KR100871289B1 - 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치 - Google Patents

사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사용후 핵연료의 로딩 장치에 관한 것으로서, 복수개의 절단 연료봉을 수납 용기 안에 수납한 후, 이를 이동시켜 로딩 장치에 로딩시키게 된다. 절단 연료봉은 수납 용기의 하측이 개방되면서 로딩 장치 내부로 이동하되, 회전 피딩기에 의하여 하나씩 홀더로 이동한 후, 푸셔에 의하여 후속 공정으로 이송되게 된다. 이러한 사용후 핵연료의 로딩 장치는 절단 연료봉의 후속 처리를 위하여 1개씩 운반하지 않고, 한꺼번에 다수개를 이송할 수 있는 장치를 제공함으로써 작업 효율 및 운송 효율을 향상시키며, 사용후 핵연료의 분말이 비산하는 가능성을 줄여서 오염 방지에 기여할 수 있고, 작업의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
사용후 핵연료, 로딩장치, 이송, 운반

Description

사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치{LOADING DEVICE FOR ROD CUTS OF SPENT NUCLEAR FUEL}
도 1는 본 발명의 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치에서 커버가 분해된 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치의 단면도이다.
도 4는 절단 연료봉이 가이드판을 이용하여 이동하는 모습을 도시한 사시도이다.
도 5는 절단 연료봉이 푸셔에 의하여 전진하는 모습을 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 수납 유닛 110: 수납 용기
120: 커버 130: 결합 바
140: 개방기 200: 피딩 유닛
210: 피딩 바디 220: 회전 피딩기
240: 가이드판 300: 이송 유닛
310: 홀더 320: 푸셔
330: 푸셔 지지대 400: 가이더
410: 테이블
본 발명은 사용후 핵연료의 로딩 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 절단된 사용후 핵연료봉을 한꺼번에 다수개 이송할 수 있어서 이송 효율을 높이고, 안정성 및 작업 효율을 향상시킬 수 있는 사용후 핵연료의 로딩 장치 에 관한 것이다.
핵연료는 원자로 안에 장입(裝入)하여 핵분열을 연쇄적으로 일으켜서 이용 가능한 에너지를 얻을 수 있는 물질을 말하며, 사용후 핵연료는 핵분열을 일으킨 후에 남은 물질을 말한다.
핵연료봉 형태의 사용후 핵연료는 보통 25cm 단위로 절단하여 핫셀 등 처리공간으로 이동한 후 피복관과 펠렛으로 연료봉을 분리시키는 슬리팅 작업을 수행하게 된다. 이때, 핫셀에서 1개씩 이송하여 장전하는 경우에는 처리 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 사용후 핵연료의 분말이 비산될 가능성이 높다. 즉, 사용후 핵연료봉은 로봇이나 조작기를 사람이 운전하여 운반하게 되는데, 1개씩 사용후 핵연료봉을 이송하고 장전하는 경우에는 운송 효율이 낮아지고, 처리 시간이 길어지게 되므로 그 운송과정에서 분말이 핫셀에 비산할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 다량의 사용후 핵연료봉을 운반하면서도 후속 공정을 위해 하나씩 장전시킬 수 있는 장치에 대한 연구가 요청된다고 하겠다.
따라서, 본 발명은 상술한 본 발명의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 절단된 핵연료봉을 한꺼번에 다수개를 이송할 수 있는 장치를 제공하여 운송 효율을 높이는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 복수개의 사용후 핵연료봉을 하나씩 효율적으로 후속 공정에 공급할 수 있는 사용후 핵연료봉의 로딩 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 절단된 복수개의 사용후 핵연료봉을 수납하기 편하며 손쉽게 인출할 수 있는 사용후 핵연료의 이송장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 로봇이나 조작기 운전 중 실수에 따른 사고를 예방할 수 있으며, 작업의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 사용후 핵연료의 이송장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치는 사용후 핵연료의 절단된 복수의 연료봉을 수납하며, 하측면이 개방 가능한 수납 유닛과, 상기 수납 유닛을 수용하며, 상기 복수의 절단 연료봉을 하나씩 배출하는 피딩 유닛, 및 상기 피딩 유닛에서 배출된 절단 연료봉의 일단을 밀어서 후속 공정으로 안내하는 이송 유닛을 포함한다.
상기 수납 유닛은 상측이 개방되며, 사용후 핵연료의 절단 연료봉이 복수개 내부에 수납되는 수납 용기와, 상기 수납 용기의 상측에 결합되어 상기 수납 용기를 개폐할 수 있는 커버, 및 상기 수납 용기의 하측에 회동 가능하게 결합되어 상기 절단 연료봉을 외부로 배출할 수 있는 회동판을 포함한다.
상기 수납 용기의 양측에는 회동 가능하도록 장착되어 상기 커버와 상기 수납 용기를 일체로 결합시키는 결합 바가 형성된 것이 바람직하며, 상기 수납 용기의 일측에는 상기 회동판과 연결되어 상기 회동판을 회동시키는 개방기가 외부로 노출되어 장착되는 것이 좋다.
상기 피딩 유닛은 상기 수납 용기가 삽입되는 피딩 바디, 상기 피딩 바디의 하측에 위치하여 둘레에 형성된 삽입홈에 상기 절단 연료봉을 하나씩 삽입한 후 회전하여 상기 피딩 바디 외부로 배출하는 회전 피딩기, 및 상기 회전 피딩기에서 배출된 상기 절단 연료봉을 안내하는 가이드판을 포함한다.
상기 피딩 바디는 상기 수납 용기가 삽입되는 직선 파트, 및 상기 직선 파트의 하부에 연장 형성되며, 수렴되어 내부의 통로가 줄어드는 수렴 파트로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 회전 피딩기는 원통 형상으로서, 상기 삽입홈이 형성된 회전대, 및 상기 회전대의 일측에 구비되어 상기 회전대를 회전시키는 회전 손잡이를 포함하며, 상기 삽입홈은 상기 회전대의 둘레 방향으로 180도 간격을 두고 형성되는 것이 좋다.
상기 이송 유닛은 상기 절단 연료봉이 안착되는 홀더 홈을 구비한 홀더와, 상기 홀더에 안착된 절단 연료봉의 일단을 밀어주는 푸셔, 및 상기 푸셔를 이동 가 능하게 지지지하는 푸셔 지지대를 포함한다.
상기 로딩 장치는 하측에 고정 다리를 구비한 사각 판 형태의 테이블을 더 포함하며, 상기 테이블 위에 장착되는 것이 좋다.
본 발명에 다른 사용후 핵연료 절단 연료봉의 로딩 장치는 복수개의 사용후 핵연료의 절단 연료봉을 수납한 수납 용기와, 상기 수납 용기의 하측을 개폐하는 회동판과, 상기 수납 용기가 삽입되는 피딩 바디와, 상기 피딩 바디의 하측에 위치하여 둘레에 형성된 삽입홈에 상기 절단 연료봉을 하나씩 삽입한 후 회전하여 상기 피딩 바디 외부로 배출하는 회전 피딩기와, 상기 절단 연료봉이 안착되는 홀더 홈을 구비한 홀더, 및 상기 홀더에 안착된 절단 연료봉의 일단을 밀어주는 푸셔를 포함한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1는 본 발명의 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치에서 커버가 분해된 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치의 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치(10)는 수납 유닛(100), 피딩 유닛(200) 및 이송 유닛(300)으로 구성된다.
상기 수납 유닛(100)은 사용후 핵연료의 절단 연료봉(11)이 내부에 수납되는 수납 용기(110)와, 상기 수납 용기(110)를 선택적으로 밀봉할 수 있는 커버(120)로 이루어져 있다. 상기 수납 용기(110)는 대략 직육면체 형상으로서, 내부에 절단 연료봉(11)을 수납할 수 있는 공간을 구비하며, 그 상측은 개방되어 커버(120)와 결합될 수 있다. 커버(120)의 상측에는 커버 고리(121)가 형성되어, 커버(120)를 운반할 때 이용할 수 있다.
수납 용기(110)의 양측에는 결합 바(130)의 양단이 각각 결합되어 회동할 수 있도록 연결되어 있다. 결합 바(130)의 중간에는 결합 고리(131)가 도우넛 모양으로 형성되어 있다. 결합 바(130)는 도 1 및 도 3에 도시된 상태에서 90도 회동하여 결합 고리(131)가 커버 고리(121) 위로 오도록 위치시킬 수 있다. 이때는 결합 고리(131)를 이용하여 커버(120) 및 수납 용기(110)를 일체로 고정하여 이동시킬 수 있다.
수납 용기(110)의 일측에는 수납 용기(110)의 하측에 회동 가능하여 개방할 수 있는 회동판(111)과 연결된 개방기(140)가 장착되어 있다. 개방기(140)는 보조 결합바(141)와 결합 몸체(142)로 구성되어 있는데, 보조 결합바(141)는 그 회동 움직임에 의하여 회동판(111)을 회동시킨다. 도 3에 도시된 그림은 회동판(111)이 회동하지 않아 수납 용기(110) 내부에 절단 연료봉(11)이 수납된 상태를 도시한 것이다. 보조 결합바(141)를 결합 몸체(142)에서 일부 분리되도록 회동시키면, 이에 연결된 회동판(111)이 회동하면서 내부에 보관된 절단 연료봉(11)이 아래로 떨어진다.
수납 유닛(100)의 수납 용기(110)는 피딩 유닛(200)의 피딩 바디(210)에 삽 입됨으로서 결합한다. 피딩 바디(210)는 수납 용기(110)가 삽입되는 직선 파트(211)와, 수렴되어 내부의 통로가 줄어드는 수렴 파트(212)로 형성된다. 직선 파트(211)의 내부는 수납 용기(110)가 삽입될 수 있는 크기이며, 수렴 파트(212)의 내부는 수납 용기(110)보다 작다. 수납 용기(110)에서 보관되어 있던 절단 연료봉(11)은 회동판(111)이 회동하면서 아래로 떨어져 수렴 파트(212) 하부에 결합된 회전 피딩기(220)으로 이동하게 된다.
회전 피딩기(220)는 수렴 파트(212)의 내부에 복수개 보관되어 있는 절단 연료봉(11)을 하나씩 이송 유닛(300)으로 공급하게 되는데, 그 자세한 사항은 다음과 같다.
회전 피딩기(220)는 회전 손잡이(223)가 일단에 장착되어 있고, 이에 연결되는 긴 원통 모양의 회전 몸체(221)가 회전 가능하도록 회전대(224)에 설치되어 있다. 회전 몸체(221)는 그 직경이 동일하도록 형성될 수도 있으나, 본 실시예에 도시한 바와 같이, 직경이 다르도록 구성될 수도 있다. 회전 몸체(221)에는 삽입홈(222)이 구비되어 있으며, 삽입 홈(222)은 절단 연료봉(11)이 하나씩 삽입될 수 있도록 절단 연료봉(11)의 크기 및 형상과 대응되도록 형성된다.
삽입홈(222)은 회전 몸체(221)의 둘레 방향으로 180도 간격으로 형성되는 것이 바람직하다. 회전 손잡이(223)를 이용하여 회전 피딩기(220)를 회전하게 되면, 삽입홈(222)에 삽입된 절단 연료봉(11)은 회전 이동되면서 가이드판(240)으로 떨어지면서 이송 유닛(300)으로 이동하게 된다. 이러한 모습을 도 4에 도시하였다. 도 4는 절단 연료봉이 가이드판을 이용하여 이동하는 모습을 도시한 사시도이다.
가이드판(240)은 기울어져 있어서, 절단 연료봉(11)이 중력에 의하여 자연스럽게 굴러 떨어질 수 있도록 구성되어 있으며, 절단 연료봉(11)은 홀더(310)에 일시 저장되게 된다.
이송 유닛(300)은 홀더(310)와 푸셔(320), 푸셔 지지판(330) 등으로 구성되어 있다. 홀더(310)는 절단 연료봉(11)이 안착될 수 있는 홀더 홈(311)이 형성되어 있다. 홀더(310)의 일측에는 푸셔(320)가 배치되어 있는데, 푸셔(320)는 푸셔를 지지하는 푸셔 지지대(330)에 이동 가능하도록 삽입 설치되며, 그 일단에는 푸셔 손잡이(321)가 설치되어 있다. 푸셔 바디(322)는 푸셔 손잡이(321)와 일체로 형성되며, 홀더 홈(311)에 안착된 절단 연료봉(11)을 밀 수 있다.
이와 같이, 푸셔(320)가 절단 연료봉(11)을 미는 모습을 도 5에 도시하였다. 도 5는 절단 연료봉이 푸셔에 의하여 전진하는 모습을 도시한 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 푸셔(320)가 전진하면, 푸셔 바디(322)가 절단 연료봉(11)을 밀게 되어 후속 공정으로 안내하게 된다.
절단 연료봉(11)은 가이더(400)를 통해 후속 공정으로 안내되게 된다.
본 로딩 장치(10)는 테이블(410)을 포함하여, 그 위에 장착되는 것이 바람직하며, 테이블(410)은 사각 판 형태로서, 그 하측에 고정 다리(411)가 각 구석에 4개 위치하여 지지하게 된다.
사용후 핵연료봉은 수납 용기(110) 및 커버(120)를 결합시켜서 운반하게 되며, 이때, 수납 용기(110)의 회동판(111)은 수납 용기(110)의 하측을 밀봉하여 그 내부에 수납된 절단 연료봉(11)이 쏟아 지지 않도록 한다. 수납 용기(110)는 전술 한 바와 같이, 피딩 바디(210)에 결합시키며, 이때는 회동판(111)을 개방하여 피딩 바디(210)의 내부에 사용후 핵연료봉이 수납되도록 한다.
피딩 바디(210)에 수납된 절단 연료봉(11)은 회전 피딩기(220)에 의하여 하나씩 이송 유닛(300)으로 이송하게 되는데, 구체적으로는 회전 피딩기(220)의 회전에 따라 삽입홈(222)에 절단 연료봉(11)이 하나씩 삽입되면서 가이드판(240)을 통해 이송 유닛(300), 즉 홀더(310)로 이송하게 된다.
홀더(310)에 수용된 절단 연료봉(11)은 푸셔(320)를 통해 후속 공정으로 안내되는데, 구체적으로는 푸셔(320)의 푸셔 바디(322)가 전진하면서 절단 연료봉(11)의 일단을 밀게 되어 후속 공정으로 안내하게 된다. 후속 공정이란 절단 연료봉의 슬리팅 작업이나 기타 절단 연료봉의 처리를 위한 모든 공정을 통칭하는 것이다.
이와 같이 구성하여, 대용량의 사용후 핵연료의 절단 연료봉을 하나씩 후속 공정으로 로딩할 수 있는 장치를 제공할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따르면 절단 사용후 핵연료봉의 후속 처리를 위하여 1개씩 운반하지 않고, 한꺼번에 다수개를 수납 용기에 담아서 이송할 수 있는 장치를 제공함으로써 작업 효율 및 운송 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 복수개의 사용후 핵연료봉을 하나씩 효율적으로 후속 공정에 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다수개를 한꺼번에 이송할 수 있기 때문에 핵연료의 분말이 비산하는 가능성을 줄여서 오염 방지에 기여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 절단 사용후 핵연료봉을 캡슐에 담아서 운반하고 직접 장전할 수 있으므로 로봇이나 조작기 운전 중 실수에 따른 사고를 예방할 수 있으며, 작업의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 사용후 핵연료의 절단된 복수의 연료봉을 수납하며, 하측면이 개방 가능한 수납 유닛;
    상기 수납 유닛을 수용하며, 상기 복수의 절단 연료봉을 하나씩 배출하는 피딩 유닛; 및
    상기 피딩 유닛에서 배출된 절단 연료봉의 일단을 밀어서 후속 공정으로 안내하는 이송 유닛;
    을 포함하고,
    상기 수납 유닛은
    상측이 개방되며, 사용후 핵연료의 절단 연료봉이 복수개 내부에 수납되는 수납 용기;
    상기 수납 용기의 상측에 결합되어 상기 수납 용기를 개폐할 수 있는 커버; 및
    상기 수납 용기의 하측에 회동 가능하게 결합되어 상기 절단 연료봉을 외부로 배출할 수 있는 회동판;
    을 포함하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수납 용기의 양측에는 회동 가능하도록 장착되어 상기 커버와 상기 수납 용기를 일체로 결합시키는 결합 바가 형성된 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수납 용기의 일측에는 상기 회동판과 연결되어 상기 회동판을 회동시키는 개방기가 외부로 노출되어 장착된 것을 특징으로 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피딩 유닛은
    상기 수납 용기가 삽입되는 피딩 바디;
    상기 피딩 바디의 하측에 위치하여 둘레에 형성된 삽입홈에 상기 절단 연료봉을 하나씩 삽입한 후 회전하여 상기 피딩 바디 외부로 배출하는 회전 피딩기; 및
    상기 회전 피딩기에서 배출된 상기 절단 연료봉을 안내하는 가이드판;
    을 포함하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 피딩 바디는
    상기 수납 용기가 삽입되는 직선 파트; 및
    상기 직선 파트의 하부에 연장 형성되며, 수렴되어 내부의 통로가 줄어드는 수렴 파트;
    로 형성되는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 회전 피딩기는
    원통 형상으로서, 상기 삽입홈이 형성된 회전대; 및
    상기 회전대의 일측에 구비되어 상기 회전대를 회전시키는 회전 손잡이;
    를 포함하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 삽입홈은
    상기 회전대의 둘레 방향으로 180도 간격을 두고 형성된 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 이송 유닛은
    상기 절단 연료봉이 안착되는 홀더 홈을 구비한 홀더;
    상기 홀더에 안착된 절단 연료봉의 일단을 밀어주는 푸셔; 및
    상기 푸셔를 이동 가능하게 지지지하는 푸셔 지지대;
    를 포함하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 로딩 장치는 하측에 고정 다리를 구비한 사각 판 형태의 테이블을 더 포함하며, 상기 테이블 위에 장착된 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 절단 연료봉의 로딩 장치.
  11. 복수개의 사용후 핵연료의 절단 연료봉을 수납한 수납 용기;
    상기 수납 용기의 하측을 개폐하는 회동판;
    상기 수납 용기가 삽입되는 피딩 바디;
    상기 피딩 바디의 하측에 위치하여 둘레에 형성된 삽입홈에 상기 절단 연료봉을 하나씩 삽입한 후 회전하여 상기 피딩 바디 외부로 배출하는 회전 피딩기;
    상기 절단 연료봉이 안착되는 홀더 홈을 구비한 홀더; 및
    상기 홀더에 안착된 절단 연료봉의 일단을 밀어주는 푸셔;
    를 포함하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 수납 용기의 양측에는 회동 가능하도록 장착되어 상기 수납 용기를 개폐할 수 있는 커버와 상기 수납 용기를 일체로 결합시키는 결합 바가 형성된 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 피딩 바디는
    상기 수납 용기가 삽입되는 직선 파트; 및
    상기 직선 파트의 하부에 연장 형성되며, 수렴되어 내부의 통로가 줄어드는 수렴 파트;
    로 형성되는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 삽입홈은
    회전대의 둘레 방향으로 180도 간격을 두고 형성된 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 절단연료봉의 로딩 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 로딩 장치는 하측에 고정 다리를 구비한 사각 판 형태의 테이블을 더 포함하며, 상기 테이블 위에 장착된 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 절단 연료봉의 로딩 장치.
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