KR100450003B1 - 고체 방사성폐기물 정량투입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고무주름관 및 압력분산튜브를 이용하여 기밀성을 유지하여 방사성 폐기물의 투입과정 중에 발생할 수 있는 2차 오염을 방지하고 주변 압력기류에 의한 계량호퍼의 영향을 최소화하며, 수직 스크류에 의해 폐기물이 원활하게 가열로 내로 투입될 수 있도록 하는 고체 방사성폐기물 정량투입장치에 관한 것이다.

Description

고체 방사성폐기물 정량투입장치{rest throwing apparatus for solid radioactive waste}

본 발명은 고체 방사성폐기물 정량투입장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 고무주름관 및 압력분산튜브를 이용하여 기밀성을 유지하여 방사성 페기물의 투입과정 중에 발생할 수 있는 2차 오염을 방지하고 주변 압력기류에 의한 계량호퍼의 영향을 최소화하며, 수직 스크류에 의해 폐기물이 원할하게 가열로 내로 투입될 수 있도록 하는 고체 방사성폐기물 정량투입장치에 관한 것이다.

일반 산업폐기물의 소각이나 용융, 열분해 처리의 경우와 달리 방사성 폐기물을 공급하는 경우에는 공급도중 발생되는 분진등에 의한 주변의 방사능 오염이 없도록, 공급장치와 연소장치가 모두 기밀이 유지되도록 설계되어야 한다. 또한 최종처리된 소각물 또는 용융물의 방사능 준위를 조절하기 위하여 가열로 내로 투입력을 정확하게 계량할 필요가 있다. 이를 위하여 계량호퍼 하부에 무게 측정소자(load cell)을 이용한 전자저울을 설치하고, 미분적분비례 제어(PID control: proportional integral differntial control)조절시스템을 적용하여 폐기물의 투입량을 1% 오차이내로 정확하게 조절한다.

폐기물의 소각 또는 용융을 돕기 위해 가열로 내에 공급되는 산소나 공기 등의 공급 또는 필터 표면의 분진제거를 위한 탈진 설비에 의해 압력 기류가 형성될 수 있다, 이러한 압력기류는 미세한 하중에도 반응하는 전자 저울의 투입량 조절에 영향을 주어 튜입율이 불규칙하도록 작용하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 그 목적은 기밀성을 유지하되 압력분산수단을 장착하여 가열로 및 고온세라믹필터의 공기분사탈진기등의 압력기류로 인해 계량호퍼가 영향을 받아 불규칙한 폐기물 투입으로 인한 영향을 최소화하는 데 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 가열로 내 부압의 급격한 변화로 인하여 폐기물이 가열로 내로 빨려 들어가거나 저장호퍼 및 계량호퍼 내에 불길에 닿지 않도록 안전성을 고려 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 계량호퍼 아래에 설치된 수직스크류와 수직튜브를 통해 전달되는 폐기물이 가열로에 일정한 수량으로 균일하게 공급될 수 있도록 하는 데 있다.

1;저장호퍼 2;계량호퍼

3;수직튜브 4;압력분산튜브

5;안전밸브 6;고무주름관

7;수직스크류 8;질소공급기

9;가열로 10;버블로

11;고온세라믹필터 12;공기분사탈진기

13;체크밸브

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

본 발명은 고체방사성폐기물 유리고화설비의 정량 투입장치에 관한 것으로서, 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 폐기물을 담아 두는 저장호퍼(1)와, 상기 저장호퍼(1)와 연결설치되어 저장호퍼(1)에 저장된 폐기물을 공급받아 폐기물의 일정량을 측정하는 계량호퍼(4)와, 상기 계량호퍼(4)와 연결설치되어 계량호퍼(4)로부터 일정량의 폐기물을 공급받아 용융하거나 소각하기 위한 가열로(9)와, 상기 가열로(9)와 연결설치되어 가열로(9)에서 폐기물의 연소시 발생하는 분진을 포집하는 고온세라믹필터(11)와, 상기 고온세라믹필터(11)에 설치되어 고온세라믹필터(11)의 표면에 발생되는 분진을 털어내는 공기분사탈진기(12)가 연결되는 구성을 갖는다.

상기 저장호퍼(1)는 가연성 잡고체 또는 이온교환수지등의 폐기물을 담아 저장할 수 있도록 내부에 일정한 공간이 형성되어 있다.

상기 저장호퍼(1)는 폐기물의 안전한 유출과 외부의 불길 유입을 차단하기 위해 안전수단과, 가열로(9)측으로 폐기물이 원활하게 공급될 수 있도록 회전동력을 이용하여 공급하는 폐기물공급수단이 연결되어 있다.

상기 안전수단은 폐기물이 공급이 이루어질때 열리게 되고 그 외에는 닫힘으로써 부압으로 유지되는 가열로(9)의 압력이 급감할때 가열로(9)내로 불필요한 폐기물의 유입차단을 위한 안전밸브(5)와, 상기 안전밸브(5)로부터 배출되는 폐기물이 이송시 진동으로 인한 전자저울에의 영향을 최소화하도록 하는 고무재질의 주름관(6)이 연결되어 있다.

상기 안전수단은 부압으로 유지되는 가열로(9)의 압력이 급증할때 가열로(9) 내의 불길이 역류하는 것을 차단할 수 있도록 계량호퍼(2)에 질소공급기(8)가 연결되는 구성을 갖는다.

또한, 상기 안전수단은 가열로(9)에서부터 저장호퍼(1)까지 연결되어 가열로(9)에서부터 가해지는 압력이 저장호퍼(1)로 분산되면서 감압될 수 있도록 압력분산튜브(4)가 연결되며, 압력기류가 일방향으로만 흐를 수 있도록 체크밸브(13)가 연결되어 있다.

폐기물공급수단은 계량호퍼(2)에서부터 가열로(9)까지의 폐기물 흐름의 상태가 원할하게 이루어질 수 있도록 구동모터(미도시)의 회전동력에 의해 회전하도록 내측에 수직스크류(7)가 장착된 수직튜브(3)가 연결되어 있다.

상기한 공기분사탈진기(12)는 필터 표면에 붙어 있는 분진을 제거할 수 있도록 고온세라믹필터(11)의 상단에 설치되는 구성을 갖는다.

이와 같이 구성하는 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 고체방사성폐기물 유리고화설비의 정량 투입장치에 관한 것으로서, 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 폐기물이 저장된 저장호퍼(1)에서 계량호퍼(2)로 폐기물을 유출시키고 이어 폐기물을 가열로(9)에서 융용시킨 후 공기분사탈진기(12)를 통해 분진을 제거하게 되는 것이다.

본 발명은 방사성 폐기물의 공급에 따른 분진 등의 발생으로 인한 2차 오염방지를 위해 폐기물을 전달하는 각 공급장치를 전체적으로 밀폐시키고 있다.

특히 계량호퍼(2)는 무게측정소자를 이용하는 정밀측정장비인 전자거울을 포함하므로 외부의 사소한 충격에도 영향을 받는다.

이 때문에 폐기물의 이송시에 저울로의 영향이 없도록 저장호퍼(1)와 계량호퍼(2), 계량호퍼(2)와 수직튜브(3)사이에는 고무재질의 주름관(6)이 연결되어 있다.

통풍구가 따로 없는 상태에서 가열로(9) 또는 공기분사탈진기(12)는 고온세라믹필터(11)로부터 유입되는 압력기류에 의한 계량호퍼(2)의 영향을 최소화하기 위하여 수직튜브(3)의 질소공급기(8) 맞은 편의 압력분산튜브(4)가 생성된 압력기류를 저장호퍼(1)로 배출시키게 되므로 여유공간이 있는 저장호퍼(1)는 일종의 팽창탱크(expansion tank) 역할을 하면서 감압하게 된다.

또한, 가열로(9) 및 후처리장치는 방사성 물질을 다루는 특성상 오염확산을 방지하기 위하여 계통내부를 부압(negative pressure)으로 유지된다. 부압상태에서 운전 중 필터계통 등이 막혀 가열로(9) 내부 부압이 급속히 내려가는 비상상황이 될 경우 저장호퍼(1) 및 계량호퍼(2) 내의 폐기물이 부압에 의해 가열로(9) 내로 보다 많은 양이 투입될 수 있다.

반대로 부압을 유지하는 배기팬 계통 등의 이상으로 가열로(9) 내부가 양압으로 유지될 경우에는 내부 불길이 호퍼 내로 치솟아 폐기물을 태워버릴 수 있게 되는데, 이러한 상황을 방지하기 위하여 안전밸브(5) 및 질소공급기(8)는 폐기물의 가열로(9)내로의 불필요한 튜입 및 가열로(9) 내 불길을 차단시켜 안전사고를 방지하게 된다.

또한 압력분산튜브(4)는 계통내부의 부압변동으로 인하여 튜브를 통한 폐기물의 가열로(9) 내 유입이나 불길의 역류를 방지하기 위하여 체크밸브(13)를 설치하고 일정 중간부위를 나선형으로 비틀며 질소공급기(8)를 통한 질소의 분사로 압력분산튜브(4)를 통한 불필요한 폐기물의 유입이나 불길의 역류를 방지하게 된다.

또한, 계량호퍼(2)는 통과한 폐기물이 수직 튜브(3)에서 가열로(9) 상부까지 뻗어 있는 수직스크류(7)의 주변 벽면에 달라 붙거나 뭉쳐서 떨어지지 않고 가열로(9) 내부에 원활하게 투입 되도록 수직스크류(7)가 구동모터에 의해 회전하게 되면서 내부의 스크류를 따라 폐기물이 하강하게 된다.

따라서, 계량호퍼(2)와 저장호퍼(1)는 다른 종류의 폐기물이 동시에 투입되더라도 원활하게 폐기물을 가열로(9)까지 공급하게 되는 것이다.

이와 같이 작용하는 본 발명은 고무주름관 및 압력분산튜브를 이용하여 기밀성을 유지함으로서 방사성 페기물의 투입과정 중에 발생할 수 있는 2차 오염을 방지하고 주변 압력기류에 의해 계량호퍼의 영향을 최소함으로서 일정한 튜입율을 유지할 수 있으며 이러한 안정된 튜입율은 좋은 연소상태의 중요조건으로서 일산화탄소등의 생성을 줄이며, 가열로 및 후처리장치의 안정적인 운전(온도,압력등)에 도움이 될 뿐아니라 튜입한 폐기물의 정확한 계량을 할 수 있는 잇점이 있다.

또한 본 발명은 안전밸브와 나선형 압력분산튜브 및 질소공급기를 통해 안전한 설비운영을 할 수 있으며, 또한 수직 스크류를 설치하여 파쇄된 폐기물이 서로 엉키지 않고 고르게 가열로 내로 투입될 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (7)

1. 폐기물을 담아 두는 저장호퍼(1)와,

   상기 저장호퍼(1)와 연결설치되어 저장호퍼(1)로부터 폐기물을 공급받아 폐기물의 일정량을 측정하는 계량호퍼(2)와,

   상기 계량호퍼(2)과 연결설치되어 계량호퍼(2)로부터 공급받는 일정량의 폐기물을 가열하는 가열로(9)와,

   상기 가열로(9)와 연결설치되어 가열로(9)에서 폐기물의 연소시 발생하는 분진을 포집하는 고온세라믹필터(11)와,

   상기 고온세라믹필터(11)에 설치되어 고온세라믹필터(11)의 표면에 발생되는 분진을 털어내는 공기분사탈진기(12)를 포함하는 고체 방사성폐기물 정량투입장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 저장호퍼(1)는 폐기물의 안전한 유출과 외부의 불길 유입을 차단하기 위해 안전수단과, 가열로(9)에 폐기물이 원할하게 공급될 수 잇도록 회전동력을 이용하여 공급하는 폐기물공급수단이 더 연결되어 이루어진 고체 방사성폐기물 정량투입장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 저장호퍼(1)에 연결된 안전수단은 폐기물 공급이 이루어질 때 열리고 그 외에는 닫힘으로써 부압으로 유지되는 가열로(9)의 압력이 급감할때 가열로(9)내로 불필요한 유입 차단을 위한 안전밸브(5)와, 상기 안전밸브(5)로부터 배출되는 폐기물이 이송시 진동으로 인한 전자저울에 의한 영향을 최소화하도록 하는 고무재질의 주름관(6)을 포함하여 연결되는 고체 방사성폐기물 정량투입장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 저장호퍼(1)에 연결된 안전수단은 부압으로 유지되는 가열로(9)의 압력이 급감할때의 가열로(9)내의 불길이 역류하는 것을 차단할 수 있도록 계량호퍼(2)에 질소공급기(8)가 더 연결되어 이루어진 고체 방사성폐기물 정량투입장치.
5. 제 2항에 있어서, 상기 안전수단은 가열로(9)에서부터 저장호퍼(1)까지 연결되어 가열로(9)에서부터 가해지는 압력이 저장호퍼(1)로 분산되면서 감압될 수 있도록 압력분산튜브(4)가 더 연결되어 이루어진 고체 방사성폐기물 정량투입장치.
6. 제 2항에 있어서, 상기 폐기물공급수단은 계량호퍼(2)에서부터 가열로(9)까지의 폐기물 흐름의 상태가 원할하게 이루어질 수 있도록 회전동력에 의해 회전하도록 내측에 수직스크류(7)가 장착된 수직튜브(3)가 연결되어 이루어진 고체 방사성폐기물 정량투입장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 공기분사탈진기(12)는 필터 표면에 붙어 있는 분진을 제거할 수 있도록 상기 고온세라믹필터(11)의 상단에 설치되는 고체 방사성폐기물 정량투입장치.