KR100268658B1 - U3o8 powder recovery apparatus using uranium dioxide drilling scrap - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for recovering U3O8 powder using a ground residue of an uranium dioxide sintered body is provided to freely control features of U3O8 powder in a conversion process from a ground residue of an uranium dioxide sintered body into U3O8, easily maintain the resultant, and ensure high productivity owing to continuous production. CONSTITUTION: An inlet part(1) sucks a ground residue of an uranium dioxide sintered boy. A screw feeder(2) supplies the uranium dioxide sintered body sucked into the inlet part(1) to an oxidizing tube(3). A heating apparatus(4) heats the oxidizing tube(3) to a predetermined temperature. A drive unit(5) and a tilting unit(6) help the ground residue of uranium dioxide sintered body to be smoothly flowed. An air supplying unit(7) and an air discharging unit(7') supply and discharge air to and from the inside of the oxide tube(3). A powder discharging unit(8) discharges U3O8 powder converted in the oxidizing tube(3) to a powder storing container(9). A measuring unit(10) continuously measures weight of the U3O8 powder discharged to the powder storing container(9). Control units control the ground residue to be supplied to the inside of an oxide furnace.

Description

이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 팔산화삼우라늄 분말 회수장치Samurai pentoxide powder recovery system using grinding residues of sintered uranium dioxide

본 발명은 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치에 관한 것으로, 원전연료용 소결체 제조 공정중 부수적으로 발생되는 이산화우라늄 스크랩 특히, 소결된 펠렛을 연삭시키는 과정에서 발생되는 연삭찌꺼기를 원심분리기로 회수하여 건조하고, 산화로를 이용하여 U3O8분말로 회수한 후 분말준비공정에 재 사용하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a U 3 O 8 powder recovery apparatus using the grinding residue of the sintered uranium dioxide, the grinding residue generated during the grinding of the uranium dioxide scrap, in particular, sintered pellets generated during the sintered compact manufacturing process for nuclear fuel The present invention relates to a U 3 O 8 powder recovery apparatus using the grinding residue of a uranium dioxide sintered compact, which is recovered by a centrifuge, dried, and recovered as U 3 O 8 powder using an oxidation furnace.

일반적으로 원전연료용 소결체의 제조공정중에는 부수적으로 이산화우라늄 스크랩이 발생하게 되는데 이는 크게 3가지 유형으로 구분할 수 있다. 첫째, 펠렛압분기나 무심연삭기등에서 발생하는 분진, 둘째, 소결된 펠렛을 연삭시키는 과정에서 발생되는 연삭찌꺼기, 셋째, 압분공정 및 소결공정에서 발생하는 불량 소결체등으로 나뉘어 진다.In general, during the manufacturing process of the sintered compact for nuclear fuel, uranium dioxide scrap is incidentally generated, which can be classified into three types. First, it is divided into dust generated from pellet milling and grindingless grinding machine, second, grinding residue generated from grinding sintered pellet, and third, poor sintered body generated from compacting process and sintering process.

이들 이산화우라늄 스크랩의 회수과정을 보면, 분진의 경우는 습식분리기(Wet Separator)를 이용하여 회수하며, 연삭찌꺼기 및 불량 소결체는 분말회수공정으로 보내어져 U3O8분말로 회수된 후 분말준비공정에 재 사용된다. 이때 이산화우라늄 소결체의 연삭공정중 발생한 약 2%의 연삭찌꺼기를 U3O8분말로 회수하는 공정에 연삭찌꺼기용 산화로가 사용되게 된다.In the recovery process of these uranium dioxide scraps, dust is recovered using a wet separator, and the grinding residue and the bad sintered body are sent to a powder recovery process and recovered as a U 3 O 8 powder, followed by a powder preparation process. To be used again. In this case, an oxidation furnace for grinding residues is used in a process of recovering about 2% of the grinding residue generated during the grinding process of the sintered uranium dioxide into U 3 O 8 powder.

상기 이산화우라늄 소결체 연삭공정시 발생되는 연삭찌꺼기는 원심분리기에의해 회수되어 저장용기에 담겨진 후 건조로로 보내지고, 상기 건조로에서 약 300℃의 온도로 약 8시간 건조되며, 상기 건조된 연삭찌꺼기는 연삭찌꺼기용 산화로에 장입되어 U3O8분말로 제조된다. 제조된 U3O8분말은 이산화우라늄 분말과 혼합되어 기공이 형성됨과 동시에 소결체의 밀도가 조절된다. 특히 U3O8분말의 O/U비 및 비표면적(BET)등이 U3O8분말과 이산화우라늄 분말의 혼합시, 강도 등에 중요한 인자로 작용하기 때문에 이산화우라늄 분말과 혼합되는 U3O8분말의 양을 제어하는 것이 중요하다.The grinding residue generated during the uranium dioxide sintered body grinding process is recovered by a centrifugal separator and placed in a storage container, and then sent to a drying furnace, and dried in the drying furnace at a temperature of about 300 ° C. for about 8 hours, and the dried grinding residue is ground. It is charged to an oxidation furnace for debris to prepare a U 3 O 8 powder. The prepared U 3 O 8 powder is mixed with uranium dioxide powder to form pores and at the same time the density of the sintered compact is controlled. In particular, U 3 include O 8 powder O / U ratio and a specific surface area (BET) of the U 3 O 8 U 3 is mixed with uranium dioxide powder because it acts as an important factor like mixture upon the strength of the powder and uranium dioxide powder O 8 It is important to control the amount of powder.

본 발명의 목적은 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 U3O8분말로 변환시키는 과정에서 U3O8분말의 특성을 자유롭게 조절하고, 유지보수가 용이하며, 연속생산으로 높은 생산성을 구비한 장비를 구현 할 수 있는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is controlled freely the properties of U 3 O 8 powder in the process of changing the grinding scraps of uranium dioxide sintered body as U 3 O 8 powder, the maintenance is easy, and the device having a high productivity with continuous production It is to provide a U 3 O 8 powder recovery apparatus using the grinding residue of the sintered uranium dioxide can be implemented.

본 발명은 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 U3O8분말로 제조하는 장치에 있어서, 상기 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 흡입하여 산화로의 호퍼내로 장입시키는 흡입부 ; 상기 호퍼 하단부와 일측이 연결되도록 설치되어 호퍼내로 장입된 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 산화튜브 내부로 공급하는 스크류 피더 ; 상기 호퍼와 일측이 연결된 스크류 피더의 타측에 연결·설치되고, 스크류 피더에 의해 이송된 이산화우라늄의 연삭찌꺼기를 U3O8분말로 변환시키는 산화튜브; 상기산화튜브 주위에 설치되어 산화튜브를 가열하는 가열장치 ; 상기 산화튜브 하부에설치되어 산화튜브를 회전하고, 이산화우라늄 소결체 연삭찌꺼기의 반응속도 및 흐름을 원활하게 하는 드라이브 유니트 ; 상기 산화튜브 하부에 설치되어 산화튜브에 일정 각도의 경사각을 주는 틸팅 유니트 ; 상기 산화튜브와 연결되어 설치되고, 산화튜브내로 공기를 공급하는 공기 공급장치 및 산화튜브내로 유입된 공기를 외부로배출시키는 공기배출장치 ; 상기 스크류 피더와 일측이 연결된 산화튜브의 타측단에 연결·설치되고, 산화튜브내에서 변환된 U3O8분말을 분말저장용기로 배출하는 분말배출장치 ; 상기 분말저장용기 하단부에 설치되어 분말저장용기내로 배출된 U3O8분말의 무게를 연속적으로 자동 측정하는 계량장치 ; 상기 이산화우라늄 소결체 연삭찌꺼기의 흡입 및 호퍼의 진동시간과 주기, 에어펄싱(Air Pulsing) 시간 등을 조절하는 제어장치를 포함하여 구성된 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치를 제공함에 있다.The present invention provides an apparatus for producing grinding residues of sintered uranium dioxide into U 3 O 8 powder, comprising: a suction unit for sucking the grinding residues of the sintered uranium dioxide into a hopper of an oxidation furnace; A screw feeder installed to connect the lower side of the hopper to supply the grinding residue of the sintered uranium dioxide charged into the hopper into the oxide tube; An oxide tube connected to and installed at the other side of the screw feeder connected to one side of the hopper and converting the grinding residues of uranium dioxide transferred by the screw feeder into U 3 O 8 powder; A heater installed around the oxide tube to heat the oxide tube; A drive unit installed at the lower portion of the oxide tube to rotate the tube and smooth the reaction speed and flow of the uranium dioxide sintered compact; A tilting unit installed below the oxide tube to give an angle of inclination to the oxide tube; An air supply device connected to the oxide tube and installed to supply air into the oxide tube and an air discharge device to discharge air introduced into the oxide tube to the outside; A powder discharge device connected to and installed at the other end of the oxide tube to which one side of the screw feeder is connected and discharging the U 3 O 8 powder converted in the oxide tube to a powder storage container; A metering device which is installed at the lower end of the powder storage container and continuously measures the weight of the U 3 O 8 powder discharged into the powder storage container; It provides a U 3 O 8 powder recovery apparatus using the grinding residue of the uranium dioxide sintered compact comprising a control device for controlling the suction and hopper vibration time and cycle, air pulsing time, etc. Is in.

제1도는 연삭 찌꺼기용 산화로의 정면도/평면도/측면도.1 is a front view, a plan view, and a side view of an oxidation furnace for grinding waste.

제2도는 본 발명에 따른 구성을 보인 흡입부 및 진동장치의 정면도/평면도.Figure 2 is a front view / plan view of the suction unit and the vibration device showing a configuration according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 호퍼와 스크류 피더의 연결상태도.3 is a connection state of the hopper and the screw feeder according to the present invention.

제4도는 산화 튜브의 구성도.4 is a schematic diagram of an oxide tube.

제5도는 드라이브 유니트 정면도/평면도/측면도.5 is a front view / top view / side view of the drive unit.

제6도는 가열장치의 정면도/측면도.6 is a front view / side view of the heating device.

제7도는 분말배출장치 및 계량장치의 정면도/측면도.Figure 7 is a front view / side view of the powder discharge device and the metering device.

제8도는 틸팅유니트의 정면도/측면도.8 is a front view / side view of the tilting unit.

제9도는 공기공급장치의 평면도/측면도.9 is a plan view / side view of the air supply device.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

(1) : 흡입부 (2) : 스크류 피더(1): suction part (2): screw feeder

(3) : 산화튜브 (4) : 가열장치(3): tube oxide (4): heating device

(5) : 드라이브 유니트 (6) : 틸팅 유니트(5): Drive unit (6): Tilting unit

(7) : 공기공급장치 (7') : 공기배출장치(7): Air supply device (7 '): Air exhaust device

(8) : 분말배출장치 (9) : 분말저장용기(8): powder discharging device (9): powder storage container

(10) : 계량장치 (11) : 호퍼(10): Weighing device (11): Hopper

(12) : 진동장치 (13) : 레벨 센서(12) Vibrator 13 Level Sensor

(14) : 컨베잉 에어(Conveying Air) (31) : 메카니칼 실14: Conveying Air (31): Mechanical Seal

(32) : 플라이트(Flight) (41) : 열전대(32): Flight (41): Thermocouple

(33) : 기계식 노커(knocker)용 구조물(33): Structures for mechanical knockers

(51) : 모터 (52) : 수동회전장치(51): motor (52): manual rotary device

(71) : 금속필터 (81) : 플렉시블 벨로우즈(71) metal filter (81): flexible bellows

(82) : 차단밸브 (83) : 투시창(82): isolation valve (83): see-through window

도 1 은 연삭 찌꺼기용 산화로의 정면도/평면도/측면도를 도시한 것으로, 본발명은 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기 흡입부(1)와, 상기 흡입부(1)로 장입된 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 산화튜브(3)로 공급하는 스크류 피더(2)와, 상기 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 U3O8분말로 변환시키는 산화튜브(3)와, 상기 산화튜브(3)를 일정온도 이상으로 가열하는 가열장치(4)와, 상기 이산화우라늄 소결체 연삭찌꺼기의 흐름을 원활하게 하는 드라이브 유니트(5) 및 틸팅 유니트(6)와, 상기 산화튜브(3)내로 공기를 공급 또는 배출하는 공기공급장치(7) 및 배출장치(7')와, 상기 산화튜브(3)내에서 변환된 U3O8분말을 분말저장용기(9)로 배출하는 분말 배출장치(8)와, 상기 분말저장용기(9)로 배출된 U3O8분말의 무게를 연속적으로 측정하는 계량장치(10)와, 상기 산화로 내부로의 연삭찌꺼기 공급을 조절하는 제어장치들이 유기적으로 연결되어 일련의 작업이 연속적으로 이루어지도록 구성되어 있다.1 shows a front view, a plan view, and a side view of an oxidation furnace for grinding waste, the present invention provides a grinding waste suction part 1 of a uranium dioxide sintered body and a grinding of the uranium dioxide sintered body charged into the suction part 1 A screw feeder (2) for supplying the residue to the tube (3), an oxide tube (3) for converting the grinding residue of the uranium dioxide sintered compact into U 3 O 8 powder, and the oxide tube (3) above a certain temperature A heating device 4 for heating the furnace, a drive unit 5 and a tilting unit 6 for smoothing the flow of the uranium dioxide sintered compact waste, and an air supply for supplying or discharging air into the oxide tube 3 A device 7 and a discharge device 7 ', a powder discharge device 8 for discharging the U 3 O 8 powder converted in the oxide tube 3 to a powder storage container 9, and the powder storage container. Weighing apparatus for continuously measuring the weight of U 3 O 8 powder discharged to (9) (10) and the control devices for controlling the supply of the grinding residue into the oxidation furnace are configured to be connected in series to perform a series of operations.

도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 흡입부 및 진동장치의 정면도/평면도를 도시한 것으로, 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기 연삭공정중 발생한 연삭찌꺼기는 원심분리기에 의해 회수하여 저장용기에 저장한 다음, 저장용기를 건조로에서 약 300℃의 온도로 약 8시간 정도 건조한 후 연삭찌꺼기용 산화로로 이송되도록 되어 있다. 이와 같이 건조로에서 건조된 연삭찌꺼기는 부압의 컨베잉 에어(14)에 의해 흡입부(1)를 통해 산화로의 호퍼(11)내로 장입된다.Figure 2 shows a front view / plan view of the suction unit and the vibration device showing a configuration according to the present invention, the grinding residue generated during the grinding process of grinding uranium dioxide sintered body is recovered by a centrifuge and stored in a storage container In the drying furnace, the storage container is dried at a temperature of about 300 ° C for about 8 hours and then transferred to an oxidation furnace for grinding waste. The grinding dregs dried in the drying furnace are charged into the hopper 11 of the oxidation furnace through the suction part 1 by the conveying air 14 of negative pressure.

상기 호퍼(11) 일측에는 진동장치(12)가 설치되어 있으며, 상기 진동장치(12)는 PLC 프로그램에 의해 진동시간 및 주기가 조절되어 산화튜브(3)로의 연삭찌꺼기 공급을 원활하게 한다.One side of the hopper 11 is provided with a vibration device 12, the vibration device 12 is controlled by the PLC program the vibration time and period to smoothly supply the grinding residue to the oxide tube (3).

도 3 은 본 발명에 따른 호퍼와 스크류 피더의 연결상태도를 도시한 것으로, 스크류 피더(2)는 상기 호퍼(11)의 하부에 일측이 호퍼와 연결되게 설치되고, 호퍼(11)내로 공급된 연삭찌꺼기를 산화튜브(3) 내부로 공급한다.3 is a diagram illustrating a connection state of a hopper and a screw feeder according to the present invention, and the screw feeder 2 is installed at one side of the lower side of the hopper 11 so as to be connected to the hopper, and is supplied into the hopper 11. The residue is fed into the tube 3.

상기 스크류 피더(2)는 인코넬로 되어 있으며 O.5 마력 DC 기어 모터에 의해 작동되고, 스크류 피더(2)의 피치는 45mm로 형성되어 있다. 또한, 상기 스크류 피더(2)에 의해 산화튜브(3)내로 이송되는 연삭찌꺼기의 이송속도는 시간당 0.4∼45kg를 유지하도록 어큐레이터에 의해 회전속도를 자유롭게 조절한다.The screw feeder 2 is made of Inconel and is operated by a 0.5 horsepower DC gear motor, and the pitch of the screw feeder 2 is formed to be 45 mm. In addition, the feed rate of the grinding residue conveyed into the oxide tube 3 by the screw feeder 2 is freely adjusted by the accumulator so as to maintain 0.4 to 45 kg per hour.

도 4 는 산화 튜브의 구성도를 도시한 것으로, 상기 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기는 스크류 피더(2)에 의해 산화튜브(3) 내부로 장입되고, 산화튜브(3)내에서 연삭찌꺼기는 U3O8분말로 변환된다. 또한, 상기 산화튜브(3)의 입구 끝단에는분위기의 실링을 위해 재질이 STS 304인 메카니칼 실(31)을 설치하여 튜브의 열괭창을 보상하고, 타코메타(도시없음)를 설치하여 튜브의 회전수를 감지하도록 되어있다. 상기 산화튜브(3)의 재질은 원심 주조한 Incoloy 800이 사용되었으며, 내부직경은 120mm, 길이는 1780mm이다.4 is a block diagram of an oxide tube, in which the grinding residue of the uranium dioxide sintered compact is charged into the oxide tube 3 by a screw feeder 2, and the grinding residue in the oxide tube 3 is U 3. Is converted to O 8 powder. In addition, at the inlet end of the oxide tube 3, a mechanical seal 31 having a material of STS 304 is installed to seal the atmosphere, thereby compensating for thermal swelling of the tube, and installing a tachometer (not shown) to rotate the tube. It is supposed to detect. The material of the oxide tube (3) was used Incoloy 800 centrifugally cast, the inner diameter is 120mm, the length is 1780mm.

또한, 상기 산화튜브 입구 끝단에는 장입된 연삭찌꺼기가 역류되는 것을 방지하기 위하여 역류방지용 댐(도시없음)이 설치되고, 튜브 내부에는 물질이 적절하게 혼합되도록, 또한 튜브내에서 물질의 체류시간을 조절할 수 있도록 4 개의 플라이트(32)가 서로 대칭적으로 튜브내에 설치되며, 튜브 내부의 물질 흡착을 방지하기 위해 튜브 내부가 미세하게 연마됨과 동시에, 튜브 외부에 분말이 튜브에 달라붙는 것을 방지하는 기계식 노커용 구조물(33)이 설치되어 있다.In addition, a reverse flow prevention dam (not shown) is installed at the inlet end of the oxide tube to prevent backflow of the charged ground dregs, and the inside of the tube is properly mixed so that the material is properly mixed and the residence time of the material is controlled in the tube. Four flight 32 are installed in the tube symmetrically with each other so that the mechanical knocker prevents the powder from adhering to the tube while the inside of the tube is finely ground to prevent the adsorption of substances inside the tube. The structure 33 is provided.

즉, 상기 산화튜브가 회전함에 따라 산화튜브의 외부에 설치된 기계식 노커용 구조물(33)에 의해 노커(도시없음)가 자유낙하하여 튜브 외부에 분말이 달라붙는 것을 방지하도록 되어 있다.That is, as the oxide tube rotates, the knocker (not shown) is freely dropped by the mechanical knocker structure 33 installed on the outside of the oxide tube, thereby preventing the powder from adhering to the outside of the tube.

도 6 은 가열장치의 정면도/측면도를 도시한 것으로, 상기 산화튜브(3)내로 장입된 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기는 가열장치(4)에 의해 약 500℃의 온도로 가열되어 열적충격을 받아 쉽게 깨지게 된다.6 shows a front view / side view of a heating device, in which grinding residues of the uranium dioxide sintered body charged into the tube 3 are heated to a temperature of about 500 ° C. by the heating device 4 and subjected to thermal shock. It is easily broken.

상기 산화튜브(3)의 가열에 사용되는 열선은 크롬, 철, 알루미늄합금 저항선으로 최대 가열온도는 1,000℃로 설계되어 있으며, 가열부위는 3개의 구역으로 나누어 각 구역마다 2 유니트씩 총 6 유니트의 저항선이 설치되어 있다. 또한, 상기각 구역 상부에는 "K" 타입의 열전대(41)가 설치되어 있어 각 구역의 온도측정 및 제어에 사용되도록 되어 있다.The heating wire used for heating the oxide tube 3 is a chromium, iron and aluminum alloy resistance wire, and the maximum heating temperature is designed to be 1,000 ° C., and the heating part is divided into three zones, and two units in each zone have a total of six units. Resistance wires are installed. In addition, a "K" type thermocouple 41 is installed above each zone to be used for temperature measurement and control of each zone.

도 5 는 드라이브 유니트 정면도/평면도/측면도를 도시한 것으로, 드라이브유니트(5)는 물질의 이송속도 조절, 물질의 튜브 내부 체류시간 조절, 물질간의 혼합 및 공기와의 원활한 반응을 위하여 산화튜브(3)를 회전시켜 주는 장치로서, 0.5마력 AC 기어 모터(51)에 의해 구동된다. 최대 회전속도는 10RPM으로 설계되어 있으며, 튜브의 회전속도를 감지하게 위해 튜브 입구 끝단에 타코메타(도시없음)가 설치되어 있다.FIG. 5 shows a front view / top view / side view of the drive unit, wherein the drive unit 5 is used for controlling the transfer speed of the material, adjusting the residence time of the material in the tube, mixing the materials, and smoothly reacting with the air. A device for rotating 3) is driven by a 0.5 horsepower AC gear motor 51. The maximum rotation speed is 10RPM, and a tachometer (not shown) is installed at the end of the tube inlet to detect the rotational speed of the tube.

또한, 산화로가 높은온도 상태에서 전기공급이 중단되거나 장치가 고장났을경우, 산화튜브(3)의 휨발생을 방지하기 위하여 산화로 측면부위에 수동으로 튜브를 회전시켜 줄 수 있는 수동 회전 장치(52)가 설치되어 있다.In addition, in the case where the electricity supply is interrupted or the device is broken in a state where the oxidation furnace is at a high temperature, a manual rotating device capable of manually rotating the tube on the side of the oxidation furnace in order to prevent bending of the oxide tube 3 ( 52) is installed.

도 8 은 틸팅유니트의 정면도/측면도를 도시한 것으로, 상기 틸팅유니트(6)는 산화튜브(3)의 경사각을 조절하는 것으로, 산화튜브(3)의 경사각도를 0°∼ 6°범위내로 조절하여 U3O8분말로 생산속도와 그에 따른 O/U비 및 표면적(BET)등을 조절한다.8 shows a front view / side view of the tilting unit, wherein the tilting unit 6 adjusts the inclination angle of the oxide tube 3, and the tilt angle of the oxide tube 3 is in the range of 0 ° to 6 °. By adjusting the U 3 O 8 powder to control the production rate, the O / U ratio and the surface area (BET) accordingly.

이때 상기 경사각이 높을수록 생산속도는 증가하지만 0/U비나 표면적등이 표준치를 벗어나게 되며, 너무 낮을 경우는 생산성이 감소하기 때문에 적절한 경사를 주는 것이 중요하다.At this time, the higher the inclination angle increases the production speed, but the 0 / U ratio or surface area is beyond the standard value, if it is too low, it is important to give an appropriate inclination because the productivity is reduced.

도 9 는 공기공급장치의 평면도/측면도를 도시한 것으로, 상기 공기공급장치(7)는 산화튜브(3) 내부로 장입된 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 U3O8분말로 만들어 주기 위해 산화튜브(3)내로 산소를 공급하여 다음과 같이 산화반응을 시켜준다.FIG. 9 shows a plan view / side view of an air supply device, in which the air supply device 7 is used to make a grinding residue of a uranium dioxide sintered body charged into the tube 3 into a U 3 O 8 powder. (3) Oxygen is supplied and oxidized as follows.

3UO2+ O2→ U3O8 3UO 2 + O 2 → U 3 O 8

공기공급장치(7)내에는 기공이 20㎛의 STS 313L으로 제조된 소결 금속필터(71)가 부착되어 있으며, 대기중의 산소는 상기 소결 금속필터(71)를 거쳐 산화튜브(3) 내부로 흡입되게 된다. 공기 배출장치(7')는 산화로 튜브내부로 공급된 공기를 튜브 외부로 배출시키는 역할을 하게 된다.In the air supply device 7, a sintered metal filter 71 made of STS 313L having a pore size of 20 μm is attached, and oxygen in the air passes through the sintered metal filter 71 to the inside of the oxide tube 3. Inhalation will occur. The air discharge device 7 'serves to discharge the air supplied into the tube by the oxidation to the outside of the tube.

도 7 은 분말배출장치 및 계량장치의 정면도/측면도를 도시한 것으로, 상기산화튜브 내부에서 변환된 U3O8분말은 분말배출장치(8)를 통해서 분말저장용기(9)로 배출되게 된다.7 is a front view / side view of the powder discharging device and the metering device, wherein the U 3 O 8 powder converted inside the oxide tube is discharged to the powder storage container 9 through the powder discharging device 8. .

상기 분말배출장치(8)는 분말을 저장할 수 있는 용기와 체결이 용이하도록 플렉시블 벨로우즈(81)가 설치되어 있으며, 일측에 용기 교환시 분말의 배출을 차단 하는 차단밸브(82)가 장착되어 있다. 또한 산화 튜브 내부의 상태를 확인할 수있도록 산화로 끝단에 강화 유리로 된 투시창(83)이 설치되어 있다.The powder discharge device (8) is provided with a flexible bellows (81) to facilitate the fastening and the container for storing the powder, the one side is equipped with a shut-off valve 82 to block the discharge of the powder when the container is replaced. In addition, a sight glass 83 made of tempered glass is installed at the end of the oxidation furnace so as to check the state inside the oxidation tube.

상기 계량장치(10)는 분말저장용기(9)내에 저장된 분말의 무게를 연속적으로 측정하는 것으로, 생산된 U3O8분말의 무게를 연속적으로 자동 측정할 수 있도록 분말저장용기(9) 하부에 설치되어 있으며, 40ℓ의 분말저장용기에 60kg의 U3O8분말이연속적으로 장입되게 된다. 또한, U3O8분말이 6Okg을 초과하게 되면 경보가 울리어 용기 교체시기를 알려주도록 되어 있다.The metering device 10 is to continuously measure the weight of the powder stored in the powder storage container 9, under the powder storage container (9) to continuously measure the weight of the produced U 3 O 8 powder continuously It is installed, and 60 kg of U 3 O 8 powder is continuously loaded into a 40 L powder storage container. In addition, if the U 3 O 8 powder exceeds 60kg, an alarm will indicate when to change the container.

상기 제어장치는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기가 흡입부에 의해 호퍼(11)내부로 장입될 때, 스크류 피더(2)에 의한 산화로 내부로의 연삭찌꺼기 공급을 자동적으로 중단함과 동시에 컨베잉 에어를 작동하여 스크랩 박스에 있는 연삭찌꺼기를 흡입하도록 되어 있다.The control device automatically stops the supply of grinding waste to the oxidation furnace by the screw feeder 2 when the grinding waste of the uranium dioxide sintered body is charged into the hopper 11 by the suction part and simultaneously conveys the air. It is designed to suck the grinding debris from the scrap box.

또한 상기 호퍼(11)의 하단 상/하부에 레벨 센서(13)를 부착하여 연삭찌꺼기의 호퍼내 양을 감지하고, 상·하부의 양이 센서로부터 벗어날 경우 경보음이 울리도록 되어 있다.In addition, the level sensor 13 is attached to the upper and lower ends of the hopper 11 to detect the amount of grinding residue in the hopper, and when the upper and lower amounts are out of the sensor, an alarm sounds.

또한 상기 호퍼(11)로부터 스크류 피더(2)의 공급을 원활히 할 수 있도록 호퍼(11) 측면에 설치된 진동장치(12)를 PLC 프로그램에 의해 진동시간 및 주기를 조절하고, 산화로 내부에서 발생되는 분진을 흡입하는 분진흡입부의 내부에 설치된 금속필터에 달라붙어 있는 분진을 주기적인 에어 펄싱(Air Pulsing)을 주어 제거한다.In addition, the vibration device 12 installed on the side of the hopper 11 so as to facilitate the supply of the screw feeder 2 from the hopper 11 by adjusting the vibration time and period by the PLC program, and is generated inside the oxidation furnace The dust adhering to the metal filter installed inside the dust suction part that sucks in dust is removed by giving periodic air pulsing.

이와 같이 본 발명은 산화튜브의 경사각 및 회전속도를 자유로이 조절할 수있어 O/U 비 및 비표면적등 U3O8분말의 특성 조절이 가능하고, 유지보수가 용이하며, 연속 생산으로 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 메카니칼 실 및 유라늄 분진제거장치를 설치하여 튜브 내부의 실링 효과를 좋게하고, 우라늄 분진에 의한 공기중 오염농도 증가를 방지하는 등 많은 효과가 있다.As such, the present invention can freely adjust the inclination angle and the rotational speed of the oxide tube to control the characteristics of the U 3 O 8 powder, such as O / U ratio and specific surface area, easy to maintain, improve productivity by continuous production Can be. In addition, by installing a mechanical seal and uranium dust removal device to improve the sealing effect inside the tube, there is a lot of effects such as to prevent the increase in the air pollution concentration by uranium dust.

Claims (11)

이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 분말로 제조하는 장치에 있어서, 상기 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 흡입하여 산화로의 호퍼내로 장입시키는 흡입부 ; 상기 호퍼 하단부와 일측이 연결되도록 설치되어 호퍼내로 장입된 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 산화튜브 내부로 공급하는 스크류 피더 ; 상기 호퍼와 일측이 연결된 스크류 피더의 타측에 연결·설치되고, 스크류피더에 의해 이송된 이산화우라늄의 연삭찌꺼기를 U3O8분말로 변환시키는 산화튜브 ; 상기 산화튜브 주위에 설치되어 산화튜브를 가열하는 가열장치 ; 상기 산화튜브 하부에 설치되어 산화튜브를 회전하고, 이산화우라늄 소결체 연삭찌꺼기의 반응속도 및 흐름을 원활하게 하는 드라이브 유니트 ; 상기 산화튜브 하부에 설치되어 산화튜브에 일정 각도의 경사각을 주는 틸팅유니트 ; 상기 산화튜브와 연결되어 설치되고, 산화튜브내로 공기를 공급하는 공기 공급장치 및 산화튜브내로 유입된 공기를 외부로 배출시키는 공기배출장치 ; 상기 스크류 피더와 일측이 연결된 산화튜브의 타측단에 연결·설치되고, 산화튜브내에서 변환된 U3O8분말을 분말저장용기로 배출하는 분말배출장치 ; 상기 분말저장용기 하단부에 설치되어 분말저장용기내로 배출된 U3O8분말의 무게를 연속적으로 자동 측정하는 계량장치 ; 상기 이산화우라늄 소결체 연삭찌꺼기의 흡입 및 호퍼의 진동시간과 주기, 에어펄싱(Air Pulsing) 시간 등을 조절하는 제어장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.An apparatus for producing grinding grounds of a uranium dioxide sintered compact, comprising: a suction unit for sucking the grinding residues of the uranium dioxide sintered compact into a hopper of an oxidation furnace; A screw feeder installed to connect the lower side of the hopper to supply the grinding residue of the sintered uranium dioxide charged into the hopper into the oxide tube; An oxide tube connected to and installed at the other side of the screw feeder connected to one side of the hopper and converting the grinding waste of uranium dioxide transferred by the screw feeder into U 3 O 8 powder; A heating device installed around the tube to heat the tube; A drive unit installed under the oxide tube to rotate the tube and smooth the reaction speed and flow of the uranium dioxide sintered compact; A tilting unit installed below the oxide tube to give an angle of inclination to the oxide tube; An air supply device connected to the oxide tube and configured to supply air into the oxide tube and an air discharge device to discharge the air introduced into the oxide tube to the outside; A powder discharge device connected to and installed at the other end of the oxide tube to which one side of the screw feeder is connected and discharging the U 3 O 8 powder converted in the oxide tube to a powder storage container; A metering device which is installed at the lower end of the powder storage container and continuously measures the weight of the U 3 O 8 powder discharged into the powder storage container; U 3 O 8 powder using the grinding residue of the uranium dioxide sintered compact, characterized in that it comprises a control device for adjusting the suction and hopper vibration time and cycle, air pulsing time, etc. Recovery device. 제1항에 있어서, 상기 흡입부는 건조된 연삭찌꺼기를 컨베잉 에어(Conveying Air)에 의해 흡입하여 호퍼내로 장입시키는 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.The apparatus for recovering U 3 O 8 powder using the grinding dreg of sintered uranium dioxide according to claim 1, wherein the suction unit sucks the dried grind dregs into the hopper by conveying air. 제1항에 있어서, 상기 스크류 피더는 호퍼로 공급된 연삭찌꺼기를 시간당 0.4∼45kg 속도로 산화튜브 내부로 공급하는 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.According to claim 1, The screw feeder U 3 O 8 powder recovery apparatus using the grinding ground of the uranium dioxide sintered compact, characterized in that for supplying the grinding ground fed into the hopper at a speed of 0.4 ~ 45kg per hour. 제1항에 있어서, 상기 산화튜브는 내부에 다수개의 플라이트(Flight)가 서로 대칭되도록 설치되고, 튜브 외부에 분말이 튜브에 달라붙는 것을 방지하는 기계식 노커(Knocker)용 구조물이 설치되며, 입구 끝단부에 분위기 실링을 위한 메카니칼 실과 내부로 장입된 이산화우라늄 소결체 연삭찌꺼기의 역류를 방지하는 역류방지 댐 및 튜브의 회전속도를 감지하는 타코메타가 더 설치된 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.According to claim 1, The oxide tube is a plurality of flights (Flight) is installed inside the symmetrical, the mechanical knocker (knocker) structure for preventing the powder from adhering to the tube is installed, the inlet end U using the grinding residue of the uranium dioxide sintered body, characterized in that the mechanical seal for sealing the atmosphere and the reverse flow prevention dam to prevent the reverse flow of the uranium dioxide sintered grinding ground charged into the inside, and tacometa to detect the rotational speed of the tube is further installed. 3 O 8 powder recovery unit. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 산화튜브는 틸팅 유니트에 의해 0。∼ 6° 의 경사각을 구비하는 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.5. The apparatus for recovering U 3 O 8 powder using the grinding dreg of sintered uranium dioxide according to claim 1 or 4, wherein the tube has an inclination angle of 0 ° to 6 ° by a tilting unit. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 산화튜브는 드라이브 유니트에 의해 최대 1ORPM으로 회전되는 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.5. The apparatus for recovering U 3 O 8 powder using the grinding dreg of sintered uranium dioxide according to claim 1 or 4, wherein the tube is rotated at a maximum of 1 ORPM by a drive unit. 제1항에 있어서, 상기 드라이브 유니트는 정전 및 이상 발생시 산화튜브의 휨방지를 위해 수동으로 회전 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.The method of claim 1, wherein the drive unit is U 3 O 8 powder recovery system for the grinding scraps of sintered uranium dioxide, characterized in that to be manually rotated to the electrostatic deflection and preventing any error of the oxidation tube. 제1항에 있어서, 상기 가열장치는 산화튜브 외부에 크롬, 철, 알루미늄, 합금 저항선으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.The apparatus for recovering U 3 O 8 powder using grinding dregs of a sintered uranium dioxide according to claim 1, wherein the heating device is installed outside the oxidizing tube with chromium, iron, aluminum, or alloy resistance wire. 제1항이 있어서, 상기 공기 공급장치는 기공이 20㎛인 소결 금속필터가 더 설치된 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.The apparatus for recovering U 3 O 8 powder using grinding dregs of sintered uranium dioxide according to claim 1, wherein the air supply device further comprises a sintered metal filter having a pore size of 20 µm. 제1항에 있어서, 상기 분말배출장치는 산화튜브내부의 상태를 확인할 수 있는 투시창이 산화로 끝단에 설치되고, 일측에 분말저장용기와 체결되는 플렉시블 벨로우즈 및 분말의 배출을 방지하는 차단밸브가 더 설치된 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.According to claim 1, wherein the powder discharge device is provided with a see-through window for checking the state of the inside of the oxidation tube at the end of the oxidation furnace, the one side is a flexible bellows and the shut-off valve to prevent the discharge of powder is fastened to the powder storage container. U 3 O 8 powder recovery apparatus using the grinding residue of the uranium dioxide sintered compact, characterized in that installed. 제1항에 있어서, 상기 계량장치는 산화로부터 제조되어 분말저장용기내로 배출된 U3O8분말이 일정량을 초과할 경우 자동으로 경고음이 울리도록 구성된 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 소결체의 연삭찌꺼기를 이용한 U3O8분말 회수장치.The method of claim 1, wherein the metering device is made from oxide powder storing the U 3 O 8 powder discharged into the container exceeds a predetermined amount automatically beeps using a grinding scraps of uranium dioxide sintered body, characterized in that configured to ring U 3 O 8 powder recovery unit.
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