KR100262661B1 - 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용후핵연료 수송용기 외곽부의 밀봉성을 극대화시킴으로써, 사용후핵연료의 장전시 방사능 오염된 물의 유입을 방지하여 수송용기 표면의 방사능 오염을 최소화시키고, 수송용기의 표면 오염에 따른 제염작업을 단축하여 사용후핵연료를 안전하고 효율적으로 수송할 수 있는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치에 관한 것으로서, 사용후핵연료를 장전하는 수송용기의 표면 오염을 방지하는 장치에 있어서, 원통형의 금속 재로 이루어져 상기 수송용기의 외곽에 씌어지는 스커트 셸과, 상기 수송용기의 외주면과 상기 스커트 셸의 내주면 사이의 상하단에 각각 원주상으로 설치되어 유체 주입에 따른 팽창을 이용하여 상기 수송용기의 표면을 밀봉시키는 고무씰을 포함하는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치를 제공한다.

Description

사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치

본 발명은 원자력발전소의 사용후핵연료 저장조에 저장된 사용후핵연료를 수송하는 수송용기의 표면이 오염되는 것을 방지하기 위한 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 금속의 원통형 보호막인 스커트 셸과 팽창성 고무씰을 이용하여 수송용기 외곽부의 밀봉성을 극대화시킴으로써, 사용후핵연료의 장전시 방사능물질로 오염된 물의 유입을 방지함은 물론 수송용기의 표면 오염에 따른 제염공정 즉, 오염물질 제거공정을 단축할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 원자력발전소의 원자로에서 조사된 사용후핵연료는 장기간 강한 방사선과 방사능 붕괴열이 방출되어 원자로에서 조사된 후에는 발전소 내 사용후핵연료 저장조(spent fuel storage pool)에서 보관하고 있다.

이렇게 사용후핵연료가 저장된 사용후핵연료 저장조는 저장용량이 포화단계에 이르게 됨은 물론 사용후핵연료를 또 다른 목적으로 사용, 처리하기 위해 별도의 저장시설로 안전하게 수송해야 한다.

이에 따라, 사용후핵연료 저장조에 저장된 사용후핵연료를 수송하기 위해서는 핵연료 장전조(loading pit)에서 사용후핵연료를 수송용기에 장전하는 작업을 해야하며, 이 핵연료 장전조에서는 방사선차폐를 위하여 사용후핵연료 저장조와 같은 수면을 유지하도록 물을 채우고 작업을 해야한다. 이것은 또한 사용후핵연료를 장전조로 이동시키기 위해서는 사용후핵연료 저장조와 핵연료 장전조 사이에 설치된 위어게이트(weir gate)를 열기 위해서도 양쪽의 수면의 높이가 같아야만 한다.

상기와 같이 위어게이트가 열리면 양쪽 수조 즉, 사용후핵연료 저장조와 핵연료 장전조에 있는 물은 서로 통하게 되어 수송용기의 표면이 저장조의 물과 접촉하여 오염된다.

따라서, 사용후핵연료를 장전한 후에 수송용기를 장전조에서 꺼내면 표면이 방사성물질로 오염되어 있으므로 사용후핵연료 수송용기 표면은 제염조(decontamination pit)에서의 제염작업이 용이하도록 매끈하게 제작하여야 한다.

그러나, 사용후핵연료에서는 많은 열이 나오기 때문에 냉각기간이 3년 이하의 핵연료를 운반할 경우 내부에 장전된 사용후핵연료로부터 나오는 방사능 붕괴열을 외부로 방출하기 위한 전열핀을 수송용기 외부에 부착하게 되었는데, 이러한 전열핀은 일단 오염되면 제염이 거의 불가능하다.

따라서, 수송용기의 전열핀을 보호막으로 씌워 전열핀 부위가 방사성물질로 오염되는 것을 방지하기 위한 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치가 종래에 개발되어 사용하고 있다.

도 1은 종래 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치(200)를 도시한 분해 사시도로서, 사용후핵연료를 장전하는 수송용기(100)의 전열핀(101) 부위가 방사성물질로 오염되는 것을 방지하기 위한 보호막(protective skirt; 211)을 수송용기(100)의 외곽에 씌우도록 구성되어 있다.

상기 보호막(211)의 일측단에 상기 수송용기(100)의 길이방향으로 상부 막대(213)가 설치되어 있고 타측단에는 상기 상부 막대(213)의 하측에 위치되는 하부 막대(215)가 설치되어 있어, 상기 수송용기(100)에 씌어진 보호막(211)을 길이방향으로 고정하도록 되어 있다. 즉, 상기 하부 막대(215)가 위치되는 수송용기(100)의 스커트 링(102)의 내측에 러그(lug; 105)가 형성되어 있어 상기 하부 막대(215)의 내측에 설치된 핀(215a)을 상기 러그(105)에 결합시켜 하부 막대(215)를 수송용기(100)의 러그(105)에 고정시키도록 되어 있으며, 상기 상부 막대(213)의 내측에 역시 핀(213a)이 설치되어 있어 핸들(213b)을 이용하여 상기 하부 막대(215)의 외측에 형성된 홀(215b)에 결합시키도록 되어 있다.

상기 보호막(211)의 양측 끝단에는 케이블(218)을 통해 보호막(211)의 양 끝단을 밀봉시키기 위한 케이블 조임장치(cable tensioner; 217)가 설치되어 있다. 이때, 상기 케이블(218)이 감겨져 조여지는 부위는 수송용기(100)의 전열핀(101)을 양 외측으로 벗어난 스커트 링(202)이며, 그 스커트 링(102)에는 도 2에 도시되는 바와 같이, 원주방향을 따라 내측으로 요입된 그루브(groove; 102a)가 형성되어 있으며, 그 그루브(102a)에는 측면 가이드(lateral guide; 219)가 상기 보호막(211) 보다 내측에 감겨지도록 되어 있다.

또한, 도 3에 도시되는 바와 같이, 상기 보호막(211) 내의 압력을 핵연료 장전조(302)의 수압 보다 높여 장전조(302) 내의 오염된 물이 보호막(211) 내로 유입되는 것을 방지하기 위한 보조장치(300)가 마련되어 있다. 이러한 보조장치(300)는 방사능 오염되지 않은 탈염수(demineralized water)를 저장 공급하는 워터 레벨 탱크(water level tank; 310)와, 상기 워터 레벨 탱크(310)의 물을 상기 보호막(211)내로 공급하는 공급측 호스(320) 및 그 공급된 물을 배수하는 배수측 호스(325)와, 상기 워터 레벨 탱크(310)에 탈염수를 공급하는 탈염수라인(330) 및 그 탈염수를 단속하는 밸브(335), 상기 워터 레벨 탱크(310)의 수위를 핵연료 장전조(302)의 수위 보다 약 50cm 이상 높게 유지시키는 스커트 컨트롤 장치(340)와, 상기 배수측 호스(325)의 수두가 장전조(302)의 수위 보다 항상 높게 유지시키는 오토 호스 릴(auto hose reel; 350)로 구성되어 있다.

이에 따라, 상기 보호막(211)의 하단부에는 상기 공급측 호스(320)와 연결되는 J1 커넥터(201)가 설치되어 있고, 상단부에는 상기 배수측 호스(325)와 연결되는 J2 커넥터(202)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치(200)를 수송용기(100)에 설치할 경우, 도 1을 재 참조하면, 우선 하부 막대(215)의 핀(215a)을 러그(105)에 끼워 고정시킨 다음, 상부 막대(213)의 핸들(213b)을 잡고 보호막(211)을 수송용기(100)의 외곽 즉, 전열핀(101) 부위에 씌운다. 이때, 상부 막대(213)의 핀(213a) 역시 하부 막대(215)의 홀(215b)에 결합시켜 고정하고, 보호막(211)을 밀봉시키기 위해 상부 막대(213)와 하부 막대(215)를 다수개의 나사로 죈다. 다음, 수송용기(100)의 각 스커트 링(102)의 그루브(102a)에 측면 가이드(219)를 설치하고, 케이블 조임장치(217)를 이용하여 보호막(211)의 양 끝단을 상기 스커트 링(202)의 그루브(202a)에 케이블(218)로 감아 보호막(211) 내측을 밀봉시킨 다음, 보호막(211)의 양 끝단 및 나사가 설치된 상부 막대(213)에 방수 테이프(220)를 붙여 보호막(211)의 밀봉을 마감한다.

따라서, 수송용기(100)에 사용후핵연료를 장전할 경우 도 3을 재 참조하면, 상기와 같이 보호막(211)이 씌워진 상태에서, 보호막(211)의 하단에 설치된 J1 커넥터(201)를 맑은 물이 공급되는 공급측 호스(320)에 연결하고, J2 커넥터(202)를 배수측 호스(325)에 연결한 다음, 탈염수라인(330)의 밸브(335)를 개방하여 워터 레벨 탱크(310)에 탈염수를 공급하면서 수송용기(100)를 핵연료 장전조(302)에 크레인을 이용, 안착시킨다. 이때의 핵연료 장전조(302)는 물을 빼놓은 상태이며, 상기 탈염수의 공급은 수송용기(100)를 장전조(302)에서 꺼내기 위한 배수가 완료될 때까지 계속 진행한다. 도면중 미설명 부호 301은 사용후핵연료 저장조이고, 303은 사용후핵연료 저장조(301)와 핵연료 장전조(302)를 개통시키는 위어게이트이다.

상기와 같이 보호막(211) 내에 탈염수를 공급하는 과정에서 배수측 호스(325)의 수두를 장전조(302)의 수면 보다 약간 높게 하여 보호막(211) 내의 수압을 장전조(302) 내의 수위에 따른 수압 보다 약간 높게 하였다. 이와 같이 보호막(211)과 수송용기(100) 간의 내부공간에 물을 채우는 것은 발전소의 핵연료 장전조(302)의 수심이 약 15m 정도이므로 1.5기압의 수압이 작용하기 때문에 외부의 오염된 물 보다 내부의 압력을 높여 오염된 물의 보호막(211) 내부로의 유입을 막기 위한 것이었다.

그러나, 종래의 기술은 수송용기(100) 표면과 보호막(211) 사이의 수압이 주변의 오염된 외부물과의 일정한 압력차를 유지하도록 하는데 큰 어려움이 있고, 보호막(211)의 재질이 비닐계통의 수지이므로 강도가 약해 보호막(211) 내외부의 압력차가 클 경우 찢어질 수 있으며, 보호막(211)의 연결부를 완전히 밀폐시키기 힘든 문제점이 있다.

따라서, 종래에는 보호막(211)의 밀봉성 저하에 따른 방사능 오염물질의 유입에 의해 수송용기의 전열핀(101)이 방사능 오염되어 작업자에게 방사선 피폭량을 가중시키는 문제점이 따랐다.

또한, 국내 원자력발전소의 핵연료 장전조(302)는 핵연료 저장조(301)와 별도로 구성되어 있고, 장전조(302)에 물을 배수시킨 후에 수송용기(100)를 안착시키도록 되어 있어 사용이 매우 불편한 문제점이 있다.

더욱이, 보호막(211)의 표면은 오염물질과 직접 접촉하게 되므로 오염되지 않은 보호막(211)의 내부면과 오염된 외부면의 구별에 따른 보관상의 문제점이 있다.

도 4는 핵연료 장전조와 사용후핵연료 저장조가 각각 별도로 구비되지 않고 사용후핵연료 저장조에 장전조가 일체로 구비되어 있어, 수송용기(100)를 물이 차있는 장전조/저장조(401)에 직접 담그는 미국 등의 방식을 도시한 것으로서, 보조장치(400)로서는 방사능 오염되지 않은 탈염수를 저장 공급하는 워터 레벨 박스(410)와, 상기 워터 레벨 박스(410)의 물을 상기 보호막(211)내로 공급하도록 J1 커넥터(201)에 연결되는 공급측 호스(420) 및 그 공급된 물을 배수하도록 J2 커넥터(202)에 연결되는 배수측 호스(425)와, 상기 워터 레벨 박스(410)에 탈염수를 공급하는 탈염수라인(430) 및 그 탈염수를 단속하는 밸브(435)가 구비되어 있다.

상기와 같이, 미리 물이 담수되어 있는 일체의 장전조/저장조(401)에 수송용기를 안착하여 사용후핵연료를 장전하는 방식은 수송용기(100) 표면과 보호막(211) 사이의 공간에 저장조(401) 보다 수두가 약간 높은 곳에서 한쪽으로 오염되지 않은 물인 탈염수를 계속 주입하고 다른 한쪽으로는 물이 유입되도록 하여 보호막(211) 주변의 외부물과의 일정한 압력차를 유지하도록 하는데 큰 어려움이 없으나, 작업시간 동안 저장수조의 보론수(boronated water)에 탈염수의 유입이 계속되어 농도를 희석시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 수송용기 외곽부의 밀봉성을 높임으로써 사용후핵연료의 장전시 방사능 오염된 물의 유입을 방지하여 수송용기 표면의 방사능 오염을 최소화시키고, 수송용기의 표면 오염에 따른 제염작업을 단축하여 사용후핵연료를 안전하고 효율적으로 수송할 수 있는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치를 보인 분해 사시도

도 2는 종래 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치의 보호막 밀봉구조를 보인 발췌 단면도

도 3은 사용후핵연료 저장조와 별도로 구비된 핵연료 장전조에서, 종래 수송용기 표면오염 방지장치의 사용상태를 보인 예시도

도 4는 사용후핵연료 저장조에 같이 구비된 핵연료 장전조에서, 종래 수송용기 표면오염 방지장치의 사용상태를 보인 예시도

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치를 보인 분해 사시도

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치를 보인 종단면도

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고무씰의 구조를 보인 단면도

도 8은 도 6의 A부 확대도

도 9는 도 6의 B부 확대도

도 10은 본 발명의 사용상태를 보인 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 수송용기 표면오염 방지장치 10 : 스커트 셸

11 : 제2 커넥터 20, 30 : 고무씰

21, 31 : 팽창부 21a, 25a, 31a, 35a : 주름

25, 35 : 고정부 27, 37 : 제1 커넥터

41, 51 : 내측 브라켓 41a, 43a, 51a, 53a : 안내편

43, 53 : 외측 브라켓 43b, 53b : 나사

47 : 고정 브라켓 49 : 아이볼트

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사용후핵연료를 장전하는 수송용기의 표면 오염을 방지하는 장치에 있어서, 원통형의 금속 재로 이루어져 상기 수송용기의 외곽에 씌어지는 스커트 셸과, 상기 수송용기의 외주면과 상기 스커트 셸의 내주면 사이의 상하단에 각각 원주상으로 설치되어 유체 주입에 따른 팽창을 이용하여 상기 수송용기의 표면을 밀봉시키는 고무씰을 포함하는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치를 제공한다.

상기한 고무씰은 유체가 주입되는 팽창부 및 상기 팽창부에 유체를 주입하는 제1 커넥터를 포함하는 것과, 상기 상기 팽창부를 상기 스커트 셸에 지지시키는 고정부가 상기 팽창부의 외측단에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 팽창부 및 고정부의 표면에는 다층의 주름이 형성되고 상기 고무씰을 상기 스커트 셸의 내주면에 지지 고정하는 지지수단을 더 포함한다.

상기한 지지수단은 상기 스커트 셸에 일체로 고정되어 상기 고무씰의 고정부 내측단을 고정하는 내측 브라켓과, 상기 스커트 셸에 착탈 가능하게 설치되어 상기 고정부의 외측단을 고정하는 외측 브라켓으로 구성되며, 상기 내측 브라켓과 상기 외측 브라켓에는 상기 고무씰의 팽창부 외측단과 내측단을 지지하는 안내편이 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스커트 셸의 상단에 설치되어 상기 스커트 셸을 상기 수송용기에 걸착시키는 고정 브라켓과, 상기 스커트 셸을 인양할 수 있도록 상기 고정 브라켓의 상단에 체결되는 아이볼트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 스커트 셸에는 상기 수송용기와 상기 스커트 셸 사이에 유체를 주입하여 내부압력을 소정치까지 유지시킬 수 있도록 하는 제2 커넥터가 구비되며, 이때 주입되는 유체는 공기인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치(1)를 보인 것으로서, 사용후핵연료를 장전하는 수송용기(90)의 표면을 오염된 물로부터 격리, 보호하는 원통형의 스커트 셸(skirt shell; 10)과, 이 스커트 셸(10)을 고정하고 수송용기(90) 외부표면에 방수를 유지하기 위해 상기 스커트 셸(10)의 상하단에 각각 설치되는 팽창성 고무씰(inflatable rubber seal; 20, 30)과, 상기 스커트 셸(10) 및 고무씰(20)(30)을 고정하고 원통형의 형상을 유지하기 위한 내측 브라켓(41)(51) 및 외측 브라켓(43)(53)으로 구성된다.

상기 스커트 셸(10)은 스테인레스강 판으로 제작되어 방수를 유지하며 수송용기(90) 표면의 오염을 방지하고, 내부의 압력과 외부의 수압에 대한 강도를 충분히 유지하는 역할을 한다. 또한, 그 스커트 셸(10)의 표면은 매끄럽게 처리되어 자체의 외부표면 제염을 용이하도록 한다. 도면중 미설명 부호 97은 수송용기(90)의 개구부를 개폐시키는 뚜껑이다.

상기 고무씰(20)(30)은 도 7에 도시되는 바와 같이, 내부에 공기가 주입되는 팽창부(21)(31)와, 그 팽창부(21)(31)와 일체로 형성되어 상기 스커트 셸(10)의 내주면에 고정되는 고정부(25)(35)를 갖는 구조로서, 이음매가 없는 일체형으로 상기 팽창부(21)(31)와 연통되는 공기주입구 즉, 제1 커넥터(27)(37)가 설치되어 있다. 따라서, 스커트 셸(10)을 수송용기(90)에 설치하거나 해제할 경우 팽창부(21)(31)의 공기를 빼면 수축되어 수송용기(90) 외부와의 간섭이 없게 되고, 제1 커넥터(27)(37)를 통해 공기를 주입할 경우 팽창부(21)(31)가 도시된 가상선과 같이 팽창되면서 고무씰(20)(30)의 팽창부(21)(31)의 외경이 늘어나게 되므로 설치 및 해제가 용이하게 된다. 또한, 일단 스커트 셸(10)을 설치한 후, 고무씰(20)(30)의 팽창부(21)(31)에 공기를 주입하면 팽창부(21)(31)가 팽창하면서 전체외경이 줄어들게 되어 고무씰(20)(30)이 수송용기(90) 상하부의 스커트 링(93)(94)에 접촉되고 팽창부(21)(31)의 팽창압력으로 인한 접촉력이 방수를 유지하도록 한다.

상기 수송용기(90)의 스커트 링(93)(94)과 접촉되는 고무씰(20)(30)의 팽창부(21)(31) 및 고정부(25)(35)에는 다수개의 주름(21a)(31a)(25a)(35a)을 형성하여 접촉효율을 높이고 방수성을 증가시킨다.

한편, 상기 내측 브라켓(41)(51)은 도 8 및 도 9에 도시되는 바와 같이, 상기 고무씰(20)(30)의 양 내측으로 스커트 셸(10)에 필렛용접으로 방수를 유지하도록 고정되어 그 고무씰(20)(30)의 고정부(25)(35) 내측단을 고정하며, 상기 외측 브라켓(43)(53)은 상기 고무씰(20)(30)의 양 외측으로 상기 스커트 셸(10)에 착탈 가능하게 설치되어 상기 고무씰(20)(30)의 고정부(25)(35) 외측단을 고정한다. 즉, 상기 내측 브라켓(41)(51) 및 외측 브라켓(43)(53)은 스테인레스강으로 이루어져 스커트 셸(10)의 내주면을 따라 원통형으로 형성되며, 상기 외측 브라켓(43)(53)은 나사(43b)(53b)를 통해 스커트 셸(10)에 고정된다. 또한, 상기 내측 브라켓(41)(51)과 상기 외측 브라켓(43)(53)에는 상기 고무씰(20)(30)의 팽창부(21)(31) 외측단과 내측단을 지지하는 안내편(41a)(43a)(51a)(53a)이 각각 형성된다.

상기 스커트 셸(10)의 상단이 위치되는 외측 브라켓(43)(53)의 상단에는 6개의 고정 브라켓(47)이 내측으로 돌출되게 부착되고, 그 고정 브라켓(47)의 상단에는 크레인으로 인양할 수 있도록 인양고리 역할을 하는 아이볼트(49)가 설치된다. 상기 고정 브라켓(47)은 스커트 셸(10)이 수송용기(90)의 스커트 링(93)(94)에 용이하게 안착되면서도 스커트 링(93)(94)의 아래로 내려가지 않도록 걸착시키는 역할도 한다.

상기 스커트 셸(10)에는 상기 수송용기(90)와 상기 스커트 셸(10) 사이에 공기를 주입하여 내부압력을 소정치까지 유지시킬 수 있도록 하는 제2 커넥터(11)가 구비되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 사용후핵연료 수송용기(90) 표면오염 방지장치를 수송용기(90)에 장착하는 과정 및 작용을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 스커트 셸(10)의 상단에 구비된 아이볼트(49)를 크레인에 걸어 수송용기(90)의 상부로부터 스커트 셸(10)을 씌운다. 이렇게 스커트 셸(10)을 수송용기(90)에 씌우는 과정에서, 스커트 셸(10)의 상단에 부착된 고정 브라켓(47)은 수송용기(90)의 스커트 링(93)(94)에 안착되면서 스커트 셸(10)을 걸어 수송용기(90)에 임시로 걸착시킨다.

상기와 같이 수송용기(90)에 스커트 셸(10)이 씌워진 상태에서, 제1 커넥터(27)(37)를 통해 스커트 셸(10)의 상하단에 각각 설치된 고무씰(20)(30)의 팽창부(21)(31)에 공기를 주입시킨다. 이때, 고무씰(20)(30)의 팽창부(21)(31)는 팽창되면서 수송용기(90)의 스커트 링(93)(94)과 스커트 셸(10) 사이의 간극을 없애고 기밀한 상태를 유지시킨다. 이에 따라, 스커트 셸(10)과 수송용기(90)의 표면 즉, 전열핀(91) 간에 기밀한 밀폐공간을 형성하게 된다.

상기와 같이 고무씰(20)(30)을 이용하여 스커트 셸(10)과 수송용기(90) 사이에 방수를 유지시킨 상태에서, 제2 커넥터(11)를 통해 스커트 셸(10)의 내부에 약 2기압 정도의 공기를 주입하여 수송용기(90)의 전열핀(91)을 포함한 외부표면과 스커트 셸(10) 내부공간의 압력이 수송용기(90)를 핵연료 장전조에 넣었을 때 수송용기(90) 외부의 수압보다 약간 높은 압력이 걸리도록 한다. 이렇게 스커트 셸(10)의 내부에 공기를 주입한 상태에서 제2 커넥터(11)를 압력계 등에 열결하여 스커트 셸(10) 내부의 압력 변동이 있는지를 확인하게 되며, 압력 변동이 있을 경우에는 내부의 공기압이 외부로 유실되는 것으로 판단하고, 압력 변동이 없을 경우에는 내부의 견밀한 방수성능을 확인하게 된다.

이에 따라, 본 발명은 수송용기(90)를 핵연료장전조에 넣기 전에 스커트 셸(10)의 방수성능을 확인할 수 있는 기능이 부여되었으며, 고무씰(20)(30)의 팽창에 따른 접촉과 스커트 셸(10) 내의 공기 주입압에 의해 수송용기(90) 외부의 오염된 물이 내부로 유입되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.

따라서, 수송용기(90)에 사용후핵연료를 장전할 경우 도 10에 도시되는 바와 같이, 상기 스커트 셸(10)의 장착이 완료된 상태에서, 종래와 같은 워터 레벨 탱크, 공급측 호스 및 배수측 호스, 탈염수라인 및 밸브, 스커트 컨트롤 장치와, 오토 호스 릴 등의 장치를 장착할 필요 없이 수송용기(90)를 핵연료 장전조(3)에 안착시킴으로써, 별도의 보조장치 사용을 줄일 수 있고, 이를 장착함에 따랐던 작업시간을 단축할 수 있으며, 또한 탈염수를 사용하지 않으므로 보론수의 농도를 희석시키는 것을 방지할 수 있다. 도면중 미설명 부호 2는 사용후핵연료 저장조이며, 4는 위어게이트이다.

또한, 종래 방수천막 등을 이용한 보호막은 자체의 형상을 지탱할 수 없어, 해체 후 오염된 외부와 오염되지 않은 내부가 서로 접촉되지 않도록 보관하는데 어려움이 있었지만, 본 발명의 스테인레스강으로 제작된 스커트 셸(10)은 견고한 자체형상을 유지할 수 있으므로 해체 후 보관하는데 별도의 작업공정이 필요하지 않으며, 제염작업이 용이하여 스커트 셸(10) 자체의 오염도 방지할 수 있어, 작업시간을 크게 단축할 수 있다. 특히, 스커트 셸(10) 내부에 공기를 주입하게 되므로 스커트 셸(10)의 해체 후, 종래와 같이 보호막의 내부에 주입되었던 탈염수의 건조공정이 불필요함으로 제염공정을 단축시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 금속인 스테인레스강의 원통형 스커트 셸과 팽창성 고무씰을 이용하여 수송용기 외곽부의 밀봉성을 극대화시킴으로써, 사용후핵연료의 장전시 방사능 오염된 물의 유입을 방지함은 물론 수송용기의 표면 오염에 따른 제염공정을 단축할 수 있다.

또한, 본 발명은 수송용기의 제염공정과 제염소요면적을 크게 줄임으로써 제염지나 제염액 및 고압수의 분사량 등을 현격히 줄여서 제염에 소요되는 폐기물의 발생량을 크게 감소시킬 수 있으며, 수송용기의 표면오염을 원천적으로 줄임으로써 수송용기의 사용수명을 연장시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 사용후핵연료의 냉각기간이 짧아 열을 방출하기 위한 외부 전열핀이 있어야 하는 수송용기의 전열핀 부위의 방사성물질 오염을 방지하여 이들 핵연료의 운반이 가능하게 하고 종사자의 제염작업시간 단축에 따른 방사선 피폭량 감소와 방사성물질의 수송의 안전성 및 경제성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전열핀이 없는 수송용기의 경우에도 계속적인 작업이 수행될 경우나 다수개의 똑같은 형상과 칫수의 수송용기를 사용할 경우에도 이 장치를 사용하면 수송용기의 제염작업에 소요되는 시간을 현격히 줄이고 종사자의 작업시간 단축에 따른 방사성 피폭량 감소로 사용후핵연료 수송의 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 사용후핵연료를 장전하는 수송용기(90)의 표면 오염을 방지하는 장치에 있어서, 원통형의 금속 재로 이루어져 상기 수송용기(90)의 외곽에 씌어지는 스커트 셸(10)과, 상기 수송용기(90)의 외주면과 상기 스커트 셸(10)의 내주면 사이의 상하단에 각각 원주상으로 설치되어 유체 주입에 따른 팽창을 이용하여 상기 수송용기(90)의 표면을 밀봉시키는 고무씰(20)(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 고무씰(20)(30)은 유체가 주입되는 팽창부(21)(31) 및 상기 팽창부(21)(31)에 유체를 주입하는 제1 커넥터(27)(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 고무씰(20)(30)은 상기 팽창부(21)(31)를 상기 스커트 셸(10)에 지지시키는 고정부(25)(35)가 상기 팽창부(21)(31)의 외측단에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치.
4. 제3 항에 있어서, 상기 팽창부(21)(31) 및 고정부(25)(35)의 표면에는 다층의 주름(21a)(31a)(25a)(35a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 고무씰(20)(30)을 상기 스커트 셸(10)의 내주면에 지지 고정하는 지지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치.
6. 제3 항 또는 제5 항에 있어서, 상기 지지수단은 상기 스커트 셸(10)에 일체로 고정되어 상기 고무씰(20)(30)의 고정부(25)(35) 내측단을 고정하는 내측 브라켓(41)(51)과, 상기 스커트 셸(10)에 착탈 가능하게 설치되어 상기 고정부(25)(35)의 외측단을 고정하는 외측 브라켓(43)(53)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치.
7. 제6 항에 있어서, 상기 내측 브라켓(41)(51)과 상기 외측 브라켓(43)(53)에는 상기 고무씰(20)(30)의 팽창부(21)(31) 외측단과 내측단을 지지하는 안내편(41a)(43a)(51a)(53a)이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 스커트 셸(10)의 상단에 설치되어 상기 스커트 셸(10)을 상기 수송용기(90)에 걸착시키는 고정 브라켓(47)과, 상기 스커트 셸(10)을 인양할 수 있도록 상기 고정 브라켓(47)의 상단에 체결되는 아이볼트(49)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수송용기 표면오염 방지장치.
9. 제1 항에 있어서, 상기 스커트 셸(10)에는 상기 수송용기(90)와 상기 스커트 셸(10) 사이에 유체를 주입하여 내부압력을 소정치까지 유지시킬 수 있도록 하는 제2 커넥터(11)가 구비되는 것을 특징으로 하는 수송용기 표면오염 방지장치.
10. 제9 항에 있어서, 상기 수송용기(90)와 상기 스커트 셸(10) 사이에 주입되는 유체는 공기인 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 수송용기 표면오염 방지장치.

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