KR100394120B1 - 플라즈마 아크를 이용한 방사성 폐기물 유리화 시스템 - Google Patents
플라즈마 아크를 이용한 방사성 폐기물 유리화 시스템 Download PDFInfo
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- (정정) 방사성 폐기물을 주입하여 파쇄시키는 주입계통부(A)와, 직류전원을 이용하여 플라즈마 아크를 발생시킴으로써 주입된 폐기물을 고온으로 용융하면서 유리화시킨 뒤에 활성유기탄소의 배기가스를 파괴하는 용융 소각계통부(B)와, 용융과정에서 배출되는 배기가스를 정화하는 배기정화계통부(C)와, 용융과정에서 유리화된 용융물질을 받아내는 용융물 수집처리계통부(D)와, 배기가스 냉각 및 세정시 발생되는 폐액을 수집하여 처리하는 배출수수집처리계통부(E)를 포함하여 이루어지며,상기한 폐기물 주입계통부(A)는, 폐기물드럼을 플랫폼에서 드럼 운송 호퍼 시스템으로 이동시키는 컨베이어(1)와, 드럼을 충분히 파쇄할 수 있을 정도의 충분한 여유공간을 확보하고있는 주입장치호퍼(3)와, 고온용융로에서 용융하기 적합한 형태의 일정한 크기로 절단하며 4개의 축으로 제작되었고, 일정이상 하중이 걸리면 자동으로 역회전하여 기기를 보호하는 파쇄기(4)와, 파쇄된 폐기물이 용융로(9)로 주입되도록 하는 주입기(5)와, 제어실에서 조작하며 주입기(5)와 용융로로 주입되는 폐기물을 격리시키는 격리게이트 밸브(6)와, 설비의 화재/폭발방지를 위해 설치된 질소 퍼지 시스템 및 이산화탄소 시스템(8)과, 지역제어패널과, 방사성오염물질 파쇄중 오염확산을 방지하기 위해 설치되는 문으로서 공기로 구동되는 에어락(2)과, 주입기(5)에서 용융로(9)로 투입하는 통로 역할을 하며 경사지게 설치되고 용융로 쪽의 직경이 더 크게 처리가 되어 용융로로 폐기물 주입을 용이하게 하는 확장튜브(7)를 포함하여 이루어지며,상기한 용융소각계통부(B)는, +, - 전극으로부터 플라즈마를 일으켜 폐기물을 용융하는 탄소전극봉(10)과, 용융로 밀폐/유지보수를 위한 메카니즘 제공, 용융로 내부 관측 포드제공, 제어 및 모니터링할 수 있는 장비의 포트를 제공하는 사이섹션(13)과 용융로에서 발생하는 불완전연소물질 및 유해물질을 완전 분해/파괴하는 열적산화기(15)와, 열적산화기에 설치된 고속버너(17-1)에 연소용 공기와 잉여(2차)공기를 공급하는 연소공기 공급팬(16)과, 열적산화기를 통과하는 배기가스의 온도를 조정하기 위한 버너연료공급장치(17)와, 공기로 구동되며 전극봉을 지지하는 클램프(11)와, 사이섹션과의 연결고리 역할을 제공하는 용융로 상부헤드(12)와 열적산화기를 통과하는 배기가스 출구 온도 및 산소 준위를 측정할 수 있는 산소센서(19)와, 온도센서(19-1)가 설치되어 있는 열적산화기 배기가스 덕트(18)를 포함하여 이루어지며,상기한 배기정화계통부(C)는, 용융로 내의 부압을 유기하기 위한 조절판 밸브(20)와 열적산화기에서 나오는 배기가스를 급냉시켜며 아울러 미립자와 산성가스를 배기가스로부터 세정 및 제거하는 냉각 챔버(21)와, 세정용액이 용기의 상단부에서 주입되어 바닥으로 떨어지면서 냉각을 완료하고, 증기를 응결시키며, 미립자를 제거하고 입자성장을 유발하여 가스 세정단계에서 더쉽게 잡히도록 하는 자동화 설비(22)와, 고압으로 압축된 공기와 세정수가 혼합되어 고속으로 분사되어 미세입자, 유해가스, 응축성 탄화수소, 증기등을 세정하는 고압분사 세정기(23)와, 세정 시스템에서 최종적으로 습분 및 먼지들을 제거하는 미립자 제거기(25)와, 배기가스내의 습분을 최대한 증발시켜 습분의 응축으로 인한 필터의 막힘현상, 기기의 부식등을 방지하기위해 배기가스 온도를 이슬점온도보다 20∼30℃ 이상 높이기 위한 재가열기(26)와, 배기가스내에 존재하는 미세 입자 및 휘발성 물질, 가스상 물질등을 제거하기 위한 필터 시스템과, 공정내 부압 유지 및 배기가스 유동 원할하게 유지하기 위한 배기가스팬(31)과, 작업자 안전을 위해 설비내 오염된 공기를 정화시켜 주는 환기설비(33)와, 공정내 배기가스가 일반환경으로 최종적으로 배출되는 굴뚝(35)과, 미립자와 산성가스를 배기가스로부터 세정 및 제거하기위해 냉각수를 분사해주는 1차(21-1), 2차(21-2) 냉각노즐과 배기가스와 세정수와 공기의 불규칙한 혼합 유로를 제공하는 혼합튜브(23-1)와, 고압분사 세정기를 통해 공급받은 혼합물을 분리하여 무거운 응축수들을 제거하는 사이클론 분리기(24)와 일반환경으로 배출되는 배기가스의 농도를 감시하기 위한 배기가스 감시부(32)와, 배기가스내에 존재하는 방사성 물질의 배출 농도를 감시하는 방사선 감시부(34)를 포함하여 이루어지며,상기한 용융물 수집처리계통부(D)는, 용융로 내의 용융 슬래그와 금속 용융물을 인출하여 수거 캐니스터를 에어락으로 안전하게 이동하는 운송 시스템(51)을 포함하여 이루어지며,상기한 배출수수집처리계통부(E)는, 열적산화기에서 나오는 배기가스를 급냉과 세정, 미립자 제거를 위해 냉각수를 공급하는 세정용액탱크(36)와, 냉각탱크(37)와, 세정단계에서 배기가스 내의 미세입자를 세정한 세정용액에 포함되는 많은 수용성 및 부유입자를 일정량 제거하는 슬러지 분리기(39)와, 최종처분을 위해 슬러지가 임시 저장되는 슬러지탱크(38)와, 슬러지탱크의 슬러지를 제거하기위한 증발탱크(41)와, 농축된 슬러지를 최종처분하기위해 임시 저장하는 저장탱크(43)와, 증발된 증기를 응축시켜 세정수로 재 사용하기위한 응축기(40)와 슬러지가 증발할 수 있도록 증발열을 제공하는 하이드로소닉 펌프(42)와 안정한 형태로 최종 생성물을 혼합하여 주는 교반기(44)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크를 이용한 방사성 폐기물 유리화 시스템.
- (정정) 제10항에 있어서, 상기한 배기정화계통부(C)의 필터 시스템은, 전처리필터(27)와, 1차 고성능 공기여과 필터(28)와, 활성탄 필터(29)와, 2차 고성능 공기여과 필터(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크를 이용한 방사성 폐기물 유리화 시스템.
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