KR101307745B1 - 냉각흐름이 개선된 저온용융로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각흐름이 개선된 저온용융로 및 금속섹터에 관한 것으로, 다수의 금속섹터로 벽체를 구성하는 저온용융로에 있어서, 상기 금속섹터는 제1금속섹터와 제2금속섹터가 한 개의 유니트를 구성하되, 상기 제1금속섹터와 제2금속섹터는 각각 냉각수가 흐르는 한 개의 냉각유로가 형성되어 연결부로 연결되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 냉각흐름이 개선된 저온용융로 및 금속섹터는 한 쌍의 금속섹터들 각각에 하나의 냉각유로가 형성되어 서로 연통되어 한 쌍의 금속섹터가 하나의 냉각구조를 형성함으로써, 각각의 금속섹터 사이즈를 작게 할 수 있으며, 기 설정된 저온용융로의 크기를 변화시키지 않으면서 금속섹터의 수를 증가시킬 수가 있으므로 유도전류에 의한 영향이 감소되어 에너지 효율이 향상되고, 냉각유량을 증대시켜 냉각효과도 향상될 수 있다.

Description

냉각흐름이 개선된 저온용융로{CO0LING FLOW IMPROVED COLD CRUCIBLE}

본 발명은 냉각흐름이 개선된 저온용융로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유도전류로 인한 열을 저하시키기 위해 금속섹터에 연결부를 구비함으로써, 금속섹터의 두께가 감소되어 용융로에 다수로 구성될 수 있으며, 다수로 구성되는 금속섹터로 인해 유도 전류의 영향이 감소되어 에너지 효율이 향상될 수 있는 냉각흐름이 개선된 저온용융로 및 금속섹터에 관한 것이다.

원자력발전소는 운전 및 정비시 발생되는 방호복, PVC, 비닐시트 등의 폐기물과 폐 이온교환수지, 붕산폐액, 슬러리 및 건조물 등을 유도전류가열식 저온용융로에 동시에 투입하여 환경영향을 최소화할 수 있는 유리고화체를 만들어 낼 수 있을 뿐만 아니라 방사성폐기물 드럼 발생량을 감소시킬 수 있는 기술이 사용된다.

일반적으로 용융로(Crucible)는 내부에 수용된 폐기물을 유리화(Vitrification)시키는데 사용되는 장치이다.

선행기술문헌들의 예로 대한민국등록특허공보 제10-0348746호의 “폐기물처리장치”, 대한민국공개특허공보 제10-2004-0010397호의 “용융로의 출탕장치 및 용탕 가열장치”, 대한민국등록특허공보 제10-1006751호의 “유도로”등이 있다.

상기 선행기술문헌들은 고주파발생기에서 용융로로 전달되는 유도전류로 인한 발생된 열을 저하시키기 위하여 금속섹터가 구비된다.

그러나, 종래 용융로의 금속섹터는 냉각수가 유입과 유출되는데 필요한 유입구와 유출구를 모두 형성해야 함으로 금속섹터의 면적이 커지게 되는 문제점이 있다.

또한, 금속섹터의 면적이 커짐에 따른 공간활용도가 저하됨과 동시에 유도 전류의 영향도 저하되어 금속섹터의 에너지 효율이 떨어지게 되는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 다수의 금속섹터들로 이루어진 용융로 벽체를 냉각하기 위한 냉각구조에 있어서 금속섹터 내에 냉각유로를 확보하기 위한 금속섹터의 단면적 크기에 대한 제한을 최소화하면서도 냉각흐름을 개선할 수 있는 저온용융로 및 금속섹터를 제공하고자 한다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 다수의 금속섹터로 벽체를 구성하는 저온용융로에 있어서, 상기 금속섹터는 제1금속섹터와 제2금속섹터가 한 개의 유니트를 구성하되, 상기 제1금속섹터와 제2금속섹터는 각각 냉각수가 흐르는 한 개의 냉각유로가 형성되어 연결부로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각흐름이 개선된 저온용융로에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 제1금속섹터와 제2금속섹터는 각각의 일단부에 한 개의 유출입홈을 형성하여 냉각수가 유입 및 유출되는 것이 바람직하다.

상기 연결부는 금속섹터에 탈부착이 가능하도록 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 냉각흐름이 개선된 저온용융로의 벽체를 구성하는 금속섹터에 있어서, 상기 금속섹터는 제1금속섹터와 제2금속섹터가 한 개의 유니트를 구성하되, 상기 제1금속섹터와 제2금속섹터는 각각 냉각수가 흐르는 한 개의 냉각유로가 형성되어 연결부로 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 냉각흐름이 개선된 저온용융로 및 금속섹터는 한 쌍의 금속섹터들 각각에 하나의 냉각유로가 형성되어 서로 연통되어 한 쌍의 금속섹터가 하나의 냉각구조를 형성함으로써, 각각의 금속섹터 사이즈를 작게 할 수 있으며, 기 설정된 저온용융로의 크기를 변화시키지 않으면서 금속섹터의 수를 증가시킬 수가 있으므로 유도전류에 의한 영향이 감소되어 에너지 효율이 향상되고, 냉각유량을 증대시켜 냉각효과도 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각흐름이 개선된 저온용융로에 금속섹터가 구비되는 상태를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 금속섹터를 나타내는 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 금속섹터간에 연결부가 연결된 상태를 나타내는 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 금속섹터간에 냉각수가 순환되는 상태를 나타내는 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 냉각흐름이 개선된 저온용융로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 저온용융로에 다수의 금속섹터로 벽체를 구성하는 것이며, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속섹터에 한 개의 유출입홈이 형성되는 것이며, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속섹터간에 연결부가 연결되는 것이고, 도 4에 도시된 바와 같이, 금속섹터간에 연결부로 연결된 상태에서 냉각수가 순환되는 것입니다.

냉각흐름이 개선된 저온용융로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 저온용융로(100) 및 금속섹터(200)로 구성된다.

저온용융로(100)는 원통형 형상으로 이루어져 내부에 방사성 및 비상사성 등의 폐기물이 수용된다.

구체적으로 살펴보면, 저온용융로(100)는 용융시키기 위한 폐기물을 수용하는 용기와 수용된 폐기물을 밀폐시키기 위한 덮개로 이루어진다.

저온용융로(100)는 다수의 금속섹터(200)로 벽체(110)를 구성한다.

금속섹터(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 양측이 밀폐된 파이프 형상의 스테인리스강으로 이루어지며, 저온용융로(100)의 길이방향으로 길게 형성된다.

금속섹터(200)는 제1금속섹터(210)와 제2금속섹터(220)가 한 개의 유니트(UNIT)로 구성된다.

제1금속섹터(210)와 제2금속섹터(220)는 각각 냉각수를 흐르도록 하는 한 개의 냉각유로(230)가 내부에 형성된다.

금속섹터(200)는 일단부에 한 개의 유출입홈(240)이 형성되며, 대응되는 다른 일단부에는 연결부(300)가 연결된다.

유출입홈(240)은 금속섹터(200)의 냉각유로(230)에 연통되어 유출입홈(240)을 통해 공급되는 냉각수가 냉각유로(230)에 흐르게 된다.

이에 따라 한 개의 유출입홈(240)으로 인해 냉각수가 용이하게 유입 및 유출되는 것이다.

연결부(300)는 원통형 형상으로 이루어지는 것으로, 금속섹터(200)의 외부방향으로 돌출되게 연결된다.

구체적으로 살펴보면, 연결부(300)는 일단부가 금속섹터(200)의 냉각유로(230)에 연통되며, 다른 일단부는 금속섹터(200)의 외부방향으로 돌출된다.

연결부(300)는 다각형 형상으로 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는 원통형으로 이루어진 것이다.

연결부(300)는 아래에서 설명하게 되는 제1금속섹터(210)와 제2금속섹터(220)의 사이에 연결된다.

연결부(300)는 금속섹터(200)에 탈부착이 가능하도록 구비되는 것으로, 사용되는 과정에서 마모 및 파손에 따른 교체가 불가피할 경우에 연결부(300)를 분리시켜 교체가 필요한 부품만 교체시킨다.

이에 따라 연결부(300)로 인해 교체에 따른 시간 및 비용을 절감시킬 수 있는 것이다.

금속섹터(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1금속섹터(210)와 제2금속섹터(220)가 한 개의 유니트(UNIT)로 구성되어, 외부에서 공급되는 냉각수가 순환된다.

제1금속섹터(210)에 연결된 연결부(300)는 외부방향으로 돌출된 일단부에 제2금속섹터(220)를 연결한다.

연결부(300)는 제2금속섹터(220)에 삽입되어 연결되되, 제2금속섹터(220)의 제2냉각유로(230b)와 연결부(300)가 연통된다.

제1금속섹터(210)와 제2금속섹터(220)는 사이에 절연물질(400)이 충진됨으로 제1금속섹터(210)와 제2금속섹터(220) 간이 격리된다.

절연물질(400)은 물리적, 화학적 및 열적으로 안정된 재질인 세라믹계로 이루어지는 것으로, 전기 아크 발생이 차단되어 전기적 피해를 최소화시킨다.

한 개의 유니트로 구성된 금속섹터(200)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1금속섹터(210)의 유출입홈(240a)에 유입관(500a)이 삽입되며, 제2금속섹터(220)의 유출입홈(240b)에는 유출관(500b)이 삽입된다.

유입관(500a)은 파이프 형상으로 이루어지는 것으로, 제1금속섹터(210)의 유출입홈(240a)에 삽입되되, 제1금속섹터(210)의 제1냉각유로(230a)에 연통된다.

제1냉각유로(230a)에 연통된 유입관(500a)은 외부에서 별도로 구비된 냉각수 공급장치와 연결되어 유입관(500a)을 통해 제1금속섹터(210)의 제1냉각유로(230a)에 냉각수가 공급된다.

제1냉각유로(230a)는 유입관(500a)을 통해 공급되는 냉각수가 연결부(300)에까지 흐르게 된다.

연결부(300)는 제1냉각유로(230a)로 인해 흐르는 냉각수를 제2금속섹터(220)의 제2냉각유로(230b)로 전달시킨다.

제2냉각유로(230b)는 제2금속섹터(220)에 연결된 유출관(500b)으로 인해 냉각수가 외부로 배출되도록 유출관(500b)에 냉각수를 전달한다.

유출관(500b)은 유입관(500a)과 같이 파이프 형상으로 이루어지는 것으로, 제2금속섹터(220)에 형성된 유출입홈(240b)에 삽입되되, 제2금속섹터(220)의 제2냉각유로(230b)에 연통된다.

이에 따라 유입관(500a)과 유출관(500b)으로 인해 냉각수가 금속섹터(200)에 용이하게 순환될 수 있는 것이다.

이러한 구성을 가지는 본 발명에 따른 냉각흐름이 개선된 저온용융로 및 금속섹터의 사용상태 및 작동상태에 관하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각흐름이 개선된 저온용융로는 저온용융로(100)와 금속섹터(200)가 표준화되어 미리 공장에서 모듈화한 것으로 현장에서의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

금속섹터(200)의 제1금속섹터(210)는 연결부(300)의 일단부가 연결되되, 연결부(300)는 제1금속섹터(210)의 제1냉각유로(230a)에까지 삽입시킨다.

연결부(300)는 일단부가 제1금속섹터(210)에 삽입되어 연결된 상태에서 연결부(300)의 다른 일단부를 제2금속섹터(220)에 연결시킨다.

제2금속섹터(220)는 제1금속섹터(210)와 연결부(300)의 연결과 동일하게 제2금속섹터(220)의 제2냉각유로(230b)에까지 연결부(300)가 삽입된다.

제1금속섹터(210)와 제2금속섹터(220)는 연결부(300)로 인해 연결됨으로 한 개의 유니트로 구성된다.

한 개의 유니트로 구성된 금속섹터(200)는 저온용융로(100)에 벽체(110)에 부착된 상태에서 절연물질(400)를 이용하여 충진시키는 것으로 마무리 짓는다.

금속섹터(200)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 한 개의 유니트로 구성된 상태에서 제1금속섹터(210)의 유출입홈(240a)에 유입관(500a)을 삽입하며, 또 다른 유출입홈(240b)이 형성된 제2금속섹터(220)의 유출입홈(240b)에는 유출관(500b)을 삽입한다.

유입관(500a)은 별도의 냉각수 공급장치에 연결되어 유입관(500a)을 통해 냉각수가 공급된다.

유입관(500a)을 통해 공급된 냉각수는 제1금속섹터(210)의 제1냉각유로(230a)에 유입되며, 제1냉각유로(230a)와 연통된 연결부(300)를 통해 냉각수가 제2금속섹터(220)의 제2냉각유로(230b)에 흐르게 된다.

제2냉각유로(230b)로 흐르게 되는 냉각수는 제2냉각유로(230b)에 연통된 유출관(500b)을 통해 외부로 배출된다.

이에, 본 발명에 따르면, 냉각흐름이 개선된 저온용융로 및 금속섹터는 한 쌍의 금속섹터들 각각에 하나의 냉각유로가 형성되어 서로 연통되어 한 쌍의 금속섹터가 하나의 냉각구조를 형성함으로써, 각각의 금속섹터 사이즈를 작게 할 수 있으며, 기 설정된 저온용융로의 크기를 변화시키지 않으면서 금속섹터의 수를 증가시킬 수가 있으므로 유도전류에 의한 영향이 감소되어 에너지 효율이 향상되고, 냉각유량을 증대시켜 냉각효과도 향상될 수 있다.

100 : 저온용융로 110 : 벽체
200 : 금속섹터 210 : 제1금속섹터
220 : 제2금속섹터 230 : 냉각유로
240a, 240b : 유출입홈 300 : 연결부
400 : 절연물질 500a : 유입관
500b : 유출관

Claims (4)

1. 다수의 금속섹터로 벽체를 구성하는 저온용융로에 있어서,
   상기 금속섹터는 제1금속섹터와 제2금속섹터가 한 개의 유니트를 구성하되, 상기 제1금속섹터와 제2금속섹터는 각각 냉각수가 흐르는 한 개의 냉각유로가 형성되어 연결부로 연결되며,
   상기 연결부는 금속섹터에 탈부착이 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 냉각흐름이 개선된 저온용융로.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1금속섹터와 제2금속섹터는 각각의 일단부에 한 개의 유출입홈을 형성하여 냉각수가 유입 및 유출되는 것을 특징으로 하는 냉각흐름이 개선된 저온용융로.
   
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