KR100294167B1 - Apparatus for remote slitting of spent nuclear fuel rods - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용후핵연료봉( spent nuclear fuel rod ) 원격절단장치에 관한 것으로, 그 목적은 사용후핵연료봉의 피복관과 사용후핵연료를 용이하게 분리하고, 고방사성 물질을 취급하는 핫셀과 같은 제한된 공간내에서 매스터/슬레이브 메니퓰레이터에 의해 원격 조작이 가능하도록 모듈화된 사용후핵연료봉 원격절단장치를 제공하는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spent nuclear fuel rod remote cutting device, the purpose of which is to easily separate the spent fuel rod cladding and spent fuel, and to limit the space within a limited space, such as a hot cell, to handle high radioactive material. To provide a modular fuel rod remote cutting device for remote operation by a master / slave manipulator.

본 발명은 핫셀내에 설치되어 매스터/슬레이브 메니퓰레이터에 의해 사용후핵연료봉을 길이 방향으로 절단하는 원격절단장치에 있어서; 베어링 하우징 상부 일측에 설치되고, 사용후핵연료봉이 주입되는 깔대기 형상의 사용후핵연료봉 주입부와, 상기 사용후핵연료봉 주입부 하부에 위치하도록 설치되고, 중간부에 원주방향으로 일정깊이를 구비하는 가이드가 형성된 널링 로울러부와, 상기 널링 로울러부 하부에 위치하도록 설치되어 사용후핵연료봉을 길이방향으로 절단하는 절단부와, 상기 널링 로울러부 및 절단부와 연결되도록 설치되는 동력부와, 상기 동력부 및 베어링 하우징이 상부에 설치되고, 절단부에 의해 분리된 사용후핵연료봉의 피복관과 사용후핵연료가 수집되는 수집부와, 상기 동력부를 수집부에 고정하는 고정부를 포함하여 구성되어 매스터/슬레이브 메니퓰레이터에 의해 원격 조작되는 사용후핵연료봉 원격절단장치를 제공함에 있다.The present invention relates to a remote cutting device installed in a hot cell for cutting a spent fuel rod in a longitudinal direction by a master / slave manipulator; It is installed on the upper side of the bearing housing, the spent fuel rod injection portion of the funnel shape in which the spent fuel rod is injected, and is installed to be located below the spent fuel rod injection portion, and has a predetermined depth in the circumferential direction in the middle portion. A knurled roller portion having a guide formed therein, a cut portion installed at a lower portion of the knurled roller portion to cut a spent fuel rod in a longitudinal direction, a power portion installed to be connected to the knurled roller portion and the cut portion, the power portion and A master / slave manipulator comprising a bearing housing installed at an upper part and including a cover tube of spent fuel rods separated by a cutting part, a collecting part for collecting spent fuel, and a fixing part for fixing the power part to the collecting part. To provide a spent fuel rod remote cutting device remotely operated by.

Description

사용후핵연료봉 원격절단장치{Apparatus for remote slitting of spent nuclear fuel rods}Apparatus for remote slitting of spent nuclear fuel rods}

본 발명은 사용후핵연료봉 원격절단장치에 관한 것으로, 경·중수로 연계핵연료주기( DUPIC : Direct Use of PWR spent fuel In CANDU )핵연료봉 제조에 필요한 사용후핵연료를 얻기 위하여 고방사성 물질을 취급하는 핫셀내에서 매스터/슬레이브 메니퓰레이터에 의한 원격 조작에 의해 연소된 경수로 사용후핵연료봉을 핵연료봉의 피복관과 사용후핵연료로 분리하는 사용후핵연료봉 원격절단장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spent fuel rod remote cutting device, a hot cell for treating a high radioactive material in order to obtain a spent fuel required for fuel rod manufacturing (DUPIC: Direct Use of PWR spent fuel In CANDU) The present invention relates to a spent fuel rod remote cutting device that separates spent fuel rods burned by remote operation by a master / slave manipulator into a sheath of spent fuel rods and spent fuel.

DUPIC핵연료의 원료로 사용되는 연소된 경수로 사용후핵연료는 고방사성 물질로서 특수한 차폐시설물에 저장되어 있으며, 작업자가 직접 다루기 불가능하기 때문에 작업자의 방사선 피폭의 위험성과 작업의 안전성을 고려하여 취급되어야 한다. 따라서 DUPIC핵연료의 제조 작업은 경수로 사용후핵연료를 취급해야 하므로 완전히 차폐된 특수 시설물인 핫셀에서 원격조작이 가능한 장치와 메니퓰레이터 및 취급공구를 사용하여 원격으로 이루어진다. 핫셀에서 경수로 사용후핵연료봉을 일정한 길이로 절단한 다음, 사용후핵연료봉의 피복관과 핵연료를 분리하여, 분리된 사용후핵연료를 분말화하여, 분말을 미분쇄 및 혼합 처리하는 등 여러 가지 공정을 거친후 DUPIC핵연료로 재사용한다.Combusted light-water reactor spent fuel used as raw material for DUPIC fuel is a highly radioactive material and is stored in special shielding facilities. Since it cannot be handled directly by the operator, it should be handled in consideration of the risk of worker's radiation exposure and safety of work. As a result, the manufacture of DUPIC fuels must be handled remotely using remote control devices, manipulators, and handling tools in hot cells, specially shielded specialty facilities, as they must handle spent fuel in light water. After cutting the spent fuel rods into a fixed length from the hot cell with light water, and then separating the spent fuel rod cladding and the fuel, the separated spent fuel is powdered, and the powder is pulverized and mixed. Then reused as DUPIC fuel.

종래에는 사용후핵연료분말을 획득하기 위한 첫 단계로 Zircloy-4 재질로 제조된 경수로 사용후핵연료봉의 피복관과 사용후핵연료를 분리하고자 할 경우, 화학적 용해제를 사용하여 피복관을 용해하여 사용후핵연료를 분리하거나, 사용후핵연료봉을 가로방향으로 짧게 절단한 후 질산용액에 용해하여 질산용액과 피복관을 분리하거나, 레이저를 이용하여 사용후 핵연료봉에 구멍을 형성한 후 피복관내에 있는 사용후핵연료를 털어내거나, 다이와 피스톤을 이용, 압착에 의해 피복관과 사용후핵연료를 분리하거나, 피복관 치수를 사용후핵연료에 대해 반경방향으로 확장하여 강제적인 힘에 의해 피복관과 사용후핵연료를 분리하였다.Conventionally, in order to separate the spent fuel rod cladding tube and the spent fuel rod made of Zircloy-4 material as the first step to obtain the spent fuel powder, the spent fuel is separated by dissolving the cladding tube using a chemical solvent. Alternatively, the spent fuel rods are shortly cut in the horizontal direction, dissolved in nitric acid solution to separate the nitric acid solution from the coated tube, or a hole is formed in the spent fuel rod using a laser to shake off the spent fuel in the coated tube. Using a die and a piston, the cladding and spent fuel were separated by compression, or the cladding dimensions were extended radially with respect to the spent fuel and the cladding and spent fuel were separated by a forced force.

그러나, 상기 사용후핵연료봉의 피복관과 사용후핵연료의 분리작업은 제한된 공간인 핫셀내에서 원격조작에 의해 행해지는 작업이므로, 화학적인 방법은 공정 효율을 감소시키며, 기계적 및 화학적 결합방법은 오염을 가중시킨다. 또한, 압착 또는 확장과 같은 기계적인 방법은 큰 힘을 이용하기 위하여 유압장치를 사용하기 때문에 핫셀내에 설치하기 어렵고 오일의 누수 등으로 인하여 유지가 곤란하다. 또한, 레이저를 이용할 경우, 레이저 설치공간이 별도 필요하며, 고가의 설치비로 인하여 경제적 부담이 가중되고, 레이저로 사용후핵연료봉에 많은 구멍을 형성해야 하므로 많은 작업시간이 소요되고, 그로인해 작업능률이 저하되었다.However, since the separation of the spent fuel rod cladding and the spent fuel is performed by remote operation in a limited space of a hot cell, the chemical method reduces the process efficiency, and the mechanical and chemical bonding methods increase the contamination. Let's do it. In addition, mechanical methods such as crimping or expanding are difficult to install in a hot cell because they use a hydraulic device to utilize a large force, and are difficult to maintain due to leakage of oil. In addition, when using a laser, a laser installation space is required separately, and the economic burden is increased due to the expensive installation cost, and a lot of working time is required because a lot of holes are formed in the spent fuel rod by the laser, thereby resulting in efficient work. This was degraded.

또한, 상기 사용후핵연료봉의 피복관과 사용후핵연료의 분리에 사용되는 기계장치의 모든 구조물 및 부품이 볼트와 너트에 의해 일체형으로 체결되어 있어 핫셀 내에서 메니퓰레이터 또는 취급공구에 의한 원격 조작이 어렵고, 운전중 기계장치에 이상이 발생될 시, 작업자가 특수한 장비를 입고 핫셀 내로 직접 들어가 제한된 시간 내에 수리 및 부품을 교체하여야 하나, 사용후핵연료의 본질적인 고방사능 때문에 작업자의 안전을 보장 할 수 없으므로 핫셀내에서 기계장치의 유지 및 보수 작업은 거의 불가능하게 되는 등 여러 가지 문제점이 있었다.In addition, all the structures and parts of the cladding pipe of the spent fuel rod and the machinery used to separate the spent fuel are integrally fastened by bolts and nuts, which makes remote operation by a manipulator or a handling tool difficult in a hot cell. In case of abnormality in the machinery during operation, the operator must wear special equipment and enter the hot cell directly to repair and replace the parts within a limited time, but the safety of the operator cannot be guaranteed due to the inherent high radioactivity of the spent fuel. There have been a number of problems, such as the maintenance and repair of machinery within the machine becomes almost impossible.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 사용후핵연료봉의 피복관과 사용후핵연료를 용이하게 분리하고, 고방사성 물질을 취급하는 핫셀과 같은 제한된 공간내에서 매스터/슬레이브 메니퓰레이터에 의해 원격 조작이 가능하도록 모듈화된 사용후핵연료봉 원격절단장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to easily separate the spent fuel rod cladding tube and the spent fuel, and the master / slave manipulator in a limited space such as a hot cell that handles high radioactive material. The present invention provides a modular fuel rod remote cutting device for remote operation.

본 발명은 베어링 하우징 상부 일측에 설치되고, 사용후핵연료봉이 주입되는 깔대기 형상의 사용후핵연료봉 주입부와, 상기 사용후핵연료봉 주입부 하부에 위치하도록 설치되고, 중간부에 원주방향으로 일정깊이를 구비하는 가이드가 형성된 널링 로울러부와, 상기 널링 로울러부 하부에 위치하도록 설치되어 사용후핵연료봉을 길이방향으로 절단하는 절단부와, 상기 널링 로울러부 및 절단부와 연결되도록 설치되는 동력부와, 상기 동력부 및 베어링 하우징이 상부에 설치되고, 절단부에 의해 분리된 사용후핵연료봉의 피복관과 사용후핵연료가 수집되는 수집부와, 상기 동력부를 수집부에 고정하는 고정부를 포함하여 구성되어 매스터/슬레이브 메니퓰레이터에 의해 원격 조작되는 사용후핵연료봉 원격절단장치를 제공함에 있다.The present invention is installed on the upper side of the bearing housing, the spent fuel rod injection portion of the funnel shape in which the spent fuel rod is injected, and is installed to be located below the spent fuel rod injection portion, the middle portion at a constant depth in the circumferential direction A knurled roller portion having a guide having a guide portion, a cut portion installed to be positioned below the knurled roller portion to cut a spent fuel rod in a longitudinal direction, and a power portion installed to be connected to the knurled roller portion and the cut portion; Master / slave is provided with a power unit and a bearing housing installed on the upper part, including a cover tube of spent fuel rods separated by a cutting unit, a collecting unit for collecting spent fuel, and a fixing unit for fixing the power unit to the collecting unit. The present invention provides a spent fuel rod remote cutting device remotely operated by a manipulator.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 정면예시도1 is a front view showing the configuration according to the present invention

도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 측면예시도Figure 2 is a side view showing a configuration according to the present invention

도 3 은 도 2 의 A-A 선 단면예시도3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4 는 본 발명에 따른 구성을 보인 커터 설치예시도Figure 4 is an exemplary installation example of a cutter showing a configuration according to the present invention

도 5 는 본 발명에 따른 구성을 보인 슬라이드 저면예시도Figure 5 is an exemplary slide bottom view showing a configuration according to the present invention

도 6 은 본 발명에 따른 구성을 보인 고정가이드 평면예시도Figure 6 is a plan view of a fixed guide showing a configuration according to the present invention

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

(1) : 사용후 핵연료 (2) : 핵연료 주입부(1): spent nuclear fuel (2): nuclear fuel injection

(3) : 널링 로울러부 (4) : 절단부(3): Knurled Roller Section (4): Cutting Section

(5) : 동력부 (6) : 수집부(5): power unit (6): collector

(7) : 고정부 (8) : 베어링 하우징(7): fixing part (8): bearing housing

(21) : 주입부 입구 (22) : 주입부 출구21: injection part inlet 22: injection part outlet

(31) : 구동로울러 (32) : 피동로울러(31): drive roller (32): driven roller

(33) : 동력전달축 (34) : 가이드(33): power transmission shaft (34): guide

(41) : 구동 절단로울러 (42) : 피동 절단로울러(41): driven cutting roller (42): driven cutting roller

(43) : 커터 (44) : 스퍼어 기어43: cutter 44: spur gear

(45) : 체인 (46) : 절단로울러 캡(45): Chain (46): Cutting Roller Cap

(51) : 회전축 (61) : 수집부 하우징(51): rotary shaft 61: collector housing

(62) : 개폐식 도어 (63) : 수집함(62): retractable door 63: collection box

(64) : 손잡이 (65) : 잠금장치(64): Handle (65): Lock

(66) : 모집부 (71) : 슬라이드66: Recruitment 71: Slide

(72) : 고정가이드 (73) : 체결봉(72): Fixed guide (73): Fastening bar

(711): 제 1 삽입부 (712): 제 2 삽입부711: first inserting portion 712: second inserting portion

(713): 제 3 삽입부 (714): 베어링713: third insertion portion 714: bearing

(715): 가이드관 (716): 홀(715): Guide Hall (716): Hall

(717): 체결홀 (721): 제 1 지지부717: fastening hole 721: first support portion

(722): 제 2 지지부 (723): 제 1 보호대722: second support 723: first guard

(724): 제 2 보호대 (725): 체결홀724: second guard 725: fastening hole

(726): 홀 (727): 가이드관(726): Hall (727): Guide Hall

(731): 머리부(731): head

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 정면예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 측면예시도를, 도 3 은 도 2 의 A-A 선 단면예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 사용후핵연료봉(1)이 주입되는 사용후핵연료봉 주입부(2)와, 상기 주입부(2)로 주입된 사용후핵연료봉을 하부방향으로 가이드 및 이송하는 널링 로울러부(3)와, 상기 널링 로울러부(3)에 의해 가이드된 사용후핵연료봉을 길이방향으로 절단하는 절단부(4)와, 상기 로울러부(3) 및 절단부(4)를 작동시키는 동력부(5)와, 상기 절단부(4)에 의해 분리된 사용후핵연료봉의 피복관과 사용후핵연료가 수집되는 수집부(6)와, 상기 동력부(5)를 수집부 하우징(61)에 고정하는 고정부(7)로 구성되어 있다.1 is a front view showing a configuration according to the invention, Figure 2 is a side view showing a configuration according to the invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the AA line of Figure 2, the present invention is used A spent fuel rod injection unit 2 into which the post-fuel fuel rod 1 is injected, a knurled roller unit 3 which guides and transports the spent fuel rod injected into the injection unit 2 downward; A cutting part 4 for cutting the spent fuel rod guided by the knurling roller part 3 in the longitudinal direction, a power part 5 for operating the roller part 3 and the cutting part 4, and the cutting part ( It consists of a cover tube of spent fuel rods separated by 4), a collection section 6 for collecting spent fuel, and a fixing section 7 for fixing the power section 5 to the collection section housing 61. .

상기 사용후핵연료봉 주입부(2)는 일정길이로 절단된 사용후핵연료봉(1)이 주입되는 곳으로, 베어링 하우징(8) 상부에 깔대기 형상의 입구(21)가, 하부에 출구(22)가 위치하도록 설치되어 있다.The spent fuel rod injecting part 2 is a place where the spent fuel rods 1 cut to a predetermined length are injected, and a funnel-shaped inlet 21 is provided on the bearing housing 8 and an outlet 22 is provided on the lower portion thereof. ) Is installed to locate.

상기 널링 로울러부(3)는 사용후핵연료봉 주입부(2)로 주입된 사용후핵연료봉을 절단부(4)로 이송·가이드 하는 것으로, 동력부(5)의 구동력을 동력전달축(33)에 의해 직접 전달받는 구동로울러(31)와, 상기 구동로울러(31)와 동일한 높이를 구비하고 근접되게 설치된 피동로울러(32)로 구성되어 있다. 상기 구동로울러(31) 및 피동로울러(32)의 중간부에는 원주방향으로 일정깊이를 구비하는 가이드(34)가 각각 형성되어 있다.The knurled roller portion 3 transfers and guides the spent fuel rod injected into the spent fuel rod injection portion 2 to the cutting portion 4, and transmits the driving force of the power portion 5 to the power transmission shaft 33. It consists of a drive roller (31) directly transmitted by the drive roller 32, the driven roller (32) having the same height as the drive roller (31) and installed in close proximity. In the middle portions of the driving roller 31 and the driven roller 32, guides 34 having a predetermined depth in the circumferential direction are formed, respectively.

즉, 상기 구동로울러(31)의 가이드(34)과 피동로울러(32)의 가이드(34) 사이로 사용후핵연료봉(1)이 삽입되면, 동력부(5)의 구동력에 의해 작동되는 구동로울러(31)에 의해 사용후핵연료봉(1)이 아래방향으로 이송된다. 이때 상기 피동로울러(32)는 삽입되는 사용후핵연료봉(1)에 의해 구동로울러(31)와 반대방향으로 회전하여 사용후핵연료봉(1)의 이송을 원활하게 한다.That is, when the spent fuel rod 1 is inserted between the guide 34 of the driving roller 31 and the guide 34 of the driven roller 32, the driving roller operated by the driving force of the power unit 5 ( 31) the spent fuel rod (1) is transported downwards. At this time, the driven roller 32 is rotated in the opposite direction to the driving roller 31 by the spent fuel rod (1) to be inserted to facilitate the transfer of the spent fuel rod (1).

상기 절단부(4)는 널링 로울러부(3)에 의해 이송된 사용후핵연료봉을 길이방향으로 절단하는 것으로, 동력전달축(33)에 의해 전달되는 동력부(5)의 구동력을 체인(45)에 의해 전달받는 구동 절단로울러(41)와, 상기 체인(45)에 의해 전달된 동력부(5)의 구동력을 스퍼어 기어(44)에 의해 전달받는 피동 절단로울러(42)로 구성되어 있다. 상기 구동 절단로울러(41)와 피동 절단로울러(42)는 동일한 높이를 구비하고 서로 근접되게 설치되어 있으며, 도 4 에 도시된 바와 같이 구동 절단로울러(41) 및 피동 절단로울러(42)의 끝단부에는 커터(43)가 절단로울러 캡(46)에 의해 설치되어 있다.The cutting portion 4 is to cut the spent fuel rods conveyed by the knurling roller portion 3 in the longitudinal direction, the chain 45 to drive the driving force of the power portion 5 transmitted by the power transmission shaft 33. The driving cutting roller 41 and the driven cutting roller 42 receives the driving force of the power unit 5 transmitted by the chain 45 by the spur gear 44. The driving cutting roller 41 and the driven cutting roller 42 have the same height and are installed in close proximity to each other, and end portions of the driving cutting roller 41 and the driven cutting roller 42 are shown in FIG. 4. The cutter 43 is provided by the cutting roller cap 46.

즉, 상기 주입부(2)와 널링 로울러부(3) 및 절단로울러부(4)는 사용후핵연료봉이 일직선을 구비하며 이송 및 절단되도록 순차적으로 설치되어 있으며, 상기 널링 로울러부(3)의 가이드(34)와 절단부(4)의 커터(43)는 동일평면상에 위치하도록 형성·설치되어 있다.That is, the injection part 2, the knurled roller part 3 and the cutting roller part 4 are sequentially installed so that the spent fuel rod has a straight line and is transported and cut, and the guide of the knurled roller part 3 is provided. 34 and the cutter 43 of the cutting part 4 are formed and provided so that it may be located in the same plane.

상기 동력부(5)는 널링 로울러부(3)와 절단부(4)를 작동시키는 것으로, 동력전달축(33)에 동력부(5)의 회전축(51)이 커플링 결합되고, 수집부 하우징(61)에 분리·결합이 용이하도록 고정부(7)에 의해 고정되어 있다.The power unit 5 operates the knurling roller unit 3 and the cutting unit 4, and the rotation shaft 51 of the power unit 5 is coupled to the power transmission shaft 33, and the collection unit housing ( It is fixed by the fixing | fixed part 7 so that separation and joining are easy to 61).

상기 고정부(7)는 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이 동력부(5)를 수집부 하우징(61)에 고정하는 것으로, 동력부(5)가 고정되는 슬라이드(71)와, 수집부 하우징(61)에 고정 설치되는 고정가이드(72)와, 상기 슬라이드(71)와 고정가이드(72)를 체결하는 체결봉(73)으로 구성되어 있다.The fixing part 7 is to fix the power unit 5 to the collector housing 61, as shown in FIGS. 5 and 6, the slide 71 to which the power unit 5 is fixed, and the collecting unit It consists of a fixing guide (72) fixed to the housing (61), and a fastening rod (73) for fastening the slide (71) and the fixing guide (72).

상기 슬라이드(71)는 동력부(5)와 연결되는 것으로, 하부에 제 1,2,3 삽입부(711,712,713)가 서로 평행하도록 설치되어 있으며, 서로 마주보는 제 1,2 삽입부(711,712)의 일측에는 다수개의 베어링(714)이 설치되고, 제 3 삽입부(713) 일측에는 제 3 삽입부(713)에 각각 형성된 홀(716)과 연결되는 가이드관(715)이 설치되며, 상기 제 1 삽입부(711) 일측에는 나사산을 구비하는 체결홀(717)이 형성되어 있다.The slide 71 is connected to the power unit 5, and the first, second, third insertion parts 711, 712, 713 are installed in parallel with each other, and the first and second insertion parts 711, 712 face each other. A plurality of bearings 714 are installed at one side, and a guide tube 715 connected to a hole 716 formed at each of the third inserting parts 713 is installed at one side of the third inserting part 713. A fastening hole 717 having a screw thread is formed at one side of the insertion portion 711.

상기 고정가이드(72)는 수집부 하우징(61)에 설치되어 체결봉(73)에 의해 슬라이드(71)를 고정하는 것으로, 제 2,3 삽입부(712,713) 사이로 삽입되도록 제 2 지지부(722)가 설치되고, 베어링(714)이 설치되지 않은 슬라이드(71)의 제 1 삽입부(711) 측면에 접촉되도록 제 1 지지부(721)가 설치되며, 상기 제 1,2 지지부(721,722)의 양단부에는 슬라이드(71)의 과진입 또는 과분리를 방지하기 위하여 서로 다른 높이를 구비하는 제 1,2 보호대(723,724)가 각각 설치되어 있다. 또한, 상기 제 2 지지부(722)에는 제 3 삽입부(713)에 형성된 홀(716)에 대응하도록 체결홀(725)이 형성되어 있으며, 제 1 지지부(721) 일측에는 제 1 지지부(721)에 형성된 홀(726)과 연결되는 가이드관(727)이 설치되어 있다.The fixing guide 72 is installed in the collecting part housing 61 to fix the slide 71 by the fastening rod 73, and the second support part 722 is inserted between the second and third inserting parts 712 and 713. Is installed, and the first support part 721 is installed to contact the side surface of the first insertion part 711 of the slide 71 in which the bearing 714 is not installed, and both ends of the first and second support parts 721 and 722 are provided. First and second guards 723 and 724 having different heights are provided to prevent over-entry or over-separation of the slide 71. In addition, a fastening hole 725 is formed in the second support part 722 so as to correspond to the hole 716 formed in the third insertion part 713, and a first support part 721 on one side of the first support part 721. The guide pipe 727 is connected to the hole 726 formed in the.

상기 제 1 지지부의 홀(726)과 가이드관(727)은 제 1 삽입부(711)에 형성된 체결홀(717)과 동일 중심선을 구비하며, 제 3 삽입부의 홀(716)과 가이드관(715)은 제 2 지지부(722)에 형성된 체결홀(725)과 동일 중심선을 구비한다.The hole 726 and the guide tube 727 of the first support portion have the same center line as the fastening hole 717 formed in the first insertion portion 711, and the hole 716 and the guide tube 715 of the third insertion portion. ) Has the same center line as the fastening hole 725 formed in the second support portion 722.

상기 체결봉(73)은 슬라이드(71)와 고정가이드(72)를 체결하는 것으로, 일측에 나사부(도시없음)가 형성되고, 타측에 6각의 머리부(731)가 형성되어 있다. 즉, 상기 체결봉(73)은 슬라이드(71)의 가이드관(715) 및 고정가이드(72)의 가이드관(727)을 따라 삽입되어 고정가이드(72)의 제 2 지지부(722) 및 슬라이드(71)의 제 1 삽입부(711)에 형성된 체결홀(717,725)에 나사부(도시없음)가 체결되어 고정가이드(72)에 동력부(5)가 연결·설치된 슬라이드(71)를 고정하도록 되어 있다.The fastening bar 73 is to fasten the slide 71 and the fixing guide 72, a screw portion (not shown) is formed on one side, the head 731 of the hexagon is formed on the other side. That is, the fastening rods 73 are inserted along the guide tube 715 of the slide 71 and the guide tube 727 of the fixed guide 72 so that the second support portion 722 and the slide ( Screws (not shown) are fastened to the fastening holes 717 and 725 formed in the first insertion portion 711 of the 71 to fix the slide 71 to which the power unit 5 is connected and installed to the fixing guide 72. .

상기 수집부(6)는 절단부(4)에 의해 절단된 사용후핵연료봉을 수집하는 것으로, 베어링 하우징(8) 및 고정부(7)가 상부에 설치되고 일측에 개폐식 도어(62)가 설치되는 수집부 하우징(61)과, 상기 수집부 하우징(61) 내에 슬라이딩 삽입되는 수집함(63)으로 구성되어 있다. 상기 수집부 하우징(61)의 개폐식 도어(62)와 수집함(63)의 일측에는 매스터/슬레이브 메니퓰네이터에 의해 원격 조작이 가능하도록 다수개의 손잡이(64) 및 잠금장치(65)가 돌출 형성되어 있다.The collecting part 6 collects spent fuel rods cut by the cutting part 4, in which a bearing housing 8 and a fixing part 7 are installed at an upper side thereof, and an openable door 62 is installed at one side thereof. It consists of a collector housing 61 and a collector 63 slidingly inserted into the collector housing 61. A plurality of handles 64 and a locking device 65 protrude from one side of the retractable door 62 and the collection box 63 of the collecting unit housing 61 to allow remote operation by a master / slave manipulator. It is.

또한 수집부 하우징(61)과 절단부(4) 사이에는 깔대기 형상의 모집부(66)가 설치되어 있어 절단부(4)에 의한 사용후핵연료봉의 절단시, 절단된 사용후핵연료의 비산을 방지하고, 사용후핵연료봉의 피보관과 사용후핵연료를 수집함(63)의 일정위치로 삽입·저장하도록 되어 있다. 즉, 상기 모집부(66)의 상부는 절단부(4)의 구동 절단로울러(41) 및 피동 절단로울러(42)의 외주면에 근접되도록 'ω'형상으로 설치되어 있어 절단부(4)에 의한 사용후핵연료봉의 절단시 사용후핵연료의 비산을 방지한다.In addition, a funnel-shaped recruitment portion 66 is provided between the collecting portion housing 61 and the cutting portion 4 to prevent scattering of the used spent fuel during cutting of the spent fuel rod by the cutting portion 4, It is to be inserted and stored in a predetermined position of the spent fuel rod storage and spent fuel collection (63). That is, the upper portion of the recruitment portion 66 is installed in a 'ω' shape so as to be close to the outer circumferential surfaces of the driving cutting roller 41 and the driven cutting roller 42 of the cutting portion 4, and after use by the cutting portion 4 Prevents spent fuel from scattering when cutting fuel rods.

상기와 같이 구성된 본 발명을 이용하여 핫셀내에서 매스터/슬레이브 메니퓰레이터를 이용하여 사용후핵연료봉을 길이방향으로 원격 절단하고자 할 경우, 먼저 특수차폐시설물에 보관중인 경수로 사용후핵연료 집합체를 해체 및 분해하여 DUPIC핵연료봉 제조에 필요한 사용후핵연료봉을 인출하고, 이를 일정한 길이로 자른다음, 잘려진 사용후핵연료봉들을 캡슐에 넣어 밀봉한 후 수송용기에 장전하여 핫셀로 운송한다.When using the present invention configured as described above to remotely cut the spent fuel rods in the longitudinal direction using a master / slave manipulator in a hot cell, first dismantle the spent fuel assembly with a hard water stored in a special shielding facility. After disassembling, take out the spent fuel rods needed for manufacturing DUPIC fuel rods, cut them to a certain length, seal them with encapsulated spent fuel rods, load them in a transport container, and transport them to a hot cell.

핫셀내로 운송된 사용후핵연료봉을 매스터/슬레이브 메니퓰레이터에 의해 원격으로 파지하여 주입부로 삽입하면, 동력부에 의해 작동되는 널링 로울러부에 의해 사용후핵연료봉이 일직선을 구비하며 절단부로 이송되고, 상기 이송된 사용후핵연료봉은 절단부에 의해 길이방향으로 절단된 다음, 모집부를 통해 수집부 하우징내에 설치되어 있는 수집함내로 삽입된다.When the spent fuel rod transported into the hot cell is remotely gripped by the master / slave manipulator and inserted into the injection portion, the spent fuel rod is transferred to the cutting portion with a straight line by a knurled roller part operated by the power unit. The conveyed spent fuel rod is cut longitudinally by the cutting portion and then inserted into the collecting vessel installed in the collecting housing through the collecting portion.

사용후핵연료봉의 절단작업이 종료되면, 동력부를 정지하고, 매스터/슬레이브 메니퓰레이터를 이용한 원격조작에 의해 수집부 하우징의 도어를 열고, 수집함을 꺼내어 다음 공정으로 이송하도록 되어 있다.When the cutting operation of the spent fuel rod is finished, the power unit is stopped, the door of the collecting unit housing is opened by remote operation using a master / slave manipulator, the collecting box is taken out, and then transferred to the next step.

이와 같이 본 발명은 사용후핵연료봉을 길이 방향으로 절단하도록 되어 있어 사용후핵연료봉의 피복관과 사용후핵연료의 분리를 용이하게 하고, 부품을 단순·모듈화하여 핫셀과 같이 제한된 공간내에서도 사용이 가능하며, 각 부품에 돌출되도록 손잡이가 형성되어 있어 매스터/슬레이브 메니퓰레이터를 이용한 원격조작에 의해 모든 작업이 진행될 수 있는 등 많은 효과가 있다.Thus, the present invention is to cut the spent fuel rods in the longitudinal direction to facilitate the separation of the spent fuel rod cladding and the spent fuel, and the parts can be used in a limited space, such as a hot cell by simple and modularized, Since the handle is formed to protrude on each part, all operations can be performed by remote operation using a master / slave manipulator.

Claims (5)

핫셀내에 설치되어 매스터/슬레이브 메니퓰레이터에 의한 원격조작에 의해 사용후핵연료봉을 길이방향으로 절단하는 원격절단장치에 있어서;A remote cutting device installed in a hot cell, the remote cutting device for longitudinally cutting spent fuel rods by remote operation by a master / slave manipulator; 상기 원격절단장치는 베어링 하우징 상부 일측에 설치되고, 사용후핵연료봉이 주입되는 깔대기 형상의 사용후핵연료봉 주입부와,The remote cutting device is installed on one side of the bearing housing, the spent fuel rod injection portion of the funnel shape is injected spent fuel rod, 상기 사용후핵연료봉 주입부 하부에 위치하도록 설치되고, 중간부에 원주방향으로 일정깊이를 구비하는 가이드가 형성된 널링 로울러부와,A knurled roller part installed at a lower portion of the spent fuel rod injection part and having a guide having a predetermined depth in a circumferential direction at an intermediate part thereof; 상기 널링 로울러부 하부에 위치하도록 설치되어 사용후핵연료봉을 길이방향으로 절단하는 절단부와,A cutting part installed to be positioned below the knurling roller part to cut the spent fuel rod in a longitudinal direction; 상기 널링 로울러부 및 절단부와 연결되도록 설치되는 동력부와,A power unit installed to be connected to the knurled roller part and the cutting part; 상기 동력부 및 베어링 하우징이 상부에 설치되고, 절단부에 의해 절단된 사용후핵연료봉이 수집되는 수집부와,A collection part in which the power part and the bearing housing are installed on the upper part, and used fuel rods cut by the cutting part are collected; 상기 동력부를 수집부에 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료봉 원격절단장치.A spent fuel rod remote cutting device, characterized in that it comprises a fixing part for fixing the power unit to the collection. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 널링 로울러부는 동력부의 구동력을 동력전달축에 의해 직접 전달받는 구동로울러와, 상기 구동로울러와 동일한 높이를 구비하고 서로 근접되도록 설치되는 피동로울러로 구성된 것을 특징으로 하는 사용후핵연료봉 원격절단장치.The knurled roller portion is a remote control device for the spent fuel rods, characterized in that consisting of a drive roller that is directly transmitted by the power transmission shaft driving force of the power unit, and a driven roller having the same height as the drive roller and installed close to each other. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 절단부는 동력전달축에 의해 전달되는 동력부의 구동력을 체인에 의해 전달받는 구동 절단로울러와, 상기 구동 절단로울러와 동일한 높이를 구비하며 설치되고 체인에 의해 전달된 동력부의 구동력을 스퍼어 기어에 의해 전달받는 피동 절단로울러와, 상기 구동 절단로울러 및 피동 절단로울러의 끝단부에 절단로울러 캡에 의해 설치되는 커터로 구성된 것을 특징으로 하는 사용후핵연료봉 원격절단장치.The cutting unit is a driving cutting roller that receives the driving force of the power unit transmitted by the power transmission shaft, and the driving force of the power unit installed and provided with the same height as the driving cutting roller and transmitted by the chain by spur gears. A spent fuel rod remote cutting device comprising a driven cutting roller and a cutter installed by a cutting roller cap at an end of the driven cutting roller and the driven cutting roller. 제 1 항내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서;The method of any one of claims 1 to 3; 상기 주입부 하부와 널링 로울러의 가이드 및 절단부의 커터는 동일평면상에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 사용후핵연료봉 원격절단장치.The fuel injection rod remote cutting device, characterized in that the lower portion of the injection portion and the guide of the knurled roller and the cutter of the cutting portion is installed on the same plane. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 고정부는 상부에 동력부가 고정 설치되고, 하부에 제 1,2,3 삽입부가 서로 평행하도록 설치되며, 상기 서로 마주보는 제 1,2 삽입부의 일측에 다수개의 베어링이 설치됨과 동시에, 제 3 삽입부 일측에 제 3 삽입부에 형성된 홀과 각각 연결되는 다수개의 가이드관이 설치고, 제 1 삽입부 일측에 나사산을 구비하는 체결홀이 형성된 슬라이드와,The fixing part is fixed to the power unit is installed in the upper portion, the first, second and third insertion portions are installed in parallel to each other, a plurality of bearings are installed on one side of the first and second insertion portions facing each other, the third insertion A slide having a plurality of guide pipes connected to holes formed in the third inserting portion at one side thereof, and a fastening hole having a screw thread formed at one side of the first inserting portion; 상기 슬라이드의 제 2,3 삽입부 사이로 삽입되도록 제 2 지지부가 설치되고, 베어링이 설치되지 않은 슬라이드의 제 1 삽입부 측면에 접촉되도록 제 1 지지부가 설치되며, 상기 제 1,2 지지부의 양단부를 서로 연결하도록 제 1,2 보호대가 각각 설치됨과 동시에 제 3 삽입부에 형성된 홀에 대응하도록 제 2 지지부에 다수개의 체결홀이 형성되고, 제 1 지지부 일측에 동일중심선을 구비하는 홀과 가이드관이 형성·설치된 고정가이드와,A second support part is installed to be inserted between the second and third insertion parts of the slide, and a first support part is installed to contact the side of the first insertion part of the slide without bearings, and both ends of the first and second support parts are provided. A plurality of fastening holes are formed in the second support part to correspond to the holes formed in the third insertion part, and the holes and the guide tube having the same center line on one side of the first support part are installed at the same time. Formed guides, 상기 고정가이드 및 슬라이드의 체결홀에 체결되는 나사부가 일측단에 형성되고, 타측단에 6각의 머리부가 형성된 체결봉으로 구성되어, 동력부가 고정·설치된 슬라이드가 매스터/슬레이브 메니퓰레이터에 의한 원격조작에 의해 고정가이드에서 분리되도록 한 것을 특징으로 하는 사용후핵연료봉 원격절단장치.The screw is fastened to the fastening hole of the fixed guide and the slide is formed on one side end, and consists of a fastening rod formed with a hexagonal head portion on the other end, the slide with the fixed power unit is installed remotely by the master / slave manipulator A spent fuel rod remote cutting device, characterized in that separated from the fixed guide by the operation.
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