KR101103717B1

KR101103717B1 - 중력식 습식산화반응기의 시공방법

Info

Publication number: KR101103717B1
Application number: KR1020090093088A
Authority: KR
Inventors: 황인주; 이홍철
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2012-01-11
Also published as: KR20110035394A

Abstract

본 발명은 부력을 이용한 수직형 중력식 습식산화반응기의 시공방법에 관한 것으로서, 하단부가 밀폐된 배관 형태의 반응기 외관(100)이 매설될 지반에 반응기 외관(100)의 매설 심도로 천공을 하는 제1단계; 제1단계에서 천공된 천공홀(300)의 내부 공간을 유체로 충진하는 제2단계; 유체로 충만된 천공홀(300) 입구로 반응기 외관(100)의 하단부를 구성하는 강관을 밀어 넣는 제3단계; 및, 강관을 단계적으로 용접하여 연장하면서 반응기 외관(100)의 하단부를 구성하는 강관을 천공홀(300) 내부 바닥면까지 삽입하는 제4단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

반응기 외관, 내관, 유체, 부력, 천공홀

Description

중력식 습식산화반응기의 시공방법{Installation Method of Wet-air Oxidation Reactor with Gravity Pressure Vessel}

지중에 매설되는 중력식 압력용기 내부에서 습식산화반응을 일으켜 유기성 폐기물을 산화 처리하는 중력식 습식산화반응기의 반응기 외관(100)이나 그 내부에 삽입되는 내관(200)을 시공하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 반응기 외관(100)이 삽입되는 천공홀(300) 내부에 유체를 충진하거나 내관(200)이 삽입되는 반응기 외관(100)의 내부에 유체를 충진하고, 유체의 부력으로 반응기 외관(100)이나 내관(200)의 무게를 상쇄하여 대형 크레인을 구비하지 않더라도 작업이 가능한 것을 특징으로 한다.

지중에 매설되는 중력식 습식산화반응기의 경우 반응기 외관(100) 및 반응기 외관(100)의 내부로 유기성 폐기물이나 냉각수, 또는 산소 등을 공급하거나 배출하기 위한 다수 개의 내관(200)으로 구성된다.

이러한 반응기 외관(100)의 경우 외경이 500 mm 이상이고 총 길이는 1000 m 이상인 경우도 있는데, 1000 m 에 이르는 반응기 외관(100)을 미리 제작하여 한 번에 매설하는 것이 아니라 다수 개의 강관을 하나 씩 천공홀에 삽입하면서 용접으로 이어붙이게 된다.

따라서 작업 초기에는 튜브의 하중이 별 문제되지 않으나 작업이 점차 진행되어 반응기 외관(100)의 모습을 갖추어 감에 따라 하중이 지속적으로 증가하여 웬만한 크레인으로는 이러한 하중을 감당할 수 없게 된다.

예를 들어 외경이 500 mm 이고 길이가 1000 m 인 강관의 무게는 개략 300 톤에 이르는데 이러한 무게를 감당할 수 있는 크레인이 확보되지 않으면 작업이 불가능하게 된다.

따라서 설치 과정에서 반응기 외관(100)의 자중을 상쇄하여 무게를 감소시킬 수 있는 새로운 공법의 도입이 시급히 요구되는 실정이다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은 유체의 부력을 이용하여 매설되는 반응기 외관(100)이나 내관(200)의 무게를 상쇄하여 대형 크레인이 구비되지 않더라도 시공 작업을 용이하게 수행하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.

본 발명은 수직형 중력식 습식산화반응기의 시공방법에 관한 것으로서, 하단부가 밀폐된 배관 형태의 반응기 외관(100)이 매설될 지반에 반응기 외관(100)의 매설 심도로 천공을 하는 제1단계; 제1단계에서 천공된 천공홀(300)의 내부 공간을 유체로 충진하는 제2단계; 유체로 충만된 천공홀(300) 입구로 반응기 외관(100)의 하단부를 구성하는 강관을 밀어 넣는 제3단계; 및, 강관을 단계적으로 용접하여 연장하면서 반응기 외관(100)의 하단부를 구성하는 강관을 천공홀(300) 내부 바닥면까지 삽입하는 제4단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기술적 구성에 따르면 유체의 부력이 반응기 외관(100)이나 내관(200)의 하중을 상당 부분 상쇄하여 크레인에 걸리는 하중을 획기적으로 감쇄하 여 작업을 용이하고 신속하게 수행할 수 있음은 물론 대형 크레인 도입에 따른 비용도 절감할 수 있다. 또한 이러한 시공방법을 적용할 경우 반응기 외관(100)이나 내관(200)의 직경과 길이가 증가하더라도 작업이 가능하여 효율과 용량이 획기적으로 증대된 중력식 습식산화반응 시설을 제공하는 기술적 효과도 도모할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 보다 구체적으로 살펴본다.

도1은 중력식 습식산화반응기의 전체 구성을 도시하고, 도2는 반응기 외관(100)을 설치하는 과정을 도시하고, 도3은 내관(200)을 설치하는 과정을 도시한다.

또한 도4는 반응기 외관(100)을 설치하는 과정에서 반응기 외관(100) 내부에도 유체를 충진하는 과정을 도시하고, 도5는 내관(200)을 설치하는 과정에서 내관(200)의 내부에도 유체를 충진하는 과정을 도시한다.

<제1실시예>

(1) 제1단계

하단부가 밀폐된 배관 형태의 반응기 외관(100)이 매설될 지반에 반응기 외관(100)의 매설 심도로 천공을 하는 단계이다.

천공 과정에서 특이한 사항은 없으며 반응기 외관(100)의 최종 매설 깊이에 맞추어 천공이 이루어진다.

천공홀(300)의 직경은 반응기 외관(100)을 구성하는 강관들이 용이하게 삽입될 수 있도록 강관의 직경보다 크게 천공하여야 한다.

만약 반응기 외관(100)을 삽입하고 천공홀(300)과 반응기 외관(100)의 외벽 사이의 빈 공간을 몰타르 등으로 채울 경우에는 이러한 공간도 미리 고려하여 천공한다.

(2) 제2단계

제1단계에서 천공된 천공홀(300)의 내부 공간을 유체로 충진하는 단계이다.

유체를 충진하는 이유는 유체의 부력을 이용하여 반응기 외관(100)을 구성하는 강관의 하중을 상쇄하기 위함인데, 사용되는 유체의 종류에는 특별한 제한이 없으나 일반적으로 물을 사용하는 것이 바람직하다.

(3) 제3단계

유체로 충만된 천공홀(300) 입구로 반응기 외관(100)의 하단부를 구성하는 강관을 밀어 넣는 단계이다.

반응기 외관(100)의 하단부를 구성하는 강관의 하단부는 밀폐되어 있으므로 강관을 천공홀(300)에 밀어 넣음에 따라 천공홀(300) 내부에 채워진 유체는 천공홀(300)의 입구를 통하여 지면으로 흘러 나오게 된다.

(4) 제4단계

강관을 단계적으로 용접하여 연장하면서 반응기 외관(100)의 하단부를 구성하는 강관을 천공홀(300) 내부 바닥면까지 삽입하는 단계이다.

하나의 강관이 삽입되면 삽입된 강관의 상단부에 그 다음 강관의 하단부를 용접하는 방식으로 강관의 길이를 연장하면서 단계적으로 천공홀(300) 내부에 용접된 강관을 삽입하는 과정으로서, 반응기 외관(100)의 하단부를 구성하는 강관의 하단부가 천공홀(300) 내부 바닥면에 도달하도록 삽입한다.

이와 같은 과정에서 강관의 길이가 연장됨에 따라 강관 전체의 무게도 함께 증가하게 되는데, 강관이 천공홀(300) 내부로 삽입됨에 따라 천공홀(300) 내부에 채워진 유체에 의한 부력이 작용하여 이러한 강관의 무게를 상쇄하게 되고 강관을 지지하는 크레인에 걸리는 하중도 감소된다.

반응기 외관(100)을 구성하는 강관의 삽입이 완료되면 반응기 외관(100)의 상단부를 지지하는 지상 구조물을 설치하면 된다.

<제2실시예>

반응기 외관(100)의 설치가 완료된 후 반응기 외관(100)의 내부에 하단부가 밀폐된 별도의 내관(200)을 설치하는 경우에 해당하는 실시예이다.

(1) 제1단계

제1실시예의 경우와 동일하다.

(2) 제2단계

제1실시예의 경우와 동일하다.

(3) 제3단계

제1실시예의 경우와 동일하다.

(4) 제4단계

제1실시예의 경우와 동일하다.

(5) 제5단계

제4단계가 완료된 후 반응기 외관(100)의 내부 공간을 유체로 충진하는 단계이다.

반응기 외관(100)의 내부에 별도의 내관(200)을 설치하는 것이므로 내관(200)의 하중을 상쇄할 수 있도록 반응기 외관(100)의 내부 공간에 유체를 충진한다.

(6) 제6단계

유체로 충만된 반응기 외관(100)의 입구로 하단부가 밀폐된 내관(200)의 하단부를 구성하는 강관을 밀어 넣는 단계이다.

내관(200)의 하단부를 구성하는 강관의 하단부는 밀폐되어 있으므로 강관을 반응기 외관(100)에 밀어 넣음에 따라 반응기 외관(100) 내부에 채워진 유체는 반응기 외관(100)의 입구를 통하여 흘러 넘치게 된다.

(7) 제7단계

강관을 단계적으로 용접하면서 내관(200)의 하단부를 구성하는 강관을 반응기 외관(100)의 하부까지 삽입하는 단계이다.

이와 같은 과정에서 내관(200)을 구성하는 강관의 길이가 연장됨에 따라 강관 전체의 무게도 함께 증가하게 되는데, 강관이 반응기 외관(100) 내부로 삽입됨에 따라 반응기 외관(100) 내부에 채워진 유체에 의한 부력이 작용하여 이러한 강 관의 무게를 상쇄하게 되고 강관을 지지하는 크레인에 걸리는 하중도 감소된다.

반응기 외관(100)을 구성하는 강관의 삽입이 완료되면 내관(200)의 상단부를 지지하기 위하여 필요한 지상 구조물을 설치하면 된다.

<제3실시예>

상기 제1실시예 또는 제2실시예의 제4단계는 추가 공정(제4-1단계)이 포함될 수 있다.

즉, 제4단계에서 반응기 외관(100)을 구성하는 강관을 천공홀(300) 내부로 삽입하는 과정에서 천공홀(300) 내부 유체에 의한 부력이 증가하여 오히려 반응기 외관(100)을 구성하는 강관 전체의 하중을 능가하는 경우 반응기 외관(100)을 구성하는 강관이 더 이상 삽입되지 않으므로 이럴 경우에는 부력을 상쇄할 수 있을 정도의 유체를 천공홀(300)에 삽입된 반응기 외관(100)을 구성하는 강관 내부에 충진하여 강관 전체의 하중을 증가시켜 삽입이 이루어지도록 한다

나머지 공정은 기존의 제1실시예나 제2실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.

<제4실시예>

제2실시예에의 제7단계에도 추가 공정(제7-1단계)이 포함될 수 있다.

즉, 제7단계에서 내관(200)을 구성하는 강관을 반응기 외관(100) 내부로 삽입하는 과정에서 반응기 외관(100) 내부 유체에 의한 부력이 증가하여 오히려 내 관(200)을 구성하는 강관 전체의 하중을 능가하는 경우 내관(200)을 구성하는 강관이 더 이상 삽입되지 않게 된다. 이럴 경우 부력을 상쇄할 수 있을 정도의 유체를 반응기 외관(100)에 삽입된 내관(200)을 구성하는 강관의 내부에 충진하여 강관 전체의 하중을 증가시켜 삽입이 이루어지도록 한다.

나머지 공정은 기존의 제2실시예와 동일한 바 중복된 설명을 생략한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

도1은 중력식 습식산화반응 시스템의 전체 구성을 도시한다.

도2는 반응기 외관(100)을 설치하는 과정을 도시한다.

도3은 내관(200)을 설치하는 과정을 도시한다.

도4는 반응기 외관(100)을 설치하는 과정에서 반응기 외관(100) 내부에도 유체를 충진하는 과정을 도시한다.

도5는 내관(200)을 설치하는 과정에서 내관(200)의 내부에도 유체를 충진하는 과정을 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:반응기 외관

200:내관

300:천공홀

Claims

유체의 부력을 이용한 중력식 습식산화반응기의 시공방법에 관한 것으로서,

하단부가 밀폐된 배관 형태의 반응기 외관(100)이 매설될 지반에 반응기 외관(100)의 매설 심도로 천공을 하는 제1단계;

제1단계에서 천공된 천공홀(300)의 내부 공간을 유체로 충진하는 제2단계;

유체로 충만된 천공홀(300) 입구로 반응기 외관(100)의 하단부를 구성하는 강관을 밀어 넣는 제3단계;

강관을 단계적으로 용접하여 연장하면서 반응기 외관(100)의 하단부를 구성하는 강관을 천공홀(300) 내부 바닥면까지 삽입하는 제4단계;

제4단계가 완료된 후 반응기 외관(100)의 내부 공간을 유체로 충진하는 제5단계;

유체로 충만된 반응기 외관(100)의 입구로 하단부가 밀폐된 내관(200)의 하단부를 구성하는 강관을 밀어 넣는 제6단계; 및,

강관을 단계적으로 용접하면서 내관(200)의 하단부를 구성하는 강관을 반응기 외관(100)의 하부까지 삽입하는 제7단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중력식 습식산화반응기의 시공방법.
제1항에서,

제4단계에서 반응기 외관(100)을 구성하는 강관을 천공홀(300) 내부로 삽입하는 과정에서 천공홀(300) 내부 유체에 의한 부력이 증가하여 반응기 외관(100)을 구성하는 강관이 더 이상 삽입되지 않을 경우 부력을 상쇄할 수 있을 정도의 유체를 천공홀(300)에 삽입된 반응기 외관(100)의 내부에 충진하는 제4-1단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중력식 습식산화반응기의 시공방법.
제1항 또는 제2항에서,

제7단계에서 내관(200)을 구성하는 강관을 반응기 외관(100) 내부로 삽입하는 과정에서 반응기 외관(100) 내부 유체에 의한 부력이 증가하여 내관(200)을 구성하는 강관이 더 이상 삽입되지 않을 경우 부력을 상쇄할 수 있을 정도의 유체를 반응기 외관(100)에 삽입된 내관(200)의 내부에 충진하는 제7-1단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중력식 습식산화반응기의 시공방법.
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