運転、維持保守が容易な分解組立型の使用後核燃料酸化装置
【課題】投入されたロッドカットを空気と熱を用いて粉末化して、モジュール構造を用いて運転および維持、保守が容易な使用後核燃料酸化装置を提供する。
【解決手段】使用後核燃料を投入して酸化する反応器モジュールと、前記反応器モジュールを高温加熱する加熱モジュールと、前記反応器モジュールに結合し、前記反応器モジュールの内部の状態を調節するユーティリティモジュールと、前記加熱モジュールおよび前記反応器モジュールを支持する支持モジュールと、前記反応器モジュールの内部で前記使用後核燃料を搬送するための駆動力を提供する駆動モジュールと、前記反応器モジュールから酸化した使用後核燃料が排出されるのを調節するバルブモジュールと、前記反応器モジュールから酸化して排出される使用後核燃料を除去する回収容器モジュールとを備え、前記各モジュール別に分解され、前記各モジュール別に組立てられる。
【解決手段】使用後核燃料を投入して酸化する反応器モジュールと、前記反応器モジュールを高温加熱する加熱モジュールと、前記反応器モジュールに結合し、前記反応器モジュールの内部の状態を調節するユーティリティモジュールと、前記加熱モジュールおよび前記反応器モジュールを支持する支持モジュールと、前記反応器モジュールの内部で前記使用後核燃料を搬送するための駆動力を提供する駆動モジュールと、前記反応器モジュールから酸化した使用後核燃料が排出されるのを調節するバルブモジュールと、前記反応器モジュールから酸化して排出される使用後核燃料を除去する回収容器モジュールとを備え、前記各モジュール別に分解され、前記各モジュール別に組立てられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用後核燃料酸化装置に関する。具体的には、運転、維持保守が容易な分解組立型の使用後核燃料酸化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
核燃料は、原子炉の中に装入して核分裂を連続的に起こし、利用可能なエネルギを得ることができる物質をいい、使用後核燃料は核分裂を起こした後に残った物質をいう。
【０００３】
使用後核燃料の管理には、およそ二種類の方法がある。１つは、使用後核燃料を地下５００メートル以上の岩盤に入れて人間生態系と徹底的に隔離する方法である。これを永久処分と呼ぶ。もう１つの方法は、使用後核燃料からリサイクル物質を分離して核燃料物質を再び用いて高放射性物質は永久処分する方法である。
【０００４】
従来の方式によれば、原子力発電所で燃焼して使用された核燃料集合体は、それ以上処理されない状態で水槽に保管および格納されているが、原子力発電を稼動する期間が長くなるほど、使用された核燃料棒の量が次第に累積して膨大な格納空間を要している。また、このように累積した廃棄物を処理しなければならない必要性および危険性が絶えず指摘されている。
【０００５】
したがって、固体形態の使用後核燃料のリサイクルのための管理技術の開発が急がれる実状にあり、これについては、使用後核燃料を粉末化してこれを酸化し、後続する工程に送る一部工程装置が開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、投入されたロッドカット（ｒｏｄ ｃｕｔ）を空気と熱を用いて粉末化し、モジュール構造を用いて運転および維持、保守が容易な使用後核燃料酸化装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、高放射線ホットセル内で運転および維持、保守を遠隔で容易にできる使用後核燃料酸化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による使用後核燃料酸化装置は、使用後核燃料を投入して酸化する反応器モジュールと、前記反応器モジュールを高温加熱する加熱モジュールと、前記反応器モジュールに結合し、前記反応器モジュールの内部の状態を調節するユーティリティモジュールと、前記加熱モジュールおよび前記反応器モジュールを支持する支持モジュールと、前記反応器モジュールの内部で前記使用後核燃料を搬送するための駆動力を提供する駆動モジュールと、前記反応器モジュールから酸化した使用後核燃料が排出されるのを調節するバルブモジュールと、前記反応器モジュールから酸化して排出される使用後核燃料を除去する回収容器モジュールとを備え、前記各モジュール別に分解され、前記各モジュール別に組立てられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、使用後核燃料酸化装置の分解および組立を遠隔で容易に行うことができる。
【００１０】
また、本発明によれば、使用後核燃料酸化装置の維持、保守を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による使用後核燃料酸化装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による使用後核燃料酸化装置の他の斜視図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態による加熱モジュールの斜視図および正面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による加熱モジュールの斜視図および正面図である。
【図４】本発明の実施形態による反応器モジュールの斜視図である。
【図５】本発明の実施形態によるユーティリティモジュールの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態による駆動モジュールの斜視図である。
【図７】本発明の実施形態による駆動モジュールの平面図である。
【図８】本発明の実施形態による駆動モジュールの正面図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態による支持モジュールの斜視図および側面図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態による支持モジュールの斜視図および側面図である。
【図１０】本発明の実施形態によるエアーシリンダモジュールの斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態によるバルブモジュールの正面図である。
【図１２】本発明の実施形態による回収容器モジュールの正面図である。
【図１３】本発明の実施形態による端子台モジュールの斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態によるガイドモジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付する図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を詳細に説明するが、本発明が実施形態によって制限されたり限定されることはない。参考までに、本説明における同一の番号は実質的に同一の要素を示し、この規則の下で他の図面に記載された内容を引用して説明することができ、当業者に自明であると判断されるものや、反復される内容は省略するものとする。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態による使用後核燃料酸化装置の斜視図であり、図２は、本発明の実施形態による使用後核燃料酸化装置の他の斜視図である。
【００１４】
図１および図２を参照すれば、本実施形態による使用後核燃料酸化装置１は、加熱モジュール１０と、反応器モジュール２０と、駆動モジュール３０と、ユーティリティモジュール４０と、支持モジュール５０と、エアーシリンダモジュール６０と、バルブモジュール７０と、回収容器モジュール８０と、端子台モジュール９０と、ガイドモジュール９５とを備える。
【００１５】
使用後核燃料酸化装置１は、使用後の核燃料を振動状態で高温に加熱して酸化させる。
【００１６】
加熱モジュール１０は、使用後核燃料を酸化させるための熱を提供する。反応器モジュール２０には、使用後核燃料を投入することができ、反応器モジュール２０に投入された使用後核燃料を酸化させる。駆動モジュール３０は、反応器モジュール２０の内部で使用後核燃料を搬送するための駆動力を提供する。支持モジュール５０は、加熱モジュール１０と、反応器モジュール２０と、駆動モジュール３０とを支持する。バルブモジュール７０は、反応器モジュール２０で酸化された使用後核燃料の排出を調節する。回収容器モジュール８０は、反応器モジュール２０で酸化されて排出された使用後核燃料を除去する。ガイドモジュール９５は、加熱モジュール１０の動きをガイドする役割をする。
【００１７】
使用後核燃料酸化装置１は、各モジュール別に組立または結合してもよく、各モジュール別に分離してもよい。モジュールの遠隔結合および遠隔分解の可能性は、可視性（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）、干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）、接近性（ａｐｐｒｏａｃｈ）、重さ（ｗｅｉｇｈｔ）等の観点で分析される。
【００１８】
図３Ａは、本発明の実施形態による加熱モジュールの斜視図であり、図３Ｂは本発明の実施形態による正面図である。
【００１９】
図１〜図３を参照すれば、加熱モジュール１０は、使用後核燃料を酸化させるために、反応器モジュール２０を高温加熱する。詳しくは、加熱モジュール１０は、使用後核燃料を酸化させるために反応器モジュール２０内の酸化容器を５００度以上まで加熱してもよい。加熱モジュール１０は、高い温度でも形状が大きく変わらないようにするために熱膨張係数が小さい材質で形成することが好ましい。
【００２０】
加熱モジュール１０は、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を備える。第１ヒーティングボディ１１は、加熱モジュール１０の左側半部を構成することができ、第２ヒーティングボディ１２は加熱モジュール１０の右側半部を構成することができる。第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、加熱モジュール１０の垂直二等分線を基準として左右対称的に配置してもよい。
【００２１】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、反応器モジュール２０を挟んで両側から結合される。また、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の内部には、反応器モジュール２０を収容することができる空間部が陥没して形成される。これにより、加熱モジュール１０は、反応器モジュール２０を包み込む形状に形成することができる。また、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の内側面には、電熱線などの発熱部材（Ｈ）が備えられる。
【００２２】
一方、加熱モジュール１０には、反応器モジュール２０の投入部２２が貫通する投入符号を１２１および駆動モジュール３０の回転軸３５が貫通する回転軸孔１４が形成される。
【００２３】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、支持モジュール５０にスライド可能に載置される。第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、支持モジュール５０上で直線方向にスライドすることができる。一例として、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、左右方向にスライドしてもよい。
【００２４】
よって、加熱モジュール１０を分解するために、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２には左右方向に引く張力を加えてもよい。
【００２５】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の動きは、ガイドモジュール９５によってガイドしてもよい。
【００２６】
加熱モジュール１０には、遠隔で組立および分解を容易にするために、加熱モジュール１０の上段にはフック、クレーンなどの取扱ツールを結合できる取扱ツール結合部１３を形成してもよい。取扱ツール結合部１３には、取扱ツールを容易に結合するために孔を形成してもよい。
【００２７】
以下では、加熱モジュール１０を遠隔で分離して組立る過程を説明する。
【００２８】
まず、遠隔で加熱モジュール１０を支持モジュール５０から分離するためには、第１ヒーティングボディ１１を左側に引っ張って、第２ヒーティングボディ１２を右側に引っ張って、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を互いに分離してもよい。
【００２９】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、支持モジュール５０上で互いに反対方向にスライドし、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２が互いに所定間隔離隔する。
【００３０】
その次に、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の上段に形成された取扱ツール結合部１３に、フック、クレーンなどの取扱ツールを掛けて第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を支持モジュール５０から持ち上げる方式で分離してもよい。
【００３１】
一方、遠隔で加熱モジュール１０を支持モジュール５０に結合するためには、まず第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の取扱ツール結合部１３に、フック、クレーンなどの取扱ツールを掛けて、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を支持モジュール５０に載置する。詳しくは、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、ガイドモジュール９５に載置してもよい。
【００３２】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２をガイドモジュール９５上に載置すれば、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を反応器モジュール２０を挟んで結合するように、反応器モジュール２０を挟んで押力を加える。
【００３３】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、反応器モジュール２０を挟んで結合されるため、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２が支持モジュール５０を包み込むようになる。
【００３４】
図４は、本発明の実施形態による反応器モジュールの斜視図である。
【００３５】
図１、図２および図４を参照すれば、反応器モジュール２０は、ボディ部２１と、投入部２２とを備える。
【００３６】
ボディ部２１の内部には、使用後核燃料が収容される酸化容器が設けられる。酸化容器は、中が空の円筒形状に形成してもよく、周囲を網（ｍｅｓｈ）で形成してもよい。酸化容器の周囲が網構造になっているため、酸化前の使用後核燃料は酸化容器内に位置するようになる。
【００３７】
ただし、使用後核燃料は、酸化工程によってハル（ｈｕｌｌ）と粉末化されたペレットに分離すれば、ハルは酸化容器内に残るが、粉末化されたペレットは網を抜け出して酸化容器下方に配置された粉末受部（図示せず）に集まることになる。
【００３８】
粉末受部は、回転軸３５を中心に酸化容器の下部から上部に１８０度回転してもよい。これにより、粉末受部に回収されたペレット粉末を後述する粉末搬送部２１２に搬送してもよい。
【００３９】
また、ボディ部２１の下部には、粉末搬送部２１２と、ハル搬送部２１４とが備えられる。
【００４０】
ハル搬送部２１４は、酸化容器から分離したハルを回収容器モジュール８０に搬送する。詳しくは、酸化工程によって酸化容器内に残ったハルは、ハル搬送部２１４によって回収容器モジュール８０に搬送される。
【００４１】
粉末搬送部２１２は、酸化容器で分離したペレット粉末が搬送される。詳しくは、酸化工程によって粉末受部にペレット粉末が集まれば、粉末受部が回転して、ペレット粉末は粉末搬送部２１２に搬送される。ハル搬送部２１４に搬送されたペレット粉末は、回収容器モジュール８０に搬送される。
【００４２】
粉末搬送部２１２は、水平面に対して所定角度の傾斜を形成してもよい。一例として、粉末搬送部２１２は水平面に対して４５度の角度で傾斜を形成してもよい。
【００４３】
一方、投入部２２は、チューブ形状であって、使用後核燃料が外部から酸化容器内部に投入されるようにする。投入部２２の一端は酸化容器の外部に突出している。
【００４４】
投入部２２は、内部が空いている円筒形状に形成され、ボディ部２１の外部から酸化容器まで使用後核燃料が移動し得る通路を提供する。
【００４５】
一方、ボディ部２１には、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、酸化剤供給部（図示せず）と、圧力計器４４と、温度センサ結合部４３とが結合される。また、圧力計締結クランプ４４１と、温度センサ締結クランプ４２１と、ガス除去および減圧チューブ締結クランプ４１１が締結され、これらに対する詳しい説明は後述することにする。
【００４６】
図５は、本発明の実施形態によるユーティリティモジュールの斜視図である。
【００４７】
図１、図２および図５を参照すれば、ユーティリティモジュール４０は、反応器モジュール２０に結合し、反応器モジュール２０の状態を調節する役割をする。ユーティリティモジュール４０は、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、酸化剤供給部（図示せず）と、投入部カバー４５とを備える。
【００４８】
減圧部４１およびガス除去および減圧チューブ４２は、反応器モジュール２０による高温酸化工程が減圧された状態で進められるようにする。
【００４９】
詳しくは、減圧部４１およびガス除去および減圧チューブ４２は、反応器モジュール２０の外部に設けられる減圧ポンプ（図示せず）と連結され、減圧ポンプは、反応器モジュール２０が真空状態で高温酸化工程を進められるように真空状態まで減圧できるようにする。
【００５０】
減圧部４１は、一端がボディ部２１の内部と連結され、他端がボディ部２１の外部に突出する。減圧部４１は、ボディ部２１に結合し、減圧部４１はボディ部２１を貫通してもよい。
【００５１】
減圧部４１は、ボディ部２０の内部の圧力を調節するための減圧バルブ（図示せず）を備えてもよい。
【００５２】
ガス除去および減圧チューブ４２は、一端は減圧部４１と連結され、他端はボディ部２１の外部に設けられる減圧ポンプ（図示せず）と連結される。ガス除去および減圧チューブ４２は、減圧部４１および減圧ポンプの間で折曲形成されてもよい。
【００５３】
一方、ガス除去および減圧チューブ４２は、ボディ部２１に結合し、ボディ部２１を貫通してもよい。
【００５４】
温度センサ結合部４３の一端はボディ部２１の内部に連結され、他端はボディ部２１の外部に露出している。これによって、高温酸化工程の間に使用後核燃料から発生したガス形態のクリプトン（Ｋｒ）、ヨウ素（Ｉ）、三重水素（Ｈ−３）等の揮発性ガスを除去する。
【００５５】
ガス除去および減圧チューブ４２には、高温酸化工程の間に各温度別に発生するガスを選択的に除去できるようにするバルブ（図示せず）が備えられる。
【００５６】
酸化剤供給部（図示せず）は、酸化容器内部に酸化剤を供給するための通路を提供する。
【００５７】
圧力計器４４は、ボディ部２１に結合し、ボディ部２１を貫通してもよい。
【００５８】
一般的に酸化剤として酸素（Ｏ２）が用いられ、酸化剤供給部（図示せず）は、酸素を供給できるように所定の直径を有するチューブ形状に形成される。酸化剤供給部（図示せず）には、高温加熱時に酸化容器の内部を真空状態に作れるようにするためのバルブ（図示せず）を備えてもよい。
【００５９】
加熱モジュール１０には、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、圧力計器４４とが貫通する孔が形成される。第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２には、孔を形成するための曲面の溝が形成される。
【００６０】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、圧力計器４４とを挟んで結合される。
【００６１】
詳しくは、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、圧力計器４４とは、反応器モジュール２０のボディ部２１に結合し、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、圧力計器４４と、反応器モジュール２０とを挟んで結合される。
【００６２】
一方、投入部カバー４５は、反応器モジュール２０の投入部２２の一端に結合される。投入部カバー４５は、使用後核燃料の出入りを統制できるように、投入部２２の一端を選択的に開閉してもよい。
【００６３】
図６は、本発明の実施形態による駆動モジュールの斜視図であり、図７は、本発明の実施形態による駆動モジュールの平面図であり、図８は、本発明の実施形態による駆動モジュールの正面図である。
【００６４】
図１、図２、および図６〜図８を参照すれば、駆動モジュール３０は、モータ３１と、モータハウジング３２と、動力伝達部３３、３４と、回転軸３５と、搬送部（図示せず）とを備える。
【００６５】
モータ３１は、駆動軸が回転軸３５と同一平面に置かれ、互いに垂直に配置してもよい。
【００６６】
モータ３１の一側には、モータ３１を搬送するための掛止部３１１が備えられる。掛止部３１１に、クレーン、フックなどの取扱ツールを掛けて、モータ３１を遠隔で引揚げまたは搬送することができる。
【００６７】
モータ３１は、モータハウジング３２に着脱可能に結合される。モータ３１は、モータハウジング３２にスライド可能に結合するための輪部３１２を備える。輪部３１２は、モータ３１の下段に回転可能に結合してもよい。
【００６８】
また、モータ３１は、モータ３１がモータハウジング３２で所定距離以上スライドするのを防止するためのストッパ３１３を備える。ストッパ３１３は、モータ３１の側面または上面に結合され、モータ３１から所定厚さだけ突出してもよい。
【００６９】
モータ３１がモータハウジング３２から所定距離以上動けば、ストッパ３１３がモータハウジング３２の一部分と干渉する。これによって、モータ３１は、モータハウジング３２から所定距離以上動かずに、モータハウジング３２から離脱するのを防止することができる。
【００７０】
モータハウジング３２には、モータ３１が収容される。モータハウジング３２の内部には、モータ３１を収容することができる空間が形成される。また、モータハウジング３２は、輪部３１２と接触するレール部３２２を備える。レール部３２２は、輪部３１２が挿入されるように、所定深さに陥没して形成してもよい。また、レール部３２２が延びる方向は、回転軸３５と垂直を形成してもよい。よって、モータ３１の駆動軸は、回転軸３５と互いに垂直に配置してもよい。
【００７１】
モータハウジング３２は、支持モジュール５０に結合される。モータハウジング３２は、支持モジュール５０に締結部材によって固定することができる。モータハウジング３２は、回転軸３５に近づくほど下向傾斜を形成するように支持モジュール５０に結合される。これにより、モータハウジング３２のレール部３２２は、回転軸３５に近づくほど下向傾斜を形成する。
【００７２】
したがって、モータ３１をモータハウジング３２に載置すれば、すなわち、輪部３１２をレール部３２２に載置すれば、モータ３１は、回転軸３５に向かってスライドする。モータ３１は、ストッパ３１３がモータハウジング３２の一部分に干渉する時までモータハウジング３２でスライドする。
【００７３】
モータ３１がストッパ３１３によってスライドが停止すれば、モータ３１の駆動軸に結合された動力伝達部３３が回転軸３５に結合された動力伝達部３４に結合されることが好ましい。
【００７４】
整理すれば、モータ３１がモータハウジング３２に着脱される部分は、動力伝達部３３、３４の間の結合、およびモータ３１が載置される面の傾斜構造を反映し、モータ３１のスライド運動が可能なように設計してもよい。一例として、モータハウジング３２は、水平面に対し約５度程傾斜するように結合してもよい。
【００７５】
したがって、モータ３１は、クレーンなどの取扱ツールを用いて遠隔で結合および分離が可能であるため、モータ３１の維持および保守を容易にできる長所がある。
【００７６】
モータ３１の駆動力は、動力伝達部３３、３４を介して回転軸３５に伝えることができる。一例として、動力伝達部３３、３４にはベベルギヤを用いてもよい。この場合、ベベルギヤは、モータ３１の駆動軸の端部および回転軸３５の端部に備えてもよい。
【００７７】
回転軸３５は、酸化容器、ボディ部２１、および加熱モジュール１０を貫通する。回転軸３５の一端は、動力伝達部３３、３４によってモータ３１から駆動力が伝えられる。回転軸３５には搬送部が装着される。
【００７８】
搬送部は、酸化容器内部に位置し、投入部２２から供給された使用後核燃料を酸化容器内部に搬送する。搬送部は、螺旋形のスクリュー形状に形成してもよい。搬送部は、回転軸３５に装着され、回転軸３５と一体で回転してもよい。
【００７９】
図９Ａ、図９Ｂは、本発明の実施形態による支持モジュールの斜視図および側面図である。
【００８０】
図９Ａ、図９Ｂを参照すれば、支持モジュール５０は、メイン支持部５１と、ベース部５２と、支持台５３と、支え部５４とを備える。
【００８１】
メイン支持部５１は、加熱モジュール１０と、反応器モジュール２０および駆動モジュール３０を支持する。メイン支持部５１には粉末搬送部２１２が貫通する粉末搬送部貫通孔５１１と、ハル搬送部２１４が貫通するハル搬送部貫通孔５１２が形成される。
【００８２】
粉末搬送部貫通孔５１１の一側には、粉末搬送部２１２を支持する粉末搬送部支持部５１３が備えられる。粉末搬送部支持部５１３は、メイン支持部５１から所定の角度で下向傾斜するように延びている。粉末搬送部支持部５１３は、粉末搬送部２１２の傾斜角度に対応する角度の傾斜を形成する。
【００８３】
粉末搬送部支持部５１３は、メイン支持部５１の一部分を折り曲げて形成してもよく、薄いプレート形状に形成してもよい。
【００８４】
メイン支持部５１は、回転軸３５を回転可能に支持する支え部５４を備える。支え部５４は、メイン支持部５１から所定の長さ突出して形成してもよい。
【００８５】
支え部５４は、回転軸３５の前端を支持する前端支え台５４１と、回転軸３５の後端を支持する後端支え台５４２とを備える。支え台５４１、５４２に回転軸３５を回転可能に装着する時、ベアリングを用いて回転軸３５の回転が円滑になされるようにしてもよい。
【００８６】
一方、メイン支持部５１の下側には、メイン支持部５１を支持するための支持台５３が備えられる。支持台５３はメイン支持部５１で下方に延びて、ベース部５２に回転可能に結合してもよい。これにより、加熱モジュール１０、反応器モジュール２０、駆動モジュール３０等の維持および保守を便利にすることができる。
【００８７】
ベース部５２は、支持モジュール５０の底面を形成する。ベース部５２は、支持モジュール５０を安定して支持できるように広いプレート形状に形成してもよい。
【００８８】
ベース部５２は、支持台５３と回転可能に結合することのできる支持台結合部５２１を備える。支持台結合部５２１は、ベース部５２から上方に延びて形成することができる。支持台結合部５２１は、ベアリングを備え、支持台５３を回転可能に結合することができる。詳しくは、支持台結合部５２１は、支持台５３よりもさらに大きい直径で形成され、支持台５３を支持台結合部５２１に挿入することができる。
【００８９】
図１０は、本発明の実施形態によるエアーシリンダモジュールの斜視図である。
【００９０】
図１、図２および図１０を参照すれば、エアーシリンダモジュール６０は、加熱モジュール１０の一側に結合され、加熱モジュール１０の分離および結合に必要な力を提供してもよい。
【００９１】
エアーシリンダモジュール６０の一端には、第１ヒーティングボディ１１に結合される第１結合部６１が備えられ、他端には、第２ヒーティングボディ１２に結合される第２結合部６２が備えられる。第１結合部６１および第２結合部６２は突起状に形成され、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２に挿入することができる。
【００９２】
エアーシリンダモジュール６０は、空気の油圧を用いて第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を両側に押して加熱モジュール１０を分離することができ、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を引いて加熱モジュール１０を結合することができる。
【００９３】
図１１は、本発明の実施形態によるバルブモジュールの正面図である。
【００９４】
図１、図２、図１１を参照すれば、バルブモジュール７０は、粉末搬送部２１２から搬送されるペレット粉末の排出を調節する残余粉末バルブ７１と、ハル搬送部２１４から搬送されるハルの排出を調節するハルバルブ７２とを備える。
【００９５】
残余粉末バルブ７１およびハルバルブ７２には、ナイフゲートバルブ（Ｋｎｉｆｅ ｇａｔｅ ｖａｌｖｅ）を用いてもよい。一般に、ナイフゲートバルブは、管体と管体間に連結されて流体の流れを遮断および開閉させる装置であって、特に所定の粘性を有する流体など、それ自体が有する摩擦性と滞積性などによるバルブの開閉が容易でない場合、これを効果的に統制するための手段として用いられる。
【００９６】
残余粉末バルブ７１およびハルバルブ７２は、クランプによって着脱されるクランプ着脱方式を用いてもよい。
【００９７】
図１２は、本発明の実施形態による回収容器モジュールの正面図である。
【００９８】
図１、図２および図１２を参照すれば、回収容器モジュール８０は、ハルを除去するハル回収容器８１と、残余粉末を除去する残余粉末回収容器８２とを備える。
【００９９】
ハル回収容器８１および残余粉末回収容器８２は、フレキシブル材質で形成したり、溶接（ｗｅｌｄｉｎｇ）方式を用いて製作してもよい。
【０１００】
また、ハル回収容器８１および残余粉末回収容器８２には、前後スライド方式で着脱されるエンドキャップを結合してもよい。
【０１０１】
図１３は、本発明の実施形態による端子台モジュールの斜視図である。
【０１０２】
図１、図２および図１３を参照すれば、端子台モジュール９０は、支持モジュール５０のメイン支持部５１に設けることができる。端子台モジュール９０は、外部電源と使用後核燃料酸化装置１の配線に接続する。端子対モジュール９０は、メイン支持部５１に締結部材によって結合してもよい。端子台モジュール９０には、複数の孔を形成することができる。
【０１０３】
図１４は、本発明の実施形態によるガイドモジュールの斜視図である。
【０１０４】
図１、図２および図１４を参照すれば、ガイドモジュール９５は、メイン支持部５１に固定される固定部９５１と、固定部９５１に直線移動可能に結合される移動部９５２とを備える。
【０１０５】
固定部９５１は、所定方向に長く延びる形状に形成され、移動部９５２の動きをガイドできるガイド部が形成される。一例として、ガイド部は、固定部９５１に形成された溝であってもよい。固定部９５１は締結部材などによって支持モジュール５０に固定してもよい。
【０１０６】
移動部９５２は、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の底面に結合し、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２と一体で動く。移動部９５２は、締結部材などによって第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２に固定してもよい。移動部９５２は、固定部９５１に形成されたガイド部によって動きがガイドされる。
【符号の説明】
【０１０７】
１：使用後核燃料酸化装置
１０：加熱モジュール
２０：反応器モジュール
３０：駆動モジュール
４０：ユーティリティモジュール
５０：支持モジュール
６０：エアーガイドモジュール
７０：バルブモジュール
８０：回収容器モジュール
９０：端子台モジュール
９５：ガイドモジュール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用後核燃料酸化装置に関する。具体的には、運転、維持保守が容易な分解組立型の使用後核燃料酸化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
核燃料は、原子炉の中に装入して核分裂を連続的に起こし、利用可能なエネルギを得ることができる物質をいい、使用後核燃料は核分裂を起こした後に残った物質をいう。
【０００３】
使用後核燃料の管理には、およそ二種類の方法がある。１つは、使用後核燃料を地下５００メートル以上の岩盤に入れて人間生態系と徹底的に隔離する方法である。これを永久処分と呼ぶ。もう１つの方法は、使用後核燃料からリサイクル物質を分離して核燃料物質を再び用いて高放射性物質は永久処分する方法である。
【０００４】
従来の方式によれば、原子力発電所で燃焼して使用された核燃料集合体は、それ以上処理されない状態で水槽に保管および格納されているが、原子力発電を稼動する期間が長くなるほど、使用された核燃料棒の量が次第に累積して膨大な格納空間を要している。また、このように累積した廃棄物を処理しなければならない必要性および危険性が絶えず指摘されている。
【０００５】
したがって、固体形態の使用後核燃料のリサイクルのための管理技術の開発が急がれる実状にあり、これについては、使用後核燃料を粉末化してこれを酸化し、後続する工程に送る一部工程装置が開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、投入されたロッドカット（ｒｏｄ ｃｕｔ）を空気と熱を用いて粉末化し、モジュール構造を用いて運転および維持、保守が容易な使用後核燃料酸化装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、高放射線ホットセル内で運転および維持、保守を遠隔で容易にできる使用後核燃料酸化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による使用後核燃料酸化装置は、使用後核燃料を投入して酸化する反応器モジュールと、前記反応器モジュールを高温加熱する加熱モジュールと、前記反応器モジュールに結合し、前記反応器モジュールの内部の状態を調節するユーティリティモジュールと、前記加熱モジュールおよび前記反応器モジュールを支持する支持モジュールと、前記反応器モジュールの内部で前記使用後核燃料を搬送するための駆動力を提供する駆動モジュールと、前記反応器モジュールから酸化した使用後核燃料が排出されるのを調節するバルブモジュールと、前記反応器モジュールから酸化して排出される使用後核燃料を除去する回収容器モジュールとを備え、前記各モジュール別に分解され、前記各モジュール別に組立てられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、使用後核燃料酸化装置の分解および組立を遠隔で容易に行うことができる。
【００１０】
また、本発明によれば、使用後核燃料酸化装置の維持、保守を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による使用後核燃料酸化装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による使用後核燃料酸化装置の他の斜視図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態による加熱モジュールの斜視図および正面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による加熱モジュールの斜視図および正面図である。
【図４】本発明の実施形態による反応器モジュールの斜視図である。
【図５】本発明の実施形態によるユーティリティモジュールの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態による駆動モジュールの斜視図である。
【図７】本発明の実施形態による駆動モジュールの平面図である。
【図８】本発明の実施形態による駆動モジュールの正面図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態による支持モジュールの斜視図および側面図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態による支持モジュールの斜視図および側面図である。
【図１０】本発明の実施形態によるエアーシリンダモジュールの斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態によるバルブモジュールの正面図である。
【図１２】本発明の実施形態による回収容器モジュールの正面図である。
【図１３】本発明の実施形態による端子台モジュールの斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態によるガイドモジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付する図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を詳細に説明するが、本発明が実施形態によって制限されたり限定されることはない。参考までに、本説明における同一の番号は実質的に同一の要素を示し、この規則の下で他の図面に記載された内容を引用して説明することができ、当業者に自明であると判断されるものや、反復される内容は省略するものとする。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態による使用後核燃料酸化装置の斜視図であり、図２は、本発明の実施形態による使用後核燃料酸化装置の他の斜視図である。
【００１４】
図１および図２を参照すれば、本実施形態による使用後核燃料酸化装置１は、加熱モジュール１０と、反応器モジュール２０と、駆動モジュール３０と、ユーティリティモジュール４０と、支持モジュール５０と、エアーシリンダモジュール６０と、バルブモジュール７０と、回収容器モジュール８０と、端子台モジュール９０と、ガイドモジュール９５とを備える。
【００１５】
使用後核燃料酸化装置１は、使用後の核燃料を振動状態で高温に加熱して酸化させる。
【００１６】
加熱モジュール１０は、使用後核燃料を酸化させるための熱を提供する。反応器モジュール２０には、使用後核燃料を投入することができ、反応器モジュール２０に投入された使用後核燃料を酸化させる。駆動モジュール３０は、反応器モジュール２０の内部で使用後核燃料を搬送するための駆動力を提供する。支持モジュール５０は、加熱モジュール１０と、反応器モジュール２０と、駆動モジュール３０とを支持する。バルブモジュール７０は、反応器モジュール２０で酸化された使用後核燃料の排出を調節する。回収容器モジュール８０は、反応器モジュール２０で酸化されて排出された使用後核燃料を除去する。ガイドモジュール９５は、加熱モジュール１０の動きをガイドする役割をする。
【００１７】
使用後核燃料酸化装置１は、各モジュール別に組立または結合してもよく、各モジュール別に分離してもよい。モジュールの遠隔結合および遠隔分解の可能性は、可視性（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）、干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）、接近性（ａｐｐｒｏａｃｈ）、重さ（ｗｅｉｇｈｔ）等の観点で分析される。
【００１８】
図３Ａは、本発明の実施形態による加熱モジュールの斜視図であり、図３Ｂは本発明の実施形態による正面図である。
【００１９】
図１〜図３を参照すれば、加熱モジュール１０は、使用後核燃料を酸化させるために、反応器モジュール２０を高温加熱する。詳しくは、加熱モジュール１０は、使用後核燃料を酸化させるために反応器モジュール２０内の酸化容器を５００度以上まで加熱してもよい。加熱モジュール１０は、高い温度でも形状が大きく変わらないようにするために熱膨張係数が小さい材質で形成することが好ましい。
【００２０】
加熱モジュール１０は、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を備える。第１ヒーティングボディ１１は、加熱モジュール１０の左側半部を構成することができ、第２ヒーティングボディ１２は加熱モジュール１０の右側半部を構成することができる。第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、加熱モジュール１０の垂直二等分線を基準として左右対称的に配置してもよい。
【００２１】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、反応器モジュール２０を挟んで両側から結合される。また、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の内部には、反応器モジュール２０を収容することができる空間部が陥没して形成される。これにより、加熱モジュール１０は、反応器モジュール２０を包み込む形状に形成することができる。また、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の内側面には、電熱線などの発熱部材（Ｈ）が備えられる。
【００２２】
一方、加熱モジュール１０には、反応器モジュール２０の投入部２２が貫通する投入符号を１２１および駆動モジュール３０の回転軸３５が貫通する回転軸孔１４が形成される。
【００２３】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、支持モジュール５０にスライド可能に載置される。第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、支持モジュール５０上で直線方向にスライドすることができる。一例として、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、左右方向にスライドしてもよい。
【００２４】
よって、加熱モジュール１０を分解するために、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２には左右方向に引く張力を加えてもよい。
【００２５】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の動きは、ガイドモジュール９５によってガイドしてもよい。
【００２６】
加熱モジュール１０には、遠隔で組立および分解を容易にするために、加熱モジュール１０の上段にはフック、クレーンなどの取扱ツールを結合できる取扱ツール結合部１３を形成してもよい。取扱ツール結合部１３には、取扱ツールを容易に結合するために孔を形成してもよい。
【００２７】
以下では、加熱モジュール１０を遠隔で分離して組立る過程を説明する。
【００２８】
まず、遠隔で加熱モジュール１０を支持モジュール５０から分離するためには、第１ヒーティングボディ１１を左側に引っ張って、第２ヒーティングボディ１２を右側に引っ張って、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を互いに分離してもよい。
【００２９】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、支持モジュール５０上で互いに反対方向にスライドし、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２が互いに所定間隔離隔する。
【００３０】
その次に、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の上段に形成された取扱ツール結合部１３に、フック、クレーンなどの取扱ツールを掛けて第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を支持モジュール５０から持ち上げる方式で分離してもよい。
【００３１】
一方、遠隔で加熱モジュール１０を支持モジュール５０に結合するためには、まず第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の取扱ツール結合部１３に、フック、クレーンなどの取扱ツールを掛けて、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を支持モジュール５０に載置する。詳しくは、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、ガイドモジュール９５に載置してもよい。
【００３２】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２をガイドモジュール９５上に載置すれば、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を反応器モジュール２０を挟んで結合するように、反応器モジュール２０を挟んで押力を加える。
【００３３】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、反応器モジュール２０を挟んで結合されるため、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２が支持モジュール５０を包み込むようになる。
【００３４】
図４は、本発明の実施形態による反応器モジュールの斜視図である。
【００３５】
図１、図２および図４を参照すれば、反応器モジュール２０は、ボディ部２１と、投入部２２とを備える。
【００３６】
ボディ部２１の内部には、使用後核燃料が収容される酸化容器が設けられる。酸化容器は、中が空の円筒形状に形成してもよく、周囲を網（ｍｅｓｈ）で形成してもよい。酸化容器の周囲が網構造になっているため、酸化前の使用後核燃料は酸化容器内に位置するようになる。
【００３７】
ただし、使用後核燃料は、酸化工程によってハル（ｈｕｌｌ）と粉末化されたペレットに分離すれば、ハルは酸化容器内に残るが、粉末化されたペレットは網を抜け出して酸化容器下方に配置された粉末受部（図示せず）に集まることになる。
【００３８】
粉末受部は、回転軸３５を中心に酸化容器の下部から上部に１８０度回転してもよい。これにより、粉末受部に回収されたペレット粉末を後述する粉末搬送部２１２に搬送してもよい。
【００３９】
また、ボディ部２１の下部には、粉末搬送部２１２と、ハル搬送部２１４とが備えられる。
【００４０】
ハル搬送部２１４は、酸化容器から分離したハルを回収容器モジュール８０に搬送する。詳しくは、酸化工程によって酸化容器内に残ったハルは、ハル搬送部２１４によって回収容器モジュール８０に搬送される。
【００４１】
粉末搬送部２１２は、酸化容器で分離したペレット粉末が搬送される。詳しくは、酸化工程によって粉末受部にペレット粉末が集まれば、粉末受部が回転して、ペレット粉末は粉末搬送部２１２に搬送される。ハル搬送部２１４に搬送されたペレット粉末は、回収容器モジュール８０に搬送される。
【００４２】
粉末搬送部２１２は、水平面に対して所定角度の傾斜を形成してもよい。一例として、粉末搬送部２１２は水平面に対して４５度の角度で傾斜を形成してもよい。
【００４３】
一方、投入部２２は、チューブ形状であって、使用後核燃料が外部から酸化容器内部に投入されるようにする。投入部２２の一端は酸化容器の外部に突出している。
【００４４】
投入部２２は、内部が空いている円筒形状に形成され、ボディ部２１の外部から酸化容器まで使用後核燃料が移動し得る通路を提供する。
【００４５】
一方、ボディ部２１には、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、酸化剤供給部（図示せず）と、圧力計器４４と、温度センサ結合部４３とが結合される。また、圧力計締結クランプ４４１と、温度センサ締結クランプ４２１と、ガス除去および減圧チューブ締結クランプ４１１が締結され、これらに対する詳しい説明は後述することにする。
【００４６】
図５は、本発明の実施形態によるユーティリティモジュールの斜視図である。
【００４７】
図１、図２および図５を参照すれば、ユーティリティモジュール４０は、反応器モジュール２０に結合し、反応器モジュール２０の状態を調節する役割をする。ユーティリティモジュール４０は、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、酸化剤供給部（図示せず）と、投入部カバー４５とを備える。
【００４８】
減圧部４１およびガス除去および減圧チューブ４２は、反応器モジュール２０による高温酸化工程が減圧された状態で進められるようにする。
【００４９】
詳しくは、減圧部４１およびガス除去および減圧チューブ４２は、反応器モジュール２０の外部に設けられる減圧ポンプ（図示せず）と連結され、減圧ポンプは、反応器モジュール２０が真空状態で高温酸化工程を進められるように真空状態まで減圧できるようにする。
【００５０】
減圧部４１は、一端がボディ部２１の内部と連結され、他端がボディ部２１の外部に突出する。減圧部４１は、ボディ部２１に結合し、減圧部４１はボディ部２１を貫通してもよい。
【００５１】
減圧部４１は、ボディ部２０の内部の圧力を調節するための減圧バルブ（図示せず）を備えてもよい。
【００５２】
ガス除去および減圧チューブ４２は、一端は減圧部４１と連結され、他端はボディ部２１の外部に設けられる減圧ポンプ（図示せず）と連結される。ガス除去および減圧チューブ４２は、減圧部４１および減圧ポンプの間で折曲形成されてもよい。
【００５３】
一方、ガス除去および減圧チューブ４２は、ボディ部２１に結合し、ボディ部２１を貫通してもよい。
【００５４】
温度センサ結合部４３の一端はボディ部２１の内部に連結され、他端はボディ部２１の外部に露出している。これによって、高温酸化工程の間に使用後核燃料から発生したガス形態のクリプトン（Ｋｒ）、ヨウ素（Ｉ）、三重水素（Ｈ−３）等の揮発性ガスを除去する。
【００５５】
ガス除去および減圧チューブ４２には、高温酸化工程の間に各温度別に発生するガスを選択的に除去できるようにするバルブ（図示せず）が備えられる。
【００５６】
酸化剤供給部（図示せず）は、酸化容器内部に酸化剤を供給するための通路を提供する。
【００５７】
圧力計器４４は、ボディ部２１に結合し、ボディ部２１を貫通してもよい。
【００５８】
一般的に酸化剤として酸素（Ｏ２）が用いられ、酸化剤供給部（図示せず）は、酸素を供給できるように所定の直径を有するチューブ形状に形成される。酸化剤供給部（図示せず）には、高温加熱時に酸化容器の内部を真空状態に作れるようにするためのバルブ（図示せず）を備えてもよい。
【００５９】
加熱モジュール１０には、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、圧力計器４４とが貫通する孔が形成される。第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２には、孔を形成するための曲面の溝が形成される。
【００６０】
第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、圧力計器４４とを挟んで結合される。
【００６１】
詳しくは、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、圧力計器４４とは、反応器モジュール２０のボディ部２１に結合し、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２は、減圧部４１と、ガス除去および減圧チューブ４２と、圧力計器４４と、反応器モジュール２０とを挟んで結合される。
【００６２】
一方、投入部カバー４５は、反応器モジュール２０の投入部２２の一端に結合される。投入部カバー４５は、使用後核燃料の出入りを統制できるように、投入部２２の一端を選択的に開閉してもよい。
【００６３】
図６は、本発明の実施形態による駆動モジュールの斜視図であり、図７は、本発明の実施形態による駆動モジュールの平面図であり、図８は、本発明の実施形態による駆動モジュールの正面図である。
【００６４】
図１、図２、および図６〜図８を参照すれば、駆動モジュール３０は、モータ３１と、モータハウジング３２と、動力伝達部３３、３４と、回転軸３５と、搬送部（図示せず）とを備える。
【００６５】
モータ３１は、駆動軸が回転軸３５と同一平面に置かれ、互いに垂直に配置してもよい。
【００６６】
モータ３１の一側には、モータ３１を搬送するための掛止部３１１が備えられる。掛止部３１１に、クレーン、フックなどの取扱ツールを掛けて、モータ３１を遠隔で引揚げまたは搬送することができる。
【００６７】
モータ３１は、モータハウジング３２に着脱可能に結合される。モータ３１は、モータハウジング３２にスライド可能に結合するための輪部３１２を備える。輪部３１２は、モータ３１の下段に回転可能に結合してもよい。
【００６８】
また、モータ３１は、モータ３１がモータハウジング３２で所定距離以上スライドするのを防止するためのストッパ３１３を備える。ストッパ３１３は、モータ３１の側面または上面に結合され、モータ３１から所定厚さだけ突出してもよい。
【００６９】
モータ３１がモータハウジング３２から所定距離以上動けば、ストッパ３１３がモータハウジング３２の一部分と干渉する。これによって、モータ３１は、モータハウジング３２から所定距離以上動かずに、モータハウジング３２から離脱するのを防止することができる。
【００７０】
モータハウジング３２には、モータ３１が収容される。モータハウジング３２の内部には、モータ３１を収容することができる空間が形成される。また、モータハウジング３２は、輪部３１２と接触するレール部３２２を備える。レール部３２２は、輪部３１２が挿入されるように、所定深さに陥没して形成してもよい。また、レール部３２２が延びる方向は、回転軸３５と垂直を形成してもよい。よって、モータ３１の駆動軸は、回転軸３５と互いに垂直に配置してもよい。
【００７１】
モータハウジング３２は、支持モジュール５０に結合される。モータハウジング３２は、支持モジュール５０に締結部材によって固定することができる。モータハウジング３２は、回転軸３５に近づくほど下向傾斜を形成するように支持モジュール５０に結合される。これにより、モータハウジング３２のレール部３２２は、回転軸３５に近づくほど下向傾斜を形成する。
【００７２】
したがって、モータ３１をモータハウジング３２に載置すれば、すなわち、輪部３１２をレール部３２２に載置すれば、モータ３１は、回転軸３５に向かってスライドする。モータ３１は、ストッパ３１３がモータハウジング３２の一部分に干渉する時までモータハウジング３２でスライドする。
【００７３】
モータ３１がストッパ３１３によってスライドが停止すれば、モータ３１の駆動軸に結合された動力伝達部３３が回転軸３５に結合された動力伝達部３４に結合されることが好ましい。
【００７４】
整理すれば、モータ３１がモータハウジング３２に着脱される部分は、動力伝達部３３、３４の間の結合、およびモータ３１が載置される面の傾斜構造を反映し、モータ３１のスライド運動が可能なように設計してもよい。一例として、モータハウジング３２は、水平面に対し約５度程傾斜するように結合してもよい。
【００７５】
したがって、モータ３１は、クレーンなどの取扱ツールを用いて遠隔で結合および分離が可能であるため、モータ３１の維持および保守を容易にできる長所がある。
【００７６】
モータ３１の駆動力は、動力伝達部３３、３４を介して回転軸３５に伝えることができる。一例として、動力伝達部３３、３４にはベベルギヤを用いてもよい。この場合、ベベルギヤは、モータ３１の駆動軸の端部および回転軸３５の端部に備えてもよい。
【００７７】
回転軸３５は、酸化容器、ボディ部２１、および加熱モジュール１０を貫通する。回転軸３５の一端は、動力伝達部３３、３４によってモータ３１から駆動力が伝えられる。回転軸３５には搬送部が装着される。
【００７８】
搬送部は、酸化容器内部に位置し、投入部２２から供給された使用後核燃料を酸化容器内部に搬送する。搬送部は、螺旋形のスクリュー形状に形成してもよい。搬送部は、回転軸３５に装着され、回転軸３５と一体で回転してもよい。
【００７９】
図９Ａ、図９Ｂは、本発明の実施形態による支持モジュールの斜視図および側面図である。
【００８０】
図９Ａ、図９Ｂを参照すれば、支持モジュール５０は、メイン支持部５１と、ベース部５２と、支持台５３と、支え部５４とを備える。
【００８１】
メイン支持部５１は、加熱モジュール１０と、反応器モジュール２０および駆動モジュール３０を支持する。メイン支持部５１には粉末搬送部２１２が貫通する粉末搬送部貫通孔５１１と、ハル搬送部２１４が貫通するハル搬送部貫通孔５１２が形成される。
【００８２】
粉末搬送部貫通孔５１１の一側には、粉末搬送部２１２を支持する粉末搬送部支持部５１３が備えられる。粉末搬送部支持部５１３は、メイン支持部５１から所定の角度で下向傾斜するように延びている。粉末搬送部支持部５１３は、粉末搬送部２１２の傾斜角度に対応する角度の傾斜を形成する。
【００８３】
粉末搬送部支持部５１３は、メイン支持部５１の一部分を折り曲げて形成してもよく、薄いプレート形状に形成してもよい。
【００８４】
メイン支持部５１は、回転軸３５を回転可能に支持する支え部５４を備える。支え部５４は、メイン支持部５１から所定の長さ突出して形成してもよい。
【００８５】
支え部５４は、回転軸３５の前端を支持する前端支え台５４１と、回転軸３５の後端を支持する後端支え台５４２とを備える。支え台５４１、５４２に回転軸３５を回転可能に装着する時、ベアリングを用いて回転軸３５の回転が円滑になされるようにしてもよい。
【００８６】
一方、メイン支持部５１の下側には、メイン支持部５１を支持するための支持台５３が備えられる。支持台５３はメイン支持部５１で下方に延びて、ベース部５２に回転可能に結合してもよい。これにより、加熱モジュール１０、反応器モジュール２０、駆動モジュール３０等の維持および保守を便利にすることができる。
【００８７】
ベース部５２は、支持モジュール５０の底面を形成する。ベース部５２は、支持モジュール５０を安定して支持できるように広いプレート形状に形成してもよい。
【００８８】
ベース部５２は、支持台５３と回転可能に結合することのできる支持台結合部５２１を備える。支持台結合部５２１は、ベース部５２から上方に延びて形成することができる。支持台結合部５２１は、ベアリングを備え、支持台５３を回転可能に結合することができる。詳しくは、支持台結合部５２１は、支持台５３よりもさらに大きい直径で形成され、支持台５３を支持台結合部５２１に挿入することができる。
【００８９】
図１０は、本発明の実施形態によるエアーシリンダモジュールの斜視図である。
【００９０】
図１、図２および図１０を参照すれば、エアーシリンダモジュール６０は、加熱モジュール１０の一側に結合され、加熱モジュール１０の分離および結合に必要な力を提供してもよい。
【００９１】
エアーシリンダモジュール６０の一端には、第１ヒーティングボディ１１に結合される第１結合部６１が備えられ、他端には、第２ヒーティングボディ１２に結合される第２結合部６２が備えられる。第１結合部６１および第２結合部６２は突起状に形成され、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２に挿入することができる。
【００９２】
エアーシリンダモジュール６０は、空気の油圧を用いて第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を両側に押して加熱モジュール１０を分離することができ、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２を引いて加熱モジュール１０を結合することができる。
【００９３】
図１１は、本発明の実施形態によるバルブモジュールの正面図である。
【００９４】
図１、図２、図１１を参照すれば、バルブモジュール７０は、粉末搬送部２１２から搬送されるペレット粉末の排出を調節する残余粉末バルブ７１と、ハル搬送部２１４から搬送されるハルの排出を調節するハルバルブ７２とを備える。
【００９５】
残余粉末バルブ７１およびハルバルブ７２には、ナイフゲートバルブ（Ｋｎｉｆｅ ｇａｔｅ ｖａｌｖｅ）を用いてもよい。一般に、ナイフゲートバルブは、管体と管体間に連結されて流体の流れを遮断および開閉させる装置であって、特に所定の粘性を有する流体など、それ自体が有する摩擦性と滞積性などによるバルブの開閉が容易でない場合、これを効果的に統制するための手段として用いられる。
【００９６】
残余粉末バルブ７１およびハルバルブ７２は、クランプによって着脱されるクランプ着脱方式を用いてもよい。
【００９７】
図１２は、本発明の実施形態による回収容器モジュールの正面図である。
【００９８】
図１、図２および図１２を参照すれば、回収容器モジュール８０は、ハルを除去するハル回収容器８１と、残余粉末を除去する残余粉末回収容器８２とを備える。
【００９９】
ハル回収容器８１および残余粉末回収容器８２は、フレキシブル材質で形成したり、溶接（ｗｅｌｄｉｎｇ）方式を用いて製作してもよい。
【０１００】
また、ハル回収容器８１および残余粉末回収容器８２には、前後スライド方式で着脱されるエンドキャップを結合してもよい。
【０１０１】
図１３は、本発明の実施形態による端子台モジュールの斜視図である。
【０１０２】
図１、図２および図１３を参照すれば、端子台モジュール９０は、支持モジュール５０のメイン支持部５１に設けることができる。端子台モジュール９０は、外部電源と使用後核燃料酸化装置１の配線に接続する。端子対モジュール９０は、メイン支持部５１に締結部材によって結合してもよい。端子台モジュール９０には、複数の孔を形成することができる。
【０１０３】
図１４は、本発明の実施形態によるガイドモジュールの斜視図である。
【０１０４】
図１、図２および図１４を参照すれば、ガイドモジュール９５は、メイン支持部５１に固定される固定部９５１と、固定部９５１に直線移動可能に結合される移動部９５２とを備える。
【０１０５】
固定部９５１は、所定方向に長く延びる形状に形成され、移動部９５２の動きをガイドできるガイド部が形成される。一例として、ガイド部は、固定部９５１に形成された溝であってもよい。固定部９５１は締結部材などによって支持モジュール５０に固定してもよい。
【０１０６】
移動部９５２は、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２の底面に結合し、第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２と一体で動く。移動部９５２は、締結部材などによって第１ヒーティングボディ１１および第２ヒーティングボディ１２に固定してもよい。移動部９５２は、固定部９５１に形成されたガイド部によって動きがガイドされる。
【符号の説明】
【０１０７】
１：使用後核燃料酸化装置
１０：加熱モジュール
２０：反応器モジュール
３０：駆動モジュール
４０：ユーティリティモジュール
５０：支持モジュール
６０：エアーガイドモジュール
７０：バルブモジュール
８０：回収容器モジュール
９０：端子台モジュール
９５：ガイドモジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用後核燃料を投入して酸化する反応器モジュールと、
前記反応器モジュールを高温加熱する加熱モジュールと、
前記反応器モジュールに結合し、前記反応器モジュールの内部の状態を調節するユーティリティモジュールと、
前記加熱モジュールおよび前記反応器モジュールを支持する支持モジュールと、
前記反応器モジュールの内部に前記使用後の核燃料を搬送するための駆動力を提供する駆動モジュールと、
前記反応器モジュールから酸化した使用後核燃料が排出されるのを調節するバルブモジュールと、
前記反応器モジュールから酸化して排出される使用後核燃料を除去する回収容器モジュールと、
を備え、前記各モジュール別に分解され、前記各モジュール別に組立てられることを特徴とする使用後核燃料酸化装置。
【請求項２】
前記加熱モジュールは、前記反応器モジュールを挟んで両側から結合することのできる第１ヒーティングボディおよび第２ヒーティングボディを備え、
前記第１ヒーティングボディおよび第２ヒーティングボディは、前記支持モジュールにスライド可能に設けられることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項３】
前記加熱モジュールの動きをガイドするガイドモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項４】
前記加熱モジュールの一側に結合され、前記加熱モジュールの分離および結合に必要な力を提供するエアーシリンダモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項５】
前記加熱モジュールには、前記加熱モジュールを搬送するための取扱ツールが結合される取扱ツール結合部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項６】
前記反応器モジュールは、
使用後核燃料が収容される酸化容器が設けられるボディ部と、
前記使用後核燃料が外部から前記酸化容器内部に投入される通路を提供する投入部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項７】
前記ユーティリティモジュールは、
前記反応器モジュールが真空状態で高温酸化工程を進められるように真空状態まで減圧させる減圧部と、
高温酸化工程間で使用後核燃料から発生したガスを除去するガス除去部と、
前記酸化容器内部に酸化剤を供給するための通路を提供する酸化剤供給部と、
前記反応器モジュールの投入部を選択的に開閉する投入部カバーと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項８】
前記駆動モジュールは、
前記反応器モジュールを貫通する回転軸と、前記回転軸に駆動力を提供するモータと、前記モータの駆動力を前記回転軸に伝達する動力伝達部と、前記回転軸に装着され、使用後核燃料を酸化容器内部に搬送する搬送部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項９】
前記モータを収容するモータハウジングがさらに備え、
前記モータには、前記モータハウジングにスライド可能に結合するための輪部が備えられ、
前記モータハウジングは、前記回転軸に近づくほど下向傾斜を形成することを特徴とする請求項８に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項１０】
前記モータは、前記モータが前記モータハウジングから所定距離以上スライドするのを防止するためのストッパを備えることを特徴とする請求項８に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項１１】
前記支持モジュールは、
前記支持モジュールの底面を形成するベース部と、
前記ベース部に回転可能に結合されるメイン支持部を備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項１２】
前記加熱モジュール、ユーティリティモジュール、駆動モジュール、反応器モジュール、バルブモジュール、回収容器モジュールは、ＳＵＳ３０４およびセラミック材質で形成されることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項１】
使用後核燃料を投入して酸化する反応器モジュールと、
前記反応器モジュールを高温加熱する加熱モジュールと、
前記反応器モジュールに結合し、前記反応器モジュールの内部の状態を調節するユーティリティモジュールと、
前記加熱モジュールおよび前記反応器モジュールを支持する支持モジュールと、
前記反応器モジュールの内部に前記使用後の核燃料を搬送するための駆動力を提供する駆動モジュールと、
前記反応器モジュールから酸化した使用後核燃料が排出されるのを調節するバルブモジュールと、
前記反応器モジュールから酸化して排出される使用後核燃料を除去する回収容器モジュールと、
を備え、前記各モジュール別に分解され、前記各モジュール別に組立てられることを特徴とする使用後核燃料酸化装置。
【請求項２】
前記加熱モジュールは、前記反応器モジュールを挟んで両側から結合することのできる第１ヒーティングボディおよび第２ヒーティングボディを備え、
前記第１ヒーティングボディおよび第２ヒーティングボディは、前記支持モジュールにスライド可能に設けられることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項３】
前記加熱モジュールの動きをガイドするガイドモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項４】
前記加熱モジュールの一側に結合され、前記加熱モジュールの分離および結合に必要な力を提供するエアーシリンダモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項５】
前記加熱モジュールには、前記加熱モジュールを搬送するための取扱ツールが結合される取扱ツール結合部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項６】
前記反応器モジュールは、
使用後核燃料が収容される酸化容器が設けられるボディ部と、
前記使用後核燃料が外部から前記酸化容器内部に投入される通路を提供する投入部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項７】
前記ユーティリティモジュールは、
前記反応器モジュールが真空状態で高温酸化工程を進められるように真空状態まで減圧させる減圧部と、
高温酸化工程間で使用後核燃料から発生したガスを除去するガス除去部と、
前記酸化容器内部に酸化剤を供給するための通路を提供する酸化剤供給部と、
前記反応器モジュールの投入部を選択的に開閉する投入部カバーと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項８】
前記駆動モジュールは、
前記反応器モジュールを貫通する回転軸と、前記回転軸に駆動力を提供するモータと、前記モータの駆動力を前記回転軸に伝達する動力伝達部と、前記回転軸に装着され、使用後核燃料を酸化容器内部に搬送する搬送部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項９】
前記モータを収容するモータハウジングがさらに備え、
前記モータには、前記モータハウジングにスライド可能に結合するための輪部が備えられ、
前記モータハウジングは、前記回転軸に近づくほど下向傾斜を形成することを特徴とする請求項８に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項１０】
前記モータは、前記モータが前記モータハウジングから所定距離以上スライドするのを防止するためのストッパを備えることを特徴とする請求項８に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項１１】
前記支持モジュールは、
前記支持モジュールの底面を形成するベース部と、
前記ベース部に回転可能に結合されるメイン支持部を備えることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【請求項１２】
前記加熱モジュール、ユーティリティモジュール、駆動モジュール、反応器モジュール、バルブモジュール、回収容器モジュールは、ＳＵＳ３０４およびセラミック材質で形成されることを特徴とする請求項１に記載の使用後核燃料酸化装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−５３０４２（Ｐ２０１２−５３０４２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５４６２（Ｐ２０１１−１８５４６２）
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（５００００２４９０）コリア アトミック エナジー リサーチ インスティチュート (20)
【出願人】（５０２０４３３５２）コリア ハイドロ アンド ニュークリア パワー カンパニー リミティッド (23)
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（５００００２４９０）コリア アトミック エナジー リサーチ インスティチュート (20)
【出願人】（５０２０４３３５２）コリア ハイドロ アンド ニュークリア パワー カンパニー リミティッド (23)
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