KR100756396B1 - De-cladding machine for irradiated nuclear fuel - Google Patents
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Abstract
Description
제 1도는 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치를 도시한 외관 사시도;1 is an external perspective view of the irradiated nuclear fuel cladding stripping device according to the present invention;
제 2도는 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치를 도시한 평면 배치도;2 is a plan view showing the irradiated nuclear fuel cladding stripping device according to the present invention;
제 3도는 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치를 도시한 종단면도;3 is a longitudinal cross-sectional view showing a device for stripping irradiated nuclear fuel cladding according to the present invention;
제 4도는 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치의 가공물 물림 부 측에서 도시한 측면도;4 is a side view showing the workpiece bite side of the irradiated nuclear fuel cladding stripping device according to the present invention;
제 5도는 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치에 구비된 가공물 절단 부와 기공물 깊이 조절부를 도시한 측 단면도;5 is a side cross-sectional view showing a workpiece cutting portion and a pore depth adjusting portion provided in the irradiated nuclear fuel coating material stripping apparatus according to the present invention;
제 6도는 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치에 구비된 가공물 절단 부의 상세도로서, Figure 6 is a detailed view of the workpiece cut portion provided in the irradiated nuclear fuel coating material stripping apparatus according to the present invention,
a)도는 바이트에 의해서 금속 핵연료 봉이 탈피 되는 측면도, a) a side view of the metal fuel rod being stripped by a turning bite,
b)도는 테이퍼 봉에 의해서 회동 레버의 각도 조절이 이루어지는 구성을 도시한 측면도; b) is a side view showing a configuration in which the angle adjustment of the rotation lever is made by a tapered rod;
제 7도는 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치에 구비된 커버와 소제 기구를 도시한 사시도;7 is a perspective view showing a cover and a cleaning mechanism provided in the irradiated nuclear fuel cladding stripping device according to the present invention;
제 8도는 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치에 구비된 가공물 물림 부에 핵연료 봉이 장착된 측면도이다.8 is a side view of the nuclear fuel rod mounted to the workpiece bite provided in the irradiated fuel coating material stripping apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1.... 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치1 .... The irradiated nuclear fuel cladding stripping device according to the present invention
10.... 베이스 20.... 가공물 물림 부10 ....
22.... 바이스 부재 24.... 케이싱22 .... Vise
26.... 나사 봉 26a.... 테이퍼 부26 ..
28.... 캡 30.... 고정 볼트28 ....
30a... 핸들 35.... 바이트(bite)
37.... 회전판 40.... 가공물 절단 부37 .. Carousel 40 .... Cutting part
42.... 본체 45.... 회전 통42 ....
50.... 구동부 60.... 가공물 깊이 조절 부50 .... drive part 60 .... workpiece depth adjustment part
62.... 회동 레버 64.... 비틀림 스프링62 .. Rotating lever 64 .... Torsion spring
65.... 테이퍼 봉 70.... 전,후진 조절수단65
74a... 구동 베벨 기어 74b.... 종동 베벨 기어74a ... driven
76.... 키 78.... 너트 부재76 .... key 78 .... nut missing
80.... 후단 자루 부 82.... 긴 홈80 .... trailing
84.... 고정 핀 86.... 스프링 삽입 홈84 .... retaining pin 86 .... spring insertion groove
88.... 탄성 스프링 90.... 커버88 ...
92.... 힌지 축 94.... 덮개92 .. Hinge Shaft 94 .... Cover
K..... 핵연료 봉 Ka.... 절삭 팁K ..... Fuel Rod Ka .... Cutting Tips
본 발명은 금속 핵연료 봉의 스웰링(swelling) 평가를 위하여 조사 핵연료의 피복재를 탈피시키기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 핫 셀(Hot Cell) 내부에서 중성자 조사 핵연료의 밀도 시험용 시편 제작을 용이하게 이룰 수 있고, 방사능 피폭 없이 안전한 작업을 이룰 수 있도록 개선된 조사 핵연료 피복재 탈피장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for stripping the coating material of the irradiated fuel for the swelling evaluation of the metal fuel rod, more specifically, to facilitate the fabrication of the test specimen for density test of the neutron irradiated fuel in the hot cell (Hot Cell) And an improved nuclear fuel cladding stripping device that is capable of achieving safe operation without radiation exposure.
일반적으로 상용 원자력발전소에 사용되는 이산화우라늄 핵연료 봉은 심재 와 피복재가 분리되는 구조로 제작되어 밀도 시편의 제작 시 피복 관과 심재의 분리가 용이하다. 그렇지만 연구용 원자로에 사용되는 금속핵연료 봉은 심재와 피복재를 동시에 인발하여 제작된 구조이다. In general, uranium dioxide fuel rods used in commercial nuclear power plants are manufactured in a structure in which the core and the cladding are separated, so that the cladding and the core can be easily separated in the fabrication of density specimens. However, the metal fuel rods used in the research reactor are constructed by simultaneously drawing core and cladding.
그리고 상기와 같은 핵연료 봉에서 사용되는 피복재는 연구로용 연료의 부식 및 핵분열생성물의 누출을 방지하기 위하여 알루미늄, 지르코늄 합금 등을 피복재로 사용하고 있다. In addition, the coating material used in the nuclear fuel rods, such as aluminum, zirconium alloy, etc. are used as the coating material in order to prevent corrosion of fuel for research and leakage of fission products.
이와 같이 중성자가 조사된 금속 핵연료들의 건전성을 평가하기 위하여 스웰링 평가(Swelling Test)를 거치게 되는 데, 이와 같은 스웰링 평가용 밀도 시편을 제작하기 위해서는 핵연료의 피복재를 벗겨내야만 핵연료 심재만의 밀도 측정값이 측정되어 핵연료 봉의 스웰링 량을 측정할 수 있게 된다. 따라서 금속 핵연료로부터 피복재를 가공하여 제거하는 작업이 필요하게 되며, 상기와 같은 이산화 우라늄 핵연료의 피복재와 심재의 분리 방법은 심재에 외력을 주어서 핵연료 봉과 피복재를 분리하는 방식이 있다.As such, the neutron is subjected to a swelling test to evaluate the integrity of the irradiated metal fuels. In order to manufacture such a density specimen for swelling evaluation, the fuel coating material must be peeled off to measure the density of the nuclear fuel core. The value is measured so that the amount of swelling of the fuel rod can be measured. Therefore, it is necessary to process and remove the coating material from the metal nuclear fuel, and the method of separating the coating material and core material of the uranium dioxide fuel as described above has a method of separating the fuel rod and the coating material by applying an external force to the core material.
한편, 원자력 연구소에는 외부와 방사능이 차단된 격실을 의미하는 핫 셀(hot cell)이 구비되어 있고, 이와 같은 핫 셀에는 외부에서 조정 가능한 로보트 팔들이 구비되어 핫 셀 내부에서 원하는 작업을 방사능 피폭 없이 안전하게 수행하도록 되어 있다. Meanwhile, the Atomic Energy Research Institute is equipped with a hot cell, which means a compartment in which radiation is blocked from the outside, and such a hot cell is equipped with an externally adjustable robot arm to perform a desired operation inside the hot cell without radiation exposure. It is intended to be safe.
따라서 중성자 조사된 금속 핵연료 봉의 시편을 준비하기 위해서는 방사능이 차단된 상태의 핫 셀 내에서 안전하게 피복재 제거작업을 하여야 되는 데, 종래에는 이와 같이 심재와 피복재를 동시에 인발하여 제작된 핵연료 봉으로부터 피복재를 안전하게 제거하기 위한 장치가 제시된 바 없는 것이었다. Therefore, in order to prepare a specimen of neutron-irradiated metal fuel rods, it is necessary to safely remove the coating material in a hot cell in which radiation is blocked. In the related art, the coating material is safely removed from the nuclear fuel rod manufactured by simultaneously drawing the core material and the coating material. No device for removal has been proposed.
그러므로 중성자 조사된 핵연료의 스웰링 평가를 위한 밀도시험 시편을 준비하는 작업 과정이 어려운 문제점을 갖는 것이고, 방사능 피폭에 관련된 작업 위험 요소를 갖는 것이었다.Therefore, the process of preparing density test specimens for swelling evaluation of neutron-irradiated fuel has a difficult problem, and has a working risk factor related to radiation exposure.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 핫 셀(Hot Cell) 내부에서 조사 핵연료의 밀도 시험용 시편 제작을 용이하게 이룰 수 있고, 원격 자동화 작업을 통해 방사능 피폭이 없는 안전한 작업을 이룰 수 있도록 개선된 조사 핵연료 피복재 탈피장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the object of which is to easily achieve the production of the test specimen for the density test of the irradiated fuel inside the hot cell (safe cell), the radioactive exposure is safe through remote automation operation An improved nuclear fuel cladding stripping device is provided to accomplish the task.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 금속 핵연료 봉의 스웰링(swelling) 평가를 위하여 조사 핵연료의 피복재를 탈피시키기 위한 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention, in the device for peeling the coating material of the irradiation nuclear fuel for swelling (swelling) evaluation of the metal fuel rod,
일정 크기의 베이스;A base of a certain size;
상기 베이스 상에서 상기 금속 핵연료 봉이 고정되는 다수의 바이스 부재들을 구비한 가공물 물림 부;A workpiece bite portion having a plurality of vise members to which the metal fuel rod is fixed on the base;
상기 베이스 상에서 상기 가공물 물림 부에 대향 배치되며, 다수의 바이트들의 각도 조정이 가능하게 장착된 회전판을 갖추며 상기 회전판의 바이트 가공 중심축은 상기 금속 핵연료 봉의 중심축과 동축을 이루도록 배치된 가공물 절단 부;A workpiece cutting part disposed opposite the workpiece bite on the base and having a rotating plate capable of adjusting an angle of a plurality of bites, wherein a cutting center axis of the rotating plate is coaxial with a central axis of the metal fuel rod;
상기 가공물 절단 부에 회전력을 부여하는 모터를 구비한 구동부; 및A drive unit having a motor for imparting rotational force to the workpiece cutting unit; And
상기 가공물 절단 부의 바이트들의 가공 깊이를 조절하기 위하여 상기 각각의 바이트들에 연결된 회동 레버들을 갖추고, 상기 회동 레버들 사이에서 전,후진이 가능한 테이퍼 봉을 갖추며, 상기 회동 레버들 사이에서 상기 테이퍼 봉의 삽입 깊이를 조절하는 전,후진 조절수단을 갖는 가공물 깊이 조절 부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조사 핵연료 피복재 탈피장치를 제공한다.Equipped with pivoting levers connected to the respective bites to adjust the processing depth of the bite of the workpiece cutting portion, taper rods capable of moving forward and backward between the pivoting levers, and insertion of the taper rods between the pivoting levers. It provides a coating apparatus for stripping the irradiated nuclear fuel coating, characterized in that it comprises a; depth control unit having a front, backward control means for adjusting the depth.
이하, 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the irradiated nuclear fuel cladding stripping device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치(1)는 금속 핵연료 봉(K)의 스웰링(swelling) 평가를 위하여 조사 핵연료의 피복재를 탈피시키기 위한 것이다.The irradiated nuclear fuel
본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 일정 크기의 베이스(10)를 갖는다.The irradiated nuclear
상기 베이스(10)는 바람직하게는 견고한 철제 구조물로 이루어진다.The
그리고 본 발명은 상기 베이스(10) 상에서 상기 금속 핵연료 봉(K)이 고정되는 다수의 바이스 부재(22)들을 구비한 가공물 물림 부(20)를 갖는다.In addition, the present invention has a
상기 가공물 물림 부(20)는 도 8에 단면으로 도시된 바와 같이, 일정크기의 케이싱(24) 내측 전방으로 다수의 바이스 부재(22)들을 원형으로 배치한 구조이고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 케이싱(24)의 후방 측에서 끼워져서 상기 바이스 부재(22)들의 내경을 조정하는 테이퍼 부(26a)를 전방 측에 구비한 나사 봉(26)을 갖는 구조이다.The
상기 바이스 부재(22)들은 상기 테이퍼 부(26a)의 내측에 끼워지는 것이고, 상기 바이스 부재(22)들을 상기 테이퍼 부(26a) 측으로 밀어서 내경을 좁히고 금속 핵연료 봉(K)의 고정을 이룰 수 있는 캡(28)을 추가 포함한다. 상기 캡(28)은 상기 테이퍼 부(26a)의 외주면 나사 부에 내주면이 나사 결합하여 고정되는 것으로서 그 내측에 상기 바이스 부재(22)들의 전방 단부를 감싸는 구조이다.The
따라서 상기 캡(28)이 테이퍼 부(26a)에 점차로 나사 결합되어 가면 상기 바이스 부재(22)의 테이퍼 면을 상기 테이퍼 부(26a) 측으로 밀어서 바이스 부재(22)의 내경을 좁히고 그 내경에 고정되는 금속 핵연료 봉(K)을 고정시킨다.Therefore, when the
그리고 상기 나사 봉(26)의 상부 측으로는 상기 나사 봉(26)의 회전을 방지하여 나사 봉(26)의 후진을 방지하는 고정 볼트(30)가 장착된다. And the upper side of the
이와 같은 가공물 물림 부(20)는 다수의 바이스 부재(22)들의 내측으로 금속 핵연료 봉(K)을 끼운 다음, 상기 캡(28)을 테이퍼 부(26a)에 점차로 나사 결합시켜 가면 상기 바이스 부재(22)의 테이퍼 면을 상기 테이퍼 부(26a) 측으로 밀어서 바이스 부재(22)의 내경을 좁히고 상기 바이스 부재(22)들의 내부로 끼워진 금속 핵연료 봉(K)을 방사방향으로 조여서 견고히 고정한다. The
그리고 이 상태에서 상기 고정 볼트(30)에 연결된 핸들(30a)을 돌리면, 상기 고정 볼트(30)의 선단이 케이싱(24)의 내측으로 전진하면서 상기 나사 봉(26)의 측면을 가압하여 나사 봉(26)의 후진을 방지한다. 이와 같은 상태로 금속 핵연료 봉(K)은 상기 가공물 물림 부(20)에 고정된다.In this state, when the
또한 본 발명은 상기 베이스(10) 상에서 상기 가공물 물림 부(20)에 대향 배치되며, 다수의 바이트(35)들의 각도 조정이 가능하게 장착된 회전판(37)을 갖추며 상기 회전판(37)의 바이트(35) 가공 중심축은 상기 가공물 물림 부(20)에 장착된 금속 핵연료 봉(K)의 중심축과 동축을 이루도록 배치된 가공물 절단 부(40)를 구비한다.In addition, the present invention is disposed on the base 10 opposite to the
상기 가공물 절단 부(40)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(10) 상에 고정된 중공의 본체(42) 전방 측에 회전 가능하도록 장착된 것으로서, 상기 다수의 바이트(35)들이 장착된 회전판(37)과 상기 회전판(37)에 일체로 연결되고 내부에는 중공형 공간(45a)을 형성한 회전 통(45)을 갖는다. 상기 회전 통(45)은 그 후단이 베어링 부재(B)를 통하여 상기 본체(42)의 내부에 회전 가능하도록 장착된 것이고, 상기 회전 통(45)의 중간 부분 외면에는 이후에 설명되는 구동부(50)와의 동력 연결을 위한 벨트 홈(47)이 형성되어 있다. As shown in FIGS. 2 and 3, the
그리고 상기 가공물 절단 부(40)는 상기 회전판(37) 상에서 다수의 바이트(35)들이 각도 조절 가능하도록 장착된 것으로서, 상기 바이트(35)들은 상기 회전판(37)의 전면에 배치된 바이트 홀더(36)들에 각각 볼트(36a)로 고정된 것이고, 상기 바이트 홀더(36)들은 도 3에서 단면으로 도시된 바와 같이, 상기 회전판(37)을 관통하여 홀더 축(39)이 연장하며, 상기 홀더 축(39)은 복수의 베어링 부재(B)를 통하여 각각 회전판(37)에 대해 회전 가능한 구조이다.In addition, the
또한 상기 홀더 축(39)의 후단에는 각각 이후에 설명되는 가공물 깊이 조절 부(60)의 회동 레버(62)들이 장착되며, 상기 회동 레버(62)들은 상기 회전 통(45)의 내측 공간(45a)에 배치되는 구조이다. 또한 상기 각각의 홀더 축(39)은 그 후단에 인접하여 각각 비틀림 스프링(64)들이 동축으로 끼워져 장착된다. 이와 같은 비 틀림 스프링(64)은 그 일측 단부가 상기 회전판(37)의 후단에 고정되고, 그 타단은 상기 홀더 축(39)의 후단에 인접하여 고정된다. 따라서 상기 비틀림 스프링(64)은 상기 홀더 축(39)이 최초의 정해진 위치로부터 회전되면, 비틀리면서 회전 복원력을 저장하게 된다. In addition, pivoting
그리고 본 발명은 상기 가공물 절단 부(40)에 회전력을 부여하는 모터(52)를 구비한 구동부(50)를 구비한다. 상기 구동부(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 본체(42)의 측방에 나란하게 구동 모터(52)가 장착되며, 상기 구동 모터(52)는 베이스(10) 상에 고정되고, 그 모터(52)의 회전축에는 구동 풀리(54)가 장착되어 있다. 또한 상기 구동 풀리(54)에는 벨트(56)가 걸려 지며, 상기 벨트(56)는 상기 가공물 절단 부(40)의 회전 통(45) 중간 외면에 형성된 벨트 홈(47)에 걸려 진다.And the present invention is provided with a
따라서 상기 구동부(50)의 모터(52)가 작동되면 구동 풀리(54)와 벨트(56) 및 벨트 홈(47)을 통하여 회전력이 상기 회전 통(45)으로 전달되고, 상기 회전 통(45)의 전면에 위치된 회전판(37)과 상기 회전판(37)에 마련된 바이트(35)들이 회전하게 된다. Therefore, when the
또한 본 발명은 상기 가공물 절단 부(40)의 바이트(35)들의 가공 깊이를 조절하기 위한 가공물 깊이 조절 부(60)를 구비한다. 상기 가공물 깊이 조절 부(60)는 상기 각각의 바이트(35)들에 연결된 회동 레버(62)들을 갖추고, 상기 회동 레버(62)들 사이에서 전, 후진이 가능한 테이퍼 봉(65)을 갖추며, 상기 회동 레 버(62)들 사이에서 상기 테이퍼 봉(65)의 삽입 깊이를 조절하는 전, 후진 조절수단(70)을 갖는다.In addition, the present invention includes a workpiece
상기 전, 후진 조절수단(70)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 테이퍼 봉(65)의 후방 측에 위치되는 것으로서, 상기 본체(42)의 후방 상단에 장착된 핸들(72)과, 상기 핸들(72)에 연결되고 상기 본체(42)의 내부에서 베어링 부재(B)에 의해 회전가능하게 장착되어 동력을 전달하는 구동 베벨 기어(74a) 및 종동 베벨 기어(74b)를 갖는다. As shown in FIG. 5, the forward and backward adjustment means 70 is located at the rear side of the tapered
상기에서 구동 베벨 기어(74a)는 수직으로 배치되어 핸들(72)에 연결된 것이고, 상기 종동 베벨 기어(74b)는 수평으로 배치되어 회전 가능하도록 본체(42)에 내장된 것이다. 그리고 상기 종동 베벨 기어(74b)의 출측에는 키(76)를 통하여 일체로 연결된 너트 부재(78)가 배치되며, 상기 너트 부재(78)는 그 외주면이 베어링 부재(B)을 통하여 상기 본체(42) 내에서 회전 가능하도록 장착된 것이다.In the above, the driving
따라서 상기 너트 부재(78)는 상기 종동 베벨 기어(74b)와 함께 본체(42) 내에서 회전 가능한 구조이다.Thus, the
또한 상기 너트 부재(78)에는 그 내측으로 상기 테이퍼 봉(65)의 후단 자루 부(80)에 형성된 숫 나사부가 삽입되어 나사 결합되는 구조이고, 상기 테이퍼 봉(65)의 후단 자루 부(80)는 그 일측 외주면에 길이 방향으로 직선형 긴 홈(82)이 형성되며, 상기 긴 홈(82)으로는 본체(42)의 내 측면에서 돌출하고, 상기 너트 부재(78)의 일측에 배치된 고정 핀(84)이 끼워지는 구조이다. In addition, the
따라서 상기 너트 부재(78)가 회전되는 경우, 상기 너트 부재(78)에 나사 결 합된 테이퍼 봉(65)의 후단 자루 부(80)는 상기 긴 홈(82)에 끼워진 고정 핀(84)으로 인하여 회전되지 못하고, 직선 운동으로 전환되어 상기 너트 부재(78)의 정, 역회전에 따라서 상기 테이퍼 봉(65)은 그 길이방향으로, 즉 본체(42)의 내부에서 횡 방향으로 전, 후진 이동하는 것이다.Thus, when the
한편, 상기 테이퍼 봉(65)은 상기 회전 통(45)의 내부 공간(45a) 내에서 전,후로 이동 가능한 것으로서, 그 외주면은 상기 회전 통(45)의 내부 공간(45a)에 마련된 후방 내주 면에 일치하는 크기를 갖추고, 슬라이딩 가능한 상태로 끼워진다. 따라서 상기 테이퍼 봉(65)은 회전 통(45)의 내부에서 직선적으로 안내되며, 그 선단에는 오목한 스프링 삽입 홈(86)을 형성하고 있다.On the other hand, the tapered
이와 같은 스프링 삽입 홈(86)은 상기 회전판(37)의 후면 중앙에 장착된 스프링(88)의 단부가 삽입 가능한 크기를 갖는 것으로서, 상기 테이퍼 봉(65)이 회전판(37) 측으로 전진하면 스프링(88)을 압축하면서 탄성 복원력을 상기 스프링(88)이 저장하게 되고, 상기 테이퍼 봉(65)이 후진하면 탄성 스프링의(88) 복원력이 풀리는 구조이다. The
그리고 본 발명은 금속 핵연료 봉(K)의 탈피 가공 중에 절삭 팁(Ka)이 외부로 비산되는 것을 방지하는 커버(90)를 상기 본체(42)에 장착하고 있다. 상기 커버(90)는 투명한 아크릴 또는 플라스틱 재료로 이루어지는 것으로서 상기 바이스 부재(22)들을 구비한 가공물 물림 부(20)의 일부분과, 상기 바이트(35)들이 장착된 회전판(37)을 포함한 가공물 절단 부(40)의 일부분을 에워싸고 있다.In the present invention, the
따라서 상기 커버(90)가 에워싸는 부분은 금속 핵연료 봉(K)의 탈피가 이루어지는 부분으로서 탈피 과정에서 튀어 오른 절삭 팁(Ka)들은 커버(90)에 의해서 외부로 튀어나가지 못하고 커버(90)의 내측에 남게 된다. 이와 같은 커버(90)는 상부면의 일측 모서리가 측면의 일측 모서리의 연결 지점에서 힌지 축(92)을 형성하여 상부면의 개폐가 이루어질 수 있도록 되어 있다. 따라서 커버(90)의 상부 면이 형성하는 덮개(94)는 열려진 경우 내부에 금속 핵연료 봉(K)을 장착하거나 가공이 완료된 금속 핵연료 봉(K)을 꺼낼 수 있다.Therefore, the portion surrounded by the
또한 상기 커버(90)는 측면의 하부 측으로 절삭 팁(Ka)들을 수거하기 위한 활주식 소제 기구(96)를 구비한다. 상기 소제 기구(96)는 서랍식으로 구성되어 상기 커버(90)의 내측으로 진퇴 가능하도록 구성된 것으로서, 상기 바이트(35)들에 의해서 금속 핵연료 봉(K)의 절삭이 이루어지는 부분의 하부 측에 위치하는 것이다.The
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치(1)의 작용 효과를 설명하면 아래와 같다.Referring to the operation and effect of the irradiated nuclear fuel coating
본 발명에 따른 조사 핵연료 피복재 탈피장치(1)는 핫 셀(미 도시)의 내부에 배치되어 작업자가 방사능의 피폭위험 없이 안전하게 금속 핵연료 봉(K)의 탈피를 원하는 깊이로 이룰 수 있다.The irradiated nuclear fuel
이와 같은 경우, 작업자는 핫 셀에 마련된 로보트 팔(미 도시)을 이용하여 커버(90)의 상부면 덮개(94)를 열은 상태에서 가공하고자 하는 금속 핵연료 봉(K) 을 집고서 가공물 물림 부(20)에 장착한다. 이와 같은 경우, 가공물 물림 부(20)의 캡(28)을 풀어서 바이스 부재(22)들을 풀은 상태이고, 가공물 길이 조절 수단(70)의 핸들(72)을 돌려서 테이퍼 봉(65)을 전진시킨다. 이와 같은 경우, 도 6b)에서 점선으로 도시된 바와 같이, 상기 테이퍼 봉(65)이 전진하면서 상기 바이트 홀더(36)들에 연결된 회동 레버(62)들을 회전시켜서 홀더 축(39)을 통하여 연결된 바이트 홀더(36)들을 회전시키고, 도 6a)에 도시된 바와 같이 바이트(35)들을 그 가공 중심축으로부터 멀리 회동시킨다.In such a case, the worker picks up the metal fuel rod K to be processed while the
그리고 이와 같은 상태에서 상기 가공물 물림 부(20)와 회전판(37)의 사이로 금속 핵연료 봉(K)을 진입시킨 다음, 상기 가공물 물림 부(20)의 바이스 부재(22)들의 내부로 일측 단부를 끼우고, 타측 단부는 상기 회전판(37)의 바이트(35) 측으로 돌출하도록 한다.In this state, the metal fuel rod K is introduced between the
이와 같은 경우, 상기 바이트(35)는 대략 10mm 의 절삭 폭을 갖는 것을 장착하고, 상기 바이트(35) 측으로 금속 핵연료 봉(K)이 돌출하도록 길이조정을 한 다음, 나머지 부분을 모두 가공물 물림 부(20)의 바이스 부재(22)들 내부에 끼우게 된다. In this case, the
그리고 이 상태에서 가공물 물림 부(20)의 캡(28)을 돌려서 바이스 부재(22)들을 조이고, 가공물 물림 부(20)의 상부 핸들(30a)을 돌려서 바이스 부재(22)들을 위치 고정하며, 커버(90)의 상부면 덮개(94)를 닫는다.In this state, the
또한 이와 같이 금속 핵연료 봉(K)의 고정 작업이 완료되면, 상기 작업자는 전,후진 조절수단(70)의 핸들(72)을 돌려서 테이퍼 봉(65)을 후진시킨다., 그에 따라서 상기 회동 레버(62)들 사이에 끼워진 테이퍼 봉(65)의 직경이 큰 부분(도 3에서 점선부분)으로부터 작은 부분(도 3에서 실선부분)으로 축소되므로 홀더 축(39)에 각각 장착된 비틀림 스프링(64)의 탄성 복원력이 작용한다. 그러므로 상기 회동 레버(62)와 홀더 축(39) 및 바이트 홀더(36)들은 최초의 위치로 복원되며, 그 과정에서 상기 바이트(35)들은 도 6a)에서 실선으로 도시된 바와 같이, 금속 핵연료 봉(K)의 외면에 접촉하는 상태가 된다.In addition, when the fixing operation of the metal nuclear fuel rod K is completed as described above, the worker rotates the
따라서 상기와 같이 바이트(35)들의 선단이 금속 핵연료 봉(K)의 표면에 접촉한 상태에서 구동 부(50)의 모터(52)를 작동시키면 상기 구동 풀리(54), 벨트(56) 및 벨트 홈(47)을 통하여 연결된 회전 통(45)이 정해진 방향으로 회전하고 그에 따라서 회전판(37)과 바이트(35)들이 회전하면서 금속 핵연료 봉(K)을 절삭 가공하는 것이다.Accordingly, when the
이와 같은 과정을 통하여 핵연료 봉(K)의 피복재가 상기 바이트(35)들에 의해서 절삭 폭 10mm 만큼의 금속 핵연료 봉(K) 탈피를 이룰 수 있게 되며, 절삭 팁(Ka)들은 커버(90)에 의해서 외부로 튀어나가지 못하고, 커버(90)의 내부에 잔류하게 되며, 소제 기구(96)상에 수거된다.Through this process, the coating material of the nuclear fuel rod K may be stripped of the metal nuclear fuel rod K having a cutting width of 10 mm by the
그리고 일단 탈피가 이루어지면 점차 탈피 깊이가 깊어지면서 가공이 이루어지며, 이는 비틀림 스프링(64)의 탄성 복원력에 의해서 이루어지며, 그 탈피 깊이 는 작업자가 원하는 만큼 상기 가공물 깊이 조절 부(60)를 통하여 조절될 수 있다. 즉, 작업자는 상기 가공물 깊이 조절 부(60)에 구비된 핸들(72)의 회전수를 미리 정하여 놓고, 그 회전수마다 변화되는 절삭 깊이를 사전에 파악하여 원하는 깊이에 해당하도록 설정해둘 수 있다.And once the stripping is made, the processing is gradually made deeper stripping depth, which is made by the elastic restoring force of the
이는 전, 후진 조절수단(70)에 구비된 구동 및 종동 베벨 기어(74a)(74b)들과, 이들에 연결된 너트 부재(78) 및 테이퍼 봉(65)들은 각각 사전에 정해진 크기를 갖는 것이고, 그에 따라서 상기 전, 후진 조절수단(70)에 구비된 핸들(72)의 1회전마다 이들 구성 부품들은 정해진 변위를 이동시킬 수 있다. 예를 들면 핸들(72)의 1회전 당 바이트 홀더(36)들이 바이트(35) 가공 축의 방사방향으로 이동하여 각각의 바이트(35)들이 0.05mm 방사방향으로 이동하고, 결과적으로 해당 절삭 깊이가 변화되도록 할 수 있는 것이다.This means that the driving and driven
이와 같은 상기 전,후진 조절수단(70)의 부품 크기 설계는 당 업계의 통상적인 기계 설계적 사항으로서 쉽게 이룰 수 있는 것이고, 결과적으로 작업자는 상기 전, 후진 조절수단(70)의 핸들(72)을 정해진 회전수만큼 회전시킴으로써 정해진 깊이로 금속 핵연료 봉(K)을 탈피시킬 수 있는 것이다.Such a part size design of the forward and backward adjustment means 70 can be easily achieved as a general mechanical design matter in the art, and as a result, the operator handles 72 of the forward and backward adjustment means 70. By rotating a predetermined number of revolutions to the metal fuel rod (K) can be stripped to a predetermined depth.
따라서 금속 핵연료 봉(K)의 탈피 깊이는 작업자가 전, 후진 조절수단(70)의 핸들(72) 회전수를 통하여 미리 설정하여 상기 테이퍼 봉(65)의 전, 후진 깊이를 조절하게 되고, 이와 같이 정해진 위치에서 상기 바이트 홀더(36)에 연결된 회동 레버(62)들이 위치하면 더 이상 회동되지 못한다.Therefore, the peeling depth of the metal fuel rod K is set by the operator in advance through the rotation speed of the
즉 상기 회동 레버(62)들이 테이퍼 봉(65)의 외주 면에 접촉한 상태에서는 더 이상 비틀림 스프링(64)의 복원력에 의한 바이트(35)의 회동 작용이 정지되어 바이트(35)들은 금속 핵연료 봉(K)을 추가적으로 깊게 가공하지 못하고, 그 위치에서 정해진 깊이로 탈피 작용을 진행하게 된다.That is, in the state in which the rotation levers 62 are in contact with the outer circumferential surface of the tapered
따라서 금속 핵연료 봉(K)은 바이트(35) 측으로 물려진 부분, 즉 바이트(35)의 절삭 폭에 해당하는 대략 10mm 부분에서 탈피를 이룰 수 있는 것이다.Therefore, the metal fuel rod K may be peeled off at the portion bited into the
이와 같은 작업 과정에서 발생된 절삭 팁(Ka)들은 커버(90)에 의해서 외부로 튀어나가지 못하고, 커버(90)의 내부에 잔류하게 되며, 소제 기구(96)상에서 안전하게 수거된다.The cutting tips Ka generated in such a working process are not protruded by the
이와 같은 과정을 통하여 탈피가 이루어진 금속 핵연료 봉(K)은 커버(90)의 상부면 덮개(94)를 열고서, 금속 핵연료 봉(K)의 장착과정과는 반대의 과정을 통하여 가공물 절단 부(40)의 바이트(35)와 가공물 물림 부(20)의 바이스 부재(22)들로부터 빠져나오게 되며, 핫 셀로부터 로보트 팔에 의해서 인출되어 스웰링 평가를 진행할 수 있는 것이다. The metal nuclear fuel rod (K) made by stripping through the above process opens the upper cover (94) of the cover (90) and cuts the workpiece through a process opposite to the mounting process of the metal nuclear fuel rod (K). 40 is drawn out from the
상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 핫 셀(Hot Cell) 내부에서 중성자 조사 핵연료의 밀도 시험용 시편 제작을 하고자 하는 경우, 방사능 피폭 없이 안전하게 금속 핵연료 봉의 탈피 작업을 이룰 수 있다.According to the present invention as described above, if you want to manufacture a test specimen for the density test of the neutron irradiation fuel in the hot cell, it is possible to achieve the stripping operation of the metal fuel rod safely without radiation exposure.
그리고 상기에서 바이트를 교체하여 금속 핵연료 봉을 절단하거나 다른 폭으로 탈피시킬 수 있으며, 이러한 작업은 모두 핫 셀 내부에서 안전하게 이룰 수 있는 것이다.And the bite can be replaced in the above to cut the metal fuel rods or strip them to different widths, all of which can be done safely inside the hot cell.
상기에서 본 발명은 특정한 실시 예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 이는 단지 예시적으로 본 발명을 설명하기 위하여 기재된 것이며, 본 발명을 이와 같은 특정 구조로 제한하려는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it has been described by way of example only to illustrate the invention, and is not intended to limit the invention to this particular structure. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes of the present invention can be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Nevertheless, it will be clearly understood that all such modifications and variations are included within the scope of the present invention.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060059104A KR100756396B1 (en) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | De-cladding machine for irradiated nuclear fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060059104A KR100756396B1 (en) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | De-cladding machine for irradiated nuclear fuel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100756396B1 true KR100756396B1 (en) | 2007-09-10 |
Family
ID=38736823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020060059104A KR100756396B1 (en) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | De-cladding machine for irradiated nuclear fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR100756396B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4528879A (en) | 1982-06-03 | 1985-07-16 | Thyssen Industrie Ag | Bundle cutter of decentralized compact construction |
US5060546A (en) | 1987-02-17 | 1991-10-29 | Societe Generale Pour Les Techniques Nouvelles | Method and apparatus for cutting irradiated fuel elements in the horizontal position by means of a blade-carrying carriage |
JP2005043331A (en) | 2003-07-09 | 2005-02-17 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | Decladding method and decladding device of spent nuclear fuel |
-
2006
- 2006-06-29 KR KR1020060059104A patent/KR100756396B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005043331A (en) | 2003-07-09 | 2005-02-17 | Japan Nuclear Cycle Development Inst States Of Projects | Decladding method and decladding device of spent nuclear fuel |
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