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KR101231161B1 - Multi-floor calcination furnace for thermal treatment of single layer particles and its operation method - Google Patents

Multi-floor calcination furnace for thermal treatment of single layer particles and its operation method Download PDF

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KR101231161B1
KR101231161B1 KR1020110035191A KR20110035191A KR101231161B1 KR 101231161 B1 KR101231161 B1 KR 101231161B1 KR 1020110035191 A KR1020110035191 A KR 1020110035191A KR 20110035191 A KR20110035191 A KR 20110035191A KR 101231161 B1 KR101231161 B1 KR 101231161B1
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KR
South Korea
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air
roasting
stage
unit
case
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KR1020110035191A
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엄성호
김연구
김웅기
김영민
이영우
조문성
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한국수력원자력 주식회사
한국원자력연구원
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Abstract

본 발명에 따른 단일층입자 열처리용 다단식 배소로는, 우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU(Ammonium DiUranate) 겔입자가 UO3로의 변환을 위한 물성특성을 높이기 위해, 핵연료 특성을 충족하도록 열분해 조건을 구성하며, 구체적으로, 본체; 및 상기 본체 내에 마련되며, 내부에 복수 개의 배소공간이 다단(다층)으로 형성된 다단배소부;를 포함하여, 우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU 겔입자가 UO3로의 변환을 위해, 상기 다단배소부에서 열분해되도록 구성된다.In the multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment according to the present invention, in order to increase the physical properties for converting ADU (Ammonium DiUranate) gel particles into UO 3 during the heat treatment of the uranium compound, the thermal decomposition conditions are configured to satisfy the nuclear fuel characteristics. , Specifically, a body; And a multi-stage roasting unit provided in the main body and having a plurality of roasting spaces formed in multiple stages (multi-layers) therein, in order to convert ADU gel particles into UO 3 during the heat treatment of the uranium compound, in the multi-stage roasting unit. Configured to be pyrolyzed.

Description

단일층입자 열처리용 다단식 배소로와 그의 운전방법{Multi-floor calcination furnace for thermal treatment of single layer particles and its operation method}Multi-floor calcination furnace for thermal treatment of single layer particles and its operation method

본 발명은 단일층입자 열처리용 다단식 배소로와 그의 운전방법으로서, 우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU 겔입자가 UO3로의 변환을 위한 물성특성을 높이기 위해, 핵연료 특성을 충족하도록 다단배소공간을 가진 열분해 조건을 구성하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로와 그의 운전방법에 관한 것이다.
The present invention is a multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment and its operation method, in order to increase the physical properties for the conversion of ADU gel particles to UO 3 during the heat treatment of uranium compound, pyrolysis having a multi-stage roast space to meet the nuclear fuel characteristics A multi-stage roasting furnace for heat treatment of single layer particles constituting conditions and a method of operating the same.

우라늄화합물의 열처리 과정에서 사용되는 배소로(calcination furnace)의 경우 일반적으로 외부에 가열장치가 부착되고 그 중앙에 배소시키고자 하는 물질을 배치하고 분위기 가스를 공급하는 상태에서 heater를 가동시켜 온도를 가열하면서 열분해시키는 시스템을 채용하고 있다.
In the case of a calcination furnace used in the heat treatment process of uranium compounds, a heating device is generally attached to the outside, a material to be roasted is placed in the center of the furnace, and a heater is operated while supplying an atmosphere gas to heat the temperature. While adopting a system that thermally decomposes.

그러나, 고온가스로 핵연료 제조과정에서 중간물질로 얻어지는 ADU 겔입자의 열분해시와 같이 구형입자를 아주 조심스럽게 열처리하는 경우 중앙에 위치시키는 열분해 물질을 부피가 큰 하나의 트레이 시스템에 넣고 열분해시킬 경우, 분위기가스와의 접촉이 원활하지 않고, 분해물질과 접촉하는 단면적이 작아, 열분해 반응이 어려운 문제점이 있다.
However, when thermally treating spherical particles very carefully, such as pyrolysis of ADU gel particles obtained as intermediates in the fuel manufacturing process with hot gas, when pyrolyzed materials are thermally decomposed into a bulky tray system, There is a problem that the contact with the atmosphere gas is not smooth, the cross-sectional area of contact with the decomposition material is small, and the pyrolysis reaction is difficult.

아울러, 열분해 조절이 용이하게 되지 않는 단점이 있으며, 또 소량의 시료를 열분해시킬 경우 트레이의 부피가 커짐에 따라 트레이의 높이가 높아져, 접촉효율을 떨어뜨리는 한계점이 있다.
In addition, there is a disadvantage that the pyrolysis control is not easy, and when the pyrolysis of a small amount of the sample, the height of the tray increases as the volume of the tray increases, thereby limiting the contact efficiency.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU 겔입자가 UO3로의 변환을 위한 물성특성을 높이기 위해, 핵연료 특성을 충족하도록 다단배소공간을 가진 열분해 조건을 구성하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로와 그의 운전방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, in order to increase the physical properties for the conversion of ADU gel particles to UO 3 during the heat treatment of the uranium compound, the thermal decomposition conditions having a multi-stage roast space to meet the nuclear fuel properties An object of the present invention is to provide a multi-stage roasting furnace for constituting single layer particles and a method of operating the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단일층입자 열처리용 다단식 배소로는, 우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU(Ammonium DiUranate) 겔입자가 UO3로의 변환을 위한 물성특성을 높이기 위해, 핵연료 특성을 충족하도록 열분해 조건을 구성한다.
In order to achieve the above object, as a multi-stage roasting apparatus for heat treatment of single layer particles according to a preferred embodiment of the present invention, ADU (Ammonium DiUranate) gel particles in the heat treatment process of the uranium compound to improve the physical properties for conversion to UO 3 To this end, the pyrolysis conditions are configured to meet the fuel properties.

구체적으로, 본 발명은 본체; 및 상기 본체 내에 마련되며, 내부에 복수 개의 배소공간이 다단(다층)으로 형성된 다단배소부;를 포함하여, 우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU 겔입자가 UO3로의 변환을 위해, 상기 다단배소부에서 열분해되도록 구성된다.
Specifically, the present invention; And a multi-stage roasting unit provided in the main body and having a plurality of roasting spaces formed in multiple stages (multi-layers) therein, in order to convert ADU gel particles into UO 3 during the heat treatment of the uranium compound, in the multi-stage roasting unit. Configured to be pyrolyzed.

여기에서, 상기 다단배소부는, 전면부가 개방된 밀폐케이스; 상기 밀폐케이스 내부에 배치, 고정되며, 전면부가 개방된 배소부케이스; 및 상기 밀폐케이스 내부에 수직방향으로 이격되며 서로 평행하게 배치된 복수 개의 층막이판;을 구비하여, 복수 개의 상기 층막이판 사이에 각각 상기 배소공간이 형성되어, 각 층의 상기 배소공간에 ADU 겔입자가 수용된 트레이가 인입되는 것이 바람직하다.
Here, the multi-stage roasting portion, the closed case the front portion is open; A roasting case disposed and fixed inside the sealed case and having a front portion open; And a plurality of layered plates spaced apart in a vertical direction and arranged in parallel to each other in the sealed case, wherein the roasted spaces are formed between the plurality of layered plates, respectively, in the roasted spaces of each layer. It is preferable that the tray containing the gel particles be drawn in.

또한, 상기 다단배소부는, 상기 배소공간 내의 에어를 가열하도록, 상기 밀폐케이스의 저면, 양측면, 및 후면에 각각 설치된 메인히터;를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the multi-stage roasting unit, it is preferable to include a main heater, respectively installed on the bottom, both sides, and the rear of the sealed case to heat the air in the roasting space.

아울러, 상기 밀폐케이스는, 전면에 형성되어 개폐되며, 밀폐를 위해 테두리를 따라 실링부재가 장착된 전면게이트;를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the sealed case is formed on the front and is opened and closed, the front gate is mounted with a sealing member along the rim for sealing.

이에 더하여, 상기 다단배소부는, 다층의 상기 배소공간의 온도를 각각 측정하도록 장착된 복수 개의 열전대;를 더 구비하는 것이 바람직하다.
In addition, the multi-stage roasting unit, it is preferably further provided with a plurality of thermocouples mounted to measure the temperature of the roasting space of the multilayer.

그리고, 본 발명의 또 하나의 측면으로서, 본체; 상기 본체 내에 마련되며 전면부가 개방된 밀폐케이스, 상기 밀폐케이스 내부에 배치, 고정되며 전면부가 개방된 배소부케이스, 및 상기 밀폐케이스 내부에 수직방향으로 이격되며 서로 평행하게 배치된 복수 개의 층막이판을 구비하여, 복수 개의 상기 층막이판 사이에 각각 배소공간이 형성되어, 각 층의 상기 배소공간에 ADU 겔입자가 수용된 트레이가 인입되는 다단배소부; 및 에어가 복수 개의 상기 배소공간에 각각 균일하게 유입되도록, 복수 개의 상기 배소공간 각각에 에어를 유입시키는 다단에어공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로가 제공된다.
And, as another aspect of this invention, main body; A sealed case provided in the main body and the front part is opened, disposed in the sealed case, the roasting case is fixed, the front part is opened, and a plurality of layered plates spaced in a vertical direction and arranged in parallel to each other inside the sealed case. A multi-stage roasting unit having a roasting space formed between the plurality of layered plates, the tray containing ADU gel particles in the roasting space of each layer; And a multi-stage air supply unit for introducing air into each of the plurality of roasting spaces so that the air flows uniformly into the plurality of roasting spaces, respectively.

이때, 상기 다단에어공급부는, 외부로부터 에어가 공급되는 제1 에어라인; 상기 제1 에어라인으로부터 수직방향으로 분기되어 복수 개가 다층의 상기 배소공간에 대응되도록 상기 밀폐케이스 내로 이어지는 제2 에어라인; 및 상기 밀폐케이스 내에서 각각의 상기 제2 에어라인으로부터 수평방향으로 분기되어 상기 배소공간에 연통된 제3 에어라인;을 구비하는 것이 바람직하다.
At this time, the multi-stage air supply unit, the first air line to which air is supplied from the outside; A second air line branched from the first air line in a vertical direction and extending into the sealed case so that a plurality of the plurality of roasting spaces correspond to the multilayer roasting space; And a third air line branched in a horizontal direction from each of the second air lines in the sealed case to communicate with the roasting space.

여기에서, 상기 층막이판은, 상기 제3 에어라인을 통해 상기 배소공간에 유입된 에어가 요동(fluctuation)되도록, 하면에 하방연장된 배플(baffle);을 더 구비하는 것이 바람직하다.The baffle plate may further include a baffle extended downwardly at a lower surface of the floorboard so that air introduced into the roasting space through the third air line is fluctuation.

또한, 상기 다단배소부는, 상기 제3 에어라인을 통해 상기 배소공간에 유입된 에어가 분기되도록, 상기 배소부케이스 내에서 상기 층막이판에 대해 수직으로 배치된 분기판;을 더 구비하는 것이 바람직하다.The multi-stage roasting unit may further include a branch plate disposed perpendicular to the layered plate in the roasting case so that air introduced into the roasting space through the third air line is branched. Do.

아울러, 상기 다단에어공급부는, 수직방향으로 분기된 복수 개의 상기 제2 에어라인 각각에 장착된 에어조절밸브;를 더 구비하는 것이 바람직하다.
The multi-stage air supply unit may further include an air control valve mounted to each of the plurality of second air lines branched in the vertical direction.

그리고, 본 발명의 또 하나의 측면으로서, 본체; 상기 본체 내에 마련되며, 내부에 복수 개의 배소공간이 다단(다층)으로 형성된 다단배소부; 에어가 복수 개의 상기 배소공간에 각각 균일하게 유입되도록, 복수 개의 상기 배소공간 각각에 에어를 유입시키는 다단에어공급부; 및 상기 배소공간에 유입되기 전 상기 에어를 예열시키는 예열부;를 포함하여, 우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU(Ammonium DiUranate) 겔입자가 UO3로의 변환을 위해, 상기 다단배소부에서 열분해되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로가 제공된다.
And, as another aspect of this invention, main body; A multi-stage roast unit provided in the main body and having a plurality of roast spaces formed in multiple stages (multi-layers); A multi-stage air supply unit for introducing air into each of the plurality of roasting spaces such that air is uniformly introduced into the plurality of roasting spaces; And a pre-heating unit for preheating the air before entering the roasting space. ADU (Ammonium DiUranate) gel particles are thermally decomposed in the multi-stage roasting unit for conversion to UO 3 during the heat treatment of the uranium compound. A multistage roasting furnace for heat treatment of single layer particles is provided.

이때, 상기 다단배소부는, 전면부가 개방된 밀폐케이스; 상기 밀폐케이스 내부에 배치, 고정되며, 전면부가 개방된 배소부케이스; 및 상기 밀폐케이스 내부에 수직방향으로 이격되어 서로 평행하게 배치된 복수 개의 층막이판;을 구비하여, 복수 개의 상기 층막이판 사이에 각각 상기 배소공간이 형성되어 각 층의 상기 배소공간에 ADU 겔입자가 수용된 트레이가 인입되며, 상기 다단에어공급부는, 외부로부터 에어가 공급되는 제1 에어라인; 상기 제1 에어라인으로부터 수직방향으로 분기되어 복수 개가 다층의 상기 배소공간에 대응되도록 상기 밀폐케이스 내로 이어지는 제2 에어라인; 및 상기 밀폐케이스 내에서 각각의 상기 제2 에어라인으로부터 수평방향으로 분기되어 상기 배소공간에 연통된 제3 에어라인;을 구비하며, 상기 예열부는, 상기 본체에 설치된 히터케이스; 및 상기 히터케이스 내부 바닥에 안착 설치되며, 외부로부터 에어가 공급되는 상기 제1 에어라인이 상부에 배치된 판상의 프리히터;를 구비하는 것이 바람직하다.
At this time, the multi-stage roasting unit, the front case is an open sealed case; A roasting case disposed and fixed inside the sealed case and having a front portion open; And a plurality of diaphragms disposed in parallel to each other and spaced apart in a vertical direction in the sealed case, wherein the roasting spaces are formed between the plurality of diaphragms, respectively, in the roasting space of each layer. A tray containing the particles is retracted, the multi-stage air supply unit, the first air line is supplied with air from the outside; A second air line branched from the first air line in a vertical direction and extending into the sealed case so that a plurality of the plurality of roasting spaces correspond to the multilayer roasting space; And a third air line branched horizontally from each of the second air lines in the sealed case and communicating with the roasting space, wherein the preheater comprises: a heater case installed in the main body; And a plate-shaped preheater installed on the bottom of the heater case and having the first air line supplied with air from the outside.

또한, 상기 예열부는, 상기 제1 에어라인이 내부에 배치되도록, 상기 히터케이스 내에서 상기 프리히터 상 충진된 충진재;를 더 구비하는 것이 바람직하다.The preheater may further include a filler filled in the preheater in the heater case so that the first air line is disposed therein.

아울러, 상기 프리히터 상부에 배치된 상기 제1 에어라인은 지그재그 형으로 배치하여 단열면적을 증가시키는 것이 바람직하다.
In addition, the first air line disposed above the preheater may be arranged in a zigzag shape to increase an insulation area.

나아가, 상기 예열부는, 상기 제1 에어라인에서 상기 히터케이스에 인입되기 전 부위에 장착된 유량계; 및 상기 히터케이스 내의 온도를 측정하도록 장착된 열전대;를 더 구비하는 것이 바람직하다.
Further, the preheating unit, the flow meter mounted to the portion before the first air line is drawn into the heater case; And a thermocouple mounted to measure the temperature in the heater case.

그리고, 본 발명의 또 하나의 측면으로서, 본체; 상기 본체 내에 마련되며, 내부에 복수 개의 배소공간이 다단(다층)으로 형성된 다단배소부; 에어가 복수 개의 상기 배소공간에 각각 균일하게 유입되도록, 복수 개의 상기 배소공간 각각에 에어를 유입시키는 다단에어공급부; 상기 배소공간에 유입되기 전 상기 에어를 예열시키는 예열부; 및 상기 다단배소부로부터 사용된 고온의 폐에어를 상기 예열부에서 재활용하도록 구성되는 폐열순환부;를 포함하여, 우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU 겔입자가 UO3로의 변환을 위해, 상기 다단배소부에서 열분해되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로가 제공된다.
And, as another aspect of this invention, main body; A multi-stage roast unit provided in the main body and having a plurality of roast spaces formed in multiple stages (multi-layers); A multi-stage air supply unit for introducing air into each of the plurality of roasting spaces such that air is uniformly introduced into the plurality of roasting spaces; Preheater for preheating the air before entering the roasting space; And a waste heat circulation unit configured to recycle the high-temperature waste air used from the multi-stage roasting unit in the preheating unit. In order to convert the ADU gel particles into UO 3 during the heat treatment of the uranium compound, the multi-stage roasting unit There is provided a multi-stage roasting furnace for heat treatment of single layer particles, which is configured to be thermally decomposed.

이때, 상기 다단배소부는, 전면부가 개방된 밀폐케이스; 상기 밀폐케이스 내부에 배치, 고정되며, 전면부가 개방된 배소부케이스; 및 상기 밀폐케이스 내부에 수직방향으로 이격되어 서로 평행하게 배치된 복수 개의 층막이판;을 구비하여, 복수 개의 상기 층막이판 사이에 각각 상기 배소공간이 형성되어 각 층의 상기 배소공간에 ADU 겔입자가 수용된 트레이가 인입되며, 상기 다단에어공급부는, 외부로부터 에어가 공급되는 제1 에어라인; 상기 제1 에어라인으로부터 수직방향으로 분기되어 복수 개가 다층의 상기 배소공간에 대응되도록 상기 밀폐케이스 내로 이어지는 제2 에어라인; 및 상기 밀폐케이스 내에서 각각의 상기 제2 에어라인으로부터 수평방향으로 분기되어 상기 배소공간에 연통된 제3 에어라인;을 구비하며, 상기 예열부는, 상기 본체에 설치된 히터케이스; 및 상기 히터케이스 내부 바닥에 안착 설치되며, 외부로부터 에어가 공급되는 상기 제1 에어라인이 상부에 배치된 판상의 프리히터;를 구비하며, 상기 폐열순환부는, 상기 밀폐케이스의 전면부와 상기 층막이판이 이격되어 폐에어챔버가 형성되며, 상기 폐에어챔버로부터 상기 히터케이스 내로 연통된 에어순환라인; 및 상기 예열부로 유입된 폐에어를 외부로 배출하도록 상기 히터케이스에 장착된 에어배출라인;을 구비하는 것이 바람직하다.
At this time, the multi-stage roasting unit, the front case is an open sealed case; A roasting case disposed and fixed inside the sealed case and having a front portion open; And a plurality of diaphragms disposed in parallel to each other and spaced apart in a vertical direction in the sealed case, wherein the roasting spaces are formed between the plurality of diaphragms, respectively, in the roasting space of each layer. A tray containing the particles is retracted, the multi-stage air supply unit, the first air line is supplied with air from the outside; A second air line branched from the first air line in a vertical direction and extending into the sealed case so that a plurality of the plurality of roasting spaces correspond to the multilayer roasting space; And a third air line branched horizontally from each of the second air lines in the sealed case and communicating with the roasting space, wherein the preheater comprises: a heater case installed in the main body; And a plate-shaped preheater installed on the bottom of the heater case and having the first air line supplied therefrom with air supplied therefrom, wherein the waste heat circulation unit comprises a front portion and the layer of the closed case. A membrane plate is spaced apart to form a waste air chamber, and an air circulation line communicating with the heater case from the waste air chamber; And an air discharge line mounted to the heater case to discharge the waste air introduced into the preheater to the outside.

여기에서, 상기 폐열순환부는, 상기 에어순환라인 및 에어배출라인에 각각 장착된 에어조절밸브; 및 상기 에어순환라인에 장착된 압력계;를 더 구비하는 것이 바람직하다.
Here, the waste heat circulation unit, an air control valve mounted to the air circulation line and the air discharge line, respectively; And a pressure gauge mounted to the air circulation line.

한편, 본 발명의 다른 측면으로서, 본체 내에 마련되며 배소공간이 다단(다층)으로 형성된 다단배소부에서, 각층의 상기 배소공간에 ADU 겔입자가 수용된 트레이를 인입시키는 트레이인입단계; 에어가 복수 개의 상기 배소공간에 각각 균일하게 유입되도록, 다단에어공급부를 통해 외부로부터 에어를 복수 개의 상기 배소공간 각각에 에어를 유입시키는 에어공급단계; 및 상기 에어가 상기 다단배소부에서 가열되어, 상기 ADU 겔입자가 UO3로의 변환을 위해 상기 다단배소부에서 열분해되는 열분해단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로의 운전방법이 제공된다.
On the other hand, as another aspect of the present invention, in the multi-stage roasting portion provided in the main body and the roasting space is formed in a multi-stage (multi-layer), the tray retracting step of introducing a tray containing the ADU gel particles in the roasting space of each layer; An air supply step of introducing air into the plurality of roasting spaces from the outside through a multi-stage air supply unit such that air is uniformly introduced into the roasting spaces respectively; And pyrolysis step of heating the air in the multi-stage roasting unit, and thermally decomposing the ADU gel particles in the multi-stage roasting unit for conversion to UO 3 . A method is provided.

또한, 본 발명은 상기 에어공급단계 이전에, 상기 에어를 예열부에서 예열시키는 에어예열단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the present invention preferably further comprises an air preheating step of preheating the air in the preheating unit before the air supply step.

아울러, 본 발명은 상기 열분해단계 이후에, 폐열순환부를 통해 상기 다단배소부로부터 사용된 고온의 폐에어를 상기 예열부로 유동시켜 재활용하는 폐열순환단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
In addition, the present invention, after the pyrolysis step, the waste heat circulation step of flowing by recycling the high-temperature waste air used from the multi-stage roasting unit through the waste heat circulation unit to the preheating unit;

본 발명에 따른 단일층입자 열처리용 다단식 배소로와 그의 운전방법은, 다시 말해, 본 발명은 단일층입자 열처리가 가능함으로써, 핵연료제조에서 중요한 단계인 ADU 겔입자의 UO3로의 변환시 물성특성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.The multi-stage roasting furnace for single layer particle heat treatment according to the present invention and its operation method, that is, the present invention is capable of heat treatment of single layer particles, thereby improving the physical properties of ADU gel particles, which is an important step in nuclear fuel production, to UO 3 conversion. It has an effect that can be done.

또한, 상기 열처리를 위해 에어를 사전에 예열하는 예열부를 갖추며, 이에 더하여 폐에어가 가지고 있는 열을 에어의 예열에 사용할 수 있음으로써, 경제성을 높인다.In addition, the preheating unit for preheating the air in advance for the heat treatment, and in addition to the heat that the waste air can be used for the preheating of the air, thereby improving the economics.

나아가, 소량의 열 분해시 배소로 내부공간 전체를 사용하지 않고, 용량에 맞는 공간의 사용이 가능하며, 아울러 다단에어공급부에서 에어공급라인을 분배하는 구조를 가짐으로써 원하는 트레이에만 분위기가스를 공급할 있으며, 배출라인에 의해 폐에어가 배출되는 라인을 하나로 통합할 수 있는 장점을 지닌다.
Furthermore, it is possible to use the space that fits the capacity without using the whole internal space as roasting when small amount of thermal decomposition, and also has the structure of distributing the air supply line in the multi-stage air supply unit to supply the atmosphere gas only to the desired tray. This has the advantage of integrating the waste air discharge line by the discharge line into one.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단일층입자 열처리용 다단식 배소로를 각각 나타낸 사시도와 측면도이다.
도 3은 도 1의 단일층입자 열처리용 다단식 배소로에서 다단배소부와 예열부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1의 단일층입자 열처리용 다단식 배소로 내부를 나타낸 절개사시도이다.
도 5는 도 1의 단일층입자 열처리용 다단식 배소로에서 다단배소부와 예열부를 나타낸 절개사시도이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 단일층입자 열처리용 다단식 배소로에서 다단배소부를 각각 확대한 절개사시도이다.
도 8 및 도 9는 도 1의 단일층입자 열처리용 다단식 배소로에서 다단배소부와 다단에어공급부를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단일층입자 열처리용 다단식 배소로의 운전방법을 나타낸 플로우차트이다.1 and 2 are a perspective view and a side view respectively showing a multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a multi-stage roasting unit and a preheating unit in the multi-stage roasting furnace for heat treatment of the single layer particle of FIG. 1.
Figure 4 is a cutaway perspective view showing the inside of the multi-stage roasting for the single layer particle heat treatment of Figure 1;
5 is a cutaway perspective view showing a multi-stage roasting unit and a preheating unit in the multi-stage roasting furnace for heat treatment of the single layer particle of FIG. 1.
6 and 7 are enlarged cutaway perspective views of the multi-stage roasting unit in the multi-stage roasting furnace for the single-layer particle heat treatment of FIG.
8 and 9 are perspective views showing a multi-stage roasting unit and a multi-stage air supply unit in the multi-stage roasting furnace for the single-layer particle heat treatment of FIG.
10 is a flowchart illustrating a method of operating a multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU(Ammonium DiUranate) 겔입자가 UO3로의 변환되는 과정에서 물성특성을 높이기 위해, 핵연료 특성을 충족하도록 열분해 조건을 구성하는 것을 특징으로 한다.
The present invention is characterized in that the pyrolysis conditions are configured to satisfy the nuclear fuel properties in order to increase the physical properties of the ADU (Ammonium DiUranate) gel particles are converted to UO 3 during the heat treatment of the uranium compound.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단일층입자 열처리용 다단식 배소로를 각각 나타낸 사시도와 측면도이고, 도 3은 도 1의 단일층입자 열처리용 다단식 배소로에서 다단배소부와 예열부를 나타낸 사시도이다.1 and 2 are a perspective view and a side view respectively showing a multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a multi-stage roasting section and preheating in the multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment of Figure 1 It is a perspective view which shows a part.

또한, 도 4는 도 1의 단일층입자 열처리용 다단식 배소로 내부를 나타낸 절개사시도이고, 도 5는 도 1의 단일층입자 열처리용 다단식 배소로에서 다단배소부와 예열부를 나타낸 절개사시도이다.4 is a cutaway perspective view showing the inside of the multi-stage roasting furnace for the single-layer particle heat treatment of FIG. 1, and FIG.

아울러, 도 6 및 도 7은 도 1의 단일층입자 열처리용 다단식 배소로에서 다단배소부를 각각 확대한 절개사시도이고, 도 8 및 도 9는 도 1의 단일층입자 열처리용 다단식 배소로에서 다단배소부와 다단에어공급부를 나타낸 사시도이다.In addition, Figures 6 and 7 is a cutaway perspective view of the multi-stage roasting section in the multi-stage roasting furnace for the single-layer particle heat treatment of Figure 1, Figure 8 and 9 is a multi-stage boat in the multi-stage roasting furnace for the single layer particle heat treatment of Figure 1 It is a perspective view which shows a baking part and a multistage air supply part.

도면을 참조하면, 본 발명은 본체(10)와, 상기 본체(10)에 각각 설치된 다단배소부(20), 다단에어공급부(40), 예열부(60), 및 폐열순환부(80)를 포함한다.
Referring to the drawings, the present invention, the main body 10, the multi-stage roasting unit 20, the multi-stage air supply unit 40, the preheating unit 60, and the waste heat circulation unit 80 respectively installed on the main body 10 Include.

상기 본체(10)는 후술되는 구성요소들이 설치되어 고정되도록 하며, 제어를 위해 상기 구성요소들과 전기적으로 연계된 컨트롤러가 내부에 구성될 수 있다.The main body 10 allows the components described below to be installed and fixed, and a controller electrically connected to the components for control may be configured therein.

또한, 상기 다단배소부(20)는 본체(10) 내에 마련되며, 내부에 복수 개의 배소공간(25)이 다단(다층)으로 형성되어 구성된다.In addition, the multi-stage roasting unit 20 is provided in the main body 10, a plurality of roasting spaces 25 are formed in a multi-stage (multi-layer) therein.

이러한 다단배소부(20)는, 우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU 겔입자(1)가 UO3로의 변환을 위해 열분해되도록 구성된다.
The multi-stage roasting unit 20 is configured to thermally decompose the ADU gel particles 1 for conversion into UO 3 during the heat treatment of the uranium compound.

이를 위해 다단배소부(20)는, 밀폐케이스(22), 배소부케이스(23), 및 층막이판(24)을 구비한다.To this end, the multi-stage roasting unit 20 includes a sealed case 22, a roasting case 23, and a layered plate 24.

상기 밀폐케이스(22)는 본체(10) 내에 설치되며 전면부가 개방된 구조를 이루며, 그 내부에 전면부가 개방되어 상기 밀폐케이스(22)의 개방된 전면부와 연통된 배소부케이스(23)가 설치된다.The sealed case 22 is installed in the main body 10 and has a structure in which the front part is opened, and the front part is opened therein so that the roasting part case 23 communicating with the open front part of the sealed case 22 is provided. Is installed.

또한, 상기 층막이판(24)은 밀폐케이스(22) 내부에서 복수 개가 수직방향으로 이격되며 서로 평행하게 배치된 구조를 이룬다.In addition, the layered plate 24 forms a structure in which a plurality of the layered plates 24 are spaced in the vertical direction and arranged in parallel to each other.

이와 같이 구성되는 다단배소부(20)는 복수 개의 층막이판(24) 사이에 각각 배소공간(25)이 형성되어, 각 층의 배소공간(25)에 ADU 겔입자가 수용된 트레이(26)가 인입되어 열분해가 이루어진다.
In the multi-stage roasting unit 20 configured as described above, a roasting space 25 is formed between the plurality of layered plates 24, and a tray 26 containing ADU gel particles in the roasting space 25 of each layer is provided. Pyrolysis is brought in.

이때, 상기 다단배소부(20)는 배소공간(25) 내의 에어를 가열하도록 메인히터(미도시)를 구비하며, 상기 메인히터는 밀폐케이스(22)의 저면, 양측면, 및 후면에 각각 설치된 것이 바람직하다. 이와 같은 메인히터를 통해, 핵연료 특성을 충족하는 열분해 조건에 맞도록 배소공간(25)은, 약 400~600℃의 고온의 분위기를 이룰 수 있다.In this case, the multi-stage roasting unit 20 is provided with a main heater (not shown) to heat the air in the roasting space 25, the main heater is installed on the bottom, both sides, and the rear of the sealed case 22, respectively. desirable. Through such a main heater, the roasting space 25 can achieve a high temperature atmosphere of about 400 ~ 600 ℃ to meet the thermal decomposition conditions that meet the nuclear fuel characteristics.

아울러, 밀폐케이스(22)는 전면에 형성되어 개폐되는 전면게이트(22a)를 구비하며, 상기 전면게이트(22a)는 밀폐를 위해 테두리를 따라 실링부재(22b)가 장착될 수 있다.In addition, the sealing case 22 has a front gate (22a) is formed on the front and is opened and closed, the front gate (22a) may be mounted with a sealing member 22b along the rim for sealing.

이에 더하여, 상기 다단배소부(20)는 다층의 배소공간(25)의 온도를 각각 측정하도록 장착된 복수 개의 열전대(27)를 더 구비할 수 있다.
In addition, the multi-stage roasting unit 20 may further include a plurality of thermocouples 27 mounted to measure the temperature of the multilayer roasting space 25, respectively.

한편, 상기 다단에어공급부(40)는 에어가 복수 개의 배소공간에 각각 균일하게 유입되기 위해, 복수 개의 배소공간(25) 각각에 에어를 유입시키도록 구성된다.On the other hand, the multi-stage air supply unit 40 is configured to introduce air into each of the plurality of roasting spaces 25, in order that the air is uniformly introduced into the plurality of roasting spaces, respectively.

이러한 다단에어공급부(40)는 제1 에어라인(42), 제2 에어라인(44), 및 제3 에어라인(46)이 순차적으로 연결되어 구성된다.The multi-stage air supply unit 40 is configured by sequentially connecting the first air line 42, the second air line 44, and the third air line 46.

상기 제1 에어라인(42)은 외부로부터 에어가 공급되도록 구성되며, 일부분은 예열부(60)에 배치되는데 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.
The first air line 42 is configured to supply air from the outside, a part of which is disposed in the preheater 60, which will be described later.

또한, 상기 제2 에어라인(44)은 제1 에어라인(42)으로부터 수직방향으로 분기되어 복수 개가 다층의 배소공간(25)에 대응되도록 밀폐케이스(22) 내로 이어진다.In addition, the second air line 44 branches in the vertical direction from the first air line 42 and continues in the sealed case 22 such that a plurality of the second air lines 44 correspond to the multilayer roast space 25.

아울러, 상기 제3 에어라인(46)은 밀폐케이스(22) 내에서 각각의 제2 에어라인(44)으로부터 수평방향으로 분기되어 배소공간(25)에 연통된다.In addition, the third air line 46 branches in a horizontal direction from each second air line 44 in the sealed case 22 and communicates with the roasting space 25.

이에 따라, 외부로부터 프레시(fresh)한 공기가 제1 에어라인(42)으로 유입되어, 제2 에어라인(44), 제3 에어라인(46)을 거쳐 밀폐케이스(22) 내의 배소공간(25)에 유입된다.Accordingly, fresh air from the outside flows into the first air line 42 and passes through the second air line 44 and the third air line 46 to the roasting space 25 in the sealed case 22. Flows into).

그런 다음, 상기 배소공간(25)에서 ADU(Ammonium DiUranate) 겔입자를 열분해하여 UO3로 변환되도록 한다.
Then, the ADU (Ammonium DiUranate) gel particles in the roasting space 25 is pyrolyzed to be converted into UO 3 .

이때, 상기 층막이판(24)은 하면에 하방연장된 배플(24a)(baffle)을 더 구비할 수 있다. 여기에서, 배플(24a)은 제3 에어라인(46)을 통해 배소공간(25)에 유입된 에어가 전측으로 이동되는 과정에서 요동(fluctuation)되도록 한다.At this time, the layered plate 24 may further include a baffle 24a (baffle) extended downward on the lower surface. Here, the baffle 24a causes the air introduced into the roasting space 25 through the third air line 46 to fluctuate in the process of moving to the front side.

이에 더하여, 상기 다단배소부(20)는 배소부케이스(23) 내에서 상기 층막이판(24)에 대해 수직으로 배치된 분기판(28)을 더 구비할 수 있다.In addition, the multi-stage roasting unit 20 may further include a branch plate 28 disposed vertically with respect to the layered partition plate 24 in the roasting unit case 23.

상기 분기판(28)은 제3 에어라인(46)을 통해 배소공간(25)에 유입된 에어가 분기되도록 하여, 전체적으로 균일한 에어분위기를 유지시킨다.The branch plate 28 allows the air introduced into the roasting space 25 through the third air line 46 to branch, thereby maintaining an overall uniform air atmosphere.

나아가, 다단에어공급부(40)는 수직방향으로 분기된 복수 개의 제2 에어라인(44) 각각에 에어조절밸브(44a)를 구비하여, 다단(다층)을 이루는 배소공간(25) 각각에 대한 에어유입을 조절할 수 있다.
Furthermore, the multi-stage air supply unit 40 includes an air control valve 44a in each of the plurality of second air lines 44 branched in the vertical direction, thereby providing air to each of the roasting spaces 25 forming the multi-stage (multi-layer). Inflow can be controlled.

그리고, 본 발명은 에어가 상기 배소공간(25)에 유입되기 전에 예열시키는 예열부(60)를 포함한다.In addition, the present invention includes a preheating unit 60 for preheating air before entering the roasting space (25).

상기 다단배소부(20)의 배소공간(25)이 약 400~600℃의 고온분위기를 이루는데, 이를 위해서는 바람직하게 배소공간(25)에 유입되는 에어를 미리 예열함으로써, 열분해 조건을 용이하게 충족할 수 있다.
The roasting space 25 of the multi-stage roasting unit 20 forms a high temperature atmosphere of about 400 to 600 ° C. For this purpose, it is preferable to preheat the air flowing into the roasting space 25 in advance, thereby easily meeting the thermal decomposition conditions. can do.

상기 예열부(60)는 본체(10)에 설치된 히터케이스(62)와, 상기 히터케이스(62) 내에 장착된 프리히터(64)를 구비한다.The preheater 60 includes a heater case 62 installed in the main body 10 and a preheater 64 mounted in the heater case 62.

이때, 상기 히터케이스(62)는 본체(10)와 일체형으로서 본체(10)에 설치되는 것이 바람직하며, 나아가 본체(10) 상부에 구성되는 것이 더욱 바람직하다.
At this time, it is preferable that the heater case 62 is installed in the main body 10 as an integral type with the main body 10, and more preferably, is configured above the main body 10.

또한, 상기 프리히터(64)는 판형의 구조로서 히터케이스(62) 내부 바닥에 안착 설치된다. 이러한 프리히터(64) 상부에는 외부로부터 에어가 공급되는 상기 제1 에어라인(42)이 배치된다.In addition, the preheater 64 has a plate-like structure and is mounted on the bottom of the heater case 62. The first air line 42 to which air is supplied from the outside is disposed above the preheater 64.

아울러, 예열부(60)는 히터케이스(62) 내에 충진재(66)가 충진된다. 이러한 충진재(66)는 프리히터(64) 상에 충진되며 내부에 제1 에어라인(42)이 배치되도록 구성된다. 상기 충진재(66)는 일례로서 라시링(혹은 애자)이 활용될 수 있다.In addition, the preheating unit 60 is filled with a filler 66 in the heater case 62. The filler 66 is filled on the preheater 64 and is configured such that the first air line 42 is disposed therein. As an example, the filler 66 may include a lashing ring (or insulator).

그리고, 상기 프리히터(64) 상부에 배치된 제1 에어라인(42)은, 열을 받는 접촉범위를 넓히기 위해 지그재그 형으로 배치하여 단열면적을 증가시키는 것이 바람직하다.In addition, the first air line 42 disposed above the preheater 64 may be arranged in a zigzag form to increase a heat insulating area in order to widen a contact range for receiving heat.

이러한 예열부(60)는, 제1 에어라인(42)에서 상기 히터케이스(62)에 인입되기 전 부위에 장착된 유량계(42a)와, 히터케이스(62) 내의 온도를 측정하도록 장착된 열전대(67)를 더 구비할 수 있음은 물론이다.
The preheater 60 includes a flow meter 42a mounted at a portion of the first air line 42 before being introduced into the heater case 62 and a thermocouple mounted to measure the temperature in the heater case 62. 67 may be further provided.

마지막으로, 본 발명은 다단배소부(20)로부터 사용된 고온의 폐에어를 예열부(60)에서 재활용하도록 폐열순환부(80)를 구성할 수 있다.Finally, the present invention can configure the waste heat circulation unit 80 to recycle the high-temperature waste air used from the multi-stage roasting unit 20 in the preheating unit 60.

상기 폐열순환부(80)는 밀폐케이스(22)의 전면부와 층막이판(24)이 이격되어 폐에어챔버(82)가 형성되며, 에어순환라인(84)과 에어배출라인(86)을 구비한다.The waste heat circulating portion 80 is a front side of the sealed case 22 and the diaphragm 24 is spaced apart to form a waste air chamber 82, the air circulation line 84 and the air discharge line 86 Equipped.

상기 에어순환라인(84)은 폐에어챔버(82)로부터 히터케이스(62) 내로 연통되며, 에어배출라인(86)은 예열부(60)로 유입된 폐에어를 외부로 배출하도록 히터케이스(62)에 장착된다.
The air circulation line 84 communicates with the heater case 62 from the waste air chamber 82, and the air discharge line 86 discharges the waste air introduced into the preheater 60 to the outside. ) Is mounted.

이에 따라, 배소공간(25)의 후측으로부터 전측으로 유동되면서 사용된 폐에어(고온의 가스)가 빈공간인 상기 폐에어챔버(82)를 통해 상측으로 올라간 후, 상기 에어순환라인(84)을 통해 히터케이스(62) 내로 유입되어 예열부(60)의 예열과정에서 활용될 수 있다.Accordingly, the waste air (hot gas) used while flowing from the rear side of the roasting space 25 to the front side rises upward through the waste air chamber 82, which is an empty space, and then the air circulation line 84 is opened. It is introduced into the heater case 62 through it may be utilized in the preheating process of the preheater (60).

구체적으로 살펴보면, 본 발명의 작동시 예열부(60)의 프리히터(64)는 초기에 작동되며, 다단배소부(20) 내의 배소공간(25)을 거친 폐어가 히터케이스(62) 내로 유입되면 프리히터(64) 대신에 상기 폐에어가 제1 에어라인(42)을 통한 에어를 예열하는 역할을 한다. Specifically, when the preheater 64 of the preheater 60 is operated during the operation of the present invention, the waste fish passing through the roasting space 25 in the multi-stage roaster 20 is introduced into the heater case 62. Instead of the preheater 64, the waste air serves to preheat the air through the first air line 42.

그리고, 폐열순환부(80)는 에어순환라인(84) 및 에어배출라인(86)에 각각에 에어조절밸브(84a)(86a)가 장착될 수 있으며, 상기 에어순환라인(84)에는 압력계(84b)가 장착된다.
In addition, the waste heat circulation unit 80 may be equipped with air control valves 84a and 86a on the air circulation line 84 and the air discharge line 86, respectively, and the pressure gauge (to the air circulation line 84) 84b) is mounted.

그러면, 여기에서 상기와 같이 구성되는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로의 운전방법을 살펴보기로 한다.Then, the operation method of the multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment configured as described above will be described here.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단일층입자 열처리용 다단식 배소로의 운전방법을 나타낸 플로우차트이다.10 is a flowchart illustrating a method of operating a multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment according to a preferred embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 먼저 트레이(26)가 다단배소부(20)에 인입되는 트레이(26)인입단계가 진행된다. 이러한 트레인인입단계는 본체(10) 내에 마련되며 배소공간(25)이 다단(다층)으로 형성된 다단배소부(20)에서, 각층의 상기 배소공간(25)에 ADU 겔입자(1)가 수용된 트레이(26)를 인입시켜서 수행된다.
Referring to the drawing, first, the tray 26 retracting step in which the tray 26 is inserted into the multi-stage roasting unit 20 is performed. The train inlet step is provided in the main body 10, the roasting space 25 is formed in a multi-stage (multilayer) in the multi-stage roasting section 20, the tray containing the ADU gel particles 1 in the roasting space 25 of each layer Carried out by drawing in 26.

다음으로, 에어가 복수 개의 상기 배소송공간에 각각 균일하게 유입되도록 에어공급단계가 이루어진다.Next, an air supply step is performed such that air is uniformly introduced into the plurality of ship transport spaces, respectively.

상기 에어공급단계는 다단에어공급부(40)를 통해 외부로부터 에어를 복수 개의 상기 배소공간(25) 각각에 에어를 유입시키는 작업을 통해 수행된다.The air supply step is performed through the operation of introducing air into each of the plurality of roasting spaces 25 from the outside through the multi-stage air supply unit 40.

여기에서, 상기 에어공급단계 이전에, 즉 에어가 다단배소부(20)에 공급되기 이전에 에어를 예열부(60)에서 예열시키는 에어예열단계가 수행될 수 있다.
Here, an air preheating step of preheating air in the preheater 60 may be performed before the air supply step, that is, before air is supplied to the multi-stage roasting unit 20.

마지막으로, 상기 에어가 다단배소부(20)에서 가열되어, ADU 겔입자(1)가 UO3로의 변환을 위해 다단배소부(20)에서 열분해되도록 하는 열분해단계가 진행된다.Finally, the air is heated in the multi-stage roasting section 20, so that the ADU gel particles 1 are thermally decomposed in the multi-stage roasting section 20 for conversion to UO 3 .

나아가, 상기 열분해단계 이후에 폐열순환부(80)를 통해 다단배소부(20)로부터 사용된 고온의 폐에어를 예열부(60)로 유동시켜 재활용하는 폐열순환단계가 진행될 수 있다.
Furthermore, after the pyrolysis step, the waste heat circulation step of recycling the waste air of high temperature used from the multi-stage roasting unit 20 through the waste heat circulation unit 80 to the preheating unit 60 may be recycled.

상기와 같이 구성되는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로 및 그의 운전방법을 통해, 트레이(26)에 놓인 입자의 열분해특성이 핵연료 특성을 충족시키는 효과를 가진다.Through the multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment and the operation method thereof configured as described above, the thermal decomposition characteristics of the particles placed on the tray 26 have the effect of satisfying the nuclear fuel characteristics.

구체적으로, 배소로에서 가열이 이루어지는 내부를 여러 단(층)으로 나눈 후, 각 단에 각각의 트레이(26)를 장착할 수 있도록 함으로써, 단겹(one layer)으로 ADU 겔입자(1)가 수용된 트레이(26)가 배치될 수 있다.Specifically, by dividing the interior of the heating in the roaster into several stages (layers), each tray 26 can be mounted on each stage, whereby the ADU gel particles 1 are accommodated in one layer. Tray 26 may be disposed.

아울러, 각 단에 별도의 분위기 가스(에어)를 위한 에어라인으로서 다단에어공급부(40)가 설치됨으로써, ADU 겔입자(1)를 분위기 가스와의 접촉면적을 최대한 넓혀주면서 열분해시킴으로써 입자의 열분해특성이 핵연료 특성을 충족한다.In addition, by installing a multi-stage air supply unit 40 as an air line for a separate atmosphere gas (air) at each stage, the thermal decomposition characteristics of the particles by thermally decomposing the ADU gel particles 1 while expanding the contact area with the atmosphere gas as much as possible. It meets this fuel characteristic.

또한, 배소로로 들어가는 fresh한 분위기가스를 사전에 예열하는 시스템을 갖추고, 나아가 배출되는 고온의 분위기 가스(폐에어) 및 분해가스가 가지고 나가는 발열량을 이용해서 배소로로 들어가는 fresh한 분위기가스를 예열할 수 있도록 구성됨으로써 경제성을 가지며, 분위기 가스 배출을 하나의 라인인 에어배출라인(86)으로 통합함으로써 라인을 단순화한다.
In addition, it has a system for preheating the fresh atmospheric gas to the roaster in advance, and further preheats the fresh atmospheric gas to the roaster by using the heat generated by the discharged high-temperature atmospheric gas (waste air) and cracked gas. It is configured to be economical and simplifies the line by integrating the atmosphere gas discharge into one line, the air discharge line 86.

다시 말해, 본 발명은 단일층입자 열처리가 가능함으로써, 핵연료제조에서 중요한 단계인 ADU 겔입자(1)의 UO3로의 변환시 물성특성을 향상시킬 수 있다.In other words, the present invention can improve the physical properties of the single-layer particle heat treatment, the conversion of ADU gel particles (1) to UO 3 which is an important step in the production of nuclear fuel.

또한, 상기 열처리를 위해 에어를 사전에 예열하는 예열부(60)를 갖추며, 이에 더하여 폐에어가 가지고 있는 열을 에어의 예열에 사용할 수 있음으로써, 경제성을 높인다.In addition, it is equipped with a preheating unit 60 for preheating the air in advance for the heat treatment, in addition to the heat that the waste air can be used for preheating the air, thereby improving the economics.

나아가, 소량의 열 분해시 배소로 내부공간 전체를 사용하지 않고, 용량에 맞는 공간의 사용이 가능하며, 아울러 다단에어공급부(40)에서 에어공급라인을 분배하는 구조를 가짐으로써 원하는 트레이(26)에만 분위기가스를 공급할 있으며, 에어배출라인(86)에 의해 폐에어가 배출되는 라인을 하나로 통합할 수 있다.
Furthermore, a desired tray 26 is provided by using a space that fits a capacity without using the entire internal space as roasting during a small amount of thermal decomposition, and by distributing an air supply line from the multi-stage air supply unit 40. Atmospheric gas can be supplied only, it is possible to integrate the line in which waste air is discharged by the air discharge line 86 into one.

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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

1 : ADU 겔입자 10 : 본체
20 : 다단배소부 22 : 밀폐케이스
22a : 전면케이스 22b : 실링부재
23 : 배소부케이스 24 : 층막이판
24a : 배플 25 : 배소공간
26 : 트레이 27 : 열전대
28 : 분기판 40 : 다단에어공급부
42 : 제1 에어라인 42a : 유량계
44 : 제2 에어라인 44a : 에어조절밸브
46 : 제3 에어라인 60 : 예열부
62 : 히터케이스 64 : 프리히터
66 : 충진재 67 : 열전대
80 : 폐열순환부 82 : 폐에어챔버
84 : 에어순환라인 84a : 에어조절밸브
84b : 압력계 86 : 에어배출라인
86a : 에어조절밸브1: ADU gel particle 10: Main body
20: multi-stage roast part 22: sealed case
22a: front case 22b: sealing member
23: roasting case 24: layered board
24a: baffle 25: roasting space
26 tray 27 thermocouple
28: branch plate 40: multi-stage air supply
42: first air line 42a: flow meter
44: second air line 44a: air control valve
46: third air line 60: preheating unit
62: heater case 64: pre-heater
66: filling material 67: thermocouple
80: waste heat circulation 82: waste air chamber
84: air circulation line 84a: air control valve
84b: Pressure gauge 86: Air discharge line
86a: Air Control Valve

Claims (26)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 본체;
상기 본체 내에 마련되며 전면부가 개방된 밀폐케이스, 상기 밀폐케이스 내부에 배치, 고정되며 전면부가 개방된 배소부케이스, 및 상기 밀폐케이스 내부에 수직방향으로 이격되며 서로 평행하게 배치된 복수 개의 층막이판을 구비하여, 복수 개의 상기 층막이판 사이에 각각 배소공간이 형성되어, 각 층의 상기 배소공간에 ADU 겔입자가 수용된 트레이가 인입되는 다단배소부; 및
에어가 복수 개의 상기 배소공간에 각각 균일하게 유입되도록, 복수 개의 상기 배소공간 각각에 상기 에어를 유입시키는 다단에어공급부;를 포함하되,
상기 다단에어공급부는,
수직방향으로 분기된 복수 개의 제2 에어라인 각각에 장착된 에어조절밸브;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
main body;
A sealed case provided in the main body and the front part is opened, disposed in the sealed case, the roasting case is fixed, the front part is opened, and a plurality of layered plates spaced in a vertical direction and arranged in parallel to each other inside the sealed case. A multi-stage roasting unit having a roasting space formed between the plurality of layered plates, the tray containing ADU gel particles in the roasting space of each layer; And
And a multi-stage air supply unit for introducing the air into each of the plurality of roasting spaces such that air is uniformly introduced into the plurality of roasting spaces.
The multi-stage air supply unit,
An air control valve mounted on each of the plurality of second air lines branched in the vertical direction;
Multistage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it comprises a.
제7항에 있어서,
상기 다단에어공급부는,
외부로부터 에어가 공급되는 제1 에어라인;
상기 제1 에어라인으로부터 수직방향으로 분기되어 복수 개가 다층의 상기 배소공간에 대응되도록 상기 밀폐케이스 내로 이어지는 제2 에어라인; 및
상기 밀폐케이스 내에서 각각의 상기 제2 에어라인으로부터 수평방향으로 분기되어 상기 배소공간에 연통된 제3 에어라인;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
The method of claim 7, wherein
The multi-stage air supply unit,
A first air line through which air is supplied from the outside;
A second air line branched from the first air line in a vertical direction and extending into the sealed case so that a plurality of the plurality of roasting spaces correspond to the multilayer roasting space; And
A third air line branched horizontally from each second air line in the sealed case and communicating with the roasting space;
Multistage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it comprises a.
제8항에 있어서,
상기 층막이판은,
상기 제3 에어라인을 통해 상기 배소공간에 유입된 에어가 요동(fluctuation)되도록, 하면에 하방연장된 배플(baffle);
을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
9. The method of claim 8,
The layered plate,
A baffle extended downward on a lower surface of the air to flow into the roasting space through the third air line;
The multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it further comprises.
제8항에 있어서,
상기 다단배소부는,
상기 제3 에어라인을 통해 상기 배소공간에 유입된 에어가 분기되도록, 상기 배소부케이스 내에서 상기 층막이판에 대해 수직으로 배치된 분기판;
을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
9. The method of claim 8,
The multi-stage roasting unit,
A branch plate disposed perpendicular to the layered partition plate in the roasting part case such that air introduced into the roasting space through the third air line branches;
The multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it further comprises.
삭제delete 본체;
상기 본체 내에 마련되며, 내부에 복수 개의 배소공간이 다단(다층)으로 형성된 다단배소부;
에어가 복수 개의 배소공간에 각각 균일하게 유입되도록, 복수 개의 상기 배소공간 각각에 상기 에어를 유입시키는 다단에어공급부; 및
상기 배소공간에 유입되기 전 상기 에어를 예열시키는 예열부;를 포함하여,
우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU(Ammonium DiUranate) 겔입자가 UO3로의 변환을 위해, 상기 다단배소부에서 열분해되도록 구성하되,
상기 예열부는,
제1 에어라인에서 히터케이스에 인입되기 전 부위에 장착된 유량계; 및
상기 히터케이스 내의 온도를 측정하도록 장착된 열전대;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
main body;
A multi-stage roast unit provided in the main body and having a plurality of roast spaces formed in multiple stages (multi-layers);
A multi-stage air supply unit for introducing the air into each of the plurality of roasting spaces such that air is uniformly introduced into the plurality of roasting spaces; And
Including a pre-heating unit for preheating the air before entering the roasting space;
In the heat treatment process of the uranium compound ADU (Ammonium DiUranate) gel particles are configured to be thermally decomposed in the multi-stage roasting part for conversion to UO 3 ,
The pre-
A flow meter mounted to a portion before entering the heater case in the first air line; And
A thermocouple mounted to measure the temperature in the heater case;
Multistage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it comprises a.
제12항에 있어서,
상기 다단배소부는, 전면부가 개방된 밀폐케이스; 상기 밀폐케이스 내부에 배치, 고정되며, 전면부가 개방된 배소부케이스; 및 상기 밀폐케이스 내부에 수직방향으로 이격되어 서로 평행하게 배치된 복수 개의 층막이판;을 구비하여, 복수 개의 상기 층막이판 사이에 각각 상기 배소공간이 형성되어 각 층의 상기 배소공간에 ADU 겔입자가 수용된 트레이가 인입되며,
상기 다단에어공급부는, 외부로부터 에어가 공급되는 제1 에어라인; 상기 제1 에어라인으로부터 수직방향으로 분기되어 복수 개가 다층의 상기 배소공간에 대응되도록 상기 밀폐케이스 내로 이어지는 제2 에어라인; 및 상기 밀폐케이스 내에서 각각의 상기 제2 에어라인으로부터 수평방향으로 분기되어 상기 배소공간에 연통된 제3 에어라인;을 구비하며,
상기 예열부는,
상기 본체에 설치된 히터케이스; 및
상기 히터케이스 내부 바닥에 안착 설치되며, 외부로부터 에어가 공급되는 상기 제1 에어라인이 상부에 배치된 판상의 프리히터;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
The method of claim 12,
The multi-stage roasting unit, a closed case the front portion is open; A roasting case disposed and fixed inside the sealed case and having a front portion open; And a plurality of diaphragms disposed in parallel to each other and spaced apart in a vertical direction in the sealed case, wherein the roasting spaces are formed between the plurality of diaphragms, respectively, in the roasting space of each layer. The tray containing the particles is retracted,
The multi-stage air supply unit, the first air line to which air is supplied from the outside; A second air line branched from the first air line in a vertical direction and extending into the sealed case so that a plurality of the plurality of roasting spaces correspond to the multilayer roasting space; And a third air line branched horizontally from each of the second air lines in the sealed case and communicating with the roasting space.
The pre-
A heater case installed on the main body; And
A plate-shaped preheater installed on the bottom of the heater case and having the first air line supplied with air from the outside;
Multistage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it comprises a.
제13항에 있어서,
상기 예열부는,
상기 제1 에어라인이 내부에 배치되도록, 상기 히터케이스 내에서 상기 프리히터 상 충진된 충진재;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
The method of claim 13,
The pre-
A filler filled in the preheater in the heater case such that the first air line is disposed therein;
The multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it further comprises.
제13항에 있어서,
상기 프리히터 상부에 배치된 상기 제1 에어라인은 지그재그 형으로 배치하여 단열면적을 증가시키는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
The method of claim 13,
The first air line disposed above the preheater is arranged in a zigzag form to increase the heat insulating area, characterized in that the multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment.
삭제delete 본체;
상기 본체 내에 마련되며, 내부에 복수 개의 배소공간이 다단(다층)으로 형성된 다단배소부;
에어가 복수 개의 상기 배소공간에 각각 균일하게 유입되도록, 복수 개의 상기 배소공간 각각에 에어를 유입시키는 다단에어공급부;
상기 배소공간에 유입되기 전 상기 에어를 예열시키는 예열부; 및
상기 다단배소부로부터 사용된 고온의 폐에어를 상기 예열부에서 재활용하도록 구성되는 폐열순환부;를 포함하여,
우라늄화합물의 열처리 과정에서 ADU 겔입자가 UO3로의 변환을 위해, 상기 다단배소부에서 열분해되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
main body;
A multi-stage roast unit provided in the main body and having a plurality of roast spaces formed in multiple stages (multi-layers);
A multi-stage air supply unit for introducing air into each of the plurality of roasting spaces such that air is uniformly introduced into the plurality of roasting spaces;
Preheater for preheating the air before entering the roasting space; And
Including; a waste heat circulation unit configured to recycle hot waste air used from the multi-stage roasting unit in the preheating unit.
The multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that the ADU gel particles in the heat treatment process of the uranium compound is configured to be thermally decomposed in the multi-stage roasting section for conversion to UO 3 .
제17항에 있어서,
상기 다단배소부는, 전면부가 개방된 밀폐케이스; 상기 밀폐케이스 내부에 배치, 고정되며, 전면부가 개방된 배소부케이스; 및 상기 밀폐케이스 내부에 수직방향으로 이격되어 서로 평행하게 배치된 복수 개의 층막이판;을 구비하여, 복수 개의 상기 층막이판 사이에 각각 상기 배소공간이 형성되어 각 층의 상기 배소공간에 ADU 겔입자가 수용된 트레이가 인입되며,
상기 다단에어공급부는, 외부로부터 에어가 공급되는 제1 에어라인; 상기 제1 에어라인으로부터 수직방향으로 분기되어 복수 개가 다층의 상기 배소공간에 대응되도록 상기 밀폐케이스 내로 이어지는 제2 에어라인; 및 상기 밀폐케이스 내에서 각각의 상기 제2 에어라인으로부터 수평방향으로 분기되어 상기 배소공간에 연통된 제3 에어라인;을 구비하며,
상기 예열부는, 상기 본체에 설치된 히터케이스; 및 상기 히터케이스 내부 바닥에 안착 설치되며, 외부로부터 에어가 공급되는 상기 제1 에어라인이 상부에 배치된 판상의 프리히터;를 구비하며,
상기 폐열순환부는,
상기 밀폐케이스의 전면부와 상기 층막이판이 이격되어 폐에어챔버가 형성되며,
상기 폐에어챔버로부터 상기 히터케이스 내로 연통된 에어순환라인; 및
상기 예열부로 유입된 폐에어를 외부로 배출하도록 상기 히터케이스에 장착된 에어배출라인;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
18. The method of claim 17,
The multi-stage roasting unit, a closed case the front portion is open; A roasting case disposed and fixed inside the sealed case and having a front portion open; And a plurality of diaphragms disposed in parallel to each other and spaced apart in a vertical direction in the sealed case, wherein the roasting spaces are formed between the plurality of diaphragms, respectively, in the roasting space of each layer. The tray containing the particles is retracted,
The multi-stage air supply unit, the first air line to which air is supplied from the outside; A second air line branched from the first air line in a vertical direction and extending into the sealed case so that a plurality of the plurality of roasting spaces correspond to the multilayer roasting space; And a third air line branched horizontally from each of the second air lines in the sealed case and communicating with the roasting space.
The preheating unit, the heater case installed in the main body; And a plate-shaped preheater installed on the bottom of the heater case and having the first air line supplied therefrom with air supplied therefrom.
The waste heat circulation unit,
The front part of the sealed case and the diaphragm are spaced apart to form a closed air chamber,
An air circulation line communicating from the waste air chamber into the heater case; And
An air discharge line mounted to the heater case to discharge the waste air introduced into the preheater to the outside;
Multistage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it comprises a.
제18항에 있어서,
상기 폐열순환부는,
상기 에어순환라인 및 에어배출라인에 각각 장착된 에어조절밸브; 및
상기 에어순환라인에 장착된 압력계;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로.
19. The method of claim 18,
The waste heat circulation unit,
An air control valve mounted to the air circulation line and the air discharge line, respectively; And
A pressure gauge mounted to the air circulation line;
The multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it further comprises.
본체 내에 마련되며 배소공간이 다단(다층)으로 형성된 다단배소부에서, 각층의 상기 배소공간에 ADU 겔입자가 수용된 트레이를 인입시키는 트레이인입단계;
에어가 복수 개의 배소공간에 각각 균일하게 유입되도록, 다단에어공급부를 통해 외부로부터 상기 에어를 복수 개의 상기 배소공간 각각에 에어를 유입시키는 에어공급단계; 및
상기 에어가 상기 다단배소부에서 가열되어, 상기 ADU 겔입자가 UO3로의 변환을 위해 상기 다단배소부에서 열분해되는 열분해단계;를 포함하되,
상기 열분해단계 이후에,
폐열순환부를 통해 상기 다단배소부로부터 사용된 고온의 폐에어를 예열부로 유동시켜 재활용하는 폐열순환단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로의 운전방법.
A tray introduction step of introducing a tray containing ADU gel particles into the roasting space of each layer in the multistage roasting unit provided in the main body and having a roasting space formed in multiple stages (multi-layers);
An air supply step of introducing air into the plurality of roasting spaces from the outside through a multi-stage air supply unit so that air is uniformly introduced into the roasting spaces respectively; And
The air is heated in the multi-stage roasting unit, the pyrolysis step of thermally decomposing the ADU gel particles in the multi-stage roasting unit for conversion into UO 3 ;
After the pyrolysis step,
Waste heat circulation step of recycling the high-temperature waste air used from the multi-stage roasting unit to the preheating unit through the waste heat circulation unit;
Operating method of a multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, comprising a.
제20항에 있어서,
상기 다단배소부는,
전면부가 개방된 밀폐케이스;
상기 밀폐케이스 내부에 배치, 고정되며, 전면부가 개방된 배소부케이스; 및
상기 밀폐케이스 내부에 수직방향으로 이격되며 서로 평행하게 배치된 복수 개의 층막이판;을 구비하여,
복수 개의 상기 층막이판 사이에 각각 상기 배소공간이 형성되어, 각 층의 상기 배소공간에 ADU 겔입자가 수용된 트레이가 인입되는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로의 운전방법.
21. The method of claim 20,
The multi-stage roasting unit,
An airtight case whose front part is opened;
A roasting case disposed and fixed inside the sealed case and having a front portion open; And
And a plurality of layered film plates spaced in a vertical direction and arranged in parallel to each other in the sealed case.
The roasting space is formed between each of the plurality of layer plate, the tray containing the ADU gel particles in the roasting space of each layer is introduced, characterized in that the operation method of the multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment.
제21항에 있어서,
상기 다단에어공급부는,
외부로부터 에어가 공급되는 제1 에어라인;
상기 제1 에어라인으로부터 수직방향으로 분기되어 복수 개가 다층의 상기 배소공간에 대응되도록 상기 밀폐케이스 내로 이어지는 제2 에어라인; 및
상기 밀폐케이스 내에서 각각의 상기 제2 에어라인으로부터 수평방향으로 분기되어 상기 배소공간에 연통된 제3 에어라인;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로의 운전방법.
The method of claim 21,
The multi-stage air supply unit,
A first air line through which air is supplied from the outside;
A second air line branched from the first air line in a vertical direction and extending into the sealed case so that a plurality of the plurality of roasting spaces correspond to the multilayer roasting space; And
A third air line branched horizontally from each second air line in the sealed case and communicating with the roasting space;
A method of operating a multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it comprises a.
제22항에 있어서,
상기 에어공급단계 이전에,
상기 에어를 예열부에서 예열시키는 에어예열단계;
를 더 포함하는 것을 단일층입자 열처리용 다단식 배소로의 운전방법.The method of claim 22,
Before the air supply step,
An air preheating step of preheating the air in the preheater;
Operating method as a multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment further comprising. 제23항에 있어서,
상기 예열부는,
상기 본체에 설치된 히터케이스; 및
상기 히터케이스 내부 바닥에 안착 설치되며, 외부로부터 에어가 공급되는 상기 제1 에어라인이 상부에 배치된 판상의 프리히터;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로의 운전방법.
24. The method of claim 23,
The pre-
A heater case installed on the main body; And
A plate-shaped preheater installed on the bottom of the heater case and having the first air line supplied with air from the outside;
A method of operating a multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it comprises a.
삭제delete 제24항에 있어서,
상기 폐열순환부는,
상기 밀폐케이스의 전면부와 상기 층막이판이 이격되어 폐에어챔버가 형성되며,
상기 폐에어챔버로부터 상기 히터케이스로 연통된 에어순환라인; 및
상기 예열부로 유입된 폐에어를 외부로 배출하도록 상기 히터케이스에 장착된 에어배출라인;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 단일층입자 열처리용 다단식 배소로의 운전방법.
25. The method of claim 24,
The waste heat circulation unit,
The front part of the sealed case and the diaphragm are spaced apart to form a closed air chamber,
An air circulation line communicating with the heater case from the closed air chamber; And
An air discharge line mounted to the heater case to discharge the waste air introduced into the preheater to the outside;
A method of operating a multi-stage roasting furnace for single-layer particle heat treatment, characterized in that it comprises a.
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