KR102311734B1

KR102311734B1 - 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓

Info

Publication number: KR102311734B1
Application number: KR1020200137315A
Authority: KR
Inventors: 정성환; 김용덕; 김기영; 김태현; 이동희; 손진원; 이동규; 정인수; 양계형; 고재훈; 정덕운
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2021-10-13
Also published as: US20240013943A1; CA3196259A1; EP4235699A1; WO2022086222A1; CN116348966A

Abstract

본 발명은 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시험시설에서 건전성 평가를 위한 소정의 사용후핵연료만 운반할 수 있도록 수납공간은 최소화하고 두께는 최대화하여 시험시설 인력의 사용후핵연료 취급 부담을 줄일 수 있는 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓에 관한 것이다.
이를 위해, 수납공간이 형성되며, 수납공간을 구획하는 내부지지대가 설치된 바스켓본체; 상기 내부지지대를 통해 구획된 각 수납공간의 일측에 설치되되 상기 수납공간의 타측을 향해 회동될 수 있도록 설치되며, 사용후핵연료가 수용된 연료케이스가 탈착될 수 있도록 상방을 향해 개구된 탈착홈이 형성된 연료포켓; 및 상기 바스켓본체의 수납공간을 개폐하며, 상기 바스켓본체에 나사 결합된 덮개를 포함하는중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓을 제공한다.

Description

중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓{A basket for CANDU spent fuel carrying}

본 발명은 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건전성 평가를 위한 소정의 사용후핵연료를 시험시설에서도 안전하게 취급할 수 있도록 한 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓에 관한 것이다.

일반적으로 사용후 연료(Spent fuel)는 원자로의 연료로써 사용한 핵연료 물질 또는 기타의 방법으로 원자 핵분열을 시킨 핵연료 물질을 말하며, 원자력 발전소의 작업자들의 장갑, 옷 등에서 나오는 중저준위 방사성 폐기물과 대비하여 고준위 방사성 폐기물이라고 불리운다. 이러한 사용후 연료는 외형상으로는 사용전 연료와 다를 바가 없지만, 원자로 속에서 핵분열 반응 중 생긴 핵분열 생성물 때문에 높은 방사능을 가지고 있고 핵분열 반응은 끝났어도 계속 열을 발생하기 때문에 취급할 때나 저장할 때에 사람이 직접 접촉할 수는 없고 방사선을 막아주는 차폐 구조물 밖에서 다루어져야 한다. 이러한 사용후핵연료는 지하에 매립시키는 최종 처분 이전에 특수 설계된 저장 용기에 수납된 상태에서 저장 장소에 보관되는데, 먼저 건물 내에 위치한 습식 저장조(SFB : Spent Fuel Bay)에 보관되어 장기간의 냉각기간을 갖게 되며, 습식 저장조에서 6년 이상 냉각되어 붕괴열 발생이 아주 적은 사용후핵연료만 건물 외부의 건식 저장시설(SFDSF : Spent Fuel Dry Storage Facility)로 이송되어 저장된다. 이때, 사용후핵연료는 습식 저장조 내에서 수중 작업을 통하여 도 1a에 도시된 바와 같이 스테인리스 강으로 이루어진 저장바스켓(FB)에 옮겨지며, 60다발의 사용후핵연료(FA)를 담은 저장바스켓(FB)은 습식 저장조 상부에 설치된 차폐작업장(SWS : Shielded Work Station)으로 옮겨져 열풍으로 건조된다. 사용후핵연료의 건조가 끝나면 저장바스켓(FB)의 덮개를 닫고 원격 작업에 의하여 밀봉 용접을 시행한다. 밀봉된 저장바스켓(FB)은 저장바스켓 운반용 플라스크(FBTF : Fuel Basket Transpert Flask)에 삽입된 후, 건식저장시설로 운반되어 저장(보관)되고 있다.

한편, 상기와 같이 원전의 건식저장시설에 저장되고 있는 사용후핵연료는 지속적인 저장에 대한 건전성 평가를 위해, 도 1b에 도시된 운반용기(CV)에 담겨 한국원자력연구원(KAERI, Korea Atomic Energy Research Institute)등과 같은 시험시설로 운반된 후, 건전성 시험을 수행하게 된다. 이후, 시험시설로 운반된 운반용기(CV)는 작업자가 운반용기(CV)로부터 저장바스켓(FB)을 인출하고 밀봉 용접된 저장바스켓(FB)을 절단하여 저장바스켓으로부터 건전성 평가에 사용될 사용후핵연료다발(FA)을 1개 또는 2개 인출하여 외부연구기관으로 운송시킨다. 상세하게는, 작업자가 건식저장시설에 저장된 저장바스켓(FB)을 습식저장시설로 운반하여 습식저장시설의 저장수조에서 절단시킨 후, 절단된 저장바스켓으로부터 사용후핵연료 다발(FA)을 인출하거나 인출된 사용후핵연료 다발 중 사용후핵연료(FA)를 낱개로 인출하고, 인출된 사용후핵연료 다발 또는 낱개의 사용후핵연료봉을 도 1a에 도시된 바와 같이 빈 저장바스켓에 옮긴 후 그 저장바스켓을 밀봉 용접시킨다. 이후, 작업자는 도 1b에 도시된 운반용기(CV)에 도 1a에 도시된 저장바스켓(FB)을 담아 시험시설로 운반한다.

하지만, 상기한 구성으로 이루어진 저장바스켓에 저장된 사용후핵연료를 시험시설로 운반시키는 경우, 일련의 과정이 복잡하고 공수가 많이 소요되는 문제가 있어 사용후핵연료를 시험시설로 운반시키는 작업 효율성이 떨어지는 문제가 있다. 특히, 상기한 구성으로 이루어진 저장바스켓(FB)은 60개의 사용후핵연료 다발을 수납해야하는 수납공간 특성상 수납공간 확보를 위해 금속의 박판(薄板)으로 이루어지고, 운반용기(CV)는 저장바스켓의 두께를 보완하기 위해 금속의 후판(厚板)으로 이루어지는바, 시험시설의 작업 인력이 운반용기(CV)로부터 인출된 저장바스켓(FB)을 취급하는 것이 부담스러운 문제가 있다. 즉, 시험시설의 작업자가 종래의 저장바스켓(FB)을 절단하여 사용후핵연료(FA)를 인출하는 과정에서, 시험시설에는 원자력발전소에 비해 취급설비가 충분하게 마련되어 있지 않기 때문에 저장바스켓을 절단하는 등 일련의 취금작업이 용이하지 않은 문제가 있다. 또한, 시험시설 작업자가 저장바스켓(FB)에 직접 근접해야하는 바, 박판으로 이루어진 저장바스켓(FB)으로부터 방사선 피폭의 염려로 인해 시험시설의 작업자는 사용후핵연료 취급이 부담스러운 문제가 있다.

대한민국 등록번호 제10-1169612호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용후핵연료 수납 공간을 최소화하되 수납 공간이 줄어든만큼 바스켓본체 및 덮개의 두께를 최대화하여 시험시설 인력의 취급 부담을 줄이고, 바스켓본체와 덮개를 나사 결합하여 사용후핵연료 인출 작업에 대한 작업성을 높일 수 있도록 한 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓을 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 수납공간이 형성되며, 수납공간을 구획하는 내부지지대가 설치된 바스켓본체; 상기 내부지지대를 통해 구획된 각 수납공간의 일측에 설치되되 상기 수납공간의 타측을 향해 회동될 수 있도록 설치되며, 사용후핵연료가 수용된 연료케이스가 탈착될 수 있도록 상방을 향해 개구된 탈착홈이 형성된 연료포켓; 및 상기 바스켓본체의 수납공간을 개폐하며, 상기 바스켓본체에 나사 결합된 덮개를 포함하는 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓을 제공한다.

이때, 상기 덮개에는 중앙통공이 형성되고, 상기 내부지지대에는 상기 중앙통공을 통해 상기 덮개 밖으로 노출된 중공(中空)의 센트럴포스트가 설치되며, 상기 센트럴포스트는 상기 중앙통공을 통해 내부가 개구되며, 상기 센트럴포스트의 둘레에는 수납공간과 센트럴포스트의 내부가 통하는 배기공이 형성된 것이 바람직하다.

상기 바스켓 본체의 상부 테두리에는 복수의 나사홈이 형성되고, 상기 덮개에는 상기 나사홈에 체결되기 위한 체결공이 형성되되 상기 체결공은 상기 덮개의 원주 방향으로 형성된 호(arc)형태의 장공인 것이 바람직하다.

또한, 상기 수납공간에는 연료포켓의 회동방향으로 상기 연료포켓을 경사지게 지지할 수 있는 지지대가 설치된 것이 바람직하다.

또한, 상기 바스켓본체의 외경에 대응되는 내경을 갖는 안착홈이 형성되며, 상기 안착홈을 지면으로부터 이격시킬 수 있는 받침부를 포함하는 차폐어댑터가 마련되며, 상기 덮개과 상기 차폐어댑터는 나사 체결될 수 있도록 마련된 것이 바람직하다.

또한, 상기 연료케이스는 복수로 구획된 구획공간을 형성하는 가이더를 포함하며, 사용후핵연료는 상기 구획공간에 수용되도록 하여, 상기 연료케이스는 사용후핵연료를 봉단위로 수용할 있도록 구성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 내부지지대는 상기 수납공간의 깊이 방향으로 하향 단차지게 형성되며, 상기 덮개는, 상기 바스켓본체의 테두리에 나사체결되는 체결편과, 상기 바스켓본체의 수납공간 내경에 대응되되 상기 덮개의 중앙으로부터 하향 돌출되어 상기 내부지지대에 밀착되며, 상기 중앙통공이 형성되어 상기 센트럴포스트가 상기 중앙통공에 삽입될 수 있도록 밀착돌부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓은 건전성 시험을 위한 사용후핵연료 수납을 최소화할 수 있도록 바스켓본체의 수납공간을 최소화하되, 수납공간이 줄어든 만큼 바스켓본체 및 덮개의 두께를 최대화하였다. 즉, 건전성 시험은 소정의 사용후핵연료만 소요되므로, 시험시설로 운반할 수 있는 바스켓본체의 수납공간을 현실화한 것이다. 이에 따라, 본 발명은 수납공간 축소에 따른 바스켓본체 및 덮개의 두께를 최대화할 수 있으므로, 방사선 피폭 위험을 최소화할 수 있으므로, 취급시설이 발전소 대비 미비한 시험시설에서도 시험인력의 사요후핵연료 취급 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 바스켓본체와 덮개의 두께를 최대화할 수 있으므로, 바스켓본체와 덮개의 밀봉 용접 대신 나사 체결 구성을 제공함으로써, 바스켓본체로부터 사용후핵연료 인출을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 덮개과 바스켓본체간에 나사 체결 구성을 제공하되, 덮개에 형성된 체결홀을 장공으로 구성함으로써, 나사 체결위치 조정을 위한 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 바스켓본체의 중앙에 구성된 센트럴포스트를 중공(中空)의 관체로 구성하고, 상기 센트럴포스트에 바스켓본체의 수납공간과 통하는 배기공을 형성함으로써, 바스켓본체의 수납공간을 개방하지 않은 상태에서 바스켓본체 밖에서 수납공간을 건조시킬 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 본 발명은 봉단위의 낱개 사용후핵연료가 수납되는 연료케이스에 복수로 구획된 구획공간을 갖는 가이더가 마련됨으로써, 다발 단위의 사용후핵연료 뿐만아니라 봉단위의 사용후핵연료를 유동없이 효과적으로 수용할 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 사용후핵연료 다발이 장전되는 저장바스켓을 나타낸 도면으로써, 시험대상 사용후핵연료 다발만 장전된 상태의 저장바스켓 일부를 절개하여 나타낸 도면이다.
도 1b는 사용후핵연료 다발이 장전된 저장바스켓을 운반하기 위한 운반용기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓을 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓의 바스켓 본체를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓의 바스켓 본체를 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6의 I-I선을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓의 연료포켓에 연료케이스가 삽입되어 지지대에 지지된 상태를 나타낸 측면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓의 연료포켓이 무게추의 무게에 의해 브라켓을 기준으로 수직으로 세워진 상태를 나타낸 측면도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓이 축결합된 브라켓을 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓의 덮개를 나타낸 평면도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓의 덮개를 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓의 차폐어댑터를 나타낸 사시도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓의 차폐어댑터를 나타낸 단면도이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓의 가이더를 나타낸 사시도이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓의 가이더가 연료케이스에 삽입되는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓이 운반용기에 수납된 상태를 나타낸 단면도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓(이하, '운반 바스켓'이라 함)에 대하여 설명하도록 한다.

운반 바스켓은 사용후핵연료를 시험시설에 운반 하기 위한 장비로써, 시험시설에서 사용후핵연료의 건전성을 시험하기 위한 특성상, 건전성 시험에 필요한 소정의 사용후핵연료만 수납할 수 있도록 수납공간을 축소하되 수납공간이 축소된 만큼 두께를 최대화하여 전문 취급장비가 발전소에 비해 미비한 시험시설에서도 사용후핵연료 취급 부담을 줄일 수 있도록 한 기술적 특징이 있다.

운반 바스켓은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 바스켓본체(100)와, 연료포켓(200)과, 덮개(300)와, 차폐어댑터(400)를 포함한다.

바스켓본체(100)는 건전성 평가 대상인 사용후핵연료(FA)가 수용된 연료케이스(500)를 수납하며, 연료케이스(500)가 수납될 수 있는 수납 공간(110)을 형성한다. 바스켓본체(100)는 원형의 형태로 이루어짐이 바람직하며, 상부 테두리에는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 나사홈(120)이 형성된다. 나사홈(120)은 후술하는 덮개(300)와의 나사 체결을 위한 구성이다. 바스켓본체(100)는 수납공간(110)의 크기를 최소화하고, 수납공간(110)의 크기를 최소화하는 대신 바스켓본체(100)의 두께는 최대화될 수 있도록 마련된다. 즉, 바스켓본체(100)의 수납공간(110)은 건전성 시험 대상인 소정의 사용후핵연료(FA)만 수납되면 무방하므로, 수납공간(110)의 크기가 불필요하게 클필요가 없기 때문에, 수납공간(110)의 크기가 축소된 만큼 바스켓본체(100)의 두께는 최대화될 수 있도록 한 것이다. 이때, 수납공간(110)은 내부지지대(130)를 통해 구획됨이 바람직하다. 수납공간(110)은 내부지지대(130)를 기준으로 양측으로 구획되고, 구회된 수납공간(110) 각각에는 1개의 연료케이스(500)가 수납된다. 내부지지대(130)는 바스켓본체(100)의 상부 테두리로부터 하향 단차진 위치에 형성됨이 바람직하다. 내부지지대(130)에는 센트럴포스트(140)가 설치되며, 센트럴포스트(140)는 발전소의 인양설비에 결합되는 구성으로써 본 발명에서는 바스켓본체(100)의 수납공간(110)에 열풍을 공급하여 건조시킬 수 있는 역할을 겸한다. 센트럴포스트(140)는 내부지지대(130)의 중앙에 설치되며, 도 4에 도시된 바와 같이 상방을 향해 개구된 중공(中空)의 파이프 형태로 이루어진다. 이때, 센트럴포스트(140)에는 복수의 배기공(141)이 형성된다. 이와 같은 구성에 의해, 바스켓본체(100)는 센트럴포스트(140)의 상부를 통해 열풍이 유입되어 배기공(141)을 통해 수납공간(110)으로 토출될 수 있으므로, 덮개(300)에 의해 수납공간(110)이 차폐된 상태에서도 수납공간(110) 건조가 이루어질 수 있다. 한편, 바스켓본체(100)의 바닥에는 배수공(150)이 형성된다.

연료포켓(200)은 연료케이스(500)를 수납공간(110)에 수납시키기 위한 매개수단이며, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 내부지지대(130)를 기준으로 양측의 수납공간(110) 각각에 설치된다. 연료포켓(200)은 연료케이스(500) 탈착을 위한 탈착홈(210)을 형성하며, 탈착홈(210)은 연료포켓(200)의 상방을 향해 개구된다. 연료포켓(200)은 도 4, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 수납공간(110)에서 회동될 수 있도록 힌지 결합된다. 전술한 바와 같이, 바스켓본체(100)는 소정의 사용후핵연료(FA)만 수납하는 대신 바스켓본체(100) 전체 두께가 늘어나므로 수납공간(110)의 크기는 축소되어 있는바, 연료케이스(500)를 수납공간(110)에 기울여 수납공간(110)의 효율성을 높일 수 있다. 연료포켓(200)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 브라켓(220)에 축 결합되되 연료포켓(200)의 저면 일측에는 무게추(230)가 설치됨이 바람직하다. 무게추(230)는 연료포켓(200)의 일측에 치우치게 마련됨으로써 브라켓(220)을 기준으로 연료포켓(200)을 항상 수직으로 세울 수 있다. 무게추(230)로 인해 연료포켓(200)은 항상 수직으로 직립해 있으므로, 탈착홈 역시 항상 상방을 향하고 있는바, 작업자는 연료케이스(500)를 연료포켓(200)에 용이하게 삽입시킬 수 있다. 이때, 브라켓(220)에는 도 10에 도시된 바와 같이, 스토퍼(221)가 설치됨이 바람직하다. 스토퍼(221)는 연료포켓(200)이 무게추(230)에 의해 수직으로 세워지는 과정에서, 연료포켓(200)의 과도한 회전을 구속하여 연료포켓(200)의 수직 각도를 유지시키시 위한 구성이다. 즉, 연료포켓(200)은 수직으로 회전되는 과정에서 도 9에 도시된 바와 같이 무게추가 스토퍼(221)에 간섭되므로 연료포켓(200)은 항상 수직인 상태를 유지할 수 있는 것이다. 한편, 연료포켓(200)은 상기한 바와 같이 연료케이스(500)를 수납하며, 연료케이스(500)가 탈착홈(210)에 수납될 경우, 연료케이스(500)의 무게에 의해 도 8에 도시된 바와 같이 자동으로 회전되는데, 이때, 연료포켓(200)의 일측에는 연료포켓(200)에 수납된 연료케이스(500)를 지지하는 지지대(S)가 설치되며, 지지대(S)는 연료케이스(500)의 곡률에 대응되는 곡률을 갖는 지지홈을 형성한다. 또한, 연료포켓(200) 각각은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 수납공간(110)의 일측과 타측에서 서로 반대 방향을 향해 회동될 수 있게 구성됨이 바람직하나, 연료포켓(200) 각각은 서로 동일한 방향을 향해 회동되도록 설치될 수도 있다.

덮개(300)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 바스켓본체(100)의 수납공간(110)을 개폐시키고, 차폐어댑터(400)에 탈착되는 구성이다. 덮개(300)는 도 11에 도시된 바와 같이, 원형으로 형성되며, 덮개(300)의 직경은 차폐어댑터(400)의 직경에 대응된다. 덮개(300)는 바스켓본체(100) 및 차폐어댑터(400)에 체결되는 플랜지(310)와, 도 12에 도시된 바와 같이 플랜지(310)의 중앙으로부터 하향 돌출된 밀착돌부(320)를 포함한다. 플랜지(310)는 도 11에 도시된 바와 같이 체결공(311) 및 중앙통공(312)을 형성한다. 체결공(311)은 체결볼트가 통과되어 바스켓본체(100) 및 후술하는 차폐어댑터(400)에 형성된 나사홈에 나사 체결되기 위한 구성으로써, 바스켓본체(100)의 나사홈(120)에 대응되는 제1체결공(311a)과, 차폐어댑터(400)의 나사홈에 대응되는 제2체결공(311b)으로 구성된다. 체결공(311)은 장공(長空)으로 이루어지며, 덮개(300)의 원주 방향으로 곡률을 갖는 호(arc)형태로 이루어진다. 이에 따라, 체결공(311)은 덮개(300) 체결시 바스켓본체(100) 및 차폐어댑터(400)에 형성된 나사홈 위치에 용이하게 대응될 수 있으므로, 작업자의 작업 편의성을 높일 수 있다. 또한, 중앙통공(312)은 도 12에 도시된 바와 같이 밀착돌부(320)를 관통하여 형성된다. 중앙통공(312)은 상기 센트럴포스트(140)에 대응되며, 센트럴포스트(140)가 삽입될 수 있도록 제공된다. 즉, 센트럴포스트(140)의 내부관로는 중앙통공(312)을 통해 바스켓본체(100) 밖으로 노출될 수 있는 것이다. 또한, 플랜지(310)에는 복수의 인양볼트공(313)이 형성된다.

차폐어댑터(400)는 바스켓본체(100)를 수용하는 안착홈(400a)을 형성하며, 도 2에 도시된 운반용기(CV)에 수납되어 시험시설로 운반되는 구성이다. 차폐어댑터(400)는 바스켓본체(100)와 함께 사용후핵연료(FA)로부터 방출되는 방사선 및 열량을 차폐할 수 있으므로, 사용후핵연료(FA)를 안전하게 운반할 수 있으며, 취급설비가 미비한 시험시설에서도 시험인력의 사용후핵연료 취급 부담을 최소화시킬 수 있다. 차폐어댑터(400)는 차폐어댑터(400)의 두께와 바스켓본체(100)의 두께를 더한 것이 운반용기(CV)의 두께에 대응되는 것이 바람직하다. 차폐어댑터(400)는 도 13에 도시된 바와 같이, 상부 테두리를 따라 복수의 나사홈(410)이 형성되며, 나사홈(410)은 제2체결공(311b)에 대응된다. 차폐어댑터(400)의 둘레에는 인양을 위한 인양볼트공(420)이 형성되며, 도 14에 도시된 바와 같이 배수공(430)이 형성된다. 배수공(430)은 도 4에 도시된 바와 같이 바스켓본체(100)로의 배수공(430)으로부터 배수된 물을 차폐어댑터(400) 밖으로 배수시키는 구성이다. 한편, 차폐어댑터(400)는 상기한 바와 같이 운반용기(CV)를 통해 시험시설로 운반되는되, 규격화된 표준사이즈의 운반용기(CV) 내부공간에 맞도록 제작된다. 이를 위해 차폐어댑터(400)는 하방을 향해 연장 형성된 받침부(440)가 형성되며, 둘레 방향으로 연장된 연장편(450)을 형성한다.

한편, 연료케이스(500)는 시험대상인 사용후핵연료(FA)를 수용하는 구성으로써, 가이더(510)를 더 포함할 수 있다, 가이더(510)는 도 15에 도시된 바와 같이, 복수의 구획공간(511)을 형성한다. 가이더(510)는 구획공간(511)을 형성함으로써 봉단위의 사용후핵연료(FA)를 연료케이스(500)에 수용할 수 있다. 즉, 가이더(510)는 도 16에 도시된 바와 같이 연료케이스(500)에 탈착될 수 있도록 제공되며, 낱개의 사용후핵연료(FA)를 수용할 수 있도록 제공된 것이다. 구획공간(511)은 격자형태로 제공될 수 있으나 형태는 한정되지 않는다. 또한, 연료케이스(500)의 바닥에는 배수공(512)이 형성된다.

이하, 상기한 구성으로 이루어진 운반 바스켓에 건전성 시험평가 대상 사용후핵연료를 수납하는 과정에 대하여 살펴보도록 한다.

발전소의 작업자는 건식저장설비에서 저장바스켓(FB)을 인출하여 습식저장시설의 저장수조에서 절단한 후, 저장바스켓(FB)으로부터 사용후핵연료(FA)를 인출한다. 이후 작업자는 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 사용후핵연료를 연료케이스(500)에 수납시킨 후, 사용후핵연료가 수납된 연료케이스(500)를 연료포켓(200)에 장착시킨다. 최초 연료포켓(200)은 도 9에 도시된 바와 같이 무게추(230)에 의해 수납공간(110)에서 수직으로 직립된 상태를 제공하며, 작업자가 연료포켓(200)의 탈착홈(210)에 연료케이스(500)를 삽입시킴으로써, 연료포켓(200)은 무게추(230)에 비해 무거운 연료케이스(500)의 무게에 의해 브라켓(220)에서 중심을 잃고 도 4, 도 6, 도 8에 도시된 바와 같이, 수납공간(110)의 일측에서 타측으로 회동하여 기울게 된다. 이때, 연료케이스(500)는 지지대(S)에 지지된다. 이후, 작업자는 덮개(300)의 제1체결공(311a)을 바스켓본체(100)의 나사홈(120)에 대응시킨후, 체결볼트를 이용해 덮개(300)를 바스켓본체(100)에 나사 결합시킨다. 이때, 센트럴포스트(140)는 중앙통공(312)을 통해 덮개(300)의 외측을 향해 노출된 상태이다. 다음으로, 작업자는 덮개(300)가 체결된 바스켓본체(100)를 차폐어댑터(400)의 안착홈(400a)에 안착시킨다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이 덮개(300)의 제2체결공(311b)은 차폐어댑터(400)의 나사홈(410)에 대응되며, 덮개(300)의 밀착돌부(320)는 내부지지대(130)에 밀착된다. 이후, 작업자는 체결볼트로 덮개(300)를 차폐어댑터(400)에 나사 결합시킴으로써 도 3에 도시된 바와 같이 운반 바스켓에 사용후핵연료(FA) 수납이 완료된다.

이후, 작업자는 덮개(300)에 결합된 인양고리에 인양장비를 연결하여, 저장수조로부터 운반 바스켓을 인양하여 작업장에 위치시킨다. 이때, 운반 바스켓 내부의 물은 배수공(150,512)을 통해 배수되며, 작업자는 센트럴포스트(140)를 통해 열풍을 주입하여 운반 바스켓 내부를 건조시킨다.

이후, 작업자는 도 17에 도시된 바와 같이 운반 바스켓을 운반용기(CV)에 수납하고, 운반용기(CV)의 뚜껑을 덮어 운반 바스켓을 밀폐시킨다. 이후, 작업자는 운반용기(CV)를 시험시설로 운반하면, 시험인력은 운반용기(CV)로부터 사용후핵연료를 인출하여 건전선 평가를 수행한다. 이때, 사용후핵연료(FA)는 바스켓본체(100), 차폐어댑터(400), 운반용기(CV)에 의해 차폐되어 있는바, 시험인력은 방사선 피폭에 대한 취급 부담을 줄일 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓은 사용후핵연료 건전성 평가를 위해 소정의 사용후핵연료만 운반할 수 있도록 구성된 것으로써, 수납공간을 최소화하고 두께를 최대화함으로써 전문 취급장비 마련이 미비한 시험시설에서도 시험시설 인력의 사용후핵연료 취급 부담을 최소화할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 바스켓본체 110 : 수납공간
120,410 : 나사홈 130 : 내부지지대
140 : 센트럴포스트 141 : 배기공
150,512 : 배수공 200 : 연료포켓
210 : 탈착홈 220 : 브라켓
221 : 스토퍼 230 : 무게추
300 : 덮개 310 : 플랜지
311 : 체결공 311a : 제1체결공
311b : 제2체결공 312 : 중앙통공
313,420 : 인양볼트공 320 : 밀착돌부
400 : 차폐어댑터 440 : 받침대
450 : 연장편 500 : 연료케이스
510 : 가이더 511 : 구획공간

Claims

수납공간이 형성되며, 수납공간을 구획하는 내부지지대가 설치된 바스켓본체;
상기 내부지지대를 통해 구획된 각 수납공간의 일측에 설치되되 상기 수납공간의 타측을 향해 회동될 수 있도록 설치되며, 사용후핵연료가 수용된 연료케이스가 탈착될 수 있도록 상방을 향해 개구된 탈착홈이 형성된 연료포켓; 및
상기 바스켓본체의 수납공간을 개폐하며, 상기 바스켓본체에 나사 결합된 덮개를 포함하는 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓.
제1항에 있어서,
상기 덮개에는 중앙통공이 형성되고,
상기 내부지지대에는 상기 중앙통공을 통해 상기 덮개 밖으로 노출된 중공(中空)의 센트럴포스트가 설치되며, 상기 센트럴포스트는 상기 중앙통공을 통해 내부가 개구되며, 상기 센트럴포스트의 둘레에는 수납공간과 센트럴포스트의 내부가 통하는 배기공이 형성된 것을 특징으로 하는 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 바스켓 본체의 상부 테두리에는 복수의 나사홈이 형성되고, 상기 덮개에는 상기 나사홈에 체결되기 위한 체결공이 형성되되 상기 체결공은 상기 덮개의 원주 방향으로 형성된 호(arc)형태의 장공인 것을 특징으로 하는 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 수납공간에는 연료포켓의 회동방향으로 상기 연료포켓을 경사지게 지지할 수 있는 지지대가 설치된 것을 특징으로 하는 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 바스켓본체의 외경에 대응되는 내경을 갖는 안착홈이 형성되며, 상기 안착홈을 지면으로부터 이격시킬 수 있는 받침부를 포함하는 차폐어댑터가 마련되며,
상기 덮개과 상기 차폐어댑터는 나사 체결될 수 있도록 마련된 것을 특징으로 하는 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연료케이스는 복수로 구획된 구획공간을 형성하는 가이더를 포함하며, 사용후핵연료는 상기 구획공간에 수용되도록 하여, 상기 연료케이스는 사용후핵연료를 봉단위로 수용할 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓.
제2항에 있어서,
상기 내부지지대는 상기 수납공간의 깊이 방향으로 하향 단차지게 형성되며,
상기 덮개는,
상기 바스켓본체의 테두리에 나사체결되는 체결편과,
상기 바스켓본체의 수납공간 내경에 대응되되 상기 덮개의 중앙으로부터 하향 돌출되어 상기 내부지지대에 밀착되며, 상기 중앙통공이 형성되어 상기 센트럴포스트가 상기 중앙통공에 삽입될 수 있도록 밀착돌부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중수로 결함 사용후핵연료 운반 바스켓.