KR20190025150A - Fixture for processing plate nuclear fuel assembly and processing of plate nuclear fuel assembly using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구 및 상기 고정구를 이용한 판형 핵연료 집합체의 가공방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is intended to provide a fixture for processing a plate-shaped fuel assembly and a method for processing the plate-shaped fuel assembly using the fixture.
핵연료는 원자력을 이끌어 내는데 필요한 물질로, 에너지 밀도가 높아 많은 에너지를 발생시킨다. 원자로는 이러한 핵연료의 핵분열 결과 순간적으로 방출되는 다량의 질량결손 에너지가 방출되도록 연쇄반응을 제어하여 핵분열에서 발생하는 열에너지를 동력으로 사용하도록 하는 장치이다. Nuclear fuel is a substance necessary for drawing nuclear energy, and it has high energy density and generates a lot of energy. The reactor is a device that uses the thermal energy generated from the fission to control the chain reaction so that a large amount of mass defect energy is released instantaneously as a result of the nuclear fission of such nuclear fuel.
이러한 원자로는 발전용 원자로(발전로)와 연구용 원자로(연구로)로 구분되며, 상업 원전은 핵분열시 발생하는 열과 중성자 중 열을 전기로 바꿔 사용하는 반면 연구로는 열을 날려버리는 대신 중성자만 이용한다.These reactors are divided into power generation reactors (power generation furnaces) and research reactors (research furnaces). Commercial nuclear power plants use heat generated by nuclear fission and neutrons in the form of electricity, while research uses only neutrons instead of blowing heat .
그 중 연구로는 원자로에서 발생하는 중성자 또는 γ선에 의해 여러 가지 연구를 하기 위한 원자로로, 중성자를 이용하는 원자핵 실험, 중성자 물리학, 중성자선 회절, 여러 가지 원자로 재료의 핵적 성질과 방사선 손상 등과 같은 비교적 강력한 중성자원(또는 γ선원)을 필요로 하는 여러 가지 연구에 이용된다. Among them, researches are neutrons generated by nuclear reactors or γ-rays, which are used to conduct various researches. The neutron experiments, neutron physics, neutron ray diffraction, nuclear properties of various reactor materials, It is used in various studies requiring strong neutron sources (or gamma-ray sources).
현재 원자로의 거의 반 정도가 이 연구용 원자로이며, 형식으로서는 천연 우라늄-흑연형, 천연 우라늄-중수형, 농축 우라늄-중수형, 스위밍 풀형, 탕비관형 등이 있다. About half of the current reactors are research reactors, and the types are natural uranium-graphite, natural uranium-heavy water, enriched uranium-heavy water, swimming pools,
한편, 원자력 산업분야에 주로 이용되고 있는 핵연료는 이산화우라늄과 금속우라늄의 두 종류가 있다. 상용 원전에는 주로 이산화우라늄을 펠릿(pellet)으로 성형하고 이를 피복관에 넣어 핵연료집합체로 구성한 형태가 이용되고 있다. 이산화우라늄은 융점이 높고, 융점까지 상 변태가 없어 고출력밀도에서 사용 가능해 많은 상용 원전의 연료로 채용되고 있다. 이산화우라늄의 연료는 펠릿 형태로 가공되고 여러 개의 팰릿을 적층시켜 지르코늄합금 또는 스테인레스강의 피복관 속에 삽입해 연료봉을 제작하고, 이 연료봉을 다양한 형태(정방격자상, 6각격자상, 클러스터상 등)의 격자상으로 조립하여 핵연료집합체를 구성한다.On the other hand, there are two kinds of nuclear fuel that are mainly used in the nuclear industry, uranium dioxide and metal uranium. Prior to commercial use, uranium dioxide was mainly formed into pellets, which were then packed into cladding to form a nuclear fuel assembly. Uranium dioxide is used as fuel for many commercial nuclear power plants because it has a high melting point, no phase transformation to the melting point, and can be used at a high output density. The fuel of uranium dioxide is processed in the form of pellets, and a plurality of pellets are stacked and inserted into the cladding of zirconium alloy or stainless steel to form fuel rods. The fuel rods are placed in a lattice of various shapes (square lattice, hexagonal lattice, And assembled into a nuclear fuel assembly.
반면, 연구로에서는 상용 원전의 핵연료 이외에도 우라늄금속(합금) 연료 등을 이용한 박막, 박판, 판상 또는 판형 연료들이 사용되고 있다. 금속연료는 열전도율이 매우 좋으나 융점이 낮고 비교적 저온에서 상 변태를 하기 때문에 출력밀도를 높일 수 없는 단점이 있다. 금속연료는 이러한 단점을 극복하고자 열전달성능을 크게 향상시킬 수 있는 얇은 박막, 박판, 판상 또는 판형 형태로 가공되고, 일반적으로 피복재로는 성형가공이 쉬운 알루미늄합금이 사용되고 있다.On the other hand, in addition to nuclear fuel of commercial nuclear power plants, thin film, thin plate, plate or plate type fuel using uranium metal (alloy) fuel is being used. Metal fuel has a very good thermal conductivity, but has a low melting point and a phase transformation at a relatively low temperature, so that the output density can not be increased. In order to overcome this disadvantage, the metal fuel is processed into a thin film, thin plate, plate or plate shape which can greatly improve the heat transfer performance. In general, an aluminum alloy which is easy to form is used as the covering material.
이와 관련된 종래의 기술로 대한민국 등록특허 제10-1535480호에서는 판형 핵연료 집합체 및 이를 구비하는 원전에 대해 기재하고 있으며, 플레이트 형태로 서로 이격되게 배치되는 복수의 핵연료부, 상기 핵연료부의 보호를 위해 상기 핵연료부 각각의 외주를 덮도록 형성되는 피복부, 및 상기 핵연료부 사이에 배치되고 상기 핵연료부의 주변을 흐르는 냉각재를 위한 복수의 미세유로를 구비하며 상기 핵연료부와 상기 피복부의 반응에 의해 상기 피복부의 구조가 변형되는 것을 방지하기 위하여 상기 피복부의 적어도 일부를 지지하도록 형성되는 유로 채널부를 포함하는 판형 핵연료 집합체를 개시한 바 있다.Korean Patent No. 10-1535480 discloses a planar nuclear fuel assembly and a nuclear power plant having the nuclear fuel assembly. The nuclear fuel assembly includes a plurality of nuclear fuel parts arranged in a plate form and spaced apart from each other. To protect the nuclear fuel part, And a plurality of micro flow paths for the coolant which is disposed between the nuclear fuel parts and flows around the nuclear fuel part, wherein the plurality of micro flow paths are formed between the nuclear fuel part and the cover part, And a flow path channel portion formed to support at least a part of the cover portion so as to prevent deformation of the cover portion.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1746146호는 본 발명자들이 개발한 특허로서 스웨이징(Swaging) 공정에서 판형 핵연료 각각이 핵연료집합체의 사이드판에 형성된 홈의 정확한 위치에 별도의 지그 제작없이 용이하게 고정할 수 있는 스웨이징(swaging) 공정용 스토퍼 시스템(stopper system)에 대하여 개시하고 있다.In addition, Korean Patent No. 10-1746146 discloses a patent developed by the inventors of the present invention. In the swaging process, each plate-shaped fuel is easily fixed to the precise position of the groove formed in the side plate of the fuel assembly without making a separate jig A stopper system for a swaging process is disclosed.
그러나, 상기 스웨이징 공정용 스토퍼 시스템을 이용하여 제조한 판형 핵연료 집합체의 경우 상용화를 위하여 상기 사이드판을 고정시키기 위한 고정판이 필요하고 고정판 조립 시에 발생하는 불균일한 단면을 가공하기 위하여 MCT(machining center tooling system) 가공이 필수적으로 수반되어야 한다.However, in the case of the planar fuel assembly manufactured using the stopper system for swaging process, a fixing plate for fixing the side plate is required for commercialization, and a machining center (MCT) for machining a non- tooling system processing must be accompanied.
이때, 판형 핵연료 집합체의 길이가 폭보다 10 배 이상 길고, 내부가 공(空)한 상태이기 때문에 MCT 가공 시 발생하는 미세한 진동으로 인하여 가공 표면이 매끄럽지 못하게 되는 어려움이 있는바, 상기 문제를 해결하기 위한 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구를 개발하여 본 발명을 완성하였다.In this case, since the length of the plate-like fuel assembly is 10 times longer than the width and the inside is vacant, there is a difficulty that the machined surface becomes smooth due to the minute vibration generated in the MCT processing. The present inventors have completed the present invention by developing a fixture for processing a plate fuel assembly.
본 발명의 목적은 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구 및 상기 고정구를 이용한 판형 핵연료 집합체의 가공방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a fixture for processing a plate-shaped fuel assembly and a method of processing the plate-shaped fuel assembly using the fixture.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object,
복수의 판형 핵연료가 평행하게 정렬되어 배치되고,A plurality of plate-like nuclear fuel materials are arranged and arranged in parallel,
양 말단에 내부가 비어있는 돌출부를 포함하는And includes projections at both ends that are hollow inside
판형 핵연료 집합체를 가공하기 위한 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구로서,A fixture for processing a plate fuel assembly for processing a plate fuel assembly,
상기 돌출부를 둘러싸는 내부면들에 대응되는 외부면들을 포함하고,And outer surfaces corresponding to inner surfaces surrounding the protrusions,
상기 외부면들 중 최소한 1 면에는,On at least one of the outer surfaces,
상기 돌출부 내부에 삽입 시에 대응되는 돌출부 내부면과 접할 수 있도록 리프팅 가능한 리프팅부가 구비되는 것을 특징으로 하는,And a lifting portion capable of being lifted to be in contact with the inner surface of the protrusion corresponding to the insertion of the protrusion when the protrusion is inserted.
판형 핵연료 집합체 가공용 고정구를 제공한다.A fixture for processing a plate fuel assembly is provided.
또한, 본 발명은In addition,
상기 판형 핵연료 집합체 양 말단의 내부가 비어있는 돌출부에 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구를 삽입하여 상기 돌출부의 내부면들 중 최소한 1 면에 고정구의 외부면을 접촉시키는 단계(단계 1);(Step 1) of inserting a fixture for processing a bundle of fuel assemblies into protrusions having hollows at both ends of the bundle of plate fuel assemblies to contact at least one of the inner surfaces of the protrusions with the outer surface of the fixture;
상기 돌출부의 내부면과 접촉하지 않는 고정구의 외부면에 구비된 리프팅판을 리프팅부를 이용하여 리프팅 하여 돌출부 내부면에 접촉시켜 상기 고정구를 상기 돌출부의 내부면에 체결시키는 단계(단계 2);Lifting the lifting plate provided on the outer surface of the fixing member not in contact with the inner surface of the protrusion using a lifting unit to contact the inner surface of the protrusion to fasten the fixing member to the inner surface of the protrusion (step 2);
상기 고정구와 체결된 판형 핵연료 집합체를 MCT(machining center tooling system)의 바이스에 고정하고 MCT 가공을 실시하는 단계(단계 3); 및Fixing the plate-shaped nuclear fuel assemblies fastened to the fixture to a vise of a machining center tooling system (MCT) and performing MCT processing (step 3); And
상기 MCT 가공이 실시된 판형 핵연료 집합체를 상기 바이스와 분리하고 고정구를 탈착시키는 단계(단계 4);Separating the planar fuel assemblies subjected to the MCT process from the vise and detaching the fixture (step 4);
를 포함하는Containing
판형 핵연료 집합체의 가공방법을 제공한다.A method of processing a planar fuel assembly is provided.
본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구를 채용할 경우 판형 핵연료 집합체의 MCT 가공 시에 발생하는 미세한 진동을 최소화 하여 가공 표면을 매끄럽게 가공할 수 있는 장점이 있다. 상기 판형 핵연료 집합체는 길이가 폭보다 10 배 이상 길고 내부가 공(空)한 상태이기 때문에 MCT 가공 시 진동이 일어나게 되는 바, 상기 고정구를 판형 핵연료 집합체의 양 측면의 내부가 비어있는 돌출부에 삽입시킴으로써 상기 진동을 최소화 할 수 있다. 또한, 상기 고정구는 최소한 1 면에 리프팅 가능한 리프팅부를 구비함으로써 상기 판형 핵연료 집합체의 크기에 맞도록 삽입 가능한 장점이 있다.When the fixture for machining a plate fuel assembly according to the present invention is employed, it is possible to minimize the minute vibrations generated during the MCT machining of the plate fuel assembly, thereby smoothly processing the machined surface. Since the plate-shaped fuel assemblies are 10 times longer than the width and vacant inside, vibration occurs during the MCT processing. By inserting the fixtures into protrusions having hollow portions inside the both sides of the plate fuel assemblies, The vibration can be minimized. In addition, the fixture has a lifting part that can be lifted at least on one side, so that the fixture can be inserted to fit the size of the plate fuel assembly.
도 1은 본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구를 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구의 단면을 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구를 나타낸 사진이고,
도 4는 본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구의 리프팅부를 나타낸 사진이고,
도 5는 본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 및 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구를 나타낸 개략도이고,
도 6은 본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 및 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구가 체결되는 과정을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a fixture for processing a planar fuel assembly according to the present invention,
FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of a fixture for processing a planar fuel assembly according to the present invention,
3 is a photograph showing a fixture for processing a planar fuel assembly according to the present invention,
FIG. 4 is a photograph showing a lifting unit of a fastener for processing a sheet-like nuclear fuel assembly according to the present invention,
FIG. 5 is a schematic view showing a plate-like fuel assembly and a fixture for processing a plate-shaped fuel assembly according to the present invention,
6 is a schematic view illustrating a process of fastening a plate fuel assembly and a plate-type fuel assembly fastener according to the present invention.
본 발명은The present invention
복수의 판형 핵연료(210)가 평행하게 정렬되어 배치되고,A plurality of plate-like
양 말단에 내부가 비어있는 돌출부를 포함하는And includes projections at both ends that are hollow inside
판형 핵연료 집합체(201)를 가공하기 위한 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)로서,As a
상기 돌출부를 둘러싸는 내부면들에 대응되는 외부면들을 포함하고,And outer surfaces corresponding to inner surfaces surrounding the protrusions,
상기 외부면들 중 최소한 1 면에는,On at least one of the outer surfaces,
상기 돌출부 내부에 삽입 시에 대응되는 돌출부 내부면과 접할 수 있도록 리프팅 가능한 리프팅부가 구비되는 것을 특징으로 하는,And a lifting portion capable of being lifted to be in contact with the inner surface of the protrusion corresponding to the insertion of the protrusion when the protrusion is inserted.
판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)를 제공한다.A fixture (101) for processing a plate fuel assembly is provided.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)를 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a
우선, 도 1은 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)를 도시한 개략도이고, 도 2는 상기 고정구의 단면을 도시한 개략도이다.First, FIG. 1 is a schematic view showing a
상기 도 1 및 2를 참조하면 상기 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)는 몸체, 리프팅판(110) 및 리프팅 수단(120)을 포함하는 리프팅부를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the plate type fuel
상기 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)의 몸체는 상기 도 1 및 2에서 리프팅부를 제외한 모든 부분을 의미하는 것이며, 상기 몸체의 재질은 임의의 재질에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게 판형 핵연료와 동일한 AA6061-T6으로 이루어진 재질일 수 있다.The body of the plate-like nuclear fuel
상기 고정구는 하기 후술할 바와 같이 판형 핵연료 집합체와 볼트와 같은 기계적인 요소로 직접적으로 체결되는 것이 아닌 리프팅판의 면으로 지지되기 때문에 상기 고정구 몸체의 재질은 제한이 없다.Since the fastener is supported by the surface of the lifting plate rather than being directly fastened to mechanical elements such as a plate fuel assembly and a bolt as described below, the material of the fastener body is not limited.
도 1 및 2에는 상기 고정구(101)가 사각기둥(육면체) 형태로 나타나 있으나, 상기 고정구(101)의 형태는 다면체의 형태이면 제한이 없으며, 예를 들어, 삼각기둥, 사각기둥, 오각기둥, 또는 육각기둥의 형태를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 하기 후술할 바와 같이 판형 핵연료 집합체(201)의 돌출부 형태와 동일한 형태이어야 한다.1 and 2 show the
또한, 상기 고정구(101)의 각 변의 길이는 제한이 없으나, 상기 판형 핵연료 집합체(201)의 양 말단에 비어있는 돌출부의 내부면의 각 변의 길이보다 짧아야 한다.The length of each side of the
한편, 상기 리프팅부는 리프팅판(110) 및 리프팅 수단(120)을 포함하며 상기 리프팅 수단(120)을 통하여 상기 리프팅판(110)이 리프팅되어 판형 핵연료 집합체의 돌출부의 내부면과 접하는 것일 수 있다.The lifting unit may include a
이때, 상기 리프팅판(110)의 재질은 상기 고정구의 몸체와 같이 임의의 재질에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게 AA6061-T6으로 이루어진 재질일 수 있다.At this time, the material of the
또한, 상기 리프팅 수단(120)은 상기 리프팅판(110)과 연결되어 상기 리프팅판(110)을 리프팅시키는 수단이면 제한되지 않으며, 예를 들어 도 1 및 2에는 볼트를 이용하여 상기 볼트를 조일 시에 테이퍼를 따라 리프팅되는 수단을 나타내었다. 다만, 상기 볼트를 이용한 방법 이외에 손잡이를 돌려줌에 따라 리프팅판(110)이 리프팅 되는 방식 또는 용수철을 이용하여 리프팅판(110)이 리프팅 되는 방식 등 리프팅판(110)이 리프팅되는 방법이면 제한없이 사용될 수 있다.The lifting means 120 is not limited as long as it is connected to the
도 3 및 4를 참조하면 상기 고정구(101)의 사진을 나타낸 것으로서, 리프팅 수단(120), 즉 볼트를 조임으로서 상기 리프팅판(110)이 테이퍼를 따라 리프팅되며 볼트를 풀어줌으로써 리프팅판(110)이 테이퍼를 따라 내려와 고정구의 몸체와 동일면 상에 놓이게 된다(도 4a는 리프팅판(110)이 리프팅된 상태 및 도 4b는 리프팅판(110)이 리프팅되지 않은 상태). 다만, 상기 설명은 리프팅 수단을 설명하기 위한 한가지 예일 뿐이며 상기 리프팅판(110)이 리프팅될 수 있는 모든 수단을 포함하는 것일 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the lifting
또한, 상기 고정구(101)의 몸체 중 일측에는 홈 또는 손잡이가 형성되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Further, a groove or a handle may be formed on one side of the body of the
도 1, 3, 및 6에서는 상기 고정구(101)의 몸체 중 일측에 홈이 형성되어 있는 것을 나타내었으나, 상기 고정구(101)를 이동시키기 위해서 손으로 쥘 수 있는 어떠한 형태의 것이든 제한이 없으며, 예를 들어 손잡이가 형성되어 있는 것일 수 있다.1, 3, and 6, grooves are formed on one side of the body of the
한편, 상기 판형 핵연료 집합체(201)는On the other hand, the plate-
복수의 판형 핵연료(210);A plurality of plate type
상기 복수의 판형 핵연료(210)의 서로 마주보는 모서리를 각각 고정하는 2 개의 사이드판(230); 및Two side plates (230) for fixing opposing corners of the plurality of plate fuel elements (210) respectively; And
상기 2 개의 사이드판(230)을 연결하면서 고정하는 4 개의 고정판(220);Four fixing
을 포함하고,/ RTI >
상기 2 개의 사이드판(230)은 상기 복수의 판형 핵연료(210)에 대하여 판형 핵연료의 길이 방향으로 돌출되어 있고,The two
상기 고정판(220)은 사이드판(230)의 돌출된 부분에서 수직 방향으로 각각 접하여 내부가 비어있는 돌출부를 형성하는 것일 수 있다.The fixing
이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)와 판형 핵연료 집합체(201)의 체결 관계에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, the fastening relationship between the
우선, 상기 판형 핵연료 집합체(201)는 복수의 판형 핵연료(210), 2 개의 사이드판(230), 및 4 개의 고정판(220)을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 판형 핵연료(210)는 평행하게 정렬되어 배치되어 있는 것일 수 있다. The
더욱 구체적으로 상기 판형 핵연료 집합체(201)는 일면에 홈이 형성된 2 개의 사이드판(230), 상기 홈에 좌, 우 양끝이 고정된 복수의 판형 핵연료(210), 및 상기 복수의 판형 핵연료(210)에 대하여 돌출되어 있는 2 개의 사이드판(230)을 연결하면서 고정하며 상기 사이드판(230)에 대하여 수직 방향으로 형성되어 있는 4 개의 고정판(220)을 포함하는 것일 수 있다.More specifically, the plate-
이때, 상기 복수의 판형 핵연료(210)는 우라늄 및 Al-5Si 분말을 포함하여 제조된 핵연료를 포함할 수 있으며 또한, AA6061-T6 재질의 사이드판(230) 및 고정판(220)이 사용될 수 있다.At this time, the plurality of plate-like
예를 들어, 상기 판형 핵연료 집합체는 2 시간 동안 진공로에서 건조시킨 알루미늄 분말을 우라늄 분말과 함께 믹서를 이용하여 3 시간 동안 23 RPM으로 혼합하여 제조된 판형 핵연료(210) 21 개를 스웨이징 장비 및 스토퍼 시스템을 이용하여 AA6061-T6 재질의 사이드판(230)에 고정하여 조립한 판형 핵연료 집합체일 수 있다.For example, the plate-shaped fuel assemblies were prepared by twenty-one
상기 스웨이징 장비 및 스토퍼 시스템을 이용하여 판형 핵연료 집합체를 조립하는 과정은 대한민국 등록특허 제10-1746146호에 개시되어 있는 내용으로서 자세한 설명은 생략하기로 한다.The process of assembling the plate fuel assemblies using the swaging equipment and the stopper system is disclosed in Korean Patent No. 10-1746146, and a detailed description thereof will be omitted.
다만, 상기 대한민국 등록특허 제10-1746146호에 개시된 판형 핵연료 집합체(201)는 복수의 판형 핵연료(210) 및 2 개의 사이드판(230)까지만 포함된 구조를 가지지만, 본 발명에 있어서 상기 판형 핵연료 집합체는 4 개의 고정판(220)을 추가로 포함한다.However, in the present invention, the plate-
상기 4 개의 고정판(220)은 상기 기술한 바와 같이 복수의 판형 핵연료(210)에 대하여 돌출되어 있는 2 개의 사이드판(230)을 연결하면서 고정하며 상기 사이드판(230)에 대하여 수직 방향으로 형성되어 있을 수 있다.As described above, the four fixing
이때, 상기 고정판(220)은 상기 사이드판(230)에 대하여 용접 등의 방법으로 접하여 있을 수 있으며, 상기 용접 이외에도 접할 수 있는 모든 방법이 제한 없이 사용될 수 있다.At this time, the fixing
또한, 상기 고정판(220)이 돌출되어 있는 2 개의 사이드판(230)에 수직으로 연결됨으로써 상기 판형 핵연료 집합체(201)는 양 말단에 내부가 비어있는 돌출부를 형성할 수 있다.In addition, the plate-
본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)는 상기 돌출부에 삽입되는 것으로서, 상기 판형 핵연료 집합체(201)를 MCT 가공 시에 진동을 최소화 시켜 가공 표면을 매끄럽게 해주는 것일 수 있다.The
한편, 상기 MCT 가공은 상기 고정판(220)을 사이드판(230)에 접합할 시에 발생하는 불균일한 단면을 가공하기 위하여 실시되는 것일 수 있다.Meanwhile, the MCT machining may be performed to process an uneven cross section generated when the fixing
도 6은 상기 판형 핵연료 가공용 고정구(101)가 상기 판형 핵연료 집합체(201)에 삽입되어 있는 구조를 나타낸 것으로서, 상기 판형 핵연료 가공용 고정구(101)의 외부면들 중 최소한 1 면 이상이 상기 판형 핵연료 집합체(201)의 돌출부의 내부면과 접하도록 삽입된다.6 is a view showing a structure in which the
상기 고정구(101)의 외부면들 중 상기 돌출부의 내부면과 접하지 않는 면은 리프팅부를 포함할 수 있으며, 리프팅 수단(120)을 통하여 리프팅판(110)이 리프팅되어 상기 돌출부의 내부면과 접할 수 있다.A surface of the outer surface of the
따라서, 상기 리프팅부가 리프팅될 경우 상기 고정구(101)의 모든 외부면이 상기 돌출부의 모든 내부면과 접하는 구조를 이룰 수 있다.Therefore, when the lifting portion is lifted, all the outer surfaces of the fixing
즉, 상기 고정구(101)는 상기 리프팅부를 포함함으로써 상기 판형 핵연료 집합체(201)의 돌출부의 크기에 맞게 체결이 가능하여 활용도가 높을 수 있으며, 상기 돌출부의 모든 내부면과 접하는 구조를 이룸으로써 MCT 가공 시에 진동을 억제시켜 가공 표면을 매끄럽게 해주는 것일 수 있다.That is, since the
또한, 본 발명은In addition,
상기 판형 핵연료 집합체(201) 양 말단의 내부가 비어있는 돌출부에 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)를 삽입하여 상기 돌출부의 내부면들 중 최소한 1 면에 고정구(101)의 외부면을 접촉시키는 단계(단계 1);Inserting a plate-like fuel
상기 돌출부의 내부면과 접촉하지 않는 고정구(101)의 외부면에 구비된 리프팅판을 리프팅부를 이용하여 리프팅 하여 돌출부 내부면에 접촉시켜 상기 고정구(101)를 상기 돌출부의 내부면에 체결시키는 단계(단계 2);Lifting the lifting plate provided on the outer surface of the fixing
상기 고정구(101)와 체결된 판형 핵연료 집합체(201)를 MCT(machining center tooling system)의 바이스에 고정하고 MCT 가공을 실시하는 단계(단계 3); 및Fixing the plate-
상기 MCT 가공이 실시된 판형 핵연료 집합체(201)를 상기 바이스와 분리하고 고정구(101)를 탈착시키는 단계(단계 4);Separating the
를 포함하는Containing
판형 핵연료 집합체(201)의 가공방법을 제공한다.A method of processing a plate fuel assembly (201) is provided.
이하, 본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체(201)의 가공방법에 대하여 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of processing the plate-
우선 단계 1은 상기 판형 핵연료 집합체(201) 양 말단의 내부가 비어있는 돌출부에 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)를 삽입하여 상기 돌출부의 내부면들 중 최소한 1 면에 고정구(101)의 외부면을 접촉시키는 단계이다.First, in step 1, a plate-like fuel
우선, 도 1 및 2를 참조하면 상기 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)는 몸체, 리프팅판(110) 및 리프팅 수단(120)을 포함하는 리프팅부를 포함한다.Referring first to FIGS. 1 and 2, the plate-type fuel
상기 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)의 몸체는 상기 도 1 및 2에서 리프팅부를 제외한 모든 부분을 의미하는 것이며, 상기 몸체의 재질은 임의의 재질에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게 판형 핵연료와 동일한 AA6061-T6으로 이루어진 재질일 수 있다.The body of the plate-like nuclear fuel
상기 고정구는 판형 핵연료 집합체와 볼트와 같은 기계적인 요소로 직접적으로 체결되는 것이 아닌 리프팅판의 면으로 지지되기 때문에 상기 고정구 몸체의 재질은 제한이 없다.Since the fastener is supported directly on the surface of the lifting plate rather than being directly fastened to a mechanical element such as a plate fuel assembly and a bolt, the material of the fastener body is not limited.
도 1 및 2에는 상기 고정구(101)가 사각기둥(육면체) 형태로 나타나 있으나, 상기 고정구(101)의 형태는 다면체의 형태이면 제한이 없으며, 예를 들어, 삼각기둥, 사각기둥, 오각기둥, 또는 육각기둥의 형태를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 상기 판형 핵연료 집합체(201)의 돌출부의 형태와 동일한 형태이어야 한다.1 and 2 show the
또한, 상기 고정구(101)의 각 변의 길이는 제한이 없으나, 상기 판형 핵연료 집합체(201)의 양 말단에 비어있는 돌출부의 내부면보다 짧아야 한다.Although the length of each side of the
한편, 상기 리프팅부는 리프팅판(110) 및 리프팅 수단(120)을 포함하며 상기 리프팅 수단(120)을 통하여 상기 리프팅판(110)이 리프팅되어 판형 핵연료 집합체의 돌출부의 내부면과 접하는 것일 수 있다.The lifting unit may include a
이때, 상기 리프팅판(110)의 재질은 상기 고정구의 몸체와 같이 임의의 재질에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게 AA6061-T6으로 이루어진 재질일 수 있다.At this time, the material of the
한편, 상기 판형 핵연료 집합체(201)는On the other hand, the plate-
복수의 판형 핵연료(210);A plurality of plate type
상기 복수의 판형 핵연료(210)의 서로 마주보는 모서리를 각각 고정하는 2 개의 사이드판(230); 및Two side plates (230) for fixing opposing corners of the plurality of plate fuel elements (210) respectively; And
상기 2 개의 사이드판(230)을 연결하면서 고정하는 4 개의 고정판(220);Four fixing
을 포함하고,/ RTI >
상기 2 개의 사이드판(230)은 상기 복수의 판형 핵연료(210)에 대하여 판형 핵연료의 길이 방향으로 돌출되어 있고,The two
상기 고정판(220)은 사이드판(230)의 돌출된 부분에서 수직 방향으로 각각 접하여 내부가 비어있는 돌출부를 형성하는 것일 수 있다.The fixing
우선, 상기 판형 핵연료 집합체(201)는 복수의 판형 핵연료(210), 2 개의 사이드판(230), 및 4 개의 고정판(220)을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 판형 핵연료(210)는 평행하게 정렬되어 배치되어 있는 것일 수 있다. The
더욱 구체적으로 상기 판형 핵연료 집합체(201)는 일면에 홈이 형성된 2 개의 사이드판(230), 상기 홈에 좌, 우 양끝이 고정된 복수의 판형 핵연료(210), 및 상기 복수의 판형 핵연료(210)에 대하여 돌출되어 있는 2 개의 사이드판(230)을 연결하면서 고정하며 상기 사이드판(230)에 대하여 수직 방향으로 형성되어 있는 4 개의 고정판(220)을 포함하는 것일 수 있다.More specifically, the plate-
이때, 상기 복수의 판형 핵연료(210)는 우라늄 및 Al-5Si 분말을 포함하여 제조된 핵연료를 포함할 수 있으며 또한, AA6061-T6 재질의 사이드판(230) 및 고정판(220)이 사용될 수 있다.At this time, the plurality of plate-like
예를 들어, 상기 판형 핵연료 집합체는 2 시간 동안 진공로에서 건조시킨 알루미늄 분말을 우라늄 분말과 함께 믹서를 이용하여 3 시간 동안 23 RPM으로 혼합하여 제조된 판형 핵연료(210) 21 개를 스웨이징 장비 및 스토퍼 시스템을 이용하여 AA6061-T6 재질의 사이드판(230)에 고정하여 조립한 판형 핵연료 집합체일 수 있다.For example, the plate-shaped fuel assemblies were prepared by twenty-one
상기 스웨이징 장비 및 스토퍼 시스템을 이용하여 판형 핵연료 집합체를 조립하는 과정은 대한민국 등록특허 제10-1746146호에 개시되어 있는 내용으로서 자세한 설명은 생략하기로 한다.The process of assembling the plate fuel assemblies using the swaging equipment and the stopper system is disclosed in Korean Patent No. 10-1746146, and a detailed description thereof will be omitted.
다만, 상기 대한민국 등록특허 제10-1746146호에 개시된 판형 핵연료 집합체(201)는 복수의 판형 핵연료(210) 및 2 개의 사이드판(230)까지만 포함된 구조를 가지지만, 본 발명에 있어서 상기 판형 핵연료 집합체는 4 개의 고정판(220)을 추가로 포함한다.However, in the present invention, the plate-
상기 4 개의 고정판(220)은 상기 기술한 바와 같이 복수의 판형 핵연료(210)에 대하여 돌출되어 있는 2 개의 사이드판(230)을 연결하면서 고정하며 상기 사이드판(230)에 대하여 수직 방향으로 형성되어 있을 수 있다.As described above, the four fixing
이때, 상기 고정판(220)은 상기 사이드판(230)에 대하여 용접 등의 방법으로 접하여 있을 수 있으며, 상기 용접 이외에도 접할 수 있는 모든 방법이 제한 없이 사용될 수 있다.At this time, the fixing
또한, 상기 고정판(220)이 돌출되어 있는 2 개의 사이드판(230)에 수직으로 연결됨으로써 상기 판형 핵연료 집합체(201)는 양 말단에 내부가 비어있는 돌출부를 형성할 수 있다.In addition, the plate-
본 발명에 따른 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)는 상기 돌출부에 삽입되는 것으로서, 상기 판형 핵연료 집합체(201)를 MCT 가공 시에 진동을 최소화 시켜 가공 표면을 매끄럽게 해주는 것일 수 있다.The
한편, 상기 MCT 가공은 상기 고정판(220)을 사이드판(230)에 접합할 시에 발생하는 불균일한 단면을 가공하기 위하여 실시되는 것일 수 있다.Meanwhile, the MCT machining may be performed to process an uneven cross section generated when the fixing
다음으로, 단계 2는 상기 돌출부의 내부면과 접촉하지 않는 고정구의 외부면에 구비된 리프팅판을 리프팅부를 이용하여 리프팅 하여 돌출부 내부면에 접촉시켜 상기 고정구를 상기 돌출부의 내부면에 체결시키는 단계이다.Next, step 2 is a step of lifting the lifting plate provided on the outer surface of the fixing member, which is not in contact with the inner surface of the protrusion, by using the lifting unit and bringing the fixing member into contact with the inner surface of the protrusion to fasten the fixing member to the inner surface of the protrusion .
도 6을 참조하면, 도 6은 상기 판형 핵연료 가공용 고정구(101)가 상기 판형 핵연료 집합체(201)에 삽입되어 있는 구조를 나타낸 것으로서, 상기 판형 핵연료 가공용 고정구(101)의 외부면들 중 최소한 1 면 이상이 상기 판형 핵연료 집합체(201)의 돌출부의 내부면과 접하도록 삽입된다.6 is a view illustrating a structure in which the
이후, 상기 고정구(101)의 외부면들 중 상기 돌출부의 내부면과 접하지 않는 면은 리프팅부를 포함할 수 있으며, 리프팅 수단(120)을 통하여 리프팅판(110)이 리프팅되어 상기 돌출부의 내부면과 접할 수 있다.The surface of the
이때, 상기 리프팅 수단(120)은 상기 리프팅판(110)과 연결되어 상기 리프팅판(110)을 리프팅시키는 수단이면 제한되지 않으며, 예를 들어 도 1 및 2에는 볼트를 이용하여 상기 볼트를 조일 시에 테이퍼를 따라 리프팅되는 수단을 나타내었다. 다만, 상기 볼트를 이용한 방법 이외에 손잡이를 돌려줌에 따라 리프팅판(110)이 리프팅 되는 방식 또는 용수철을 이용하여 리프팅판(110)이 리프팅 되는 방식 등 리프팅판(110)이 리프팅되는 방법이면 제한없이 사용될 수 있다.The lifting means 120 is not limited as long as it is connected to the
따라서, 상기 리프팅부가 리프팅될 경우 상기 고정구(101)의 모든 외부면이 상기 돌출부의 모든 내부면과 접하여 체결될 수 있다.Accordingly, when the lifting portion is lifted, all the outer surfaces of the fixing
즉, 상기 고정구(101)는 상기 리프팅부를 포함함으로써 상기 판형 핵연료 집합체(201)의 돌출부의 크기에 맞게 체결이 가능하여 활용도가 높을 수 있으며, 상기 돌출부의 모든 내부면과 접하는 구조를 이룸으로써 MCT 가공 시에 진동을 억제시켜 가공 표면을 매끄럽게 해주는 것일 수 있다.That is, since the
다음으로, 단계 3은 상기 고정구(101)와 체결된 판형 핵연료 집합체(201)를 MCT(machining center tooling system)의 바이스에 고정하고 MCT 가공을 실시하는 단계이다.Step 3 is a step of fixing the plate-
상기 MCT 가공은 공지된 기술로서, 곡면 또는 평면 가공에 사용되며 평면 절삭, 곡면 절삭, 금형 가공 등에 사용되는 기술이다. The MCT machining is a known technique and is used in a curved surface or a planar machining, and is a technique used for a planar cutting, a curved cutting, a die machining, and the like.
본 발명에 있어서, 상기 MCT 가공은 상기 고정판(220)을 사이드판(230)에 접합할 시에 발생하는 불균일한 단면을 가공하기 위하여 실시되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 MCT 가공을 통하여 전자빔으로 고정판(220) 및 사이드판(230)의 접합 부분의 비드를 제거하고, 최종 목적 치수로 가공함을 목적으로 한다. 상기 가공은 크게 황삭가공 및 정삭가공으로 진행되며, 우선 정면 밀링커터(face cutter)를 활용하여 황삭가공(3,000 rpm, 800 mm/min)으로 판형 핵연료 집합체의 4 개면을 대략적으로 가공한다. 그 후에, 엔드밀 정삭가공(6,000 rpm, 600 mm/min)으로 정밀가공 및 집합체 ID를 새길 수 있다.In the present invention, the MCT machining may be performed to process an uneven cross section generated when the fixing
이때, 상기 판형 핵연료 집합체(201)는 양 말단에 내부가 비어있는 돌출부를 포함하기 때문에 상기 고정구(101) 없이 MCT 가공을 수행하게 되면 판형 핵연료 집합체(201)의 길이가 폭보다 10 배 이상 길고, 내부가 공(空)한 상태이기 때문에 미세한 진동으로 인하여 가공 표면이 매끄럽지 못하게 될 수 있다. 그러나, 상기 돌출부에 상기 고정구(101)를 삽입하여 내부면에 체결시킴으로써 상기 진동을 억제할 수 있어 가공 표면을 매끄럽게 할 수 있다.If the MCT process is performed without the
한편, 상기 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구(101)는 일측에 홈 또는 손잡이를 가지고 있을 수 있으며, 따라서 상기 단계 3의 고정구(101)와 체결된 판형 핵연료 집합체(201)를 MCT의 바이스에 고정 시에 상기 홈 또는 손잡이를 이용하여 상기 고정구(101)와 체결된 판형 핵연료 집합체(201)를 바이스로 이동시키는 것일 수 있다.The
다음으로, 단계 4는 상기 MCT 가공이 실시된 판형 핵연료 집합체(201)를 상기 바이스와 분리하고 고정구(101)를 탈착시키는 단계이다.Next, Step 4 is a step of separating the plate-
상기 MCT 가공이 실시된 판형 핵연료 집합체(201)를 바이스 및 고정구(101)와 분리함으로써 핵연료로서 사용할 수 있다.The MCF-processed
101: 판형 핵연료 가공용 고정구
110: 리프팅판
120: 리프팅 수단
201: 판형 핵연료 집합체
210: 판형 핵연료
220: 고정판
230: 사이드판101: Fixing plate for nuclear fuel processing
110: Lifting plate
120: lifting means
201: plate fuel assembly
210: plate fuel
220: Fixing plate
230: side plate
Claims (9)
양 말단에 내부가 비어있는 돌출부를 포함하는
판형 핵연료 집합체를 가공하기 위한 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구로서,
상기 돌출부를 둘러싸는 내부면들에 대응되는 외부면들을 포함하고,
상기 외부면들 중 최소한 1 면에는,
상기 돌출부 내부에 삽입 시에 대응되는 돌출부 내부면과 접할 수 있도록 리프팅 가능한 리프팅부가 구비되는 것을 특징으로 하는,
판형 핵연료 집합체 가공용 고정구.
A plurality of plate-like nuclear fuel materials are arranged and arranged in parallel,
And includes projections at both ends that are hollow inside
A fixture for processing a plate fuel assembly for processing a plate fuel assembly,
And outer surfaces corresponding to inner surfaces surrounding the protrusions,
On at least one of the outer surfaces,
And a lifting portion capable of being lifted to be in contact with the inner surface of the protrusion corresponding to the insertion of the protrusion when the protrusion is inserted.
Fixtures for processing flat fuel assemblies.
상기 판형 핵연료 집합체는
복수의 판형 핵연료;
상기 복수의 판형 핵연료의 서로 마주보는 모서리를 각각 고정하는 2 개의 사이드판; 및
상기 2 개의 사이드판을 연결하면서 고정하는 4 개의 고정판;
을 포함하고,
상기 2 개의 사이드판은 상기 복수의 판형 핵연료에 대하여 판형 핵연료의 길이 방향으로 돌출되어 있고,
상기 고정판은 사이드판의 돌출된 부분에서 수직 방향으로 각각 접하여 내부가 비어있는 돌출부를 형성하는 것인,
판형 핵연료 집합체 가공용 고정구.
The method according to claim 1,
The plate fuel assembly
A plurality of plate type nuclear fuel;
Two side plates each fixing opposing edges of the plurality of plate fuel elements; And
Four fixing plates for fixing while fixing the two side plates;
/ RTI >
Wherein the two side plates protrude in the longitudinal direction of the plate fuel for the plurality of plate fuel materials,
Wherein the fixing plate is in contact with the protruding portion of the side plate in the vertical direction to form a protruding portion with an inner space,
Fixtures for processing flat fuel assemblies.
상기 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구는 일측에 홈 또는 손잡이를 가지는 것인, 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구.
The method according to claim 1,
Wherein the fixture for processing the plate-shaped fuel assembly has a groove or a handle on one side thereof.
상기 리프팅부는 리프팅판 및 리프팅 수단을 포함하는 것인, 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구.
The method according to claim 1,
Wherein the lifting portion comprises a lifting plate and lifting means.
상기 고정판은 용접을 통하여 상기 사이드판의 돌출된 부분에서 수직 방향으로 각각 접하여 있는 것인, 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구.
3. The method of claim 2,
Wherein the fixing plate is in contact with the protruding portion of the side plate in the vertical direction through welding.
상기 돌출부의 내부면과 접촉하지 않는 고정구의 외부면에 구비된 리프팅부를 리프팅 하여 돌출부 내부면에 접촉시켜 상기 고정구를 상기 돌출부의 내부면에 체결시키는 단계(단계 2);
상기 고정구와 체결된 판형 핵연료 집합체를 MCT(machining center tooling system)의 바이스에 고정하고 MCT 가공을 실시하는 단계(단계 3); 및
상기 MCT 가공이 실시된 판형 핵연료 집합체를 상기 바이스와 분리하고 고정구를 탈착시키는 단계(단계 4);
를 포함하는
판형 핵연료 집합체의 가공방법.
(Step 1) of inserting a fixture for processing a bundle of fuel assemblies into protruding portions at both ends of the bundle of plate fuel assemblies according to claim 1, and contacting at least one of the inner surfaces of the projections with the outer surface of the fixture;
Lifting a lifting portion provided on an outer surface of the fixing member not contacting the inner surface of the protrusion to contact the inner surface of the protrusion to fasten the fixing member to the inner surface of the protrusion (Step 2);
Fixing the plate-like nuclear fuel assemblies fastened to the fixture to a vise of a machining center tooling system (MCT) and performing MCT processing (step 3); And
Separating the planar fuel assemblies subjected to the MCT process from the vise and detaching the fixture (step 4);
Containing
(METHOD OF PROCESSING A SEMICONDUCTOR FUEL SORT)
상기 판형 핵연료 집합체 가공용 고정구는 일측에 홈 또는 손잡이를 가지는 것인, 판형 핵연료 집합체의 가공방법.
The method according to claim 6,
Wherein the fixture for machining the plate-shaped fuel assembly has a groove or a handle on one side thereof.
상기 리프팅부는 리프팅판 및 리프팅 수단을 포함하고, 상기 리프팅판이 상기 돌출부 내부면에 접촉하는 것인, 판형 핵연료 집합체의 가공방법.
The method according to claim 6,
Wherein the lifting portion comprises a lifting plate and lifting means, the lifting plate contacting the inner surface of the projection.
상기 단계 3의 고정구와 체결된 판형 핵연료 집합체를 MCT의 바이스에 고정 시에 상기 홈 또는 손잡이를 이용하여 상기 고정구와 체결된 판형 핵연료 집합체를 바이스로 이동시키는 것인, 판형 핵연료 집합체의 가공방법.8. The method of claim 7,
Wherein when the plate fuel assembly assembled with the fixture of step 3 is fixed to the vise of the MCT, the assembly of plate fuel assembled with the fixture is moved by a vise using the groove or the handle.
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KR1020170110283A KR101987105B1 (en) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | Fixture for processing plate nuclear fuel assembly and processing of plate nuclear fuel assembly using the same |
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JP2009145335A (en) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Global Nuclear Fuel Americas Llc | Channel-lifting tool and method |
KR20110105384A (en) * | 2008-12-25 | 2011-09-26 | 토륨 파워 인코포레이티드 | Fuel assembly for a light-water nuclear reactor(embodiments), light-water nuclear reactor and fuel element of the fuel assembly |
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2017
- 2017-08-30 KR KR1020170110283A patent/KR101987105B1/en active IP Right Grant
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |