KR101364620B1

KR101364620B1 - PRIDE Cadmium Distiller

Info

Publication number: KR101364620B1
Application number: KR1020120075782A
Authority: KR
Inventors: 정재후; 김경량; 심준보; 김광락; 안도희; 백승우; 이한수; 김시형; 김택진; 김가영
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사; 한국원자력연구원
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-02-20
Also published as: KR20140008761A

Abstract

본 발명은 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치에 관한 것으로서, 특히 컨트롤박스와; 상면에 제1이동레일과 제2이동레일이 구비된 프레임과; 상기 프레임의 제2이동레일 상에서 슬라이딩 이동되는 테이블과, 상기 테이블의 상측에 설치되어 상기 컨트롤박스에 의하여 제어되는 퍼니스(Furnace)를 포함하여 이루어진 퍼니스 어셈블리와; 상기 프레임의 내부에 설치되고, 파이로프로세싱(Pyroprocessing)의 전해제련 과정을 거친 사용후 핵연료를 수용하는 안전도가니 및 상기 안전도가니에 수용된 사용후 핵연료를 상기 퍼니스 어셈블리의 퍼니스 내부에서 열처리함으로써 회수된 카드뮴을 수용하는 회수도가니를 거치하는 도가니 지지모듈과; 상기 프레임의 제1이동레일 상에 설치되고, 상기 안전도가니와 회수도가니를 파지하여 상기 도가니 지지모듈로 안내하는 그립모듈과; 상기 프레임에 설치되어 상기 그립모듈을 제1이동레일 상에서 이동되도록 하는 그립모듈 이동수단과; 상기 도가니 지지모듈을 상기 퍼니스 어셈블리의 퍼니스 내외부로 승강시키는 도가니 승강모듈;을 포함하여 구성되어, 대용량의 카드뮴 분류작업을 원격으로 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a cadmium distillation apparatus used in PRIDE, in particular a control box; A frame having a first moving rail and a second moving rail on an upper surface thereof; A furnace assembly including a table slidingly moved on the second moving rail of the frame and a furnace installed on the table and controlled by the control box; Cadmium, which is installed inside the frame and is recovered by heat treating the spent nuclear fuel contained in the safety crucible and the safety crucible containing the spent nuclear fuel that has undergone electroprocessing of pyroprocessing in the furnace assembly of the furnace assembly. A crucible support module mounted to a recovery crucible for accommodating the same; A grip module installed on the first moving rail of the frame and holding the safety crucible and the recovery crucible to guide the crucible support module; A grip module moving unit installed on the frame to move the grip module on a first moving rail; And a crucible elevating module for elevating the crucible support module into and out of the furnace of the furnace assembly, thereby easily carrying out a large-scale cadmium sorting operation remotely.

Description

PDR Cadmium Distillation Unit {PRIDE Cadmium Distiller}

본 발명은 PRIDE(Pyrpprocess Inactive Integrated Demonstration facility: 공학규모 일관공정 시험시설)에서 사용되는 카드뮴 증류장치에 관한 것으로서, 특히 전해제련 과정을 거친 사용후 핵연료에서 카드뮴을 증류하기 위한 작업을 원격으로 자동 제어하여 작업효율성과 취급안전성을 향상시킬 수 있는 PRIDE 에서 사용되는 카드뮴 증류장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a cadmium distillation apparatus used in PRIDE (Pyrpprocess Inactive Integrated Demonstration facility), in particular by remotely automatically controlling the operation for distilling cadmium from spent nuclear fuel after electrolytic refining process Cadmium distillation apparatus used in PRIDE which can improve work efficiency and handling safety.

사용후 핵연료의 처리와 처분을 위해 핵확산 저항성이 크며, 장치가 간단하며, 폐기물의 발생량이 적다는 등의 장점을 가진 건식정련기술(Pyroprocessing; 파이로프로세싱)이 최근 활발히 연구되고 있다. 이러한 파이로프로세싱 공정은 주로 용융염전해에 의해 악티나이드계 원소들을 회수하는 방법인데, 이 방법은 산화물인 사용후 핵연료를 금속상태로 전환하고(전해환원), 고체음극에 순수한 우라늄을 전착시켜 분리하며(전해정련), 액체금속을 이용하여 용융염 중에 잔존하는 우라늄과 초우라늄(TRU; TRansUranic) 원소들을 함께 회수(전해제련)하는 공정으로 이루어져 있다.Pyroprocessing (Pyroprocessing), which has the advantages of proliferation resistance, simple equipment, and low generation of waste, has been actively studied for the disposal and disposal of spent nuclear fuel. This pyroprocessing process is mainly a method of recovering actinide-based elements by molten salt electrolysis, which converts spent nuclear fuel, which is an oxide, into a metal state (electrolytic reduction), and deposits pure uranium on a solid cathode for separation. It is a process of recovering (electrorefining) elements of uranium and super uranium (TRU) remaining in molten salt by using liquid metal.

전해정련 공정에서는 고체음극을 이용한 용융염 전해에 의해 순수한 우라늄이 분리되며, 용융염 중에 남아있는 우라늄과 초우라늄원소(악티늄족 금속)는 전해제련 공정에서 회수하게 된다.In the electrolytic refining process, pure uranium is separated by molten salt electrolysis using a solid cathode, and uranium and superuranium elements (actinium group metals) remaining in the molten salt are recovered in the electrolytic refining process.

전해제련 공정에서는 카드뮴 같은 금속을 음극으로 사용하며 이를 액체카드뮴음극(LCC, Liquid Cadmium Cathode)이라 한다.In the electrosmelting process, a metal such as cadmium is used as a cathode, which is called a liquid cadmium cathode (LCC).

한편, 전해제련 공정에서 악티늄족 금속이 전착(electro-deposition)된 액체카드뮴음극도가니는 도가니 내부에서 냉각되어 고체화된 카드뮴을 도가니로부터 분리하여 카드뮴 증류단계를 거쳐 카드뮴을 증발 분리하고 악티늄족 금속은 회수하여 핵연료로 사용하게 된다.Meanwhile, the liquid cadmium cathode crucible electro-deposition of the actinium group metal in the electrolytic smelting process is cooled inside the crucible to separate the solidified cadmium from the crucible and to evaporate and separate the cadmium through cadmium distillation to recover the actinium group metal. To be used as a nuclear fuel.

이렇게 전해제련 공정을 거친 사용후 핵연료는 카드뮴을 증류시켜 분리함으로써 악티늄족 금속을 회수하여야 하는데, 이러한 카드뮴 증류 작업을 자동으로, 그리고 대용량 단위로 수행할 수 있는 적절한 장비가 현재에는 개발되어 있지 않은 문제점이 있다.
이와 관련하여 선행기술문헌인 한국공개특허 제2011-0132784호는 전해제련 공정의 액체음극 도가니에 담긴 용융염과 카드뮴으로부터의 악티늄족 금속 분리 회수 장치 및 이를 이용한 분리 회수 방법이 개시되어 있다.The spent nuclear fuel that has undergone the electrolytic refining process must recover the actinium metal by distilling and separating cadmium. However, no suitable equipment has been developed to carry out the cadmium distillation operation automatically and in large quantities. There is this.
In this regard, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2011-0132784, which is a prior art document, discloses an apparatus for separating and recovering actinium group metals from molten salt and cadmium contained in a liquid cathode crucible of an electrolytic smelting process.

1. 한국공개특허 제2011-0132784호 "용융염과 카드뮴으로부터의 악티늄족 금속 분리 회수 장치 및 이를 이용한 분리 회수 방법" (공개일자: 2011. 12.09)1. Korean Patent Publication No. 2011-0132784 "A device for separating and recovering actinium metals from molten salt and cadmium and a method for separating and recovering the same" (published date: 2011. 12.09)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전해제련 과정을 거친 사용후 핵연료로부터 악티늄족 금속을 회수하기 위하여 카드뮴을 증류하는 작업을 원격으로 제어하여 자동 처리하고 대용량의 카드뮴을 원격으로 처리하여 작업의 효율성과 취급안전성을 향상시킬 수 있는 PRIDE 에서 사용되는 카드뮴 증류장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the remote control of the operation of distillation of cadmium to recover the actinium metal from the spent nuclear fuel after the electrolytic smelting process to automatically process a large amount of cadmium Its purpose is to provide a cadmium distillation apparatus used in PRIDE that can be remotely processed to improve work efficiency and handling safety.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치는 컨트롤박스와; 상면에 제1이동레일과 제2이동레일이 구비된 프레임과; 상기 프레임의 제2이동레일 상에서 슬라이딩 이동되는 테이블과, 상기 테이블의 상측에 설치되어 상기 컨트롤박스에 의하여 제어되는 퍼니스(Furnace)를 포함하여 이루어진 퍼니스 어셈블리와; 상기 프레임의 내부에 설치되고, 파이로프로세싱(Pyroprocessing)의 전해제련 과정을 거친 사용후 핵연료를 수용하는 안전도가니 및 상기 안전도가니에 수용된 사용후 핵연료를 상기 퍼니스 어셈블리의 퍼니스 내부에서 열처리함으로써 회수된 카드뮴을 수용하는 회수도가니를 거치하는 도가니 지지모듈과; 상기 프레임의 제1이동레일 상에 설치되고, 상기 안전도가니와 회수도가니를 파지하여 상기 도가니 지지모듈로 안내하는 그립모듈과; 상기 프레임에 설치되어 상기 그립모듈을 제1이동레일 상에서 이동되도록 하는 그립모듈 이동수단과; 상기 도가니 지지모듈을 상기 퍼니스 어셈블리의 퍼니스 내외부로 승강시키는 도가니 승강모듈;을 포함하여 구성된다.Cadmium distillation apparatus used in PRIDE according to the present invention for solving the above problems is a control box; A frame having a first moving rail and a second moving rail on an upper surface thereof; A furnace assembly including a table slidingly moved on the second moving rail of the frame and a furnace installed on the table and controlled by the control box; Cadmium, which is installed inside the frame and is recovered by heat treating the spent nuclear fuel contained in the safety crucible and the safety crucible containing the spent nuclear fuel that has undergone electroprocessing of pyroprocessing in the furnace assembly of the furnace assembly. A crucible support module mounted to a recovery crucible for accommodating the same; A grip module installed on the first moving rail of the frame and holding the safety crucible and the recovery crucible to guide the crucible support module; A grip module moving unit installed on the frame to move the grip module on a first moving rail; And a crucible elevating module for elevating the crucible support module into and out of the furnace of the furnace assembly.

여기서, 상기 도가니 지지모듈은 상기 도가니 승강모듈에 연결되어 승강되고, 상기 회수도가니가 거치되는 하부거치대와; 상기 하부거치대의 상면 테두리 부분을 따라 일정간격을 이루며 설치되는 지지봉과; 상기 지지봉의 상측에 설치되어 상기 안전도가니가 거치되는 상부거치대와; 상기 하부거치대와 상부거치대 사이에 설치되는 방열판;으로 구성된다.Here, the crucible support module is connected to the crucible elevating module, the elevating, the lower cradle is mounted; Support rods are formed at regular intervals along the upper edge portion of the lower cradle; An upper cradle installed at an upper side of the support rod to which the safety crucible is mounted; It is composed of; a heat sink installed between the lower cradle and the upper cradle.

그리고, 상기 도가니 승강모듈은 상기 컨트롤박스의 조작에 의하여 작동되는 구동모터와; 상기 구동모터와 동력적으로 연결되어 구동모터의 회전축이 회전할 때 함께 회전하는 스크류 샤프트와; 상기 프레임에 설치되는 지지패널과; 상기 하부거치대의 하측에 설치됨과 아울러 상기 스크류 샤프트에 관통되어 상기 스크류 샤프트가 회전할 때 상기 지지패널 상에서 상하로 승강되는 리프트 프레임;으로 구성된다.The crucible elevating module includes a drive motor operated by manipulation of the control box; A screw shaft which is connected to the drive motor and is rotated together when the axis of rotation of the drive motor rotates; A support panel installed on the frame; And a lift frame installed at a lower side of the lower supporter and penetrating the screw shaft to be lifted up and down on the support panel when the screw shaft is rotated.

또한, 상기 그립모듈은 상기 프레임의 제1이동레일 상에서 슬라이딩 되고, 상면에 안전도가니와 회수도가니가 놓이는 도가니 안착대와; 상기 도가니 안착대의 상면에 설치되는 실린더 브라켓과; 상기 실린더 브라켓에 설치되는 실린더와; 상기 실린더의 피스톤로드에 연결되어 그 폭이 조절됨으로써 상기 안전도가니와 회수도가니를 파지하는 한 쌍의 파지패널;로 구성된다.In addition, the grip module is a crucible seat for sliding on the first moving rail of the frame, the safety crucible and the recovery crucible is placed on the upper surface; A cylinder bracket installed on an upper surface of the crucible seat; A cylinder installed on the cylinder bracket; It is connected to the piston rod of the cylinder is adjusted in width by holding a pair of holding panels for holding the safety crucible and the recovery crucible.

또한, 상기 그립모듈 이동수단은 상기 컨트롤박스의 조작에 의하여 작동되는 구동모터와; 상기 프레임의 상측에 설치되고, 상기 구동모터와 동력적으로 연결되어 구동모터의 회전축이 회전할 때 같이 회전하는 스크류 샤프트와; 상기 스크류 샤프트에 나선결합되어 스크류 샤프트가 회전할 때 스크류 샤프트 상에서 이동하고, 일측이 상기 도가니 안착대에 고정되어 도가니 안착대와 함께 이동하는 이송브라켓;으로 구성된다.
In addition, the grip module moving means and the drive motor which is operated by the operation of the control box; A screw shaft installed at an upper side of the frame, the screw shaft being dynamically connected to the driving motor and rotating together when the rotating shaft of the driving motor rotates; It is coupled to the screw shaft is moved on the screw shaft when the screw shaft is rotated when the screw shaft is rotated, one side is fixed to the crucible seat is moved to move with the crucible seat.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치는 컨트롤박스에 의하여 퍼니스 어셈블리, 도가니 지지모듈 그립모듈, 그립모듈 이동수단 및 도가니 승강모듈 등이 원격으로 제어되어, 대용량의 카드뮴 분류작업을 원격으로 용이하게 수행할 수 있는 이점이 있다.
The cadmium distillation apparatus used in the PRIDE of the present invention constituted as described above is controlled by the control box, the furnace assembly, the crucible support module grip module, the grip module moving means and the crucible elevating module to remotely control, There is an advantage that can be easily performed remotely.

도 1은 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치를 일방향에서 본 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치를 타방향에서 본 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 일측면도.
도 5는 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 타측면도.
도 6은 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 배면도.
도 7은 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 퍼니스를 간단히 보인 단면도.
도 8은 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 도가니 승강모듈을 구성하는 지지패널을 보인 도.
도 9는 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 관계를 간단히 보인 블록도.1 is a perspective view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention from one direction.
Figure 2 is a perspective view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention from the other direction.
Figure 3 is a plan view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention.
Figure 4 is a side view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention.
5 is another side view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention.
Figure 6 is a rear view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention.
Figure 7 is a simplified cross-sectional view of the furnace of the cadmium distillation apparatus used in PRIDE according to the present invention.
8 is a view showing a support panel constituting the crucible elevating module of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention.
Figure 9 is a simplified block diagram showing the relationship between the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention.

이하, 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치를 일방향에서 본 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치를 타방향에서 본 사시도이다.1 is a perspective view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention from one direction, Figure 2 is a perspective view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention seen from the other direction.

그리고, 도 3은 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 평면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 일측면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 타측면도이다.And, Figure 3 is a plan view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention, Figure 4 is one side view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention, Figure 5 is used in the PRIDE according to the present invention Another side view of a cadmium distillation apparatus.

또한, 도 6은 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 배면도이고, 도 7은 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 퍼니스를 간단히 보인 단면도이며, 도 8은 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 도가니 승강모듈을 구성하는 지지패널을 보인 도이다.In addition, Figure 6 is a rear view of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention, Figure 7 is a cross-sectional view showing a simple view of the furnace of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention, Figure 8 is Fig. 1 shows the supporting panel of crucible elevating module of cadmium distillation apparatus used in PRIDE.

또한, 도 9는 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 관계를 간단히 보인 블록도이다.
In addition, Figure 9 is a simplified block diagram showing the relationship between the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention.

본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치는 파이로프로세싱(Pyroprocessing)의 한 과정인 전해제련을 거친 사용후 핵연료를 처리하여 카드뮴을 회수하기 하기 위한 장치이다. 이러한 본 발명의 카드뮴 증류장치는 컨트롤박스(100)와, 프레임(200)과, 상기 컨트롤박스(100)에 의하여 제어되는 퍼니스 어셈블리(300)와, 상기 프레임(200)의 내부에 설치되는 도가니 지지모듈(400)과, 상기 컨트롤박스(100)에 의하여 제어되는 그립모듈(500)과, 상기 컨트롤박스(100)에 의하여 제어되는 그립모듈 이동수단(600)과, 상기 컨트롤박스(100)에 의하여 제어되는 도가니 승강모듈(700);을 포함하여 구성된다.
The cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention is a device for recovering cadmium by treating spent nuclear fuel after electrolytic smelting, which is a process of pyroprocessing. The cadmium distillation apparatus of the present invention is a control box 100, the frame 200, the furnace assembly 300 controlled by the control box 100, and the crucible support installed in the frame 200 The module 400, the grip module 500 controlled by the control box 100, the grip module moving means 600 controlled by the control box 100, and the control box 100. The crucible elevating module 700 is controlled.

상기 컨트롤박스(100)는 퍼니스 어셈블리(300), 그립모듈(500), 그립모듈 이동수단(600) 및 도가니 승강모듈(700) 등을 제어하고, 본 발명에 의한 카드뮴 증류장치의 전반적인 작동상태가 표시되고, 상기와 같은 구성요소들을 작동시키기 위한 각종 작동버튼 등이 구비된다.
The control box 100 controls the furnace assembly 300, the grip module 500, the grip module moving means 600 and the crucible elevating module 700, the overall operating state of the cadmium distillation apparatus according to the present invention And various operation buttons for operating the above components are provided.

상기 프레임(200)은 상기한 구성요소들(퍼니스 어셈블리, 도가니 지지모듈, 그립모듈, 그립모듈, 도가니 승강모듈)을 지지하는 부분으로서, 상면에 한 쌍의 제1이동레일(210)과 한 쌍의 제2이동레일(220)이 일정간격을 이루며 설치된다. 좀 더 자세히는 상기 제1이동레일(210)의 바깥쪽에 제2이동레일(220)이 설치된다.The frame 200 is a part for supporting the above components (furnace assembly, crucible support module, grip module, grip module, crucible lifting module), a pair of the first movable rail 210 on the upper surface The second moving rail 220 is installed at a predetermined interval. In more detail, the second moving rail 220 is installed outside the first moving rail 210.

상기 제1이동레일(210)은 상기 그립모듈(500)이 슬라이딩 이동되는 부분이고, 상기 제2이동레일(220)은 상기 퍼니스 어셈블리(300)가 슬라이딩 이동되는 부분이다.
The first moving rail 210 is a portion in which the grip module 500 is slidably moved, and the second moving rail 220 is a portion in which the furnace assembly 300 is slidably moved.

상기 퍼니스 어셈블리(Furnace Assembly,)는 테이블(310)과, 상기 테이블(310)의 상측에 설치되고 상기 컨트롤박스(100)에 의하여 제어되는 퍼니스(Furnace,)로 구성된다.The furnace assembly (Furnace Assembly) is composed of a table 310, a furnace (Furnace) installed on the upper side of the table 310 and controlled by the control box 100.

상기 테이블(310)은 안착패널(311)과, 상기 안착패널(311)의 양측 하부에 설치되는 지지다리(312)로 구성된다.The table 310 includes a seating panel 311 and support legs 312 installed at both lower sides of the seating panel 311.

상기 안착패널(311)은 상기 퍼니스(320)가 설치되는 부분으로서, 중앙부분이 관통되어 상기 퍼니스(320)의 내부 공간과 연통된다. 따라서, 상기 도가니 지지모듈(400)이 하측에서 상측으로 상승될 때 테이블(310)에 의하여 방해받지 않고 퍼니스(320) 내부로 유입될 수 있다.The seating panel 311 is a portion in which the furnace 320 is installed, and a central portion thereof penetrates and communicates with an internal space of the furnace 320. Therefore, when the crucible support module 400 is raised from the lower side to the upper side, the crucible support module 400 may be introduced into the furnace 320 without being disturbed by the table 310.

상기 지지다리(312)는 상기 프레임(200)의 제2이동레일(220)을 따라 수평방향으로 슬라이딩 이동되어 상기 안착패널(311)을 이동시킨다.The support leg 312 is slidably moved horizontally along the second moving rail 220 of the frame 200 to move the seating panel 311.

상기 퍼니스(320)는 그 전체적인 형상이 원통형상에 가깝게 구성되고, 외벽(321)이 단열재로 구성되며, 단열재로 이루어지는 외벽(321) 내부에 히터(322)가 구비되어 내부를 가열한다. 이러한 퍼니스(320)는 외벽(321)에 상하방향으로 복수개의 열전대(323)가 일정간격으로 설치되고, 일측에는 진공펌프와 연결되는 진공라인(324)이 구비된다.The furnace 320 has an overall shape close to a cylindrical shape, the outer wall 321 is composed of a heat insulating material, the heater 322 is provided inside the outer wall 321 made of a heat insulating material to heat the interior. The furnace 320 is provided with a plurality of thermocouples 323 at regular intervals in the vertical direction on the outer wall 321, one side is provided with a vacuum line 324 connected to the vacuum pump.

상기 복수개의 열전대(323)는 상측에 설치된 것일수록 측정 최대온도치가 더 높고, 하측에 설치된 것일수록 측정 최대온도치가 낮다. 이렇게 측정된 퍼니스(320) 내부의 온도는 상기 컨트롤박스(100)에 전송된다.The plurality of thermocouples 323 have a higher measurement maximum temperature value as installed on the upper side, and a lower measurement maximum temperature value as installed on the lower side. The temperature inside the furnace 320 measured as described above is transmitted to the control box 100.

상기 진공라인(324)은 상기 컨트롤박스(100)에 의하여 제어되는 진공펌프와 연결되어, 컨트롤박스(100)가 진공펌프를 작동시키면 상기 진공라인(324)을 통하여 퍼니스(320) 내부의 공기가 외부로 유출되어 퍼니스(320) 내부가 진공이 된다.
The vacuum line 324 is connected to the vacuum pump controlled by the control box 100, when the control box 100 operates the vacuum pump, the air inside the furnace 320 through the vacuum line 324 Outflow to the outside is a vacuum inside the furnace 320.

상기 도가니 지지모듈(400)은 상기 프레임(200) 내부에 설치되는 것으로서, 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)를 거치한다.The crucible support module 400 is installed inside the frame 200 and is mounted through a safety crucible V1 and a recovery crucible V2.

상기 안전도가니(V1)는 파이로프로세싱의 전해제련 과정을 거친 사용후 핵연료를 수용하는 용기이고, 상기 회수도가니(V2)는 상기 안전도가니(V1)에 수용된 사용후 핵연료를 상기 퍼니스 어셈블리(300)의 퍼니스(320) 내부에서 열처리함으로써 회수된 카드뮴을 수용하는 용기로서, 상기 안전도가니(V1)보다 그 직경이 크게 형성된다. 이러한 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)를 거치하는 도가니 지지모듈(400)은 하부거치대(410)와, 상기 하부거치대(410)에 설치되는 지지봉(420)과, 상기 지지봉(420)의 상측에 설치되는 상부거치대(430)와, 상기 하부거치대(410)와 상부거치대(430) 사이에 설치되는 방열판(440)으로 구성된다.The safety crucible (V1) is a container for receiving spent nuclear fuel after the electrosmelting process of pyroprocessing, the recovery crucible (V2) is a spent nuclear fuel contained in the safety crucible (V1) the furnace assembly (300) A container for receiving cadmium recovered by heat treatment in the furnace 320, the diameter is larger than the safety crucible (V1). The crucible support module 400 for mounting the safety crucible V1 and the recovery crucible V2 includes a lower cradle 410, a support bar 420 installed on the lower cradle 410, and a support bar 420. The upper supporter 430 is installed on the upper side, and the heat dissipation plate 440 is installed between the lower supporter 410 and the upper supporter 430.

상기 하부거치대(410)는 상기 도가니 승강모듈(700)에 연결되어 승강되는 부분으로서, 이 하부거치대(410)의 상면에는 상기 회수도가니(V2)가 거치된다. 그리고, 상기 하부거치대(410)의 내부에는 냉각수라인(411)이 구비되어 냉각수가 유동한다.The lower holder 410 is connected to the crucible elevating module 700 and is elevated, and the recovery crucible V2 is mounted on an upper surface of the lower holder 410. In addition, a coolant line 411 is provided inside the lower holder 410 to allow the coolant to flow.

상기 지지봉(420)은 상기 하부거치대(410)의 상면 테두리 부분을 따라 일정간격을 이루며 복수개가 설치된다.The support rods 420 form a predetermined interval along the upper edge portion of the lower support 410 is provided with a plurality.

상기 상부거치대(430)는 상기 지지봉(420)의 상측에 설치되어 상기 안전도가니(V1)가 거치된다.The upper cradle 430 is installed on the upper side of the support rod 420, the safety crucible (V1) is mounted.

상기 방열판(440)은 원추 형태를 갖는 패널로서, 상기 지지봉(420)에 가장자리 부분이 고정된다. 이러한 방열판(440)은 복수개가 상하방향으로 일정간격을 이루며 설치된다.
The heat sink 440 is a panel having a conical shape, the edge portion of which is fixed to the support rod 420. The heat sink 440 is provided with a plurality of at regular intervals in the vertical direction.

상기 그립모듈(Grip Module,)은 상기 프레임(200)의 제1이동레일(210) 상에 설치되고, 상기 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)를 파지하여 상기 도가니 지지모듈(400)로 안내한다.The grip module is installed on the first moving rail 210 of the frame 200, and grips the safety crucible V1 and the recovery crucible V2 to the crucible support module 400. To guide.

좀 더 자세히 설명하면, 상기 그립모듈(500)은 도가니 안착대(510)와, 상기 도가니 안착대(510)에 설치되는 실린더 브라켓(520)과, 상기 실린더 브라켓(520)에 설치되는 실린더(530)와, 상기 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)를 파지하는 한 쌍의 파지패널(540)로 구성된다.In more detail, the grip module 500 includes a crucible seat 510, a cylinder bracket 520 installed on the crucible seat 510, and a cylinder 530 installed on the cylinder bracket 520. And a pair of holding panels 540 for holding the safety crucible V1 and the recovery crucible V2.

상기 도가니 안착대(510)는 상기 프레임(200)의 제1이동레일(210) 상에서 슬라이딩 이동된다. 이러한 도가니 안착대(510)의 상면에는 상기 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)가 놓인다. 즉, 상기 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)가 상기 도가니 지지모듈(400)로 옮겨지기 전에 상기 도가니 안착대(510)에 놓여진 후, 이 도가니 안착대(510)에 놓인 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)를 상기 파지패널(540)이 파지하여 도가니 지지모듈(400)의 상부거치대(430)와 하부거치대(410)로 각각 안내하는 것이다.The crucible seat 510 is slidably moved on the first moving rail 210 of the frame 200. The safety crucible V1 and the recovery crucible V2 are placed on an upper surface of the crucible mounting base 510. That is, the safety crucible V1 and the recovery crucible V2 are placed on the crucible seat 510 before being transferred to the crucible support module 400 and then the safety crucible V1 placed on the crucible seat 510. ) And the recovery crucible (V2) is held by the holding panel 540 to guide the upper holder 430 and the lower holder 410 of the crucible support module 400, respectively.

상기 실린더 브라켓(520)은 그 전체적인 형태가 대략 'ㄷ'자와 유사한 형태를 갖는 것으로서, 도가니 안착대(510)가 움직일 때 도가니 안착대(510)와 함께 움직이고, 여기에는 상기 실린더(530)가 설치된다.The cylinder bracket 520 has a shape similar to that of the letter 'c' in general, and moves together with the crucible seat 510 when the crucible seat 510 moves, where the cylinder 530 is Is installed.

상기 실린더(530)는 하나의 실린더 본체에서 두 개의 피스톤로드가 양쪽으로 각각 출입되는 복동식 실린더로서, 상기 실린더 브라켓(520)의 중앙에 설치된다. The cylinder 530 is a double-acting cylinder in which two piston rods enter and exit each side in one cylinder body, and is installed at the center of the cylinder bracket 520.

상기 파지패널(540)은 상기 실린더(530)에 구비되는 두 개의 피스톤로드에 각각 하나씩 연결된다. 따라서, 상기 한 쌍의 파지패널(540)은 피스톤로드가 실린더(530)의 본체 내부로 들어갈 때는 그 사이의 폭이 좁아지고, 피스톤로드가 실린더(530) 본체 외부로 나갈 때는 그 사이의 폭이 넓어진다. 이렇게 실린더(530)에 의하여 그 폭이 조절됨으로써 상기 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)를 파지한다.
The holding panel 540 is connected to each of the two piston rod provided in the cylinder 530 one by one. Accordingly, the pair of gripping panels 540 have a narrow width when the piston rod enters the main body of the cylinder 530, and a width between the piston rods when the piston rod goes out the main body of the cylinder 530. Widens Thus, the width of the cylinder 530 is adjusted to hold the safety crucible V1 and the recovery crucible V2.

상기 그립모듈 이동수단(600)은 상기 프레임(200)에 설치되어, 상기 그립모듈(500)을 상기 프레임(200)의 제1이동레일(210) 상에서 이동되도록 한다. 이러한 그립모듈 이동수단(600)은 구동모터(610)와, 여러 가지 기어의 조합에 의하여 상기 구동모터(610)에 동력적으로 연결된 스크류 샤프트(620)와, 상기 스크류 샤프트(620) 상에서 이동하는 이송브라켓(630)으로 구성된다.The grip module moving unit 600 is installed in the frame 200 to move the grip module 500 on the first moving rail 210 of the frame 200. The grip module moving unit 600 is a drive motor 610, a screw shaft 620 that is dynamically connected to the drive motor 610 by a combination of various gears and moving on the screw shaft 620 Consists of a transfer bracket (630).

상기 구동모터(610)는 상기 프레임(200)의 상측에 설치되고, 상기 컨트롤박스(100)의 조작에 의하여 전원이 공급되어 작동된다.The drive motor 610 is installed on the upper side of the frame 200, the power is supplied by the operation of the control box 100 is operated.

상기 스크류 샤프트(620)는 상기 프레임(200)의 상측에 설치되고, 상기 구동모터(610)의 회전축이 회전할 때 같이 회전하는 것으로서, 외주면에 나선이 형성된다. 좀 더 설명하면, 상기 스크류 샤프트(620)는 상기 제1이동레일(210)과 제2이동레일(220) 사이에 설치된다.The screw shaft 620 is installed on the upper side of the frame 200, and rotates as the rotating shaft of the drive motor 610 is rotated, the spiral is formed on the outer peripheral surface. In more detail, the screw shaft 620 is installed between the first moving rail 210 and the second moving rail 220.

상기 이송브라켓(630)은 상기 스크류 샤프트(620)에 나선결합되어 스크류 샤프트(620)가 회전할 때 스크류 샤프트(620) 상에서 수평이동한다. 이러한 이송브라켓(630)은 일측이 상기 도가니 안착대(510)에 고정된다. 따라서, 상기 이송브라켓(630)이 스크류 샤프트(620) 상에서 수평이동하면 상기 도가니 안착대(510)도 이송브라켓(630)과 함께 이동한다.
The transfer bracket 630 is helically coupled to the screw shaft 620 to move horizontally on the screw shaft 620 when the screw shaft 620 rotates. One side of the transfer bracket 630 is fixed to the crucible seat 510. Therefore, when the transfer bracket 630 is moved horizontally on the screw shaft 620, the crucible seat 510 also moves with the transfer bracket 630.

상기 도가니 승강모듈(700)은 상기 도가니 지지모듈(400)은 상기 퍼니스 어셈블리(300)의 퍼니스(320) 내외부로 승강시킨다. 이러한 도가니 승강모듈(700)은 구동모터(710)와, 여러 가지 기어의 조합에 의하여 상기 구동모터(710)와 동력적으로 연결된 스크류 샤프트(720)와, 상기 프레임(200)에 설치되는 지지패널(730)과, 상기 스크류 샤프트(720)에 관통되는 리프트 프레임(740)으로 구성된다.The crucible elevating module 700 elevates the crucible support module 400 to the inside and outside of the furnace 320 of the furnace assembly 300. The crucible elevating module 700 includes a drive motor 710, a screw shaft 720 which is dynamically connected to the drive motor 710 by a combination of various gears, and a support panel installed on the frame 200. 730 and a lift frame 740 penetrated through the screw shaft 720.

상기 구동모터(710)는 상기 프레임(200)의 상측에 설치되고, 상기 컨트롤박스(100)의 조작에 의하여 전원이 공급되어 작동된다.The drive motor 710 is installed on the upper side of the frame 200, the power is supplied by the operation of the control box 100 is operated.

상기 스크류 샤프트(720)는 상하방향으로 길게 설치되는 것으로서, 상기 구동모터(710)의 회전축이 회전할 때 같이 회전하고, 외주면에 나선이 형성된다. 이러한 스크류 샤프트(720)는 상기 리프트 프레임(740)을 관통한다.The screw shaft 720 is installed long in the vertical direction, rotates as the rotating shaft of the drive motor 710 rotates, the spiral is formed on the outer peripheral surface. The screw shaft 720 penetrates through the lift frame 740.

상기 지지패널(730)은 상기 프레임(200)에 설치된다. 이러한 지지패널(730)의 내측면에는 양측에 레일이 각각 형성되어 이 레일과 스크류 샤프트(720)를 따라 상기 리프트 프레임(740)이 상하로 움직인다.The support panel 730 is installed in the frame 200. Rails are formed on both sides of the inner side surface of the support panel 730 so that the lift frame 740 moves up and down along the rail and the screw shaft 720.

상기 리프트 프레임(740)은 상기 하부거치대(410)의 하측에 설치되고, 상기 스크류 샤프트(720)에 관통된다. 따라서, 상기 리프트 프레임(740)은 상기 스크류 샤프트(720)가 회전할 때 상기 지지패널(730) 상에서 상기 스크류 샤프트(720)와 상기 지지패널(730)에 구비된 레일을 따라 상하로 승강된다.
The lift frame 740 is installed below the lower support 410 and penetrates the screw shaft 720. Therefore, the lift frame 740 is moved up and down along the rail provided on the screw shaft 720 and the support panel 730 on the support panel 730 when the screw shaft 720 rotates.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 PRIDE에서 사용되는 카드뮴 증류장치의 작동과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the cadmium distillation apparatus used in the PRIDE according to the present invention configured as described above are as follows.

컨트롤박스(100)를 조작하여 크레인이나 로봇팔로 파이로프로세싱의 전해제련과정을 거친 사용후 핵연료가 저장된 안전도가니(V1)를 그립모듈(500)의 도가니 안착대(510)에 안착시킨다.By operating the control box 100, a safety crucible (V1) storing the spent nuclear fuel after electrolytic smelting of a pyroprocessing by a crane or a robot arm is seated on the crucible seat 510 of the grip module 500.

도가니 안착대(510)에 안전도가니(V1)를 올린 후 그립모듈(500)의 실린더(530)를 조작하여 파지패널(540)로 안전도가니(V1)를 파지한다. 이 후 그립모듈 이동수단(600)의 구동모터(610)에 전원을 공급하면 스크류 샤프트(620)가 회전하게 되고, 이 스크류 샤프트(620)를 따라 이송브라켓(630)이 도가니 지지모듈(400) 방향으로 움직이게 되며, 이 이송브라켓(630)과 함께 도가니 안착대(510)가 움직이게 되어 결과적으로 안전도가니(V1)가 도가니 지지모듈(400) 방향으로 이동하게 된다.After raising the safety crucible V1 on the crucible seat 510, the safety crucible V1 is gripped by the grip panel 540 by operating the cylinder 530 of the grip module 500. Then, when power is supplied to the driving motor 610 of the grip module moving means 600, the screw shaft 620 is rotated, the conveying bracket 630 is the crucible support module 400 along the screw shaft 620 Direction, the crucible seat 510 is moved together with the transfer bracket 630 and as a result, the safety crucible V1 is moved toward the crucible support module 400.

안전도가니(V1)가 도가니 지지모듈(400)의 상측에 위치되면 도가니 승강모듈(700)의 구동모터(710)에 전원을 공급하여 리프트 프레임(740)이 지지패널(730)을 따라 상측으로 움직이게 한다. 리프트 프레임(740)이 상측으로 이동하면 리프트 프레임(740)의 상측에 배치되는 도가니 지지모듈(400)이 상승하게 되어 상기 도가니 지지모듈(400)의 상부거치대(430) 바로 위에 안전도가니(V1)가 위치하게 된다. 이 상태에서 그립모듈(500)의 실린더(530)를 조작하여 파지패널(540)을 벌리면 상부거치대(430) 위에 안전도가니(V1)가 안착된다.When the safety crucible V1 is positioned above the crucible support module 400, power is supplied to the driving motor 710 of the crucible lifting module 700 so that the lift frame 740 moves upward along the support panel 730. do. When the lift frame 740 moves upward, the crucible support module 400 disposed above the lift frame 740 is raised, so that the safety crucible V1 is directly above the upper cradle 430 of the crucible support module 400. Will be located. In this state, when the grip panel 540 is opened by operating the cylinder 530 of the grip module 500, the safety crucible V1 is seated on the upper base 430.

상기와 같은 방식으로 회수도가니(V2)도 도가니 지지모듈(400)의 하부거치대(410)에 안착시킨다.The recovery crucible V2 is also seated on the lower holder 410 of the crucible support module 400 in the same manner as described above.

이렇게 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)가 도가니 지지모듈(400)의 상부거치대(430)와 하부거치대(410)에 각각 안착되면, 도가니 승강모듈(700)을 작동시켜 리프트 프레임(740)을 계속 상승시킨다. 리프트 프레임(740)이 상승하면 도가니 지지모듈(400)은 퍼니스 어셈블리(300)의 퍼니스(320) 내부로 삽입되고 하부거치대(410)가 개방된 퍼니스(320)의 저면을 밀폐한다.When the safety crucible V1 and the recovery crucible V2 are seated on the upper cradle 430 and the lower cradle 410 of the crucible support module 400, the crucible elevating module 700 is operated to lift the frame 740. Keep rising. When the lift frame 740 is raised, the crucible support module 400 is inserted into the furnace 320 of the furnace assembly 300 and seals the bottom surface of the furnace 320 in which the lower cradle 410 is opened.

이 상태에서 퍼니스(320)의 히터(322)에 전원을 공급하면 히터(322)는 고온의 열을 발산하게 되고 이 열에 의하여 안전도가니(V1)에 수용된 사용후 핵연료는 열처리되어 사용후 핵연료에 포함되어 있던 카드뮴이 증류된다. 카드뮴이 증류된 후 도가니 지지모듈(400)의 냉각수라인(411)에 냉각수를 유동시켜 퍼니스(320)를 냉각시킴으로써 증류된 카드뮴이 회수도가니(V2)에 포집되도록 한다. 이렇게 카드뮴이 포집되고 나면 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)를 퍼니스(320)에 삽입시킬 때와 역순으로 작업을 하여 안전도가니(V1)와 회수도가니(V2)를 퍼니스(320)로부터 인출한다.
In this state, when power is supplied to the heater 322 of the furnace 320, the heater 322 emits high temperature heat, and the spent nuclear fuel contained in the safety crucible V1 is heat treated to be included in the spent nuclear fuel. Cadmium is distilled off. After the cadmium is distilled off, the cooling water flows through the cooling water line 411 of the crucible support module 400 to cool the furnace 320 so that the distilled cadmium is collected in the recovery crucible V2. After the cadmium is collected, the safety crucible (V1) and the recovery crucible (V2) are withdrawn from the furnace 320 by working in the reverse order as when the safety crucible (V1) and the recovery crucible (V2) are inserted into the furnace 320. do.

100: 컨트롤박스 200: 프레임
210: 제1이동레일 220: 제2이동레일
300: 퍼니스 어셈블리 310: 테이블
311: 안착패널 312: 지지다리
320: 퍼니스 321: 외벽
322: 히터 323: 열전대
324: 진공라인 400: 도가니 지지모듈
410: 하부거치대 411: 냉각수라인
420: 지지봉 430: 상부거치대
440: 방열판 500: 그립모듈
510: 도가니 안착대 520: 실린더 브라켓
530: 실린더 540: 파지패널
600: 그립모듈 이동수단 610: 구동모터
620: 스크류 샤프트 630: 이송브라켓
700: 도가니 승강모듈 710: 구동모터
720: 스크류 샤프트 730: 지지패널
740: 리프트 프레임
V1: 안전도가니 V2: 회수도가니100: control box 200: frame
210: first moving rail 220: second moving rail
300: furnace assembly 310: table
311: mounting panel 312: support leg
320: furnace 321: outer wall
322: heater 323: thermocouple
324: vacuum line 400: crucible support module
410: lower stage 411: cooling water line
420: support rod 430: upper cradle
440: heat sink 500: grip module
510: crucible seat 520: cylinder bracket
530: cylinder 540: gripping panel
600: grip module moving means 610: drive motor
620: screw shaft 630: transfer bracket
700: crucible lifting module 710: drive motor
720: screw shaft 730: support panel
740: lift frame
V1: Safety Crucible V2: Recovery Crucible

Claims

A control box 100;
A frame 200 having a first moving rail 210 on an upper surface thereof;
Furnace assembly 300 comprising a table 310 installed on the upper side of the frame 200, a furnace (Furnace) is installed on the table 310 and controlled by the control box 100 and ;
The furnace assembly installed inside the frame 200 and receiving the spent nuclear fuel contained in the safety crucible V1 and the safety crucible V1 containing the spent fuel that has undergone electroprocessing of pyroprocessing. A crucible support module 400 which mounts a recovery crucible V2 for receiving cadmium recovered by heat treatment in the furnace 300;
A grip module 500 installed on the first moving rail 210 of the frame 200 and holding the safety crucible V1 and the recovery crucible V2 to guide the crucible support module 400 to each other;
A grip module moving unit (600) installed on the frame (200) to move the grip module (500) on the first moving rail (210);
And a crucible elevating module (700) for elevating the crucible support module (400) into and out of the furnace (320) of the furnace assembly (300).

The method according to claim 1,
A second moving rail 220 is further installed on the upper surface of the frame 200, and the table 310 of the furnace assembly 300 is slidably moved on the second moving rail 220. Distillation apparatus.

The method according to claim 1,
The crucible support module 400 is connected to the crucible elevating module 700 and is elevated, the lower cradle 410 on which the recovery crucible V2 is mounted;
A support rod 420 installed at a predetermined interval along the upper edge portion of the lower support 410;
PRIDE cadmium distillation apparatus, characterized in that consisting of; the upper support 430 is installed on the upper side of the support rod (420) is the safety crucible (V1) is mounted.

The method according to claim 3,
The crucible support module 400 is PRIDE cadmium distillation apparatus, characterized in that the heat sink 440 is further installed between the lower cradle 410 and the upper cradle 430.

The method according to claim 3,
The crucible elevating module 700 includes a drive motor 710 operated by manipulation of the control box 100;
A screw shaft 720 which is connected to the driving motor 710 and is rotated together when the rotating shaft of the driving motor 710 rotates;
A support panel 730 installed on the frame 200;
A lift frame 740 which is installed at the lower side of the lower supporter 410 and which is penetrated by the screw shaft 720 and ascended up and down on the support panel 730 when the screw shaft 720 rotates. PRIDE cadmium distillation apparatus characterized in that.

The method according to claim 1,
The grip module 500 slides on the first moving rail 210 of the frame 200, and a crucible mounting stand 510 on which a safety crucible V1 and a recovery crucible V2 are placed;
A cylinder bracket 520 installed on an upper surface of the crucible seat 510;
A cylinder 530 installed on the cylinder bracket 520;
PRIDE cadmium distillation apparatus, characterized in that consisting of; a pair of gripping panel (540) for holding the safety crucible (V1) and the recovery crucible (V2) by being connected to the piston rod of the cylinder (530) to adjust its width.

The method of claim 6,
The grip module moving unit 600 includes a drive motor 610 which is operated by the operation of the control box 100;
A screw shaft 620 installed on an upper side of the frame 200 and dynamically connected to the driving motor 610 to rotate together when the rotation shaft of the driving motor 610 rotates;
Spirally coupled to the screw shaft 620 is moved on the screw shaft 620 when the screw shaft 620 is rotated, one side is fixed to the crucible seat 510 is moved with the crucible seat 510 Transfer bracket 630; PRIDE cadmium distillation apparatus characterized in that consisting of.

The method according to claim 1,
PRIDE cadmium distillation, characterized in that the furnace 320 of the furnace assembly 300 is provided with a plurality of thermocouples 323 in a vertical interval in the vertical direction, one side is provided with a vacuum line 324 connected to the vacuum pump Device.