KR101509374B1 - 방사선 차폐 방법 및 장치 및 구조체의 처리 방법 - Google Patents

방사선 차폐 방법 및 장치 및 구조체의 처리 방법 Download PDF

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Abstract

방사선 차폐 방법 및 장치 및 구조체의 처리 방법에 있어서, 원자로 용기(41)의 외부에 제1 방사선 차폐 장치(100)를 설치함으로써, 제1 방사선 차폐 영역(A1)을 마련하고, 원자로 용기(41)로부터 심블 튜브(68)를 이동함으로써, 중성자속 검출기(77)를 도관 튜브(65) 내를 통하여 방사선 차폐 영역(A1)으로 이동하고, 그 후, 원자로 용기(41)의 점검·보수 작업을 행함으로써, 작업자에게 조사되는 방사선량을 용이하면서도 또한 충분히 저감한다.

Description

방사선 차폐 방법 및 장치 및 구조체의 처리 방법 {RADIATION SHIELDING METHOD AND APPARATUS, AND METHOD FOR PROCESSING STRUCTURE}
본 발명은, 예를 들어 원자력 플랜트에 있어서의 점검 작업이나 보수 작업 등을 행할 때에 적용되는 방사선 차폐 방법 및 방사선 차폐 장치, 및 이 방사선 차폐 방법 및 방사선 차폐 장치를 사용한 구조체의 처리 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 원자력 플랜트에 있어서의 가압수형 원자로(PWR : Pressurized Water Reactor)는 경수를 원자로 냉각재 및 중성자 감속재로서 사용하여, 노심 전체에 걸쳐 비등하지 않는 고온 고압수로 하고, 이 고온 고압수를 증기 발생기로 보내어 열 교환에 의해 증기를 발생시키고, 이 증기를 터빈 발전기로 보내어 발전하는 것이다.
이러한 원자력 플랜트는, 충분한 안전성이나 신뢰성을 확보하기 위해 구조물 등을 정기적으로 검사할 필요가 있다. 그리고 각 검사를 시공하여 문제를 발견한 경우에는, 문제에 관련된 필요 부위를 보수하고 있다. 그리고 원자력 플랜트에서는, 이러한 각종 작업을 행할 경우, 작업자에게 작용하는 방사선량을 저감할 필요가 있다.
이러한 종래의 방사선 차폐 방법 및 방사선 차폐 장치로서는, 예를 들어 하기 특허 문헌 1에 기재된 것이 있다. 이 특허 문헌 1에 기재된 방사선 차폐 방법 및 방사선 차폐 장치는, 피차폐체의 소정 부위에 속이 빈 용기를 설치하고, 유체 송출 수단에 의해 호스를 개재하여 용기 내로 유체를 송출하는 동시에, 차폐재 공급 수단에 의해 유체에 입상의 차폐재를 공급함으로써 호스를 개재하여 용기 내로 차폐재를 반송하여 충전하고, 피차폐체에 대하여 차폐재를 충전한 용기를 설치함으로써 차폐를 행하는 것이다.
일본 특허 공개 제2010-156615호 공보
그런데 원자로 용기는, 하부에 노 내 계장관대(計裝管臺)가 고정되고, 이 노 내 계장관대에 있어서의 노 내측의 상단부에 계장 안내관이 고정되는 한편, 노 외측의 하단부에 도관 튜브가 고정되어 있다. 그리고 심블 튜브의 선단부에 장착된 중성자속 검출기는, 도관 튜브로부터 노 내 계장관대 및 계장 안내관을 통하여 노 내에 삽입되어 있다. 이러한 구조에 의해, 노 내 계장관대에 대하여 점검 작업이나 보수 작업 등을 행할 때, 심블 튜브가 장해가 되어 각종 작업을 행할 수 없다.
그로 인해, 중성자속 검출기가 장착된 심블 튜브를 원자로 용기 내로부터 빼내어 권취한 후에, 노 내 계장관대의 점검 작업이나 보수 작업 등을 행하는 것이 바람직하다. 그러나 중성자속 검출기는, 원자로 용기 내에 배치되어 있으므로 방사선량이 높아, 쉽게 빼낼 수 없다. 종래는, 심블 튜브에 대하여 방사선량이 높은 중성자속 검출기를 절단하고, 방사선량이 낮은 심블 튜브만을 빼내는 한편, 중성자속 검출기를 전용 용기에서 노 밖으로 반출하고, 이 상태에서 각종 작업을 행하고 있었다. 그러나 심블 튜브로부터 중성자속 검출기를 절단하면, 중성자속 검출기를 재이용할 수 없어, 제조 비용이 증가해 버린다는 문제가 있다.
또한, 원자로 용기는 내부의 방사선량이 높으므로, 상술한 종래의 방사선 차폐 방법 및 방사선 차폐 장치를 적용하는 것이 곤란해진다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하는 것이며, 작업자에게 조사되는 방사선량을 용이하면서도 또한 충분히 저감할 수 있는 방사선 차폐 방법 및 장치 및 구조체의 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방사선 차폐 방법은, 구조체의 내부에 배치된 피차폐체를 차폐하는 방사선 차폐 방법이며, 상기 구조체의 외부에 방사선 차폐 영역을 형성하는 공정과, 상기 구조체로부터 상기 피차폐체를 상기 방사선 차폐 영역 내로 이동하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 구조체의 외부에 미리 방사선 차폐 영역을 형성해 두고, 구조체로부터 피차폐체를 이 방사선 차폐 영역 내로 이동하여 차폐하게 되어, 작업자가 피차폐체에 가까이 갈 필요가 없고, 쉽게 피차폐체를 차폐할 수 있어, 작업자에게 조사되는 방사선량을 충분히 저감할 수 있다.
본 발명의 방사선 차폐 방법에서는, 상기 구조체와 상기 방사선 차폐 영역은, 만곡한 배관에 의해 연결되어, 상기 구조체로부터 상기 배관을 통하여 상기 피차폐체를 상기 방사선 차폐 영역 내로 이동하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 구조체 내의 피차폐체를 만곡한 배관에 의해 방사선 차폐 영역 내로 이동함으로써, 방사선 차폐 영역에 있는 피차폐체로부터의 방사선은, 만곡한 배관에 의해 차폐할 수 있다.
본 발명의 방사선 차폐 방법에서는, 주위를 속이 빈 용기에 의해 둘러싸고, 상기 용기 내에 입상을 이루는 다수의 차폐재가 수용된 차폐재 충전 재킷을 복수 충전함으로써, 상기 방사선 차폐 영역을 구성하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 용기 내에 차폐재 충전 재킷을 복수 충전하는 것만으로, 피차폐체를 차폐 가능한 방사선 차폐 영역을 쉽게 설치할 수 있다.
본 발명의 방사선 차폐 방법에서는, 주위를 속이 빈 용기에 의해 둘러싸고, 상기 용기 내에 유체와 함께 입상을 이루는 다수의 차폐재를 공급함으로써, 상기 방사선 차폐 영역을 구성하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 용기 내에 유체와 함께 입상을 이루는 차폐재를 공급하는 것만으로, 피차폐체를 차폐 가능한 방사선 차폐 영역을 쉽게 설치할 수 있다. 또한, 용기 내에 유체를 공급하여 입상을 이루는 차폐재를 회수할 수 있어, 후처리 공정이 용이해지고, 차폐재의 재이용을 가능하게 함으로써, 처리 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 방사선 차폐 장치는 주위를 둘러싸는 것으로 소정 크기의 영역을 형성하는 속이 빈 용기와, 입상을 이루는 다수의 차폐재가 수용되어 상기 용기 내에 충전되는 복수의 차폐재 충전 재킷을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 속이 빈 용기 내에 입상을 이루는 다수의 차폐재가 수용된 복수의 차폐재 충전 재킷을 충전하는 것만으로, 방사선 차폐 영역을 쉽게 설치할 수 있어, 작업자에게 조사되는 방사선량을 충분히 저감할 수 있다.
본 발명의 방사선 차폐 장치에서는, 상기 용기는 상기 영역의 종벽을 구성하는 제1 용기와, 상기 영역의 지붕을 구성하는 제2 용기를 갖고, 상기 제1 용기는 복수의 종판이 소정 간격을 두고 세워 설치되어 형성되고, 상기 복수의 종판 사이에 상기 차폐재 충전 재킷이 충전되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 소정 간격을 두고 세워 설치된 복수의 종판 사이에 차폐재 충전 재킷을 충전함으로써, 영역의 종벽을 구성할 수 있어, 구조의 간소화를 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 방사선 차폐 장치에서는, 상기 영역을 관통하여 상기 피차폐체를 안내하는 복수의 배관이 설치되고, 상기 복수의 종판은 상기 복수의 배관이 관통하는 관통 홈이 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 영역을 관통하는 배관을 설치함으로써, 피차폐체를 영역으로 쉽게 안내할 수 있게 되고, 또한 종판에 관통 홈이 형성됨으로써, 배관을 쉽게 영역 내로 유도할 수 있게 된다.
본 발명의 방사선 차폐 장치에서는, 상기 제2 용기는 입상을 이루는 복수의 차폐재가 충전되는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 제2 용기 내에 입상을 이루는 차폐재를 충전하는 것만으로, 쉽게 영역의 지붕을 형성할 수 있다. 또한, 제2 용기 내에 유체를 공급하여 입상을 이루는 차폐재를 회수할 수 있어, 후처리 공정이 용이해지고, 차폐재의 재이용을 가능하게 함으로써, 처리 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 구조체의 처리 방법은, 내부에 피차폐체가 배치되는 구조체의 처리 방법이며, 상기 구조체의 외부에 방사선 차폐 영역을 형성하는 공정과, 상기 구조체로부터 상기 피차폐체를 상기 방사선 차폐 영역 내로 이동하는 공정과, 상기 구조체로부터 상기 피차폐체가 취출된 후에 상기 구조체의 피처리부를 처리하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 구조체의 외부에 미리 방사선 차폐 영역을 형성해 두고, 구조체로부터 피차폐체를 이 방사선 차폐 영역 내로 이동하여 차폐한 후, 구조체의 피처리부를 처리하게 되어, 작업자가 피차폐체에 가까이 갈 필요가 없이, 쉽게 피차폐체를 차폐할 수 있고, 작업자는 피차폐체가 취출된 구조체를 안전하게 처리할 수 있게 되어, 작업자에게 조사되는 방사선량을 충분히 저감할 수 있다.
본 발명의 구조체의 처리 방법에서는, 상기 구조체와 상기 방사선 차폐 영역은, 만곡한 배관에 의해 연결되어, 상기 구조체로부터 상기 배관을 통하여 상기 피차폐체를 상기 방사선 차폐 영역 내로 이동한 후, 상기 배관의 점검 보수 작업을 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 구조체 내의 피차폐체를 만곡한 배관에 의해 방사선 차폐 영역 내로 이동함으로써, 방사선 차폐 영역에 있는 피차폐체로부터의 방사선은, 만곡한 배관에 의해 차폐할 수 있어, 작업자는 피차폐체로부터 방사선을 받는 일 없이, 배관의 점검 보수 작업을 안전하게 행할 수 있다.
본 발명의 방사선 차폐 방법 및 장치 및 구조체의 처리 방법에 의하면, 구조체의 외부에 방사선 차폐 영역을 형성하고, 구조체로부터 피차폐체를 방사선 차폐 영역 내로 이동한 후, 구조체의 처리를 행하게 되어, 작업자가 피차폐체에 가까이 갈 필요가 없이, 쉽게 피차폐체를 차폐할 수 있어, 작업자에게 조사되는 방사선량을 충분히 저감할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 관한 방사선 차폐 장치를 나타내는 원자로 플랜트의 주요부 정면도이다.
도 2는, 본 실시예의 방사선 차폐 장치를 나타내는 원자로 플랜트의 주요부 평면도이다.
도 3은, 본 실시예의 제1 방사선 차폐 장치를 나타내는 정면도이다.
도 4는, 본 실시예의 제1 방사선 차폐 장치를 나타내는 종단면도이다.
도 5는, 본 실시예의 제1 방사선 차폐 장치를 나타내는 도 3의 V-V 단면도이다.
도 6은, 본 실시예의 제1 방사선 차폐 장치를 나타내는 수평 단면도이다.
도 7은, 본 실시예의 제1 방사선 차폐 장치에 있어서의 물 및 차폐재의 공급계 및 배출계를 나타내는 개략도이다.
도 8은, 원자로 용기의 하방에 배치되는 제2 방사선 차폐 장치를 나타내는 단면도이다.
도 9는, 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 단면도이다.
도 10은, 도 8의 X-X 단면도이다.
도 11은, 원자력 발전 플랜트의 개략 구성도이다.
도 12는, 가압수형 원자로를 나타내는 종단면도이다.
도 13은, 가압수형 원자로의 하부에 설치되는 노 내 계장관대를 나타내는 단면도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 방사선 차폐 방법 및 장치의 적합한 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 또한 실시예가 복수인 경우에는, 각 실시예를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다.
<실시예>
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 관한 방사선 차폐 장치를 나타내는 원자로 플랜트의 주요부 정면도, 도 2는, 본 실시예의 방사선 차폐 장치를 나타내는 원자로 플랜트의 주요부 평면도, 도 3은, 본 실시예의 제1 방사선 차폐 장치를 나타내는 정면도, 도 4는, 본 실시예의 제1 방사선 차폐 장치를 나타내는 종단면도, 도 5는, 본 실시예의 제1 방사선 차폐 장치를 나타내는 도 3의 V-V 단면도, 도 6은, 본 실시예의 제1 방사선 차폐 장치를 나타내는 수평 단면도, 도 7은, 본 실시예의 제1 방사선 차폐 장치에 있어서의 물 및 차폐재의 공급계 및 배출계를 나타내는 개략도, 도 8은, 원자로 용기의 하방에 배치되는 제2 방사선 차폐 장치를 나타내는 단면도, 도 9는, 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 단면도, 도 10은, 도 8의 X-X 단면도, 도 11은, 원자력 발전 플랜트의 개략 구성도, 도 12는, 가압수형 원자로를 나타내는 종단면도, 도 13은, 가압수형 원자로의 하부에 설치되는 노 내 계장관대를 나타내는 단면도이다.
본 실시예의 원자로는, 경수를 원자로 냉각재 및 중성자 감속재로서 사용하여, 노심 전체에 걸쳐 비등하지 않는 고온 고압수로 하고, 이 고온 고압수를 증기 발생기로 보내어 열 교환에 의해 증기를 발생시키고, 이 증기를 터빈 발전기로 보내어 발전하는 가압수형 원자로(PWR : Pressurized Water Reactor)이다.
본 실시예의 가압수형 원자로를 갖는 원자력 발전 플랜트에 있어서, 도 11에 도시한 바와 같이, 원자로 격납 용기(11) 내에는 가압수형 원자로(12) 및 증기 발생기(13)가 저장되어 있고, 이 가압수형 원자로(12)와 증기 발생기(13)는 냉각수 배관(14, 15)을 개재하여 연결되어 있고, 냉각수 배관(14)에 가압기(16)가 설치되고, 냉각수 배관(15)에 냉각수 펌프(15a)가 설치되어 있다. 이 경우, 감속재 및 1차 냉각수(냉각재)로서 경수를 사용하여, 노심부에 있어서의 1차 냉각수의 비등을 억제하기 위해, 1차 냉각 계통은 가압기(16)에 의해 150 내지 160 기압 정도의 고압 상태를 유지하도록 제어하고 있다. 따라서, 가압수형 원자로(12)에 의해, 연료(원자 연료)로서 저농축 우라늄 또는 MOX에 의해 1차 냉각수로서 경수가 가열되어, 고온의 1차 냉각수가 가압기(16)에 의해 소정의 고압으로 유지된 상태에서 냉각수 배관(14)을 통하여 증기 발생기(13)로 보내진다. 이 증기 발생기(13)에서는, 고압 고온의 1차 냉각수와 2차 냉각수 사이에서 열 교환이 행해지고, 냉각된 1차 냉각수는 냉각수 배관(15)을 통하여 가압수형 원자로(12)로 복귀된다.
증기 발생기(13)는 증기 터빈(17)과 냉각수 배관(18)을 개재하여 연결되어 있고, 이 증기 터빈(17)은 고압 터빈(19) 및 저압 터빈(20)을 갖는 동시에, 발전기(21)가 접속되어 있다. 또한, 고압 터빈(19)과 저압 터빈(20) 사이에는, 수분 분리 가열기(22)가 설치되어 있고, 냉각수 배관(18)으로부터 분기한 냉각수 분기 배관(23)이 수분 분리 가열기(22)에 연결되는 한편, 고압 터빈(19)과 수분 분리 가열기(22)는 저온 재열관(24)에 의해 연결되고, 수분 분리 가열기(22)와 저압 터빈(20)은 고온 재열관(25)에 의해 연결되어 있다.
또한, 증기 터빈(17)의 저압 터빈(20)은 복수기(復水器)(26)를 갖고 있으며, 이 복수기(26)에는 냉각수(예를 들어, 해수)를 급배(給俳)하는 취수관(27) 및 배수관(28)이 연결되어 있다. 이 취수관(27)은 순환수 펌프(29)를 갖고, 배수관(28)과 함께 타단부가 해수 중에 배치되어 있다. 그리고 이 복수기(26)는 냉각수 배관(30)을 개재하여 탈기기(31)에 연결되어 있고, 이 냉각수 배관(30)에 복수 펌프(32) 및 저압 급수 가열기(33)가 설치되어 있다. 또한, 탈기기(31)는 냉각수 배관(34)을 개재하여 증기 발생기(13)에 연결되어 있고, 이 냉각수 배관(34)에는 급수 펌프(35) 및 고압 급수 가열기(36)가 설치되어 있다.
따라서, 증기 발생기(13)에서, 고압 고온의 1차 냉각수와 열 교환을 행하여 생성된 증기는, 냉각수 배관(18)을 통하여 증기 터빈(17)[고압 터빈(19)으로부터 저압 터빈(20)]으로 보내져, 이 증기에 의해 증기 터빈(17)을 구동하여 발전기(21)에 의해 발전을 행한다. 이때, 증기 발생기(13)로부터의 증기는, 고압 터빈(19)을 구동한 후, 수분 분리 가열기(22)에서 증기에 포함되는 수분이 제거되는 동시에 가열된 후 저압 터빈(20)을 구동한다. 그리고 증기 터빈(17)을 구동한 증기는, 복수기(26)에서 해수를 사용하여 냉각되어 복수가 되고, 저압 급수 가열기(33)에서, 예를 들어 저압 터빈(20)으로부터 추기한 저압 증기에 의해 가열되고, 탈기기(31)에서 용존 산소나 불응결 가스(암모니아 가스) 등의 불순물이 제거된 후, 고압 급수 가열기(36)에서, 예를 들어 고압 터빈(19)으로부터 추기한 고압 증기에 의해 가열된 후, 증기 발생기(13)로 복귀된다.
이와 같이 구성된 원자력 발전 플랜트에 적용된 가압수형 원자로(12)에 있어서, 도 12에 도시한 바와 같이, 원자로 용기(41)는 그 내부에 노 내 구조물이 삽입될 수 있도록, 원자로 용기 본체(42)와 그 상부에 장착되는 원자로 용기 덮개[상경(上鏡)](43)에 의해 구성되어 있고, 이 원자로 용기 본체(42)에 대하여 원자로 용기 덮개(43)가 복수의 스터드 볼트(44) 및 너트(45)에 의해 개폐 가능하게 고정되어 있다.
이 원자로 용기 본체(42)는 원자로 용기 덮개(43)를 제거함으로써 상부가 개구 가능하고, 하부가 구면 형상을 이루는 하경(下鏡)(46)에 의해 폐색된 원통 형상을 이루고 있다. 그리고 원자로 용기 본체(42)는 상부에 1차 냉각수로서의 경수(냉각재)를 공급하는 입구 노즐(입구관대)(47)과, 경수를 배출하는 출구 노즐(출구관대)(48)이 형성되어 있다. 또한, 원자로 용기 본체(42)는 이 입구 노즐(47) 및 출구 노즐(48)과는 별도로, 도시하지 않은 주수 노즐(주수관대)이 형성되어 있다.
원자로 용기 본체(42)는 내부에서, 입구 노즐(47) 및 출구 노즐(48)보다 상방에 상부 노심 지지판(49)이 고정되는 한편, 하방의 하경(46) 근방에 위치하여 하부 노심 지지판(50)이 고정되어 있다. 이 상부 노심 지지판(49) 및 하부 노심 지지판(50)은 원판 형상을 이루어 도시하지 않은 다수의 연통 구멍이 형성되어 있다. 그리고 상부 노심 지지판(49)은 복수의 노심 지지 로드(51)를 개재하여 하방에 도시하지 않은 다수의 연통 구멍이 형성된 상부 노심판(52)이 연결되어 있다.
원자로 용기 본체(42)는 내부에 원통 형상을 이루는 노심조(53)가 내벽면과 소정의 간극을 두고 배치되어 있고, 이 노심조(53)는 상부가 상부 노심판(52)에 연결되고, 하부에 원판 형상을 이루어 도시하지 않은 다수의 연통 구멍이 형성된 하부 노심판(54)이 연결되어 있다. 그리고 이 하부 노심판(54)은 하부 노심 지지판(50)에 지지되어 있다. 즉, 노심조(53)는 원자로 용기 본체(42)의 하부 노심 지지판(50)에 현수 지지되게 된다.
노심(55)은 상부 노심판(52)과 노심조(53)와 하부 노심판(54)에 의해 형성되어 있고, 이 노심(55)은 내부에 다수의 연료 집합체(56)가 배치되어 있다. 이 연료 집합체(56)는 도시하지 않았지만, 다수의 연료봉이 지지 격자에 의해 격자 형상으로 묶여서 구성되고, 상단부에 상부 노즐이 고정되는 한편, 하단부에 하부 노즐이 고정되어 있다. 또한, 노심(55)은 내부에 다수의 제어봉(57)이 배치되어 있다. 이 다수의 제어봉(57)은 상단부가 합쳐져서 제어봉 클러스터(58)가 되어, 연료 집합체(57) 내에 삽입 가능하게 되어 있다. 상부 노심 지지판(49)은 이 상부 노심 지지판(49)을 관통하여 다수의 제어봉 클러스터 안내관(59)이 고정되어 있고, 각 제어봉 클러스터 안내관(59)은 하단부가 연료 집합체(56) 내의 제어봉 클러스터(58)까지 연장되어 있다.
원자로 용기(41)를 구성하는 원자로 용기 덮개(43)는 상부에 자기식 잭의 제어봉 구동 장치(60)가 설치되어 있고, 원자로 용기 덮개(43)와 일체를 이루는 하우징(61) 내에 수용되어 있다. 다수의 제어봉 클러스터 안내관(59)은 상단부가 제어봉 구동 장치(60)까지 연장되고, 이 제어봉 구동 장치(60)로부터 연장되어 제어봉 클러스터 구동축(62)이 제어봉 클러스터 안내관(59) 내를 통하여 연료 집합체(56)까지 연장되어, 제어봉 클러스터(58)를 파지 가능하게 되어 있다.
이 제어봉 구동 장치(60)는 상하 방향으로 연장 설치되어 제어봉 클러스터(58)에 연결되는 동시에, 그 표면에 복수의 주위 홈을 길이 방향으로 등피치로 배치하여 이루어지는 제어봉 클러스터 구동축(62)을 자기식 잭으로 상하 이동시킴으로써, 원자로의 출력을 제어하고 있다.
또한, 도 13에 상세하게 도시한 바와 같이, 원자로 용기 본체(42)는 하경(46)을 관통하는 다수의 계장관대(63)가 설치되고, 이 각 계장관대(63)는 노 내측의 상단부에 노 내 계장 안내관(64)이 고정되는 한편, 노 외측의 하단부에 도관 튜브(65)가 연결되어 있다. 각 노 내 계장 안내관(64)은 상단부가 하부 노심 지지판(50)에 연결되어 있고, 진동을 억제하기 위한 상하의 연접판(66, 67)이 부착되어 있다. 심블 튜브(68)는 중성자속을 계측 가능한 중성자속 검출기(도시 생략)가 장착되어 있고, 도관 튜브(65)로부터 계장관대(63) 및 노 내 계장 안내관(64)을 통해, 하부 노심판(54)을 관통하여 연료 집합체(56)까지 삽입 가능하게 되어 있다.
따라서, 제어봉 구동 장치(60)에 의해 제어봉 클러스터 구동축(62)을 이동하여 연료 집합체(56)에 제어봉(57)을 삽입함으로써, 노심(55) 내에서의 핵 분열을 제어하고, 발생한 열 에너지에 의해 원자로 용기(41) 내에 충전된 경수가 가열되어, 고온의 경수가 출구 노즐(48)로부터 배출되고, 상술한 바와 같이, 증기 발생기(13)로 보내진다. 즉, 연료 집합체(56)를 구성하는 원자 연료가 핵 분열함으로써 중성자를 방출하고, 감속재 및 1차 냉각수로서의 경수가, 방출된 고속 중성자의 운동 에너지를 저하시켜서 열 중성자로 하고, 새로운 핵 분열을 일으키기 쉽게 하는 동시에, 발생한 열을 빼앗아 냉각한다. 또한, 제어봉(57)을 연료 집합체(56)에 삽입함으로써, 노심(55) 내에서 생성되는 중성자수를 조정하고, 또한 원자로를 긴급하게 정지할 때에 노심(55)에 급속하게 삽입된다.
또한, 원자로 용기(41)는 노심(55)에 대하여 그 상방에 출구 노즐(48)에 연통하는 상부 플리넘(69)이 형성되는 동시에, 하방에 하부 플리넘(70)이 형성되어 있다. 그리고 원자로 용기(41)와 노심조(53) 사이에 입구 노즐(47) 및 하부 플리넘(70)에 연통하는 강수관부(71)가 형성되어 있다. 따라서, 경수는 입구 노즐(47)로부터 원자로 용기 본체(42) 내로 유입하고, 강수관부(71)를 하부 방향으로 흘러내려서 하부 플리넘(70)에 이르고, 이 하부 플리넘(70)의 구면 형상의 내면에 의해 상부 방향으로 안내되어서 상승하고, 하부 노심 지지판(50) 및 하부 노심판(54)을 통과한 후, 노심(55)으로 유입된다. 이 노심(55)으로 유입된 경수는, 노심(55)을 구성하는 연료 집합체(56)로부터 발생하는 열 에너지를 흡수함으로써, 이 연료 집합체(56)를 냉각하는 한편, 고온이 되어 상부 노심판(52)을 통과하여 상부 플리넘(69)까지 상승하고, 출구 노즐(48)을 통해 배출된다.
이와 같이 구성된 원자로 용기(41)에서, 계장관대(63)는 원자로 용기 본체(42)의 하경(46)에 관통하고, 상부와 하부가 용접(인코넬 덧붙임)(75, 76)에 의해 고정되어 있다. 그로 인해, 이 용접부(75, 76)에 대하여 정기적인 검사나 보수가 필요해진다. 이 경우, 계장관대(63)는 내부에 심블 튜브(68)가 삽입 관통하고 있으므로, 사전에 이심블 튜브(68)를 제거할 필요가 있다. 그러나 심블 튜브(68)는 선단부에 중성자속 검출기(77)가 장착되어 있고, 심블 튜브(68)의 선단부나 중성자속 검출기(77)는 높은 방사선량을 가지므로 그 취급이 어렵다.
따라서, 본 실시예의 방사선 차폐 방법은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 구조체로서의 원자로 용기(41)[원자로 용기 본체(42)]의 내부에 배치된 피차폐체로서의 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)의 선단부를 차폐하는 방법이며, 원자로 용기(41)의 외부에 방사선 차폐 영역(A1)을 형성하는 공정과, 원자로 용기(41)로부터 중성자속 검출기(77)를 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동하는 공정을 갖고 있다.
이 경우, 원자로 용기(41)와 방사선 차폐 영역(A1)은, 만곡한 배관으로서의 도관 튜브(65)에 의해 연결되어 있고, 원자로 용기(41)로부터 도관 튜브(65)를 통하여 중성자속 검출기(77)를 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동한다.
그리고 본 실시예의 원자로 용기(구조체)(41)의 처리 방법은, 원자로 용기 본체(42)의 하경(46)에 용접(인코넬 덧붙임)(75, 76)에 의해 고정된 계장관대(63)의 검사 작업이나 보수 작업을 행하는 방법이며, 원자로 용기(41)의 외부에 방사선 차폐 영역(A1)을 형성하는 공정과, 원자로 용기(41)로부터 중성자속 검출기(77)를 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동하는 공정과, 원자로 용기(41)로부터 중성자속 검출기(77)가 취출된 후에 계장관대(63)(도 12 참조)의 검사 작업이나 보수 작업을 행하는 공정을 갖고 있다.
즉, 원자로 용기(41)는 암반 등의 견고한 지반 위에 설치된 콘크리트 구조물(81)에 의해 지지되어 있다. 원자로 용기(41)는, 이 콘크리트 구조물(81)에 형성된 원통부(82)에 배치되어, 현수 지지되어 있다. 그리고 콘크리트 구조물(81)은 원자로 용기(41)의 하방에 위치하여 캐비티(83)가 형성되어 있다. 다수의 도관 튜브(65)는 일단부가 원자로 용기(41)의 하부에 연결되어, 캐비티(83) 내를 만곡하여 배치되어 있고, 타단부가 상방으로 연장되어 있다. 그리고 이 다수의 도관 튜브(65)는 복수의 지지 부재(84)에 의해 캐비티(83)의 바닥면 및 벽면에 지지되어 있다.
그리고 중성자속 검출기(77)는 심블 튜브(68)(도 13 참조)의 선단부에 장착되어 있고, 도관 튜브(65)의 타단부측으로부터 삽입되고, 원자로의 가동 시에는 원자로 용기(41) 내에 배치되어 있고, 중성자속 검출기(77)를 포함하는 심블 튜브(68)의 선단부는, 소정 길이에 걸쳐 방사성 물질이 부착되어, 방사선량이 높아져 있다. 본 실시예에서, 제1 방사선 차폐 장치(100)는 원자로 용기(41)로부터 취출된 중성자속 검출기(77)를 포함하는 심블 튜브(68)의 선단부를 차폐하는 것이며, 원자로 용기(41)의 외부에 있어서의 캐비티(83)의 바닥면에 방사선 차폐 영역(A1)을 구성하도록 설치된다. 또한, 제2 방사선 차폐 장치(200)는 원자로 용기(41)의 하방에 작업 영역을 확보하기 위해서, 원자로 용기(41)의 내부에 있는 방사선 차폐 영역(A2)을 차폐하도록 배치된다.
제1 방사선 차폐 장치(100)는 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 주위를 둘러싸는 것으로 소정 크기의 방사선 차폐 영역(A1)을 형성하는 속이 빈 제1 용기(101) 및 제2 용기(102, 103)와, 입상을 이루는 다수의 차폐재(104)가 수용되어 제1 용기(101) 내에 충전되는 복수의 차폐재 충전 재킷(105)과, 제2 용기(102, 103) 내에 충전되는 입상을 이루는 다수의 차폐재(104)로 구성되어 있다.
이 경우, 2개의 제1 용기(101)는 도관 튜브(65)에 직교하는 측의 한 쌍의 종벽을 구성하고, 2개의 제2 용기(102)는 도관 튜브(65)를 따르는 측의 한 쌍의 종벽을 구성하고, 7개의 제2 용기(103)는 지붕을 구성하고 있다. 그리고 제1 용기(101)는 다수의 도관 튜브(65)가 관통하고 있다.
제1 용기(101)는 2매의 종판(111)이 소정 간격을 두고 세워 설치되어, 4개의 지지 프레임(112)에 의해 고정되어서 형성되어 속이 빈 형상으로 되어 있고, 각 종판(111)은 상하 방향을 따라서 상방으로 개구하는 관통 홈(113)이 복수 좌우 방향으로 나란히 형성되어 있다. 이 각 관통 홈(113)은 복수의 도관 튜브(65)가 관통 가능하게 되어 있고, 이 각 도관 튜브(65)를 피하여 도관 튜브(65)의 길이 방향에 직교하는 방향으로 종판(111)을 세워 설치시키기 위한 것이다. 또한, 2매의 종판(111)의 간격은, 차폐하는 것[중성자속 검출 장치(77) 및 심블 튜브(68)의 선단부]의 방사선량에 따라서, 또한 차폐재(104)의 재질이나 질량 등에 따라서 설정된다.
이 2개의 제1 용기(101)는 마찬가지의 구성을 이루고, 도관 튜브(65)의 길이 방향에 직교하도록 소정 간격을 두고 배치되어 있다. 2개의 제1 용기(101)가 이격하는 거리는, 사선 차폐 영역(A1)을 구성하는 길이, 즉 원자로 용기(41) 내에 배치되는 중성자속 검출기(77)를 포함하는 심블 튜브(68)의 길이보다 약간 긴 길이로 되어 있다.
제2 용기(102)는 속이 비어 있고, 예를 들어 스테인리스 등의 강성체, 플라스틱, 우레탄 고무 등의 가요성 및 신축성을 갖는 재료에 의해 구성되어 있다. 제2 용기(102)는 스테인리스나 플라스틱으로 구성됨으로써, 높은 강성을 확보할 수 있다. 한편, 제2 용기(102)는 우레탄 고무로 구성됨으로써, 가요성에 의해 작게 접을 수 있으므로 운반에 적합하고, 또한 신축성에 의해 소정의 위치에 밀착시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 제2 용기(102)를 제1 용기(101)에 인접하도록 바닥면에 배치하는 것이므로, 스테인리스나 플라스틱에 의해 구성함으로써, 그 형상을 안정시키는 것이 바람직하다.
이 2개의 제2 용기(102)는 마찬가지의 구성을 이루어, 도관 튜브(65)의 길이 방향에 평행해지도록 도관 튜브(65)의 양측에 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 2개의 제1 용기(101)는 수평 방향에 있어서의 각 단부가 각 제1 용기(101)의 단부와 밀착하도록 배치하는 것이 바람직하다.
2개의 제1 용기(101)와 2개의 제2 용기(102)에 의해 사방의 종벽이 구성되어 있고, 각 용기(101, 102)의 상방에는 복수의 지붕판(121)이 적재되어 있고, 이 각 지붕판(121)은 복수의 종판(111)이나 복수의 지주(122)에 의해 지지되어 있다. 이 각 지붕판(121)은 도관 튜브(65)의 만곡 형상에 따라서 단부의 지붕판(121)이 경사 상태로 되어 있다. 그리고 각 지붕판(121)은, 필요에 따라서 종판(111)이나 지주(122)와 도시하지 않은 볼트나 용접 등에 의해 연결하는 것이 바람직하다.
제2 용기(103)는 제2 용기(102)와 마찬가지로, 속이 비어 있고, 예를 들어 스테인리스 등의 강성체 또는 플라스틱, 우레탄 고무 등의 가요성 및 신축성을 갖는 재료에 의해 구성되어 있다. 이 6개의 제2 용기(103)는, 마찬가지의 구성을 이루어, 각 지붕판(121)의 상부에 서로 밀착하도록 적재되어 있다. 또한, 본 실시예에서는, 제2 용기(103)를 지붕판(121)의 상부에 배치하는 것이므로, 우레탄 고무에 의해 구성함으로써, 경량화시키는 것이 바람직하다.
그리고 제1 용기(101)는, 내부에 복수의 차폐재 충전 재킷(105)이 충전되고, 제2 용기(102, 103)는 내부에 다수의 차폐재(104)가 충전된다. 이 차폐재(104)는 텅스텐분을 수지재로 입상으로 굳힌 텅스텐 함유 펠릿, 스테인리스를 입상으로 가공한 스테인리스 입자, 납을 입상으로 가공한 납 입자, 열화 우라늄을 입상으로 한 열화 우라늄 입자 등을 적용하는 것이 바람직하다. 그리고 이 차폐재(104)는 제2 용기(102, 103) 내에서의 퇴적을 균일하게 하기 위해 입자 형태나 입자의 크기를 동일하게 형성하면 된다.
또한, 차폐재 충전 재킷(105)은 주머니 형상을 이루는 용기이며, 일정한 강노(强弩)를 하는 동시에, 가요성 및 신축성을 갖는 재료에 의해 구성되어 있다. 예를 들어, 아라미드 섬유(방향족 폴리아미드계 수지)에 의해 형성하는 것이 바람직하고, 그 밖에, 플라스틱이나 고무 등에 의해 형성해도 된다. 그리고 차폐재 충전 재킷(105)은 내부에 차폐재(104)가 충전되어 있다. 그로 인해, 차폐재 충전 재킷(105)은 그 형상이 자유롭게 변경 가능하며, 제1 용기(101) 내에 충전되면, 그 주위의 형상이나 인접하는 차폐재 충전 재킷(105)끼리의 형상에 맞추어 변형되어, 간극 없이 제1 용기(101)의 공간에 간극 없이 충전되게 된다. 이 경우, 제1 용기(101)는 관통 홈(113)을 갖는 복수의 종판(111)에 의해 구성되어 있으므로, 차폐재 충전 재킷(105)은 관통 홈(113)으로부터 외부로 나오지 않는 크기로 설정하는 것이 바람직하다.
여기서, 제1 방사선 차폐 장치(100)의 제2 용기(102, 103)에 대한 물 및 차폐재의 공급계 및 배출계에 대하여 설명한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 용기(102, 103)에 대한 차폐재의 공급계는, 탱크 유닛(151)과, 제1 공급 배관(152)과, 펌프(153)와, 제2 공급 배관(154)과, 차폐재 공급 호퍼(155)와, 제1 배출 배관(156)과, 제2 배출 배관(157)으로 구성되어 있다. 한편, 제2 용기(102, 103)에 대한 차폐재의 배출계는, 탱크 유닛(151)과, 제1 공급 배관(152)과, 펌프(153)와, 제3 공급 배관(158)과, 제3 배출 배관(159)으로 구성되어 있다. 그리고 제2 공급 배관(154)과 제3 공급 배관(158)을 전환하는 전환 밸브(160, 161)가 설치되는 동시에, 제1 배출 배관(156)과 제3 배출 배관(159)을 전환하는 전환 밸브(162, 163)가 설치되어 있다.
탱크 유닛(151)은, 제2 용기(102, 103)에 공급하는 동시에 제2 용기(102, 103)로부터 배출된 물을 저류하는 물 저류부(151a)와, 제2 용기(102, 103)로부터 복귀된 차폐재를 분리하는 분리부(151b)를 갖고 있다. 이 경우, 물은, 유체라도 좋고, 물 이외에, 순수(純水), 붕산수, 폴리비닐알코올, 실리콘 오일, 공기 등이 적용된다.
차폐재 공급 호퍼(155)는 차폐재(104, 203)를 저장하고, 바닥 개방식의 깔때기형의 바닥 입구로부터 차폐재를 정량만큼 낙하시키는 것이다. 이 차폐재 공급 호퍼(155)는 차폐재를 제2 공급 배관(154)에 있어서의 펌프(153)보다 하류측에 접속되어 있고, 이 접속부에 개폐 밸브(164)가 설치되어 있다.
또한, 제2 용기(102, 103)와 제1 배출 배관(156)의 접속부에는, 물만이 배출되어서 차폐재가 배출되지 않는 필터가 설치되어 있다. 또한, 제2 용기(102, 103)와 제3 배출 배관(159)의 접속부에는, 물뿐만 아니라 차폐재도 배출되도록 되어 있다.
또한, 제2 방사선 차폐 장치(200)는 도 8 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 방사선 차폐 영역(A2)으로서의 원자로 용기(41)의 하방을 둘러싸는 것이며, 원자로 용기(41)의 하부 외주를 피복하는 속이 빈 제3 용기(201)와, 원자로 용기(41)의 하부를 피복하는 속이 빈 제4 용기(202)와, 각 용기(201, 202) 내에 충전되는 입상을 이루는 다수의 차폐재(203)로 구성되어 있다.
제3 용기(201)는 속이 비어 있고, 예를 들어 스테인리스 등의 강성체 또는 플라스틱, 우레탄 고무 등의 가요성 및 신축성을 갖는 재료에 의해 구성되어 있다. 이 제3 용기(201)는 콘크리트 구조물(81)의 원통부(82)와 원자로 용기(41) 사이의 간극을 막도록, 하부의 두께가 서서히 두꺼워지는 형상을 이루어, 원자로 용기(41)의 외측에 둘레 방향을 따라서 복수 나란히 밀착하도록 배치되어 있다. 또한, 제4 용기(202)는 속이 비어 있고, 예를 들어 스테인리스, 플라스틱, 우레탄 고무 등의 가요성 및 신축성을 갖는 재료에 의해 구성되어 있다. 이 제4 용기(202)는 원자로 용기(41)와 콘크리트 구조물(81)에 지지된 지지대(84) 사이의 간극을 막는 막대 형상을 이루어, 원자로 용기(41)의 하측에 복수 나란히 밀착하도록 배치되어 있다. 이 경우, 복수의 제4 용기(202)는 복수의 도관 튜브(65)를 피하는 형상을 이루어, 서로 밀착함으로써, 원형을 이루고 있다. 또한, 본 실시예에서는 제3, 제4 용기(201, 202)를 지지대(84)의 상부에 배치하는 것이므로, 우레탄 고무에 의해 구성함으로써, 경량화시키는 동시에, 가요성 및 신축성을 갖는 것으로 하는 것이 바람직하다.
그리고 각 용기(201, 202)는, 내부에 다수의 차폐재(203)가 충전된다. 이 차폐재(203)는 차폐재(104)와 마찬가지로, 텅스텐분을 수지재로 입상으로 굳힌 텅스텐 함유 펠릿, 스테인리스를 입상으로 가공한 스테인리스 입자, 납을 입상으로 가공한 납 입자, 열화 우라늄을 입상으로 한 열화 우라늄 입자 등을 적용하는 것이 바람직하다. 그리고 이 차폐재(104)는 제2 용기(102, 103) 내에서의 퇴적을 균일하게 하기 위해 입자 형태나 입자의 크기를 동일하게 형성하면 된다.
또한, 제2 방사선 차폐 장치(200)의 제3, 제4 용기(201, 202)에 대한 물 및 차폐재의 공급계 및 배출계는, 제1 방사선 차폐 장치(100)의 제2 용기(102, 103)에 대한 물 및 차폐재의 공급계 및 배출계와 마찬가지이므로 상세한 설명은 생략한다.
이하, 제1, 제2 방사선 차폐 장치(100, 200)에 의한 방사선 차폐 방법 및 원자로 용기(41)의 처리 방법에 대하여 설명한다.
우선, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 원자로 용기(41)의 하방에 제2 방사선 차폐 장치(200)를 설치함으로써, 그 하방의 작업 영역을 방사선 차폐 영역(A2)으로부터 차폐한다. 이 경우, 소정의 위치에 제3, 제4 용기(201, 202)를 배치하고, 내부에 물과 차폐재를 공급하는 한편, 내부로부터 물만을 배출함으로써, 제3, 제4 용기(201, 202)의 내부에 차폐재를 충전한다. 따라서, 원자로 용기(41)의 하방에 제2 방사선 차폐 장치(200)가 설치되어, 그 하방의 작업 영역이 방사선 차폐 영역(A2)으로부터 차폐된다.
이어서, 콘크리트 구조물(81)의 캐비티(83)에, 원자로 용기(41)로부터 취출하는 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)를 차폐하는 제1 방사선 차폐 장치(100)를 설치한다. 즉, 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 작업자는 캐비티(83)로 들어가, 복수의 도관 튜브(65)가 관통 홈(113)에 들어가도록 4매의 종판(111)을 소정의 위치에 세워 설치하고, 각 지지 프레임(112)에 의해 고정한다. 이 작업에 의해, 복수의 도관 튜브(65)의 길이 방향에 직교하는 2개의 종벽이 되는 2개의 제1 용기(101)가 형성된다. 계속해서, 복수의 도관 튜브(65)의 양측에 2개의 제2 용기(102)를, 각 제1 용기(101)와 밀착하도록 배치한다.
그리고 이 각 제1 용기(101) 내에 복수의 차폐재 충전 재킷(105)을 충전한다. 이 경우, 다수의 차폐재 충전 재킷(105)은 변형 가능하므로, 제1 용기(101) 내에 충전되었을 때, 제1 용기(101)의 내벽면이나 복수의 도관 튜브(65), 또한 차폐재 충전 재킷(105)끼리의 형상에 맞추어 변형되어, 제1 용기(101) 내에 간극 없이 충전된다. 또한, 차폐재 충전 재킷(105)은 소정 크기로 설정되어 있으므로, 종판(111)의 관통 홈(113)으로부터 외부로 나오지 않도록, 이 관통 홈(113)을 폐색하게 된다. 또한, 도 4 내지 도 6에서는, 차폐재 충전 재킷(105)을 원형으로 기재하고 있지만, 실제로는 변형되어 제1 용기(101) 내에 간극 없이 충전된다.
2개의 제1 용기(101)와 2개의 제2 용기(102)에 의해 사방의 종벽이 형성되면, 각 용기(101, 102)의 상방에 복수의 지붕판(121)을 적재한다. 계속해서, 이 각 지붕판(121)의 상부에 서로 밀착하도록 6개의 제2 용기(103)를 배치한다. 그리고 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 용기(102, 103)에 대하여 물 및 차폐재의 공급계 및 배출계로서, 각 공급 배관(154, 158)과 각 배출 배관(156, 159)을 접속하고, 전환 밸브(160, 162)를 개방한다.
이 상태에서, 펌프(153)를 작동함으로써, 탱크 유닛(151)의 물을 제1, 제2 공급 배관(152, 154)을 통하여 제2 용기(102, 103)에 공급하고, 이 제2 용기(102, 103) 내를 물로 채운다. 계속해서, 개폐 밸브(164)를 개방함으로써, 차폐재 공급 호퍼(155)로부터 제2 공급 배관(154)에 차폐재를 공급한다. 이에 의해, 제2 용기(102, 103) 내로 물과 함께 차폐재가 이송되게 되어, 차폐재가 저부에 차례로 퇴적된다. 한편, 제2 용기(102, 103)에 공급된 물은, 제1, 제2 배출 배관(156, 157)을 통하여 탱크 유닛(151)으로 복귀되어서 순환한다.
그리고 제2 용기(102, 103) 내에 차폐재가 충분히 충전되면, 펌프(153)의 작동을 정지하는 동시에, 전환 밸브(160, 162)를 폐지한다. 따라서, 제2 용기(102, 103) 내로의 물과 차폐재의 공급이 정지된다. 그 결과, 제2 용기(102, 103)는 물과 차폐재가 적정량만큼 충전된다.
이와 같이 제1 용기(101) 내에 복수의 차폐재 충전 재킷(105)이 충전되는 동시에, 제2 용기(102, 103) 내에 다수의 차폐재가 충전됨으로써, 제1 방사선 차폐 장치(100)에 의해 방사선 차폐 영역(A1)이 구성된다.
캐비티(83)에 제1 방사선 차폐 장치(100)에 의해 방사선 차폐 영역(A1)이 구성되면, 작업자는 캐비티(83)로부터 퇴피한다. 그리고 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 각 심블 튜브(68)를 각 도관 튜브(35)를 따라 이동함으로써, 방사선량이 높은 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)를 원자로 용기(41)로부터 취출하고, 제1 방사선 차폐 장치(100)에서 차폐된 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동한다. 이 경우, 방사선량이 높은 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)는 길이가 L이며, 방사선 차폐 영역(A1) 내에 충분히 수용할 수 있다.
이와 같이 방사선량이 높은 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)는 원자로 용기(41)로부터 취출되어 방사선 차폐 영역(A1)에 수용된다. 이때, 제1 방사선 차폐 장치(100)는 차폐재(104)에 의해 구성되어 있으므로, 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)의 선단부로부터 방사선이 누설되는 일은 없다. 또한, 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)의 선단부가 안내되는 도관 튜브(65)는 전후의 각 제1 용기(101)측이 만곡되어 있으므로, 이 도관 튜브(65)를 통하여 방사선이 누설되는 일은 없다.
그리고 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)가 취출된 원자로 용기(41)에 대하여, 상방으로부터 작업자가 액세스함으로써, 원자로 용기(41)의 계장관대(63)(도 13 참조)에 대한 검사 작업이나 보수 작업을 행한다. 이 경우, 원자로 용기(41)의 계장관대(63)에 대한 각종 작업은, 제2 방사선 차폐 장치(200)에 있어서의 제4 용기(202)가 장해가 되므로, 방해가 되는 제4 용기(202)에 대하여 차폐재(203)를 소정량 또는 전량 제거하여 오므라들도록 변형시키면 된다.
그 후, 원자로 용기(41)의 계장관대(63)에 대한 검사 작업이나 보수 작업이 완료되었다면, 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)를 원자로 용기(41)로 복귀시켜, 각 방사선 차폐 장치(100, 200)를 철거한다.
즉, 우선, 각 심블 튜브(68)를 각 도관 튜브(65)를 따라 전술하는 것과는 반대로 이동함으로써, 방사선 차폐 영역(A1) 내의 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)를 원자로 용기(41) 내로 이동한다. 그리고 도 7에 도시한 바와 같이, 전환 밸브(161, 163)를 개방하고, 펌프(153)를 작동함으로써 탱크 유닛(151)의 물을 제1, 제3 공급 배관(152, 158)을 통하여 제2 용기(102, 103)에 공급하고, 제2 용기(102, 103) 내에 충전되어 있는 물과 차폐재를 제3, 제2 배출 배관(159, 157)을 통하여 탱크 유닛(151)으로 복귀시킨다.
그리고 제2 용기(102, 103) 내의 차폐재가 모두 배출되면, 펌프(153)의 작동을 정지하는 동시에, 전환 밸브(161, 163)를 폐지한다. 따라서, 제2 용기(102, 103) 내로의 물 공급이 정지된다. 그 결과, 제2 용기(102, 103)는 차폐재가 모두 배출된다.
제2 용기(102, 103) 내의 차폐재가 배출되면, 이 제2 용기(102, 103)를 해체한다. 그리고 제1 용기(101) 내로부터 복수의 차폐재 충전 재킷(105)을 취출한 후, 이 제1 용기(101)를 해체한다. 이에 의해, 제1 방사선 차폐 장치(100)가 철거된다. 마찬가지로, 제2 방사선 차폐 장치(200)도 철거한다. 여기서, 모든 작업이 완료된다.
이와 같이 본 실시예의 방사선 차폐 방법에 있어서는, 원자로 용기(41)의 내부에 배치된 중성자속 검출기(77)를 차폐하기 위해, 원자로 용기(41)의 외부에 제1 방사선 차폐 영역(A1)을 형성하는 공정과, 원자로 용기(41)로부터 중성자속 검출기(77)를 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동하는 공정을 마련하고 있다.
따라서, 원자로 용기(41)의 외부에 미리 방사선 차폐 영역(A1)을 형성해 두고, 원자로 용기(41)로부터 심블 튜브(68)에 의해 중성자속 검출기(77)를 이 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동하여 차폐하게 되어, 작업자가 중성자속 검출기(77)에 가까이 갈 필요가 없이, 쉽게 중성자속 검출기(77)를 차폐할 수 있고, 작업자에게 조사되는 방사선량을 충분히 저감할 수 있어, 작업의 안전성을 향상시킬 수 있다. 그리고 중성자속 검출기(77)와 심블 튜브(68)를 절단할 필요가 없이 재이용이 가능해져, 비용 저감에 기여할 수 있다.
또한, 본 실시예의 방사선 차폐 방법에서는 원자로 용기(41)와 방사선 차폐 영역(A1)이 만곡된 도관 튜브(65)에 의해 연결하고, 원자로 용기(41)로부터 도관 튜브(65)를 통하여 중성자속 검출기(77)를 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동하고 있다. 따라서, 원자로 용기(41) 내의 중성자속 검출기(77)를 만곡한 도관 튜브(65)에 의해 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동함으로써, 방사선 차폐 영역(A1)에 있는 중성자속 검출기(77)로부터의 방사선은, 만곡된 도관 튜브(65)에 의해 적정하게 차폐할 수 있다.
또한, 본 실시예의 방사선 차폐 방법에서는, 주위를 속이 빈 용기(102, 102, 103)에 의해 둘러싸고, 용기(101) 내에 입상을 이루는 다수의 차폐재(104)가 수용된 차폐재 충전 재킷(105)을 복수 충전함으로써, 방사선 차폐 영역(A1)을 구성하고 있다. 따라서, 용기(101) 내에 차폐재 충전 재킷(105)을 복수 충전하는 것만으로, 중성자속 검출기(77)를 차폐 가능한 방사선 차폐 영역(A1)을 쉽게, 또한 단시간에 설치할 수 있다. 이 경우, 다수의 차폐재(104)가 수용된 차폐재 충전 재킷(105)을 사용함으로써, 입상의 차폐재(104) 취급이 용이해지고, 차폐재(104)의 공급 장치 등을 필요로 하지 않게 되어 작업의 간소화를 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 실시예의 방사선 차폐 방법에서는, 주위를 속이 빈 용기(102, 102, 103)에 의해 둘러싸고, 용기(102, 103) 내에 물과 함께 입상을 이루는 다수의 차폐재(104)를 공급함으로써, 방사선 차폐 영역(A1)을 구성하고 있다. 따라서, 용기 내(102, 103)에 물과 함께 입상을 이루는 차폐재(104)를 공급하는 것만으로, 중성자속 검출기(77)를 차폐 가능한 방사선 차폐 영역(A1)을 쉽게 설치할 수 있다. 이 경우, 용기 내(102, 103)를 설치하고나서 차폐재(104)를 공급하면 되어, 작업자에게 조사되는 방사선량을 충분히 저감할 수 있다. 또한, 보수 작업의 종료 후, 용기(102, 103)에 물을 공급하여 입상을 이루는 다수의 차폐재(104)를 회수할 수 있어, 후처리 공정이 용이해지고, 차폐재(104)의 재이용을 가능하게 함으로써, 처리 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예의 방사선 차폐 장치에 있어서는, 주위를 둘러싸는 것으로 소정 크기의 방사선 차폐 영역(A1)을 형성하는 속이 빈 용기(102, 102, 103)와, 입상을 이루는 다수의 차폐재(104)가 수용되어 용기(101) 내에 충전되는 복수의 차폐재 충전 재킷(105)을 설치하고 있다.
따라서, 속이 빈 용기(101) 내에 입상을 이루는 다수의 차폐재(104)가 수용된 복수의 차폐재 충전 재킷(105)을 충전하는 것만으로, 방사선 차폐 영역(A1)을 쉽게 설치할 수 있어, 작업자에게 조사되는 방사선량을 충분히 저감할 수 있다. 그리고 차폐재(104)나 차폐재 충전 재킷(105)을 회수하여 재이용 가능하므로, 작업 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예의 방사선 차폐 장치에서는, 방사선 차폐 영역(A1)의 종벽을 구성하는 제1 용기(101)와, 방사선 차폐 영역(A1)의 종벽을 구성하는 제2 용기(102)와, 방사선 차폐 영역(A1)의 지붕을 구성하는 제2 용기(103)를 설치하고, 복수의 종판(111)을 소정 간격을 두고 세워 설치하여 제1 용기(101)를 형성하고, 이 복수의 종판(111) 사이에 차폐재 충전 재킷(105)을 충전하고 있다. 따라서, 복수의 종판(111)에 의해 제1 용기(101)를 구성함으로써, 구조의 간소화를 가능하게 할 수 있고, 또한 이 종판(111) 사이에 차폐재 충전 재킷(105)을 충전함으로써, 방사선 차폐 영역(A1)의 종벽을 쉽게 구성할 수 있다.
또한, 본 실시예의 방사선 차폐 장치에서는, 방사선 차폐 영역(A1)을 관통하여 중성자속 검출기(77) 및 심블 튜브(68)를 안내하는 도관 튜브(65)를 설치하고, 종판(111)에 도관 튜브(65)가 관통하는 관통 홈(113)을 형성하고 있다. 따라서, 방사선 차폐 영역(A1)을 관통하는 도관 튜브(65)를 설치함으로써, 중성자속 검출기(77)를 방사선 차폐 영역(A1)으로 쉽게 안내할 수 있게 되고, 또한 종판(111)에 관통 홈(113)을 형성함으로써, 도관 튜브(65)를 쉽게 방사선 차폐 영역(A1) 내로 유도할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 방사선 차폐 장치에서는, 제2 용기(102, 103) 내에 입상을 이루는 복수의 차폐재(104)를 충전하고 있다. 따라서, 제2 용기(102, 103) 내에 입상을 이루는 차폐재(104)를 충전하는 것만으로, 쉽게 방사선 차폐 영역(A1)의 종벽과 지붕을 형성할 수 있다. 또한, 보수 작업의 종료 후, 용기(102, 103)에 물을 공급하여 입상을 이루는 다수의 차폐재(104)를 회수할 수 있어, 후처리 공정이 용이해지고, 차폐재(104)의 재이용을 가능하게 함으로써, 처리 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예의 구조체의 처리 방향에 있어서는, 원자로 용기(41)의 내부에 배치된 중성자속 검출기(77)를 차폐하기 위해, 원자로 용기(41)의 외부에 제1 방사선 차폐 영역(A1)을 형성하는 공정과, 원자로 용기(41)로부터 중성자속 검출기(77)를 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동하는 공정과, 원자로 용기(41)로부터 중성자속 검출기(77)가 취출된 후에 원자로 용기(41)의 계장관대(63)를 점검·보수하는 공정을 마련하고 있다.
따라서, 원자로 용기(41)의 외부에 미리 방사선 차폐 영역(A1)을 형성해 두고, 원자로 용기(41)로부터 중성자속 검출기(77)를 이 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동하여 차폐한 후, 계장관대(63)를 점검·보수하게 되어, 작업자가 중성자속 검출기(77)에 가까이 갈 필요가 없이, 쉽게 중성자속 검출기(77)를 차폐할 수 있고, 작업자는 중성자속 검출기(77)가 취출된 원자로 용기(41)에 대하여 안전하게 작업을 행할 수 있게 되어, 작업자에게 조사되는 방사선량을 충분히 저감할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 용기(101, 102, 103)에 의해 제1 방사선 차폐 장치(100)를 구성함으로써, 방사선 차폐 영역(A1)을 구획했지만, 그 형상은 적절하게 변경 가능하다. 즉, 복수의 도관 튜브(65)가 배치된 캐비티(83)의 측방이 콘크리트 벽면일 때에는, 제2 용기(102)를 생략해도 된다. 또한, 제1 방사선 차폐 장치(100)를 캐비티(83)의 바닥면에 설치했지만, 바닥면과 종벽의 코너부나 종벽 등에 설치할 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 복수의 관통 홈(113)이 형성된 2매의 종판(111)을 소정의 간격을 두고 세워 설치하고, 4개의 지지 프레임(112)에 의해 고정함으로써, 속이 빈 형상을 이루는 제1 용기(101)를 구성했지만, 제1 용기(101)는 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 관통 홈(113)은 하방으로 개구하거나, 수평 방향을 따라서 형성하여 측방에 개구하도록 형성해도 된다. 또한, 제1 용기를 상하로 분할하고, 하부에 제2 용기(102)와 마찬가지인 용기를 배치하고, 그 상부에 관통 홈이 형성된 2매의 종판을 포함하여 이루어지는 용기를 적재하여 구성해도 된다. 즉, 제1 용기는 복수의 도관 튜브(65)가 관통하는 개구부가 있고, 내부에 복수의 차폐재 충전 재킷을 충전할 수 있으면, 어떠한 형상이라도 된다.
또한, 상술한 실시예에서는, 피차폐체로서 중성자속 검출기(77)나 심블 튜브(68)를 적용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 피처리부를 계장관대(63)로 했지만, 이에 한정되지 않으며, 원자로 용기(41) 중 어떠한 부위를 처리할 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서는 구조체를 원자로 용기(41)에 적용하여 설명했지만, 증기 발생기(13)에 적용해도 된다. 또한, 원자로를 가압수형 원자로로 했지만, 비등수형 원자로라도 된다.
41 : 원자로 용기(구조체)
63 : 계장관대(피처리부)
64 : 노 내 계장 안내관
65 : 도관 튜브(배관)
68 : 심블 튜브(피차폐체)
77 : 중성자속 검출기(피차폐체)
100 : 제1 방사선 차폐 장치
101 : 제1 용기
102, 103 : 제2 용기
104 : 차폐재
105 : 차폐재 충전 재킷
200 : 제2 방사선 차폐 장치

Claims (10)

  1. 원자로 용기의 내부에 배치된 피차폐체를 차폐하는 방사선 차폐 방법이며,
    상기 원자로 용기의 외부에 방사선 차폐 영역을 형성하는 공정과,
    상기 원자로 용기로부터 상기 피차폐체를 상기 방사선 차폐 영역 내로 이동하는 공정을 갖고,
    상기 방사선 차폐 영역을 형성하는 공정은, 상기 원자로 용기의 외부에 있어서 캐비티의 바닥면에 방사선 차폐 영역(A1)을 구성하는 공정과, 상기 원자로 용기의 하방을 둘러싸도록 방사선 차폐 영역(A2)를 구성하는 공정을 포함하고,
    상기 방사선 차폐 영역(A1)을 구성하는 공정은, 상기 방사선 차폐 영역(A1)의 종벽을 구성하는 제1 용기 및 상기 방사선 차폐 영역(A1)의 지붕을 구성하는 제2 용기가 배치되고, 상기 제1 용기는 복수의 종판이 소정의 간격을 두고 세워 설치되어 형성되는 공정을 포함하고,
    상기 방사선 차폐 영역(A2)를 구성하는 공정은,
    콘크리트 구조물의 원통부와 상기 원자로 용기 사이의 간극을 막도록, 하부의 두께가 서서히 두꺼워지는 형상을 이루는 제3 용기를, 상기 원자로 용기의 외측에 둘레 방향을 따라서 복수 나란히 밀착하도록 배치하는 공정과,
    상기 원자로 용기와 상기 콘크리트 구조물에 지지된 지지대 사이의 간극을 막는 막대 형상을 이루는 제4 용기를, 상기 원자로 용기의 하측에 복수 나란히 원형을 이루도록 밀착하여 배치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방사선 차폐 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원자로 용기와 상기 각 방사선 차폐 영역은, 만곡한 배관에 의해 연결되어, 상기 원자로 용기로부터 상기 배관을 통하여 상기 피차폐체를 상기 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동하는 것을 특징으로 하는, 방사선 차폐 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 용기 내에 입상을 이루는 다수의 차폐재가 수용된 차폐재 충전 재킷을 복수 충전함으로써, 상기 방사선 차폐 영역(A1)을 구성하는 것을 특징으로 하는, 방사선 차폐 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 용기 내에 유체와 함께 입상을 이루는 다수의 차폐재를 공급함으로써, 상기 방사선 차폐 영역(A1)을 구성하는 것을 특징으로 하는, 방사선 차폐 방법.
  5. 원자로 용기의 외부에 있어서 캐비티의 바닥면에 방사선 차폐 영역(A1)을 구성하는 제1 방사선 차폐 장치와,
    상기 원자로 용기의 하방을 둘러싸도록 방사선 차폐 영역(A2)를 구성하는 제2 방사선 차폐 장치를 구비하고,
    상기 제1 방사선 차폐 장치는, 상기 방사선 차폐 영역(A1)의 종벽을 구성하는 제1 용기와, 상기 방사선 차폐 영역(A1)의 지붕을 구성하는 제2 용기를 갖고, 상기 제1 용기는 복수의 종판이 소정의 간격을 두고 세워 설치되어 형성되고, 상기 복수의 종판 사이에 다수의 입상의 차폐재로 구성된 차폐재 충전 재킷이 충전되고,
    제2 방사선 차폐 장치는, 콘크리트 구조물의 원통부와 상기 원자로 용기 사이의 간극을 막도록, 하부의 두께가 서서히 두꺼워지는 형상을 이루는 제3 용기와, 상기 원자로 용기와 상기 콘크리트 구조물에 지지된 지지대 사이의 간극을 막는 막대 형상을 이루는 제4 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방사선 차폐 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서, 상기 각 방사선 차폐 영역을 관통하여 상기 피차폐체를 안내하는 복수의 배관이 설치되고, 상기 복수의 종판은 상기 복수의 배관이 관통하는 관통 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는, 방사선 차폐 장치.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 제2 용기는 상기 차폐재가 충전되는 것을 특징으로 하는, 방사선 차폐 장치.
  9. 내부에 피차폐체가 배치되는 원자로 용기의 처리 방법이며,
    상기 원자로 용기의 외부에 방사선 차폐 영역을 형성하는 공정과,
    상기 원자로 용기로부터 상기 피차폐체를 상기 방사선 차폐 영역 내로 이동하는 공정과,
    상기 원자로 용기로부터 상기 피차폐체가 취출된 후에 상기 원자로 용기의 피처리부를 처리하는 공정을 갖고,
    상기 방사선 차폐 영역을 형성하는 공정은, 상기 원자로 용기의 외부에 있어서 캐비티의 바닥면에 방사선 차폐 영역(A1)을 구성하는 공정과, 상기 원자로 용기의 하방을 둘러싸도록 방사선 차폐 영역(A2)를 구성하는 공정을 포함하고,
    상기 방사선 차폐 영역(A1)을 구성하는 공정은, 상기 방사선 차폐 영역(A1)의 종벽을 구성하는 제1 용기 및 상기 방사선 차폐 영역(A1)의 지붕을 구성하는 제2 용기가 배치되고, 상기 제1 용기는 복수의 종판이 소정의 간격을 두고 세워 설치되어 형성되는 공정을 포함하고,
    상기 방사선 차폐 영역(A2)를 구성하는 공정은,
    콘크리트 구조물의 원통부와 상기 원자로 용기 사이의 간극을 막도록, 하부의 두께가 서서히 두꺼워지는 형상을 이루는 제3 용기를, 상기 원자로 용기의 외측에 둘레 방향을 따라서 복수 나란히 밀착하도록 배치하는 공정과,
    상기 원자로 용기와 상기 콘크리트 구조물에 지지된 지지대 사이의 간극을 막는 막대 형상을 이루는 제4 용기를, 상기 원자로 용기의 하측에 복수 나란히 원형을 이루도록 밀착하여 배치하는 공정을 포함하는
    는 것을 특징으로 하는, 원자로 용기의 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 원자로 용기와 상기 각 방사선 차폐 영역은, 만곡한 배관에 의해 연결되어, 상기 원자로 용기로부터 상기 배관을 통하여 상기 피차폐체를 상기 방사선 차폐 영역(A1) 내로 이동한 후, 상기 배관의 점검 보수 작업을 행하는 것을 특징으로 하는, 원자로 용기의 처리 방법.
KR20137023671A 2011-06-17 2012-06-13 방사선 차폐 방법 및 장치 및 구조체의 처리 방법 KR101509374B1 (ko)

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