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KETEP 세계에너지시장정보

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에너지원별 주요 특허

특허명 미국) Fuel assembly having a shared fission gas plenum
국가 [미국]  출원인 WESTINGHOUSE ELECTRIC COMPANY LLC(US)
우선권 번호 US 62/840,775 우선일 2019.04.30
출원번호 US 17/594,819 출원일 2020.04.27
등록번호 US 12658330 B2 특허 등록일 2026.06.16
패밀리특허 WO 2020/223163, US 2022-0215972 A1 IPC G21C-003/32 G21C-001/03
산업구분 [원자력발전]  등록일 2026.09.14
액체금속·용융염 냉각 풀형 고속로에서 장주기 노심을 구현하려면 핀별로 긴 핵분열가스 플레넘이 필요해 피복관 내압과 취화로 연료 체류시간이 제한되는 문제를 해결하는 연료집합체 구조에 관한 것이다. 연료집합체는 하단부에 냉각재가 통과하는 덕트와 다수의 연료요소, 그 위에 가스 유로와 플레넘 헤더 연결부를 갖는 상부 단부 피팅을 두고, 상단부에는 이 유로와 연통하는 공용 핵분열가스 저장탱크를 배치해 운전 중 발생한 핵분열가스를 집합체 단위로 모아 저장한다. 핵심은 저장탱크가 냉각재 수면을 관통해 일부는 수면 위, 일부는 수면 아래에 위치하고 냉각재 출구가 저장탱크와 상부 단부 피팅 사이에 배치되어 냉각재 전량이 탱크 아래로 배출되는 점으로, 개별 핀 플레넘을 없애 원자로 용기를 소형화하고 연료 교체를 쉽게 하면서 고연소도 장수명 노심을 가능하게 한다.
특허 원문 발췌
제목 :
미국) Fuel assembly having a shared fission gas plenum
독립항 :
1. A fuel assembly for use in a nuclear reactor, the nuclear reactor having a vessel and coolant situated within the vessel, wherein the fuel assembly defines a longitudinal axis, a first end, and a second end, wherein the second end is positioned above the first end when the fuel assembly is located within the nuclear reactor, and wherein the fuel assembly comprises:
a first portion positioned adjacent the first end, the first portion comprising: an elongate duct configured to permit the coolant to pass therethrough; a plurality of fuel elements positioned within the elongate duct, wherein each fuel element comprises nuclear fuel material situated therein; and an upper end fitting comprising a plurality of gas flow pathways formed therein and a plenum header connection in fluid communication with the gas flow pathways, the upper end fitting positioned above the plurality of fuel elements, wherein the nuclear fuel material of the plurality of fuel elements is in fluid communication with the plurality of gas flow pathways; and
a second portion positioned adjacent the second end, the second portion comprising a fission gas storage tank in fluid communication with the plurality of gas flow pathways and the plenum header connection of the upper end fitting, wherein the fission gas storage tank is configured to store an amount of fission gas generated by the nuclear fuel material during operation of the nuclear reactor, and wherein the fission gas storage tank penetrates a top most surface of the coolant such that a first portion of the fission gas storage tank is positioned above the top most surface of the coolant and a second portion of the fission gas storage tank is positioned below the top most surface of the coolant; and
a plurality of coolant outlets for directing the entirety of the flow of coolant out of the fuel assembly below the fission gas storage tank, wherein the coolant outlets are longitudinally positioned between the fission gas storage tank and the upper end fitting.
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