Top nozzle for nuclear fuel assemblyThe present invention relates to a top nozzle for a nuclear fuel assembly that has a two-stage elastic section such that a pushing force against the axial movement of the nuclear fuel assembly under normal conditions is optimized and at the same time a suppressing force against a drastic uplifting force of the nuclear fuel assembly under transient conditions is strengthened, and that lowers the elastic coefficients of the springs operating under normal conditions more than those of existing coil springs, thereby providing an optimal pushing force against the nuclear fuel assembly.A top nozzle for a nuclear fuel assembly, the top nozzle comprising: a hold-down plate having a center hole formed at the center of the hold-down plate and a plurality of outer holes formed along an outer edge of the hold-down plate, the plurality of outer holes being spaced apart by a given distance from the center hold; a flow plate having a center hole formed at the center of the flow plate and a plurality of outer holes formed along an outer edge of the flow plate, the plurality of outer holes of the flow plate being spaced apart by a given distance from the center hole of the flow plate such that the distance between each outer hole of the flow plate and the center hole of the flow plate is the same as the distance between each outer hole of the hold-down plate and the center hole of the hold-down plate; a plurality of outer guide-tubular sleeves each adapted to be inserted from the upper portion of each outer hole of the hold-down plate, passed through each outer hole of the flow plate, each of the outer guide-tubular sleeves having a hold-down plate-locking part disposed at the top end of a corresponding outer guide-tubular sleeve of the outer guide-tubular sleeves, the hold-down plate-locking part having a larger diameter than the diameter of each outer hole of the hold-down plate; a plurality of outer hold-down springs each disposed around the outer periphery of each outer guide-tubular sleeve of the plurality of outer guide-tubular sleeves between the hold-down plate and the flow plate, each of the plurality of outer hold-down springs being supported by a corresponding outer guide-tubular sleeve of the plurality of outer guide-tubular sleeves and providing a given elastic force between the hold-down plate and the flow plate; a center hold-down plate having a through-hole formed longitudinally at the center of the center hold-down plate; a center guide-tubular sleeve adapted to be inserted from the upper portion of the center hold-down plate and fastened to the center hold of the flow plate, wherein the longitudinal length of the center guide-tubular sleeve is shorter than that of each of the plurality of outer guide-tubular sleeves and the center guide-tubular sleeve has a center hold-down locking part having a smaller diameter than the diameter of the center hole of the hold-down plate and a larger diameter than the diameter of the through-hole of the center hold-down plate at the top end of the center guide-tubular sleeve; and a center hold-down spring disposed around the outer periphery of the center guide-tubular sleeve between the center hold-down plate and the flow plate, the center hold-down spring being supported by the center guide-tubular sleeve and providing a given elastic force between the center hold-down plate and the flow plate, wherein the plurality of outer hold-down springs and the center hold-down springs are on-off hold-down springs, wherein the outer hold-down springs provide hold-down force in response to variation of the length of the nuclear fuel assembly under normal operation conditions; and wherein the outer hold-down springs and the center hold-down spring provide hold-down force in response to variation of the length of the nuclear fuel assembly transient operation conditions.
온-오프 작동형 누름스프링을 사용한 핵연료집합체용상단고정체본 발명은 원자로에 사용되는 핵연료집합체의 들림을 방지하는 스프링을 구비한 핵연료집합체용 상단고정체에 관한 것으로, 구체적으로는 2단의 탄성구간을 갖도록 하여 정상조건에서 핵연료집합체의 축방향 움직임에 대한 누름력을 최적화 하고 동시에 과도상태에서 급격한 들림력에 대한 억제력을 강화시키는 상단고정체의 구성에 관한 것이다.핵연료집합체의 안내관 및 계측관과 연결되고, 원자로의 삽입관과 연결되어 핵연료집합체를 원자로 내에 고정시키는 상단고정체에 있어서, 본 발명에 의한 상단고정체는 누름판, 유로판, 외곽안내기둥, 홀드다운스프링, 중앙누름판, 중앙안내기둥 및 중앙홀드다운스프링을 구비한다.누름판은 중앙에 누름판중앙구멍이 형성되고, 상기 누름판중앙구멍으로부터 일정거리에 각각 일정한 중심각을 갖는 다수의 누름판외곽구멍이 형성된다. 유로판은 중앙에 유로판중앙구멍이 형성되고, 상기 누름판의 누름판외곽구멍과 동일한 거리와 중심각을 갖도록 상기 유로판중앙구멍으로부터 일정거리와 중심각을 갖는 유로판외곽구멍이 형성된다. 외곽안내기둥은 상기 누름판외곽구멍 상부로부터 삽입되고, 상기 유로판외곽구멍을 관통하여 상기 핵연료집합체의 안내관과 연결되며, 상단에 상기 누름판외곽구멍의 직경보다 큰 직경을 갖는 누름판걸이부가 형성된다. 홀드다운스프링은 상기 외곽안내기둥 외주면에 구비되고, 상기 외곽안내기둥에 의하여 지지되며, 상기 누름판과 상기 유로판의 사이에서 탄성을 부여한다. 중앙누름판은 종방향으로 중앙누름판관통구가 형성된다. 중앙안내기둥은 상기 중앙누름판의 상부에서 삽입되고, 상기 유로판의 유로판중앙구멍을 관통하여 핵연료집합체의 계측관과 연결되며, 상단에는 상기 누름판중앙구멍의 직경보다 작고 동시에 상기 중앙누름판의 중앙누름판관통구의 직경보다 큰 직경을 갖는 중앙누름판걸이부가 형성된다. 중앙홀드다운스프링은 상기 중앙안내기둥 외주면에 구비되고, 상기 중앙안내기둥에 의하여 지지되며, 상기 중앙누름판과 상기 유로판 사이에서 탄성을 부여한다.상술한 구성상의 특징으로부터 본 발명에 의한 상단고정체는 정상조건에서 작용하는 스프링의 탄성계수를 기존 코일 스프링의 탄성계수보다 낮출 수 있어 핵연료집합체에 최적의 누름력을 제공하게 되었고, 핵연료집합체의 길이변화에 대하여 적절한 누름력을 제공하여 핵연료집합체의 위치를 안정적으로 고정시키며 휘어짐을 방지하였다. 또한 본 발명에 의한 상단고정체는 과도조건에서 종래의 상단고정체에 비하여 더욱 강한 누름력을 제공하여 기계적, 구조적 안전성을 보장하는 효과가 있다.상단고정체, 홀드다운스프링, 온오프형 스프링, 중앙홀드다운 스프링, 들림력, 삽입관핵연료집합체의 안내관 및 계측관과 연결되고, 원자로의 삽입관과 연결되어 핵연료집합체를 원자로 내에 고정시키는 상단고정체에 있어서,중앙에 누름판중앙구멍이 형성되고, 상기 누름판중앙구멍으로부터 일정거리에 각각 일정한 중심각을 갖는 다수의 누름판외곽구멍이 형성되는 누름판;중앙에 유로판중앙구멍이 형성되고, 상기 누름판의 누름판외곽구멍과 동일한 거리와 중심각을 갖도록 상기 유로판중앙구멍으로부터 일정거리와 중심각을 갖는 유로판외곽구멍이 형성되는 유로판;상기 누름판외곽구멍 상부로부터 삽입되고, 상기 유로판외곽구멍을 관통하여 상기 핵연료집합체의 안내관과 연결되며, 상단에 상기 누름판외곽구멍의 직경보다 큰 직경을 갖는 누름판걸이부가 형성된 외곽안내기둥;상기 외곽안내기둥 외주면에 구비되고, 상기 외곽안내기둥에 의하여 지지되며, 상기 누름판과 상기 유로판의 사이에서 탄성을 부여하는 홀드다운스프링;종방향으로 중앙누름판관통구가 형성된 중앙누름판;상기 중앙누름판의 상부에서 삽입되고, 상기 유로판의 유로판중앙구멍에 체결되는 중앙안내기둥;상기 중앙안내기둥 외주면에 구비되고, 상기 중앙안내기둥에 의하여 지지되며, 상기 중앙누름판과 상기 유로판 사이에서 탄성을 부여하는 중앙홀드다운스프링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 온-오프 작동형 누름스프링을 사용한 핵연료집합체용 상단고정체.