KR200449416Y1

KR200449416Y1 - 핵연료 집합체의 락커 도포장치

Info

Publication number: KR200449416Y1
Application number: KR2020080017312U
Authority: KR
Inventors: 신은우; 박상철
Original assignee: 한전원자력연료 주식회사
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2010-07-08

Abstract

본 고안은 핵연료 집합체의 락커 도포장치에 관한 것으로, 공정 진행을 위한 락커 용액이 저장되는 락커저장탱크; 상기 락커저장탱크와 락커공급라인으로 연결되고, 락커를 도포하기 위한 핵연료 집합체가 수용되며, 상측에 커버가 복개되는 집합체수용탱크; 락커 도포 후 집합체수용탱크에 잔존하는 건조공기가 배출되도록 상기 집합체수용탱크에 연결되는 건조공기배출라인; 상기 집합체수용탱크와 건조공기배출라인에 양단이 연결되며, 락커 도포공정시 발생하는 가스를 외부로 배출하는 가스배출라인; 상기 가스배출라인에 연결되며, 락커 도포 후 핵연료 집합체를 건조하기 위해 외부의 건조공기를 집합체수용탱크로 공급하는 건조공기투입라인을 포함한다.

핵연료 집합체, 지지격자, 연료봉, 락커

Description

핵연료 집합체의 락커 도포장치{application apparatus of membrane}

본 고안은 핵연료 집합체의 조립시 연료봉 표면의 흠집을 방지하고 지지격자 내 스프링의 손상을 방지하기 위해 연료봉의 표면에 락커를 도포하는 핵연료 집합체의 락커 도포장치에 관한 것이다.

원자로란 핵분열성 물질의 연쇄 핵분열반응을 인공적으로 제어하여 열을 발생하거나 방사성 동위원소 및 플루토늄의 생산, 또는 방사선장 형성 등의 여러 목적에 사용할 수 있도록 만들어진 장치를 말한다.

일반적으로 경수로 원전에서는 우라늄-235의 비율을 2∼5%로 높인 농축우라늄을 사용하며, 원자로에서 사용되는 핵연료로 가공하기 위하여 우라늄을 5g 정도 무게의 원통형 펠릿(Pellet)으로 만드는 성형가공을 한다. 이 펠릿을 수백개씩 다발 형태로 묶어서 하부봉단마개를 전기 저항용접한 지르칼로이 피복관에 진공상태에서 삽입하고 여기에 스프링과 헬륨기체를 넣은 후 상부봉단마개를 용접하여 연료봉을 제조한다. 지르칼로이 피복관은 원자로내 핵분열 반응시 소결체로부터 나오는 소량의 기체 핵분열성 물질을 방호하는 역할을 한다. 이와 같이 제조된 연료봉은 최종적으로 핵연료 집합체를 구성하여 원자로 내에서 핵반응을 통하여 연소하게 된다.

한편, 핵연료 집합체의 조립시 연료봉 표면의 흠집을 방지하고 지지격자 내 스프링의 손상을 방지하기 위해 연료봉의 표면에 락커(Nitrocellulose lacquer)를 도포하는 공정을 거치게 된다.

그런데, 종래의 락커 도포장치를 이용하여 락커 도포공정을 진행할 경우, 집합체수용탱크 내부로 공기 유입이 원활하게 이루어지지 않아 핵연료 집합체의 락커 건조가 신속하게 진행되지 않아 상당한 공정 시간이 요구됨으로써 생산성 저하를 유발하는 단점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 과제는 락커 도포 후 집합체수용탱크 내부로 공기 유입이 원활하게 이루어지도록 하여 락커 건조시간을 단축시킬 수 있도록 한 핵연료 집합체의 락커 도포장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 공정 진행을 위한 락커 용액이 저장되는 락커저장탱크; 상기 락커저장탱크와 락커공급라인으로 연결되고, 락커를 도포하기 위한 핵연료 집합체가 수용되며, 상측에 커버가 복개되는 집합체수용탱크; 락커 도포 후 집합체수용탱크에 잔존하는 건조공기가 배출되도록 상기 집합체수용탱크에 연결되는 건조공기배출라인; 상기 집합체수용탱크와 건조공기배출라인에 양단이 연결되며, 락커 도포공정시 발생하는 가스를 외부로 배출하는 가스배출라인; 상기 가스배출라인에 연결되며, 락커 도포 후 핵연료 집합체를 건조하기 위해 외부의 건조공기를 집합체수용탱크로 공급하는 건조공기투입라인을 포함하는 핵연료 집합체의 락커 도포장치가 제공된다.

여기서, 상기 집합체수용탱크의 상측에는 커버가 안착되도록 커버 받침판이 구비되며, 상기 커버 받침판에는 외부의 공기가 집합체수용탱크로 유입될 수 있도록 적어도 하나 이상의 공기유입구가 형성되는 것이 바람직하다.

본 고안에 의하면, 집합체수용탱크 내부에 투입된 핵연료 집합체에 락커를 도포한 후 건조공기투입라인과 공기유입구를 통해 집합체수용탱크로 원활하게 공기가 유입되도록 함으로써 락커 건조시간을 현저히 단축시킴으로써, 결과적으로 핵연료 집합체의 생산성을 증가시킬 수 있게 된다.

이하에서는, 본 고안에 의한 핵연료 집합체의 락커 도포장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 락커 도포장치는 락커저장탱크(10)와 집합체수용탱크(20)로 구성되며, 락커저장탱크(10)와 집합체수용탱크(20)는 제1밸브(V1)가 구비된 락커공급라인(L1)으로 연결된다.

락커저장탱크(10)는 그 내부에 공정 진행을 위한 충분한 양의 락커 용액이 저장되도록 충분한 체적을 갖는다.

집합체수용탱크(20)는 락커를 도포하기 위한 핵연료 집합체가 수용되는 것으로, 핵연료 집합체를 투입하거나 배출할 수 있도록 상측이 개방된 함체로 이루어진다. 그리고 락커 도포공정시 집합체수용탱크(20)의 상측에는 대략 장방형으로 이루어진 커버(22)가 착탈 가능하도록 복개된다.

한편, 집합체수용탱크(20)에는 락커 도포공정을 진행하기 위한 건조공기배출라인(L2), 가스배출라인(L3) 및 건조공기투입라인(L4)이 연결된다.

즉, 락커 도포공정 후 도포된 락커를 건조하기 위한 건조공정을 거치게 되는데, 이때 집합체수용탱크(20)에 잔존하는 건조공기가 배출되도록 집합체수용탱크(20)에는 제2밸브(V2)가 구비된 건조공기배출라인(L2)이 연결된다.

그리고 집합체수용탱크(20)에는 락커 도포공정시 발생하는 공정가스를 외부로 배출하도록 제3밸브(V3)가 구비된 가스배출라인(L3)이 연결되며, 이 가스배출라인(L3)의 일단은 건조공기배출라인(L2)에 연결된다.

또한, 가스배출라인(L3)에는 건조공정을 진행하기 위해 필요한 외부의 건조공기를 집합체수용탱크(20)로 공급하기 위한 제4밸브(V4)를 구비한 건조공기투입라인(L4)이 연결된다.

한편, 락커 도포공정 이후에 건조공정을 진행할 때 그 시간을 단축하기 위해서는 상술한 건조공기투입라인(L4)에 더해서 외부의 공기가 집합체수용탱크(20)로 더 유입될 수 있도록 하는 수단이 요구된다.

이에 따라, 본 실시예에서는 집합체수용탱크(20)의 상측에는 커버(22)가 안착될 수 있도록 커버 받침판(21)이 더 구비되는데, 이때 커버 받침판(21)은 커버(22)와의 결합시 완전히 밀폐되지 않고 외부의 공기가 집합체수용탱크(20)로 유입될 수 있도록 적어도 하나 이상의 공기유입구(21a)가 형성된다. 즉, 커버 받침판(21)은 커버(22)에 대응되도록 장방형으로 이루어지며, 각 모서리에는 단턱이 형성되어 각 모서리와 모서리 사이의 변에는 공기유입구(21a)가 형성된 것이다.

이와 같이 구성된 핵연료 집합체의 락커 도포장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

연료봉은 핵연료가 원자로 안에서 핵분열 에너지를 방출하는 모체로 이때 발생하는 열에너지를 냉각수에 전달하고 태울 때 생기는 핵분열 생성물을 냉각재로부터 차폐시키는 방호벽 역할을 한다. 이러한 역할을 하는 연료봉 안에는 고온에서 말린 소결체가 스프링과 함께 투입되고, 연료봉 속에는 소결체 보호를 위해 헬륨가스를 주입한 뒤 마개를 덮어 특수한 용접으로 밀봉하게 된다.

그 후, 연료봉을 지지격자에 끼워 넣는 과정에서 표면의 흠집방지를 위해 본 고안의 락커 도포장치를 이용하여 락커 도포공정을 거친다.

즉, 집합체수용탱크(20) 내에 핵연료 집합체를 투입한 후, 락커공급라인(L1)을 통해 락커저장탱크(10)로부터 집합체수용탱크(20) 측으로 락커 용액을 공급하여 핵연료 집합체의 표면을 도포하게 된다.

이때, 제2밸브(V2)는 폐쇄되고 제3밸브(V3)는 개방상태가 되면서 락커 도포시 발생되는 공정가스는 가스배출라인(L3)을 통해 외부로 배출된다.

그 후, 락커 도포작업이 끝나면 제3밸브(V3)는 폐쇄되고 핵연료 집합체에 도포된 락커의 건조 작업이 시작되면서 제4밸브(V4)가 개방되어 건조공기투입라인(L4)을 통해 집합체수용탱크(20)로 외부의 건조공기가 유입된다. 이에 더해서, 집합체수용탱크(20)의 상측에 마련된 커버 받침대(21)의 공기유입구(21a)를 통해서도 외부의 공기가 집합체수용탱크(20) 측으로 유입됨으로써 건조공기의 공급이 원활하게 이루어지며, 이로 인해 건조시간을 단축시킬 수 있게 된다.

한편, 집합체수용탱크(20)로 건조공기가 유입되어 소정의 건조시간이 경과되면, 제2밸브(V2)가 개방되면서 건조공기배출라인(L2)을 통해 집합체수용탱크(20)에 잔존하는 건조공기가 외부로 배출됨으로써 락커 도포공정이 완료된다.

도 1은 본 고안에 의한 락커 도포장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도.

도 2는 도 1에 적용된 집합체수용탱크를 도시한 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 락커저장탱크 20 ; 집합체수용탱크

21 ; 커버 받침판 21a ; 공기유입구

22 ; 커버 L1∼L4 ; 라인

V1∼V4 ; 밸브

Claims

공정 진행을 위한 락커 용액이 저장되는 락커저장탱크;

상기 락커저장탱크와 락커공급라인으로 연결되고, 락커를 도포하기 위한 핵연료 집합체가 수용되며, 상측에 커버가 복개되는 집합체수용탱크;

락커 도포 후 집합체수용탱크에 잔존하는 건조공기가 배출되도록 상기 집합체수용탱크에 연결되는 건조공기배출라인;

상기 집합체수용탱크와 건조공기배출라인에 양단이 연결되며, 락커 도포공정시 발생하는 가스를 외부로 배출하는 가스배출라인;

상기 가스배출라인에 연결되며, 락커 도포 후 핵연료 집합체를 건조하기 위해 외부의 건조공기를 집합체수용탱크로 공급하는 건조공기투입라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 락커 도포장치.
청구항 1에 있어서,

상기 집합체수용탱크의 상측에는 커버가 안착되도록 커버 받침판이 구비되며, 상기 커버 받침판에는 외부의 공기가 집합체수용탱크로 유입될 수 있도록 적어도 하나 이상의 공기유입구가 형성된 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 락커 도포장치.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 건조공기배출라인에는 집합체수용탱크에 잔존하는 공기의 배출 여부를 결정하는 제2밸브가 구비되고, 상기 가스배출라인에는 락커 도포시 발생하는 공정가스의 배출 여부를 결정하는 제3밸브가 구비되며, 상기 건조공기투입라인에는 락커 도포 후 집합체수용탱크로 건조공기의 공급 여부를 결정하는 제4밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체의 락커 도포장치.