KR20200073609A - Electrolytic reduction modular flange and electrolytic reduction system having it - Google Patents

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KR20200073609A
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Abstract

Introduced are an electrolytic reduction module flange and an electrolytic reduction system including the same. Among these, the electrolytic reduction module flange may include: a flange main body which can be seated in an electrolytic cell for an electrolytic reduction process and has a plurality of electrode slots formed thereon; an electrode unit which can be inserted into the plurality of electrode slots; a gas manifold unit providing an inert gas to the electrolytic cell and discharging a reaction gas generated in the electrode unit to the outside; and an electrical connection unit provided on the flange main body to be electrically connected to the electrolytic cell when the flange main body is seated in the electrolytic cell. Through the electrolytic reduction module flange and the electrolytic reduction system including the same, a combination of a positive electrode module and a negative electrode module can be easily expanded.

Description

전해환원 모듈 플랜지 및 이를 포함하는 전해환원 시스템{ELECTROLYTIC REDUCTION MODULAR FLANGE AND ELECTROLYTIC REDUCTION SYSTEM HAVING IT}Electrolytic reduction module flange and electrolytic reduction system including the same {ELECTROLYTIC REDUCTION MODULAR FLANGE AND ELECTROLYTIC REDUCTION SYSTEM HAVING IT}

본 발명은 전해환원 모듈 플랜지 및 이를 포함하는 전해환원 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electrolytic reduction module flange and an electrolytic reduction system comprising the same.

불순한 원료로부터 금속을 회수하거나 금속 산화물로부터 금속을 추출하기 위해서, 전기화학적 전해환원 공정이 사용될 수 있다. 전기화학적 전해환원 공정은 금속 산화물과 같은 산화물 원료를 함유하는 음극 모듈에서 환원 전위를 발생시킬 수 있다. To recover metal from impure raw materials or to extract metal from metal oxides, electrochemical electrolytic reduction processes can be used. The electrochemical electrolytic reduction process can generate a reduction potential in a cathode module containing an oxide raw material such as a metal oxide.

예를 들어, 환원 전위의 영향하에서, 금속 산화물(MO: metal oxide) 원료로부터 산소(O)가 용융염 전해질 내에 산소 이온(O2-)으로 용해되며, 이에 따라 금속 산화물은 금속(M)으로 변환되어 음극 모듈에 남게 된다. 음극 환원반응은 아래의 반응식 1와 같을 수 있다.For example, under the influence of a reduction potential, oxygen (O) from a metal oxide (MO) raw material is dissolved as oxygen ions (O 2- ) in a molten salt electrolyte, whereby the metal oxide is converted into a metal (M). It is converted and remains in the cathode module. The cathodic reduction reaction may be as shown in Reaction Scheme 1 below.

[반응식 1][Scheme 1]

MO + 2e- → M + O2- MO + 2e - → M + O 2-

양극 모듈에서, 산소 이온은 산소 가스로 변환되며, 양극 산화반응은 아래의 반응식 2와 같을 수 있다.In the anode module, oxygen ions are converted into oxygen gas, and the anodic oxidation reaction may be as shown in Reaction Scheme 2 below.

[반응식 2][Scheme 2]

O2- → ½O2 + 2e- O 2- → ½O 2 + 2e -

전기화학적 전해환원 공정에서, 금속 산화물은 우라늄 이산화물(UO2)일 수 있으며, 환원 생성물은 우라늄 금속일 수 있다. In the electrochemical electrolytic reduction process, the metal oxide may be uranium dioxide (UO 2 ), and the reduction product may be uranium metal.

한편, 종래 사용후핵연료 전해환원 시스템의 경우, 사용후핵연료 전해환원 공정에서는 약 650℃로 유지되는 용융염 전해질 내에 양극과 음극을 침지시킨 후, 전기적 신호를 인가하여 전기화학적 반응을 통해 음극에 포함된 산화물 연료를 금속 형태로 변환시키게 된다. 이를 위해, 종래 전해환원장치는 히터, 전해조, 양극, 양극 덮개, 기체 공급관, 기체 배출관, 음극, 연료 바스켓, 기준전극 등을 포함할 수 있다. On the other hand, in the case of the conventional spent fuel electrolytic reduction system, in the spent fuel electrolytic reduction process, the positive electrode and the negative electrode are immersed in the molten salt electrolyte maintained at about 650°C, and then applied to the negative electrode through an electrochemical reaction by applying an electrical signal. The converted oxide fuel into metal form. To this end, the conventional electrolytic reduction device may include a heater, an electrolytic cell, an anode, an anode cover, a gas supply pipe, a gas discharge pipe, a cathode, a fuel basket, a reference electrode, and the like.

그런데, 종래 기체 배출관은 고온의 반응 기체에 지속적으로 노출되기 때문에 산화 및 부식에 의한 손상이 발생될 수 있다. 이 경우 교체를 통한 유지보수가 필요하다. However, since the conventional gas discharge pipe is continuously exposed to a high-temperature reaction gas, damage due to oxidation and corrosion may occur. In this case, maintenance through replacement is necessary.

또한, 기체 공급관 및 기체 배출관은 이들의 설치 틈새로 가스가 외부로 누출되지 않도록 플랜지 모듈에 용접하여 설치하므로, 유지보수를 위해 관만을 현장에서 분해하는 것은 통상의 원격조작장비를 사용하여서는 작업이 거의 불가능하다. In addition, since the gas supply pipe and the gas discharge pipe are welded and installed on the flange module so that gas does not leak to the outside due to their installation gap, disassembling only the pipe for maintenance is rarely done using ordinary remote control equipment. impossible.

또한, 플랜지 모듈의 유지보수를 위해 플랜지 모듈 전체를 전해환원 시스템으로부터 분리하기 위해서는 전기적 연결부, 기체 공급관 및 기체 배출관의 분리가 반드시 선행되어야 한다. 이를 위해 종래의 전해환원 시스템이 설치된 시설에는 플랜지 모듈의 분리를 위해 각각의 작업 지점에 접근 가능한 다자유도의 원격조작시스템이 필요할 뿐만 아니라, 분해 작업의 성격상 작업이 복잡하고 난이도가 높아 종종 실수에 의한 문제가 발생할 수 있다. 또한, 유지보수 이후에 플랜지 모듈을 다시 설치하는 경우에도 동일한 문제가 예상된다. In addition, in order to separate the entire flange module from the electrolytic reduction system for maintenance of the flange module, separation of the electrical connection, gas supply pipe, and gas discharge pipe must be preceded. To this end, a facility equipped with a conventional electrolytic reduction system requires a multi-degree-of-freedom remote control system that can access each work point for separation of the flange module, and due to the nature of the disassembly work, the work is complicated and difficult, which often leads to mistakes. May cause problems. In addition, the same problem is expected when the flange module is reinstalled after maintenance.

이에 전해환원 공정을 위한 구성품들을 쉽게 설치하고 분해할 수 있는 기술이 요구되고 있다. Accordingly, there is a need for a technology that can easily install and disassemble components for the electrolytic reduction process.

국내 등록특허공보 10-1723553호 (2017.03.30. 등록)Domestic Registered Patent Publication No. 10-1723553 (Registration on March 30, 2017)

본 발명의 실시예들은 사용후핵연료 전해환원 공정을 위한 양극 모듈 및 음극 모듈 조합을 쉽게 확장할 수 있는 전해환원 모듈 플랜지 및 이를 포함하는 전해환원 시스템을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention is to provide an electrolytic reduction module flange and an electrolytic reduction system including the same to easily expand the combination of the anode module and the cathode module for the spent fuel electrolytic reduction process.

또한, 본 발명의 실시예들은 전해조에 대한 전해환원 모듈 플랜지의 설치시, 전해조 및 전해환원 모듈 플랜지 간에 전기 및 기체 접속이 동시에 이루어질 수 있는 전해환원 모듈 플랜지 및 이를 포함하는 전해환원 시스템을 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention is to provide an electrolytic reduction module flange and an electrolytic reduction system including the same, which can be simultaneously connected to the electrolytic cell and the electrolytic reduction module flange, electrical and gas connection when the electrolytic reduction module flange is installed .

또한, 본 발명의 실시예들은 양극에서 발생된 반응 기체를 불활성 기체로 냉각시킬 수 있는 이중관 구조를 통해, 관로 부식을 최소화할 수 있고, 배관의 용이한 교체가 가능한 전해환원 모듈 플랜지 및 이를 포함하는 전해환원 시스템을 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention, through a double-tube structure capable of cooling the reaction gas generated at the anode with an inert gas, it is possible to minimize the corrosion of the pipeline, and it is possible to easily replace the pipe and the electrolytic reduction module flange that includes the same It is intended to provide an electrolytic reduction system.

본 발명의 일 측면에 따른 전해환원 모듈 플랜지는, 전해환원 공정을 위한 전해조에 안착 가능하고, 복수개의 전극 슬롯이 형성된 플랜지 본체; 복수개의 상기 전극 슬롯에 삽입 가능한 전극 유닛; 상기 전극 유닛에서 발생된 반응 기체를 외부로 배출하는 기체 매니폴드 유닛; 및 상기 플랜지 본체가 상기 전해조에 안착될 때, 상기 전해조와 전기적으로 연결되도록 상기 플랜지 본체에 제공되는 전기 접속 유닛을 포함할 수 있다.An electrolytic reduction module flange according to an aspect of the present invention, can be seated in an electrolytic cell for an electrolytic reduction process, a flange body formed with a plurality of electrode slots; An electrode unit insertable into a plurality of the electrode slots; A gas manifold unit that discharges the reaction gas generated in the electrode unit to the outside; And when the flange body is seated on the electrolytic cell, it may include an electrical connection unit provided on the flange body to be electrically connected to the electrolytic cell.

본 발명의 다른 측면에 따른 전해환원 시스템은, 전해환원 공정을 위한 전해조; 상기 전해조에 조립 가능한 전해환원 모듈 플랜지; 외부 전력을 상기 전해환원 모듈 플랜지에 공급하는 전력 공급 라인; 불활성 기체를 상기 전해환원 모듈 플랜지에 제공하기 위한 기체 공급 라인; 및 상기 전해환원 모듈 플랜지에서 배출되는 반응 기체를 외부로 배출하기 위한 기체 배출 라인을 포함하고, 상기 전해환원 모듈 플랜지는, 전해환원 공정을 위한 전해조에 안착 가능하고, 복수 개의 전극 슬롯이 형성된 플랜지 본체; 복수 개의 상기 전극 슬롯에 삽입 가능한 전극 유닛; 불활성 기체를 상기 전해조에 제공하고, 상기 전극 유닛에서 발생된 반응 기체를 외부로 배출하는 기체 매니폴드 유닛; 및 상기 플랜지 본체가 상기 전해조에 안착될 때, 상기 전해조와 전기적으로 연결되도록 상기 플랜지 본체에 제공되는 전기 접속 유닛을 포함하는 전해환원 시스템.An electrolytic reduction system according to another aspect of the present invention includes an electrolytic cell for an electrolytic reduction process; An electrolytic reduction module flange that can be assembled in the electrolytic cell; A power supply line supplying external power to the electrolytic reduction module flange; A gas supply line for providing an inert gas to the electrolytic reduction module flange; And a gas discharge line for discharging the reaction gas discharged from the electrolytic reduction module flange to the outside, wherein the electrolytic reduction module flange is seated in an electrolytic cell for an electrolytic reduction process, and the flange body is formed with a plurality of electrode slots. ; An electrode unit insertable into a plurality of the electrode slots; A gas manifold unit that provides an inert gas to the electrolytic cell and discharges reaction gas generated in the electrode unit to the outside; And an electrical connection unit provided on the flange body to be electrically connected to the electrolytic cell when the flange body is seated on the electrolytic cell.

본 발명의 실시예들은 기본 구성을 유지하면서도, 사용후핵연료 전해환원 공정을 위한 양극 모듈 및 음극 모듈 조합을 쉽게 확장할 수 있으므로, 공정 처리 용량을 효과적으로 조정할 수 있다는 이점이 있다.Embodiments of the present invention, while maintaining the basic configuration, it is possible to easily expand the combination of the positive electrode module and the negative electrode module for the spent fuel electrolytic reduction process, there is an advantage that the process capacity can be effectively adjusted.

또한, 본 발명의 실시예들은 플랜지 모듈의 설치와 동시에 전기 및 기체 접속이 이루어지므로, 원격작업으로 수행되는 공정 운전에 편의성을 제공할 수 있고, 이를 용융염 기반의 전기화학 공정장치로 쉽게 확대 적용 가능하다는 이점이 있다.In addition, the embodiments of the present invention can provide convenience to the process operation performed by remote operation because the electrical and gas connections are made at the same time as the installation of the flange module, and it is easily expanded and applied to the molten salt-based electrochemical process device It has the advantage of being possible.

또한, 본 발명의 실시예들은 양극으로부터 발생되는 고온의 반응 기체를 이중관 구조로 냉각시킴으로써, 관로 부식을 최소화할 수 있고, 고온 부식성 가스에 의한 가스 배관 손상 시 매니폴드 모듈만 현장에서 교체 가능함으로써 작업 시간과 유지보수 비용을 크게 줄일 수 있다는 이점이 있다.In addition, embodiments of the present invention, by cooling the high-temperature reaction gas generated from the anode in a double pipe structure, it is possible to minimize the corrosion of the pipeline, and when the gas pipe is damaged by the high temperature corrosive gas, only the manifold module can be replaced in the field. This has the advantage of significantly reducing time and maintenance costs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 시스템을 도시한 전방 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 시스템을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 시스템을 도시한 후방 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 시스템의 내부 구성을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지의 양극 모듈을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지의 음극 모듈을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지에서 기체 매니폴드 유닛을 분리하여 도시한 분리 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 매니폴드 유닛의 상부를 절개하여 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 매니폴드 유닛과 전극 모듈 간의 연결 구조를 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 변형예에 따른 기체 매니폴드 유닛과 전극 모듈 간의 연결 구조를 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지의 제 1 접속구 및 제 2 접속구를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지의 전기 접속유닛을 도시한 부분 단면 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지의 클램프 유닛을 도시한 사시도이다.1 is a front perspective view showing an electrolytic reduction system according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view showing an electrolytic reduction system according to an embodiment of the present invention.
3 is a rear perspective view showing an electrolytic reduction system according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the internal configuration of an electrolytic reduction system according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing an electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing an anode module of the electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing a cathode module of the electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.
8 is an exploded perspective view showing a gas manifold unit separated from an electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of an upper portion of a gas manifold unit according to an embodiment of the present invention.
10 is a plan view showing a connection structure between a gas manifold unit and an electrode module according to an embodiment of the present invention.
11 is a plan view showing a connection structure between a gas manifold unit and an electrode module according to a modification of the present invention.
12 is a cross-sectional view showing a first connector and a second connector of the electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.
13 is a partial cross-sectional perspective view showing an electrical connection unit of an electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.
14 is a perspective view showing a clamp unit of an electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation according to an embodiment of the present invention. The following description is one of several aspects of the present invention that can be patented, and the following description may form part of the detailed description of the present invention. However, specific descriptions of well-known configurations or functions in describing the present invention may be omitted to clarify the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be applied to various changes and may include various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. And terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the corresponding components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. When a component is said to be'connected' or'connected' to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 시스템을 도시한 전방 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 시스템을 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 시스템을 도시한 후방 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 시스템의 내부 구성을 도시한 단면도이다.1 is a front perspective view showing an electrolytic reduction system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view showing an electrolytic reduction system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention It is a rear perspective view showing the electrolytic reduction system according to, Figure 4 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the electrolytic reduction system according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 시스템(1)은, 전해조(20), 전해환원 모듈 플랜지(10), 전력 공급 라인(30), 기체 공급 라인(40) 및 기체 배출 라인(50)을 포함할 수 있다.1 to 4, the electrolytic reduction system 1 according to an embodiment of the present invention, the electrolytic cell 20, the electrolytic reduction module flange 10, the power supply line 30, the gas supply line It may include 40 and the gas discharge line 50.

구체적으로, 전해조(20)는 산화물 원료(예를 들면, 사용후핵연료)에서 금속을 추출하기 위한 전해환원 공정이 이루어지는 반응조를 포함할 수 있다. 이 전해조(20)에서는 음극 모듈(220) 및 양극 모듈(210)이 용융염 전해질에 침지된 상태에서, 음극 모듈(220)에 의한 음극 환원 반응과, 양극 모듈(210)에 의한 양극 산화반응이 진행될 수 있다. Specifically, the electrolytic bath 20 may include a reaction tank in which an electrolytic reduction process for extracting metal from an oxide raw material (for example, spent fuel) is performed. In this electrolytic cell 20, the cathode module 220 and the anode module 210 are immersed in a molten salt electrolyte, and the cathode reduction reaction by the cathode module 220 and the anode oxidation reaction by the anode module 210 are performed. Can proceed.

예컨대, 전해조(20) 내 환원 전위의 영향하에서, 산화물(금속 산화물) 원료로부터 산소(O)가 용융염 전해질 내에 산소 이온(O2-)으로 용해될 수 있고, 금속 산화물은 금속(M)으로 변환되어 음극 모듈(220)에 남게 될 수 있다. 여기서, 금속 산화물이 우라늄 이산화물(UO2)인 경우, 음극 모듈(220)에 남게 되는 환원 생성물은 우라늄 금속일 수 있다.For example, under the influence of the reduction potential in the electrolytic cell 20, oxygen (O) from the oxide (metal oxide) raw material can be dissolved as oxygen ions (O 2- ) in the molten salt electrolyte, and the metal oxide is converted to metal (M). It may be converted and left in the cathode module 220. Here, when the metal oxide is uranium dioxide (UO 2 ), the reduction product remaining in the cathode module 220 may be uranium metal.

본 실시예에서 금속 산화물로는 우라늄 이산화물이 사용될 수 있지만, 이에 한정되지는 아니하며, 우라늄 이산화물 이외에도, 다양한 종류의 금속 산화물이 사용될 수 있다. 아울러, 용융염 전해질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 환원될 산화물 원료에 따라 달라질 수 있다. 또한, 양극 재료 또한 금속 전극인 백금이나 세라믹 전극과 같은 비소모성 전극, 그리고 탄소 등의 소모성 전극이 사용될 수 있다.In this embodiment, as the metal oxide, uranium dioxide may be used, but is not limited thereto. In addition to uranium dioxide, various types of metal oxides may be used. In addition, the type of the molten salt electrolyte is not particularly limited and may vary depending on the oxide raw material to be reduced. In addition, the anode material may also be a non-consumable electrode such as platinum or ceramic electrode, which is a metal electrode, and a consumable electrode such as carbon.

전해조(20)의 측벽에는 융융염 전해질의 온도를 고온(예를 들면, 650도)으로 가열하기 위한 히터(21)가 마련될 수 있고, 전해조(20)의 바닥면에는 단열을 위한 단열 블록(22)이 설치될 수 있다. 이들 전해조(20), 히터(21) 및 단열 블록(22)은 지지 프레임(23)에 의해 지지될 수 있다. 그리고 전해조(20)의 외측벽에는 전력 공급 라인(30)의 전력 전극 바(31)가 설치될 수 있고, 전해조(20)의 상부에는 전해환원 모듈 플랜지(10)가 장착될 수 있다.A heater 21 for heating the temperature of the molten salt electrolyte to a high temperature (for example, 650 degrees) may be provided on a side wall of the electrolytic cell 20, and an insulating block for thermal insulation may be provided on the bottom surface of the electrolytic cell 20 ( 22) can be installed. These electrolytic cells 20, heaters 21, and heat insulating blocks 22 may be supported by a support frame 23. In addition, the power electrode bar 31 of the power supply line 30 may be installed on the outer wall of the electrolytic cell 20, and the electrolytic reduction module flange 10 may be mounted on the upper part of the electrolytic cell 20.

전해환원 모듈 플랜지(10)는 호이스팅 장치(미도시)에 의해 전해조(20)의 상부에 조립 및 분리가 가능하게 장착될 수 있다. 예컨대, 전해환원 모듈 플랜지(10)는 전해조(20)의 상부에 놓여지는 호이스팅 장치의 언리프팅 작업만으로도, 전해조(20)에 설치된 전력 전극 바(31)과 전기적인 접속이 이루어질 수 있다.The electrolytic reduction module flange 10 may be mounted on the upper part of the electrolyzer 20 by a hoisting device (not shown) to be assembled and separated. For example, the electrolytic reduction module flange 10 can be electrically connected to the power electrode bar 31 installed in the electrolytic cell 20 only by unlifting the hoisting device placed on the electrolytic cell 20.

전해환원 모듈 플랜지(10)는 전해조(20)와의 조립시, 전해조(20)의 융융염 전해질에 침지 가능한 전극 유닛(200)을 제공할 수 있다. 이 전해환원 모듈 플랜지(10)는 기체 매니폴드 유닛(300)을 통해 전해조(20)에 불활성 기체를 제공할 수 있다. 전해환원 모듈 플랜지(10)에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.The electrolytic reduction module flange 10 may provide an electrode unit 200 that can be immersed in the molten salt electrolyte of the electrolytic cell 20 when assembled with the electrolytic cell 20. The electrolytic reduction module flange 10 may provide an inert gas to the electrolyzer 20 through the gas manifold unit 300. Detailed description of the electrolytic reduction module flange 10 will be described later.

전력 공급 라인(30)은 전력 공급 장치(미도시)로부터 전력을 제공받아 전해조(20) 및 전해환원 모듈 플랜지(10)에 전달할 수 있다. 이를 위해, 전력 공급 라인(30)은 전해조(20)와 전기적으로 접속될 수 있고, 전력 전극 바(31)를 통해, 전해환원 모듈 플랜지(10)의 전극 유닛(200)에 전력을 공급할 수 있다.The power supply line 30 may receive power from a power supply device (not shown) and transmit it to the electrolyzer 20 and the electrolytic reduction module flange 10. To this end, the power supply line 30 may be electrically connected to the electrolytic cell 20, and may supply power to the electrode unit 200 of the electrolytic reduction module flange 10 through the power electrode bar 31. .

기체 공급 라인(40)은 기체 공급 장치(미도시)로부터 공급받은 불활성 기체를 후술하는 기체 공급관을 통해 전해조(20)에 제공할 수 있다. 여기서, 불활성 기체는 전해조(20) 내에서 발생되는 반응 기체보다 저온 상태(예를 들면, 상온)로 유지될 수 있다. The gas supply line 40 may provide an inert gas supplied from a gas supply device (not shown) to the electrolytic cell 20 through a gas supply pipe to be described later. Here, the inert gas may be maintained in a lower temperature state (for example, room temperature) than the reaction gas generated in the electrolyzer 20.

기체 배출 라인(50)은 양극 모듈(210)에서 발생되는 반응 기체를 전해조(20)의 외부로 배출할 수 있다. 이를 위해, 기체 배출 라인(50)은 후술하는 기체 배출관에 연결되어, 양극 모듈(210)에서 발생된 반응 기체를 전해조(20)의 외부로 배출시킬 수 있다.The gas discharge line 50 may discharge the reaction gas generated in the anode module 210 to the outside of the electrolyzer 20. To this end, the gas discharge line 50 is connected to a gas discharge pipe, which will be described later, to discharge the reaction gas generated in the anode module 210 to the outside of the electrolyzer 20.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지를 도시한 사시도이다.5 is a perspective view showing an electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지(10)는, 플랜지 본체(100), 전극 유닛(200), 기체 매니폴드 유닛(300), 전기 접속 유닛(400) 및 클램프 유닛(500)을 포함할 수 있다.5, the electrolytic reduction module flange 10 according to an embodiment of the present invention, the flange body 100, the electrode unit 200, the gas manifold unit 300, the electrical connection unit 400 ) And the clamp unit 500.

보다 자세하게, 플랜지 본체(100)는 전해조(20) 상부에 덮개 형태로 제공되어, 전해조(20)에 안착될 수 있다. 플랜지 본체(100)는 호이스팅 장치에 의해 전해조(20)에 조립 및 분리가 가능하게 장착될 수 있다. 이를 위해, 플랜지 본체(100)의 상부에는 호이스팅 장치에 의해 클램핑 가능한 복수의 인양 블록(120)이 마련될 수 있다.In more detail, the flange body 100 is provided in the form of a cover on the top of the electrolytic cell 20, so that it can be seated on the electrolytic cell 20. The flange body 100 may be mounted to be assembled and separated in the electrolyzer 20 by a hoisting device. To this end, a plurality of lifting blocks 120 that can be clamped by a hoisting device may be provided on the upper portion of the flange body 100.

플랜지 본체(100)에는 내부 구성품들을 설치하기 위해 사각형 형태의 슬롯이나 또는 원형 홀 등 다양한 형태의 포트가 형성될 수 있다. 예를 들어, 플랜지 본체(100)에는 전극 유닛(200)이 삽입 가능한 복수개의 전극 슬롯(110: 일 예로, 3개의 전극 슬롯)이 형성될 수 있다. 그리고 플랜지 본체(100)의 하부에는 전해조(20) 내부의 열 손실을 차단하기 위한 단열 부재(미도시)가 설치될 수 있다.The flange body 100 may be formed with various types of ports, such as a square slot or a circular hole, to install internal components. For example, a plurality of electrode slots 110 (for example, three electrode slots) into which the electrode unit 200 can be inserted may be formed in the flange body 100. In addition, an insulating member (not shown) for blocking heat loss inside the electrolyzer 20 may be installed under the flange body 100.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지의 양극 모듈을 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지의 음극 모듈을 도시한 사시도이다.6 is a perspective view showing an anode module of an electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a perspective view showing a cathode module of an electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.

도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 전극 유닛(200)은 복수개의 전극 슬롯(110)에 삽입 가능 형태의 양극 모듈(210) 및 음극 모듈(220)을 포함할 수 있다. 6 to 7, the electrode unit 200 may include an anode module 210 and a cathode module 220 in a form that can be inserted into a plurality of electrode slots 110.

여기서, 양극 모듈(210)은 양극(214)과, 양극(214)이 삽입 가능한 양극 슬롯(211a)을 제공하는 양극 플레이트(211)와, 양극 플레이트(211의 하부에 마련되어 양극이 삽입되는 수용공간을 제공하는 양극 커버(212)와, 양극 커버(212)의 수용공간에서 발생된 반응 기체를 기체 매니폴드 유닛(300)으로 안내하는 양극 배출관(213)으로 구성될 수 있다.Here, the anode module 210 includes an anode 214, an anode plate 211 providing an anode slot 211a into which the anode 214 can be inserted, and a receiving space provided at the bottom of the anode plate 211 where the anode is inserted. It may be composed of a positive electrode cover 212 and a positive electrode discharge pipe 213 for guiding the reaction gas generated in the receiving space of the positive electrode cover 212 to the gas manifold unit (300).

그리고 음극 모듈(220)은 산화물 원료(예를 들면, 사용후핵연료)가 수용 가능한 음극 바스켓(221)과, 산화물 연료에 전력을 제공하도록 음극 바스켓(221)에 연결되는 음극 플레이트(222)로 구성될 수 있다.And the negative electrode module 220 is composed of a negative electrode basket (221) that can accommodate an oxide raw material (for example, spent fuel), and a negative electrode plate (222) connected to the negative electrode basket (221) to provide power to the oxide fuel. Can be.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지에서 기체 매니폴드 유닛을 분리하여 도시한 분리 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 매니폴드 유닛의 상부를 절개하여 도시한 단면도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 매니폴드 유닛과 전극 모듈 간의 연결 구조를 도시한 평면도이다.8 is an exploded perspective view showing a gas manifold unit separated from an electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cutaway view of an upper portion of a gas manifold unit according to an embodiment of the present invention One sectional view and FIG. 10 is a plan view showing a connection structure between a gas manifold unit and an electrode module according to an embodiment of the present invention.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 기체 매니폴드 유닛(300)은 플랜지 본체(100)에 장착되어, 전극 유닛(200)에서 발생된 반응 기체를 외부로 배출하거나, 기체 공급 라인(40)으로부터 공급받은 불활성 기체를 전해조(20)에 제공할 수 있다. 8 to 10, the gas manifold unit 300 is mounted on the flange body 100 to discharge the reaction gas generated from the electrode unit 200 to the outside, or the gas supply line 40 The inert gas supplied from the electrolytic cell 20 may be provided.

이러한 기체 매니폴드 유닛(300)은 기체 하우징(310), 기체 공급관(320), 기체 배출관(330), 제 1 접속구(340) 및 제 2 접속구(350)를 포함할 수 있다(도 3 부분 참조). 여기서, 기체 하우징(310)은 불활성 기체가 수용 가능한 "H"자 형태의 채널을 제공할 수 있다. 이 기체 하우징(310)의 일측 단부에는 불활성 기체의 유입을 위한 기체 유입부(311)가 마련될 수 있고, 기체 하우징(310)의 타측 단부에 반응 기체의 배출을 위한 기체 배출부(312)가 마련될 수 있다.The gas manifold unit 300 may include a gas housing 310, a gas supply pipe 320, a gas discharge pipe 330, a first connector 340 and a second connector 350 (see FIG. 3) ). Here, the gas housing 310 may provide a “H” shaped channel in which an inert gas can be accommodated. A gas inlet 311 for introducing an inert gas may be provided at one end of the gas housing 310, and a gas outlet 312 for discharging reaction gas at the other end of the gas housing 310 may be provided. Can be prepared.

기체 공급관(320)은 기체 하우징(310)에 수용된 불활성 기체를 전해조(20)에 공급하기 위해, 끝단이 전해조(20)의 용융염 전해질 상부 공간에 위치하도록 기체 하우징(310)의 하부에서 돌출되게 장착될 수 있다. 기체 공급관(320)의 끝단 측벽에는 불활성 기체가 분사 가능한 복수의 분사홀(321)이 원주방향으로 이격 형성될 수 있다. The gas supply pipe 320 protrudes from the lower portion of the gas housing 310 so that the end is located in the upper space of the molten salt electrolyte of the electrolytic cell 20 to supply the inert gas accommodated in the gas housing 310 to the electrolytic cell 20. Can be mounted. A plurality of injection holes 321 through which an inert gas can be injected may be formed on the sidewalls of the ends of the gas supply pipe 320 in the circumferential direction.

기체 배출관(330)은 기체 하우징(310)의 내부에 관통하여 설치될 수 있다. 기체 배출관(330)의 상부에는 전극 유닛(200)과 연결가능한 유입단(331)이 마련될 수 있다. 기체 배출관(330)의 하부에는 기체 하우징(310)의 기체 배출부(312)에 대응되는 배출단(332)이 마련될 수 있다.The gas discharge pipe 330 may be installed through the inside of the gas housing 310. An inlet end 331 connectable to the electrode unit 200 may be provided at an upper portion of the gas discharge pipe 330. A discharge end 332 corresponding to the gas discharge part 312 of the gas housing 310 may be provided below the gas discharge pipe 330.

이때, 기체 하우징(310)의 내부에 수용된 불활성 기체는, 기체 배출관(330)을 이동하는 반응 기체보다 저온 상태이므로, 기체 배출관(330)은 기체 하우징(310) 내에서 냉각될 수 있다. 결국, 기체 배출관(330)의 부식을 최소화할 수 있고, 고온 부식성 가스에 의해 기체 배출관(330)이 손상되는 경우라도, 기체 매니폴드 유닛(300)만을 현장에서 손쉽게 교체할 수 있으므로, 작업 시간과 유지보수 비용을 크게 줄일 수 있다.At this time, since the inert gas accommodated in the gas housing 310 is in a lower temperature than the reaction gas moving the gas discharge pipe 330, the gas discharge pipe 330 may be cooled in the gas housing 310. As a result, corrosion of the gas discharge pipe 330 can be minimized, and even when the gas discharge pipe 330 is damaged by a high temperature corrosive gas, only the gas manifold unit 300 can be easily replaced in the field. Significantly reduce maintenance costs.

도 11은 본 발명의 변형예에 따른 기체 매니폴드 유닛과 전극 모듈 간의 연결 구조를 도시한 평면도이다.11 is a plan view showing a connection structure between a gas manifold unit and an electrode module according to a modification of the present invention.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예로, 플랜지 본체(100)에는 전극 유닛(200)이 삽입 가능한 5개의 전극 슬롯(110)이 형성될 수 있다. 이 5개의 전극 슬롯(110)에는 양극 모듈(210) 또는 음극 모듈(220)이 선택적으로 삽입될 수 있다. As shown in FIG. 11, in a modified example of the present invention, five electrode slots 110 into which the electrode unit 200 can be inserted may be formed in the flange body 100. An anode module 210 or a cathode module 220 may be selectively inserted into the five electrode slots 110.

본 변형예에서는, 5개의 전극 슬롯(110)이 플랜지 본체(100)에 형성되는 예를 설명하였지만, 이에 한정되지는 아니하며, 필요에 따라, 5개 이상의 전극 슬롯(110)이 플랜지 본체(100)에 확장 형성될 수 있다. 이때, 적어도 하나 이상의 양극 모듈(210) 및 음극 모듈(220)이 복수의 전극 슬롯(110)에 선택적으로 삽입될 수 있다. In this modification, the example in which five electrode slots 110 are formed in the flange body 100 is described, but is not limited thereto, and if necessary, five or more electrode slots 110 are provided in the flange body 100 Can be formed to expand on. At this time, at least one anode module 210 and the cathode module 220 may be selectively inserted into the plurality of electrode slots 110.

이와 같이, 전해환원 공정을 위한 양극 모듈(210) 및 음극 모듈(220) 조합을 복수의 전극 슬롯(110)에 선택적으로 삽입하는 방식으로, 전극을 손쉽게 확장할 수 있으므로, 공정 처리 용량을 효과적으로 조정할 수 있을 것이다.As described above, by selectively inserting the combination of the anode module 210 and the cathode module 220 for the electrolytic reduction process into the plurality of electrode slots 110, the electrodes can be easily expanded, thereby effectively adjusting the process processing capacity. Will be able to.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지의 제 1 접속구 및 제 2 접속구를 도시한 단면도이다.12 is a cross-sectional view showing a first connection port and a second connection port of the electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.

도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 접속구(340)는 전해환원 모듈 플랜지(10)가 전해조(20)에 장착될 때, 기체 공급 라인(40)과 연결 가능한 플랜지 본체(100)의 대응 위치에 마련될 수 있다.As illustrated in FIG. 12, the first connection port 340 is positioned at a corresponding position of the flange body 100 that can be connected to the gas supply line 40 when the electrolytic reduction module flange 10 is mounted on the electrolytic cell 20. Can be prepared.

예를 들어, 제 1 접속구(340)는 기체 공급 라인(40)의 단부가 삽입 가능하도록 기체 하우징(310)의 기체 유입부(311)에 마련되는 제 1 접속 바디부(341)와, 기체 공급 라인(40)의 단부와 접속가능하도록 제 1 접속 바디부(341)에 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 제 1 연결부(342)와, 기체 공급 라인(40)의 단부와 제 1 연결부(342) 간의 접속시, 기체 공급 라인(40)의 단부에 제 1 연결부(342)를 밀착시키기 위한 탄성력을 제 1 연결부(342)에 제공하는 제 1 스프링부(343)로 구성될 수 있다. For example, the first connection port 340 includes a first connection body portion 341 provided in the gas inlet portion 311 of the gas housing 310 so that the end of the gas supply line 40 can be inserted, and the gas supply A connection between the first connection portion 342 slidably mounted to the first connection body portion 341 so as to be connected to the end portion of the line 40 and the first connection portion 342 and the end portion of the gas supply line 40 At this time, it may be composed of a first spring portion 343 that provides an elastic force for adhering the first connection portion 342 to the end of the gas supply line 40 to the first connection portion 342.

그리고 제 2 접속구(350)는 전해환원 모듈 플랜지(10)가 전해조(20)에 장착될 때, 기체 배출 라인(50)과 연결 가능한 플랜지 본체(100)의 대응 위치에 마련될 수 있다.In addition, the second connection port 350 may be provided at a corresponding position of the flange body 100 connectable with the gas discharge line 50 when the electrolytic reduction module flange 10 is mounted on the electrolytic cell 20.

일 예로, 제 2 접속구(350)는 기체 배출 라인(50)의 단부가 삽입 가능하도록 기체 하우징(310)의 기체 배출부(312)에 마련되는 제 2 접속 바디부(351)와, 기체 배출 라인(50)의 단부와 접속가능하도록 제 2 접속 바디부(351)에 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 제 2 연결부(352)와, 기체 배출 라인(50)의 단부와 제 2 연결부(352) 간의 접속시, 기체 배출 라인(50)의 단부에 제 2 연결부(352)를 밀착시키기 위한 탄성력을 제 2 연결부(352)에 제공하는 제 2 스프링부(353)로 구성될 수 있다.For example, the second connection port 350 includes a second connection body portion 351 provided in the gas discharge portion 312 of the gas housing 310 so that an end of the gas discharge line 50 can be inserted, and the gas discharge line When connecting between the second connecting portion 352 slidably mounted on the second connecting body portion 351 so as to be connectable with the end portion of the 50, and the end of the gas discharge line 50 and the second connecting portion 352 , It may be composed of a second spring portion 353 that provides an elastic force for adhering the second connection portion 352 to the end of the gas discharge line 50 to the second connection portion 352.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지의 전기 접속유닛을 도시한 부분 단면 사시도이다.13 is a partial cross-sectional perspective view showing an electrical connection unit of an electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 전기 접속 유닛(400)은 플랜지 본체(100)가 전해조(20)에 안착될 때, 전력 전극 바(31)와 전기적으로 연결되도록 플랜지 본체(100)에 제공될 수 있다.As shown in FIG. 13, when the flange body 100 is seated in the electrolyzer 20, the electrical connection unit 400 may be provided to the flange body 100 to be electrically connected to the power electrode bar 31. have.

이러한 전기 접속 유닛(400)은 플랜지 본체(100)에 설치되는 고정 소켓(410)과, 전력 공급 라인(30)의 전력 전극 바(31)와 접속 가능하도록 고정 소켓(410)의 내측공간에서 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 전극 블록(420)과, 전극 블록(420)과 전기적으로 접속되도록 고정 소켓(410)의 내측공간에 마련되는 전극 버스 바(430)와, 고정 소켓(410) 및 전극 버스 바(430)를 관통하는 가이드 핀(440)과, 전극 버스 바(430)가 전극 블록(420)에 접속될 때, 전극 블록(420)을 탄성 지지하는 전극 스프링(450)으로 이루어질 수 있다. The electrical connection unit 400 is sliding in the inner space of the fixed socket 410 to be connected to the fixed socket 410 installed on the flange body 100 and the power electrode bar 31 of the power supply line 30. The electrode block 420 is mounted to be movable, the electrode bus bar 430 provided in the inner space of the fixed socket 410 so as to be electrically connected to the electrode block 420, the fixed socket 410 and the electrode bus bar When the guide pin 440 penetrating the 430 and the electrode bus bar 430 are connected to the electrode block 420, the electrode spring 450 elastically supporting the electrode block 420 may be formed.

이때, 전극 블록(420)의 측벽에는 가이드 핀(440)의 단부가 위치되는 가이드홈(421)이 형성되므로, 전극 버스 바(430)는 전극 블록(420)의 가이드홈(421)이 허용하는 범위 내에서 이동될 수 있다. At this time, since the guide groove 421 in which the end portion of the guide pin 440 is located is formed on the sidewall of the electrode block 420, the electrode bus bar 430 allows the guide groove 421 of the electrode block 420 to permit It can be moved within range.

그리고 전극 스프링(450)은 전극 블록(420)을 전력 전극 바(31)에 밀착시키기 위한 제 1 스프링(451)과, 전극 블록(420)을 전극 버스 바(430)에 밀착시키기 위한 제 2 스프링(452)으로 구성될 수 있다. 제 1 스프링(451)은 고정 소켓(410)의 내측공간에서 전극 블록(420)을 탄성 지지함으로써, 전극 블록(420)을 전력 전극 바(31)에 밀착시킬 수 있다. 제 2 스프링(452)은 고정 소켓(410)의 내측공간에서 상기 전극 블록(420)을 탄성 지지함으로써, 전극 블록(420)을 전극 버스 바(430)에 밀착시킬 수 있다.In addition, the electrode spring 450 includes a first spring 451 for bringing the electrode block 420 into close contact with the power electrode bar 31 and a second spring for bringing the electrode block 420 into close contact with the electrode bus bar 430. 452. The first spring 451 elastically supports the electrode block 420 in the inner space of the fixed socket 410, so that the electrode block 420 can be in close contact with the power electrode bar 31. The second spring 452 elastically supports the electrode block 420 in the inner space of the fixed socket 410, so that the electrode block 420 can be in close contact with the electrode bus bar 430.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해환원 모듈 플랜지의 클램프 유닛을 도시한 사시도이다.14 is a perspective view showing a clamp unit of an electrolytic reduction module flange according to an embodiment of the present invention.

도 14에 도시된 바와 같이, 클램프 유닛(500)은 플랜지 본체(100)의 상부에 마련되어, 전극 유닛(200)이 전극 슬롯(110)에 삽입될 때, 전극 유닛(200)을 전극 슬롯(110)에 긴밀하게 고정할 수 있다. 14, the clamp unit 500 is provided on the upper portion of the flange body 100, when the electrode unit 200 is inserted into the electrode slot 110, the electrode unit 200 to the electrode slot 110 ).

이를 위해, 클램프 유닛(500)은 액츄에이터(510), 가압편(520), 토션 바(530) 및 가압 스프링(540)으로 구성될 수 있다. 액츄에이터는 플랜지 본체(100)에 장착되어 토션 바(530)에 회전력을 제공할 수 있다. 토션 바(530)은 액츄에이터(510) 및 가압편(520) 사이를 구동 연결할 수 있다. 가압편(520)는 전극 유닛(200)이 전극 슬롯(110)에 고정되도록 가압 스프링(540)을 통해 전극 유닛(200)을 푸쉬할 수 있다. To this end, the clamp unit 500 may be composed of an actuator 510, a pressing piece 520, a torsion bar 530 and a pressing spring 540. The actuator may be mounted on the flange body 100 to provide rotational force to the torsion bar 530. The torsion bar 530 may drive and connect between the actuator 510 and the pressing piece 520. The pressing piece 520 may push the electrode unit 200 through the pressing spring 540 so that the electrode unit 200 is fixed to the electrode slot 110.

이때, 가압편(520)의 길이는 전극 유닛(200)을 푸쉬하는 위치에 따라 달라질 수 있는데, 토션 바(530)을 통해 동일한 토크가 가압편(520)에 제공되더라도 전극 유닛(200)에 가해지는 실제 힘은 가압편(520)의 길이에 따라 달라질 수 있다. 또한, 토션 바(530)의 비틀림 변형이나 가압편(520)과 토션바의 고정 오차 등에 따라 모든 가압편(520)들이 동시에 전극 유닛(200)에 접촉되지 아니할 수 있다. 이러한 오차를 보상하기 위해, 전극 유닛(200)에 접촉되는 가압편(520)의 끝단에는 가압 스프링(540)이 마련될 수 있다. 가압 스프링(540)은 토션 바(530)로부터 전달되는 토크를 가압편의 길이로 나누어 선정함으로써, 전극 유닛(200)에 일정한 가압력을 제공할 수 있다.At this time, the length of the pressing piece 520 may vary depending on the position where the electrode unit 200 is pushed. Even if the same torque is provided to the pressing piece 520 through the torsion bar 530, it is applied to the electrode unit 200. The actual force of losing may vary depending on the length of the pressing piece 520. In addition, all of the pressing pieces 520 may not be in contact with the electrode unit 200 at the same time due to the torsional deformation of the torsion bar 530 or the fixing error of the pressing piece 520 and the torsion bar. In order to compensate for this error, a pressing spring 540 may be provided at an end of the pressing piece 520 contacting the electrode unit 200. The pressing spring 540 can provide a constant pressing force to the electrode unit 200 by dividing and selecting the torque transmitted from the torsion bar 530 by the length of the pressing piece.

이에 따라, 전극 유닛(200)의 양극 모듈(210) 및 음극 모듈(220)이 복수의 전극 슬롯(110)에 삽입된 후, 액츄에이터(510)가 작동되면, 토션 바(530)의 회전에 의해, 가압편(520)은 양극 모듈(210) 및 음극 모듈(220)의 상단부를 가압할 수 있다. 이를 통해, 전극 유닛(200)을 전극 슬롯(110)에 확실하게 고정할 수 있다. Accordingly, after the positive electrode module 210 and the negative electrode module 220 of the electrode unit 200 are inserted into the plurality of electrode slots 110, when the actuator 510 is operated, by rotation of the torsion bar 530 , The pressing piece 520 may press the upper ends of the positive electrode module 210 and the negative electrode module 220. Through this, the electrode unit 200 can be securely fixed to the electrode slot 110.

이하, 본 발명에 따른 전해환원 시스템의 설치 과정을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the installation process of the electrolytic reduction system according to the present invention will be described.

먼저, 전해조(20)가 정해진 구역에 고정된 가이드에 안착되면, 전해조(20) 하부에 마련된 접속 장치를 통해, 전력 공급 라인(30), 기체 공급 라인(40) 및 기체 배출 라인(50)이 동시에 연결되어 접속된다.First, when the electrolyzer 20 is seated on a guide fixed to a predetermined area, the power supply line 30, the gas supply line 40, and the gas discharge line 50 are connected through a connection device provided under the electrolytic cell 20. Simultaneously connected and connected.

이후, 전해환원 모듈 플랜지(10)가 전해조(20)의 프레임 구조물에 안착되어 설치된다. 이때, 전해환원 모듈 플랜지(10)에 설치된 전기 접속 유닛(400)은 전해조(20)에 접속된 전력 공급 라인(30)에 결합될 수 있다. 마찬가지로, 전해환원 모듈 플랜지(10)에 설치된 기체 매니폴드 유닛(300)은 전해조(20)의 후측에 설치된 기체 공급 라인(40) 및 기체 배출 라인(50)과 결합이 진행될 수 있다. Thereafter, the electrolytic reduction module flange 10 is seated and installed on the frame structure of the electrolytic cell 20. At this time, the electrical connection unit 400 installed on the electrolytic reduction module flange 10 may be coupled to the power supply line 30 connected to the electrolytic cell 20. Similarly, the gas manifold unit 300 installed on the electrolytic reduction module flange 10 may be combined with the gas supply line 40 and the gas discharge line 50 installed on the rear side of the electrolytic cell 20.

이에 따라, 장치 모듈의 분리와 결합에 복잡한 원격작업을 수반하는 종래 전해환원 시스템과 달리 모듈 설치 과정에서 2단계 접속이 자연스럽게 발생하므로 획기적인 원격운전 단순화가 예상된다.Accordingly, unlike the conventional electrolytic reduction system, which involves complicated remote work for separation and combination of device modules, a two-step connection occurs naturally in the module installation process, and thus, a revolutionary remote operation simplification is expected.

한편, 전해환원 공정을 진행하기 위해서, 먼저 히터(21)에 전력을 인가하여 용융염 온도가 약 650℃로 유지되도록 제어한다. 이후, 산화물 연료를 담고 있는 음극 모듈(220) 및 양극 모듈(210)을 전해조(20)의 용융염 전해질 내에 각각 침지시킨 후, 음극 모듈(220) 및 양극 모듈(210)에 전력을 인가하여 전해조(20) 내 전기화학 공정을 진행한다.Meanwhile, in order to proceed with the electrolytic reduction process, first, electric power is applied to the heater 21 to control the molten salt temperature to be maintained at about 650°C. Thereafter, the anode module 220 and the anode module 210 containing the oxide fuel are immersed in the molten salt electrolyte of the electrolytic cell 20, respectively, and then the electric power is applied to the cathode module 220 and the anode module 210 to apply electric power. (20) My electrochemical process is performed.

이러한 과정에서, 음극 모듈(220)의 음극 바스켓(221) 내 수용된 산화물 연료는, 금속 형태로 변환될 수 있다. 금속전환 공정이 종료되면 음극 모듈(220)의 음극 바스켓(221)은 인출되며, 염증류 공정이나 전해정련 공정과 같은 후속 공정으로 보내지게 된다. In this process, the oxide fuel accommodated in the cathode basket 221 of the cathode module 220 may be converted into a metal form. When the metal conversion process is completed, the cathode basket 221 of the cathode module 220 is withdrawn and sent to a subsequent process such as an inflammatory process or an electrorefining process.

전해환원 공정을 연속적으로 수행하기 위하여, 산화물 연료가 담겨진 음극 모듈(220)을 플랜지 본체(100)에 다시 장착한 후, 음극 모듈(220) 및 양극 모듈(210)에 전력을 인가하여 전기화학 공정을 수행한다.In order to continuously perform the electrolytic reduction process, the anode module 220 containing the oxide fuel is mounted on the flange body 100 again, and then the electric power is applied to the cathode module 220 and the anode module 210 to perform an electrochemical process. To perform.

상술한 바와 같이, 본 발명은 기본 구성을 유지하면서도, 사용후핵연료 전해환원 공정을 위한 양극 모듈 및 음극 모듈 조합을 쉽게 확장할 수 있으므로, 공정 처리 용량을 효과적으로 조정할 수 있고, 플랜지 모듈의 설치와 동시에 전기 및 기체 접속이 이루어지므로, 원격작업으로 수행되는 공정 운전에 편의성을 제공할 수 있고, 이를 용융염 기반의 전기화학 공정장치로 쉽게 확대 적용 가능하고, 양극으로부터 발생되는 고온의 반응 기체를 이중관 구조로 냉각시킴으로써, 관로 부식을 최소화할 수 있고, 고온 부식성 가스에 의한 가스 배관 손상 시 매니폴드 모듈만 현장에서 교체 가능함으로써 작업 시간과 유지보수 비용을 크게 줄일 수 있다는 등의 우수한 장점을 갖는다.As described above, the present invention can easily expand the combination of the anode module and the cathode module for the spent fuel electrolytic reduction process while maintaining the basic configuration, so that the process processing capacity can be effectively adjusted, and at the same time as the installation of the flange module. Since electrical and gas connections are made, it is possible to provide convenience for process operation performed remotely, and it can be easily expanded and applied to a molten salt-based electrochemical process device, and double-tube structure of high-temperature reaction gas generated from the anode By cooling with a furnace, the pipeline corrosion can be minimized, and when the gas pipe is damaged by the high-temperature corrosive gas, only the manifold module can be replaced in the field, thereby significantly reducing work time and maintenance costs.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand. For example, a person skilled in the art can change the material, size, and the like of each component according to the application field, or combine or replace the embodiments to implement them in a form not explicitly disclosed in the embodiments of the present invention. It is not beyond the scope of. Therefore, the embodiments described above are illustrative in all respects and should not be understood as limiting, and it should be said that these modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.

1 :전해환원 시스템 10 :전해환원 모듈 플랜지
20 :전해조 30 :전력 공급 라인
40 :기체 공급 라인 50 :기체 배출 라인
100 :플랜지 본체 110 :전극 슬롯
200 :전극 유닛 210 :양극 모듈
220 :음극 모듈 300 :기체 매니폴드 유닛
310 :기체 하우징 320 :기체 공급관
330 :기체 배출관 340 :제 1 접속구
350 :제 2 접속구 400 :전기 접속 유닛
410 :고정 소켓 420 :전극 블록
430 :전극 버스 바 440 :가이드 핀
450 :전극 스프링1: Electrolytic reduction system 10: Electrolytic reduction module flange
20: electrolytic tank 30: power supply line
40: gas supply line 50: gas discharge line
100: flange body 110: electrode slot
200: electrode unit 210: anode module
220: cathode module 300: gas manifold unit
310: gas housing 320: gas supply pipe
330: gas discharge pipe 340: first connection port
350: second connection port 400: electrical connection unit
410: fixed socket 420: electrode block
430: electrode bus bar 440: guide pin
450:electrode spring

Claims (24)

전해환원 공정을 위한 전해조에 안착 가능하고, 복수개의 전극 슬롯이 형성된 플랜지 본체;
복수개의 상기 전극 슬롯에 삽입 가능한 전극 유닛;
불활성 기체를 상기 전해조에 제공하고, 상기 전극 유닛에서 발생된 반응 기체를 외부로 배출하는 기체 매니폴드 유닛; 및
상기 플랜지 본체가 상기 전해조에 안착될 때, 상기 전해조와 전기적으로 연결되도록 상기 플랜지 본체에 제공되는 전기 접속 유닛을 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.A flange body that is seated in an electrolytic cell for an electrolytic reduction process and has a plurality of electrode slots;
An electrode unit insertable into a plurality of the electrode slots;
A gas manifold unit that provides an inert gas to the electrolytic cell and discharges reaction gas generated in the electrode unit to the outside; And
When the flange body is seated in the electrolytic cell, the electrolytic reduction module flange comprising an electrical connection unit provided in the flange body to be electrically connected to the electrolytic cell. 제 1 항에 있어서,
상기 전극 유닛을 상기 전극 슬롯에 고정하도록 상기 플랜지 본체에 마련되는 클램프 유닛을 더 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.According to claim 1,
An electrolytic reduction module flange further comprising a clamp unit provided on the flange body to fix the electrode unit to the electrode slot. 제 2 항에 있어서,
상기 클램프 유닛은
상기 플랜지 본체에 장착되는 액츄에이터;
상기 전극 유닛이 상기 전극 슬롯에 고정되도록 가압 스프링을 통해 상기 전극 유닛을 푸쉬하는 가압편; 및
상기 가압편이 상기 전극 유닛을 푸쉬하도록 상기 액츄에이터 및 상기 가압편 사이를 구동 연결하는 토션 바를 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.According to claim 2,
The clamp unit
An actuator mounted to the flange body;
A pressing piece for pushing the electrode unit through a pressing spring so that the electrode unit is fixed to the electrode slot; And
An electrolytic reduction module flange including a torsion bar for driving connection between the actuator and the pressing piece so that the pressing piece pushes the electrode unit. 제 1 항에 있어서,
상기 전극 유닛은
양극 모듈을 포함하고,
상기 양극 모듈은
양극과, 상기 양극이 삽입 가능한 양극 슬롯을 제공하는 양극 플레이트;
상기 양극이 삽입되는 수용공간이 형성되도록 상기 양극 플레이트에 제공되는 양극 커버; 및
상기 수용공간 내 발생된 반응 기체를 기체 매니폴드 유닛을 통해 배출시키기 위한 양극 배출관을 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.According to claim 1,
The electrode unit
Anode module,
The anode module
An anode and an anode plate providing an anode slot into which the anode can be inserted;
An anode cover provided on the anode plate so that an accommodation space in which the anode is inserted is formed; And
An electrolytic reduction module flange including an anode discharge pipe for discharging the reaction gas generated in the accommodation space through the gas manifold unit. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 전극 유닛은
음극 모듈을 포함하고,
상기 음극 모듈은
연료가 수용되는 음극 바스켓; 및
상기 연료에 전기를 제공하는 음극 플레이트를 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.The method according to claim 1 or 4,
The electrode unit
A cathode module,
The cathode module
A cathode basket in which fuel is accommodated; And
An electrolytic reduction module flange comprising a cathode plate that provides electricity to the fuel. 제 1 항에 있어서,
상기 기체 매니폴드 유닛은
상기 불활성 기체를 수용 가능한 기체 하우징;
상기 기체 하우징에 수용된 상기 불활성 기체를 상기 전해조에 공급하기 위해, 상기 기체 하우징의 하부에 연통되게 마련되는 기체 공급관; 및
상기 기체 하우징의 내부에 관통하여 설치되고, 유입단이 상기 전극 유닛과 연결가능하도록 상부에 위치되고, 배출단이 상기 기체 배출부에 연결되도록 하부에 위치되는 기체 배출관을 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.According to claim 1,
The gas manifold unit
A gas housing accommodating the inert gas;
A gas supply pipe provided in communication with a lower portion of the gas housing to supply the inert gas accommodated in the gas housing to the electrolytic cell; And
An electrolytic reduction module flange including a gas discharge pipe installed through the inside of the gas housing, the inlet end being positioned at an upper portion to be connected to the electrode unit, and the outlet end being located at a lower portion to be connected to the gas outlet. 제 6 항에 있어서,
상기 기체 배출관은,
일측 단부에 상기 불활성 기체의 유입을 위해 마련되는 기체 유입부; 및
타측 단부에 상기 반응 기체의 배출을 위해 마련되는 기체 배출부를 포함하고,
상기 기체 배출관의 배출단이 상기 기체 배출부에 연결되도록 상기 기체 배출관의 하부에 위치되는 전해환원 모듈 플랜지.The method of claim 6,
The gas discharge pipe,
A gas inlet provided at one end for inflow of the inert gas; And
The other end includes a gas discharge portion provided for discharge of the reaction gas,
An electrolytic reduction module flange located at a lower portion of the gas discharge pipe so that the discharge end of the gas discharge pipe is connected to the gas discharge portion. 제 7 항에 있어서,
상기 기체 매니폴드 유닛은
상기 불활성 기체를 제공하는 기체 공급 라인과 연결 가능하도록 상기 기체 유입부에 마련되는 제 1 접속구; 및
상기 반응 기체를 배출시키는 기체 배출 라인과 연결 가능하도록 상기 기체 배출부에 마련되는 제 2 접속구를 더 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.The method of claim 7,
The gas manifold unit
A first connector provided in the gas inlet to be connected to a gas supply line providing the inert gas; And
An electrolytic reduction module flange further comprising a second connection port provided in the gas discharge portion to be connectable with a gas discharge line for discharging the reaction gas. 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 접속구는
상기 기체 공급 라인의 단부가 삽입 가능한 제 1 접속 바디부;
상기 기체 공급 라인의 단부와 접속가능하도록 상기 제 1 접속 바디부에 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 제 1 연결부; 및
상기 기체 공급 라인의 단부와 상기 제 1 연결부 간의 접속시, 상기 기체 공급 라인의 단부에 상기 제 1 연결부를 밀착시키기 위한 탄성력을 상기 제 1 연결부에 제공하는 제 1 스프링부를 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.The method of claim 8,
The first connection port
A first connection body part into which an end of the gas supply line is insertable;
A first connection portion slidably mounted to the first connection body portion so as to be connected to an end portion of the gas supply line; And
When connecting between the end of the gas supply line and the first connection portion, the electrolytic reduction module flange including a first spring portion that provides an elastic force for bringing the first connection portion into close contact with the end of the gas supply line. 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 접속구는
상기 기체 배출 라인의 단부가 삽입 가능한 제 2 접속 바디부;
상기 기체 배출 라인의 단부와 접속가능하도록 상기 제 2 접속 바디부에 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 제 2 연결부; 및
상기 기체 배출 라인의 단부와 상기 제 2 연결부 간의 접속시, 상기 기체 배출 라인의 단부에 상기 제 2 연결부를 밀착시키기 위한 탄성력을 상기 제 2 연결부에 제공하는 제 2 스프링부를 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.The method of claim 8,
The second connection port
A second connecting body part into which an end of the gas discharge line is insertable;
A second connection portion slidably mounted to the second connection body portion so as to be accessible with an end portion of the gas discharge line; And
When connecting between the end of the gas discharge line and the second connection portion, the electrolytic reduction module flange including a second spring portion that provides an elastic force for bringing the second connection portion into close contact with the end of the gas discharge line. 제 1 항에 있어서,
상기 전기 접속 유닛은
상기 플랜지 본체에 설치되는 고정 소켓;
외부 전력을 공급받기 위한 전력 공급 라인과 접속 가능하도록 상기 고정 소켓의 내측공간에서 슬라이딩 이동 가능하게 장착되고, 측벽에 가이드홈이 형성되는 전극 블록;
상기 전극 블록과 전기적으로 접속되도록 상기 고정 소켓의 내측공간에 마련되는 전극 버스 바;
단부가 상기 가이드홈에 위치되도록 상기 고정 소켓 및 상기 전극 버스 바를 관통하는 가이드 핀; 및
상기 전극 버스 바가 상기 전극 블록에 접속될 때, 상기 전극 블록을 탄성 지지하는 전극 스프링을 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.According to claim 1,
The electrical connection unit
A fixed socket installed on the flange body;
An electrode block that is slidably mounted in an inner space of the fixed socket to be connected to a power supply line for receiving external power, and has a guide groove formed on a side wall;
An electrode bus bar provided in an inner space of the fixed socket to be electrically connected to the electrode block;
A guide pin penetrating the fixed socket and the electrode bus bar so that an end portion is located in the guide groove; And
When the electrode bus bar is connected to the electrode block, an electrolytic reduction module flange including an electrode spring elastically supporting the electrode block. 제 11 항에 있어서,
상기 전극 스프링은
상기 전극 블록이 상기 전력 공급 라인의 전력 버스 바에 밀착되도록 상기 고정 소켓의 내측공간에서 상기 전극 블록을 탄성 지지하는 제 1 스프링; 및
상기 전극 블록이 상기 전극 버스 바에 밀착되도록 상기 고정 소켓의 내측공간에서 상기 전극 블록을 탄성 지지하는 제 2 스프링을 포함하는 전해환원 모듈 플랜지.The method of claim 11,
The electrode spring
A first spring elastically supporting the electrode block in an inner space of the fixed socket so that the electrode block is in close contact with the power bus bar of the power supply line; And
An electrolytic reduction module flange including a second spring elastically supporting the electrode block in an inner space of the fixing socket so that the electrode block is in close contact with the electrode bus bar. 전해환원 공정을 위한 전해조;
상기 전해조에 조립 가능한 전해환원 모듈 플랜지;
외부 전력을 상기 전해환원 모듈 플랜지에 공급하는 전력 공급 라인;
불활성 기체를 상기 전해환원 모듈 플랜지에 제공하기 위한 기체 공급 라인; 및
상기 전해환원 모듈 플랜지에서 배출되는 반응 기체를 외부로 배출하기 위한 기체 배출 라인을 포함하고,
상기 전해환원 모듈 플랜지는,
전해환원 공정을 위한 전해조에 안착 가능하고, 복수 개의 전극 슬롯이 형성된 플랜지 본체;
복수 개의 상기 전극 슬롯에 삽입 가능한 전극 유닛;
불활성 기체를 상기 전해조에 제공하고, 상기 전극 유닛에서 발생된 반응 기체를 외부로 배출하는 기체 매니폴드 유닛; 및
상기 플랜지 본체가 상기 전해조에 안착될 때, 상기 전해조와 전기적으로 연결되도록 상기 플랜지 본체에 제공되는 전기 접속 유닛을 포함하는 전해환원 시스템.An electrolytic cell for an electrolytic reduction process;
An electrolytic reduction module flange that can be assembled in the electrolytic cell;
A power supply line supplying external power to the electrolytic reduction module flange;
A gas supply line for providing an inert gas to the electrolytic reduction module flange; And
A gas discharge line for discharging the reaction gas discharged from the electrolytic reduction module flange to the outside,
The electrolytic reduction module flange,
A flange body that is seated in an electrolytic cell for an electrolytic reduction process and has a plurality of electrode slots;
An electrode unit insertable into a plurality of the electrode slots;
A gas manifold unit that provides an inert gas to the electrolytic cell and discharges reaction gas generated in the electrode unit to the outside; And
And an electrical connection unit provided on the flange body to be electrically connected to the electrolytic cell when the flange body is seated on the electrolytic cell. 제 13 항에 있어서,
상기 전극 유닛을 상기 전극 슬롯에 고정하도록 상기 플랜지 본체에 마련되는 클램프 유닛을 더 포함하는 전해환원 시스템.The method of claim 13,
Electrolytic reduction system further comprises a clamp unit provided on the flange body to secure the electrode unit to the electrode slot. 제 14 항에 있어서,
상기 클램프 유닛은
상기 플랜지 본체에 장착되는 액츄에이터;
상기 전극 유닛이 상기 전극 슬롯에 고정되도록 가압 스프링을 통해 상기 전극 유닛을 푸쉬하는 가압편; 및
상기 가압편이 상기 전극 유닛을 푸쉬하도록 상기 액츄에이터 및 상기 가압편 사이를 구동 연결하는 토션 바를 포함하는 전해환원 시스템.The method of claim 14,
The clamp unit
An actuator mounted to the flange body;
A pressing piece for pushing the electrode unit through a pressing spring so that the electrode unit is fixed to the electrode slot; And
And a torsion bar that drives and connects the actuator and the pressing piece so that the pressing piece pushes the electrode unit. 제 13 항에 있어서,
상기 전극 유닛은
양극 모듈을 포함하고,
상기 양극 모듈은,
양극;
상기 양극이 삽입 가능한 양극 슬롯을 제공하는 양극 플레이트;
상기 양극이 삽입되는 수용공간이 형성되도록 상기 양극 플레이트에 제공되는 양극 커버; 및
상기 수용공간 내 발생된 반응 기체를 상기 기체 매니폴드 유닛을 통해 배출시키기 위한 양극 배출관을 포함하는 전해환원 시스템.The method of claim 13,
The electrode unit
Anode module,
The anode module,
anode;
An anode plate providing an anode slot into which the anode is insertable;
An anode cover provided on the anode plate so that an accommodation space in which the anode is inserted is formed; And
And an anode discharge pipe for discharging the reaction gas generated in the accommodation space through the gas manifold unit. 제 13 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 전극 유닛은
음극 모듈을 포함하고,
상기 음극 모듈은,
연료가 수용되는 음극 바스켓; 및
상기 연료에 전기를 제공하는 음극 플레이트를 포함하는 전해환원 시스템.The method of claim 13 or 16,
The electrode unit
A cathode module,
The cathode module,
A cathode basket in which fuel is accommodated; And
An electrolytic reduction system comprising a cathode plate that provides electricity to the fuel. 제 13 항에 있어서,
상기 기체 매니폴드 유닛은
상기 불활성 기체를 수용 가능한 기체 하우징;
상기 기체 하우징에 수용된 상기 불활성 기체를 상기 전해조에 공급하기 위해, 상기 기체 하우징의 하부에 연통되게 마련되는 기체 공급관; 및
상기 기체 하우징의 내부에 관통하여 설치되고, 유입단이 상기 전극 유닛과 연결 가능하도록 상부에 위치되는 기체 배출관을 포함하는 전해환원 시스템.The method of claim 13,
The gas manifold unit
A gas housing accommodating the inert gas;
A gas supply pipe provided in communication with a lower portion of the gas housing to supply the inert gas accommodated in the gas housing to the electrolytic cell; And
It is installed through the inside of the gas housing, the electrolytic reduction system including a gas discharge pipe positioned at the top so that the inlet end can be connected to the electrode unit. 제 18 항에 있어서,
상기 기체 배출관은,
일측 단부에 상기 불활성 기체의 유입을 위해 마련되는 기체 유입부; 및
타측 단부에 상기 반응 기체의 배출을 위해 마련되는 기체 배출부를 포함하고,
상기 기체 배출관의 배출단이 상기 기체 배출부에 연결되도록 상기 기체 배출관의 하부에 위치되는 전해환원 시스템.The method of claim 18,
The gas discharge pipe,
A gas inlet provided at one end for inflow of the inert gas; And
The other end includes a gas discharge portion provided for discharge of the reaction gas,
An electrolytic reduction system located at the lower portion of the gas discharge pipe so that the discharge end of the gas discharge pipe is connected to the gas discharge portion. 제 19 항에 있어서,
상기 기체 매니폴드 유닛은
상기 기체 공급 라인과 연결 가능하도록 상기 기체 유입부에 마련되는 제 1 접속구; 및
상기 기체 배출 라인과 연결 가능하도록 상기 기체 배출부에 마련되는 제 2 접속구를 더 포함하는 전해환원 시스템.The method of claim 19,
The gas manifold unit
A first connection port provided in the gas inlet to be connected to the gas supply line; And
Electrolytic reduction system further comprises a second connection provided in the gas discharge portion to be connected to the gas discharge line. 제 20 항에 있어서,
상기 제 1 접속구는
상기 기체 공급 라인의 단부가 삽입 가능한 제 1 접속 바디부;
상기 기체 공급 라인의 단부와 접속가능하도록 상기 제 1 접속 바디부에 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 제 1 연결부; 및
상기 기체 공급 라인의 단부와 상기 제 1 연결부 간의 접속시, 상기 기체 공급 라인의 단부에 상기 제 1 연결부를 밀착시키기 위한 탄성력을 상기 제 1 연결부에 제공하는 제 1 스프링부를 포함하는 전해환원 시스템.The method of claim 20,
The first connection port
A first connection body part into which an end of the gas supply line is insertable;
A first connection portion slidably mounted to the first connection body portion so as to be connected to an end portion of the gas supply line; And
When connecting between the end of the gas supply line and the first connection portion, the electrolytic reduction system including a first spring portion that provides an elastic force for bringing the first connection portion into close contact with the end portion of the gas supply line. 제 20 항에 있어서,
상기 제 2 접속구는
상기 기체 배출 라인의 단부가 삽입 가능한 제 2 접속 바디부;
상기 기체 배출 라인의 단부와 접속가능하도록 상기 제 2 접속 바디부에 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 제 2 연결부; 및
상기 기체 배출 라인의 단부와 상기 제 2 연결부 간의 접속시, 상기 기체 배출 라인의 단부에 상기 제 2 연결부를 밀착시키기 위한 탄성력을 상기 제 2 연결부에 제공하는 제 2 스프링부를 포함하는 전해환원 시스템.The method of claim 20,
The second connection port
A second connecting body part into which an end of the gas discharge line is insertable;
A second connection portion slidably mounted to the second connection body portion so as to be accessible with an end portion of the gas discharge line; And
And a second spring portion that provides an elastic force for bringing the second connection portion into close contact with the end portion of the gas discharge line when connecting between the end portion of the gas discharge line and the second connection portion. 제 13 항에 있어서,
상기 전기 접속 유닛은
상기 플랜지 본체에 설치되는 고정 소켓;
외부 전력을 공급받기 위한 전력 공급 라인과 접속 가능하도록 상기 고정 소켓의 내측공간에서 슬라이딩 이동 가능하게 장착되고, 측벽에 가이드홈이 형성되는 전극 블록;
상기 전극 블록과 전기적으로 접속되도록 상기 고정 소켓의 내측공간에 마련되는 전극 버스 바;
단부가 상기 가이드홈에 위치되도록 상기 고정 소켓 및 상기 전극 버스 바를 관통하는 가이드 핀; 및
상기 전극 버스 바가 상기 전극 블록에 접속될 때, 상기 전극 블록을 탄성 지지하는 전극 스프링을 포함하는 전해환원 시스템.The method of claim 13,
The electrical connection unit
A fixed socket installed on the flange body;
An electrode block that is slidably mounted in an inner space of the fixed socket to be connected to a power supply line for receiving external power, and has a guide groove formed on a side wall;
An electrode bus bar provided in an inner space of the fixed socket to be electrically connected to the electrode block;
A guide pin penetrating the fixed socket and the electrode bus bar so that an end portion is located in the guide groove; And
And an electrode spring elastically supporting the electrode block when the electrode bus bar is connected to the electrode block. 제 23 항에 있어서,
상기 전극 스프링은
상기 전극 블록이 상기 전력 공급 라인의 전력 버스 바에 밀착되도록 상기 고정 소켓의 내측공간에서 상기 전극 블록을 탄성 지지하는 제 1 스프링; 및
상기 전극 블록이 상기 전극 버스 바에 밀착되도록 상기 고정 소켓의 내측공간에서 상기 전극 블록을 탄성 지지하는 제 2 스프링을 포함하는 전해환원 시스템.The method of claim 23,
The electrode spring
A first spring elastically supporting the electrode block in an inner space of the fixed socket so that the electrode block is in close contact with the power bus bar of the power supply line; And
And a second spring elastically supporting the electrode block in an inner space of the fixed socket so that the electrode block is in close contact with the electrode bus bar.
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