KR20190037814A - Open-end mold tube inner surface coating method and apparatus for manufacturing a metal fuel rod - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치 및 상기 장치를 이용한 몰드의 코팅 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is intended to provide a coating apparatus for both open-end molds for metal fuel core fabrication and a coating method of a mold using the apparatus.
세계의 에너지 수요는 현재 대비 2050 년에는 두 배 이상, 2100 년까지는 세 배 이상 가파르게 증가할 것으로 전망되고 있다. 이와 같이 미래의 에너지 수급문제는 오늘날 운전되고 있는 기존의 발전 방식을 이용한 단순 발전량 증가로는 해결될 수 없는 실정이며, 청정하고 안전하며 경제성과 신뢰성을 갖춘 전력생산 방식이 요구된다.The world's energy demand is expected to more than double from 2050, and more than triple by 2100. In this way, the future energy supply and demand problem can not be solved by the increase of simple power generation using existing power generation method that is being operated today, and a power generation method that is clean, safe, economical and reliable is required.
한편, 원자력발전은 현재 세계적으로 31 개국에서 441 기의 원자로가 가동 중이고, 전체 전력 생산량의 약 17%를 차지하고 있으며, 10 억 명 이상이 사용 가능한 전력을 공급하고 있다. 특히, 프랑스를 포함한 일부 선진 국가들은 전체 전력공급량의 반 이상을 원자력에 의존하고 있으며, 다른 32 개 국가들 또한 현재 원자로를 가동 중이거나 건설 또는 기획 중에 있다. 세계적으로 원자력은 신뢰성 있고, 환경 친화적인 방식으로 대기에 온실효과 가스를 배출하지 않으면서 전력을 생산하고 있으며, 우수한 운전 기록을 나타내고 있다. 즉, 청정하고, 안전하며, 경제성 및 신뢰성을 갖춘 전력생산 방법으로는 원자력 발전이 가장 근접한 것을 알 수 있다. 나아가, 최근 대두되고 있는 유가급등, 기후변화, 대기 오염, 에너지 안보 및 자원 매장량의 한정성 등에 대한 우려로 미래의 에너지 공급에 있어서 원자력발전의 역할이 더욱 중요하게 인식되고 있다.Nuclear power generation is currently operating 441 reactors in 31 countries around the world, accounting for about 17% of total power output, and more than 1 billion people are using available power. In particular, some developed countries, including France, rely on nuclear power for more than half of their total electricity supply, while the other 32 countries are currently operating, under construction or planning. Globally, nuclear power is generating electricity without emitting greenhouse gases in the atmosphere in a reliable, environmentally friendly manner, and it is displaying excellent driving records. In other words, it can be seen that nuclear power generation is the closest approach to clean, safe, economical and reliable power generation methods. Furthermore, the role of nuclear power generation in future energy supply is becoming more and more important due to concerns over rising oil prices, climate change, air pollution, energy security and the limited availability of resource reserves.
미국 에너지부(DOE)의 원자력 에너지 과학 기술국(Office of Nuclear energy, Science and Technology)은 상기한 바와 같은 원자력의 필요성을 기초하여 제4세대(Generation IV)로 명명된 차세대 원자력에너지 시스템에 대해 정부, 산업체 및 연구기관이 망라된 범세계적 협의 포럼을 결성하였다. 이때, 제4세대 원자로는 현재 세계적으로 가동 중인 원전의 대부분이 퇴역하거나 운전 종료시점에 다다르는 2030 년경에 세계적으로 전개해나가는 것을 목표로 새롭게 개발할 혁신적 개념의 원자로이며, 상기 제4세대 원자로의 후보군은 하기와 같다.The US Department of Energy's (DOE) Office of Nuclear Energy (Science and Technology), based on the above-mentioned need for nuclear energy, has developed the next generation nuclear energy system, named Generation IV, Industry and research institutes. The fourth-generation reactor is an innovative concept reactor that will be newly developed with the goal of deploying the world's most advanced nuclear power plants around the world by 2030, As shown below.
1. 초고온 가스 냉각로(Very High Temperature Gas-cooled Reactor,VHTR)1. Very High Temperature Gas-cooled Reactor (VHTR)
초고온 가스 냉각로는 제4세대 원자로 후보 중 건설에 가장 가까이 근접해 있는 노형으로, 차세대 원전(NGNP)이라고 불린다. 초고온 가스 냉각로는 전력 및 수소생산에 활용될 수 있으며, 2017 년까지 저비용으로 수소를 생산할 수 있는 실 규모 실증로를 INL(Idaho National Laboratory)에 건설하는 계획이 진행중이다. 이때, 상기 초고온 가스 냉각로는 출구 온도가 1,000℃ 이상인 열중성자 스펙트럼 원자로로써, 초고온 가스 냉각로의 냉각재로는 헬륨을 사용하고, 감속재로는 그래파이트를 사용하며, 원자로 열 출력은 400-600 MWt이다.The ultra-high-temperature gas-cooled reactor is the next generation nuclear reactor (NGNP). The ultra-high temperature gas-cooled furnace can be used for power and hydrogen production, and plans are underway to build a real-scale demonstration reactor at INH (Idaho National Laboratory) that can produce hydrogen at low cost by 2017. In this case, the ultra-high temperature gas cooling furnace is a thermal neutron spectral reactor having an outlet temperature of 1,000 ° C or higher. Helium is used as a coolant in the ultra-high temperature gas cooling furnace, graphite is used as a moderator, and the heat output of the reactor is 400-600 MWt .
2. 납 냉각고속로 (Lead-Cooled Fast Reactor,LFR)2. Lead-Cooled Fast Reactor (LFR)
납 냉각고속로 개발 프로그램에서 지향하는 것은 실증을 통해 2025 년까지 상용화 준비를 수행할 수 있도록 상대적으로 소형(10-100MWe)인 납 또는 납-비스무스 냉각 고속증식로를 개발하는 것이다. 이때, 상기 납 냉각고속로는 10 ~ 30 년의 초장주기를 갖는 카세트 노심 또는 밀봉 교체 원자로 모듈을 포함하는 폐 연료주기의 턴키 원전이 고려되고 있다.The goal of the lead-cooling high-speed development program is to develop a relatively small (10-100 MWe) lead or lead-bismuth cooling fast breeder reactor to be ready for commercialization by 2025 through demonstration. At this time, the lead-cooled high-speed furnace is considered to be a turnkey nuclear fuel cycle including a cassette core or a sealed-off reactor module having a light period of 10 to 30 years.
3. 가스 냉각 고속로(Gas-Cooled Fast Reactor,GFR)3. Gas-Cooled Fast Reactor (GFR)
가스 냉각 고속로는 고속중성자 및 순환 연료주기를 갖는 노형으로 악티나이드의 현장 부지 내 완전 재활용이 가능한 원자로이다. 상기 가스 냉각 고속로에 적용될 수 있는 열 중성자 헬륨 냉각로 GT-MHR(Gas-Turbine Modular Helium Reactor)및 PBMR(Pebble Bed Modular Reactor)에서의 고온의 헬륨 출구온도는 전기, 수소 및 공정열을 고효율로 생산할 수 있다. 한편, 상기 가스 냉각 고속로는 850 의 온도에서 42%의 효율을 갖는 직접 주기(direct-cycle) 헬륨 터빈을 사용한다.The gas-cooled high-speed furnace is a reactor with high-speed neutron and circulating fuel cycles that can be fully recycled in-situ on the site of the actinide. The high temperature helium outlet temperatures in the GT-MHR (Gas-Turbine Modular Helium Reactor) and PBMR (Pebble Bed Modular Reactor), which can be applied to the gas-cooled high-speed furnace, Can be produced. On the other hand, the gas-cooled high-speed furnace uses a direct-cycle helium turbine with an efficiency of 42% at a temperature of 850 ° C.
4. 초임계수 냉각로(Supercritical Water-Cooled Reactor, SCWR)4. Supercritical Water-Cooled Reactor (SCWR)
초임계수 냉각로는 종래의 경수로와 초임계 화력 보일러기술을 기초로하여 열역학적으로 물의 임계점(374, 22.1MPa)을 초과하는 고온 및 고압에서 운전되는 초임계 원자로로서, 약 45% 효율성을 달성할 수 있어 기존 경수로의 효율이 33% 정도였던 것과 비교하여 매우 향상된 효율을 나타냄으로써 낮은 발전단가를 실현할 수 있다.The supercritical water cooled reactor is a supercritical reactor operated at a high temperature and a high pressure exceeding the critical point (374, 22.1 MPa) of water thermodynamically based on the conventional light water reactor and supercritical power boiler technology and can achieve about 45% efficiency The efficiency of the existing light-water reactor is about 33%, which is much improved compared to the efficiency of the existing light-water reactor, which can realize low power generation cost.
5. 용융염 원자로(Molten-Salt Cooled Reactor,MSR)5. Molten-Salt Cooled Reactor (MSR)
용융염 원자로는 열중성자 스펙트럼 순환 연료주기를 가지며, 전기 및 수소생산, 플루토늄과 마이너 악티나이드의 효율적 연소 및 핵분열 연료(fissile fuel)의 생산을 위한 원자로이다. 용융염 원자로의 연료는 소듐(Na), 지르코늄(Zr) 및 우라늄 플루오르화물(fluoride)이 혼합된 순환 액체 혼합물이고, 용융염 연료 (molten salt fuel)는 그라파이트 노심 채널을 통해 흐르며 열중성자 스펙트럼을 발생시킨다.Molten salt reactors have a thermal neutron spectral circulation fuel cycle and are reactors for the production of electricity and hydrogen, the efficient combustion of plutonium and minor actinides, and the production of fissile fuels. The fuel in the molten salt reactor is a circulating liquid mixture of sodium (Na), zirconium (Zr) and uranium fluoride, molten salt fuel flows through the graphite core channel and generates a thermal neutron spectrum .
6. 소듐냉각 고속로(Sodium-Cooled Fast Reactor,SFR)6. Sodium-Cooled Fast Reactor (SFR)
소듐냉각 고속로는 금속인 소듐(Na)을 냉각재로 사용하는 액체금속로(Liquid Metal Reactor)로서 고속중성자 스펙트럼 순환 연료주기를 가지며, 악티나이드 재활용 주기에서 금속(우라늄-플루토늄-마이너 악티나이드-지르코늄) 연료 또는 MOx(우라늄-플루토늄 산화물)연료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 소듐냉각 고속로의 출력은 모듈형의 수백 MWe급에서 1500 ~ 1700 MWe에 이르기까지 다양한 규모로 개발될 수 있다. 특히, 소듐냉각 고속로는 연료를 반복해서 재활용함으로써 우라늄 자원을 현재보다 60 배 이상 더욱 활용할 수 있고, 방사성폐기물의 양도 획기적으로 줄일 수 있다.The sodium-cooled high-speed furnace is a liquid metal reactor using sodium metal (Na) as a coolant. It has a high-speed neutron spectral circulation fuel cycle. In the actinide recycling cycle, metals (uranium-plutonium-minor actinide-zirconium ) Fuel or MOx (uranium-plutonium oxide) fuel. In addition, the output of the sodium-cooled high-speed furnace can be developed in various sizes ranging from a few hundred MWe modular to 1500-1700 MWe. In particular, the sodium-cooled high-speed reactor can recycle fuel more than 60 times more than currently, and dramatically reduce the amount of radioactive waste.
현재 우리나라는 상기 원자로 중, 초고온 가스 냉각로, 가스 냉각 고속로, 초임계수 냉각로 및 소듐냉각 고속로의 연구에 참여하고 있으며, 특히, 소듐냉각 고속로는 전 세계적으로 지난 50 여년간 약 500 억불에 달하는 개발비를 투자했고 약 300 원자로·년의 운전 실적을 쌓은 상용화 가능성이 가장 높은 기술이다.At present, Korea participates in the study of super high temperature gas cooling furnace, gas cooling high speed furnace, supercritical water cooling furnace and sodium cooling high speed reactor among the above reactors. In particular, It is the most highly commercialized technology that has invested in development cost of about 300 reactors and year.
소듐냉각 고속로에 장전되는 금속연료의 주요 제조공정은 연료심 제조공정, 연료봉 제조공정 및 연료 집합체 제조공정으로 구성된다. 그 중에서 소듐냉각 고속로에서 초기노심용 U-Zr 금속연료심과 경수로/중수로에서 방출된 사용 후 핵연료를 재처리하여 만들어지는 재순환용 U-Pu-Zr 금속연료심 제조공정은 매우 중요한 제조공정으로서, 직경 4 ~ 10 mm의 가늘고 긴 형태로 제조성, 생산성 및 원격성이 우수한 제조방법을 통해 제조하는 것이 필요하다. 1950년대에 미국 ANL(Argonne National Laboratory)에서 EBR-II 실험로에 장전될 U-Zr 및 U-Pu-Zr 연료심은 제조성, 생산성 및 원격성이 우수한 진공사출주조법으로 가늘고 긴 연료심이 제조되었다.The main manufacturing process of metal fuels loaded in the sodium-cooled high-speed furnace consists of a fuel shim manufacturing process, a fuel rod manufacturing process, and a fuel assembly manufacturing process. Among them, U-Pu-Zr metal fuel shim manufacturing process for recycle of spent fuel released from U-Zr metal fuel core and light water reactor / heavy water reactor for early core in sodium cooling high speed furnace is a very important manufacturing process , It is necessary to produce the product in an elongated shape with a diameter of 4 to 10 mm through a manufacturing method excellent in productivity, productivity and remoteness. In the 1950s, U-Zr and U-Pu-Zr fuel shafts loaded from the US ANL (Argonne National Laboratory) to the EBR-II experiment were manufactured with thin and long fuel rods by vacuum injection molding with excellent manufacturability, productivity and remoteness.
상기 연료심 제조공정에 있어서, 일반적으로 연료를 용융시킨 뒤 몰드를 사용하여 심의 형태로 제조하게 되며, 이때 상기 몰드는 내부에 상기 용융물과 반응성이 없는 코팅액을 코팅하여 사용하게 된다. 그러나, 기존에 상기 몰드에 코팅액을 코팅하는 방법은 코팅액을 솜과 같은 물질에 적신 후 수작업으로 좁고 긴 몰드 내면을 문지르는 식으로 도포하고, 이를 상온에서 건조시키는 방법을 사용하기 때문에, 작업자의 개인특성, 코팅액의 조건 및 균질상태 등에 따라 내면의 코팅막의 상태가 좋지 않거나 두께가 일정하지 않는 등의 문제가 있었다.In the fuel shim manufacturing process, generally, the fuel is melted and then manufactured in the form of a shim using a mold, wherein the mold is coated with a coating liquid which is not reactive with the melt. However, in the conventional method of coating the coating liquid on the mold, since the coating liquid is wetted with a material such as cotton, and then the inside of the narrow and long mold is rubbed by hand and dried at room temperature, , The condition of the coating liquid, the homogeneity of the coating liquid, and the like.
이에, 본 발명자들은 상기 단점을 보완하기 위해 연구하던 중 상기 몰드에 코팅액을 자동화하여 코팅시킬 수 있는 금속핵연료심 제조용 몰드의 코팅 장치를 발명하여 본 발명을 완성하였다.The present inventors have completed the present invention by inventing a coating apparatus for a mold for manufacturing a metal fuel core, which can automatically coat the mold with the coating solution while studying to overcome the disadvantages.
이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2014-0044595호는 상호반응 방지를 위한 다층구조 코팅막 및 이의 제조방법에 대하여 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0044595 discloses a multi-layered coating film for preventing mutual reaction and a method for producing the same.
본 발명의 목적은 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치 및 상기 장치를 이용한 몰드의 코팅 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a coating apparatus for both open-end molds for manufacturing a metal fuel core and a method of coating a mold using the apparatus.
상기 목적을 달성하기 위하여, In order to achieve the above object,
본원의 제 1 측면은,According to a first aspect of the present invention,
튜브형인 복수 개의 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드를 포함하는 몰드 집합체;A mold assembly including both open end molds for manufacturing a plurality of metallic fuel core shafts in a tubular shape;
상기 몰드 내부에 코팅되는 코팅액을 포함하는 코팅액 용기;A coating liquid container including a coating liquid coated inside the mold;
상기 몰드 집합체와 연결되도록 설치되어 상기 몰드 집합체를 이동 및 회전시키는 몰드 집합체 이동부; 및A mold assembly moving part installed to be connected to the mold assembly to move and rotate the mold assembly; And
상기 몰드 내부에 코팅된 코팅액을 건조시키는 건조기;A dryer for drying the coating liquid coated inside the mold;
를 포함하고,Lt; / RTI >
상기 몰드 집합체는,The mold assembly may include:
가압가스 유입관 및 가압가스 배출관;A pressurized gas inlet pipe and a pressurized gas outlet pipe;
상기 몰드를 고정시키는 고정판; 및A fixing plate for fixing the mold; And
상기 몰드의 일측 끝단에 상부 플랜지 및 상기 몰드를 고정하는 하부 플랜지, 몰드 고정부;An upper flange at one end of the mold and a lower flange for fixing the mold;
를 더 포함하고, Further comprising:
상기 몰드의 일측이 상기 코팅액에 담지되어 상기 가압가스 유입관을 통해 유입되는 가압가스를 통해 상기 코팅액에 압력을 걸어 상기 몰드 내부로 상기 코팅액이 유입되고,One side of the mold is supported by the coating liquid and pressure is applied to the coating liquid through the pressurized gas flowing through the pressurized gas inflow pipe to flow the coating liquid into the mold,
상기 몰드 내부에 유입된 코팅액을 건조시키기 위해 상기 몰드 집합체 이동부를 이용하여 상기 몰드 집합체를 회전시켜 상기 건조기에 상기 몰드의 타측 끝단이 이격되어 맞닿도록 설치된 것인,Wherein the mold assembly is rotated by using the mold assembly moving unit to dry the coating liquid introduced into the mold, and the other end of the mold is spaced apart from the mold by rotating the mold assembly.
금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치를 제공한다.Provided is a coating apparatus for both open-end molds for metal fuel core fabrication.
본원의 제 2 측면은,The second aspect of the invention,
본원의 제 1 측면에 따른 상기 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치에 있어서,According to a first aspect of the present invention, there is provided a coating apparatus for an open-mold type mold for forming a metal fuel core,
상기 몰드 집합체 이동부를 수평방향으로 두고 상기 하부 플랜지 및 몰드 고정부에 튜브형인 복수 개의 금속핵연료심 제조용 몰드를 고정하여 몰드 집합체를 형성하고,A mold assembly is formed by fixing a plurality of metal fuel core shims for tubular formation to the lower flange and the mold fixing unit in the horizontal direction of the mold assembly moving unit,
상기 몰드 집합체 이동부를 이용하여 상기 몰드 집합체를 수직방향으로 회전시킨 후 하강시켜 상기 몰드의 타측 끝단이 상기 코팅액에 담지되도록 하고,The mold assembly moving part is rotated in the vertical direction by using the mold assembly moving part and then lowered so that the other end of the mold is supported on the coating solution,
상기 가압가스 유입관을 통하여 상기 코팅액에 가압가스를 유입시켜 압력을 걸어 상기 몰드 내부로 상기 코팅액을 유입시키고, 및Introducing a pressurized gas into the coating liquid through the pressurized gas inlet pipe, applying pressure to the coating liquid to flow into the mold, and
상기 몰드 집합체를 수평방향으로 회전시켜 상기 건조기에 상기 몰드의 타측 끝단이 이격되어 맞닿도록 하여 상기 몰드 내부의 코팅액을 건조시키는 것The mold assembly is rotated in a horizontal direction so that the other end of the mold is spaced apart from the dryer so that the coating solution in the mold is dried
을 포함하는Containing
금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 방법을 제공한다.The present invention provides a method for coating both open-end molds for metal fuel core fabrication.
본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치를 채용하면 상기 몰드 내부에 코팅액을 균일하게 코팅할 수 있기 때문에 제조되는 연료심의 품질이 향상될 수 있으며, 상기 코팅액의 물성을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 기존에 발생되는 폐기물의 양을 저감시키기 때문에 경제적으로도 유용한 효과가 있다.The use of the coating apparatus of the open-end mold for metal fuel fabrication according to the present invention can uniformly coat the coating liquid inside the mold, thereby improving the quality of the manufactured fuel seam and maintaining the physical properties of the coating liquid constant. . In addition, since the amount of waste generated in the past is reduced, it is economically advantageous.
도 1a는 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 몰드의 코팅 장치를 나타낸 사시도이고,
도 1b는 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 몰드의 코팅 장치를 나타낸 정면도이고,
도 2a는 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 몰드의 코팅 장치가 수직방향인 상태의 사시도이고,
도 2b는 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 몰드의 코팅 장치가 수평방향인 상태의 사시도이고,
도 3a는 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 몰드의 코팅 장치가 수직방향인 상태의 정면도이고,
도 3b은 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 몰드의 코팅 장치의 몰드 집합체를 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 몰드의 코팅 장치를 상부에서 나타낸 개략도이고,
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 몰드의 몰드 고정부가 결합된 상태를 나타낸 개략도이고,
도 5c는 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 몰드의 몰드 고정부가 분리된 상태를 나타낸 개략도이다.1A is a perspective view illustrating a coating apparatus for a mold for manufacturing a metal fuel core according to the present invention,
1B is a front view showing a coating apparatus of a mold for manufacturing a metal fuel core according to the present invention,
FIG. 2A is a perspective view of a mold for manufacturing a metal fuel core according to the present invention,
FIG. 2B is a perspective view of a mold for preparing a metallic fuel core according to the present invention,
3A is a front view of a mold for fabricating a metallic fuel core according to the present invention,
FIG. 3B is a schematic view showing a mold assembly of a coating apparatus for a mold for manufacturing a metallic fuel core according to the present invention,
4 is a schematic view showing a coating apparatus of a mold for manufacturing a metallic fuel core according to the present invention,
5A and 5B are schematic views showing a state in which a mold fixing part of a mold for manufacturing a metallic fuel core according to the present invention is coupled,
5C is a schematic view showing a state in which a mold fixing part of a mold for manufacturing a metal fuel core according to the present invention is separated.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is " on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure. The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term " combination thereof " included in the expression of the machine form means one or more combinations or combinations selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the machine form, And the like.
본원의 제 1 측면은,According to a first aspect of the present invention,
튜브형인 복수 개의 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드(210)를 포함하는 몰드 집합체(200);A mold assembly (200) comprising a two-sided open mold (210) for manufacturing a plurality of tubular metal fuel paddings (210);
상기 몰드(210) 내부에 코팅되는 코팅액을 포함하는 코팅액 용기(130);A coating
상기 몰드 집합체(200)와 연결되도록 설치되어 상기 몰드 집합체(200)를 이동 및 회전시키는 몰드 집합체 이동부(470); 및A mold
상기 몰드(210) 내부에 코팅된 코팅액을 건조시키는 건조기(500);A
를 포함하고,Lt; / RTI >
상기 몰드 집합체(200)는,The mold assembly (200)
가압가스 유입관(240) 및 가압가스 배출관(260);A pressurized
상기 몰드(210)를 고정시키는 고정판(220); 및A fixing
상기 몰드(210)의 일측 끝단에 상부 플랜지(400) 및 상기 몰드(210)를 고정하는 하부 플랜지(230), 몰드 고정부(300);An
를 더 포함하고, Further comprising:
상기 몰드(210)의 일측이 상기 코팅액에 담지되어 상기 가압가스 유입관(240)을 통해 유입되는 가압가스를 통해 상기 코팅액에 압력을 걸어 상기 몰드(210) 내부로 상기 코팅액이 유입되고,One side of the
상기 몰드(210) 내부에 유입된 코팅액을 건조시키기 위해 상기 몰드 집합체 이동부(470)를 이용하여 상기 몰드 집합체(200)를 회전시켜 상기 건조기(500)에 상기 몰드(210)의 타측 끝단이 이격되어 맞닿도록 설치된 것인,The
금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치(101)를 제공한다.The present invention provides a coating apparatus (101) for both open-end molds for metal fuel core fabrication.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치(101)를 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, with reference to the drawings, a description will be made in detail of a
우선, 도 1 내지 3은 본 발명에 따른 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치(101)를 나타내고, 도 4는 상기 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치(101)를 상부에서 나타낸 개략도이고, 도 5는 상기 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치(101)의 몰드 고정부(300)를 나타낸다.1 to 3 show a
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드(210)는 튜브형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 몰드(210)가 튜브형의 형태를 가짐으로써 상기 튜브 내부에 상기 코팅액이 코팅되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In one embodiment of the present invention, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양단면 개방형 몰드(210)는 양 끝단이 모두 개방구를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 몰드(210)의 양 끝단이 모두 개방구를 가짐으로써 일측 끝단에서 상기 몰드(210) 내부의 공기를 외부로 배출시켜 주고 타측 끝단에서 상기 몰드(210) 내부로 상기 코팅에서 유입되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the both-end
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양단면 개방형 몰드(210)는 바람직하게 쿼츠튜브일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 쿼츠튜브는 추후 공정에서 상기 몰드(210)에 유입되는 고온의 용융된 금속원료용액과 반응성이 없으며, 고온(약 1600℃)에서도 내구성이 좋기 때문에 사용되는 것일 수 있다.In one embodiment of the invention, the open-ended
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속핵연료심에 있어서 금속연료는 U-Zr 2원 합금이나 U-Zr-TRU-RE를 포함하는 합금일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the metal fuel in the metal fuel core may be an alloy including U-Zr binary alloy or U-Zr-TRU-RE, but is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅액 용기(130)는 상기 몰드(210) 내부에 코팅되는 코팅액을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 상기 코팅액은 바람직하게 이트리아(Y2O3), 지르코니아(ZrO2), 또는 슬러리 용액일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 이트리아, 지르코니아, 또는 슬러리 용액은 열팽창계수가 매우 낮기 때문에 추후 공정에서 상기 몰드(210)에 고온의 용융된 금속원료용액이 유입 시에 상기 몰드(210)를 보호해 줄 수 있으며, 상기 금속원료용액과 반응성이 낮기 때문에 사용되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the coating
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅액 용기(130)는 상기 코팅액을 교반시키기 위한 교반수단을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 교반 수단은 코팅액을 교반시킬 수 있는 형태이면 제한이 없으며, 예를 들어, 상기 교반 수단은 아지테이터 구동부(110) 및 아지테이터(120)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 아지테이터 구동부(110)를 통하여 아지테이터(120)를 구동시킴으로써 상기 코팅액이 균일한 농도를 가지도록 유지하는 것일 수 있으며, 따라서 상기 몰드(210) 내에 상기 균일한 농도를 가지는 코팅액이 유입되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In an embodiment of the present invention, the coating
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 몰드 집합체(200)는 가압가스 유입관(240) 및 가압가스 배출관(260)을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 가압가스 유입관(240)을 통하여 가압가스가 상기 코팅액 용기(130)에 유입되어 상기 코팅액이 상기 몰드(210) 내부로 유입되는 것일 수 있다. 즉, 상기 몰드 집합체(200)가 수직방향으로 놓여 상기 몰드(210)의 타측이 상기 코팅액에 접해 있을 때 상기 가압가스 유입관(240)을 통하여 유입된 가압가스가 상기 코팅액에 압력을 가하여 상기 코팅액이 상기 몰드(210) 내부로 유입되는 것일 수 있다. 또한, 상기 유입된 가압가스를 배출시키기 위하여 가압가스 배출관(260)이 설치되어 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 가압가스 유입관(240)에 가압가스 유입 밸브(250) 및 가압가스 배출관(260)에 가압가스 배출 밸브(270)가 설치되고 상기 가압가스 유입관(240) 측에 유량계가 더 설치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 유량계를 통하여 상기 코팅액 용기(130)에 유입되는 가압가스의 양을 관찰함으로써 적절한 압력을 가해주기 위하여 상기 가압가스 유입 밸브(250) 및 가압가스 배출 밸브(270)를 조절하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The pressurized
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 하부 플랜지(230) 및 상부 플랜지(400)는 모터(450)에 연결되어 상기 모터(450)를 구동시킴으로써 회전되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 4에 상기 모터(450)에 의하여 상기 하부 플랜지(230) 및 상부 플랜지(400)가 함께 회전되는 것을 나타내었으며, 상기 하부 플랜지(230) 및 상부 플랜지(400)의 회전에 의하여 상기 몰드 집합체(200)가 함께 회전되어 상기 몰드 집합체(200)의 몰드(210) 내에 코팅된 코팅액이 상기 건조기(500)에 의하여 균일하게 건조되는 것일 수 있다. 즉, 도 2b에 나타낸 바와 같이 상기 코팅액의 건조 시에 상기 몰드 집합체(200)는 수평방향으로 놓일 수 있으며, 이에 따라 상기 몰드(210) 또한 수평방향으로 놓여 몰드(210)의 하부 방향으로 상기 코팅액이 침적될 수 있으나, 상기 몰드 집합체(200)를 회전시켜줌으로써 상기 코팅액이 몰드(210) 내부에 균일하게 코팅되는 것일 수 있다.The
이때, 상기 모터(450)는 바람직하게 스텝 모터(step motor)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 스텝 모터는 한 바퀴의 회전을 많은 수의 스텝들로 나눌 수 있는 브러쉬리스 직류 전기 모터로서, 모터의 위치는 모터가 적절하게 장치에 설치되어 있는 한, 어떤 피드백 장치 없이도 아주 정확하게 조절이 가능하다.At this time, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 몰드 고정부(300)는 볼스크류(340) 및 엔드캡(320)을 포함하고, 상기 엔드캡(320)의 상부는 핀홀이 형성되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 몰드(210)의 일측 끝단에 상기 볼스크류(340)가 장착되어 있으며, 상기 볼스크류(340)에 상기 엔드캡(320)을 끼워 상기 몰드(210)가 고정되어 있는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 상기 엔드캡(320)은 상기 몰드(210)에 무리가 가지 않도록 테프론 등의 재질로 구성된 것을 사용할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 엔드캡(320)의 상부에 핀홀이 형성되어 있음으로써 상기 핀홀을 통하여 상기 몰드(210) 내부의 가압가스 가 배출되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 공기가 배출됨으로써 상기 몰드(210) 내부에 빈 공간이 없이 코팅액이 코팅될 수 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In an embodiment of the present invention, the pinhole is formed on the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 상부 플랜지(400)는 일측이 밸브(420)와 연결되고 타측이 상기 복수 개의 몰드(210)의 일측 끝단에 연결되어 상기 몰드(210) 각각의 내부에서 배출되는 가압가스 가 상기 상부 플랜지(400) 및 밸브(420)를 통하여 외부로 배출되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 밸브(420)는 바람직하게 니들밸브일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 상부 플랜지(400)의 타측은 상기 복수 개의 몰드(210)의 일측 끝단에 연결된 엔드캡(320)의 핀홀과 연결되어 있는 것일 수 있다. 상기 밸브(420)는 상기 핀홀 각각에 설치되어 있을 수도 있고, 상기 상부 플랜지(400)에서 핀홀 각각의 관이 하나의 관으로 연결되어 상부 플랜지(400)를 통하여 하나의 밸브(420)로 연결되어 있는 것일 수도 있다. 또한, 상기 상부 플랜지(400)는 투명한 아크릴 또는 유리로 구성되어 유입되는 코팅액의 위치를 확인하면서 작업할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅 장치(101)는 상기 코팅액의 온도를 조절시켜주는 항온조(600)를 추가로 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 항온조를 통하여 상기 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치(101)의 외부 온도 변화에 따라 상기 코팅액의 온도를 일정하게 조절해 주는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 코팅액의 온도가 일정하게 조절됨으로써 상기 코팅액의 점도가 일정하게 유지되어 상기 몰드(210) 내부에 코팅 시에 균일하게 코팅시킬 수 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the
본원의 제 2 측면은, The second aspect of the invention,
본원의 제 1 측면에 따른 상기 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치(101)에 있어서,In the coating apparatus (101) for a mold having both open end faces for manufacturing the metal fuel core according to the first aspect of the present invention,
상기 몰드 집합체 이동부(470)를 수평방향으로 두고 상기 하부 플랜지(230) 및 몰드 고정부(300)에 튜브형인 복수 개의 금속핵연료심 제조용 몰드(210)를 고정하여 몰드 집합체(200)를 형성하고,A
상기 몰드 집합체 이동부(470)를 이용하여 상기 몰드 집합체(200)를 수직방향으로 회전시킨 후 하강시켜 상기 몰드(210)의 타측 끝단이 상기 코팅액에 담지되도록 하고,The
상기 가압가스 유입관(240)을 통하여 상기 코팅액에 가압가스를 유입시켜 압력을 걸어 상기 몰드(210) 내부로 상기 코팅액을 유입시키고, 및A pressurized gas is introduced into the coating liquid through the pressurized
상기 몰드 집합체(200)를 수평방향으로 회전시켜 상기 건조기(500)에 상기 몰드(210)의 타측 끝단이 이격되어 맞닿도록 하여 상기 몰드(210) 내부의 코팅액을 건조시키는 것The
을 포함하는Containing
금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 방법을 제공한다.The present invention provides a method for coating both open-end molds for metal fuel core fabrication.
본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.Although the detailed description of the parts overlapping with the first aspect of the present application is omitted, the description of the first aspect of the present invention can be applied equally to the second aspect.
이하, 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 방법에 대하여 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of coating both open-end molds for metal fuel core fabrication will be described step by step.
본원의 일 구현예에 있어서, 우선, 본원의 제 1 측면에 따른 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치(101)에 있어서, 상기 몰드 집합체 이동부(470)를 수평방향으로 두고 상기 하부 플랜지(230) 및 몰드 고정부(300)에 튜브형인 복수 개의 금속핵연료심 제조용 몰드(210)를 고정하여 몰드 집합체(200)를 형성하는 것일 수 있다. 상기 몰드 집합체 이동부(470)를 수평방향으로 두고 상기 몰드(210)를 고정시키는 이유는 몰드(210) 고정 시 하부의 코팅액 용기(130)와 맞닿지 않도록 하고, 고정 과정에서 육안으로 확인이 가능하기 때문에 작업 상 편리성으로 인한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, first, in a
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 몰드 고정부(300)는 볼스크류(340) 및 엔드캡(320)을 포함하고, 상기 엔드캡(320)의 상부는 핀홀이 형성되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 몰드(210)의 일측 끝단에 상기 볼스크류(340)가 장착되어 있으며, 상기 볼스크류(340)에 상기 엔드캡(320)을 끼워 상기 몰드(210)가 고정되어 있는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 상기 엔드캡(320)은 상기 몰드(210)에 무리가 가지 않도록 테프론 등의 재질로 구성된 것을 사용할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양단면 개방형 몰드(210)는 양 끝단이 모두 개방구를 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 몰드(210)의 양 끝단이 모두 개방구를 가짐으로써 일측 끝단에서 상기 몰드(210) 내부의 공기를 외부로 배출시켜 주고 타측 끝단에서 상기 몰드(210) 내부로 상기 코팅에서 유입되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the both-end
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양단면 개방형 몰드(210)는 바람직하게 쿼츠튜브일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 쿼츠튜브는 추후 공정에서 상기 몰드(210)에 유입되는 고온의 용융된 금속원료용액과 반응성이 없으며, 고온(약 1600℃)에서도 내구성이 좋기 때문에 사용되는 것일 수 있다.In one embodiment of the invention, the open-ended
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속핵연료심에 있어서 금속연료는 U-Zr 2원 합금이나 U-Zr-TRU-RE를 포함하는 합금일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the metal fuel in the metal fuel core may be an alloy including U-Zr binary alloy or U-Zr-TRU-RE, but is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 다음으로 상기 몰드 집합체 이동부(470)를 이용하여 상기 몰드 집합체(200)를 수직방향으로 회전시킨 후 하강시켜 상기 몰드(210)의 타측 끝단이 상기 코팅액에 담지되도록 하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the mold
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅액을 포함하는 코팅액 용기(130)가 상기 장치(101)에 있어서 하부에 설치되어 있기 때문에 상기 몰드 집합체(200)를 수직방향으로 회전시킨 후 담지시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, since the coating
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅액 용기(130)는 상기 몰드(210) 내부에 코팅되는 코팅액을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 상기 코팅액은 바람직하게 이트리아(Y2O3), 지르코니아(ZrO2), 또는 슬러리 용액일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 이트리아, 지르코니아, 또는 슬러리 용액은 열팽창계수가 매우 낮기 때문에 추후 공정에서 상기 몰드(210)에 고온의 용융된 금속원료용액이 유입 시에 상기 몰드(210)를 보호해 줄 수 있으며, 상기 금속원료용액과 반응성이 낮기 때문에 사용되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the coating
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅액 용기(130)는 상기 코팅액을 교반시키기 위한 교반수단을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 교반 수단은 코팅액을 교반시킬 수 있는 형태이면 제한이 없으며, 예를 들어, 상기 교반 수단은 아지테이터 구동부(110) 및 아지테이터(120)를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 아지테이터 구동부(110)를 통하여 아지테이터(120)를 구동시킴으로써 상기 코팅액이 균일한 농도를 가지도록 유지하는 것일 수 있으며, 따라서 상기 몰드(210) 내에 상기 균일한 농도를 가지는 코팅액이 유입되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In an embodiment of the present invention, the coating
본원의 일 구현예에 있어서, 다음으로 상기 가압가스 유입관(240)을 통하여 상기 코팅액에 가압가스를 유입시켜 압력을 걸어 상기 몰드(210) 내부로 상기 코팅액을 유입시키는 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, a pressurized gas may be introduced into the coating liquid through the pressurized
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 가압가스 유입관(240)을 통하여 가압가스가 상기 코팅액 용기(130)에 유입되어 상기 코팅액이 상기 몰드(210) 내부로 유입되는 것일 수 있다. 즉, 상기 몰드 집합체(200)가 수직방향으로 놓여 상기 몰드(210)의 타측이 상기 코팅액에 접해 있을 때 상기 가압가스 유입관(240)을 통하여 유입된 가압가스 가 상기 코팅액에 압력을 가하여 상기 코팅액이 상기 몰드(210) 내부로 유입되는 것일 수 있다. 또한, 상기 유입된 가압가스를 배출시키기 위하여 가압가스 배출관(260)이 설치되어 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, pressurized gas may be introduced into the coating
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 가압가스 유입관(240)에 가압가스 유입 밸브(250) 및 가압가스 배출관(260)에 가압가스 배출 밸브(270)가 설치되고 상기 가압가스 유입관(240) 측에 유량계가 더 설치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 유량계를 통하여 상기 코팅액 용기(130)에 유입되는 가압가스의 양을 관찰함으로써 적절한 압력을 가해주기 위하여 상기 가압가스 유입 밸브(250) 및 가압가스 배출 밸브(270)를 조절하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The pressurized
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 가압가스의 압력은 약 1 내지 약 3 Kg/cm2일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 만약 가압가스의 압력이 상기 압력보다 높아질 경우 코팅액을 포함하는 코팅용기 상부에 장착된 가압가스 방출밸브를 개방하여 압력이 증가하는 것을 방지하여 압력증가에 따른 코팅용기를 보호할 수 있으며, 따라서 상기 가압가스의 압력이 상기 압력 범위 내인 것일 수 있다.In one embodiment of the invention, the pressure of the pressurized gas may be from about 1 to about 3 Kg / cm 2 , but is not limited thereto. If the pressure of the pressurized gas becomes higher than the above-mentioned pressure, the pressurized gas discharge valve mounted on the upper part of the coating vessel including the coating liquid is opened to prevent the pressure from increasing, The pressure of the gas may be within the above-mentioned pressure range.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 엔드캡(320)의 상부에 핀홀이 형성되어 있음으로써 상기 핀홀을 통하여 상기 몰드(210) 내부의 가압가스가 배출되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 가압가스가 배출됨으로써 상기 몰드(210) 내부에 빈 공간이 없이 코팅액이 코팅될 수 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In an embodiment of the present invention, the pinhole is formed on the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 상부 플랜지(400)는 일측이 밸브(420)와 연결되고 타측이 상기 복수 개의 몰드(210)의 일측 끝단에 연결되어 상기 몰드(210) 각각의 내부에서 배출되는 가압가스가 상기 상부 플랜지(400) 및 밸브(420)를 통하여 외부로 배출되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 밸브(420)는 바람직하게 니들밸브일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 상부 플랜지(400)의 타측은 상기 복수 개의 몰드(210)의 일측 끝단에 연결된 엔드캡(320)의 핀홀과 연결되어 있는 것일 수 있다. 상기 밸브(420)는 상기 핀홀 각각에 설치되어 있을 수도 있고, 상기 상부 플랜지(400)에서 핀홀 각각의 관이 하나의 관으로 연결되어 상부 플랜지(400)를 통하여 하나의 밸브(420)로 연결되어 있는 것일 수도 있다. 또한, 상기 상부 플랜지(400)는 투명한 아크릴 또는 유리로 구성되어 유입되는 코팅액의 위치를 확인하면서 작업할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
본원의 일 구현예에 있어서, 다음으로 상기 몰드 집합체(200)를 수평방향으로 회전시켜 상기 건조기(500)에 상기 몰드(210)의 타측 끝단이 이격되어 맞닿도록 하여 상기 몰드(210) 내부의 코팅액을 건조시키는 것일 수 있다.Next, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 하부 플랜지(230) 및 상부 플랜지(400)는 모터(450)에 연결되어 상기 모터(450)를 구동시킴으로써 회전되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 4에 상기 모터(450)에 의하여 상기 하부 플랜지(230) 및 상부 플랜지(400)가 함께 회전되는 것을 나타내었으며, 상기 하부 플랜지(230) 및 상부 플랜지(400)의 회전에 의하여 상기 몰드 집합체(200)가 함께 회전되어 상기 몰드 집합체(200)의 몰드(210) 내에 코팅된 코팅액이 상기 건조기(500)에 의하여 균일하게 건조되는 것일 수 있다. 즉, 도 2b에 나타낸 바와 같이 상기 코팅액의 건조 시에 상기 몰드 집합체(200)는 수평방향으로 놓일 수 있으며, 이에 따라 상기 몰드(210) 또한 수평방향으로 놓여 몰드(210)의 하부 방향으로 상기 코팅액이 침적될 수 있으나, 상기 몰드 집합체(200)를 회전시켜줌으로써 상기 코팅액이 몰드(210) 내부에 균일하게 코팅되는 것일 수 있다.The
이때, 상기 모터(450)는 바람직하게 스텝 모터(step motor)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 스텝 모터는 한 바퀴의 회전을 많은 수의 스텝들로 나눌 수 있는 브러쉬리스 직류 전기 모터로서, 모터의 위치는 모터가 적절하게 장치에 설치되어 있는 한, 어떤 피드백 장치 없이도 아주 정확하게 조절이 가능하다.At this time, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 건조 온도는 약 30 내지 500℃ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 적절한 건조 온도를 유지하기 위하여 상온에서 약 500℃까지 건조 가능하도록 건조기의 용량을 정할 수 있으며, 이에 따라 온도가 과열되는 경우에 대한 위험성을 방지할 수 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment herein, the drying temperature may be about 30 to 500 ° C, but is not limited thereto. The capacity of the drier can be determined to be drivable from room temperature to about 500 ° C in order to maintain a proper drying temperature, thereby preventing the risk of overheating the temperature. However, the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코팅 장치(101)는 상기 코팅액의 온도를 조절시켜주는 항온조(600)를 추가로 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 항온조를 통하여 상기 금속핵연료심 제조용 몰드의 코팅 장치(101)의 외부 온도에 따라 상기 코팅액의 온도를 일정하게 조절해 주는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 코팅액의 온도가 일정하게 조절됨으로써 상기 코팅액의 점도가 일정하게 유지되어 상기 몰드(210) 내부에 코팅 시에 균일하게 코팅시킬 수 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속핵연료심 제조용 몰드의 코팅 방법은 2회 이상 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the method for coating the mold for manufacturing the metal fuel core may be performed at least twice, but is not limited thereto.
101: 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치
110: 아지테이터 구동부
120: 아지테이터
130: 코팅액 용기
200: 몰드 집합체
210: 몰드
220: 고정판
230: 하부플랜지
240: 가압가스 유입관
250: 가압가스 유입 밸브
260: 가압가스 배출관
270: 가압가스 배출 밸브
300: 몰드 고정부
320: 엔드캡
340: 볼스크류
400: 상부플랜지
420: 밸브
450: 모터
470: 몰드 집합체 이동부
500: 건조기
600: 항온조
610: 항온액 유입 밸브
620: 항온액 배출 밸브101: Coating device for both open-end molds for manufacturing metallic fuel core
110:
120: Agitator
130: coating liquid container
200: mold assembly
210: mold
220: Fixing plate
230: Lower flange
240: Pressurized gas inlet pipe
250: Pressurized gas inlet valve
260: Pressurized gas discharge pipe
270: Pressurized gas discharge valve
300: Mold fixture
320: end cap
340: Ball Screw
400: upper flange
420: Valve
450: motor
470: Mold assembly moving part
500: dryer
600: thermostat
610: Constant temperature inflow valve
620: Thermostatic drain valve
Claims (12)
상기 몰드 내부에 코팅되는 코팅액을 포함하는 코팅액 용기;
상기 몰드 집합체와 연결되도록 설치되어 상기 몰드 집합체를 이동 및 회전시키는 몰드 집합체 이동부; 및
상기 몰드 내부에 코팅된 코팅액을 건조시키는 건조기;
를 포함하고,
상기 몰드 집합체는,
가압가스 유입관 및 가압가스 배출관;
상기 몰드를 고정시키는 고정판; 및
상기 몰드의 일측 끝단에 상부 플랜지 및 상기 몰드를 고정하는 하부 플랜지, 몰드 고정부;
를 더 포함하고,
상기 몰드의 일측이 상기 코팅액에 담지되어 상기 가압가스 유입관을 통해 유입되는 가압가스를 통해 상기 코팅액에 압력을 걸어 상기 몰드 내부로 상기 코팅액이 유입되고,
상기 몰드 내부에 유입된 코팅액을 건조시키기 위해 상기 몰드 집합체 이동부를 이용하여 상기 몰드 집합체를 회전시켜 상기 건조기에 상기 몰드의 타측 끝단이 이격되어 맞닿도록 설치된 것인,
금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치.
A mold assembly including both open end molds for manufacturing a plurality of metallic fuel core shafts in a tubular shape;
A coating liquid container including a coating liquid coated inside the mold;
A mold assembly moving part installed to be connected to the mold assembly to move and rotate the mold assembly; And
A dryer for drying the coating liquid coated inside the mold;
Lt; / RTI >
The mold assembly may include:
A pressurized gas inlet pipe and a pressurized gas outlet pipe;
A fixing plate for fixing the mold; And
An upper flange at one end of the mold and a lower flange for fixing the mold;
Further comprising:
One side of the mold is supported by the coating liquid, pressure is applied to the coating liquid through the pressurized gas flowing through the pressurized gas inflow pipe, and the coating liquid is introduced into the mold,
Wherein the mold assembly is rotated by using the mold assembly moving unit to dry the coating liquid introduced into the mold, and the other end of the mold is spaced apart from the mold by rotating the mold assembly.
Coating Apparatus for Open - Ended Molds of Metal Fuel Core.
상기 하부 플랜지 및 상부 플랜지는 모터에 연결되어 상기 모터를 구동시킴으로써 회전되는 것인,
금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the lower flange and the upper flange are connected to the motor and rotated by driving the motor.
Coating Apparatus for Open - Ended Molds of Metal Fuel Core.
상기 몰드 고정부는 볼스크류 및 엔드캡을 포함하고, 상기 엔드캡의 상부는 핀홀이 형성되어 있는 것인, 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the mold fixing portion includes a ball screw and an end cap, and an upper portion of the end cap is formed with a pinhole.
상기 상부 플랜지는 일측이 밸브와 연결되고 타측이 상기 복수 개의 몰드의 일측 끝단에 연결되어 상기 몰드 각각의 내부에서 배출되는 가압가스가 상기 상부 플랜지 및 밸브를 통하여 외부로 배출되는 것인, 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper flange is connected to the valve at one side and the other end is connected to one end of the plurality of the molds so that the pressurized gas discharged from each of the molds is discharged to the outside through the upper flange and the valve. Coating device for both open - end molds for manufacturing.
상기 몰드는 쿼츠튜브로 구성되어 있는 것인, 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the mold is comprised of a quartz tube.
상기 코팅액은 이트리아 또는 지르코니아 용액을 포함하는 것인, 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the coating liquid comprises a yttria or zirconia solution.
상기 코팅 장치는 상기 코팅액의 온도를 조절시켜주는 항온조를 추가로 포함하는 것인, 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the coating apparatus further comprises a thermostat for controlling the temperature of the coating liquid.
상기 코팅액 용기는 상기 코팅액을 교반시키기 위한 교반수단을 포함하는 것인, 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the coating liquid container includes agitating means for agitating the coating liquid.
상기 몰드 집합체 이동부를 수평방향으로 두고 상기 하부 플랜지 및 몰드 고정부에 튜브형인 복수 개의 금속핵연료심 제조용 몰드를 고정하여 몰드 집합체를 형성하고,
상기 몰드 집합체 이동부를 이용하여 상기 몰드 집합체를 수직방향으로 회전시킨 후 하강시켜 상기 몰드의 타측 끝단이 상기 코팅액에 담지되도록 하고,
상기 가압가스 유입관을 통하여 상기 코팅액에 가압가스를 유입시켜 압력을 걸어 상기 몰드 내부로 상기 코팅액을 유입시키고, 및
상기 몰드 집합체를 수평방향으로 회전시켜 상기 건조기에 상기 몰드의 타측 끝단이 이격되어 맞닿도록 하여 상기 몰드 내부의 코팅액을 건조시키는 것
을 포함하는
금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 방법.
A coating apparatus for a mold having two open end molds for manufacturing a metallic fuel core according to claim 1,
A mold assembly is formed by fixing a plurality of metal fuel core shims for tubular formation to the lower flange and the mold fixing unit in the horizontal direction of the mold assembly moving unit,
The mold assembly moving part is rotated in the vertical direction by using the mold assembly moving part and then lowered so that the other end of the mold is supported on the coating solution,
Introducing a pressurized gas into the coating liquid through the pressurized gas inlet pipe, applying pressure to the coating liquid to flow into the mold, and
The mold assembly is rotated in a horizontal direction so that the other end of the mold is spaced apart from the dryer so that the coating solution in the mold is dried
Containing
METHOD OF COATING BOTH SIDE OPENED MOLD FOR MANUFACTURING METAL FUEL CORE.
상기 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 방법은 2회 이상 수행되는 것인, 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the method of coating both open end molds for metal fuel core fabrication is performed two or more times.
상기 가압가스의 압력은 1 Kg/cm2 내지 3 Kg/cm2인, 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 방법.
10. The method of claim 9,
The pressure of the pressurized gas was 1 Kg / cm 2 To 3 Kg / cm < 2 >.
상기 건조 온도는 30℃ 내지 500℃인, 금속핵연료심 제조용 양단면 개방형 몰드의 코팅 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the drying temperature is 30 ° C to 500 ° C.
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KR20210046222A (en) * | 2019-10-18 | 2021-04-28 | 한국원자력연구원 | Mold for manufacturing fuel slug and flange for installing the same |
KR20210133057A (en) * | 2020-04-28 | 2021-11-05 | 한국원자력연구원 | Fuel rod extracting apparatus |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006284429A (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Nuclear Fuel Ind Ltd | Mold holder for manufacturing metallic fuel, and stirring tool for mold holder |
KR20100076489A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-06 | 한전원자력연료 주식회사 | An coating apparatus for inner surface of nuclear fuel cladding |
KR101641076B1 (en) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | 한국원자력연구원 | device and method for remetely manufacturing metallic fuel slugs |
-
2017
- 2017-09-29 KR KR1020170127524A patent/KR101966625B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006284429A (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Nuclear Fuel Ind Ltd | Mold holder for manufacturing metallic fuel, and stirring tool for mold holder |
KR20100076489A (en) * | 2008-12-26 | 2010-07-06 | 한전원자력연료 주식회사 | An coating apparatus for inner surface of nuclear fuel cladding |
KR101641076B1 (en) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | 한국원자력연구원 | device and method for remetely manufacturing metallic fuel slugs |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210046222A (en) * | 2019-10-18 | 2021-04-28 | 한국원자력연구원 | Mold for manufacturing fuel slug and flange for installing the same |
KR20210133057A (en) * | 2020-04-28 | 2021-11-05 | 한국원자력연구원 | Fuel rod extracting apparatus |
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