专利名称：提高防酸洗液泄漏功能的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于核反应堆的核燃料组件的核燃料棒包壳管，尤其涉及锆合金管酸洗处理装置，更具体地涉及用于在皮尔格压轧(Pilgering)作业时将核燃料棒包壳管内表面产生的表面缺陷及不规则面用酸洗处理去除的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置。
背景技术：
错合金管用作核反应堆燃料组件(fuel assembly)的燃料棒包壳(cladding)。错的化学元素符号为Zr，原子序号为40。其为白色坚固的过渡金属，与钛类似。锆主要从锆石中产出且其对循环的 冷却剂的抗腐蚀性很强，在高温下的强度优异，并且由于中子吸收截面小而多用作核反应堆材料。在核燃料棒包壳管制造过程中，最先开始锆合金管的酸洗处理，其作为整个制造过程中最核心的过程，是用于将锆合金管制造过程中皮尔格压轧作业时管内表面产生的表面缺陷及不规则面用酸洗处理去除的工序。酸洗处理溶液(Pickling solution)是将49%氢氟酸(Hydrofluoric AcicOJO1^硝酸(Nitric Acid)和 82%工艺用水(Process Water)分别以3%、15%、82%的正确比例混合使用。错合金管酸洗处理时使用的酸洗液(Pickling solution)由对人体很致命的液体构成，因此绝对不能向实施酸洗处理的装置的外部飞散酸洗液，需要精心制作执行酸洗处理的装置，并且酸洗处理装置使用的原材料也要使用耐酸性材料。另一方面，现有的美国授权专利US486334号公开的酸洗处理装置中，由于设备结构及技术缺陷存在以下问题:i)酸洗处理时酸洗液漏出并腐蚀管的外表面；ii)由于构成对注入酸洗液的注入喷嘴及核燃料棒包壳管进行固定的夹持单元等各个结构部件构成为一体，因此存在即使部分结构部件需要维修，也很难分解及组装的问题；iii)酸洗处理过程中，梯架(ladder)左右或上下晃动，使注入酸洗液等的喷嘴与核燃料棒包壳管的中心没有对准，而导致酸洗处理过程中频繁发生错误，从而存在作业延迟等问题。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明用于解决上述现有技术的问题。本发明的目的在于提供一种核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，该装置包括:主体和盖子，主体设有对酸洗液及清洗液进行区分回收的处理液回收部；梯架(ladder)，其设有支承核燃料棒包壳管的支承板；移送单元，其向所述梯架传送核燃料棒包壳管；夹持单元，其固定核燃料棒包壳管；以及喷嘴单元，其向核燃料棒包壳管注入酸洗液或清洗液。该装置的防酸洗液泄漏功能得到了提高，构成装置的各单元容易进行分解及组装，具备防止梯架(ladder)晃动的功能。( 二 )技术方案为了实现上述目的，本发明的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置包括:主体，其设有处理液回收部，所述处理液回收部包括:对酸洗液和清洗液进行区分回收的酸洗液回收池和清洗液回收池、设置在所述酸洗液回收池和清洗液回收池之间的区划隔板、包括安装在所述区划隔板上部的斜盘(tilting tray);梯架(ladder),其安装在所述主体的上部并设有支承核燃料棒包壳管的支承板；移送单元，其安装在所述主体上并向所述梯架传送核燃料棒包壳管；喷嘴单元，其设置在所述梯架的一侧并向核燃料棒包壳管10注入酸洗液或清洗液；以及夹持(clamp)单元，其设置在所述梯架400的一侧并对通过所述移送单元300传送至所述梯架的核燃料棒包壳管进行固定。本发明的特征在于，包括:倾斜驱动部，其使所述斜盘左右倾斜；铰链，其设置在所述斜盘的中心部；以及固定部件，其防止所述斜盘脱离。本发明的特征在于，所述主体安装有防止所述梯架晃动的支承部件。本发明的特征在于，所述夹持单元包括:夹子，其设有固定核燃料棒包壳管的容纳槽；气缸，其与所述夹子连接并上下驱动所述夹子。本发明的特征在于，所述喷嘴单元包括:喷嘴，向核燃料棒包壳管内侧面喷射酸洗液；气缸，其 与所述喷嘴连接并前后驱动所述喷嘴。本发明的特征在于，所述喷嘴包括封装部件，所述封装部件设置为两重结构以阻断酸洗液泄漏。本发明的特征在于，所述设置为两重结构的封装部件中，第一封装部件安装在所述喷嘴上插入核燃料棒包壳管的入口，第二封装部件安装在所述喷嘴的内侧面。本发明的特征在于，所述喷嘴及所述气缸中任一个设有接合部，另一个设有与所述接合部接合的咬合部。(三)有益效果根据如上所述的本发明所提供的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，解决了酸洗液泄漏现象、构成酸洗处理装置的喷嘴单元及夹持单元等的分解及组装很难的问题、酸洗处理过程中梯架(ladder)左右或上下晃动的问题等，从而具有以下优点:可以防止因酸洗液泄漏导致核燃料棒包壳管表面被腐蚀而使得最终产品的品质下降，酸洗处理装置的部分结构部件需要维修时也可以容易地进行维修，防止酸洗处理过程中喷嘴和核燃料棒包壳管的中心没有对准而发生错误。此外，还可以迅速且经济地对核燃料棒包壳管进行酸洗处理，并保护作业者免受对人体致命的酸洗液的危害。
图1为本发明核燃料棒包壳管的酸洗处理装置的立体图。图2为示出了本发明核燃料棒包壳管的酸洗处理装置的结构图。图3为本发明中使用的处理液回收部的结构图。图4为示出了本发明核燃料棒包壳管的酸洗处理装置的主体上安装的支承部件的结构图。图5为本发明中使用的喷嘴单元和夹持单元的立体图。图6为本发明中使用的喷嘴单元的具体结构图。图7为本发明中使用的夹持单元的具体结构图。标记说明
1:核燃料棒包壳管的酸洗处理装置10:核燃料棒包壳管20:固定部件100:主体110:处理液回收部111:酸洗液回收池112:清洗液回收池113:区划隔板114:斜盘115:倾斜驱动部116:铰链117:固定部件120:支承部件130:驱动部200:盖子300:移送单元400:梯架410:支承板500:喷嘴单元510:喷嘴511:接合部512:第一封装部件512':第二封装部件520:气缸521:咬合部600:夹持单元610:夹子611:容纳槽612:超声波测量单元620`:气缸
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。首先，在给各图的结构部件添加参考标记时，同样的结构部件即使在不同的图上表示也尽可能使用相同的标记。此夕卜，在下面说明本发明时，当认为对相关公知功能或结构的具体说明会不必要地使本发明的要旨不清楚时，省略其详细说明。由本发明的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置I进行酸洗处理的核燃料棒包壳管10在最终的步骤中成为核燃料棒的金属披覆管，根据本发明的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置1，尤其优选地，在最终步骤之前，在多次皮尔格(pilgering)压轧工序中的首次皮尔格压轧工序之后，进行酸洗处理。如图1及图2所示，本发明的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置I大致由主体100、盖子200、移送单元300、梯架400、喷嘴单元500以及夹持单元600构成。如图2至图4所示，所述主体100可由处理液回收部110、防止梯架400晃动的支承部件120及驱动部130构成。具体地，所述处理液回收部110设有酸洗液回收池111和清洗液回收池112，所述酸洗液回收池111储存对核燃料棒包壳管内侧面进行酸洗处理的过程中排出的酸洗液，所述清洗液回收池112回收酸洗处理后对核燃料棒包壳管的内侧面进行清洗的清洗液,并且所述酸洗液回收池111和清洗液回收池112之间设置区划隔板113，所述区划隔板113的上部可以安装斜盘(tilting tray) 114。所述斜盘114的中心部设置为:与设置在所述区划隔板113上部的铰链116相连接，并且可以通过倾斜驱动部115左右倾斜转动。即，向核燃料棒包壳管10内侧面喷射酸洗液时，所述倾斜驱动部115使所述斜盘114向一侧倾斜(图3中向左侧倾斜)，将酸洗处理后产生的酸洗液回收至酸洗液回收池111，并且酸洗液处理结束后，为了清洗核燃料棒包壳管10的内侧面而喷射清洗液时，所述倾斜驱动部115使所述斜盘114向另一侧倾斜(图3中向右侧倾斜)，将清洗后产生的清洗液回收至清洗液回收池112。此外，基于时常从酸洗液中裸露出来的装置的特性，可包括固定部件117，其用于防止铰链116部分被腐蚀而使所述斜盘114脱离。另一方面，如图3所示，所述倾斜驱动部115可设置为:安装在所述主体100上，并通过连接所述斜盘114和气缸的部件来与所述气缸和斜盘114连接。如图4所示，所述支承部件120用于在核燃料棒包壳管10的酸洗处理过程中，防止因梯架400晃动使核燃料棒包壳管10的中心和注入酸洗液或清洗液的喷嘴510的中心没有对准，而在酸洗处理过程中频繁发生错误。即，通过阻止梯架400的上下、前后及左右的晃动，能够迅速处理核燃料棒包壳管的内侧面，从而能够经济地进行酸洗处理。另一方面,如在图4的放大图中所示，所述支承部件可设置在所述主体100上，以支承所述梯架400边缘部分的四个角。如图1所示，所述移送单元300可沿所述主体100的长度方向分离设置多个，并且通过安装在所述主体100上的驱动部130沿所述主体100的宽度方向形成封闭曲线并被驱动。另一方面，所述移送单元300可由多个链条构成。如图1所示，所述梯架400安装在所述主体100的上部，并在其一侧可安装所述喷嘴单元500和所述夹持单元600。并且，为进行核燃料棒包壳管10的酸洗处理，所述梯架400可以沿所述梯架400的长度方向分离安装多个支承板410，所述支承板410用于支承通过所述移送单元300移送至梯架400的核燃料棒包壳管10。如图5及图6所示，所述喷嘴单元500可由喷嘴510和气缸520构成。所述喷嘴510用于向核 燃料棒包壳管10的内侧面喷射酸洗液或清洗液，如图6具体显示，其中放大显示了喷嘴510上插入核燃料棒包壳管10的插入口，为了防止酸洗处理过程中酸洗液或清洗液的泄漏，可设置两重封装部件512、512'。所述设置为两重结构的封装部件中，第一封装部件512安装在喷嘴510上插入核燃料棒包壳管的入口，第二封装部件512'安装在所述喷嘴510的内侧面。另一方面，所述封装部件512、512'可使用0型环(O-RING)，其可设置在所述喷嘴510的入口和内侧面上形成的O-RING容纳槽上。这样，通过在喷嘴510上两重安装防酸洗液泄漏的封装部件512、512'，解决了现有技术中因酸洗液泄漏，使核燃料棒包壳管表面被腐蚀而导致最终产品的品质下降的问题，并且通过防止对人体致命的酸洗液向外部飞散，具有能够保护作业者的效果。所述气缸520连接在所述喷嘴510上插入核燃料棒包壳管的入口的相反侧，设置为在酸洗处理过程中能够将所述喷嘴510前后驱动。所述喷嘴单元500设置为防偏心结构，即所述气缸520设有用于与所述喷嘴510连接的T字形咬合部521，所述喷嘴510设有可与设置在所述气缸520的T字形咬合部521接合的T字形接合部511，因此能够防止因核燃料棒包壳管10的中心和注入酸洗液的喷嘴510的中心没有准确对准而在酸洗处理过程中发生错误的情况。并且，现有的酸洗处理装置中，由于喷嘴单元500的各个结构部件形成为一体，因此存在即使是部分结构部件需要维修也很难分解及组装的问题，但是本申请发明中构成喷嘴单元500的所述喷嘴510和气缸520通过固定部件20安装在所述梯架400的一侧，因此，喷嘴510或气缸520等喷嘴单元500的部分结构部件需要维修时，能够容易地对各个结构部件进行分解及结合，从而能够迅速采取维修措施，具有能够经济地运行装置的效果。另一方面，所述固定部件20可使用固定销或螺栓/螺母。如图5及图7所示，所述夹持单元600可由夹子610和气缸620构成。所述夹子610形成有容纳槽611以对核燃料棒包壳管10进行加压并固定，并且设置为能够同时固定6个核燃料棒包壳管10。另一方面，所述6个夹子610中的一个安装有超声波测量单元612，从而在向核燃料棒包壳管10内侧面喷射酸洗液进行酸洗处理的过程中实时测量核燃料棒包壳管10的直径，当达到适合用作核燃料包壳管10的直径时终止酸洗液喷射。所述气缸620设置在所述夹子610上部并连接所述夹子610，上下驱动所述夹子610。并且，为了解决现有的酸洗处理装置中因夹持单元600的各个结构部件构成为一体而导致分解及组装很困难的问题，所述夹持单元600也在所述梯架400的一侧通过固定部件20安装所述夹子610和气缸620，从而夹持单元600的部分结构部件需要维修时能够容易地进行分解及组装，具有能够迅速采取维修措施的效果。另一方面，所述固定部件20可使用固定销或螺栓/螺母。为防止持续地显露于氢氟酸(Hydrofluoric acid)、硝酸(Nitric acid)等强酸性酸洗液中的装置，出现因装置自身特性所引起的腐蚀，所述主体100、盖子200、移送单元300、梯架400、喷嘴单元500、夹持单元600的材料可由耐酸性材料聚丙烯(polypropylene,PP)或聚四氟乙烯(teflon)构成。上述具体说明的本申请发明的提高了防酸洗液泄漏功能的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，不限于对核燃料棒包壳管进行酸洗处理，可对需要酸洗处理的多种管进行酸洗处理。
以上，对本发明内容的特定部分进行了详细的描述，对于本领域的技术人员，这样的具体技术只是优选实施方式，很显然本发明的范围不由这些所限定。本发明的实质范围应由权利要求书及其等价物所限定。
权利要求
1.一种核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，包括: 主体(100)，其设有处理液回收部(110)，所述处理液回收部(110)包括:对酸洗液和清洗液进行区分回收的酸洗液回收池(111)和清洗液回收池(112)、设置在所述酸洗液回收池(111)和清洗液回收池(112)之间的区划隔板(113)、安装在所述区划隔板(113)上部的斜盘(114, tilting tray)； 梯架(400，ladder)，其安装在所述主体(100)的上部并设有支承核燃料棒包壳管(10)的支承板(410)； 移送单(300)，其安装在所述主体(100)上并向所述梯架(400)传送核燃料棒包壳管(10)； 喷嘴单(500)，其设置在所述梯架(400)的一侧并向核燃料棒包壳管(10)注入酸洗液或清洗液；以及 夹持(clamp)单元￠00)，其设置在所述梯架(400)的一侧并对通过所述移送单(300)传送至所述梯架(400)的核燃料棒包壳管进行固定。
2.如权利要求1所述的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，其特征在于，包括:倾斜驱动部(115)，其使所述斜盘(114)左右倾斜旋转；铰链(116)，其设置在所述斜盘(114)的中心部；固定部件(117)，其防止所述斜盘(114)脱离。
3.如权利要求1所述的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，其特征在于，所述主体(100)安装有防止所述梯架(400)晃动的支承部件(120)。
4.如权利要求1所述的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，其特征在于，所述夹持单元(600)包括:夹子￠10)，其设有固定核燃料棒包壳管的容纳槽￠11);气缸出20)，其与所述夹子(610)连接并上下驱动所述`夹子(610)。
5.如权利要求1所述的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，其特征在于，所述喷嘴单(500)包括:喷嘴(510)，向核燃料棒包壳管(10)内侧面喷射酸洗液；气缸(520)，其与所述喷嘴(510)连接并前后驱动所述喷嘴(510)。
6.如权利要求5所述的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，其特征在于，所述喷嘴(510)包括封装部件(512、512')，所述封装部件设置为两重结构以阻断酸洗液泄漏。
7.如权利要求6所述的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，其特征在于，所述设置为两重结构的封装部件中，第一封装部件(512)安装在所述喷嘴(510)上插入核燃料棒包壳管(10)的入口，第二封装部件(512')安装在所述喷嘴(510)的内侧面。
8.如权利要求6所述的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，其特征在于，所述喷嘴(510)及所述气缸(520)中任一个设有接合部(511)，另一个设有与所述接合部(511)接合的咬合部(521)。
全文摘要
本发明涉及锆合金管酸洗处理装置，更具体地涉及用于在皮尔格压轧作业时将核燃料棒包壳管内表面产生的表面缺陷及不规则面用酸洗处理去除的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置。根据上述本发明所提供的核燃料棒包壳管的酸洗处理装置，提高了防酸洗液泄漏功能，容易对构成酸洗处理装置的单元进行分解及组装，防止梯架晃动，其具有以下优点可以防止因酸洗液的泄漏导致的核燃料棒包壳管表面被腐蚀而引起的最终产品的品质下降，酸洗处理装置的部分结构部件需要维修时也可以容易地进行维修，防止酸洗处理过程中喷嘴和核燃料棒包壳管的中心没有对准而发生错误。
文档编号C23G3/04GK103184463SQ20121009309
公开日2013年7月3日 申请日期2012年3月31日 优先权日2011年12月29日
发明者金善斗, 姜钟烈, 赵南赞, 文锺汉, 李永熙, 安昌模, 李现镐 申请人:韩电原子力燃料株式会社, 韩国喷丸有限公司