍 풀의 냉각수사이에 열 장벽이 형성되며 연료 단위에 의해 방출된 열을 흡수할 수 없게 한다.

이 열 장벽을 만들기 위해, 연료 장치를 수용하기 위한 포켓트가 오염제거 스위밍 풀의 저부에 수직적으로 배치된 2중벽 격실 내측에 대개 위치되며, 그 격실은 그의 외측벽에 오리피스(opiffice)를 가지고 있으며 그 오리피스에 의해 격실의 양벽사이의 간격이 스위밍 풀과 연결되어 있다. 격실의 양벽 사이의 간격은 압력하의 가스가 그 간격내로 통과하게 하고 오염 제거 스위밍 풀을 배출하게 하는 압력하의 불활성 가스를 위한 공급관에 연결되어 열 장벽을 형성한다.

이 방식은 원자로 심으로부터 충전직후 점검되어야 하는 연료장치의 경우에 특히 적당하며, 즉, 높은 잔력을 갖는 연료장치에 적당하다. 반면, 낮은 잔력을 갖는 연료장치의 경우에, 즉 원자로로부터 충전후 오래 점검되며, 또는 원자로의 조기정지에 따라 점검되는 연료 장치의 경우, 연료 장치의 온도상승이 매우 느려서 사용시간이 현저히 증가하며 본 시스템을 완전히 적용할 수 없게 할 수 있다.

상기 방법은 원료장치의 온도 상승 전후 연료장치를 둘러싸고 있는 냉각수에서 γ-방사능의 측정의 비교에 따른다. 그리하여 방사능의 차이는 원료 장치의 온도 상승 정도의 작용이다.

주어진 시간내 많은 연료장치를 처리하기 위하여 많은 수의 결함 검출 셀을 동시에 사용하는 것이 제기되어 왔으나, 오염제거 스위밍 풀내 상응하는 공간을 제공하는 것이 필요하다.

또한 연료장치의 급속한 온도 상승을 허용토록 포켓트로부터 물을 비우게 하는 것이 제기되어 왔다.

그러나 이 기술은 숙련에 어려움이 있고 어떤 위험을 받는다.

한편, 모든 공지된 방법들에서 방사능은 수동으로 처리된 냉각재의 샘플에서 측정되고 사용시 증가한다.

본 발명의 한 특징에 따라, 연료 단위와 접촉하여 냉각재의 γ-방사능을 측정하여 원자로의 오염제거 스위밍 풀내에서 연료 요소 장치의 누출방지를 점검하기 위한 결함 검출 셀이 제공되며, 상기 셀은 다음을 구성하고 있다. 즉 격실의 외측벽은 스위밍 풀과 상기 격식의 벽들 사이 간격을 연결하는 오리피스를 형성하는 오염제거 스위밍 풀의 저부에 수직으로 설치하기 위한 2중벽 격실과, 상기 격실의 내측과 오염제거 스위밍 풀 사이 열 장벽을 형성하기 위하여 압력하에 가스 공급원에 상기 간격을 연결하기 위한 장치와, 상기 격실 내측에 위치되어 있고, 연료 장치를 도입시키기 위한 지역으로 작용하는 상부와 포켓트를 폐쇄하기 위한 누출방지 덮개를 포함하며, 수직위치로 연료 장치를 수용하기 위한 누출방지 포켓트와,

상기 포켓트 내로 물을 도입시키고 상기 포켓트로부터 물을 제거하기 위한 장치와,

상기 포켓트의 하부에 위치되고 상기 포켓트의 내부 표면의 일부를 형성하며 상기 포켓트에 있을 때 연료 단위의 온도 상승을 야기하도록 직접 접촉하여 상기 포켓트내 함유된 냉각수를 가열시키기 위한 가열 장치 등으로 구성되어 있다.

본 발명에 따른 결함 검출 셀은 포켓트 내 불활성 가스를 순환시키는 장치와, 상기 순환 부재에 포함되어 있고 상기 포켓트 내 함유된 물을 통과하고 연료 요소가 침입하여 있는 가스의 γ-방사능을 연속적으로 측정하기 위한 장치를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징에 따라 상기 결함 검출 셀을 사용하여 연료요소 단위의 누출 방지를 점검하는 방법에 제공되며, 그 방법은,

상기 연료 장치가 장진하여 있는 물을 함유하는 상기 포켓트 내 불활성 가스의 순환을 야기하여 상기 연료단위에 의해 이완된 어떤 분열물질을 함유하게 하고,

상기 순환가스의 방사능을 연속적으로 측정하며,

상기 연료 장치를 함유하고 상기 가스가 순환되는 일부시간 동안 상기 포켓트를 둘러싸고 있는 상기 가열판을 가동하는 상기 포켓트를 열적으로 격리시키며,

상기 연료 장치가 열적으로 격리 및 가열되지 않을 때 그리고 상기 연료 장치가 열적으로 격리 및 가열될 때 상기 순환 가스의 방사능의 측정을 비교하여 상기 연료 장치의 누출방지를 점검하는 단계들로 구성되어 있다.

본 발명은 첨부도면을 참조하여 오직 실시예로 주어진 일예의 하기 설명으로부터 보다 명백히 이해될 것이다.

도면에서 보여지는 바와 같이, 어댑터(adapter)판 1은 그 어댑터판 1의 수평 배열의 조정을 허용하는 잭크 3에 의해 스위밍 풀 3의 저부에 놓여 있다.

그 어댑터판은 결합 검출 셀 6이 놓여 있는 지지판 5에 설치된 오리피스를 교합하는 센터링페그(centering peg) 4를 운반한다. 유지 아암 7은 셀의 우측 표면에 부착되어 있고, 제1도에 도시되지 않은 저장 랭크의 상부에 셀의 상부를 연결할 수 있게 한다. 또한 아암 8은 결함 검출 셀을 승강 및 유지할 수 있게 한다.

결함 검출셀의 상승부는 스위밍 풀내 수면 아래 위치되며 작동 잭크 11에 의해 그 자체에 대해 평행히 이동하도록 작동될 수 있는 덮개 10을 가지고 있다. 그 잭크 11의 몸체는 결함 검출 셀의 외측 벽에 그리고 그의 일단부가 덮개에 경첩되고 타단부가 결함 검출 셀에 경첩되는 작은 연결봉 12에 부착되어 있다.

잭크 11의 피스톤 로드는 연결봉 12의 하나에 부착되어 있다.

제1도에서 덮개 10이 폐쇄된 위치 10a와 점선의 개방된 위치 10b점선에 도시되어있다.

결함 검출셀은 2개의 공축 튜브 또는 벽 13,14에 의해 형성된 격실 9를 포함하고 있다. 그 격실 9의 외측벽 13은 그의 기부에 슬로트 또는 오리피스 15를 가지고있으며, 그 오리피스는 오염제거 스위밍 풀의 물이 벽 13과 14 사이 간격내로 들어가게 한다.

격실 9를 형성하는 공축의 벽 또는 튜브13 및 14는 그의 하단부에서, 지판 5에 부착된 링 18에 의해 그리고 그의 상단부에서는 플랜지 21을 거쳐 격실 9내에 위치된 포켓트 20의 상부를 지탱하는 링 19에 의해 연결되어 있다. 파이프관 25는 격실 9의 상부에 연결되어 있고 관형벽 13 과 14 사이 간격내로 개방하여 있고, 또한 밸브를 거쳐 압력하에 불활성 가스의 공급원(도시 안됨)에 연결되어 있으며, 그 밸브는 압력하의 가스가 상기 간격내로 도입되도록 하여 오리피스 15를 통해 물을 구축하게 하며 격실 9의 내부와 오염제거 스위밍 풀의 물 사이에 열 장벽을 만든다.

포켓트 20은 사각단면을 갖는 튜브로 구성되어 있고 그 튜브는 피라미드형의 단부 부재27에 그의 한단부가 연결되어 있고 원추 코운형태의 부재 28에 그의 상단부가 연결되어 있다. 그 부재 28은 제거 가능한 덮개 10이 얹혀있는 가스켓트 30을 지탱하는 수평링 29에 연결되어 있다. 포켓트의 하단부 부재 27은 가스켓트 31를 지탱하는 링 31에 의해 사각단면의 튜브에 연결되어 있다. 연료요소장치를 위한 지지대 32와 점검될 때 연료 장치로부터 분리될 수 있는 고체 입자 회수 장치 33이 링 31에 부착되어있다.

지지판 내에 설치된 공축의 가열 케이블 코일에 의해 각각 형성된 가열판 35가 포켓트의 하부에서 단면의 튜브의 각 평면에 위치되어 있다. 이들 판 35는 4KVA의 단위 출력을 갖으며 그들이 필요의 경우 신속히 대치될 수 있도록 제거 가능하다.

가열판 35의 수준에 포켓트 20이 그 포켓트에 함유된 물과 가열판 35사이에 직접 접촉하도록 하는 슬로트 36을 가지고 있다. 그 가열판은 포켓트 20의 외측벽에 누출방지 방식으로 부착되어 있다.

포켓트 20의 상부와 완전체를 이루는 플랜지 21은 가열판이 콘단터 38을 거쳐 공급되게 하는 전기적 연결부재를 그의 한 측부에 지탱하며 타측부에 포켓트내 순환을 위한 불활성 가스 및 물 공급 호오스를 지탱한다.

이들 호오스는 피라미드형 단부 부재 27내로 포켓트 20의 저부에서 개방하는 물 공급 호오스 40과 포켓트 20의 피라미드형 단부 부재 27로 개방하는 불활성 가스 공급 호오스 42로 구성되어 있다.

물은 포켓트 20의 원추대 상부 부재에 연결되어 있는 파이프관 41을 지나며, 가스는 덮개 40에 부착되어 있고 미로(迷路)부 44를 가지고 있는 가스 저장소 45에 연결된 파이프 43을 지닌다.

결함 걸출 셀 내 물의 온도는 그 셀의 단부와 중간 높이에 위치되어 있는 3개의 열전대에 의해, 그리고 하나는 물 공급 호오스 40에 다른 하나는 물 배출 호오스 41에 위치되어 있는 2개의 다른 열전대에 의해 조절된다.

포켓트로부터의 가스 배출파이프 및 물 배출 파이프는 한편은 실험 분석을 위해 물의 샘플이 취해지고 다른편은 포켓트로부터 제거된 불활성 가스의 방사능의 연속 즉정을 허용케 하는 그러한 장치에 연결되어 있다. 물 및 가스 회로는 그 물 및 불활성 가스가 포켓트 내측을 순환되게 하는 펌프(도시안됨)에 연결되어 있다.

결함 검출 셀에 부착된 장치는 포켓트 내 물의 온도가 어떤 수준을 초과하거나 압력계에 의해 조절되는 물의 압력이 너무 높은 값이 될 때 경보를 일으키는 안전장치를 가지고 있다.

방금 기술된 바와 같은 그러한 것과 동일한 여러 셀이 이들 셀에 부착된 장치가 분담할 수 있는 경우에 평행히 사용될 수 있음은 명백하다.

상기 기술된 장치를 사용하여 수행되는 연료 장치의 점검을 기술하고저 한다.

제1도에 도시된 오염제거 스위밍 풀에 위치된 결함 검출 셀과 개방 위치10b의 덮개 10과 함께, 연료단위가 원자로의 조종장치에 의해 결함 검출 셀 위에 이동된다. 다음 그 연료장치는 포켓트 20에 배치되고 이 연료장치의 도입이 그 포켓트의 상부 원추대 부재 26에 의해 용이하게 된다. 덮개 10은 작동마루로부터 원격적으로 조절되는 작동 잭크에 의해 폐쇄되고 불활성 가스 블랜 킷트가 포켓트를 채우고 있는 물에 장진된 연료장치 위에 설치된다.

시동시 오염제거 스위밍 풀의 물이 격실 9의 내외측벽 사이 간격과 이 격실의 내측벽과 불활성 가스와 물 공급 튜브와 전기 공급선이 통과하는 포켓트 20 사이 간격을 채우고, 포켓트 내부가 물로 채워지는 것이 주지된다.

파이프관 42, 43를 통한 가스의 순환과 순환 불활성 가스의 방사능을 연속적으로 측정하기 위한 γ-계수기가 시동된다.

연료 장치의 온도 상승없이 순환 및 계수기가 작동된 후 불활성 가스가 파이프관 25를 지나 격실 9의 벽 13과 14 사이 간격내로 통과되며, 결함 검출 셀의 기부에 설비된 슬로트 15를 통해 그 간격내로 침투하는 오염제거 스위밍 풀의 물을 가압 배출시키는 효과를 갖는다.

다음, 가열판이 흐름에 공급되고 연료 장치의 온도 상승이 연료장치의 어떤 잔여 출렬과 가열판에 기인하여 신속히 일어난다.

여기서, 비교적 짧은 시간(10분 정도)내 포켓트 내측 물의 40-50°정도의 온도 상승을 달성하는 것이 가능하다. 포켓트 내 물과 연료장치 자체간의 열평형이 매우 신속히 일어나고 연료장치의 온도 상승이 방사능 측정의 민감도를 현저히 증가시키는 것이 가능하게 한다.

측정이 완료된 때 가스 순환이 정지되고 연료장치 위에 존재하는 잔여 가스가 제거된다. 모든 측정은 모두 약 15분을 요한다.

덮개 10은 잭크 25를 작동시킴에 의해 개방되고 연료장치가 장앙 제어점의 상승 및 조종부재에 의해 포켓트로부터 철수된다. 결함 검출 셀은 호오스 40,41을 통하여 순환수에 의해 세척된다.

작동시, 호오스 42를 통해 주입되는 포켓트의 기부로부터 저장 격실 45와 호오스 43에 의해 취해지는 포켓트의 정부로 순환하는 가스는 휘발성 분열 물질, 특히 Xe 133을 이동시키는 것을 가능하게 하며, 그 분열 생산물은 연료 요소의 파열부를 통해 포켓트 내 함유된 물에 들어가고, 측정이 이동된 가스에서 수행된다.

또한, γ- 방사능의 측정은 수용성 생산물에서 수행될 수 있고, 이 경우 물의 순환이 물 순환 회로내 이 목적을 위해 제공된 장치에 의해 물 샘플 과 불활성 가스의 순환대신 포켓트에서 일어나며, 이들 샘플은 실험실에서 처리된다.

포켓트 내 순환하는 불활성 가스상의 연속 측정에 의해 얻어진 결과를 점검하기 위해 규칙적으로 순환수의 샘플을 취하는 것이 또한 가능하다.

상기 장치의 주요 장점은 검출의 증가된 민감도가 온도차의 증가에 의해 달성되고 측정이 행해졌던 온도가 하나의 연료장치로부터 다른 장치로 가열판에 의해 가열을 조절함에 의해 일정하게 유지되고 민감도의 증가에 기인하여 측정이 늪은 백 그라운드 노이스의 존재하에 수행될 수 있으며, 그 측정이 수개월 오염제거 후 예를 들면 재처리 목적을 위한 장시간 운송후 연료 단위에서 달성될 수 있으며, 본 장치가 결함 검출 셀의 최적 사용을 허용케 하는 것이다.

또한, γ-방사능을 측정하기 위한 표본 채취없이 절연된 불활성 가스회로의 사용에 의해 조사(照射) 및 오염 위험을 피할 수 있다.

본 발명은 여기에 기술된 실시예에 제한되는 것이 아니고 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 세부 사항에서 수정과 변경이 가능하다.

그리하여 기술된 실시예에서 가열판이 포켓트의 외측 표면에 배치되고 포켓트의 벽이 슬로트를 가지고 있어 포켓트 내 함유된 물과 가열판 사이의 직접 접촉을 확실하게 하며 가열판이 교대로 포켓트 내측에 위치될 수 있다. 그러나 이 선택적인 배치는 이들 가열판을 쉽게 제거할 수 있는 것이 요구될 때 생략된다.

잭크에 의해 자동적으로 조정된 덮개 대신 포켓트를 폐쇄하는 소동 조종 덮개가 사용될 수 있다. 또한 분열 생산물을 이동시키기 위해 어떤 불활성가스 예를들면 질소 또는 알곤의 사용이 가능하다.

Claims (1)

1. 연료장치와 접촉한 유동체의 γ-방사능을 측정하여 원자로의 오염제거 스위밍 풀내에서 연료요소 장치의 누출방지를 점검하기 위한 결함 검출 셀에 있어서 오염제거 스위밍 풀의 저부에 수직적으로 배치하기 위한 2중벽 격실, 스위밍 풀과 격실의 상기 벽들 사이의 간격을 연결하는 격실형성 오리피스의 외측벽 격실의 내부와 오염제거 스위밍 풀 사이에 열 장벽을 형성시키 위하여 압력하의 가스원에 상기 간격을 연결하기 위한 부재, 상기 격실 내측에 위치되어 있고 상기 포켓트를 폐쇄하기 위한 누출방지 덮개와 상기 연료요소장치를 도입시키기 위한 지역으로 작용하는 상부를 포함하여, 수직위치로 연료장치를 수용하기 위한 누출방지 포켓트, 상기 포켓트 내로 물을 도입시키고 또 그 포켓트로부터 물을 제거하기 위한 부재, 상기 포켓트의 하부에 위치하고 상기 포켓트의 내부 표면의 일부분 형성하며, 상기 포켓트 내에 있을 때 연료 요소의 온도 상승을 야기하도록 직접 접촉에 의해 상기 포켓트에 함유된 물을 가열하기 위한 가열장치를 구성하는 것으로 특징된 연료요소 장치의 누출방지 점검용 결함 검출 셀.

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