KR101315814B1 - 방사성 폐기물 감용화장치 및 감용화방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 현재 원전의 폴리머 고화기술에서 봉착된 문제점들을 근본적으로 해결하여 이 기술을 원전에서 적용하는데 용이하게 하고, 번거로운 폴리머 고화장치의 운전 조작을 단순화 시키고, 방사성 폐기물의 감용화 및 드럼 충진율을 최대화하여 처분비용을 극소화하는 동시에 폴리머 고화체의 압축강도를 증진시키고 방사성 핵종의 누출을 최소화하고, 각 장치들을 일체화시켜 콤팩트하게, 그리고 방사성 분말이 외부로 누출되지 않도록 하면서 기존의 좁은 공간에도 설치할 수 있는 방사성 폐기물 감용화장치 및 방사성 폐기물의 감용화방법을 개시(introduce)한다. 상기 방사성 폐기물의 감용화장치는, 펠렛제조용 호퍼, 펠렛제조용 바디, 불용성 화합물 분사장치 및 펠렛 이송장치를 구비하며, 상기 방사성 폐기물의 감용화방법은, 제10항에 기재된 방사성 폐기물 감용화장치를 이용하여 방사성 폐기물의 크기를 감소시키는 것으로, 방사성 폐액의 건조단계, 분쇄단계, 펠렛 생성단계 및 드러밍단계를 포함한다.
Description
본 발명은 방사성 폐기물 분말이나 각종 슬러지를 영구처분하기 전에 그 용적을 최대한 감소시키는 감용화 장치에 관한 것으로, 특히, 원자력발전소와 같은 원자력관련시설에서 발생되는 방사성 폐기물의 처리·처분 비용을 최소화할 수 있으며, 고화매질에 의한 고형화 시 방사성 고화체의 기계적 건전성 향상 및 방사성 핵종 누출을 최대한 억제할 수 있는 방사성 폐기물의 감용화장치 및 상기 장치에 적용되는 감용화방법에 관한 것이다.
원자력 관련시설에서는 시설의 운영 중에 불가피하게 다양한 종류의 방사성 폐기물이 발생되며, 이들 방사성 폐기물 내의 방사성 물질로부터 환경이 오염되는 것을 방지하기 위하여 인간 환경권으로부터 완벽히 고립시켜 집중 관리될 수 있도록 다양한 방법으로 컨디셔닝(conditioning)하는데, 그 중 대표적인 것이 고화매질을 이용하여 방사성핵종을 함유한 방사성 폐기물을 한 개의 덩어리(고화체)로 만들어 영구 처분장이라고 하는 한 곳에서 중앙 집중 관리하는 것이다. 그러나 방사성 고화체는 중앙 집중 관리하는 과정 중에 자체 방사성 핵종으로부터 고화매질이 피폭되거나 다양한 외부 환경 조건으로부터 영향을 받게 되어 기계적 건전성이 상실되거나 방사성 핵종이 누출되어 인간 환경권을 오염시킬 수 있다는 단점이 있다.
이러한 단점이 발생되지 않도록 하기 위하여 국가와 영구 처분장에서는 방사성 폐기물의 제도적 관리기간 동안 환경권으로의 방사성 핵종이 누출되지 않도록 세세하게 고화체에 대한 제반 제한 요건들을 규정화하고 있다. 특히 기계적 건전성 확보와 핵종의 누출 억제에 철저한 규제를 하고 있는 실정이다.
방사성 폐기물 발생자는 법적으로 제한된 자체 소유의 한 장소에 임시적으로 방사성 폐기물을 컨디셔닝하여 보관하고 있으나, 원자력 시설의 가동시간 증가에 따라 임시저장 장소가 방사성 폐기물로 포화될 가능성이 있고, 처분 비용의 고가로 인하여 최대한 방사성 폐기물을 감용화 시키는 노력을 하고 있다. 여기서 감용화란 압축, 탈수, 건조, 소결 및 소각 등의 방법을 이용하여 폐기물의 용적을 감소시키는 것을 의미한다.
일반적으로 방사성 폐기물을 고화체로 전환하기 위해 시멘트, 아스팔트 및 각종 폴리머와 혼합하는 방법들이 널리 이용되고 있었으나, 이들 혼합방법은 감용화 보다는 고화체 내 방사성폐기물의 함입율을 낮추어 고화체의 부피를 증가시키는 단점이 있다. 또한 이들 고화체들은 기계적 건전성의 상실이나 핵종 누출의 증가 등이 일어나기도 한다.
국내의 대표적 원자력 시설인 원전에서 방사성 폐액(liquid radioactive waste)은 방사성폐액 건조장치(CWDS; Concentrate Waste Drying System)로 건조시켜 이들 분말들을 파라핀과 혼합하기도 하였으나, 파라핀 고화체는 기계적 강도가 낮거나 핵종 누출이 커서 국가나 처분장의 인도 및 인수 기준을 만족시키지 못하고 있다. 이에 따라 방사성폐액을 CTS(Concentrate Treatment System)라는 건조 장치로 건조시키면서 과립화하여 폴리머로 고화하고 있다.
그러나 이 고화방법은 등록특허공보 제10-0880823호(2009.01.21)의 방사성 폐기물 고형화 처리방법 및 장치 그리고 제 10-1146176호(2012.05.08)의 방사성 폐기물의 고형화 처리방법 및 장치에 근거한 폴리머 고화 방법으로써, 고화매질의 침투가 어려운 분말 소립자형에도 폴리머가 침투되어 고화가 가능하다고 하였지만 실제 적용에서 이러한 문제점에 봉착되어 방사성 폐기물의 폴리머 고화에 매우 복잡한 운전과정과 조작을 통해 사용되고 있는 실정이다.
건조장치(CTS)로부터 생성되는 분말의 입도는 수 ㎛로부터 수십 ㎜까지 다양한 분포도를 가지기 때문에, 이들이 폐기물 드럼에 충진되어 있을 때에는 수 ㎛의 입자로의 폴리머 주입이 곤란하거나 수십 mm의 입자 쪽으로 한 방향으로만 주입되는 등의 문제로 인하여 폴리머로 방사성 폐기물을 한 덩어리로 만들지 못한다는 문제가 있다.
또한 미세한 분말에서부터 거대한 입자까지 다양한 입도의 분포도를 갖는 방사성 폐기물을 그대로 드럼 내에 주입하여 폴리머로 고화하는 기술은, 폐액이나 미세 입자의 분말형 방사성폐기물을 고화매질과 혼합하여 한 덩어리로 하는 기술의 감용비 보다는 다소 높지만 감용비 증대에는 근본적인 한계점이 있다.
고화체 역시 규제의 하한치를 준수한다고 하더라도 기계적 강도가 낮을 수밖에 없게 되는데, 이는 압축강도 측정시 고화체의 분쇄부분은 고화체의 결함부분인 미세입자들이 몰려있는 부분과 거대 분말 입자와 폴리머의 경계면에서 발생할 수밖에 없으며, 특히 이러한 현상은 불균질한 다양한 입도를 가진 방사성 폐기물이 함입되어 있을 경우에는 더욱 확연해지고, 또한 이 폴리머 고화기술에는 다중방벽 개념이 도입되어 있지 못하기 때문에, 단기간이 아닌 장기간의 침출 시험시에는 폴리머가 핵종 억제 방벽의 기능을 소실할 때에는 핵종 누출 속도가 가속화 되어질 가능성이 매우 높게 된다는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 현재 원전의 폴리머 고화기술에서 봉착된 문제점들을 근본적으로 해결하여 이 기술을 원전을 비롯한 기타 원자력 시설에서 적용하는데 용이하게 하고, 번거로운 폴리머 고화장치의 운전 조작을 단순화 시키고, 방사성 폐기물의 감용화 및 드럼 충진율을 최대화하여 처분비용을 극소화하는 동시에 폴리머 고화체의 압축강도를 증진시키고 방사성 핵종의 누출을 최소화하고, 각 장치들을 일체화시켜 콤팩트하게, 그리고 방사성 분말이 외부로 누출되지 않도록 하면서 기존의 좁은 공간에도 설치할 수 있는 방사성 폐기물 감용화장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 방사성 폐기물의 감용화장치를 이용하여 원전에서 고화 처리되지 못하거나 파라핀 고화체 내의 농축폐액 분말을 비롯한 다양한 방사성 폐기물을 감용하는 방사성 폐기물의 감용화방법을 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용화장치는, 펠렛제조용 호퍼, 펠렛제조용 바디, 불용성 화합물 분사장치 및 펠렛 이송장치를 구비한다. 상기 펠렛제조용 호퍼는 1~2 mm(millimeters)의 크기를 가지는 분말 또는 과립 상태의 건조물을 하부의 배출구를 통해 상기 펠렛제조용 호퍼로 낙하시키거나 이송시킨다. 상기 펠렛 제조용 바디는 서로 맞물려 돌아가는 부분이 상기 배출구의 수직 하부가 되도록 설치된 2개의 롤을 이용하여, 상기 배출구로부터 강제 주입되는 건조물을 5~9mm의 크기를 가지며 표면에 불용성 화합물 또는 소수성 물질이 코팅된 펠렛을 제조한다. 상기 불용성 화합물 분사장치는 상기 펠렛제조용 바디의 내부에 상기 불용성 화합물 또는 소수성 물질을 공급하며 적어도 2개 구비한다. 상기 펠렛 이송장치는 상기 코팅된 펠렛을 상기 펠렛제조용 바디의 외부로 이송한다. 여기서 제1롤의 표면에는 상기 펠렛 형상의 일부 형태를 가지는 홈이 복수개 형성되며, 제2롤의 표면에는 상기 펠렛 형상의 나머지 일부의 형태를 가지는 홈이 복수개 형성되고, 상기 제1롤 및 상기 제2롤은 서로 맞물려 회전할 때 서로 대응되는 홈에 상기 펠렛제조용 호퍼로부터 주입되는 일정량의 복수의 건조물을 혼합·압축하여 일정한 크기의 펠렛을 제조하며, 상기 복수의 홈은 서로 맞물리기 전에 상기 불용성 화합물 분사장치로부터 분사되는 불용성 화합물 또는 소수성 물질의 막이 표면에 도포되며, 불용성 화합물 또는 소수성 물질의 막이 도포된 후 상기 펠렛제조용 호퍼로부터 낙하하는 복수의 건조물이 해당 홈에 쌓이도록 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용화방법은, 제12항에 기재된 방사성 폐기물 감용화장치를 이용하여 방사성 폐기물의 부피를 감소시키는 것으로, 방사성 폐액의 건조단계, 분쇄단계, 펠렛 생성단계 및 드러밍단계를 포함한다. 상기 방사성 폐액의 건조단계는 방사성 폐액을 건조한다. 상기 분쇄단계는 건조된 방사성 폐액을 1~2mm(millimeters)의 크기의 분말로 분쇄한다. 상기 펠렛 생성단계는 1~2mm(millimeters)의 크기의 분말을 펠렛으로 만들면서 펠렛의 표면에 불용화 물질을 도포한다. 상기 드러밍단계는 생성된 펠렛을 방사성 폐기물 드럼으로 전달한 후 포장한다.
본 발명은 현재 원전의 폴리머 고화 기술에서 봉착된 문제점들을 근본적으로 해결하여 이 기술을 원전에 적용하는데 용이하게 하고, 번거로운 폴리머 고화장치의 운전 조작을 단순화 시키는 등의 효율적 운영에 대한 이점을 제공한다.
특히 기존의 감용비가 낮은 고화처리 공정에 비하여 방사성 폐기물의 감용화를 극대화 시키는 효과가 기대되며, 동시에 드럼 충진율 즉 방사성 폐기물의 함입율을 최대화 시킴으로써 방사성 폐기물의 포장물에 대한 처분비용을 극소화하는 효과를 제공한다.
또한 국가 규정이나 처분장의 인수조건을 만족하는 이상으로 장기적으로 방사성 폐기물을 관리하는데 있어서 매우 중요한 방사성 고화체의 압축강도를 증진시키고 방사성 핵종의 누출을 최소화하는 이점을 제공한다. 각 장치들을 일체화시켜 콤팩트하게, 그리고 방사성 분말이 외부로 누출되지 않도록 하면서 기존의 좁은 공간에도 설치할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 이점을 제공한다.
도1은 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용화장치를 나타낸다.
도2는 본 발명에 따른 2개의 롤의 확대도이다.
도3은 본 발명을 구성하는 2개의 롤을 이용하여 펠렛을 생성하는 방법을 나타낸다.
도4는 본 발명을 구성하는 펠렛이송장치를 나타낸다.
도5는 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용방법을 나타낸다.
도2는 본 발명에 따른 2개의 롤의 확대도이다.
도3은 본 발명을 구성하는 2개의 롤을 이용하여 펠렛을 생성하는 방법을 나타낸다.
도4는 본 발명을 구성하는 펠렛이송장치를 나타낸다.
도5는 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용방법을 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도1은 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용화장치를 나타낸다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용화장치(100)는, 분쇄용 호퍼(110), 분쇄기(120), 분쇄 건조물 이송기(130), 펠렛제조용 호퍼(140), 펠렛제조용 바디(150), 불용성 화합물 분사장치(160), 펠렛 이송장치(170), 펠렛 미성형 건조물 이송기(180) 및 포장드럼(190)을 포함한다.
이하의 설명에서의 건조물은, 원자력관련시설로부터 배출되는 방사성 농축폐액 분말, 각종 슬러지 건조물, 소각재 또는 각종 분말 폐수지 중 하나이다.
분쇄용 호퍼(110)는 크기가 수십 ㎛로부터 수십 mm 사이의 과립형 건조물(P1)을 하부의 배출구를 통해 낙하시킨다. 여기서 수십 ㎛로부터 수십 mm 사이의 과립형 건조물(P1)은 CTS(Concentrate Treatment System)로부터 생성된 방사성 폐액의 건조분말이다. 분쇄기(120)는 분쇄용 호퍼(110)의 배출구를 통해 배출되는 건조물(P1)을 최대크기 1~2mm로 분쇄(P2)한다. 분쇄 건조물 이송기(130)는 분쇄기(120)에서 분쇄된 건조물을 펠렛제조용 호퍼(140)로 이송한다.
펠렛제조용 호퍼(140)는 1~2 mm(millimeters)의 크기를 가지는 분말 또는 과립 상태의 건조물을 하부의 배출구를 통해 외부로 낙하시킨다. 여기서, 1~2 mm(millimeters)의 크기를 가지는 분말 또는 과립 상태의 건조물은 분쇄 건조물 이송기(130)로부터 전송된 것만을 사용하거나 CWDS(Concentrate Waste Drying System)로부터 생성된 것만을 사용하거나 이들 둘은 혼합한 것 사용하는 것이 가능하다.
펠렛제조용 바디(150)는 서로 맞물려 돌아가는 부분이 배출구의 수직 하부가 되도록 설치된 2개의 롤(151, 152)을 이용하여, 배출구로부터 낙하하는 건조물을 5mm(높이)×9mm(폭, 너비)의 크기를 가지며 표면에 불용성 화합물 또는 소수성 물질이 코팅된 펠렛(P3)을 제조한다. 본 발명에서 제안하는 펠렛의 크기는 예를 든 것으로, 이와는 다른 크기 다른 형태의 펠렛을 생성하는 것도 가능하다.
불용성 화합물 분사장치(160)는 펠렛제조용 바디(150)의 내부에 불용성 화합물 또는 소수성 물질을 공급하는 것으로 적어도 2개 사용한다. 펠렛 이송장치(170)는 코팅된 펠렛을 펠렛제조용 바디(150)의 외부에 있는 포장드럼(190)으로 이송한다. 펠렛 미성형 건조물 이송기(180)는 펠렛제조용 바디(150)의 하부에 수집된 펠렛 미성형 건조물(P4)을 펠렛제조용 호퍼(140)로 이송한다.
여기서 분쇄 건조물 이송기(130) 및 펠렛 미성형 건조물 이송기(180)는 원자력 시설의 설치 공간을 고려하여, 직선형이 아닌 유연성의 전동 분말 이송기에 의해 자유 낙하시켜 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용화장치(100)의 상부에 위치한 호퍼(110, 140) 내로 이송한다.
본 발명에 따른 방사성 폐기물 감용화장치(100)를 구성하는 분쇄용 호퍼(110), 분쇄기(120), 분쇄 건조물 이송기(130), 펠렛제조용 호퍼(140) 및 펠렛제조용 바디(150)는 밀폐하여, 처리 과정에서 발생되는 미세한 크기의 분말이 공중으로 비산되어 주변이 오염되는 것을 방지하도록 한다.
도2는 본 발명에 따른 2개의 롤의 확대도이다.
도3은 본 발명을 구성하는 2개의 롤을 이용하여 펠렛을 생성하는 방법을 나타낸다.
도2 및 도3을 참조하면, 제1롤(151)의 표면에는 펠렛 형상의 일부 형태를 가지는 홈(201)이 복수개 형성되며, 제2롤(152)의 표면에는 펠렛 형상의 나머지 일부의 형태를 가지는 홈(202)이 복수개 형성되고, 제1롤(151) 및 제2롤(152)은 서로 맞물려 회전할 때 서로 대응되는 홈에 펠렛제조용 호퍼(140)로부터 공급되는 일정량의 건조물을 혼합·압축하여 5mm(높이)×9mm(폭, 너비)의 크기의 펠렛을 제조한다.
복수의 홈(201, 202)은 서로 맞물리기 전에 불용성 화합물 분사장치(160)로부터 분사되는 불용성 화합물 또는 소수성 물질의 막(203)이 표면에 도포되며, 불용성 화합물 또는 소수성 물질의 막이 도포된 후 펠렛제조용 호퍼(140)로부터 공급되는 일정량의 건조물이 해당 홈에 쌓이도록 한다.
불용성 화합물 분사장치(160)는 롤(151, 152)의 맞물리는 부분에서 일정 거리 떨어진 곳에 설치하여, 2개의 롤(151, 152)이 서로 맞물리기 전에 홈들에 막(203)을 미리 형성시키도록 한다. 공기를 이용하여 불용성 물질을 분사노즐로 공급할 경우, 방사성 분말이 공중으로 비산되거나 비산된 분말입자와 불용성 입자에 의해 형성된 덩어리들이 장치 곳곳에 부착되는 것을 방지하기 위하여, 본 발명에 따른 불용성 화합물 분사장치(160)의 경우 공기압에 의한 불용성 물질을 공급하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
도2 및 도3에는 도면의 간략화를 위해 단면도만 도시되어 있어 분명하지 않지만, 2개의 롤(151, 152)은 말 뜻 그대로 원통형의 롤이며, 롤의 표면에 복수의 홈들(201, 202)가 각각 형성되어 있다.
또한 도1 내지 도3에는 도시되어 있지 않지만, 2개의 롤(151, 152) 중 하나에 롤(151, 152)이 맞물리는 방향으로 일정한 압력을 가하거나 가한 압력을 감소시키는 압력조절장치(미도시)를 더 구비할 수 있다. 롤에 인가되는 압력을 조절함으로써 생성되는 펠렛의 공극을 조절할 수 있게 된다. 여기서 압력조절장치는, 유압식 및 개스쇼크옵저버(gas shock absorber) 중 하나의 방식으로 동작한다.
도4는 본 발명을 구성하는 펠렛이송장치를 나타낸다.
도4(a), 도4(b), 도4(c) 및 도4(d)는 펠렛 이송장치(170)의 사시도, 평면도, 측면도 및 배면도이다.
도4를 참조하면, 펠렛 이송장치(170)는, 중앙에 회전하는 스크류(401)가 장착되어 있는 원통의 형태를 가지며, 외면에는 3mm 이하의 직경을 가지는 복수의 분류 홀(402)을 구비하고, 개방된 일부 영역으로 낙하되는 코팅된 펠렛(P3) 및 펠렛이 되지 않은 건조물(P4) 중 코팅된 펠렛(P3)은 스크류를 이용하여 펠렛제조용 바디(150)의 외부에 있는 포장드럼(190)으로 이송하고 펠렛이 되지 않은 3mm이하 크기의 건조물(P4)은 분류 홀(402)을 통해 펠렛제조용 바디(150)의 하부로 걸러내도록 한다. 도3을 참조하면 펠렛(P3)이 5mm(높이)×9mm(폭, 너비)의 크기를 가지므로, 정상적으로 제조된 펠렛(P3)은 분류 홀(402)을 통과하지 않게 된다.
도5는 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용방법을 나타낸다.
도5를 참조하면, 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용화방법(500)은 방사성 폐액의 건조단계(510), 분쇄단계(520), 펠렛 생성단계(530) 및 드러밍단계(540)를 포함한다.
방사성 폐액의 건조단계(510)에서는 방사성 폐액을 건조한다. 분쇄단계(520)는 건조된 방사성 폐액을 1~2mm(millimeters)의 크기로 분쇄하는 사전분쇄단계(521)와 분말의 크기를 비교하는 분말크기비교단계(522)를 수행하여, 1~2mm 이하의 분말은 그대로(No) 두고 그 이상의 크기를 가지는 분말(Yes)은 1~2mm이하의 크기로 분쇄(521)한다.
펠렛 생성단계(530)에서는 1~2mm이하 크기의 분말에 불용화 물질을 추가하여(532)하여 펠렛으로 만든다(531). 펠렛화단계(531)를 거친 후의 펠렛의 크기를 비교하여(534), 펠렛(P3, P4)의 크기가 5mm(높이)×9mm(폭, 너비)보다 작은 건조물(P4)이 있는 경우(No) 펠렛화단계(531)를 다시 거치도록 한다. 제조되는 펠렛의 공극을 최소로하기 위하여 일정한 크기의 압력을 2개의 롤(151, 152) 중 적어도 하나에 인가할 수도 있다.(533) 드러밍단계(540)는 생성된 펠렛을 방사성 폐기물 드럼으로 전달한 후 포장한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
110: 분쇄용 호퍼 120: 분쇄기
130: 분쇄 건조물 이송기 140: 펠렛제조용 호퍼
150: 펠렛제조용 바디 160: 불용성 화합물 분사장치
170: 펠렛 이송장치 180: 펠렛 미성형 건조물 이송기
190: 포장드럼
130: 분쇄 건조물 이송기 140: 펠렛제조용 호퍼
150: 펠렛제조용 바디 160: 불용성 화합물 분사장치
170: 펠렛 이송장치 180: 펠렛 미성형 건조물 이송기
190: 포장드럼
Claims (16)
1~2 mm(millimeters)의 크기를 가지는 분말 또는 과립 상태의 건조물을 하부의 배출구를 통해 외부로 낙하시키는 펠렛제조용 호퍼;
서로 맞물려 돌아가는 부분이 상기 배출구의 수직 하부가 되도록 설치된 2개의 롤을 이용하여, 상기 배출구로부터 낙하하는 건조물을 일정한 크기를 가지며, 표면에 불용성 화합물 또는 소수성 물질이 코팅된 펠렛을 제조하는 펠렛제조용 바디;
상기 펠렛제조용 바디의 내부에 상기 불용성 화합물 또는 소수성 물질을 공급하는 적어도 2개의 불용성 화합물 분사장치; 및
상기 코팅된 펠렛을 상기 펠렛제조용 바디의 외부로 이송하는 펠렛 이송장치;를
포함하며,
제1롤의 표면에는 상기 펠렛 형상의 일부 형태를 가지는 홈이 복수개 형성되며, 제2롤의 표면에는 상기 펠렛 형상의 나머지 일부의 형태를 가지는 홈이 복수개 형성되고, 상기 제1롤 및 상기 제2롤은 서로 맞물려 회전할 때 서로 대응되는 홈에 상기 펠렛제조용 호퍼로부터 낙하하는 복수의 건조물을 혼합·압축하여 일정한 크기의 펠렛을 제조하며,
상기 복수의 홈은 서로 맞물리기 전에 상기 불용성 화합물 분사장치로부터 분사되는 불용성 화합물 또는 소수성 물질의 막이 표면에 도포되며, 불용성 화합물 또는 소수성 물질의 막이 도포된 후 상기 펠렛제조용 호퍼로부터 낙하하는 복수의 건조물이 해당 홈에 쌓이는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
서로 맞물려 돌아가는 부분이 상기 배출구의 수직 하부가 되도록 설치된 2개의 롤을 이용하여, 상기 배출구로부터 낙하하는 건조물을 일정한 크기를 가지며, 표면에 불용성 화합물 또는 소수성 물질이 코팅된 펠렛을 제조하는 펠렛제조용 바디;
상기 펠렛제조용 바디의 내부에 상기 불용성 화합물 또는 소수성 물질을 공급하는 적어도 2개의 불용성 화합물 분사장치; 및
상기 코팅된 펠렛을 상기 펠렛제조용 바디의 외부로 이송하는 펠렛 이송장치;를
포함하며,
제1롤의 표면에는 상기 펠렛 형상의 일부 형태를 가지는 홈이 복수개 형성되며, 제2롤의 표면에는 상기 펠렛 형상의 나머지 일부의 형태를 가지는 홈이 복수개 형성되고, 상기 제1롤 및 상기 제2롤은 서로 맞물려 회전할 때 서로 대응되는 홈에 상기 펠렛제조용 호퍼로부터 낙하하는 복수의 건조물을 혼합·압축하여 일정한 크기의 펠렛을 제조하며,
상기 복수의 홈은 서로 맞물리기 전에 상기 불용성 화합물 분사장치로부터 분사되는 불용성 화합물 또는 소수성 물질의 막이 표면에 도포되며, 불용성 화합물 또는 소수성 물질의 막이 도포된 후 상기 펠렛제조용 호퍼로부터 낙하하는 복수의 건조물이 해당 홈에 쌓이는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제1항에 있어서, 상기 펠렛은,
5mm(높이)×9mm(폭, 너비)의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
5mm(높이)×9mm(폭, 너비)의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제2항에 있어서, 상기 2개의 불용성 화합물 분사장치 각각은,
해당 롤의 맞물리는 부분에서 일정 거리 떨어진 곳에 설치되어 해당 롤의 복수의 홈에 불용성 화합물 또는 소수성 물질을 도포하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
해당 롤의 맞물리는 부분에서 일정 거리 떨어진 곳에 설치되어 해당 롤의 복수의 홈에 불용성 화합물 또는 소수성 물질을 도포하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제3항에 있어서, 상기 펠렛 이송장치는,
중앙에 회전하는 스크류가 장착되어 있는 원통의 형태를 가지며, 외면에는 3mm 이하의 직경을 가지는 복수의 분류 홀을 구비하고, 개방된 일부 영역으로 낙하되는 상기 코팅된 펠렛 및 펠렛이 되지 않은 건조물 중 코팅된 펠렛은 상기 스크류를 이용하여 상기 펠렛제조용 바디의 외부로 이송하고 펠렛이 되지 않은 3mm이하 크기의 건조물은 상기 분류 홀을 통해 상기 펠렛제조용 바디의 하부로 걸러내는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
중앙에 회전하는 스크류가 장착되어 있는 원통의 형태를 가지며, 외면에는 3mm 이하의 직경을 가지는 복수의 분류 홀을 구비하고, 개방된 일부 영역으로 낙하되는 상기 코팅된 펠렛 및 펠렛이 되지 않은 건조물 중 코팅된 펠렛은 상기 스크류를 이용하여 상기 펠렛제조용 바디의 외부로 이송하고 펠렛이 되지 않은 3mm이하 크기의 건조물은 상기 분류 홀을 통해 상기 펠렛제조용 바디의 하부로 걸러내는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제4항에 있어서, 상기 펠렛제조용 바디의 하부에는,
상기 분류 홀을 통과한 상기 펠렛 미성형 건조물을 상기 펠렛제조용 호퍼로 이송하는 펠렛 미성형 건조물 이송기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
상기 분류 홀을 통과한 상기 펠렛 미성형 건조물을 상기 펠렛제조용 호퍼로 이송하는 펠렛 미성형 건조물 이송기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제5항에 있어서, 상기 펠렛 이송장치로부터 이송되는 상기 코팅된 펠렛을 수집하는 포장드럼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제6항에 있어서,
수십 ㎛로부터 수십 mm 사이 크기의 과립형 건조물을 하부의 배출구를 통해 낙하시키는 분쇄용 호퍼;
상기 분쇄용 호퍼의 배출구를 통해 배출되는 상기 건조물을 1~2mm의 크기로 분쇄하는 분쇄기; 및
상기 분쇄기에서 분쇄된 건조물을 상기 펠렛제조용 호퍼(140)로 이송하는 분쇄 건조물 이송기;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
수십 ㎛로부터 수십 mm 사이 크기의 과립형 건조물을 하부의 배출구를 통해 낙하시키는 분쇄용 호퍼;
상기 분쇄용 호퍼의 배출구를 통해 배출되는 상기 건조물을 1~2mm의 크기로 분쇄하는 분쇄기; 및
상기 분쇄기에서 분쇄된 건조물을 상기 펠렛제조용 호퍼(140)로 이송하는 분쇄 건조물 이송기;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제7항에 있어서,
상기 펠렛 미성형 건조물 이송기 및 상기 분쇄 건조물 이송기는 유연성 분말 이송기인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
상기 펠렛 미성형 건조물 이송기 및 상기 분쇄 건조물 이송기는 유연성 분말 이송기인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제8항에 있어서,
상기 분쇄용 호퍼, 상기 분쇄기, 상기 분쇄 건조물 이송기, 상기 펠렛제조용 호퍼 및 상기 펠렛제조용 바디는 밀폐되어 있는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
상기 분쇄용 호퍼, 상기 분쇄기, 상기 분쇄 건조물 이송기, 상기 펠렛제조용 호퍼 및 상기 펠렛제조용 바디는 밀폐되어 있는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제9항에 있어서, 상기 건조물은,
원자력관련시설로부터 배출되는 방사성 농축폐액 분말, 각종 슬러지 건조물, 소각재 및 각종 분말폐수지 중 하나인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
원자력관련시설로부터 배출되는 방사성 농축폐액 분말, 각종 슬러지 건조물, 소각재 및 각종 분말폐수지 중 하나인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제10항에 있어서,
상기 2개의 롤 중 하나에 상기 롤이 맞물리는 방향으로 일정한 압력을 가하거나 가한 압력을 감소시키는 압력조절장치(미도시);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
상기 2개의 롤 중 하나에 상기 롤이 맞물리는 방향으로 일정한 압력을 가하거나 가한 압력을 감소시키는 압력조절장치(미도시);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제11항에 있어서, 상기 압력조절장치는,
유압식 및 개스쇼크옵저버(gas shock absorber) 중 하나의 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
유압식 및 개스쇼크옵저버(gas shock absorber) 중 하나의 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
제12항에 기재된 방사성 폐기물 감용화장치를 이용하여 방사성 폐기물의 크기를 감소시키는 방사성 폐기물의 감용화방법에 있어서,
방사성 폐액을 건조하는 방사성 폐액의 건조단계;
건조된 방사성 폐액을 1~2mm(millimeters)의 크기의 분말로 분쇄하는 분쇄단계;
1~2mm(millimeters)의 크기의 분말에 불용화 물질을 추가하여 펠렛으로 만드는 펠렛 생성단계; 및
생성된 펠렛을 방사성 폐기물 드럼으로 전달한 후 포장하는 드러밍단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 감용화방법.
방사성 폐액을 건조하는 방사성 폐액의 건조단계;
건조된 방사성 폐액을 1~2mm(millimeters)의 크기의 분말로 분쇄하는 분쇄단계;
1~2mm(millimeters)의 크기의 분말에 불용화 물질을 추가하여 펠렛으로 만드는 펠렛 생성단계; 및
생성된 펠렛을 방사성 폐기물 드럼으로 전달한 후 포장하는 드러밍단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 감용화방법.
제13항에 있어서, 상기 분쇄단계는,
건조된 방사성 폐액을 1~2mm(millimeters)의 크기로 분쇄하는 사전분쇄단계; 및
상기 사전분쇄단계에서 분쇄된 분말의 크기를 비교하는 분말크기비교단계;를 포함하며,
비교결과 1~2mm 이하의 분말은 그대로(No) 두고 그 이상의 크기를 가가지는 분말(Yes)은 1~2mm이하로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 감용화방법.
건조된 방사성 폐액을 1~2mm(millimeters)의 크기로 분쇄하는 사전분쇄단계; 및
상기 사전분쇄단계에서 분쇄된 분말의 크기를 비교하는 분말크기비교단계;를 포함하며,
비교결과 1~2mm 이하의 분말은 그대로(No) 두고 그 이상의 크기를 가가지는 분말(Yes)은 1~2mm이하로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 감용화방법.
제14항에 있어서, 상기 펠렛 생성단계는,
1~2mm이하 크기의 분말에 불용화 물질을 추가하여 펠렛으로 만드는 펠렛화단계; 및
펠렛의 크기가 5mm(높이)×9mm(폭, 너비)보다 큰가를 비교하는 펠렛크기비교단계;를 포함하며,
비교결과 상기 펠렛화단계를 거친 후에도 펠렛이 되지 않은 건조물의 경우(No) 상기 펠렛화단계를 다시 거치도록 하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 감용화방법.
1~2mm이하 크기의 분말에 불용화 물질을 추가하여 펠렛으로 만드는 펠렛화단계; 및
펠렛의 크기가 5mm(높이)×9mm(폭, 너비)보다 큰가를 비교하는 펠렛크기비교단계;를 포함하며,
비교결과 상기 펠렛화단계를 거친 후에도 펠렛이 되지 않은 건조물의 경우(No) 상기 펠렛화단계를 다시 거치도록 하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 감용화방법.
제15항에 있어서, 상기 펠렛 생성단계는,
제조되는 펠렛의 공극을 최소로하기 위하여 일정한 크기의 압력을 2개의 롤 중 적어도 하나에 인가하는 압력인가단계;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 감용화방법.
제조되는 펠렛의 공극을 최소로하기 위하여 일정한 크기의 압력을 2개의 롤 중 적어도 하나에 인가하는 압력인가단계;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 감용화방법.
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