KR101310106B1 - Equipment and method for the removal of adhered salt from uranium deposits by a vacuum distiller with a forced cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강제 냉각 기능이 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치 및 그 운전 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공증류탑 외부에 히팅재킷으로 감싸고, 히팅재킷과 진공증류탑 사이에 냉각유로를 배치하여 1차 냉각을 하고, 히팅재킷을 개방하여 자연냉각을 하는 강제 냉각 기능이 구비된 우라늄전착물 염 제거 장치 및 그 운전 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing uranium deposit salt having a forced cooling function and a method of operating the same. More specifically, the present invention relates to a uranium electrodeposited salt removing device and a method of operating the same. The present invention relates to a uranium electrodeposited salt removing device having a forced cooling function for cooling and opening a heating jacket to perform natural cooling, and a method of operating the same.
우리나라는 4기의 중수로(CANDU)와 19기의 가압경수로(PWR) 등 총 23기의 원전을 가동 중이며 이들이 배출하는 사용 후 핵연료는 매년 수백톤 이상으로 폐연료봉 상태로 각 원전(울진, 영광, 고리, 월성)에 설치된 수조에 중간 저장해오고 있다. 그동안 조밀화(reracking) 작업을 반복하면서 여러 차례 용량을 확장하여 왔으나 발열에 따른 위험성 때문에 무한정 조밀화 할 수도 없다. 따라서 사용 후 핵연료를 영구 처분할 방법과 부지를 확보하는 문제는 더 이상 미룰 수 없는 시급한 과제이다.Korea operates a total of 23 nuclear power plants, including four heavy water reactors (CANDU) and 19 pressurized water reactors (PWRs), and the spent nuclear fuel they discharge is over hundreds of tons every year. It is stored in the tank installed in Gori, Wolseong. In the meantime, the capacity has been expanded several times by repeating the reracking operation, but due to the risk of heat generation, it cannot be infinitely densified. Therefore, securing the land and methods for permanently disposing of spent fuel is an urgent task that can no longer be postponed.
사용 후 핵연료의 장수명 핵종을 회수하여 고속로 등의 원자로 핵연료로 재순환하면 폐기물 양을 줄임으로써 고준위 폐기물 처분장의 공간을 절약하고, 관리기간을 수십 년 이상에서 수백 년으로 단축시킬 수 있다. 파이로 프로세스는 플루토늄과 우라늄과 다른 초우란 원소들(Np, Am, Cm)이 함께 회수되어 핵확산 저항성이 크고, 공정이 비교적 간단하다는 장점이 있어서 우리나라를 비롯한 미국, 일본 및 유럽의 여러 나라에서 활발하게 연구, 개발 중에 있다. Recovering long-lived nuclides of spent nuclear fuel and recycling them to reactor fuels such as high-speed reactors can reduce the amount of waste, saving space in high-level waste disposal sites and reducing the management period from more than a few decades to hundreds of years. The Pyro process has the advantage of high nuclear proliferation resistance and relatively simple process due to the recovery of plutonium, uranium and other ultra-uranic elements (Np, Am, Cm) together, and in many countries in the US, Japan and Europe. It is actively researching and developing.
본 출원인이 개발하고 있는 파이로프로세스는 LiCl-KCl 공융염을 전해질로 하여 고온에서 전기화학적으로 우라늄과 초우란 원소들을 회수하는 공정이다. 파이로프로세스의 주요공정들은 산화물 상태의 사용 후 핵연료를 전해환원공정에 의해 환원시킨 후 얻어진 금속 잉곳 혹은 그래뉼을 전해정련공정의 양극 바스켓에 넣고 고체음극을 이용하여 사용 후 핵연료의 90% 이상을 차지하고 있는 우라늄을 전해정련공정에 의해 분리해낸다. 우라늄 제거 작업이 끝나면 공융염중에 녹아 있는 원소들 중에서 잔류 우라늄과 TRU 원소들을 액체음극에 회수한다.Pyroprocess developed by the present applicant is a process for recovering uranium and ultra uranium elements electrochemically at high temperature using LiCl-KCl eutectic salt as an electrolyte. The main processes of Pyroprocess are metal oxide ingots or granules obtained after reducing the spent fuel in the oxide state by the electrolytic reduction process, and the solid cathode is used to make up more than 90% of the spent fuel by using a solid cathode. Uranium is separated by electrolytic refining process. After the uranium removal operation, the remaining uranium and TRU elements among the elements dissolved in the eutectic salt are recovered in the liquid cathode.
전해정련공정에서는 고체음극에 수지상의 우라늄이 전착되며 이를 용융염중에서 분리해내면 우라늄 전착물에 다량의 염이 함유되어 있다. 우라늄 전착물은 수지상의 작은 입자이기 때문에 잉곳상태로 만들어 보관하며, 이를 위해 함유된 염을 분리해 내어야 한다. 일반적으로는 진공증류에 의해 염을 분리하지만, 20 wt% 이상을 차지하는 염을 진공증류하려면 고온에서 장시간 조업을 해야 한다.
In the electrolytic refining process, dendritic uranium is electrodeposited on the solid cathode, and when it is separated from the molten salt, a large amount of salt is contained in the uranium electrodeposited material. Since uranium deposits are small dendritic particles, they are stored in an ingot and the salts contained must be separated for this purpose. In general, salts are separated by vacuum distillation, but salt distillation, which accounts for 20 wt% or more, requires long time operation at high temperature.
우라늄전착물로부터 공융염을 제거하기 위한 장치는 Cathode Processor라고도 불리며, 보통 물리적인 방법인 진공증류의 원리를 이용하여 우라늄전착물과 공융염을 분리한다. 일반적인 Cathode Processor는 탑 상부에 우라늄전착물을 넣고 외부에 설치된 유도가열방식의 히터를 이용하여 가열하며, 공랭식으로 냉각되는 하부 응축부위에 공융염 회수도가니를 두어 증발된 공융염을 응축 회수하게 된다. 이 장치는 회분식으로 운전되며, 함유된 공융염 전량을 진공증류하게 되어 많은 열량이 소모되고, 단위 시간당 처리 속도를 올리기 위해서는 증발 단면적이 커져야 하거나 공융염의 증기압이 높은 고온에서 조업되어야 한다. 그러나 이 방법은 고온에서 운전하게 되어 고온에 견디는 구조재의 재질이 필요로 하여 제작비도 비싸지는 문제점이 있다. The apparatus for removing eutectic salts from uranium electrodeposits is also called Cathode Processor, and separates uranium electrodeposits and eutectic salts using the principle of vacuum distillation, which is usually a physical method. In general, Cathode Processor puts uranium electrodeposition on the top of the tower and heats it by using an induction heating heater installed outside, and condenses and recovers the evaporated eutectic salt by placing a eutectic salt recovery crucible on the lower condensation part cooled by air cooling. The unit is operated batchwise, and the entire amount of eutectic salts is vacuum distilled to consume a large amount of heat, and in order to increase the processing speed per unit time, the evaporation cross-section must be large or must be operated at high temperatures where the vapor pressure of the eutectic salts is high. However, this method requires a material of a structural material that withstands high temperatures because it is operated at high temperatures, and there is a problem in that manufacturing costs are also high.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 진공증류탑 외부를 히팅재킷으로 감싸고, 히팅재킷과 진공증류탑 사이에 냉각유로를 배치하여 1차 냉각을 하고, 히팅재킷을 개방하여 자연냉각을 하는 강제 냉각 기능이 구비된 우라늄전착물 염 제거 장치 및 그 운전 방법에 관한 것이다.The present invention is to solve the above problems, the present invention wraps the outside of the vacuum distillation tower with a heating jacket, by placing a cooling flow path between the heating jacket and the vacuum distillation tower to perform the first cooling, opening the heating jacket natural cooling The present invention relates to a uranium electrodeposited salt removing device having a forced cooling function and a method of operating the same.
상기 목적을 달성하기 위해, 파이로프로세스의 전해정련 공정에서 발생한 우라늄전착물에 함유된 염을 분리하는 진공증류탑; 상기 진공증류탑을 감싸고 있으며, 진공증류를 위한 조업 온도로 상승시키기 위한 히터를 포함하는 히팅재킷; 상기 히팅재킷과 진공증류탑 외벽사이에 존재하며 염의 증발이 끝나면 내부로 냉매를 흐르게 하여 진공증류탑의 내부온도를 낮추는 냉각유로;를 포함하고, 상기 진공증류탑은 상기 냉각유로에 의해서 1차로 온도를 낮춘 후, 히팅재킷을 진공증류탑의 상하 또는 좌우방향으로 개방하여 자연냉각이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, vacuum distillation column for separating the salt contained in the uranium electrodeposits generated in the electrorefining process of the pyroprocess; A heating jacket surrounding the vacuum distillation tower and including a heater for raising the operation temperature for vacuum distillation; And a cooling passage existing between the heating jacket and the outer wall of the vacuum distillation tower to lower the internal temperature of the vacuum distillation tower by flowing a refrigerant therein after the evaporation of the salt is completed, wherein the vacuum distillation tower lowers the first temperature by the cooling passage. The present invention provides a uranium electrodeposited salt removing device having a forced cooling function, wherein the heating jacket is naturally cooled by opening the vacuum distillation column in the vertical direction or the horizontal direction.
또한, 상기 냉각유로에서 배출되는 고온의 냉매를 냉각시키기 위한 기체냉각기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The apparatus may further include a gas cooler for cooling the high temperature refrigerant discharged from the cooling passage.
또한, 상기 히팅재킷이 상하 또는 좌우방향으로 개방될 때, 히팅재킷의 개방 정도를 제어하는 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the heating jacket is characterized in that it further comprises a control device for controlling the opening degree of the heating jacket, when opened in the vertical or horizontal direction.
또한, 상기 히팅재킷이 상하 또는 좌우방향으로 개방될 때, 진공증류탑이 외기와 잘 접촉되도록 하기 위해 냉각용 블로어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the heating jacket is characterized in that it further comprises a blower for cooling so that the vacuum distillation column is in good contact with the outside air when the heating jacket is opened in the vertical direction.
본 발명은 우라늄전착물 도가니에 염이 함유된 우라늄전착물을 넣고, 우라늄전착물 도가니를 진공증류탑 내부에 있는 방열판의 상부에 장착하는 단계(S1단계); 상기 S1단계 후에, 진공펌프를 가동하여 진공증류탑 내부를 진공조건으로 하고, 히터를 작동시켜 온도를 800~900℃로 올려 우라늄전착물로부터 진공증류에 의해 염을 제거하는 단계(S2단계); 상기 S2단계 후에, 염의 증발이 끝나면 냉각유로 내부로 냉매를 흐르게 하여 진공증류탑의 내부온도를 450~550℃로 낮추는 1단계 냉각을 실시하는 단계(S3단계); 상기 S3단계 후에, 상기 내부온도가 낮아지면 냉매의 공급을 멈추고 히팅재킷(4)을 상하 또는 좌우 방향으로 개방하여 자연 냉각이 되도록 하는 2단계 냉각을 실시하는 단계(S4단계); 및 상기 S4단계 후에, 진공증류탑의 내부온도가 상온으로 되면 우라늄전착물 도가니와 회수염 용기를 탈착하는 단계(S5단계);를 포함하는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 운전 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of putting a uranium electrodeposited salt containing uranium electrodeposition crucible in the uranium electrodeposition crucible, and mounting the uranium electrodeposition crucible on top of the heat sink in the vacuum distillation column (step S1); After the step S1, by operating a vacuum pump to vacuum the inside of the vacuum distillation column, and operating the heater to raise the temperature to 800 ~ 900 ℃ to remove salt from the uranium electrodeposition by vacuum distillation (step S2); After the step S2, when the evaporation of the salt is completed, the step of performing a one-step cooling to lower the internal temperature of the vacuum distillation tower to 450 ~ 550 ℃ by flowing a refrigerant into the cooling oil (S3 step); After the step S3, if the internal temperature is lowered to stop the supply of the refrigerant and performs a two-step cooling to open the heating jacket (4) in the vertical or horizontal direction to allow natural cooling (step S4); After the step S4, if the internal temperature of the vacuum distillation tower is room temperature, the step of desorbing the uranium electrodeposition crucible and the recovered salt container (step S5); It provides a method of operating the uranium electrode salt removal device.
또한, 상기 S3단계에서 상기 냉각유로 내부로 흐르는 냉매는 공기 또는 아르곤 가스인 것을 특징으로 한다.In addition, the refrigerant flowing into the cooling passage in step S3 is characterized in that the air or argon gas.
또한, 상기 S4단계에서 히팅재킷을 상하 또는 좌우 방향으로 개방하여 자연 냉각을 할 때 상기 진공증류탑의 측면 하부에 냉각용 블로어를 배치하여 진공증류탑을 냉각시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling jacket in the step S4 is characterized by cooling the vacuum distillation tower by arranging a cooling blower on the lower side of the vacuum distillation tower when natural cooling by opening the heating jacket in the vertical or horizontal direction.
또한, 상기 S3단계에서 냉각유로로 냉매를 흐르게 하는 방식을 사용하지 않고, 처음부터 상기 히팅재킷을 단계적으로 개방해가면서 냉각시키는 것을 특징으로 한다.In addition, without using a method of flowing the refrigerant to the cooling flow path in the step S3, it is characterized in that the cooling while opening the heating jacket step by step from the beginning.
상기 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치 및 그 운전 방법은 자연냉각방식을 사용하는 기존의 진공증류 장치보다 진공증류 조업 후 전착물 도가니 및 회수염 용기를 교체하기 위해 냉각을 기다리는 시간이 단축되어 염증류장치의 성능이 향상되도록 해준다.The uranium electrodeposited salt removing device and its operation method having the forced cooling function have a waiting time for cooling to replace the electrodeposited crucible and recovered salt container after vacuum distillation operation than the conventional vacuum distillation device using the natural cooling method. It is shortened to improve the performance of the inflammatory device.
또한, 본 발명에 따른 강제 냉각 기능이 구비된 우라늄전착물 염 제거 장치는 진공증류탑을 자연 냉각하는 기존의 우라늄전착물 염제거장치 보다 회분식 조업간의 우라늄전착물 도가니 및 염회수용기의 장착, 탈착을 위해 필요한 증류탑의 냉각시간이 줄어들어 총괄 염제거 속도가 빨라진다. In addition, the uranium electrodeposited salt removing device with a forced cooling function according to the present invention is more suitable for the installation and desorption of uranium electrodeposited crucibles and salt collection vessels during batch operation than conventional uranium electrodeposited salt removing devices that naturally cool vacuum distillation towers. The cooling time of the distillation column required for this purpose is reduced, thereby increasing the overall salt removal rate.
또한, 본 발명에 따른 강제 냉각 기능이 구비된 우라늄전착물 염 제거 장치는 냉각 방법을 진공증류가 끝난 후 히팅재킷 사이로 냉매를 투입하여 일정 온도 까지 냉각한 후, 히팅재킷을 상하 혹은 좌우 방향으로 열어 추가 냉각하는 방식으로 이원화하였다. 따라서 고온에서 초기 냉각시 급냉으로 인한 재료의 균열을 막고 및 히팅재킷을 열었을 때의 고열 방출 방지를 막아주는 장점이 있으며, 유체를 계속 흐르게 하는 방식보다는 냉각 후반부에 히팅재킷을 개방함으로써 에너지가 절약된다.In addition, the uranium electrodeposited salt removing device equipped with a forced cooling function according to the present invention, after the vacuum distillation is finished, the refrigerant is introduced into the heating jacket after cooling to a predetermined temperature, and then the heating jacket is opened in a vertical direction or a left or right direction. Binarization was by additional cooling. Therefore, it has the advantage of preventing the cracking of material due to quenching during the initial cooling at high temperature and preventing the heat release when the heating jacket is opened, and saves energy by opening the heating jacket in the latter part of cooling rather than continuously flowing the fluid. .
도 1은 본 발명에 따른 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치 의 냉매를 이용하여 냉각하는 과정을 나타내는 모식도이고,
도 2는 본 발명에 따른 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 히팅재킷을 열어 냉각하는 과정을 나타내는 모식도이다.
도 3는 본 발명에 따른 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 운전 방법의 순서도를 나타낸 것이다.1 is a schematic diagram showing a process of cooling by using a refrigerant of the uranium electrodeposition salt removal device having a forced cooling function according to the present invention,
Figure 2 is a schematic diagram showing a process of opening and cooling the heating jacket of the uranium electrodeposition salt removal device having a forced cooling function according to the present invention.
Figure 3 shows a flow chart of the operating method of the uranium electrodeposit salt removal device having a forced cooling function according to the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 강제 냉각 기능이 구비된 우라늄전착물 염 제거 장치 및 그 운전 방법의 바람직한 실시예들을 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with the forced cooling function according to the present invention with reference to the accompanying drawings Preferred embodiments of the uranium electrode salt removal device and its operating method will be described in detail. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
증류탑 내에서 진동식 거름망을 이용하여 미리 액체 상태로 우라늄전착물중의 공융염을 분리하고, 미분리된 공융염은 진공증류에 의해 추가로 분리하는 방법을 개발하였다(S.W.Kwon et al., J. Radioanal. Nucl. Chem., 288, 789 (2011)). 이 방법은 낮은 온도에서 고체-액체 분리에 의해 상당량의 공융염을 제거함으로써 염제거를 위한 조업시간이 단축될 수 있으며, 진공증류 전 상당량의 염을 고-액 분리하기 때문에 진공증류공정에서 단위 시간당 염의 증발속도에 대한 부담이 줄어든다. 따라서 진공증류 공정의 조업온도를 낮출 수 있어서 초고온재료를 사용하지 않아도 되는 장점을 가지고 있다. 고액분리-진공증류의 염분리 시스템은 우라늄전착물에 잔류하는 염의 함유량이 많을 때 유용하며, 함유량이 적을 때는 고-액 분리가 많이 이루어지지 않는다.In the distillation column, a vibrating strainer was used to separate the eutectic salts in the uranium electrodeposits in a liquid state, and to further separate the unseparated eutectic salts by vacuum distillation (SWKwon et al., J. Radioanal. Nucl. Chem., 288, 789 (2011)). This method can shorten the operating time for salt removal by removing a significant amount of eutectic salts by solid-liquid separation at low temperatures, and per-hour in vacuum distillation process because the solid-liquid separation of a significant amount of salt prior to vacuum distillation. The burden on salt evaporation rate is reduced. Therefore, it is possible to lower the operating temperature of the vacuum distillation process, which has the advantage of not using ultra-high temperature materials. Salt-liquid separation systems of solid-liquid separation-vacuum distillation are useful when the salt content in the uranium electrodeposit is high, and when the content is low, the solid-liquid separation does not occur much.
우라늄전착물 염증류장치의 처리속도는 전해정련장치의 처리속도에 상응하는 규모가 되어야 하며, 특히 파이로프로세스의 핵심인 전해정련장치의 고성능화를 위한 연구가 많이 이루어지고 있어 후속공정인 염증류장치의 처리속도도 향상되어야 한다. 이를 위해서는 진공 증류의 속도가 빨라야 하지만 이에 못지않게 조업 배치사이에 전착물 도가니의 장탈착을 위해 진공증류탑의 냉각시간이 단축되어야 한다.The processing speed of the uranium electrodeposited inflammatory device should be on the scale corresponding to the processing speed of the electrolytic refining device. In particular, the research on the high performance of the electrolytic refining device, which is the core of the pyro process, has been carried out. The speed of processing should also be improved. For this purpose, the rate of vacuum distillation should be fast, but similarly the cooling time of the vacuum distillation tower should be shortened for the desorption of electrodeposit crucibles between operation batches.
본 발명자들은 파이로프로세스를 이용하여 사용후 핵연료로부터 악티늄족원소를 회수하는 공정에서 고체음극의 우라늄전착물로부터 공융염을 제거하는 방법을 연구하던 중, 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치를 개발하였다. The inventors of the present invention were studying a method for removing eutectic salts from uranium deposits of a solid cathode in a process of recovering actinium elements from spent nuclear fuel using a pyroprocess, and removing uranium electrodeposition salts having a forced cooling function. The device was developed.
우라늄전착물에 함유된 염을 효율적으로 분리하기 위한 본 발명에 따른 강제 냉각 기능이 달린 우라늄전착물 염 제거 장치 및 그 운전 방법은 고온에서 지나친 급냉 방지와 일정온도에 이르면 냉각 에너지 절약을 위해 먼저 히팅재킷 사이로 냉각유체를 투입하여 일정 온도 까지 냉각한 뒤, 히팅재킷을 상하 혹은 좌우 방향으로 열리도록 하여 우라늄전착물로부터 염분리 총괄 속도가 빨라지는 2단계 냉각 방법을 제공하여 염분리를 염증류를 효율적으로 해준다. Uranium electrode salt salt removal device with a forced cooling function according to the present invention for efficiently separating the salt contained in the uranium electrodeposits and its operating method is first heated to prevent excessive quenching at high temperature and to save cooling energy when reaching a certain temperature Cooling fluid is injected between jackets to a certain temperature, and heating jacket is opened up and down or left and right to provide a two-stage cooling method that speeds up salt separation from uranium deposits. Do it.
본 발명의 장치는 강제냉각기능이 있어 증류탑을 자연 냉각하는 기존의 우라늄전착물 염제거장치 보다 회분식 조업간의 우라늄전착물 도가니 및 염회수용기의 장착, 탈착을 위해 필요한 증류탑의 냉각시간이 줄어들어 총괄 염제거 속도가 빨라진다. 또 본 강제냉각기능이 달린 우라늄전착물 염 제거 장치는 냉각 방법을 진공증류가 끝난 후 히팅재킷 사이의 냉각유로에 냉매를 투입하여 일정 온도 까지 냉각한 후, 히팅재킷을 상하 혹은 좌우 방향으로 열어 추가 냉각하는 방식으로 이원화하였다. 따라서 고온에서 초기 냉각시 급냉으로 인한 재료의 균열을 막고 및 히팅재킷을 열었을 때의 고열 방출 방지를 막아주는 장점이 있으며, 유체를 계속 흐르게 하는 방식보다는 냉각 후반부에 히팅 재킷을 개방함으로써 에너지가 절약된다.The apparatus of the present invention has a forced cooling function, so that the cooling time of the distillation tower required for the installation and desorption of the uranium electrodeposition crucible and the salt recovery container during the batch operation is reduced, compared to the existing uranium electrodeposition salt removing device that naturally cools the distillation column. Removal speeds up. In addition, the uranium electrodeposited salt removal device with forced cooling function adds a coolant to the cooling flow path between heating jackets after the vacuum distillation and cools it to a certain temperature, and then opens the heating jacket in a vertical direction. Binary by cooling. Therefore, it has the advantage of preventing the cracking of material due to quenching during the initial cooling at high temperature and preventing the heat release when the heating jacket is opened, and saves energy by opening the heating jacket in the latter part of the cooling rather than continuously flowing the fluid. .
우라늄전착물 염증류장치의 처리속도는 전해정련장치의 처리속도에 상응하는 규모가 되어야 하며, 특히 파이로프로세스의 핵심인 전해정련장치의 고성능화를 위한 연구가 많이 이루어지고 있어 후속공정인 염증류장치의 처리속도도 향상되어야 한다. 처리속도에 영향을 미치는 인자는 단위시간당 증류 속도의 제고 또는 증류전 액체상태에서 일부 염의 분리 등이 있으며, 조업이 끝나고 다음 조업을 위한 우라늄전착물 도가니 및 회수염용기의 교체가 필요하다. 전착물 도가니 및 회수염 용기의 교체를 위해서는 증류탑이 냉각되어야 하며, 보통 히터 전원의 공급을 차단하는 수동적인 방법을 이용한다.The processing speed of the uranium electrodeposited inflammatory device should be on the scale corresponding to the processing speed of the electrolytic refining device. In particular, the research on the high performance of the electrolytic refining device, which is the core of the pyro process, has been carried out. The speed of processing should also be improved. Factors affecting the treatment speed include the increase of the distillation rate per unit time or the separation of some salts in the liquid state before distillation, and after completion of the operation, the replacement of the uranium electrode crucible and the recovery salt container is necessary. The distillation column must be cooled to replace the electrodeposition crucibles and recovery salt vessels, usually using a passive method of shutting off the supply of heater power.
증류탑의 냉각속도를 빠르게 하는 가장 간단한 방법은 증류탑 외측에 설치된 히팅재킷을 열어 주는 것이지만 약 900℃에서 조업 후 고온의 증류탑 벽 표면과 외부의 대기가 직접 접촉하면 온도 차이가 커서 증류탑의 균열이 생길 수 있으며, 냉각초기에는 냉각속도가 지나치게 빠르다. 또 증류장치가 보통 아르곤셀 내부에 설치되는 점을 감안하면, 고온의 열기가 외부로 배출되어 주위에 있는 장치에 영향을 주거나 혹은 아르곤셀의 온도가 일시에 상승하여 아르곤셀 냉각장치에 부담을 주게 된다. 증류탑을 냉각하는 또 다른 방법으로는 진공증류탑 외부와 히팅재킷 사이에 유체가 흐르게 하여 냉각하는 방법으로 유량을 조절함으로써 냉각속도를 제어할 수 있다. 또 두 번째 냉각 방법인 히팅재킷을 개방하는 단계에서는 히팅재킷의 개방 정도를 제어하거나 장치 외부에 블로어를 설치하여 외기와의 접촉이 잘 되도록 하여 냉각속도를 조절할 수 있다. The simplest way to speed up the cooling of the distillation column is to open the heating jacket installed outside the distillation column, but after operating at about 900 ° C, direct contact between the surface of the hot distillation column and the atmosphere outside can cause cracks in the distillation column. In the initial stage of cooling, the cooling rate is too fast. In addition, considering that the distillation unit is usually installed inside the argon cell, the hot heat is discharged to the outside to affect the surrounding device, or the temperature of the argon cell rises temporarily to impose a burden on the argon cell cooling system. do. As another method of cooling the distillation column, the cooling rate may be controlled by adjusting the flow rate by allowing the fluid to flow between the outside of the vacuum distillation column and the heating jacket. In addition, in the step of opening the heating jacket, which is the second cooling method, the cooling rate may be controlled by controlling the opening degree of the heating jacket or by installing a blower outside the device to make contact with the outside air well.
본 발명에 따른 우라늄전착물에 함유된 염을 효율적으로 분리하는 것은 도 1 및 2에 나타낸 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치에 의해 수행될 수 있다.Efficient separation of the salts contained in the uranium deposits according to the present invention can be carried out by the uranium deposit salt removal device having the forced cooling function shown in FIGS. 1 and 2.
도 1은 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 냉매를 이용하여 냉각하는 과정을 나타내는 모식도이며, 냉매는 필요에 따라 공기 혹은 아르곤 등의 기체가 이용될 수 있다. 진공증류탑; 하부 플랜지; 히터; 냉매 공급장치 및 진공증류를 위한 진공펌프, 냉각유로 등으로 이루어져 있다. 1 is a schematic diagram illustrating a process of cooling by using a refrigerant of an uranium electrodeposited salt removing device having a forced cooling function, and the refrigerant may be gas such as air or argon, if necessary. Vacuum distillation column; Lower flange; heater; It consists of a refrigerant supply device, a vacuum pump for vacuum distillation, and a cooling flow path.
도 2는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 히팅재킷을 개방하여 냉각하는 과정을 나타내는 모식도이다. Figure 2 is a schematic diagram showing a process of opening and cooling the heating jacket of the uranium electrodeposition salt removal device having a forced cooling function.
상기 우라늄전착물 염 제거 장치의 도가니(6)에 공융염이 함유된 우라늄전착물을 진공증류탑(8)에 장착하고 히터(5)를 이용하여 공융염의 녹는점 보다 높은 온도이고 진공증류 조업 조건인 약 800-900℃ 까지 상승시키다. 또 진공펌프(13)를 가동하여 진공증류탑(8) 내부를 진공조건이 되도록 한다. 증발된 기체상태의 공융염은 진공증류탑(8) 바닥의 플랜지(14) 위에 설치된 회수염 용기(20)에서 응축되며, 효율적인 회수를 위하여 플랜지(14) 내부를 냉각수가 흐르게 한다. 냉각수는 플랜지 냉각수 입구(15)로 들어가서 냉각수 출구(16)로 빠져 나온다. 우라늄전착물로부터 공융염의 증발이 충분히 이루어지도록 일정한 시간(대략 2시간정도)을 유지한 후 증류조업이 완료되면, 냉각에 필요한 시간을 단축하기 위하여 진공증류탑(8) 외부를 강제 냉각한다. The uranium deposit containing the eutectic salt in the
강제냉각 방식은 초기에는 800-900℃의 고온이므로 히팅재킷(4)을 열면 외부의 찬 기체와 접촉하여 진공증류탑(8)을 구성하는 금속에 손상을 입힐 수 있으며, 반복하여 온도를 높이고 급속냉각하면 변형이 오거나 균열이 발생할 수 있다. 또 외부로 고온의 열기가 발산되어 주위의 장치를 손상시킬 수 있다. 따라서 냉각 초기에는 냉매를 히팅재킷(4)과 진공증류탑(8) 외벽 사이의 냉각유로(19)로 양을 조절하며 공급하여 서서히 식힌다. 이 때 냉각유로(19)의 출구에는 기체냉각기(1)를 두어 고온의 냉매를 어느 정도 식힌 후 배출한다. 상기 기체냉각기(1)는 기체냉각기 냉각수 입구(2)로 별도의 냉매를 투입하여 기체냉각기 냉각수 출구(3)로 배출시키면서 냉각유로(19)의 출구로 배출되는 고온의 냉매를 식힌 후에 배출하게 된다.상기 기체냉각기(1)로 인해서 고온의 냉매를 식힌 후에 배출하게 되어 주위에 있는 장치를 보호할 수 있게 된다.Forced cooling is initially high temperature of 800-900 ℃, opening the heating jacket (4) may damage the metal constituting the vacuum distillation tower (8) by contacting the outside cold gas, repeatedly increasing the temperature and rapid cooling Deformation or cracking may occur. In addition, high temperature heat is radiated to the outside, which may damage surrounding devices. Therefore, in the initial stage of cooling, the coolant is gradually cooled by supplying the refrigerant to the cooling
냉매는 냉각용기체 봄브(12)를 냉각기체 튜브(11)에 연결하여 냉각유로(19)로 공급을 하고, 냉각유로(19) 내부로 흐르는 냉매는 공기 또는 아르곤 가스일 수도 있고, 통상적으로 사용되는 냉매도 사용될 수도 있다. 진공증류탑(8)의 온도가 충분히 떨어지면(대략 450℃~550℃), 이때부터는 냉각속도가 늦어져서 냉매의 양을 늘려주어야 하므로 냉매의 절약을 위하여 냉매의 공급을 중단하고, 히팅재킷(4)을 좌우 또는 상하방향으로 개방하여 냉각속도를 높인다. 도 2에서는 진공증류탑(8)의 좌우방향으로 히팅재킷(4)를 개방시키는 실시예를 나타내고 있다.The refrigerant is supplied to the
냉각을 위하여 히팅재킷(4)을 개방할 때에는 냉각용 블로어(18)를 이용하여 넓은 면적에 진공증류탑 주변의 기체를 불어 주면 냉각속도가 촉진된다. 히팅재킷(4)을 좌우 또는 상하방향으로 개방하기 위해서는 별도의 제어장치(미도시)가 구비될 수도 있는데, 제어장치는 히팅재킷(4)을 개방할 때 너무 많은 부분을 초기에 개방하게 되면, 진공증류탑(8)에 균열이 생길 수 있으므로, 개방 정도를 조절해 줄 필요가 있다.When opening the
진공증류탑(8)의 냉각이 끝나 상온에 도달하면 염이 제거된 우라늄전착물 도가니(6)를 회수하고, 새로운 도가니를 장착한다. 그리고, 회수된 염(17)이 담겨 있는 회수염 용기(20)를 꺼내서 염을 제거하고 다시 회수염 용기(20)를 장착 할 수도 있고, 새로운 회수염 용기(20)를 장착 할 수도 있다. 회수된 염(17)의 양에 따라서 회수염 용기(20)는 계속 사용할 수도 있고, 우라늄전착물 도가니(6)와 함께 교환할 수도 있다.When the cooling of the
상기 진공증류탑(8)은 방열판(10)을 기준으로 상부는 증발영역, 하부는 응축영역에 해당한다. 바닥에 해당하는 하부에는 플랜지(14)가 배치되고, 상기 플랜지(14)의 하부 냉각코일이 설치될 수도 있으며, 냉각수가 흐를 수 있도록 플랜지 냉각수 입구(15)와 플랜지 냉각수 출구(16)가 배치된다. 진공증류탑(8)의 내부를 진공조건으로 만들기 위해서 진공장치가 필요한대, 진공장치는 필터와 진공펌프(13)로 구성된다.The
방열판(10)은 상부와 하부를 구분시켜주는 역할을 하는 것으로, 상부에서는 염의 증발이 잘 일어날 수 있도록 높은 온도를 유지시켜주고, 하부에서는 상부에서 증발된 염이 이동하여 하부의 플랜지(14)에서 응축반응이 잘 일어 날수 있도록 공간을 분리시켜 준다.The
이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 운전 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to Figure 3 will be described in detail the operating method of the uranium electrodeposited salt removing device having a forced cooling function according to the present invention.
강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 운전 방법은 우라늄전착물 도가니에 염이 함유된 우라늄전착물을 넣고, 우라늄전착물이 들어 있는 도가니를 진공증류탑의 방열판의 상부에 장착하는 단계(S1단계); 상기 S1단계 후에, 진공펌프를 가동하여 진공증류탑 내부를 진공조건으로 하고, 히터를 작동시켜 온도를 800~900℃로 올려 우라늄전착물로부터 진공증류에 의해 염을 제거하는 단계(S2단계); 상기 S2단계 후에, 염의 증발이 끝나면 냉각유로 내부로 냉매를 흐르게 하여 진공증류탑의 내부온도를 450~550℃로 낮추는 1단계 냉각을 실시하는 단계(S3단계); 상기 S3단계 후에, 상기 내부온도가 낮아지면 냉매의 공급을 멈추고 히팅재킷을 상하 또는 좌우 방향으로 개방하여 자연 냉각이 되도록 하는 2단계 냉각을 실시하는 단계(S4단계); 및 상기 S4단계후에, 진공증류탑의 내부온도가 상온으로 되면 우라늄전착물 도가니와 회수염 용기를 탈착하는 단계(S5단계)를 포함한다.Operation method of the uranium electrodeposited salt removing device having a forced cooling function is to put a uranium electrodeposited salt in the uranium electrodeposited crucible and to mount the crucible containing the uranium electrodeposited on the heat sink of the vacuum distillation tower ( Step S1); After the step S1, by operating a vacuum pump to vacuum the inside of the vacuum distillation column, and operating the heater to raise the temperature to 800 ~ 900 ℃ to remove salt from the uranium electrodeposition by vacuum distillation (step S2); After the step S2, when the evaporation of the salt is completed, the step of performing a one-step cooling to lower the internal temperature of the vacuum distillation tower to 450 ~ 550 ℃ by flowing a refrigerant into the cooling oil (S3 step); After the step S3, if the internal temperature is lowered, the step of performing a two-step cooling to stop the supply of the refrigerant and to open the heating jacket in the vertical direction or left and right to be natural cooling (step S4); And after the step S4, when the internal temperature of the vacuum distillation tower reaches room temperature, desorbing the uranium electrodeposit crucible and the recovered salt container (step S5).
먼저, 본 발명에 따른 상기 S1단계는 우라늄전참물 도가니에 염이 함유된 우라늄전착물을 넣고, 우라늄전착물이 들어 있는 도가니를 진공증류탑 내부에 있는 방열판 상부, 즉 증발 영역에 장착하는 단계이다. First, the step S1 according to the present invention is a step of placing the uranium electrodeposited salt in the uranium chromium crucible and mounting the crucible containing the uranium electrodeposited on the heat sink in the vacuum distillation tower, that is, the evaporation region.
다음으로, 본 발명에 따른 상기 S2단계는 상기 S1단계가 끝난 후에 진공펌프를 가동하여 진공증류탑 내부를 진공조건으로 만들고, 히터를 작동시켜 우라늄전착물로부터 진공증류에 의해 염을 제거하는 단계이다. 이때 진공증류탑의 내부 온도를 800-900℃로 조절하며, 조업온도에서 유지시간은 약 2 시간을 유지한다. 900℃이상으로 온도를 올리게 되면 진공증류탑의 내구성에 문제가 생기거나, 염을 제거한 후에 진공증류탑을 냉각시키는 시간이 길어지게 되어 전체적인 효율상 권장되지 않는다. 진공증류에 의해서 증발된 염은 방열판 하부에 있는 플랜지로 이동을 하고 플랜지에서 응축반응이 일어나서 회수염 용기에 염이 축적되게 된다. 이때 플랜지의 하부에 냉각수를 흐르게 하여 응축반응을 보다 잘 일어나게 한다. Next, the step S2 according to the present invention is a step of removing the salt by vacuum distillation from the uranium electrodeposition by operating the vacuum pump to make the inside of the vacuum distillation column under vacuum conditions after the step S1 is completed. At this time, the internal temperature of the vacuum distillation column is adjusted to 800-900 ° C., and the holding time is maintained at about 2 hours at the operating temperature. Increasing the temperature above 900 ℃ causes problems in the durability of the vacuum distillation column or increases the time for cooling the vacuum distillation column after removing the salt, which is not recommended for overall efficiency. The salt evaporated by vacuum distillation moves to the flange at the bottom of the heat sink, and condensation reaction occurs at the flange, and the salt accumulates in the recovered salt container. At this time, the cooling water flows to the lower part of the flange to make the condensation reaction better.
다음으로, 본 발명에 따른 상기 S3단계는 상기 S2단계가 끝난 후에 염의 증발이 끝나면 냉각유로의 내부로 냉매를 흐르게 하여 진공증류탑의 내부온도를 450~550℃정도로 낮추게 하는 1단계 냉각 단계이다. 내부로 흐르게 하는 냉매에는 여러 가지가 적용될 수 있으며, 바람직하게는 공기 또는 아르곤 가스를 쓰는 것이 좋다.Next, the step S3 according to the present invention is a one-step cooling step of lowering the internal temperature of the vacuum distillation tower to about 450 to 550 ° C. after the evaporation of the salt after the step S2 is finished. Various kinds may be applied to the refrigerant flowing in the interior, and preferably air or argon gas is used.
S4단계는 어느 정도 진동증류탑의 내부온도가 낮아지면 냉매의 공급을 멈추고 히팅재킷의 일부를 좌우 또는 상하방향으로 개방하여 자연 냉각이 되도록 하는 2단계 냉각 단계이다. 이때 히팅재캣의 개방 정도를 제어하기 위한 제어장치를 이용해서 냉각속도를 조절해 줄 수도 있다. 또한, S3단계의 제1단계 냉각 단계를 생략하고, 바로 S4단계의 2단계 냉각 단계를 이용하여 진공증류탑의 내부온도를 낮추는 방법도 사용될 수 있다. 상기와 같은 방법의 경우에는 냉각 속도의 제어가 중요한 변수가 된다.Step S4 is a two-stage cooling step that stops the supply of the refrigerant when the internal temperature of the vibration distillation tower is lowered to some extent and opens a part of the heating jacket in left and right or up and down directions to allow natural cooling. At this time, the cooling rate may be adjusted by using a control device for controlling the opening degree of the heating jack. In addition, a method of lowering the internal temperature of the vacuum distillation column by using the second cooling step of step S4 may be omitted by omitting the first cooling step of step S3. In the case of the above method, the control of the cooling rate is an important variable.
다음으로, 본 발명에 따른 상기 S5단계는 상기 S4단계가 끝난 후에 진공증류탑의 내부온도가 상온으로 되면 우라늄전착물 도가니와 회수염 용기를 탈착하는 단계이다.Next, the step S5 according to the present invention is a step of desorbing the uranium electrodeposit crucible and the recovered salt container when the internal temperature of the vacuum distillation tower reaches room temperature after the step S4 is completed.
이상과 같이 본 발명에 따른 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 운전 방법은 종래의 진공증류탑을 자연 냉각하는 우라늄전착물 염제거 방법보다 회분식 조업간의 우라늄전착물 도가니 및 염회수용기의 장착, 탈착을 위해 필요한 진공증류탑의 냉각시간이 줄어들어 총괄 염제거 속도가 빨라지는 효과가 있다 할 것이다.As described above, the operation method of the uranium electrodeposited salt removing device having the forced cooling function according to the present invention is that of the uranium electrodeposited crucible and the salt collection vessel during the batch operation than the conventional method of removing the uranium electrodeposited salt naturally cooling the vacuum distillation column. The cooling time of the vacuum distillation tower required for installation and desorption will be reduced, thereby increasing the overall salt removal rate.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 : 기체냉각기 2 : 기체냉각기 냉각수 입구
3 : 기체냉각기 냉각수 출구 4 : 히팅재킷
5 : 히터 6 : 우라늄전착물 도가니
7 : 우라늄전착물 8 : 진공증류탑
9 : 전착물 잔류염 10 : 방열판
11: 냉각기체 튜브 12 : 냉각용기체 봄브
13 : 진공펌프 14 : 플랜지
15 : 플랜지 냉각수 입구 16 : 플랜지 냉각수 출구
17 : 회수된 염 18 : 냉각용 블로어
19: 냉각유로 20: 회수염 용기1: gas cooler 2: gas cooler cooling water inlet
3: gas cooler cooling water outlet 4: heating jacket
5: heater 6: uranium electrodeposit crucible
7: uranium electrodeposited material 8: vacuum distillation tower
9: electrodeposition residue 10: heat sink
11: cooling gas tube 12: cooling gas spring
13: vacuum pump 14: flange
15: flange coolant inlet 16: flange coolant outlet
17: recovered salt 18: cooling blower
19: cooling passage 20: recovered salt container
Claims (8)
상기 진공증류탑(8)을 감싸고 있으며, 진공증류를 위한 조업 온도로 상승시키기 위한 히터(5)를 포함하는 히팅재킷(4);
상기 히팅재킷(4)과 진공증류탑(8) 외벽사이에 존재하며 염의 증발이 끝나면 내부로 냉매를 흐르게 하여 진공증류탑(8)의 내부온도를 낮추는 냉각유로(19);를 포함하고,
상기 진공증류탑(8)은 상기 냉각유로(19)에 의해서 1차로 온도를 낮춘 후, 히팅재킷(4)을 진공증류탑(8)의 상하 또는 좌우방향으로 개방하여 자연냉각이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치.A vacuum distillation column (8) for separating the salts contained in the uranium electrodeposits generated in the electrorefining process of the pyroprocess;
A heating jacket 4 surrounding the vacuum distillation tower 8 and including a heater 5 for raising the operating temperature for vacuum distillation;
It is present between the heating jacket 4 and the outer wall of the vacuum distillation tower (8) and the cooling flow path (19) for lowering the internal temperature of the vacuum distillation tower (8) by flowing a refrigerant inside the evaporation of salt;
The vacuum distillation tower (8) is characterized in that the first cooling by the cooling flow path (19), after opening the heating jacket (4) in the vertical or horizontal direction of the vacuum distillation tower (8) for natural cooling. Uranium electrodeposition salt removal device with forced cooling function.
상기 냉각유로(19)에서 배출되는 고온의 냉매를 냉각시키기 위한 기체냉각기(1)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치. The method of claim 1,
Uranium electrodeposited salt removing device having a forced cooling function further comprises a gas cooler (1) for cooling the high temperature refrigerant discharged from the cooling passage (19).
상기 히팅재킷(4)이 상하 또는 좌우방향으로 개방될 때, 히팅재킷(4)의 개방 정도를 제어하는 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치. The method of claim 1,
Uranium electrodeposition salt removal device having a forced cooling function, characterized in that it further comprises a control device for controlling the opening degree of the heating jacket (4) when the heating jacket (4) is opened in the vertical or horizontal direction.
상기 히팅재킷(4)이 상하 또는 좌우방향으로 개방될 때, 진공증류탑(8)이 외기와 잘 접촉되도록 하기 위해 냉각용 블로어(18)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치. The method of claim 1,
When the heating jacket 4 is opened in the vertical or horizontal direction, the uranium having a forced cooling function further comprises a cooling blower 18 so that the vacuum distillation tower 8 is in good contact with the outside air. Electrodeposition salt removal device.
상기 S1단계 후에, 진공펌프(13)를 가동하여 진공증류탑(8) 내부를 진공조건으로 하고, 히터(5)를 작동시켜 온도를 800~900℃로 올려 우라늄전착물로부터 진공증류에 의해 염을 제거하는 단계(S2단계);
상기 S2단계 후에, 염의 증발이 끝나면 냉각유로(19) 내부로 냉매를 흐르게 하여 진공증류탑(8)의 내부온도를 450~550℃로 낮추는 1단계 냉각을 실시하는 단계(S3단계);
상기 S3단계 후에, 상기 내부온도가 낮아지면 냉매의 공급을 멈추고 히팅재킷(4)을 상하 또는 좌우 방향으로 개방하여 자연 냉각이 되도록 하는 2단계 냉각을 실시하는 단계(S4단계); 및
상기 S4단계 후에, 진공증류탑(8)의 내부온도가 상온으로 되면 우라늄전착물 도가니(6)와 회수염 용기(20)를 탈착하는 단계(S5단계);를 포함하는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 운전 방법.Placing a uranium electrodeposited salt containing uranium electrodeposited crucible (6), and mounting the uranium electrodeposited crucible (6) on top of the heat sink (10) in the vacuum distillation tower (8);
After the step S1, the vacuum pump 13 is operated to vacuum the inside of the vacuum distillation tower 8, and the heater 5 is operated to raise the temperature to 800 to 900 DEG C. Removing (step S2);
After the step S2, when the evaporation of the salt is finished, the refrigerant flows into the cooling passage 19 to perform a one-step cooling to lower the internal temperature of the vacuum distillation tower 8 to 450 ~ 550 ℃ (step S3);
After the step S3, if the internal temperature is lowered to stop the supply of the refrigerant and performs a two-step cooling to open the heating jacket (4) in the vertical or horizontal direction to allow natural cooling (step S4); And
After the step S4, if the internal temperature of the vacuum distillation tower 8 is room temperature, the step of removing the uranium electrodeposit crucible 6 and the recovery salt container 20 (step S5); Operation Method of Uranium Electrode Salt Removal Device.
상기 S3단계에서 상기 냉각유로(19) 내부로 흐르는 냉매는 공기 또는 아르곤 가스인 것을 특징으로 하는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 운전 방법.The method of claim 5, wherein
In the step S3, the refrigerant flowing into the cooling passage 19 is provided with a forced cooling function, characterized in that the air or argon gas. Operation Method of Uranium Electrode Salt Removal Device.
상기 S4단계에서 히팅재킷(4)을 상하 또는 좌우 방향으로 개방하여 자연 냉각을 할 때 상기 진공증류탑(8)의 측면 하부에 냉각용 블로어(18)를 배치하여 진공증류탑(8)을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 운전 방법.The method of claim 5, wherein
Cooling the vacuum distillation tower 8 by arranging the cooling blower 18 in the lower side of the side of the vacuum distillation tower 8 when natural cooling by opening the heating jacket (4) in the step S4 in the vertical or horizontal direction With forced cooling Operation Method of Uranium Electrode Salt Removal Device.
상기 S3단계에서 냉각유로(19)로 냉매를 흐르게 하는 방식을 사용하지 않고, 처음부터 상기 히팅재킷(4)을 단계적으로 개방해가면서 냉각시키는 것을 특징으로 하는 강제 냉각 기능을 구비한 우라늄전착물 염 제거 장치의 운전 방법.
The method of claim 5, wherein
In the step S3, without using a method of flowing the refrigerant to the cooling passage 19, with the forced cooling function characterized in that the cooling while opening the heating jacket (4) step by step from the beginning Operation Method of Uranium Electrode Salt Removal Device.
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101511633B1 (en) | 2013-11-22 | 2015-04-13 | 한국원자력연구원 | The equipment for the removal of adhered salt from uranium deposits that contains the supply device of crucible using rotation arm and the methods thereof |
KR101694174B1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-01-10 | 한국원자력연구원 | Air Cooling Type Salt Distillation Apparatus |
KR101921534B1 (en) * | 2017-09-15 | 2018-11-23 | 한국원자력연구원 | Equipment for distillation of liquid cadmium |
KR20190012744A (en) * | 2017-07-28 | 2019-02-11 | 한국원자력연구원 | Equipment and method of salt distillation |
KR20200014011A (en) | 2018-07-31 | 2020-02-10 | 한국생산기술연구원 | Vacuum distillation apparatus |
KR20200014014A (en) | 2018-07-31 | 2020-02-10 | 한국생산기술연구원 | Vacuum distillation apparatus with induction heating |
JP2021509174A (en) * | 2017-12-29 | 2021-03-18 | ステート・アトミック・エナジー・コーポレーション・ロスアトム・オン・ビハーフ・オブ・ザ・ロシアン・フェデレーションState Atomic Energy Corporation ‘Rosatom’ On Behalf Of The Russian Federation | Method of reprocessing spent nitride nuclear fuel in molten chloride |
KR102512010B1 (en) | 2022-02-23 | 2023-03-20 | 경상북도(보건환경연구원장) | Uranium adsorbent apparatus |
KR20230087182A (en) * | 2021-12-09 | 2023-06-16 | 한국원자력연구원 | Salt separation system and thereof method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101089257B1 (en) | 2010-09-06 | 2011-12-02 | 한국수력원자력 주식회사 | Equipment and method for the removal of adhered salt from uranium deposits with a function of efficient recycle of recovered salt |
KR20120006788A (en) * | 2010-07-13 | 2012-01-19 | 한국원자력연구원 | The equipment for the removal of adhered salt from uranium deposits using inert gas pulse and the method thereof |
-
2012
- 2012-09-20 KR KR1020120104680A patent/KR101310106B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120006788A (en) * | 2010-07-13 | 2012-01-19 | 한국원자력연구원 | The equipment for the removal of adhered salt from uranium deposits using inert gas pulse and the method thereof |
KR101089257B1 (en) | 2010-09-06 | 2011-12-02 | 한국수력원자력 주식회사 | Equipment and method for the removal of adhered salt from uranium deposits with a function of efficient recycle of recovered salt |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101511633B1 (en) | 2013-11-22 | 2015-04-13 | 한국원자력연구원 | The equipment for the removal of adhered salt from uranium deposits that contains the supply device of crucible using rotation arm and the methods thereof |
KR101694174B1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-01-10 | 한국원자력연구원 | Air Cooling Type Salt Distillation Apparatus |
KR20190012744A (en) * | 2017-07-28 | 2019-02-11 | 한국원자력연구원 | Equipment and method of salt distillation |
KR101998602B1 (en) * | 2017-07-28 | 2019-07-10 | 한국원자력연구원 | Equipment and method of salt distillation |
KR101921534B1 (en) * | 2017-09-15 | 2018-11-23 | 한국원자력연구원 | Equipment for distillation of liquid cadmium |
JP2021509174A (en) * | 2017-12-29 | 2021-03-18 | ステート・アトミック・エナジー・コーポレーション・ロスアトム・オン・ビハーフ・オブ・ザ・ロシアン・フェデレーションState Atomic Energy Corporation ‘Rosatom’ On Behalf Of The Russian Federation | Method of reprocessing spent nitride nuclear fuel in molten chloride |
JP7036928B2 (en) | 2017-12-29 | 2022-03-15 | ステート・アトミック・エナジー・コーポレーション・ロスアトム・オン・ビハーフ・オブ・ザ・ロシアン・フェデレーション | How to reprocess spent nitride nuclear fuel in molten chloride |
KR20200014014A (en) | 2018-07-31 | 2020-02-10 | 한국생산기술연구원 | Vacuum distillation apparatus with induction heating |
KR102075786B1 (en) | 2018-07-31 | 2020-02-11 | 한국생산기술연구원 | Vacuum distillation apparatus |
KR102075900B1 (en) | 2018-07-31 | 2020-02-12 | 한국생산기술연구원 | Vacuum distillation apparatus with induction heating |
KR20200014011A (en) | 2018-07-31 | 2020-02-10 | 한국생산기술연구원 | Vacuum distillation apparatus |
KR20230087182A (en) * | 2021-12-09 | 2023-06-16 | 한국원자력연구원 | Salt separation system and thereof method |
KR102628029B1 (en) * | 2021-12-09 | 2024-01-23 | 한국원자력연구원 | Salt separation system and thereof method |
KR102512010B1 (en) | 2022-02-23 | 2023-03-20 | 경상북도(보건환경연구원장) | Uranium adsorbent apparatus |
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