KR100514612B1 - A salt removal device of radioactive contamination metal using a neutral salt electrolytic abrasive machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사능에 오염된 장비나 설비를 폐기할 경우, 중성염으로 표면을 전해연마하여 제염처리하는 제염장치에 관한 것이다. 이를 위해, 전해연마 장치에 있어서, 전해연마조(10) 내부의 전해연마액(12)의 온도를 검출하기 위한 온도계(34a); 일측이 상기 전해연마조(10)와 연결되어 상기 전해연마액(12)을 강제로 배출하는 제 1 펌프(20); 일측이 상기 제 1 펌프(20)의 출구측에 연결되고, 상기 온도계(34a)에 의해 검출되는 온도에 기초하여 배출되는 전해연마액(12)을 냉각시킬 수 있는 냉각기(22); 일측에 상기 냉각기(22)의 출구측이 연결되어, 상기 전해연마액(12)을 저장할 수 있는 임시보관탱크(24); 일측이 상기 임시보관탱크(24)에 연결되고, 타측이 상기 전해연마조(10)에 연결되어 상기 전해연마조(10)로 전해연마액(12)을 압송하는 제 2 펌프(28);로 구성되고, 상기 전해연마액(12)은 중성염을 포함하는 것이 제공된다.The present invention relates to a decontamination apparatus for decontamination by electropolishing the surface with neutral salts when discarding equipment or equipment contaminated with radioactivity. To this end, in the electropolishing apparatus, a thermometer (34a) for detecting the temperature of the electrolytic polishing liquid 12 in the electrolytic polishing bath (10); A first pump 20 of which one side is connected to the electrolytic polishing bath 10 to forcibly discharge the electrolytic polishing liquid 12; A cooler 22 having one side connected to the outlet side of the first pump 20 and capable of cooling the electrolytic polishing liquid 12 discharged based on the temperature detected by the thermometer 34a; An outlet side of the cooler 22 connected to one side of the temporary storage tank 24 capable of storing the electrolytic polishing liquid 12; A second pump 28 having one side connected to the temporary storage tank 24 and the other side connected to the electrolytic polishing tank 10 to pump the electrolytic polishing liquid 12 to the electrolytic polishing tank 10; It is provided that the electrolytic polishing liquid 12 includes a neutral salt.
Description
본 발명은 중성염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속의 제염장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방사능에 오염된 장비나 설비를 폐기할 경우, 중성염으로 표면을 전해연마하여 제염처리하는 제염장치에 관한 것이다.The present invention relates to a decontamination apparatus for radioactive contaminated metal using neutral salt electropolishing, and more particularly, to a decontamination apparatus for electrolytic polishing the surface with neutral salt when decontaminating equipment or equipment contaminated with radioactivity. will be.
일반적으로, 원자력 관련시설, 핵발전소, 원자력 연구소 등에서 사용하고 수명을 다하여 폐기해야하는 장치나 설비들 중에는 방사능에 오염된 것들이 대부분이다. 이와 같이 방사능에 오염된 설비, 기계장치 등은 단순히 매립하거나 소각하지 못하고 반드시 방사능을 제거하는 제염 및 감용처리를 한 뒤에 폐기하도록 원자력법상에 규정되어 있고, 이러한 규정에 따라 종래에 많은 제염처리들이 수행되어 왔다.In general, most of the devices or equipments used in nuclear facilities, nuclear power plants, and nuclear research institutes and that have to be disposed of at end of life are contaminated with radiation. As such, facilities and machinery contaminated with radioactivity are regulated by the Atomic Energy Act to be disposed of after decontamination and reduction treatment, which are not simply buried or incinerated, but necessarily remove radioactivity, and many decontamination treatments are conventionally performed according to these regulations. Has been.
방사능으로 오염된 기계설비에서 방사능을 제거하기 위한 제염처리들중 종래에 행해졌던 방법(산세척, 수세척, 전해연마 등)들중 가장 일반적인 것은 강산에 의한 전해연마 방법이다. 즉, 인산, 황산 또는 질산이나 그 혼합물로 이루어진 강산을 전해연마액으로 사용하고, 이러한 전해연마액에 제염 대상물을 담근채 전해연마를 하였다. 이와 같이, 전해연마를 활용하는 이유는 대상물이 금속물인 경우 대상물에 전기를 일정하게 흐르게 함으로서 대상물의 표면을 일정하게 제거하는 전해연마를 통해 방사능이 거의 완벽하게 제염된다는 사실이 실험적으로 알려졌기 때문이다.Among the decontamination processes for removing radioactivity from radioactively contaminated machinery, the most common methods (acid washing, water washing, electropolishing, etc.) that have been conventionally performed are electropolishing by strong acid. That is, a strong acid consisting of phosphoric acid, sulfuric acid, or nitric acid or a mixture thereof was used as the electrolytic polishing solution, and electrolytic polishing was carried out with the object to be decontaminated in the electrolytic polishing solution. As such, the reason why electropolishing is used is that it is known experimentally that the radiation is almost completely decontaminated through electropolishing which constantly removes the surface of the object by constantly flowing electricity to the object when the object is a metal object. .
그러나, 이와 같은 강산에 의한 전해연마 기술은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 예를 들어, 제염의 대상물이 강산에 잘 견디는 금속이어야 한다는 한계가 있었고, 전해연마후 폐기되는 전해연마액이 강산이기 때문에 이를 처리하는데(예를 들어 중화처리) 막대한 시설과 비용이 필요하다는 경제적 한계성이 있었다. 또한, 전해연마액으로 강산을 사용하기 때문에 전해연마장치가 복잡하고 그 공정이 까다로울 뿐만 아니라 복잡하여 항상 고도의 전문가를 필요로 한다는 단점이 있었다.However, the electropolishing technique by such strong acid has the following problems. For example, there was a limitation that the object of decontamination should be a metal that can withstand strong acids well, and the economic limitation that enormous facilities and costs are required to deal with (e.g. neutralization) because the electrolytic polishing liquid that is discarded after electrolytic polishing is strong acid. there was. In addition, since the use of a strong acid as the electrolytic polishing solution, the electrolytic polishing apparatus is complicated and the process is not only difficult, but also has a disadvantage that a high level of expertise is always required.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 전해연마액으로 중성염류를 사용함으로서, 제염장치를 매우 단순화할 수 있는 중성염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속의 제염장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and a first object of the present invention is to use neutral salts as an electrolytic polishing liquid, so that the decontamination apparatus can be simplified. It is to provide a decontamination device of metal.
본 발명의 제 2 목적은 전해연마액으로 중성염류를 사용함으로서 수명을 다한 전해연마액을 폐기하기가 수월하고 경제적인 잇점이 매우 높은 중성염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속의 제염장치를 제공하는 것이다. It is a second object of the present invention to provide a decontamination apparatus for radioactive contaminated metal using neutral salt electropolishing, which is easy to dispose of the electrolytic polishing liquid which has reached the end of its life by using neutral salts as the electrolytic polishing liquid and has a very high economical advantage. .
상기와 같은 본 발명의 목적은, 전해연마 장치에 있어서, 전해연마조(10) 내부의 전해연마액(12)의 온도를 검출하기 위한 온도계(34a); 일측이 상기 전해연마조(10)와 연결되어 상기 전해연마액(12)을 강제로 배출하는 제 1 펌프(20); 일측이 상기 제 1 펌프(20)의 출구측에 연결되고, 상기 온도계(34a)에 의해 검출되는 온도에 기초하여 배출되는 전해연마액(12)을 냉각시킬 수 있는 냉각기(22); 일측에 상기 냉각기(22)의 출구측이 연결되어, 상기 전해연마액(12)을 저장할 수 있는 임시보관탱크(24); 일측이 상기 임시보관탱크(24)에 연결되고, 타측이 상기 전해연마조(10)에 연결되어 상기 전해연마조(10)로 전해연마액(12)을 압송하는 제 2 펌프(28);로 구성되고, 상기 전해연마액(12)은 중성염을 포함하는 것을 특징으로 하는 중성염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속의 제염장치에 의하여 달성될 수 있다.An object of the present invention as described above, in the electropolishing apparatus, the thermometer 34a for detecting the temperature of the electrolytic polishing liquid 12 inside the electrolytic polishing bath 10; A first pump 20 of which one side is connected to the electrolytic polishing bath 10 to forcibly discharge the electrolytic polishing liquid 12; A cooler 22 having one side connected to the outlet side of the first pump 20 and capable of cooling the electrolytic polishing liquid 12 discharged based on the temperature detected by the thermometer 34a; An outlet side of the cooler 22 connected to one side of the temporary storage tank 24 capable of storing the electrolytic polishing liquid 12; A second pump 28 having one side connected to the temporary storage tank 24 and the other side connected to the electrolytic polishing tank 10 to pump the electrolytic polishing liquid 12 to the electrolytic polishing tank 10; The electrolytic polishing liquid 12 may be achieved by a decontamination apparatus of radioactive contaminated metal using neutral salt electropolishing, characterized in that it comprises a neutral salt.
그리고, 상기 임시보관탱크(24)와 상기 제 2 펌프(28) 사이에는 액체여과필터(26)가 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a liquid filtration filter 26 is further provided between the temporary storage tank 24 and the second pump 28.
아울러, 상기 임시보관탱크(24)에는 상기 온도계(34b)에 의해 검출된 온도에 기초하여 상기 임시보관탱크(24)내의 전해연마액(12)을 가열할 수 있는 히터(25)가 더 구비되어 있는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the temporary storage tank 24 is further provided with a heater 25 capable of heating the electrolytic polishing liquid 12 in the temporary storage tank 24 based on the temperature detected by the thermometer 34b. More preferably.
또한, 상기 전해연마조(10)의 일측에 구비되어 상기 전해연마액(12)의 전위를 측정하는 전위차계(36); 상기 임시보관탱크(24)와 연결되어, 상기 전위차계(36)에 의해 검출된 전위차에 기초하여 동작되는 제 3 펌프(32); 상기 임시보관탱크(24)와 상기 제 3 펌프(32) 사이에 설치된 고밀도액체여과필터(30);가 더 구비되는 것이 가장 바람직하다. In addition, the potentiometer 36 is provided on one side of the electrolytic polishing bath 10 to measure the potential of the electrolytic polishing liquid 12; A third pump 32 connected with the temporary storage tank 24 and operated based on the potential difference detected by the potentiometer 36; Most preferably, a high density liquid filtration filter 30 installed between the temporary storage tank 24 and the third pump 32.
그리고, 상기 중성염은 질산나트륨 또는 황산나트륨 또는 질산나트륨과 황산나트륨의 혼합물중 어느 하나인 것이 가능하고, 상기 냉각기(22)의 출구측과 상기 전해연마조(10)를 연결하는 순환파이프(40)가 더 설치되어 있는 것이 가능하다. In addition, the neutral salt may be any one of sodium nitrate or sodium sulfate or a mixture of sodium nitrate and sodium sulfate, and the circulation pipe 40 connecting the outlet side of the cooler 22 and the electrolytic polishing bath 10 is It is possible to install more.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 중성염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속의 제염장치에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the decontamination apparatus of radioactive contaminated metal using neutral salt electropolishing according to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 중성염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속의 제염장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제염장치는 크게 전해염마조(10), 제 1, 2, 3 펌프(20, 28, 32), 냉각기(22), 임시보관탱크(24), 액체여과필터(26), 고밀도액체여과필터(30) 등으로 구성되어 있다.1 is a block diagram of a decontamination apparatus for radioactive contaminated metal using neutral salt electropolishing according to the present invention. As shown in Figure 1, the decontamination apparatus according to the present invention is largely electrolytic salt auxiliaries 10, first, second, third pumps (20, 28, 32), cooler 22, temporary storage tank 24, The liquid filtration filter 26, the high density liquid filtration filter 30, etc. are comprised.
전해연마조(10)는 내부에 전해연마액(12)이 저장되고, 방사능에 오염된 대상물(14)이 수용되어 전해연마가 일어나는 곳이다. 일측에는 전해연마액(12)의 온도를 측정하기 위한 온도계(34a) 및 전해연마액(12)의 전위차를 측정하기 위한 전위차계(36)가 설치되어 있다.Electrolytic polishing bath 10 is the electrolytic polishing solution 12 is stored therein, the object 14 contaminated with radioactivity is the place where the electropolishing occurs. On one side, a thermometer 34a for measuring the temperature of the electrolytic polishing liquid 12 and a potentiometer 36 for measuring the potential difference of the electrolytic polishing liquid 12 are provided.
특히, 전해연마조(10) 자체는 음극과 전기적으로 연결되어 있고, 대상물(14)은 양극과 전기적으로 연결되어 있으며, 공급되는 직류는 약 15V, 5,000 ~ 20,000 암페아 정도이다.In particular, the electrolytic polishing bath 10 itself is electrically connected to the cathode, the object 14 is electrically connected to the anode, the direct current supplied is about 15V, 5,000 ~ 20,000 amps.
전해연마액(12)은 pH가 중성인 중성염으로 이루어져 있으며, 질산나트륨 또는 황산나트륨으로 구성되어 있다. The electrolytic polishing solution 12 is composed of neutral salts having a neutral pH, and is composed of sodium nitrate or sodium sulfate.
제 1 펌프(20)는 입구측이 전해연마조(10)에 연결되어 있고, 출구측이 냉각기(22)와 연결되어 있다. 따라서, 제 1 펌프(20)는 전해연마조(10)로부터 전해연마액(12)을 배출하는 기능을 한다.The first pump 20 has an inlet side connected to the electrolytic polishing bath 10 and an outlet side connected to the cooler 22. Therefore, the first pump 20 functions to discharge the electrolytic polishing liquid 12 from the electrolytic polishing bath 10.
냉각기(22)는 입구측이 제 1 펌프(20)와 연결되어 있고, 출구측이 임시보관탱크(24)와 연결되어 있다. 이러한 냉각기(22)는 공랭식으로서 온도계(34a)에서 측정된 온도에 따라 전해연마액(12)과 열교환이 이루어지거나 그대로 통과하도록 구성되어 있다.The cooler 22 has an inlet side connected to the first pump 20 and an outlet side connected to a temporary storage tank 24. The cooler 22 is configured to allow heat exchange with the electrolytic polishing liquid 12 or pass as it is depending on the temperature measured by the thermometer 34a as an air cooling type.
순환파이프(40)의 일단은 냉각기(22)의 출구측에 분지되어 연결되고, 타단은 전해연마조(10)와 연결되어 냉각된 전해연마액(12)이 전해연마조(10)로 궤환하도록 구성된다.One end of the circulation pipe 40 is branched and connected to the outlet side of the cooler 22, and the other end is connected to the electrolytic polishing bath 10 so that the cooled electrolytic polishing liquid 12 is fed back to the electrolytic polishing bath 10. It is composed.
임시보관탱크(24)는 전해연마조(10)에서 대상물(14)을 교체하는 경우 전해연마액(12)을 임시로 보관하기 위한 장치이다. 따라서, 일측에는 냉각기(22)의 출구측이 연결되어 있고, 내부에는 히터(25)가 설치되어 있으며, 전해연마조(10)로 전해연마액(12)을 공급하기 위하여 액체여과필터(26)와 연결되어 있다. 또한, 임시보관탱크(24)의 일측에는 전해연마액(12)의 온도를 측정하기 위한 온도계(34b)가 설치되어 있다.Temporary storage tank 24 is a device for temporarily storing the electrolytic polishing liquid 12 when replacing the object 14 in the electrolytic polishing bath (10). Therefore, the outlet side of the cooler 22 is connected to one side, and the heater 25 is installed inside, and the liquid filtration filter 26 to supply the electrolytic polishing liquid 12 to the electrolytic polishing bath 10. Connected with In addition, one side of the temporary storage tank 24 is provided with a thermometer 34b for measuring the temperature of the electrolytic polishing liquid 12.
히터(25)는 임시보관탱크(24)내에 설치되며, 전해연마액(12)의 온도가 낮아 공급에 부하가 많이 걸릴 경우 가열을 통해 점도를 낮추는 기능을 한다.The heater 25 is installed in the temporary storage tank 24, and when the temperature of the electrolytic polishing liquid 12 is low and a lot of load is applied to the supply, it functions to lower the viscosity through heating.
액체여과필터(26)는 일측이 임시보관탱크(24)에 연결되고, 출구측은 제 2 펌프(28)에 연결되어 있다. 이러한 액체여과필터(26)는 전해연마액(12)속에 포함된 최소 0.3㎛ 정도의 입자까지 걸러낼 수 있다. 통상적으로 전해연마를 통해 대상물(14)로부터 분리되는 금속입자의 크기가 1.5㎛ ~ 2.5㎛ 임을 감안하면, 방사능에 오염된 금속입자는 액체여과필터(26)를 통해 전해연마액(12)으로부터 충분히 여과될 수 있다. One side of the liquid filtration filter 26 is connected to the temporary storage tank 24, the outlet side is connected to the second pump (28). The liquid filtration filter 26 may filter particles down to about 0.3 μm contained in the electrolytic polishing liquid 12. Generally, considering that the size of the metal particles separated from the object 14 through electropolishing is 1.5 μm to 2.5 μm, the metal particles contaminated with radioactivity are sufficiently removed from the electrolytic polishing liquid 12 through the liquid filtration filter 26. Can be filtered.
제 2 펌프(28)는 입구측이 액체여과필터(26)와 연결되어 있고, 출구측이 전해연마조(10)와 연결되어 있다. 이러한 제 2 펌프(28)는 임시보관탱크(24) 내의 전해연마액(12)을 전해연마조(10)로 압송하는 기능을 한다.The second pump 28 is connected to the liquid filtration filter 26 on the inlet side and the electrolytic polishing bath 10 on the outlet side. This second pump 28 serves to pump the electrolytic polishing liquid 12 in the temporary storage tank 24 to the electrolytic polishing bath 10.
고밀도 액체여과필터(30)는 일측이 임시보관탱크(24)에 연결되어 있으며, 최소 0.1 ㎛ 까지의 금속입자를 여과할 수 있도록 구성된다. 이러한 고밀도 액체여과필터는 수명이 다한 전해연마액(12)을 폐기하는 과정에서 방사능에 오염된 금속입자를 거의 완벽하게 제거하기 위한 목적으로 사용된다.High density liquid filtration filter 30 is one side is connected to the temporary storage tank 24, it is configured to filter metal particles up to at least 0.1 ㎛. This high density liquid filtration filter is used for the purpose of almost completely removing the metal particles contaminated with radioactivity in the process of discarding the electrolytic polishing liquid 12 at the end of its life.
제 3 펌프(32)는 일측이 고밀도 액체여과필터(30)에 연결되어 있고, 출구측은 별도의 탱크(미도시)등에 연결되어 있다. 이러한 제 3 펌프(32)는 전위차계(36)로부터 측정된 전위차에 기초하여 전해연마액(12)의 수명여부를 판단하게 되고, 수명이 다되었다고 판단된 전해연마액(12)을 임시보관탱크(24)로부터 배출하기 위한 용도로 사용된다. One side of the third pump 32 is connected to the high density liquid filtration filter 30, and the outlet side is connected to a separate tank (not shown). The third pump 32 determines whether the electrolytic polishing liquid 12 has a life based on the potential difference measured by the potentiometer 36, and stores the electrolytic polishing liquid 12 determined to have reached the end of its temporary storage tank ( It is used for discharge from 24.
도 1에서, 전해연마 공정을 위한 전원장치 또는 기타 장치들은 본 발명의 구성을 이해하는데 지장이 없는 범위내에서 생략하기로 한다.In FIG. 1, power supplies or other devices for the electropolishing process will be omitted within the scope of the present invention.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 중성염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속의 제염장치의 동작방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation method of a decontamination apparatus for radioactive contaminated metal using neutral salt electropolishing according to the present invention having the above configuration will be described in detail.
우선, 도 2는 도 1에 도시된 제염장치에서 전해연마 공정과 연해연마액의 순환방법을 도시한 흐름도이다. 우선, 전해연마조(10)내에 대상물(14)을 설치한 뒤, 중성염으로 이루어진 전해연마액(12)을 채워 넣고, 전해연마 공정을 진행한다(S100). 이 때, 대상물(14)의 표면에 방사능으로 오염되어 있던 금속입자들이 분리되어 떨어지면서 전해연마액(12)속으로 혼합된다.First, FIG. 2 is a flowchart showing an electropolishing process and a circulating method of the polishing liquid in the decontamination apparatus shown in FIG. 1. First, after the object 14 is installed in the electrolytic polishing bath 10, the electrolytic polishing liquid 12 made of neutral salt is filled, and the electrolytic polishing process is performed (S100). At this time, the metal particles that have been radioactively contaminated on the surface of the object 14 are separated and mixed into the electrolytic polishing liquid 12.
그 다음, 전해연마공정이 완료되면, 제 1 펌프(20)를 가동하여 전해연마조(10)내의 전해연마액(12)을 임시보관탱크(24)로 압송한다. 압송이 완료되면, 대상물(14)을 제거하고(S110), 제염이 필요한 새로운 대상물(14)을 설치한다(S120).Then, when the electrolytic polishing step is completed, the first pump 20 is operated to pump the electrolytic polishing liquid 12 in the electrolytic polishing bath 10 into the temporary storage tank 24. When the pumping is completed, the object 14 is removed (S110), and a new object 14 requiring decontamination is installed (S120).
그 다음, 설치가 완료되면, 제 2 펌프(28)를 가동하여 임시보관탱크(24) 내의 전해연마액(12)을 전해연마조(10)로 공급한다(S130). 이 때, 액체여과필터(26)에서 여과가 이루어지며, 전해연마조(10)에서는 새로운 전해연마 공정이 시작될 수 있다.Then, when the installation is completed, the second pump 28 is operated to supply the electrolytic polishing liquid 12 in the temporary storage tank 24 to the electrolytic polishing bath 10 (S130). At this time, the filtration is performed in the liquid filtration filter 26, a new electrolytic polishing process can be started in the electrolytic polishing bath (10).
도 3은 도 1에 도시된 제염장치에서 전해연마액의 온도가 높은 경우 이를 냉각시키는 방법에 관한 흐름도이다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전해연마조(10)내에서 전해연마가 일어나면, 대상물(14) 표면에서 방전현상(불꽃)이 일어나기 때문에 전해연마액(10)의 온도가 올라간다. 이러한 전해연마액(10)의 온도가 60℃ ~ 80℃ 범위내에 속하도록 도 3과 같은 공정을 수행한다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of cooling the electropolishing liquid when the temperature in the decontamination apparatus shown in FIG. 1 is high. As shown in FIGS. 1 and 3, when electropolishing occurs in the electrolytic polishing bath 10, the discharge phenomenon (flame) occurs on the surface of the object 14, and thus the temperature of the electrolytic polishing liquid 10 increases. The process as shown in FIG. 3 is performed such that the temperature of the electrolytic polishing liquid 10 is in the range of 60 ° C to 80 ° C.
우선, 전해연마가 완료되면, 온도계(34a)로 전해연마액(12)의 온도를 측정한다(S200). 측정된 온도가 60℃ ~ 80℃ 범위 내에 속하는지 여부를 판단한다(S210). 이러한 온도범위는 전해연마의 적정 온도로서, 이보다 고온인 경우에는 냉각이 필요하게 된다.First, when electrolytic polishing is completed, the temperature of the electrolytic polishing liquid 12 is measured by a thermometer 34a (S200). It is determined whether the measured temperature falls within the range of 60 ° C. to 80 ° C. (S210). This temperature range is an appropriate temperature for electropolishing, and when it is higher than this, cooling is required.
만약, 전해연마액(12)의 온도가 60℃ ~ 80℃ 범위 보다 높은 경우, 제 1 펌프(20)를 가동시켜, 전해연마액(12)이 냉각기(22)를 거치도록 한다(S220). 즉, 냉각기(22)에서 공랭식으로 열교환이 이루어져 전해연마액(12)의 온도가 떨어지게 된다. 냉각된 전해연마액(12)은 순환파이프(40)를 통해 전해연마조(10)로 궤환한다(S230). 이를 통해, 전해연마조(10)내에서의 오버플로우를 방지할 수 있고, 냉각된 연마액이 즉시 공급될 수 있는 장점이 있다. If the temperature of the electrolytic polishing liquid 12 is higher than the range of 60 ° C. to 80 ° C., the first pump 20 is operated to allow the electrolytic polishing liquid 12 to pass through the cooler 22 (S220). That is, the heat exchange is carried out by air cooling in the cooler 22, the temperature of the electrolytic polishing liquid 12 is lowered. The cooled electrolytic polishing liquid 12 is fed back to the electrolytic polishing bath 10 through the circulation pipe 40 (S230). Through this, the overflow in the electrolytic polishing bath 10 can be prevented, and the cooled polishing liquid can be immediately supplied.
또한, 필요한 경우, 전해연마 공정중 제 1 펌프(20)를 가동시켜, 전해연마액(12)이 제 1 펌프(20), 냉각기(22), 임시보관탱크(24), 액체여과필터(26), 제 2 펌프(28)를 순환하여 전해연마조(10)로 귀환되도록 한다. 이러한 순환과정중 냉각기(22)에서 공랭식으로 열교환이 이루어져 전해연마액(12)의 온도가 떨어지게 된다.In addition, if necessary, the first pump 20 is operated during the electropolishing process so that the electrolytic polishing liquid 12 is supplied with the first pump 20, the cooler 22, the temporary storage tank 24, and the liquid filtration filter 26. ), The second pump 28 is circulated to return to the electrolytic polishing bath 10. During this circulation process, the heat exchange is performed by air cooling in the cooler 22 to decrease the temperature of the electrolytic polishing liquid 12.
도 4는 도 1에 도시된 제염장치에서 공급되는 전해연마액의 온도가 낮은 경우 이를 가열시키는 방법에 관한 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 임시보관탱크(24)에 보관중에 전해연마액(12)의 온도가 낮을 경우 농도가 포화되면서 표면에 살어름과 같은 결정이 형성된다. 이와 같은 저온의 전해연마액(12)은 제 2 펌프(28)에 의해 원활히 공급되기 어렵고, 액체여과필터(26)에 커다란 부하로서 작용하게 된다. 따라서, 임시보관탱크(24)에 보관중에 전해연마액(12)이 전해연마조(10)로 공급되는 경우 적정 온도를 맞추기 위하여 다음과 같은 공정이 실행된다.4 is a flowchart illustrating a method of heating the electropolishing liquid supplied from the decontamination apparatus shown in FIG. 1 when the temperature is low. As shown in FIG. 4, when the temperature of the electrolytic polishing liquid 12 is low during storage in the temporary storage tank 24, crystals such as swelling are formed on the surface while the concentration is saturated. Such low temperature electrolytic polishing liquid 12 cannot be smoothly supplied by the second pump 28 and acts as a large load on the liquid filtration filter 26. Therefore, when the electrolytic polishing liquid 12 is supplied to the electrolytic polishing bath 10 during storage in the temporary storage tank 24, the following process is performed to adjust the appropriate temperature.
우선, 임시보관탱크(24)의 온도계(34b)를 이용하여 전해연마액(12)의 온도를 측정한다(S300). 만약, 소정온도(60℃ ~ 80℃) 범위 보다 낮을 경우(S310), 히터(25)를 이용하여 임시보관탱크(24)중의 전해연마액(12)을 가열한다(S320).First, the temperature of the electrolytic polishing liquid 12 is measured using the thermometer 34b of the temporary storage tank 24 (S300). If, if lower than the predetermined temperature (60 ℃ ~ 80 ℃) range (S310), the electrolytic polishing liquid 12 in the temporary storage tank 24 is heated using the heater 25 (S320).
전해연마조(10) 내의 온도가 소정범위가 될 때까지 히터(25)를 계속 가열하여 일정온도의 전해연마액(12)이 공급되도록 한다(S330). 전해연마액(12)의 온도가 일정범위에 다다르면, 히터(25)의 가열을 멈추고, 나머지 전해연마액(12)을 마저 다 공급한다(S350). 상기와 같은 공정을 통해 전해연마조(10)내의 전해연마액(12)은 전해연마중이거나 시작하고자 할 경우에도 항상 일정한 온도를 유지할 수 있다.The heater 25 is continuously heated until the temperature in the electrolytic polishing bath 10 is within a predetermined range so that the electrolytic polishing liquid 12 at a predetermined temperature is supplied (S330). When the temperature of the electrolytic polishing liquid 12 reaches a predetermined range, the heating of the heater 25 is stopped, and the remaining electrolytic polishing liquid 12 is even supplied (S350). Through the above process, the electrolytic polishing liquid 12 in the electrolytic polishing bath 10 can always maintain a constant temperature even when electrolytic polishing is to be started.
도 5는 도 1에 도시된 제염장치에서 전해연마액의 계속 사용여부를 판단하여 폐기하는 방법에 관한 흐름도이다. 같은 연마액으로 수차례 전해연마공정을 수행할 경우, 전해연마액(12)의 농도가 높아지고 전해연마의 효과가 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 일정 시간 이상을 사용한 전해연마액(12)은 배수하여 폐기하고 다시 새로운 전해연마액(12)으로 보충하여야 한다. 이에 따라, 전해연마액(12)의 교체시기를 객관화 및 자동화할 필요가 있다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of determining and discarding use of an electrolytic polishing solution in the decontamination apparatus shown in FIG. 1. When the electropolishing process is performed several times with the same polishing liquid, the concentration of the electrolytic polishing liquid 12 is increased and the effect of electropolishing is inferior. Therefore, the electrolytic polishing liquid 12 that has been used for a predetermined time should be drained and discarded and replenished with a new electrolytic polishing liquid 12. Accordingly, it is necessary to objectify and automate the replacement timing of the electrolytic polishing liquid 12.
도 5에 도시된 바와 같이, 우선 전해연마 공정을 수행한다(S400). 그 다음, 전위차계(36)는 전해연마액(12)의 전위를 측정한다(S410). 전해연마액(12)을 오래 사용할 수록 농도가 높아지고 이온화가 진행되기 때문에 전위가 커지게 된다. As shown in FIG. 5, first, an electropolishing process is performed (S400). Next, the potentiometer 36 measures the potential of the electrolytic polishing liquid 12 (S410). The longer the electrolytic polishing liquid 12 is used, the higher the concentration and the greater the potential of ionization.
측정된 전위가 소정범위 이내인지를 판단하여(S420), 소정범위를 벗어난 경우(예를 들어, 폐기하여야 할 경우), 제 1 펌프(20)를 가동하여 전해연마액(12)을 임시보관탱크(24)로 압송한다(S430). 그 다음, 제 3 펌프(32)를 가동하여 전해연마액(12)이 고밀도 액체여과필터(30)를 경유하여 배출되도록 한다(S440, S450). 이와 같이 배출되는 전해연마액(12)은 원자력 관개시설 또는 폐수처리장에서 별도로 보관되고, 처리된다. It is determined whether the measured potential is within a predetermined range (S420), and when it is out of a predetermined range (for example, when it is to be discarded), the first pump 20 is operated to store the electrolytic polishing liquid 12 in a temporary storage tank. It is pumped to (24) (S430). Then, the third pump 32 is operated to discharge the electrolytic polishing liquid 12 via the high density liquid filtration filter 30 (S440 and S450). The electropolishing liquid 12 discharged as described above is stored and treated separately in a nuclear irrigation facility or a wastewater treatment plant.
뿐만 아니라, 액체여과필터(26)의 필터(미도시) 및 고밀도 액체여과필터(30)의 필터(미도시)도 일정기간마다(예를 들어, 일주일에 한번 또는 한달에 한번) 새것으로 교체되며, 교환된 필터에는 다량의 방사선이 포함되어 있으므로 별도로 보관되고, 처리(예를 들어, 원심분리후 응집제를 투입하여 응집)된다. In addition, the filter (not shown) of the liquid filtration filter 26 and the filter (not shown) of the high-density liquid filtration filter 30 are also replaced with new ones at regular intervals (for example, once a week or once a month). Since the replaced filter contains a large amount of radiation, it is stored separately and treated (eg, coagulated by adding a flocculant after centrifugation).
본 발명에서는 3대의 펌프를 설치하였으나, 펌프의 갯수와 위치 및 용량은 제염시설의 크기와 용량에 따라 적절히 변경되거나 증감될 수 있다.In the present invention, three pumps are installed, but the number, location, and capacity of the pumps can be changed or increased appropriately according to the size and capacity of the decontamination plant.
또한, 전해연마액을 여과하는 필터장치 역시 필터장치를 직렬로 연결하여 이중 여과처리를 할 수도 있다. In addition, the filter device for filtering the electrolytic polishing liquid may also be a double filtration treatment by connecting the filter device in series.
본 발명에 사용되는 전해 연마액(12)은 중성염으로서, 질산나트륨 또는 황산나트륨 등을 주성분으로 하였으나, 이에 국한될 필요없이 중성의 pH를 갖는 염이라면 무엇이라도 대체하여 사용할 수 있다.The electrolytic polishing liquid 12 used in the present invention is a neutral salt, and the main component is sodium nitrate or sodium sulfate, but any salt having a neutral pH can be used without being limited thereto.
본 발명의 냉각기(22)는 공랭식을 채택하였으나, 수냉식으로도 대체될 수 있다. 또한, 전해연마액의 온도에 따라 냉각이 불필요한 경우에는 냉각기내의 열교환기(미도시)를 통과하지 않고 그대로 통과하도록 구성할 수도 있다.The cooler 22 of the present invention adopts air cooling, but may be replaced by water cooling. In addition, when cooling is unnecessary according to the temperature of the electrolytic polishing liquid, it can also be comprised so that it may pass as it is, without passing through the heat exchanger (not shown) in a cooler.
본 발명의 첨부된 도면에서는 생략되었으나, 전체적인 제염장치의 동작제어를 위하여 마이컴을 구비하고, 전위차계, 온도계 등의 디지털화된 값들이 마이컴으로 입력되며, 히터, 펌프, 냉각기 등을 동작시키기 위한 동작 명령이 출력되어 별도의 릴레이 등으로 전송되도록 구성되어 있다. Although omitted in the accompanying drawings of the present invention, a microcomputer is provided for the operation control of the overall decontamination apparatus, digitized values such as a potentiometer and a thermometer are input to the microcomputer, and an operation command for operating a heater, a pump, a cooler, and the like is provided. It is configured to be output and transmitted to a separate relay.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 중성염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속의 제염장치에 의하면, 전해연마액으로 중성염류를 사용함으로서, 제염장치를 매우 단순화할 수 있는 특징이 있다. 이로 인해, 장치의 제조원가가 저렴하고, 공정운영에 고도의 노하우, 기술 등이 필요하지 않는 특징도 있다.According to the decontamination apparatus of radioactive contaminated metal using neutral salt electropolishing according to the present invention as described above, by using neutral salts as the electrolytic polishing liquid, the decontamination apparatus can be greatly simplified. As a result, the manufacturing cost of the device is low, and there is a feature that does not require high know-how, technology, etc. in the process operation.
그리고, 전해연마액으로 중성염류를 사용함으로서 수명을 다한 전해연마액을 폐기하기가 수월하고 경제적인 잇점이 매우 높은 효과가 있다. 이와 같이, 중성염을 전해연마액으로 사용하는 것은 종래의 강산과 비교하여 중화처리장치, 강산처리장치들이 불필요하여 공정시간이 짧고, 환경 친화적인 제염이 가능하다는 효과가 있다.In addition, by using neutral salts as the electrolytic polishing liquid, it is easy to dispose of the electrolytic polishing liquid that has reached the end of its life and has a very high economic advantage. As such, the use of the neutral salt as the electrolytic polishing liquid has the effect of shortening the process time and making environmentally friendly decontamination possible because the neutralization treatment device and the strong acid treatment device are unnecessary as compared with the conventional strong acid.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.
도 1은 본 발명에 따른 중성염 전해연마를 이용한 방사능 오염 금속의 제염장치의 구성도,1 is a block diagram of a decontamination apparatus of radioactive contaminated metal using neutral salt electrolytic polishing according to the present invention,
도 2는 도 1에 도시된 제염장치에서 전해연마 공정과 연해연마액의 순환방법을 도시한 흐름도,FIG. 2 is a flow chart showing an electropolishing process and a method for circulating the polishing liquid in the decontamination apparatus shown in FIG. 1;
도 3은 도 1에 도시된 제염장치에서 전해연마액의 온도가 높은 경우 이를 냉각시키는 방법에 관한 흐름도,3 is a flowchart illustrating a method of cooling the electropolishing liquid when the temperature of the electrolytic polishing liquid is high in the decontamination apparatus shown in FIG. 1;
도 4는 도 1에 도시된 제염장치에서 공급되는 전해연마액의 온도가 낮은 경우 이를 가열시키는 방법에 관한 흐름도,4 is a flowchart illustrating a method of heating the electropolishing liquid supplied from the decontamination apparatus shown in FIG. 1 when the temperature is low;
도 5는 도 1에 도시된 제염장치에서 전해연마액의 사용여부를 판단하여 폐기하는 방법에 관한 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of determining and using the electrolytic polishing liquid in the decontamination apparatus shown in FIG. 1.
< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 ><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
10 : 전해연마조, 12 ; 전해연마액,10: electrolytic polishing bath, 12; Electrolytic polishing liquid,
14 : 대상물, 16 : 음극,14 object, 16 cathode,
18 : 양극, 20 : 제 1 펌프,18: anode, 20: first pump,
22 : 냉각기, 24 : 임시보관탱크,22: cooler, 24: temporary storage tank,
25 : 히터, 26 : 액체여과필터,25: heater, 26: liquid filtration filter,
28 : 제 2 펌프, 30 ; 고밀터 액체여과필터,28: second pump, 30; High mill liquid filtration filter,
32 : 제 3 펌프, 34a, 34b : 온도계,32: third pump, 34a, 34b: thermometer,
36 : 전위차계, 40 : 순환관.36: potentiometer, 40: circulation tube.
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