KR0158085B1 - Precision grip head assembly for nuclear fuel rod withdrawal process - Google Patents

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Abstract

본 발명은 한정된 차폐 공간이라는 작업 공간 내에서 고방사능을 띄고 있는 사용후핵연료 집합체로부터 핵연료봉을 인출하여 이를 밀집 배열하고 저장 또는 처분 용기에 포장하여, 사용후핵연료를 저장하거나 처분하는 공간을 절감하기 위해 사용되는 사용후핵연료봉 밀집 시스템중 사용후핵연료 집합체의 하단 고정체 해체 장치 및 핵연료봉 인출을 위한 핵연료봉단 정밀 파지 장치를 하나의 장치(헤드 어셈블리)에 구현하므로써 차폐 공간의 절감과 작업 효율의 증대 및 작업의 안정성을 꾀할 수 있도록 한 장치에 관한 것이다.The present invention draws the fuel rods from the spent fuel assembly having high radioactivity within a limited shielded space and arranges them densely and packs them in a storage or disposal container to save space for storing or disposing of spent fuel. In order to reduce the shielding space and work efficiency by implementing the lower stationary dismantling device of the spent fuel assembly and the precision fuel closing device for fuel rod extraction in one device (head assembly), The present invention relates to an apparatus capable of increasing the stability of the work.

Description

사용후핵연료봉의 원격 건식 인출 공정을 위한 집합체 해체 기능 및 불규칙 배열된 핵연료봉단의 정밀 파지 기능 일체화 헤드 어셈블리Integrated head assembly for assembly disassembly and precision gripping of randomly arranged fuel rods for remote dry withdrawal of spent fuel rods

제1도는 본 발명 사용후핵연료봉의 원격 건식 인출 계통 구성도.1 is a remote dry draw system configuration of the spent fuel rods of the present invention.

제2도는 본 발명 헤드 어셈블리의 평면도.2 is a plan view of the head assembly of the present invention.

제3도는 본 발명 헤드 어셈블리의 측면도.3 is a side view of the head assembly of the present invention.

제4도는 본 발명 핵연료봉 파지장치부의 상세도.4 is a detailed view of the nuclear fuel rod gripping device of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 핵연료집합체 고정테이블 3 : 핵연료집합체 고정장치1 nuclear fuel assembly fixing table 3 nuclear fuel assembly fixing apparatus

4,8,9 : 엘엠가이드 10,11,12 : 서보 전동기4,8,9: LM Guide 10,11,12: Servo Motor

13 : 파지장치부 14 : 임팩트렌치부13: holding device 14: impact trench

본 발명의 사용후핵연료봉의 원격 건식 인출 공정에 필요한 사용후핵연료 집합체 해체 기능 및 불규칙 배열된 핵연료봉단 정밀 파지 기능을 일체화시킨 헤드 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사선 차폐 시설의 한정된 작업 공간내에서 고방사성 사용후핵연료 집합체로부터 원격으로 핵연료봉을 인출하여 이를 저장 용기 또는 처분 용기에 밀집 포장함으로써 사용후핵연료를 저장하거나 처분하는데 필요한 공간을 절감하기 위한 사용후핵연료봉 밀집 시스템(rod consolidation system) 중 사용후핵연료 집합체의 하단 고정체를 해체하기 위한 유니트 및 핵연료봉 인출을 위한 핵연료봉단 파지 유니트를 하나의 장치(헤드 어셈블리)로 설계하여 방사선 차폐 공간을 절감하고 작업 효율을 증대하고자 하는 사용후핵연료봉의 원격 건식 인출 공정을 위한 집합체 해체 기능 및 불규칙 배열된 핵연료봉단의 정밀 파지 기능 일체화 헤드 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a head assembly incorporating a spent fuel assembly disassembly function and an irregularly arranged fuel rod precision gripping function required for a remote dry withdrawal process of a spent fuel rod of the present invention, and more specifically, within a limited working space of a radiation shielding facility. In a rod consolidation system, the fuel rods can be remotely withdrawn from the highly radioactive spent fuel assembly and packed tightly in storage or disposal containers to reduce the space required for storing or disposing of spent fuel. Designed as a unit (head assembly) for dismantling the lower fixture of the spent fuel assembly and for discharging the fuel rod as a single unit (head assembly), the spent fuel rod to reduce radiation shielding space and increase working efficiency Remote dry withdrawal process Dismantling the assembly functions and precise gripping of a random disposition fuel bongdan function relates to integrated head assembly.

일반적으로, 종래에는 원자로에서 연소되고 나온 사용후핵연료는 고온 고압의 원자로심 내 열수력학적 조건에 의해 집합체가 최초로 원자로심에 장전될 당시의 규칙적인 핵연료봉 배열을 유지하지 못하고 불규칙적인 배열(특히, 핵연료봉의 축 방향으로의 기준 위치에 대한 편차가 크며 그 최대치는 약 22mm 정도임)을 보이게 되며 핵연료봉의 피복관에 상당한 피로가 누적되어 용접 부위인 핵연료봉단등의 부위가 상당히 취약해 봉단 마개 부분을 정확히 파지하지 못하고 핵연료봉을 인출하는 경우 부러지는 등의 문제점이 발생하게 된다.In general, spent fuel that has been combusted and fired in a reactor has not been able to maintain the regular fuel rod arrangement at the time the assembly was first loaded into the reactor core due to thermohydrodynamic conditions at high temperature and high pressure. In other words, the nuclear fuel rod has a large deviation from the reference position in the axial direction and its maximum value is about 22 mm). If you pull out the fuel rods without holding them correctly, you will get a problem.

또한, 사용후핵연료 집합체로부터 핵연료봉을 인출하기 위해서는 집합체의 하단 고정판(bottom end piece)을 지지하고 있는 조임 너트를 제거하여야 하는데 핵연료 집합체를 해체하기 위해 기존에 사용하고 있는 고정판 절단 방식은 절단 작업중에 핵연료봉에 손상을 줄 수 있다는 문제점이 있었다.In addition, in order to withdraw the fuel rods from the spent fuel assembly, it is necessary to remove the fastening nut supporting the bottom end piece of the assembly. There was a problem that could damage the fuel rods.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출한 것으로서, 사용후핵연료봉을 핵연료 집합체로부터 안전하게 인출하기 위하여 집합체의 하단 고정판을 임팩트렌치를 이용하여 해체하고 핵연료봉단을 정밀하게 파지하여 핵연료봉의 취약부에 손상을 되도록 적게주면서 핵연료봉을 인출할 수 있는 장치를 제공하며 방사선 차폐 공간 내에서 수행되는 밀집 공정의 집합체 해체 기능 및 핵연료봉 인출 기능을 하나의 장치로 수행할 수 있도록 설계함으로써 차폐 작업 공간을 절감하여 시설 건설 및 운용에 소요되는 막대한 비용을 절감하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, in order to safely withdraw the spent fuel rods from the fuel assembly, dismantle the bottom fixed plate of the assembly using an impact trench and precisely grasp the fuel rod ends to the weak parts of the nuclear fuel rods. Provides a device for withdrawing fuel rods with as little damage as possible, and saves shielding work space by designing the decommissioning of the dense process performed in the radiation shielding space and fuel rod withdrawal as a single device Therefore, the purpose is to reduce the enormous costs for the construction and operation of the facility.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 핵연료가 원자력발전소의 원자로심에서 연소되는 도중에 발생할 수 있는 핵연료집합체내 각 핵연료봉의 축 방향 위치 변화를 수용할 수 있도록 파지장치부의 드라이버 시스템에 코일 스프링을 장착하여 파지기구가 핵연료봉단의 불규칙한 배열에 관계없이 핵연료봉단을 파지하여 핵연료봉을 인출할 수 있도록 설계한 파지장치부, 사용후핵연료 집합체의 하단 고정판 해체 기능을 수행하는 임팩트런치(impact wrench) 장치부 및 이 파지장치부와 임팩트렌치 장치부가 필요에 의해 각각의 기능을 수행할 수 있도록 하는 링크 장치를 하나의 헤드 어셈블리에 탑재하여 집합체 해체 및 핵연료봉 인출 작업을 1개의 장치로 완료할 수 있도록 하였으며 위와 같은 헤드 어셈블리 장치 설계에 의해 사용후핵연료 밀집 공정에 필수적인 집합체 하단 고정판 해체 및 핵연료봉 인출 장치를 하나의 장치로 통합하여 고자의 건설비가 소요되는 방사선 차폐 공간을 절감할 수 있도록 함과 사용후핵연료봉 원격 밀집 작업을 효율적이며 안전하게 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the present invention, the coil spring is mounted on the driver system of the gripping device unit so as to accommodate the change in the axial position of each fuel rod in the fuel assembly which may occur during the combustion of the nuclear fuel at the nuclear reactor core. A gripping device unit designed to allow the instrument to withdraw the fuel rod by gripping the fuel rod irrespective of the irregular arrangement of the fuel rod, and an impact wrench device unit for performing the function of disassembling the bottom fixing plate of the spent fuel assembly. The link device, which allows the gripping device and the impact trench device to perform their respective functions as required, is mounted in one head assembly, so that the assembly dismantling and fuel rod withdrawal work can be completed in one device. Spent fuel dense ball by assembly device design It is possible to reduce the radiation shielding space, which requires expensive construction costs by integrating the dismantling bottom plate and the fuel rod withdrawal device, which are essential for the assembly, into one unit, and to efficiently and safely perform the remote concentration of spent fuel rods. Characterized in that.

이하, 본 발명의 첨부 도면과 연계하여 그 구성 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation effects in detail in connection with the accompanying drawings of the present invention will be described.

제1도는 본 발명 사용후핵연료봉의 원격 건식 인출 계통 구성도를 도시한 것으로서, 사용후핵연료 집합체의 건식 밀집 공정 중 사용후핵연료봉의 원격 인출 공정에 사용되는 장치인 집합체 고정 테이블(1)이 형성되고 이 고정 테이블(1) 일측에 연료봉 인출 테이블(100)과 헤드 어셈블리(200)가 결합 형성된 것에 있어서, 상기 고정 테이블(1)의 상단 양측에 핵연료 집합체 고정장치(3)를 고정시키고 이 고정장치(3) 내에 핵연료 집합체(2)를 복수개의 고정스크류(도시하지 않음)로 고정시키며 상기 인출 테이블(100)의 일측 상단부에 각각 X,Y,Z축 서보 전동기(12,10,11)가 고정 설치됨과 Y,Z축 엘엠가이드(8,9)를 형성하며 또한, Y축 볼 스크류(7)를 형성하여 헤드 어셈블리(200)에 고정시킨다.1 is a schematic diagram of a remote dry take-out system of the spent fuel rod of the present invention, wherein the assembly fixing table 1, which is an apparatus used for the remote take-out of spent fuel rods during the dry dense process of the spent fuel assembly, is formed. The fuel rod withdrawal table 100 and the head assembly 200 are coupled to one side of the fixed table 1, and the nuclear fuel assembly holding device 3 is fixed to both upper ends of the fixed table 1 and the fixed device ( 3) The nuclear fuel assembly 2 is fixed with a plurality of fixing screws (not shown), and X, Y, and Z axis servo motors 12, 10, and 11 are fixedly installed at upper ends of the drawing table 100, respectively. And Y, Z-axis LM guides (8, 9), and also to form a Y-axis ball screw (7) to be fixed to the head assembly (200).

또한, 상기 인출 테이블(100) 내부에 충격 방지 시스템 구동 전동기(19)와 복수개의 충격 방지 가이드(20)를 설치하고 인출 테이블(100) 측면부에 수평 이동 시스템 구동 전동기(16)와 복수개의 핵연료봉 수평 이송 장치(17)를 수평 이송 시스템 구동 샤프트(18)를 연결 설치하며 인출 테이블(100) 후단 외부에 X축 엘엠가이드(4)를 설치하되 이 엘엠가이드(4) 일측부에 X축 볼 스크류(5)를 설치하여 다수개의 프레임(6)으로 고정 형성함과 인출 테이블(100) 일측에 임시 저장랙(21)을 고정시킨 것이다.In addition, the impact prevention system drive electric motor 19 and the plurality of impact prevention guides 20 are installed in the takeout table 100, and the horizontal movement system drive motor 16 and the plurality of nuclear fuel rods are disposed on the side surface of the takeout table 100. The horizontal feeder 17 is connected to the horizontal feed system drive shaft 18, and the X-axis LM guide 4 is installed outside the rear end of the take-out table 100, but the X-axis ball screw is formed at one side of the LM guide 4 (5) is installed to form a fixed number of frames (6) and the temporary storage rack 21 is fixed to one side of the withdrawal table (100).

첨부된 도면중 미설명 부호(22)는 조임 너트 제거통이다.Reference numeral 22 in the accompanying drawings is a tightening nut removing container.

제2도는 본 발명 헤드 어셈블리의 평면도를 도시한 것이고, 제3도는 본 발명 헤드 어셈블리의 측면도를 도시한 것이며, 제4도는 본 발명 핵연료봉 파지장치부의 상세도를 도시한 것으로서, 인출 테이블(100)에 일체로 형성된 헤드 어셈블리(200)에 있어서, 상기 헤드 어셈블리(200)에 임팩트렌치부(14)와 파지장치부(13)를 탑재하고 임팩트렌치부(14) 하단에 링크 시스템(32)을 설치하되 상기 임팩트렌치부(14)의 양측에 코일 스프링(34)을 설치하고 임팩트렌치부(14)의 일측에 기어박스(33)와 교류형 전동기(30a)를 연결 설치한다.2 is a plan view of the head assembly of the present invention, FIG. 3 is a side view of the head assembly of the present invention, and FIG. 4 is a detailed view of the fuel rod gripping device of the present invention. In the head assembly 200 integrally formed in the head assembly 200, the impact trench portion 14 and the gripper portion 13 are mounted on the head assembly 200, and a link system 32 is installed at the bottom of the impact trench portion 14. The coil spring 34 is installed on both sides of the impact trench part 14, and the gear box 33 and the AC motor 30a are connected to one side of the impact trench part 14.

상기, 링크 시스템(32)은 일측에 교류형 전동기(30b)를 설치하고 이 교류형 전동기(30b)에 볼 스크류(37)와 엘엠가이드 레일(36)을 고정시키며 또한 엘엠가이드 레일(36)의 일측에, 엘엠가이드 블록(35)을 고정시키되 이 엘엠가이드 블록(35)은 임팩트렌치부(14)와 연결된다.The link system 32 installs an AC motor 30b on one side, and fixes the ball screw 37 and the LM guide rail 36 to the AC motor 30b. On one side, the LM guide block 35 is fixed, but the LM guide block 35 is connected to the impact trench portion 14.

상기, 파지장치부(13) 양측에 코일 스프링(29)을 설치하고 파지장치부(13) 내부에 스프링(28)이 장착된 볼 스크류(26)를 설치하며 이 볼 스크류(26)에 슬라이더(27)를 연결 설치함과 파지장치부(13) 일측부에 슬라이더(27)를 동작시키는 교류형 전동기(30)를 고정 설치한다.The coil spring 29 is installed on both sides of the gripping device 13, and the ball screw 26 having the spring 28 mounted inside the gripping device 13 is installed. 27) the AC motor 30, which operates the slider 27, is fixedly installed at one side of the gripping device unit 13.

또한, 상기 파지장치부(13) 일측에 스프링(25)이 내삽된 파지기구(23)를 형성하되 이 파지기구(23)는 볼 스크류(26)와 연결되며 파지기구(23) 외측부에 파지기구 지지대(24)를 고정시킨 구성으로 되어진 것이다.In addition, a gripping mechanism 23 having a spring 25 inserted therein is formed on one side of the gripping device part 13, and the gripping mechanism 23 is connected to a ball screw 26 and a gripping mechanism outside the gripping mechanism 23. It is the structure which fixed the support 24.

첨부된 도면중 미설명 부호(38)은 핵연료봉이고, (39)는 인코넬 지지격자이다.Reference numeral 38 in the accompanying drawings is a nuclear fuel rod, 39 is an Inconel support grid.

상기한 구성을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하겠다.The operation of the present invention will be described with reference to the above configuration.

본 발명은 경수로 사용후핵연료의 저장 및 처분 공간을 절감하기 위해 사용후핵연료봉(38)을 인출하여 밀집 재배열하고 이를 저장용기 또는 처분 용기에 재포장하는 사용후핵연료봉 밀집 시스템 중 연료봉 인출 장치의 핵심 부분인 헤드 어셈블리(200)로 사용후핵연료봉 인출 장치인 제 1 도에 도시한 바와 같이 사용후핵연료 집합체(2)를 고정시키기 위한 고정 테이블(1)과 여기에 고정된 핵연료 집합체(2)로부터 핵연료봉(38)을 인출하기 위한 인출 테이블(100)로 형성되어 있는 것으로 본 발명의 장치는 인출 테이블(100) 상부에 위치한 헤드 어셈블리(200)로서 기존에 집합체 해체 및 연료봉 인출의 기능을 각각 분리된 장치에서 수행하던 것을 하나의 헤드 어셈블리(200)를 이용하여 해체 및 인출 기능을 동시에 수행함으로써 작업의 편의성과 안전성, 그리고 작업 공간 활용의 극대화를 이루고 있으며 먼저 고정 테이블(1)에 고정되어 있는 집합체의 하단 고정체를 헤드 어셈블리(200)의 임팩트렌치부(14)를 이용하여 해체하고 집합체 내의 불규칙한 핵연료봉(38)의 위치를 충분히 감지 수용하여 봉단을 정밀 파지할 수 있는 핵연료봉 파지 장치(13)로 핵연료봉 인출 작업을 수행할 수 있도록 한 것이다.In order to reduce the storage and disposal space of spent fuel in a light water reactor, the fuel rod withdrawal device of the spent fuel rod dense system which draws out and rearranges the spent fuel rods 38 and repacks them in a storage container or a disposal container. As shown in FIG. 1, the spent fuel rod extracting device is a head assembly 200 which is a core part of the fixed table 1 for fixing the spent fuel assembly 2 and the nuclear fuel assembly 2 fixed thereto. The apparatus of the present invention is a head assembly 200 located above the withdrawal table 100 to extract the fuel rod 38 from the nuclear fuel rod 38. Convenience and safety of work by simultaneously performing disassembly and withdrawal functions using one head assembly 200 that was performed in separate devices, and Maximizes the utilization of the up space and first dismantles the lower fixture of the assembly fixed to the fixed table 1 by using the impact trench 14 of the head assembly 200, and the irregular fuel rod 38 in the assembly. The fuel rod gripping device 13 is capable of carrying out the fuel rod withdrawal by detecting the position sufficiently and holding the fuel rod gripping device 13 capable of precisely holding the end of the rod.

또한, 본 발명 장치에서는 하단 고정판(도시하지 않음)해체 작업을 수행하는 임팩트렌치부(14)와 핵연료봉(38) 인출 작업을 위한 파지장치부(13)의 기능을 연계하는 링크 시스템(32)을 임팩트렌치부(14) 하단부에 설치하여 하나의 헤드 어셈블리(200)에 탑재된 임팩트렌치부(14)와 파지장치부(13)가 서로의 기능을 간섭하지 않도록 하였다.In addition, in the device of the present invention, the link system 32 linking the functions of the impact trench 14 for carrying out the lower fixing plate (not shown) and the gripping device 13 for the nuclear fuel rod 38 withdrawal operation are performed. The bottom portion of the impact trench 14 is installed so that the impact trench 14 and the gripper 13 mounted on the head assembly 200 do not interfere with each other.

상기, 헤드 어셈블리(200)는 하단부 고정체의 조임 너트(도시없음) 및 핵연료봉(38)의 위치에 따라 임팩트렌치부(14)와 파지장치부(13)가 3축(x,y 그리고 z축)으로 이동되어야 하기 때문에 위치 제어를 위한 동력원으로 제어 특성이 우수한 서보 전동기(10,11,12)를 이용하였다.The head assembly 200 is a three-axis (x, y and z) of the impact trench portion 14 and the gripping device 13 according to the position of the tightening nut (not shown) and the nuclear fuel rod 38 of the lower end fixing body The servo motors (10, 11, 12) having excellent control characteristics were used as a power source for position control because they need to be moved to the shaft).

핵연료 집합체 해체 작업을 하지 않을때는 파지장치부(13)가 앞으로 전진한 상태를 유지하고 있으나 핵연료 집합체(2) 해체 작업이 시작되면 연결 장치에 의해 임팩트렌치부(14)가 파지장치부(13) 보다 좀더 전진하게 된다. 이때 임팩트렌치부(14)가 파지장치부(13) 보다 앞으로 나오는 정도는 사용후핵연료 집합체 하단 고정판의 고정 너트를 해체하는 동안 파지장치의 간섭을 받지않을 만큼의 길이가 된다. 임팩트렌치부(14)의 전진 운동을 위한 기계적 설비는 엘엠가이드(LM guide)와 볼 스크류(ball screw)를 사용하였으며 동력 전달용으로는 교류형 전동기(AC motor)를 이용하였고 본 발명 장치의 뒷 부분과 좌측면에 각각 설치되어 있는 교류형 서보 전동기(10,11,12)로 임팩트렌치부(14)의 위치를 제어하게 된다.When the nuclear fuel assembly dismantling operation is not performed, the gripper unit 13 remains in a forward state, but when the nuclear fuel assembly 2 dismantling operation is started, the impact trench unit 14 is connected to the gripper unit 13 by the connecting device. You will be more advanced. At this time, the impact trench 14 extends forward from the gripper 13 so that the impact nut 14 may be long enough not to be interfered with by the gripper while dismantling the fixing nut of the lower fixed plate of the spent fuel assembly. The mechanical equipment for the forward movement of the impact trench part 14 used an LM guide and a ball screw. An AC motor was used for power transmission. The positions of the impact trench 14 are controlled by the AC servomotors 10, 11, and 12 provided on the part and the left side, respectively.

이러한 교류형 서보 전동기는 사용후핵연료 집합체의 종류에 따라 미리 입력되어 있는 전산기의 데이터베이스(database)에 의해 하단 고정판을 지지하고 있는 조임 너트 위치로 임팩트렌치부(14)를 위치시키고 임팩트렌치부(14)의 위치 제어가 완료되면 조임 너트를 풀기 위하여 임팩트렌치부(14)가 저속으로 작동을 시작하게 되는데 이 작업 중 조임 너트가 하단 고정판에서 분리된 후 차폐 공간 내에서의 분실에 대비하여 임팩트렌치부(14) 양측에 코일 스프링(34)을 설치하여 이 코일 스프링(34)은 최대 22mm의 여유 편차를 가지고 조임 너트를 밀어주는 역할을 하기 때문에 조임 너트가 완전히 풀린 다음에도 코일 스프링(34)의 힘에 의해 너트는 하단 고정판에 남아서 임팩트렌치부(14)와 하단 고정판 사이에 준비된 조임 너트 제거통(22) 속으로 떨어지도록 하였다. 이러한 작업으로 인하여 하나의 조임 너트가 제거된 후 데이터베이스에 의해 다음 조임 너트의 위치까지 임팩트렌치부가 이동하게 되고 상기와 같은 작업을 반복 수행하여 하단 고정체를 지지하고 있는 모든 조임 너트를 풀어낸 후 고정판을 제거한다.The AC servomotor is positioned in the impact wrench section 14 at the position of a tightening nut supporting the lower fixing plate by a database of a computer that is input in advance according to the type of spent fuel assembly. ) When the position control is completed, the impact trench part 14 starts to operate at a low speed in order to loosen the tightening nut. During this operation, the impact wrench part is removed from the lower fixing plate and the impact trench part is prepared for loss in the shielded space. (14) Coil springs 34 are provided on both sides, and this coil spring 34 acts to push the tightening nut with a maximum deviation of 22 mm, so that the force of the coil spring 34 even after the tightening nut is completely loosened. The nut is left in the lower fixing plate to fall into the tightening nut removing container 22 prepared between the impact trench portion 14 and the lower fixing plate. All. Due to this operation, after the one tightening nut is removed, the impact trench is moved to the position of the next tightening nut by the database, and the above operation is repeated to release all the tightening nuts supporting the lower fixture, and then the fixing plate. Remove it.

이상과 같이 사용후핵연료 집합체(2)의 하단 고정판 제거 작업이 완료되면 연결부 작동시켜 임팩트렌치부(14)를 원래의 위치로 후퇴시키고 임팩트렌치부(14)를 이용한 하단 고정판 해체 작업과 같이 3축상의 위치 제어를 위한 각각의 전동기(30,30a,30b)를 구동시켜 핵연료 집합체의 종류에 따라 미리 전산기에 입력되어 있는 각 핵연료봉(38)의 위치까지 연료봉 파지기구(collet)(13)를 접근시킨다. 이때 사용후핵연료봉의 위치가 불규칙적일 경우(핵연료봉의 축 방향 기준 위치에 대한 편차)를 대비하여 제4 도에서와 같이 파지장치부(13) 양쪽에 위치한 코일 스프링(29)의 작용과 파지기구(23)의 앞 부분이 좌·우 방향으로 열리도록 하는 파지기구(23) 내부의 스프링(25) 작용으로 핵연료봉(38)의 최대 불규칙 배열 상태까지도 충분히 수용할 수 있도록 설계하였으며 이와 같은 파지기구(23) 및 파지기구지지대(24)는 교류형 전동기(30)의 작동으로 볼 스크류(26)에 연결된 슬라이더(slider)(27)에 의해 전·후로 동작하게 되며 슬라이더(27)가 전진할 때 파지기구(23)는 닫혀지고 반대로 후퇴시에는 파지기구(23)가 열려지게 됨과 또한 파지기구(23)가 최대한으로 전진할 수 있는 거리는 핵연료 집합체의 최상단 인코넬 지지격자(Inconel spacergrid)(39)까지이므로 파지기구(23)가 잡아야 하는 핵연료봉단의 위치에 관계없이 파지기구(23) 앞의 홈 부분이 핵연료봉단에 닿은 후 파지기구 지지대(24)는 정지된 상태를 유지하게 된다. 이때 실제적으로 파지장치부(13) 전체는 구동장치에 의해 계속 전진하고 있지만 양측에 위치한 코일 스프링(29)의 수축 작용에 의해 파지기구(23)는 핵연료봉단 위치에서 입을 벌리고 있는 상태가 된다.As described above, when the bottom fixing plate removal work of the spent fuel assembly 2 is completed, the connecting part is operated to retreat the impact trench part 14 to its original position, and the three-axis shape is performed like the lower fixing plate dismantling work using the impact trench part 14. Each of the electric motors (30, 30a, 30b) for controlling the position of the fuel rod gripper (collet) 13 to the position of each fuel rod 38 previously input to the computer according to the type of nuclear fuel assembly approaching Let's do it. At this time, in case the position of the spent fuel rod is irregular (deviation from the axial reference position of the fuel rod), as shown in FIG. 4, the action of the coil spring 29 located on both sides of the gripping device 13 and the gripping mechanism ( The spring 25 acts on the inside of the gripping mechanism 23 so that the front part of the 23 opens in the left and right directions, and is designed to sufficiently accommodate even the largest irregular arrangement of the nuclear fuel rods 38. 23) and the holding mechanism support 24 is operated back and forth by a slider (27) connected to the ball screw 26 by the operation of the AC motor (30), and the grip when the slider 27 is advanced Since the mechanism 23 is closed and, on the contrary, the holding mechanism 23 is opened when retreating, and the distance that the holding mechanism 23 can be advanced as far as possible is up to the Inconel spacergrid 39 of the fuel assembly. Gripping mechanism ( Regardless of the position of the nuclear fuel rod that should be grasped by 23, the gripping mechanism support 24 remains stopped after the groove portion in front of the gripping mechanism 23 touches the nuclear fuel rod. At this time, the gripping device portion 13 is actually moved forward by the driving device, but the gripping mechanism 23 is in a state where the mouth is opened at the nuclear fuel end position by the contracting action of the coil springs 29 located at both sides.

이와 같이 핵연료봉(38)의 파지를 위한 준비 작업이 완료된 후에는 교류형 전동기(30)로 슬라이더(27)를 전진시키면 파지기구 지지대(24)에 의해 파지기구(23)의 앞 부분이 닫혀지게 되고 따라서 핵연료봉단을 굳게 파지하게 된다. 이때 헤드 어셈블리(200) 전체가 뒤로 후퇴하면서 핵연료 집합체(2)로부터 핵연료봉(38)을 인출하기 시작한다. 그러므로, 원자로심의 고온고압의 열수력학적 조건에 의해 핵연료봉단이 밀려 내려오거나 올라가게 되더라도 본 발명 장치의 파지장치부는 핵연료봉단을 정확히 파지할 수 있고 핵연료봉을 효율적으로 안전하게 인출할 수 있다.After the preparation work for holding the nuclear fuel rod 38 is completed as described above, when the slider 27 is advanced by the AC motor 30, the front part of the holding mechanism 23 is closed by the holding mechanism support 24. And thus firmly hold the fuel rods. At this time, the whole of the head assembly 200 retreats backward and starts to withdraw the fuel rod 38 from the fuel assembly 2. Therefore, even if the nuclear fuel rod is pushed down or raised by the high temperature and high pressure thermohydrodynamic conditions of the reactor core, the gripping device portion of the apparatus of the present invention can accurately hold the nuclear fuel rod and can safely withdraw the fuel rod efficiently.

이와 같이 본 발명은 사용후핵연료봉 밀집 시스템 중 핵연료 집합체(2)의 하단 고정판 해체 장치인 임팩트렌치부(14) 및 연료봉인출을 위한 핵연료봉단 파지장치부(13)를 하나의 헤드 어셈블리(200)에 탑재하고 이 임팩트렌치부(14)와 파지장치부(13)가 유기적으로 기능을 수행하도록 임팩트렌치부(14) 하단에 링크 시스템(32)을 추가 설치함으로서 핵연료봉단을 정밀하고 안전하게 파지할 수 있도록 파지장치부를 설치하여 차폐 작업 공간의 절감 및 작업 효율의 증대는 물론 작업의 안전성까지도 향상시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.As described above, the present invention provides the impact trench portion 14, which is a lower plate fixing device for disassembling the lower plate of the nuclear fuel assembly 2, and the fuel rod end gripping device 13 for fuel rod extraction in one head assembly 200. It is possible to precisely and safely grip the fuel rod by installing a link system 32 at the bottom of the impact trench section 14 so that the impact trench section 14 and the gripping device section 13 function organically. It is a very useful invention to install the gripping device so as to reduce the shielding work space and increase the work efficiency as well as to improve the safety of the work.

Claims (1)

인출 테이블(100)에 일체로 형성된 헤드 어셈블리(200)에 있어서, 상기 헤드 어셈블리(200)에 임팩트렌치부(14)와 파지장치부(13)를 탑재하고 임팩트렌치부(14) 하단에 링크 시스템(32)을 설치하되 상기 임팩트렌치부(14)의 양측에 코일 스프링(34)을 설치하고 임팩트렌치부(14)의 일측에 기어박스(33)와 교류형 전동기(30a)를 연결 설치함과, 상기, 링크 시스템(32)은 일측에 교류형 전동기(30b)를 설치하고 이 교류형 전동기(30b)에 볼 스크류(37)와 엘엠가이드 레일(36)을 고정시키며 또한 엘엠가이드 레일(36)의 일측에, 엘엠가이드 블록(35)을 고정시키되 이 엘엠가이드 블록(35)은 임팩트렌치부(14)와 연결됨과, 상기, 파지장치부(13) 양측에 코일 스프링(29)을 설치하고 파지장치부(13) 내부에 스프링(28)이 장착된 볼 스크류(26)를 설치하며 이 볼 스크류(26)에 슬라이더(27)를 연결 설치함과 파지장치부(13) 일측부에 슬라이더(27)를 동작시키는 교류형 전동기(30)를 고정 설치함과, 또한, 상기 파지장치부(13) 일측에 스프링(25)이 내삽된 파지기구(23)를 형성하되 이 파지기구(23)는 볼 스크류(26)와 연결되며 파지기구(23) 외측부에 파지기구 지지대(24)를 고정시킨 것을 특징으로 하는 사용후핵연료봉의 원격 건식 인출 공정을 위한 집합체 해체 기능 및 불규칙 배열된 핵연료봉단의 정밀 파지 기능 일체화 헤드 어셈블리.In the head assembly 200 formed integrally with the take-out table 100, an impact trench portion 14 and a gripper portion 13 are mounted on the head assembly 200 and a link system is provided at the bottom of the impact trench portion 14. (32) to install the coil spring 34 on both sides of the impact trench portion 14 and the gear box 33 and the AC-type electric motor (30a) connected to one side of the impact trench portion 14 and In addition, the link system 32 installs an AC motor 30b on one side and fixes the ball screw 37 and the LM guide rail 36 to the AC motor 30b, and further includes the LM guide rail 36. On one side of the, the elm guide block 35 is fixed, but the elm guide block 35 is connected to the impact trench portion 14, and, holding the coil spring 29 on both sides of the gripping device 13, the gripping A ball screw 26 with a spring 28 is installed inside the device portion 13 and a slider 27 is opened on the ball screw 26. The AC installation motor 30 for operating the slider 27 is fixedly installed at one side of the gripper unit 13 and the spring 25 is inserted at one side of the gripper unit 13. Forming the gripping mechanism 23, the gripping mechanism 23 is connected to the ball screw 26, the remote dry withdrawal of the spent fuel rod, characterized in that the gripping mechanism support 24 is fixed to the outside of the gripping mechanism 23 Integrated head assembly for assembly dismantling and precision gripping of irregularly arranged fuel rods for processing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100964955B1 (en) * 2008-12-10 2010-06-21 한국원자력연구원 Apparatus for withdrawing graphite block of a nuclear reactor
KR101135297B1 (en) * 2010-08-13 2012-04-12 한국원자력연구원 Clamping apparatus for dismantling nuclear fuel underwater

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