KR101732884B1 - 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 소결체를 일괄적으로 반전시킬 수 있도록 함으로써 소결체 육안검사에 대한 편의성 및 작업 생산성을 높인 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 상부를 구성하는 베이스 플레이트와, 측부를 구성하는 사이드 커버 플레이트를 포함하는 프레임;상기 베이스 플레이트 중, 베이스 플레이트의 중앙을 기준으로 일측으로 치우치게 설치된 회전축;상기 회전축에 힌지 결합되되 회전축을 중심으로 양측에 각각 배치되며, 어느 하나에는 복수의 소결체가 배열된 트레이가 배치되고 다른 하나에는 빈 트레이가 배치된 한 쌍의 안착판;상기 한 쌍의 안착판 하방에 설치되며, 소결체로부터 비산된 분진이 집진되는 집진유닛:을 포함하며, 상기 프레임의 상부에는 회전축의 양단부를 지지하는 한 쌍의 서포트 블록이 설치되며, 상기 집진유닛은, 프레임의 상부에 설치되어 소결체로부터 비산된 분진이 유입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 설치된 호퍼 가이드와, 상기 호퍼 가이드에 탈착되며, 분진이 집진되는 분진 바스켓을 포함하며, 상기 안착판은, 트레이에 대응되는 바닥부와, 상기 바닥부의 둘레에 수직으로 형성되어 바닥부에 안착된 트레이가 이탈되는 것으로 방지하는 격벽을 포함하고, 안착판의 일측에는 회전축이 통과하는 축공이 형성된 힌지부가 탈착 가능하게 결합되어 상기 안착판이 자유 회전될 수 있도록 하고, 상기 프레임의 상부에는 서로 펼쳐진 한 쌍의 안착판 저면을 지지하는 새들 블록이 각각 더 설치되며, 상기 분진 바스켓은 호퍼 가이드에 탈착되도록 서랍식으로 구성되어, 상기 한 쌍의 안착판은 포개진 상태에서 회전축을 중심으로 자유회전되면서 복수의 소결체가 뒤집혀지도록 하여 소결체 모든 부위의 육안검사가 이루어질 수 있도록 한 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치를 제공한다.

Description

핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치{A fuel pallet visual inspection device for manufacturing a nuclear fuel rod}
본 발명은 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 소결체를 일괄적으로 반전시켜 소결체 육안검사에 대한 편의성을 높인 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치에 관한 것이다.
원자로는 핵분열 물질의 연쇄 핵분열반응을 인공적으로 제어하여 핵분열에서 발생되는 열에너지를 동력으로 사용하기 위한 장치이다.
일반적으로 경수로 원전에서는 우라늄-235의 비율을 2~5%로 높인 농축우라늄을 사용하며, 원자로에서 사용되는 핵연료로 가공하기 위하여 우라늄을 5g 정도 무게의 원통형 핵연료 소결체(pellet)로 만드는 성형가공을 한다.
이와 같이 성형 가공된 소결체는 건조로 내에서 건조를 거쳐서 내식성이 양호한 특수합금으로 제작된 튜브 형상의 피복관에 장입된 후에 봉인을 거쳐 핵연료봉으로 제작되며, 제작된 핵연료봉은 다발 형태로 핵연료 집합체로 구성되어 원자로의 노심에 장전된 후에 핵반응을 통해 연소가 이루어진다.
소결체는 핵연료 유형별로 차이가 있기는 하지만 대략 8 내외의 직경과 10 내외의 길이를 갖는 원통 형상으로 제작되며, 따라서 4m 내외의 길이를 갖는 핵연료봉에는 대략 400 개 정도의 소결체가 장입된다.
또한 핵연료 집합체는 대략 수백 개의 핵연료봉으로 구성되므로, 하나의 핵연료 집합체를 제작하기 위해서는 수만 개의 소결체를 피복관에 장입하여 핵연료봉을 제작하는 공정을 필요로 한다.
그러나 소결체는 성형가공에서 길이에 다소 편차가 발생될 수 있으며, 피복관은 단위 소결체 길이에 비해 상당히 길어서 소결체 길이 편차의 누적으로 인하여 피복관으로 장입되는 소결체의 숫자는 고정되지 않고 차이가 발생한다.
따라서 소결체 제작 상에서 발생되는 길이의 편차는 소결체를 피복관에 자동으로 장입하기 위한 자동화 공정 설계에 어려움이 있는 문제가 있었다.
이러한 문제를 방지하기 위하여, 작업자가 각각의 소결체를 육안으로 직접 확인하는 방법을 통해, 피복관에 소결체의 장입이 규격에 맞게 이루어질 수 있도록 하였다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 격벽에 의해 구획된 공간(1)을 갖는 트레이(2)에 복수의 소결체(3)를 정렬한 후, 작업자가 육안으로 확인함으로써, 소결체(3)의 규격에 대한 검사가 이루어질 수 있었던 것이다.
이때, 소결체(3)의 규격뿐만 아니라, 소결체(3)가 제작되는 과정에서 소결체(3)의 표면에 발생한 흠집 등을 판별해내는 품질 검사작업도 실시하게 된다.
이때, 트레이(2) 상에서 노출된 소결체(3)의 상부 검사가 끝나면, 작업자는 상기 소결체(3)를 뒤집어 트레이(2)에 정렬한 후, 소결체(3) 하부 상태를 검사하게 된다.
하지만, 상기한 바와 같이, 트레이(2) 상에서 소결체(3)를 뒤집어 가면서 육안으로 점검하는 일련의 과정은 매우 불편함을 초래하는 문제가 있었다.
즉, 복수의 소결체(3)들을 일일이 뒤집어가면서 소결체(3)의 표면 상태를 확인하는 것은, 번거로울 뿐만 아니라 작업 시간이 과다하게 소요되므로 작업 생산성을 떨어뜨리는 문제를 야기하였던 것이다.
또한, 소결체(3)를 점검하는 과정에서, 소결체(3)의 잦은 접촉으로 인해 상기 소결체(3)로부터 분진이 발생하는데, 상기 분진처리가 제대로 이루어지지 못하고 그대로 대기중에 비산되거나 바닥에 떨어지는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1349135호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 소결체가 정렬된 트레이 반전을 통해 복수의 소결체 전부가 일괄적으로 반전될 수있도록 함으로써, 소결체에 대한 육안 검사가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치를 제공하고자 한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 소결체에 대한 육안 검사시 발생하는 분진을 집진하여 소결체의 분진 처리가 용이하게 이루어질 수 있도록 한 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치를 제공하고자 한 것이다,
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 상부를 구성하는 베이스 플레이트와, 측부를 구성하는 사이드 커버 플레이트를 포함하는 프레임;상기 베이스 플레이트 중, 베이스 플레이트의 중앙을 기준으로 일측으로 치우치게 설치된 회전축;상기 회전축에 힌지 결합되되 회전축을 중심으로 양측에 각각 배치되며, 어느 하나에는 복수의 소결체가 배열된 트레이가 배치되고 다른 하나에는 빈 트레이가 배치된 한 쌍의 안착판;상기 한 쌍의 안착판 하방에 설치되며, 소결체로부터 비산된 분진이 집진되는 집진유닛:을 포함하며, 상기 프레임의 상부에는 회전축의 양단부를 지지하는 한 쌍의 서포트 블록이 설치되며, 상기 집진유닛은, 프레임의 상부에 설치되어 소결체로부터 비산된 분진이 유입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 설치된 호퍼 가이드와, 상기 호퍼 가이드에 탈착되며, 분진이 집진되는 분진 바스켓을 포함하며, 상기 안착판은, 트레이에 대응되는 바닥부와, 상기 바닥부의 둘레에 수직으로 형성되어 바닥부에 안착된 트레이가 이탈되는 것으로 방지하는 격벽을 포함하고, 안착판의 일측에는 회전축이 통과하는 축공이 형성된 힌지부가 탈착 가능하게 결합되어 상기 안착판이 자유 회전될 수 있도록 하고, 상기 프레임의 상부에는 서로 펼쳐진 한 쌍의 안착판 저면을 지지하는 새들 블록이 각각 더 설치되며, 상기 분진 바스켓은 호퍼 가이드에 탈착되도록 서랍식으로 구성되어, 상기 한 쌍의 안착판은 포개진 상태에서 회전축을 중심으로 자유회전되면서 복수의 소결체가 뒤집혀지도록 하여 소결체 모든 부위의 육안검사가 이루어질 수 있도록 한 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치를 제공한다.
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본 발명에 따른 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 핵연료봉 제조용 소결제가 정렬된 일측의 안착판을 회전하여 타측으로 반전시킬 수 있으므로, 핵연료봉 제조용 소결제에 대한 육안검사의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.
즉, 트레이에 정렬된 복수의 핵연료봉 제조용 소결제를 일괄적으로 뒤집을 수 있기 때문에, 복수의 핵연료봉 제조용 소결제를 일일이 뒤집어가며 검사할 필요가 없어 작업 편의성을 높일 수 있는 것이다.
둘째, 핵연료봉 제조용 소결제에 대한 육안 검사가 이루어지는 안착판 하방에 집진유닛이 설치되어 있으므로, 핵연료봉 제조용 소결제로부터 비산되는 분진을 모아 용이하게 처리할 수 있는 효과가 있다.
특히, 서랍식의 분진 바스켓이 마련됨으로써, 분진 처리가 더 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 핵연료봉 제조용 소결제가 정렬되는 트레이를 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치를 나타낸 정면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치의 안착판을 나타낸 평면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치의 안착판을 나타낸 분해사시도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치의 집진유닛을 나타낸 요부확대도
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치를 이용해 소결체를 일측에서 타측으로 반전시키는 과정을 나타낸 작용도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 6d를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치에 대하여 설명하도록 한다.
핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치는 복수의 핵연료봉 제조용 소결체(이하, '소결체'라 함)를 일괄적으로 반전시켜 뒤집을 수 있도록 한 기술적 특징이 있다.
이에 따라, 소결체 육안 검사에 대한 편의성을 높일 수 있다.
핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임(100)과, 안착판(200)과, 집진유닛(300)을 포함하여 구성된다.
프레임(100)은 안착판(200) 및 집진유닛(300)이 설치되는 지지틀을 구성하며, 프레임(100)의 상부를 구성하는 베이스 플레이트(110)와, 프레임(100)의 측부를 구성하는 사이드 커버 플레이트(120)와, 사이드 커버 플레이트(120)를 연결하는 미들 베이스 커버 플레이트(130)로 구성된다.
상기 베이스 플레이트(110)의 일측에는 한 쌍의 서포트 블록(140)이 설치된다.
서포트 블록(140)은 회전축(150)을 설치하기 위한 구성이며, 서포트 블록(140) 사이에는 회전축(150)이 회전 가능하게 설치된다.
이때, 회전축(150)은 도 2에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(110)의 중앙을 기준으로 일측으로 치우치게 설치됨이 바람직하다.
이는, 베이스 플레이트(110)의 타측에 공간을 형성함으로써, 육안검사를 위한 소결체가 담긴 복수의 트레이(3)가 적층되어 대기될 수 있도록 하기 위함이다.
이에 따라, 소결체 육안검사에 대한 작업 효율성을 높일 수 있게 된다.
그리고, 프레임(100)의 베이스 플레이트(110)에는 한 쌍의 새들 블록(160)이 설치됨이 바람직하다.
새들 블록(160)은 후술하는 한 쌍의 안착판(200)을 지지하는 구성으로서, 안착판(200)이 회전축(150)을 기준으로 하방으로 처지지 않도록 지지해주는 구성인 것이다.
한편, 프레임(100)의 하부에는 이동이 용이하게 이루어질 수 있도록 바퀴(170)가 설치됨이 바람직하다.
다음으로, 안착판(200)은 트레이(3)에 정렬된 복수의 소결체(2)를 일괄적으로 반전시키는 역할을 하며, 프레임(100)의 베이스 플레이트(110)에 설치된다.
안착판(200)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전축(150)을 중심으로 양측에 각각 배치된 한 쌍으로 구성된다.
이때, 한 쌍의 안착판(200) 중 어느 하나에는 복수의 소결체(2)가 수용된 트레이(3)가 배치되고, 다른 하나에는 빈 트레이(3)가 배치된다.
그리고, 각 안착판(200)의 일단부는 상기 회전축(150)에 힌지 결합되며, 각각의 안착판(200)은 회전축(150)을 중심으로 자유 회전될 수 있다.
이때, 안착판(200)은 상기한 바와 같이, 새들 블록(160)에 지지된다.
안착판(200)은 도 4에 도시된 바와 같이, 바닥부(210)와, 격벽(220)을 포함하여 구성된다.
바닥부(210)는 트레이(3)가 안착되는 부위로서, 그의 크기는 트레이(3)에 대응됨이 바람직하다.
그리고, 격벽(220)은 바닥부(210)에 놓인 트레이(3)가 바닥부(210)로부터 이탈되지 않도록 가이드 해주는 구성이며, 바닥부(210)의 둘레로부터 상방으로 연장 형성된다.
이때, 격벽(220)은 바닥부(210)의 둘레 전체에 걸쳐 형성되는 것은 아니며, 트레이(3)의 출입 및 안착판(200)을 파지하기 위한 손잡이(H)가 형성된 부위에는 마련되지 않는 것이 바람직하다.
그리고, 안착판(200)의 일측에는 힌지부(230)가 설치된다.
힌지부(230)는 안착판(200)을 회동시키기 위한 구성으로서, 안착판(200)의 일측에 탈착 가능하게 마련됨이 바람직하다.
힌지부(230)는 서포트 블록(140)에 설치된 회전축(150)이 통과는 축공(231)을 형성한다.
또한, 힌지부(230)에는 안착판(200)과의 나사 결합이 이루어질 수 있도록 결합공(232)이 형성되고, 그에 대응되는 안착판(200)의 격벽(220)에는 나사공(221)이 형성된다.
이와 같은 구성에 의해, 한 쌍의 안착판(200)은 회전축(150)을 중심으로 자유 회전이 가능해진다.
다음으로, 집진유닛(300)은 소결체(2)에 대한 육안 검사가 이루어지는 과정에서 발생하는 분진을 집진하는 역할을 하며, 도 2에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(110)에 설치된다.
즉, 집진유닛(300)은, 안착판(200)의 트레이(3)로부터 낙하되는 분진을 집진하여 별도의 처리장소에서 처리될 수 있도록 하는 구성인 것이다.
집진유닛(300)은 도 5에 도시된 바와 같이, 호퍼(310)와, 호퍼 가이드(320)와, 분진 바스켓(330)을 포함하여 구성된다.
호퍼(310)는 안착판(200)으로부터 낙하되는 분진이 유입되는 구성이며, 베이스 플레이트(110)에 설치된다.
이때, 회전축(150)이 호퍼(310)의 중앙에 위치될 수 있도록, 설치됨이 바람직하다.
그리고, 호퍼 가이드(320)는 호퍼(310)를 통해 유입된 분진을 분진 바스켓(330)으로 가이드 하는 역할을 하며, 호퍼(310)의 하부에 설치된다.
이때, 호퍼 가이드(320)의 일측에는 분진 바스켓(330)이 출입되는 출입구(미도시)가 형성된다.
그리고, 분진 바스켓(330)은 호퍼 가이드(320)를 통해 낙하된 분진이 모이는 공간을 형성하며, 호퍼 가이드(320)에 탈착된다.
분진 바스켓(330)은 서랍식으로 마련됨이 바람직하며, 호퍼 가이드(320)의 출입구를 통해 출입되도록 구성된다.
분진 바스켓(330)은, 상기 분진 바스켓(330)에 적정 분량의 분진이 모이면 호퍼 가이드(320)로부터 꺼내 별도의 처리 공간에 분진을 버릴 수 있도록 마련된 구성인 것이다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치의 작용에 대하여 설명하도록 한다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 안착판(200)을 회전축(150)의 양측으로 펼쳐 놓는다.
이때, 한 쌍의 안착판(200)은 새들 블록(160)에 지지되며, 상방으로 경사지게 지지됨이 바람직하다.
다음으로, 트레이(3)를 한 쌍의 안착판(200) 바닥부(210)에 안착시킨다.
이때, 일측의 안착판(200)에 안착된 트레이(3)는 소결체(2)가 정렬된 상태로 안착된다.
이때, 설명의 편의상, 소결체(2)가 정렬된 트레이(3)는 도면(도 6a)상 좌측의 트레이(3)를 말하기로 한다.
이후, 트레이(3)에 정렬된 소결체(2)를 육안으로 검사한다.
이때, 원기둥 형태의 소결체(2)는 트레이(3)에 누워 정렬된 상태이므로, 소결체(2)의 상부 즉, 반(半)만 육안으로 검사된다.
다음으로, 소결체(2)의 노출된 반(半)에 대한 육안 검사가 완료되면, 도 6b에 도시된 바와 같이 우측의 안착판(200)을 회동하여 좌측의 안착판(200)을 덮어 씌운다.
이때, 소결체(2)는 우측 안착판(200)에 안착되어 있던 트레이(3)에 의해 덮히게 된다.
다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 중첩된 한 쌍의 안착판(200)을 우측으로 자유회전하여 복수의 소결체(2)를 반전시킨다.
이때, 복수의 소결체(2)는 반전되어 우측 안착판(200)에 안착되어 있던 트레이(3)에 옮겨지게 된다.
다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 좌측의 안착판(200)을 회전하여 펼쳐 놓는다.
이때, 우측의 안착판(200)으로 반전된 소결체(2)의 노출된 부위는, 최초 육안 검사시 노출되지 않았던 하부임은 이해 가능하다.
이후, 작업자는 우측 안착판(200)의 트레이(3)에 배치된 소결체(2)의 나머지 반(半)에 대한 육안검사를 실시한다.
이후, 육안 검사가 완료되면, 트레이(3)를 별도의 장소로 운반함으로써 일련의 육안 검사 과정이 완료된다.
한편, 육안검사 중에, 발생한 분진이 모인 분진 바스켓(330)을 호퍼 가이드(320)의 출입구를 통해 인출하여 별도로 마련된 처리장소에 갖다 버린다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치는 복수의 소결체를 일괄적으로 반전시킬 수 있도록 한 기술적 특징이 있다.
이에 따라, 소결체 육안검사에 대한 편의성 및 효율성을 높일 수 있다.
또한, 집진장치를 통해 소결체로부터 발생한 분진을 모아 처리할 수 있으므로, 분진 처리에 대한 편의성을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 프레임 110 : 베이스 플레이트
120 : 사이드 커버 플레이트 130 : 미들 베이스 커버 플레이트
140 : 서포트 블록 150 : 회전축
160 : 새들 블록 170 : 바퀴
200 : 안착판 210 : 바닥부
220 : 격벽 221 : 나사공
230 : 힌지부 231 : 축공
232 : 결합공 300 : 집진유닛
310 : 호퍼 320 : 호퍼 가이드
330 : 분진 바스켓

Claims (5)

  1. 상부를 구성하는 베이스 플레이트와, 측부를 구성하는 사이드 커버 플레이트를 포함하는 프레임;
    상기 베이스 플레이트 중, 베이스 플레이트의 중앙을 기준으로 일측으로 치우치게 설치된 회전축;
    상기 회전축에 힌지 결합되되 회전축을 중심으로 양측에 각각 배치되며, 어느 하나에는 복수의 소결체가 배열된 트레이가 배치되고 다른 하나에는 빈 트레이가 배치된 한 쌍의 안착판;
    상기 한 쌍의 안착판 하방에 설치되며, 소결체로부터 비산된 분진이 집진되는 집진유닛:을 포함하며,
    상기 프레임의 상부에는 회전축의 양단부를 지지하는 한 쌍의 서포트 블록이 설치되며,
    상기 집진유닛은,
    프레임의 상부에 설치되어 소결체로부터 비산된 분진이 유입되는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 설치된 호퍼 가이드와, 상기 호퍼 가이드에 탈착되며, 분진이 집진되는 분진 바스켓을 포함하며,
    상기 안착판은,
    트레이에 대응되는 바닥부와, 상기 바닥부의 둘레에 수직으로 형성되어 바닥부에 안착된 트레이가 이탈되는 것으로 방지하는 격벽을 포함하고,
    안착판의 일측에는 회전축이 통과하는 축공이 형성된 힌지부가 탈착 가능하게 결합되어 상기 안착판이 자유 회전될 수 있도록 하고,
    상기 프레임의 상부에는 서로 펼쳐진 한 쌍의 안착판 저면을 지지하는 새들 블록이 각각 더 설치되며,
    상기 분진 바스켓은 호퍼 가이드에 탈착되도록 서랍식으로 구성되어,
    상기 한 쌍의 안착판은 포개진 상태에서 회전축을 중심으로 자유회전되면서 복수의 소결체가 뒤집혀지도록 하여 소결체 모든 부위의 육안검사가 이루어질 수 있도록 한 핵연료봉 제조용 소결체 육안검사 장치.







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