KR102554599B1 - Apparatus for extruding the cladding of nuclear fuel core - Google Patents

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Abstract

핵연료 심재 피복 압출 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치는, 전후방으로 관통된 중공을 구비하는 제 1 몸체와, 상기 중공으로 피복 재료를 공급하도록 상기 제 1 몸체에 관통 형성된 공급 통로를 구비하는 베이스 금형; 상기 중공에 배치되는 관형의 제 2 몸체와, 피복 형상에 대응되는 형상을 가지고 상기 제 2 몸체의 내부에 배치되는 압출 성형부와, 상기 피복 재료가 상기 제 2 몸체의 내부로 유입되도록 상기 압출 성형부의 전방에서 측방으로 관통 형성된 유입구를 구비하는 압출 금형 및 핵연료 심재가 통과하도록 전후방으로 관통되고, 그 전단부가 상기 압출 성형부의 전방에 소정 간격 이격된 지점에 위치하도록 상기 제 2 몸체의 내부로 삽입되어 배치되며, 자신의 외주면과 상기 제 2 몸체의 내벽 사이에 상기 피복 재료가 채워지는 공간을 형성하는 가압 부시를 포함한다.A nuclear fuel core cladding extruder is disclosed. Nuclear fuel core material cladding extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention includes a base mold having a first body having a hollow front and rear through and a supply passage formed through the first body to supply a coating material to the hollow. ; A tubular second body disposed in the hollow, an extrusion molding part having a shape corresponding to the coating shape and disposed inside the second body, and the extrusion molding so that the coating material flows into the second body An extrusion mold having an inlet penetrating laterally from the front of the unit and a nuclear fuel core are passed through in the front and rear directions, and the front end is inserted into the second body so as to be located at a point spaced apart from the front of the extrusion molding unit by a predetermined distance. and a pressing bush forming a space filled with the coating material between its outer circumferential surface and the inner wall of the second body.

Description

핵연료 심재 피복 압출 장치{APPARATUS FOR EXTRUDING THE CLADDING OF NUCLEAR FUEL CORE}Nuclear fuel core cladding extrusion device {APPARATUS FOR EXTRUDING THE CLADDING OF NUCLEAR FUEL CORE}

본 발명은 핵연료 심재 피복 압출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압출을 통해 핵연료 심재의 외면에 피복 재료를 피복하는 핵연료 심재 피복 압출 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a nuclear fuel core cladding extrusion device, and more particularly, to a nuclear fuel core cladding extrusion device for coating an outer surface of a nuclear fuel core with a coating material through extrusion.

핵연료봉은 핵분열을 통해 에너지를 생성하는 핵연료와 핵연료를 둘러싸는 피복재를 포함한다. 피복재는 핵연료의 핵분열 과정에서 생성되는 폐기물이 냉각재에 섞여 유출되는 것을 방지한다. 일부 원자로에서는 핵연료 분말과 기지 물질의 분말의 혼합물로 만들어진 핵연료 심재에 피복 재료를 피복 압출(동심 압출)한 핵연료봉이 사용된다.Nuclear fuel rods include nuclear fuel that generates energy through nuclear fission and a cladding material surrounding the nuclear fuel. The cladding prevents wastes generated during the fission process of nuclear fuel from being mixed with the coolant and leaking out. In some reactors, nuclear fuel rods are used in which a cladding material is coated and extruded (concentrically extruded) on a fuel core made of a mixture of fuel powder and powder of a matrix material.

핵연료 심재의 피복 압출 공정은 금형 어셈블리를 이용하여 수행되는데, 종래의 금형 어셈블리는 세부 금형 파트들이 사각형의 서브 금형(Sub Die)형태로 조립된 후, 메인 금형(Main Die)의 중앙에 삽입되는 구조를 가지고 있다. 피복 압출의 반복에 따라 메인 금형과 서브 금형 사이에는 간극이 증가하게 되는데, 이러한 간극으로 인해 금형 어셈블리의 열 불균형, 마모 및 틀어짐이 발생하며, 이는 피복의 찍힘, 불순물 혼입, 얼룩진 표면(Chatter 현상), 휨 등의 피복 불량으로 연결된다. 이와 같은 피복 불량 발생시 종래의 금형 어셈블리는 금형 어셈블리 전체를 교체해야 하는 경우가 많아 공정 효율이 떨어지는 문제가 있었다.The coating extrusion process of the nuclear fuel core material is performed using a mold assembly. In the conventional mold assembly, detailed mold parts are assembled in the form of a rectangular sub-die and then inserted into the center of the main die. has As the coating extrusion is repeated, the gap between the main mold and the sub mold increases, and this gap causes thermal imbalance, wear and distortion of the mold assembly, which causes coating scratches, impurities, and stained surfaces (Chatter phenomenon). , leads to coating defects such as warping. When such a coating defect occurs, the conventional mold assembly often has to replace the entire mold assembly, resulting in a decrease in process efficiency.

등록특허 10-0654961 "핵연료봉의 제조방법 및 이에 사용되는 빌렛", 2006.12.07 공고Registered Patent No. 10-0654961 "Manufacturing method of nuclear fuel rod and billet used therein", 2006.12.07 announcement

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 금형 중 마모된 구성만을 교체할 수 있어 핵연료 심재 피복 압출 공정의 효율성을 높여주는 핵연료 심재 피복 압출 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide a nuclear fuel core coating extrusion device that can replace only worn components in a mold, thereby increasing the efficiency of the nuclear fuel core coating extrusion process.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전후방으로 관통된 중공을 구비하는 제 1 몸체와, 상기 중공으로 피복 재료를 공급하도록 상기 제 1 몸체에 관통 형성된 공급 통로를 구비하는 베이스 금형; 상기 중공에 배치되는 관형의 제 2 몸체와, 피복 형상에 대응되는 형상을 가지고 상기 제 2 몸체의 내부에 배치되는 압출 성형부와, 상기 피복 재료가 상기 제 2 몸체의 내부로 유입되도록 상기 압출 성형부의 전방에서 측방으로 관통 형성된 유입구를 구비하는 압출 금형 및 핵연료 심재가 통과하도록 전후방으로 관통되고, 그 전단부가 상기 압출 성형부의 전방에 소정 간격 이격된 지점에 위치하도록 상기 제 2 몸체의 내부로 삽입되어 배치되며, 자신의 외주면과 상기 제 2 몸체의 내벽 사이에 상기 피복 재료가 채워지는 공간을 형성하는 가압 부시를 포함하는 핵연료 심재 피복 압출 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a base mold having a first body having a hollow through the front and rear, and a supply passage formed through the first body to supply a coating material to the hollow; A tubular second body disposed in the hollow, an extrusion molding part having a shape corresponding to the coating shape and disposed inside the second body, and the extrusion molding so that the coating material flows into the second body. An extrusion mold having an inlet penetrating laterally from the front of the unit and a nuclear fuel core are passed through in the front and rear directions, and the front end is inserted into the second body so as to be located at a point spaced apart from the front of the extrusion molding unit by a predetermined interval. There is provided a nuclear fuel core material cladding extruder including a pressure bush which is disposed and forms a space in which the cladding material is filled between its outer circumferential surface and the inner wall of the second body.

본 발명의 실시예에 따르면, 베이스 금형 내에 압출 금형 및 가압 부시의 어셈블리를 배치하여 핵연료 심재 피복 압출을 진행할 수 있으며, 필요시 압출 금형 또는 가압 부시만을 교체할 수 있으므로 공정의 효율성 및 경제성이 향상되고, 피복 압출 공정 불량률 감소 및 핵연료봉 품질 향상을 도모할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the nuclear fuel core material coating extrusion can be performed by arranging an assembly of an extrusion mold and a pressurizing bush in a base mold, and only the extrusion mold or pressurizing bush can be replaced when necessary, so the efficiency and economic efficiency of the process is improved. , the defect rate in the coating extrusion process can be reduced and the quality of nuclear fuel rods can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 평단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치를 통해 피복 압출된 핵연료봉의 측면도이다.
도 5는 도 4의 핵연료봉의 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 베이스 금형의 전방 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 베이스 금형의 후방 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 압출 금형의 사시도이다.
도 9는 도 8의 A-A' 단면도이다.
도 10은 도 8의 B-B' 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 압출 금형의 전면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 가이드 부시의 종단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 부시 커버의 정면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 부시 커버의 측면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 압출 금형, 가압 부시 및 부시 커버의 정렬 상태를 나타낸 도면이다.1 is a perspective view of a nuclear fuel core material coating extruder according to an embodiment of the present invention.
2 is a side cross-sectional view of a nuclear fuel core material coating extruder according to an embodiment of the present invention.
3 is a top cross-sectional view of a nuclear fuel core material coating extruder according to an embodiment of the present invention.
4 is a side view of a nuclear fuel rod coated and extruded through a nuclear fuel core material coated and extruded apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the nuclear fuel rod of FIG. 4;
6 is a front perspective view of a base mold of a nuclear fuel core material coating extruder according to an embodiment of the present invention.
7 is a rear perspective view of a base mold of a nuclear fuel core material coating extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of an extrusion mold of a nuclear fuel core material coating extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a AA′ cross-sectional view of FIG. 8 .
10 is a BB′ cross-sectional view of FIG. 8 .
11 is a front view of an extrusion mold of a nuclear fuel core material coating extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention.
12 is a longitudinal cross-sectional view of a guide bush of a nuclear fuel core material coating extruder according to an embodiment of the present invention.
13 is a front view of a bush cover of a nuclear fuel core material coating extruder according to an embodiment of the present invention.
14 is a side view of a bush cover of a nuclear fuel core material coating extruder according to an embodiment of the present invention.
15 is a view showing an alignment state of an extrusion mold, a pressure bush, and a bush cover of a nuclear fuel core material coating extrusion device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted in the drawings, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to describe the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

본 명세서에서, 도면에 도시된 구성 요소들과의 상관 관계를 설명하기 위해 공간적으로 상대적인 용어인 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부" 등이 사용될 수 있다. 이들은 도면 상 도시된 것을 기준으로 정하여진 상대적인 용어들로서 배향에 따라 위치 관계는 반대로 해석될 수도 있다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.In this specification, spatially relative terms such as "front", "rear", "upper" or "lower" may be used to describe the correlation with components shown in the drawings. These are relative terms based on what is shown in the drawings, and the positional relationship may be interpreted in the opposite way according to the orientation. In addition, the fact that certain components are “connected” to other components includes cases where they are not only directly connected to each other but also indirectly connected to each other unless there are special circumstances.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 측단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치의 평단면도이다.1 is a perspective view of a nuclear fuel core material coating extruder according to an embodiment of the present invention. 2 is a side cross-sectional view of a nuclear fuel core coating extruder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view of a nuclear fuel core coating and extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치는 금형 중 마모된 구성만을 교체할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 의할 경우 핵연료 심재 피복 압출 공정의 효율성이 향상된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 압출 장치에서 압출 성형부(220)를 포함하는 압출 금형(200)과, 압출 금형(200)에 삽입되어 피복 재료의 충진 공간을 형성하는 가압 부시(300)는 베이스 금형(100)에 체결되어 배치되며, 베이스 금형(100)과 별도로 교체가 가능하다.In the nuclear fuel core cladding extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention, only worn components of the mold can be replaced. Accordingly, in the case of the embodiment of the present invention, the efficiency of the nuclear fuel core material coating extrusion process is improved. In the nuclear fuel core extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention, an extrusion mold 200 including an extrusion molding part 220 and a pressurization bush 300 inserted into the extrusion mold 200 to form a filling space for a coating material is disposed by being fastened to the base mold 100, and can be replaced separately from the base mold 100.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치는 베이스 금형(100), 압출 금형(200), 가압 부시(300), 부시 커버(400), 심재 가이드(500) 및 스템(600)을 포함한다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치를 사용하여 핵연료 심재(11)의 외면을 피복(12)이 둘러싸도록 피복 압출시켜 핵연료봉(10)을 제조할 수 있다.1 to 3, the nuclear fuel core material coating extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention includes a base mold 100, an extrusion mold 200, a pressure bush 300, a bush cover 400, a core material guide ( 500) and stem 600. Referring to FIGS. 4 and 5 , a nuclear fuel rod 10 is manufactured by coating and extruding a nuclear fuel core material 11 so that the outer surface of the nuclear fuel core material 11 is surrounded by a coating 12 using the nuclear fuel core material coating and extruding apparatus according to an embodiment of the present invention. can do.

본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치에서, 핵연료 심재(11)는 심재 가이드(500) 측으로 진입하여 부시 커버(400), 가압 부시(300) 및 압출 금형(200) 측으로 진행한다. 핵연료 심재의 피복은 압출 금형(200) 내에서 이루어진다.In the nuclear fuel core material coating extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention, the nuclear fuel core material 11 enters toward the core material guide 500 and proceeds toward the bush cover 400, the pressure bush 300, and the extrusion mold 200. Coating of the nuclear fuel core is done in the extrusion mold 200 .

베이스 금형(100)에는 압출 금형(200), 가압 부시(300) 및 부시 커버(400)가 고정된다. 또한, 피복 재료는 베이스 금형(100)을 통해 압출 금형(200) 내로 공급되고 가열된다.An extrusion mold 200, a pressure bush 300, and a bush cover 400 are fixed to the base mold 100. In addition, the coating material is supplied into the extrusion mold 200 through the base mold 100 and heated.

도 6 및 도 7을 참조하면, 베이스 금형(100)은 전후방으로 관통된 중공(111)을 구비하는 제 1 몸체(110)와, 중공(111)으로 피복 재료를 공급하도록 제 1 몸체(110)에 관통 형성된 공급 통로(120)를 구비한다.6 and 7, the base mold 100 includes a first body 110 having a hollow 111 penetrating in the front and rear directions, and a first body 110 to supply a coating material to the hollow 111. It is provided with a supply passage 120 formed through.

제 1 몸체(110)는 베이스 금형(100)의 형태를 규정한다. 예를 들면, 제 1 몸체(110)는 사각 박스형으로 이루어질 수 있다. 제 1 몸체(110)는 열전도성이 우수한 금속 재질로 이루어질 수 있다. The first body 110 defines the shape of the base mold 100 . For example, the first body 110 may be formed in a rectangular box shape. The first body 110 may be made of a metal material having excellent thermal conductivity.

제 1 몸체(110)의 중공(111)은 제 1 몸체(110)의 전방면에서 후방으로 일정 구간 소정의 직경으로 형성된 제 1 중공부(111a)와, 제 1 중공부(111a)의 후방 단부에서 축경되어 제 1 중공부(111a)의 후방으로 연장되는 제 2 중공부(111b)를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 중공부(111a)의 후방 단부에서 축경되며 단턱(111c)이 형성된다.The hollow 111 of the first body 110 includes a first hollow part 111a formed with a predetermined diameter in a certain section from the front surface of the first body 110 to the rear, and a rear end of the first hollow part 111a. It may include a second hollow part 111b extending to the rear of the first hollow part 111a by being reduced in diameter at . In addition, the rear end of the first hollow portion 111a is reduced in diameter to form a stepped portion 111c.

한편, 중공(111)은 제 2 중공부(111b)의 후방에서 추가적으로 축경되어 형성될 수 있다. 이에 따라 후술하는 압출 금형(200)의 후방이 제 2 중공부(111b)의 단부에 걸리도록 할 수 있다.Meanwhile, the hollow 111 may be formed by additionally reducing the diameter at the rear of the second hollow part 111b. Accordingly, the rear of the extrusion mold 200 to be described later can be caught on the end of the second hollow part 111b.

공급 통로(120)는 중공(111)으로 피복 재료를 공급하도록 제 1 몸체(110)에 관통 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 공급 통로(120)는 제 1 몸체(110)의 상면에서 중공(111)의 제 2 중공부(111b) 측으로 관통 형성된다. 또한, 공급 통로(120)는 제 2 중공부(111b)의 양측에 나란히 하나씩 구비될 수 있다.The supply passage 120 is formed through the first body 110 to supply the coating material to the hollow 111 . In one embodiment of the present invention, the supply passage 120 is formed through the second hollow portion (111b) side of the hollow portion (111) on the top surface of the first body (110). In addition, the supply passage 120 may be provided side by side on both sides of the second hollow part 111b.

베이스 금형(100)은 피복 재료의 가열을 위한 히터가 배치되는 히터 배치홀(130)을 구비할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 히터 배치홀(130)은 제 1 몸체(110)의 전후방을 관통하며 형성될 수 있다. 또한, 히터 배치홀(130)은 중공(111)을 둘러싸는 형태로 복수개가 구비될 수 있다.The base mold 100 may have a heater arranging hole 130 in which a heater for heating the coating material is disposed. In one embodiment of the present invention, the heater placement hole 130 may be formed penetrating the front and rear of the first body 110 . In addition, a plurality of heater placement holes 130 may be provided in a form surrounding the hollow 111 .

베이스 금형(100)은 베이스 금형(100)을 외부 지그(미도시)에 고정시키는 체결 부재(예를 들면, 볼트)가 체결되는 제 1 체결홀(140)을 하나 이상 구비할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제 1 몸체(110)는 하단 양측에서 좌우 양측으로 돌출 연장된 부분을 포함하고, 제 1 체결홀(140)은 해당 부분에 상하로 관통 형성되어 있다.The base mold 100 may include one or more first fastening holes 140 to which fastening members (eg, bolts) fastening the base mold 100 to an external jig (not shown) are fastened. In one embodiment of the present invention, the first body 110 includes a protruding and extending portion from both sides of the lower end to both left and right sides, and the first fastening hole 140 is vertically formed through the corresponding portion.

한편, 제 1 몸체(110)의 중공(111)의 단턱(111c)에는 부시 커버(400)의 체결을 위한 제 2 체결홀(150)이 하나 이상 구비될 수 있다. 제 2 체결홀(150)에는 부시 커버(400)를 제 1 몸체(110)에 체결하는 체결 부재(B)(예를 들면, 볼트)가 체결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제 2 체결홀(150)은 방사상으로 일정한 간격으로 5개가 구비되어 있다.Meanwhile, one or more second fastening holes 150 for fastening the bush cover 400 may be provided in the step 111c of the hollow 111 of the first body 110 . A fastening member B (eg, a bolt) fastening the bush cover 400 to the first body 110 may be fastened to the second fastening hole 150 . In one embodiment of the present invention, the second fastening hole 150 is radially provided with five at regular intervals.

압출 금형(200)은 베이스 금형(100)의 내부에 배치되어 핵연료 심재의 피복을 위한 틀을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서, 압출 금형(200)은 베이스 금형(100)의 제 2 중공부(111b)에 배치될 수 있다.The extrusion mold 200 is disposed inside the base mold 100 to provide a frame for coating the nuclear fuel core material. In one embodiment of the present invention, the extrusion mold 200 may be disposed in the second hollow part 111b of the base mold 100 .

도 2, 도 3 및 도 8 내지 도 11을 참조하면, 압출 금형(200)은 중공(111)에 배치되는 관형의 제 2 몸체(210)와, 피복 형상에 대응되는 형상을 가지고 제 2 몸체(210)의 내부에 배치되는 압출 성형부(220)와, 피복 재료가 제 2 몸체(210)의 내부로 유입되도록 압출 성형부(220)의 전방에서 측면으로 관통 형성된 유입구(230)를 구비한다.2, 3 and 8 to 11, the extrusion mold 200 has a tubular second body 210 disposed in the hollow 111 and a shape corresponding to the covering shape, and the second body ( 210) and an extrusion molding part 220 disposed inside, and an inlet 230 formed through the extrusion molding part 220 from the front side to the side so that the coating material flows into the second body 210.

제 2 몸체(210)는 중공(111)에 배치되는 관형 부재이다. 제 2 몸체(210)는 전후방으로 관통 형성된다. 제 2 몸체(210)의 내부에는 가압 부시(300)가 배치되며, 제 2 몸체(210)의 내벽과 가압 부시(300)의 외벽 사이에는 피복 재료가 채워지는 공간이 형성된다.The second body 210 is a tubular member disposed in the hollow 111. The second body 210 is formed through the front and rear. A pressure bush 300 is disposed inside the second body 210, and a space filled with a covering material is formed between an inner wall of the second body 210 and an outer wall of the pressure bush 300.

압출 성형부(220)는 피복 형상에 대응되는 형상을 가지고 제 2 몸체(210)의 내부에 배치된다. 압출 성형부(220)는 핵연료봉에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.The extrusion molding part 220 has a shape corresponding to the covering shape and is disposed inside the second body 210 . The extrusion molding part 220 may be formed in a shape corresponding to a nuclear fuel rod.

유입구(230)는 피복 재료가 제 2 몸체(210)의 내부로 유입되도록 압출 성형부(220)의 전방에서 측면으로 관통 형성된다. 유입구(230)는 중공(111)과 연통된다. 더욱 상세하게, 유입구(230)는 공급 통로(120)와 연통되도록 배치될 수 있다.The inlet 230 is formed through the extrusion molding part 220 from the front side to the side so that the coating material flows into the second body 210 . The inlet 230 communicates with the hollow 111 . More specifically, the inlet 230 may be arranged to communicate with the supply passage 120 .

전술한 바와 같이, 공급 통로(120)는 중공(111)의 양측에 하나씩 한쌍이 구비될 수 있다. 이때, 유입구(230)는 공급 통로(120)와 연통되도록 제 2 몸체(210)의 측면에 한쌍이 구비될 수 있다. 예를 들면, 유입구(230)는 제 2 몸체(210)의 3시와 9시 방향에 각각 위치할 수 있다.As described above, the supply passage 120 may be provided with one pair on both sides of the hollow 111 . At this time, a pair of inlets 230 may be provided on the side of the second body 210 to communicate with the supply passage 120 . For example, the inlets 230 may be located at 3 o'clock and 9 o'clock directions of the second body 210, respectively.

또한, 압출 금형(200)은 제 2 몸체(210)의 전방에 키홈(240)을 구비할 수 있다. 키홈(240)은 부시 커버(400)의 키(421)가 안착되는 부분으로 부시 커버(400)의 결합 시 정렬을 위한 것이다. 예를 들면, 키홈(240)은 제 2 몸체(210)의 12시 방향에 위치할 수 있다. 한편, 압출 금형(200)이 키를 구비하고, 부시 커버(400)가 키홈을 구비하는 것도 고려될 수 있다.In addition, the extrusion mold 200 may have a keyway 240 in front of the second body 210 . The key groove 240 is a part where the key 421 of the bush cover 400 is seated and is for alignment when the bush cover 400 is coupled. For example, the key groove 240 may be located in the 12 o'clock direction of the second body 210 . Meanwhile, it may also be considered that the extrusion mold 200 has a key and the bush cover 400 has a keyway.

도 2, 도 3 및 도 12를 참조하면, 가압 부시(300)는 핵연료 심재가 통과하도록 전후방으로 관통되고, 그 전단부가 압출 성형부(220)의 전방에 소정 간격 이격된 지점에 위치하도록 제 2 몸체(210)의 내부로 삽입되어 배치되며, 자신의 외주면과 제 2 몸체(210)의 내벽 사이에 피복 재료가 채워지는 공간을 형성한다.Referring to FIGS. 2, 3 and 12, the pressure bush 300 penetrates forward and backward to allow the nuclear fuel core material to pass through, and the front end thereof is located at a point spaced apart from the front of the extrusion molding unit 220 by a predetermined distance. It is inserted and disposed inside the body 210, and forms a space filled with a covering material between its outer circumferential surface and the inner wall of the second body 210.

예를 들면, 가압 부시(300)는 압출 금형(200)이 가열되어 제 2 몸체(210)의 내경이 증가된 상태에서 삽입된 후 압출 금형(200)이 냉각되며 압출 금형(200) 내에 정착할 수 있다.For example, the pressure bush 300 is inserted in a state where the inner diameter of the second body 210 is increased as the extrusion mold 200 is heated, and then the extrusion mold 200 is cooled and settled in the extrusion mold 200. can

본 발명의 일 실시예에서, 가압 부시(300)는 부시 몸체부(310), 테이퍼부(320) 및 플랜지부(330)를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pressure bush 300 may include a bush body portion 310, a tapered portion 320 and a flange portion 330.

부시 몸체부(310)는 제 2 몸체(210)의 내경에 상응하는 외경을 가지도록 관형으로 형성된다. 부시 몸체부(310)는 압출 금형(200)의 전방을 밀폐하여 피복 재료가 유출되는 것을 방지한다.The bush body portion 310 is formed in a tubular shape to have an outer diameter corresponding to the inner diameter of the second body 210 . The bush body 310 seals the front of the extrusion mold 200 to prevent the outflow of the coating material.

테이퍼부(320)는 부시 몸체부(310)와 연통되어 부시 몸체부(310)의 후방으로 연장되며, 외면이 후방으로 테이퍼지게 형성된다. 테이퍼부(320)는 피복재료가 충진될 수 있도록 압출 금형(200)의 제 2 몸체(210)의 내벽과의 사이에 공간을 형성한다.The tapered portion 320 communicates with the bush body portion 310 and extends to the rear of the bush body portion 310, and has an outer surface that is tapered toward the rear. The tapered portion 320 forms a space between the inner wall and the second body 210 of the extrusion mold 200 so that the coating material can be filled.

플랜지부(330)는 부시 몸체부(310)와 연통되어 부시 몸체부(310)의 전방으로 연장되며, 외면이 반경 방향 외측으로 확장되어 제 2 몸체(210)의 전방에 걸리도록 형성된다. 플랜지부(330)를 통해 가압 부시(300)가 제 2 몸체(210)의 후방으로 추가적으로 삽입되는 것이 방지되며, 가압 부시(300)의 전단과 압출 성형부(220) 사이에 소정의 간격이 확보될 수 있다.The flange portion 330 communicates with the bush body portion 310 and extends forward of the bush body portion 310, and the outer surface extends outward in the radial direction to be caught in the front of the second body 210. Additional insertion of the pressure bush 300 to the rear of the second body 210 is prevented through the flange portion 330, and a predetermined gap is secured between the front end of the pressure bush 300 and the extrusion molding portion 220. It can be.

부시 커버(400)는 가압 부시(300)의 전방에서 베이스 금형(100)의 제 1 몸체(110)에 체결되어 압출 금형(200) 및 가압 부시(300)가 중공(111) 내에서 정렬 상태를 유지할 수 있게 해준다.The bush cover 400 is fastened to the first body 110 of the base mold 100 in front of the press bush 300 so that the extrusion mold 200 and the press bush 300 are aligned in the hollow 111. allows you to keep

도 2, 도 3 및 도 13 내지 도 15를 참조하면, 부시 커버(400)는 제 1 중공부(111a)의 후방 단부에서 축경되며 형성되는 단턱(111c)에 안착되도록 제 1 중공부(111a)의 내경에 상응하는 외경을 가지며 중앙에 통공(411)을 구비하는 링형의 제 1 부분(410)과, 제 2 중공부(111b)에 삽입되도록 제 2 중공부(111b)의 내경에 상응하는 외경을 가지고 제 1 부분(410)의 후방에서 통공(411)과 연통되어 연장되며, 가압 부시(300)의 전방과 정렬되어 배치되는 관형의 제 2 부분(420)을 포함할 수 있다.2, 3, and 13 to 15, the bush cover 400 has a first hollow portion 111a so as to be seated on a step 111c formed by reducing the diameter at the rear end of the first hollow portion 111a. The ring-shaped first part 410 having an outer diameter corresponding to the inner diameter of and having a through hole 411 in the center, and an outer diameter corresponding to the inner diameter of the second hollow part 111b to be inserted into the second hollow part 111b. It may include a tubular second part 420 extending in communication with the through hole 411 at the rear of the first part 410 and arranged aligned with the front of the pressure bush 300 .

제 1 부분(410)은 제 2 체결홀(150)과 연통되도록 형성된 제 3 체결홀(412)을 구비할 수 있다. 체결 부재(B)(예를 들면, 볼트)가 제 3 체결홀(412)을 관통하여 단턱(111c)의 제 2 체결홀(150)에 결합됨으로써 부시 커버(400)가 베이스 금형(100)의 제 1 몸체(110)에 체결될 수 있다.The first part 410 may have a third fastening hole 412 formed to communicate with the second fastening hole 150 . As the fastening member (B) (for example, a bolt) passes through the third fastening hole 412 and is coupled to the second fastening hole 150 of the step 111c, the bush cover 400 is formed of the base mold 100. It may be fastened to the first body 110 .

제 2 부분(420)은 압출 금형(200)의 제 2 몸체(210)의 전방과 맞닿는 제 2 부분(420)의 후방에 키(421)를 구비한다. 키(421)는 압출 금형(200)의 제 2 몸체(210)의 전방에 구비된 키홈(240)에 삽입된다. 전술한 바와 같이, 키(421)와 키홈(240)은 부시 커버(400)의 결합 시 정렬을 위한 것으로, 키(421)는 키홈(240)의 위치에 대응되어 제 2 부분(420)의 12시 방향에 위치할 수 있다. 한편, 부시 커버(400)가 키홈을 구비하고, 압출 금형(200)이 키를 구비하는 것도 고려될 수 있다.The second part 420 includes a key 421 at the rear of the second part 420 that comes into contact with the front of the second body 210 of the extrusion mold 200 . The key 421 is inserted into the key groove 240 provided in the front of the second body 210 of the extrusion mold 200. As described above, the key 421 and the key groove 240 are for alignment when the bush cover 400 is coupled. It can be located in the city direction. Meanwhile, it may also be considered that the bush cover 400 has a keyway and the extrusion mold 200 has a key.

심재 가이드(500)는 핵연료 심재의 이동을 가이드하는 관형 부재이다. 심재 가이드(500)는 후방이 제 1 부분(410)의 통공(411)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 심재 가이드(500)의 후방과 제 1 부분(410)의 통공은 나사 결합될 수 있다.The core material guide 500 is a tubular member that guides the movement of the nuclear fuel core material. The core guide 500 may be coupled to the through hole 411 of the first part 410 at the rear. For example, the rear of the core guide 500 and the through hole of the first portion 410 may be screwed together.

스템(600)은 공급 통로(120) 내로 삽입되어 피복 재료를 가압하도록 배치된다. 스템(600)은 공급 통로(120)로 진입 가능한 봉형 부재로 이루어질 수 있다.The stem 600 is inserted into the supply passage 120 and is arranged to press the coating material. The stem 600 may be formed of a rod-shaped member capable of entering the supply passage 120 .

스템(600)은 공급 통로(120)로 진입하거나 공급 통로(120) 외부로 인출될 수 있도록 구동 수단(미도시)에 결합되어 구동될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서, 스템(600)은 공급 통로(120)에 대응하여 한 쌍이 배치될 수 있다.The stem 600 may be driven by being coupled to a driving means (not shown) so that it enters the supply passage 120 or is drawn out of the supply passage 120 . Also, in one embodiment of the present invention, a pair of stems 600 may be disposed to correspond to the supply passage 120 .

본 발명의 일 실시예에 따른 핵연료 심재 피복 압출 장치는 다음과 같이 작동할 수 있다.The nuclear fuel core material coating extruder according to an embodiment of the present invention may operate as follows.

우선, 베이스 금형(100)에 압출 금형(200), 가압 부시(300), 부시 커버(400) 및 심재 가이드(500)가 체결된 상태에서 피복 재료(예를 들면, 알루미늄 빌렛)와 베이스 금형(100)의 예열이 수행된다.First, in a state in which the extrusion mold 200, the pressure bush 300, the bush cover 400, and the core material guide 500 are fastened to the base mold 100, the coating material (eg, aluminum billet) and the base mold ( 100) is performed.

다음으로, 예열된 피복 재료를 공급 통로(120)에 장입한다. 이때, 피복 재료는 하강하는 스템(600)에 의해 압출 금형(200) 내부로 밀려들어 갈 수 있다.Next, the preheated coating material is charged into the supply passage 120 . At this time, the coating material may be pushed into the extrusion mold 200 by the descending stem 600 .

이때, 핵연료 심재를 부시 커버(400) 측으로 밀어 넣으면 핵연료 심재는 부시 커버(400), 가압 부시(300) 및 압출 금형(200)을 거치며 피복 압출된다.At this time, when the nuclear fuel core material is pushed toward the bush cover 400, the nuclear fuel core material is covered and extruded through the bush cover 400, the pressure bush 300, and the extrusion mold 200.

이후, 밀려 나온 핵연료봉에서 불필요한 피복 부분을 절단하고 공랭시키는 작업이 수행될 수 있다.Thereafter, an operation of cutting an unnecessary coated portion of the protruded nuclear fuel rod and air-cooling may be performed.

본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니한다. 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described, the spirit of the present invention is not limited by the embodiments presented herein. Those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may easily suggest other embodiments by addition, change, deletion, addition, etc. of elements within the scope of the same spirit, but this is also within the spirit of the present invention. will be.

100: 베이스 금형 200: 압출 금형
300: 가압 부시 400: 부시 커버
500: 심재 가이드 600: 스템100: base mold 200: extrusion mold
300: pressurized bush 400: bush cover
500: core guide 600: stem

Claims (10)

전후방으로 관통된 중공을 구비하는 제 1 몸체와, 상기 중공으로 피복 재료를 공급하도록 상기 제 1 몸체에 관통 형성된 공급 통로를 구비하는 베이스 금형;
상기 중공에 배치되는 관형의 제 2 몸체와, 피복 형상에 대응되는 형상을 가지고 상기 제 2 몸체의 내부에 배치되는 압출 성형부와, 상기 피복 재료가 상기 제 2 몸체의 내부로 유입되도록 상기 압출 성형부의 전방에서 측방으로 관통 형성된 유입구를 구비하는 압출 금형 및
핵연료 심재가 통과하도록 전후방으로 관통되고, 그 전단부가 상기 압출 성형부의 전방에 소정 간격 이격된 지점에 위치하도록 상기 제 2 몸체의 내부로 삽입되어 배치되며, 자신의 외주면과 상기 제 2 몸체의 내벽 사이에 상기 피복 재료가 채워지는 공간을 형성하는 가압 부시를 포함하는 핵연료 심재 피복 압출 장치.A base mold having a first body having a hollow penetrating in the front and rear directions, and a supply passage formed through the first body to supply a coating material to the hollow;
A tubular second body disposed in the hollow, an extrusion molding part having a shape corresponding to the coating shape and disposed inside the second body, and the extrusion molding so that the coating material flows into the second body. An extrusion mold having an inlet formed through the side from the front of the part, and
A nuclear fuel core material is penetrated forward and backward to pass through, and the front end is inserted into the second body so as to be located at a point spaced apart from the front of the extrusion molding unit by a predetermined interval, and between its outer circumferential surface and the inner wall of the second body. A nuclear fuel core material coating extruder comprising a pressure bush forming a space in which the coating material is filled. 제 1 항에 있어서,
상기 공급 통로는 상기 중공의 양측에 하나씩 한쌍이 구비되고,
상기 유입구는 상기 공급 통로와 연통되도록 상기 제 2 몸체의 측면에 한쌍이 관통 형성되는 핵연료 심재 피복 압출 장치.According to claim 1,
The supply passage is provided with a pair, one on each side of the hollow,
The inlet is a nuclear fuel core material cladding extrusion device in which a pair is formed through a side surface of the second body so as to communicate with the supply passage. 제 1 항에 있어서,
상기 가압 부시는,
상기 제 2 몸체의 내경에 상응하는 외경을 가지도록 형성된 관형의 부시 몸체부와,
상기 부시 몸체부와 연통되어 상기 부시 몸체부의 후방으로 연장되며, 외면이 후방으로 테이퍼지게 형성된 테이퍼부와,
상기 부시 몸체부와 연통되어 상기 부시 몸체부의 전방으로 연장되며, 외면이 반경 방향 외측으로 확장되어 상기 제 2 몸체의 전방에 걸리도록 형성된 플랜지부를 포함하는 핵연료 심재 피복 압출 장치.According to claim 1,
The pressure bush,
A tubular bush body portion formed to have an outer diameter corresponding to the inner diameter of the second body;
A tapered portion communicating with the bush body portion, extending to the rear of the bush body portion, and having an outer surface tapered toward the rear;
A nuclear fuel core cladding extruder comprising a flange portion communicating with the bush body portion, extending forward of the bush body portion, and having an outer surface extending outward in a radial direction to be caught in the front portion of the second body. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 몸체의 중공은 상기 제 1 몸체의 전방면에서 후방으로 일정 구간 소정의 직경으로 형성된 제 1 중공부와, 상기 제 1 중공부의 후방 단부에서 축경되어 상기 제 1 중공부의 후방으로 연장되는 제 2 중공부를 포함하고,
상기 압출 금형 및 상기 가압 부시는 상기 제 2 중공부 내에 배치되는 핵연료 심재 피복 압출 장치.According to claim 1,
The hollow of the first body includes a first hollow formed with a predetermined diameter in a predetermined range from the front surface of the first body to the rear, and a first hollow that is reduced in diameter from the rear end of the first hollow and extends to the rear of the first hollow. 2 including hollow parts,
The extrusion mold and the pressurizing bush are disposed in the second hollow part. 제 4 항에 있어서,
상기 가압 부시의 전방에서 상기 베이스 금형의 제 1 몸체에 체결되어 상기 압출 금형 및 상기 가압 부시가 상기 중공 내에서 정렬 상태를 유지할 수 있게 해주는 부시 커버를 더 포함하는 핵연료 심재 피복 압출 장치.According to claim 4,
and a bush cover fastened to the first body of the base mold in front of the pressure bush to keep the extrusion mold and the pressure bush aligned in the hollow. 제 5 항에 있어서,
상기 부시 커버는,
상기 제 1 중공부의 후방 단부에서 축경되며 형성되는 단턱에 안착되도록 상기 제 1 중공부의 내경에 상응하는 외경을 가지며 중앙에 통공을 구비하는 링형의 제 1 부분과,
상기 제 2 중공부에 삽입되도록 상기 제 2 중공부의 내경에 상응하는 외경을 가지고 상기 제 1 부분의 후방에서 상기 통공과 연통되어 연장되며, 상기 가압 부시의 전방과 정렬되어 배치되는 관형의 제 2 부분을 포함하는 핵연료 심재 피복 압출 장치.According to claim 5,
The bush cover,
A ring-shaped first part having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the first hollow part and having a through hole in the center so as to be seated on a step formed by reducing the diameter at the rear end of the first hollow part;
A tubular second part having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the second hollow part to be inserted into the second hollow part, extending from the rear of the first part in communication with the through hole, and disposed aligned with the front of the pressing bush Nuclear fuel core material cladding extrusion apparatus comprising a. 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 몸체의 전방에는 키홈 또는 키 중 어느 하나가 형성되고,
상기 제 2 부분은 상기 제 2 몸체의 전방과 맞닿는 상기 제 2 부분의 후방에 상기 키홈 또는 키 중 어느 하나에 상응하는 키 또는 키홈을 구비하는 핵연료 심재 피복 압출 장치.According to claim 6,
Either a keyway or a key is formed in the front of the second body,
The second part is provided with a key or a keyway corresponding to any one of the keyway and the keyway at the rear of the second part that comes into contact with the front of the second body. 제 6 항에 있어서,
상기 핵연료 심재의 이동을 가이드하는 관형 부재로서 전방이 상기 제 1 부분의 통공에 결합되는 심재 가이드를 더 포함하는 핵연료 심재 피복 압출 장치.According to claim 6,
and a core material guide having a front portion coupled to the through hole of the first portion as a tubular member for guiding movement of the nuclear fuel core material. 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 금형은 상기 중공의 주위에서 상기 제 1 몸체를 전후방으로 관통하며 형성된 하나 이상의 히터 배치홀을 더 구비하는 핵연료 심재 피복 압출 장치.According to claim 1,
The base mold further comprises one or more heater arrangement holes formed around the hollow and penetrating the first body in front and rear directions. 제 1 항에 있어서,
상기 공급 통로 내로 삽입되어 상기 피복 재료를 가압하도록 배치되는 스템을 더 포함하는 핵연료 심재 피복 압출 장치.According to claim 1,
The nuclear fuel core cladding extrusion apparatus further comprising a stem inserted into the supply passage and disposed to pressurize the cladding material.
KR1020210083454A 2021-06-25 2021-06-25 Apparatus for extruding the cladding of nuclear fuel core KR102554599B1 (en)

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