KR101639651B1 - 고정식 드럼형 방사능 자동 제염 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사능에 오염된 오염물을 밀폐된 차폐부스 내에 넣고 드라이아이스 펠릿을 통해 제염작업을 실시하는 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치는 내부공간을 가지며, 일측에 도어가 형성되어 있고, 도어를 닫았을 때, 내외부가 차단되는 차폐부스와, 상기 차폐부스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 제염작업 대상물을 수용할 수 있는 수용공간을 갖는 회전드럼과, 상기 회전드럼을 회전시기키 위한 회전구동부와, 상기 차폐부스에 설치되어 상기 회전 드럼의 내부에 수용된 제염작업 대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사유닛을 구비한다.

Description

고정식 드럼형 방사능 자동 제염 장치{Automatic radioactive decontamination apparatus}

본 발명은 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사능에 오염된 오염물을 밀폐된 차폐부스 내에 넣고 드라이아이스 펠릿을 통해 제염작업을 실시하는 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 관련시설에서 사용하고 수명을 다하여 폐기해야 하는 원자로 장치나 장비들 중에는 방사능에 오염된 것들이 대부분이다.

이와 같이 방사능에 오염된 건축물, 설비, 기계장치, 구조물 등은 단순히 매립하거나 소각하지 못하고 반드시 방사능을 제거하는 제염 및 절단 등의 감용처리를 한 뒤 원자력법 및 환경법상의 규정에 따라 처리되어야 하고, 이러한 규정에 따라 종래에 많은 제염처리들이 수행되어 왔다.

가장 간단하면서 많이 적용되는 방식은 수작업이다. 즉, 방사선에 오염된 장치나 장비들의 제염을 사람이 직접 수행하는 방법이다. 그러나 이러한 수작업에 의한 제염은, 그 과정이 비효율적이고 미세한 틈새에 낀 오염물질의 제거에는 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 제염과정에서 작업자의 신체오염 및 작업장 주변의 오염 확산이 발생되는 단점이 있었다.

상기와 같이 수작업에 의한 제염과정은 제염 대상 장치를 제염통에 넣고 상기 제염통에 온수와 제염액을 일정한 비율로 채운다. 그리고 장치에 낀 오염 물질이 분리되도록 공기구의 오염정도에 따라 약 1~3시간 정도 유지한다.

일정시간이 경과 후, 상기 장치를 빼내어 작업대 위에 올려놓고 제염지와 브러시 등을 사용하여 오염물질을 제염한 후 흐르는 물로 2~3차에 걸쳐 제염을 실시한다. 그러나, 상기와 같은 수작업에 의한 제염은 과다한 작업 소요시간과 제염 과정에서 발생하는 폐액 증가 및 굴곡부, 홀, 만곡부에 대한 제염은 어려운 실정이었다.

관련 선행문헌으로서, 일본등록특허 제5584706호는 금속제 부품의 표면을 화학적으로 제염하는 방법에 관하여, 작용 성분이 음이온 경계면 활성제로 형성되는 특징을 중심으로 기술하고 있고, 한국특허공개공보 제2005-0041789호는 증기발생기 수실의 방사능 오염물질 제거용 물리적 제염기기를 기술하고 있다.

일본특허공보 제5584706호 : 방사능으로 오염된 표면의 제염 방법 한국특허공개 제10-2005-0041789호 : 증기발생기 수실의 방사능 오염물질 제거용 물리적 제염기기 한국특허공보 제10-0638400호 : 방사성 오염물 제염장치

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 방사능에 오염된 오염물에 드라이아이스 펠릿을 분사하여 제염작업을 실시할 수 있으며, 특히 제염 작업 중 오염물의 누출을 방지하고, 오염물의 표면 전체에 효율적으로 드라이아이스 펠릿을 분사함으로써 제염 효율을 높일 수 있는 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치는 내부공간을 가지며, 일측에 도어가 형성되어 있고, 도어를 닫았을 때, 내외부가 차단되는 차폐부스와, 상기 차폐부스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 제염작업 대상물을 수용할 수 있는 수용공간을 갖는 회전드럼과, 상기 회전드럼을 회전시키기 위한 회전구동부와, 상기 차폐부스에 설치되어 상기 회전 드럼의 내부에 수용된 제염작업 대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사유닛을 구비한다.

상기 제염장치는 상기 차폐부스 내부 영상을 촬영하는 카메라와, 상기 차폐부스 내부에서 방사능 오염도를 측정하는 방사능 센서를 더 구비할 수 있다.

상기 차폐부스는 일측 측면에 상기 도어가 형성되어 있고, 상기 회전드럼은 일측이 개방되어 있는 원통형으로 형성되되, 상기 개방되어 있는 일측이 상기 차폐부스의 도어를 향하며, 개방부분의 반대편에 수평방향으로 연장되는 회전축이 형성되어 있고, 상기 회전구동부는 상기 회전축과 연결되는 감속기와, 상기 감속기와 연결되는 구동모터를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 분사유닛은 상기 도어에 장착되어 상기 도어를 닫았을 때, 상기 회전드럼의 내부로 제염을 위한 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사노즐을 구비할 수 있다.

상기 차폐부스의 내부와 연통되며, 제염작업 후 차폐부스에서 토출되는 공기에 포함된 오염물을 여과하기 위한 필터유닛을 더 구비하되, 상기 필터유닛은 헤파필터(Hepa filter)와 차콜필터(Charcoal filter)를 포함하고, 상기 회전드럼에는 제염작업을 위해 분사된 드라이아이스 펠릿이 기화된 기체와, 제염작업을 통해 발생된 오염물이 배출될 수 있도록 상기 수용공간으로 관통되는 복수개의 관통홀들이 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치는 제염 작업 중 방사능 오염물의 외부 유출을 차단할 수 있으며, 드라이아이스 펠릿의 분사가 제염 작업 대상물의 표면 전체에 효율적으로 이루어질 수 있어서 제염작업의 효율이 높으며 제염 누락 부분이 최소화될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치의 분사유닛과 회전드럼 및 회전구동부를 도시한 부분 발췌도,
도 3은 도 1의 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치의 측단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치(100)는 내부공간을 갖는 차폐부스(110)와, 차폐부스(110)에 설치되는 회전드럼(120)과, 회전드럼(120)을 회전시키기 위한 회전구동부(123), 드라이아이스 펠릿을 분사하기 위한 분사유닛(130), 카메라(140), 방사능 센서(150) 및 차폐부스(110)에서 배출되는 공기 중에 포함된 오염물을 제거하기 위한 필터유닛(160)을 포함한다.

상기 차폐부스(110)는 소정의 내부공간을 갖는 육면체 형상이며, 일측면에는 내부공간으로 제염작업 대상물을 인입하거나 인출하기 위한 도어(111)가 형성되어 있다.

상기 도어(111)는 닫힘 상태일 때 차폐부스(110)의 내부공간과 외부를 완벽하게 차단하여 제염 작업 중 제염작업 대상물로부터 탈락한 방사능 오염물이 차폐부스(110)의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있게 형성되어 있다.

상기 회전드럼(120)은 차폐부스(110)의 내부에 설치되며, 제염작업 대상물을 지지하기 위한 것이다.

회전드럼(120)은 일측이 개구되어 있는 원통형으로 형성되어 있으며, 제염작업 대상물이 수용될 수 있는 수용공간이 형성되어 있다. 회전드럼(120)은 개구된 부분이 상기 도어(111)를 향하도록 설치되므로 도어(111)를 개방하면 회전드럼(120)의 수용공간이 노출된다.

회전드럼(120)은 수용공간과 외부가 연통될 수 있도록 복수개의 관통홀(121)들이 형성되어 있다. 그리고 개구부의 반대편에는 지지판이 형성되어 있고, 이 지지판으로부터 회전축(122)이 수평방향을 따라 후방으로 연장된다.

상기 회전구동부(123)는 회전드럼(120)을 회전시키기 위한 것으로서, 감속기(124)와 구동모터(125)를 포함한다. 상기 구동모터(125)는 차폐부스(110)의 내부 일측에 설치되고, 감속기(124)는 구동모터(125)와 연결되어 있다. 그리고 상기 회전축(122)이 감속기(124)와 연결되어 있어서 구동모터(125)의 구동에 의해 상기 회전축(122)이 회전하면서 회전드럼(120)이 회전하게 된다.

상기 분사유닛(130)은 제염작업 대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사하기 위한 것으로서, 도어(111)에 설치되는 분사노즐(132)과, 분사노즐(132)로 드라이아이스 펠릿을 공급하기 위한 펠릿 공급라인(131)을 포함한다.

도시되지는 않았으나 제염작업을 위한 드라이아이스 펠릿을 공급하는 펠릿공급기로부터 펠릿 공급라인(131)이 연장되며 도어(111)에 설치되어 있는 분사노즐(132)을 통해 드라이아이스 펠릿을 회전드럼(120)의 내부로 분사하게 된다.

이렇게 분사된 드라이아이스 펠릿은 제염작업 대상물의 표면에 있는 방사능 오염물을 제거하는 역할을 하게 된다.

본 실시예의 경우 상기 분사노즐(132)이 도어(111)에 장착된 것으로 도시되어 있으나, 분사노즐(132)은 회전드럼(120)의 내부에 있는 제염작업대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사할 수 있는 다양한 위치에 형성될 수 있다.

이렇게 제염작업 대상물을 수용 및 지지하는 회전드럼(120)이 회전구동부(123)에 의해 회전하고, 분사노즐(132)은 드라이아이스 펠릿을 회전드럼(120)의 내부 수용공간을 향해 분사하기 때문에 제염작업 대상물이 돌아가면서 분사노즐(132)을 향해 전체 면이 고루 노출될 수 있으며, 이에 따라 효율적인 제염작업이 이루어질 수 있게 된다.

아울러 도시되지는 않았으나, 회전드럼(120)의 내부에는 제염작업 대상물을 향해 고온의 섬광을 조사하기 위한 제논램프가 설치될 수도 있다.

제논 램프는 통상 DC 점등용으로서, 내부에 양극과 음극이 수 mm 내의 간격으로 분리되어 있고, 주된 발광물질로 제논 가스가 수 기압 주입되어 있다. 제논 램프(11)의 시동시 내부 압력이 높아(내부 기압은 1 내지 10기압이며 점등 중에는 20 내지 40 기압) 고전압(수십 kV로, 예컨대, 10 kV 이상의 20~30 kV)의 구동전압을 필요로 하며, 가스상태이기 때문에 다른 방전램프와 달리 점등과 재점등에 수반되는 시간이 짧은 편이다. 그리고 제논 램프는 일반적으로 점등하면 단시간 내에 최대 출력의 80% 수준에 도달하는 것으로 알려져 있어 수시로 재점등이 가능하며, 램프 전압은 낮은 반면 램프 전류는 수은등에 비해 3배 이상 크다. 그리고 아크의 온도가 5000K 이상으로, 파장의 전 영역에 걸쳐 연속적인 스펙트럼을 이룬다.

제논 램프는 그 물리적, 광학적 속성에 기인하여, 이를 제염작업 대상물의 표면에 고형화된 방사능 오염물의 제거를 위해 사용할 수 있다.

상기 카메라(140)는 차폐부스(110)의 내부 상태를 촬영하여 보여주기 위한 것이며, 도어(111)에 설치되어 있다. 도어(111)가 닫히면 카메라가 수용공간을 향하기 때문에 제염작업의 진행상황, 제염작업 대상물의 상태 또는 드라이아이스 펠릿의 분사 상황을 직접 확인할 수 있다.

그리고 차폐부스(110)에는 방사능 센서(150)도 마련되어 있어서 제염작업 대상물의 투입 후 제염작업의 진행에 따른 방사능 오염도를 수치화하여 출력할 수 있다. 상기 방사능 센서(150)의 측정결과를 직접 확인할 수 있도록 상기 차폐부스(110)의 외부 일측에 방사능 센서(150)의 측정값을 표시하기 위한 별도의 디스플레이(151)가 마련된다.

상기 필터유닛(160)은 제염작업 후 차폐부스(110)의 내부 공기를 배출시키는 과정에서 공기 중에 포함된 오염물을 제거하기 위한 것이다.

상술한 것처럼 회전드럼(120)에 관통홀(121)들이 형성되어 있어서 수용공간으로 분사된 드라이아이스 펠릿이 기화되는 과정에서 생겨난 기체와 제염작업에 의해 제염작업 대상물로부터 분리된 오염물들은 관통홀(121)을 통해 회전드럼(120)의 외부로 배출될 수 있으며, 차폐부스(110)의 일측에 형성되어 있는 배기홀을 통해 배출된다. 그리고 배출된 공기는 필터유닛(160)을 통과하면서 오염물이 일차적으로 걸러지게 된다.

필터유닛(160)은 차폐부스(110)의 내부공간과 연통되는 배출구(미도시)와 연결되어 있으며, E-필터(161)와 헤파필터(162)(Hepa filter) 및 차콜필터(163)(Charcoal filter)가 순차적으로 배열되어 형성되어 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치(100)는 드라이아이스 펠릿의 분사를 통해 제염작업을 실시하는 과정에서 제염작업 대상물을 수용하는 회전드럼(120)이 회전하면서 제염작업 대상물의 전면이 분사노즐(132)을 향해 노출되게 하기 때문에 제염작업 대상물의 전체 표면에 대하여 효율적인 제염작업이 이루어질 수 있으며, 제염 작업 중 작업자가 방사능 오염물에 노출되는 문제를 최소화할 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시 예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

100; 고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치
110; 차폐부스 111; 도어
120; 회전드럼 121; 관통홀
122; 회전축 123; 회전구동부
124; 감속기 125; 구동모터
130; 분사유닛 131; 공급라인
132; 분사노즐 140; 카메라
150; 방사능 센서 151; 디스플레이
160; 필터유닛 161; E-필터
162; 헤파필터 163; 차콜필터

Claims (6)

1. 내부공간을 가지며, 일측에 도어가 형성되어 있고, 도어를 닫았을 때, 내외부가 차단되는 차폐부스;
   상기 차폐부스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 제염작업 대상물을 수용할 수 있는 수용공간을 갖는 회전드럼;
   상기 회전드럼을 회전시기키 위한 회전구동부;
   상기 차폐부스에 설치되어 상기 회전 드럼의 내부에 수용된 제염작업 대상물을 향해 드라이아이스 펠릿을 분사하는 분사유닛을 포함하며,
   상기 분사유닛은,
   상기 도어를 닫았을 때, 상기 회전드럼의 내부로 드라이아이스 펠릿을 분사하기 위하여 상기 도어에 설치되는 다수 개의 분사노즐; 및
   상기 다수 개의 분사노즐 각각으로 드라이아이스 펠릿을 공급하기 위한 펠릿 공급라인을 구비하는 것을 특징으로 하는,
   고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 차폐부스 내부 영상을 촬영하는 카메라; 및
   상기 차폐부스 내부에서 방사능 오염도를 측정하는 방사능 센서를 더 포함하는,
   고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 차폐부스는 일측 측면에 상기 도어가 형성되어 있고,
   상기 회전드럼은 일측이 개방되어 있는 원통형으로 형성되되, 상기 개방되어 있는 일측이 상기 차폐부스의 도어를 향하며, 개방부분의 반대편에 수평방향으로 연장되는 회전축이 형성되어 있고,
   상기 회전구동부는 상기 회전축과 연결되는 감속기와, 상기 감속기와 연결되는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 차폐부스의 내부와 연통되며, 제염작업 후 차폐부스에서 토출되는 공기에 포함된 오염물을 여과하기 위한 필터유닛을 더 포함하되,
   상기 필터유닛은 헤파필터(Hepa filter)와 차콜필터(Charcoal filter)를 포함하고,
   상기 회전드럼에는 제염작업을 위해 분사된 드라이아이스 펠릿이 기화된 기체와, 제염작업을 통해 발생된 오염물이 배출될 수 있도록 상기 수용공간으로 관통되는 복수개의 관통홀들이 형성된 것을 특징으로 하는
   고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 회전드럼은 상기 제염작업 대상물을 향해 섬광을 조사하는 제논 램프를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   고정식 드럼형 방사능 자동 제염장치.

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