KR101173832B1 - 원자력발전소의 폐수지 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력발전소에서 사용되는 증기발생기의 취출수계통에서 사용된 폐수지를 건조시키기 위한 폐수지 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장함을 밀폐형구조로 제작하고, 투입구를 저장함의 상부 중앙에 설치하며, 상기 저장함의 공기분사관을 건조함의 내벽을 따라 "ㅁ"자 형상으로 설치하고, 저장함의 외측에 압력게이지와 안전밸브, 통기구 및 여과조절장치등을 부착함으로써 폐수지의 건조효율성을 극대화시킨 원자력발전소의 폐수지 건조장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 밀폐형 사각용기 형상으로 폐수지가 수용되는 건조함; 건조함의 상부 중앙에 설치되어 폐수지가 투입되는 투입구; 건조함의 상부 일측에 설치되어 압축공기를 건조함의 내부에 주입시키는 공기주입구; 건조함의 상부 일측에 설치되어 작업자가 출입하는 출입구; 건조함의 전면에서 상부로 연결 설치된 사다리; 건조함의 일측면 하단에 설치되어 폐수지가 배출되는 배출구; 건조함의 하부 중앙에 설치되어 폐수가 배출되는 드레인; 건조함의 일측면 하단에 설치되어 이물질 및 찌꺼기가 수용되는 이물질배출구; 건조함의 내부 하단에 설치되어 폐수지가 누출되지 않도록 걸러주는 판 형상의 메시필터; 건조함의 내벽을 따라 "ㅁ"자 형상으로 설치되고, 외주면에 다수의 통기공이 형성되어 압축공기를 건조함의 내부로 토출시키는 공기분사관; 공기주입구의 내측 하단부에 설치되고 다수의 분사노즐이 구비되어 압축공기를 건조함의 내부에 높이별로 토출시키는 공기주입관; 공기분사관의 하단에 설치되고 다수의 통기공이 형성되어 압축공기를 다양한 위치에서 토출시키는 공기토출관으로 구성된 원자력발전소의 폐수지 건조장치에 있어서, 상기 공기분사관을 건조함의 내벽을 따라 "ㅁ"자 형상으로 설치하여 압축공기를 건조함 내부의 다양한 위치로 토출시키고, 상기 메시필터를 경사지게 설치하여 배출구가 위치한 곳으로 폐수지를 용이하게 유도배출하는 것을 특징으로 한 원자력발전소의 폐수지 건조장치가 제공된다.

Description

원자력발전소의 폐수지 건조장치{An apparatus for drying resin}

본 발명은 원자력발전소에서 사용되는 증기발생기의 취출수계통에서 사용된 폐수지를 건조시키기 위한 원자력발전소의 폐수지 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장함을 밀폐형구조로 제작하고, 투입구를 저장함의 상부 중앙에 설치하며, 상기 저장함의 공기분사관을 건조함의 내벽을 따라 "ㅁ"자 형상으로 설치하고, 저장함의 외측에 압력게이지와 안전밸브, 통기구 및 여과조절장치등을 부착함으로써 폐수지의 건조효율성을 극대화시킨 원자력발전소의 폐수지 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 원자력발전소에서 주로 사용하고 있는 경수로나 중수로에서는 감속재 및 냉각재로서 경수(輕水)나 중수(重水)를 사용하고 있다.

특히, 경수로를 이용한 원자력발전소에서는 원전연료로부터 발생되는 에너지에 의해 가열된 1차냉각재를 냉각계층에 연결된 증기발생기로 보내 2차냉각재를 가열하고, 그 결과 발생된 증기를 이용하여 터빈을 작동시켜 전력을 생산하고 있다.

이러한 시스템에서 사용되는 1차냉각재와 2차냉각재는 각각의 계통을 순환하며 원자로 또는 증기발생기로 재주입되게 되는데, 이때 원전연료가 핵분열되면서 발생되는 소정의 핵분열 생성물이나 그 밖의 미세한 불순물에 의해 오염된다.

따라서 원자로 또는 증기발생기로 재주입하기 전에 이온교환수지 및 필터를 이용하여 여과하는 단계를 반드시 수행하여야 한다.

이러한 원자로 내부를 직접 통과하는 1차냉각재는 원전연료가 핵분열하면서 발생되는 방사능에 노출되는 정도가 강한 반면, 2차냉각재는 증기발생기 내부로 주입되는 1차냉각재를 냉각시키고 있어 1차냉각재에 비해 방사능에 노출되는 정도가 덜하게 된다.

따라서 1차냉각재를 여과하는데 사용된 폐수지는 방사능에 오염되는 정도가 심해 수명이 다하는 경우 고준위 폐기물로 구분되어 SRDS(Spent Resin Drying System)로 건조운전하여 HIC(High Integrity Container)에 봉입한 후 방사성폐기물 저장고에 저장한다.

그리고 2차냉각재를 여과하는데 사용된 폐수지는 방사능에 오염되는 정도가 미미하여 건조시킨 후 마대자루 등에 수용하여 자체처분 폐기물 보관창고에 저장하게 된다.

이러한 폐수지들은 완전하게 건조되지 않은 상태에서는 중량이 많이 나가 취급이 용이하지 않고 특히 미건조상태로 철제 드럼에 봉입되어 저장되면 시간이 경과함에 따라 철제드럼을 부식시키고 폐액을 누출시켜 주변 환경이 방사능에 오염될 수 있기 때문에 완전히 건조시켜 폐기처분하여야 한다.

그러나 상기한 종래의 폐수지 건조장치는 건조작업 시 발생하는 강한 내압으로 인하여 건조함의 클램프 고정부를 제외한 나머지부분이 포물선 형상으로 부풀어 올라 그 틈새부를 통해 압축공기 및 수지가 외부로 누출되는 문제점이 있었다.

그리고 공기주입구의 압력이 높아서 건조작업 시 건조함의 내부압 상승으로 인해 건조함이 파손되는 문제점이 있었고, 상기 공기주입구를 통하여 수분이 유입됨으로써 건조효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 공기주입관의 근처 구역과 멀리 떨어진 구역의 건조상태가 차이나는 문제점이 있었고, 투입구의 위치가 중앙이 아닌 일측에 치우쳐 형성되어 폐수지가 경사지게 적층됨으로써 작업자가 폐수지의 정확한 양을 판단하지 못하여 건조작업의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소할 수 있도록 저장함을 밀폐형구조로 제작하고, 상기 저장함의 공기분사관을 건조함의 내벽 전체를 둘러 배치되는 "ㅁ" 자 형상으로 설치하며, 건조작업 시 유용한 장치 및 장비를 추가 설치한 원자력발전소의 폐수지 건조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 밀폐형 사각용기 형상으로 폐수지가 수용되는 건조함; 건조함의 상부 중앙에 설치되어 폐수지가 투입되는 투입구; 건조함의 상부 일측에 설치되어 압축공기를 건조함의 내부에 주입시키는 공기주입구; 건조함의 상부 일측에 설치되어 작업자가 출입하는 출입구; 건조함의 전면에서 상부로 연결 설치된 사다리; 건조함의 일측면 하단에 설치되어 폐수지가 배출되는 배출구; 건조함의 하부 중앙에 설치되어 폐수가 배출되는 드레인; 건조함의 일측면 하단에 설치되어 이물질 및 찌꺼기가 수용되는 이물질배출구; 건조함의 내부 하단에 설치되어 폐수지가 누출되지 않도록 걸러주는 판 형상의 메시필터; 건조함의 하부 내벽을 따라 "ㅁ"자 형상으로 설치되고, 외주면에 다수의 통기공이 형성되어 압축공기를 건조함의 내부로 토출시키는 공기분사관; 공기주입구의 내측 하단부에 설치되고 다수의 분사노즐이 구비되어 압축공기를 건조함의 내부에 높이별로 토출시키는 공기주입관; 공기분사관의 하단에 설치되고 다수의 통기공이 형성되어 압축공기를 다양한 위치에서 토출시키는 공기토출관으로 구성된 원자력발전소의 폐수지 건조장치에 있어서, 상기 공기분사관을 건조함의 내벽을 따라 "ㅁ"자 형상으로 설치하여 압축공기를 건조함 내부의 다양한 위치로 토출시키며, 상기 메시필터를 경사지게 설치하여 배출구가 위치한 곳으로 폐수지를 용이하게 유도배출하는 것을 특징으로 한 원자력발전소의 폐수지 건조장치를 제공한다.

이와 같이 본 발명은 저장함을 밀폐형구조로 제작하고, 투입구를 저장함 상부의 중앙에 설치하며, 건조작업 시 유용한 장치 및 장비를 추가 설치함으로써 다양한 방향에서 압축공기가 토출되어 건조 효율성이 증대되고 건조 시간이 단축되는 등 폐수지 건조작업에 대한 작업 효율이 향상되는 여러가지의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 폐수지 건조장치의 정면도.
도 2는 본 발명의 폐수지 건조장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 폐수지 건조장치의 측면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 원자력발전소의 폐수지 건조장치(100)는 원자력발전소에서 사용되는 증기발생기의 취출수계통에서 사용된 폐수지를 건조시키기 위한 장치이다.

상기한 폐수지 건조장치(100)는 도 1내지 도 2에 도시된 바와 같이 밀폐형 사각용기 형상으로 폐수지가 수용되는 건조함(1)과 건조함(1)의 상부 중앙에 설치되어 폐수지가 투입되는 투입구(2)와 건조함(1)의 상부 일측에 설치되어 압축공기를 건조함(1)의 내부에 주입시키는 공기주입구(3)와 건조함(1)의 상부 일측에 설치되어 작업자가 출입하는 출입구(4)와 건조함(1)의 전면에서 상부로 연결 설치된 사다리(5)와 건조함(1)의 일측면 하단에 설치되어 폐수지가 배출되는 배출구(6)와 건조함(1)의 하부 중앙에 설치되어 폐수가 배출되는 드레인(7)과 건조함(1)의 일측면 하단에 설치되어 이물질 및 찌꺼기가 수용되는 이물질배출구(8)와 건조함(1)의 내부 하단에 설치되어 폐수지가 누출되지 않도록 걸러주는 판 형상의 메시필터(9)와 건조함(1)의 내벽을 따라 "ㅁ"의 형상으로 설치되고, 외주면에 다수의 통기공이 형성되어 압축공기를 건조함(1)의 내부로 토출시키는 공기분사관(10)과 공기주입구(3)의 내측 하단부에 설치되고 다수의 분사노즐(11)이 구비되어 압축공기를 건조함(1)의 내부에 높이별로 토출시키는 공기주입관(12)과 공기분사관(10)의 하단에 설치되고 다수의 통기공이 형성되어 압축공기를 다양한 위치에서 토출시키는 공기토출관(13)으로 구성된다.

이러한 폐수지 건조장치(100)는 투입구(2)를 통해 취출수계통에서 사용된 폐수지가 건조함(1)의 내부에 적층되는데, 이때 일정량이 적층되면 투입구(2)를 봉하여 건조함(1)을 밀폐시킨다.

이후 공기주입구(3)를 통해 외부발전소의 압축공기 공급 배관으로부터 공급받은 압축공기를 건조함(1)의 내부로 토출시키며, 이때 압축공기는 공기주입구(3)의 내측 하단부에 설치된 공기토출관(13) 및 공기주입관(12)과 공기분사관(10)을 통하여 건조함(1)의 내부 깊숙히 토출된다.

이때 상기 공기주입관(12)의 외주면에는 일정간격을 두고 다수의 분사노즐(11)이 설치되어 있는데, 이는 건조함(1)의 내부에 수용된 폐수지의 적층 높이에 대응하여 압축공기를 토출하기 위한 것이다.

그리고 상기 공기분사관(10)은 건조함(1)의 내부 중간하측에 설치되며 건조함(1)의 내벽을 따라 "ㅁ"자 형상으로 설치되고 다수의 분사공이 천공되어 건조함(1)의 상부와 측부는 물론이고 내부 깊숙히 일정크기의 입자가 쌓인 폐수지의 내부나 건조함(1)의 저부까지 압축공기를 토출할 수 있으므로 폐수지를 고루고루 건조할 수 있게 된다.

폐수지의 건조가 완료되면 다수의 통수공이 형성되어 있는 메시필터(9)를 통해 폐수지와 폐수가 분리되는데, 이때 폐수지는 외부의 펌프와 연결된 건조함(1)의 배출구(6)를 통하여 외부로 배출되고, 폐수는 드레인(7)을 통하여 외부로 배출된다.

이때 상기 메시필터(9)는 배출구(6)가 설치된 방향으로 갈수록 낮아지도록 경사지게 설치되어, 폐수지를 배출구(6)로 더욱 더 용이하게 유도할 수 있게 되므로, 작업자가 건조함(1)의 내부로 투입하여 폐수지를 직접 폐출시키던 종래의 불편함을 해소할 수 있고, 작업자의 건강에 영향을 주는 문제점도 해소할 수 있다.

이밖에 배출과정에서 미쳐 배출되지 못한 각종 이물질과 찌꺼기들은 이물질배출구(8)를 통하여 배출되는데 이는 추후에 작업자가 건조함(1)의 전면에서부터 건조함(1)의 상부까지 설치된 사다리(5)를 타고 건조함(1)의 상부로 올라가 상부에 설치된 출입구(4)를 통하여 건조함(1)의 내부에 직접 들어가서 처리한다.

이때 상기 출입구(4)는 밀폐구조용 맨홀로 구성되며 고무가스켓과 함께 다수의 볼트와 너트로 체결되어 폐수지의 건조작업시 공기 및 폐수지의 누설을 최대한 억제할 수 있다.

이러한 폐수지 건조장치(100)의 구조 및 구성에 따른 본 발명은 건조함(1) 내부의 압력상승을 방지할 수 있는 특징을 가지고 있다.

이는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 건조함(1)의 상부 일측에 안전밸브(14)가 설치되어 폐수지 건조장치(100)의 순환계통에 일정압력 이상의 이상과압이 걸릴경우 상기 안전밸브(14)가 자동으로 작동하여 압력을 외부로 배출함으로써 건조함(1) 내부의 압력상승을 방지할 수 있다. 따라서 압력상승으로 인한 건조함(1)의 파손이나 순환계통의 파손을 막을 수 있다.

그리고 외부발전소 내의 압축공기 공급 배관으로부터 공급받은 압축공기를 건조함(1)의 내부 구석까지 골고루 토출시킬 수 있는 다른 특징을 가지고 있다.

이는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 건조함(1)의 상부 일측 즉, 투입구(2)의 위치를 건조함(1)의 상부 중앙으로 옮겨 설치하고, 본래의 투입구가 있던 자리에 공기공급구(15)가 설치되어 압축공기를 건조함(1)의 내부 구석까지 골고루 토출할 수 있다.

즉, 공기주입구(3)에서 토출된 압축공기가 배관을 타고 공기공급구(15)로 전달되며, 이때 공기공급구(15)의 내측 하단부에 설치되어 네개의 기둥으로 고정된 정방형의 격판(16)에 의해 건조함(1) 내부의 좌우로 골고루 분포되는 것이다.

이에 따라 투입구(2)의 위치가 중앙이 아닌 한쪽으로 치우쳐서 폐수지가 한쪽으로 경사지게 적층되는 종래의 파단을 막을 수 있을 뿐만 아니라 건조함(1) 내부의 건조효율을 균등하게 할 수 있다.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이 건조함(1)의 상부 타측에 통기구(17)가 별도로 설치된 또 다른 특징을 가지고 있다.

즉, 폐수지의 건조작업 시 하부 드레인(7) 배관부와 상기 통기구(17)를 동시에 개방하여 압축공기가 건조함(1)의 내부에서 원활하게 순환할 수 있도록 하여 건조작업에 소요되는 시간을 단축시키고, 밀폐로 인한 내압상승을 방지하여 건조함(1)의 사용수명을 연장시킬 수 있다.

또한 건조작업 과정에서 생성된 폐수를 드레인(7)을 통하여 배출시 상기 통기구(17)를 통하여 외부 공기가 유입되어 폐수의 배출을 원활하게 할 수 있다.

그리고 도 1에 도시된 바와 같이 건조함(1) 전면의 중단에 여과조절장치(18)가 추가 설치되어 있다.

상기 여과조절장치(18)는 압력 조절 및 수분제거를 위한 장치로서 0.1bar ~ 9bar까지 압력조절이 가능하고 여과조절장치(18)의 필터를 통하여 걸러진 수분은 일정량 이상이 수용되면 자동으로 건조함(1)의 외부로 배출된다.

따라서 건조함(1) 내부압 상승을 억제하여 건조함(1) 파손의 위험성을 막을 수 있고, 건조함(1)의 내부로 유입되는 수분을 제거함으로써 폐수지의 건조효율을 증가 시킬 수 있는 특징이 있다.

또한 건조함(1)의 전면 중단에 압력게이지(19)를 부착하여 순환계통의 과압 여부를 작업자가 육안으로 확인 가능하여 내부압력의 조절이 용이하고, 건조함(1)의 전면 일측에 스케일보드(20)를 설치하여 건조함(1) 내부에 적층된 폐수지의 적층량을 작업자가 계측 가능하여 폐수지 건조작업을 계획적으로 진행할 수 있는 것도 우수한 특징이다.

이와 같이 본 발명의 폐수지 건조장치(100)는 건조작업 시 유용한 장치 및 장비들이 추가 설치됨에 따라 다양한 방향에서 압축공기가 토출되어 건조 효율성이 증대되고 건조 시간이 단축되는 등 여러가지의 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부한 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변형 및 변환이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서, 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 명백할 것이다.

1 : 건조함 2 : 투입구
3 : 공기주입구 4 : 출입구
5 : 사다리 6 : 배출구
7 : 드레인 8 : 이물질배출구
9 : 메시필터 10 : 공기분사관
11 : 분사노즐 12 : 공기주입관
13 : 공기토출관 14 : 안전밸브
15 : 공기공급구 16 : 격판
17 : 통기구 18 : 여과조절장치
19 : 압력게이지 20 : 스케일보드
100 : 폐수지건조장치

Claims (4)

1. 밀폐형 사각용기 형상으로 폐수지가 수용되는 건조함(1); 건조함(1)의 상부 중앙에 설치되어 폐수지가 투입되는 투입구(2); 건조함(1)의 상부 일측에 설치되어 압축공기를 건조함(1)의 내부에 주입시키는 공기주입구(3); 건조함(1)의 상부 일측에 설치되어 작업자가 출입하는 출입구(4); 건조함(1)의 전면에서 상부로 연결 설치된 사다리(5); 건조함(1)의 일측면 하단에 설치되어 폐수지가 배출되는 배출구(6); 건조함(1)의 하부 중앙에 설치되어 폐수가 배출되는 드레인(7); 건조함의 일측면 하단에 설치되어 이물질 및 찌꺼기가 수용되는 이물질배출구(8); 건조함(1)의 내부 하단에 설치되어 폐수지가 누출되지 않도록 걸러주는 판 형상의 메시필터(9); 건조함(1)의 내벽을 따라 "ㅁ"의 형상으로 설치되고, 외주면에 다수의 통기공이 형성되어 압축공기를 건조함(1)의 내부로 토출시키는 공기분사관(10); 공기주입구(3)의 내측 하단부에 설치되고 다수의 분사노즐(11)이 구비되어 압축공기를 건조함(1)의 내부에 높이별로 토출시키는 공기주입관(12); 공기분사관(10)의 하단에 설치되고 다수의 통기공이 형성되어 압축공기를 다양한 위치에서 토출시키는 공기토출관(13); 으로 구성된 원자력발전소의폐수지 건조장치에 있어서, 상기 공기분사관(10)을 건조함(1)의 내벽을 따라 "ㅁ"자 형상으로 설치하여 압축공기를 건조함(1) 내부의 다양한 위치로 토출시키고, 상기 메시필터(9)를 경사지게 설치하여 배출구(6)가 위치한 곳으로 폐수지를 용이하게 유도배출하는 것을 특징으로 한 원자력발전소의 폐수지 건조장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 건조함(1)의 상부 일측에 안전밸브(14)를 설치하여 건조함(1) 내부의 압력을 조절하는 것을 특징으로 한 원자력발전소의 폐수지 건조장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 건조함(1)의 상부 일측에 공기공급구(15)를 설치하고, 타측에 통기구(17)을 설치하여 압력공기를 건조함(1)의 내부에 골고루 투입하고 건조함(1)의 밀폐로 인한 내압상승을 방지하는 것을 특징으로 한 원자력발전소의 폐수지 건조장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 건조함(1)의 전면 중단에 여과조절장치(18)와 압력게이지(19)를 설치하고 전면의 일측에 스케일보드(20)를 설치하여, 건조함(1)의 내부로 수분이 유입되는 것을 방지하고, 순환계통의 과압 여부 및 건조함(1)의 내부에 적층된 폐수지의 양을 작업자가 직접 확인하고 계측할 수 있는 것을 특징으로 한 원자력발전소의 폐수지 건조장치.

Images