KR800001691B1

KR800001691B1 - Fluid pressure apparatus for recovering fuel pellets from nuclear fuel elements

Info

Publication number: KR800001691B1
Application number: KR7703027A
Authority: KR
Inventors: 쥬니어 콜라런스 다니엘죤
Original assignee: 글렌 이 니트필드; 웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀
Priority date: 1977-12-24
Filing date: 1977-12-24
Publication date: 1980-12-31

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Hydraulic method for removing fuel pellets from nuclear fuel elements

제1도는 개방 상태에서의 연료요소 집합체의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of a fuel element assembly in an open state;

제2도는 폐쇄상태에서의 연료요소 집합체의 종단면도.2 is a longitudinal sectional view of the fuel element assembly in a closed state.

제3도는 제2도의 III-III선을 따른 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.

제4도는 제2도의 IV-IV선을 다른 단면도.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2;

제5도는 겉장치를 빼어버린 상태의 종단면.5 is a longitudinal section with the outer device removed.

본 발명은 핵연료 요소로부터 연료 펠레트(pellet)를 제게하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for removing a fuel pellet from a nuclear fuel element.

원자로의 노심은 연료요소들을 포함하는 연료요소 집합체의 단일배열 또는 복수배열로 이루어진다. 연료요소는 일반적으로 핵연료를 포함하며 양끝이 밀폐된 원통형의 금속 피복관이다.The core of the reactor consists of a single array or multiple arrays of fuel element assemblies containing fuel elements. The fuel element is a cylindrical metal cladding tube which generally contains nuclear fuel and is sealed at both ends.

일례로서 우라늄 화합물의 세라믹(Ceramic) 연료 펠레트를 핵연료로서 금속 피복관내에 채워넣을 수 있다. 원자로가 운전하는 동안 공지된 기술에서와 같이 열이 발생되는 동안 핵분열 가스와 같은 분열 생성물을 방출하면서 핵연료 펠레트는 분열된다.As an example, a ceramic fuel pellet of uranium compound may be filled into a metal cladding tube as nuclear fuel. While the reactor is operating, the nuclear fuel pellets split while releasing fission products such as fission gases during heat generation, as is known in the art.

그러한 연료요소를 제조하는 동안, 금속피복관에 연료 펠레트를 채워 그 끝을 밀폐시키는 것이 필요하다. 때때로 이 작업을 하는 과정에서, 피복에 연료장진 과정 또는 연료 펠레트등에 결함이 나타나, 부득이하게 각각의 연료요소를 긁히게하는 경우가 있을 수 있다. 결함이 있는 연료요소가 그렇게 긁혔을 때, 가능한 한 많은 연료요소를 폐물로 이용하려는 것이 통상의 경우이다. 연료펠레트가 금속 피복관내에 단단히 장진되어 있기 때문에, 전통적으로 연료요소를 이용하는 상기 방법은 연료펠레트를 제거하는데 폭발수단을 사용하여 왔다. 일례로서, 종전기술에서 공지된 바, 금속피복관을 자르거나 연료 펠레트를 부숨으로써 연료 펠레트 부분을 폐물로 이용했다. 역시 금속피복관을 길이 방향으로 열리도록 잘라서 연료 펠리트를 제거하기 위해 레이저나 기계공구를 사용했다. 그러나 이러한 기술로서는 연료 펠레트와 금속 피복관을 파손시키거나, 다른 재료로 오염이 되어 결국 핵 연료의 회수율이 낮아지거나 금속 피복관의 전체, 파손을 초래하게 한다.During the manufacture of such fuel elements, it is necessary to fill the fuel pellets with metal sheaths and seal their ends. Occasionally in the course of doing this, there may be cases in which the coating of the fuel filling process or the fuel pellets may be defective, inevitably scratching each fuel element. When a defective fuel element is so scratched, it is common to attempt to use as much fuel element as possible for waste. Since fuel pellets are firmly embedded in metal cladding, the method using fuel elements has traditionally used explosive means to remove fuel pellets. As an example, as known in the prior art, the fuel pellet portion was used as a waste by cutting a metal coating tube or crushing the fuel pellet. Laser or mechanical tools were also used to cut the metal sheath to open in the longitudinal direction to remove fuel pellets. However, this technique causes the fuel pellets and the metal cladding to be broken, or is contaminated with other materials, resulting in a low recovery of nuclear fuel or the total or breakage of the metal cladding.

구너러튼등에 있는 영국 특허원 제1,097,597에, 피복관내 있는 연료의 온도보다 피복관의 온도를 올려 주기 위해 피복관에 고주파 교류를 흘려서 핵연료요소로부터 금속피복관을 제거하는 방법이 기술되어 있다. 피복관의 온도가 올라가면 피복관이 연해지고 팽창되어 초음파 장치나 유연성있게 설치한 스크래퍼(scraper) 또는 강판등으로 피복관을 제거할 수 있다. 이 방법으로서는 연료펠레트의 이용율은 높일수 있으나, 스크래퍼 또는 강판은 피복관을 못쓰게 만든다. 더구나, 구너러튼은 강판이 작동하면, 보다 복잡한 장치에 교류를 흘려보내야 된다는 것을 언급했다.British Patent Application No. 1,097,597 to Gunnerton et al. Describes a method for removing a metal cladding tube from a nuclear fuel element by flowing a high frequency alternating current to the cladding tube to raise the temperature of the cladding tube above the temperature of the fuel in the cladding tube. When the temperature of the cladding tube rises, the cladding tube is softened and expanded so that the cladding tube can be removed by an ultrasonic device or a flexibly installed scraper or steel sheet. In this method, the utilization rate of fuel pellets can be increased, but scrapers or steel sheets can be used to cover the cladding. Furthermore, Gunnerton noted that once the steel plate is working, it must flow alternating current to more complex devices.

본 발명의 목적은, 연료 펠레트에 파손됨이 없이 연료 피복관으로부터 연료 펠레트를 쉽게 제거하도록 하는 간단한 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a simple method for easily removing fuel pellets from a fuel cladding without damaging the fuel pellets.

이러한 관점에서 볼때, 연료요소의 금속 피복관으로부터 연료 펠레트를 제거하는, 본 발명은 다음과 같은 특징이 있다. 즉, 상기 연료요소(10)의 한끝에 개구(16)을 만들어 두어, 이곳을 통해 고압액체가 상기 피복관(12)내로 들어가 내부적으로 상기 연료요소(10)에 압력을 가하게 되고 상기 금속 피복관(12)을 팽창시켜 상기 연료 펠레트(14)로 부터 떨어지게 하며, 결국 상기 금속 피복관(12)로부터 연료 펠레트(14)를 미끄러져 빠져나오게 할 수 있도록 피복관을 잘라준다.In view of this, the present invention, which removes fuel pellets from the metal cladding of the fuel element, has the following features. That is, an opening 16 is made at one end of the fuel element 10, through which the high pressure liquid enters the cladding tube 12 to internally pressurize the fuel element 10 and the metal cladding tube 12. ) Is cut off from the fuel pellets 14, and the cut tube is cut so that the fuel pellets 14 can slide out of the metal cladding 12.

도면을 참조하여 하나의 양호한 실시예를 보면서 상술함으로써 본 발명을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.The present invention will be readily understood by referring to the drawings and referring to one preferred embodiment.

제1도에서 보면, 연료요소 10은 일반적으로, 금속피복관 12, 그 피복관12의 끝에 위치한 플러그 13과 피복관내에 장진시킨 연료 펠레트 14로 이루어져 있다. 연료 펠레트 14를 지지하고 분렬가스를 모으기에 충분한 공간을 제공하도록 펠레트14와 플러그 13사이에 스프링15를 위치시킬 수도 있다. 금속피복관 12와 그 끝부분에 있는 플러그 13은 지르코늄이나 다른 상용의 연료요소 재료로 만들 수 있고 연료 펠레트는 우라늄 혼합물의 세라믹 연료 펠레트로 제조할 수 있다. 장치하기 전에, 종전 기술에서 공지된 방법으로, 금속 피복관 12의 끝에 테이퍼한 개구를 만들기 위해 플러그 13에 테이퍼 구멍 16을 드릴링 한다. 그러면 연료요소 10은 콜렛(Collet) 18속으로 들어가 구멍 16이 있는 플러그 13을 가진 금속 피복관 12의 끝은 콜렛 18을 지나 그안으로 계속 연장되게 된다. 콜렛 18은 금속 피복관12의 외면과 만나는 원주형 내면을 갖고, 근접된 부재의 표면과 만나는 외면도 갖는다. 제3도에서 보듯이 콜렛 18에는 세로축 방향의 홈 19도 있는데 이 홈은 내부표면으로부터 콜렛 18을 유연성있게 하는 바깥면까지 연장된다. 콜렛 18은 보통 재료로서 만들 수 있으며, 도면에서와 같은 모양으로 만들 수 있다. 콜렛18의 바깥쪽면 26에 적합한 내면 24를 갖는 콜렛 폐쇄슬리브22가 콜렛18주위에 위치되는 동안, 충분히 원주형 몸체 20에 위치시킨 선단부가 콜렛18에 있다. 콜렛 폐쇄슬리브22에는 그 선단부 가까이에 플랜지 28이 있다. 콜렛 핸드 너트 플랜지 32를 갖는 콜렛핸드 너트 30은 플랜지 32와 플랜지 28이 근접되는 콜렛 폐쇄슬리브 22주위에 정렬된다. 콜렛핸드 너트30은 몸체 20의 두번째 스레드(thread) 36과 대응하는 첫번째 스래드34를 갖는다. 두번째 스래드36과 함께 첫번째 스레드 34는 몸체 20의 세로축으로 콜렛핸드너트 30을 돌려 이 너트의 플랜지 32가 외면 26의 반대쪽의 내면 24를 당겨서 플랜지 28과 만나게하는 하나의 기구(mechamsm)를 제공한다. 게다가, 콜렛핸드너트30을 돌려줌으로써 콜렛폐쇄슬리브 22가 콜렛 18에 힘을 가해 전체 20, 금속 피복관 12와 만나게하여 제2도에서 보는 바와같이 연료요소 12를 견고히 유지시킨다. 세로축 방향의 홈 19는 콜렛 18에 유연성을 주어 제자리에 연료장치 10을 유지시키는 동안 몸체 20에 견고히 접합되도록 한다. 다시 제1도에서, 몸체 20에는 그 내면을 따라 놓여있는 내부 스레드 38이 있다. 잼(jamb) 너트 42에는 내부 스레드 38을 보완해주는 외부스레드 42가 있는데, 이 너트 40은 몸체 20내에 위치된다. 내부스레드 38과 외부스레드 42는 종전기술에서도 잘 알 수 있듯이 오른나사 이음을 형성한다. 원주형 금속고리인 슬리브 44는 잼 너트 40의 카운터 보어(Counter bore) 46에 위치된다. 고압튜브 48은 잼, 너트40을 통해 위치되며, 왼나사 이음을 이루도록 슬리브 44의 네번재 스레드 52에 맞는 세번째 스레드 50을 갖는다. 고압튜브 48은 연료요소 10에 있는 구멍16에 맞는 노즐 54내에 형성된 선단부를 갖는다. 부가적으로 노즐 54는 연료요소 10의 단부상에 고정되는 내부스레드가 될 수도 있다. 고압튜브 48은 두껍게 튜브벽을 만들어, 1125kg/cm²이상의 압력을 나타내는 수조와 같은 고압유체원에 부각시킨다. 잼 너트 40은 오른나사 운동을 시켜 앞으로 전진시켜, 이로써 고압튜브 48이 전진되며 연료요소 10에 견고히 안착시킨다. 하반부 58과 상반부 60으로 이루어진 조정원형다이(splitdie) 56은 연료요소 10주위에 정렬되고, 콜렛 폐쇄 슬리브 22에 인접하게 된다. 하단부 58과 상반부 60은 모두 그 내부에 홈 62를 갖는데 이것은 금속 피복관 12의 외면에 직면하게 되어있다. 하반부 58과 금속 피복관12사이, 상반부 60과 금속피복관 12사이에는 약 0.035cm라는 작은 빈틈 64가 있다. 금속 피복관 12가 안쪽으로 압력을 받게 되면, 하반부 58과 상반부 60과 팽창 접촉되어 그 사이의 빈틈 64는 없어지게 된다. 빈틈 64의 크기는 금속 피복판 12의 재사용을 가능케 하는 허용 범위내에까지만 금속 피복관 12의 팽창을 제한하도록 택할수 있다. 금속 피복관 12에 압력을 줄때, 하반부 58과 상반부 60을 지지하도록 조정원형 다이 56 주위에 크랭핑기구 66을 설치시킨다. 이것은 조정원형 다이 56이 금속피복관 12의 팽창을 조절하고, 금속복관 12의 어떤 격렬한 팽창에 대해서도 주위를 보호하도록 한다.In FIG. 1, fuel element 10 generally consists of a metal sheath 12, a plug 13 located at the end of the sheath 12 and a fuel pellet 14 loaded in the sheath. A spring 15 may be placed between the pellet 14 and the plug 13 to provide sufficient space to support the fuel pellet 14 and to collect split gas. The metal sheath 12 and the plug 13 at its end can be made of zirconium or other commercially available fuel element materials, and the fuel pellets can be made from ceramic fuel pellets of uranium mixtures. Prior to installation, the taper hole 16 is drilled in the plug 13 to make a tapered opening at the end of the metal cladding 12 in a manner known in the art. The fuel element 10 then enters into collet 18 so that the end of the metal cladding 12 with plug 13 with hole 16 extends through and into collet 18. Collet 18 has a cylindrical inner surface that meets the outer surface of the metal cladding 12 and also has an outer surface that meets the surface of the adjacent member. As shown in Figure 3, collet 18 also has a longitudinal groove 19, which extends from the inner surface to the outer surface of the collet 18, which is flexible. Collet 18 can be made of ordinary materials and shaped as shown. While the collet closure sleeve 22 having an inner surface 24 suitable for the outer surface 26 of the collet 18 is positioned around the collet 18, the tip positioned at the sufficiently cylindrical body 20 is at the collet 18. The collet closing sleeve 22 has a flange 28 near its tip. The collet hand nut 30 with the collet hand nut flange 32 is aligned around the collet closing sleeve 22 in which the flange 32 and the flange 28 are proximate. The collet hand nut 30 has a first thread 34 corresponding to the second thread 36 of the body 20. Along with the second thread 36, the first thread 34 provides a mechanism for turning the collet handnut 30 in the longitudinal axis of the body 20 so that the flange 32 of this nut pulls the inner surface 24 on the opposite side of the outer surface 26 and meets the flange 28. . In addition, by returning the collet handnut 30, the collet closing sleeve 22 exerts a force on the collet 18 to meet the entire 20, the metal cladding 12, thereby holding the fuel element 12 firm as shown in FIG. The longitudinal groove 19 provides flexibility to the collet 18 so that it is firmly joined to the body 20 while holding the fuel device 10 in place. Again in FIG. 1, the body 20 has an internal thread 38 lying along its inner surface. The jam nut 42 has an outer thread 42 which complements the inner thread 38, which is located in the body 20. The inner thread 38 and the outer thread 42 form right-handed joints, as can be seen in the prior art. The cylindrical metal ring sleeve 44 is located in the counter bore 46 of the jam nut 40. The high pressure tube 48 is positioned through the jam, nut 40 and has a third thread 50 that fits into the fourth thread 52 of the sleeve 44 to form a left-handed joint. The high pressure tube 48 has a tip formed in the nozzle 54 that fits into the hole 16 in the fuel element 10. In addition, the nozzle 54 may be an internal thread fixed on the end of the fuel element 10. The high pressure tube 48 creates a thick tube wall and highlights a high pressure fluid source, such as a water bath, with a pressure of 1125 kg / cm ² or more. Jam nut 40 moves forward with a right-hand screw movement, thereby advancing high pressure tube 48 and seating firmly on fuel element 10. The splitdie 56, consisting of the lower half 58 and the upper half 60, is aligned around the fuel element 10 and is adjacent to the collet closing sleeve 22. The lower portion 58 and the upper half 60 both have grooves 62 therein that face the outer surface of the metal sheath 12. There is a small gap 64 of about 0.035 cm between the lower half 58 and the metal cladding 12, and between the upper half 60 and the metal cladding 12. When the metal cladding 12 is pressurized inward, the lower half 58 and the upper half 60 are in contact with each other, and the gap 64 therebetween disappears. The size of the gap 64 may be chosen to limit the expansion of the metal cladding 12 only to an allowable range allowing the reuse of the metal cladding 12. When pressure is applied to the metal cladding 12, a cranking mechanism 66 is installed around the adjusting die 56 to support the lower half 58 and the upper half 60. This allows the adjusting die 56 to control the expansion of the metal sheath 12 and to protect the surroundings against any violent expansion of the metal sheath 12.

[작동][work]

금속 피복관 12로부터 연료펠레트 14를 제거하기 위해 우선 보통 방법으로 단부플리그 13에 구멍 16을 드릴링한다. 다음 연료요소 10을 제1도에서와 같이 콜렛 18에 넣는다. 연료장치 10을 콜렛 18내에 넣은 다음, 콜렛 핸드 너트 30을 몸체 20 주위로 오른 나사 운동 시키면 콜렛 핸드 너트 플랜지 30이 전진하여 플랜지 28과 접합하게 된다. 이렇게 접하더라도 콜렛 핸드 너트 30은 계속 회전하여 너트 30의 진행방향에 일치하도록 플랜지 32가 플랜지 28을 끌어당긴다. 플랜지 28의 운동으로 콜렛 18의 방향으로 콜렛 폐쇄 슬리브 22를 전지시켜, 내면 24와 외면 26이 만나도록 한다. 그래서 콜렛 폐쇄슬리브 22가 콜렛 18과 만나, 콜렛 18은 몸체 20으로 강하게 밀어넣고 또 콜렛 18을 연료요소 10 주위에 결속되어 있게하여 제2도의 고정 위치에서처럼 연료요소 10을 보지하게끔 한다. 세로방향 홈 19는 콜렛 18내에 몸체 20이 적당히 들어갈 수 있도록 콜렛 18에 유연성을 준다.To remove the fuel pellets 14 from the metal cladding 12, first drill holes 16 in the end flags 13 in the usual way. Next, fuel element 10 is placed in collet 18 as shown in FIG. After inserting fuel unit 10 into collet 18 and then screwing collet hand nut 30 around body 20, collet hand nut flange 30 advances and engages flange 28. Even with this contact, the collet hand nut 30 continues to rotate and the flange 32 pulls the flange 28 to match the direction of travel of the nut 30. The movement of the flange 28 causes the collet closing sleeve 22 to run in the direction of the collet 18 so that the inner surface 24 and the outer surface 26 meet. So the collet closing sleeve 22 meets the collet 18, collet 18 is strongly pushed into the body 20 and holds the collet 18 bound around the fuel element 10 so as to retain the fuel element 10 as in the fixed position of FIG. The longitudinal grooves 19 provide flexibility to the collet 18 so that the body 20 fits properly in the collet 18.

조정원형 다이 56은 콜렛 폐쇄슬리브 22를 지나 연장되어 있는 연료요소 10의 연장부 주위에 위치하여 있다. 하반부 58은 연료요소 10의 하부에 콜렛 폐쇄슬리브 22와 인접하여 위치되어 상반부 60도 역시 같다. 이 위치에서 하반부 58과 상반부 60은 제4도에서와 같이 이들과 연료요소 10 사이를 유지하는 빈틈 64가 있는 동안에는 서로 만나고 있다. 다음 크램핑 기구 66으로서 상반부 60과 근접해 있는 하반부 58을 보지하도록 조정원형 다이 56 주위를 견고히 해준다. 고압튜브 48은 연료요소 10을 향해 삽입되 있어서, 노즐 54가 구멍 16내에 위치될때까지 카운터 보어 46쪽으로 슬리브 44를 미끄러지게끔 한다. 이 위치에 있는 동안, 잼 너트 4은 오른나사 운동으로 회전하여 연료요소 10을 향해 앞으로 전진되어 카운터 보어 46과 슬리브 44가 접하게끔 한다. 슬리브 44와 카운터보어 46사이의 마찰 저항에도 계속 잼 너트 40을 회전시켜주면, 고압튜브 48이 계속 전진하여 노즐 54와 단부 플러그 13사이의 접촉은 한층 커지게 된다. 이러한 상태에서, 고압유체가 고압튜브 48, 구멍 16을 통해 유입되어 연료 펠레트 14와 금속 피복관 12의 내면과 만나게 된다. 금속피복관 12내의 압력은 약 1125kg/cm²정도까지 형성되어, 금속피복관 12가 탄성영역을 지나면 팽창되어, 연료펠레트 14로부터 영구 팽창된다. 이 상태에서 콜렛 18, 콜렛 폐쇄슬리브 22와 조정원형 다이 56은 금속피복관 12의 그러한 팽창을 조정 제어하여, 피복관 12과 그러한 압력하에서 망가지지 않도록 한다. 가스와 같이 높은 축적에너지를 갖지 않는 물이 압력매체로서 쓰여 금속피복관 12의 팽창을 조절할 수 없게끔 되는 경우를 줄일 수 있다. 더구나, 물은 대부분의 핵연료 펠레트 재료를 손상시키지 않으므로, 물과 만나게 되는 연료 펠레트 14는 역으로 영향을 받지 않고, 또한 어떤 개조없이도 재사용이 가능하게 된다. 한번 금속관 12가 그렇게 영구 팽창되었으면, 고압의 물은 고압튜브 48을 방수시킴으로써 완화되고, 연료요소 10은 원래 위치시키던 반대방법으로 집합체로부터 제거된다. 집합체로부터 제거될때, 연료요소 10의 한쪽끝은 절단방법으로 제거되어 스프링 15가 제거되며, 연료 펠레트 14가 노출상태로 된다. 연료요소 10은 기울일 수 있으므로 연료펠레트 14는 미끄러져 나오게 된다. 콜렛 18은 연료요소 10을 단단히 보지하고 있으므로, 콜렛 18과 접하고 있는 금속피복관 부분은 팽창되지 않는다. 이러한 비팽창부분의 스프링 15가 놓여있는 연료요소 10의 정상적인 부분이며, 이로써 연료펠레트 14와 접하지 않고 금속피복관 12를 절단시켜 이 비팽창부분은 제거할 수 있다. 다른 방법으로는 콜렛 18을 금속 피복 12 주위에 덜 견고하게 고정시켜, 금속피복관 12가 압력을 받으면 콜렛 18이 빈틈 64의 폭만큼 팽창되게 하면, 금속 피복관 12의 전부위에 걸쳐 균일한 팽창이 일어난다. 금속 피복관 전부분이 그렇게 팽창이 되면, 스프링 15와 연료펠레트 14를 노출시키도록 단지 단부플러그 13만 제거하면 된다. 내부의 가압으로 인한 금속피복관 12의 팽창으로 다른 어떤 작동 없이도 재사용 상태에 있는 금속 피복관 12의 밖으로 연료펠레트 14를 미끄러져 나오게할 수 있다. 더구나, 금속피복관 12의 팽창을 적당히 제한하면 빈틈 64를 제한하기 위한 홈 62를 만들어 놓음으로써, 연료펠레트를 제거하기 위해 열어놓은 끝부분을 간단히 개조하여 금속 피복관 12를 재사용할 수 있다. 일례로서, 그러한 개조는 금속 피복관 12에 새로운 단부 플러그를 용접하여 부착시킴으로써 이루어질 수도 있다. 그러므로 본 발명은 금속 피복관 내부에 있는 연료 펠레트를 쉽게 제거하도록, 연료요소의 금속피복관에 내부적으로 가압시키는 장치를 제공하고자 하는 것이다.The regulating die 56 is located around an extension of the fuel element 10 extending beyond the collet closing sleeve 22. The lower half 58 is positioned below the fuel element 10 adjacent the collet closing sleeve 22 so that the upper half 60 is also the same. In this position, the lower half 58 and the upper half 60 meet each other while there is a gap 64 between them and the fuel element 10 as in FIG. The clamping mechanism 66 is then secured around the round die 56 to hold the lower half 58 proximate the upper half 60. The high pressure tube 48 is inserted toward the fuel element 10, causing the sleeve 44 to slide toward the counter bore 46 until the nozzle 54 is positioned in the hole 16. While in this position, jam nut 4 is rotated in a right-handed motion and advanced forward towards fuel element 10 to bring counterbore 46 and sleeve 44 in contact. Continued rotation of the jam nut 40 in spite of the frictional resistance between the sleeve 44 and the counterbore 46 causes the high pressure tube 48 to continue to advance so that the contact between the nozzle 54 and the end plug 13 becomes larger. In this state, the high pressure fluid flows through the high pressure tube 48 and the hole 16 to meet the inner surface of the fuel pellet 14 and the metal cladding 12. The pressure in the metal coating tube 12 is formed up to about 1125 kg / cm ² , and the metal coating tube 12 expands after passing through the elastic region and is permanently expanded from the fuel pellet 14. In this state, collet 18, collet closing sleeve 22 and the regulating round die 56 adjust and control such expansion of metal sheath 12, so as not to break under sheath 12 and pressure. It is possible to reduce the case where water which does not have a high accumulated energy such as gas is used as a pressure medium, so that the expansion of the metal cladding tube 12 cannot be controlled. Moreover, since water does not damage most fuel pellet materials, the fuel pellets 14 encountered with water are not adversely affected and can be reused without any modification. Once the metal tube 12 is so permanently inflated, the high pressure water is mitigated by waterproofing the high pressure tube 48, and the fuel element 10 is removed from the assembly in the opposite way as originally located. When removed from the assembly, one end of the fuel element 10 is removed by the cutting method so that the spring 15 is removed and the fuel pellet 14 is exposed. Fuel element 10 can be tilted so fuel pellet 14 slides out. Since collet 18 holds the fuel element 10 firmly, the portion of the metal cladding tube in contact with collet 18 does not expand. This non-expanded portion is a normal part of the fuel element 10 on which the spring 15 is placed, whereby the non-expanded portion can be removed by cutting the metal sheath 12 without contacting the fuel pellet 14. Alternatively, the collet 18 is less firmly fixed around the metal sheath 12 such that when the metal sheath 12 is pressurized, the collet 18 expands by the width of the gap 64, resulting in a uniform expansion over the entire metal sheath 12. If the entire metal cladding is so expanded, only the end plug 13 needs to be removed to expose the spring 15 and the fuel pellets 14. The expansion of the metal cladding 12 due to internal pressurization can cause the fuel pellet 14 to slide out of the metal cladding 12 in reuse without any other operation. In addition, if the expansion of the metal cladding 12 is adequately limited, the groove 62 is formed to limit the gap 64, so that the open end can be easily modified to reuse the metal cladding 12 to remove the fuel pellets. As an example, such modifications may be made by welding a new end plug to the metal cladding 12. It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus for internally pressurizing a metal cladding tube of a fuel element so as to easily remove fuel pellets inside the metal cladding.

본 발명의 양호한 실시예로 생가되는 것을 기술하였으나 물론 좀더 숙련된 기술로써 다양한 다른 개조도 할수 있다. 그러므로 청구 범위에 본 발명의 원래 생각과 발명 영역에 속하는 모든 그러한 개조, 변화등을 포시키고자 한다. 일례로서, 제5도에서와 같은 개조도 있다. 이 실시예에서는 슬리브 44를 용접부 68에 의해 고압튜브 48에 부착시키고, 슬리브 44가 직접 몸체 20에 접하도록 하여 잼너트 40을 제거했다. 또한, 제5도에서와 같이 노즐54를 개조하였고 0-링인씰(seal) 70을 부착시켰다. 연료요소 10단부 플러그 13을 제거하여 금속피복관 12를 팽창시키기 위해 사용되는 고압의 물을 포함하는 밀폐기구를 씰 70이 제공하는 동안 고압튜브 48을 끼워 넣을 수 있게 하였다. 한번 금속 피복관 12가 팽창되어 집합체로부터 제거되면, 연료 펠레트 14는 고압튜브 48이 끼워있는 곳의 단부를 통해 쉽게 나오게 된다.Although described as a preferred embodiment of the present invention, a variety of other modifications can be made, of course, more skilled techniques. Therefore, it is intended that the appended claims cover all such alterations, modifications, etc. that fall within the original spirit and scope of the invention. As an example, there is a modification as in FIG. In this example, the sleeve 44 was attached to the high pressure tube 48 by the weld 68, and the jam nut 40 was removed by bringing the sleeve 44 directly into contact with the body 20. In addition, nozzle 54 was modified as in FIG. 5 and a 0-ring in seal 70 was attached. The 10-element plug 13 of the fuel element was removed to allow the high-pressure tube 48 to be inserted while the seal 70 provided a sealing mechanism containing high-pressure water used to expand the metal sheath 12. Once the metal cladding 12 is expanded and removed from the assembly, the fuel pellet 14 easily exits through the end where the high pressure tube 48 is fitted.

좀더 개조하여, 제2도의 배치와 같이 조정원형 당이 56이 집합체의 저부 가까이 있도록 수직으로 정렬시킬 수 있다. 이같은 배치에서, 연료요소 10이 가압되면, 그 저부의 끝부분에 연료펠레트 14가 떨어질수 있도록 저부근처의 연료요소 10의 단부 및 그위에 드릴링 해놓은 구멍 16을 함께 제거할 수 있다. 역시, 연료요소 10을 진동시켜, 연료펠레트의 제거를 좀더 수월하게 해주는 진동기구를 사용할 수도 있다.Further modifications can be made, such as the arrangement in FIG. 2, to align the percussion circle vertically so that 56 is near the bottom of the assembly. In this arrangement, when the fuel element 10 is pressurized, it is possible to remove the end of the fuel element 10 near the bottom and the hole 16 drilled thereon so that the fuel pellet 14 may fall on the bottom end thereof. It is also possible to use a vibrating mechanism that vibrates fuel element 10, making it easier to remove the fuel pellets.

부가적으로 콜렛 핸드너트 30, 잼 너트 40, 고압튜브 48, 조정원 형다이 56, 연료요소 10과 같은 부분들의 운동은 인력으로, 또는 기계적으로 보통 기구를 통해 제어할 수 있다.In addition, the movement of parts such as collet handnut 30, jam nut 40, high pressure tube 48, control die 56, and fuel element 10 can be controlled by manipulators or mechanically via a normal instrument.

Claims

An opening 16 is made at one end of the fuel element 10 so that a high pressure liquid enters the cladding tube 12 through the opening 16 and pressurizes the inside of the fuel element 10 so that the metal A fuel element characterized by expanding the cladding tube 12 apart from the fuel pellet 14 and cutting the cladding tube 12 so that the fuel pellet 14 slides out of the metal cladding tube 12. To remove fuel pellets from metal cladding.