KR101038105B1 - Pre-hardening Apparatus and Method of Spherical Uranium Compound Solution Droplets Surface - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치 및 방법은 공급액(broth)이 이송되는 구형 액적 제조 노즐에 진동을 가해 균일한 크기의 액적을 형성하는 진동 노즐 시스템, 상기 액적과 반응하는 가스가 충진되되 길이 방향으로 원형의 중공부가 형성되고 상기 중공부로 가스가 공급되는 홀이 형성되며 외주면에 연결되는 가스공급라인의 끝단에 가스공급밸브가 형성되는 가스저장탱크, 상기 가스저장탱크의 내주면에 위치하여 결합되되 중공 원통 형상으로 길이 방향을 따라 원형 단면을 가지며 내주면부터 외주면까지 관통하는 복수개의 홀이 형성되어 상기 중공부로 인입되는 상기 액적에 상기 가스저장탱크에 충진되는 가스를 균일하게 공급하는 가스조절공급부, 및 상기 가스조절공급부와 가스저장탱크가 내측에 설치되는 원통으로 바닥에 상기 액적과 반응하는 물질이 채워지며 외주면에 연결되는 가스배출라인의 끝단에 가스배출밸브가 형성되는 겔화탱크를 포함하여 액적표면의 경화 정도를 조절할 수 있고 액적에 가스를 균일하게 공급하여 경화가 잘되게 하는 효과가 있다.Surface curing apparatus and method for spherical uranium compound droplets according to the present invention is a vibrating nozzle system for applying a vibration to the spherical droplet manufacturing nozzles conveying the broth to form a droplet of uniform size, filled with the gas reacting with the droplets Is formed in a circular hollow in the longitudinal direction and the gas is supplied to the hollow is formed in the gas storage tank, the gas supply tank is formed at the end of the gas supply line connected to the outer peripheral surface, located on the inner peripheral surface of the gas storage tank Gas control supply unit coupled to the hollow cylindrical shape has a circular cross section along the longitudinal direction and a plurality of holes penetrating from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface to uniformly supply the gas filled in the gas storage tank to the droplets introduced into the hollow portion And a cylindrical bar in which the gas regulating supply part and the gas storage tank are installed inside. It includes a gel tank that is filled with the material reacting with the droplet and the gas discharge valve is formed at the end of the gas discharge line connected to the outer circumferential surface to control the degree of curing of the surface of the droplet and to supply gas uniformly to the droplet It works well.

고온가스로, 핵연료, 우라늄화합물, 액적, 표면경화 Hot gas furnace, nuclear fuel, uranium compounds, droplets, surface hardening

Description

구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치 및 방법{Pre-hardening Apparatus and Method of Spherical Uranium Compound Solution Droplets Surface}Pre-hardening Apparatus and Method of Spherical Uranium Compound Solution Droplets Surface}

본 발명은 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 원자력발전소의 고온가스로에서 핵연료로 사용하는 구형 우라늄 산화물 입자를 제조하기 위한 중간물질(구형 우라늄화합물(ADU gel))을 제조하는 장치와 이를 이용하여 구형 액적을 암모니아수 용액에 진입시키기 전에 액적 표면을 사전에 경화시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface hardening apparatus and method for spherical uranium compound droplets, and an apparatus for producing an intermediate material (spherical uranium compound (ADU gel)) for producing spherical uranium oxide particles used as nuclear fuel in a hot gas furnace of a nuclear power plant. And a method for precuring the droplet surface before entering the spherical droplet into the ammonia solution using the same.

고온가스로에 사용되는 핵연료를 만들기 위해서는 중간물질을 제조하는 과정이 필요하다. 우선, 원료물질인 금속염 용액(우라늄 용액)에 각종 첨가물(Urea, HMTA, PVA 등)을 혼합하여 적당한 조성 및 특성을 갖는 공급액(broth)을 만든다. 그 후, 구형이 형성되기 쉬운 상태로 원료물질의 조성을 조절하고 이를 구형 제조장치에 공급하여 구형 액적을 제조한다. 이렇게 제조된 구형 액적을 반응물에 담그 면 구형 액적 속의 금속염 물질과 반응용기에 담겨있는 반응물이 화학 반응함으로써, 금속염 물질의 중간화합물이 제조되는데, 이렇게 제조된 중간 화합물은 숙성, 세척, 건조하는 후속과정과 열처리 과정을 거치면 최종적으로 원하는 구형 금속 산화물 입자(UO2 sphere)로 변환된다.In order to make nuclear fuel used in hot gas furnaces, an intermediate material manufacturing process is required. First, various additives (Urea, HMTA, PVA, etc.) are mixed with a metal salt solution (uranium solution), which is a raw material, to form a broth having a suitable composition and properties. Thereafter, the composition of the raw material is controlled in a state in which spherical forms are easily formed, and then supplied to the spherical manufacturing apparatus to produce spherical droplets. When the so-called spherical droplets are immersed in the reactant, the metal salts in the spherical droplets and the reactants contained in the reaction vessel are chemically reacted to produce intermediate compounds of the metal salts. The intermediate compounds are then subjected to aging, washing and drying. After the heat treatment process, it is finally converted into a desired spherical metal oxide particle (UO 2 sphere).

이와 같은 핵연료 제조과정은 여러 단계의 세부 단위공정으로 구성되어 있는데, 각 세부 단위공정에서 수행되는 각종 제조변수들이 최종입자의 물성에 영향을 미치기 때문에, 핵연료제조 초기부터 마무리 공정까지 공정운전 변수들의 정확한 파악과 조절이 필요하다. 특히, 구형의 입자상태의 핵연료를 얻기 위하여 구형의 중간화합물을 제조하는 과정이 중요한데, 액적이 반응물에 떨어지기 전 액적표면을 사전에 경화시켜, 구형 액적이 반응물에 떨어질 때 액적 자체가 가지고 있는 무게에 의해 구형이 변형되는 것을 방지하는 과정이 중요하다. 이때, 우라늄 원료물질로 제조된 구형 액적이 반응물로 들어가기 전에 액적표면을 사전에 경화시키기 위한 반응가스가 접촉하는 시간이나 얼마나 균일하게 접촉하는지에 따라 표면이 경화되는 정도가 달라진다.The fuel manufacturing process is composed of several stages of detailed unit processes. Since various manufacturing variables performed in each detailed unit process affect the properties of the final particles, the process operation parameters from the initial stage of fuel production to the finishing process are correct. It needs to be grasped and adjusted. In particular, in order to obtain spherical particulate fuel, it is important to prepare a spherical intermediate compound. The drop surface weight is hardened before the droplet falls on the reactant. The process of preventing the sphere from deforming is important. At this time, the degree of surface hardening depends on the contact time or how uniformly the reaction gas for hardening the surface of the droplet before contacting the spherical droplet made of the uranium raw material before contacting the reactant.

그러나, 종래의 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치는 액적표면을 경화시키는 가스가 공급되는 장치에서 반응가스가 공급되는 홀의 개수나 크기가 고정되어 있어, 이러한 가스공급 방식을 사용하는 경우 일정하게 공급되는 가스의 양으로 액적의 접촉부위를 균일하게 유지하기에는 충분하지 못하는 문제점이 있었다.However, in the conventional surface curing apparatus of uranium compound droplets, the number or size of holes supplied with the reaction gas is fixed in the apparatus in which the gas for curing the surface of the droplet is supplied. There was a problem that it is not enough to keep the contact area of the droplet uniformly in the amount of.

또한, 가스 배출부에 형성된 홀을 통해 공급되는 가스의 양이 홀마다 일정하 지 않아 액적표면에 가스가 고르게 접촉되지 않으므로 액적표면의 경화가 균일하게 진행되지 않는 문제점이 있었다.In addition, since the amount of gas supplied through the holes formed in the gas discharge part is not constant for each hole, the gas does not evenly contact the surface of the droplets, so that the surface of the droplets does not uniformly harden.

더불어, 가스 공급부와 배출부의 위치가 동일하여 가스 공급과 동시에 일정량의 가스가 배출되어 가스의 체류시간이 제한된다. 따라서, 가스와 액적표면의 접촉시간을 연장할 수 없으며, 가스가 액적표면과 반응하는 상태가 균일하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, the position of the gas supply part and the discharge part is the same, so that a certain amount of gas is discharged at the same time as the gas supply, thereby limiting the residence time of the gas. Therefore, the contact time between the gas and the droplet surface cannot be extended, and there is a problem that the state in which the gas reacts with the droplet surface is not uniform.

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 액적표면을 경화시키는 가스를 공급하는 홀이 형성되는 가스 공급부를 탈착이 가능하게 하고, 홀의 크기, 개수, 위치가 다른 가스 공급부를 선택적으로 장치에 결합하여 가스의 양에 따라 액적표면의 사전 경화를 원활하게 수행할 수 있는 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, it is possible to detachable gas supply unit for forming a hole for supplying a gas for curing the surface of the droplet, and to select a gas supply unit having a different size, number, and position of holes It is an object of the present invention to provide a surface curing apparatus and method for spherical uranium compound droplets that can be coupled to the device to facilitate the pre-curing of the droplet surface according to the amount of gas.

또한, 가스를 공급하는 홀의 위치와 공급방법을 개선하여 액적과 반응가스의 접촉시간을 연장하는 등 접촉반응을 일정하게 유지하여 액적의 표면을 균일하게 유지시키는 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, the present invention provides a surface curing apparatus for spherical uranium compound droplets that maintains a uniform surface of the droplet by maintaining a constant contact reaction, such as extending the contact time between the droplet and the reaction gas by improving the position and supply method of the gas supply hole. Its purpose is to.

또한, 가스와 액적표면의 접촉시간을 연장할 수 있도록 가스 공급부와 배출부를 따로 구비하는 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a surface curing apparatus for spherical uranium compound droplets having a gas supply part and a discharge part separately so as to extend the contact time between the gas and the droplet surface.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치는 공급액(broth)이 이송되는 노즐에 진동을 가해 균일한 크기의 액적을 형성하는 진동 노즐 시스템과, 상기 액적과 반응하는 가스가 충진되되, 길이 방향으로 원형의 중공부가 형성되고 상기 중공부로 가스가 공급되는 홀이 형성되며, 외주면에 연결되는 가스공급라인의 끝단에 가스공급밸브가 형성되는 가스저장탱크와, 상기 가스저장탱크의 내주면에 위치하여 결합되되, 중공 원통 형상으로 길이 방향을 따라 원형 단면을 가지며, 내주면부터 외주면까지 관통하는 복수개의 홀이 형성되어 상기 중공부로 인입되는 상기 액적에 상기 가스저장탱크에 충진되는 가스를 균일하게 공급하는 가스조절공급부, 및 상기 가스조절공급부와 가스저장탱크가 내측에 설치되는 원통으로, 바닥에 상기 액적과 반응하는 물질이 채워지며 외주면에 연결되는 가스배출라인의 끝단에 가스배출밸브가 형성되는 겔화탱크를 포함한다.In order to achieve the object as described above, the spherical uranium compound droplet surface hardening apparatus according to the present invention is a vibration nozzle system for applying a vibration to the nozzle to which the feed (broth) is transferred to form a droplet of uniform size, and the droplet and A gas storage tank which is filled with a reactive gas, a circular hollow portion is formed in a longitudinal direction, a hole for supplying gas to the hollow portion, and a gas supply valve is formed at an end of a gas supply line connected to an outer circumferential surface thereof; It is located on the inner circumferential surface of the gas storage tank and coupled, and has a circular cross section in the longitudinal direction in a hollow cylindrical shape, a plurality of holes penetrating from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface is formed to fill the gas storage tank into the droplets introduced into the hollow portion. A gas regulating supply part for uniformly supplying the gas to be supplied, and the gas regulating supply part and the gas storage tank The cylinder is provided with a gelling tank filled with a substance reacting with the droplets on the bottom and having a gas discharge valve formed at the end of the gas discharge line connected to the outer circumferential surface.

이때, 상기 가스저장탱크는 상기 가스조절공급부와 고정핀으로 결합시 상기 고정핀이 유입되는 상측결합홈이 상기 가스저장탱크의 상면에 형성될 수 있다.At this time, the gas storage tank may be formed on the upper surface of the gas storage tank, the upper coupling groove into which the fixing pin is introduced when the gas control supply unit and the fixing pin.

또한, 상기 가스저장탱크는 하면이 상기 중공부 방향으로 연장되어 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에 상기 가스조절공급부의 하측결합부와 결합하는 하측결합홈이 형성될 수 있다.In addition, the gas storage tank may have a lower surface extending in the hollow direction to form a protrusion, and a lower coupling groove may be formed at the protrusion to engage with the lower coupling portion of the gas control supply.

한편, 상기 가스조절공급부는 탈착 가능하게 구비되어 크기, 개수 및 위치가 다른 홀이 형성되는 가스조절공급부에 의해 상기 액적의 표면경화의 정도가 조절된다.On the other hand, the gas control supply is detachably provided by the gas control supply to form a hole different in size, number and position is adjusted the degree of surface hardening of the droplets.

또한, 상기 가스조절공급부는 상기 가스저장탱크와 고정핀으로 결합시 상기 고정핀이 통과하는 상측결합홈의 내측에 설치되어 상기 가스를 밀봉하는 o-ring이 형성된다.In addition, the gas control supply unit is installed inside the upper coupling groove through which the fixing pin passes when the gas storage tank and the fixing pin is coupled to form an o-ring for sealing the gas.

더불어, 상기 가스저장탱크의 내주면과 상기 가스조절공급부의 외주면 사이에, 상기 가스저장탱크와 가스조절공급부의 결합시 홀의 위치가 다를 경우 홀이 막히는 현상을 방지하는 가스공급공간이 형성된다.In addition, a gas supply space is formed between the inner circumferential surface of the gas storage tank and the outer circumferential surface of the gas regulating supply part to prevent the hole from being blocked when the gas storage tank and the gas regulating supply part have different positions of the holes.

또한, 상기 가스저장탱크의 외주면과 상기 겔화탱크의 내주면 사이에, 상기 액적과 반응하고 남은 가스를 장치 밖으로 배출하는 통로인 가스배출공간이 형성된다.In addition, a gas discharge space is formed between the outer circumferential surface of the gas storage tank and the inner circumferential surface of the gelation tank, a passage for discharging the gas remaining after the reaction with the droplet out of the device.

한편, 상기 가스는 암모니아일 수 있고, 상기 액적과 반응하는 물질은 암모니아수일 수 있다.Meanwhile, the gas may be ammonia, and the material reacting with the droplet may be ammonia water.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 방법은 진동 노즐 시스템의 노즐 출구를 통해 공급액(broth)을 액적으로 형성하는 드로핑(dropping)단계와, 상기 액적이 공기층을 통과하며 구형을 형성하는 구형형성단계와, 상기 액적이 낙하하는 겔화탱크의 중공부로 암모니아 가스를 공급하여 액적의 표면을 경화시키는 표면경화단계, 및 상기 표면이 경화된 액적을 겔화탱크 내부에 있는 암모니아수와 반응시켜 겔화된 우라늄화 합물을 제조하는 우라늄화합물생성단계를 포함한다.In addition, in order to achieve the above object, the spherical uranium compound droplet surface hardening method according to the present invention includes a dropping step of forming a droplet (broth) through the nozzle outlet of the vibration nozzle system; A spherical forming step in which the droplets pass through an air layer to form a sphere, a surface hardening step of supplying ammonia gas to the hollow portion of the gelling tank in which the drop falls, and a surface hardening step of curing the surface of the droplet, and a gelling tank in which the surface is cured. A uranium compound generation step of producing a gelled uranium compound by reacting with ammonia water in the interior.

이때, 상기 우라늄화합물생성단계 후 상기 액적과 반응하고 남은 가스를 외부로 배출시키는 가스배출단계를 더 포함할 수 있다.At this time, after the uranium compound generation step may further include a gas discharge step of discharging the remaining gas to the outside after reacting with the droplets.

또한, 상기 표면경화단계는 가스공급밸브를 개방하여 가스저장탱크에 암모니아 가스를 공급하는 공정 및 상기 가스저장탱크의 암모니아 가스를 다수의 홀이 형성되는 가스조절공급부를 통해 상기 겔화탱크의 중공부로 공급하는 공정을 포함한다.The surface hardening step may include supplying ammonia gas to a gas storage tank by opening a gas supply valve and supplying ammonia gas from the gas storage tank to a hollow portion of the gelling tank through a gas control supply part in which a plurality of holes are formed. It includes a process to make.

또한, 상기 표면경화단계는 상기 액적의 경화 정도를 조절하기 위해 상기 가스조절공급부를 교체하는 공정을 더 포함할 수 있다.In addition, the surface hardening step may further include a process of replacing the gas control supply to adjust the degree of curing of the droplets.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치에 의하면, 가스를 공급하는 홀의 크기, 개수, 위치가 다른 가스 공급부를 탈착이 가능하도록 제작하여 액적표면을 경화시키는 가스의 양에 따라 액적표면의 경화 정도를 조절하는 효과가 있다.According to the surface curing apparatus of the spherical uranium compound droplets according to the present invention as described above, according to the amount of gas to harden the surface of the droplets by making it possible to detachable gas supply unit having a different size, number, and position of holes for supplying gas. It is effective to control the degree of curing of the droplet surface.

또한, 가스를 저장해 두는 버퍼(buffer)를 공간을 이용하여 액적에 공급되는 가스의 양이 홀마다 균일하게 배출되게 하여 액적표면의 경화가 잘 되도록 하는 효과가 있다.In addition, the amount of gas supplied to the droplets is uniformly discharged per hole by using a space for storing the gas, so that the surface of the droplets is hardened.

또한, 가스 공급부와 배출부를 달리 형성하여 액적표면과 가스가 접촉하는 시간을 연장할 수 있는 효과가 있다.In addition, the gas supply portion and the discharge portion are formed differently, so that the time for contacting the droplet surface and the gas can be extended.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts in the drawings represent the same reference numerals as much as possible. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the gist of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치를 나타내는 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치를 나타내는 단면도이다.1 is a perspective view showing a surface curing apparatus of the spherical uranium compound droplets according to the present invention, Figure 2 is a plan view showing a surface curing apparatus of the spherical uranium compound droplets according to the present invention, Figure 3 is a spherical uranium compound according to the present invention It is sectional drawing which shows the surface hardening apparatus of a droplet.

또한, 도 4a는 도 3의 A를 확대하여 나타내는 도이고, 도 4b는 도 3의 B를 확대하여 나타내는 도이다.4A is an enlarged view of A of FIG. 3, and FIG. 4B is an enlarged view of B of FIG. 3.

본 발명의 일 실시예에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 진동 노즐 시스템(100), 가스저장탱크(200), 가스조절공급부(300) 및 겔화탱크(400)를 포함한다.Surface curing apparatus of the spherical uranium compound droplets according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1 to 3, the vibration nozzle system 100, gas storage tank 200, gas control supply 300 and gelation Tank 400.

상기 진동 노즐 시스템(100)는 Needle 관 형상이며, 공급액(130)이 이송되는 노즐에 진동을 가해 균일한 크기의 액적을 형성한다. 상기 공급액(130)은 액체상태 인데, 상기 진동 노즐 시스템(100)의 진동에 의해 일단에 형성되는 노즐 출구(110)를 통해 액적(150)의 형태로 낙하한다.The vibrating nozzle system 100 has a needle tube shape, and vibrates a nozzle to which the feed liquid 130 is transferred to form droplets of uniform size. The feed liquid 130 is in a liquid state, and falls in the form of droplets 150 through a nozzle outlet 110 formed at one end by vibration of the vibrating nozzle system 100.

상기 액적(150)은 먼저 공기층을 거쳐서 후술할 가스조절공급부의 중공부로 인입되며 낙하한다.The droplet 150 is first introduced into the hollow portion of the gas control supply to be described later through the air layer and falls.

이때, 상기 공급액(130)은 우라늄 산화물을 질산에 용해한 질산우라늄 용액과 같은 금속염 용액에 첨가물을 혼합한 것이다. 또한, 상기 첨가물은 Urea, HMTA, PVA, THFA, NH4NO3 중 하나 이상으로 이루어질 수 있다. At this time, the feed solution 130 is an additive mixed with a metal salt solution such as uranium nitrate solution in which uranium oxide is dissolved in nitric acid. In addition, the additive may be made of one or more of Urea, HMTA, PVA, THFA, NH 4 NO 3 .

상기 가스저장탱크(200)는 상기 액적(150)과 반응하는 가스가 탱크 내부에 충진된다. 상기 가스저장탱크(200)는 길이 방향으로 원형의 중공부가 형성되는 원기둥형태인데, 다각기둥으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 가스저장탱크(200)의 내주면에는 상기 중공부로 가스가 공급되는 홀(250)이 형성되며, 상기 홀(250)은 하나 이상 형성될 수 있다. 이때, 상기 가스를 공급하는 가스공급밸브(210)는 외주면에 형성되며, 외주면과 상기 가스공급밸브를 연결하는 가스공급라인(230)이 형성된다.The gas storage tank 200 is filled with the gas reacted with the droplets 150 inside the tank. The gas storage tank 200 has a cylindrical shape in which a circular hollow part is formed in a longitudinal direction, and may be formed as a polygonal column. In addition, a hole 250 through which gas is supplied to the hollow part may be formed on an inner circumferential surface of the gas storage tank 200, and one or more holes 250 may be formed. At this time, the gas supply valve 210 for supplying the gas is formed on the outer peripheral surface, the gas supply line 230 for connecting the outer peripheral surface and the gas supply valve is formed.

상기 가스는 상기 액적의 표면을 경화시키는 물질로 암모니아일 수 있다.The gas may be ammonia as a material for curing the surface of the droplet.

한편, 상기 가스저장탱크(200)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 가스조절공급부(300)와 고정핀(370)으로 결합되는데, 상기 고정핀이 유입되는 상측결합홈(270)이 상기 가스저장탱크(200)의 상면에 형성된다.On the other hand, the gas storage tank 200 is coupled to the gas control supply 300 and the fixing pin 370, as shown in Figure 4a and 4b, the upper coupling groove 270 into which the fixing pin is introduced It is formed on the upper surface of the gas storage tank 200.

이때, 상기 상측결합홈(270)은 후술할 가스조절공급부(300)의 상측결합홀과 동일한 위치에 형성되며, 하나 이상 형성될 수 있다.In this case, the upper coupling groove 270 is formed at the same position as the upper coupling hole of the gas control supply unit 300 to be described later, one or more may be formed.

또한, 상기 가스저장탱크(200)는 하면이 상기 중공부 방향으로 연장되어 상기 가스저장탱크(200)의 내주면 하단에 원형의 띠 형상으로 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 상면에 상기 가스조절공급부(300)의 하측결합부(350)와 결합하는 하측결합홈(290)이 형성된다.In addition, the gas storage tank 200 has a lower surface extending in the hollow direction toward the bottom of the inner circumferential surface of the gas storage tank 200 has a protrusion formed in a circular band shape, the gas control supply portion (top) A lower coupling groove 290 is coupled to the lower coupling portion 350 of the 300.

상기 하측결합홈(290)의 홈으로 상기 가스조절공급부(300)의 하측결합부(350)가 들어가며 결합함으로써, 가스의 유출을 방지하고 상기 가스조절공급부(300)의 탈착이 가능하다.The lower coupling part 350 of the gas regulating supply part 300 enters into the groove of the lower coupling groove 290 and is coupled thereto, thereby preventing the outflow of gas and removing the gas regulating supply part 300.

상기 가스조절공급부(300)는 상기 가스저장탱크(200)의 내주면에 평행하게 위치하여 결합된다. 또한, 상기 가스조절공급부(300)는 중공 원통 형상으로 길이 방향을 따라 원형 단면을 가지며, 내주면부터 외주면까지 관통하는 복수개의 홀(310)이 형성되어 상기 중공부로 인입되는 상기 액적(150)에 상기 가스저장탱크(200)에 충진되는 가스를 균일하게 공급한다.The gas control supply unit 300 is coupled in parallel to the inner peripheral surface of the gas storage tank (200). In addition, the gas control supply unit 300 has a circular cross-section in the longitudinal direction in a hollow cylindrical shape, a plurality of holes 310 penetrating from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface is formed in the droplet 150 which is introduced into the hollow portion The gas filled in the gas storage tank 200 is uniformly supplied.

상기 액적(150)의 표면은 상기 가스와 접촉하는 시간, 균일하게 접촉하는 방법에 따라 액적표면이 경화되는 정도가 다른데, 상기 가스조절공급부(300)는 탈착 가능하게 구비되어 상기 액적(150)의 표면경화의 정도가 조절되도록 상기 홀(310)의 크기, 개수 및 위치가 다른 여러가지 형태의 가스조절공급부를 제작하여 교체 설치할 수 있다.The surface of the droplet 150 has a different degree of hardening of the surface of the droplet according to the time of contact with the gas and the method of uniform contact, and the gas regulating supply 300 is detachably provided to In order to adjust the degree of surface hardening, the size, number, and position of the hole 310 may be manufactured and replaced by various types of gas control supply parts having different shapes.

또한, 상기 가스조절공급부(300)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 가스저장탱크(200)와 고정핀(370)으로 결합되는데, 상기 고정핀이 통과하는 상측결합홀(330)이 형성되며, 그 내측으로 오링(o-ring, 390)이 설치되어 상기 가스가 외부로 유출되지 않도록 밀봉한다.In addition, the gas control supply 300 is coupled to the gas storage tank 200 and the fixing pin 370, as shown in Figure 4a and 4b, the upper coupling hole 330 through which the fixing pin passes It is formed, the O-ring (o-ring, 390) is installed inside the seal so that the gas does not flow out.

상기 겔화탱크(400)는 상기 가스조절공급부(300)와 가스저장탱크(200)가 내측에 설치되는 원통형으로, 내부에는 상기 액적(150)과 반응하는 물질(450)이 채워져, 상기 가스조절공급부(300)의 중공부로 낙하하며 상기 가스와의 반응으로 표면이 경화된 상기 액적(150)과 반응하여 구형 우라늄 화합물을 생성한다.The gelation tank 400 has a cylindrical shape in which the gas regulating supply part 300 and the gas storage tank 200 are installed inside, and the material 450 reacting with the droplet 150 is filled therein, and the gas regulating supply part A spherical uranium compound is produced by falling into the hollow part of 300 and reacting with the droplet 150 having a hardened surface by reaction with the gas.

이때, 상기 액적(150)과 반응하고 남은 가스는 상기 겔화탱크(400)의 외주면에 형성되는 가스배출밸브(410)를 통해 배출되는데, 상기 외주면과 가스배출밸브(410)를 연결하는 가스배출라인(430)이 형성되고 외부 진공라인과 연결됨으로써, 미반응 가스를 배출토록 할 수 있다.At this time, the gas remaining after the reaction with the droplet 150 is discharged through the gas discharge valve 410 formed on the outer peripheral surface of the gelation tank 400, the gas discharge line connecting the outer peripheral surface and the gas discharge valve 410 430 is formed and connected to the external vacuum line, it is possible to discharge the unreacted gas.

이때, 상기 액적(150)과 반응하는 물질은 상기 액적(150)의 금속염 물질과 반응하는 반응물로써 암모니아수일 수 있다.In this case, the material reacting with the droplet 150 may be ammonia water as a reactant reacting with the metal salt material of the droplet 150.

더불어, 상기 가스저장탱크(200)의 내주면과 상기 가스조절공급부(300)의 외주면 사이에 형성되는 공간으로써, 상기 가스저장탱크와 가스조절공급부의 결합시 상기 가스저장탱크의 홀(250)과 상기 가스조절공급부의 홀(310)의 위치가 다를 경우 발생할 수 있는 홀이 막히는 현상을 방지하는 가스공급공간(500)이 형성된다.In addition, a space formed between the inner circumferential surface of the gas storage tank 200 and the outer circumferential surface of the gas regulating supply 300, the hole 250 and the hole of the gas storage tank when the gas storage tank and the gas regulating supply are combined. The gas supply space 500 may be formed to prevent a blockage of a hole, which may occur when the positions of the holes 310 of the gas regulating supply part are different.

또한, 상기 가스저장탱크(200)의 외주면과 상기 겔화탱크(400)의 내주면 사이에 형성되는 공간으로써, 상기 액적(150)과 반응하고 남은 가스를 장치 밖으로 배출하는 통로인 가스배출공간(600)이 형성된다.In addition, a space formed between the outer circumferential surface of the gas storage tank 200 and the inner circumferential surface of the gelation tank 400, the gas discharge space 600 that is a passage for discharging the remaining gas after the reaction with the droplet 150 out of the device Is formed.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 방법을 나타내는 일 블록도이고, 도 6은 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 방법을 나타내는 다른 블록도이다.On the other hand, Figure 5 is a block diagram showing a surface hardening method of the spherical uranium compound droplets according to the present invention, Figure 6 is another block diagram showing a surface hardening method of the spherical uranium compound droplets according to the present invention.

또한, 도 7은 도 5의 표면경화단계를 나타내는 일 블록도이고, 도 8은 도 5의 표면경화단계를 나타내는 다른 블록도이다.7 is a block diagram illustrating the surface hardening step of FIG. 5, and FIG. 8 is another block diagram illustrating the surface hardening step of FIG. 5.

본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 드로핑(dropping)단계(S100), 구형형성단계(S200), 표면경화단계(S300) 및 우라늄화합물생성단계(S400)를 포함한다.Surface curing method of the spherical uranium compound droplets according to the present invention is a dropping (S100), spherical forming step (S200), surface curing step (S300) and uranium compound generation step ( S400).

상기 드로핑(dropping)단계(S100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 진동 노즐 시스템(100)의 노즐 출구(110)를 통해 공급액(130)을 액적(150)으로 형성하는 단계로써, 상기 진동 노즐 시스템의 내부에, 금속염용액에 Urea, HMTA, PVA 등의 첨가물을 혼합한 공급액을 이송하고 진동을 가해 액적의 형태로 떨어트리는 단계이다.As shown in FIG. 3, the dropping step (S100) is a step of forming the supply liquid 130 as droplets 150 through the nozzle outlet 110 of the vibrating nozzle system 100. Inside the nozzle system, a feed solution containing a mixture of additives such as Urea, HMTA, PVA, and the like in a metal salt solution is transferred and vibrated to drop in the form of droplets.

상기 구형형성단계(S200)는 상기 액적(150)이 공기층을 통과하며 구형을 형 성하는 단계로써, 상기 진동 노즐 시스템(100)에 의해 생성된 상기 액적(150)이 겔화탱크(400)의 중공부로 들어가기 전에, 공기층의 공간을 두어 상기 액적이 공기층을 통과할 때, 상기 액적에 포함되어 있는 유기물질에 의한 점도 및 표면장력의 힘을 빌어 원형으로 복원시키는 과정이다.The spherical forming step (S200) is a step in which the droplets 150 pass through the air layer to form a sphere, and the droplets 150 generated by the vibrating nozzle system 100 are hollow in the gelation tank 400. Before entering the part, when the droplets pass through the air layer by leaving a space of the air layer, the process of restoring the circular shape by the force of the viscosity and surface tension by the organic material contained in the droplet.

상기 표면경화단계(S300)는 원형으로 복원된 상기 액적(150)이 낙하하는 상기 겔화탱크(400)의 중공부로 암모니아 가스를 공급하여 상기 액적의 표면을 사전에 경화시키는 단계인데, 도 7에 도시된 바와 같이, 가스저장탱크(200)에 암모니아 가스를 공급하는 공정(S310)과 상기 가스저장탱크(200)의 암모니아 가스를 상기 겔화탱크(400)의 중공부로 공급하는 공정(S320)을 포함한다.The surface hardening step (S300) is a step of hardening the surface of the droplets in advance by supplying ammonia gas to the hollow portion of the gelling tank 400 in which the droplets 150 restored in a circular shape fall. As described above, the method includes supplying ammonia gas to the gas storage tank 200 (S310) and supplying ammonia gas from the gas storage tank 200 to the hollow portion of the gelation tank 400 (S320). .

즉, 가스공급밸브(210)를 개방하여 가스공급라인(230)을 통해 상기 가스저장탱크(200)에 암모니아 가스가 공급되고, 상기 가스저장탱크의 내주면에 형성되는 홀을 통과한 가스는 상기 가스저장탱크와 상기 가스저장탱크의 중공부에 위치하는 가스조절공급부(300)가 결합시 상기 가스저장탱크의 외주면과 가스조절공급부의 내주면 사이에 형성되는 가스공급공간(500)에 채워진 후, 가스조절공급부에 형성되는 홀을 통과하여 겔화탱크의 중공부로 공급된다.That is, ammonia gas is supplied to the gas storage tank 200 through the gas supply line 230 by opening the gas supply valve 210, and the gas passing through the hole formed in the inner circumferential surface of the gas storage tank is the gas. When the storage tank and the gas regulating supply unit 300 located in the hollow portion of the gas storage tank are coupled to the gas supply space 500 formed between the outer circumferential surface of the gas storage tank and the inner circumferential surface of the gas regulating supply unit, the gas regulating unit It passes through the hole formed in the supply part and is supplied to the hollow part of the gelling tank.

이렇게, 상기 겔화탱크의 중공부로 공급되는 가스는 상기 중공부로 낙하하는 상기 액적과 반응하여, 상기 액적의 표면을 사전에 경화시킨다.In this way, the gas supplied to the hollow portion of the gelling tank reacts with the droplets falling into the hollow portion to harden the surface of the droplet in advance.

또한, 상기 표면경화단계(S300)는 도 8에 도시된 바와 같이, 가스조절공급 부(300)를 교체하는 공정(S330)을 더 포함하여 이루어질 수 있는데, 상기 가스조절공급부를 교체하는 공정(S330)은 상기 표면경화단계에서 상기 액적의 경화 정도를 조절하기 위해 홀의 크기, 개수 및 위치가 다른 여러가지 형태의 가스조절공급부를 제작하여 교체 설치하는 공정이다.In addition, the surface hardening step (S300) may further include a step (S330) of replacing the gas control supply unit 300, as shown in Figure 8, the step of replacing the gas control supply (S330) ) Is a process of manufacturing and replacing various types of gas control supply parts having different sizes, numbers, and positions of holes to adjust the degree of curing of the droplets in the surface hardening step.

상기 우라늄화합물생성단계(S400)는 상기 겔화탱크(400)의 중공부를 통과하며 표면이 경화된 상기 액적을 겔화탱크 내부에 있는 암모니아수와 같은 반응물과 반응시켜 겔화(gelation)된 우라늄화합물을 제조하는 단계이다.The uranium compound generation step (S400) is a step of preparing a gelled uranium compound by passing the hollow portion of the gelation tank 400 and reacting the droplets cured with a reactant such as ammonia water in the gelation tank to be.

한편, 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 기체배출단계(S500)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the surface curing method of the spherical uranium compound droplets according to the present invention may further include a gas discharge step (S500), as shown in FIG.

상기 기체배출단계(S500)는 상기 우라늄화합물생성단계 후 상기 액적(150)과 반응하고 남은 가스를 상기 겔화탱크(400)의 외부로 배출시키는 단계로써, 상기 겔화탱크의 외주면과 연결되는 가스배출라인(430)을 통해 가스배출밸브(410)로 배출된다.The gas discharge step (S500) is a step of discharging the remaining gas after the reaction with the droplet 150 after the uranium compound generation step to the outside of the gelation tank 400, the gas discharge line connected to the outer peripheral surface of the gelation tank It is discharged to the gas discharge valve 410 through 430.

이상과 같이 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치 및 방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.As described above with reference to the drawings illustrating a surface curing apparatus and method for spherical uranium compound droplets according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, the description of the present invention Of course, various modifications may be made by those skilled in the art within the spirit and scope.

도 1은 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing a surface curing apparatus of spherical uranium compound droplets according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치를 나타내는 평면도.2 is a plan view showing a surface curing apparatus of spherical uranium compound droplets according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing a surface curing apparatus of spherical uranium compound droplets according to the present invention.

도 4a는 도 3의 A를 확대하여 나타내는 도.4A is an enlarged view of A of FIG. 3.

도 4b는 도 3의 B를 확대하여 나타내는 도.4B is an enlarged view of B of FIG. 3.

도 5는 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 방법을 나타내는 일 블록도.5 is a block diagram showing a method for surface hardening of spherical uranium compound droplets according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 방법을 나타내는 다른 블록도.Figure 6 is another block diagram showing the surface curing method of the spherical uranium compound droplets according to the present invention.

도 7은 도 5의 표면경화단계를 나타내는 일 블록도.FIG. 7 is a block diagram illustrating the surface hardening step of FIG. 5.

도 8은 도 5의 표면경화단계를 나타내는 다른 블록도.8 is another block diagram illustrating the surface hardening step of FIG. 5.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 : 진동 노즐 시스템 110 : 노즐 출구100: vibrating nozzle system 110: nozzle outlet

130 : 노즐에 이송되는 공급액(broth) 150 : 액적130: broth transferred to the nozzle 150: droplet

200 : 가스저장탱크 210 : 가스공급밸브200: gas storage tank 210: gas supply valve

230 : 가스공급라인 250, 310 : 홀230: gas supply line 250, 310: hole

270 : 상측결합홈 290 : 하측결합홈270: upper coupling groove 290: lower coupling groove

300 : 가스조절공급부 330 : 상측결합홀300: gas control supply 330: upper coupling hole

350 : 하측결합부 370 : 고정핀350: lower coupling portion 370: fixing pin

390 : 오링(o-ring) 400 : 겔화탱크390: o-ring 400: gelation tank

410 : 가스배출밸브 430 : 가스배출라인410: gas discharge valve 430: gas discharge line

500 : 가스공급공간 600 : 가스배출공간500: gas supply space 600: gas discharge space

S100 : 드로핑(dropping)단계 S200 : 구형형성단계S100: dropping step S200: spherical formation step

S300 : 표면경화단계 S400 : 우라늄화합물생성S300: Surface hardening step S400: Uranium compound generation

S500 : 가스배출단계S500: gas discharge step

Claims (13)

공급액(broth)이 이송되는 구형 액적 제조 노즐에 진동을 가해 균일한 크기의 액적을 형성하는 진동 노즐 시스템;A vibrating nozzle system that vibrates a spherical droplet producing nozzle to which a broth is conveyed to form droplets of uniform size; 상기 액적과 반응하는 가스가 충진되되, 길이 방향으로 원형의 중공부가 형성되고 상기 중공부로 가스가 공급되는 홀이 형성되며, 외주면에 연결되는 가스공급라인의 끝단에 가스공급밸브가 형성되는 가스저장탱크;The gas storage tank is filled with the gas reacts with the droplet, the circular hollow portion in the longitudinal direction is formed, the hole for supplying gas to the hollow portion is formed, the gas supply valve is formed at the end of the gas supply line connected to the outer peripheral surface ; 상기 가스저장탱크의 내주면에 위치하여 결합되되, 중공 원통 형상으로 길이 방향을 따라 원형 단면을 가지며, 내주면부터 외주면까지 관통하는 복수개의 홀이 형성되어 상기 중공부로 인입되는 상기 액적에 상기 가스저장탱크에 충진되는 가스를 균일하게 공급하고, 탈착 가능하게 구비되어 크기, 개수 및 위치가 다른 홀이 형성되는 가스조절공급부에 의해 상기 액적의 표면경화의 정도가 조절되며, 상기 가스저장탱크 내주면과 가스조절공급부의 외주면 사이에, 상기 가스저장탱크와 가스조절공급부의 결합시 홀의 위치가 다를 경우 홀이 막히는 현상을 방지하는 가스공급공간이 형성되도록 구비되는 가스조절공급부; 및It is located on the inner circumferential surface of the gas storage tank and coupled, and has a circular cross section along the longitudinal direction in a hollow cylindrical shape, a plurality of holes penetrating from the inner circumferential surface to the outer circumferential surface is formed in the gas storage tank in the droplets introduced into the hollow portion The gas is supplied uniformly and detachably provided, and the degree of surface hardening of the droplets is controlled by a gas regulating supply part having a hole having a different size, number, and position, and the inner circumferential surface of the gas storage tank and a gas regulating supply part. Between the outer circumferential surface of the gas storage tank and the gas control supply when the position of the hole when the combination of the gas control supply unit is provided to form a gas supply space to prevent the hole clogging phenomenon; And 상기 가스조절공급부와 가스저장탱크가 내측에 설치되는 원통형으로, 바닥에 상기 액적과 반응하는 물질이 채워지며 외주면에 연결되는 가스배출라인의 끝단에 가스배출밸브가 형성되는 겔화탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치.The gas regulating supply unit and the gas storage tank is installed in the inner cylinder, the material that reacts with the droplets on the bottom is characterized in that it comprises a gelation tank formed with a gas discharge valve at the end of the gas discharge line connected to the outer peripheral surface Surface hardening apparatus of spherical uranium compound droplets. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 가스저장탱크는 상기 가스조절공급부와 고정핀으로 결합시 상기 고정핀이 유입되는 상측결합홈이 상기 가스저장탱크의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하 는 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치.The gas storage tank is a surface curing apparatus of the spherical uranium compound droplets, characterized in that the upper coupling groove into which the fixing pin is introduced when the gas control supply and the fixing pin is coupled to the upper surface of the gas storage tank. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 가스저장탱크는 하면이 상기 중공부 방향으로 연장되어 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에 상기 가스조절공급부의 하측결합부와 결합하는 하측결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치.The gas storage tank has a lower surface extending toward the hollow portion to form a protrusion, and the protrusion has a bottom coupling groove formed therein to be coupled to the lower coupling portion of the gas regulating supply portion. Device. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 가스조절공급부는 상기 가스저장탱크와 고정핀으로 결합시 상기 고정핀이 통과하는 상측결합홈의 내측에 설치되어 상기 가스를 밀봉하는 o-ring이 형성되는 것을 특징으로 하는 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치.Surface of the spherical uranium compound droplets is characterized in that the gas control supply unit is provided inside the upper coupling groove through which the fixing pin passes when the gas storage tank and the fixing pin is combined to form an o-ring for sealing the gas. Curing device. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 가스저장탱크의 외주면과 상기 겔화탱크의 내주면 사이에, 상기 액적과 반응하고 남은 가스를 장치 밖으로 배출하는 통로인 가스배출공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치.And a gas discharge space, which is a passage for discharging the gas remaining after reacting with the liquid droplets between the outer circumferential surface of the gas storage tank and the inner circumferential surface of the gelation tank, is formed. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 가스는 암모니아인 것을 특징으로 하는 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치.And said gas is ammonia. The surface hardening apparatus of spherical uranium compound droplets characterized by the above-mentioned. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 액적과 반응하는 물질은 암모니아수인 것을 특징으로 하는 구형 우라늄화합물 액적의 표면 경화 장치.The material for reacting with the droplets is spherical uranium compound droplets surface curing apparatus, characterized in that ammonia water. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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