• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.2 no.3
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• pp.189-199
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• 2004

A bridge transported servo manipulator (BTSM) system for the advanced spent fuel conditioning process (ACP) has been developed to overcome the limitation of access, which is a drawback of mechanical master-slave manipulators (MSM) for the equipment maintenance. The servo manipulator is composed of a slave manipulator attached to the telescoping tubesets equipped with the overhead bridge installed at a hot cell and a master manipulator installed at an out-of-hot cell. Each manipulator has 7 degrees-of-freedom (DOF): a body rotation, an upper-arm tilt, a lower-arm tilt, a lower-arm rotation, a wrist pan & tilt, and a grasp motion. A wire-driven mechanism for a lower-arm rotation, a wrist pan and tilt, and a grasp motion of the manipulator has been adopted to increase the handling capacity compared to the manipulator weight and decrease the friction. The main disadvantage of the wire-driven mechanism is that if one link is in motion, other links can be affected. In this paper, the transmission characteristics among the wire-driven links have been formulated to overcome this drawback. The unexpected behaviors are confirmed by analyses of transmission characteristics as well as experiments. Also, the experimental results show that the unexpected behaviors are greatly decreased by the proposed compensation equations.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2007.05a
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• pp.151-152
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• 2007

ACP(Advanced Spent Fuel Conditioning Process)의 금속전환로에 $U_{3}O_{8}$을 공급하기 위하여 20 kgHM/batch의 $UO_{2}$ 펠릿(pellets)을 처리할 수 있는 공기산화로가 개발되고 있다. 그림 1은 산소농도 조절이 가능한 공기산화로이다. 공기산화로 이전의 공정인 슬리팅 장치에서 탈피복된 $UO_{2}$ 펠릿은 공기산화로로 운반되고, $500^{\circ}C$온도에서 공기를 공급하여 일정한 입도범위의 균질한 $U_{3}O_{8}$을 만든다. 그리고 다음공정의 금속전환장치로 이동된다. 본 논문에서는 모의연료의 산화에 대한 정확한 산소농도를 측정하고자 한다. 이를 위해서 갈바닉 센서와 지르코니움 센서가 사용되었고, 그 특성이 비교되었다. 14종의 금속 산화물이 혼합된 모의연료를 제조하여 산화실험이 수행되었으며, 시간변화에 따라 산소농도가 측정되었다. 산소농도 컨트롤러와 산소 센서를 사용한 공기산화로는 산소조절기에 의해 산소농도 100%까지 측정될 수 있다. 그림 2는 공기산화로의 산소농도를 조절할 수 있는 산소농도 측정시스템이다. 유량조절기(Mass Flow Controller)를 사용하여 질소와 산소의 혼합비를 변화시킬 수 있다. 또한 산소농도 측정시스템은 측정된 산소농도 값을 이용하여 $UO_{2}$의 산화시간을 계산하기 위하여 제작하였다. 산화시간 계산방법은 다음과 같다. 산소와 질소의 가스는 각각 40 L의 압력 봄베에 의해서 산소농도를 조절할 수 있는 공기산화로의 산소농도 측정시스템 안으로 유입된다. 유입된 산소와 질소의 배합은 컨트롤시스템 안에 있는 산소 유량조절기와 질소 유량 조절기를 사용하여 조절하며, 일정하게 혼합된 산소농도는 장치의 입구와 출구에서 산소 센서에 의해서 측정된다. 투입된 $UO_{2}$ 펠릿이 $500^{\circ}C$에서 반응하면서 공기산화로의 내부에 있는 산소농도가 감소된다. 이때 초기에 같았던 입력과 출력 농도가 시간의 흐름에 따라 감소되며, 펠릿이 완전히 산화됨과 동시에 출력 산소농도가 입력농도와 다시 같아질 때까지 소요된 구간이 산화시간이 된다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.4 no.3
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• pp.255-263
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• 2006

Vol-oxidizer is a device to convert $UO_2$ pellets into $U_3O_8$ 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 $UO_2$ 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 $U_3O_8$ measuring the temperature distribution, and the volume of $UO_2$ and $U_3O_8$. We manufactured the new vol-oxidizer for a 20 kg HM/batch in $UO_2$ pellets, and then analyzed the characteristics of the $U_3O_8$ powder for the verification. The experimental results show that the permeability of the $U_3O_8$ 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 $40{\mu}m$. The capacities of new vol-oxidizer for a 20 kg HM/batch in $UO_2$ pellets were agree well with the predictions of design model.