KR101364618B1 - 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드에 관한 것으로서, 특히 내부 중앙에 상부관통홀이 형성되고, 러그로프(Lug Rope)가 연결되는 돌출핀이 외측면 상부에 돌출 구비되는 상부가이드와; 상단이 상기 상부가이드의 내부에 삽입되어 나선결합되고, 상부가이드와 결합되었을 때 상기 상부관통홀과 연통되는 중앙관통홀이 내부 중앙에 형성되는 중앙가이드와; 상기 중앙가이드의 하단이 삽입되어 나선결합되고, 중앙가이드와 결합되었을 때 상기 중앙관통홀과 연통되는 하부관통홀이 내부 중앙에 형성된 하부가이드와; 상기 하부가이드의 하단 외측면에 나선결합되는 익스텐션캡;으로 구성되고, 상기 중앙가이드와 익스텐션캡은 다양한 길이로 제작된 복수개 중에서 선택된 어느 하나로 이루어져, 핵연료봉을 손상시키지 않고 안정적으로 인출할 수 있을 뿐만 아니라 핵열료봉이 핵연료봉 저장튜브로부터 다른 높이로 돌출되더라도 용이하게 인출할 수 있는 효과가 있다.

Description

사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드{Extraction guide for extraction of fuel rod from spent nuclear fuel rod tube}

본 발명은 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드에 관한 것으로서, 특히 핵연료봉에 손상을 주지 않고 인출할 수 있으며, 핵연료봉 저장튜브로부터 돌출되는 높이가 다르더라도 핵연료봉을 용이하게 인출할 수 있는 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드에 관한 것이다.

핵 연료봉, 구체적으로 사용 후의 핵 연료봉은, 예컨대 물 등의 냉각제로 채워진 저장조 내에 저장되는데, 이 냉각제는 연료봉으로부터 방출되는 방사능에 대한 차폐물로서 기능을 한다.

좀 더 설명하면, 사용 후의 핵연료봉은 핵연료봉 저장튜브에 삽입된 상태로 저장랙에 설치되어 저장조 내부에 보관된다. 이러한 사용 후의 핵 연료봉은 여러 가지 기계시험과 비파괴 시험을 수행한 후에 핵연료봉 저장튜브에서 사용 후의 핵연료봉을 수직으로 인출하여 핵연료봉에 대한 온도 변화 및 재료 시험을 위해 시험용 저장용기에 저장해야 한다.

이렇게 핵연료봉 저장튜브에서 사용 후의 핵연료봉을 인출하기 위해서는 핵연료봉 인출공구로 핵연료봉의 상단을 파지하여야 하는데, 핵연료봉 저장튜브로부터 수직으로 돌출되는 핵연료봉의 돌출 높이가 사용되는 핵연료봉의 길이에 따라 각각 달라서 핵연료봉의 상단을 파지하기가 쉽지 않은 문제점이 있다.

1. 한국 등록특허공보 제0158085호 " 사용후핵연료봉의 원격 건식 인출 공정을 위한 집합체 해체 기능 및 불규칙 배열된 핵연료 봉단의 정밀 파지 기능 일체화 헤드 어셈블리"(공개일자: 1998.12.15)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 핵연료봉에 손상을 입히지 않고 핵연료봉을 핵연료봉 저장튜브로부터 안정적으로 인출할 수 있을 뿐만 아니라 핵연료봉 저장튜브로부터 돌출되는 돌출 높이가 각각 다르더라도 핵연료봉을 용이하게 인출할 수 있는 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드는 내부 중앙에 상부관통홀이 형성되고, 러그로프(Lug Rope)가 연결되는 돌출핀이 외측면 상부에 돌출 구비되는 상부가이드와; 상단이 상기 상부가이드의 내부에 삽입되어 나선결합되고, 상부가이드와 결합되었을 때 상기 상부관통홀과 연통되는 중앙관통홀이 내부 중앙에 형성되는 중앙가이드와; 상기 중앙가이드의 하단이 삽입되어 나선결합되고, 중앙가이드와 결합되었을 때 상기 중앙관통홀과 연통되는 하부관통홀이 내부 중앙에 형성된 하부가이드와; 상기 하부가이드의 하단 외측면에 나선결합되는 익스텐션캡;으로 구성된다.

여기서, 상기 중앙가이드와 익스텐션캡은 다양한 길이로 제작된 복수개 중에서 선택된 어느 하나이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드는 사용 후의 핵연료봉이 삽입된 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출할 때 핵연료봉의 손상을 방지하고, 보다 안정적으로 핵연료봉을 인출할 수 있는 이점이 있다.

또한, 중앙가이드와 익스텐션캡을 다양한 사이즈로 제작한 후 그 중에서 어느 하나를 선택하여 조립함으로써 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉이 수직으로 돌출되는 높이가 각각 다르더라도 핵연료봉을 용이하게 인출할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드의 사시도.
도2는 도 1에 도시된 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드의 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드의 분해사시도.
도 4는 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드를 사용하는 모습을 보인 도.

이하, 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드의 분해사시도이다.

그리고, 도 4는 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드를 사용하는 모습을 보인 도이다.

본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드는 상부가이드(10)와, 상기 상부가이드(10)에 나선결합되는 중앙가이드(20)와, 상기 중앙가이드(20)에 나선결합되는 하부가이드(30)와, 상기 하부가이드(30)에 나선결합되는 익스텐션캡(Extention Cap,40)을 포함하여 구성된다.

상기 상부가이드(10)는 내부 중앙에 상하방향으로 상부관통홀(10a)이 형성되고, 외측면 상부에 돌출핀(11a)이 돌출 구비된다.

좀 더 자세히 설명하면, 상기 상부가이드(10)는 제1가이드(11)와, 상기 제1가이드(11)의 하측에 일체로 형성되는 제2가이드(12)와, 상기 제2가이드(12)의 하측에 일체로 형성되는 제3가이드(13)로 구성되고, 이러한 제1가이드(11)와 제2가이드(12) 및 제3가이드(13)를 관통하여 상부관통홀(10a)이 형성된다.

상기 제1가이드(11)는 외경이 일정한 원통관 형태를 취하고, 외측면 상부에 돌출핀(11a)이 돌출 구비된다. 이 돌출핀(11a)에는 러그로프(Lug Rope,11b)가 연결된다. 그리고, 제1가이드(11)에 위치되는 상부관통홀(10a)의 상부는 상측 방향으로 갈수록 직경이 확장되어 소정각도로 테이퍼진다.

상기 제2가이드(12)는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 확장되는 형태를 취한다.

상기 제3가이드(13)는 외경이 일정한 원통관 형태를 취하는 것으로서, 이 제3가이드(13)에 위치되는 상부관통홀(10a)은 제1가이드(11)나 제2가이드(12)에 위치되는 상부관통홀(10a) 보다는 그 직경이 크게 형성된다. 이렇게 제3가이드(13)에 위치되는 상부관통홀(10a)을 다른 곳보다 크게 형성시키는 이유는 상기 중앙가이드(20)의 상단을 끼우기 위함이다. 앞서 상부가이드(10)와 중앙가이드(20)는 나선 결합된다고 언급하였는데, 바로 이 상부가이드(10)의 제3가이드(13)에 위치되는 상부관통홀(10a)에 나선이 형성되어 상기 중앙가이드(20)의 상단 외측면에 형성된 나선과 서로 결합하는 것이다.

상기 중앙가이드(20)는 일정한 직경을 갖는 중앙관통홀(20a)이 내부 중앙에 형성된 원통관 형태를 취한다. 이러한 중앙가이드(20)는 상단이 상기 상부가이드(10)의 내부에, 좀 더 자세히는 상기 상부가이드(10)의 제3가이드(13)에 삽입되어 나선결합된다. 중앙가이드(20)를 상부가이드(10)에 나선결합시켰을 때 상기 상부관통홀(10a)과 중앙관통홀(20a)은 서로 연통된다.

한편, 상기 중앙가이드(20)는 다양한 길이로 제작된 복수개 중에서 선택된 어느 하나이다. 즉, 상기 중앙가이드(20)는 110mm, 170mm, 230mm, 290mm, 350mm와 같이 다양한 길이를 갖도록 제작되고, 이 중에서 어느 하나를 선택하여 상기 상부가이드(10)에 나선결합시킨다.

사용 후의 핵연료봉(B)은 핵연료봉 저장튜브(T)에 삽입한 후 핵연료봉(B)이 삽입된 핵연료봉 저장튜브(T)를 랙에 거치한 채 저장수조 내부에 보관한다. 그리고, 일정 시점이 지난 후에 사용 후의 핵연료봉(B)을 처리하기 위해서는 핵연료봉 저장튜브(T)로부터 핵연료봉(B)을 인출해야 하는데, 핵연료봉(B)의 길이에 따라 핵연료봉 저장튜브(T)로부터 수직으로 돌출되는 높이가 달라서 핵연료봉 인출공구(I)로 사용 후의 핵연료봉(B)을 인출하기가 쉽지 않은 문제가 있다. 바로 이러한 문제를 해결하기 위하여 길이가 다양한 중앙가이드(20)를 제조한 후 핵연료봉 저장튜브(T)로부터 사용 후의 핵연료봉(B)이 얼마나 돌출되는지에 따라 적절한 길이의 중앙가이드(20)를 선택하여 상부가이드(10)에 조립하는 것이다.

상기 하부가이드(30)는 내부 중앙에 상하방향으로 길게 하부관통홀(30a)이 형성되고, 상기 중앙가이드(20)의 하단이 삽입되어 나선결합된다.

좀 더 자세히 설명하면, 상기 하부가이드(30)는 제1가이드(31)와, 상기 제1가이드(31)의 하측에 일체로 형성되는 제2가이드(32)와, 상기 제2가이드(32)의 하측에 일체로 형성되는 제3가이드(33)로 구성되고, 이러한 제1가이드(31)와 제2가이드(32) 및 제3가이드(33)를 관통하여 하부관통홀(30a)이 형성된다.

상기 제1가이드(31)는 외경이 일정한 원통관 형태를 취하고, 내주면 상단에 나선이 형성되어 상기 중앙가이드(20)의 하단에 형성된 나선과 나선결합된다.

상기 제2가이드(32)는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 확장되는 형태를 취한다. 이러한 하부가이드(30)의 제2가이드(32)에 위치되는 하부관통홀(30a)도 상부에서 하부로 갈수록 직경이 확장되는 형태를 취한다.

상기 제3가이드(33)는 제2가이드(32)의 하단에서 수직으로 연장되는 것으로서, 이 제3가이드(33)에 위치되는 하부관통홀(30a)은 상부 일정한 길이까지는 일정한 직경을 갖고, 그 밑으로는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 확장되어 소정각도로 테이퍼진다. 이렇게 하부관통홀(30a)의 하단 직경을 크게 하고 위로 올라갈수록 점점 작게 하는 이유는 사용 후의 핵연료봉(B)이 저장된 핵연료봉 저장튜브(T)의 상단부가 하부가이드(30)에 용이하게 삽입될 수 있도록 하기 위함이다. 그리고, 제3가이드(33)는 외측면 하단에 나선이 형성되어 상기 익스텐션캡(40)과 나선결합된다.

한편, 상기 중앙가이드(20)와 하부가이드(30)를 나선결합시켰을 때 상기 중앙가이드(20)에 형성된 중앙관통홀(20a)과 하부가이드(30)에 형성된 하부관통홀(30a)은 서로 연통된다. 따라서, 상기 상부가이드(10)와 중앙가이드(20)와 하부가이드(30)에 형성된 상부관통홀(10a)과 중앙관통홀(20a) 및 하부관통홀(30a)은 서로 연통되고, 이 상부관통홀(10a)과 중앙관통홀(20a) 및 하부관통홀(30a)에 사용 후의 핵연료봉(B)이 삽입된다.

상기 익스텐션캡(40)은 내부 중앙에 홀이 형성된 원통관 형태를 취하는 것으로서, 내주면 상부에 나선이 형성되어 상기 하부가이드(30)의 하단 외측면, 좀 더 자세히는 상기 하부가이드(30)의 제3가이드(33) 외측면 하단에 형성된 나선과 나선결합된다.

상기 익스텐션캡(40)은 다양한 길이로 제작된 복수개 중에서 어느 하나를 선택하여 하부가이드(30)의 제3가이드(33)에 나선결합시킨다. 즉, 상기 익스텐션캡(40)은 20mm, 30mm, 40mm, 50mm, 60mm와 같이 다양한 길이를 갖도록 제작되고, 이 중에서 어느 하나를 선택하여 상기 하부가이드(30)에 나선결합시키는 것이다. 이렇게 익스텐션캡(40)의 길이를 다양한 형태로 제작하고 그 중에서 어느 하나를 선택하는 이유는 상기 중앙가이드(20)를 다양한 형태로 제작하고 그 중에서 하나를 선택하는 이유와 같기 때문에 여기에서는 그 부분에 대한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드를 사용하여 핵연료봉 인출과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 사용 후의 핵연료봉(B)이 핵연료봉 저장튜브(T)의 상단으로부터 어느 길이만큼 돌출되었는지를 파악한 후 적절한 길이의 중앙가이드(20)와 익스텐션캡(40)을 선택하여 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드를 조립한다.

그런 다음, 사용 후의 핵연료봉(B)이 삽입된 핵연료봉 저장튜브(T)를 핵연료봉 튜브거치대(S)에 거치한다.

이후, 본 발명에 의한 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드를 핵연료봉 튜브거치대(S)의 상면에 안착시킨다. 이렇게 하면 익스텐션캡(40)의 하단이 상기 핵연료봉 튜브거치대(S)의 상면에 접촉되고, 동시에 핵연료봉(B)이 익스텐션캡(40)을 관통함과 아울러 하부가이드(30)의 하부관통홀(30a)과 중앙가이드(20)의 중앙관통홀(20a)을 관통하고, 상부가이드(10)의 상부관통홀(10a)의 특정지점에 핵연료봉(B)의 상단이 위치하게 된다.

이 상태에서 상부가이드(10)의 제1가이드(11) 상측에 핵연료봉 인출공구(I)를 설치하여 핵연료봉 인출공구(I)의 끝단이 상부가이드(10)의 제1가이드(11) 상부관통홀(10a)에 삽입됨으로써 핵연료봉(B) 상단에 결합되도록 한다. 핵연료봉 인출공구(I)와 사용 후의 핵연료봉(B)이 결합되면 핵연료봉 인출공구(I)로 핵연료봉(B)을 인출한다.

10: 상부가이드 10a: 상부관통홀
11: 제1가이드 11a: 돌출핀
11b: 러그로프 12: 제2가이드
13: 제3가이드 20: 중앙가이드
20a: 중앙관통홀 30: 하부가이드
30a: 하부관통홀 31: 제1가이드
32: 제2가이드 33: 제3가이드
40: 익스텐션캡 B: 핵연료봉
I: 핵연료봉 인출공구 S: 핵연료봉 튜브거치대
T: 핵연료봉 저장튜브

Claims (4)

1. 내부 중앙에 상부관통홀(10a)이 형성되고, 러그로프(Lug Rope,11b)가 연결되는 돌출핀(11a)이 외측면 상부에 돌출 구비되는 상부가이드(10)와;
   상단이 상기 상부가이드(10)의 내부에 삽입되어 나선결합되고, 상부가이드(10)와 결합되었을 때 상기 상부관통홀(10a)과 연통되는 중앙관통홀(20a)이 내부 중앙에 형성되는 중앙가이드(20)와;
   상기 중앙가이드(20)의 하단이 삽입되어 나선결합되고, 중앙가이드(20)와 결합되었을 때 상기 중앙관통홀(20a)과 연통되는 하부관통홀(30a)이 내부 중앙에 형성된 하부가이드(30);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 중앙가이드(20)는 다양한 길이로 제작된 복수개 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 하부가이드(30)의 하단 외측면에는 익스텐션캡(40)이 나선결합되는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료봉 저장튜브로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 익스텐션캡(40)은 다양한 길이로 제작된 복수개 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료봉 저장튜크로부터 핵연료봉을 인출하기 위한 범용 인출가이드.

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