KR0158086B1 - Horizontal transfer device for nuclear fuel dry processing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경수로 사용후핵연료의 저장 및 처분 공간을 절감하기 위해 사용후핵연료 집합체로부터 사용후핵연료봉을 건식 상태에서 원격으로 인출하여 밀집 재배열하고 이를 저장 또는 처분 용기에 집어 넣어 재포장하는 사용후핵연료봉 밀집 시스템(rod consolidation system) 중 핵심 장치로서, 핵연료봉의 인출 시 핵연료봉에 가해질 수 있는 충격을 완화해 주는 충격 방지 장치와 핵연료봉 인출 다음 공정인 핵연료봉 밀집 재배열 공정으로 핵연료봉을 수평 이송하여 주는 수평 이송 장치에 관한 것이다.The present invention is to remotely withdraw spent fuel rods from the spent fuel assembly in a dry state in order to reduce the storage and disposal space of spent fuel in light water, rearranged densely and put them in a storage or disposal container for repackaging As a core device of the rod consolidation system, a shock-proof device that mitigates the impact that can be exerted on the fuel rod when the fuel rod is taken out, and the nuclear fuel rod dense rearrangement process, which is the next step after the withdrawal of the fuel rod, level the fuel rod horizontally. It relates to a horizontal conveying device for conveying.
Description
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 사용후핵연료 집합체 고정 테이블의 상세도.2 is a detailed view of the spent fuel assembly fixing table of the present invention.
제3도는 본 발명 작업 공간 절약형 다기능 핵연료봉 수평 이송장치의 평면도.Figure 3 is a plan view of the work space-saving multi-function nuclear fuel rod horizontal transfer device of the present invention.
제4도는 본 발명 작업 공간 절약형 다기능 핵연료봉 수평 이송장치의 정면도와 측면도.4 is a front view and a side view of the work space-saving multi-function nuclear fuel rod horizontal transfer device of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 핵연료 집합체 고정 테이블 3 : 핵연료 집합체 고정 장치1 nuclear fuel assembly fixing table 3 fuel assembly fixing apparatus
16 : 수평 이송 시스템 구동 전동기 17,17' : 핵연료봉 밀대16: motor for horizontal feed system 17,17 ': nuclear fuel rod push rod
18 : 수평 이송 시스템 구동 샤프트 19 : 충격 방지 시스템 구동 전동기18: horizontal feed system drive shaft 19: shock protection system drive motor
20 : 핵연료봉 충격 방지 가이드20: nuclear fuel rod shock prevention guide
본 발명은 경수로 사용후핵연료의저장 및 처분 공간을 절감하기 위해 사용후핵연료 집합체로부터 핵연료봉을 건식 분위기에서 원격으로 인출하여 밀집 재배열하고 이를 저장 또는 처분 용기에 재포장하는 사용후핵연료봉 밀집 시스템(rod consolidation system) 중의 핵심 장치로서, 더욱 상세하게는 원자로 내에서 오랜 기간 동안 연소되는 동안 취약해진 핵연료봉을 집합체로부터 인출할 때 핵연료봉단에서 일어날 수 있는 응력 파손 가능성을 방지하는 충격 방지 장치와 핵연료봉 인출 다음 공정인 핵연료봉 밀집 재배열 공정으로 핵연료봉을 수평 이송하여 주는 사용후핵연료봉의 건식 밀집 공정을 위한 작업 공간 절약형 다기능 핵연료봉 수평 이송 장치에 관한 것이다.The present invention is a spent fuel rod dense system for remotely withdrawing the fuel rods from the spent fuel assembly in a dry atmosphere in order to save the storage and disposal space of spent fuel in light water, rearranged and repacked them in a storage or disposal container. As a core device in a rod consolidation system, more specifically, an impact protection device and fuel to prevent the possibility of stress breakdown at the fuel rod end when withdrawing the fuel rods vulnerable during long-term combustion in the reactor. The present invention relates to a work space-saving multifunctional fuel rod horizontal transfer device for a dry dense process of spent fuel rods that horizontally transfers fuel rods to a nuclear fuel rod dense rearrangement process.
상기의 장치들을 핵연료봉 인출 헤드 어셈블리와 함께 하나의 핵연료봉 인출 장치로 설계하여 차폐 시설의 공간 절약과 작업의 효율성 및 안전성을 제고하고자 하였는바 제3도 및 제4도에서 보는 바와 같이 인출 테이블내에 핵연료봉 인출 헤드 어셈블리와 수평 이송 시스템, 충격 방지 시스템을 내장시켰으며 핵연료봉 인출 헤드 어셈블리 부분을 제외한 나머지 장치 부분을 작업 공간 절약형 다기능 핵연료봉 수평 이송 장치라 명명하였다.By designing the above devices as a fuel rod takeout device together with the fuel rod takeout head assembly, it was intended to save space in the shielding facility and improve the efficiency and safety of the operation, as shown in FIG. 3 and FIG. A fuel rod takeout head assembly, a horizontal transfer system, and an impact protection system are incorporated, and the rest of the device except the fuel rod takeout head assembly is named as a space-saving multifunctional fuel rod horizontal transfer device.
본 발명은 사용후핵연료 집합체로부터 핵연료봉을 인출하여 이를 밀집 배열하고 용기에 포장하여 저장하거나 처분함으로써 사용후핵연료의 저장 및 처분 공간을 절감하기 위한 사용후핵연료봉 밀집 시스템 중 핵심이 되는 장치로서, 사용후핵연료를 안전하고 효율적으로 취급하고 밀집 시스템이 설치 운용될 차폐 시설의 작업 공간을 절감하는데 그 목적이 있다.The present invention is a device that is the core of the spent fuel rods compaction system for reducing the storage and disposal space of spent fuel by drawing the fuel rods from the spent fuel assembly and arranged them densely, packing them in a container and storing or disposing them. The objective is to safely and efficiently handle spent fuel and to reduce the working space of shielded installations where dense systems are to be installed and operated.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 핵연료봉 인출 테이블을 다목적으로 활용하여 핵연료봉 수평 이송 시스템을 핵연료봉 인출 테이블에 내장시키고 또한 핵연료봉이 집합체로부터 분리될 때 핵연료봉의 자중에 의해 핵연료봉단이 파손되거나 연료봉에 충격이 가해질 가능성이 있으므로 이를 방지하기 위하여 충격 방지 시스템이 인출 테이블 내부에서 작동하도록 설계하여 차폐 공간 내에서 작업 공간을 최대한 활용하고 효율적인 작업을 수행할 수 있도록 하였으며 다기능 핵연료봉 수평 이송 장치는 상기한 기능들을 하나의 장치에서 모두 수행할 수 있도록 한 장치로서, 수평 이송 시스템과 충격 방지 시스템을 인출 테이블에 내장시킨 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention utilizes a nuclear fuel rod withdrawal table for multi-purpose, and embeds the nuclear fuel rod horizontal transfer system into the nuclear fuel rod withdrawal table and when the fuel rod is separated from the assembly, To prevent this, the shock rod is designed to operate inside the take-out table in order to prevent the impact of the fuel rod, so that the working space can be maximized and the efficient work can be performed in the shielded space. It is a device that can perform all the functions in one device, characterized in that the horizontal transport system and the impact protection system is built into the take-out table.
이하 본 발명을 첨부 도면에 연계하여 그 구성 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and effect of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명 사용후핵연료봉의 원격 건식 인출 계통 구성도로서, 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 것이다.1 is a schematic diagram of a remote dry take-out system of the spent fuel rod of the present invention, wherein the assembly fixed table 1, which is an apparatus used for the remote take-out of spent fuel rods during the dry dense process of spent fuel assemblies, is formed. (1) The fuel rod withdrawal table 100 and the head assembly 200 are coupled to one side.
제2도는 사용후핵연료 집합체로부터 핵연료봉을 인출하기 위해 집합체를 고정시키는 집합체 고정 테이블의 상세도로서, 상기 고정 테이블(1)의 상단 양측거에 보조 가이드(23)가 형성된 핵연료 집합체 고정장치(3)를 고정시키고 이 고정장치(3) 내에 핵연료 집합체(2)를 복수개의 고정스크류(22)로 고정시킨 것이다.2 is a detailed view of an assembly fixing table for fixing the assembly to extract the fuel rods from the spent fuel assembly, wherein the fuel assembly fixing device 3 having the auxiliary guides 23 formed on both sides of the upper end of the fixing table 1 is shown in FIG. And the nuclear fuel assembly 2 is fixed in the fixing device 3 by a plurality of fixing screws 22.
첨부된 도면중 미설명 부호(24)는 조정용 볼트이다.Reference numeral 24 in the accompanying drawings is an adjustment bolt.
제3도 및 제4도는 본 발명 작엽 공간 절약형 다기능 핵연료봉 수평 이송 장치를 도시한 것으로서, 헤드 어셈블리(200)가 일체로 형성된 인출 테이블(100)에 있어서, 상기 인출 테이블(100)의 일측 상단부에 각각 X,Y,Z축 서보 전동기(12,10,11)가 고정 설치되고 Y,Z축 엘엠가이드(8,9)를 형성하며 또한, Y축 볼 스크류(7)를 형성하여 헤드 어셈블리(200)에 고정시킨다.3 and 4 illustrate a horizontal space-saving multifunctional fuel rod horizontal feed apparatus of the present invention, wherein the head assembly 200 is integrally formed with a pull-out table 100, and at one upper end of the pull-out table 100. The X, Y and Z axis servo motors 12, 10 and 11 are fixedly installed to form the Y and Z axis EL guides 8 and 9, respectively, and the Y axis ball screw 7 to form the head assembly 200. ).
상기, 인출 테이블(100) 내부에 충격 방지 시스템 구동 전동기(19)를 설치하여 복수개의 충격 방지 가이드(20)와 연결 설치하고 인출 테이블(100) 내측 후단부에 수평 이송 시스템 구동 전동기(16)를 설치하며 이 수평 이송 시스템 구동 전동기(16)에 수평 이송 시스템 구동 샤프트(18)를 연동되게 설치한다.The anti-shock system driving motor 19 is installed inside the take-out table 100 so as to be connected to the plurality of anti-shock guides 20 and the horizontal transfer system drive motor 16 is disposed at the rear end of the take-out table 100. The horizontal transfer system drive shaft 18 is interlocked with the horizontal transfer system drive motor 16.
상기, 수평 이송 시스템 구동 샤프트(18)에 이 구동 샤프트(18)에 의해 슬라이딩되는 핵연료봉 밀대(17)을 설치하고 이 핵연료봉 밀대(17)의 일정한 거리에 또 다른 핵연료봉 밀대(17')를 위치시켜 핵연료봉 밀대(17)와 연결부재(25)로 연결 설치하며 또한, 인출 테이블(100)을 지지하기 위해 후단 외부에 프레임이 형성된 X축 엘엠가이드(4)와 X축 볼 스크류(5)를 고정 설치하며 상기, 인출 테이블(100) 일측에 임시 저장랙(21)을 고정시킨 구성으로 되어진 것이다.The fuel rod pusher 17 slid by the drive shaft 18 is installed in the horizontal transfer system drive shaft 18, and another fuel rod pusher 17 'at a constant distance from the fuel rod pusher 17 is provided. To install and connect the nuclear fuel rod pusher 17 and the connecting member 25 and the X-axis LM guide 4 and the X-axis ball screw 5 having a frame formed outside the rear end to support the withdrawal table 100. ) Is fixedly installed, and the temporary storage rack 21 is fixed to one side of the withdrawal table 100.
첨부된 도면중 미설명 부호(13)은 파지장치 시스템이고, (14)는 임팩트렌치 시스템이다.In the accompanying drawings, reference numeral 13 denotes a gripper system, and 14 denotes an impact trench system.
상기와 같은 구성을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하겠다.The operation of the present invention will be described with reference to the above configuration.
상기, 사용후핵연료 집합체 고정 테이블(1)과 핵연료봉 인출 테이블(100)로 형성되어 핵연료 집합체(2)로부터 핵연료봉을 인출하기 위해서는 집합체를 정해진 위치에 고정시킬 필요가 있으므로 집합체 공정을 위한 고정장치인 핵연료 집합체 고정 테이블(1)을 설치하였으며 고정 스크류(22)를 풀고 핵연료 집합체 고정테이블(1)의 상부에 형성된 핵연료 집합체 고정장치(3)를 열어 핵연료 집합체(2)를 고정 테이블(1) 내에 고정시킨 상태에서 고정장치(3) 상단 부분을 닫고 고정 스크류(22)를 핵연료 집합체(2)의 지지격자 부분을 조인다. 이때 사용후핵연료를 원격 취급 설비로 고정 테이블(1) 상부에 고정시킬 때 발생할 수 있는 위치 오차를 최대한 억제하기 위하여 보조가이드(23)를 사용하였으며 이와 같이 핵연료 집합체(2)의 위치 고정이 완료되면 고정 테이블(1)의 일측에 설치되어 있는 인출 테이블(100)이 동작하게 된다.Since the spent fuel assembly fixing table 1 and the fuel rod withdrawal table 100 are formed to extract the fuel rods from the fuel assembly 2, the assembly is required to be fixed at a predetermined position, so that the fixing apparatus for the assembly process is fixed. A fuel assembly holding table (1) was installed and the fuel assembly holding device (3) formed on top of the fuel assembly holding table (1) was unscrewed, and the fuel assembly holding device (2) was opened in the holding table (1). In the state of being fixed, the upper part of the fixing device 3 is closed and the fixing screw 22 is tightened to the support lattice part of the fuel assembly 2. At this time, the auxiliary guide 23 was used to minimize the positional error that may occur when the spent fuel is fixed to the upper part of the fixing table by a remote handling facility. When the position of the nuclear fuel assembly 2 is fixed, The withdrawal table 100 provided on one side of the fixed table 1 is operated.
상기, 핵연료봉 인출 작업이 진행되는 동안 충격 방지 가이드(20)는 인출 테이블(100) 내부에 위치하게 되고 핵연료봉 밀대(17,17')는 인출 테이블(100)의 측면에 최대한 뒤로 후퇴하여 위치하도록 함으로써 인출 작업이 진행되는 동안 핵연료봉 인출 헤드 어셈블리(200)가 전진하여 핵연료 집합체 고정 테이블(1)에 고정되어 있는 핵연료 집합체(2)로부터 핵연료봉을 파지한 후 다시 후퇴하면서 핵연료봉을 인출할 때 핵연료봉이 집합체로부터 완전히 분리되기 직전에 인출 테이블(100) 내부에 대기하고 있던 충격 방지 가이드(20)가 충격 방지 시스템 구동 전동기(19)의 구동에 의하여 핵연료봉 위치가지 접근하여 받쳐주도록 함으로써 핵연료봉이 인출 테이블(100)에 떨어져 충격을 받아 손상되는 것과 파지 기구가 쥐고 있는 핵연료봉단부분에서 발생할 수 있는 응력 파손을 방지할 수 있도록 하였다.During the nuclear fuel rod withdrawal operation, the impact prevention guide 20 is positioned inside the withdrawal table 100, and the nuclear fuel rod push rods 17 and 17 'are retracted to the side of the withdrawal table 100 as far as possible. During the withdrawal operation, the nuclear fuel rod withdrawal head assembly 200 advances, grabs the fuel rod from the fuel assembly 2 fixed to the fuel assembly fixing table 1, and retracts the nuclear fuel rod while retreating. When the fuel rods are placed in the withdrawal table 100 just before the fuel rods are completely separated from the assembly, the fuel rods can be supported by approaching the fuel rod positions by driving the impact protection system driving motor 19. It may be damaged by the impact of falling on the take-out table 100 and the reaction may occur at the end of the nuclear fuel rod held by the gripping mechanism. Force breakage can be prevented.
이와 같이 충격 방지 가이드(20)가 인출된 핵연료봉을 받치고 있는 상태에서 인출 작업을 완전히 마친 후 인출 헤드 어셈블리(200)가 파지하고 있던 연료봉을 놓게 되고 이 때 충격 방지 가이드(20)는 인출 테이블(100) 내부의 원래 위치로 다시 돌아가고 충격 방지 가이드(20) 위에 놓여진 핵연료봉은 인출 테이블(100) 위에 안전하게 놓여지게 된다. 또한, 충격 방지 가이드(20)가 원래 위치인 인출 테이블(100) 하단 위치로 완전히 내려가게 되면 다음 공정인 핵연료봉 밀집 재배열 공정을 위하여 수평 이송 시스템의 핵연료봉 밀대(17,17')는 수평 이송 시스템 구동 전동기(16)의 구동으로 작동되는 수평 이송 시스템 구동 샤프트(18)에 의해 상기 구동 샤프트(18)를 따라 수평 슬라이딩하게 되면서 핵연료봉을 임시 저장랙(21)으로 수평 이송시키게 된다.In this way, after the withdrawal operation is completed in the state in which the impact prevention guide 20 supports the withdrawn nuclear fuel rod, the fuel rod held by the withdrawal head assembly 200 is released. 100) The nuclear fuel rod returned to its original position inside and placed on the anti-shock guide 20 is safely placed on the takeout table 100. In addition, when the impact prevention guide 20 is completely lowered to the lower position of the take-out table 100, which is the original position, the nuclear fuel rod push rods 17 and 17 'of the horizontal transfer system are horizontal for the next fuel rod rearrangement process. The horizontal rod is driven horizontally along the drive shaft 18 by the horizontal feed system drive shaft 18 operated by the drive of the transfer motor 16 to transfer the nuclear fuel rods horizontally to the temporary storage rack 21.
이상과 같이 한 개의 핵연료봉에 대한 인출 작업을 마친 후 다음 핵연료봉을 인출하기 위하여 상기와 같은 인출 공정을 반복하고 각 시스템의 작동을 위한 동력원으로는 전기적 신호에 의한 전동기를 사용하였는데 위치 제어를 용이하게 하고 오차를 줄이기 위하여 교류형 서보 전동(12,10,11)를 사용하였으며 각 장치 부분은 위치 특성을 향상시키기 위하여 볼 스크류(5,7,15)와 부시(도시하지 않음), 엘엠 가이드(LM guide)(4,8,9)를 사용하였다.As described above, after withdrawing the nuclear fuel rods, the above extraction process is repeated to withdraw the next nuclear fuel rods, and an electric signal motor is used as a power source for the operation of each system. AC servo motors (12, 10, 11) were used to reduce the error, and each device part has a ball screw (5, 7, 15), a bush (not shown), and an L guide ( LM guide) (4, 8, 9) was used.
또한, 고방사선 구역내에서 사용되는 장치들은 원격 취급 설비에 의한 유지 보수 문제가 가장 중요한 사안임을 감안하여 많은 유지보수를 요할 것으로 예상되는 장치들은 모듈식으로 제작하여 유지 및 보수가 용이하도록 설계하였고 각 전동기는 상단을 향하도록 고정시켜 장치 상부에서 접근할 수 밖에 없는 원격 유지 보수 설비에 의한 교환을 쉽게할 수 있는 것이다.In addition, the devices used in the high-radiation area are designed to be easy to maintain and repair because the devices that are expected to require a lot of maintenance are considered as the most important issue is the maintenance problem by the remote handling facility. The motors can be fixed to the top to facilitate replacement by remote maintenance equipment that can only be accessed from the top of the device.
이와 같은 본 발명은 핵연료봉 인출 헤드 어셈블리가 핵연료집합체로부터 핵연료봉을 인출하기 위해 인출 테이블의 상부에서 왕복 운동을 반복하므로 헤드 어셈블리 동작과의 간섭을 피하기 위하여 핵연료봉 인출 작업이 어느 정도 진행될때까지 충격 흡수장치를 인출 테이블 하단부에 위치시켜 대기하도록 하였고 또한 핵연료봉 수평 이송 장치인 핵연료봉 밀대를 핵연료봉 인출 테이블의 측면에 최대한 뒤로 후퇴하여 대기하도록하여 하나의 장치에 3가지 기능을 내장시켜 사용후핵연료 집합체로부터 핵연료봉을 인출하여 밀집하는 공정을 수행하는데 있어 차폐 작업 공간의 절약과 취약한 사용후핵연료봉에 대한 충격 및 봉단 파손 방지를 통해 안전성 제고 및 효율적인 작업 수행을 할 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.In the present invention, since the fuel rod extracting head assembly repeats the reciprocating motion at the upper portion of the ejection table to extract the fuel rods from the fuel assembly, the fuel rod extracting head is impacted until the fuel rod extracting operation is carried out to avoid interference with the head assembly operation. The absorber is placed at the bottom of the take-out table to wait and the nuclear fuel rod push rod, which is a horizontal rod of nuclear fuel rod, is retracted to the side of the fuel rod take-off table as much as possible to stand by. It is a very useful invention to improve the safety and efficient work by saving the shielding work space and preventing impact and damage to the fragile spent fuel rod in performing the process of drawing the nuclear fuel rod from the assembly.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070802 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |