KR100822862B1 - 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템 및 이를 이용한제염방법 - Google Patents

금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템 및 이를 이용한제염방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템 및 이를 이용한 제염방법에 관한 것으로서, 표면 도장 금속 방사성폐기물을 도료 제거액에 담지시킨 후에 스크래칭하여 상기 표면 도장 금속 방사성폐기물의 도료를 제거하는 도료제거장치, 표면 비도장 금속 방사성폐기물을 전해제염하여 상기 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 방사성 물질을 제거하는 전해제염장치 및 상기 도료제거장치 및 상기 전해제염장치에서 제염된 금속 폐기물을 용융시켜 판형으로 성형하는 용융 및 성형장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 모든 형태의 표면 도장 금속 방사성폐기물 및 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 일괄적인 제염이 가능하여 비용 및 인력의 소모가 최소화되는 효과가 있다.
금속, 방사성폐기물, 제염.

Description

금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템 및 이를 이용한 제염방법{Electrolysis Radioactivity Removing System for radioactivity Metal and Method thereby}
본 발명은 금속 방사성폐기물의 제염처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모든 형태의 표면 도장 금속 방사성폐기물 및 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 일괄 제염이 가능하여 비용 및 인력의 소모를 최소화하는 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템 및 이를 이용한 제염방법에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전소, 원자력 연구소 등에서 발생하는 금속 방사성폐기물은 단순히 절단하여 보관하고 있어 이에 따른 넓은 저장공간이 요구되고, 제염되지 않은 상태로 보관되므로 재활용이 불가능한 문제점이 있다.
이러한 금속 방사성폐기물은 대상물에 있는 방사성 물질을 완전히 제거함으로써 일반 폐기물로 처리 및 재활용이 가능하다.
현재 금속 방사성폐기물을 제염하는 방법은 고압을 이용한 브라스팅 방법, 수세 방법, 화학 약품을 이용한 화학제염 등이 있고, 대상물의 크기, 오염 정도 및 오염원 등에 따라 다른 방법이 적용된다.
특히, 도장 여부에 따라 표면 도장 금속 방사성폐기물 및 표면 비도장 금속 방사성폐기물로 구분되는데, 표면 도장 금속 방사성폐기물은 도료 제거의 어려움 때문에 현재 그 발생된 물량 대부분이 적재된 상태이며, 도료 제거 작업을 한다 해도 많은 시간이 소모되고, 인력이 낭비되는 문제점이 있어 표면 도장 금속 방사성폐기물과 표면 비도장 금속 방사성폐기물을 일괄적으로 제염할 수 있는 제염처리 시스템에 대한 필요성이 심각하게 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 모든 형태의 표면 도장 금속 방사성폐기물 및 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 일괄 제염이 가능하여 비용 및 인력의 소모를 최소화하는 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템 및 이를 이용한 제염방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 표면 도장 금속 방사성폐기물을 도료 제거액에 담지시킨 후에 표면이 일어나면 스크래칭하여 상기 표면 도장 금속 방사성폐기물의 도료를 제거하는 도료제거장치, 표면 비도장 금속 방사성폐기물을 전해제염하여 상기 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 방사성 물질을 제거하는 전해제염장치 및 상기 도료제거장치 및 상기 전해제염장치에서 제염된 금속 폐기물을 용융시켜 판형으로 성형하는 용융 및 성형장치가 제공된다.
상기 도료제거장치는 글러브 박스 본체, 상기 글러브 박스 본체의 내부 공간에 설치되고, 도료 제거액이 수용되어 상기 표면 도장 금속 방사성폐기물이 담지되는 도료 제거액 수조, 상기 표면 도장 금속 방사성폐기물의 도료를 스크래칭하여 제거하기 위한 스크래칭 수단, 흡입구 및 배출구가 형성되고, 상기 스크래칭 수단의 하부에 설치되어 스크래칭에 의해 발생되는 도료 슬러지를 포집하는 사이클론 장치 및 상기 스크래칭 수단을 이용하여 도료가 제거된 금속 폐기물을 건조시키기 위한 건조기를 포함한다.
여기서 상기 사이클론 장치는 상기 배출구의 일측에 필터가 설치되는 것이 바람직하고, 상기 필터는 프리(Pre) 필터, 헤파(HEPA) 필터 및 활성탄 필터를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 싸이클론 집진기의 상부에 그레이팅이 설치되는 것이 보다 바람직하다
또한, 상기 글러브 박스 본체의 상부에 전, 후진 이동 가능하도록 설치되고, 상, 하로 이동 가능한 행거가 다수 개 취부되는 호이스트가 더 포함되는 것이 보다 바람직하다.
여기서 상기 용융 및 성형장치는 상기 도료제거장치 및 상기 전해제염장치에서 제염된 금속 방사성폐기물을 용융시키는 용융로, 상기 용융로에서 용융된 금속 방사성폐기물을 판형으로 성형하는 성형기 및 상기 성형기로부터 성형된 판형의 금속 방사성폐기물을 냉각시키는 냉각기를 포함한다.
이때 상기 성형기의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 예열장치가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 용융로의 일측에 설치되어 상기 용융로에서 용융된 금속이 상기 성형기에 주입될 때 주입속도를 조절하는 용융로 유압장치 및 상기 성형기의 일측에 설치되어 상기 성형기로 주입되는 용융된 금속의 주입시간 및 상기 성형기의 이동시간을 조절하는 연속로컨트롤장치가 더 포함되는 것이 보다 바람직하다.
여기서 상기 도료제거장치로부터 도료가 제거된 표면 도장 금속 방사성폐기 물의 오염도를 측정하고, 상기 전해제염장치로부터 제염된 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 오염도를 측정하며, 측정된 오염도가 기준치 이상인 표면 도장 금속 방사성폐기물은 상기 전해제염장치를 통해 제염되고, 측정된 오염도가 기준치 이상인 표면 도장 금속 방사성폐기물 또는 표면 비도장 금속 방사성폐기물은 상기 전해제염장치를 통해 2차 제염되는 것이 보다 바람직하다.
이러한 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템은 금속 방사성폐기물을 표면 도장 금속 방사성폐기물과 표면 비도장 금속 방사성폐기물로 분류하는 단계, 상기 표면 도장 금속 방사성폐기물을 도료 제거액에 담지시킨 후에 스크래칭하여 표면에 부착된 도료를 제거하는 단계, 상기 표면 비도장 금속 방사성폐기물을 전해제염하여 방사성 물질을 제거하는 단계 및 제염된 금속 폐기물을 용융시켜 판형으로 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 판형으로 성형된 금속 방사성폐기물로부터 샘플을 채취하는 단계, 상기 샘플의 오염도를 측정하는 단계 및 상기 측정된 오염도에 따라 처분하는 단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도료가 제거된 표면 도장 금속 방사성폐기물의 오염도를 측정하는 단계, 상기 표면 도장 금속 방사성폐기물의 오염도가 기준치 이상인 경우 표면 도장 금속 방사성폐기물을 전해제염하여 방사성 물질을 제거하는 단계, 상기 제염된 표면 도장 금속 방사성폐기물 또는 제염된 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 오염도를 측정하는 단계 및 상기 제염된 표면 도장 금속 방사성폐기물 또는 제염된 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 오염도가 기준치 이상인 경우 재차 전해제염하여 방사성 물질을 제거하는 단계가 더 포함되는 것이 보다 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 모든 형태의 표면 도장 금속 방사성폐기물 및 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 일괄적인 제염이 가능하여 비용 및 인력의 소모가 최소화되는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 도료제거장치의 세부 구성을 도시한 도면, 도 3은 도 1의 전해제염장치의 세부 구성을 도시한 도면 및 도 4 및 5는 도 1의 용융 및 성형장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템은 도료제거장치(1), 전해제염장치(2) 및 용융 및 성형장치(3)를 포함하여 구성된다.
도료제거장치(1)는 금속 방사성폐기물 중 표면이 도장된 표면 도장 금속 방사성폐기물의 도료를 제거하고, 전해제염장치(2)는 금속 방사성폐기물 중 표면이 비도장된 표면 비도장 금속 방사성폐기물을 전해제염하여 방사성 물질을 제거한다.
이때 도료제거장치(1)에서 도료가 제거된 표면 도장 금속 방사성폐기물은 오염도를 측정하여 오염도가 기준치 이상일 경우 전해제염장치(2)를 통해 제염하여 방사성 물질을 제거한다.
즉, 전해제염장치(2)는 표면 비도장 금속 방사성폐기물 또는 도료제거장치(1)를 도료가 제거된 금속 방사성 폐기물 중 방사성 오염이 완전히 제거되지 않은 금속 방사성폐기물을 제염처리하여 방사성 물질을 완전하게 제거한다.
또한, 전해제염장치(2)로부터 제염된 표면 비도장 금속 방사성폐기물 또는 표면 도장 금속 방사성폐기물의 오염도를 측정하여 오염도가 기준치 이상인 경우 전해제염장치(2)를 통해 2차 제염하여 방사성 물질을 제거하고, 오염도가 기준치 이하인 경우 용융 및 성형장치(3)를 이용하여 용융시켜 판형으로 성형한다.
이후에 판형으로 성형된 금속 방사성폐기물의 오염측정을 위해 지정된 특정 지점에서 샘플을 채취하여 오염도를 측정하고, 측정 결과에 따라 자체처분 대상과 영구폐기처분 대상을 분류함으로써 제염공정이 완료된다.
각 장치를 상세히 설명하면, 도료제거장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 오염의 확산 방지와 작업자의 안전을 위해 글러브 박스 본체(10)가 제공되고, 글러브 박스 본체(10) 내부에 호이스트(20), 도료 제거액 수조(25), 스크래칭 수단(미도시), 사이클론 장치(30), 슬러지 집진통(31), 고화장치(32), 건조기(40) 및 슬러지 보관통(45)이 설치된다.
호이스트(20)는 표면 도장 금속 방사성폐기물을 매달아 이동시키기 위한 구 성으로서, 전, 후진 및 상, 하 이동 가능하도록 글러브 박스 본체(10)의 상부에 설치되고, 다수 개의 행거(21)가 설치된다. 이때 설치되는 행거(21)는 최소 100 kg의 하중을 견디도록 제공되는 것이 바람직하며 이와 같은 행거(21)는 자성부재가 이용되거나 집게의 형상으로 형성되어 대상물을 이동시킬 수 있다.
도료 제거액 수조(25)는 내부에 수용공간이 형성된 박스 형상으로서, 내부 공간에 표면 도장 금속 방사성폐기물의 도료를 제거하기 위한 도료 제거액이 수용되고, 하부에 도료 슬러지를 배출하기 위한 배출구가 형성되며, 배출구의 일측에는 밸브(27)가 설치되어 도료 슬러지의 배출을 단속한다. 이때 도료 제거액은 알칼리 리무버 등이 사용될 수 있다. 또한 도료 제거액 수조(25)는 내부의 도료 제거액 상태 및 양 그리고 도료 슬러지의 침전량 등을 확인할 수 있도록 육안 게이지(26)가 설치되는 것이 바람직하다.
스크래칭 수단은 전술한 도료 제거액에 의해 1차적으로 부분 박리된 도료를 스크래칭하여 완전히 제거하기 위한 구성으로서, 솔, 스크래치 도구 및 그라인더 등이 사용될 수 있고, 스크래치 도구를 이용하여 우선적으로 도료를 제거하며, 이후에 그라인더를 이용하여 표면의 도료를 완벽히 제거하는 것이 바람직하다.
사이클론 장치(30)는 전술한 스크래칭 수단에 의해 제거된 도료 슬러지가 글러브 박스 본체(10) 내부에 비산되지 않도록 포집하기 위한 구성으로서, 상부측에 흡입구가 형성되고, 측면측에 배출구가 형성되며, 상부에 그레이팅(33)이 설치된다.
이때 전술한 스크래칭 수단에 의한 도료 제거는 그레이팅(33)의 상부에서 실 시되며, 스크래칭에 의해 발생되는 도료 슬러지는 그레이팅(33)의 홀을 통해 하부로 포집된다. 이때 사이클론 장치(30)의 하부에는 작업시 발생하는 도료 슬러지가 포집되는 슬러지 집진통(31)이 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 사이클론 장치(30)는 흡입구 상부로부터 분진형태의 슬러지가 포함된 공기가 흡입되고, 흡입된 공기는 사이클론 장치(30) 내부에서 와류를 형성한다. 이때 하중이 큰 도료 슬러지는 사이클론 장치(30)의 측면에 충돌한 후 자중에 의해 하부의 슬러지 집진통(31)으로 포집되고, 일부의 도료 분진을 포함하는 공기는 배출구를 통해 배출된다.
이때 사이클론 장치(30)의 배출구에는 프리필터(36), 헤파필터(37) 및 활성탄필터(38)가 순차적으로 설치되며, 종단에 진공펌프(39)가 설치되어 사이클론 장치(30)에서 배출되는 공기가 필터들(36, 37, 38)에 의해 정화되면서 외부로 배출하도록 한다.
특히, 도료 제거액에 의해 발생하는 인체에 유해한 염소가스는 활성탄필터(38)를 통해 정화됨으로써 오염을 방지하고, 작업자를 보호하도록 하며, 전술한 도료 제거액에 의한 도료의 제거는 되도록 최소화하고, 스크래칭 수단에 의해 도료를 제거함으로써 도료 제거액에 의해 발생하는 염소가스의 양을 최소화하는 것이 바람직하다.
슬러지 보관통(45)은 도료 제거액 수조(25)의 하부에 설치되어 도료 제거액 수조(25)로부터 발생된 도료 슬러지를 보관한다. 이때 고화장치(32)는 슬러지 보관통(45) 및 슬러지 집진통(31)에 포집된 슬러지에 시멘트 등의 고형제를 혼합하여 슬러지를 고형화시킨다.
건조기(40)는 도료가 제거된 표면 도장 금속 방사성폐기물을 건조시켜 표면의 도료 제거액을 제거한다. 본 발명의 일 실시예에서는 작업의 능률을 향상시키기 위해 건조기(40)가 사용되었지만 다른 실시예에서는 별도의 건조기(40)를 사용하지 않고, 팬(미도시) 또는 자연건조를 통해 대상물을 건조시키는 것도 가능하다.
전해연마장치(2)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전해연마조(50), 전원공급부(51), 제 1 전해액 보관조(53), 슬러지 보관통(55), 크롬 이온 제거부(57), 슬러지 분리부(59), 고화장치(60), 제 2 전해액 보관조(61) 및 복수개의 펌프(P1 ~ P4)로 구성되어 있다.
전해연마조(50)는 방사능이 오염된 제염 대상물을 전해연마하여 제염처리하는 것으로서, 하단부 일측에 제 1 전해액 보관조(53)로부터 공급되는 전해액이 유입되는 전해액 유입구가 형성되고, 상단부 일측에 오버플로우되는 전해액을 슬러지 보관통(55)로 공급하기 위한 오버플로우관(63)이 형성되어 있다. 본 발명의 전해연마에 사용되는 전해액은 pH가 중성인 중성염으로서 질산나트륨, 황산나트륨 등으로 이루어져 있다. 전해연마조(50)의 외면은 방전 페인트 처리되어 전류의 누설 및 감전을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
전원공급부(51)는 전해연마조(50)에 전원을 공급하는 것으로서, (+)극이 제염 대상물에 전기적으로 연결되고 (-)극이 전해연마조(50)에 연결된다. 이 때, 양극에 인가되는 전압은 약 15V이며, 양극 간에 흐르는 전류는 1 ~ 무한대 A 정도이다.
제 1 전해액 보관조(53)는 전해액을 임시 보관하였다가 전해연마조(50)로 공급하는 것으로서, 펌프(P4)를 통해 전해연마조(50)와 연결되어 전해액을 전해연마조(50)로 압송하고, 펌프(P3)를 통해 제 2 전해액 보관조(61)와 연결되어 제 2 전해액 보관조(61)로부터 슬러지가 제거된 재활용 전해액을 공급받는다. 제 1 전해액 보관조(53)의 일측에는 수용된 전해액의 온도를 검출하는 온도계(65)와 온도계(65)에 의해 검출된 전해액의 온도에 기초하여 전해액을 가열하여 전해액을 전해연마에 적정한 온도로 유지하는 히터부(67)가 설치되어 있다. 제 1 전해액 보관조(53)의 일측과 슬러지 보관통(55)의 일측 간에는 오버플로우되는 전해액을 슬러지 보관통(55)로 이송하기 위한 바이패스관(69)이 설치되어 있다.
슬러지 보관통(55)은 전해연마조(50)에서 제염 처리를 거쳐 중금속 슬러지가 포함된 전해액을 임시 보관하는 것으로서, 전해연마조(50)의 오버플로우관(63)에서 오버플로우된 전해액이 위치 에너지 차이에 의해 슬러지 보관통(55)으로 유입된다. 제염 처리를 거친 전해액에는 구리, 니켈, 아연 등의 중금속이 수화물의 형태로 침전된 슬러지가 포함되어 있으나 크롬은 이온 형태로 전해액 속에 존재하고 있다. 슬러지 보관통(55)의 일측에는 슬러지 보관통(55)내의 폐전해액의 수위를 검출하여 수위가 미리 설정된 범위를 초과하는 경우 제염장치의 동작을 정지시키기 위한 레벨 게이지(70)가 설치되는 것이 바람직하다.
크롬 이온 제거부(57)는 펌프(P1)를 통해 슬러지 보관통(55)와 연결되어 슬러지 보관통(55)으로부터 이송된 전해액 내에 이온 상태로 존재하는 크롬 이온을 수화물 형태로 침전시킨다. 크롬 이온 분리는 크롬 침전제 투입, 전기응집, 이온 교환수지 등의 여러 가지 방식으로 이루어질 수 있다.
슬러지 분리부(59)는 펌프(P2)를 통해 크롬 이온 제거부(57)의 배출구에 연결되어 크롬 등의 중금속 성분이 침전된 슬러지를 분리하는 것으로서, 원심 분리기나 흡인 진공법을 이용한 드럼 탈수기 등이 이용가능하다. 원심 분리기나 드럼 탈수기를 사용하면 전해액은 원심력에 의해 원심 분리기나 드럼 탈수기의 외벽면에 형성된 미세홀을 통해 외부로 여과 배출되고 슬러지 성분은 여과되지 못하고 여과통 내에 잔류하게 되어 슬러지의 탈수율이 높고 여과통에 남아있는 슬러지를 고화장치(60)로 배출시킨 후 재장착하여 사용할 수 있으므로 종래 액체여과필터와 같이 필터를 자주 교체해주어야 하는 문제점이 해결된다. 원심 분리기나 드럼 탈수기는 당해 분야에서 공지된 장치이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
고화장치(60)는 전술한 바와 같이 슬러지에 시멘트 등의 고형제를 혼합하여 슬러지를 고형화시키는 장치로서, 슬러지 분리부(59)에서 분리된 슬러지를 고화시킨다.
제 2 전해액 보관조(61)는 슬러지 분리부(59)에서 원심력에 의해 여과 및 상승한 후 슬러지 분리부(59)의 상단으로 배출되는 전해액를 하방에서 수집하여 펌프(P3)를 통해 슬러지가 여과된 전해액을 제 1 전해액 보관조(53)로 공급하는 장치이다. 원심 분리기의 경우 원심력에 의해 외벽을 타고 상승한 전해액이 위치 에너지에 의한 자유낙하에 의해 하강하므로 이를 수집하기 위한 제 2 전해액 보관조(61)가 별도로 요구된다.
또한 이와 같은 전해제염장치(2)에서 전해제염된 대상물은 세척부(미도시)에 서 수세공정을 통해 표면의 전해액을 제거함으로써 제염공정이 완료된다.
용융 및 성형장치(3)는 도 4 내지 5에 도시된 바와 같이 본체(80)의 내부에 용융로(90), 성형기(110) 및 냉각기(100)가 설치된 구조를 취한다.
본체(80)는 이동이 용이하도록 컨테이너형으로 제공되고, 외부의 공기가 흡입되는 흡입구(80a) 및 내부의 공기를 배출하는 배기구(80b)가 각각 형성되며, 흡입구(80a) 및 배기구(80b)의 일측에는 각각 급기팬(83) 및 배기팬(85)이 설치된다.
흡입구(80a)와 급기팬(83) 간에는 냉각코일(82)이 설치되어 공기가 냉각되면서 내부로 흡입된다. 이때 냉각코일(82)은 실내의 온도를 감지하고, 선택적으로 작동됨으로써 내부 공기의 온도가 작업에 최적의 온도인 25℃ 정도로 유지되도록 한다.
또한, 배기구(80b)와 배기팬(85) 간에는 필터박스(84)가 설치되어 공기 중에 존재하는 미세분진형태의 오염물질이 필터박스(84)에 포집됨으로써 공기가 정화되어 외부로 배출되도록 한다.
용융로(90)는 대상물을 용융시키기 위한 구성으로서, 전기로 방식이 사용되고 이에 따라 본체(80)의 일측에 전원공급장치(83)가 구비된다. 이러한 용융로(90)는 1회 300 kg 이상의 용량을 용융시킬 수 있는 규모로 설계, 제작되는 것이 바람직하다. 이때 용융로(90)의 일측에는 용융로 유압장치(91)가 설치되어 용융로(90)에서 용융된 금속을 성형기(110)에 주입할 때 주입속도를 조절할 수 있다.
성형기(110)는 용융상태의 대상물을 주입하고, 응고시켜 판형으로 성형되도 록 하는 것으로서, 이때 성형기(110)의 성형틀의 온도를 100℃~200℃로 유지시켜 용융상태의 금속 방사성폐기물을 주입할 때 튀지 않도록 하는 것이 바람직하고, 이에 따라 성형기(110)의 일측에 성형틀의 온도 유지를 위한 예열장치(111)가 설치된다.
이때 예열장치(111)에 의해 가열된 성형틀을 보온하기 위하여 보온유지박스(112)가 예열로의 일부를 감싸도록 설치되며, 보온유지박스(112)는 내부의 예열장치(111) 및 성형틀의 상태를 확인하기 위하여 일측에 투시창(112a)이 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 성형기(110)의 다른 일측에는 용융로(90)에서 용융된 금속이 주입되는 시간과 성형기(110)가 이동되는 시간을 조절하는 연속로컨트롤장치(115)가 설치된다.
이와 같은 성형기(110)는 성형틀의 양측에 틸팅축(Tilting;113)이 설치되고, 성형된 금속을 성형틀에서 분리시 틸팅축(113)에 자동으로 고정쇠(미도시)가 걸리며, 이에 따라 성형틀이 기울어지면서 성형된 금속이 하부로 낙하된다. 이와 같이 본 발명에서는 고온의 성형 금속을 작업자가 직접 분리하지 않도록 함으로써 작업자의 안전을 확보한다.
냉각기(100)는 성형기(110)에서 판형으로 성형된 금속에 냉기를 공급하여 응고시킬 뿐만 아니라 내부의 냉각수장치(101)에 의해 용융로(90) 내의 제어시스템부(미도시) 및 전원공급장치(83)를 냉각시킨다. 이때 냉각수의 열을 발산시키기 위해 증발식 응축기(103)가 설치되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템을 이용한 제염공정을 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하여 본 발명에 따른 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템을 이용한 제염동작을 설명하면, 작업자는 방사성 폐기물을 금속 방사성 폐기물과 비금속 방사성 폐기물로 분류한 후에, 비금속 방사성 폐기물은 영구 폐기처분하고, 금속 방사성폐기물의 도료 여부를 판별하여 표면 도장 금속 방사성폐기물과 표면 비도장 금속 방사성폐기물로 분류한다.(S1)
분류시 금속 방사성폐기물은 스테인리스 스틸(STS)계열과 스틸(SS)계열로 구분하고, 유사형상을 가진 금속끼리 구분한다. 이때 스테인리스 스틸계열은 표면에 페인트, 에폭시 등의 도료을 하지 않지만 스틸계열은 표면에 도료처리를 하고 있다.
이후에 분류된 금속 방사성폐기물을 글러브 박스 형태의 절단탱크(미도시)에서 각 공정에 알맞은 크기로 절단한다.
표면 도장 금속 방사성폐기물인 경우 도료제거장치(1)를 이용하여 도료를 제거하고(S2), 표면 비도장 금속 방사성폐기물인 경우 전해제염장치(2)를 통해 전해제염하여 방사성 물질을 제거한다.(S3)
이때 도료가 제거된 표면 도장 금속 방사성폐기물의 오염도를 측정하고, 측정된 오염도가 기준치 이상일 경우 전해제염장치(2)를 통해 전해제염하여 1차적으로 방사성 물질을 제거한다. 또한, 전해제염장치(2)를 통해 제염된 표면 도장 금속 방사성폐기물 또는 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 오염도를 측정하고, 측정되는 오염도가 기준치 이상일 경우 재차 제염처리한다. 이때 측정되는 오염도가 기준치 이하일 때까지 제염처리를 반복한다.
이와 같은 과정에 의해 오염도가 기준치 이하로 측정된 금속 방사성폐기물을 용융로(90)를 이용하여 용융시키고(S4), 용융상태의 금속 방사성폐기물을 성형기(110)에 주입하며, 응고시켜 판형으로 성형한다.(S5)
성형 전의 금속 방사성폐기물은 형상이 다양하고, 이로 인해 오염도를 측정하는데 어려움이 따르기 때문에 오염도 측정기가 보다 정확하게 측정할 수 있도록 판형으로 성형하는 것이 바람직하다.
이후에 성형된 판형의 금속 방사성폐기물을 냉각기(100)를 이용하여 냉각시킨다.(S6) 냉각된 판형의 금속 방사성폐기물에서 한국원자력안전기술원(Korea Institute of Nuclear Safety)이 정한 금속판의 오염측정 지점들을 플라즈마(Plasma) 절단을 이용하여 한국원자력안전기술원에서 명시한 크기의 원형 샘플로 절단한다.(S7)
이와 같이 절단된 샘플의 평균 오염도를 측정하여 재활용 대상과 영구폐기처분 대상을 분류함으로써 금속 방사성폐기물의 일괄 제염동작이 완료된다.(S8)
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 수정이 나 변형을 포함할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 도료제거장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 전해제염장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 4 및 5는 도 1의 용융 및 성형장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템을 이용한 제염공정을 도시한 순서도이다.
<주요도면부호에 관한 설명>
1 : 도료제거장치 2 : 전해제염장치
3 : 용융 및 성형장치 10 : 글러브 박스(Glove box) 본체
20 : 호이스트(Hoist) 21 : 행거
25 : 도료 제거액 수조 26 : 육안 게이지
27 : 밸브 30 : 사이클론 장치
31 : 슬러지 집진통 32, 60 : 고화장치
33 : 그레이팅(Grating) 36 : 프리필터
37 : 헤파필터 38 : 활성탄필터
39 : 진공펌프 40 : 건조기
45, 55 : 슬러지 보관통 50 : 전해액 연마조
51 : 전원 공급부 53 : 제 1 전해액 보관조
57 : 크롬 이온 제거부 59 : 슬러지 분리부
61 : 제 1 전해액 보관조 63 : 오버플로우관
65 : 온도계 67 : 히터부
69 : 바이패스관 70 : 레벨 게이지
80 : 본체 80a : 흡기구
80b : 배기구 82 : 냉각코일
83 : 급기팬 84 : 필터박스
85 : 배기팬 87 : 전원공급장치
90 : 용융로 91 : 용융로 유압장치
100: 냉각기 101 : 냉각수장치
103: 증발식 응축기 110 : 성형기
111 : 예열장치 112 : 보온유지박스
112a: 투시창 113 : 틸팅축
115 : 연속로 컨트롤 장치

Claims (13)

  1. 표면 도장 금속 방사성폐기물을 도료 제거액에 담지시킨 후에 스크래칭하여 상기 표면 도장 금속 방사성폐기물의 도료를 제거하는 도료제거장치;
    표면 비도장 금속 방사성폐기물을 전해제염하여 상기 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 방사성 물질을 제거하는 전해제염장치; 및
    상기 도료제거장치 및 상기 전해제염장치에서 제염된 금속 폐기물을 용융시켜 판형으로 성형하는 용융 및 성형장치를 포함하되,
    상기 도료제거장치는
    글러브 박스 본체;
    상기 글러브 박스 본체의 내부 공간에 설치되고, 도료 제거액이 수용되어 상기 표면 도장 금속 방사성폐기물이 담지되는 도료 제거액 수조;
    상기 표면 도장 금속 방사성폐기물의 도료를 스크래칭하여 제거하기 위한 스크래칭 수단;
    흡입구 및 배출구가 형성되고, 상기 스크래칭 수단의 하부에 설치되어 스크래칭에 의해 발생되는 도료 슬러지를 포집하는 사이클론 장치; 및
    상기 스크래칭 수단을 이용하여 도료가 제거된 금속 폐기물을 건조시키기 위한 건조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염처리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이클론 장치는 상기 배출구의 일측에 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터는 프리(Pre) 필터, 헤파(HEPA) 필터 및 활성탄 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염처리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 싸이클론 장치의 상부에 그레이팅이 설치되는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염처리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 글러브 박스 본체의 상부에 전, 후진 이동 가능하도록 설치되고, 상, 하로 이동 가능한 행거가 다수 개 취부되는 호이스트가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염처리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 용융 및 성형장치는
    상기 도료제거장치 및 상기 전해제염장치에서 제염된 금속 방사성폐기물을 용융시키는 용융로;
    상기 용융로에서 용융된 금속 방사성폐기물을 판형으로 성형하는 성형기; 및
    상기 성형기로부터 성형된 판형의 금속 방사성폐기물을 냉각시키는 냉각기를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염처리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 성형기의 온도를 일정하게 유지시키기 위한 예열장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염처리 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 용융로의 일측에 설치되어 상기 용융로에서 용융된 금속이 상기 성형기에 주입될 때 주입속도를 조절하는 용융로 유압장치; 및
    상기 성형기의 일측에 설치되어 상기 성형기로 주입되는 용융된 금속의 주입시간 및 상기 성형기의 이동시간을 조절하는 연속로컨트롤장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염처리 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 도료제거장치로부터 도료가 제거된 표면 도장 금속 방사성폐기물의 오염도를 측정하고, 상기 전해제염장치로부터 제염된 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 오염도를 측정하며,
    측정된 오염도가 기준치 이상인 표면 도장 금속 방사성폐기물은 상기 전해제염장치를 통해 제염되고, 측정된 오염도가 기준치 이상인 표면 도장 금속 방사성폐기물 또는 표면 비도장 금속 방사성폐기물은 상기 전해제염장치를 통해 2차 제염되는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염처리 시스템.
  11. 금속 방사성폐기물을 표면 도장 금속 방사성폐기물과 표면 비도장 금속 방사성폐기물로 분류하는 단계;
    상기 표면 도장 금속 방사성폐기물을 도료 제거액에 담지시킨 후에 스크래칭하여 표면에 부착된 도료를 제거하는 단계;
    상기 표면 비도장 금속 방사성폐기물을 전해제염하여 방사성 물질을 제거하는 단계;
    제염된 금속 폐기물을 용융시켜 판형으로 형성하는 단계;
    판형으로 성형된 금속 방사성폐기물로부터 샘플을 채취하는 단계;
    상기 샘플의 오염도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 오염도에 따라 처분하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 도료가 제거된 표면 도장 금속 방사성폐기물의 오염도를 측정하는 단계;
    상기 표면 도장 금속 방사성폐기물의 오염도가 기준치 이상인 경우 표면 도장 금속 방사성폐기물을 전해제염하여 방사성 물질을 제거하는 단계;
    상기 제염된 표면 도장 금속 방사성폐기물 또는 표면 비도장 금속 방사성폐 기물의 오염도를 측정하는 단계; 및
    상기 제염된 표면 도장 금속 방사성폐기물 또는 표면 비도장 금속 방사성폐기물의 오염도가 기준치 이상인 경우 재차 전해제염하여 방사성 물질을 제거하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 금속 방사성폐기물의 제염방법.
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