설계 모델을 이용한 UO2 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치 제작

• 영문명: Manufacture of the vol-oxidizer with a capacity of 20 kg HM/batch in UO2 pellets using a design model
• 발행기관: 한국방사성폐기물학회
• 저자명: 김영환 윤지섭 정재후 홍동희 엄재법
• 간행물 정보: 『Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology (JNFCWT)』Vol.4 No.3, 255~263쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2006.09.30

국문 초록

UO2 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치는 차세대관리 공정의 금속전환로 안으로 균질화된 분말을 공급하기 위하여 UO2 펠릿을 산화하여 U3O8으로 분말화하는 장치이다. 본 연구에는 UO2 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치 설계모델을 제시하고, 실증용 분말화 장치를 제작하여 검증실험을 수행한다. 분말화 장치 설계모델은 내부구조, 성능, 가열로 위치와 크기 등이 고려된다. 실험 방법은 UO2 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치 설계 모델에 따라 기존의 3단 메시 분말화 장치를 이용하여 분말의 메시 투과시험과 온도변화 특성 실험을 하여 장치 내부구조를 결정한다. UO2 펠릿 20 kg HM/batch의 산화 반응도 실험과 가열로 위치별 온도 분포를 측정하고 장치의 성능과 가열로의 영역 위치를 결정한다. 장치 크기를 결정하기 위하여 산화전의 20 kg의 UO2 펠릿과 산화후의 U3O8 부피를 측정한다. 이상의 결과를 토대로 실증용 분말화 장치를 설계. 제작하고, 검증을 위하여 산화도, 분말특성 및 분석 등을 수행하였다. 산화반응 실험결과에서 기존장치에 비하여 분말의 메시 투과율이 향상되었으며, 기존의 3단 메시 장치의 UO2 펠릿 산화시간이 13시간 소요된 것에 비하여 8시간으로 단축되었다. U3O8 분말 특성 분석결과, 평균입도가 40 ㎛이었다. 제작된 UO2 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치 성능과 설계모델 예측 값은 대체로 잘 일치되었다.

영문 초록

Vol-oxidizer is a device to convert UO2 pellets into U3O8 powder and to feed a homogeneous powder into a Metal Conversion Reactor in the ACP(Advanced Spent Fuel Conditioning Process). In this paper, we propose a design model of the vol-oxidizer, develop the new vol-oxidizer with a capacity of 20 kg HM/batch in UO2 pellets, and conduct a verification for the device. Design considerations include the internal structure, the capacity, the heating position of the device, and the size. The dimensions of the new vol-oxidizer are decided by the design model. We determine a permeability test of the U3O8 measuring the temperature distribution, and the volume of UO2 and U3O8. We manufactured the new vol-oxidizer for a 20 kg HM/batch in UO2 pellets, and then analyzed the characteristics of the U3O8 powder for the verification. The experimental results show that the permeability of the U3O8 throughout mesh enhance more than old vol-oxidizer, the oxidation time takes only 8 hours when compared with the 13 hours of the old device, and the average distribution of particle size is 40 . The capacities of new vol-oxidizer for a 20 kg HM/batch in UO2 pellets were agree well with the predictions of design model.

키워드

UO2 펠릿 분말화 U3O8 설계모델 실증용 분말화 장치 메시 UO2 pellet Oxidation U3O8 Design model Demonstration Vol-oxidizer Mesh