고온용 열전대가 장착된 조사시험 연료봉의 밀봉 및 누설시험 방법(The Sealing and Leak Test Method of an Irradiation Test Fuel Equipped with High Temperature Thermocouple)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2013년08월02일
(11) 등록번호 10-1292190
(24) 등록일자 2013년07월26일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
G21C 17/06 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2011-0104566
(22) 출원일자 2011년10월13일
심사청구일자 2011년10월13일
(65) 공개번호 10-2013-0039906
(43) 공개일자 2013년04월23일
(56) 선행기술조사문헌
KR100613581 B1*
한국원자력연구소, “연구로 이용기술개발, 조사
시험용 캡슐 개발 및 활용”, 과학기술부,
KAERI/RR-2780/2006, 2007년*
JP2001249197 A
JP2008064548 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
한국원자력연구원
대전광역시 유성구 대덕대로989번길 111(덕진동)
(72) 발명자
이철용
대전광역시 유성구 관평동 대덕테크노밸리7단지
701-901
양성우
대전광역시 유성구 신성로84번길 33-16, 402호 (
신성동)
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
이원희
전체 청구항 수 : 총 8 항 심사관 : 문태진
(54) 발명의 명칭 고온용 열전대가 장착된 조사시험 연료봉의 밀봉 및 누설시험 방법
(57) 요 약
고온용 열전대가 장착된 조사시험 연료봉 및 고온용 열전대가 장착된 중심 온도 계장 조사시험 연료봉을 체결하
는 방법을 개시한다. 상기 고온용 열전대가 장착된 조사시험 연료봉은 제1봉단 마개(1); 상기 제1봉단 마개(1)
안쪽으로 체결된 스프링(3); 일단이 상기 제1봉단 마개(1)와 체결되며, 상기 스프링(3) 일 방향으로 상기 피복관
(2) 내에 충진된 알루미나 절연체(4), 조사시험용 핵연료(5)가 순차적으로 채워지도록 중앙이 천공된 피복관(2);
상기 피복관(2) 타단과 체결된 제2봉단 마개(7); 상기 피복관(2) 중앙에 상기 상단 봉단마개를 관통하도록 형성
된 고온용 열전대(6); 상기 제2봉단 마개(7)와 체결되며, 외부 가스를 공급받는 핀 홀(12)이 형성된 중간 연결
플러그(8); 상기 중간 연결 플러그(8) 일단에 형성된 밀봉 튜브(9) 및 상기 중간 연결 플러그(8) 및 상기 밀봉
튜브(9)의 일단과 체결되는 밀봉 너트(10)를 포함한다.
대 표 도
등록특허 10-1292190
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(72) 발명자
조만순
대전광역시 유성구 전민동 청구아파트 105-1504
주기남
대전광역시 유성구 구즉로 16, 113동 1302호 (송강
동, 한마을아파트)
안성호
대전광역시 서구 둔산동 크로바아파트 102-607
이 발명을 지원한 국가연구개발사업
과제고유번호 57156-11
부처명 교육과학기술부
연구사업명 방사선융합기술개발
연구과제명 조사기술고도화 및 미래원자력조사기술 개발
주관기관 한국원자력연구원
연구기간 2011.03.01 ~ 2012.02.29
등록특허 10-1292190
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특허청구의 범위
청구항 1
제1봉단 마개;
상기 제1봉단 마개 안쪽으로 체결된 스프링;
일단이 상기 제1봉단 마개와 체결되며, 상기 스프링 일 방향으로 알루미나 절연체, 조사시험용 핵연료가 순차적
으로 채워지도록 중앙이 천공된 피복관;
상기 피복관 타단과 체결된 제2봉단 마개;
상기 피복관 중앙에 상기 제2봉단 마개를 관통하도록 형성된 고온용 열전대;
상기 제2봉단 마개와 체결되며, 외부에서 누설시험용 가스를 공급받을 수 있도록 핀 홀이 형성된 중간 연결 플
러그;
상기 중간 연결 플러그 일단에 장착되는 밀봉 튜브; 및
상기 중간 연결 플러그 및 상기 밀봉 튜브의 일단과 체결되는 밀봉 너트를 포함하되,
상기 중간 연결 플러그에 형성된 핀 홀 내에 누수시험용 가스를 인가하여, 상기 밀봉 너트 및 밀봉 튜브의 끝단
에서 가스 누수 시험을 수행한 후에 누수가 없는 것을 확인하고 핀 홀을 레이저 용접으로 밀봉하는 것을 특징으
로 하는 고온용 열전대가 장착된 조사시험용 핵연료봉.
청구항 2
제1항에 있어서,
상기 밀봉 튜브는,
상기 밀봉 너트와 중간 연결 플러그가 체결되는 나사와 체결시 경사면을 따라 이동되도록 형성되는 것을 특징으
로 하는 고온용 열전대가 장착된 조사시험용 핵연료봉.
청구항 3
제1항에 있어서,
상기 밀봉 튜브의 끝단은,
레이저로 용접되며, 상기 끝단의 용접된 부위를 보호하도록 보호튜브가 삽입되며, 보호튜브와 접촉된 면은 용접
되어 고정되는 것을 특징으로 하는 고온용 열전대가 장착된 조사시험용 핵연료봉.
청구항 4
제1항에 있어서,
상기 밀봉튜브는,
상기 중간연결플러그와 Swagelok 체결 방식으로 체결되는 것을 특징으로 하는 고온용 열전대가 장착된 조사시험
용 핵연료봉.
청구항 5
제1항에 있어서,
등록특허 10-1292190
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상기 제2봉단 마개와 상기 고온용 열전대의 접속부는,
레이져 용접을 통해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 고온용 열전대가 장착된 조사시험용 핵연료봉.
청구항 6
청구항 1항의 고온용 열전대가 장착된 조사시험용 핵연료봉을 체결하는 방법에 있어서,
상기 청구항 1항의 제1봉단 마개, 상기 제1봉단 마개 안쪽으로 체결된 스프링, 일단이 상기 제1봉단 마개와 레
이저 용접으로 체결되며, 상기 스프링 일 방향으로 알루미나 절연체, 조사시험용 핵연료가 순차적으로 채워지도
록, 중앙이 천공된 피복관 내에 관통된 고온용 열전대 및 상기 피복관 타단과 체결된 제2봉단 마개를 순차적으
로 체결하는 제1 체결 단계;
상기 제2봉단 마개와 상기 고온용 열전대의 접속 부분을 레이저 용접을 통해 밀봉하는 제1용접 단계;
상기 제2봉단 마개와 피복관이 체결된 부위에 헬륨 누출 시험기를 연결한 후, 상기 제1용접 단계에서 레이저 용
접으로 접속된 부분에 헬륨 가스를 인가하여 가스 누설 시험을 수행하는 제1 누수 측정 단계;
상기 제2봉단 마개와 중간 연결 플러그를 나사로 체결하고, 상기 중간 연결 플러그와 밀봉 너트 사이에 밀봉 튜
브를 놓고 나사로 체결한 다음, 고온용 열전대와 밀봉 너트 외부로 돌출된 밀봉 튜브 끝단을 레이저 용접하는
제2 체결 단계;
상기 밀봉 너트 및 밀봉 튜브의 끝단에 헬륨 누출 시험기를 연결한 후, 상기 중간 연결 플러그에 형성된 핀 홀
내에 헬륨 가스를 인가하여 가스 누설 시험을 수행하는 제2 누수 측정 단계; 및
상기 중간 연결 플러그에 형성된 핀 홀을 레이저 용접으로 밀봉하는 단계;를 포함하는 고온용 열전대가 장착된
중심 온도 계장 조사시험용 핵연료봉을 체결하는 방법.
청구항 7
제6항에 있어서,
상기 제2 체결 단계는,
상기 밀봉 튜브 끝단에 용접된 용접부위를 보호하기 위한 보호 튜브를 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징
으로 하는 고온용 열전대가 장착된 중심 온도 계장 조사시험용 핵연료봉을 체결하는 방법.
청구항 8
제6항에 있어서,
상기 방법은,
진공 챔버 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 고온용 열전대가 장착된 중심 온도 계장 조사시험용 핵연료봉을
체결하는 방법.
청구항 9
삭제
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 연료봉 밀봉에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핵연료의 조사 특성을 파악하게 위해 열전대를 연료봉[0001]
마개를 통해 핵연료에 삽입하는 정밀 계장분야로 고온용 열전대를 신뢰성있게 밀봉하기 위한 고온용 열전대가
장착된 조사시험 연료봉을 밀봉하는 방법 및 이를 이용한 연료봉에 관한 것이다.
등록특허 10-1292190
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배 경 기 술
종래의 조사시험 연료봉에 고온용 열전대를 밀봉하는 방식은 고온용 열전대가 연료봉의 봉단마개를 통과하는 부[0002]
분을 레이저나 전자빔으로 정밀 용접하는 방식을 사용하거나, Swagelok 튜브 피팅과 같은 기계적인 밀봉방식을
사용하였다.
이들의 정밀 용접 혹은 기계적 밀봉방식은 1단계의 밀봉으로만 조사시험 연료봉을 제조 후 밀봉검사를 하기 위[0003]
해 헬륨 누출검사를 수행하였다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) 대한민국 특허공개 2005-0038739 A
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열전대 밀봉방식과 밀봉 검사방법은 1단계의 정밀용접이나 기계적 용접방법[0004]
만으로 조사시험 연료봉을 제조한다면, 조사시험 중 1단계 밀봉부분에 이상이 발생시 이에 대한 대비가 없어 연
료봉의 핵분열 가스가 직접 외부로 누출되고 안전에 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 종래의 결점을 해결
하고 보완하기 위해 1차적 밀봉방식에 2차적 밀봉방식을 추가한 후 용이하게 헬륨가스 밀봉검사를 수행할 수 있
는 중심 온도 계장 조사시험 연료봉을 고안하고자 한다.
과제의 해결 수단
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 고온용 열전대가 장착된 조사시험 연료봉은 제1봉단[0005]
마개; 상기 제1봉단 마개 안쪽으로 체결된 스프링; 일단이 상기 제1봉단 마개와 체결되며, 상기 스프링 일 방향
으로 상기 피복관 내에 충진된 알루미나 절연체, 조사시험용 핵연료가 순차적으로 채워지도록 중앙이 천공된 피
복관; 상기 피복관 타단과 체결된 제2봉단 마개; 상기 피복관 중앙에 상기 상단 봉단마개를 관통하도록 형성된
고온용 열전대; 상기 제2봉단 마개와 체결되며, 외부 가스를 공급받는 핀 홀이 형성된 중간 연결 플러그; 상기
중간 연결 플러그 일단에 형성된 밀봉 튜브 및 상기 중간 연결 플러그 및 상기 밀봉 튜브의 일단과 체결되는 밀
봉 너트를 포함한다.
상기 밀봉 튜브는, 상기 밀봉 너트와 중간 연결 플러그가 체결되는 나사와 체결시 경사면을 따라 이동되도록 형[0006]
성되는 것을 특징으로 한다.
상기 밀봉 튜브의 끝단은 레이저로 용접되며, 상기 끝단의 용접된 부위를 보호하도록 보호튜브가 삽입되며, 보[0007]
호튜브와 접촉된 면은 용접되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 밀봉튜브는 상기 중간연결플러그와 Swagelok 체결 방식으로 체결되는 것을 특징으로 한다.[0008]
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상기 상단 봉단마개와 상기 고온용 열전대의 접속부는 레이져 용접을 통해 밀봉되는 것을 특징으로 한다.[0009]
상기 보호튜브와 상기 고온용 열전대의 체결부위는 레이저 용접을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.[0010]
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 고온용 열전대가 장착된 중심 온도 계장 조사시험 연료봉[0011]
을 체결하는 방법은 청구항 1항의 고온용 열전대가 장착된 조사시험 연료봉을 체결하는 방법에 있어서, 상기 청
구항 1항의 제1봉단 마개, 상기 제1봉단 마개 안쪽으로 체결된 스프링, 일단이 상기 제1봉단 마개와 레이저 용
접으로 체결되며, 상기 스프링 일 방향으로 상기 피복관 내에 알루미나 절연체(4)가 충진되며, 조사시험용 핵연
료가 순차적으로 채워지고, 중앙이 천공된 피복관 내에 관통된 고온용 열전대 및 상기 피복관 타단과 체결된 제
2봉단 마개를 순차적으로 체결하는 제1 체결 단계; 상기 제2봉단 마개와 상기 고온용 열전대의 접속 부분을 레
이저 용접을 통해 밀봉하는 제1용접 단계; 상기 제2봉단 마개에 헬륨 누출 시험기를 연결한 후, 상기 접속 부분
에 헬륨 가스를 인가하여 가스 누설 시험을 수행하는 제1 누수 측정 단계; 상기 고온용 열전대와 밀봉 튜브를
Swagelok 또는 레이저 용접한 후, 핀 홀이 형성된 중간 연결 플러그에 밀봉 너트를 이용하여 체결하는 제2 체결
단계; 상기 중간 연결 플러그에 헬륨 누출 시험기를 연결한 후, 상기 핀 홀 내에 헬륨 가스를 인가하여 가스 누
설 시험을 수행하는 제2 누수 측정 단계를 포함한다.
상기 제2 체결 단계는 상기 밀봉 튜브 끝단에 용접된 용접부위를 보호하기 위한 보호 튜브를 삽입하는 단계를[0012]
더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은, 상기 진공 챔버 내에서 수행되는 것을 특징으로 한다.[0013]
상기 방법은, 상기 제2누설 측정 단계 이후, 상기 핀 홀을 레이저 밀봉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로[0014]
한다.
발명의 효과
본 발명에 따르면, 조사시험 연료봉 및 조사시험 연료봉의 밀봉 검사 방법은 고온용 열전대를 정밀 용접 방법이[0015]
나 기계적 체결방법을 보완하기 위한 것으로 강화된 2단계의 밀봉 구조를 갖는 조사시험 연료봉을 고안하여 안
전성이 크게 요구되는 원자력 조사시험분야에 매우 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고온용 열전대가 장착된 조사시험 연료봉을 나타낸 개략도이다.[0016]
도 2은 도 1에 도시된 제2봉단 마개와 고온용 열전대가 레이저 용접된 부분을 나타낸 예시도이다.
도 3는 도 1에 도시된 중간 연결 플러그와 밀봉 튜브의 Swagelok 체결을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고온용 열전대가 장착된 중심 온도 계장 조사시험 연료봉을 체결하는 방법을
나타낸 플로우 챠트이다.
도 5은 도 4에 도시된 제1누수 측정 단계가 적용된 부분을 나타낸 예시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 제2누수 측정 단계가 적용된 부분을 나타낸 예시도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적[0017]
설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따
등록특허 10-1292190
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른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로
해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시[0018]
예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른
실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변
경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용[0019]
어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로
만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소 제2 구성요소로 명명될 수
있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에[0020]
직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이
해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있
다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관
계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도
마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도[0021]
가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서,
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한
것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품
또는 이들을 조합하나 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이[0022]
속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일
반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미
를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적
인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.[0023]
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고온용 열전대(6)가 장착된 조사시험 연료봉을 나타낸 개략도이다.[0024]
도 2은 도 1에 도시된 제2봉단 마개와 고온용 열전대가 레이저 용접된 부분을 나타낸 예시도이다. [0025]
도 3는 도 1에 도시된 중간 연결 플러그와 밀봉 튜브의 Swagelok 체결을 나타낸 예시도이다.[0026]
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 고온용 열전대가 장착된 조사시험 연료봉은 제1봉단 마개[0027]
(1), 알루미나 절연체(4), 피복관(2), 제2봉단 마개(7), 중간 연결 플러그(8), 밀봉 튜브(9) 및 밀봉 너트(10)
를 포함한다.
보다 구체적으로, 고온용 열전대(6)가 장착된 조사시험 연료봉은 상기 제1봉단 마개(1) 안쪽으로 체결된 스프링[0028]
(3), 일단이 상기 제1봉단 마개(1)와 체결되며, 상기 스프링(3) 일 방향으로 상기 피복관(2) 내에 충진된 알루
미나 절연체(4), 조사시험용 핵연료(5)가 순차적으로 채워지도록 중앙이 천공된 피복관(2); 상기 피복관(2) 타
단과 체결된 제2봉단 마개(7), 상기 피복관(2) 중앙에 상기 상단 봉단마개를 관통하도록 형성된 고온용 열전대
(6), 상기 제2봉단 마개(7)와 체결되며, 외부 가스를 공급받는 핀 홀(12)이 형성된 중간 연결 플러그(8), 상기
중간 연결 플러그(8) 일단에 형성된 밀봉 튜브(9) 및 상기 중간 연결 플러그(8) 및 상기 밀봉 튜브(9)의 일단과
체결되는 밀봉 너트(10)를 포함한다.
상기 밀봉 튜브(9)는, 상기 밀봉 너트(10)와 중간 연결 플러그(8)가 체결되는 나사와 체결시 경사면을 따라 이[0029]
동되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 밀봉 튜브(9)의 끝단은 레이저로 용접되며, 상기 끝단의 용접된 부위를 보호하도록 보호튜브가 삽입되며,[0030]
보호튜브와 접촉된 면은 용접되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 밀봉튜브는 상기 중간연결플러그와 Swagelok 체결 방식으로 체결되는 것을 특징으로 한다.[0031]
등록특허 10-1292190
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상기 제2봉단마개(7)와 상기 고온용 열전대(6)의 접속부는 레이져 용접을 통해 밀봉되는 것을 특징으로 한다.[0032]
상기 보호 튜브(11)와 상기 고온용 열전대(6)의 체결부위는 레이저 용접을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.[0033]
제1봉단 마개(1)와 피복관(2) 안에 스프링(3), 알루미나 절연체(4), 조사시험용 핵연료(5)가 위치하고, 중앙이[0034]
천공된 조사시험용 핵연료(5)에 고온용 열전대(6)가 상단 봉단마개를 관통하도록 한다.
제2봉단 마개(7)와 중간 연결 플러그(8)는 나사로 체결되며, 중간 연결 플러그(8) 상부에 위치한 밀봉 튜브(9)[0035]
는 밀봉 너트(10)가 중간 연결 플러그(8)와의 나사 체결시 경사면을 따라 이동된다.
밀봉 너트(10)를 체결 후 밀봉 튜브(9)의 끝단을 레이저로 용접하고 용접부위를 보호하기 위한 보호튜브(11)를[0036]
삽입 후 접촉면은 용접하여 고정시킨다.
또한, 본 발명은 도 2에서와 같이 고온용 열전대(6)와 상단 봉단마개가 관통한 부분을 레이저로 밀봉하고, 도 3[0037]
에서와 같이 Swagelok 체결방식으로 밀봉한 방식을 이용하여 체결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고온용 열전대가 장착된 중심 온도 계장 조사시험 연료봉을 체결하는 방법을[0038]
나타낸 플로우 챠트이다.
도 5은 도 4에 도시된 제1누수 측정 단계가 적용된 부분을 나타낸 예시도이다.[0039]
도 6은 도 4에 도시된 제2누수 측정 단계가 적용된 부분을 나타낸 예시도이다.[0040]
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고온용 열전대가 장착된 조사시험 연료봉을 체결하는 방법은 제1 체결 단[0041]
계(S10), 제1용접 단계(S20), 제1 누수 측정 단계(S30), 제2 체결 단계(S40) 및 제2 누수 측정 단계(S50)를 포
함한다.
상기 제1 체결 단계(S10)는 제1봉단 마개(1), 상기 제1봉단 마개(1) 안쪽으로 체결된 스프링(3), 일단이 상기[0042]
제1봉단 마개(1)와 레이저 용접으로 체결되며, 상기 스프링(3) 일 방향으로 상기 피복관(2) 내에 알루미나 절연
체(4)가 충진되며, 조사시험용 핵연료(5)가 순차적으로 채워지고, 중앙이 천공된 피복관(2) 내에 관통된 고온용
열전대(6) 및 상기 피복관(2) 타단과 체결된 제2봉단 마개(7)를 순차적으로 체결하는 단계이다.
상기 제1용접 단계(S20)는 상기 제2봉단 마개(7)와 상기 고온용 열전대(6)의 접속 부분을 레이저 용접을 통해[0043]
밀봉하는 단계이다.
상기 제1누수 측정 단계(S30)는 상기 제2봉단 마개(7)에 헬륨 누출 시험기를 연결한 후, 상기 접속 부분에 헬륨[0044]
가스를 인가하여 가스 누설 시험을 수행하는 단계이다.
상기 제2 체결 단계(S40)는 상기 고온용 열전대(6)와 밀봉 튜브(9)를 Swagelok 또는 레이저 용접한 후, 핀 홀[0045]
(12)이 형성된 중간 연결 플러그(8)에 밀봉 너트(10)를 이용하여 체결하는 단계이다.
상기 제2 누수 측정 단계(S50)는 상기 중간 연결 플러그(8)에 헬륨 누출 시험기를 연결한 후, 상기 핀 홀(12)[0046]
내에 헬륨 가스를 인가하여 가스 누설 시험을 수행하는 단계이다.
여기서, 상기 제2 체결 단계(S40)는 상기 밀봉 튜브(9) 끝단에 용접된 용접부위를 보호하기 위한 보호 튜브(1[0047]
1)를 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계들(S10 내지 S50)은 상기 진공 챔버 내에서 수행되며, 상기 제2누설 측정 단계(S40) 이후, 상기[0048]
핀 홀(12)을 레이저 밀봉하는 단계(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 누수 측정 단계는 제2봉단 마개를 레이저로 정밀 용접 후 상기 제2봉단마개 왼쪽[0049]
에 헬륨 누출 시험기를 연결 후 레이저 용접 부위에 헬륨 가스를 인가하면서 용접부위 밀봉검사 후 상단 봉단마
개에 2단의 Swagelok 체결 부위에 대한 누출 시험 과정일 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 누수 측정 단계는 밀봉너트 혹은 핀 홀(12)에 헬륨 가스를 인가하면[0050]
Swagelok 체결 부분의 밀봉 상태를 검사하는 단계로서, Swagelok 체결 부분에 대한 헬륨 누출 검사에 이상이 없
으면 도 1 조립 부분을 진공 챔버에 넣고 진공한다. 진공과정에서 중간연결 플러그 내부가 핀 홀(12)을 통해 진
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공되고, 진공한 후 연료봉 내부 압력과 같게 헬륨으로 충진 후 중간 연결 플러그(8)의 핀 홀(12)은 레이저 밀봉
한다.
핀 홀(12)에 대한 레이저 밀봉 후 도 5의 조립부를 진공 챔버에서 헬륨 누출 시험을 수행한다. 최종적으로 헬륨[0051]
누출 시험이 완료된 도 5의 2단 밀봉 조립부는 피복관(2)과 조립되어 용접하면 고안된 조사시험 연료봉이 제조
된다.
따라서, 본 발명의 조사시험 연료봉 및 조사시험 연료봉의 밀봉 및 검사 방법은 고온용 열전대를 정밀 용접 방[0052]
법이나 기계적 체결방법을 보완하기 위한 것으로 강화된 2단계의 밀봉 구조를 갖는 조사시험 연료봉을 고안하여
안전성이 크게 요구되는 원자력 조사시험분야에 매우 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 고온용 열전대가 장착된 중심 온도 계장 조사시험 연료봉을 체결하는 방법 및 조사[0053]
시험 연료봉을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시와 도면에 의해 본 발명이 한
정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이
다.
부호의 설명
1: 제1봉단 마개 2 : 피복관[0054]
3: 스프링 4: 알루미나 절연체
5: 조사시험용 핵연료 6: 고온용 열전대
7: 제2봉단 마개 8: 중간 연결 플러그
9: 밀봉 튜브 10: 밀봉 너트
11: 보호 튜브 12: 핀 홀
20: 가스누출 시험기의 위치
A: 레이저 용접 부위 B: Swagelok 체결
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도면
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도면3
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