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자석잭 방식 내장형 제어봉구동장치 개념설계
Conceptual Design of a Magnetic Jack Type In-Vessel Control Element Drive Mechanism 원문보기

대한기계학회 논문집. C, 산업기술과 혁신, v.3 no.3, 2015년, pp.225 - 232  

박진석 (한국전력기술(주) 기계설계그룹) ,  이명구 (한국전력기술(주) 기계설계그룹) ,  장상균 (한국전력기술(주) 기계설계그룹) ,  이대희 (한국전력기술(주) 기계설계그룹)

초록
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제어봉구동장치는 원자로의 반응도를 제어하기 위한 전기기기이다. 기존 제어봉구동장치는 원자로 외장형으로 원자로덮개의 노즐에 설치되었다. 그러나 최근에는 제어봉인출 사고를 근본적으로 배제하기 위한 내장형 제어봉구동장치의 필요성이 대두되어 왔다. 본 논문에서는 기존의 자석잭 방식 외장형 제어봉구동장치를 응용하여 원자로 내장형 제어봉구동장치를 개발하는 개념설계를 소개한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The control element drive mechanism (CEDM) is an electro-mechanical device to control reactivity of the nuclear reactor. The conventional CEDM was installed on a nozzle of the reactor vessel closure head as an ex-vessel type. However, there have been demands for an in-vessel CEDM to fundamentally el...

주제어

#제어봉구동장치   #제어봉  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 중 세라믹코팅 전선의 특성인 강한 친수성 및 낮은 내전압 특성은 설계과정에서 극복하기 어려운 단점인 반면, 무기물절연 전선의 단점들은 설계과정에서 보완이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 내장형 제어봉구동장치를 위한 코일 재질의 상세 검토는 무기물절연 전선에 대해 수행하였다.
  • 코일재질로는 고온, 고압, 고방사능, 침수 조건에서 작동가능하며 별도의 밀봉이 필요치 않은 무기물절연 전선이 선정되었다. 무기물절연 전선 적용 시 주어진 설계요건 내에서 요구되는 인양력(100kgf)을 발휘할 수 있는지 검토하였다. 검토결과 외경 2mm 또는 3mm를 갖는 무기물절연 전선이 내장형 제어봉구동장치 코일에 적절한 것으로 평가되었다.
  • 자석잭 방식 제어봉구동장치는 다시 3-코일 방식과 4-코일 방식으로 구분된다. 본 논문은 한국형원전에서 적용되고 있는 4-코일 방식 제어봉구동장치를 응용한 내장형 제어봉구동장치 개념설계에 관한 것으로, 기본개념은 참고문헌 (1) 및 참고문헌 (2)를 통해 특허로 출원된 바 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
제어봉구동장치란 무엇인가? 제어봉구동장치는 원자로의 반응도를 제어하기 위해 제어봉집합체를 노심으로부터 인출 또는 삽입하기 위한 기기이다. 기존의 제어봉구동장치는 원자로 외장형으로 원자로덮개를 관통하는 노즐에 설치되었다.
제어봉구동장치의 종류는 무엇이 있는가? 이러한 요구사항은 내장형 제어봉구동장치가 만족시킬 기본적인 설계요건이다. 제어봉구동장치의 종류에는 자석잭 방식, 리드스크류 방식, 유압 방식 등 다양한 구동방식이 있다. 그중 전 세계적으로 가장 널리 사용되고 있는 방식은 자석잭 방식이다.
무기물절연 전선의 단점은 무엇인가? 반면 무기물절연 전선은 두 가지 단점이 있다. 먼저 절연층이 동일한 도체직경을 갖는 타 전선에 비해 두껍기 때문에 전기기기용으로 권선을 설계할 경우 코일창의 fill factor 가 낮다는 단점이 있다. 또 다른 단점은 전선 최 외곽이 메탈 재질의 보호관으로 되어 있으므로, 전선의 직경이 커질수록 권선 시 굽힘 하중이 크게 증가하여 제작성이 나빠진다는 것이다.
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참고문헌 (5)

  1. Park, J., Jang, Y., Lee, M., Chang, S. and Lee, D., 2014, "Magnetic Jack Type In-Vessel Control Element Drive Mechanism," Korea Patent 10-2014-0066513. 

  2. Park, J., Jang, Y., Lee, M., Chang, S., Lee, D., 2014, "Magnetic Jack Type Control Element Drive Mechanism for Precision Position Control of the Control Element Assembly," Korea Patent 10-2014-0158062. 

  3. Bergman, M., 2014, Ceramawire high temperature magnet wire technical specifications, Ceramawire, Elizabeth city, NC, USA.( http://www.ceramawire.com/technical-information.shtml) 

  4. Baumann, N., 2014, ISOMIL Mineral Insulated Cables Catalogue, Mil GmbH, Hanau, Germany. 

  5. Park, J. S., Lee, M. G., Cho, Y. H. and Choi, T. S., 2013, "Study on Pole Arrangement of the CEDM Coils," Transactions of the Korean Nuclear Society Spring Meeting. 

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