KR101539343B1 - Ageing-washing-drying apparatus using the circulated fluidization for high temperature gas cooled reactor or very high temperature gas cooled reactor nuclear fuel and its operation method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템 및 이의 운전방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an aging-cleaning-drying system for hot gas or ultra-high temperature gas fuel coated particle intermediate products using circulating flow and a method of operating the same.
첨단기술인 다목적 고온가스로는 대량의 열과 환원가스인 수소 가스를 필요로 하는 제철, 화학공업 등의 모든 분야에 이용될 수 있으며, 특히 경수로형 원자력발전소의 원자로(출구온도 300 ℃)보다 높은 850 내지 950 ℃의 출구온도가 가능하기 때문에 원자력 발전의 용도로도 효율적으로 사용될 수 있다. 이때, 원자력 발전을 위한 고온가스로는 현재 국내에서 사용되고 있는 경수로(물을 사용해서 원자로를 냉각)와는 달리 원자로에서 핵분열로 발생되는 고온의 열을 He 가스를 사용해서 냉각하는 가스냉각로 개념으로, 핵분열 물질로 우라늄 산화물이 많이 사용된다.
The multi-purpose high-temperature gas furnace, which is a state-of-the-art high-temperature gas furnace, can be used in all fields such as steel industry and chemical industry that require hydrogen gas as a large amount of heat and reduction gas. It is possible to use it effectively for the purpose of nuclear power generation because the outlet temperature is possible. At this time, the high-temperature gas furnace for nuclear power generation is a gas cooling system in which high-temperature heat generated by nuclear fission in nuclear reactors is cooled using He gas, unlike a light-water reactor (cooling a nuclear reactor using water) currently used in Korea. Uranium oxide is widely used as a material.
한편, 가스냉각로의 경우, 핵연료를 구성하는 우라늄 산화물(또는, 산화물 외 다른 종류의 우라늄 화합물)도 경수로나 중수로에서 사용하는 핵연료 물질의 구조와는 근본적으로 다른 개념을 적용하여 제조한다.On the other hand, in the case of gas cooling furnaces, the uranium oxide (or uranium compounds other than oxides) constituting the nuclear fuel is also manufactured by applying a fundamentally different concept to the structure of nuclear fuel materials used in light water reactors and heavy water reactors.
즉, 고온가스로에 적용되는 핵연료 물질은 지름 0.3 ~ 0.8 mm 이하의 작은 구형입자로서, 우라늄 등의 산화물(UO2), 혼합화합물(UCO)을 심으로 하여 그 바깥쪽을 특수한 탄소, 규소 막으로 3~4 중으로 감싸서 1,300 ℃의 고온에서도 핵분열 생성물의 누출을 근원적으로 방지할 수 있도록 한 것을 사용한다.In other words, the fuel material to be applied to the hot gas furnace is small spherical particles with a diameter of 0.3 to 0.8 mm or less. Uranium oxide (UO 2 ) and mixed compound (UCO) 3 to 4, so that the leakage of fission products can be prevented even at a high temperature of 1,300 ° C.
이와 같이, 고온가스로 핵연료로서 사용되는 구형의 UO2 입자, 또는 UCO 입자는 화학기상증착(CVD) 등의 피복 장치를 이용해서 입자의 표면을 4 중으로 피복하여 TRISO(TRi-ISOtropic) 입자로 제조될 수 있으며, 이러한 TRISO 입자의 제조공정 및 입자의 형태는 도 1과 같다.
As described above, spherical UO 2 particles or UCO particles used as a nuclear fuel in a high-temperature gas are coated with quarts of particles by using a coating apparatus such as chemical vapor deposition (CVD) to produce TRISO (TRi-ISOtropic) particles The manufacturing process of the TRISO particles and the shape of the particles are shown in Fig.
이때, 종래의 고온가스로 핵연료 제조공정은, 일례로써 도 1에 도시된 바와 같이 UO2 미세구입자를 제조하고, 제조된 UO2 입자를 다양한 피복 가스(coating gas)를 이용해서 입자의 표면을 다중으로 피복함으로써 최종적으로 TRISO 형태의 피복입자를 제조한다. 나아가, 고온가스로에 장전되는 핵연료는 일반 중수로나 경수로 형태의 핵연료와는 전혀 다른 TRISO 형태의 구형입자이기 때문에, 제조된 TRISO 입자들은 그라파이트(graphite) 분말과 같은 다양한 혼합물질과 함께 혼합 후 다양한 단위공정들을 거쳐 고온가스로의 원자로 형태에 따라 각기둥(prismatic) 형태, 조약돌(pebble) 형태 등으로 가공하여 최종적인 가스로 핵연료로 제조된다.
In this case, the conventional high-temperature gas furnace nuclear fuel fabrication process includes, for example, manufacturing a fine UO 2 buyer as shown in FIG. 1 and fabricating the UO 2 particles by multiplying the surface of the particles using various coating gases To finally produce TRISO type coated particles. Further, since the nuclear fuel loaded in the hot gas furnace is a spherical particle of TRISO type completely different from the fuel of the general heavy water reactor or light-water reactor type, the produced TRISO particles are mixed with various mixed materials such as graphite powder, And then processed into a prismatic form or a pebble form according to the reactor type of the hot gas furnace to be finally produced into a nuclear fuel.
이때, 상기 UO2 미세구입자는, 일례로써 습식공정인 GSP(gel supported precipitation) 방법을 활용해서 제조한다. 상기 제조방법은 먼저, UN 용액(질산에 우라늄이 녹아있는 용액)에 각종 첨가물을 혼합하여 혼합 용액을 만들고, 이를 바이브레이션 노즐 시스템(vibration nozzle system)으로 공급하여 구형의 ADU 겔 입자를 중간 물질로 제조한 후, 이를 숙성 및 세척 후, 고-액 분리 및 건조 과정을 거쳐 건조 상태의 ADU 겔 입자를 만든다. 건조된 ADU 겔 입자는 상술한 바와 같이, 후속 공정인 하소 공정을 거치면 ADU에서 UO3로 열분해되고, 열분해된 UO3 입자는 고온의 소결로에서 환원 과정을 거쳐 UO2로 상변화를 거친 후, 고온에서 소결 과정을 거치면 이론밀도의 95 %이상을 갖는 구형의 UO2 미세구입자가 제조된다.
At this time, the UO 2 fine purchaser is manufactured by using, for example, a GSP (gel supported precipitation) method which is a wet process. In the above manufacturing method, a mixed solution is prepared by mixing various additives in a UN solution (a solution in which uranium is dissolved in nitric acid) and supplied to a vibration nozzle system to make spherical ADU gel particles as an intermediate After aging and washing, it is subjected to solid-liquid separation and drying process to make dried ADU gel particles. As described above, the dried ADU gel particles are thermally decomposed into UO 3 in the ADU after the subsequent process of calcination, and the pyrolyzed UO 3 particles undergo a phase change to UO 2 through a reduction process in a high-temperature sintering furnace, Sintering at high temperature produces spherical UO 2 fine grains with a theoretical density of 95% or more.
상술한 바와 같은 UO2 미세구입자를 제조하기 위하여 중간물질로 제조되는 ADU 겔 입자는 AWD(ageing-washing-drying) 장치를 사용하는데, 기존에 사용되고 있는 AWD(ageing-washing-drying) 장치는 장방형으로 형성된 숙성조에 상기의 ADU 겔 입자를 넣은 후, 각각의 처리 단계마다 처리 용액들을 공급한 후 AWD 장치 자체를 회전시켜 공정을 진행하는 방법을 응용하고 있다. In order to manufacture the UO 2 microcavity as described above, the AGU gel particles made of an intermediate material use an aging-washing-drying (AWD) device. The AWD (aging-washing-drying) The above-mentioned ADU gel particles are placed in the aging tank, and the treatment solutions are supplied to the respective treatment steps, and then the AWD device itself is rotated to carry out the process.
각각의 단위 공정을 수행한 후 ADU 겔 입자의 처리에 사용된 발생된 처리용액은 재활용되거나 폐용액 상태로 발생하는데 이 용액의 처리에서는 암모니아 가스의 발생과 수작업으로 진행해야 하는 등 처리에 불편한 과정을 거친다.After each unit process, the generated treatment solution used for the treatment of ADU gel particles is recycled or generated as a waste solution. In this solution treatment, it is inconvenient for the generation of ammonia gas and manual processing. It goes through.
뿐만 아니라, 건조 과정의 부압을 거는 과정에서 숙성조의 중심회전축인 바(bar)의 내부를 미세 홀(hole)로 가공하고, 이 홀(hole)을 이용해서 부압을 거는 방법을 취하기 때문에, 각종 회전자와 전선 및 온도 센서 등 복잡한 부품들이 함께 회전하여야 하는 등 숙성조 제작 및 운전 등에 어려움이 있다.
In addition, in the process of applying the negative pressure in the drying process, the inside of the bar, which is the central rotation axis of the aging tank, is processed into a fine hole and a negative pressure is applied using the hole, Complex parts such as electrons, electric wires, and temperature sensors must be rotated together.
이에, 본 발명자들은 종래의 방법이 갖는 불편을 해소하고, 비교적 운전이 쉬운 방법을 사용해서 ADU 겔 입자의 숙성, 세척 및 건조 과정을 수행하기 위한 시스템에 대하여 연구하던 중, 핵연료 제조 중간물질인 ADU 겔 입자를 순환유동을 통해 숙성-세척-건조(ageing-washing-drying, AWD)를 수행할 수 있는 숙성-세척-건조 시스템을 개발하고, 본 발명을 완성하였다.
(특허문헌 1) JP2005-184743 A
(특허문헌 2) JP2005-256244 A
(특허문헌 3) KR10-2013-0106218 A
Accordingly, the present inventors have researched a system for performing the aging, washing and drying process of ADU gel particles by solving the inconvenience of the conventional method and using a relatively easy-to-operate method, Washing-drying system capable of aging-washing-drying (AWD) the gel particles through a circulating flow, thereby completing the present invention.
(Patent Document 1) JP2005-184743 A
(Patent Document 2) JP2005-256244 A
(Patent Document 3) KR10-2013-0106218 A
본 발명의 목적은 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템 및 이의 운전방법을 통해 핵연료 제조 중간물질 제조과정을 간편하고 경제적으로 수행할 수 있는 시스템 및 이의 운전방법을 제공하는 데 있다.
An object of the present invention is to provide a system capable of performing a simple and economical process for manufacturing a nuclear fuel manufacturing intermediate material through an aging-washing-drying system and a method for operating an aging-cleaning-drying system of a nuclear fuel coated particle intermediate with a high- And a method of operating the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object,
핵연료 제조 중간 물질을 숙성 용액으로 숙성시키는 숙성(Ageing) 단계, 상기 숙성된 핵연료 제조 중간 물질을 세척 용액으로 불순물을 제거하는 세척(Washing) 단계 및 상기 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 건조하는 건조(Drying) 단계를 순차적으로 수행하는 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 제조과정에서 수행하는 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템에 있어서,Aging step of aging the nuclear fuel manufacturing intermediate material with the aging solution, washing the aged nuclear fuel manufacturing intermediate material with the washing solution to remove impurities, and drying the washed nuclear fuel manufacturing intermediate material ) Aging-washing-drying (AWD) system which is carried out in the process of producing a fuel-coated particle intermediate product with a high-temperature gas or an ultra-high-temperature gas,
상기 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템은,The aging-rinse-dry system of the high temperature gas furnace or ultra high temperature gas nuclear fuel coated intermediate product using the circulating flow,
핵연료 제조 중간 물질을 숙성 용액을 이용하여 숙성하기 위한 숙성조;Aging tank for aging nuclear fuel manufacturing intermediate material using aging solution;
상기 숙성조 하부에 구비되고 상기 숙성조와 이동관으로 연결되되, 숙성 또는 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 보관, 건조 및 수거할 수 있는 중간처리조;An intermediate treatment tank provided at the bottom of the aging tank and connected to the aging tank by a moving pipe, wherein the intermediate treatment tank is capable of storing, drying and collecting the aged or washed nuclear fuel manufacturing intermediate material;
상기 숙성조 및 중간처리조와 연결되어 상기 중간처리조를 통해 숙성조에 숙성 용액을 제공하거나 숙성조에서 발생하는 과량의 숙성 용액을 수거 또는 순환시키는 숙성 용액 저장부;An aging solution storage part connected to the aging tank and the intermediate treatment tank to provide an aging solution in the aging tank through the intermediate treatment tank or to collect or circulate excessive aging solution generated in the aging tank;
상기 중간처리조 상부와 하부에 연결되어 상기 중간처리조에 세척 용액을 제공하거나 중간처리조에서 발생하는 과량의 세척 용액을 수거 또는 순환시키는 세척 용액 저장부;A washing solution storage part connected to the upper and lower parts of the intermediate treatment tank to supply the cleaning solution to the intermediate treatment tank or to collect or circulate excess cleaning solution generated in the intermediate treatment tank;
상기 중간처리조와 연결되고 반응 가스 예열 수단을 포함하는 가스 공급부; 및A gas supply unit connected to the intermediate treatment tank and including a reaction gas preheating unit; And
상기 숙성조, 중간처리조, 용액 저장부 및 가스 공급부의 구동 및 온도를 제어하는 제어부;를 포함하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템을 제공한다.
And a control unit for controlling the driving and temperature of the aging tank, the intermediate treatment tank, the solution storage unit, and the gas supply unit, and a control unit for controlling the temperature of the aging tank, the intermediate storage tank, to provide.
또한, 본 발명은In addition,
핵연료 제조 중간 물질과 숙성 용액을 숙성조에 도입하여 핵연료 제조 중간 물질을 숙성시키는 단계(단계 1);Introducing the nuclear fuel manufacturing intermediate material and the aging solution into the aging tank to agitate the nuclear fuel manufacturing intermediate material (step 1);
상기 단계 1에서 사용된 숙성 용액을 제거한 후, 중간처리조에 세척 용액을 도입하여 상기 단계 1에서 숙성된 핵연료 제조 중간 물질을 세척하는 단계(단계 2); 및(Step 2) washing the aged nuclear fuel manufacturing intermediate material in step 1 by introducing a washing solution into the intermediate treatment tank after removing the aging solution used in step 1; And
상기 단계 2에서 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 중간처리조에서 건조시키는 단계(단계 3);를 포함하는 상기에 따른 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 운전방법을 제공한다.
(Step 3) of drying the spent nuclear fuel manufacturing intermediate material washed in step 2 with a hot gas using the above-described aging-washing-drying (AWD) system or Thereby providing a method of operating the nuclear fuel coated particle intermediate product with ultra-high temperature gas.
나아가, 본 발명은Further,
상기의 제조방법으로 제조되는 핵연료 피복입자를 제공한다.
Coated particles produced by the above production method.
본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템은 일반적으로 사용되는 입자 제조 장치의 복잡한 구성 및 어려운 운전 방법 등의 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 순환유동을 이용하여 손쉽게 숙성 및 세척 공정을 수행할 수 있으며, 건조 공정 수행 후에 다음 단계인 하소 처리 공정까지 수행할 수 있는 장점이 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 시스템을 사용함으로써 방사성 물질 사용시 안전성을 확보할 수 있으며, 운전 작업의 편의성 및 생성물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
The aging-cleaning-drying system of the high-temperature gas or ultra-high temperature gas-fired nuclear fuel coated intermediate particles using the circulation flow according to the present invention can solve the problems such as the complicated construction and the difficult operation method of the generally used particle production apparatus. In addition, aging and washing processes can be easily performed by using the circulating flow, and there is an advantage that the drying process can be performed to the next step of the calcination process. Thus, by using the system according to the present invention, safety can be secured when using a radioactive material, and convenience of operation and quality of products can be improved.
도 1은 통상적인 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자의 제조공정을 나타낸 순서도이고;
도 2는 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고;
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템에 있어서, 숙성조를 개략적으로 도시한 도면이고;
도 5 내지 7은 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템에 있어서, 중간처리조를 개략적으로 도시한 도면이고;
도 8은 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템에 있어서, 숙성 용액 저장부 및 세척 용액 저장부를 개략적으로 도시한 도면이고;
도 9는 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템에 있어서, 가스 공급부를 개략적으로 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart showing a process for producing nuclear fuel coated particles with a conventional hot gas or ultra-high temperature gas;
FIG. 2 is a view schematically showing an aging-cleaning-drying system of a hot gas furnace or an ultra-high temperature gas fuel coated particle intermediate product using a circulating flow according to the present invention;
FIGS. 3 and 4 are views schematically showing the aging tank in the aging-cleaning-drying system of the hot gas furnace or the ultra-high temperature gas fuel coated particle intermediate product using the circulation flow according to the present invention;
FIGS. 5 to 7 schematically show the intermediate treatment tank in the aging-cleaning-drying system of the hot gas furnace or ultra-high temperature gas fuel coated particle intermediate product using the circulation flow according to the present invention; FIG.
FIG. 8 is a schematic view of a mature solution storage and a rinse solution storage in an aging-rinse-dry system of a hot gas furnace or an ultra high temperature gaseous nuclear fuel coated particle intermediate product using a circulating flow according to the present invention;
FIG. 9 is a schematic view of a gas supply part in a aging-cleaning-drying system for a hot gas furnace or an ultra-high temperature gas fuel coated particle intermediate product using a circulating flow according to the present invention.
본 발명은The present invention
순환유동을 이용한 핵연료 제조 중간 물질을 숙성 용액으로 숙성시키는 숙성(Ageing) 단계, 상기 숙성된 핵연료 제조 중간 물질을 세척 용액으로 불순물을 제거하는 세척(Washing) 단계 및 상기 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 건조하는 건조(Drying) 단계를 순차적으로 수행하는 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템에 있어서,Aging step of aging the nuclear fuel manufacturing intermediate material with the circulating flow, aging the aged nuclear fuel manufacturing intermediate material into the aging solution, washing the aged nuclear fuel manufacturing intermediate material with washing solution to remove impurities, and drying the washed nuclear fuel manufacturing intermediate material (Aging-Washing-Drying (AWD) system of a high-temperature gas-fired nuclear-fuel coated particle intermediate product,
상기 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템은,The aging-rinse-dry system of the high temperature gas furnace or ultra high temperature gas nuclear fuel coated intermediate product using the circulating flow,
핵연료 제조 중간 물질을 숙성 용액을 이용하여 숙성하기 위한 숙성조;Aging tank for aging nuclear fuel manufacturing intermediate material using aging solution;
상기 숙성조 하부에 구비되고 상기 숙성조와 이동관으로 연결되되, 숙성 또는 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 보관, 건조 및 수거할 수 있는 중간처리조;An intermediate treatment tank provided at the bottom of the aging tank and connected to the aging tank by a moving pipe, wherein the intermediate treatment tank is capable of storing, drying and collecting the aged or washed nuclear fuel manufacturing intermediate material;
상기 숙성조 및 중간처리조와 연결되어 상기 중간처리조를 통해 숙성조에 숙성 용액을 제공하거나 숙성조에서 발생하는 과량의 숙성 용액을 수거 또는 순환시키는 숙성 용액 저장부;An aging solution storage part connected to the aging tank and the intermediate treatment tank to provide an aging solution in the aging tank through the intermediate treatment tank or to collect or circulate excessive aging solution generated in the aging tank;
상기 중간처리조 상부와 하부에 연결되어 상기 중간처리조에 세척 용액을 제공하거나 중간처리조에서 발생하는 과량의 세척 용액을 수거하는 세척 용액 저장부;A washing solution storage part connected to the upper and lower parts of the intermediate treatment bath to provide washing solution to the intermediate treatment bath or to collect excess washing solution generated in the intermediate treatment bath;
상기 중간처리조와 연결되고 반응 가스 예열 수단을 포함하는 가스 공급부; 및A gas supply unit connected to the intermediate treatment tank and including a reaction gas preheating unit; And
상기 숙성조, 중간처리조, 용액 저장부 및 가스 공급부의 구동 및 온도를 제어하는 제어부;를 포함하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템을 제공한다.
And a control unit for controlling the driving and temperature of the aging tank, the intermediate treatment tank, the solution storage unit, and the gas supply unit, and a control unit for controlling the temperature of the aging tank, the intermediate storage tank, to provide.
이때, 본 발명의 상기 "핵연료"는 우라늄산화물인 UO2뿐만 아니라, UCO와 같은 우라늄화합물을 포함한다.
At this time, the "nuclear fuel" of the present invention includes uranium compounds such as UCO as well as uranium oxide, UO 2 .
한편, 도 2 내지 도 9의 도면을 통해 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템을 도시하였으며,2 through 9, there is shown an aging-cleaning-drying system for high-temperature gas-fired or ultra-high-temperature gas-fired coated particle intermediate products using a circulating flow according to the present invention,
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an aging-cleaning-drying system for high-temperature gas-fired or ultra-high-temperature gas-fuel coated particle intermediate products using a circulating flow according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템을 개략적으로 나타낸 도면으로, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 핵연료 피복입자의 숙성-세척-건조 시스템(100)은 핵연료 제조 중간 물질을 숙성 용액을 이용하여 숙성하기 위한 숙성조(200); 상기 숙성조 하부에 구비되고 상기 숙성조와 이동관(101)으로 연결되되, 숙성 또는 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 보관, 건조 및 수거할 수 있는 중간처리조(300); 상기 숙성조 및 중간처리조와 연결되어 상기 중간처리조를 통해 숙성조에 숙성 용액을 제공하거나 숙성조에서 발생하는 과량의 숙성 용액을 수거 또는 순환시키는 숙성 용액 저장부(400); 상기 중간처리조 상부와 하부에 연결되어 상기 중간처리조에 세척 용액을 제공하거나 중간처리조에서 발생하는 과량의 세척 용액을 수거 또는 순환시키는 세척 용액 저장부(500); 상기 중간처리조와 연결되고 반응 가스 예열 수단을 포함하는 가스 공급부(600); 및 상기 숙성조, 중간처리조, 용액 저장부 및 가스 공급부의 구동 및 온도를 제어하는 제어부(미도시);를 포함한다.
FIG. 2 is a schematic view of an aging-cleaning-drying system for a hot gas furnace or an ultra-high temperature gas fuel coated particle intermediate using a circulating flow according to the present invention. Referring to FIG. 2, The aging-washing-
즉, 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템(100)은 핵연료 제조 중간물질인 ADU 겔로부터 가스로에 적용할 수 있는 핵연료 피복입자를 제조하기 위하여 핵연료 피복입자의 제조 공정 중, 핵연료 피복입자 중간물질의 숙성-세척-건조 공정을 위한 것으로서,That is, the aging-washing-
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 숙성조(200)에서 입자의 유동을 통해 핵연료 제조 중간 물질을 숙성 용액으로 숙성시킨 후, 중간처리조(300)에서 세척 용액으로 세척 공정을 거친 핵연료 제조 중간 물질을 건조하기 위한 것이다. 또한, 상기 중간처리조에서 건조 공정 후에 하소 공정을 수행할 수 있다.
As shown in FIG. 2, after the nuclear fuel intermediate material is aged through the aging solution through the flow of particles in the aging
구체적으로, 본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템(100)에 있어서, 상기 숙성조(200)에서는 핵연료 제조 중간 물질의 숙성 공정을 수행할 수 있다.
In detail, in the aging-washing-drying
이때, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 숙성조(200)는,3 and 4, the aging
바닥면이 역원뿔 형태이며, 상부가 뚫려있는 원통형 본체(201);A
상기 원통형 본체의 외측면을 감싸도록 형성되어, 상기 원통형 본체 내부를 가열시키고 일정한 온도로 유지시키는 가열부(202);A
상기 원통형 본체의 상부를 막아주는 플렌지(flange, 203);A flange (203) for blocking the upper portion of the cylindrical body;
상기 플렌지를 원통형 본체에 고정시키는 클램프(clamp, 204);A clamp (204) for securing the flange to the cylindrical body;
상기 원통형 본체 내부와 연결되고, 기체-액체 경계면 상부에 위치하는 배기관(205);An
상기 배기관 하부에 위치하는 오버플로우관(206); 및An overflow pipe (206) located under the exhaust pipe; And
상기 원통형 본체 내부와 관으로 연결되고, 원통형 본체 상부에 위치하는 투입구(207);를 포함한다.
And an
상기 숙성조(200)에서 순환유동을 수행하기 위해서는 상기 원통형 본체(201)에서 역원뿔 형태인 바닥면의 각도가 수평면에 대하여 40 내지 75 °인 것이 바람직하다. 만약, 상기 원통형 본체에서 역원뿔 형태인 바닥면의 각도가 수평면에 대하여 40 °미만일 경우에는 숙성 또는 세척 공정을 수행할 때 입자의 유동이 일어나기 어려운 문제가 있으며, 75 를 초과하는 경우에는 유동되는 입자의 하부에서 인입되는 숙성 용액 또는 세척 용액의 상향 흐름에 따른 유속의 저항으로 인해 상부에 위치한 입자가 하부로 중력에 의해 내려오지 못하기 때문에 입자 전체 유동에 문제가 있다.
In order to perform the circulating flow in the aging
또한, 상기 원통형 본체(201) 외측면에는 내부를 관측할 수 있도록 사이트 글래스(sight glass)가 형성될 수 있다. 이를 통해 내부에서 입자의 유동이 제대로 수행되는지 확인할 수 있다.
A sight glass may be formed on the outer surface of the
나아가, 상기 원통형 본체(201)의 외측면을 감싸도록 형성되는 가열부(202)는 상기 원통형 본체 내부를 가열시키고 일정한 온도로 유지시킬 수 있다. 일례로써, 전기로를 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
Further, the
또한, 상기 배기관(205)은 원통형 본체 내부와 연결되고, 기체-액체 경계면 상부, 즉 숙성 용액으로 숙성 공정을 수행하는 경우 형성되는 기체-액체 경계면 상부에 위치하며, 상기 배기관은 콘덴서(condenser, 205a)를 더 포함할 수 있다.The
상기 배기관(205)은 콘덴서(205a)를 포함함으로써, 상기 원통형 본체(201) 내부에서 숙성 용액을 사용하여 입자의 유동을 수행함에 있어서, 온도 상승이 발생하는 경우 숙성 용액 상부에 형성될 수 있는 숙성 용액의 분해 가스를 냉각시켜 다시금 흘려내려 재사용할 수 있다.The
이때, 상기 배기관(205)은 15 °이상의 각도로 형성되는 것이 바람직하며, 이에 따라, 상기 배기관의 콘덴서(205a)에서 냉각된 숙성 용액을 원통형 본체(201) 내부로 흘려내릴 수 있다.At this time, it is preferable that the
또한, 상기 배기관(205)의 콘덴서(205a)는 냉각부(205b)와 연결되어 있어 손쉽게 냉각이 가능하다.
Also, the
또한, 상기 오버플로우관(206)은 원통형 본체 내부와 연결되고, 기체-액체 경계면, 즉 숙성 용액으로 숙성 공정을 수행하는 경우 형성되는 기체-액체 경계면에 위치하며, 상기 오버플로우관은 상기 배기관(205)보다 하부에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 배기관보다 하부에 위치함으로써 숙성 단계를 수행할 때 발생하는 과량의 숙성 용액은 오버플로우관으로 이동하여 숙성 용액 저장부(400)에 저장될 수 있다.
In addition, the
본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템(100)에 있어서, 상기 중간처리조(300)는 상기 숙성조(200) 하부에 구비되고 상기 숙성조와 이동관(101)으로 연결되어 있으며, 상기 숙성조에서 숙성 용액으로 입자의 유동을 통해 숙성 공정이 수행되거나, 상기 중간처리조에서 세척 용액으로 세척 공정이 수행되고 난 후의 핵연료 제조 중간 물질을 보관, 건조 및 수거할 수 있다.
In the aging-cleaning-drying system (100) of a hot gas furnace or an ultra-high temperature gas-fired nuclear fuel coated particle intermediate product using a circulating flow according to the present invention, the
또한, 상기 중간처리조(300)에서는 숙성-세척-건조(AWD) 단계 후, 1 차 하소 단계를 더 수행할 수 있다.
Further, in the
이때, 도 5 내지 7에 도시한 바와 같이, 상기 중간처리조(300)는,At this time, as shown in FIGS. 5 to 7, in the
바닥면이 역원뿔 형태이며, 상부가 뚫려있는 원통형 본체(301);A
상기 원통형 본체의 외측면을 감싸도록 형성되어, 상기 원통형 본체 내부를 가열시키고 일정한 온도로 유지시키는 가열부(302);A
상기 원통형 본체 내부에 위치하며, 숙성 또는 세척 단계를 수행하고 난 후의 핵연료 제조 중간 물질을 보관하는 원통형 분리망(303);A cylindrical separating net 303 located inside the cylindrical body and storing the fuel manufacturing intermediate material after performing the aging or washing step;
상기 원통형 본체와 연결되는 오버플로우관(304);An overflow pipe (304) connected to the cylindrical body;
상기 원통형 본체의 상부를 막아주는 플렌지(flange, 305); 및A
상기 플렌지를 원통형 본체에 고정시키는 클램프(clamp, 306);를 포함한다.
And a clamp (306) for fixing the flange to the cylindrical body.
상기 원통형 본체(301)의 외측면을 감싸도록 형성되는 가열부(302)는 상기 원통형 본체 내부를 가열시키고 일정한 온도로 유지시킬 수 있다. 일례로써, 전기로를 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
The
나아가, 상기 원통형 본체(301) 내부에는 원통형 분리망(303)이 위치하며, 상기 원통형 분리망은 플렌지(305)와 결합되어 고정될 수 있도록 상기 원통형 본체 상부에 걸쳐있을 수 있다.
Further, a cylindrical separating net 303 is disposed inside the
또한, 상기 원통형 분리망(303)은 직경이 400 내지 500 ㎛인 구멍들이 형성될 수 있다. 상기 원통형 분리망에 적절한 직경을 가지는 구멍을 형성시키면 최종적으로 생성되는 핵연료 중간물질의 크기가 일정 크기 이상의 입자만을 분리할 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 초기에 만들어진 핵연료 제조 중간 물질인 ADU 겔 입자의 초기입자 크기가 1600 내지 2000 ㎛라면, 상기 핵연료 제조 중간 물질이 숙성 또는 세척 공정을 거치면서 그 크기가 축소되어 1000 내지 1200 ㎛로 변화된다. 이후, 건조 공정을 거치면서 800 내지 1000 ㎛의 직경을 가지고, 1 차 열처리 공정인 하소 처리 공정을 수행하게 되면 더욱 수축하게 된다. 이때, 초기에 만들어진 핵연료 제조 중간 물질의 크기가 매우 작을 경우, 이후의 공정을 통해 더욱 수축되어 동일한 크기의 입자들을 요구하는 핵연료 중간물질의 사양(specification)에 문제를 발생시킬 수 있다.
In addition, the cylindrical separating net 303 may be formed with holes having a diameter of 400 to 500 mu m. If holes having an appropriate diameter are formed in the cylindrical separating net, particles of a predetermined size or larger can be separated from the final nuclear fuel intermediate. Specifically, if the initial particle size of the ADU gel particle as an initial fuel fabrication intermediate material is 1600 to 2000 탆, the size of the nuclear fuel manufacturing intermediate material is reduced to 1000 to 1200 탆 through the aging or washing process . Thereafter, when the calcination process, which is a primary heat treatment process, is performed with a diameter of 800 to 1000 탆 while being subjected to a drying process, it shrinks further. At this time, if the initial size of the nuclear fuel fabrication intermediate is very small, the subsequent process may cause further problems in the specification of the nuclear fuel intermediate which requires the same size of particles.
나아가, 상기 중간처리조(300) 하부에는 제조불량으로 발생되는 미세입자가 상기 원통형 분리망(303)을 통과되며, 이러한 핵연료 제조 중간 물질을 수거하기 위한 용기(105)를 더 포함할 수 있다. 상기 원통형 분리망에 형성된 구멍을 통하여 원하지 않는 직경을 가지는 핵연료 제조 중간 물질은 수거할 수 있다.
Further, fine particles generated due to manufacturing defects may pass through the cylindrical separating net 303 at the lower part of the
또한, 상기 오버플로우관(304)은 두 방향으로 분리되어 진공펌프(102)와 연결된 진공관(304a) 및 세척 용액 저장부(500)와 연결된 세척관(304b)을 포함한다. 이와 같이, 상기 진공관은 진공펌프와 연결되어 있어, 상기 중간처리조(300)에서 건조 공정을 수행하는 경우 진공 상태를 만들어 줄 수 있으며, 상기 세척관은 세척 용액 저장부와 연결되어 있어, 상기 중간처리조에 세척 용액을 공급할 수 있다.
The
본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템에 있어서, 상기 숙성조(200) 및 중간처리조(300)는 이동관(101)으로 연결되어 있으며, 상기 이동관은 숙성 용액의 숙성조로의 유입 및 유출을 제어하는 조절 밸브(101a)를 포함할 수 있다. 상기 조절 밸브를 열어 숙성조와 중간처리조를 연결하여 숙성 용액으로 입자의 유동을 수행하거나, 상기 조절 밸브를 닫아서 중간처리조를 숙성조와 분리시켜 세척, 건조 공정을 수행할 수 있고, 조절 밸브를 열어서 하소 공정을 수행할 수 있다. 또한, 상기 이동관은 유연성을 가질 수 있으며, 이를 위해 유연성을 가지는 기재를 사용하여 제조될 수 있다.
The aging
본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템에 있어서, 상기 숙성 용액 저장부(400)는 상기 숙성조(200) 및 중간처리조(300)와 연결되어 상기 숙성조에서 발생하는 과량의 숙성 용액을 수거 또는 순환시키거나, 중간처리조를 통해 숙성조 하부로 숙성 용액을 재공급하는 역할을 한다.
In the aging-cleaning-drying system of the hot gas furnace or ultra-high temperature gas fired nuclear fuel coated particle intermediate product using the circulation flow according to the present invention, the aged
상기 숙성 용액 저장부(400)는 숙성조(200) 및 중간처리조(300)와 각각 관으로 연결되되, 상기 중간처리조와 연결된 관 중간에는 순환펌프(103)가 위치한다. 상기 순환펌프는 숙성조에서 순환유동을 수행하기 위하여 작동할 수 있으며, 숙성 용액 저장부에 저장된 숙성 용액을 공급할 수 있다.
The aging
또한, 상기 중간처리조(300)와 숙성 용액 저장부(400)를 연결하는 관은 중간처리조 아래쪽 방향으로 관이 연장되고, 드레인 밸브(104)가 형성되어 있어 사용된 숙성 용액 또는 세척 용액을 배출할 수 있다.
The pipe connecting the
나아가, 상기 숙성조(200)와 숙성 용액 저장부(400)를 연결하는 관은 오버플로우관(206)이며, 상기 오버플로우관은 배기관(205)보다 하부에 위치하여 숙성 단계 단계 수행 시, 과량의 숙성 용액을 숙성 용액 저장부로 이동시키거나, 순환시킬 수 있다.
Further, the pipe connecting the aging
본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템에 있어서, 상기 세척 용액 저장부(500)는 상기 중간처리조(300)와 연결되어 상기 중간처리조에서 발생하는 과량의 세척 용액을 수거 또는 순환시키거나, 중간처리조에 세척 용액을 제공한다.
In the aging-cleaning-drying system of the high-temperature gas-fired nuclear fuel coated particle intermediate product using the circulating flow according to the present invention, the washing
이때, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 세척 용액 저장부(500)는,At this time, as shown in FIG. 8, the washing
제1 탱크(501);A
제2 탱크(502);A
제3 탱크(503); 및A
버퍼 탱크(504);를 포함할 수 있다.
And a
상기 세척 용액 저장부(500)는 복수 개로 형성될 수 있으며, 이에 따라 다양한 종류의 세척 용액을 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 세척 용액 저장부는 제1 탱크(501), 제2 탱크(502), 제3 탱크(503)을 포함할 수 있으며, 각각의 탱크에 증류수, 순수 이소프로필알콜, 아조트로픽 이소프로필알콜 등의 세척 용액을 보관할 수 있다.
The cleaning
나아가, 상기 세척 용액 저장부(500)는 중간처리조(300) 상부와 하부에 각각 관으로 연결되고, 상기 중간처리조와 연결된 관 중간에는 작은 순환펌프(106)가 위치한다. 상기 작은 순환펌프는 중간처리조에서 세척 단계를 수행하기 위하여 작동할 수 있으며, 세척 용액 저장부에 저장된 세척 용액을 공급할 수 있다.
Further, the washing
또한, 상기 중간처리조(300) 상부와 세척 용액 저장부(500)를 연결하는 관 중간에 버퍼 탱크(504)가 위치할 수 있다.
The
본 발명에 따른 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템에 있어서, 상기 가스 공급부(600)는 중간처리조(300)와 연결되고 반응 가스 예열 수단(601)을 포함하며, 외부로부터 제공되는 가스를 기설정된 온도로 예열하여 예열된 가스를 중간처리조에 제공할 수 있다. In the aging-cleaning-drying system of the hot gas furnace or the ultra high temperature gas fuel coated particle intermediate product using the circulation flow according to the present invention, the
이때, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 가스 공급부(600)의 예열 수단(601)은 유도 코일을 사용할 수 있다.
9, the preheating
또한, 본 발명은In addition,
핵연료 제조 중간 물질과 숙성 용액을 숙성조에 도입하여 핵연료 제조 중간 물질을 숙성시키는 단계(단계 1);Introducing the nuclear fuel manufacturing intermediate material and the aging solution into the aging tank to agitate the nuclear fuel manufacturing intermediate material (step 1);
상기 단계 1에서 사용된 숙성 용액을 제거한 후, 중간처리조에 세척 용액을 도입하여 상기 단계 1에서 숙성된 핵연료 제조 중간 물질을 세척하는 단계(단계 2); 및(Step 2) washing the aged nuclear fuel manufacturing intermediate material in step 1 by introducing a washing solution into the intermediate treatment tank after removing the aging solution used in step 1; And
상기 단계 2에서 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 중간처리조에서 건조시키는 단계(단계 3);를 포함하는 상기에 따른 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템의 운전방법을 제공한다.
Washing and drying (AWD) system comprising the step (3) of drying the nuclear fuel manufacturing intermediate washed in step 2 in an intermediate treatment tank .
이하, 본 발명에 따른 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템의 운전방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of operating an aging-washing-drying (AWD) system according to the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템의 운전방법에 있어서, 단계 1은 핵연료 제조 중간 물질과 숙성 용액을 숙성조(200)에 도입하여 핵연료 제조 중간 물질을 숙성시키는 단계이다.First, in the operation method of the aging-washing-drying (AWD) system according to the present invention, step 1 is a step of introducing the nuclear fuel manufacturing intermediate material and the aging solution into the aging
구체적으로, 상기 단계 1은 핵연료 제조 중간 물질인 ADU 겔 입자를 숙성 용액과 함께 숙성조에 도입하여 숙성조 내에서 핵연료 제조 중간 물질을 숙성시키는 단계로써, 상기 숙성 용액은 투입구(207)로 핵연료 제조 중간 물질과 함께 투입이 되거나, 숙성조(200) 및 중간처리조(300)와 연결된 용액 저장부(400)를 통해 공급될 수 있다.
Specifically, step 1 is a step of introducing ADU gel particles, which are intermediate materials for manufacturing nuclear fuel, into an aging tank together with an aging solution to agitate the nuclear fuel manufacturing intermediate material in the aging tank, Or may be supplied through the
이때, 상기 단계 1의 숙성시키는 단계를 수행하기 위해서는 상기 숙성조(200)에서 순환유동이 수행될 수 있어야한다. 상기 순환유동이란 용기 속의 분립체(粉粒體)가 유체(액체 또는 기체)의 일정한 유속에 따라 형성하여 이동하는 층에서 반응하는 것으로 유동층에서는 용기 내의 입자가 거의 균일하게 혼합되고, 입자와 유체의 접촉이 좋고, 온도조절이 손쉬워, 간단한 장치로 다량의 분립체를 연속적으로 처리하여 그 일부를 빼내거나 공급할 수가 있다.
At this time, in order to carry out the aging step of the step 1, the circulation flow must be performed in the aging
상기 순환유동은 숙성조(200)에서 수행되며, 투입구(207) 또는 용액 저장부(400)에서 공급된 숙성 용액으로 순환펌프(103)를 통해 순환유동을 수행하게 된다.
The circulating flow is performed in the aging
이때, 상기 순환유동이 수행되기 위해서는 상기 숙성조(200)의 원통형 본체(201)에서 역원뿔 형태인 바닥면의 각도가 수평면에 대하여 40 내지 75 °인 것이 바람직하다. 만약, 상기 원통형 본체에서 역원뿔 형태인 바닥면의 각도가 수평면에 대하여 40 °미만일 경우에는 숙성 또는 세척 공정을 수행할 때 순환유동이 일어나기 어려운 문제가 있으며, 75 °를 초과하는 경우에는 유동되는 입자의 하부에서 인입되는 숙성 용액 또는 세척 용액의 상향 흐름에 따른 유속의 저항으로 인해 상부에 위치한 입자가 하부로 중력에 의해 내려오지 못하기 때문에 입자 전체의 유동에 문제가 있다.
At this time, in order to perform the circulating flow, it is preferable that the angle of the bottom surface of the inverted conical shape in the
또한, 상기 단계 1에서 숙성 공정의 운전 온도가 상온보다 높을 경우, 숙성시키는 단계를 수행함으로써 증발되는 숙성 용액은 배기관(205)으로 이동하여 콘덴서(205a)로 인해 냉각되어 다시 숙성조(200)의 원통형 본체(201)로 흐르게 된다.
When the operation temperature of the aging step is higher than the room temperature, the aging solution evaporated by the aging step moves to the
나아가, 상기 단계 1에서 숙성시키는 단계를 수행함으로써 발생하는 과량의 숙성 용액은 배기관(205)보다 하부에 위치한 오버플로우관(206)을 통해 숙성 용액 저장부(400)로 이동하게 된다.
Further, the excess aged solution generated by performing the aging step in the step 1 moves to the aged
다음으로, 본 발명에 따른 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템의 운전방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 사용된 숙성 용액을 제거한 후, 중간처리조에 세척 용액을 도입하여 상기 단계 1에서 숙성된 핵연료 제조 중간 물질을 세척하는 단계이다.Next, in an operation method of an aging-washing-drying (AWD) system according to the present invention, step 2 is a step of removing the aged solution used in step 1, introducing a washing solution into the intermediate treatment tank And washing the aged nuclear fuel manufacturing intermediate material in the step 1.
구체적으로, 상기 단계 1에서 핵연료 제조 중간 물질의 숙성이 끝난 후, 숙성된 핵연료 제조 중간 물질은 숙성조(200) 하부에 위치한 중간처리조(300) 내부의 원통형 분리망(303)에 위치하게 되고, 중간처리조 하부의 관에 형성되어 있는 드레인 밸브(104)를 열어 숙성 용액을 배출한다.Specifically, after the aging of the nuclear fuel fabrication intermediate material in step 1, the aged nuclear fuel fabrication intermediate material is placed in the cylindrical separating net 303 inside the
그 후, 조절 밸브(101a)를 연 상태에서 세척 용액 저장부(500)의 밸브를 연 후, 상기 세척 용액 저장부와 중간처리조가 연결된 관에 위치하는 작은 순환펌프(106)를 가동하여 원하는 세척 용액을 중간처리조로 공급함으로써 세척 단계를 수행할 수 있다. 이때, 세척 용액이 중간처리조 상부에 위치하고 있는 오버플로우관(304)을 통해 버퍼 탱크(504)로 순환될 수 있으며, 이와 같이 오버플로우된 용액이 작은 순환펌프를 통해 계속 순환됨으로써 순환유동을 이용하여 세척할 수 있다.
Thereafter, the valve of the washing
상기 단계 2에서 세척 용액의 도입은 세척 용액 저장부(500)를 통해 수행될 수 있으며, 상기 세척 용액 저장부는 제1 탱크(501), 제2 탱크(502) 및 제3 탱크(503)를 포함할 수 있다.
In the step 2, introduction of the cleaning solution may be performed through the cleaning
이때, 상기 세척 용액 저장부(500)는 복수 개로 형성될 수 있으며, 이에 따라 다양한 종류의 세척 용액을 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 세척 용액 저장부는 제1 탱크(501), 제2 탱크(502) 및 제3 탱크(503)에 증류수, 아조트로픽 이소프로필알콜 및 순수 이소프로필알콜의 세척 용액을 각각 보관할 수 있다.
At this time, the cleaning
또한, 상기 단계 2에서 세척 용액의 도입은 일례로써, 증류수를 포함하는 제1 탱크(501)의 밸브를 열고, 나머지 탱크의 밸브는 잠근 후 작동시켜 증류수로 숙성된 핵연료 제조 중간 물질을 세척하고, 제1 탱크의 밸브를 잠근 후 제2 탱크(502)의 밸브를 열어 아조트로픽 이소프로필알콜로 숙성된 핵연료 제조 중간 물질을 세척하며, 제2 탱크의 밸브를 잠근 후 제3 탱크(503)의 밸브를 열어 순수 이소프로필알콜로 세척을 수행할 수 있다.
In addition, in step 2, introduction of the cleaning solution may be performed by opening the valve of the
이와 같이, 다양한 세척 용액을 사용할 수 있으며, 각각의 세척 용액을 사용하여 세척 단계를 수행할 때, 오버플로우관(304)을 통해 오버플로우되는 세척 용액이 버퍼 탱크(504)에 모여 작은 순환펌프(106)를 통해 순환시키면서 세척을 할 수 있다. 한 종류의 세척 용액을 사용한 세척이 끝난 후, 세척 용액을 드레인 시키거나, 보관되어 있는 탱크로 이동시킨 후, 다음 세척 공정을 상기와 동일한 방법으로 수행할 수 있다.
In this way, various washing solutions can be used, and when performing the washing step using each washing solution, the washing solution overflowing through the
이때, 상기 단계 1과 마찬가지로 세척시키는 단계를 수행하기 위해서 순환유동이 수행되며, 상기 순환유동이 수행되기 위해서는 상기 중간처리조(300)의 원통형 본체(301)에서 역원뿔 형태인 바닥면의 각도가 수평면에 대하여 40 내지 75 °인 것이 바람직하다.
In order to carry out the circulating flow, the angle of the bottom surface in the inverted conical shape in the
다음으로, 본 발명에 따른 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템의 운전방법에 있어서, 단계 3은 상기 단계 2에서 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 중간처리조에서 건조시키는 단계이다.Next, in a method of operating an aging-washing-drying (AWD) system according to the present invention, step 3 is a step of drying the nuclear fuel manufacturing intermediate washed in step 2 in an intermediate treatment tank .
구체적으로, 상기 단계 2에서 세척이 완료된 핵연료 제조 중간 물질은 중간처리조(300) 내부의 원통형 분리망(303)에 위치하게 되고, 중간처리조 하부의 관에 형성되어 있는 드레인 밸브(104)를 열어 세척 용액을 배출한다.Specifically, the nuclear fuel manufacturing intermediate material that has been cleaned in step 2 is placed in the cylindrical separating net 303 inside the
그 후, 상기 중간처리조(300) 상부 이동관(101)에 위치한 조절 밸브(101a)를 닫아 중간처리조를 고립시킨 후, 중간처리조 오버플로우관(304)에 형성되어 있는 진공관(304a) 및 상기 진공관과 연결되어 있는 진공펌프(102)를 통해 중간처리조 내부를 진공상태로 만들어 줄 수 있으며, 필요에 따라 예열된 가스를 공급하여 원하는 분위기에서 건조시킬 수 있다.
Thereafter, the
이때, 상기 단계 2에서 건조된 핵연료 제조 중간 물질은 원통형 분리망(303)에 위치하며, 중간처리조(300) 내부의 원통형 본체(301)와 원통형 분리망을 분리하며 손쉽게 결과물을 얻을 수 있다.
At this time, the nuclear fuel manufacturing intermediate material dried in the step 2 is located in the cylindrical separating net 303, and the
또한, 상기 단계 3을 수행하고 난 후, 상기 단계 3에서 건조된 핵연료 제조 중간 물질을 중간처리조에서 분위기 가스 하에 하소시키는 단계(단계 4);를 더 포함할 수 있다.
Further, the method may further include a step (step 4) of calcining the nuclear fuel fabrication intermediate material dried in step 3 in the intermediate treatment tank under atmospheric gas after performing step 3 above.
구체적으로, 상기 단계 4는,Specifically, in step 4,
중간처리조 내부의 온도를 기설정된 온도로 예열하는 단계(단계 a); 및Preheating the interior of the intermediate treatment tank to a predetermined temperature (step a); And
상기 단계 a에서 예열된 중간처리조 내부에 반응 가스를 주입하여 상기 핵연료 제조 중간물질을 분위기 가스 하에서 열처리하여 미세 입자를 생성하는 단계(단계 b);를 포함할 수 있다.
And injecting a reaction gas into the intermediate treatment vessel preheated in step (a) to heat-treat the nuclear fuel intermediate material in an atmospheric gas to produce fine particles (step b).
상기 단계 4의 하소는 가스 공급부(600)를 통해 기설정된 온도로 가열된 분위기 가스를 중간처리조(300) 내부에 주입하여 원통형 분리망(303)에 위치한 핵연료 제조 중간 물질을 열처리하여 미세 입자를 생성할 수 있으며, 일례로써 공기분위기(또는 산소분위기)에서 산화시켜 구형의 형태를 유지하면서 구형산화물 입자로 변환시킬 수 있다.
The calcination in step 4 is performed by injecting atmospheric gas heated to a predetermined temperature through the
또한, 상기 단계 4의 하소는 다양한 온도에서 입자의 유동 없이 수행될 수 있으며, 상기 하소가 수행되는 온도범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
In addition, the calcination in step 4 can be performed without flowing the particles at various temperatures, and the temperature range in which the calcination is performed is not limited thereto.
한편, 상기 핵연료 제조 중간물질이 우라늄 산화물을 포함하는 경우에는 공기분위기에서 상기 열분해가 수행될 수 있으며, 상기 핵연료 제조 중간 물질이 탄소(C)를 포함하는 경우에는 환원가스 분위기 혹은 불활성가스 분위기에서 상기 열분해가 수행될 수 있다. 그러나, 상기 ADU 겔의 열분해를 위한 하소가 수행되는 조건이 상기 가스들로 제한되는 것은 아니다.
In the case where the nuclear fuel manufacturing intermediate material includes uranium oxide, the thermal decomposition can be performed in an air atmosphere. When the nuclear fuel manufacturing intermediate material includes carbon (C) Pyrolysis can be performed. However, the condition under which the calcination for pyrolysis of the ADU gel is performed is not limited to the above gases.
이와 같이, 본 발명에 따른 핵연료 피복입자의 제조방법은 숙성-세척-건조 공정뿐만 아니라, 하소 공정을 동시에 수행할 수 있다.
As described above, the manufacturing method of the fuel-coated particles according to the present invention can simultaneously perform the aging-washing-drying process as well as the calcining process.
나아가, 본 발명은Further,
상기의 운전방법으로 제조되는 핵연료 피복입자를 제공한다.
Coated particles produced by the above-described operating method.
본 발명에 따른 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 제조 중간물질 처리과정은 일반적으로 사용되는 장치의 복잡한 구성 및 어려운 운전 방법 등의 문제점을 해결하여 제조할 수 있다. 또한, 순환유동을 이용하여 손쉽게 숙성 및 세척 공정을 수행하여 제조할 수 있으며, 건조 공정 수행 후에 다음 단계인 하소 처리 공정까지 동시에 수행하여 제조할 수 있다.
The process of treating an intermediate material for manufacturing a nuclear fuel coated particle with a high-temperature gas or an ultra-high temperature gas according to the present invention can be manufactured by solving the problems such as a complicated construction of a generally used apparatus and a difficult operation method. Also, it can be easily manufactured by using a circulating flow to perform an aging and washing process, and the drying process and the subsequent calcination process can be simultaneously performed.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100 : 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템
101 : 이동관 101a : 조절 밸브
102 : 진공펌프 103 : 순환펌프
104 : 드레인 밸브 105 : 용기
106 : 작은 순환펌프 200 : 숙성조
201 : 원통형 본체 202 : 가열부
203 : 플렌지 204 : 클램프
205 : 배기관 205a : 콘덴서
205b : 냉각부 206 : 오버플로우관
207 : 투입구 300 : 중간처리조
301 : 원통형 본체 302 : 가열부
303 : 원통형 분리망 304 : 오버플로우관
304a : 진공관 304b : 세척관
305 : 플렌지 306 : 클램프
400 : 숙성 용액 저장부 500 : 세척 용액 저장부
501 : 제1 탱크 502 : 제2 탱크
503 : 제3 탱크 504 : 버퍼 탱크
600 : 가스 공급부 601 : 예열 수단100: aging of nuclear fuel coated particle intermediate with hot gas or ultra high temperature gas using circulating flow - washing - drying system
101: moving
102: Vacuum pump 103: Circulation pump
104: drain valve 105: container
106: small circulation pump 200: aging tank
201: Cylindrical body 202: Heating part
203: flange 204: clamp
205:
205b: cooling section 206: overflow pipe
207: inlet 300: intermediate treatment tank
301: Cylindrical body 302:
303: Cylindrical separating net 304: Overflow pipe
304a:
305: Flange 306: Clamp
400: Aging solution storage part 500: Washing solution storage part
501: first tank 502: second tank
503: Third tank 504: Buffer tank
600: gas supply unit 601: preheating means
Claims (20)
순환유동을 이용한 상기 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템은,
핵연료 제조 중간 물질을 숙성 용액을 이용하여 숙성하기 위한 숙성조;
상기 숙성조 하부에 구비되고 상기 숙성조와 이동관으로 연결되되, 숙성 또는 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 보관, 건조 및 수거할 수 있는 중간처리조;
상기 숙성조 및 중간처리조와 연결되어 상기 중간처리조를 통해 숙성조에 숙성 용액을 제공하거나 숙성조에서 발생하는 과량의 숙성 용액을 수거 또는 순환시키는 숙성 용액 저장부;
상기 중간처리조 상부와 하부에 연결되어 상기 중간처리조에 세척 용액을 제공하거나 중간처리조에서 발생하는 과량의 세척 용액을 수거 또는 순환시키는 세척 용액 저장부;
상기 중간처리조와 연결되고 반응 가스 예열 수단을 포함하는 가스 공급부; 및
상기 숙성조, 중간처리조, 용액 저장부 및 가스 공급부의 구동 및 온도를 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 숙성조는,
바닥면이 역원뿔 형태이며, 상부가 뚫려있는 원통형 본체;
상기 원통형 본체의 외측면을 감싸도록 형성되어, 상기 원통형 본체 내부를 가열시키고 일정한 온도로 유지시키는 가열부;
상기 원통형 본체의 상부를 막아주는 플렌지(flange);
상기 플렌지를 원통형 본체에 고정시키는 클램프(clamp);
상기 원통형 본체 내부와 연결되고, 기체-액체 경계면 상부에 위치하는 배기관;
상기 배기관 하부에 위치하는 오버플로우관; 및
상기 원통형 본체 내부와 관으로 연결되고, 원통형 본체 상부에 위치하는 투입구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
Aging step of aging the nuclear fuel manufacturing intermediate material with the aging solution, washing the aged nuclear fuel manufacturing intermediate material with the washing solution to remove impurities, and drying the washed nuclear fuel manufacturing intermediate material ) Aging-washing-drying (AWD) system of high-temperature gas or ultra-high-temperature gas-fuel coated particle intermediate products,
The aging-cleaning-drying system of the hot gas furnace or the ultra high temperature gas fuel coated particle intermediate product using the circulating flow,
Aging tank for aging nuclear fuel manufacturing intermediate material using aging solution;
An intermediate treatment tank provided at the bottom of the aging tank and connected to the aging tank by a moving pipe, wherein the intermediate treatment tank is capable of storing, drying and collecting the aged or washed nuclear fuel manufacturing intermediate material;
An aging solution storage part connected to the aging tank and the intermediate treatment tank to provide an aging solution in the aging tank through the intermediate treatment tank or to collect or circulate excessive aging solution generated in the aging tank;
A washing solution storage part connected to the upper and lower parts of the intermediate treatment tank to supply the cleaning solution to the intermediate treatment tank or to collect or circulate excess cleaning solution generated in the intermediate treatment tank;
A gas supply unit connected to the intermediate treatment tank and including a reaction gas preheating unit; And
And a control unit for controlling the driving and temperature of the aging tank, the intermediate treatment tank, the solution storage unit, and the gas supply unit,
The aging tank,
A cylindrical body having an inverted conical bottom surface and an upper portion;
A heating unit formed to surround the outer surface of the cylindrical body and heating the inside of the cylindrical body to maintain a constant temperature;
A flange for blocking an upper portion of the cylindrical body;
A clamp for securing the flange to the cylindrical body;
An exhaust pipe connected to the inside of the cylindrical body and positioned above the gas-liquid interface;
An overflow pipe located under the exhaust pipe; And
And an inlet connected to the inside of the cylindrical body and connected to the upper portion of the cylindrical body, wherein the inlet is located above the cylindrical body.
상기 원통형 본체에서 역원뿔 형태인 바닥면의 각도는 수평면에 대하여 40 내지 75 °인 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the angle of the bottom surface in the shape of the inverted cone in said cylindrical body is 40-75 relative to the horizontal plane.
상기 배기관은 콘덴서(condenser)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
The method according to claim 1,
Characterized in that the exhaust pipe further comprises a condenser, characterized in that it further comprises a condenser, wherein the hot-gas or ultra-high temperature gas fired particle intermediate product is aged, washed and dried.
상기 중간처리조는,
바닥면이 역원뿔 형태이며, 상부가 뚫려있는 원통형 본체;
상기 원통형 본체의 외측면을 감싸도록 형성되어, 상기 원통형 본체 내부를 가열시키고 일정한 온도로 유지시키는 가열부;
상기 원통형 본체 내부에 위치하며, 숙성 또는 세척 단계를 수행하고 난 후의 핵연료 제조 중간 물질을 보관하는 원통형 분리망;
상기 원통형 본체와 연결된 오버플로우관;
상기 원통형 본체의 상부를 막아주는 플렌지(flange); 및
상기 플렌지를 원통형 본체에 고정시키는 클램프(clamp);를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
The method according to claim 1,
The intermediate treatment tank,
A cylindrical body having an inverted conical bottom surface and an upper portion;
A heating unit formed to surround the outer surface of the cylindrical body and heating the inside of the cylindrical body to maintain a constant temperature;
A cylindrical separating mesh located inside the cylindrical body and storing the fuel manufacturing intermediate material after performing the aging or washing step;
An overflow pipe connected to the cylindrical body;
A flange for blocking an upper portion of the cylindrical body; And
And a clamp for securing the flange to the cylindrical body. A system for aging, cleaning and drying a hot gas or ultra high temperature gas fired particle intermediate product using a circulating flow.
상기 오버플로우관은 두 방향으로 분리되어 진공펌프와 연결된 진공관 및 세척 용액 저장부와 연결된 세척관을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the overflow pipe includes a vacuum pipe connected to a vacuum pump and a washing pipe connected to the washing solution storage part, the vacuum pipe being connected to the vacuum pump, the aging- Wash-dry system.
상기 원통형 분리망은 플렌지와 결합되어 고정될 수 있도록 상기 원통형 본체 상부에 걸쳐있는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the cylindrical separation network spans an upper portion of the cylindrical body so as to be fixedly coupled with the flange. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 원통형 분리망은 직경이 400 내지 500 ㎛인 구멍들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the cylindrical separating nets are formed with holes having a diameter of 400 to 500 mu m. The aging-washing-drying system of the high-temperature gas-fired or ultra high-temperature gas fuel coated particle intermediate product using the circulating flow.
상기 이동관은 숙성 용액 또는 세척 용액의 숙성조로의 유입 및 유출을 제어하는 조절 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
The method according to claim 1,
Characterized in that the moving tube comprises a regulating valve for controlling the ingress and egress of the aging solution or cleaning solution into the aging tank, characterized in that the aging-cleaning-drying system of the hot gas or ultra high temperature gas- .
상기 숙성 용액 저장부는 숙성조 및 중간처리조와 각각 관으로 연결되되, 상기 중간처리조와 연결된 관 중간에는 순환펌프가 위치하는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
The method according to claim 1,
Characterized in that the aged solution storage part is connected to the aging tank and the intermediate treatment tank by a pipe, and a circulation pump is disposed in the middle of the pipe connected to the intermediate treatment tank. The high temperature gas furnace or the ultra high temperature gas fuel coated intermediate product Aging-washing-drying system.
상기 중간처리조와 숙성 용액 저장부를 연결하는 관은 중간처리조 아래쪽 방향으로 관이 연장되고, 드레인 밸브가 형성되어 있어 사용된 숙성 용액 또는 세척 용액을 배출할 수 있는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
11. The method of claim 10,
Wherein the pipe connecting the intermediate treatment tank and the aged solution storage part has a tube extending downward from the intermediate treatment tank and a drain valve formed to discharge the used aging solution or cleaning solution. Aging-washing-drying system of nuclear fuel coated particle intermediate with gas or ultra-high temperature gas.
상기 숙성조와 숙성 용액 저장부를 연결하는 관은 오버플로우관이며, 상기 오버플로우관은 배기관보다 하부에 위치하여 숙성 단계 또는 세척 단계 수행 시, 과량의 숙성 용액을 숙성 용액 저장부로 수거하거나 순환시키는 것을 특징으로 하는 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙 숙성-세척-건조 시스템.
11. The method of claim 10,
The pipe connecting the aging tank and the aged solution storage part is an overflow pipe. The overflow pipe is located below the exhaust pipe, and when the aging step or the washing step is performed, excess aged solution is collected or circulated in the aged solution storage part Cleaning-drying system of a nuclear fuel coated particle intermediate product with a hot gas or ultra-high temperature gas.
상기 세척 용액 저장부는 제1 탱크, 제2 탱크 및 제3 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙 숙성-세척-건조 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the cleaning solution reservoir comprises a first tank, a second tank and a third tank, characterized in that the cleaning solution reservoir comprises a first tank, a second tank and a third tank.
상기 세척 용액 저장부는 중간처리조 상부와 하부에 각각 관으로 연결되고, 상기 중간처리조 하부에 연결된 관 중간에는 작은 순환펌프가 위치하는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the cleaning solution storage part is connected to the upper part of the intermediate treatment tank and the lower part of the intermediate treatment tank and a small circulation pump is disposed in the middle of the pipe connected to the lower part of the intermediate treatment tank. Aging-washing-drying system of coated particle intermediate.
상기 중간처리조 상부와 세척 용액 저장부를 연결하는 관 중간에 버퍼 탱크가 위치하는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템.
15. The method of claim 14,
Characterized in that a buffer tank is located in the middle of the line connecting the intermediate treatment tank and the wash solution reservoir, wherein the buffer tank is located between the intermediate tank and the wash solution reservoir.
순환유동을 이용한 상기 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템은,
핵연료 제조 중간 물질을 숙성 용액을 이용하여 숙성하기 위한 숙성조;
상기 숙성조 하부에 구비되고 상기 숙성조와 이동관으로 연결되되, 숙성 또는 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 보관, 건조 및 수거할 수 있는 중간처리조;
상기 숙성조 및 중간처리조와 연결되어 상기 중간처리조를 통해 숙성조에 숙성 용액을 제공하거나 숙성조에서 발생하는 과량의 숙성 용액을 수거 또는 순환시키는 숙성 용액 저장부;
상기 중간처리조 상부와 하부에 연결되어 상기 중간처리조에 세척 용액을 제공하거나 중간처리조에서 발생하는 과량의 세척 용액을 수거 또는 순환시키는 세척 용액 저장부;
상기 중간처리조와 연결되고 반응 가스 예열 수단을 포함하는 가스 공급부; 및
상기 숙성조, 중간처리조, 용액 저장부 및 가스 공급부의 구동 및 온도를 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 숙성조는,
바닥면이 역원뿔 형태이며, 상부가 뚫려있는 원통형 본체;
상기 원통형 본체의 외측면을 감싸도록 형성되어, 상기 원통형 본체 내부를 가열시키고 일정한 온도로 유지시키는 가열부;
상기 원통형 본체의 상부를 막아주는 플렌지(flange);
상기 플렌지를 원통형 본체에 고정시키는 클램프(clamp);
상기 원통형 본체 내부와 연결되고, 기체-액체 경계면 상부에 위치하는 배기관;
상기 배기관 하부에 위치하는 오버플로우관; 및
상기 원통형 본체 내부와 관으로 연결되고, 원통형 본체 상부에 위치하는 투입구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동을 이용한 고온가스로 또는 초고온가스로 핵연료 피복입자 중간생성물의 숙성-세척-건조 시스템의 운전방법에 있어서,
핵연료 제조 중간 물질과 숙성 용액을 상기 숙성조에 도입하여 핵연료 제조 중간 물질을 숙성시키는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 사용된 숙성 용액을 제거한 후, 상기 중간처리조에 세척 용액을 도입하여 상기 단계 1에서 숙성된 핵연료 제조 중간 물질을 세척하는 단계(단계 2); 및
상기 단계 2에서 세척된 핵연료 제조 중간 물질을 상기 중간처리조에서 건조시키는 단계(단계 3);를 포함하는 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템의 운전방법.
Aging step of aging the nuclear fuel manufacturing intermediate material with the aging solution, washing the aged nuclear fuel manufacturing intermediate material with the washing solution to remove impurities, and drying the washed nuclear fuel manufacturing intermediate material Washing-Drying (AWD) system of nuclear fuel-coated particle intermediate product with high-temperature gas or ultra-high-temperature gas,
The aging-cleaning-drying system of the hot gas furnace or the ultra high temperature gas fuel coated particle intermediate product using the circulating flow,
Aging tank for aging nuclear fuel manufacturing intermediate material using aging solution;
An intermediate treatment tank provided at the bottom of the aging tank and connected to the aging tank by a moving pipe, wherein the intermediate treatment tank is capable of storing, drying and collecting the aged or washed nuclear fuel manufacturing intermediate material;
An aging solution storage part connected to the aging tank and the intermediate treatment tank to provide an aging solution in the aging tank through the intermediate treatment tank or to collect or circulate excessive aging solution generated in the aging tank;
A washing solution storage part connected to the upper and lower parts of the intermediate treatment tank to supply the cleaning solution to the intermediate treatment tank or to collect or circulate excess cleaning solution generated in the intermediate treatment tank;
A gas supply unit connected to the intermediate treatment tank and including a reaction gas preheating unit; And
And a control unit for controlling the driving and temperature of the aging tank, the intermediate treatment tank, the solution storage unit, and the gas supply unit,
The aging tank,
A cylindrical body having an inverted conical bottom surface and an upper portion;
A heating unit formed to surround the outer surface of the cylindrical body and heating the inside of the cylindrical body to maintain a constant temperature;
A flange for blocking an upper portion of the cylindrical body;
A clamp for securing the flange to the cylindrical body;
An exhaust pipe connected to the inside of the cylindrical body and positioned above the gas-liquid interface;
An overflow pipe located under the exhaust pipe; And
And an inlet connected to the interior of the cylindrical body through a pipe and positioned above the cylindrical body, wherein the circulation flow is used to agitate the intermediate product of the high-temperature gas or ultra-high temperature gas-fired particles, In the method,
Introducing the fuel manufacturing intermediate and the aging solution into the aging tank to agitate the nuclear fuel manufacturing intermediate (step 1);
(Step 2) washing the aged nuclear fuel manufacturing intermediate material in step 1 by introducing a washing solution into the intermediate treatment tank after removing the aging solution used in step 1; And
(3) drying the nuclear fuel manufacturing intermediate washed in step (2) in the intermediate treatment tank (3).
상기 단계 3을 수행하고 난 후, 상기 단계 3에서 건조된 핵연료 제조 중간 물질을 상기 중간처리조에서 분위기 가스 하에 하소시키는 단계(단계 4);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템의 운전방법.
17. The method of claim 16,
(Step 4) of calcining the nuclear fuel preparation intermediate dried in step 3 under an atmospheric gas in the intermediate treatment tank after performing step 3 above, Aging-Washing-Drying, AWD).
상기 단계 4는,
중간처리조 내부의 온도를 기설정된 온도로 예열하는 단계(단계 a); 및
상기 단계 a에서 예열된 중간처리조 내부에 반응 가스를 주입하여 상기 핵연료 제조 중간물질을 열처리시켜 미세 입자를 생성하는 단계(단계 b);를 포함하는 것을 특징으로 하는 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템의 운전방법.
18. The method of claim 17,
In step 4,
Preheating the interior of the intermediate treatment tank to a predetermined temperature (step a); And
(Step b) of injecting a reaction gas into the intermediate treatment vessel pre-heated in step (a) to produce fine particles by heat-treating the nuclear fuel manufacturing intermediate material (step b). Washing-Drying, AWD) system.
상기 단계 1 및 상기 단계 2의 숙성 및 세척은 숙성 용액 및 세척 용액을 순환시켜 핵연료 제조 중간 물질을 유동시키는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 숙성-세척-건조(Ageing-Washing-Drying, AWD) 시스템의 운전방법.
17. The method of claim 16,
The aging-washing-drying (AWD) system according to claim 1, wherein the aging and washing of the step 1 and the step 2 are carried out by circulating the aging solution and the washing solution to flow the nuclear fuel manufacturing intermediate material Operating method.
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| JP2007001814A (en) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Nuclear Fuel Ind Ltd | Method and apparatus for continuously manufacturing ammonium diuranate particle |
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