KR101610483B1 - 폐 증기발생기 처리 장치와 이를 이용한 처리 방법 및 폐 증기발생기 처리장치의설치 방법 - Google Patents

폐 증기발생기 처리 장치와 이를 이용한 처리 방법 및 폐 증기발생기 처리장치의설치 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐 증기발생기 처리 장치와 이를 이용한 처리 방법 및 폐 증기발생기 처리장치의설치 방법에 관한 것으로, 폐 증기발생기 처리 장치는 폐 증기발생기의 동체를 절단하는 절삭부와, 상기 절삭부를 구동하는 구동부와, 상기 절삭부 및 구동부를 지지하는 지지 프레임을 포함하고, 상기 지지 프레임은 분할된 상태에서 상기 폐 증기발생기의 동체 외주면에 결합되며, 상기 동체의 외주면에 결합된 상태에서 상기 절삭부가 구동되어 상기 동체를 절삭하는 것을 특징으로 한다. 이에 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치와 이를 이용한 처리 방법 및 폐 증기발생기 처리장치의설치 방법은 지지 프레임이 복수 개로 분할되고 설치 전용 지그가 구비되어 이동 및 설치가 용이하여 설치 시간이 단축되며, 작업자의 피폭 시간을 최소화하는 효과가 있다.

Description

폐 증기발생기 처리 장치와 이를 이용한 처리 방법 및 폐 증기발생기 처리장치의설치 방법{Treatment device and method for waste steam generator, and installation method of treatment device for waste steam generator}
본 발명은 폐 증기발생기 처리 장치와 이를 이용한 처리 방법 및 폐 증기발생기 처리장치의 설치 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빠른 시간 내에 설치가 가능하여 작업자의 피폭 시간 및 2차 폐기물 발생량을 최소화할 수 있는 폐 증기발생기 처리 장치와 이를 이용한 처리 방법 및 폐 증기발생기 처리장치의 설치 방법에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전소에서 사용되는 증기발생기는 수명이 정해져 있어 수명이 다하면 원전의 가동 효율 및 안전성 향상을 위해 교체되어 임시 저장 시설에 보관된다.
증기발생기는 중량이 약 300톤에 부피가 약 400㎥에 달하는 대형 폐기물이기 때문에 임시 저장 시 매우 큰 저장 공간이 요구된다. 그러나 증기발생기는 방사성 오염물로 오염된 부분과, 오염 정도가 미미하거나 제염이 용이한 부분이 있어 제염, 절단 및 폐기물 처리와 같은 적절한 처리를 통해 상당 부분을 규제 면제 폐기물로 전환시킴으로써 최종 처분대상 폐기물의 양을 감소시킬 수 있다.
이를 위해, 한국특허공개 2010-0100536호에 개시된 바와 같은 띠톱 장치를 대형화시킨 절삭 장비로 폐 증기발생기를 절단하여 방사성 오염 물길 구역과 비오염 구역을 분리한다.
폐 증기발생기를 절단하기 위해서는 직경이 4300mm 이상, 두께가 150mm 이상인 탄소강을 절단해야 하며, 방사성 오염 물질로 오염된 내부 구조물을 손상시키지 않으면서 작업을 수행해야 한다. 그런데 전술한 바와 같은 밴드 쏘(band saw) 장치는 밴드 쏘가 회전 순환하면서 대상물을 절삭하는 구조이므로, 대상물의 크기가 커지면 밴드 쏘의 회전 순환 구조의 크기도 커져야 하므로 절삭 장치의 대형화에 한계가 있다.
또한, 종래의 밴드 쏘 타입 절삭 장치를 사용해 폐 증기발생기를 절삭하기 위해서는 설치 및 절삭 공정에 걸리는 시간이 길어 작업자가 방사능에 피복되는 시간이 길어지는 문제가 있다.
한국특허공개 2010-0100536(공개일 2010. 09. 15)
본 발명의 목적은 빠른 시간 내에 설치가 가능하여 작업자의 피복 시간 및 2차 폐기물 발생량을 최소화하고 공정 시간을 단축할 수 있는 폐 증기발생기 처리 장치와 이를 이용한 처리 방법 및 폐 증기발생기 처리장치의설치 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 폐 증기발생기 처리 장치는, 폐 증기발생기의 동체를 절단하는 절삭부와, 상기 절삭부를 구동하는 구동부와, 상기 절삭부 및 구동부를 지지하는 지지 프레임을 포함하고, 상기 지지 프레임은 분할된 상태에서 상기 폐 증기발생기의 동체 외주면에 결합되며, 상기 동체의 외주면에 결합된 상태에서 상기 절삭부가 구동되어 상기 동체를 절삭하는 것이 특징이며, 상기 지지 프레임은 복수 개로 분할되며, 상기 동체의 원통형 외주면에 결합된 상태에서 분할된 부분을 상호 결합시키는 결합부를 포함하고, 상기 동체의 일부분 절삭이 완료되면 자동 이송 장치를 이용해 상기 동체의 다음 부위로 상기 처리 장치를 이송하는 것이 특징이다.
상기 지지 프레임은, 상기 동체의 외주면에 결합된 상태에서 원통형을 이루는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임의 일면에 회전 가능하게 결합되며 상기 절삭부 및 구동부가 장착되는 회전 프레임과, 상기 회전 프레임을 회전 구동시키는 프레임 구동부를 포함할 수 있다.
상기 절삭부는 복수 개로 구비되어 회전되며, 서큘러 쏘(circular saw)를 포함하는 원형 절삭기인 것이 바람직하다.
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상기 절삭부는 복수 개가 상호 이격 배치되며, 하나의 절삭부가 지나간 경로를 다른 절삭부가 중복해서 지나가는 것을 특징으로 한다.
상기 절삭부는 제1 절삭기 및 제2 절삭기를 포함하고, 상기 제1 절삭기 및 제2 절삭기는 동일 중심축을 갖되 일면이 서로 마주보도록 설치되어 절삭 경로의 일측이 중첩되는 것이 바람직하다.
상기 절삭부는 제1 절삭기 및 제2 절삭기를 포함하고, 동일 절삭 경로를 갖도록 설치되어 상기 제1 절삭기가 지나간 절삭 경로를 상기 제2 절삭기가 중복해서 지나가는 것이 특징이다.
상기 제1 절삭기의 절삭폭 t가 상기 제2 절삭기의 절삭폭 t1보다 작고, 상기 제1 절삭기 및 상기 제2 절삭기는 동일 절삭 깊이를 가질 수 있다.
상기 제1 절삭기의 절삭폭 t가 상기 제2 절삭기의 절삭폭 t1보다 크고, 상기 제1 절삭기의 절삭 깊이는 상기 동체의 외주면에서 H까지, 상기 제2 절삭기의 절삭 깊이는 상기 H부터 상기 동체의 내주면까지인 것을 특징으로 한다.
상기 구동부는 상기 절삭부를 다방향 구동 제어하는 것이 바람직하다.
상기 다방향 구동 제어는 상기 절삭부가 회전하는 제1 방향, 상기 절삭부를 상기 동체의 외주면을 향해 이동시키는 제2 방향, 상기 절삭부를 상기 동체로부터 이격시키는 제3 방향 구동 제어인 것을 특징으로 한다.
상기 구동부 및 프레임 구동부에 전력을 공급하는 급전 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 급전 모듈은 상기 메인 프레임의 타면에 결합되는 전력공급레일과, 상기 회전 프레임의 정지 및 회전 시 상기 전력공급레일에 접촉 상태를 유지하며 회전하는 레일 접속부와, 상기 레일 접속부 및 상기 회전 프레임을 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 구동부 및 프레임 구동부는 회전 프레임을 통해 상기 급전 모듈에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전 프레임은 상기 급전 모듈을 통해 전력이 공급되는 동안 무한 회전하며, 상기 구동부 및 프레임 구동부는 무선 제어되는 것이 바람직하다.
상기 회전 프레임 상에 설치되며, 미스트 형태의 절삭유를 분사하는 분사노즐과, 상기 급전 모듈로부터 전력을 공급받아 상기 절삭유의 분사압을 제공하는 압력공급부와, 상기 절삭유를 저장하는 오일탱크가 구비된 분사 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 지지 프레임을 하부에서 지지하며, 상기 지지 프레임의 이동 후 상기 지지 프레임이 상기 동체에 결합될 때 분리되는 이동 가능한 설치용 지그를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 폐 증기발생기 처리 장치의 설치 방법은, 복수 개로 분할된 지지 프레임을 폐 증기발생기 동체에 인접하도록 이송하는 단계와, 상기 분할된 지지 프레임을 상기 폐 증기발생기 동체의 외주면에 설치하는 단계와, 상기 분할된 지지 프레임을 결합부로 연결하여 하나의 원통형 지지 프레임으로 결합시키는 단계와, 상기 지지 프레임이 결합된 상태에서 급전 모듈을 외부 전원과 연결하는 단계를 포함하며, 상기 동체의 일부분 절삭이 완료되면 자동 이송 장치를 이용해 상기 동체의 다음 부위로 상기 처리 장치를 이송하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치와 이를 이용한 처리 방법 및 폐 증기발생기 처리장치의설치 방법은 지지 프레임이 복수 개로 분할되고 설치 전용 지그가 구비되어 이동 및 설치가 용이하여 설치 시간이 단축되며, 작업자의 피폭 시간을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 정밀하게 절삭 위치 및 깊이를 제어할 수 있어 절삭 공정에서 발생하는 2차 폐기물의 발생을 최소화할 수 있으며, 절삭 공정의 소요 시간을 단축하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 폐 증기발생기를 도시한 측면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치를 도시한 정면도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치의 급전 모듈을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치의 절삭 모듈을 도시한 전방 사시도,
도 6은 도 4에 따른 절삭 모듈을 도시한 후방 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치에 따른 절삭 모듈의 제1 예를 도시한 모식도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치에 따른 절삭 모듈의 제2 예를 도시한 모식도,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치에 따른 절삭 모듈의 제3 예를 도시한 모식도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 폐 증기발생기를 도시한 측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 증기발생기는 원자로 노심에서 가열된 고온고압의 냉각재를 공급받아 급수를 증기로 만드는 역할을 하는 기기로서 전열관 다발과 이를 둘러싸고 있는 동체(1)로 구성되어 있다. 동체는 탄소합금강으로서 녹스는 것을 방지하기 위하여 내부는 스테인리스강으로 피복되어 있으며 반구형 하부 헤드(2), 관판(3), 하부 원통(4), 원추형 변환부(5), 상부 원통(6), 상부 헤드(7)로 구성된다.
폐 증기발생기 동체(1)의 처리 시 일반적인 절단 위치는 A이며, A를 기준으로 하부 헤드(2) 쪽은 방사능 물질이 오염되지 않았거나 오염도가 매우 낮은 비오염 구조물이고, 상부 헤드(7) 쪽은 방사능 물질에 오염된 오염 구조물이다. 폐 증기발생기의 처리 장치(10)는 절단 위치 A를 기준으로 하여 A 부분을 1차로 절삭한 뒤, 하부 헤드(2) 이전까지의 동체(1)를 복수 개로 절삭하여 처리할 대상의 크기를 줄인다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치를 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치의 급전 모듈을 도시한 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치의 절삭 모듈을 도시한 전방 사시도이고, 도 6은 도 4에 따른 절삭 모듈을 도시한 후방 사시도이다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 폐 증기발생기의 처리 장치(10)는 폐 증기발생기의 동체(1)를 절단하는 절삭부(100)와, 절삭부(100)를 구동하는 구동부(200)와, 절삭부(100) 및 구동부(200)를 지지하는 지지 프레임(300)과, 폐 증기발생기의 처리 장치(10)에 전력을 공급하기 위한 급전 모듈(400)로 구성된다. 지지 프레임(300)은 설치용 지그(600)에 의해 이동 가능하게 지지된다.
먼저 절삭부(100) 및 구동부(200)를 지지하는 지지 프레임(300)과, 전력 공급을 위한 급전 모듈(400)에 대해 설명하기로 한다.
지지 프레임(300)은 복수 개로 분할될 수 있으며, 바람직하게는 설치의 용이성을 위해 4개로 분할될 수 있다. 폐 증기발생기는 대형 폐기물이기 때문에, 원형의 처리기구를 이용해 절삭하려면 처리기구의 크기가 대형화되어야 하고, 동체에 인접하여 이동 및 결합시키는데 많은 시간이 소요되어 작업자의 피폭 시간이 증가하게 된다. 지지 프레임(300)이 2개로 분할될 수도 있으나, 4개로 분할될 때보다 크기가 커지기 때문에 이동 및 결합 시간을 크게 단축시키기는 어렵다. 따라서 되도록 크기를 줄이면서도 원통형의 동체(1) 외주면에 빠른 시간 내에 장착할 수 있으려면, 지지 프레임(300)이 4개로 분할되는 것이 가장 바람직하다.
지지 프레임(300)은 분할된 각 부분이 하나로 결합된 상태에서 동체(1)의 외주면 형상에 대응하여 원형의 내주면을 가지며, 외주면은 원형으로 형성될 수도 있고 원형이 아닌 형상일 수도 있다. 지지 프레임(300)은 복수 개가 분할된 상태에서 분할된 각 부분의 단부에 결합부(300a)가 구비되며, 분할된 각각이 하나로 결합될 때 결합부(300a)에 의해 상호 결합된다. 이 때 분할된 각 지지 프레임(300)은 하나로 결합된 상태에서 설치용 지그(600)에 실려 이송된 후 분해되어 다시 폐 증기발생기의 동체(1)에 결합될 수 있다. 또는, 분할된 각 지지 프레임(300) 중 상부 2피스(2 piece)는 크레인 등에 의해 이송되고 하부 2피스는 설치용 지그(600)에 의해 이송되거나, 각각이 분해된 상태로 설치용 지그(600)에 의해 이송되어 폐 증기발생기의 동체(1)에 결합될 수도 있다.
지지 프레임(300)은 동체(1)의 외주면에 결합된 상태에서 원통형을 이루는 메인 프레임(310)과, 메인 프레임(310)이 결합된 상태에서 메인 프레임(310)의 일면에 회전 가능하게 결합되어 절삭부(100) 및 구동부(200)가 장착되는 회전 프레임(330)과, 회전 프레임(330)을 회전 구동시키는 프레임 구동부(350)로 구성된다.
메인 프레임(310) 및 회전 프레임(330)은 모두 복수 개로 분할되며, 메인 프레임(310)과 회전 프레임(330)이 모듈화되어 결합된 상태에서 이동된다. 또한, 모듈화된 메인 프레임(310)과 회전 프레임(330) 상에 복수의 절삭부(100)와 구동부(200) 및 프레임 구동부(350)가 각각 설치되며, 폐 증기발생기의 동체(1) 외주면에 결합된 상태에서 원형으로 연결된 메인 프레임(310)에 대해 회전 프레임(330)이 회전하게 된다. 메인 프레임(310)이 하나로 결합된 상태에서 회전 프레임(330)이 원활하게 회전할 수 있도록 결합 부위가 회전 프레임(330)의 회전을 방해하지 않는 것이 바람직하다. 메인 프레임(310)은 급전 모듈(400)과 전기적으로 연결되며, 회전 프레임(330)은 메인 프레임(310)을 통해 급전 모듈(400)의 전력을 공급받아 회전한다. 회전 프레임(330)은 전력 공급이 중단될 때까지 무한 회전하게 된다.
프레임 구동부(350)는 회전 프레임(330)을 회전시키는 구동력을 제공하는 모터(352)와, 모터(352)에 결합되어 모터(352)의 회전력을 전달하는 제1 기어부(354)와, 제1 기어부(354)에 치합되는 제2 기어부(356)로 구성된다. 제2 기어부(356)는 회전 프레임(330)의 외주면에 일체로 형성되거나, 회전 프레임(330)의 외주면을 따라 결합된다. 모터(352)는 필요에 따라 한 개 또는 복수 개로 구비될 수 있다. 모터(352)는 메인 프레임(310)을 통해 급전 모듈(400)로부터 전원을 공급받으나, 모터(352)의 제어는 무선으로 이루어진다. 작업자의 방사능 피폭 시간을 최소화하고 방사능에 의한 영향을 최소화하기 위해 폐 증기발생기 처리 장치(10)와 이격된 별도의 장소에 컨트롤센터가 마련되어 전원 공급을 제외한 모든 제어는 무선으로 이루어지는 것이 바람직하다.
급전 모듈(400)은 메인 프레임(310)의 타면, 즉 회전 프레임(330)이 설치된 면의 반대쪽에 설치되는 전력공급레일(410)과, 전력공급레일(410)에 항상 접촉 상태를 유지하는 레일 접속부(430)와, 레일 접속부(430) 및 회전 프레임(330)을 연결하는 연결부(450)로 구성된다(이하에서는 편의상 회전 프레임 방향을 전방, 그 반대 방향을 후방으로 정의하기로 함).
전력공급레일(410)은 메인 프레임(310)의 후방에 원형으로 결합되며, 외부 전원(미도시)에 연결되어 구동부(200) 및 프레임 구동부(350), 분사 유닛(500)에 전력을 공급할 수 있게 한다. 전력공급레일(410)은 메인 프레임(310)과의 사이에 소정의 이격 간격을 갖도록 설치되는 것이 바람직하며, 이격된 공간을 통해 외부 전원에 연결될 수 있다. 따라서, 전력공급레일(410)은 레일 접속부(430)의 회전 시 회전 운동에 영향을 주지 않으면서 외부 전원과 연결된 상태를 유지할 수 있다.
레일 접속부(430)는 일단이 전력공급레일(410)에 접촉되고 타단이 연결부(450)에 결합되며, 연결부(450)가 회전 프레임(330)에 의해 회전하면서 레일 접속부(430)를 회전시킨다. 레일 접속부(430)는 회전 프레임(330)의 정지 상태일 때나 회전 상태일 때에 상관없이 항상 전력공급레일(410)에 접속된 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
연결부(450)는 회전 프레임(330)의 회전에 방해가 되지 않으면서 회전 프레임(330)에 의해 회전할 때 프레임 구동부(350) 등에 부딪히지 않도록 'ㄷ'자 형태로 형성된다. 'ㄷ'자 형태의 일단은 레일 접속부(430)에 결합되고, 타단은 회전 프레임(330)의 전방에 결합된다. 그러나 'ㄷ'자 형태가 아니라도 회전 구동에 방해가 되지 않는다면 다른 형태로 구성될 수 있다. 또한, 연결부(450)는 후술할 절삭부(100)의 작동에 방해가 되지 않도록 절삭부(100)와 소정 간격 이격된 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
이하에서는 도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 다른 폐 증기발생기 처리 장치(10)의 다양한 절삭부의 형태와, 절삭부를 구동시키는 구동부에 대해 상세히 설명하기로 한다.
절삭부(100)는 복수 개로 구비되어 회전 프레임(330) 상에 설치되며, 서큘러 쏘(circular saw)와 같은 원형의 절삭날을 가진 원형 절삭기일 수 있다. 절삭부(100)는 소정의 두께를 갖는 원형의 날이 회전하면서 폐 증기발생기의 동체(1)를 절삭하며, 동체(1)의 외주면에서 시작해 내주면까지를 완전히 절단한다. 절삭부(100)는 복수 개가 상호 이격되어 배치되며, 하나의 절삭부가 지나간 경로를 다른 절삭부다 중복해서 지나가면서 다른 절삭부의 절삭 경로가 일부 또는 전부가 이전에 지나간 절삭부의 절삭 경로와 겹치게 된다. 이는 절삭 과정에서 발생하는 마찰력 및 저항력을 최소화하기 위한 것이다. 각각의 절삭부(100)는 절삭기(110, 130)와 절삭기 결합부(150)로 구성될 수 있다.
제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)는 원형의 절삭날이며, 각각 절삭기 결합부(150)에 수납된 상태로 회전 프레임(330)의 전방에 결합된다. 절삭기 결합부(150)는 회전 프레임(330)에 고정되고, 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)는 절삭기 결합부(150)에 대해 회전 가능하게 결합된다. 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)가 회전하는 상태에서 회전 프레임(330)도 회전하게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 절삭기(110)와 제2 절삭기(130)는 동일 중심축을 가지며 일면이 서로 마주보도록 설치되되, 절삭 경로가 나란히 위치하거나 일측이 중첩되도록 설치될 수 있다. 즉, 제1 절삭기(110)와 제2 절삭기(130)는 동일 중심축을 갖되 서로 다른 중심 축선 상에 놓이도록 설치된다. 제1 절삭기(110)와 제2 절삭기(130)의 절삭 경로가 나란하거나 일측이 중첩되면 제1 절삭기(110)가 지나간 경로를 제2 절삭기(130)가 지나가기 때문에 제2 절삭기(130)는 동체(1)의 절단 시 한쪽 면에만 마찰력 및 저항력을 받게 되므로 절삭 시간이 단축되고 절삭기의 파손을 줄일 수 있다. 제1 절삭기(110) 역시 마찬가지로 제2 절삭기(130)가 지나간 경로를 지나가기 때문에 동체(1)의 절단 시 받는 마찰력 및 저항력을 줄일 수 있다. 제1 절삭기(110)와 제2 절삭기(130)는 무한 회전하면서 동체(1)를 절삭해나가고, 일정 깊이만큼 절삭되면 절삭 깊이가 조절되어 지속적으로 동체(1)를 절삭해 외주면 부터 내주면 까지를 완전히 절단한다. 절삭 깊이는 동체(1)의 절단 부위에 따라 조절이 가능하다.
또는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 절삭기(110)와 제2 절삭기(130)가 동일 중심축을 가지면서 동일 중심선 상에 놓이도록 설치되어 절삭 경로가 중첩될 수 있다. 단, 이때에는 제1 절삭기(110)의 절삭폭 t가 제2 절삭기(130)의 절삭폭 t1보다 작을 수 있다. 즉, 제1 절삭기(110)의 두께보다 제2 절삭기(130)의 두께가 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 절삭기(110)가 지나간 절삭 경로를 제2 절삭기(130)가 중복해서 지나가므로, 제2 절삭기(130)는 t1-t만큼만 추가로 절삭하면 되므로 동체(1)의 절단 시 절삭기에 가해지는 마찰력 및 저항력을 최소화할 수 있다. 제1 절삭기(110)와 제2 절삭기(130)는 무한 회전하면서 동체(1)를 절삭해나가고, 일정 깊이만큼 절삭되면 절삭 깊이가 조절되어 지속적으로 동체(1)를 절삭해 외주면부터 내주면까지를 완전히 절단한다. 절삭 깊이는 동체(1)의 절단 부위에 따라 조절이 가능하다.
한편 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 절삭기(110)와 제2 절삭기(130)가 서로 다른 중심축을 가지면서 동일 중심선 상에 놓이도록 설치될 수 있다. 즉, 제1 절삭기(110)와 제2 절삭기(130)가 동일한 절삭 경로를 갖되 절삭 깊이가 다르게 설치되는 것이다. 이때, 제1 절삭기(110)의 절삭폭 t는 제2 절삭기(130)의 절삭폭 t1보다 크고, 제1 절삭기(110)의 절삭 깊이는 동체(1)의 외주면에서 H까지이고 제2 절삭기(130)의 절삭 깊이는 H에서 동체(1)의 내주면 까지 일 수 있다. H는 미리 설정되는 절삭 깊이로, 폐 증기발생기의 동체(1) 두께의 1/2 또는 1/3 지점 등으로 설정될 수 있다. 설정된 절삭 깊이에 따라 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)의 절삭 깊이를 변경할 수 있다. 이 경우, 제1 절삭기(110)가 동체(1)의 외주면부터 H의 절삭 깊이까지를 절삭하고 지나가고, 제2 절삭기(130)는 제1 절삭기(110)가 지나간 절삭 경로를 따라 H부터 동체(1)의 내주면까지를 절삭하게 된다. 제1 절삭기(110)는 동체(1) 두께의 일부만 절삭하므로 절단 시 절삭기에 가해지는 마찰력 및 저항력을 최소화할 수 있다. 제2 절삭기(130) 역시 제1 절삭기(110)보다 좁은 폭으로 동체(1) 두께의 일부만 절삭하므로 절단 시 절삭기에 가해지는 마찰력 및 저항력을 최소화할 수 있다.
구동부(200)는 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)를 회전시키고, 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)의 절삭 깊이 조절하기 위해 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)를 다방향으로 구동시킨다. 즉, 구동부(200)는 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)가 제1 방향으로 회전시키며, 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)를 동체(1)에 접근시키는 제2 방향 및 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)를 동체(1)로부터 이격시키는 제3 방향으로 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)를 이동시킨다. 이를 위해, 구동부(200)는 복수의 모터(210)와, 각 모터(210)의 구동력을 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)로 전달하는 기어세트(230)와, 외부 제어 명령에 따라 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)를 제어하는 제어모듈(250)로 구성된다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치(10)에는 동체(1)의 절단 시 발생하는 마찰열을 감소시키기 위한 절삭유를 분사하는 분사 유닛(500)이 구비된다.
분사 유닛(500)은 절삭유를 분사하는 분사 노즐(510)과, 분사압을 제공하는 압력공급부(530)와, 절삭유를 저장하는 오일탱크(550)로 구성된다. 분사 유닛(500)은 제어모듈(250)과 연결되어 외부의 제어 신호에 의해 분사량 및 분사 시점 등이 제어될 수 있다.
분사 노즐(510)은 미스트 형태의 절삭유를 분사하며, 절삭유의 사용량을 줄이면서도 절삭에 의한 마찰열을 감소시키는 효과는 그대로 유지할 수 있다. 따라서 동체(1)의 절단 시 발생되는 금속가루 등의 이물질과 절삭유가 혼합된 2차 폐기물의 양을 최소화할 수 있다. 압력공급부(530)는 소형 압축기가 사용될 수 있으며, 급전 모듈(400)로부터 전력을 공급받아 절삭유가 미스트 형태의 미세 입자로 분사될 수 있도록 분사압을 제공한다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐 증기발생기 처리 장치에 있어서, 제어 흐름에 따른 폐 증기발생기 처리 방법 및 폐 증기발생기 처리장치의 설치 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 폐 증기발생기가 보관된 임시 저장 시설 내부로 폐 증기발생기 처리 장치(10)를 이동시키는데, 폐 증기발생기 처리 장치(10)는 설치용 지그(600)에 의해 이송된다. 이송된 폐 증기발생기 처리 장치(10)는 분할된 상태에서 폐 증기발생기의 동체(1) 근처로 이송되며, 폐 증기발생기 처리 장치(10)는 상부 2피스 및 하부 2피스로 나뉜 상태로 동체(1)의 외주면 쪽으로 이송된다. 동체(1)의 외주면에 폐 증기발생기 처리 장치(10)를 설치한 후 결합부(300a)를 연결해 하나의 지지 프레임(300)이 되도록 한다. 그 후 설치용 지그(600)를 철거한 뒤 임시 저장 시설과 안전 거리를 갖도록 떨어진 곳에 위치한 컨트롤 센터에서 전원 공급을 인가하고, 전원이 인가되면 폐 증기발생기 처리 장치의 급전 모듈(400)로 전원이 공급된다.
급전 모듈(400)의 전력공급레일(410)은 외부 전원과 연결되어 전원을 공급 받으며, 전력공급레일(410)에 접속 상태를 유지하는 레일 접속부(430)와, 레일 접속부(430) 및 메인 프레임(310)에 연결된 연결부(450)에 의해 구동부(200) 및 프레임 구동부(350)에 전원이 인가된다.
컨트롤센터에서는 처리할 폐 증기발생기 동체(1)의 크기 및 두께에 따라 절삭부(100)의 절삭 폭, 절삭 깊이, 절삭 소요 시간 등을 미리 설정하여 제어모듈(250)로 제어 신호를 전송한다. 전송된 제어 신호에 따라 제어모듈(250)에서는 제1 절삭기(110) 및 제2 절삭기(130)가 세팅되고, 구동부(200) 및 프레임 구동부(350)가 작동된다.
프레임 구동부(350)의 작동에 의해 회전 프레임(330)이 회전하게 되고, 회전 프레임(330)에 탑재된 절삭부(100) 및 구동부(200)도 함께 회전한다. 회전 프레임(330)이 회전하면서 절삭부(100)가 동체(1)의 외주면을 따라 이동하면서 동체(1)를 절삭한다. 동체(1)의 절삭 시 적절한 타이밍에 분사 유닛(500)을 통해 미스트 형태의 절삭유가 분사되어 절삭 시 마찰에 의해 발생하는 마찰열 및 2차 오염물을 최소화하게 된다. 절삭유의 분사 타이밍 역시 컨트롤센터로부터 전송된 제어 신호에 따라 제어모듈(250)에 의해 세팅된다.
동체(1)의 일부분 절삭이 완료되면 자동 이송 장치를 이용해 다음 부위로 처리 장치(10)를 이동시킨 후 동체(1)의 나머지 부분을 절삭하게 된다. 동체(1)의 절삭이 완료되면 다시 지지 프레임(300)을 분해하고, 설치용 지그(600)를 이용해 처리 장치를 철거한다. 작업자는 처리 장치의 이송, 설치 및 철거 시에만 임시 저장 시설에 진입하고, 처리 장치로의 전원 인가부터 동체(1)의 절삭 작업이 종료될 때까지의 모든 공정은 무선으로 제어된다. 또한, 폐 증기발생기 처리 장치가 복수 개로 분리된 상태로 이송되어 빠른 시간 내에 설치가 가능하므로, 작업자의 방사능 피폭 시간을 최소화할 수 있다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.
1: 폐 증기발생기 동체 10: 폐 증기발생기 처리 장치
100: 절삭부 200: 구동부
300: 지지 프레임 310: 메인 프레임
330: 회전 프레임 350: 프레임 구동부
400: 급전 모듈 410: 전력공급레일
430: 레일 접속부 450: 연결부
500: 분사 유닛 600: 설치용 지그

Claims (22)

  1. 폐 증기발생기의 처리 장치에 있어서,
    폐 증기발생기의 동체를 절단하는 절삭부와,
    상기 절삭부를 구동하는 구동부와,
    상기 동체의 외주면에 결합된 상태에서 원통형을 이루는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임의 일면에 회전 가능하게 결합되며 상기 절삭부 및 구동부가 장착되는 회전 프레임과, 상기 회전 프레임을 회전 구동시키는 프레임 구동부를 구비한 지지 프레임을 포함하고,
    상기 지지 프레임은 분할된 상태에서 상기 폐 증기발생기의 동체 외주면에 결합되며, 상기 동체의 외주면에 결합된 상태에서 상기 절삭부가 구동되어 상기 동체를 절삭하는 것이 특징이며,
    상기 지지 프레임은 복수 개로 분할되며, 상기 동체의 원통형 외주면에 결합된 상태에서 분할된 부분을 상호 결합시키는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 동체의 일부분 절삭이 완료되면 자동 이송 장치를 이용해 상기 동체의 다음 부위로 상기 처리 장치를 이송하는 것을 특징으로 하며,
    상기 절삭부는 복수 개로 구비되어 회전되며, 서큘러 쏘(circular saw)를 포함하는 원형 절삭기인 것을 특징으로 하고, 상기 절삭부는 복수 개가 상호 이격 배치되며, 하나의 절삭부가 지나간 경로를 다른 절삭부가 중복해서 지나가는 것을 특징으로 하며,
    상기 절삭부는 제1 절삭기 및 제2 절삭기가 상호 이격 배치되되 동일 중심축을 갖고 일면이 서로 마주보도록 설치되어 절삭 경로의 일측이 중첩되는 것이 특징이고, 상기 구동부는 상기 절삭부를 다방향 구동 제어하는 것이 특징이며,
    상기 회전 프레임 상에 설치되며, 미스트 형태의 절삭유를 분사하는 분사노즐과, 급전 모듈로부터 전력을 공급받아 상기 절삭유의 분사압을 제공하는 압력공급부와, 상기 절삭유를 저장하는 오일탱크가 구비된 분사 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 증기발생기 처리 장치.
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  8. 폐 증기발생기의 처리 장치에 있어서,
    폐 증기발생기의 동체를 절단하는 절삭부와,
    상기 절삭부를 구동하는 구동부와,
    상기 동체의 외주면에 결합된 상태에서 원통형을 이루는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임의 일면에 회전 가능하게 결합되며 상기 절삭부 및 구동부가 장착되는 회전 프레임과, 상기 회전 프레임을 회전 구동시키는 프레임 구동부를 구비한 지지 프레임을 포함하고,
    상기 지지 프레임은 분할된 상태에서 상기 폐 증기발생기의 동체 외주면에 결합되며, 상기 동체의 외주면에 결합된 상태에서 상기 절삭부가 구동되어 상기 동체를 절삭하는 것이 특징이며,
    상기 지지 프레임은 복수 개로 분할되며, 상기 동체의 원통형 외주면에 결합된 상태에서 분할된 부분을 상호 결합시키는 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 동체의 일부분 절삭이 완료되면 자동 이송 장치를 이용해 상기 동체의 다음 부위로 상기 처리 장치를 이송하는 것을 특징으로 하며,
    상기 절삭부는 복수 개로 구비되어 회전되며, 서큘러 쏘(circular saw)를 포함하는 원형 절삭기인 것을 특징으로 하고, 상기 절삭부는 복수 개가 상호 이격 배치되며, 하나의 절삭부가 지나간 경로를 다른 절삭부가 중복해서 지나가는 것을 특징으로 하며,
    상기 절삭부는 제1 절삭기 및 제2 절삭기를 포함하고, 동일 절삭 경로를 갖도록 설치되어 상기 제1 절삭기가 지나간 절삭 경로를 상기 제2 절삭기가 중복해서 지나가는 것을 특징으로 하되,
    상기 제1 절삭기의 절삭폭 t가 상기 제2 절삭기의 절삭폭 t1보다 작고, 상기 제1 절삭기 및 상기 제2 절삭기는 동일 절삭 깊이를 갖거나, 상기 제1 절삭기의 절삭폭 t가 상기 제2 절삭기의 절삭폭 t1보다 크고, 상기 제1 절삭기의 절삭 깊이는 상기 동체의 외주면에서 H까지, 상기 제2 절삭기의 절삭 깊이는 상기 H부터 상기 동체의 내주면까지인 것을 특징으로 하고, 상기 구동부는 상기 절삭부를 다방향 구동 제어하는 것이 특징이며,
    상기 회전 프레임 상에 설치되며, 미스트 형태의 절삭유를 분사하는 분사노즐과, 상기 급전 모듈로부터 전력을 공급받아 상기 절삭유의 분사압을 제공하는 압력공급부와, 상기 절삭유를 저장하는 오일탱크가 구비된 분사 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 증기발생기 처리 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 다방향 구동 제어는 상기 절삭부가 회전하는 제1 방향, 상기 절삭부를 상기 동체의 외주면을 향해 이동시키는 제2 방향, 상기 절삭부를 상기 동체로부터 이격시키는 제3 방향 구동 제어인 것을 특징으로 하는 폐 증기발생기 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 구동부 및 프레임 구동부에 전력을 공급하는 급전 모듈을 더 포함하는 폐 증기발생기 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 급전 모듈은 상기 메인 프레임의 타면에 결합되는 전력공급레일과, 상기 회전 프레임의 정지 및 회전 시 상기 전력공급레일에 접촉 상태를 유지하며 회전하는 레일 접속부와, 상기 레일 접속부 및 상기 회전 프레임을 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 구동부 및 프레임 구동부는 회전 프레임을 통해 상기 급전 모듈에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 폐 증기발생기 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 회전 프레임은 상기 급전 모듈을 통해 전력이 공급되는 동안 무한 회전하며, 상기 구동부 및 프레임 구동부는 무선 제어되는 것을 특징으로 하는 폐 증기발생기 처리 장치
  16. 삭제
  17. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 지지 프레임을 하부에서 지지하며, 상기 지지 프레임의 이동 후 상기 지지 프레임이 상기 동체에 결합될 때 분리되는 이동 가능한 설치용 지그를 더 포함하는 폐 증기발생기 처리 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
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  21. 삭제
  22. 삭제
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