KR100879849B1 - 핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의정화 방법 - Google Patents

핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의정화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면을 정화하는 방법에 관한 것이며, 상기 산화물층은 가스상 산화제에 의해서 처리된다.

Description

핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법 {METHOD FOR THE DECONTAMINATION OF AN OXIDE LAYER-CONTAINING SURFACE OF A COMPONENT OR A SYSTEM OF A NUCLEAR FACILITY}
본 발명은 산화물층을 포함하는, 핵시설의 하나의 구성 소자 또는 하나의 시스템의 표면을 정화하기 위한 방법에 관한 것이다.
경수로 작동 동안에는 시스템의 표면에 그리고 구성 소자의 표면에 산화물층이 형성되는데, 상기 산화물층은 예를 들어, 정밀 검사의 경우에 사람의 방사선 노출을 가급적 적게 유지하기 위하여 제거되어야만 한다. 한 시스템 또는 한 구성 소자를 위한 재료로서는, 다른 무엇보다도 72%의 철, 18%의 크롬 그리고 10%의 니켈을 함유하는 오스테나이트계 크롬-니켈-강철이 적합하다. 산화에 의해서는, 일반식이 AB2O4인 첨정석(spinel) 형태의 구조를 갖는 산화물층이 표면에 형성된다. 이 경우 산화물 구조식에서 크롬은 항상 3가의 형태로 존재하고, 니켈은 항상 2가의 형태로 존재하며, 철은 2가의 형태뿐만 아니라 3가의 형태로도 존재한다. 이와 같은 유형의 산화물층은 화학적으로 거의 용해될 수 없다. 따라서, 정화 방법의 틀 안에서 하나의 산화물층을 제거하거나 또는 용해하는 작업은 항상 산화 단계를 전제로 하며, 상기 산화 단계에서 3가로 결합된 크롬은 6가의 크롬으로 변환된다. 이때 밀집된 첨정석 구조가 파괴되고, 유기산 및 무기산에서 쉽게 용해될 수 있는 철 산화물, 크롬 산화물 및 니켈 산화물이 형성된다. 그렇기 때문에, 종래 방식에서는 산, 특히 옥살산과 같은 착화산(complexing acid)으로 처리하는 단계가 상기 산화 단계에 이어진다.
전술된 산화물층의 예비 산화 과정은, 종래 방식에 따라 칼륨 과망간산염 및 질산이 함유된 산성 용액 속에서 실시되거나 또는 칼륨 과망간산염 및 나트륨 수산화물이 함유된 알칼리성 용액 속에서 실시된다. 유럽 특허 EP 0 160 831 B1호의 경우에는 산성 범위에서 작업이 이루어지고, 칼륨 과망간산염 대신에 과망간산이 사용된다. 전술한 방법의 단점은, 처리될 산화물층 상에 침강되어 산화제(과망간산염-이온)가 산화물층 내부로 흘러 넘치는 것을 저지하는 이산화망간(MnO2)이 산화 처리 도중에 형성된다는 것이다. 그렇기 때문에, 종래의 방법에서는 산화물층이 하나의 단계에서 완전하게 산화될 수 없다. 오히려, 중간에 삽입된 환원 처리 과정에 의하여, 확산 배리어로서 작용하는 이산화망간 층들이 제거되어야만 한다. 통상적으로는 세 가지 내지 다섯 가지의 상기와 같은 환원 처리 과정들이 필요한데, 이와 같은 내용은 높은 시간 비용과 결부되어 있다. 상기 공지된 방법의 추가의 단점은, 다른 무엇보다 이온 교환기를 사용하여 망간을 제거함으로써 나타나는 2차 폐기물의 양이 많다는 것이다.
상기 문헌에서는, 과망간산염 산화 과정 이외에 크롬산염, 질산염 또는 세륨-Ⅳ-염이 첨가된 산성 수용액 속에서 오존을 이용하여 실시되는 산화 과정이 기술된다. 전술한 조건 하에서 오존을 이용하여 이루어지는 산화 과정은 40 내지 60℃ 범위의 공정 온도를 필요로 한다. 하지만, 상기와 같은 조건들 하에서는 오존의 수용성 및 열에 대한 안정성이 상대적으로 낮기 때문에, 결과적으로 산화물층의 첨정석 구조를 수용 가능한 시간 안에 해체하기 위해, 상기 산화물층에서 충분히 높은 농도의 오존을 생성하는 것은 거의 불가능하다. 그밖에, 오존을 용적이 큰 물 안으로 도입하는 것도 기술적으로 복잡하다. 그렇기 때문에, 상기와 같은 방법에서 여러 가지 단점들이 나타났음에도, 과망간산염 또는 과망간산을 이용한 산화 과정이 전 세계적으로 보급되었다.
상기와 같은 내용으로부터 출발한 본 발명의 과제는, 산화물층을 포함하는, 핵시설의 한 구성 소자 또는 한 시스템의 표면을 정화하기 위한 방법을 제안하는 것으로서, 상기 방법은 효과적으로 실시될 뿐만 아니라 특히 하나의 단계로 실시될 수 있다.
상기 과제는 청구항 1에 따른 방법에서, 산화물층의 산화가 가스상 산화제에 의해서, 다시 말해 기체 상태에서 실시됨으로써 해결된다. 이와 같은 유형의 방법에 의해서는, 우선 산화제에 대한 용해 능력이 제한된 수용액의 경우보다 훨씬 더 높은 농도의 산화제가 산화물층에 적용될 수 있다는 장점이 얻어진다. 그밖에, 예를 들어 오존 또는 질소 산화물과 같이 상기 목적에 적합한 산화제들도 수용액 속에서는 가스 상태에서보다 덜 안정적이다. 또한, 수용액 속에서는, 말하자면 경수로의 1차 냉각제 속에서는 일반적으로 산화제가 다수의 반응 파트너를 찾게 됨으로써, 결국 상기 산화제의 일부분은 공급 장소로부터 산화물층으로 가는 도중에 소비된다.
완전히 건조된 산화물층의 경우에는, 필요한 산화 반응, 특히 크롬-Ⅲ으로부터 크롬-Ⅵ으로의 변환이 지나치게 느리게 진행될 것이다. 그렇기 때문에, 산화물층에서의 처리 중에 수막이 유지되고, 수용성 산화제가 사용되는 경우가 바람직하다. 그 경우 산화제는 산화물층을 덮는 수막 안에서 또는 물로 채워진 산화물층의 기공 내에서, 산화 반응을 진행하기 위해 필요한 수성 조건들을 찾아낸다. 사전에 물로 채워진 시스템이 비워진 다음에 가스상 산화가 실시되는 경우에는, 산화물층이 계속해서 물로 습윤 되거나 또는 물을 함유하고 있음으로써, 다시 말해 수막이 이미 존재함으로써, 결국 상기 수막은 가스상 산화 동안에 단지 유지되기만 하면 된다. 수막은 바람직하게 수증기에 의해서 발생 되거나 또는 유지된다.
사용되는 산화제의 종류에 따라서는, 원하는 산화 반응들이 경제적으로 실행 가능한 기간 안에 진행되도록 하기 위해서 상승된 온도가 필요할 수도 있다. 그렇기 때문에, 추가의 한 바람직한 방법 변형예에서는, 한 시스템 또는 한 구성 소자의 표면에 혹은 상기 표면상에 존재하는 산화물층에 열을 공급하는 방식이 제안되며, 이와 같은 열 공급은 외부 가열 장치에 의해서 또는 바람직하게는 고온 증기 혹은 뜨거운 공기에 의해서 이루어진다. 외부 가열 장치에 의해서 열 공급이 이루어지는 경우에는, 열 공급과 동시에 산화물층에서 원하는 수막이 형성된다.
특히 바람직한 한 가지 방법 변형 예에서는 오존이 산화제로서 사용된다. 산화·환원 반응이 산화물층 내에서 또는 산화물층 상에서 진행되는 경우, 오존은 추가의 후처리 없이 핵시설의 배기 시스템에 공급될 수 있는 산소로 변환된다. 오존은 또한 액체 상태에서보다 기체 상태에서 훨씬 더 안정적이다. 액체 상태에서, 특히 더욱 높은 온도에서 발생하는 것과 같은 가용성의 문제는 발생하지 않는다. 그에 따라, 다량의 오존 가스가 물에 의해 습윤 된 산화물층에 공급될 수 있음으로써, 결국 특히 더욱 높은 온도에서 작업이 이루어지는 경우, 산화물층의 산화, 특히 크롬-Ⅲ으로부터 크롬-Ⅵ으로의 산화는 더 신속하게 진행된다.
오존뿐만 아니라 다른 산화제들도 알칼리성 용액 속에서보다는 산성 용액 속 더 높은 산화 전위를 갖는다. 예를 들어 오존은 산성 용액 속에서는 2.08 V의 산화 전위를 갖는 반면, 염기성 용액 속에서는 단지 1.25 V의 산화 전위를 갖는다. 그렇기 때문에, 추가의 한 바람직한 방법 변형 예에서, 산화물층을 습윤 시키는 수막 안에서는 산성의 조건들이 만들어지며, 이와 같은 상황은 특히 질산을 계량 첨가함으로써 성취될 수 있다. 특히 오존을 산화제로서 사용하는 경우에는, 1 내지 2의 pH-값이 유지된다. 수막의 산성화는 바람직하게 가스상 산 무수물에 의해서 이루어진다. 상기 산 무수물은 수막 안에 있는 물과 반응하여 산을 형성한다.
산 무수물이 산화 작용하면, 아래에서 기술될 추가의 한 바람직한 방법 변형 예의 경우와 마찬가지로, 상기 산 무수물은 동시에 산화제로서 사용될 수 있다.
앞에서 이미 언급된 바와 같이, 상승된 온도를 적용함으로써 산화 반응들의 진행은 가속될 수 있다. 오존을 이용한 산화의 경우에는, 40 - 70℃의 온도 범위가 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다. 40℃부터는, 산화 층 내에서 이루어지는 산화 반응들이 수용 가능한 속도로 진행된다. 하지만, 온도는 단지 약 70℃까지만 상승하는 것이 바람직한데, 그 이유는 온도가 그보다 더 높은 경우에는 기체 상태에서 오존의 파괴가 눈에 띄게 증가하기 때문이다. 산화물층의 산화 처리기간은 온도 이외에 산화제의 농도에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 오존의 경우, 전술한 온도 범위 안에서는 약 5 g/Nm3의 농도부터 비로소 수용 가능한 변환율에 도달하게 되고, 최상의 비율은 농도가 100 내지 120 g/Nm3인 경우에 달성된다.
추가의 한 바람직한 실시예에서는, 질산(NOx), 다시 말해 NO, NO2, N2O 및 N2O4와 같은 여러 가지 질소 산화물의 혼합물이 산화를 목적으로 사용된다. 질산을 사용하는 경우에도, 상승된 온도를 적용함으로써 산화 반응은 증가할 수 있으며, 이 경우 상기와 같은 증가는 약 80℃부터 인식할 수 있다. 약 110℃ 내지 약 180℃의 온도 범위에서 작업이 이루어지면, 최상의 효과에 도달하게 된다. 산화 작용은 또한, 오존의 경우에서와 마찬가지로, 질산의 농도에 의해서 영향을 받을 수 있다. NOx-농도가 0.5 g/Nm3 미만인 경우에는, 효과가 거의 없다. 10 내지 50 g/Nm3의 NOx-농도에서 작업이 이루어지는 것이 바람직하다.
산화 처리를 완료한 후에, 구성 소자 표면에 존재하는 산화물층의 용해가 개 시되기 전에, 전술된 방식으로 처리된 산화물층을 예를 들어 탈-이온화된 물(de-ionized water)을 사용하여 세척하는 것이 바람직하다. 하지만, 한 바람직한 방법 변형예에서는 산화 처리 후에 산화물층에 수증기가 제공되며, 이 경우 상기 산화물층에서는 수증기 응축이 이루어진다. 수증기를 응축시키기 위하여, 경우에 따라서는 구성 소자의 표면 혹은 상기 표면상에 존재하는 산화물층을 100℃ 미만의 온도까지 냉각시킬 필요가 있다. 놀라운 것은, 상기와 같은 처리의 결과로서, 산화물층 안에 또는 구성 소자 표면에 달라붙는 방사능(activity)이 예컨대 입자 형태로 또는 용해된 형태로 또는 콜로이드 형태로 응축물로 옮겨져서, 상기 응축물과 함께 표면으로부터 제거된다는 것이다. 상기 효과는 100℃ 이상의 수증기-온도에서 명확하게 알 수 있다. 이와 같은 조치의 추가의 한 장점은, 생성되는 응축물 액체의 양이 비교적 적다는 것이다.
과잉의 수증기, 다시 말해 처리된 표면에서 응축되지 않은 수증기는, 산화 처리가 그 안에서 실시된 세척될 시스템 또는 용기로부터 제거되어 응축된다. 상기 응축물은 구성 소자 표면으로부터 배출되는 응축물과 함께 양이온 교환기를 통과한다. 이와 같은 방식으로, 상기 응축물은 방사능 제거되어, 아무런 문제없이 소각될 수 있다. 하지만, 특히 질산을 이용한 산화물층의 산화 처리 또는 수막의 산성화로부터 유래하는 질산염이 함유된 경우에는, 그 전에 추가의 처리를 실시하는 것이 바람직할 수 있다. 질산염은 바람직하게, 상기 질산염이 환원제에 의해서, 특히 히드라진에 의해서 가스상 질소로 변환됨으로써, 응축물로부터 제거된다. 이 경우 질산염 대 히드라진의 몰비는 바람직하게 1:0.5 내지 2:5로 설정된다.
첨부된 도면은 정화 방법에 대한 흐름도를 보여준다. 정화될 시스템(1), 예를 들어 가압 수형 설비의 1차 회로는 우선 속이 비워진다. 한 구성 소자, 예를 들어 1차 시스템-파이프 라인을 정화하는 경우에, 상기 구성 소자는 용기 내부에 배치된다. 상기 용기는 흐름도에서는 시스템(1)에 상응한다. 상기 시스템 또는 용기에는 정화 순환계(2)가 연결되어 있다. 상기 정화 순환계는 기밀 상태로 구성되었다. 작업을 개시하기 전에, 예를 들어 진공화에 의해서, 상기 정화 순환계(2) 및 시스템의 밀봉 상태가 검사된다. 그 다음 단계로서, 전체 설비, 즉 시스템(1) 및 정화 순환계(2)가 가열된다. 이 목적을 위하여, 상기 정화 순환계(2) 내에는 뜨거운 공기 및/또는 고온 증기를 위한 공급 스테이션(3)이 배치되어 있다. 공기 또는 증기의 공급은 공급 라인(4)을 통해 이루어진다. 상기 시스템(1)을 상응하는 가스상 매질로 채우기 위하여, 그리고 필요한 경우에는 상기 매질이 전체 설비 내부를 순환할 수 있도록 하기 위하여, 상기 정화 순환계(2) 내에는 펌프(5)가 추가로 존재한다. 뜨거운 공기 또는 고온 증기에 의하여, 상기 시스템은 의도한 공정 온도까지, 오존의 경우에는 50 - 70℃까지 가열된다. 상기 시스템(1)의 산화물층 상에 또는 용기 내부에 존재하는 한 시스템 구성 소자의 산화물층 상에 수막을 형성하기 위하여, 수증기가 상기 공급 스테이션(3)을 통해 계량 첨가된다. 분리될 또는 응축될 물은 유체 분리기에 의하여 시스템 배출구(6)에서 분리되고, 응축물 라인(8)에 의해서 상기 정화 순환계(2)로부터 제거된다. CrⅢ/CrⅥ-산화를 가속하기 위하여, 산화될 산화물층을 습윤시키는 수막이 산성화된다. 이 목적을 위하여, 상기 정화 순환계(2)의 공급 스테이션(9)에는 가스상 질산 또는 미세한 안개 상태의 질산이 계량 첨가된다. 상기 질산은 상응하는 산을 형성하면서, 예컨대 질산 또는 질소 함유 산을 형성하면서 물에 용해된다. NOx 또는 질산/질소 함유 산의 첨가량은, 수막 속에서 대략 1 내지 2의 pH-값이 설정되도록 선택된다. 시스템 또는 한 표면에 존재하는 산화물 막이 필요한 공정 파라미터, 말하자면 원하는 온도, 수막의 존재 그리고 수막의 산도에 도달하자마자, 오존이 공급 스테이션(10)을 통해 바람직하게는 100 내지 120 g/Nm3 범위의 농도로, 펌프(5)의 작동 중에 상기 시스템(1)에 연속적으로 공급된다. 필요한 경우, 상기 오존 공급과 동시에, 수막 내부의 산성 조건들을 유지하기 위하여 NOx(또는 HNO3)가 연속으로 공급되고, 설정 온도를 유지하기 위하여 뜨거운 공기 또는 고온 증기가 연속으로 공급된다. 신선한 오존 가스 그리고 경우에 따라서는 NOx와 같은 기타 보조제가 계량 첨가될 수 있도록 하기 위하여, 시스템 배출구(6)에서는 상기 정화 순환계(2) 내부에 있는 가스/증기 혼합물의 일부분이 배출되며, 이 경우 배출되는 양은 계량 첨가된 가스량에 상응한다. 상기 배출은 NOx/HNO3/HNO2를 분리하기 위한 가스 세척기를 경유하고, 그 다음에 오존이 산소로 변환되는 촉매 변환기(12)를 경유하여 이루어진다. 오존이 없는, 경우에 따라서는 여전히 수증기를 함유하고 있는 산소-공기 혼합물은 발전소의 배기 시스템에 공급된다. 산화 처리 동안, 시스템 재순환 장치(13)에서는 탐침(probe)(도시되지 않음)에 의해 오존 농도가 측정된다. 온도는 상기 시스템(1) 영역 안에 배치된 상응하는 측정 센서에 의해서 모니터링 된다. 계량 첨가되는 NOx의 양은 공급되는 수증기 양에 의존한다. 수증기 Nm3당 적어도 0.1g의 NOx가 공급됨으로써, 수막의 pH는 2 미만으로 보장된다.
산화물층 내부에 존재하는 Cr-Ⅲ이 적어도 실제 범위에서 Cr-Ⅵ으로 변환되면, 오존 공급, NOx 공급, 뜨거운 공기 공급이 멈추고, 세척 단계가 시작된다. 세척을 위해 바람직하게 산화물층에는 수증기가 제공되며, 구성 소자의 표면 또는 상기 표면상에 있는 산화물층은, 수증기가 그 위에서 응축될 수 있도록 하기 위하여, 100℃ 미만의 온도를 갖게 된다. 앞에서 이미 언급된 바와 같이, 상기와 같은 처리에 의해서는, 산화물층 내부에 또는 산화물층 상에 존재하는 방사능이 제거된다. 추가로, 개별 표면들은 산 잔류물이 없어질 때까지, 다시 말해 주로 질산염이 없어질 때까지 세척된다. 상기 질산염은 산화물 막을 산화 처리할 때에 또는 산화물층 상에 존재하는 산화물 막을 산성화 하는 경우에, 상기 목적을 위해 사용되는 질산으로부터, 물과의 반응에 의해서 생성된다. 따라서, 수증기에 의해서 세척 단계가 실시된 후에는, 질산염 및 방사성 양이온을 함유하는 수용액이 얻어진다. 우선 질산염은 환원제에 의해서 - 히드라진에 의해서 최상의 결과가 얻어졌음 - 가스상 질소로 변환되고, 그 다음에 응축물 용액으로부터 제거된다. 질산염을 완전히 제거하기 위하여 바람직하게는 화학량론적인 양의 히드라진이 사용되는데, 다시 말해 질산염 대 히드라진의 몰비는 2:5로 설정된다. 그 다음에, 상기 용액이 양이온 교환기를 통과함으로써, 활성 양이온이 제거된다.
시스템(1)이 탈-이온화된 물로 채워짐으로써, 산화 방식으로 처리된 산화물층의 세척도 당연히 이루어질 수 있다. 상기 시스템을 채울 때에는, 변위된 가스가 촉매 변환기(12)를 통과하는 동시에 상기 촉매 변환기 내부에 있는 잔류-오존이 O2로 환원되어, 앞에서 이미 언급된 바와 같이, 발전소의 배기 시스템에 공급된다. 정화될 구성 소자의 표면상에 또는 여전히 그곳에 있는 산화물층 상에 존재하고, 질산의 계량 첨가에 의해서 또는 NOx의 산화에 의해서 생성된 질산염 이온은 탈-이온화된 물에 의해서 흡수되고, 그 다음에 이어서 상기 산화물층을 용해하기 위해 이용되는 처리 과정 동안 상기 정화 용액 속에 남게 된다. 상기 목적을 위하여, 유기 착화산, 바람직하게는 옥살산이 EP 0 160 831 B1호에 기술된 방법에 상응하게, 예를 들어 95℃의 온도에서 상기 정화 용액에 첨가된다. 이때 상기 정화 용액은 펌프(5)에 의해서 정화 순환계(2) 내부를 순환하며, 이 경우 상기 정화 용액의 일부분은 측면 연결부(도시되지 않음)를 경유하여 이온 교환기 수지를 통과하고, 상기 산화물층으로부터 용해되어 나오는 양이온들은 상기 교환기 수지에 결합된다. 마지막으로 최종 정화 단계에서는, 유기산이 상기 EP-특허 0 753 196 B1호에 기술된 방법에 상응하게 산화 방식으로, UV-방사선에 의해서 이산화탄소 및 물로 분해된다.
실험실 테스트에서는, 1차 시스템 파이프 라인의 파이프 섹션에서 기체 상태 산화를 실시하였다. 이 목적을 위하여, 첨부된 흐름도에 상응하는 테스트 기구를 사용하였다. 상기 파이프 라인은 25년 이상 전력 발생을 위해서 가동된 가압 수형 설비로부터 유래하며, 오스테나이트계 Fe-Cr-Ni-강철(DIN 1.4551)로 이루어진 내부 플레이팅을 구비했다. 그에 상응하게, 파이프 내부면에 존재하는 산화물 형상은 조밀했고, 용해되기 어려웠다. 제 2 실험실 테스트에서, 22년 동안 전력 발생을 위해서 가동된, 인코넬(Inconel) 600으로 이루어진 증기 발생기 튜브의 산화물층을 기체 상태의 오존으로 예비 산화하였다. 제 1 실험실 테스트뿐만 아니라 제 2 실험실 테스트에 대해서도 각각 과망간산염을 산화제로 사용하여 비교 테스트를 실시하였다. 여러 가지 추가 테스트에서, 3년 동안 전력 발생을 위해서 가동된, 가압 수형 설비로부터 선택된 오리지널 샘플들은 오직 NOx-기체 상태 산화 과정만을 거쳤다. 그 결과들은 아래의 표 1, 2 및 3에 요약되어 있다. 상기 표에 기재된 용어 "사이클"은 1회의 예비 산화 단계 및 1회의 정화 단계로 이해될 수 있다.
정화 방법 예비 산화 단계 처리 시간의 총합[h] 정화 단계 처리 시간의 총합[h] DF
과망간산염 + 옥살산을 기초로 하는 정화 방법 3회의 사이클, 온도 90-95℃ 40- 60 20 10-17
오존/NOx-기체 상태를 기초로 하는 정화 방법 1회의 사이클, 온도 50-55℃ 12 6 300-400
표 1: 가압 수형 원자로의 1차 파이프 라인으로부터 선택된 오스테나이트계 Fe/Cr/Ni-강철 플레이팅(DIN 1.4551)의 정화
정화 방법 예비 산화 단계 처리 시간의 총합[h] 정화 단계 처리 시간의 총합[h] DF
과망간산염 + 옥살산을 기초로 하는 정화 방법 3회의 사이클, 온도 90-95℃ 40- 60 20 3-8
오존/NOx-기체 상태를 기초로 하는 정화 방법 1회의 사이클, 온도 50-55℃ 6 6 30-60
표 2: 인코넬(Inconel) 600으로 이루어진 PWR/증기 발생기 튜브의 정화
정화 방법 전체 처리기간 DF
과망간산염 + 옥살산을 기초로 하는 정화 방법 3회의 사이클, 온도 90-95℃ 36 시간 20-35
NOx-처리 1회의 사이클, 온도 50-55℃ 12시간 100-280
표 3: PWR 설비로부터 선택된 오리지널 샘플(재료 번호 1.4550, 3년 동안 전력 발생을 위해서 가동됨)
오존을 이용한 기체 상태 산화를 위해서는, 과망간산염을 이용한 예비 산화 의 경우보다 낮은 온도에서 훨씬 더 적은 처리 시간이 소요되었음을 알 수 있다. 놀랍게도, 예비 산화 과정에 이어지는 정화 단계, 다시 말해 예비 처리된 산화물층을 옥살산을 이용해서 분리시키는 정화 단계도 마찬가지로 훨씬 더 짧은 시간 안에 실시될 수 있었다는 것이다. 본 발명에 따른 조치에서는 훨씬 더 높은 정화 팩터(DF)에 도달할 수 있다는 내용이 추가의 놀라운 결과로서 확인되었다. 상기 테스트들 그리고 그 테스트들에 상응하는 비교 테스트들에서는 각각 후처리가 동일했기 때문에, 상기 결과는 단지 기체 상태에서의 산화 작용으로서만 해석될 수 있다. 이와 같은 산화 작용은, 옥살산 또는 다른 착화 유기산을 이용해서 후속적으로 이루어지는 산화층 분해 과정을 현저하게 촉진하는 한 가지 방법으로, 산화막을 확실하게 개방한다.
비교 가능한 결과들(표 3 참조)은, 오로지 NOx만을 산화제로 이용해서 작업이 이루어지는 예비 산화 과정에서 달성되었다.
도 1은 정화 방법에 대한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 시스템 2: 정화 순환계
3: 공급 스테이션 4: 공급 라인
5: 펌프 6: 시스템 배출구
7: 유체 분리기 8: 응축물 라인
9, 10: 공급 스테이션 12: 촉매 변환기
13: 시스템 재순환 장치

Claims (20)

  1. 핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면을 정화하는 방법으로서,
    상기 산화물 층이 산화제로서 가스상 질소 산화물(NOX)에 의해 처리되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 중에 상기 산화물 층 상에는 수막이 유지되며 수용성 산화제가 사용되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수막은 스팀에 의해 생성되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 또는 상기 표면 상에 존재하는 상기 산화물 층 상으로 열이 공급되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 열은 고온 스팀 또는 고온 공기에 의해 공급되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 열은 외부 가열 장치에 의해 공급되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    처리될 상기 표면은 80 ℃ 이상의 온도로 가열되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 온도는 110 내지 180 ℃인,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 중의 질소 산화물의 농도는 1 g/N㎥ 이상으로 유지되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 질소 산화물의 농도는 10 내지 50 g/N㎥인,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리된 표면은 산화 처리 후에 스팀으로 처리되며, 상기 표면 상에는 표면에서 발생하는 스팀의 응축으로 인한 응축물이 존재하는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스팀의 온도는 100 ℃ 보다 높은,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    과잉의 상기 스팀은 응축되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 응축물은 양이온 교환기 위를 통과하는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 응축물은 내부에 존재하는 질화물을 제거하도록 환원제에 의해 처리되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 환원제로서는 히드라진이 사용되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    질산염 대 히드라진의 몰비는 1 : 0.5 이상인,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    질산염 대 히드라진의 몰비는 1 : 0.5 내지 2 : 5 범위인,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산화물 층은 상기 산화 처리 후에 유기산의 수용액으로 처리되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 유기산은 옥살산이 사용되는,
    핵시설 부품 또는 시스템의 산화물 층을 포함하는 표면의 정화 방법.
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