일반기술

연구용 원자로의 조사공을 이용한 핵연료 조사시험용무계장캡슐

*본 기술은 연구용 원자로의 조사공에서 핵연료의 설계자료, 노내성능 및 건전성 입증을 위한 자료를 확보하기 위한 조사시험을 위해 사용되는 무계장캡슐에 관한 것으로; 홀드다운 스프링을 사용하여 조사성장에 대비한 핵연료봉 어셈블리와, 캡슐부품들이 조립되도록 지지하는 중심지지봉, 양단이 개구로 형성된 캡슐외통, 캡슐외통 상/하단에 조립되는 상/하단 엔드플레이트, 상/하단 엔드플레이트를 외부에서 보호하는 상/하단 엔드플레이트 덮개, 하단 엔드플레이트와 결합되는 하부 가이드부, 핵연료봉 어셈블리가 캡슐외통 내부에 고정되도록 삽입되는 상/하부 지지튜브, 핵연료의 선출력을 낮추기 위해 핵연료봉 어셈블리에 필요에 따라 설치되는 중성자 흡수튜브, 상단 엔드플레이트 위에 설치되어 유체유발에 의한 캡슐의 진동을 억제하는 상부 가이드 스프링, 상부 가이드, 그래플 헤드 록, 핵연료봉 어셈블리와 캡슐부품들이 체결되도록 하는 그래플 헤드(grapple head)와 클램핑 너트로 구성되어; 조사공에서 냉각수의 강제대류에 의한 유체유발진동이 조사시험용 핵연료봉 및 캡슐 구조는 물론 조사공 내벽에 미치는 영향을 최소화시키며, 다양한 종류 및 다수의 핵연료 시편을 동시에 조사시험 될 수 있도록 하는 것이다.*본 기술의 목적은 조사시험용 핵연료봉 어셈블리와 캡슐 부품의 분해/조립의 용이성을 향상시키고, 장기간 조사에 따른 캡슐 및 핵연료봉 어셈블리 부품의 기계적 건전성 및 안전성을 향상시키며, 중성자 조사로 야기되는 재료의 조사성장에 따른 치수 변화를 수용하고, 일회에 조사시험 가능한 핵연료의 종류와 핵연료봉의 수를 증가시킬 수 있는 무계장캡슐을 제공하는 것이다.*본 기술의 핵연료 조사시험용 무계장캡슐은 보다 안전하게 장기간 조사시험을 수행할 수 있도록 하여 핵연료의 설계자료 확보, 노내성능 및 건전 성 입증에 필요한 자료를 확보할 수 있게 된다. 또한, 연구용 원자로 조사공에 설치되어 다양한 핵연료(금속 또는 세라믹 핵연료)와 다량의 핵연료(최대 9개의 시험 핵연료봉 수용 가능)를 동시에 조사시험할 수 있으며, 조사성장에 의한 재료의 치수변화를 수용할 수 있으며, 캡슐 자체의 구조적 건전성과 신뢰성을 향상시켜 핵연료를 장기간 조사할 수 있게 되었으며, 장기간 조사공에서 조사가 되더라도 캡슐의 유체유발진동에 의하여 마찰과 같은 기계적 영향이 조사공 내벽에 마모를 발생시키는 등의 영향을 줄임으로써 연구용 원자로의 안전운전에 영향이 없도록 하였다. 또한, 중성자 흡수 튜브를 설치할 수 있게 되어 조사시 핵연료의 선출력을 조절하는데 여유를 가질 수 있도록 할 뿐만 아니라, 연구용 원자로 조사공에서의 핵연료 위치 결정에 여유를 갖도록 하는 것이다.