KR101893852B1 - 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보호 지지격자와 하부 지지격자를 관통하여 체결된 안내관을 용이하게 분리할 수 있는 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 관한 것으로서, 상기 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치는 복수의 안내관이 관통 체결된 보호 지지격자와 하부 지지격자 중 어느 하나가 안착되는 지지수단과, 상기 지지수단에 구비되고 상하 방향으로 이동하여 복수의 상기 안내관을 가압하여 탈락시키는 가압수단, 그리고 상기 가압수단이 이동되게 동력을 제공하는 가동툴을 포함한다. 이러한 구성으로, 보호 지지격자와 하부 지지격자를 관통하여 체결된 복수의 안내관을 신속하고 용이하게 분리 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치{APPARATUS FOR REMOVING PIPE OF SPENT NUCLEAR FUEL SKELETON}

본 발명은 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보호 지지격자와 하부 지지격자를 관통하여 체결된 안내관을 용이하게 분리할 수 있는 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 관한 것이다.

핵연료는 다수의 연료봉 및 안내관이 상단고정체와 하단고정체 및 중간지지격자(그리드)들에 의해 결합된 핵연료 집합체의 형태로 사용되고, 사용후에는 핵연료 집합체로부터 연료봉이 제거되어 사용후 핵연료 골격체 형태로 남게 된다.

사용후 핵연료 골격체는 다수의 부분으로 수평 절단하여 핫셀(Hot Cell) 시험 장비에서 강도나 변형 등의 기계적 물성을 측정하여 추후 핵연료 집합체의 연구 개발에 이용한다.

사용후 핵연료 골격체에서 절단된 하단부는 하단고정체와 보호 지지격자 및 하부 지지격자가 인접하여 배치되고, 이를 안내관이 관통하고 있으며, 안내관의 하단은 하단고정체에 볼트를 결합되어 있다.

따라서, 시험을 위해서 하단고정체를 분리하기 위해서는 안내관 수와 동일한 다수의 볼트를 풀어야만 한다.

상기 볼트 해체 작업은 방사선 차단을 위해 대형 수조 내에서 이루어지는 바, 대한민국 특허출원 제10-2015-0086061호에 개시된 바와 같은 상부에 핸들이 구비되고 길이가 긴 장대형 도구의 하단에 볼트를 풀 수 있는 렌치를 장착하여 작업을 진행하였다.

그리고, 상기 볼트 해체 작업이 완료된 후에는 보호 지지격자와 하부 지지격자에서 복수의 안내관을 분리시켜야 한다. 상기 안내관은 약 20개로 마련되어 있어 있고, 이를 장대형 도구를 이용하여 하나씩 분리하기에는 어려움이 있다.

따라서, 복수의 안내관을 보호 지지격자와 하부 지지격자에서 분리하기 위해서는 많은 노력과 시간이 소요되는 문제가 있다.

대한민국 특허출원 제10-2015-0086061호 (2015.06.17)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 보호 지지격자와 하부 지지격자를 관통하여 체결된 안내관을 용이하게 분리할 수 있는 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치는 사용후 핵연료 골격체의 절단된 하단부에서 하단고정체가 분리된 후 보호 지지격자와 하부 지지격자에서 복수의 안내관을 동시에 분리시킬 수 있는 것으로, 상기 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치는 복수의 안내관이 관통 체결된 보호 지지격자와 하부 지지격자 중 어느 하나가 안착되는 지지수단; 상기 지지수단에 구비되고, 상하 방향으로 이동하여 복수의 상기 안내관을 가압하여 탈락시키는 가압수단; 및 상기 가압수단이 이동되게 동력을 제공하는 가동툴;을 포함한다.

본 발명에 의한 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 따르면, 보호 지지격자와 하부 지지격자를 관통하여 체결된 복수의 안내관을 신속하고 용이하게 분리 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치를 개략적으로 도시해 보이 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 사용후 핵연료 골격체가 안착된 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치와 사용후 핵연료 골격체를 개략적으로 도시해 보인 분리 정면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에서 가압수단을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에서 지지수단을 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 사용후 핵연료 골격체가 안착되어 안내관을 분리하기 위한 동작 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 의해 사용후 핵연료 골격체에서 안내관이 분리된 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도이다.

본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치를 개략적으로 도시해 보이 사시도이고, 도 2는 상기 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 사용후 핵연료 골격체가 안착된 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도이며, 도 3은 상기 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치와 사용후 핵연료 골격체를 개략적으로 도시해 보인 분리 정면도이다.

그리고, 도 4는 상기 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에서 가압수단을 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 도면이고, 도 5는 상기 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에서 지지수단을 개략적으로 도시해 보인 도면이다.

그리고, 도 6은 상기 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 사용후 핵연료 골격체가 안착되어 안내관을 분리하기 위한 동작 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도이고, 도 7은 상기 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 의해 사용후 핵연료 골격체에서 안내관이 분리된 상태를 개략적으로 도시해 보인 정면도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치(100)는 복수의 안내관(13)이 관통 체결된 보호 지지격자(11)와 하부 지지격자(12) 중 어느 하나가 안착되는 지지수단(200)과, 상기 지지수단(200)에 구비되고 상하 방향으로 이동하여 복수의 상기 안내관(13)을 가압하여 탈락시키는 가압수단(300), 그리고 상기 가압수단(300)이 이동되게 동력을 제공하는 가동툴(400)을 포함한다.

여기서, 사용후 핵연료 골격체(10)는 하단고정체는 분리되었고, 보호 지지격자(11)와 하부 지지격자(12)에 복수의 안내관(13)이 관통하여 체결된 상태이다.

상기 지지수단(200)은 수조에 삽입되어 수조에 설치된 랙(20)에 거치되고, 복수의 안내관(13)을 분리하기 위하여 상기 사용후 핵연료 골격체(10)가 안착되게 마련된다.

보다 구체적으로, 상기 지지수단(200)은 외측으로 돌출된 플랜지부(211)가 수조에 설치된 랙(20)에 거치되어 하방 이동 및 회전이 구속되는 베이스 프레임(210)과, 상기 베이스 프레임(210)에서 내측으로 돌출되어 상기 보호 지지격자(11)와 상기 하부 지지격자(12) 중 어느 하나가 안착되는 지지부(220), 그리고 상기 베이스 프레임(210)에서 상기 지지부(220)의 상부에 형성되고 상기 가압수단(300)이 체결되는 가압수단 체결부(230)를 포함한다.

상기 베이스 프레임(210)은 ㄷ자 형태로 마련되고, 수조에 투입되거나 외부로 인양 시 물이 유동하도록 즉, 물이 쉽게 빠지도록 바닥판(212)에 복수의 투수홀(213)이 형성된다.

그리고, 상기 베이스 프레임(210)은 중심부 측에서 플랜지부(211)가 외측으로 돌출 형성되어 수조에 설치된 랙(20)에 거치되어 하방으로 이동이 제한된다. 또한, 상기 베이스 프레임(210)은 랙(20)에 설치된 상태에서 회전 또한 구속된다.

나아가, 상기 플랜지부(211)에는 상기 베이스 프레임을 수조에 투입하거나 인양 시 외부의 이동수단에 체결되게 마련된 후크걸이(240)의 양측 단부 각각이 회전되게 체결된다.

즉, 상기 베이스 프레임(210)을 이동시에는 상기 후크걸이(240)를 상측으로 회전시켜 외부의 이동수단에 체결되게 제공되고, 상기 안내관(13) 분리시에는 상기 가압수단(300)에 간섭되지 않도록 회전하여 상기 베이스 프레임(210)의 측면으로 배치되게 마련된다.

상기 지지부(220)는 상기 베이스 프레임(210)의 중심부 측에서 내측으로 돌출 형성되어 상기 보호 지지격자(11)와 상기 하부 지지격자(12) 중 어느 하나가 안착된다.

즉, 상기 지지부(220)에 상기 보호 지지격자(11)와 상기 하부 지지격자(12) 중 어느 하나가 안착된 상태에서 상기 가압수단(300)이 복수의 상기 안내관(13)을 가압하여 상기 보호 지지격자(11)와 상기 하부 지지격자(12) 중 어느 하나에서 분리시키도록 제공된다.

상기 가압수단 체결부(230)는 상기 베이스 프레임(210)은 상단부 측에서 슬릿 형태로 형성되어 상기 가압수단(300)이 정면에서 삽입 체결되게 마련된다. 물론, 상기 지지수단(200)에 상기 가압수단(300)이 체결되는 구성이 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 기계적 체결방법이 적용될 수 있다.

상기 가압수단(300)은 상기 지지수단(200)에 체결되고, 상하 방향으로 이동하여 상기 지지수단(200)에 안착된 상기 보호 지지격자(11)의 상측으로 돌출된 복수의 상기 안내관(13)을 가압하여 상기 보호 지지격자(11)에서 탈락시키도록 마련된다.

보다 구체적으로, 상기 가압수단(300)은 상기 가압수단 체결부(230)에 삽입 지지되는 베이스 플레이트(310)와, 일측단에 형성된 헤드(321)에 상기 가동툴(400)이 삽입 체결되어 회전 동력을 전달받고 상기 베이스 플레이트(310)에 나사 체결되어 상하 이동하는 스크류부재(320)와, 상기 베이스 프레임(210)의 내측에 배치되어 회전이 구속되고 상기 스크류부재(320)의 타측단에 회전되게 체결되어 상하 이동하는 가동 플레이트(330), 그리고 복수의 상기 안내관(13)의 수량에 대응하여 복수로 마련되어 상기 가동 플레이트(330)에 체결되고 복수의 상기 안내관(13)을 가압하는 가압돌기(340)를 포함한다.

즉, 상기 베이스 플레이트(310)는 상기 가압수단 체결부(230)에 삽입 지지되고, 상기 가동 플레이트(330)의 측면은 상기 베이스 프레임(210)의 내측벽에 접촉하여 상하 방향으로 이동은 되지만 회전은 구속되므로, 상기 가동툴(400)을 이용하여 상기 스크류부재(320)를 회전시키면 상기 스크류부재(320)가 상하 방향으로 이동하면서 상기 가동 플레이트(330)가 함께 상하 방향으로 이동하게 된다. 이때, 상기 가동 플레이트(330)에 마련되어 있는 복수의 가압돌기(340)도 함께 상하 방향으로 이동된다.

여기서, 상기 가압돌기(340)는 상기 안내관(13)을 가압하는 단부(341)가 라운드지게 형성되어 상기 단부(341)가 상기 안내관(13)에 삽입되어 상기 안내관(13)을 가압하도록 마련된다. 즉, 상기 가압돌기(340)가 상기 안내관(13)을 가압시 측면으로 미끌어지거나 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 가압돌기(340)의 단부(341)를 라운드지게 형성하여 상기 안내관(13)에 상기 가압돌기(340)의 일부가 삽입되게 마련하였다.

상기 가동툴(400)은 작업자가 수조의 외부에서 상기 스크류부재(320)를 회전시킬 수 있도록 장대형으로 마련되고, 상기 가동툴(400)을 상기 스크류부재(320)의 헤드(321)에 체결하고 작업자가 상기 가동툴(400)을 회전시키면 상기 스크류부재(320)가 회전하게 되어 상기 가압돌기(340)가 상하 방향으로 이동하게 된다.

보다 구체적으로, 상기 가동툴(400)은 바 형태로 마련된 몸체(410)와, 상기 몸체(410)의 일측단에서 양측으로 체결되고 사용자가 상기 몸체(410)를 회전시키도록 제공되는 핸드레버(420), 그리고 상기 몸체(410)의 타측단에 구비되고 상기 스크류부재(320)의 헤드(321)가 삽입 체결되는 체결부(430)를 포함한다.

여기서, 상기 스크류부재(320)의 헤드(321)는 육각 볼트 형태로 마련되고, 상기 가동툴(400)의 체결부(430)는 소켓 렌치 형태로 마련될 수 있다. 물론, 상기 헤드(321)와 상기 체결부(430)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니고, 서로 체결되어 회전 동력을 전달할 수 있는 어떠한 형태로도 마련될 수 있다.

이러한 구성으로, 상기 지지수단(200)에 상기 보호 지지격자(11)를 안착시킨 후 상기 가동툴(400)을 이용하여 상기 스크류부재(320)를 회전시켜 상기 가압돌기(340)가 상기 안내관(13)을 가압하여 상기 보호 지지격자(11)에서 복수의 안내관(13)을 탈락시키고, 상기 가동툴(400)을 이용하여 상기 스크류부재(320)를 반대 방향으로 회전시켜 상기 가압돌기(340)를 상측으로 이동시킨 후 상기 지지수단(200)에 상기 하부 지지격자(12)를 안착시킨 후 다시 상기 스크류부재(320)를 회전시켜 상기 가압돌기(340)가 상기 안내관(13)을 가압하여 상기 하부 지지격자(12)에서 복수의 안내관(13)을 손쉽게 탈락시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10 : 핵연료 골격체 11 : 보호 지지격자
12 : 하부 지지격자 13 : 안내관
20 : 랙 100 : 안내관 분리장치
200 : 지지수단 210 : 베이스 프레임
211 : 플랜지부 212 : 바닥판
213 : 투수홀 220 : 지지부
230 : 가압수단 체결부 240 : 후크걸이
300 : 가압수단 310 : 베이스 플레이트
320 : 스크류부재 321 : 헤드
330 : 가동 플레이트 340 : 가압돌기
400 : 가동툴 410 : 몸체
420 : 핸드레버 430 : 체결부

Claims (8)

1. 사용후 핵연료 골격체의 절단된 하단부에서 하단고정체가 분리된 후 보호 지지격자와 하부 지지격자에서 복수의 안내관을 동시에 분리시킬 수 있는 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치에 있어서,
   복수의 안내관이 관통 체결된 보호 지지격자와 하부 지지격자 중 어느 하나가 안착되는 지지수단;
   상기 지지수단에 구비되고, 상하 방향으로 이동하여 복수의 상기 안내관을 가압하여 탈락시키는 가압수단; 및
   상기 가압수단이 이동되게 동력을 제공하는 가동툴;을 포함하고,
   상기 지지수단은,
   외측으로 돌출된 플랜지부가 수조에 설치된 랙에 거치되어 하방 이동 및 회전이 구속되는 베이스 프레임;
   상기 베이스 프레임에서 내측으로 돌출되어 상기 보호 지지격자와 상기 하부 지지격자 중 어느 하나가 안착되는 지지부; 및
   상기 베이스 프레임에서 상기 지지부의 상부에 형성되고, 상기 가압수단이 체결되는 가압수단 체결부;를 포함하고,
   상기 가압수단은,
   상기 가압수단 체결부에 삽입 지지되는 베이스 플레이트;
   일측단에 형성된 헤드에 상기 가동툴이 삽입 체결되어 회전 동력을 전달받고, 상기 베이스 플레이트에 나사 체결되어 상하 이동하는 스크류부재;
   상기 베이스 프레임의 내측에 배치되어 회전이 구속되고, 상기 스크류부재의 타측단에 회전되게 체결되어 상하 이동하는 가동 플레이트; 및
   복수의 상기 안내관의 수량에 대응하여 복수로 마련되어 상기 가동 플레이트에 체결되고, 복수의 상기 안내관을 가압하는 단부가 라운드지게 형성되며, 상기 단부가 상기 안내관에 삽입되어 상기 안내관을 가압하는 가압돌기;
   를 포함하는 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 지지수단은,
   양측 단부 각각이 상기 베이스 프레임의 플랜지부에 회전되게 체결되고, 상기 베이스 프레임을 수조에 투입하거나 인양 시 외부의 이동수단에 체결되게 마련된 후크걸이;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 베이스 프레임은,
   수조에 투입되거나 외부로 인양 시 물이 유동하도록 바닥판에 복수의 투수홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 가동툴은,
   바 형태로 마련된 몸체;
   상기 몸체의 일측단에서 양측으로 체결되고, 사용자가 상기 몸체를 회전시키도록 제공되는 핸드레버; 및
   상기 몸체의 타측단에 구비되고, 상기 스크류부재의 헤드가 삽입 체결되는 체결부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 스크류부재의 헤드는 육각 볼트 형태로 마련되고, 상기 가동툴의 체결부는 소켓 렌치 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 사용후 핵연료 골격체의 안내관 분리장치.
   

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