KR102139163B1 - Disposal container of spent nuclear fuel with easy heat emission by using heat transfer member - Google Patents

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KR102139163B1
KR102139163B1 KR1020190127617A KR20190127617A KR102139163B1 KR 102139163 B1 KR102139163 B1 KR 102139163B1 KR 1020190127617 A KR1020190127617 A KR 1020190127617A KR 20190127617 A KR20190127617 A KR 20190127617A KR 102139163 B1 KR102139163 B1 KR 102139163B1
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canister
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신창민
김민석
김승현
이상환
김형진
이정환
이상진
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한국원자력환경공단
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Abstract

The present invention relates to a spent fuel disposal container. Particularly, the present invention relates to a spent fuel disposal container which is easy for heat emission by using a heat transfer member which is formed with a through hole in the center of an insert of a canister in a longitudinal direction, discharges heat generated from spent fuel to the outside through the heat transfer member by combining the heat transfer member with the through hole, has a container holder installed to be perpendicular to a core layer disposal hole, serves as a guide when buried in the core layer disposal hole by inserting and fixing a heat transfer rod of the heat transfer member, transfers and discharges the heat discharged through the heat transfer member through the container holder to the outside while being stably supported, increases bending stiffness of the disposal container by the canister, the heat transfer member, and the container holder to prevent the container from bending from swelling pressure of a buffer material to be buried in the core layer disposal hole, and also prevents corrosion due to radiation shielding and moisture contact by attaching a film of a PE material containing boron and lead on an outer wall of the canister.

Description

열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기{DISPOSAL CONTAINER OF SPENT NUCLEAR FUEL WITH EASY HEAT EMISSION BY USING HEAT TRANSFER MEMBER}Disposable spent fuel container for easy heat dissipation using heat transfer member {DISPOSAL CONTAINER OF SPENT NUCLEAR FUEL WITH EASY HEAT EMISSION BY USING HEAT TRANSFER MEMBER}

본 발명은 사용후핵연료 처분용기에 관한 것으로서, 상세하게는 캐니스터의 인서트 중앙부에 길이 방향으로 관통홀을 형성하고, 관통홀에 열전달 부재를 결합하여 사용후핵연료에서 발생되는 열을 열전달 부재를 통해 외부로 배출하고, 또한, 심지층 처분공에 수직으로 용기 지지대가 설치되고, 상기 열전달 부재의 열전달 봉이 삽입되어 고정시켜 심지층 처분공에 매립 시 가이드 역할을 수행하고, 안정적으로 지지함과 동시에 열전달 부재를 통해 배출되는 열이 상기 용기 지지대를 통해 전달되어 외부로 배출되도록 하며, 캐니스터와, 열전달 부재 및 용기 지지대에 의해 처분 용기의 굽힘 강성이 증대되어 심지층 처분공에 매립되는 완충재의 팽윤압으로부터 용기가 휘어지는 것을 방지하며, 또, 캐니스터의 외벽에 보론과 납이 함유된 PE 재질의 필름을 부착하여 방사선 차폐와 수분 접촉에 의한 부식을 방지하도록 하는 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기에 관한 것이다.The present invention relates to a container for disposing of spent fuel, specifically, a through hole is formed in the longitudinal direction in the center of the insert of the canister, and a heat transfer member is coupled to the through hole to externally generate heat generated from the spent fuel through the heat transfer member. In addition, the container support is installed vertically in the disposal hole of the wick layer, and the heat transfer rod of the heat transfer member is inserted and fixed to serve as a guide when filling in the disposal hole of the wick layer, while stably supporting and simultaneously supporting the heat transfer member The heat discharged through is transferred through the container support to be discharged to the outside, and the bending rigidity of the disposal container is increased by the canister, the heat transfer member, and the container support, thereby preventing the container from swelling pressure of the buffer material embedded in the deep-layer disposal hole. Disposal of spent fuel with easy heat dissipation using a heat transfer member that prevents bending, and also attaches a film of PE material containing boron and lead to the outer wall of the canister to prevent radiation shielding and corrosion due to moisture contact. It's about courage.

고준위 방사성 폐기물(이하, "고준위폐기물"로 약칭함)이란 높은 방사능을 지닌 폐기물로서 사용 후 핵연료(Spent Nuclear Fuel(SNF))를 재처리(reprocessing)했을 때의 폐 용액 또는 사용 후 핵연료 그 자체를 말한다.앞으로 인류가 원자력을 에너지원으로 사용하는 한 고준위폐기물은 반드시 발생하며 이를 안전하게 처분하는 기술개발의 필요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다.High-level radioactive waste (hereinafter abbreviated as "high-level waste") is a waste with high radioactivity, which means waste solution when reprocessing spent nuclear fuel (SNF) or spent nuclear fuel itself. In the future, as long as humanity uses nuclear power as an energy source, high-level waste must occur and the need for technological development to safely dispose of it cannot be overstated.

특히, 고준위폐기물은 장수명의 방사성 핵종(I-129, Cs-134, Sr-90, Pu-238, Am-241, Cm-244 등)을 많이 함유할 뿐더러 이러한 핵종에서 나오는 붕괴열 때문에 특히 특별한 관리가 요구된다. 고준위폐기물은 소각처리나 화학처리가 곤란할 뿐만 아니라 수 만년 간 방사능의 발생 때문에 인간의 거주지 근처에 처리 보관하는 것은 매우 위험하다. 고준위폐기물은 인류의 산업사회가 더욱 고도화될수록 그 발생은 피할 수 없다. 따라서 이러한 폐기물을 안전하게 처리ㅇ처분하는 기술의 개발은 사회적으로나 국가적으로 또 더 나아가 범세계적으로 매우 필요하다. 더욱이 국제적으로 이러한 기술의 개발은 인류의 안전한 미래를 위하여 매우 중요하다.In particular, high-level waste contains a lot of long-lived radionuclides (I-129, Cs-134, Sr-90, Pu-238, Am-241, Cm-244, etc.) Is required. High-level waste is not only difficult to incinerate or chemically treat, but it is also very dangerous to store it near human habitation because of radioactivity for tens of thousands of years. High-level waste is inevitable as the industrial society of humanity becomes more advanced. Therefore, the development of technology to safely treat and dispose of these wastes is necessary socially, nationally, and even globally. Moreover, the development of these technologies internationally is very important for the safe future of humanity.

고준위폐기물이 방출하는 인간에 유해한 물질(방사능, 중금속 등)은 이를 없앨 수 있는 어떤 특수한 처리기술이 없는 한 이를 처리할 수 있는 한 가지 방법은 이들을 특수한 용기에 밀봉하여 인간의 생활권에서 멀리 떨어진 지하 깊은 곳에 처분하는 방법이 유일하다. 이는 자연으로부터 얻은 이들을 자연으로 돌려보내는 환경 친화적인 방법으로 오랜 시간이 경과하면 이들의 인간에 대한 유해성은 자연 소멸된다. 고준위폐기물을 인간환경으로부터 격리시키는 기한은 수만 또는 수 십만년 정도가 요구된다.Unless there is any special treatment technology that can remove the harmful substances (radioactivity, heavy metals, etc.) emitted by high-level wastes, one way to deal with them is to seal them in special containers, and deep underground The only way to dispose of it is. This is an environmentally friendly way to return those from nature to nature. After a long period of time, their harmfulness to humans disappears naturally. The time limit for sequestering high-level waste from the human environment requires tens or hundreds of thousands of years.

일찍이 1956년 미국의 국립과학아카데미(NAS)는 고준위폐기물의 처분은 심지층 처분이 적합하며, 심지층 처분을 위하여 암염층을 포함하여 여러 지질암층에 대하여 조사할 것을 권고하였다. 1970년대부터 지금까지 미국, 프랑스, 캐나다, 일본, 스위스, 벨기에, 스웨덴, 핀란드 등은 자국 실정에 맞는 심지층 처분기술을 축적해 오고 있다. 따라서 이와 같은 친환경적인 폐기물 처리기술인 심지층 처분기술의 개발은 이미 몇몇 주요국에서는 상당한 기술개발이 이루어지고 있다. 현재 개발되고 있는 심지층 처분기술은 지하 500~1,000m 깊이에 처분장을 만들어 고준위폐기물을 묻는 방법이다. 실제로 핀란드는 수도 헬싱키의 서북쪽에 있는 올킬루오토 섬에 세계 최대 규모의 원전을 지으면서 고준위폐기물 심지층처분장도 함께 건설하고 있으며, 스웨덴도 2009년 6월 지하처분장이 들어설 지역을 확정하였다. 프랑스도 2005년부터 프랑스 동부 뷰어 지하 490m 직선 갱도를 파고들어가 지름 5m 총 길이 535m 길이로 이어지는 심지층처분 지하처분연구시설을 만들어 고준위폐기물의 영구처분을 위하여 빈틈없는 연구에 몰두하고 있다. As early as 1956, the National Academy of Sciences (NAS) of the United States recommended that disposal of high-level waste is suitable for deep-layer disposal, and that various geological and rock layers, including rock salt layers, should be investigated for disposal. From the 1970s to the present, the United States, France, Canada, Japan, Switzerland, Belgium, Sweden, and Finland have accumulated deep-disposal technology suitable for their country. Therefore, the development of such an environmentally friendly waste disposal technology, deep layer disposal technology, has already been developed in some major countries. The deep-disposal technology currently being developed is a method of asking high-level waste by creating a repository at a depth of 500 to 1,000 m underground. In fact, Finland is also building the world's largest nuclear power plant on the island of Olkiluoto in the northwest of the capital Helsinki, and is also constructing a high-level waste disposal site, and Sweden has also confirmed the area where the underground disposal site will be built in June 2009. Since 2005, the French dig into a 490m straight underground tunnel in the eastern viewer of France and create a deep-disposal underground disposal research facility that leads to a total length of 5m and a total length of 535m.

한국도 1997년부터 한국원자력연구원을 중심으로 고준위폐기물 심지층 처분기술개발을 수행해 오고 있다. 그 결과 2006년 11월 지하처분연구시설(KURT)을 준공하여 구축하고, 처분 용기, 완충재, 뒤채움재로 구성된 공학적 방벽시스템 개발, 다중 방벽 개념을 도입한 방사성 물질의 누출방지, 지하암반수의 거동연구 등을 수행하고 있다. 이와 같은 고준위폐기물 심지층처분의 핵심기술은 첫째는 고준위폐기물을 밀봉 처리하는 처분 용기 기술의 개발이며, 둘째는 고준위폐기물이 밀봉된 처분 용기의 지하 심지층처분장 건설 및 운영기술 개발이다. 이와 같은 기술 개발에 영향을 미치는 요인은 고준위폐기물에서 발생하는 방사능 및 붕괴열, 고준위폐기물 심지층처분장의 지질특성 및 처분장에 침투하는 지하수 및 그 거동, 지진 등과 같은 지각 변동에 의한 심지층처분장 지지 암반의 전단변형 등이다.Korea has been conducting high-level waste disposal technology development around Korea Atomic Energy Research Institute since 1997. As a result, in November 2006, an underground disposal research facility (KURT) was built and constructed, and an engineering barrier system consisting of a disposal container, a buffer material, and a backfill material was developed, and a multi-barrier concept was introduced to prevent radioactive materials from leaking and to study the behavior of underground rock formation. And so on. The core technology for such deep-level disposal of high-level wastes is firstly the development of disposal container technology for sealing high-level wastes, and secondly, the development and operation of underground deep-layer disposal facilities for disposal containers with high-level wastes sealed. Factors influencing the development of this technology include radioactive and decay heat generated from high-level waste, geological properties of high-level waste deep-disposal and groundwater infiltrating the disposal site and its behavior, earthquakes, etc. Shear deformation.

실제로 처분 용기가 지하 500~1,000m의 심지층 처분환경에서 오랜 처분기간(약10,000~1,000,000년) 동안 처분환경에 견딜 수 있으려면 충분한 구조적 강도를 갖도록 설계되어야 함은 물론, 처분 용기의 제작/운반/취급이 용이하고 또 처분 시 처분 용기의 자중에 의한 부등침하를 최소화하기 위해서 될수록 경량화 설계를 하여야 한다.In fact, the disposal container must be designed to have sufficient structural strength to withstand the disposal environment for a long disposal period (about 10,000 to 1,000,000 years) in a deep disposal environment of 500 to 1,000 m underground, as well as the manufacturing/transportation of the disposal container. / The lighter the design, the easier it is to handle and minimize uneven settlement due to the weight of the disposal container.

일례로, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0012673호에 심지층 고준위폐기물 처분용기가 개시되어 있다.For example, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0012673 discloses a container for disposing of high-level waste in deep layers.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 심지층 고준위폐기물 처분용기는 가압경수로용 고준위폐기물 처분용기(100)는 4개의 고준위폐기물 다발, 즉 사용후 핵연료(110)가 각 다발(110)의 중심에 대하여 각각 일정한 각도만큼 회전하여 처분용기(100) 단면 중심에 대하여 대칭으로 배열된 정사각형 단면 형상의 고준위폐기물 다발(110)이 있고, 이를 구상흑연주철(nodular castiron)로 된 내부삽입물(캐니스터)(120)이 감싸고 있으며, 이 내부삽입물(120)을 구리로 된 외곽쉘(130)이 감싸고 있다. 또 역시 구리로 상, 하부 덮개(140, 150)로 구성된다.As shown in Figure 1, the deep-level high-level waste disposal container is a high-level waste disposal container 100 for a pressurized water reactor, four high-level waste bundles, that is, spent nuclear fuel 110, respectively, with respect to the center of each bundle 110 There is a bundle of high-level wastes 110 having a square cross-sectional shape arranged symmetrically with respect to the center of the cross section of the disposable container 100 by rotating by a certain angle, which is an inner insert (canister) 120 made of nodular castiron. The outer shell 130 made of copper is wrapped around the inner insert 120. In addition, it is also composed of upper and lower covers 140 and 150 made of copper.

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1629947호에 SiC 케이크를 이용한 고준위 폐기물 영구 처분 용기가 개시되어 있다.In addition, Korean Patent Registration No. 10-1629947 discloses a high level waste permanent disposal container using a SiC cake.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 SiC 케이크를 이용한 고준위 폐기물 영구 처분 용기는 사용후 핵연료봉과 같은 고준위 폐기물이 장입되는 내부 구조물(캐니스터)(10)을 일정한 직경, 예컨대, 직경 1.2m의 크기를 갖고 구상 흑연 주철로 원통형으로 제작하고, 내부 구조물(10)의 외측면에 점착력이 있는 실리콘계 필름(film)(20)을 부착한 후, 상기 필름(20) 위에 소형 조각으로 형성된 복수개의 SiC 케이크(100)를 부착하며, 상기 SiC 케이크(100) 외측면에 내부식성이 우수한 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 하우징(housing)하여 보호막(30)을 형성하여 제작한다.As shown in Figure 2, the high-level waste permanent disposal container using the SiC cake is designed to have an internal structure (canister) 10 into which high-level waste such as a nuclear fuel rod is charged, having a constant diameter, for example, 1.2 m in diameter. A plurality of SiC cakes 100 formed of a small piece on the film 20 after being made of graphite cast iron in a cylindrical shape and attaching a silicone film 20 having adhesion to the outer surface of the inner structure 10 Is attached, and is manufactured by forming a protective film 30 by housing a stainless steel material having excellent corrosion resistance on the outer surface of the SiC cake 100.

그러나, 이러한 처분 용기는 폐기물을 내부 구조물이 감싸고, 다시 외곽쉘이 감싸는 형태이므로 폐기물에서 발생되는 열이 내부 구조물과, 외곽쉘을 통해 전달되어 배출되는 구조이기 때문에 열배출 성능이 저하되는 문제점이 있다.However, such a disposal container has a problem in that the heat dissipation performance is deteriorated because the internal structure wraps the waste and the outer shell wraps again, so the heat generated from the waste is transferred to and discharged through the inner structure and the outer shell. .

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0012673호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0012673 대한민국 등록특허공보 제10-1629947호Republic of Korea Registered Patent Publication No. 10-1629947

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 캐니스터의 인서트 중앙부에 길이 방향으로 관통홀을 형성하고, 관통홀에 열전달 부재를 결합하여 사용후핵연료에서 발생되는 열을 열전달 부재를 통해 외부로 배출하여 열을 효과적으로 배출하도록 하는 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by forming a through hole in the longitudinal direction in the center of the insert of the canister, and by combining the heat transfer member to the through hole to discharge the heat generated from the spent fuel to the outside through the heat transfer member Therefore, it is an object of the present invention to provide a container for spent fuel for easy heat dissipation using a heat transfer member to effectively dissipate heat.

또한, 본 발명은 심지층 처분공에 수직으로 용기 지지대가 설치되고, 상기 열전달 부재의 열전달 봉이 삽입되어 고정시켜 심지층 처분공에 매립 시 가이드 역할을 수행하고, 안정적으로 지지함과 동시에 열전달 부재를 통해 배출되는 열이 상기 용기 지지대를 통해 전달되어 외부로 배출되도록 하며, 캐니스터와, 열전달 부재 및 용기 지지대에 의해 처분 용기의 굽힘 강성이 증대되어 심지층 처분공에 매립되는 완충재의 팽윤압으로부터 용기가 휘어지는 것을 방지하도록 하는 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기를 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention, the container support is installed vertically in the disposable hole of the wick, the heat transfer rod of the heat transfer member is inserted and fixed to serve as a guide when filling in the disposable hole of the wick, stably supporting and simultaneously supporting the heat transfer member The heat discharged through the container support is transferred to be discharged to the outside, and the canister, the heat transfer member and the container container support increase the bending stiffness of the disposal container, thereby preventing the container from swelling pressure of the buffer material embedded in the deep-layer disposal hole. Another object is to provide a spent fuel disposal container that is easy to dissipate heat using a heat transfer member to prevent warping.

또, 본 발명은 캐니스터의 외벽에 보론과 납이 함유된 PE 재질의 필름을 부착하여 방사선 차폐와 수분 접촉에 의한 부식을 방지하도록 하는 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides a container for spent fuel for easy heat dissipation using a heat transfer member that attaches a film of PE material containing boron and lead to the outer wall of the canister to prevent radiation shielding and corrosion due to moisture contact. There is another purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,Features of the present invention for achieving the above object,

사용후핵연료 처분용기에 있어서, 원형 막대 형태로 중앙부에 관통홀이 형성되고, 관통홀을 중심으로 십자 형태로 사용후핵연료가 삽입되도록 4개의 바스켓이 구비되는 인서트와, 상기 인서트 외측면을 감싸는 외벽으로 이루어지는 캐니스터와; 상기 캐니스터의 상면과 저면에 결합되는 커버와; 금속 재질로 중공상의 관 형태로 형성되는 열전달 봉과, 상기 열전달 봉의 상하단에 원판 형태의 열전달 판이 체결되어 상기 캐니스터의 관통홀에 삽입되는 열전달 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the spent fuel disposal container, a through-hole is formed in a central portion in the form of a circular rod, and four baskets are provided to insert the spent fuel in a cross shape around the through hole, and an outer wall surrounding the outer surface of the insert And canister consisting of; A cover coupled to an upper surface and a lower surface of the canister; It characterized in that it comprises a heat transfer rod formed in the form of a hollow tube made of a metal material, and a heat transfer member inserted into a through hole of the canister by fastening a heat transfer plate in the form of a disc on the upper and lower ends of the heat transfer rod.

여기에서, 상기 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기는 방사선 차폐와 수분 접촉에 의한 부식을 방지하도록 상기 캐니스터의 외벽에 보론과 납이 함유된 PE 재질의 필름이 더 부착된다.Here, the spent fuel disposal container, which easily dissipates heat using the heat transfer member, is further attached with a film of PE material containing boron and lead to the outer wall of the canister to prevent radiation shielding and corrosion due to moisture contact.

여기에서 또한, 상기 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기는 심지층 처분공에 매립 시 가이드 역할을 수행하고, 안정적으로 지지함과 동시에 상기 열전달 부재를 통해 배출되는 열이 전달되어 외부로 배출되도록 하며, 상기 캐니스터와, 열전달 부재 및 용기 지지대에 의해 굽힘강성이 증대되어 상기 심지층 처분공에 매립되는 완충재의 팽윤압으로부터 용기가 휘어지는 것을 방지하도록 상기 심지층 처분공에 수직으로 용기 지지대가 설치되고, 상기 열전달 부재의 열전달 봉이 삽입되어 고정된다.In addition, the spent fuel disposal container, which facilitates heat dissipation using the heat transfer member, serves as a guide when filling in the deep-layer disposal hole, and stably supports and transfers heat discharged through the heat transfer member. To be discharged to the outside, the container can be perpendicular to the distal hole to prevent bending of the container from the swelling pressure of the buffer material embedded in the disposable hole by increasing the bending rigidity by the canister, the heat transfer member and the container support A support is installed, and the heat transfer rod of the heat transfer member is inserted and fixed.

여기에서 또, 상기 캐니스터의 인서트는 탄소강 재질로 제작된다.Here, the insert of the canister is made of carbon steel.

여기에서 또, 상기 외벽과 커버는 스테인리스강 재질로 제작된다.Here, the outer wall and the cover are made of stainless steel.

여기에서 또, 상기 열전달 부재는 알루미늄 또는 구리 재질로 제작된다.Here, the heat transfer member is made of aluminum or copper.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기에 따르면, 캐니스터의 인서트 중앙부에 길이 방향으로 관통홀을 형성하고, 관통홀에 열전달 부재를 결합하여 사용후핵연료에서 발생되는 열을 열전달 부재를 통해 외부로 배출하여 열을 효과적으로 배출할 수 있다.According to the spent fuel disposal container, which can easily dissipate heat using the heat transfer member according to the present invention configured as described above, a through hole is formed in the longitudinal direction in the center of the insert of the canister, and a heat transfer member is combined with the through hole to use the spent fuel. The generated heat can be discharged to the outside through the heat transfer member to effectively discharge heat.

또한, 본 발명에 따르면 심지층 처분공에 수직으로 용기 지지대가 설치되고, 상기 열전달 부재의 열전달 봉이 삽입되어 고정시켜 심지층 처분공에 매립 시 가이드 역할을 수행하고, 안정적으로 지지함과 동시에 열전달 부재를 통해 배출되는 열이 상기 용기 지지대를 통해 전달되어 외부로 배출되도록 하며, 캐니스터와, 열전달 부재 및 용기 지지대에 의해 처분 용기의 굽힘 강성이 증대되어 심지층 처분공에 매립되는 완충재의 팽윤압으로부터 용기가 휘어지는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, a container support is installed vertically to the disposable hole in the wick layer, and a heat transfer rod of the heat transfer member is inserted and fixed to serve as a guide when filling in the disposable hole in the wick layer, while stably supporting and simultaneously supporting the heat transfer member The heat discharged through is transferred through the container support to be discharged to the outside, and the bending rigidity of the disposal container is increased by the canister, the heat transfer member, and the container support, thereby preventing the container from swelling pressure of the buffer material embedded in the deep-layer disposal hole. Can be prevented from bending.

또, 본 발명에 따르면 캐니스터의 외벽에 보론과 납이 함유된 PE 재질의 필름을 부착하여 방사선 차폐와 수분 접촉에 의한 부식을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, by attaching a film made of PE material containing boron and lead to the outer wall of the canister, it is possible to prevent corrosion due to radiation shielding and moisture contact.

도 1 및 도 2는 종래의 처분 용기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B 단면도이다.
도 6은 도 3의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기가 심지층 처분공에 설치된 모습을 나타낸 설치 상태도이다.1 and 2 are views showing the configuration of a conventional disposal container.
3 is a perspective view showing the configuration of a spent fuel disposal container for easy heat discharge using a heat transfer member according to the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3.
5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3.
6 is an exploded perspective view of FIG. 3.
7 is an installation state diagram showing a state in which the spent fuel disposal container is installed in the deep-layer disposal hole for easy heat discharge using the heat transfer member according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the spent fuel disposal container, which facilitates heat dissipation using the heat transfer member according to the present invention, will be described in detail as follows.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도 3은 본 발명에 따른 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A 단면도이며, 도 5는 도 3의 B-B 단면도이고, 도 6은 도 3의 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기가 심지층 처분공에 설치된 모습을 나타낸 설치 상태도이다.3 is a perspective view showing the configuration of a spent fuel disposal container for easy heat discharge using a heat transfer member according to the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along AA of FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3, and FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 3, and FIG. 7 is an installation state diagram showing a state in which a spent fuel disposal container is installed in a deep-layer disposal hole for easy heat discharge using a heat transfer member according to the present invention.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기(200)는 캐니스터(210)와, 커버(220)와, 열전달 부재(230) 및 필름(240)으로 구성된다.3 to 7, the spent fuel disposal container 200 for easily discharging heat using the heat transfer member according to the present invention includes a canister 210, a cover 220, a heat transfer member 230 and a film It consists of 240.

먼저, 캐니스터(Canister)(210)는 탄소강 재질로 원형 막대 형태로 형성되어 중앙부에 관통홀(H1)이 형성되고, 관통홀(H1)을 중심으로 십자 형태로 사용후핵연료(미도시)가 삽입되도록 4개의 바스켓(B), 즉 공간이 구비되는 인서트(Insert)(211)와, 스테인리스강 재질로 원형 관 형태로 형성되어 인서트(211) 외측면을 감싸는 외벽(213)으로 이루어진다.First, the canister 210 is formed of a carbon steel material in the form of a circular bar, through holes H1 are formed in the center, and spent fuel (not shown) is inserted in a cross shape around the through holes H1. It consists of four baskets (B), that is, an insert 211 provided with a space, and an outer wall 213 formed in a circular tube shape made of stainless steel to surround the outer surface of the insert 211.

그리고, 커버(220)는 스테인리스강 재질로 원판 형태로 형성되어 캐니스터(210)의 상면과 저면에 각각 결합된다. 이때, 커버(220)에는 열전달 부재(230)가 배출되도록 배출홀(H2)이 구비된다.And, the cover 220 is formed of a stainless steel material in a disc shape, and is coupled to the top and bottom surfaces of the canister 210, respectively. At this time, the cover 220 is provided with a discharge hole (H2) so that the heat transfer member 230 is discharged.

또한, 열전달 부재(230)는 열전도율이 높은 알루미늄 또는 구리 재질로 중공상의 관 형태로 형성되는 열전달 봉(231)과, 열전달 봉(231)의 상하단에 원판 형태의 열전달 판(233)이 나사 결합되어 캐니스터(210)의 관통홀(H1)에 삽입되어 관통된다.In addition, the heat transfer member 230 is a heat transfer rod 231 formed in the shape of a hollow tube made of aluminum or copper with high heat conductivity, and a heat transfer plate 233 in the form of a disc is screwed to the upper and lower ends of the heat transfer rod 231. It is inserted into the through hole H1 of the canister 210 and penetrated.

또, 필름(240)은 보론과 납이 함유된 고밀도 PE 재질로서 방사선 차폐와 수분 접촉에 의한 부식을 방지하도록 캐니스터(210)의 외벽(213)에 접착된다.In addition, the film 240 is a high density PE material containing boron and lead, and is adhered to the outer wall 213 of the canister 210 to prevent radiation shielding and corrosion due to moisture contact.

한편, 본 발명에 따른 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기(200)는 도 7에 도시된 바와 같이 심지층 처분공(A)에 매립 시 가이드 역할을 수행하고, 안정적으로 지지함과 동시에 열전달 부재(230)를 통해 배출되는 열이 전달되어 외부로 배출되도록 하며, 캐니스터(210)와, 열전달 부재(230) 및 용기 지지대(250)에 의해 굽힘강성이 증대되어 심지층 처분공(A)에 매립되는 완충재의 팽윤압으로부터 용기가 휘어지는 것을 방지하도록 심지층 처분공(A)에 수직으로 용기 지지대(250)가 설치되고, 열전달 부재(230)의 열전달 봉(231)이 삽입되어 고정된다.On the other hand, the spent fuel disposal container 200 that facilitates heat dissipation using the heat transfer member according to the present invention serves as a guide when being buried in the deep layer disposal hole (A) as shown in FIG. 7 and is stably supported. At the same time, the heat discharged through the heat transfer member 230 is transferred to be discharged to the outside, and the bending stiffness is increased by the canister 210, the heat transfer member 230, and the container support 250, thereby disposing the wick layer. The container support 250 is vertically installed in the wick layer disposal hole A to prevent the container from bending from the swelling pressure of the buffer material embedded in (A), and the heat transfer rod 231 of the heat transfer member 230 is inserted Is fixed.

이하, 본 발명에 따른 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기의 조립 과정 및 설치 과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the assembly process and the installation process of the spent fuel disposal container, which facilitates heat dissipation using the heat transfer member according to the present invention, will be described in detail as follows.

먼저, 캐니스터(210)의 외벽(213)에 필름(240)을 접착시킨다.First, the film 240 is adhered to the outer wall 213 of the canister 210.

이러한 상태에서, 캐니스터(210)의 인서트(211)에 구비된 바스켓(B)에 사용후핵연료를 삽입한 다음 커버(220)를 캐니스터(210)의 상면과 저면에 각각 결합시킨다.In this state, the spent fuel is inserted into the basket B provided on the insert 211 of the canister 210, and then the cover 220 is coupled to the top and bottom surfaces of the canister 210, respectively.

그런 다음, 열전달 부재(230)의 열전달 봉(231)을 상단 또는 하단의 커버(220)의 배출홀(H2)을 통해 삽입하여 캐니스터(210)의 관통홀(H1)에 결합시킨다.Then, the heat transfer rod 231 of the heat transfer member 230 is inserted through the discharge hole H2 of the top or bottom cover 220 to be coupled to the through hole H1 of the canister 210.

이어서, 열전달 봉(231)의 상하단에 열전달 판(233)을 나사 결합하여 고정시킨다.Subsequently, the heat transfer plate 233 is screwed and fixed to the upper and lower ends of the heat transfer rod 231.

그리고, 본 발명에 따른 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기(200)를 심지층 처분시설로 이송한다.Then, the spent fuel disposal container 200, which facilitates heat dissipation using the heat transfer member according to the present invention, is transferred to a deep-layer disposal facility.

한편, 각각의 심지층 처분공(A)에는 용기 지지대(250)가 설치된다.Meanwhile, a container support 250 is installed in each wick layer disposal hole A.

기설치된 용기 지지대(250)에 열전달 부재(230)의 열전달 봉(231)을 삽입하여 고정시키고, 심지층 처분공(A)에 완충재를 충전하여 매립을 완료한다.The heat transfer rod 231 of the heat transfer member 230 is inserted into and fixed to the pre-installed container support 250, and the filling material is filled in the distal hole A to complete the filling.

그러면, 사용후핵연료에서 발생된 열이 인서트(211)를 통해 외벽(213)과 열전달 부재(230)로 전달된다.Then, heat generated from the spent fuel is transferred to the outer wall 213 and the heat transfer member 230 through the insert 211.

열전달 부재(230)로 전달된 열은 일부가 외부로 직접 배출되고, 용기 지지대(250)로 전달된다.The heat transferred to the heat transfer member 230 is partially discharged directly to the outside, and is transferred to the container support 250.

그리고, 외벽(213)으로 전달된 열은 필름(240)을 통해 외부로 배출된다.In addition, heat transferred to the outer wall 213 is discharged to the outside through the film 240.

또한, 용기 지지대(250)가 매립 시 가이드 역할을 수행하고, 안정적으로 지지함과 동시에 열전달 부재(230)를 통해 배출되는 열이 전달되어 외부로 배출되도록 하며, 캐니스터(210)와, 열전달 부재(230) 및 용기 지지대(250)에 의해 굽힘강성이 증대되어 심지층 처분공(A)에 매립되는 완충재의 팽윤압으로부터 용기가 휘어지는 것을 방지한다.In addition, the container support 250 serves as a guide during reclamation, and stably supports, and at the same time, heat discharged through the heat transfer member 230 is transmitted to be discharged to the outside, and the canister 210 and the heat transfer member ( 230) and the container support 250 to increase the bending stiffness to prevent the container from bending from the swelling pressure of the buffer material embedded in the wick layer disposal hole (A).

또, 보론과 납이 함유된 필름(240)에 의해 방사선 차폐와 수분 접촉이 차단되어 부식이 방지된다.In addition, radiation shielding and moisture contact are blocked by the film 240 containing boron and lead to prevent corrosion.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be variously modified and can take various forms, and the detailed description of the invention has been described only for the specific embodiments accordingly. However, it should be understood that the present invention is not limited to the specific forms mentioned in the detailed description, but rather includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. Should be.

210 : 캐니스터 211 : 인서트
213 : 외벽 220 : 커버
230 : 열전달 부재 231 : 열전달 봉
233 : 열전달 판 240 : 필름
250 : 용기 지지대 A : 심지층 처분공
B : 바스켓 H1 : 관통홀210: canister 211: insert
213: outer wall 220: cover
230: heat transfer member 231: heat transfer rod
233: heat transfer plate 240: film
250: container support A: deep layer disposal hole
B: Basket H1: Through hole

Claims (6)

사용후핵연료 처분용기에 있어서,
원형 막대 형태로 중앙부에 관통홀이 형성되고, 관통홀을 중심으로 십자 형태로 사용후핵연료가 삽입되도록 4개의 바스켓이 구비되는 인서트와, 상기 인서트 외측면을 감싸는 외벽으로 이루어지는 캐니스터와;
상기 캐니스터의 상면과 저면에 결합되는 커버와;
금속 재질로 중공상의 관 형태로 형성되는 열전달 봉과, 상기 열전달 봉의 상하단에 원판 형태의 열전달 판이 체결되어 상기 캐니스터의 관통홀에 삽입되는 열전달 부재; 및
방사선 차폐와 수분 접촉에 의한 부식을 방지하도록 상기 캐니스터의 외벽에 부착되고, 보론과 납이 함유된 PE 재질의 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기In the spent fuel disposal container,
A through-hole formed in a central portion in the form of a circular rod, an insert provided with four baskets to insert spent fuel in a cross shape around the through-hole, and a canister composed of an outer wall surrounding the outer surface of the insert;
A cover coupled to an upper surface and a lower surface of the canister;
A heat transfer rod formed in a hollow tube shape made of a metal material, and a heat transfer member in which a heat transfer plate in a disc shape is fastened to the upper and lower ends of the heat transfer rod and inserted into the through hole of the canister; And
It is attached to the outer wall of the canister to prevent corrosion due to radiation shielding and moisture contact, and it is easy to dissipate spent nuclear fuel using a heat transfer member, characterized in that it comprises a film made of PE material containing boron and lead. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기는,
심지층 처분공에 매립 시 가이드 역할을 수행하고, 안정적으로 지지함과 동시에 상기 열전달 부재를 통해 배출되는 열이 전달되어 외부로 배출되도록 하며, 상기 캐니스터와, 열전달 부재 및 용기 지지대에 의해 굽힘강성이 증대되어 상기 심지층 처분공에 매립되는 완충재의 팽윤압으로부터 용기가 휘어지는 것을 방지하도록 상기 심지층 처분공에 수직으로 용기 지지대가 설치되고, 상기 열전달 부재의 열전달 봉이 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기.According to claim 1,
The spent fuel disposal container for easy heat dissipation using the heat transfer member,
It acts as a guide when filling in the disposal hole in the wick layer, while stably supporting it, and at the same time, heat discharged through the heat transfer member is transmitted to be discharged to the outside, and bending stiffness is provided by the canister, the heat transfer member, and the container support. Heat transfer characterized in that the container support is installed vertically in the core layer disposal hole to prevent the container from bending from the swelling pressure of the buffer material embedded in the core layer disposal hole, and the heat transfer rod of the heat transfer member is inserted and fixed. A container for disposing of spent nuclear fuel that facilitates heat dissipation using members. 제 1 항에 있어서,
상기 캐니스터의 인서트는,
탄소강 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기.According to claim 1,
The insert of the canister,
A container for disposing of spent fuel for easy heat dissipation using a heat transfer member, characterized in that it is made of carbon steel. 제 1 항에 있어서,
상기 외벽과 커버는,
스테인리스강 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기.According to claim 1,
The outer wall and the cover,
A used nuclear fuel disposal container for easy heat dissipation using a heat transfer member, characterized in that it is made of stainless steel. 제 1 항에 있어서,
상기 열전달 부재는,
알루미늄 또는 구리 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 열전달 부재를 이용한 열배출이 용이한 사용후핵연료 처분용기.According to claim 1,
The heat transfer member,
A container for spent fuel that is easily dissipated by heat using a heat transfer member, characterized in that it is made of aluminum or copper.
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