KR101049435B1 - Continuous Refining Refining Device of Metal Uranium - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 우라늄의 연속식 정해 정련 장치에 관한 것으로서, 내부 수용 공간을 가지며, 전해질이 채워지는 전해조; 전해조를 덮는 덮개판의 중심부를 관통하는 연결바들에 의해 전해조 내부의 방열판 하측에 음극 전극들이 고정되는 음극부; 음극 전극들과 주위를 감싸며 마주하도록 통형상을 이루고, 내부에 사용된 핵 연료를 수용하기 위한 내부 수용 공간을 가지며, 덮개판의 가장자리부에 회전 가능하게 고정되는 양극부; 음극 전극 하측에 구비되는 우라늄 회수조 하부에 연결되는 제1 인출 수단에 의해 음극 전극으로부터 탈리되어 수집된 우라늄 금속을 전해조 외부로 인출하는 우라늄 회수부; 전해조 하부에 연결되는 제2 인출 수단에 의해 전해조 하부에 수집된 전이금속 입자를 인출하는 전이금속 회수부를 포함하고, 음극부는 연결바들 상단에 고정되는 상부 플레이트를 덮개판 상에 절연 및 방진 가능하게 고정하는 절연 방진 부재; 및 상부 플레이트 상에 구비되어 연결바를 통해 음극 전극에 가진력을 전달하는 가진 수단을 포함하여 구성되어, 가진 수단을 이용해 음극 전극에 진동 또는 충격력을 가하여 음극 전극에 전착되는 금속 우라늄을 탈리시켜 연속적으로 균일하게 회수할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. The present invention relates to a continuous refining and refining apparatus for metal uranium, comprising: an electrolytic cell having an inner receiving space and filled with an electrolyte; A cathode part in which cathode electrodes are fixed to a lower side of a heat sink inside the electrolytic cell by connecting bars penetrating the center of the cover plate covering the electrolytic cell; An anode part formed to have a cylindrical shape so as to surround and surround the cathode electrodes, the anode part having an inner accommodating space for accommodating nuclear fuel used therein, and rotatably fixed to an edge portion of the cover plate; A uranium recovery unit which draws out the collected uranium metal to the outside of the electrolytic cell by the first extraction means connected to a lower part of the uranium recovery tank provided below the cathode electrode; And a transition metal recovery part for drawing out the transition metal particles collected in the lower part of the electrolytic cell by a second drawing means connected to the lower part of the electrolytic cell, wherein the negative electrode part is insulated and dust-tightly fixed on the cover plate to an upper plate fixed to the top of the connecting bars. Insulating dustproof member; And an excitation means provided on the upper plate to transmit the excitation force to the cathode electrode through the connecting bar. The excitation means continuously exerts metal uranium which is electrodeposited to the anode electrode by applying vibration or impact force to the cathode electrode. It has the effect of making it easy to recover.

금속 우라늄, 전해 정련, 가진 수단, 절연 방진 부재 Metal uranium, electrolytic refining, excitation means, insulation dustproof member

Description

금속 우라늄의 연속식 정해 정련 장치{CONTINUOUS ELECTROLYTIC REFINING DEVICE FOR METAL URANIUM}Continuous refinery refiner of metal uranium {CONTINUOUS ELECTROLYTIC REFINING DEVICE FOR METAL URANIUM}

본 발명은 금속 우라늄의 연속식 정해 정련 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 가진 수단을 이용해 음극 전극에 진동 또는 충격력을 가하여 음극 전극에 전착되는 우라늄 전착물들을 탈리시켜 연속적으로 회수할 수 있도록 하는 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous refining and refining apparatus for metal uranium, and more particularly, a metal that can be recovered by continuously removing uranium electrodeposits deposited on the cathode by applying vibration or impact force to the cathode using an excitation means. A continuous electrolytic refining apparatus of uranium.

주지된 바와 같이, 종래 핵 연료로 사용된 금속 우라늄의 전해 정련 장치는, 삼염화우라늄이 녹아 있는 약 500℃의 용융염 내에서 사용후 금속연료의 절편을 포함하는 양극바스켓과, 순수한 우라늄이 전착되는 철계 음극으로 구성된다. As is well known, the electrolytic refining apparatus for metal uranium used as a nuclear fuel in the prior art is characterized in that an anode basket containing a fragment of spent metal fuel in a molten salt of about 500 ° C. in which uranium trichloride is dissolved, and pure uranium are electrodeposited. It is composed of an iron-based cathode.

상기한 종래 금속 우라늄의 전해 정련 장치를 이용해 금속 우라늄의 정련시, 전류를 인가하면 용융염 중의 삼염화우라늄이 환원되어 음극에 전착되고, 이 반응에서 분리된 염소 이온은 전기적으로 양극에서 금속우라늄을 선택적으로 용해시킨다. 이와 같은 금속 우라늄의 전해 정련 과정을 반복하여 순수한 금속우라늄을 분리해낼 수 있다. In the refining of metal uranium using the electrolytic refining apparatus of the conventional metal uranium, when current is applied, uranium trichloride in the molten salt is reduced and electrodeposited on the cathode, and the chlorine ions separated in the reaction electrically select metal uranium at the anode. To dissolve. Such electrolytic refining of metal uranium can be repeated to separate pure metal uranium.

그러나, 상기한 종래 금속 우라늄의 전해 정련 장치를 이용한 금속 우라늄 의 전해 정련 과정은, 음극에 전착된 금속 우라늄을 주기적으로 회수하기 위하여 전해 반응을 중단해야 하고, 전착물 회수에 장시간이 걸려 연속조업이 불가능하여 단시간에 많은 량의 제품을 얻을 수 없는 단점을 갖는다.However, the electrolytic refining process of the metal uranium using the electrolytic refining apparatus of the conventional metal uranium should stop the electrolytic reaction in order to periodically recover the metal uranium electrodeposited on the negative electrode, and the continuous operation takes a long time to recover the electrodeposited material. It is impossible to obtain a large amount of product in a short time.

이러한 단점을 극복하고, 고속으로 순수한 금속우라늄을 분리해내고자 하는 전해 전련 장치들이 보고되고 있다.To overcome these shortcomings and to remove pure metal uranium at high speed, electrolytic pretreatment devices have been reported.

미국특허 제5,650,053호(1997. 7. 22)에서는, 약 500℃의 용융염 중에 사용후 금속연료의 절편을 다공판의 양극 바스켓에 담아 수개의 양극 바스켓을 튜브형태로 이루어진 음극의 내. 외부에 위치시키고, 양극바스켓을 회전시키면서 전기를 가하면 양극 중의 금속 우라늄이 녹아 나와 음극에 전착되며, 전착된 금속 우라늄을 양극의 외부에 부착된 세라믹판으로 스크래핑하여 하부의 수집부에 모이도록 하는 정련 장치를 개시하고 있다.U.S. Patent No. 5,650,053 (July 22, 1997) discloses a section of spent metal fuel in a molten salt of about 500 DEG C in a cathode basket of a porous plate, and several anode baskets are formed inside a cathode. Located outside and applying electricity while rotating the anode basket, the metal uranium in the anode melts and is electrodeposited to the cathode, and the electrodeposited metal uranium is scraped with a ceramic plate attached to the outside of the anode to collect at the lower collecting portion. The device is starting.

그러나, 상기한 정련 장치는 음극에 전착된 금속우라늄의 일부만 떨어져 나가기 때문에 잔여 전착물이 계속해서 음극 표면에 붙어 있게 되고, 점차 떨어지기 어려운 치밀한 조직으로 변하게 된다.  However, the above-described refining apparatus is only part of the metal uranium electrodeposited to the cathode, so that the remaining electrodeposited to continue to adhere to the surface of the negative electrode, and gradually turn into a dense structure difficult to fall.

따라서, 양극의 세라믹판으로 조직이 치밀해진 전착물을 떨어뜨리지 못하기 때문에, 일정한 시간이 경과하면 전해 정련 조작을 중지하고, 전기를 역으로 가하여 전착물을 양극으로 되돌려 역전착(stripping)시킴으로서 음극 표면을 깨끗하게 한 후, 다시 처음과 같이 전착시키는 조작을 하게 된다. Therefore, since the electrodeposited material cannot be dropped by the ceramic plate of the anode, the electrolytic refining operation is stopped after a certain period of time, and electricity is reversed to return the electrodeposited material to the anode to reverse electrodeposition. After the surface is cleaned, the electrodeposition operation is performed again as the first time.

이와 같은, 역전착 과정은 전기가 많이 소모되고, 전착 효율도 떨어지며, 장치가 매우 복잡해지는 단점들을 갖는다. 더욱이, 하부의 전착물을 회수하기 위해서 는 전해 반응을 중지시켜야 하고, 전극 모듈 전체를 들어올려야 하는 문제점이 있다. This reverse electrodeposition process has the disadvantages of high electricity consumption, low electrodeposition efficiency, and very complicated device. Moreover, in order to recover the lower electrodeposits, the electrolytic reaction has to be stopped and the entire electrode module has to be lifted.

또한, 우라늄 전착물 회수조가 양극 바스켓 하부에 위치하여 양극에서 발생하는 미용해 전이원소 입자가 우라늄에 혼입되어 고순도의 우라늄 전착물을 얻는데에는 한계가 있다. In addition, since the uranium electrodeposit recovery tank is located under the anode basket, undissolved transition element particles generated at the anode are incorporated into the uranium, thereby obtaining a high purity uranium electrodeposition.

일본 특허출원공보 제10-332880호(1998.12.18)에서는 역시 금속 핵연료 성분을 500 ℃의 카드뮴에 용해시키고, 다시 철계 음극에 전착시키며, 기계적 스크래핑 공정에 의해 우라늄 전착물을 회수하고, 전착물에 포함된 염을 분리하기 위해, 별도의 우라늄/염 분리조로 이송시켜 처리하는 정련 장치를 개시하고 있다. Japanese Patent Application Publication No. 10-332880 (December 18, 1998) also dissolves a metal fuel component in cadmium at 500 ° C, electrodeposits it again on an iron-based negative electrode, recovers uranium deposits by a mechanical scraping process, and Disclosed is a refining apparatus which is transferred to a separate uranium / salt separation tank for treatment in order to separate contained salts.

따라서, 상기한 정련 장치는 우라늄 전착물을 회수하기 위하여 전해반응을 중지시킬 필요가 없어 연속적인 조업이 가능하고, 처리 속도를 증가시킬 수 있다. Therefore, the above-described refining apparatus does not need to stop the electrolytic reaction in order to recover the uranium deposits, so that continuous operation is possible and the processing speed can be increased.

그러나, 이 전련 장치 역시 철계 음극을 여전히 사용하기 때문에 기계적 스크래핑 공정이 수반되는 단점을 갖는다. However, this forging apparatus also has the disadvantage of being accompanied by a mechanical scraping process since it still uses an iron-based cathode.

더욱이, 전착물 이송을 위하여 펌프를 사용함으로써 다량의 염 및 카드뮴이 동시에 이송되고, 이로부터 우라늄 전착물을 회수하기 위하여 추가적인 증류 공정을 거쳐야 하는 단점을 갖는다. Moreover, the use of a pump for electrodeposition transfer has the disadvantage that a large amount of salt and cadmium are simultaneously transferred and undergo an additional distillation process to recover the uranium electrodeposition therefrom.

한편 일본 특허출원공보 특허 평 제10-53889호에서는, 음극에 전착된 우라늄의 용이한 회수를 위하여 일부분이 용융염에 침적된 드럼형의 음극을 사용하고, 이를 회전시켜 스크래퍼로 우라늄 전착물을 분리하며, 잔류 염은 음극 드럼의 표면에 석출된 우라늄 면에 아르곤 가스를 분사하여 제거하는 정련 장치를 개시하고 있 다.  On the other hand, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-53889 uses a drum-type negative electrode in which a portion is deposited in molten salt for easy recovery of uranium electrodeposited on the negative electrode, and rotates it to separate the uranium electrodeposited material with a scraper. In addition, the present invention discloses a refining apparatus for removing residual salt by injecting argon gas to the surface of uranium deposited on the surface of the negative electrode drum.

그러나, 이 정련 장치 역시 연속적인 아르곤의 공급이 필요하며, 기계적 스크래핑 공정이 수반되어 종래의 장치가 가진 문제점을 근본적으로 해결하지 못하고 있다.However, this refining apparatus also needs a continuous supply of argon, and accompanied by a mechanical scraping process does not fundamentally solve the problems of the conventional apparatus.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 가진 수단을 이용해 음극 전극에 진동 또는 충격력을 가하여 음극 전극에 전착되는 우라늄 전착물들을 탈리시켜 연속적으로 회수할 수 있도록 하는 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems, continuous electrolytic refining of metal uranium to be recovered by continuously removing the uranium electrodeposits electrodeposited on the cathode electrode by applying a vibration or impact force to the cathode electrode using an excitation means To provide a device.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치는 내부 수용 공간을 가지며, 전해질이 채워지는 전해조; 전해조를 덮는 덮개판의 중심부를 관통하는 연결바들에 의해 전해조 내부의 방열판 하측에 음극 전극들이 고정되는 음극부; 음극 전극들과 주위를 감싸며 마주하도록 통형상을 이루고, 내부에 사용된 핵 연료를 수용하기 위한 내부 수용 공간을 가지며, 덮개판의 가장자리부에 회전 가능하게 고정되는 양극부; 음극 전극 하측에 구비되는 우라늄 회수조 하부에 연결되는 제1 인출 수단에 의해 음극 전극으로부터 탈리되어 수집된 우라늄 금속을 전해조 외부로 인출하는 우라늄 회수부; 전해조 하부에 연결되는 제2 인출 수단에 의해 전해조 하부에 수집된 전이금속 입자를 인출하는 전이금속 회수부를 포함하고, 음극부는 연결바들 상단에 고정되는 상부 플레이트를 덮개판 상에 절연 및 방진 가능하게 고정하는 절연 방진 부재; 및 상부 플레이트 상에 구비되어 연결바를 통해 음극 전극에 가진력을 전달하는 가진 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징을 한다. Continuous electrolytic refining apparatus of the metal uranium of the present invention for achieving the above object has an interior receiving space, the electrolyte is filled with an electrolyte; A cathode part in which cathode electrodes are fixed to a lower side of a heat sink inside the electrolytic cell by connecting bars penetrating the center of the cover plate covering the electrolytic cell; An anode part formed to have a cylindrical shape so as to surround and surround the cathode electrodes, the anode part having an inner accommodating space for accommodating nuclear fuel used therein, and rotatably fixed to an edge portion of the cover plate; A uranium recovery unit which draws out the collected uranium metal to the outside of the electrolytic cell by the first extraction means connected to a lower part of the uranium recovery tank provided below the cathode electrode; And a transition metal recovery part for drawing out the transition metal particles collected in the lower part of the electrolytic cell by a second drawing means connected to the lower part of the electrolytic cell, wherein the negative electrode part is insulated and dust-tightly fixed on the cover plate to an upper plate fixed to the top of the connecting bars. Insulating dustproof member; And an excitation means provided on the upper plate to transmit excitation force to the cathode electrode through the connection bar.

절연 방진 부재는 방진 고무판으로 구성될 수 있으며 또한, 절연 방진 부재는 덮개판 및 상부 플레이트 접하는 세라믹판; 및 세라믹판들 사이에 개재되는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.  The insulation dustproof member may be constituted by a dustproof rubber plate, and the insulation dustproof member may include a ceramic plate in contact with a cover plate and an upper plate; And a coil spring interposed between the ceramic plates.

가진 수단은 전동 해머로 이루어질 수 있다.  The excitation means may consist of an electric hammer.

음극 전극은 흑연 음극, 또는 스테인레스를 포함하는 철계 음극인 것을 포함할 수 있다.  The negative electrode may include a graphite negative electrode or an iron-based negative electrode including stainless steel.

덮개판을 관통하여 음극 전극들 중심에 회전 가능하게 고정되는 스크류형 교반기를 더 포함하는 것이 바람직하다.  It is preferable to further include a screw type stirrer which is rotatably fixed to the center of the cathode electrodes through the cover plate.

제1 인출 수단 및 제2 인출 수단은 스크류 컨베이어 인 것이 바람직하다.  Preferably, the first drawing means and the second drawing means are screw conveyors.

상기한 본 발명의 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치에 따르면, 가진 수단을 이용해 음극 전극에 진동 또는 충격력을 가하여 음극 전극에 전착되는 금속 우라늄을 탈리시켜 연속적으로 균일하게 회수 할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. According to the continuous electrolytic refining apparatus of the metal uranium according to the present invention, by applying vibration or impact force to the cathode electrode by using an excitation means, the metal uranium electrodeposited on the cathode electrode can be detached to be continuously and uniformly recovered. .

또한, 본 발명의 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치에 따르면, 가진 수단에 의해 음극 전극에 진동 또는 충격력을 가하여 음극 전극에 전착되는 우라늄 전착물들을 탈리시킴으로써, 우라늄 전착물이 자발 탈리되는 흑연 전극 이외에도 스테인레스를 포함한 철계 음극에서 기계적 스크래핑 없이 연속적으로 균일하게 금속 우라늄을 회수할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.Further, according to the continuous electrolytic refining apparatus of the metal uranium of the present invention, in addition to the graphite electrode in which the uranium electrodeposits are spontaneously detached by desorbing the uranium electrodeposits electrodeposited to the cathode electrode by applying vibration or impact force to the cathode electrode by an excitation means. The iron-based negative electrode including stainless has the effect of recovering the metal uranium uniformly without mechanical scraping.

또한, 본 발명의 금속 우라늄의 연속식 전행 정련 장치에 따르면, 가진 수단을 이용하여 우라늄 전착물의 탈리 시점 및 주기를 조절하여 우라늄 전착물을 균일 하게 회수할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.In addition, according to the continuous advanced refining apparatus of the metal uranium of the present invention, it has the effect of uniformly recovering the uranium deposits by controlling the release time and period of the uranium deposits using the excitation means.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치를 도시한 종단면도이다. 1 is a longitudinal sectional view showing a continuous electrolytic refining apparatus for metal uranium according to a first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치(1)는 전해조(10), 음극부(20), 스크류 교반기(30), 양극부(40), 우라늄 회수부(40), 및 전이 금속 회수부(50)를 포함하여 구성된다. 1 and 2, the continuous electrolytic refining apparatus 1 of the metal uranium of the present embodiment includes an electrolytic cell 10, a cathode part 20, a screw stirrer 30, an anode part 40, and uranium. The recovery part 40 and the transition metal recovery part 50 are comprised.

전해조(10)는 상측이 개방된 내부 수용 공간을 갖도록 상부가 원통형이고 하부가 깔대기형으로 이루어지며, 내부에는 음극부(20)의 음극 전극와 양극부(30)의 양극 바스켓이 잠기도록 전해질이 채워진다. The electrolyzer 10 has a cylindrical shape and a lower portion of a funnel so that the upper side has an open inner receiving space, and the electrolyte is filled so that the cathode electrode of the cathode portion 20 and the anode basket of the anode portion 30 are locked. .

전해조(10)의 상측 개방부를 덮도록 설치되는 덮개판(12)이 구비되며, 이 덮개판에는 음극부(20), 스크류 교반기(30), 및 양극부(40)가 설치 고정된다.The cover plate 12 is provided to cover the upper opening of the electrolytic cell 10, and the cover plate 12 is fixed to the cathode 20, the screw stirrer 30, and the anode 40.

그리고, 전해조(10) 내부 상측에는 방열을 위한 다수의 방열판들(15)이 서로 나란하게 설치된다. In addition, a plurality of heat sinks 15 for heat dissipation are installed in parallel with each other in the upper side of the electrolytic cell 10.

음극부(20)는 연결바(21), 상부 플레이트(22), 하부 플레이트(23), 음극 전극(24), 절연 방진 부재(25), 및 가진 수단(26)을 포함하여 구성된다. The negative electrode portion 20 includes a connecting bar 21, an upper plate 22, a lower plate 23, a negative electrode 24, an insulating dustproof member 25, and an excitation means 26.

도 2는 도 1의 Ⅱ부분을 확대하여 도시한 확대 단면도이다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged part II of FIG. 1.

도 2를 참조하여 설명하면, 연결바들(21)은 각각 덮개판(12)의 원판 중심부에서 원주 방향을 따라 등 간격을 이루는 관통공(12a)들을 통과하도록 설치된다. Referring to FIG. 2, the connecting bars 21 are installed to pass through holes 12a having equal intervals in the circumferential direction at the center of the disc of the cover plate 12, respectively.

상부 플레이트(22)는 중공 원판형으로 이루어지고, 덮개판(12) 상측에서 이격된 상태로 덮개판(12)를 관통한 연결바(21)의 상단에 고정된다. The upper plate 22 is formed in a hollow disc shape and is fixed to the upper end of the connecting bar 21 penetrating through the cover plate 12 in a state spaced apart from the cover plate 12.

하부 플레이트(23)는 상기 상부 플레이트(22)와 마찬가지로 중공 원판형으로 이루어지며, 전해조(10) 내부 상측에 설치되는 방열판들(15)을 관통하며 연결바들(21)의 하단부들에 고정된다. Like the upper plate 22, the lower plate 23 is formed in a hollow disc shape, penetrates through the heat sinks 15 installed on the upper side of the electrolytic cell 10, and is fixed to lower ends of the connection bars 21.

음극 전극들(24)은 봉 형태를 이루며 하부 플레이트(23) 하부에서 연장 설치된다. 본 실시예에서 음극 전극들(24)의 주위를 감싸며 형성되는 양극부(30)와의 대향 면적을 증가시킬 수 있도록 하부 플레이트(23)의 원주를 따라 2열로 등각 격을 이루며 배열되는 것을 예시한다. The cathode electrodes 24 form a rod shape and extend from the lower plate 23. In the present exemplary embodiment, it is exemplarily arranged in two rows along the circumference of the lower plate 23 so as to increase an opposing area with the anode part 30 formed around the cathode electrodes 24.

절연 방진 부재(25)는 상부 플레이트(22)와 상기 덮개판(12)과의 사이에 개재되어, 상부 플레이트(22)를 덮개판(12) 상에 절연 및 방진 가능한 상태로 고정한다. The insulating dustproof member 25 is interposed between the upper plate 22 and the cover plate 12 to fix the upper plate 22 on the cover plate 12 in a state insulated and dustproof.

본 실시예에서 절연 방진 부재(25)는 절연 고무판(25a)인 것을 예시한다. 따라서, 절연 고무판(27)은 상기한 음극부(20)와 덮개판(12)을 전기적으로 절연시킴과 아울러 가진 수단(26)에 의해 가해지는 진동 및 충격이 덮개판(12)으로 전달되 는 것을 방지할 수 있도록 한다. In this embodiment, the insulating dustproof member 25 is an insulating rubber plate 25a. Accordingly, the insulating rubber plate 27 electrically insulates the negative electrode portion 20 and the cover plate 12, and also transmits vibrations and shocks applied by the means 26 to the cover plate 12. To prevent it.

그리고, 가진 수단(26)은 상부 플레이트(22) 상에는 구비되어 연결바(21)를 통해 음극 전극(24)에 진동 및 충격력을 전달하도록 구성된다. In addition, the excitation means 26 is provided on the upper plate 22 and is configured to transmit vibration and impact force to the cathode electrode 24 through the connection bar 21.

본 실시예에서 가진 수단(26)은 전동 해머(26a)인 것을 예시한다. 전동 해머(26a)는 진동 및 충격력을 덮개판(12) 및 방열판(15)을 관통하는 연결바(21)를 통해 음극 전극들(24)에 전달하여, 전해질에 의해 사용한 핵연료가 용융된 용융염으로부터 우라늄의 전해 정련하는 과정에서 음극 전극들(24)에 전착되는 우라늄 전착물들을 연속적으로 탈리시켜 우라늄 회수부를 통해 전해조 외부로 인출할 수 있도록 한다. The excitation means 26 in this embodiment illustrates that it is an electric hammer 26a. The electric hammer 26a transmits vibration and impact force to the cathode electrodes 24 through the connecting bar 21 penetrating through the cover plate 12 and the heat sink 15, and the molten salt in which the nuclear fuel used by the electrolyte is melted. In the process of electrolytic refining of uranium from the uranium electrodeposited electrode to be electrodeposited to the cathode electrodes 24 are continuously detached to be taken out of the electrolytic cell through the uranium recovery unit.

이처럼, 본 실시예에서 음극 전극들(24)은 가진 수단(26)에 의해 음극 전극에 전착되는 우라늄 전착물들이 연속적으로 탈리시킬 수 있도록 함으로써, 우라늄 전착물이 자기 탈리되도록 하는 흑연 음극 이외에도 스테인레스를 포함한 철계 음극들의 사용하여 금속 우라늄을 연속적으로 전해 정련할 수 있도록 한다. As such, the cathode electrodes 24 in this embodiment allow the uranium electrodeposits that are electrodeposited to the cathode electrode by the excitation means 26 to be continuously desorbed, thereby providing stainless in addition to the graphite cathode that causes the uranium electrodeposits to self-desorb. The use of iron-based cathodes, including metal uranium, allows for continuous electrorefining of metal uranium.

즉, 흑연 음극을 사용하는 경우 진동 해머(26a)로부터 전달되는 진동 및 충격력에 의해 흑연 음극으로부터 우라늄 전착물이 자발 탈리 되는 것을 촉진시켜 일시적으로 다량의 우라늄 전착물이 유입되어 적체 및 막힘 없이 우라늄 회수부에 의해 연속적이고 균일하게 회수할 수 있도록 한다.That is, in the case of using the graphite anode, the spontaneous detachment of the uranium electrodeposited material from the graphite cathode by the vibration and impact force transmitted from the vibration hammer 26a temporarily promotes a large amount of uranium electrodeposited material, thereby recovering uranium without accumulation and clogging. It is possible to recover continuously and uniformly by the negative.

또한, 스테인레스를 포함하는 철계 음극을 사용하는 경우에도 기계적 스크래핑 공정 없이 진동 해머(26a)로부터 전달되는 진동 또는 충격력에 의해 우라늄 전착물을 원하는 시점에서 균일하게 탈리시켜 기계적인 스크래핑 과정이 없이도 연속 적으로 금속 우라늄을 전해 정련할 수 있도록 한다.In addition, even when an iron-based negative electrode including stainless is used, the uranium electrodeposited material is uniformly detached at a desired time point by the vibration or impact force transmitted from the vibratory hammer 26a without a mechanical scraping process, thereby continuously without mechanical scraping process. Allow the metal uranium to be electrorefined.

상기한 음극 전극들 (22)의 중심에 위치하도록 덮개판(12) 및 방열판(15)을 관통하며 회전 가능하게 고정되는 스크류 교반기(30)를 더 포함할 수 있다.A screw stirrer 30 may be further included to penetrate the cover plate 12 and the heat sink 15 so as to be positioned at the center of the cathode electrodes 22.

다시 도 1을 참조하여 설명하면, 스크류 교반기(30)는 덮개판(12) 상측 고정되는 고정 브래킷(13)에 설치되는 제1 모터(32)에 의해 전해조(10) 내부의 용융염을 교반시키도록 스크류 형태로 이루어지며, 음극 전극들(24) 중심에서 회전하며 용융염을 하부에서 상부로의 유동시켜 교반한다. Referring back to FIG. 1, the screw stirrer 30 stirs the molten salt inside the electrolytic cell 10 by the first motor 32 installed in the fixing bracket 13 fixed above the cover plate 12. It is made in the form of a screw so as to rotate in the center of the cathode electrodes 24 and stirred by flowing the molten salt from the bottom to the top.

따라서, 스크류 교반기(30)는 음극 음극들(22) 하부로 순환되어 유입된 용융염들을 상부로 유동시킴으로써, 용융염 내에 용해되어 있는 금속 우라늄이 좀더 용이하게 음극 전극 표면에 전착될 수 있도록 한다.Therefore, the screw stirrer 30 circulates below the cathode cathodes 22 and flows the molten salts introduced therein, so that metal uranium dissolved in the molten salt can be more easily electrodeposited on the surface of the cathode electrode.

이때, 스크류 교반기(23)는 용융염의 교반시 난류가 발생하지 않도록, 후술하는 양극부(30)와 연동하도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the screw stirrer 23 is preferably configured to work with the positive electrode portion 30 to be described later, so that turbulence does not occur during the stirring of the molten salt.

양극부(40)는 양극 프레임(41) 및 양극 바스켓(45)을 포함하여 구성된다. The anode portion 40 includes the anode frame 41 and the anode basket 45.

도 3은 도 2의 음극부를 분리하여 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating the cathode of FIG. 2 separately;

도 3을 참조하여 설명하면, 양극부(40)는 덮개판(12) 하부에 회전 가능하게 고정되는 양극 프레임(41)과, 이 양극 프레임(41)에 고정되는 양극 바스켓(45)을 포함한다. Referring to FIG. 3, the anode part 40 includes an anode frame 41 rotatably fixed to the lower portion of the cover plate 12, and an anode basket 45 fixed to the anode frame 41. .

도 1에 도시한 바와 같이, 양극 프레임(41)은 덮개판(12) 상측에 위치하는 제2 모터(42)에 의해 음극 전극(24)의 주위를 회전하도록 덮개판(12)에 하부에 회전 가능하게 설치된다. As shown in FIG. 1, the anode frame 41 rotates below the cover plate 12 so as to rotate around the cathode electrode 24 by the second motor 42 located above the cover plate 12. It is possible to install.

양극 바스켓(45)은 음극 전극(24) 주위를 감싸며 마주하도록 원통형으로 이루어진다. The anode basket 45 is cylindrical in shape to surround and surround the cathode electrode 24.

이 양극 바스켓(45)은 내부에 사용한 핵 연료를 수용하기 위한 수용 공간은 외주판(45a)과 내주판(45b)들 사이에 이루어진다. The anode basket 45 has an accommodating space for accommodating nuclear fuel used therein between the outer circumferential plate 45a and the inner circumferential plate 45b.

또한, 양극 바스켓(45)은 양극 프레임(41)의 원주 방향을 따라 복수의 원호형 바스켓들(46)로 분할되도록 형성될 수 있다. 특히, 원호형 바스켓들(46)은 양극 프레임(41)에 별도의 체결 부재를 사용하지 않고 체결되어, 개별 교체 작업이 용이하게 이루어지도록 구성될 수 있다. In addition, the anode basket 45 may be formed to be divided into a plurality of arc-shaped baskets 46 along the circumferential direction of the anode frame 41. In particular, the arcuate baskets 46 may be fastened to the anode frame 41 without using a separate fastening member, and may be configured to facilitate individual replacement work.

따라서, 원호형 바스켓들(46)은 이들 중에서 수용된 핵 연료가 전해질에 의해 완전히 용해된 원호형 바스켓(46) 만을 개별적으로 교체할 수 있도록 하여, 양극부(40) 전체를 전해조 밖으로 인출하지 않고도 연속적인 전해 정련 공정을 수행할 수 있게 한다. Thus, the arcuate baskets 46 can individually replace only the arcuate baskets 46 in which the nuclear fuel contained therein is completely dissolved by the electrolyte, so that the entire anode portion 40 can be continuously removed without taking out the electrolytic cell. Electrolytic refining process can be performed.

이하, 양극 바스켓(45)은 이를 이루는 각각의 원호형 바스켓들(46)을 통칭한다. 양극 바스켓(45)은 외주판(45a)과 내주판(45b)의 높이 방향을 따라 길게 이어지며, 원주 방향으로 나란하게 형성되는 복수의 배출구(45c)가 형성된다. Hereinafter, the anode basket 45 collectively refers to the respective arc-shaped baskets 46 constituting it. The anode basket 45 extends along the height direction of the outer circumferential plate 45a and the inner circumferential plate 45b, and a plurality of outlets 45c are formed in parallel in the circumferential direction.

도 4는 도 3의 원통형 바스켓의 배출구 형상을 도시한 부분 단면도이다. 4 is a partial cross-sectional view showing the shape of the outlet of the cylindrical basket of FIG.

도 4를 참조하여 설명하면, 배출구(45c)는 양극 바스켓(45)의 외주판(45a)과 내주판(45b) 모두에 각각 형성될 있으며, 이 배출구(45c)는 양극부(40)의 회전시 양극 바스켓(45)의 내측에서 외측으로 용융염의 유동이 이루어지도록 형성된다. Referring to FIG. 4, the outlet 45c may be formed in both the outer circumferential plate 45a and the inner circumferential plate 45b of the anode basket 45, and the outlet 45c may be rotated in the anode portion 40. When the molten salt flows from the inside of the positive electrode basket 45 to the outside is formed.

더욱이, 배출구(45c)는 각 양극 바스켓(45)의 단면 중심선(L)과 경사지게 형 성된다. 본 실시에서 배출구(45c)는 양극 바스켓(45)의 중심선(L)들과 대략 45˚ 경사지게 형성되며, 더욱이 양극부(40)의 회전 방향과 반대 방향으로 용융염의 유동 경로가 형성되는 방향으로 경사지게 형성된다.Furthermore, the outlet 45c is formed to be inclined with the cross-sectional center line L of each anode basket 45. In the present embodiment, the outlet 45c is formed to be inclined approximately 45 degrees with the center lines L of the anode basket 45, and further, to be inclined in a direction in which a molten salt flow path is formed in a direction opposite to the rotation direction of the anode portion 40. Is formed.

따라서, 핵 연료의 전해 전련 과정에서 전해질에 의해 용해되지 않고 양극 바스켓(45) 내부에 잔존하는 기설정된 크기 이하의 전이금속 슬러지들은 용융염의 유동에 의해 외주판(45a)의 배출구(45c)를 통해 배출되도록 한다. Accordingly, transition metal sludges of a predetermined size or less remaining in the anode basket 45 without being dissolved by the electrolyte during electrolytic pretreatment of nuclear fuel are discharged through the outlet 45c of the outer plate 45a by the flow of molten salt. To be discharged.

또한, 양극 바스켓(45)의 내주판(45b)은 양극부(40) 내부로 전이금속 슬러지가 유입되는 것을 방지하도록 일정 메쉬 이하의 걸름망으로 이루어질 수 있다. In addition, the inner circumferential plate 45b of the anode basket 45 may be formed of a mesh of less than a predetermined mesh to prevent the transition metal sludge from flowing into the anode portion 40.

일례로, 내주판(45b)은 대략 100 내지 325 메쉬(mash)의 스테인레스 망으로 이루어질 수 있다. In one example, the inner circumferential plate 45b may be made of a stainless steel mesh of about 100 to 325 mesh (mash).

따라서, 전해조(10) 내부 용융염은 양극부(40) 및 이와 함께 연동하는 스크류 교반기(30)에 의해 난류 발생 없이 유동하며 교반된다. Therefore, the molten salt inside the electrolytic cell 10 is stirred while flowing without generation of turbulence by the positive electrode portion 40 and the screw stirrer 30 that cooperates with it.

양극부(40)는 회전하며 내부의 음극부(20)측 용융염을 외부로 유동시킴으로써, 양극 바스켓(45) 내에 수용된 핵 연료의 용해가 좀더 잘 이루어지도록 하며, 용해되지 않고 잔존하는 전이금속 슬러지들을 배출구(45c)를 통해 외부로 배출시킨다. The anode portion 40 rotates and flows the molten salt inside the cathode portion 20 to the outside, so that the nuclear fuel contained in the anode basket 45 is more easily dissolved, and the transition metal sludge remaining without dissolving. To the outside through the outlet 45c.

이때, 배출된 전이금속 슬러지들은 용융염과의 비중차에 의해 전해조(40)의 하부에 수집된다. At this time, the discharged transition metal sludge is collected in the lower part of the electrolytic cell 40 by the specific gravity difference with the molten salt.

다시 도 1을 참조하여 설명하면, 금속 우라늄 회수부(50)는 음극 전극 하부에서 형성되는 회수조(51)와, 회수조(51) 하부에 수집된 금속 우라늄을 전해조 밖 으로 인출하는 제1 인출 수단(52)을 포함하여 구성된다. Referring again to FIG. 1, the metal uranium recovery unit 50 may include a recovery tank 51 formed at a lower portion of the cathode electrode, and a first drawing for drawing out the metal uranium collected at the lower portion of the recovery tank 51 to the outside of the electrolytic cell. And means 52.

회수조(51)는 음극부(20)의 하부에서 깔대기 형태로 이루어지며, 이 회수조(51) 내부에는 음극 음극들(22)에 전착된 후, 탈거되는 금속 우라늄 전착물이 수집된다. The recovery tank 51 is formed in the form of a funnel in the lower portion of the negative electrode portion 20, the metal uranium electrodeposits are removed after being electrodeposited to the negative electrode cathodes 22 in the recovery tank 51.

한편, 본 실시예에서 제1 인출 수단(52)은 제1 스크류 컨베이어(52a)인 것을 예시한다. 이 제1 스크류 컨베이어(52a)는 회수조(51)의 하부에 수집된 금속 우라늄을 전해조(10) 외부로 연속적하여 인출할 수 있도록 한다. On the other hand, in the present embodiment, the first drawing means 52 illustrates that the first screw conveyor 52a. The first screw conveyor 52a allows the metal uranium collected under the recovery tank 51 to be continuously drawn out of the electrolytic cell 10.

그리고, 전이금속 회수부(60)는 전해조(40)의 하부에 연결되는 제2 인출 수단(62)을 포함하여 구성된다. In addition, the transition metal recovery unit 60 includes a second drawing means 62 connected to the lower portion of the electrolytic cell 40.

본 실시에어서 제2 인출 수단(60)은 제2 스크류 컨베이어(61)를 인 것을 예시하며, 제2 스크류 컨베이어(61)는 전해조(10) 하부에 수집된 전이금속 슬러지들을 전해조 외부로 연속적하여 인출한다. In the present embodiment, the second drawing means 60 exemplifies the second screw conveyor 61, and the second screw conveyor 61 continuously transfers the transition metal sludge collected under the electrolytic cell 10 to the outside of the electrolytic cell. Withdraw.

한편, 제2 스크류 컨베이어(61)는 전이금속 슬러지의 회수용으로 사용하는 것 이외에도, 용융염의 교환시 이송 수단으로도 활용될 수 있다. On the other hand, in addition to using the second screw conveyor 61 for the recovery of the transition metal sludge, it can be used as a conveying means in the exchange of molten salt.

따라서, 본 실시예의 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치(1)는 전동 해머를 이용해 흑연 또는 철계 음극 전극(24)에 진동 또는 충격력을 가하여, 음극 전극(24)으로부터 탈리되어 회수조(51)에 수집되 금속 우라늄을 제1 스크류 컨베이어(52a)를 통해 연속적으로 인출하고, 전해조(10) 하부에 수집된 전이금속 슬러지들을 제2 스큐류 컨베이어(62a)를 통해 연속적으로 인출할 수 있도록 한다. Therefore, the continuous electrolytic refining apparatus 1 of the metal uranium of this embodiment applies vibration or impact force to the graphite or iron-based cathode electrode 24 by using an electric hammer, and is detached from the cathode electrode 24 to the recovery tank 51. The collected metal uranium is continuously drawn out through the first screw conveyor 52a, and the transition metal sludges collected in the lower part of the electrolytic cell 10 are continuously drawn out through the second skew flow conveyor 62a.

이하, 본 발명의 제2 실시예를 따른 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치를 첨부한 도면을 참조하여 설명하며, 상기한 제1 실시예와 동일 및 유사 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다. Hereinafter, a continuous electrolytic refining apparatus of metal uranium according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and the same reference numerals as those of the first embodiment described above are used for the same reference numerals. Repeated explanations are omitted.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치에 대한 부분확대 도이다. 5 is a partially enlarged view of a continuous electrolytic refining apparatus of metal uranium according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 금속 우라늄 연속식 전해 정련 장치(1)는 상기한 제1 실시예와 비교하여, 절연 방진 부재(25)가 세라믹판(25b), 및 코일 스프링(25c)로 이루어지는 구성의 차이를 갖는다. Referring to FIG. 5, in the metal uranium continuous electrolytic refining apparatus 1 of the present embodiment, the insulating dustproof member 25 includes the ceramic plate 25b and the coil spring 25c as compared with the first embodiment described above. Has a difference in configuration.

여기서, 세라믹판들(25b)은 각각 상기한 덮개판(12) 상면과 상부 플레이트(22) 하면에 접하도록 설치되어 덮개판(12)으로부터 연결바(21)에 의해 음극 전극들(24)이 고정되는 상부 플레이트(22)를 절연시키도록 한다. Here, the ceramic plates 25b are installed to contact the upper surface of the cover plate 12 and the lower surface of the upper plate 22, respectively, so that the cathode electrodes 24 may be connected to the cover plate 12 by the connecting bar 21. The upper plate 22 to be fixed is insulated.

그리고, 코일 스프링(25c)은 세라막판들(25b) 사이에 개재되어 음극 전극(24)에 전달하기 위해 상기한 전동 해머(26a)에 의해 발생된 진동 및 충격력이 덮개판(12)으로 전달되는 것을 방지하도록 한다 In addition, the coil spring 25c is interposed between the ceramic film plates 25b to transmit the vibration and impact force generated by the electric hammer 26a to the cover plate 12 so as to be transmitted to the cathode electrode 24. To prevent

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치(1)에 철계 음극과 흑연 음극을 교체하여 우라늄 전착물의 진동 탈리 특성을 비교 실험한 실험예들을 설명한다. Hereinafter, experimental examples in which the vibration-desorption characteristics of uranium electrodeposited materials are compared and tested by replacing the iron-based negative electrode and the graphite negative electrode in the continuous electrolytic refining apparatus 1 of the metal uranium according to the first embodiment of the present invention.

실험예1Experimental Example 1

실험예1에서는 철계 음극을 사용하여 우라늄 전착물의 진동 탈리 특성을 실험하였다. In Experimental Example 1, the vibration detachment characteristics of the uranium electrodeposited body were tested using an iron-based negative electrode.

본 실험예에서는 철계 음극 중 스테인리스 음극을 사용하였고, 스테인레스 음극을 사용하여 전동 해머(24)의 진폭(Vibration stroke)에 따른 우라늄 전착물의 탈리 거동을 관찰한 결과를 표 1에 나타내었다. In the present experimental example, a stainless steel negative electrode was used among the iron-based negative electrodes, and the results of observing the desorption behavior of the uranium electrodeposition according to the amplitude (Vibration stroke) of the electric hammer 24 using the stainless negative electrode are shown in Table 1.

일반적인 전해 정련 조건인 LiCl-KCl용융염 온도 500℃, UCl3 9wt%의 조건에서 전류밀도의 변화와 진폭(Vibration stroke)에 따른 전착 계수(sticking coefficient)를 측정하였다. 여기서 전착 계수(sticking coefficient)는 다음과 같이 정의 하였다. The sticking coefficient was measured according to the variation of current density and vibration stroke at LiCl-KCl molten salt temperature of 500 ℃ and UCl3 9wt%. Here, the sticking coefficient was defined as follows.

Figure 112011014417968-pat00009
Figure 112011014417968-pat00009

따라서 전착 계수(sticking coefficient)가 크면 우라늄 전착물이 탈리되지 못하고 음극 표면에 잔류하고 있음을 의미하며, 0에 가까우면 대부분의 전착물이 탈리됨을 나타낸다. Therefore, if the sticking coefficient is large, it means that the uranium electrodeposited material is not detached and remains on the surface of the cathode. If the value is close to 0, most of the electrodeposited material is detached.

Figure 112011014417968-pat00010
Figure 112011014417968-pat00010

표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 전류밀도에 관계없이 대부분의 조건에서 진동에 의해 우라늄 전착물이 탈리됨을 알 수 있으며, 흑연음극의 경우 전착 계수(sticking coefficient)가 0.05이하일 경우 자발 탈리(self scraping)이 지배적으로 일어나는 것으로 정의하고 있으므로 대부분의 조건에서 진동 인가에 의해 흑연음극에 준하는 탈리(scraping) 거동을 나타냄을 알 수 있다. As can be seen in Table 1, it can be seen that uranium electrodeposits are detached by vibration under most conditions regardless of the current density. In the case of graphite cathodes, self-scraping is performed when the sticking coefficient is 0.05 or less. Since this is defined as dominant, it can be seen that the scraping behavior comparable to the graphite cathode is exhibited by applying vibration under most conditions.

특히 6가지의 전류 밀도에 대한 실험결과 3회 반복 사용한 스테인리스 음극의 평균 전착 계수(sticking coefficient)는 0.028로서 자발 탈리 특성을 지속적으로 보이고 있음을 알 수 있다. In particular, the experimental results for six current densities showed that the average sticking coefficient of the stainless steel cathode used repeatedly three times was 0.028, which shows the spontaneous detachment characteristic.

이는 음극을 별도의 세정공정 없이 3회까지 반복 사용할 경우에도 전착계수(sticking coefficient)는 대부분의 조건에서 큰 영향을 받지 않음으로 장시간 운전시에도 진동인가에 의해 깨끗한 음극 표면을 유지하며 우라늄 전착물을 회수할 수 있음을 의미한다.This means that even if the cathode is repeatedly used up to three times without a separate cleaning process, the sticking coefficient is not significantly affected under most conditions. It means that it can be recovered.

실험예2. Experimental Example 2.

실험예2에서는 흑연 음극을 사용한 우라늄 전착물의 진동 탈리 특성을 실험하였다. In Experimental Example 2, the vibration detachment property of the uranium electrodeposited body using the graphite anode was tested.

도 6는 흑연 음극을 이용한 우라늄 전착물의 형상 및 진동 탈리 후의 흑연 음극을 도시한 사진이다. 6 is a photograph showing the shape of the uranium electrodeposited material using the graphite negative electrode and the graphite negative electrode after vibration desorption.

도 6의 (a)은 아래 표 2의 전해 정련 조건에서 흑연음극 모듈을 이용한 우라늄 전해 정련시 자발탈리 이전의 우라늄 전착물의 형상을 도시한 것이다. FIG. 6 (a) shows the shape of the uranium electrodeposited material prior to jabalal elimination during uranium electrolytic refining using the graphite cathode module in the electrolytic refining conditions of Table 2 below.

Figure 112011014417968-pat00011
Figure 112011014417968-pat00011

흑연 음극에 의한 우라늄 전착시 자발탈리가 발생하기 위해서는 일정량 이상의 우라늄이 전착되어 흑연음극 표면의 전착물 부착강도보다 전착물의 하중이 커야한다. 그러나 이처럼 일시에 전착물이 탈리될 경우 제1 스크류 컨베이어(52a) 입구에 전착물이 적체되어 스크류의 원활한 회전 운동을 저해할 수 있다. In order to generate spontaneous desorption during uranium electrodeposition by the graphite anode, more than a certain amount of uranium is electrodeposited so that the load of the electrodeposited body is greater than the electrodeposition adhesion strength on the surface of the graphite cathode. However, when the electrodeposition material is detached at this time, the electrodeposition material accumulates at the inlet of the first screw conveyor 52a, thereby preventing the smooth rotation of the screw.

따라서 흑연 음극에 일정량의 우라늄이 전착될 경우 강제적으로 이를 탈리시켜, 제1 스크류 컨베이어(52a) 입구로 제어된 양의 우라늄 전착물이 도입될 수 있도록 해야 한다. Therefore, when a certain amount of uranium is electrodeposited on the graphite cathode, it must be forcibly detached so that a controlled amount of uranium electrodeposited material can be introduced into the inlet of the first screw conveyor 52a.

도면 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 자발탈리가 발생하기 이전에는 전착물이 전극 표면에 부착된 현상을 관찰 할 수 있다. 이를 전해조(10) 내에 재 장입하여 상부 진동기에 의해 진동을 인가시킬 경우 자발 탈리 이전에도 진동에 의해 도면 4 (b)와 같이 전착물이 모두 탈리됨을 알 수 있다.As shown in (b) of FIG. 6, before the spontaneous desorption occurs, a phenomenon in which the electrodeposited material adheres to the electrode surface can be observed. When it is reloaded into the electrolytic cell 10 and the vibration is applied by the upper vibrator, it can be seen that all electrodeposits are detached by vibration even before spontaneous detachment as shown in FIG.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. And it goes without saying that they belong to the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치를 도시한 종단면도이다. 1 is a longitudinal sectional view showing a continuous electrolytic refining apparatus for metal uranium according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 Ⅱ부분을 확대하여 도시한 확대 단면도이다. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged part II of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속 우라늄의 연속식 전행 정련 장치의 도 1의 Ⅱ부분을 확대하여 도시한 확대 단면도이다. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged part II of FIG. 1 of the continuous advanced refining apparatus for metal uranium according to the second embodiment of the present invention.

도 4는 흑연 음극을 이용한 우라늄 전착물의 형상 및 진동 탈리 후의 흑연 음극을 도시한 사진이다. 4 is a photograph showing the shape of the uranium electrodeposited material using the graphite negative electrode and the graphite negative electrode after vibration desorption.

<주요 도면 부호의 설명><Description of Main Reference Signs>

10: 전해조 12: 덮개판10: electrolytic cell 12: cover plate

20: 음극부 21: 연결바20: cathode 21: connecting bar

22: 상부 플레이트 23: 하부 플레이트22: upper plate 23: lower plate

24: 음극 전극 25: 절연 방진 부재24 cathode electrode 25 insulating dustproof member

25a: 절연 고무판 25b: 세라믹판25a: insulating rubber plate 25b: ceramic plate

25c: 코일 스프링 26: 가진 수단25c: coil spring 26: means having

26a: 전동 해머 30: 스크류 교반기26a: electric hammer 30: screw stirrer

32: 제1 모터 40: 양극부32: first motor 40: anode portion

41: 양극 프레임 42: 제2 모터41: anode frame 42: second motor

45: 양극 바스켓 50: 금속 우라늄 회수부45: anode basket 50: metal uranium recovery unit

51: 회수조 52: 제1 인출 수단51: recovery tank 52: first withdrawing means

52a: 제1 스크류 컨베이어 60: 전이금속 회수브52a: first screw conveyor 60: transition metal recovery valve

62: 제2 인출 수단 62a: 제2 스크류 컨베이어62: second drawing means 62a: second screw conveyor

Claims (8)

내부 수용 공간을 가지며, 전해질이 채워지는 전해조; An electrolytic cell having an inner receiving space and filled with an electrolyte; 상기 전해조를 덮는 덮개판의 중심부를 관통하는 연결바들에 의해 상기 전해조 내부의 방열판 하측에 음극 전극들이 고정되는 음극부;A cathode part in which cathode electrodes are fixed to a lower side of a heat sink inside the electrolytic cell by connecting bars penetrating a central portion of the cover plate covering the electrolytic cell; 상기 음극 전극들의 주위를 감싸며 마주하도록 통형상을 이루고, 내부에 사용된 핵 연료를 수용하기 위한 내부 수용 공간을 가지며, 상기 덮개판의 가장자리부에 회전 가능하게 고정되는 양극부; An anode part formed in a tubular shape so as to surround and surround the cathode electrodes and having an inner accommodating space for accommodating nuclear fuel used therein, and rotatably fixed to an edge portion of the cover plate; 상기 음극 전극 하측에 구비되는 우라늄 회수조 하부에 연결되는 제1 인출 수단에 의해 상기 음극 전극으로부터 탈리되어 수집된 우라늄 금속을 전해조 외부로 인출하는 우라늄 회수부; A uranium recovery unit which draws out the collected uranium metal to the outside of the electrolytic cell by a first drawing means connected to a lower part of the uranium recovery tank provided under the cathode electrode; 상기 전해조 하부에 연결되는 제2 인출 수단에 의해 상기 전해조 하부에 수집된 전이금속 입자를 인출하는 전이금속 회수부를 포함하고, And a transition metal recovery part for withdrawing transition metal particles collected in the lower part of the electrolytic cell by a second drawing means connected to the lower part of the electrolytic cell, 상기 음극부는, The cathode portion, 상기 연결바들 상단에 고정되는 상부 플레이트를 상기 덮개판 상에 절연 및 방진 가능하게 이격 고정하는 절연 방진 부재; 및 An insulated dustproof member for fixing the top plate fixed to the top of the connecting bars on the cover plate to be insulated and dustproof; And 상기 상부 플레이트 상에 구비되어 상기 연결바를 통해 상기 음극 전극에 가진력을 전달하는 가진 수단을 더 포함하는 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치. And an excitation means provided on the upper plate to transmit excitation force to the cathode electrode through the connection bar. 제1항에서, In claim 1, 상기 절연 방진 부재는 방진 고무판인 것을 포함하는 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치. The insulating dustproof member is a continuous electrolytic refining apparatus of metal uranium, comprising a dustproof rubber plate. 제1항에서,In claim 1, 상기 절연 방진 부재는, The insulation dustproof member, 상기 덮개판 및 상기 상부 플레이트 접하는 세라믹판; 및 A ceramic plate in contact with the cover plate and the upper plate; And 상기 세라믹판들 사이에 개재되는 코일 스프링으로 이루어지는 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치. A continuous electrolytic refining apparatus for metal uranium consisting of coil springs interposed between the ceramic plates. 제1항에서, In claim 1, 상기 가진 수단은, 전동 해머인 것을 포함하는 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치. The said exciting means is a continuous electrolytic refining apparatus of the metal uranium containing what is an electric hammer. 제1항에서, In claim 1, 상기 음극 전극은 흑연 재질로 이루어지는 금속 우라늄의 연속식 전행 정련 장치. The cathode electrode is continuous continuous refining device of metal uranium made of graphite material. 제1항에서, In claim 1, 상기 음극 전극은 스테인레스 재질을 포함하는 철계 음극인 것을 포함하는 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치. The cathode electrode is a continuous electrolytic refining apparatus of metal uranium, including an iron-based cathode containing a stainless material. 제1항에서, In claim 1, 상기 덮개판을 관통하여 상기 음극 전극들 중심에 회전 가능하게 고정되는 스크류형 교반기를 더 포함하는 금속 우라늄의 연속식 전해 정련 장치. And a screw type stirrer rotatably fixed to the center of the cathode electrodes through the cover plate. 제1항에서, In claim 1, 상기 제1 인출 수단 및 상기 제2 인출 수단은 스크류 컨베이어인 것을 포함하는 연속식 전해 정련 장치. And said first drawing means and said second drawing means are screw conveyors.
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