KR20180094527A - Metal fuel slug manufacturing apparatus and metal fuel slug manufacturing method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a remote metal fuel core manufacturing apparatus and a metal fuel core manufacturing method. According to an embodiment of the present invention, the metal fuel core manufacturing apparatus comprises: a hollow mold; a casting apparatus for adjusting a vertical movement of the mold; an upper chamber arranged in a lower part of the casting apparatus; a lower chamber arranged in a lower part of the upper chamber; a thermocouple protection unit arranged in a lower part of the lower chamber; a coupling apparatus coupling the upper and lower chambers; a crucible arranged inside the lower chamber to immerse the mold; a non-water cooling high frequency induction heating apparatus heating the crucible; a gas tank injecting inert gas inside the lower chamber; a vacuum apparatus adjusting the inside of the upper and lower chambers to be in a vacuum state; and a thermocouple inlet formed on one side of the thermocouple protection unit.

Description

금속연료심 제조장치 및 금속연료심 제조방법{METAL FUEL SLUG MANUFACTURING APPARATUS AND METAL FUEL SLUG MANUFACTURING METHOD}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a metal fuel shim manufacturing apparatus,

본 발명은 금속연료심 제조장치 및 금속연료심 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 원격으로 금속연료심을 제조하기 위한 원격주조장치를 제공하는 금속연료심의 제조장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a metal fuel shim manufacturing apparatus and a metal fuel shim manufacturing method. More particularly, the present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a metal fuel paddle that provides a remote casting apparatus for manufacturing a metal fuel paddle remotely.

오늘날 세계는 환경 오염, 에너지 자원의 고갈, 급변하는 유가 등 에너지와 관련하여 많은 문제점을 안고 있으며, 각국에서는 이에 대한 대응으로 친환경 에너지의 개발에 박차를 가하고 있다. 차세대 에너지 중 원자력 에너지는 현재 상용화된 가장 효율적인 에너지로서 각국에서 추가적인 원전 건설 혹은 원전 개발 등의 형태로 많은 관심을 보이고 있다.Today, the world faces many problems related to energy such as environmental pollution, depletion of energy resources and rapidly changing oil prices, and each country is spurring development of environmentally friendly energy in response to this. Nuclear energy is one of the most efficient energy sources in the world, and it has attracted much attention in the form of additional nuclear power plants or nuclear power development in each country.

일반적으로 고속로(fast reactor)의 핵연료로 사용되는 금속 핵연료는 우라늄(U), 플루토늄(Pu), 지르코늄(Zr)등의 주요 성분을 함유하고 있는 가늘고 긴 원통형의 금속 연료심과 금속 연료심을 둘러싸고 있는 스테인리스강으로 제조된 튜브 형태의 피복관으로 구성된다.Generally, the metal fuel used as a nuclear fuel in a fast reactor surrounds a metal fuel core and a metal fuel core which are elongated cylindrical bodies containing main components such as uranium (U), plutonium (Pu), zirconium (Zr) Shaped cladding made of stainless steel.

고속로의 금속 연료심은 용해 주조 방식에 의해 제조된다. 일 예로, 미국의 EBR-II 고속로의 경우 진공 사출 주조법을 이용하여 금속 핵연료심을 제조하였다. 이 때 EBR-II 고속로의 핵연료심 성분은 주로 우라늄-지르코늄 또는 우라늄-플루토늄-지르코늄이 사용되었다. 진공 사출 주조법은 금속 핵연료 성분을 용해한 후 진공분위기에서 몰드 다발을 용탕에 담근 후 외부에서 불활성 기체로 압력을 가하여 진공을 해제하면 몰드 내부에만 진공이 형성되고 압력 차에 의해 용탕에서 몰드 다발 내부로 용탕이 끌어올려지면서 핵연료심이 주조된다. 이와 같은 진공 사출 주조법은 다른 주조 방법에 비해 대량 생산성이 매우 우수한 장점을 가지고 있어서, EBR-II가 정지될 때까지 다른 주조법으로 대체되지 않고 계속해서 사용되었다.Metal fuel shims at high speed are manufactured by melt casting method. For example, in the case of the US EBR-II high-speed furnace, a metal-fueled core was fabricated using a vacuum injection casting method. At this time, uranium-zirconium or uranium-plutonium-zirconium was mainly used for the fuel core component of the EBR-II high-speed furnace. Vacuum injection molding method dissolves metal fuel components and then immerses the mold bundle in a vacuum atmosphere in a molten state. After vacuum is released by applying an inert gas from the outside, a vacuum is formed only inside the mold, and the molten metal And the nuclear fuel core is cast. This vacuum casting process has advantages of mass productivity over other casting methods and has been used continuously without replacing with other casting methods until EBR-II is stopped.

소듐냉각 고속로는 금속인 소듐(Na)을 냉각재로 사용하는 액체금속로(Liquid metal reactor)로서 고속중성자 스펙트럼 순환 연료주기를 가지며, 악티나이드 재활용 주기에서 금속(우라늄-플루토늄- 마이너 악티나이드- 지르코늄) 연료 또는 MOx(우라늄-플루토늄 산화물) 연료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 소듐냉각 고속로의 출력은 모듈형의 수백 MWe급에서 1500~1700MWe에 이르기까지 다양한 규모로 개발될 수 있다. 특히, 소듐냉각 고속로는 연료를 반복해서 재활용함으로써 우라늄 자원을 현재보다 60배 이상 더욱 활용할 수 있고, 방사성폐기물의 양도 획기적으로 줄일 수 있다. 또한, 소듐냉각 고속로는 전 세계적으로 지난 50여년간 약 500억불에 달하는 개발비를 투자하였고, 상용화 가능성이 가장 높은 기술 중 하나이다.The sodium-cooled high-speed furnace is a liquid metal reactor using sodium metal (Na) as a coolant and has a high-speed neutron spectral circulation fuel cycle. In the actinide recycling cycle, metals (uranium-plutonium-minor actinide-zirconium ) Fuel or MOx (uranium-plutonium oxide) fuel. In addition, the output of the sodium-cooled high-speed furnace can be developed in various sizes ranging from a few hundred MWe modular to 1500-1700 MWe. In particular, the sodium-cooled high-speed reactor can recycle fuel more than 60 times more than currently, and dramatically reduce the amount of radioactive waste. In addition, Sodium Cooling High Speed has invested around US $ 50 billion in development costs over the past 50 years and is one of the most promising technologies.

미국 ANL(Argonne National Laboratory)에서 소듐냉각 고속실험로인 EBR-II에 장전될 U-Zr 및 U-Pu-Zr 연료심은 진공사출주조법으로 가늘고 긴 연료심(직경 6mm-길이 400mm)이 원격제조되었다. 금속연료심 사출주조시 석영관 주형 내부를 진공상태로 조성하여, 석영관 주형 내부와 외부의 압력 차이가 발생하도록 하고 그 압력 차이만큼 우라늄합금 용탕이 주형 내부로 사출되도록 하여 연료심을 제조할 수 있도록 하였다.U-Zr and U-Pu-Zr fuel shafts to be loaded on the EBR-II sodium cooled high-speed experimental reactor at US ANL (Argonne National Laboratory) were remotely fabricated by using a vacuum injection casting method with thin and long fuel shims (diameter 6 mm - length 400 mm) . In order to make the fuel shim to be produced by injecting the uranium alloy melt into the mold by the pressure difference between the inside and the outside of the quartz tube mold, Respectively.

종래의 금속연료심 제조장치는 몰드를 움직이는 통로가 되는 상부 챔버, 몰드 예열기를 포함하는 미들챔버, 몰드 내부로 사출되는 금속연료심 원료물질이 장입된 도가니를 포함하는 하부 챔버로 구성되는 3개의 챔버로 구성되어 있어 이를 원격으로 운영하는데 복잡한 구조를 되어 있어 원격운영에 많은 시간이 소요되는 문제점을 가진다. 또한, 이를 운용하기 위해 복잡한 프레임으로 구성된 구조체를 가지며 원료물질이 장입된 도가니를 포함하는 하부 챔버를 이동하기 위해 레일을 통한 수평이동으로 이동하게 설계되어 있고 도가니 하부에 장착되는 온도측정 장치를 삽입하기 위해 하부 챔버를 90도 방향으로 회전시키기 때문에 반복적인 연료심 제조공정 작업을 수행할 경우 원격장치에 구조적인 문제가 발생할 가능성이 있다.The conventional metal fuel shim manufacturing apparatus includes three chambers composed of an upper chamber serving as a passage through which the mold is moved, a middle chamber including a mold preheater, and a lower chamber including a crucible charged with a metal fuel deep- And it has a complicated structure for remotely operating it, so that it takes a lot of time for remote operation. Also, it is designed to move horizontally through a rail to move a lower chamber including a crucible containing a raw material with a structure composed of a complicated frame for operating the crucible, and insert a temperature measuring device mounted on the bottom of the crucible Since the lower chamber is rotated in the 90-degree direction, there is a possibility that a structural problem may arise in the remote device when the fuel assembly manufacturing process is repeatedly performed.

한국공개공보 제10-2011-0026224호Korean Laid-Open Publication No. 10-2011-0026224

본 발명은 단순화된 구성으로 제조할 수 있고, 원격 조정하는 시간이 절약된 금속연료심 제조장치 및 제조방법을 제공함을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for manufacturing a metal fuel shim that can be manufactured with a simplified structure and can save time for remote control.

또한, 본 발명은 상기 금속연료심 제조장치의 온도 측정 및 제어 기능이 향상되고, 높은 품질의 금속연료심을 제조할 수 있는 제조장치 및 제조방법을 제공함을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of improving the temperature measurement and control function of the metal fuel shim manufacturing apparatus and manufacturing a high quality metal fuel shim.

본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치는 중공형 형상의 몰드; 상기 몰드의 상하 움직임을 조절하는 주조장치; 상기 주조장치의 하부에 배치된 상부 챔버; 상기 상부 챔버의 하부에 배치된 하부 챔버; 상기 하부 챔버의 하부에 배치된 열전대(써머커플) 보호부; 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 결합장치; 상기 하부 챔버 내부에 배치되어 상기 몰드가 침지되는 도가니; 상기 도가니를 가열하는 비수냉식 고주파 유도 가열장치; 불활성 가스를 상기 하부 챔버 내로 주입하는 가스탱크; 상부 챔버 및 하부 챔버 내부가 진공상태가 되도록 조절하는 진공 장치; 및 상기 열전대 보호부의 일측에 형성된 열전대 투입구;를 포함한다. An apparatus for manufacturing a metal fuel shim according to an embodiment of the present invention includes: a mold having a hollow shape; A casting device for controlling vertical movement of the mold; An upper chamber disposed at a lower portion of the casting apparatus; A lower chamber disposed below the upper chamber; A thermocouple protection unit disposed at a lower portion of the lower chamber; An engaging device for engaging the upper chamber and the lower chamber; A crucible disposed in the lower chamber to immerse the mold; A non-water-cooled high frequency induction heating apparatus for heating the crucible; A gas tank for injecting an inert gas into the lower chamber; A vacuum device for adjusting the interior of the upper chamber and the lower chamber to be in a vacuum state; And a thermocouple input port formed on one side of the thermocouple protection unit.

또한, 상기 열전대 보호부는 L자 형상일 수 있다. Further, the thermocouple protecting portion may be L-shaped.

또한, 상기 열전대 투입구에 투입된 열전대의 일단은 상기 도가니 하부에 배치될 수 있다. In addition, one end of the thermocouple inserted into the thermocouple input port may be disposed at a lower portion of the crucible.

또한, 상기 상부 챔버가 상기 하부 챔버와 결합하는 부분은 외부로 연장된 돌출부를 포함하고, 상기 하부 챔버가 상기 상부 챔버와 결합하는 부분은 외부로 연장된 돌출부를 포함하고, 상기 결합장치는 상기 상부 챔버의 돌출부 및 하부 챔버의 돌출부를 감싸는 클램프 및 상기 클램프를 고정하는 고정부를 포함할 수 있다. Further, a portion where the upper chamber engages with the lower chamber includes an outwardly extending projection, and a portion where the lower chamber engages with the upper chamber includes an outwardly extending protrusion, A clamp surrounding the projecting portion of the chamber and the protrusion of the lower chamber, and a fixing portion fixing the clamp.

또한, 상기 결합장치의 고정부를 잠금 또는 열림상태가 되도록 하는 체결장치를 더 포함할 수 있다. The fastening device may further comprise a fastening device for locking or unlocking the fastening portion of the coupling device.

본 발명의 다른 실시예를 따르는 금속연료심 제조방법은 상부 챔버를 하부 챔버 상에 배치하는 단계; 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 단계; 금속 핵연료를 용융시켜 용탕을 형성하는 단계; 상기 형성된 용탕에 몰드를 하강시켜 침지시키는 단계; 상기 침지된 몰드 내부로 용탕을 사출 주조하는 단계; 및 상기 사출된 용탕을 냉각하여 금속연료심을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 단계는, 결합장치의 클램프를 구동하여 상기 클램프가 상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 일부를 감싸도록 하는 단계 및 상기 결합장치의 고정부를 구동하여 상기 클램프를 고정하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal fuel shim, comprising: disposing an upper chamber on a lower chamber; Coupling the upper chamber and the lower chamber; Melting the metal fuel to form a molten metal; Dipping the mold in the formed molten metal by descending; Casting a molten metal into the immersed mold; And cooling the injected molten metal to produce a metal fuel shim, wherein coupling the upper chamber and the lower chamber comprises driving the clamp of the coupling device such that the clamp surrounds a portion of the upper and lower chambers And driving the fixed portion of the coupling device to fix the clamp.

본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치 및 제조방법은 연료심 제조장치의 복잡한 시스템을 단순화하여 전체 시스템을 원격으로 조작하기 위한 운영시간을 절약하여 전체 연료심 제조 공정에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있다. 또한, 원격 조작을 간략화함으로써 전체 시스템 운영에 발생할 수 있는 구조적 결함과 사고 발생을 방지하는 효과가 있다. The apparatus and method for manufacturing a metal fuel shim according to an embodiment of the present invention simplify a complicated system of a fuel shim manufacturing apparatus to save operating time for remotely operating the entire system, . Further, by simplifying the remote operation, it is possible to prevent the occurrence of structural defects and accidents that may occur in the operation of the entire system.

도 1은 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치를 일측면에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 대각선 측면에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 부분 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 상부 챔버, 하부 챔버 및 결합장치의 부분 절단도이다.
도 6은 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 상부 챔버, 하부 챔버 및 결합장치의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 체결장치의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 따르는 금속연료심 제조방법을 나타내는 순서도이다. 1 is a perspective view of an apparatus for manufacturing a metal fuel shim according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view as seen from a diagonal side of a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a vertical sectional view of a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a partial vertical cross-sectional view of a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a partial cut-away view of an upper chamber, a lower chamber and an engaging device of a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of an upper chamber, a lower chamber and a coupling device of a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view of a fastening apparatus for a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart showing a method of manufacturing a metal fuel shim according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도 에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of the elements in the figures may be exaggerated for clarity, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements. The same reference numerals are used throughout the drawings to denote like parts and functions. In addition, "including" an element throughout the specification does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary.

금속연료심Metal fuel core 제조장치 Manufacturing apparatus

도 1은 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치를 일측면에서 바라본 사시도이다. 1 is a perspective view of an apparatus for manufacturing a metal fuel shim according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 대각선 측면에서 바라본 사시도이다.2 is a perspective view as seen from a diagonal side of a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 수직 단면도이다.3 is a vertical sectional view of a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치는 중공형 형상의 몰드(210); 상기 몰드의 상하 움직임을 조절하는 주조장치(200); 상기 주조장치(200)의 하부에 배치된 상부 챔버(300); 상기 상부 챔버(300)의 하부에 배치된 하부 챔버(400); 상기 하부 챔버의 하부에 배치된 열전대(써머커플) 보호부(700); 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 결합장치(500); 상기 하부 챔버 내부에 배치되어 상기 몰드가 침지되는 도가니(410); 상기 도가니를 가열하는 비수냉식 고주파 유도 가열장치(420); 불활성 가스를 상기 하부 챔버 내로 주입하는 가스탱크(900); 상부 챔버 및 하부 챔버 내부가 진공상태가 되도록 조절하는 진공 장치(1000); 및 상기 열전대 보호부의 일측에 형성된 열전대 투입구;를 포함한다. 1, 2 and 3, the apparatus for manufacturing a metal fuel shim according to an embodiment of the present invention includes a mold 210 having a hollow shape; A casting device (200) for controlling the upward and downward movement of the mold; An upper chamber 300 disposed below the casting apparatus 200; A lower chamber 400 disposed at a lower portion of the upper chamber 300; A thermocouple protection unit 700 disposed at a lower portion of the lower chamber; A coupling device (500) for coupling the upper chamber and the lower chamber; A crucible 410 disposed inside the lower chamber to immerse the mold; A non-water-cooled high frequency induction heating apparatus (420) for heating the crucible; A gas tank 900 for injecting an inert gas into the lower chamber; A vacuum apparatus 1000 for controlling the upper chamber and the lower chamber to be in a vacuum state; And a thermocouple input port formed on one side of the thermocouple protection unit.

상기 금속연료심 제조장치는 몰드 내부로 용탕을 사출 주조하여 금속연료심을 제조할 수 있다. 상기 몰드는 고온에서도 금속연료심 용융 물질과 양립성을 가지는 석영관일 수 있으나, 금속연료심 용융 물질과 양립성을 가지는 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. The metal fuel shim manufacturing apparatus can manufacture a metal fuel shim by injection molding a molten metal into a mold. The mold may be a quartz tube that is compatible with the molten metal fuel core material even at high temperatures, but may be used without limitation as long as it is compatible with the molten metal fuel core material.

상기 주조장치는 몰드의 상하 움직임을 조절하는 리프트 액츄에이터를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 주조장치는 브레이크 장치를 더 포함하여 리프트 액츄에이터가 멈추게 할 수 있다. 이와 같이 리프트 액츄에이터를 멈추게 하는 브레이크는 몰드가 용탕에 침지 전 하강하는 동안 또는 용탕에 침지 후 상승하는 동안 작동할 수 있다. The casting apparatus may further include a lift actuator for adjusting the upward and downward movement of the mold. The casting apparatus may further include a braking device to stop the lift actuator. Thus, the brake for stopping the lift actuator can operate while the mold is descending before being immersed in the molten metal or after immersing in the molten metal.

상기 주조장치는 몰드를 예열할 수 있는 예열기를 더 포함할 수 있다. The casting apparatus may further include a preheater capable of preheating the mold.

상기 예열기는 몰드가 도가니의 용탕에 침지 전 하강하는 동안, 상기 몰드가 상기 용탕에 침지되는 동안 또는 상기 몰드가 상기 용탕에 침지 후 상승하는 동안 상기 몰드에 열을 가할 수 있다. 상기 몰드가 도가니의 용탕에 침지되기 직전에 예열기가 몰드에 열을 가하는 경우, 금속연료심의 기포를 줄이고 금속연료심이 표면을 덜 거칠게 하여 보다 고연소도의 금속연료심을 제조할 수 있다.The preheater may apply heat to the mold while the mold is immersed in the molten metal or while the mold is lifted after immersing in the molten metal, while the mold falls before being immersed in the melt of the crucible. When the preheater applies heat to the mold immediately before the mold is immersed in the molten metal of the crucible, the bubbles of the metal fuel padding can be reduced and the metal fuel padding can be made less roughened to produce a metal fuel paddle of higher burning degree.

상기 주조장치의 하부에 배치된 상부 챔버는 벨 형상일 수 있다. The upper chamber disposed at the lower portion of the casting apparatus may be in the form of a bell.

상기 상부 챔버의 하부에 배치된 하부 챔버는 원통형 형상일 수 있다. The lower chamber disposed below the upper chamber may have a cylindrical shape.

상기 도가니는 도가니 내부에 금속 핵연료 원소가 용융된 용탕을 더 포함할 수 있다. 상기 도가니는 금속연료심으로 제조되는 금속연료가 배치되는 장치로써, 그라파이트(graphite)가 포함된 도가니가 사용될 수 있다. 상기 그라파이트 도가니는 금속연료의 용융 시 금속연료로 사용될 수 있는 우라늄과 반응할 수 있어, 산화 지르코늄, 산화 이트륨 및 이산화규소 중 적어도 하나를 포함하는 물질이 표면에 코팅될 수 있다. 상기 몰드는 도가니에 형성된 용탕에 접촉되어 금속 핵연료심이 사출될 수 있다.The crucible may further include a melt in which the metal fuel element is melted in the crucible. The crucible may be a crucible containing graphite, and may be a crucible containing graphite. The graphite crucible can react with uranium that can be used as a metal fuel in the melting of the metal fuel, so that a material including at least one of zirconium oxide, yttrium oxide and silicon dioxide can be coated on the surface. The mold may be in contact with a molten metal formed in the crucible and the metal fuel core may be injected.

상기 도가니는 개폐가 가능한 도가니 덮개가 배치될 수 있고, 상기 도가니 덮개의 개폐는 도가니 덮개 제어장치에 의해 제어될 수 있다. 몰드가 침지되어 몰드 내부로 용탕을 사출 주조하기 직전까지, 도가니는 도가니 덮개를 이용하여 금속연료 용탕을 보온할 수 있고, 금속연료 용탕의 휘발을 방지할 수 있다.The crucible can be provided with a crucible lid capable of being opened and closed, and opening and closing of the crucible lid can be controlled by a crucible lid control device. The crucible can keep the molten metal fuel by using the crucible cover and can prevent the molten metal fuel from volatilization until just before the mold is immersed and just before the molten metal is injected and cast into the mold.

상기 하부 챔버는 하부 챔버를 진공상태로 만드는 진공펌프와 연결되는 진공펌프 연결구 및 하부 챔버 내부에 압력을 가하는 압력탱크와 연결되는 압력탱크 연결구가 배치될 수 있다.The lower chamber may be provided with a vacuum pump connection port connected to a vacuum pump for bringing the lower chamber into a vacuum state, and a pressure tank connection port connected to a pressure tank for applying pressure to the inside of the lower chamber.

상기 금속연료심 제조장치는 도가니를 가열하는 비수냉식 고주파 유도 가열장치를 포함한다. 상기 비수냉식 고주파 가열장치는 물사용으로 야기될 수 있는 폭발사고와 핵임계 사고 발생을 방지할 수 있다. The metal fuel shim manufacturing apparatus includes a non-water-cooled high-frequency induction heating apparatus for heating a crucible. The non-water-cooled high-frequency heating apparatus can prevent an explosion accident and a nuclear critical accident caused by water use.

상기 도가니는 비수냉식 고주파 유도 가열장치를 통해 가열될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치는 상기 비수냉식 고주파 유도 가열장치가 상기 원통형 도가니의 측표면을 유도 가열 코일이 사선으로 감싸는 형태일 수 있다. 또는, 원형 고리 형태의 유도 가열 코일이 도가니의 측표면을 감싸는 형태로 배치될 수 있다. 상기 유도 가열 코일은 상기 도가니를 균일하게 가열할 수 있는 방법이라면 배치되는 방법이 특별히 제한되지 않을 수 있다. 상기 비수냉싱 고주파 유도 가열장치의 가열 온도는 사용되는 금속 연료에 의존하여 변경될 수 있고, 약 1400 내지 1800 도로 가열될 수 있다.The crucible may be heated through a non-water-cooled high frequency induction heating apparatus. For example, in the apparatus for manufacturing a metal fuel shim according to an embodiment of the present invention, the non-water-cooled high frequency induction heating apparatus may be configured such that the induction heating coil surrounds the side surface of the cylindrical crucible with a diagonal line. Alternatively, an induction heating coil in the form of a circular ring may be arranged to surround the side surface of the crucible. If the induction heating coil can heat the crucible uniformly, the method of disposing may not be particularly limited. The heating temperature of the non-water-cooled, high frequency induction heating apparatus can be changed depending on the metal fuel used and can be heated to about 1400 to 1800 degrees.

본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치는 상기 코일 저항체에 연결된 고주파 전력 발생장치를 포함할 수 있다. A metal-fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention may include a high-frequency power generating device connected to the coil resistor.

상기 가스탱크는 하부 주조장치와 연결되어 불활성 가스를 하부 주조장치로 주입할 수 있다. 가스탱크는 불활성 가스를 하부 주조장치로 주입하여 도가니 내부에 형성되어 있는 용탕이 상기 침지된 몰드 내부로 상승하도록 용탕을 가압할 수 있다.The gas tank may be connected to the lower casting apparatus to inject the inert gas into the lower casting apparatus. The inert gas may be injected into the lower casting apparatus to pressurize the molten metal so that the molten metal formed in the crucible rises into the molten mold.

상기 진공장치는 하부 주조장치와 연결되어 하부 주조장치가 진공상태가 되도록 조절할 수 있다. 상기 진공장치는 챔버 내부의 진공상태를 조절하기 위해 10-2 내지 10-6 Torr 의 압력으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 진공 장치는 터보분자펌프, 오일확산펌프, 드라이 진공 펌프 및 로터리펌프 중 적어도 하나일 수 있다. The vacuum device may be connected to the lower casting device to control the lower casting device to be in a vacuum state. The vacuum apparatus can be adjusted to a pressure of 10 < -2 > to 10 < -6 > Torr to regulate the vacuum state inside the chamber. For example, the vacuum device may be at least one of a turbo molecular pump, an oil diffusion pump, a dry vacuum pump, and a rotary pump.

본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치는 상기 금속연료심 제조장치의 몰드, 주조장치, 상부챔버, 고주파 유도 가열장치, 가스탱크, 진공장치, 결합장치 및 체결장치를 제어할 수 있는 제어장치를 더 포함할 수 있다. 상기 제어장치를 통해 작업자가 방사능으로부터의 노출을 최소화 할 수 있다. 상기 제어장치는 비례-적분-미분(PID: proportional integral derivative control) 제어기일 수 있다.The apparatus for manufacturing a metal fuel shim according to an embodiment of the present invention is a control device for controlling the mold, the casting apparatus, the upper chamber, the high-frequency induction heating apparatus, the gas tank, the vacuum apparatus, Device. ≪ / RTI > The control device allows the operator to minimize exposure from radiation. The controller may be a proportional integral derivative control (PID) controller.

금속연료심 제조장치는 상기 상부 챔버 상부에 형성되어, 상기 몰드의 상하 움직임을 조절하는 몰드 리프트 액추에이터, 상부 챔버 외부에 형성되어 상부 챔버의 상하 움직임을 조절하는 상부 챔버 리프트 액추에이터와 상부 챔버 및 몰드의 수평이동을 조절하는 몰드 수평이송부를 포함할 수 있다.The metal fuel shim manufacturing apparatus includes a mold lift actuator formed on the upper chamber and controlling the movement of the mold up and down, an upper chamber lift actuator formed outside the upper chamber for controlling upward and downward movement of the upper chamber, The mold horizontal conveying that controls the horizontal movement may include a conveyance.

상기 금속연료심 제조장치는 상기 열전대 투입구로 열전대 보호부를 지나 투입된 열전대를 더 포함할 수 있다. The metal fuel shim manufacturing apparatus may further include a thermocouple inserted into the thermocouple inlet through the thermocouple protector.

본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치는 상기 하부 챔버의 하부에 배치된 열전대 보호부를 포함하고, 상기 열전대 보호부는 L자 형상일 수 있다. The apparatus for manufacturing a metal fuel shim according to an embodiment of the present invention includes a thermocouple protection unit disposed at a lower portion of the lower chamber, and the thermocouple protection unit may be L-shaped.

도 4는 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 부분 수직 단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치는 하부 챔버(400)에 배치된 도가니(410), 하부 챔버 하부에 배치된 열전대 보호부(700), 열전대 보호부를 통해 삽입되어 배치된 열전대(800)를 포함한다. 4 is a partial vertical cross-sectional view of a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the apparatus for manufacturing a metal fuel shim according to an embodiment of the present invention includes a crucible 410 disposed in a lower chamber 400, a thermocouple protection unit 700 disposed under a lower chamber, And a thermocouple 800 disposed thereon.

본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치는 하부 챔버의 하부에 배치된 L자 형상인 열전대 보호부를 포함하고, 도가니의 용탕온도를 탐지하기 위한 열전대 교체를 위해 하부 챔버를 90도 방향으로 전복시키는 전복장치 클램프를 작동시키기 위한 하부 챔버 리프트 액추에이터를 생략하고 열전대 교체를 각종 연결부와 결합되어 있는 하부 챔버는 움직이지 않고 하부 챕버 하부에서 삽입하는 방식으로 교체함으로써 원격조작에 소용되는 시간 및 챔버를 전복시킴으로써 발생할 수 있는 구조적인 결함요소를 배제할 수 있다. The apparatus for manufacturing a metal fuel shim according to an embodiment of the present invention includes an L-shaped thermocouple protecting portion disposed at a lower portion of a lower chamber, and a lower chamber is turned over in a direction of 90 degrees for replacing a thermocouple The lower chamber lift actuator for actuating the overturning device clamp is omitted and the thermocouple replacement is replaced by a method of inserting the lower chamber connected to the various connecting parts from the lower part of the lower chord without moving, It is possible to exclude the structural defects that may occur.

상기 열전대 투입구에 투입된 열전대의 일단은 상기 도가니 하부에 배치될 수 있다. One end of the thermocouple inserted into the thermocouple input port may be disposed below the crucible.

본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 도가니는 정확한 온도 측정 및 제어를 위해 도가니 하부에 열전대를 삽입할 수 있는 공간이 포함될 수 있고, 이를 통해 용탕의 온도를 정확히 측정 및 제어할 수 있다. The crucible of the apparatus for manufacturing a metal fuel shim according to the embodiment of the present invention can include a space for inserting a thermocouple under the crucible for precise temperature measurement and control and can accurately measure and control the temperature of the molten metal through the space .

도 4를 참조하면, 도가니는 용탕이 형성되는 방향으로 중심부에 돌출부를 형성할 수 있고, 도가니 하부에 상기 돌출부만큼 빈공간이 형성되어 도가니 중심부에 근접하게 열전대를 위치시킬 수 있다. 이를 통해, 용턍의 온도를 정확히 측정할 수 있고, 온도 제어가 가능할 수 있다. Referring to FIG. 4, the crucible may form a protrusion at the central portion in the direction in which the molten metal is formed, and an empty space may be formed at the lower portion of the crucible by the protrusion to position the thermocouple close to the center of the crucible. This allows accurate temperature measurement of the melt and temperature control.

도 5는 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 상부 챔버, 하부 챔버 및 결합장치의 부분 절단도이다. 5 is a partial cut-away view of an upper chamber, a lower chamber and an engaging device of a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 상부 챔버, 하부 챔버 및 결합장치의 사시도이다. 6 is a perspective view of an upper chamber, a lower chamber and a coupling device of a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 상부 챔버(300)가 상기 하부 챔버(400)와 결합하는 부분은 챔버의 외부로 연장된 돌출부(301)를 포함하고, 상기 하부 챔버(400)가 상기 상부 챔버(300)와 결합하는 부분은 챔버의 외부로 연장된 돌출부(401)를 포함하고, 상기 결합장치(500)는 상기 상부 챔버의 돌출부 및 하부 챔버의 돌출부를 감싸는 클램프(510) 및 상기 클램프를 고정하는 고정부(520)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 5 and 6, a portion of the upper chamber 300 coupled with the lower chamber 400 includes a protrusion 301 extending outwardly of the chamber, The coupling unit 500 includes a clamp 510 surrounding the protrusion of the upper chamber and the protrusion of the lower chamber, (Not shown).

종래에는 금속연료심 제조장치의 챔버 내부를 진공상태로 만들기 위해 20 여개의 클램프를 사용하는 복잡한 방법으로 수행되지만, 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 경우 단일 조작으로 하부 챔버와 상부 챔버를 체결시키는 결합장치 방식으로 변경될 수 있다. 이러한 단순화로 인하여 원격조작에 소요되는 시간을 줄이고 원격조작 공정을 단순화할 수 있다. 상기 클램프는 상부 챔버와 하부 챔버를 결합하여 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 내부 대기를 외부 대기로부터 독립시키는 기능을 하며, 챔버 내부의 기체가 외부로 유실되지 않고, 챔버의 압력을 유지시키는 기능을 한다. 상기 클램프는 상부 챔버 및 하부 챔버의 결합 능력을 향상시키기 위해 개스킷(gasket) 및 오링(O-ring)을 더 포함할 수 있다. 상기 고정부는 회전하는 방식으로 잠금 또는 열린상태가 제어될 수 있다. Conventionally, a complicated method using 20 clamps is used to make the inside of the chamber of the metal fuel shim manufacturing apparatus into a vacuum state. However, in the case of the metal fuel shim manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention, It can be changed to a coupling device type in which the chamber is fastened. This simplification can reduce the time required for remote operation and simplify the remote operation process. The clamp serves to isolate the inner atmosphere of the metal fuel shim manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention from the outside atmosphere by joining the upper chamber and the lower chamber so that the gas inside the chamber is not lost to the outside, . The clamp may further include a gasket and an O-ring to improve the coupling ability of the upper chamber and the lower chamber. The fixed portion can be controlled to be locked or open in a rotating manner.

도 7은 본 발명의 실시예를 따르는 금속연료심 제조장치의 체결장치의 사시도이다. 7 is a perspective view of a fastening apparatus for a metal fuel shim manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 체결장치(600)는 결합장치의 고정부(520)의 잠금 또는 열림 상태를 제어할 수 있는 체결장치 구동부(610), 상기 체결장치 구동부(610)를 지지하는 체결장치 지지부(620) 및 상기 체결장치 지지부(620)와 접촉하여 결합되어, 상기 체결장치 구동부(610)와 결합장치의 고정부(520) 간의 거리를 조절할 수 있는 체결장치 레일부(630) 및 체결방향 변경부(640)를 포함할 수 있다. 7, the fastening device 600 includes a fastening device driving part 610 for controlling the fastening part 520 of the fastening device 520 to be locked or unlocked, a fastening device for supporting the fastening device driving part 610, A fastening device rail part 630 which is in contact with the supporting part 620 and the fastening device supporting part 620 and is capable of adjusting the distance between the fastening device driving part 610 and the fixing part 520 of the coupling device, And a change unit 640.

상기 체결장치 구동부(610)는 상기 고정부의 일부를 수용하여 회전력을 가함으로써 상기 고정부를 잠금 또는 열린상태가 되도록 할 수 있는 것으로, 에어 드라이버 또는 전동 드라이버 일 수 있다. 예를 들어, 상기 체결장치는 원격 제어 장치에 의해 체결방향 변경부(640)를 제1방향으로 이동시키면, 체결장치 구동부를 작동시켜 결합장치의 고정부를 잠금상태로 제어할 수 있고, 상기 체결장치는 원격 제어 장치에 의해 체결방향 변경부(640)를 타방향으로 이동시키면, 체결장치 구동부를 작동시켜 결합장치의 고정부를 열림 상태로 제어할 수 있다. 상기 체결장치 레일부(630)는 원격 제어에 의해서 작동하여, 체결장치 지지부(620)를 이동시켜 체결장치 구동부(610)와 결합장치 고정부(520)의 거리를 조절할 수 있다. The fastening device driver 610 may be an air screwdriver or an electric screwdriver, which can receive the part of the fixing part and apply a rotational force to the fixing part to lock or open the fixing part. For example, when the fastening device moves the fastening direction changing part 640 in the first direction by the remote control device, the fastening device driving part can be operated to control the fastening part of the fastening device in a locked state, When the apparatus is moved in the other direction by the clamping direction changing unit 640 by the remote control apparatus, the clamping apparatus driving unit can be operated to control the fixing unit of the coupling apparatus in an open state. The fastening device rail part 630 is operated by remote control to move the fastening device supporting part 620 to adjust the distance between the fastening device driving part 610 and the fastening device fixing part 520.

상기 클램프가 상기 상부 챔버의 돌출부 및 하부 챔버의 돌출부를 감쌈으로써 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하도록 상기 클램프를 닫힌 위치에 배치하고, 상기 클램프가 상기 상부 챔버의 돌출부 및 하부 챔버의 돌출부를 감싸지 않도록 함으로써 상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 결합을 해제하도록 상기 클램프를 열린 위치에 배치할 수 있다. The clamp is placed in a closed position to engage the upper and lower chambers by wrapping the protrusions of the upper chamber and the protrusions of the lower chamber so that the clamp does not wrap the protrusions of the upper chamber and the protrusions of the lower chamber So that the clamp can be placed in the open position to release the engagement of the upper and lower chambers.

금속연료심Metal fuel core 제조방법 Manufacturing method

본 발명의 다른 실시예를 따르는 금속연료심 제조방법은 상부 챔버를 하부 챔버 상에 배치하는 단계; 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 단계; 금속 핵연료를 용융시켜 용탕을 형성하는 단계; 상기 형성된 용탕에 몰드를 하강시켜 침지시키는 단계; 상기 침지된 몰드 내부로 용탕을 사출 주조하는 단계; 및 상기 사출된 용탕을 냉각하여 금속연료심을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 단계는, 결합장치의 클램프를 구동하여 상기 클램프가 상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 일부를 감싸도록 하는 단계 및 상기 결합장치의 고정부를 구동하여 상기 클램프를 고정하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal fuel shim, comprising: disposing an upper chamber on a lower chamber; Coupling the upper chamber and the lower chamber; Melting the metal fuel to form a molten metal; Dipping the mold in the formed molten metal by descending; Casting a molten metal into the immersed mold; And cooling the injected molten metal to produce a metal fuel shim, wherein coupling the upper chamber and the lower chamber comprises driving the clamp of the coupling device such that the clamp surrounds a portion of the upper and lower chambers And driving the fixed portion of the coupling device to fix the clamp.

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 따르는 금속연료심 제조방법을 나타내는 순서도이다.8 is a flowchart showing a method of manufacturing a metal fuel shim according to another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예를 따르는 금속연료심 제조방법의 단계 1은 상부 챔버를 하부 챔버 상에 배치하는 단계이다. 상기 상부 챔버는 상부 챔버 리프트 액츄에이터에 의해 위치가 조정되고, 하부 챔버 상에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 8, step 1 of the method for manufacturing a metal fuel shim according to another embodiment of the present invention is a step of disposing an upper chamber on a lower chamber. The upper chamber may be positioned by an upper chamber lift actuator and disposed on the lower chamber.

본 발명의 다른 실시예를 따르는 금속연료심 제조방법의 단계 2는 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 단계이다. 상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 결합은 결합장치의 클램프를 구동하여 상기 클램프가 상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 일부를 감싸도록 하는 단계 및 상기 결합장치의 고정부를 구동하여 상기 클램프를 고정하는 단계에 의해 수행될 수 있다.Step 2 of the method for manufacturing a metal fuel shim according to another embodiment of the present invention is a step of joining the upper chamber and the lower chamber. The engagement of the upper chamber and the lower chamber drives the clamp of the coupling device so that the clamp surrounds a portion of the upper chamber and the lower chamber and a step of driving the fixed portion of the coupling device to fix the clamp .

상기 단계 2에서 상기 결합장치, 고정부 및 클램프의 구동은 앞서 금속연료심 제조장치에서 설명한 방법에 의할 수 있다.In the step 2, the coupling device, the fixing part and the clamp may be driven by the method described above in the metal fuel shim manufacturing device.

본 발명의 다른 실시예를 따르는 금속연료심 제조방법의 단계 3은 금속 핵연료를 용융시켜 용탕을 형성하는 단계이다. 상기 금속핵연료를 용융시키기 위해 도가니를 비수냉식 고주파 유도 가열장치로 가열할 수 있다. Step 3 of the method for manufacturing a metal fuel shim according to another embodiment of the present invention is a step of melting a metal fuel to form a molten metal. In order to melt the metal fuel, the crucible may be heated by a non-water-cooled high frequency induction heating apparatus.

본 발명의 다른 실시예를 따르는 금속연료심 제조방법의 단계 4는 상기 형성된 용탕에 몰드를 하강시켜 침지시키는 단계이다. 상기 몰드가 상기 용탕에 침지되기 직전 멈추어 급속 예열될 수 있다. 상기 주조장치는 몰드의 상하 움직임을 조절하는 리프트 액츄에이터를 구비할 수 있다. 또한, 상부 주조장치는 브레이크를 이용하여 리프트 액츄에이터가 멈추게 할 수 있다. 이와 같이 리프트 액츄에이터를 멈추게 하는 브레이크는 몰드가 용탕에 침지 전 하강하는 동안 또는 용탕에 침지 후 상승하는 동안 작동할 수 있다. Step 4 of the method for manufacturing a metal fuel shim according to another embodiment of the present invention is a step of descending the mold into the formed molten metal to thereby immerse the mold. The mold can be quickly preheated by stopping just before it is immersed in the molten metal. The casting apparatus may include a lift actuator for controlling upward and downward movement of the mold. Further, the upper casting apparatus can use the brake to stop the lift actuator. Thus, the brake for stopping the lift actuator can operate while the mold is descending before being immersed in the molten metal or after immersing in the molten metal.

본 발명의 다른 실시예를 따르는 금속연료심 제조방법의 단계 5는 상기 침지된 몰드 내부로 용탕을 사출 주조하는 단계이다. 상기 침지된 몰드 내부로 용탕을 사출주조하는 단계는 불활성 가스를 주입하여 상기 용탕을 가압시킴으로써, 상기 몰드 내부로 상기 용탕이 사출될 수 있다. Step 5 of the method for manufacturing a metal fuel shim according to another embodiment of the present invention is a step of casting molten metal into the immersed mold. In the step of casting molten metal into the immersed mold, the molten metal may be injected into the mold by injecting an inert gas to press the molten metal.

본 발명의 다른 실시예를 따르는 금속연료심 제조방법의 단계 6은 상기 사출된 용탕을 냉각하여 금속연료심을 제조하는 단계이다. Step 6 of the method for manufacturing a metal fuel shim according to another embodiment of the present invention is a step of cooling the injected molten metal to produce a metal fuel shim.

본 발명은 본 발명의 다른 실시예를 따르는 상기 금속연료심 제조방법으로 제조된 금속연료심을 제공하고, 이때, 금속연료심은 4mm 내지 10mm의 가늘고 긴 형태로 품질, 수율, 제조성, 생산성, 경제성이 우수한 연료심을 간단한 방법 및 공정으로 제조할 수 있다.The present invention provides a metal fuel shim fabricated by the method of manufacturing a metal fuel shim according to another embodiment of the present invention, wherein the metal fuel shim has a long and slender shape of 4 mm to 10 mm in quality, yield, manufacturability, An excellent fuel shim can be manufactured with a simple method and process.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.

100: 제어 장치
200: 주조장치
210: 몰드
220: 리프트 액츄에이터
300: 상부 챔버
301: 상부 챔버 돌출부
400: 하부 챔버
401: 하부 챔버 돌출부
410: 도가니
411: 도가니 덮개
420: 비수냉식 고주파 유도 가열장치
500: 결합장치
510: 클램프
520: 고정부
600: 체결장치
610: 체결장치 체결부
620: 체결장치 지지부
630: 체결장치 레일부
700: 열전대 보호부
800: 열전대
900: 가스탱크
1000: 진공 장치100: Control device
200: Casting device
210: mold
220: Lift actuator
300: upper chamber
301: upper chamber projection
400: Lower chamber
401: lower chamber projection
410: Crucible
411: Crucible cover
420: Non-water-cooled high frequency induction heating apparatus
500: coupling device
510: Clamp
520:
600: fastening device
610: Fastening device fastening part
620: Fastening device support
630: fastening device rail part
700: Thermocouple protection part
800: Thermocouple
900: Gas tank
1000: Vacuum device

Claims (12)

중공형 형상의 몰드;
상기 몰드의 상하 움직임을 조절하는 주조장치;
상기 주조장치의 하부에 배치된 상부 챔버;
상기 상부 챔버의 하부에 배치된 하부 챔버;
상기 하부 챔버의 하부에 배치된 열전대(써머커플) 보호부;
상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 결합장치;
상기 하부 챔버 내부에 배치되어 상기 몰드가 침지되는 도가니;
상기 도가니를 가열하는 비수냉식 고주파 유도 가열장치;
불활성 가스를 상기 하부 챔버 내로 주입하는 가스탱크;
상부 챔버 및 하부 챔버 내부가 진공상태가 되도록 조절하는 진공 장치; 및
상기 열전대 보호부의 일측에 형성된 열전대 투입구;를 포함하는 금속연료심 제조장치.
A hollow mold;
A casting device for controlling vertical movement of the mold;
An upper chamber disposed at a lower portion of the casting apparatus;
A lower chamber disposed below the upper chamber;
A thermocouple protection unit disposed at a lower portion of the lower chamber;
An engaging device for engaging the upper chamber and the lower chamber;
A crucible disposed in the lower chamber to immerse the mold;
A non-water-cooled high frequency induction heating apparatus for heating the crucible;
A gas tank for injecting an inert gas into the lower chamber;
A vacuum device for adjusting the interior of the upper chamber and the lower chamber to be in a vacuum state; And
And a thermocouple input port formed on one side of the thermocouple protection unit.
제 1항에 있어서,
상기 열전대 보호부는 L자 형상인 것을 특징으로 하는 금속연료심 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the thermocouple protecting portion is L-shaped.
제 1항에 있어서,
상기 열전대 투입구에 투입된 열전대의 일단은 상기 도가니 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 금속연료심 제조장치.
The method according to claim 1,
And one end of a thermocouple inserted into the thermocouple input port is disposed at a lower portion of the crucible.
제 1항에 있어서,
상기 주조장치는 상기 몰드의 상하 움직임을 조절하는 리프트 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료심 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the casting apparatus further comprises a lift actuator for adjusting the upward and downward movement of the mold.
제 1항에 있어서,
상기 주조장치는 상기 몰드의 상하 움직임을 조절하는 브레이크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료심 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the casting apparatus further comprises a brake for controlling upward and downward movement of the mold.
제 1항에 있어서,
상기 도가니는 개폐가 가능한 도가니 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료심 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the crucible further comprises a crucible cover which can be opened and closed.
제1항에 있어서,
상기 상부 챔버가 상기 하부 챔버와 결합하는 부분은 외부로 연장된 돌출부를 포함하고,
상기 하부 챔버가 상기 상부 챔버와 결합하는 부분은 외부로 연장된 돌출부를 포함하고,
상기 결합장치는 상기 상부 챔버의 돌출부 및 하부 챔버의 돌출부를 감싸는 클램프 및 상기 클램프를 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료심 제조장치.
The method according to claim 1,
Wherein the portion of the upper chamber engaging the lower chamber includes an outwardly extending protrusion,
Wherein the portion of the lower chamber that engages the upper chamber includes an outwardly extending protrusion,
Wherein the coupling device includes a clamp surrounding the protrusion of the upper chamber and the protrusion of the lower chamber, and a fixing part fixing the clamp.
제7항에 있어서,
상기 결합장치의 고정부를 잠금 또는 열림상태가 되도록 하는 체결장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료심 제조장치.
8. The method of claim 7,
Further comprising a fastening device for locking or unlocking the fixed portion of the coupling device.
상부 챔버를 하부 챔버 상에 배치하는 단계(단계 1);
상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 단계(단계 2);
금속 핵연료를 용융시켜 용탕을 형성하는 단계(단계 3);
상기 형성된 용탕에 몰드를 하강시켜 침지시키는 단계(단계 4);
상기 침지된 몰드 내부로 용탕을 사출 주조하는 단계(단계 5); 및
상기 사출된 용탕을 냉각하여 금속연료심을 제조하는 단계(단계 6);를 포함하고,
상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 단계는, 결합장치의 클램프를 구동하여 상기 클램프가 상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 일부를 감싸도록 하는 단계를 포함하는 금속연료심의 제조방법.
Placing the upper chamber on the lower chamber (step 1);
Combining the upper and lower chambers (step 2);
Melting the metal fuel to form a molten metal (step 3);
A step of lowering and immersing the mold in the formed molten metal (step 4);
Casting the molten metal into the immersed mold (step 5); And
And cooling the injected molten metal to produce a metal fuel shim (Step 6)
Wherein coupling the upper chamber and the lower chamber comprises driving a clamp of the coupling device to cause the clamp to enclose a portion of the upper and lower chambers.
제 9항에 있어서,
상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 결합하는 단계는,
상기 결합장치의 고정부를 구동하여 상기 클램프를 고정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료심의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein coupling the upper and lower chambers comprises:
Further comprising the step of fixing the clamp by driving a fixed portion of the coupling device.
제 9항에 있어서,
상기 침지된 몰드 내부로 용탕을 사출 주조하는 단계는,
상기 하부 챔버에 불활성 가스를 주입하여 상기 용탕을 가압하고, 상기 몰드 내부로 상기 용탕을 사출 주조하는 것을 특징으로 하는 금속연료심 제조방법.
10. The method of claim 9,
The step of casting the molten metal into the immersed mold includes:
Injecting an inert gas into the lower chamber to pressurize the molten metal, and casting the molten metal into the mold.
제 9항에 있어서,
상기 금속연료심의 제조방법의 단계 4의 수행 전에 상기 몰드를 예열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료심 제조방법.


10. The method of claim 9,
Further comprising preheating the mold prior to performing step 4 of the method of manufacturing the metal fuel shim.


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