KR101197042B1 - 이동형 방사성 폐기물 고화설비 - Google Patents

이동형 방사성 폐기물 고화설비 Download PDF

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이세엽
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(주)한국원자력 엔지니어링
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Abstract

고화설비를 각 기능부 별로 분리형성하여 이동을 용이하게 함으로서 사용하지 않을 때에는 별도의 장소로 이동시켜 보관함으로써 원자력발전소 시설물을 점유하였던 공간을 활용할 수 있고, 사용할 때에는 방사성 폐기물의 고화가 필요한 원자력발전소로 이동시키는 것이 가능하므로 전용으로 사용되었던 종래의 고화설비에 비하여 활용 효율을 향상시킬 수 있는 이동형 방사성 폐기물 고화설비를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 이동형 고화설비는, 드럼통체를 일정경로로 이송시키기 위한 콘베이어장치와, 콘베이어장치의 이송경로 상에 설치되어 드럼통체 내에 고화제를 투입하는 고화제투입장치와, 콘베이어장치의 이송경로 상에 설치되어 드럼통체에 뚜껑을 밀폐시키는 뚜껑밀폐장치를 구비하며, 콘베이어장치는, 드럼통체를 공급 및 배출하기 위한 제1 콘베이어유닛, 뚜껑밀폐장치가 설치되는 제2 콘베이어유닛 및 고화제투입장치가 설치되는 제3 콘베이어유닛으로 분리형성되고 제1 결합수단에 의해 상호 분리가능하게 결합되어 차례로 배치되며, 제3 콘베이어유닛과 고화제투입장치는 제2 결합수단에 의해 분리가능하게 결합되어 이루어진 구성이다.

Description

이동형 방사성 폐기물 고화설비{SOLIDIFICATION EQUIPMENT OF RADIOACTIVE WASTE}
본 발명은 방사성 폐기물 고화설비에 관한 것으로, 특히 평소(비 사용시)에는 각 기능부를 분리하여 별도의 장소에 보관할 수 있고 필요시(사용시)에만 사용장소로 이동시킨 후 조립하여 사용할 수 있도록 한 이동형 방사성 폐기물 고화설비에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전소 가동중에 발생하는 액체 방사성 폐기물은, 증발기에 의하여 증발처리되며, 이 과정에서 증발기 하부에 농축된 폐액이 잔류하게 되고, 이 농축폐액은 방,저준위 방사성 폐기물로서 농축폐액 건조설비(CWDS)에 의하여 증발, 농축시켜 소립자 형태로 분말화시킨 후, 드럼내에 수용하고 고형화하여 폐기처리하고 있다.
또한, 원자력 발전소의 감속재계통, 열수송계통, 차폐냉각계통, 핵연료저장계통 등에서 사용을 마친 작은 알갱이 형태의 이온교환수지도 중저준위 방사성 폐기물로서 역시 드럼 내에 수용하고 고형화하여 폐기처리하고 있으며, 이러한 방사성 폐기물의 고화제로는 액상의 폴리머에 폴리머 경화제를 혼합하여 사용하고 있다.
이러한 방사성 폐기물의 고형화 처리를 위한 고화설비는, 도 1에 도시된 바와 같이, 자동 이송기구인 콘베이어장치(1)와, 이 콘베이어장치(1)의 경로 상에 설치된 고화제투입장치(2) 및 뚜껑밀폐장치(3)로 이루어져 있다.
따라서, 방사성 폐기물을 내부에 채운 드럼통체(4)를 콘베이어장치(1)에 투입하면, 드럼통체(4)는 콘베이어장치(1)에 의해 일정 경로로 이송되며, 이송도중에 고화제투입장치(2)는 드럼통체(4) 내부를 진공흡입함과 동시에, 방사성 폐기물을 고형화시키기 위한 폴리머와 경화제를 고화제공급장치(도시안됨)로부터 공급받아 드럼통체(4) 내부에 투입하고, 이어서 뚜껑밀폐장치(3)는 드럼통체(4)의 입구를 뚜껑으로 밀폐시키도록 되어 있다.
이러한 방사성 폐기물의 고화설비는 콘베이어장치(1), 고화제투입장치(2) 및 뚜껑밀폐장치(3)가 콘트롤러(5)에 의해 제어되어 자동으로 동작되며, 콘베이어장치(1)의 경로 끝 부분에는 호스트체인 등의 견인장치(6)가 설치되어 처리완료된 드럼통체(4)를 콘베이어장치(1)에서 배출하도록 되어 있다.
도 2는 종래의 고정형 방사성 폐기물 고화설비를 나타낸 사시도로서, 고정형 고화설비는 각 기능부가 일체적으로 구성되어 원자력발전소의 시설물 내에 붙박이 형태로 고정 설치된다.
도시된 바와 같이 콘베이어장치(1)는 방사성 폐기물을 충진한 드럼통체(4)를 공급하기 위한 제1 콘베이어유닛(1a), 제1 콘베이어유닛(1a)과 T자 형태로 연결되고 폴리머와 경화제를 드럼통체(4) 내부에 투입하기 위한 고화제투입장치(2)가 설치된 제2 콘베이어유닛(1b), 제2 콘베이어유닛(1b)과 직각으로 연결되고 드럼통체(4)를 뚜껑으로 밀폐하기 위한 뚜껑밀폐장치(3)이 설치된 제3 콘베이어유닛(1c)으로 구성되어 있다.
상기 고화제투입장치(2)에 근접한 위치에는 폴리머 및 고화제를 공급하기 위한 고화제공급장치(7)가 배치되어 있다. 이러한 각 기능부의 배치는 원자력발전소의 시설물 내부공간에 따라 약간씩 설계 변경된다.
그러나, 이러한 고정형 방사성 폐기물 고화설비는, 원자력발전소의 시설물 내에 붙박이 형태로 고정설치되어 전용으로 사용되고, 1개월 동안 3～4차례 사용되는 것이므로 활용 효율이 낮은 단점이 있고, 원자력발전소의 시설물 내의 넓은 공간을 점유하고 있어 운영 및 유지관리 비용을 상승시키는 문제가 있다.
또한 종래의 고정형 방사성 폐기물 고화설비는, 어느 하나의 기능부에 고장이 발생하면 교체가 어려워 수리가 완료될 때까지 고화설비 전체의 가동을 중단시켜야 하는 문제가 있으며, 고장부분의 사이즈가 클 경우, 고화설비로부터 떼어내어 수리장소로 이동하기 곤란한 문제가 있는 등 유지관리에 어려움이 많았다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 고화설비를 각 기능부 별로 분리형성하여 이동을 용이하게 함으로서 사용하지 않을 때에는 별도의 장소로 이동시켜 보관함으로써 원자력발전소 시설물을 점유하였던 공간을 활용할 수 있고, 사용할 때에는 방사성 폐기물의 고화가 필요한 원자력발전소로 이동시키는 것이 가능하므로 전용으로 사용되었던 종래의 고화설비에 비하여 활용 효율을 향상시킬 수 있으며, 특히 고장이 발생한 기능부만을 분해하여 수리할 수 있어 유지관리가 용이하며, 분리된 각 기능부의 사이즈가 작아 시설공간의 문을 통해 출입하거나 운반하는 것이 용이한 이동형 방사성 폐기물 고화설비를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 드럼통체를 일정경로로 이송시키기 위한 콘베이어장치와, 상기 콘베이어장치의 이송경로 상에 설치되어 드럼통체 내에 고화제를 투입하는 고화제투입장치와, 상기 콘베이어장치의 이송경로 상에 설치되어 드럼통체에 뚜껑을 밀폐시키는 뚜껑밀폐장치를 구비하는 방사성 폐기물 고화설비에 있어서, 상기 콘베이어장치는, 드럼통체를 공급 및 배출하기 위한 제1 콘베이어유닛, 뚜껑밀폐장치가 설치되는 제2 콘베이어유닛 및 고화제투입장치가 설치되는 제3 콘베이어유닛으로 분리형성되고 제1 결합수단에 의해 상호 분리가능하게 결합되어 차례로 배치된 이동형 방사성 폐기물 고화설비에 특징이 있다.
또한, 본 발명은 상기 제3 콘베이어유닛과 고화제투입장치는 제2 결합수단에 의해 분리가능하게 결합된 이동형 방사성 폐기물 고화설비에 특징이 있다.
또한, 본 발명은 상기 콘베이어장치를 구성하는 제1 콘베이어유닛, 제2 콘베이어유닛 및 제3 콘베이어유닛의 하부와 상기 고화제투입장치의 하부에 이동을 위한 바퀴를 각각 구비한 이동형 방사성 폐기물 고화설비에 특징이 있다.
또한, 본 발명은 상기 콘베이어장치를 구성하는 제1 콘베이어유닛, 제2 콘베이어유닛 및 제3 콘베이어유닛의 양측면에 가이드롤러를 각각 구비한 이동형 방사성 폐기물 고화설비에 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 제1 결합수단은, 삽입구멍을 형성한 암고정체와, 상기 암고정체에 삽입되는 돌출부를 형성한 수고정체와, 상기 암고정체와 수고정체를 고정하기 위한 고정부재로 구성되고, 상기 암고정체는 제1 콘베이어유닛과 제2 콘베이어유닛의 후방측에 각각 구비되고, 상기 수고정체는 상기 제1 콘베이어유닛과 제2 콘베이어유닛에 구비된 암고정체와 대향하는 제2 콘베이어유닛과 제3 콘베이어유닛의 전방측에 각각 구비된 이동형 방사성 폐기물 고화설비에 특징이 있다.
또한, 본 발명의 상기 제2 결합수단은, 상기 고화제투입장치의 수직프레임 하단에 구비된 원판 형상의 상측고정부와, 상기 제3 콘베이어유닛의 수직프레임 끝단에 구비된 원판 형상의 하측고정부와, 상기 상측고정부와 하측고정부를 고정하기 위한 보울트 및 너트로 이루어진 이동형 방사성 폐기물 고화설비에 특징이 있다.
상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 드럼통체를 일정경로로 이송시키기 위한 콘베이어장치의 주요 구성부 및 고화제투입장치가 분리가능하게 결합되고, 하부에 이동용 바퀴가 구비되어 고화설비 전체를 장소 이동하는 것이 매우 용이해짐에 따라, 사용하지 않을 때에는 콘테이너박스와 같은 별도의 장소로 이동시켜 보관함으로써 원자력발전소 시설물 내에 점유하였던 공간을 활용할 수 있고, 사용할 때에는 방사성 폐기물 고화를 필요로 하는 원자력발전소가 먼 거리에 위치하여도 콘테이너박스는 이동이 용이하므로, 전용으로 사용되었던 종래의 고화설비에 비하여 활용 효율이 대폭 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명의 이동형 고화설비는 고장난 기능부만 분해하여 이동하는 것이 매우 용이하므로 수리 등의 유지관리를 위한 작업이 매우 편리하고, 분리된 각 기능부의 사이즈가 작아 시설공간의 문을 통해 출입하거나 운반하는 것이 용이하며, 고장난 기능부를 동일한 구성의 기능부로 교체하면, 고장 수리하는 동안에도 고화설비를 가동시킬 수 있는 유용한 발명인 것이다.
도 1은 일반적인 방사성 폐기물 고화설비를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 종래의 고정형 방사성 폐기물 고화설비를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 이동형 방사성 폐기물 고화설비의 각 기능부를 결합하여 사용하는 상태를 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 이동형 방사성 폐기물 고화설비의 각 기능부를 분리하여 콘테이너박스에 보관하고 있는 상태를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 이동형 방사성 폐기물 고화설비의 결합 전 상태의 정면도.
도 6은 본 발명에 따른 이동형 방사성 폐기물 고화설비의 결합 전 상태의 평면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에서 제1 결합수단의 구성 및 결합상태를 나타낸 주요부 단면도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에서 제2 결합수단의 구성 및 결합상태를 나타낸 주요부 정면도.
도 9는 본 발명에 따른 이동형 방사성 폐기물 고화설비의 결합 후 상태의 정면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명의 이동형 방사성 폐기물 고화설비를 결합한 사용상태를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이, 본 발명의 이동형 고화설비는, 드럼통체(14)를 일정경로로 이송시키기 위한 콘베이어장치(11), 콘베이어장치(11)의 이송경로 상에 설치되어 드럼통체(14) 내에 고화제를 투입하는 고화제투입장치(12), 콘베이어장치(11)의 이송경로 상에 설치되어 드럼통체(14)에 뚜껑을 밀폐시키는 뚜껑밀폐장치(13), 고화제투입장치(12)에 폴리머 및 경화제를 공급하기 위한 고화제공급장치(17) 및 상기 각 구성들을 제어하기 위한 콘트롤러(15)를 구비하고 있다.
또한 콘베이어장치(11)는, 제1 콘베이어유닛(11a), 제2 콘베이어유닛(11b) 및 제3 콘베이어유닛(11c)을 일렬로 연이어 배치한 구성으로, 제1 콘베이어유닛(11a)은 방사성 폐기물을 충진한 드럼통체(14)를 콘베이어장치(11)에 공급하거나 처리과정을 마치고 뚜껑으로 밀폐시킨 드럼통체(14)를 콘베이어장치(11)로부터 배출하는 장소로 사용되고, 제2 콘베이어유닛(11b)에는 뚜껑밀폐장치(13)가 설치되고, 제3 콘베이어유닛(11c)에는 고화제투입장치(12)가 설치되어 있다.
따라서, 방사성 폐기물을 내부에 채운 드럼통체(14)를 콘베이어장치(11)의 제1 콘베이어유닛(11a)에 공급하면, 드럼통체(14)는 콘베이어장치(11)에 의해 제2 콘베이어유닛(11b)을 지나 제3 콘베이어유닛(11c)으로 이동된다. 제3 콘베이어유닛(11c)에 설치된 고화제투입장치(12)는 제3 콘베이어유닛(11c)에 위치된 드럼통체(14) 내부를 진공흡입함과 동시에, 고화제공급장치(17)로부터 공급되는 폴리머 및 경화제를 드럼통체(14) 내부에 투입하고, 이어서 드럼통체(14)는 제2 콘베이어유닛(11b)으로 이동된다. 제2 콘베이어유닛(11b)에 설치된 뚜껑밀폐장치(13)는 드럼통체(14)의 입구를 뚜껑으로 밀폐시키고, 이어서 드럼통체(14)는 제1 콘베이어유닛(11a)으로 복귀되어 배출되며, 이러한 일련의 동작은 콘트롤러(15)에 의해 제어된다.
이때, 본 발명의 이동형 고화설비는, 콘베이어장치(11)의 제1 콘베이어유닛(11a), 제2 콘베이어유닛(11b) 및 제3 콘베이어유닛(11c)이 제1 결합수단에 의해 분리가능하게 결합되고, 제3 콘베이어유닛(11c)과 고화제투입장치(12)는 제2 결합수단에 의해 분리가능하게 결합되어 있다.
따라서, 각 기능부를 분리하여 다른 장소로 이동시켜서 보관하다가 필요시 재결합하여 사용할 수 있다. 특히 보관장소를 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이 콘테이너박스로 하게 되면, 사용장소가 먼 곳에 있어도 콘테이너박스 자체를 이동시키면 되므로 항상 대기 상태에서 신속하게 옮길 수 있다.
또한 각 기능부의 이동을 원활하게 하기 위하여 콘베이어장치(11)를 구성하는 제1 콘베이어유닛(11a), 제2 콘베이어유닛(11b) 및 제3 콘베이어유닛(11c)의 하부와, 고화제투입장치(12), 고화제공급장치(17) 및 콘트롤러(15)의 하부에 바퀴(18)가 각각 구비되어 있고, 콘베이어장치(11)를 구성하는 제1 콘베이어유닛(11a), 제2 콘베이어유닛(11b) 및 제3 콘베이어유닛(11c)의 양측면에는 도 6에 도시된 바와 같이 가이드롤러(19)가 각각 구비되어 이동중에 각 기능부의 측면이 장애물과 부딪칠 때, 구름마찰을 일으켜 충격에 의한 손상을 최소화하도록 되어 있다.
콘베이어장치(11)의 제1 콘베이어유닛(11a), 제2 콘베이어유닛(11b) 및 제3 콘베이어유닛(11c)을 분리가능하게 결합하기 위한 제1 결합수단은, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 삽입구멍(21a)을 형성한 암고정체(21)와, 암고정체(21)에 삽입되는 돌출부(22a)를 형성한 수고정체(22)와, 암고정체(21)와 수고정체(22)를 분리 가능하게 고정하기 위한 고정부재(23)로 이루어지는 것으로, 상기 고정부재(23)로는 보울트를 사용하고, 상기 암고정체(21)의 삽입구멍(21a)으로 삽입되는 수고정체(22)의 돌출부(22a)에는 보울트와 나사결합되는 나사구멍(22b)을 형성하여 고정부재(23)를 나사구멍(22b)에 나사결합하는 것에 의해 암고정체(21)와 수고정체(22)를 분리가능하게 고정할 수 있다.
이러한 제1 결합수단의 암고정체(21)는 도 5 및 도 6에서 원으로 표시한 A부분과 같이 제1 콘베이어유닛(11a)과 제2 콘베이어유닛(11b)의 후방측에 각각 구비하고, 수고정체(22)는 원으로 표시한 B부분과 같이 제1 콘베이어유닛(11a)과 제2 콘베이어유닛(11b)에 구비된 암고정체(21)와 대향하는 제2 콘베이어유닛(11b)과 제3 콘베이어유닛(11c)의 전방측에 각각 구비하는 것이 바람직하며, 이러한 암고정체(21)와 수고정체(22)의 구성위치는 서로 바꾸어 위치시켜도 무방하다.
따라서, 암고정체(21)의 삽입구멍(21a)에 수고정체(22)의 돌출부(22a)를 끼워맞춤한 후, 보울트로 이루어진 고정부재(23)를 암고정체(21)에 관통시켜 수고정체(22)의 돌출부(22a)에 형성한 나사구멍(22b)와 나사결합하는 것에 의해 도 9에 원으로 표시한 E부분과 같이 콘베이어장치(11)를 구성하는 제1 콘베이어유닛(11a), 제2 콘베이어유닛(11b) 및 제3 콘베이어유닛(11c)을 차례로 배치한 상태로 분리가능하게 결합할 수 있다.
또한, 제3 콘베이어유닛(11c)과 고화제투입장치(12)를 분리가능하게 결합하기 위한 제2 결합수단은, 도 5에 원으로 표시한 C부분 및 D부분과, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 고화제투입장치(12)의 수직프레임 하단에 구비된 원판 형상의 상측고정부(31)와, 상기 제3 콘베이어유닛(11c)의 수직프레임 끝단에 구비된 원판 형상의 하측고정부(32)와, 상기 상측고정부(31)와 하측고정부(32)를 고정하기 위한 보울트(33) 및 너트(34)로 이루어지고, 상기 상측고정부(31)와 하측고정부(32)에는 보울트(33)가 관통하는 조립구멍(31a,32a)이 각각 형성되어 있다.
따라서, 고화제투입장치(12)의 상측고정부(31)와 제3 콘베이어유닛(11c)의 하측고정부(32)를 상,하방향에서 일치시킨 후, 보울트(33)를 관통구멍(31a,32a)으로 관통시켜 너트(34)로 체결함으로써 도 9에 원으로 표시한 F부분과 같이 제3 콘베이어유닛(11c)에 고화제투입장치(12)를 분리가능하게 결합할 수 있다.
지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
11 : 콘베이어장치 11a,11b,11c : 제1 내지 제3 콘베이어유닛
12 : 고화제투입장치 13 : 뚜껑밀폐장치
14 : 드럼통체 18 : 바퀴
19 : 가이드롤러 21 : 암고정체
21a : 삽입구멍 22 : 수고정체
22a : 돌출부 23 : 고정부재
31 : 상측고정부 32 : 하측고정부
33 : 보울트 34 : 너트

Claims (6)

  1. 드럼통체를 일정경로로 이송시키기 위한 콘베이어장치와, 상기 콘베이어장치의 이송경로 상에 설치되어 드럼통체 내에 고화제를 투입하는 고화제투입장치와, 상기 콘베이어장치의 이송경로 상에 설치되어 드럼통체에 뚜껑을 밀폐시키는 뚜껑밀폐장치를 구비하는 방사성 폐기물 고화설비에 있어서,
    상기 콘베이어장치는, 드럼통체를 공급 및 배출하기 위한 제1 콘베이어유닛, 뚜껑밀폐장치가 설치되는 제2 콘베이어유닛 및 고화제투입장치가 설치되는 제3 콘베이어유닛으로 분리형성되고 제1 결합수단에 의해 상호 분리가능하게 결합되어 차례로 배치되며,
    상기 제1 결합수단은, 삽입구멍을 형성한 암고정체와, 상기 암고정체에 삽입되는 돌출부를 형성한 수고정체와, 상기 암고정체와 수고정체를 고정하기 위한 고정부재로 구성되고, 상기 암고정체는 제1 콘베이어유닛과 제2 콘베이어유닛의 후방측에 각각 구비되고, 상기 수고정체는 상기 제1 콘베이어유닛과 제2 콘베이어유닛에 구비된 암고정체와 대향하는 제2 콘베이어유닛과 제3 콘베이어유닛의 전방측에 각각 구비된 것을 특징으로 하는 이동형 방사성 폐기물 고화설비.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제3 콘베이어유닛과 고화제투입장치는 제2 결합수단에 의해 분리가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 이동형 방사성 폐기물 고화설비.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 콘베이어장치를 구성하는 제1 콘베이어유닛, 제2 콘베이어유닛 및 제3 콘베이어유닛의 하부와 상기 고화제투입장치의 하부에 이동을 위한 바퀴를 각각 구비한 것을 특징으로 하는 이동형 방사성 폐기물 고화설비.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 콘베이어장치를 구성하는 제1 콘베이어유닛, 제2 콘베이어유닛 및 제3 콘베이어유닛의 양측면에 가이드롤러를 각각 구비한 것을 특징으로 하는 이동형 방사성 폐기물 고화설비.
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 결합수단은, 상기 고화제투입장치의 수직프레임 하단에 구비된 원판 형상의 상측고정부와, 상기 제3 콘베이어유닛의 수직프레임 끝단에 구비된 원판 형상의 하측고정부와, 상기 상측고정부와 하측고정부를 고정하기 위한 보울트 및 너트로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동형 방사성 폐기물 고화설비.
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