KR200445967Y1 - 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리 - Google Patents

원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 고안은 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리에 관한 것이다.
본 고안의 연료이송 샤프트 어셈블리는, 스크류의 장착을 위해 연료변환로의 외벽에 구비된 메인플랜지와, 스크류의 샤프트가 끼워지는 삽입공과 립씰을 포함하여 메인플랜지에 설치되는 씰박스를 구비하되, 메인플랜지와 씰박스는 각각의 헤드볼트에 의해 분해 및 결합이 자유로운 형태로 구성된다.
본 고안에 의해, 씰박스의 분해 및 조립이 가능하고, 정비시간을 단축하며, 연료변환로의 가동효율을 높이는 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리가 제공된다.
원자력, 연료, 변환로, 스크류, 가마, 연료공급, 밀폐, 씰박스

Description

원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리{THE SHAFT ASSEMBLY OF TRANSPORTING FUEL FOR AN ATOMIC FUEL CONVERTING KILN}
본 고안은 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전의 연료로 가장 많이 쓰이는 이산화우라늄(UO2)분말의 제조방법은, 통상의 가열로를 사용하여 소정의 가스 형태인 원자력발전의 연료를 UO2F2로 분해한 뒤, 이것을 다시 이산화우라늄으로 환원시키는 등의 과정을 통해 이루어진다.
즉, 육불화우라늄(UF6)가스로부터 이산화우라늄(UO2)분말을 제조하는데에는 스팀이나 각종 가스를 부가하여 반응온도나 UO2F2 및 이산화우라늄(UO2)분말의 특성을 조절할 수 있는 소정 형태의 가열로와 같은 장치가 필요하므로 이에 대한 기술이 이미 다양한 형태로 개시되어 있다.
예를 들면, 한국등록특허공보 제567454호(플루오르화우라늄을 산화우라늄으로 직접 전환하기 위한 방법 및 장치)에서 개시하고 있는 기술을 들 수 있다.
상기의 플루오르화우라늄을 산화우라늄으로 전환하는 장치는 UO2F2로의 가수분해를 위한 소정형태의 분사수단이 구비된 변환로와, 적어도 다섯 개의 영역에 배치된 가열수단을 구비하며, UO2F2를 산화우라늄으로 전환하기 위한 회전식 열가수분해노와, 우라늄산화물 분말의 특성조절을 위한 조절수단을 포함하여 구성된다.
그러나, 상기의 전환장치는 변환로의 외벽이 단순히 가수분해된 UO2F2의 이송을 위한 아르키메데스 나사의 장착과 분리만을 돕는 형태 즉, 아르키메데스 나사의 장착시 분리되는 소정 형태의 변환로 플랜지와 아르키메데스 나사의 샤프트가 설치되는 구멍부위의 기밀성 유지를 위한 씰박스가 일체로 이루어져, 씰박스 속의 립씰(Lip Seal)만을 교체한다 하더라도 변환로의 플랜지와 아르키메데스 나사 전체를 분해하여야 하는 문제점이 발생 된다.
즉, 육불화우라늄(UF6)가스를 UO2F2로 분해하고, 이를 다시 이산화우라늄(UO2)으로 온전하게 환원시키기 위해서는 변환로의 내부온도가 통상 250℃로 유지 되면서 다량의 HF가스가 발생하는 제조공정을 감안한다면, 씰부재의 립씰(Lip Seal) 하나를 교체하는데에도 변환로의 온도를 상온으로 내리기까지 걸리는 시간과 교체 이후 가수분해 및 환원을 위한 설정온도로 끌어올리는데 소요되는 시간까지 약 일주일 동안 후속공정 전체가 중단되어야 하는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 상기의 전환장치는 변환로의 가동이 완전히 중단됨으로 인해 보수를 위한 정비시마다 내부 우라늄에 대한 제염과 회수를 병행해야 하는 번거로운 문제점이 있고, 연료의 손실은 물론, 손실된 연료로부터 주변이 오염될 수 있는 등의 소지를 감수해야 하는 문제점이 있다.
본 고안은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연료변환로의 가동을 중단하지 않은 상태에서도 소정의 정비를 가능하게 하여 연료변환로의 내부 온도변화를 최소화할 수 있으며, 고장 등에 따른 정비시간을 단축할 수 있는 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 고안은 보수작업시 연료변환로 내부의 우라늄에 대한 제염이나 회수작업이 생략되므로 연료의 손실은 물론 손실된 연료로 인한 오염 등을 방지할 수 있는 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제해결을 위한 본 고안의 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리는, 스크류의 장착을 위해 연료변환로의 외벽에 구비된 메인플랜지와, 스크류의 샤프트가 끼워지는 삽입공과 립씰을 포함하여 메인플랜지에 설치되는 씰박스를 구비하되, 메인플랜지와 씰박스는 각각의 헤드볼트에 의해 분해 및 결합이 자유로운 형태로 구성된다.
본 고안의 메인플랜지는 베이스플레이트에 일체로 형성되고, 샤프트베어링이 복수로 구비된 형태 또는 씰박스와 맞닿은 대면부에 소정의 개스킷이 더 구비된 형 태 등 다양하게 실시될 수 있다.
본 고안의 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리에 의하면, 연료변환로의 가동을 중단하지 않은 상태에서도 소정의 정비가 가능하고, 연료변환로 내부의 온도변화가 최소화됨은 물론, 고장으로 인한 정비시간이 단축됨으로 이산화우라늄의 제조효율을 향상시키는 등의 효과가 뛰어나다.
또, 본 고안은 보수작업시 연료변환로 속의 우라늄에 대한 제염이나 회수작업을 생략할 수 있으므로 연료의 손실뿐만 아니라, 손실된 연료로 인한 오염 등을 방지할 수 있는 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리를 제공하는 효과가 발휘된다.
나아가, 본 고안은 장비의 국산화를 통해 가격부담을 줄이고, 부품의 조달을 원활하게함으로써, 긴급상황 발생시 신속히 대처할 수 있도록 하는 등의 효과 또한 발휘된다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시형태에 따른 구성을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 3에서 도시한 바와 같이, 본 고안은 연료변환로(20)의 내측 하단에 마련된 연료이송용 스크류(10) 및 샤프트(11)의 설치를 위한 것으로, 소정의 연료변환로(20)에 대한 외벽을 이루는 일종의 조립부품으로써, 연료변환로(20)의 외벽 면에 마련된 메인플랜지(30)와 씰박스(40)로 대별된다.
즉, 본 고안은 연료변환로(20)의 내부에서 생성되는 UO2F2분말을 후속공정으로 이송시키는 스크류(10)의 탈·장착을 위해 연료변환로(20)의 외벽에 형성된 소정의 통공에 대응되는 메인플랜지(30)와, 메인플랜지(30) 내에 마련되어 스크류(10)의 샤프트(11)가 삽입, 설치된 씰박스(40)로 이루어지되, 메인플랜지(30)와 씰박스(40) 각각이 별도의 개체로 형성되어 메인플랜지(30)는 연료변환로(20)의 외벽 소정부위에 체결되고, 씰박스(40)는 메인플랜지(30)의 소정부위에 결합되어 양자가 다 분해 및 결합이 자유로운 형태로 구성된다.
이때, 메인플랜지(30)와 씰박스(40)는 각각의 헤드볼트(50)에 의해 체결된 형태로써, 연료변환로(20)의 외벽과 메인플랜지(30) 간의 체결상태에 관계없이 씰박스(40)만을 분리할 수 있는 기술구성상의 특징을 발휘한다.
본 고안의 씰박스(40)는 도 2에서처럼 스크류(10)의 샤프트(11)가 끼워지는 삽입공(41)을 형성하되, 삽입공(41)의 내면에는 소정의 립씰(42)이 구비되어 연료변환로(20) 속의 각종 가스 즉, 질소나 수소와 같은 반응가스의 누출을 방지할 수 있는 형태가 좋다.
나아가, 씰박스(40)는 삽입공(41)의 외측 끝단에 소정형태의 고정수단(43)을 구비하여 립씰(42)의 설치상태를 고정하되, 고정수단(43)의 체결볼트(43a) 외주면에는 소정의 스프링(43b)을 구비하여 샤프트(11)의 작동시 스프링(43b)의 탄력으로부터 삽입공(41)의 립씰(42)이 이탈되는 것을 방지하는 동시에 샤프트(11)의 회동으로 유발되는 씰박스(40) 및 고정수단(43)의 반발력을 완충시킬 수 있는 형태가 좋다.
본 고안의 메인플랜지(30)는 소정의 베이스플레이트(31)가 일체로 형성되고, 베이스플레이트(31) 상에는 복수의 샤프트베어링(31a)이 구비되어 스크류(10)의 샤프트(11)가 작동 중에도 안정적인 설치상태를 유지할 수 있는 형태로도 가능하고, 메인플랜지(30)와 베이스플레이트(31) 사이에 소정의 보강지지대(32)가 구비된 형태 등 다양하게 실시될 수 있다.
그리고 메인플랜지(30)와 씰박스(40) 사이에는 소정의 개스킷(60)을 더 구비하여 양자의 대면부를 통해 연료변환로(20) 내부의 반응가스가 누출되는 것을 방지할 수 있도록 한다. 이때, 개스킷(60)은 메인플랜지(30)나 씰박스(40)의 소재보다 다소 연성이 강한 금속재질이 좋다.
이상과 같이 구성된 본 고안은 도 3에서처럼 연료변환로(20)가 소정의 래깅하우징(21) 내에 마련되되, 메인플랜지(30)와 씰박스(40)는 구동모터(22)로 연결되는 스크류(10)의 샤프트(11) 배치된 연료변환로(20)의 외벽에 적용된 형태로 실시된다.
본 고안은 연료변환로(20)의 스크류(10)가 파손되어 수리해야 하는 경우와 같은 정비작업시에는 연료변환로(20)의 외벽으로부터 메인플랜지(30)를 분리하여 실시하고, 씰박스(40) 속 립씰(Lip Seal)의 교환과 같은 일정 주기로 반복되는 단순 정비작업시에는 간단하게 씰박스(40)만을 분리하여 다른 것으로 교체해 줌으로써, 정비시간을 단축하는 동시에 제조효율을 향상시키는 등의 기술적 특징을 발휘한다.
이때, 본 고안은 메인플랜지(30)를 분리해야 하는 정비작업시에는 연료변환로(20)의 가동을 중단시켜야 하나, 씰박스(40)만을 분리하여 실시할 수 있는 정비작업시에는 연료변환로(20)의 가동을 중단하지 않은 상태에서 해당 작업을 실시할 수 있으므로 연료변환로(20) 내부의 온도변화를 최소화하는 동시에, 연료변환로(20)의 우라늄에 대한 제염이나 회수작업 등이 불필요하게 된다.
이에 따라, 본 고안은 씰박스(40)만을 분리하여 실시하는 소정 형태의 정비작업시 연료변환로(20) 속에서 이미 반응된 원자력 연료의 손실을 방지하고, 육불화우라늄(UF6)가스 및 UO2F2로 인한 연료변환로(20)의 주변에 대한 오염 등을 원천적으로 차단하게 된다.
이상, 본 고안의 상세한 설명은 고안에 대한 이해를 돕고자 특정 실시형태를 대표적으로 예시하였으나, 이로 인해 본 고안의 기술적 사상이 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변형 또는 변경 실시할 수 있는 것 또한 본 고안의 청구범위에 포함된다.
도 1은 본 고안의 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리에 대한 분해상태를 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 본 고안의 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리에 대한 결합상태를 도시한 단면도.
도 3은 본 고안의 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리에 대한 설치상태를 개략적으로 도시한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10 : 스크류 11 : 샤프트
20 : 연료변환로 21 : 래킹하우징
22 : 구동모터 30 : 메인플랜지
31 : 베이스플레이트 31a: 샤프트베어링
32 : 보강지지대 40 : 씰박스
41 : 삽입공 42 : 립씰
43 : 고정수단 43a: 체결수단
43b: 스프링 50 : 헤드볼트
60 : 개스킷

Claims (4)

  1. 연료이송용 스크류(10)의 장착을 위해 연료변환로(20)의 외벽에 구비된 메인플랜지(30)와, 스크류(10)의 샤프트(11)가 끼워지는 삽입공(41)과 립씰(42)을 포함하여 메인플랜지(30)에 설치되는 씰박스(40)를 구비하되, 메인플랜지(30)와 씰박스(40)는 각각의 헤드볼트(50)에 의해 분해 및 결합이 자유로운 형태로 구성된, 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 씰박스(40)는 삽입공(41)의 외측 끝단에 고정수단(43)을 구비하여 립씰(42)의 이탈을 방지하고, 고정수단(43)의 체결볼트(43a)에는 스프링(43b)을 구비하여 샤프트(11)의 회동시 씰박스(40) 및 고정수단(43)의 반발을 완충시킬 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는, 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인플랜지(30)는 베이스플레이트(31)가 일체로 형성되고, 베이스플레이트(31) 상에는 복수의 샤프트베어링(31a)이 구비된 것을 특징으로 하는, 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리.
  4. 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인플랜지(30)와 씰박스(40) 사이에는 개스킷(60)이 더 구비된 것을 특징으로 하는, 원자력 연료변환로의 연료이송 샤프트 어셈블리.
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