KR102437087B1 - Mold for manufacturing metal fuel slug - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예는 흑연 물질을 이용한 조립식 주형을 이용하여 사출주조로에서 금속 연료심 제조후 금속 연료심이 형성된 몸체부를 분리하여 주형의 파손 없이 금속 연료심을 용이하게 인출함으로써 주형을 재사용할 수 있는 금속 핵연료 제조용 주형을 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형은 길이방향을 따라 중공의 원통형으로 형성되어 금속 핵연료의 원료 물질이 용융된 용융물이 채워지는 금속 연료심 형성부를 갖고 금속 연료심을 형성하는 몸체부, 몸체부의 일측에 분리 결합구조로 연결되어 몸체부의 개구된 부분을 밀폐시켜 용융물의 이동을 제한하는 연결부를 포함하며, 몸체부는 길이방향을 따라 서로 분리 결합구조로 연결되는 제1 바디부와 제2 바디부를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the metal fuel core is manufactured in an injection casting furnace using a prefabricated mold using a graphite material, and then the metal fuel core is separated by separating the body part in which the metal fuel core is formed, and the metal fuel core can be reused by easily withdrawing the metal fuel core without damage to the mold. It is intended to provide a mold for the manufacture of metal nuclear fuel. A mold for manufacturing a metal nuclear fuel according to an embodiment of the present invention is formed in a hollow cylindrical shape along a longitudinal direction and has a metal fuel core forming part filled with a molten material in which a raw material of a metal nuclear fuel is molten, a body part forming a metal fuel core, a body It is connected to one side of the part by a separate coupling structure to close the opened portion of the body and includes a connection part for limiting the movement of the melt, and the body part includes a first body part and a second body part connected to each other in a separate coupling structure along the longitudinal direction. include

Description

금속 핵연료 제조용 주형{MOLD FOR MANUFACTURING METAL FUEL SLUG}MOLD FOR MANUFACTURING METAL FUEL SLUG

본 발명은 금속 핵연료 제조용 주형에 관한 것이다.The present invention relates to a mold for the manufacture of metal nuclear fuel.

국내에서는 사용후 핵연료의 재활용과 에너지 효율 극대화를 위해 고속증식로를 차세대 원자로로 고려하고 있으며, 그에 대한 연구가 진행되고 있다. 고속증식로에 장입되는 핵연료는 금속 핵연료의 사용이 고려되고 있으며, 금속 핵연료는 U-Zr(Uranium-Zirconium)를 기반으로 하는 2원계합금을 기반으로 사용후 핵연료에 대한 재활용을 위해 란탄족 원소(RE)가 함유된 다성분계 금속 핵연료 제조에 대한 연구와 제조기술 개발이 진행되고 있다.In Korea, fast breeder reactors are being considered as next-generation reactors for recycling spent nuclear fuel and maximizing energy efficiency, and research on them is ongoing. The use of metal fuel is considered for the nuclear fuel charged in the fast breeder, and the metal fuel is based on a binary alloy based on U-Zr (Uranium-Zirconium) and lanthanide elements (RE) for recycling of spent nuclear fuel. ), research and development of manufacturing technology for the manufacture of multi-component metal fuels are in progress.

금속 핵연료는 고온의 사출주조로를 사용해서 로드(rod)형태로 제조하는데, 이때 로드형태를 제조하기 위한 주형이 필요하다. 현재는 석영관으로 형성되는 석영관 주형을 활용하여 금속 연료심을 제조하고 있다. 석영관 주형은 고온에서 열팽창율이 매우 적어서 금속 연료심 제조에 이용가치가 매우 큰 재질이나, 금속 연료심을 제조한 후, 내부 구성물을 인출하기 위해서는 파쇄해야 한다는 단점이 발생한다. 여기서 발생된 파쇄물은 폐기물(waste)로 처리되는데, 미량의 방사성물이 포함되어 처리도 까다롭고, 경제성면에서도 영향을 미치게 된다. 따라서 이러한 단점들을 대체하기 위해 석영관을 대체할 대체 주형재질의 개발이 진행되고 있으며, 고온에서 열전도특성과 열팽창 특성이 우수한 것으로 알려진 흑연 물질을 이용해서 금속 연료심 제조용 주형을 활용하고 재사용하는 연구가 진행되고 있다.Metal nuclear fuel is manufactured in the form of a rod using a high-temperature injection casting furnace. Currently, a metal fuel core is manufactured using a quartz tube mold formed of a quartz tube. The quartz tube mold has a very low coefficient of thermal expansion at high temperature, so it is a material of great value for use in manufacturing a metal fuel core. The shredded material generated here is treated as waste, which contains a trace amount of radioactive material, which makes the treatment difficult and also affects economic feasibility. Therefore, in order to replace these shortcomings, the development of an alternative mold material to replace the quartz tube is in progress, and research on using and reusing a mold for manufacturing a metal fuel core using graphite material, which is known to have excellent thermal conductivity and thermal expansion characteristics at high temperatures, is being conducted. is in progress

관련 선행문헌으로 한국등록특허 1,996,309는 "유리성형을 위한 고주파 유도가열방식 흑연 몰드지그"을 개시한다.As a related prior document, Korean Patent No. 1,996,309 discloses "a high frequency induction heating type graphite mold jig for glass forming".

한국등록특허 1,996,309Korean Patent 1,996,309

본 발명의 한 실시예는 흑연 물질을 이용한 조립식 주형을 이용하여 사출주조로에서 금속 연료심 제조 후 금속 연료심이 형성된 몸체부를 분리하여 주형의 파손 없이 금속 연료심을 용이하게 인출함으로써 주형을 재사용할 수 있는 금속 핵연료 제조용 주형을 제공하기 위한 것이다.In one embodiment of the present invention, after manufacturing a metal fuel core in an injection casting furnace using a prefabricated mold using a graphite material, the mold can be reused by separating the body part on which the metal fuel core is formed and easily withdrawing the metal fuel core without damage to the mold. It is intended to provide a mold for the manufacture of metal nuclear fuel.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.In addition to the above tasks, the embodiment according to the present invention may be used to achieve other tasks not specifically mentioned.

본 발명의 한 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형은 길이방향을 따라 중공의 원통형으로 형성되어 금속 핵연료의 원료 물질이 용융된 용융물이 채워지는 금속 연료심 형성부를 갖고 금속 연료심을 형성하는 몸체부, 몸체부의 일측에 분리 결합구조로 연결되어 몸체부의 개구된 부분을 밀폐시켜 용융물의 이동을 제한하는 연결부를 포함하며, 몸체부는 길이방향을 따라 서로 분리 결합구조로 연결되는 제1 바디부와 제2 바디부를 포함한다.A mold for manufacturing a metal nuclear fuel according to an embodiment of the present invention is formed in a hollow cylindrical shape along a longitudinal direction and has a metal fuel core forming part filled with a molten material in which a raw material of a metal nuclear fuel is molten, a body part forming a metal fuel core, a body It is connected to one side of the part by a separate coupling structure to close the opened portion of the body and includes a connection part for limiting the movement of the melt, and the body part includes a first body part and a second body part connected to each other in a separate coupling structure along the longitudinal direction. include

본 발명의 한 실시예는 분리 결합이 용이한 몸체부를 흑연 물질로 형성하여 사출주조로에서 금속 연료심 제조 후 몸체부를 분리하여 몸체부에서 형성된 금속 연료심을 용이하게 인출할 수 있으며, 분리 결합이 가능한 몸체부를 재사용할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the metal fuel core formed in the body can be easily drawn out by separating the body part after manufacturing the metal fuel core in the injection casting furnace by forming the body part that is easily separated and coupled with a graphite material, and can be separated and coupled. There is an effect that the body part can be reused.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형의 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 분리도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형의 결합관계를 좀 더 상세하게 도시한 분리 사시 단면도이다.
도 4는 도 3의 결합도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a combined state of a mold for manufacturing a metal nuclear fuel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded view of FIG. 1 .
3 is an exploded perspective cross-sectional view illustrating in more detail a coupling relationship between a mold for manufacturing a metal nuclear fuel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a combined view of FIG. 3 .

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.With reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. In addition, in the case of a well-known known technology, a detailed description thereof will be omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

이하에서는 도면들을 참조하여 금속 핵연료 제조용 주형을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a mold for manufacturing a metal nuclear fuel will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형의 결합된 상태를 도시한 단면도이며, 도 2는 도 1의 분리도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형의 결합관계를 좀 더 상세하게 도시한 분리 사시 단면도이며, 도 4는 도 3의 결합도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형은 몸체부(100), 연결부(200)를 포함하며, 분리 결합 구조의 몸체부(100)를 흑연 물질로 형성하여 사출주조로에서 금속 연료심 제조 후 몸체부(100)를 분리하여 몸체부(100)에서 형성된 금속 연료심을 용이하게 인출할 수 있다. 그리고 분리 결합이 가능한 몸체부(100)를 재사용할 수 있다.1 is a cross-sectional view illustrating a coupled state of a mold for manufacturing a metal nuclear fuel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of FIG. 1 . 3 is an exploded perspective cross-sectional view illustrating in more detail a coupling relationship between a mold for manufacturing a metal nuclear fuel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a coupling view of FIG. 3 . 1 to 4, the mold for manufacturing a metal nuclear fuel according to an embodiment of the present invention includes a body part 100 and a connection part 200, and the body part 100 of a separate coupling structure is formed of graphite material. After the metal fuel core is manufactured in the injection casting furnace, the metal fuel core formed in the body part 100 can be easily taken out by separating the body part 100 . And the detachable body part 100 can be reused.

몸체부(100)는 길이방향을 따라 중공의 원통형으로 형성할 수 있다. 즉, 몸체부(100)는 길이방향을 따라 내부가 관통되어 용융물 주입경로를 형성하는 원통형상을 갖는다. 몸체부(100)의 용융물 주입경로를 통해 용융물이 주입되어 몸체부(100) 내부를 용융물로 채울 수 있다. 몸체부(100)의 형상을 길이방향을 따라 중공의 원통형으로 형성함으로써 금속 핵연료의 원료 물질이 용융된 용융물이 채워지는 금속 연료심 형성부를 갖고 원기둥 형상의 금속 연료심을 형성할 수 있다. The body portion 100 may be formed in a hollow cylindrical shape along the longitudinal direction. That is, the body portion 100 has a cylindrical shape through which the inside is penetrated along the longitudinal direction to form a melt injection path. The melt is injected through the melt injection path of the body part 100 to fill the inside of the body part 100 with the melt. By forming the shape of the body part 100 in a hollow cylindrical shape along the longitudinal direction, it is possible to form a cylindrical metal fuel core having a metal fuel core forming part filled with a molten material in which a raw material of a metal nuclear fuel is molten.

몸체부(100)는 길이방향을 따라 서로 분리 결합구조로 연결되는 제1 바디부(110)와 제2 바디부(120)를 포함한다. 제1 바디부(110)는 연결부(200)와 분리 결합되는 부분이고, 제2 바디부(120)는 제1 바디부(110)와 분리 결합되는 부분이다. 제2 바디부(120)는 용융물에 침지되는 부분을 포함할 수 있다. 제1 바디부(110)와 제2 바디부(120)는 서로 동일한 크기의 내경을 가질 수 있다. 제1 바디부(110)와 제2 바디부(120)는 나사 체결구조로 결합될 수 있다. The body part 100 includes a first body part 110 and a second body part 120 connected to each other in a separate coupling structure along the longitudinal direction. The first body part 110 is a part separately coupled to the connection part 200 , and the second body part 120 is a part separated and coupled to the first body part 110 . The second body portion 120 may include a portion immersed in the melt. The first body part 110 and the second body part 120 may have the same inner diameter as each other. The first body part 110 and the second body part 120 may be coupled to each other in a screw fastening structure.

제1 바디부(110)의 길이방향을 기준으로 일측에는 수나사(112a)가 외주면에 형성되는 제11 결합부(112)가 구비될 수 있다. 제1 바디부(110)의 길이방향을 기준으로 상측에는 연결부(200)가 결합되며, 하측에는 제2 바디부(120)가 결합될 수 있다. 제1 바디부(110)는 길이방향을 따라 일측에 제11 결합부(112)가 구비되고, 타측에 제12 결합부(116)가 구비될 수 있다.An eleventh coupling portion 112 having a male screw 112a formed on an outer circumferential surface thereof may be provided on one side of the first body portion 110 in the longitudinal direction. Based on the longitudinal direction of the first body portion 110, the connection part 200 may be coupled to the upper side, and the second body part 120 may be coupled to the lower side. The first body portion 110 may be provided with an eleventh coupling portion 112 on one side along the longitudinal direction, and a twelfth coupling portion 116 on the other side thereof.

제2 바디부(120)는 용융물에 침지되는 주입부(126)를 포함하며, 제1 바디부(110)와 분리 결합구조로 연결될 수 있다. 제2 바디부(120)는 제11 결합부(112)와 대응하는 위치에서 내부에 암나사(122a)를 갖는 체결홀(122h)이 구비될 수 있다. 체결홀(122h)은 제1 바디부(110)와 연결된 상태에서 제2 바디부(120)를 통해 주입되는 용융물의 이동을 제1 바디부(110)로 안내할 수 있다. 제2 바디부(120)의 체결홀(122h)은 길이방향을 따라 제1 바디부(110)와 대응하는 일측이 개구되고 타측 또한, 개구된 형상으로 구비될 수 있다. 따라서, 제2 바디부(120)의 체결홀(122h)은 제1 바디부(110)와 연결된 상태에서 제2 바디부(120)를 통해 주입되는 용융물의 상승을 유지할 수 있다. 즉, 제2 바디부(120)가 제1 바디부(110)와 체결되는 부분이 연통되는 형상을 유지할 수 있으므로 제2 바디부(120)로 유입된 용융물의 제1 바디부(110) 방향 이동이 용이하게 구현될 수 있다. 체결홀(122h)은 제2 바디부(120)의 내경보다 더 큰 단차 형상을 갖고 구비되어 제1 바디부(110)와 연결된 상태에서 제2 바디부(120)의 내경과 제1 바디부(110)의 내경이 동일하게 유지하여 제2 바디부(120)를 통해 주입되는 용융물의 이동을 제1 바디부(110)로 안내할 수 있다.The second body part 120 includes an injection part 126 immersed in the melt, and may be connected to the first body part 110 in a separate coupling structure. The second body part 120 may be provided with a fastening hole 122h having a female screw 122a therein at a position corresponding to the eleventh coupling part 112 . The fastening hole 122h may guide the movement of the melt injected through the second body 120 to the first body 110 while being connected to the first body 110 . The fastening hole 122h of the second body 120 may be provided in a shape in which one side corresponding to the first body 110 is opened along the longitudinal direction and the other side is also opened. Accordingly, the fastening hole 122h of the second body 120 may maintain the rise of the melt injected through the second body 120 while being connected to the first body 110 . That is, since the second body portion 120 can maintain a shape in which the portion coupled with the first body portion 110 communicates, the molten material introduced into the second body portion 120 moves in the direction of the first body portion 110 . This can be easily implemented. The fastening hole 122h is provided with a larger step shape than the inner diameter of the second body part 120 so that the inner diameter of the second body part 120 and the first body part ( By maintaining the same inner diameter of the 110 , the movement of the melt injected through the second body 120 may be guided to the first body 110 .

제2 바디부(120)는 보강부(122), 주입부(126)를 포함할 수 있다. 제2 바디부(120)는 체결홀(122h)이 구비되는 보강부(122)와 주입부(126)가 일체로 형성될 수 있다. 보강부(122)는 체결홀(122h)이 구비되는 외주면에 돌출 형성되어 보강할 수 있다. 주입부(126)는 보강부(122)에 연장 형성되며, 용융물에 침지되는 침지부(124)의 길이방향 단부에 구비되어 용융물의 주입을 안내할 수 있다. 주입부(126)는 기설정된 경사각도(Θ)를 갖고 경사진 주입구를 가질 수 있다.The second body part 120 may include a reinforcement part 122 and an injection part 126 . The second body part 120 may be integrally formed with the reinforcing part 122 provided with the fastening hole 122h and the injection part 126 . The reinforcing part 122 may be formed to protrude from the outer peripheral surface provided with the fastening hole 122h to be reinforced. The injection part 126 is formed extending from the reinforcement part 122 and is provided at the longitudinal end of the immersion part 124 immersed in the melt to guide the injection of the melt. The injection unit 126 may have a predetermined inclination angle Θ and an inclined injection hole.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형은 흑연 물질을 포함할 수 있다. 필요에 따라 몸체부(100)에만 흑연 물질을 포함할 수도 있다. 흑연 물질은 종래의 석영과 열적 특성이 유사하여, 별도로 구비되는 코팅층과의 접착력을 견고하게 유지시킬 수 있다. 또한, 흑연 물질은 금속 핵연료의 원료 물질이 용융된 용융물과 거의 반응성이 없으며 고온에서의 열팽창률 등의 열역학적 특성이 용융물과 유사하여 용융물이 몸체부(100) 내부로 주입될 때 열충격이나 변형을 최소화시킬 수 있다.Meanwhile, the mold for manufacturing a metal nuclear fuel according to an embodiment of the present invention may include a graphite material. If necessary, only the body part 100 may include a graphite material. Since the graphite material has similar thermal properties to conventional quartz, it is possible to firmly maintain adhesion to a separately provided coating layer. In addition, the graphite material has little reactivity with the melt in which the raw material of the metal nuclear fuel is melted, and thermodynamic properties such as thermal expansion coefficient at high temperatures are similar to those of the melt, so that when the melt is injected into the body part 100 , thermal shock or deformation is minimized can do it

몸체부(100)는 별도의 코팅층이 구비될 수 있다. 코팅층은 몸체부(100)를 포함한 주형 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 또한, 코팅층은 몸체부(100)의 내면 또는 외면에 선택적으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 코팅층은 몸체부(100)의 내부에서 용융물이 주입되어 몸체부(100)의 내면과 접하는 면에만 구비될 수도 있다. 코팅층은 용융물과 반응성이 없거나 적은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅층은 지르코니아(ZrO2), 이트리아(Y2O3), 또는 이산화규소(SiO2) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The body part 100 may be provided with a separate coating layer. The coating layer may be formed over the entire mold including the body portion 100 . In addition, the coating layer may be selectively formed on the inner surface or the outer surface of the body portion (100). For example, the coating layer may be provided only on the surface in contact with the inner surface of the body portion 100 by injecting the melt from the inside of the body portion (100). The coating layer may include a material that has little or no reactivity with the melt. For example, the coating layer may include one or more of zirconia (ZrO 2 ), yttria (Y 2 O 3 ), or silicon dioxide (SiO 2 ).

흑연 물질은 석영에 비해 코팅층과의 접착력이 우수할 수 있다. 따라서, 코팅층의 박리 또는 결함이 최소화될 수 있다. 그리고 주형의 신뢰성 및 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 몸체부(100)를 더욱 장시간 사용할 수 있어 금속 연료심 제조 공정의 경제성이 향상될 수 있다.The graphite material may have superior adhesion to the coating layer compared to quartz. Accordingly, peeling or defects of the coating layer can be minimized. And the reliability and durability of the mold can be improved. In addition, since the body part 100 can be used for a longer period of time, the economic feasibility of the metal fuel core manufacturing process can be improved.

연결부(200)는 몸체부(100)의 일측에 분리 결합구조로 연결되어 몸체부(100)의 개구된 부분을 밀폐시켜 용융물의 이동을 제한할 수 있다. 연결부(200)와 몸체부(100)의 결합으로 인해 몸체부(100)의 길이방향을 따라 내부에서 개구된 부분이 밀봉되어 금속 연료심 제조 공정 중 용융물의 누설이 방지될 수 있다. 연결부(200)는 제1 바디부(110)와 나사 체결구조로 분리 결합될 수 있다. 연결부(200)는 별도의 플렌지에 결합되는 결합부와 몸체부(100)의 제1 바디부(110)와 분리 결합되는 체결부를 포함할 수 있다. 연결부(200)의 결합부와 체결부는 일체로 형성될 수 있다. 연결부(200)의 체결부가 몸체부(100)의 일측에 결합될 수 있다.The connection part 200 may be connected to one side of the body part 100 in a separate coupling structure to seal the opened portion of the body part 100 to limit the movement of the melt. Due to the coupling of the connection part 200 and the body part 100 , the part opened inside the body part 100 along the longitudinal direction is sealed, so that leakage of the molten material during the metal fuel core manufacturing process can be prevented. The connection part 200 may be separated and coupled to the first body part 110 by a screw fastening structure. The connection part 200 may include a coupling part coupled to a separate flange and a coupling part separately coupled to the first body part 110 of the body part 100 . The coupling part and the coupling part of the connection part 200 may be integrally formed. A fastening part of the connection part 200 may be coupled to one side of the body part 100 .

결합부는 길이방향의 일측에 구비되어 연료심 인출기의 플렌지에 결합될수 있다.The coupling part may be provided on one side in the longitudinal direction to be coupled to the flange of the fuel core extractor.

체결부는 길이방향 타측에서 결합부와 대응하는 위치에 구비되어 제1 바디부(110)와 분리 결합될 수 있다. 제1 바디부(110)와 연결부(200)는 나사 체결구조로 분리 결합될 수 있다. 체결부는 내측에 암나사(212)를 갖는 체결홈(210)이 구비될 수 있다. 즉, 연결부(200)의 하부에 구비되는 체결부는 내측에 체결홈(210)이 구비되며, 체결홈(210)의 내면에는 암나사(212)가 구비될 수 있다. 그리고 제1 바디부(110)는 체결홈(210)과 대응하는 위치에 수나사(116a)가 외주면에 형성되는 제12 결합부(116)가 구비될 수 있다. 체결홈(210)은 제1 바디부(110)와 대응하는 일측이 개구되고 결합부 방향으로 구비되는 타측이 닫힌 형상으로 구비될 수 있다. 따라서, 연결부(200)의 체결홈(210)은 제1 바디부(110)와 연결된 상태에서 제1 바디부(110)를 통해 주입되는 용융물의 상승을 방지할 수 있다. 즉, 연결부(200)가 제1 바디부(110)와 체결되는 부분을 제외한 다른 부분이 밀폐된 형상을 유지할 수 있으므로 몸체부(100)로 유입된 용융물의 외부 누출이 최소화될 수 있다.The fastening part may be provided at a position corresponding to the coupling part on the other side in the longitudinal direction to be separately coupled to the first body part 110 . The first body part 110 and the connection part 200 may be separated and coupled with a screw fastening structure. The fastening part may be provided with a fastening groove 210 having a female screw 212 therein. That is, the fastening part provided at the lower part of the connecting part 200 may be provided with a fastening groove 210 inside, and a female screw 212 may be provided on the inner surface of the fastening groove 210 . In addition, the first body part 110 may be provided with a twelfth coupling part 116 formed on an outer circumferential surface of the first body part 110 with a male screw 116a at a position corresponding to the fastening groove 210 . The fastening groove 210 may be provided in a shape in which one side corresponding to the first body part 110 is opened and the other side provided in the direction of the coupling part is closed. Therefore, the fastening groove 210 of the connection part 200 can prevent the rise of the melt injected through the first body part 110 in a state in which it is connected to the first body part 110 . That is, since the connection part 200 can maintain a closed shape except for the part where the connection part 200 is fastened with the first body part 110 , external leakage of the melt introduced into the body part 100 can be minimized.

한편, 연결부(200)와 제1 바디부(110) 사이 또는 제1 바디부(110)와 제2 바디부(120) 사이에 위치하는 실링부를 더 포함할 수 있다. 실링부는 연결부(200)와 제1 바디부(110) 사이에 구비되는 제1 실링부(302), 그리고 제1 바디부(110)와 제2 바디부(120) 사이에 구비되는 제2 실링부(304)를 포함할 수 있다. 제1 바디부(110)의 제11 결합부(112)에서 제1 실링부(302)가 구비되는 위치에 대응하는 단부에는 제1 지지홈(114)이 구비될 수 있다. 그리고 제1 바디부(110)의 제12 결합부(116)에서 제2 실링부(304)가 구비되는 위치에 대응하는 단부에는 제2 지지홈(118)이 구비될 수 있다. 이와 같이 제1 실링부(302)와 제2 실링부(304)가 구비되는 위치에 제1 지지홈(114)과 제2 지지홈(118)이 구비됨에 따라 보다 견고한 실링상태를 유지할 수 있다. 실링부는 흑연 물질을 포함하여 고온에서 용융물과 반응이 없는 세라믹 물질이나 금속물질의 활용도 가능할 수 있다. 이러한 경우, 연결부(200)와 몸체부(100)의 체결구조가 1차적으로 용융물의 누설을 방지할 수 있고, 실링부가 2차적으로 용융물의 누설을 방지할 수 있다. 몸체부(100)에서 서로 분리 결합되는 부분의 접촉면이 평평한 상태를 유지한 상태에서, 그래파이트 포일 디스크(graphite foil disk)형태(또는 용융물과 반응성이 없는 고온재질)의 실링부 양면에 반응방지용 용액을 도포하여 접촉면을 원천적으로 접착시키는 방법으로 2차 누출을 방지할 수 있다. 또한, 체결부를 형성하는 나사산 부분에 반응방지용 용액을 도포하여 나사산 부분으로의 누출을 차단하는 방법으로 3차 누출을 방지할 수 있다. 몸체부(100) 내면에서 반응방지용 용액을 이용하여 실링부 상부와 하부, 그리고 나사산 부분에 용액을 도포한 후 분리 결합부분을 체결함으로써 몸체부(100) 내부로 유입된 용융물이 결합부분에서 누출되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 반응방지용 용액은 약간의 점성과 세라믹 물질 및 휘발성 재질을 포함하는 세라믹 용액으로 형성될 수 있으며, 브러싱(brushing)후 자연 상태에서 건조되고, 건조후에는 피막이 형성되어 코팅층을 형성할 수 있다.Meanwhile, it may further include a sealing part positioned between the connection part 200 and the first body part 110 or between the first body part 110 and the second body part 120 . The sealing part includes a first sealing part 302 provided between the connection part 200 and the first body part 110 , and a second sealing part provided between the first body part 110 and the second body part 120 . (304). In the eleventh coupling part 112 of the first body part 110 , a first support groove 114 may be provided at an end corresponding to the position where the first sealing part 302 is provided. In addition, a second support groove 118 may be provided at an end of the twelfth coupling part 116 of the first body part 110 corresponding to the position where the second sealing part 304 is provided. As described above, as the first support groove 114 and the second support groove 118 are provided at the positions where the first sealing part 302 and the second sealing part 304 are provided, a more robust sealing state can be maintained. The sealing part may be made of a ceramic material or a metallic material that does not react with the melt at high temperature, including graphite material. In this case, the fastening structure of the connection part 200 and the body part 100 may primarily prevent leakage of the melt, and the sealing part may secondarily prevent leakage of the melt. In the state in which the contact surfaces of the parts separated and coupled to each other in the body part 100 are maintained in a flat state, a solution for preventing reaction is applied on both sides of the sealing part in the form of a graphite foil disk (or a high-temperature material that does not react with the melt). Secondary leakage can be prevented by applying and bonding the contact surface at the source. In addition, it is possible to prevent tertiary leakage by applying a reaction prevention solution to the threaded portion forming the fastening portion to block leakage into the threaded portion. After applying the solution to the upper and lower parts of the sealing part and the threaded part using the reaction preventing solution from the inner surface of the body part 100, the molten material introduced into the body part 100 is leaked from the coupling part by fastening the separation coupling part. it can be prevented Here, the reaction preventing solution may be formed of a ceramic solution containing a little viscosity and a ceramic material and a volatile material, and is dried in a natural state after brushing, and a film is formed after drying to form a coating layer.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형은 흑연 물질을 이용한 주형을 분리 결합이 가능한 조립식으로 형성하여 금속 연료심 제조에 활용할 수 있다. 흑연 물질을 포함한 조립식 주형을 이용하는 경우 몸체부(100)에서 제조된 금속 연료심의 탈거를 위해 몸체부(100)를 제1 바디부(110)와 제2 바디부(120)로 구분하여 분리 조립하는 방식을 활용할 수 있다.As described above, the mold for manufacturing a metal nuclear fuel according to an embodiment of the present invention can be used for manufacturing a metal fuel core by forming a mold using a graphite material in a prefabricated type capable of separating and bonding. When using a prefabricated mold containing a graphite material, the body part 100 is divided into a first body part 110 and a second body part 120 for removal of the metal fuel core manufactured in the body part 100 and separated and assembled. method can be used.

일반적으로 주형을 이용하여 제조된 금속 연료심은 연료심 인출기를 활용하여 주형과 분리를 한다. 이러한 경우, 주형의 상부인 캡(cap) 부위를 분리한 후 금속 연료심 인출을 위해서는 연료심 인출기와 같은 장비의 사용이 필수적이다.In general, a metal fuel core manufactured using a mold is separated from the mold by using a fuel core extractor. In this case, the use of equipment such as a fuel core extractor is essential in order to take out the metal fuel core after removing the cap, which is the upper part of the mold.

이와는 달리, 본 발명의 실시예에서는 몸체부(100)가 분리 결합되는 주형에서 제작된 금속 연료심을 용이하게 인출할 수 있다. 용융물이 담겨있는 도가니에 몸체부(100)가 침지되는 길이를 고려하여 몸체부(100)를 분리 결합구조로 형성하고, 금속 연료심 제조에 적용함으로써 몸체부(100)를 통해 형성된 금속 연료심이 몸체부(100)로부터 분리되어 인출되는 과정을 용이하게 수행할 수 있다. 필요에 따라 몸체부(100)로부터 금속 연료심을 인출하는 과정에서 연료심 인출기를 추가로 사용할 수도 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예는 몸체부(100)에서 침지되는 부분이 별도로 분리 결합되는 구조의 조립식 주형을 형성하고, 금속 연료심 제조에 적용함으로써 기존 금속 연료심 제작에 사용되던 주형에 비해 금속 연료심의 인출을 용이하게 구현할 수 있다. 또한, 침지부분 분리형 주형으로 형성함으로써 주형 내부의 직진도를 향상시켜 제작된 금속 연료심의 표면특성을 개선시킬 수 있다. 또한, 주형 내부에 반응방지막의 코팅시, 코팅용액이 용이하게 도포될 수 있으며, 코팅액의 건조과정이 단축될 수 있다. 만약, 주형 외부에 오염이 발생할 경우, 오염된 부분만 분리 대체하여 폐기물의 발생량을 감소시킬 수 있으며, 금속 연료심 물질의 손실을 최소화 할 수 있다.On the contrary, in the embodiment of the present invention, the metal fuel core manufactured from the mold to which the body part 100 is separated and coupled can be easily withdrawn. The metal fuel core formed through the body part 100 is formed by forming the body part 100 into a separate coupling structure in consideration of the length at which the body part 100 is immersed in the crucible containing the molten material, and applying it to the manufacture of the metal fuel core body. The process of being separated from and withdrawn from the unit 100 can be easily performed. If necessary, a fuel core extractor may be additionally used in the process of withdrawing the metal fuel core from the body part 100 . As described above, the embodiment of the present invention forms a prefabricated mold having a structure in which parts to be immersed in the body 100 are separately coupled to each other, and is applied to the metal fuel core manufacturing, compared to the mold used for manufacturing the existing metal fuel core. Simplification can be easily implemented. In addition, by forming the immersion part as a separable mold, the straightness inside the mold can be improved to improve the surface properties of the manufactured metal fuel core. In addition, when the reaction preventing film is coated on the inside of the mold, the coating solution can be easily applied, and the drying process of the coating solution can be shortened. If contamination occurs outside the mold, it is possible to reduce the amount of waste generated by separating and replacing only the contaminated part, and it is possible to minimize the loss of the metal fuel core material.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형을 이용한 금속 연료심 제조에 대한 공정설명을 한다.A process for manufacturing a metal fuel core using a mold for manufacturing a metal nuclear fuel according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 .

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 주형은 분리 결합되는 조립식 구조를 갖는다. 몸체부(100)와 연결부(200)가 서로 분리 가능하고, 몸체부(100)의 제1 바디부(110)와 제2 바디부(120)가 서로 서로 분리 결합이 가능하다. 이로 인해 금속 연료심 제조 공정을 거친 후, 연결부(200)만을 따로 분리하여 제거할 수 있고, 몸체부(100)를 재사용할 수 있다. 또한, 몸체부(100)의 제1 바디부(110)와 제2 바디부(120)도 서로 분리하여 제거할 수 있다. 따라서, 필요에 따라 용융물에 침지되는 제2 바디부(120)만 별도로 분리하여 제거할 수도 있다. 이러한 이유로 방사성 폐기물의 양이 크게 감소될 수 있고, 금속 연료심 제조 공정의 경제성을 크게 향상시킬 수 있다.First, the mold according to the embodiment of the present invention has a prefabricated structure that is separated and coupled. The body part 100 and the connection part 200 are separable from each other, and the first body part 110 and the second body part 120 of the body part 100 can be separated and coupled to each other. For this reason, after the metal fuel core manufacturing process, only the connection part 200 can be separated and removed, and the body part 100 can be reused. In addition, the first body portion 110 and the second body portion 120 of the body portion 100 may be removed separately from each other. Therefore, if necessary, only the second body portion 120 immersed in the melt may be separated and removed. For this reason, the amount of radioactive waste can be greatly reduced, and the economic feasibility of the metal fuel core manufacturing process can be greatly improved.

또한, 몸체부(100)를 분리 결합이 가능한 구조로 형성함으로써 몸체부(100)에 주입된 용융물이 응고된 이후 이를 해체하여 미검사 금속 연료심을 인출하는 공정에서, 몸체부(100) 내면과 금속 연료심의 마찰 등으로 인해 금속 연료심의 인출이 어려울 때, 몸체부(100)를 분리한 후 송곳 등의 장비를 몸체부(100)의 관통홀을 통해 도입시켜 금속 연료심의 인출 공정을 원활하게 구현할 수 있다.In addition, in the process of disassembling the molten material injected into the body 100 after solidification by forming the body 100 in a structure that can be separated and coupled to take out an untested metal fuel core, the inner surface of the body 100 and the metal When it is difficult to withdraw the metal fuel core due to friction between the fuel core, etc., after separating the body part 100, equipment such as an awl is introduced through the through hole of the body part 100 to smoothly implement the metal fuel core extraction process. have.

상기한 바와 같이 몸체부(100)가 분리 결합 구조로 형성된 상태에서 사출주조로 내부에 있는 도가니 속의 용융물에 몸체부(100)를 담그고 가압하면, 진공상태로 있던 몸체부(100) 내부로 용융물이 올라가게 된다. 이때 가압력이 최대 4 kg/cm2으로 비교적 낮은 압력이 사용될 수 있다.As described above, when the body part 100 is immersed in the melt in the crucible inside the injection casting furnace and pressurized in the state in which the body part 100 is formed in a separate and combined structure, the melt flows into the body part 100 in a vacuum state. will go up In this case, a relatively low pressure may be used, with a maximum pressing force of 4 kg/cm 2 .

소듐냉각 고속로에서는 U-Zr을 기본으로 하는 금속 핵연료를 핵연료로 사용하고 있으며, 일반적으로 사출주조로나 중력주조로를 활용해서 금속 연료심을 제조하고 가공하여 핵연료로 사용한다.In sodium-cooled fast reactors, U-Zr-based metal nuclear fuel is used as nuclear fuel, and in general, metal fuel cores are manufactured and processed using injection casting furnaces or gravity casting furnaces to be used as nuclear fuel.

금속 핵연료 원료물질로 U-Zr 2원합금이나 U-Zr-TRU-REs와 같은 다성분계 금속을 고온 주조로에서 용융하고, 주형에 사출주조함으로써 핵연료 규격에 맞도록 가공하여 핵연료로 사용한다. 사출주조로에서 적당한 주형에 금속용융물을 사출할 때 주형의 재질은 금속용융염의 열특성과 유사한 특성을 갖는 물질을 활용하여야 하며, 전세계적으로 석영 재질을 가공하여 활용하는 것이 일반적이다. Multi-component metals such as U-Zr binary alloy or U-Zr-TRU-REs are melted in a high-temperature casting furnace as a raw material for metal nuclear fuel, and processed to meet nuclear fuel specifications by injection casting into a mold and used as nuclear fuel. When molten metal is injected into a suitable mold in an injection casting furnace, a material with properties similar to the thermal properties of molten metal salt should be used as the material of the mold, and it is common to process and utilize quartz material worldwide.

금속 핵연료를 이용하여 금속 연료심을 제조하기 위해 석영재질의 주형을 사용할 경우, 금속 연료심 제조의 기하학적 특성상 주형의 한쪽부분이 닫힘(closed) 형태로 제조된다. 금속 연료심 제조 후 주형과 금속 연료심이 혼용되어 있기 때문에 금속 연료심 인출을 위해서는 석영관을 파쇄해야만 금속 연료심을 인출할 수 있다.When a mold made of a quartz material is used to manufacture a metal fuel core using a metal nuclear fuel, one part of the mold is manufactured in a closed form due to the geometrical characteristics of manufacturing the metal fuel core. Since the mold and the metal fuel core are mixed after the metal fuel core is manufactured, the metal fuel core can be extracted only by crushing the quartz tube in order to withdraw the metal fuel core.

따라서 금속 연료심 제조과정에서 사용된 석영관 주형은 1회 사용 후 파쇄되는 형태로 공정이 진행된다. 이러한 과정에서 다량의 석영관 폐기물이 방사성물질 취급구역에서 발생된다. 그리고 석영관에 미량의 방사성물질이 함께 혼용되어 발생되기 때문에, 방사성폐기물의 발생량도 많아질 뿐만 아니라, 이를 처리하는데도 상당한 어려움이 따른다.Therefore, the process proceeds in the form of crushing the quartz tube mold used in the manufacturing process of the metal fuel core after one use. In this process, a large amount of quartz tube waste is generated in the radioactive material handling area. In addition, since a small amount of radioactive material is mixed in the quartz tube, the amount of radioactive waste generated increases, and there is considerable difficulty in disposing of it.

이를 극복하기 위해서, 각국에서는 석영관을 대체할 수 있는 새로운 재질의 주형을 개발하는데 연구를 진행하고 있다. 본 발명의 실시예에 따른 금속 핵연료 제조용 주형은 금속 연료심 용융에 사용하는 흑연 재질을 사용하여, 금속 연료심 제조용 주형을 분리 결합이 가능한 형태의 조립식으로 형성하는 연구를 진행하였다. 흑연 재질의 경우 석영과 유사한 열전달 특성 및 열팽창 계수를 갖는 것으로 알려져 있기 때문에, 금속용융물의 사출주조에 활용성이 있다.In order to overcome this, each country is conducting research to develop a mold made of a new material that can replace the quartz tube. In the mold for manufacturing a metal fuel core according to an embodiment of the present invention, a study was conducted to form a mold for manufacturing a metal fuel core in a prefabricated type capable of separating and coupling by using a graphite material used for melting a metal fuel core. In the case of graphite material, since it is known to have similar heat transfer properties and thermal expansion coefficient to that of quartz, it is useful for injection casting of molten metal.

특히, 적어도 분리 결합되는 구조의 몸체부(100)에 흑연 물질을 사용하는 주형의 경우, 석영관 재질을 사용하는 석영관 주형과는 달리 주형을 조립식으로 제작이 가능하다. 석영관 주형의 경우 1회용으로 형성되나, 흑연 물질의 주형은 분리 결합이 가능한 조립식으로 형성함으로써 재사용이 가능하다. 흑연 물질을 사용한 주형은 금속 연료심의 원료 물질이 석영관 주형에 고착되는 것에 비해 폐기물을 상당히 감소시킬 수 있다.In particular, in the case of a mold using a graphite material for at least the body portion 100 having a structure to be separated and coupled, the mold can be manufactured in a prefabricated manner, unlike a quartz tube mold using a quartz tube material. In the case of a quartz tube mold, it is formed for one-time use, but the graphite material mold can be reused by forming a prefabricated type that can be separated and combined. Molds using graphite material can significantly reduce waste compared to the raw material of the metal fuel core sticking to the quartz tube mold.

석영관 주형과는 달리 흑연 물질의 주형은 주형 내부의 금속 연료심 전체를 감쌀 수 있고, 금속 연료심이 형성되는 몸체부(100)를 분리 결합할 수 있는 조립식으로 형성할 수 있다.Unlike the quartz tube mold, the graphite material mold can wrap the entire metal fuel core inside the mold, and can be formed in a prefabricated manner in which the body part 100 on which the metal fuel core is formed can be separated and coupled.

본 발명의 실시예에서는 현장에서 사용이 편리하도록 주형의 하부 즉, 금속 연료심의 재료인 금속 핵연료가 용융된 용융물로 침지되는 몸체부(100) 부분을 분리 결합되도록 조립식 흑연주형으로 형성할 수 있다. 이와 같이 금속 연료심이 형성되는 몸체부(100)가 분리 결합식으로 형성되기 때문에, 침지되는 부분을 1차 분리하고, 몸체부(100) 내에서 형성된 금속 연료심을 인력으로 용이하게 인출할 수 있다. 만약 인력으로 금속 연료심의 인출이 어려운 경우에는 연료심 인출기의 동력을 이용하여 더 용이하게 금속 연료심을 인출할 수 있다. 따라서, 몸체부(100) 내에 형성된 금속 연료심의 인출시 몸체부(100)를 분리할 수 있으므로 금속 연료심 인출 공정을 용이하게 구현할 수 있다. 또한, 몸체부(100) 분리 조립형 주형을 금속 연료심 제조에 활용하면, 금속 연료심 제조에 사용되었던 주형을 재활용할 수 있다. 재활용이 가능한 주형이 파손되는 경우, 파손된 부분만을 교체하여 재활용할 수 있기 때문에 폐기물의 양이 줄어들 수 있다. 특히, 몸체부(100)를 분리 조립구조로 주형을 제작하는 경우, 주형 제작에서 제일 난관인 것은 주형 제작상 비교적 긴(약 30cm~35cm) 몸체부(100) 내경의 직진도를 공차 이내로 제작하는 것이다. 몸체부(100)를 분리 결합형으로 제작함에 따라 각각의 분리형 부분의 길이가 전체 길이에 비해 짧아지기 때문에 몸체부(100) 내부의 직진도를 향상시켜, 최종 제작되는 금속 연료심의 직진도 자체를 향상시킬 수 있다. In an embodiment of the present invention, the lower part of the mold, that is, the body part 100 in which the metal nuclear fuel, which is the material of the metal fuel core, is immersed in the molten melt, may be formed into a prefabricated graphite mold to be separated and coupled for convenient use in the field. Since the body portion 100 in which the metal fuel core is formed as described above is formed in a separation and coupling type, the immersed portion is first separated, and the metal fuel core formed in the body portion 100 can be easily withdrawn by manpower. If it is difficult to withdraw the metal fuel core by manpower, the metal fuel core may be more easily withdrawn by using the power of the fuel core extractor. Therefore, when the metal fuel core formed in the body part 100 is taken out, the body part 100 can be separated, so that the metal fuel core extraction process can be easily implemented. In addition, if the body part 100 separate assembly mold is used for manufacturing the metal fuel core, the mold used for manufacturing the metal fuel core can be recycled. When the recyclable mold is broken, the amount of waste can be reduced because only the damaged part can be replaced and recycled. In particular, in the case of manufacturing the mold with the body part 100 as a separate assembly structure, the most difficult thing in mold manufacturing is the relatively long (about 30 cm to 35 cm) body part 100 straightness within tolerance. will be. As the body part 100 is manufactured as a separate coupling type, the length of each separate type part becomes shorter than the overall length, so the straightness inside the body part 100 is improved, and the straightness itself of the metal fuel core finally manufactured can be improved

또한, 주형 내부에 금속 연료심의 원료 물질과 주형과의 반응을 방지하기 위해 보호막을 코팅하는 과정에서도, 몸체부(100)가 분리 결합되는 구조이므로 2개로 분리된 몸체부(100)의 개별 길이가 전체 길이에 비해 짧아지게 되어 코팅액의 균일한 도포를 용이하게 구현할 수 있다. 또한, 코팅액이 도포된 상태에서 후속 코팅액의 건조과정도 단축시킬 수 있으므로 전체적인 몸체부(100)의 코팅 공정을 용이하게 구현할 수 있다.In addition, in the process of coating the protective film to prevent the reaction between the raw material of the metal fuel core and the mold inside the mold, since the body part 100 is a structure in which the body part 100 is separated and coupled, the individual length of the body part 100 separated into two is Since it is shortened compared to the overall length, uniform application of the coating solution can be easily realized. In addition, since the drying process of the subsequent coating solution can be shortened in the state in which the coating solution is applied, the coating process of the entire body part 100 can be easily implemented.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the

100 ; 몸체부 110 ; 제1 바디부
112 ; 제11 결합부 116 ; 제12 결합부
120 ; 제2 바디부 122h ; 체결홀
122 ; 보강부 124 ; 침지부
126 ; 주입부 200 ; 연결부
210 ; 체결홈100 ; body 110 ; first body part
112 ; 11th coupling part 116; twelfth coupling part
120 ; second body portion 122h; fastening hole
122; reinforcing part 124 ; immersion part
126 ; injection unit 200 ; connection
210; fastening groove

Claims (20)

길이방향을 따라 중공의 원통형으로 형성되어 금속 핵연료의 원료 물질이 용융된 용융물이 채워지는 금속 연료심 형성부를 갖고 금속 연료심을 형성하는 몸체부, 그리고
상기 몸체부의 일측에 분리 결합구조로 연결되어 상기 몸체부의 개구된 부분을 밀폐시켜 상기 용융물의 이동을 제한하는 연결부
를 포함하며,
상기 몸체부는
길이방향을 따라 서로 분리 결합구조로 연결되는 제1 바디부와 제2 바디부를 포함하고, 상기 제2 바디부는 일부분이 상기 용융물에 침지되는 금속 핵연료 제조용 주형.A body part formed in a hollow cylindrical shape along the longitudinal direction and having a metal fuel core forming part filled with a molten material of a raw material of a metal nuclear fuel to form a metal fuel core, and
A connection part connected to one side of the body part by a separate coupling structure to seal the opened part of the body part to limit the movement of the melt
includes,
the body part
A mold for manufacturing a metal nuclear fuel comprising a first body portion and a second body portion connected to each other in a separate coupling structure along a longitudinal direction, wherein a portion of the second body portion is immersed in the melt. 제1항에서,
상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부는 서로 동일한 크기의 내경을 갖는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 1,
The first body part and the second body part have inner diameters of the same size as each other. 제1항에서,
상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부는 나사 체결구조로 결합되는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 1,
A mold for manufacturing a metal nuclear fuel in which the first body part and the second body part are coupled to each other in a screw fastening structure. 제3항에서,
상기 제1 바디부의 길이방향을 기준으로 일측에는 수나사가 외주면에 형성되는 제11 결합부가 구비되는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 3,
A mold for manufacturing a metal nuclear fuel provided with an eleventh coupling portion having an external thread formed on an outer circumferential surface of one side relative to the longitudinal direction of the first body portion. 제4항에서,
상기 제2 바디부는 상기 제11 결합부와 대응하는 위치에서 내부에 암나사를 갖는 체결홀이 구비되는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 4,
The second body portion is a metal nuclear fuel manufacturing mold provided with a fastening hole having a female screw therein at a position corresponding to the eleventh coupling portion. 제5항에서,
상기 체결홀은 상기 제2 바디부의 내경보다 더 큰 단차 형상을 갖고 구비되어 상기 제1 바디부와 연결된 상태에서 상기 제2 바디부의 내경과 상기 제1 바디부의 내경이 동일하게 유지하여 상기 제2 바디부를 통해 주입되는 상기 용융물의 이동을 상기 제1 바디부로 안내하는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 5,
The fastening hole is provided with a step shape that is larger than the inner diameter of the second body portion, so that the inner diameter of the second body portion and the inner diameter of the first body portion are kept the same in a state in which the second body portion is connected to the second body portion. A mold for manufacturing a metal nuclear fuel for guiding the movement of the melt injected through the part to the first body part. 제6항에서,
상기 제2 바디부는
상기 체결홀이 구비되는 외주면에 돌출 형성되어 보강하는 보강부, 그리고
상기 보강부에 연장 형성되며, 상기 용융물에 침지되는 침지부의 길이방향 단부에 구비되어 상기 용융물의 주입을 안내하는 주입부
를 포함하는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 6,
the second body part
A reinforcing part that is formed to protrude and reinforce the outer peripheral surface provided with the fastening hole, and
An injection part extending in the reinforcement part and provided at the longitudinal end of the immersion part immersed in the melt to guide the injection of the melt
A mold for manufacturing a metal nuclear fuel comprising a. 제7항에서,
상기 주입부는 기설정된 경사각도를 갖고 경사진 주입구를 갖는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 7,
The injection part has a predetermined inclination angle and a mold for manufacturing a metal nuclear fuel having an inclined injection hole. 제1항에서,
상기 연결부는 상기 제1 바디부와 나사 체결구조로 분리 결합되는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 1,
The connecting portion is a mold for manufacturing a metal nuclear fuel that is separated and coupled to the first body portion in a screw fastening structure. 제9항에서,
상기 연결부는
길이방향의 일측에 구비되어 연료심 인출기의 플렌지에 결합되는 결합부, 그리고
길이방향 타측에서 상기 결합부와 대응하는 위치에 구비되어 상기 제1 바디부와 분리 결합되는 체결부
을 포함하는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 9,
the connection part
a coupling part provided on one side in the longitudinal direction and coupled to the flange of the fuel core extractor; and
A fastening part provided at a position corresponding to the coupling part on the other side in the longitudinal direction and separated and coupled to the first body part
A mold for manufacturing a metal nuclear fuel comprising a. 제10항에서,
상기 체결부는 내측에 암나사를 갖는 체결홈이 구비되는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 10,
A mold for manufacturing a metal nuclear fuel provided with a fastening groove having a female screw on the inside of the fastening part. 제11항에서,
상기 체결홈은 상기 제1 바디부와 대응하는 일측이 개구되고 결합부 방향으로 구비되는 타측이 닫힌 형상으로 구비되는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 11,
The fastening groove is a mold for manufacturing a metal nuclear fuel provided in a shape in which one side corresponding to the first body part is opened and the other side provided in the coupling part direction is closed. 제12항에서,
상기 제1 바디부는 상기 체결홈과 대응하는 위치에 수나사가 외주면에 형성되는 제12 결합부가 구비되는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 12,
A mold for manufacturing a metal nuclear fuel provided with a twelfth coupling part having an external screw formed on an outer peripheral surface of the first body part at a position corresponding to the fastening groove. 제1항에서,
상기 몸체부는 흑연 물질을 포함하는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 1,
wherein the body portion comprises a graphite material. 제14항에서,
상기 몸체부는 코팅층을 갖는 금속 핵연료 제조용 주형.15. In claim 14,
The body portion has a coating layer for manufacturing a metal nuclear fuel mold. 제15항에서,
상기 코팅층은 상기 몸체부의 내부에서 상기 용융물이 주입되어 상기 몸체부의 내면과 접하는 면에만 형성되는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 15,
The coating layer is a mold for manufacturing a metal nuclear fuel formed only on a surface in contact with the inner surface of the body by injecting the molten material inside the body. 제15항에서,
상기 코팅층은 상기 용융물과 반응성이 없는 물질을 포함하는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 15,
wherein the coating layer includes a material that is not reactive with the melt. 제15항에서,
상기 코팅층은 지르코니아(ZrO2), 이트리아(Y2O3), 또는 이산화규소(SiO2) 중 1종 이상을 포함하는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 15,
The coating layer is zirconia (ZrO 2 ), yttria (Y 2 O 3 ), or silicon dioxide (SiO 2 ) A mold for manufacturing a metal nuclear fuel comprising at least one of. 제1항에서,
상기 연결부와 상기 제1 바디부 사이 또는 상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부 사이에 구비되는 실링부를 더 포함하는 금속 핵연료 제조용 주형.In claim 1,
and a sealing part provided between the connection part and the first body part or between the first body part and the second body part. 제19항에서,
상기 실링부는 흑연 물질을 포함하는 금속 핵연료 제조용 주형.In paragraph 19,
The sealing part is a mold for manufacturing a metal nuclear fuel including a graphite material.
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