KR101123509B1 - 사용후핵연료 봉 취급장치 - Google Patents

Abstract

사용후핵연료 봉을 일정 길이로 절단하는 사용후핵연료 봉 취급 장치가 개시된다. 본 발명의 사용후핵연료 봉 취급 장치는 다수개의 롤러를 구비하여 연속적으로 사용후핵연료 봉을 공급하는 이송 유닛과, 절단하기 위해 사용후핵연료 봉을 고정하는 파지 유닛을 구비하고, 사용후핵연료 봉을 소정 길이로 절단하는 절단 유닛을 포함한다. 이와 같이 구성하여 사용후핵연료 봉을 연속적으로 절단할 수 있으며, 전 공정을 자동화하여 대량 작업 체계를 구축할 수 있을 뿐만 아니라 평소 조작이 용이하고 고장이 적어 사용의 편리성을 가져온다.

사용후핵연료 봉, 이송, 롤러, 절단, 파지

Description

사용후핵연료 봉 취급장치{HANDING DEVICE FOR SPENT NUCLEAR FUEL ROD}

본 발명은 사용후핵연료 봉 취급 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 사용후핵연료 봉을 일정 길이로 절단하여 후속 처리 공정을 용이하도록 하고, 구조가 간단하여 장비의 제작단가를 줄일 수 있으며, 사용의 편리성을 줄 수 있는 사용후핵연료 봉 취급 장치에 관한 것이다.

핵연료는 원자로에 사용하는 에너지원 또는 원자연료라고도 한다. 핵융합반응에 쓰이는 중수소 또는 3중수소 등도 포함되지만, 일반적으로는 핵분열반응을 이용하는 원자로에 쓰이는 연료를 말하며, 사용후핵연료는 원자로 속에서 일정 기간 사용된 후 핵분열반응을 유지하는 반응성이나 연료로써의 성능이 저하되었기 때문에 의도적으로 뽑아낸 연료를 말한다.

일반적으로 핵연료로 사용되는 물질은 우라늄 235 235U, 우라늄 233 233U 또는 플루토늄 239 239Pu 등이 대표적이다. 우라늄 235 235U는 천연우라늄 속에 불과 0.7 % 밖에 함유되어 있지 않으므로 천연우라늄을 사용하는 한 임계량이 커지고, 중성자를 강하게 흡수하는 경수(輕水)를 감속재로 사용할 수 없으므로 원자로의 용량이 커진다. 이 때문에 우라늄 235 235U의 존재비를 인위적으로 높인 농축우라늄 을 연료체로 하는 원자로가 많다. 특히 소형화가 요구되는 선박추진용 원자로나, 일정 출력당의 건설비에 제약을 받는 발전용 원자로는 대부분 농축우라늄을 사용한다.

원자력 발전은 원자로 내에서 핵연료를 서서히 반응시켜 열에너지를 생성하고, 생성된 에너지를 이용하여 전기를 생성하게 된다. 원자력 발전은 천연우라늄 등의 핵연료를 이용해 약 3 ~ 5% 농축한 우라늄을 사용하며, 새연료가 원자로에 장입되면 약 3주기 동안 연소시켜 열에너지를 생성한다. 한 주기가 되면 원자로를 정지하고 연료의 1/3를 교체하게 되며, 여기서 한 주기란 핵연료가 원자로에 장입되어 핵분열을 통해 에너지를 발생하는 약 18개월 동안을 말한다. 이때 터빈이나 증기발생기, 발전기, 각종 밸브, 펌프 등 발전소를 구성하고 있는 기기들을 정비하며, 핵연료 교체가 완료되고 각종기기들의 정비가 끝나면 다시 발전소가 기동되어 다음 주기 18개월 동안전기를 생산하게 된다.

이때 핵연료는 핵연료 봉(fuel rod)에 담긴 형태로 원자로 내에서 핵분열 반응을 한다. 핵연료봉은 약 10mm의 지름 및 약 4m의 길이로 형성되며, 헐은 약 1mm의 두께를 가지는 지르칼로이(zircalloy) 합금으로 구성되고, 헐의 양쪽으로는 헐 캡이 저항 용접 등에 의해서 밀봉 가능하게 장착된다.

원자력발전에 사용하는 핵연료는 펠릿(pellet)의 형태로 제조한 연료를 각각의 핵연료 봉 헐에 장전한 후, 이렇게 제조된 수십 또는 수백 개의 핵연료 봉들을 다발로 만들어 사용한다. 종래의 방식에 따르면, 원자력발전소에서 연소시킨 사용된 핵연료집합체는 더 이상 처리하지 않은 상태로 수조에 보관?저장하고 있으나, 원자력 발전을 가동하는 기간이 길어질수록 사용된 핵연료봉의 양이 점차 누적되어 방대한 저장 공간을 필요로 하고 있다. 또한, 이렇게 누적된 폐기물을 처리해야 하는 필요성 및 위험성이 계속 지적되고 있다. 일부 국가에서는 사용된 핵연료 봉을 그대로 영구 처분장으로 이송하여 장기 저장하는 경우도 있지만, 한편에서는 사용후핵연료를 재활용할 목적으로 헐로부터 핵연료를 분리하는 경우도 있다.

특히, 사용후핵연료 봉은 보통 25cm 길이로 절단되며, 절단된 사용후핵연료 봉은 로봇에 의해 핫셀 등 처리공간으로 이동한 후 펠릿과 헐을 분리시키는 슬리팅 작업을 수행하게 된다. 종래에는 사용후핵연료 봉을 절단하는 방법으로 고가의 다이아몬드 원판형 휠 커팅 날을 장착한 장비를 이용하였다.

그러나, 종래의 사용후 핵연료봉의 취급 장치에는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 커팅 장치에 장착된 커팅날의 재료를 다이아몬드를 사용함으로써, 장비의 제작단가가 매우 비싸진다.

둘째, 사용후핵연료 봉 커팅시 발생되는 분진가루가 물에 잠기게 됨으로써 일정 시간이 경과한 후 폐기처분해야 하는 비효율적인 작업이 이루어진다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 롤러를 이용한 이송파트를 통해 사용후핵연료 봉을 연속적으로 공급할 수 있어서, 작업 시간을 줄일 수 있으며, 작업 효율을 증진시킬 수 있는 사용후핵연료 봉 취급 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 블레이드를 이용하여 절단하는 비교적 간단한 장치를 사용하면서도 우수한 성능을 가진 취급 장치를 제시하여 제작 단가를 낮추고, 고장이 적어 평소 관리가 용이하며, 안정적으로 사용할 수 있는 사용후핵연료 봉 취급 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 자동화 작업이 가능하여 로봇이나 조작기를 이용하여 장치를 운용할 수 있으며, 조작 중 실수에 따른 사고를 예방할 수 있는 사용후핵연료 봉 취급 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 사용후핵연료 봉 취급 장치는 이송부, 파지부 및 절단부를 포함한다. 그리고, 상기 사용후핵연료 봉 취급 장치는 상기 이송부를 지지하는 프레임부를 더 포함할 수 있다.

상기 이송부는 수직 이송파트 및 수평 이송파트로 구분되며, 상기 수직 이송파트는 상기 사용후핵연료 봉을 수직 방향으로 이동하여 상사점에서 상기 수평 이송파트로 전달할 수 있다. 그리고, 상기 수평 이송파트는 상기 수직 이송파트를 통 해 인수한 상기 사용후핵연료 봉을 수평 방향으로 이동한다.

상기 수직 이송파트는 한 쌍의 이송 바와 이송 받침대를 구비하는데, 상기 이송 받침대는 상기 이송 바와 결합되어 수직으로 왕복 이동할 수 있으며, 상기 사용후핵연료 봉을 지지하면서 상기 상사점까지 이송한다.

한편, 상기 수직 이송파트는 기울임대를 더 포함하며, 상기 기울임대는 상면이 일정 각도로 기울어진 내림 경사면으로 형성되어, 상기 내림 경사면을 따라 상기 사용후핵연료 봉을 상기 수평 이송파트로 이송할 수 있다.

상기 수평 이송 파트는 복수개의 롤러를 구비하며, 상기 롤러들은 일렬로 정렬된다. 상기 롤러의 중앙은 함몰되어 형성되며, 상기 함몰된 부분에 상기 사용후핵연료 봉을 안착하여 이송할 수 있다.

상기 롤러는 다수개의 롤러 풀리를 더 포함하며, 각각의 상기 롤러 풀리는 벨트를 통해 서로 연결된다. 벨트로 연결된 상기 롤러 중 적어도 하나의 롤러는 모터와 연결되어 회전동력을 인가 받는데, 상기 벨트에 의해 서로 연결된 상기 롤러들은 모두 동일한 방향으로 회전할 수 있다.

상기 파지부는 두개의 부재를 포함하며, 상기 부재들의 서로 마주보는 면에는 상기 사용후핵연료 봉의 직경과 동일한 크기를 가기며 반원모양으로 형성된 곡면부가 형성된다. 상기 곡면부는 상기 부재들을 서로 마주 보도록 접촉하여 상기 사용후핵연료 봉을 감싸는 조임 홀을 형성한다.

상기 절단부는 상기 사용후핵연료 봉을 절단하는 커터를 구비하고, 상기 커터는 상하로 이송되기 위해 커터 이송대에 결합한다. 상기 커터 이송대는 상하로 이동하기 위해 동력을 생산하는 구동부와 연결될 수 있다. 또한 상기 커터의 하부에는 커터 지지대가 형성되어 상기 사용후핵연료 봉을 지지할 수 있다.

본 발명의 사용후핵연료 봉 취급 장치를 이용하여 다양한 길이로 상기 사용후핵연료 봉을 절단하기 위해 명령을 입력하여 출력 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사용후핵연료 봉 취급 장치는 기저 프레임과, 상기 기저 프레임에 결합되어 상기 사용후핵연료 봉을 이송하는 다수의 롤러를 구비한 이송 유닛과, 상기 이송 유닛의 일단부에 위치하되, 상기 사용후핵연료 봉을 감싸는 조임 홀이 형성된 파지 유닛과, 상기 파지 유닛과 인접하게 위치하되, 상하로 이동하 는 블레이드를 구비하여 상기 사용후핵연료 봉을 절단하는 절단 유닛과, 상기 절단 유닛과 인접하게 위치하되, 절단된 상기 사용후핵연료 봉을 수거하는 배출 유닛 및 상기 블레이드를 상하 이동시키는 구동 유닛을 포함한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 본 발명에 따르면 회전하는 롤러를 이용하여 연속적인 사용후핵연료 봉의 공급이 가능하고, 제어 유닛에 의해 공급되는 속도에 맞추어 소정 길이로 사용후핵연료 봉을 절단할 수 있어 작업 속도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 비교적 간단한 구조의 취급 장치를 이용하여 평소 조작이 간편하여 손쉽게 장비를 운용할 수 있으며, 고정이 적어 안정적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 자동화 작업으로 인해 대량 작업이 가능하며, 특히 로봇이나 조작기를 통해 장치를 운용할 수 있어서 사고의 위험을 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다이아몬드를 이용하는 대신 원형의 블레이드를 이용하여 장비의 제작 단가를 현저히 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 사용자가 절단 길이를 사전에 입력할 수 있어 다양한 길이로 사용후핵연료 봉을 절단하는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 사용후핵연료 봉 취급 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 사용후핵연료 봉 취급 장치를 개략적으로 도시한 측면도이며, 도 3 및 도 4는 각각 파지 유닛 및 절단 유닛을 설명하기 위해 도시한 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 사용후핵연료 봉 취급 장치(10)는 기저 프레임(100), 이송 유닛(200), 파지 유닛(300), 절단 유닛(400), 구동 유닛(500) 및 배출 유닛(600)을 포함한다.

상기 기저 프레임(100)은 상기 사용후핵연료 봉 취급 장치(10)를 지면이나 바닥면에 안정적으로 지지한다. 그리고, 상기 기지 프레임(100)의 저면에는 높낮이를 조절할 수 있는 프레임 받침대(110)가 장착된다.

상기 이송 유닛(200)은 제1 이송파트(210)와 제2 이송파트(220)로 구성되어 상기 기저 프레임(100)과 결합한다. 즉, 상기 기저 프레임(100)의 측면에는 제1 이 송 파트(210)가 결합되고, 상측에는 제2 이송 파트(220)가 결합되어 사용후핵연료 봉(50)을 이송한다. 즉, 상기 제1 이송 파트(210)는 상기 사용후핵연료 봉(50)을 수직 이송하는 수직 이송파트이며, 상기 제2 이송 파트(220)는 상기 제1 이송 파트(210)의 상사점에 위치하되, 상기 사용후핵연료 봉(50)을 수평 이송하는 수평 이송파트인 것이다.

상기 제1 이송 파트(210)는 상기 기저 프레임(100)에 결합된 한 쌍의 이송 바(212)를 포함하고, 상기 이송 바(212)는 얇은 원기둥 모양이나 이에 한정되지는 않는다. 또한, 상기 제1 이송 파트(210)는 상기 이송 바(212)와 결합하는 이송 받침대(214)를 구비하는데, 상기 이송 받침대(214)는 한 쌍의 상기 이송 바(212) 사이에 위치하여 양측 단이 상기 이송 바(212)에 각각 결합된다.

상기 이송 받침대(214)는 상기 사용후핵연료 봉(50)을 상측에 올린 채 상하로 이송할 수 있다. 상기 이송 받침대(214)는 상하로 이동시에도 상기 지면 또는 바닥면과 수평을 유지하도록 한다.

상기 제2 이송 파트(220)는 다수개의 롤러(222)를 구비한다. 상기 롤러(222)는 원형의 단면을 가지며 중앙이 함몰되어 형성되는 것이 좋다. 상기 함몰된 부분을 통해 상기 사용후핵연료 봉(50)을 안착할 수 있다. 또한, 상기 롤러(222)는 그 양측 단이 상기 기저 프레임(100)의 상측에 나사 결합된 롤러 고정대(226)와 결합된다.

한편, 상기 롤러(222) 중 적어도 둘 이상은 양측 단에 롤러 풀리(224)가 연장 형성되고, 벨트(225)를 통해 상기 롤러 풀리(224)들을 연결할 수 있다.

본 실시예서의 상기 롤러 풀리(224)는 홀수번째 위치한 롤러들에 장착되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 벨트(225)는 서로간에 가장 인접한 상기 롤러 풀리(224)들을 서로 연결되어 상기 벨트(225)가 연결된 상기 롤러(222)들을 동일한 방향과 속도로 회전하도록 할 수 있다. 상기 벨트(225)가 연결된 상기 롤러(222) 중 적어도 어느 하나의 롤러에는 모터가 연결될 수 있다.

상기 벨트(225)는 동력전달효율이 좋은 'V' 벨트를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제1 이송 파트(210)는 기울임대(216)를 더 포함한다. 상기 기울임대(216)는 상기 제1 이송 파트(210)와 상기 제2 이송 파트(220)의 사이에 위치하여 상기 사용후핵연 봉(50)의 이동로 역할을 수행한다. 즉, 상기 제1 이송 파트(210)를 통해 이송된 상기 사용후핵연료 봉(50)을 인수받아 상기 제2 이송 파트(220)의 상기 롤러(222) 상으로 인계한다.

상기 기울임대(216)는 'ㄱ' 자 모양으로 형성되어 상기 기저 프레임(100)의 상부측 모서리 부근에 결합된다. 상기 기울임대(216)의 상면(217)은 경사면으로 형성되는데, 상기 제1 이송 파트(210)에서 상기 제2 이송 파트(220) 방향으로 내리막 경사면을 이룬다.

상기 사용후핵연료 봉(50)은 상기 내림 경사면을 통해 상기 제1 이송 파트(210)에서 상기 제2 이송 파트(220)로 이송된다. 이러한 상기 기울임대(216)는 복수개로 형성하는 것이 좋다.

상기 파지 유닛(300)은 상기 제2 이송 파트(220)의 일단부에 위치하여 상기 롤러(222)에 의해 이송된 상기 사용후핵연료 봉(50)을 고정한다.

상기 파지 유닛(300)은 제1 부재(310)와 제2 부재(320)를 포함하며, 각각의 부재(310, 320)들은 서로 마주보는 면들에 상기 사용후핵연료 봉(50)의 둘레면을 감쌀 수 있는 제1 곡면부(312) 및 제2 곡면부(322)가 형성된다. 즉, 상기 제1 곡면부(312) 및 제2 곡면부(322)는 상기 사용후핵연료 봉(50) 둘레면의 1/2을 각각 감싸도록 반원통 모양의 홈으로 형성되어 상기 제1 부재(310)와 상기 제2 부재(320)를 서로 마주보게 한 후 접촉하면 원형의 구멍 형태인 조임홀을 형성한다. 물론, 상기 조임홀의 직경을 상기 사용후핵연료 봉(50)의 지름과 동일하게 하거나, 그보다 작게 하여 상기 사용후 핵연료 봉(50)을 꽉 조이도록 할 수 있다.

또한, 조임력을 증가시키기 위한 다른 방법으로 상기 제1 곡면부(312) 및 제2 곡면부(322)에 고무와 같은 신축성 재질을 덧씌워 마찰력을 증가시키는 방법을 사용할 수 있다.

상기 제1 부재(310)의 측면에는 조임 봉(330)이 결합되어 상기 제1 부재(310)를 상기 제2 부재(320) 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 상기 제1 부재(310) 및 제2 부재(320)는 상기 조임 봉(330)이 개별적으로 결합되어 동시에 이동할 수 있다.

상기 절단 유닛(400)은 상기 파지 유닛(300)의 일측에 형성되어 상기 파지 유닛(300)에 의해 고정된 상기 사용후핵연료 봉(50)을 일정 길이로 절단한다.

상기 절단 유닛(400)은 블레이드(410), 블레이드 이송대(420) 및 블레이드 지지대(430)를 포함한다. 상기 블레이드(410)는 상기 사용후핵연료 봉(50)을 절단 하기 위한 커팅 날로써, 상기 블레이드 이송대(420)의 하부측에 결합된다. 상기 커팅 날은 부드러운 곡선 형상으로 형성될 수 있고, 또한 물결 무늬와 같은 톱니 형상으로 형성될 수 있다.

상기 블레이드 이송대(420)는 상하로 직선 이동이 가능하고, 이를 위해 블레이드 기어(422)가 구비된다. 상기 블레이드 기어(422)는 상기 구동 유닛(500)과 연결되어 회전한다.

상기 블레이드(410)의 하측에는 상기 블레이드 지지대(430)가 형성되어 상기 사용후핵연료 봉(50)을 안정적으로 지지할 수 있다.

상기 구동 유닛(500)은 상기 절단 유닛(400)과 인접한 위치에 배치되고, 상기 블레이드(410)가 상하로 움직이기 위한 동력을 제공한다. 상기 구동 유닛(500)은 회전 동력장치로써, 전기 모터 또는 유압 모터를 사용할 수 있다.

상기 구동 유닛(500)에는 외부로 회전력을 인가하기 위한 구동 기어(510)가 구비되고, 상기 구동 기어(510)의 측면에는 상기 블레이드 기어(422)와 기어치가 서로 맞물려 회전하는 서브 기어(520)가 형성된다.

상기 배출 유닛(600)은 상기 절단 유닛(400)의 하측에 배치되어 절단된 상기 사용후핵연료 봉(50)을 수납하고, 절단시 생성되는 분진 가루를 즉시 수거할 수 있다.

본 발명의 사용후핵연료 봉 취급 장치(10)는 제어 유닛(700)을 더 포함할 수 있으며, 상기 제어 유닛(700)을 통해 사용자는 상기 사용후핵연료 봉(50)의 절단 길이 또는 절단 속도 등의 명령을 입력할 수 있다. 즉, 상기 이송 유닛(200)에 의 해 상기 사용후핵연료 봉(50)가 이송되는 속도, 상기 파지 유닛(300)에서의 상기 사용후핵연료 봉(50)의 파지된 길이 또는 상기 절단 유닛(400)에서의 상기 사용후핵연료 봉(50)의 절단되는 길이 등을 제어할 수 있다. 상기 제어 유닛(700)은 유선일 수 있으며, 무선에 의해 정보가 송수신되게 구성할 수도 있다.

도 5는 사용후핵연료 봉(50)이 제1 이송파트(210)를 통해 수직으로 이송되는 장면을 도시한 부분 사시도이다. 이에 도시한 바와 같이, 사용후핵연료 봉(50)은 제1 이송 파트(210)를 통해 수직 방향으로 이송된다.

상기 제1 이송 파트(210)는 기저 프레임(100)의 측면에 결합되는 이송 바(212)와, 상기 이송 바(212)와 결합하여 수직으로 왕복 이동하는 이송 받침대(214)를 포함한다. 상기 이송 받침대(214)는 상기 사용후핵연료 봉(50)을 지지하여 상기 이송 바(212)를 따라 수직으로 이송한다. 이때, 상기 이송 받침대(214)는 상기 사용후핵연료 봉(50)을 안정적으로 지지하면서 이송하기 위해 수평을 유지하도록 한다. 상기 이송 받침대(214)가 상승하는 최고 높이는 상기 기저 프레임(100)의 상측에 결합된 기울임대(216)이다.

도 6은 사용후핵연료 봉(50)이 제1 이송파트(210)에서 제2 이송파트(220)로 이송되는 장면을 도시한 부분 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 기울임대(216)는 기저 프레임(100)의 상측에 결합된다. 사용후핵연료 봉(50)은 이송 받침대(214)에 의해 상기 기울임대(216)까지 이송되고, 이어서 상기 기울임대(216)를 통해 제2 이송 파트(220)로 이송된다.

상기 기울임대(216)는 도시된 바와 같이, 'ㄱ' 자형으로 형성되고, 상 면(217)이 내림 경사면을 이룬다. 상기 사용후핵연료 봉(50)은 중력에 의해 상기 상면(217)을 따라 상기 제2 이송 파트(220)를 향하여 구르거나 미끄러지도록 할 수 있다.

도 7은 파지 유닛(300)에 의해 사용후핵연료 봉(50)을 고정하기 전의 장면을 도시한 정면도이이며, 도 8은 파지 유닛(300)에 의해 사용후핵연료 봉(50)을 고정한 장면을 도시한 정면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 파지 유닛(300)은 사용후핵연료 봉(50)을 감싸기 위해 제1 부재(310) 및 제2 부재(320)가 제공되고, 상기 제1 부재(310) 및 제2 부재(320)의 서로 마주보는 면에는 동일한 형상의 곡면부(312, 322)가 각각 형성된다. 조임봉(300)을 이용하여 상기 제1 부재(310) 및 제2 부재(320)를 서로 근접시키면, 상기 제1 곡면부(312) 및 제2 곡면부(322)는 하나의 조임홀을 형성하는데, 상기 사용후핵연료 봉(50)은 상기 조임홀에 의해 감싸져서 움직이지 않고 고정된다. 상기 조임홀의 직경은 상기 사용후핵연료 봉(50)의 직경과 같거나 약간 작게 형성되는 것이 좋다. 또한, 조임력을 증가시키기 위해 상기 곡면부(312, 322)에는 고무 재질이 덧씌워질 수 있다.

도 9는 절단 유닛(400)에 의해 사용후핵연료 봉(50)을 절단하기 전의 장면을 도시한 정면도이며, 도 10은 절단 유닛에 의해 사용후핵연료 봉을 절단한 장면을 도시한 정면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 절단 유닛(400)을 통해 사용후핵연료 봉(50)을 소정의 길이로 절단할 수 있다.

상기 사용후핵연료 봉(50)을 블레이드 지지대(430)에 올려 놓는다. 상기 사 용후핵연료 봉(50)의 상부측에서 블레이드(410)를 하강한다. 상기 블레이드(410)는 블레이드 이송대(420)의 일측단에 장착되는데, 블레이드 기어(422)의 회전에 따라 상하로 직선 이동할 수 있다.

하강한 상기 블레이드(410)에 의해 상기 사용후핵연료 봉(50)은 절단된다. 한편, 상기 블레이드(410)는 상기 블레이드 이송대(420)에 힌지 결합하고, 힌지 축을 중심으로 회전하도록 하여 절단 시간을 절약할 수 있다.

이와 같이, 연속적인 절단 공정으로 인해 대량 작업이 가능하고, 비교적 간단한 장치로 인해 조작이 쉬울 뿐 아니라 안정적으로 사용후핵연료 봉을 절단할 수 있으며, 자동화 작업이 가능하여 조작 중 실수에 따른 사고를 예방할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 사용후핵연료 봉 취급 장치를 도시한 사시도이다.

도 2는 사용후핵연료 봉 취급 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.

도 3은 파지 유닛을 설명하기 위해 도시한 사시도이다.

도 4는 절단 유닛을 설명하기 위해 도시한 사시도이다.

도 5는 사용후핵연료 봉이 제1 이송파트를 통해 수직으로 이송되는 장면을 도시한 부분 사시도이다.

도 6은 사용후핵연료 봉이 제1 이송파트에서 제2 이송파트로 이송되는 장면을 도시한 부분 사시도이다.

도 7은 파지 유닛에 의해 사용후핵연료 봉을 고정하기 전의 장면을 도시한 정면도이다.

도 8은 파지 유닛에 의해 사용후핵연료 봉을 고정한 장면을 도시한 정면도이다.

도 9는 절단 유닛에 의해 사용후핵연료 봉을 절단하기 전의 장면을 도시한 정면도이다.

도 10은 절단 유닛에 의해 사용후핵연료 봉을 절단한 장면을 도시한 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 사용후핵연료 봉 취급 장치 100 : 기저 프레임

200 : 이송 유닛 210 : 제1 이송파트

212 : 롤러 214 : 롤러 풀리

220 : 제2 이송파트 222 : 이송 바

224 : 이송 받침대 300 : 파지 유닛

310 : 제1 부재 320 : 제2 부재

400 : 절단 유닛 410 : 블레이드

500 : 구동 유닛 600 : 배출 유닛

700 : 제어 유닛

Claims (22)

1. 사용후핵연료 봉을 수직 이송하는 수직 이송파트 및, 상기 수직 이송파트의 상사점에 위치하되 상기 사용후핵연료 봉을 수평 이송하는 수평 이송파트를 포함하여, 상기 사용후핵연료 봉을 이송하는 이송부;

   상기 이송부와 인접하게 위치하되, 상기 사용후핵연료 봉을 고정하는 파지부; 및

   상기 파지부와 인접하게 위치하되, 고정된 상기 사용후핵연료 봉을 절단하는 절단부;

   를 포함하며,

   상기 수직 이송파트는 상기 사용후핵연 봉을 상기 수평 이송파트로 안내하는 기울임대를 포함하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이송부를 지지하는 프레임부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 이송 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 수직 이송파트는,

   한 쌍으로 형성된 이송 바; 및

   상기 이송 바 상을 수직으로 진행하되, 상기 상사점까지 상기 사용후핵연료 봉을 지지하며 이송하는 이송 받침대;

   를 포함하는 것을 사용후핵연료 봉 취급 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기울임대의 상면은 일정 각도를 가지고 경사지게 형성된 내리막 경사면을 이루며, 상기 사용후핵연료 봉은 상기 내리막 경사면을 타고 상기 수직 이송파트에서 상기 수평 이송파트로 이송되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 수평 이송파트는 다수개의 롤러가 장착되어 일렬로 정렬되고, 상기 롤러는 중앙이 함몰되어 형성되며, 상기 롤러의 함몰된 중앙에 상기 사용후핵연료 봉이 안착되어 이송되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 롤러들은 롤러 풀리를 더 포함하고, 상기 롤러 풀리에는 롤러 벨트가 연결되어 상기 롤러들이 동일한 방향으로 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 파지부는 한 쌍의 부재로 형성되고, 상기 부재들이 마주보는 면에는 상기 사용후 핵연료봉의 직경과 동일한 크기의 직경을 갖는 곡면부가 각각 형성되되, 상기 부재들을 서로 접촉시 상기 곡면부는 서로 마주보아 하나의 구멍인 조임홀을 형성하여 상기 사용후핵연료 봉을 감싸는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 절단부는,

   커터;

   상기 커터를 상하 방향으로 이송하는 커터 이송대; 및

   상기 커터의 하부에 위치하되, 상기 사용후핵연료 봉을 지지하는 커터 지지대;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 커터 이송대와 연결되어 상기 커터를 상하로 이동하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 사용후 핵연료봉의 절단 길이를 입력하여 요망하는 길이로 상기 사용후핵연료 봉을 절단하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
12. 기저 프레임;

    상기 기저 프레임과 결합되고, 사용후핵연료 봉을 이송하는 다수개의 롤러를 구비한 이송 유닛;

    상기 이송 유닛의 일단부에 위치하되, 상기 사용후핵연료 봉을 고정하는 파지 유닛;

    상기 파지 유닛과 인접하게 위치하되, 상하로 이동하는 블레이드를 구비하여 상기 사용후핵연료 봉을 절단하는 절단 유닛;

    상기 절단 유닛과 인접하게 위치하되, 상기 블레이드를 상하 이동시키는 구동 유닛; 및

    상기 절단 유닛과 인접하게 위치하되, 절단된 상기 사용후핵연료 봉을 수거하는 배출 유닛;

    을 포함하며,

    상기 이송 유닛은,

    상기 기저 프레임의 측면에 결합되고, 상기 사용후핵연료 봉을 수직 방향으로 이송하는 제1 이송파트; 및

    상기 기저 프레임의 상측에 위치하여 일렬로 정렬된 다수개의 상기 롤러를 통해 상기 사용후핵연료 봉을 수평 방향으로 이송하는 제2 이송파트;

    를 포함하되,

    상기 제1 이송파트는 상기 기저 프레임의 상측에 상기 사용후핵연료 봉을 상기 제2 이송파트로 안내하는 기울임대를 포함하는 사용후핵연료 봉 취급장치.
13. 삭제
14. 제12항에 있어서,

    상기 롤러는 중앙에 오목한 함몰부를 형성하고, 상기 함몰부에 상기 사용후핵연료 봉이 안착되어 이송되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
15. 제12항에 있어서,

    상기 제2 이송파트는 상기 기저 프레임부의 상측에 상기 롤러를 고정하는 롤러 고정대를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
16. 제12항에 있어서,

    상기 롤러는 외측으로 롤러 풀리가 연장 형성되되, 인접하는 상기 롤러 풀리들은 벨트로 서로 연결되어 성가 롤러들을 동일한 방향으로 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
17. 제12항에 있어서,

    상기 제1 이송파트는,

    한 쌍으로 형성된 이송 바; 및

    상기 이송 바 상을 수직으로 진행하되, 상기 제2 이송파트로 상기 사용후핵연료 봉을 지지하며 이송하는 이송 받침대;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
18. 제12항에 있어서,

    상기 기울임대의 상면은 일정 각도로 경사진 내리막 경사면을 이루며, 상기 사용후핵연료 봉은 상기 내리막 경사면을 통해 상기 제2 이송파트로 이송되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
19. 제12항에 있어서,

    상기 파지 유닛은 한 쌍의 부재로 형성되고, 상기 부재들이 마주보는 면에는 상기 사용후핵연료 봉의 직경과 동일한 크기의 직경을 갖는 곡면부가 각각 형성되며, 상기 부재들을 서로 접촉시 상기 곡면부는 서로 마주보아 조임홀을 형성하여 상기 사용후핵연료 봉을 감싸는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
20. 제12항에 있어서,

    상기 구동 유닛은 회전 동력장치로서, 일측에 회전하는 기어를 구비한 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
21. 제20항에 있어서,

    상기 절단 유닛은,

    상기 블레이드와 결합하고, 상기 기어와 맞물려 회전하는 블레이드 기어가 형성되어 상기 블레이드를 수직 방향으로 이송하는 블레이드 이송대; 및

    상기 블레이드의 하부측에 위치하되, 상기 사용후핵연료 봉을 지지하는 블레이드 지지대;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.
22. 제12항에 있어서,

    절단 길이를 입력 받아, 요망하는 길이로 상기 사용후핵연료 봉을 절단하도록 제어하는 제어 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 봉 취급 장치.

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