KR100959232B1

KR100959232B1 - 핵연료 저장대의 슬롯 가공방법

Info

Publication number: KR100959232B1
Application number: KR1020080033721A
Authority: KR
Inventors: 김만수
Original assignee: 김만수
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2010-05-19
Also published as: KR20090108346A

Abstract

본 발명은 회전 커터날을 구비하는 제1 커팅수단을 이용하여 상기 슬롯을 1차 가공할 때 상기 슬롯이 형성되기 위한 격판의 상/하면에 일정 깊이의 홈을 각각 형성하고 중앙부분에는 구멍이 형성되도록 가공하는 단계와, 펀칭날을 구비하는 제2 커팅수단을 이용하여 상기 슬롯을 2차 가공할 때 상기 구멍을 중심으로 시작하여 상기 슬롯의 가장자리 쪽으로 이동하면서 상기 슬롯의 전체적인 모양으로 가공하는 단계로 이루어지는 핵연료 저장대의 슬롯 가공방법을 구현하고자 한다.

핵연료 저장대, 격판, 슬롯, 제 1, 2커팅수단, 가공방법

Description

핵연료 저장대의 슬롯 가공방법{SLOT PROCESSING METHOD FOR NUCLAER FUEL RACK}

본 발명은 핵연료 저장대의 슬롯 가공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저장대의 격판상에 형성된 슬롯을 두번의 커팅 공정으로 가공 처리하여 매우 정밀하고 깨끗한 마감면을 형성할 수 있도록 하는 핵연료 저장대의 슬롯 가공방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 핵연료 저장대는 원자력 발전소에서 사용 후의 핵연료를 저장하기 위한 수단으로 사용되는 것으로서, 통상 원판형태의 본체로 외형을 구성하며, 상기 본체상에는 격판들로 구획 형성되고 핵연료를 저장하는 복수의 공간부들이 형성되도록 구성한 것이다.

이러한 핵연료 저장대의 공간부를 구획시키는 격판들에는 슬롯들이 각각 형성되는데, 이때 슬롯들은 저장대를 성형하는 과정에서 일체로 형성되는 것이 아니라, 격판들로 공간부가 구획 형성된 저장대를 성형한 후, 상기 성형된 저장대를 펀 칭기기에 올려놓은 다음, 격판의 상면을 펀칭툴로 가압하여 격판상에 슬롯을 펀칭 처리하여 형성하게 된다.

그러나 저장대의 격판에 형성되는 슬롯은 매우 정밀하고 깨끗한 마감면을 가지도록 형성되어야 하나, 종래와 같이 한번의 펀칭 작업으로 슬롯을 형성할 경우에는 슬롯의 주연부로 버(bur) 등의 이물질이 필연적으로 생성되어 짐으로서, 제품의 불량률이 높아질 뿐만 아니라, 특히 펀칭과정에서 생성된 버(bur)를 제거하는 공정을 추가로 진행하여야 함으로서 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 핵연료 저장대의 격판상에 형성되는 슬롯을 두번의 커팅공정을 거쳐 깔끔하게 가공 처리할 수 있도록 함으로서 제품 생산에 따른 불량률 저하와 함께 작업성의 향상을 도모할 수 있도록 하는 핵연료 저장대의 슬롯 가공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복수의 공간부를 구획시키는 핵연료 저장대의 격판에 슬롯을 1차 가공하는 제 1커팅수단과, 상기 1커팅수단의 동작으로 일차 가공 형성된 슬롯을 2차 가공하는 제 2커팅수단을 포함하는 가공장치를 이용하여 핵연료의 저장대에 슬롯을 가공하는 방법에 있어서, 상기 제1 커팅수단을 이용하여 상기 슬롯을 1차 가공할 때 상기 슬롯이 형성되기 위한 격판의 상/하면에 일정 깊이의 홈을 각각 형성하고 중앙부분에는 구멍이 형성되도록 가공하는 단계와, 상기 제2 커팅수단을 이용하여 상기 슬롯을 2차 가공할 때 상기 구멍을 중심으로 시작하여 상기 슬롯의 가장자리 쪽으로 이동하면서 상기 슬롯의 전체적인 모양으로 가공하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 핵연료 저장대의 격판상에 슬롯의 중앙부분을 일차 가공 처리한 후, 일차 가공된 격판의 슬롯을 중앙에서부터 가장자리쪽으로 이동하면서 커팅 공정으로 가공하여 슬롯을 형성함으로써 가공과정에서 발생하는 슬롯의 주연부에 버(bur) 등의 생성됨 없이 슬롯을 보다 깔끔하고 정밀하게 가공 처리할 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 핵연료 저장대의 구성을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 핵연료 저장대(10)는 원판 형태를 가지는 본체(12)와, 상 기 본체(12)상에 격판(16)으로 구획 형성되며 사용후의 핵연료를 저장하는 다수개의 공간부(14)들 및 상기 공간부(14)를 구획시키는 격판(16)상에 관통 형성되는 슬롯(18)들을 포함하여 구성한다.

상기 슬롯(18)들은 본 발명에서 제안하는 가공장치인 제 1, 2커팅수단(20, 40)을 통해 두번의 커팅공정을 거쳐 가공 처리되는 바, 하기에서는 슬롯(18)들을 가공하는 수단인 제 1, 2커팅수단(20, 40)으로 이루어진 핵연료 저장대의 슬롯 가공장치에 대하여 상세하게 기술토록 한다.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 핵연료 저장대의 슬롯 가공장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 핵연료 저장대의 슬롯 가공장치는 회전커터(34)를 이용하여 핵연료 저장대(10)의 격판(16)상에 슬롯(18)을 일차 가공 처리하는 제 1커팅수단(20)과, 수직으로 동작하는 승강커터(62)를 이용하여 상기 제 1커팅수단(20)을 거쳐 일차 가공 형성된 슬롯(18)을 재차 가공 처리하는 제 2커팅수단(40)을 포함하여 구성한다.

첨부된 도 3과 도 4는 핵연료 저장대의 슬롯 가공장치를 구성하는 제 1커팅수단의 구성을 상세하게 도시한 도면들이다.

도 3과 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 제 1커팅수단(20)은 핵연료 저장대(10)가 안치되는 다이(21)와, 베이스서포트(24), 구동축(26), 피동축(32) 및 복수개의 회전커터(34)를 포함하여 구성한다.

상기 베이스서포트(24)는 프레스(22)의 구동에 따라 상, 하 수직으로 동작하 며 회전커터(34)를 다이(21)에 안치되어 있는 핵연료 저장대(10)의 격판(16) 상면에 접촉시키게 된다.

상기 구동축(26)은 베이스서포트(24)를 수직으로 관통한 상태에서 주축(28)에 결합되어 상기 주축(28)의 동력을 전달받아 회전 구동하게 된다.

상기 피동축(32)은 구동축(26)과 직교하도록 수평으로 누운 상태에서 상기 구동축(26)과 베벨기어(30)로 연결되어 상기 구동축(26)의 동력을 전달받아 회전 구동하게 된다.

상기 회전커터(34)는 피동축(32)의 양단부에 결합되어 베이스서포트(24)의 승강동작으로 다이(21)에 안치되어 있는 핵연료 저장대(10)의 격판(16)의 상면에 접촉된 상태에서 상기 피동축(32)의 구동으로 회전 동작하며 격판(16)의 상면에 슬롯(18)을 일차 가공하게 된다. 이때 회전커터(343)의 동작으로 격판(16)의 상면으로 슬롯(18)이 가공되고 나면, 핵연료 저장대(10)를 뒤집은 상태에서 다시 제 1커팅수단(20)의 다이(21)에 안치시켜 격판(16)의 하면이 위쪽을 향하도록 한 다음, 회전커터(34)를 재차 동작시켜 격판(16)의 하면에 슬롯(18)을 재차 가공하도록 한다.

상기한 제 1커팅수단(20)을 통과한 핵연료 저장대(10)의 격판(16)의 상면과 하면에는 도 5d에서 도시하고 있는 바와 같이 슬롯(18)이 일차 가공 형성된다.

첨부된 도 5a 내지 도 5d는 제 1커팅수단(20)의 동작에 따라 격판(16)의 상, 하면으로 슬롯(18)이 가공되어 지는 과정을 도시한 도면들이다.

먼저, 도 5a에서와 같이 제 1커팅수단(20)의 다이(21)에 격판(16)의 상면이 위쪽을 향하도록 핵연료 저장대(10)를 올려놓은 다음, 베이스서포트(24)의 동작으로 회전커터(34)를 하강시킴과 동시에 피동축(32)의 동력으로 회전커터(34)를 회전 동작시켜 격판(16)의 상면에 슬롯(18)을 일차 가공하도록 한다. 이때 상기 회전커터(34)는 격판(16)의 상면에서 일정깊이까지만 삽입되며 슬롯(18)을 가공 처리토록 하는 데, 예를 들어 격판(16)의 두께(T)를 100mm로 가정하면 회전커터(34)의 삽입깊이는 격판(16) 절반의 두께(1/2T) 보다 조금 더 많은 53mm의 깊이만큼만 삽입되도록 하여 커팅동작이 완료되고 나면 격판(16)의 상면에는 도 5b에서와 같은 형상의 슬롯(18)이 일차 가공처리토록 한다.

다음, 격판(16)의 상면으로 슬롯(18)이 가공되고 나면 도 5c에서와 같이 격판(16)의 하면이 위쪽을 향하도록 핵연료 저장대(10)를 뒤집은 상태로 다이(21)에 올려놓도록 하고, 이어서 회전커터(34)를 다시 하강 및 회전 동작시켜 격판(16)의 하면에 슬롯(18)을 가공하도록 한다. 이때 상기 회전커터(34)의 삽입깊이 역시 격판 절반의 두께(1/2T) 보다 조금 더 많이 삽입되도록 하여(즉, 격판(16)의 두께(T)가 100mm일때, 회전커터(34)의 삽입깊이는 53mm가 되도록)커팅동작이 완료되고 나면 격판(16)의 상면과 하면에는 도 5d에 도시한 바와 같은 형상의 슬롯(18)이 일차 가공 처리되는 것이다.

이와 같이 전술한 가공방법에 의해 핵연료 저장대(10)의 슬롯(18)이 1차 가공이 완료되면, 도 5d에 도시한 바와 같이 상기 슬롯(18)의 중앙부분에는 구멍(A)이 형성되고, 이 구멍(A)을 중심으로 양측으로는 홈(B)이 각각 형성된다.

첨부된 도 6과 도 7은 핵연료 저장대의 슬롯 가공장치를 구성하는 제 2커팅 수단(40)의 구성을 상세하게 도시한 도면들이다.

도 6과 도 7에 도시하고 있는 바와 같이, 제 2커팅수단(40)은 제 1커팅수단(20)을 거쳐 격판(16)의 상면과 하면에 일차 가공 처리된 슬롯(18)을 승강커터(62)의 펀칭동작으로 다시 한번 커팅 처리하여 완전한 형상의 슬롯(18)을 가공하게 되는 수단이다.

상기 제 2커팅수단(40)은 핵연료 저장대(10)가 안치되는 다이(41)와, 베이스서포트(44), 구동축(46), 피동축(52), 캠축(56) 및 크랭크 샤프트(58), 왕복대(60) 및 복수개의 승강커터(62)들을 포함하여 구성한다.

상기 베이스서포트(44)는 수평 이동부재(42)에 장착되어 상기 수평 이동부재(42)의 동작에 따라 전, 후 방향으로 수평 이동동작을 수행하게 된다.

상기 구동축(46)은 베이스서포트(44)를 수직으로 관통한 상태에서 주축(48)에 결합되어, 상기 주축(48)의 동력을 전달받아 회전 구동하게 된다.

상기 피동축(52)은 구동축(46)과 직교하도록 수평으로 누운 상태에서 상기 구동축(46)과 베벨기어(50)로 연결되어 상기 구동축(46)의 동력을 전달받아 회전 구동하게 된다.

상기 캠축(56)은 상기 피동축(52)의 양단부에 결합되어 있는 링크(54)에 편심되게 결합되어, 상기 피동축(52)의 회전 중심선상에서 편심되게 회전 운동하게 된다.

상기 크랭크 샤프트(58)는 상기 캠축(56)에 일단이 결합되고, 타단에는 상기 왕복대(60)가 결합된 상태에서 상기 캠축(56)의 편심 회전 운동에 따라 상, 하 직 선운동을 수행하게 된다.

상기 왕복대(60)는 상기 크랭크 샤프트(58)의 타단에 결합되어 상기 크랭크 샤프트(58)의 직선운동이 정확히 이루어지도록 크랭크 샤프트(58)의 동작을 가이드하며 상기 크랭크 샤프트(58)의 구동력을 전달받아 상, 하 수직으로 동작하게 된다.

상기 승강커터(62)들은 상기 왕복대(60)의 양단부에 결합된 상태에서 크랭크 샤프트(58)의 동작으로 왕복대(60)가 상, 하 수직 이동하면 전술한 다이(41)에 안치되어 있는 핵연료 저장대(10)의 격판(16)상에 일차 가공 형성된 슬롯(18)을 펀칭 처리하여 슬롯(18)을 재차 가공하게 된다. 이때 상기 승강커터(62)들은 왕복대(60)의 동작으로 펀칭동작을 수행한 후, 전술한 베이스서포트(44)의 동작에 따라 슬롯(18)의 성형길이에 맞추어 전, 후 수평방향으로 이동한 상태에서 다시 펀칭동작을 반복적으로 수행하게 됨으로서 일정길이를 가지는 슬롯(18)을 용이하게 가공할 수 있게 된다.

첨부된 도 8a 내지 도 8d는 상술한 제 2커팅수단(40)의 동작에 따라 격판(16)에 완전한 형상의 슬롯(18)이 가공되어 지는 과정을 도시한 도면들이다.

먼저, 도 8a에서와 같이 제 1커팅수단(20)을 거쳐 슬롯(18)이 일차 가공 처리된 핵연료 저장대(10)를 제 2커팅수단(40)의 다이(41)에 올려놓은 다음, 피동축(52)으로 동력을 전달하여 링크(54)를 회전 동작시키게 되면 도 8b에서와 같이 상기 링크(54)에 편심되게 결합되어 있는 캠축(56)이 편심 원운동하며 크랭크 샤프트(58) 및 상기 크랭크 샤프트(58)에 결합되어 있는 왕복대(60)를 상, 하 수직으로 동작시키게 되며, 이에 따라 상기 왕복대(60)에 결합되어 있는 승강커터(62)는 수직으로 동작하며 핵연료 저장대(10)의 격판(16)에 일차 가공된 슬롯(18)을 중앙부의 구멍(A)에서부터 슬롯(18)의 가장자리(C) 쪽으로 이동하면서 펀칭 처리하여 재차 가공하게 된다. 여기서 상기 슬롯(18)은 언급한 바와 같이 전술한 제 1커팅수단(20)을 통해 격판(16)의 상, 하면에 일차적으로 가공처리된 상태에서 제 2펀칭수단(40)의 동작으로 재차 가공처리됨에 따라 슬롯(18)의 주연부로 버어등의 발생없이 슬롯(18)을 깔끔하고 정밀하게 형성할 수 있게 된다.

다음, 한번의 펀칭작업이 완료되고 나면 도 8c에서와 같이 베이스서포트(44)의 동작에 따라 승강커터(62)는 일측방향으로 수평 이동한 후, 도 8d에 도시한 바와 같이 다시 수직으로 펀칭 동작을 수행하게 됨으로서 성형하고자 하는 슬롯(18)의 성형길이에 맞추어 승강커터(62)를 이동시킬 수 있게 되어 일정길이를 가지는 슬롯(18)을 용이하게 가공할 수 있게 된다.

도 1은 핵연료 저장대의 구성을 평면에서 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 핵연료 저장대의 격판에 슬롯을 가공하는 가공장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 도 2에서 도시하고 있는 제 1커팅수단의 구성을 입체적으로 보여주고 있는 도면.

도 4는 도 3에서 도시하고 있는 제 1커팅수단의 단면을 절개하여 보여주고 있는 도면.

도 5a 내지 도 5d는 제 1커팅수단의 동작으로 핵연료 저장대의 격판에 슬롯이 가공되어 지는 과정을 순차적으로 도시한 도면들.

도 6은 도 2에서 도시하고 있는 제 2커팅수단의 구성을 입체적으로 보여주고 있는 도면.

도 7은 도 6에서 도시하고 있는 제 2커팅수단의 단면을 절개하여 보여주고 있는 도면.

도 8a 내지 도 8d는 제 2커팅수단의 동작으로 핵연료 저장대의 격판에 슬롯이 가공되어 지는 과정을 순차적으로 도시한 도면들.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 핵연료 저장대 16: 격판

18: 슬롯 20: 제 1커팅수단

26: 구동축 32: 피동축

34: 회전커터 40: 제 2커팅수단

46: 구동축 52: 피동축

56: 캠축 58: 크랭크 샤프트

60: 왕복대 62: 승강커터

Claims

복수의 공간부(14)를 구획시키는 핵연료 저장대(10)의 격판(16)에 슬롯(18)을 1차 가공하는 제 1커팅수단(20)과, 상기 1커팅수단(20)의 동작으로 일차 가공 형성된 슬롯(18)을 2차 가공하는 제 2커팅수단(40)을 포함하는 가공장치를 이용하여 핵연료의 저장대에 슬롯을 가공하는 방법에 있어서,

상기 제1 커팅수단(20)을 이용하여 상기 슬롯(18)을 1차 가공할 때, 상기 슬롯(18)이 형성되기 위한 격판(16)의 상/하면에 일정 깊이의 홈(B)을 각각 형성하고 중앙부분에는 구멍(A)이 형성되도록 가공하는 단계와;

상기 제2 커팅수단(40)을 이용하여 상기 슬롯(18)을 2차 가공할 때, 상기 구멍(A)을 중심으로 시작하여 상기 슬롯(18)의 가장자리(C) 쪽으로 이동하면서 상기 슬롯(18)의 전체적인 모양으로 가공하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 핵연료 저장대의 가공방법.