KR101643539B1

KR101643539B1 - 판형 방사성폐기물 복합 제염장치

Info

Publication number: KR101643539B1
Application number: KR1020160071106A
Authority: KR
Inventors: 홍성준; 고동균; 김효철; 이건화
Original assignee: 하나원자력기술주식회사
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2016-08-10

Abstract

본 발명은 자동화 판형 방사성폐기물 복합 제염장치로, 상부 스테이지; 상기 상부 스테이지 하부에 구비되는 하부 스테이지; 상기 상부 스테이지와 상기 하부 스테이지 사이에 형성되는 판형 방사성 폐기물 처리공간부; 상기 판형 방사성 폐기물을 상기 방사성 폐기물 처리공간부로 유입 시키는 제1 롤러부; 상기 처리공간부로 유입된 상기 판형 방사성 폐기물을 외부로 토출시키는 제2 롤러부; 및 상기 제1 롤러부와 상기 제2 롤러부 사이에 구비되어, 상기 판형 방사성 폐기물을 이동 시키는 제3 롤러부;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

판형 방사성폐기물 복합 제염장치 {Multiplex decontamination equipment for radioactive waste of plate type}

본 발명은 원자력발전소 등에서 발생되는 대형 판형 폐기물 등을 자동 제염하기 위한 판형 방사성폐기물 복합 제염장치에 대한 것이다.

판형 방사성폐기물은 주로 원자력발전소의 대형기기 해체 시 발생되거나, 원전해체시 발생되는 플레이트 등의 내부구조물로부터 발생된다. 이러한 판형 방사성 폐기물은 구조적으로 비교적 제염이 수월하지만 제염대상 면적이 넓고, 오염부위가 표면에 드러나 있어 작업자의 과피폭을 유발할 가능성이 있다. 또한, 현재 특별한 자동 제염장치가 없이 그라인더, 세척 등을 진행함으로 인하여 발생되는 2차 폐기물을 수거하기가 어려우며 취급시 2차오염 및 작업자 피폭으로 이어지기도 한다. 따라서 이러한 판형 방사성폐기물을 작업자가 취급함에 있어 최소한으로 접촉하도록 하여 피폭을 줄이고, 유사한 형태의 폐기물을 연속적으로 제염하여 작업효율을 향상시키며, 2차폐기물을 최소화 하고 발생된 2차폐기물을 자동으로 수거하여 오염확산을 방지할 수 있는 제염장치를 개발이 필요한 실정이다.

원자력발전소에서 교체된 대형기기, 중대형 폐기물을 원전해체 시 철거되는 내부구조물 등의 발생형태를 분류하면 크게 판형, 기왓장형, 기타 굴곡형 폐기물로 분류할 수 있다. 이 중, 판형을 제외한 형태들은 다양한 형태 및 크기를 가지고 있기 때문에 별도의 제염기술을 적용하여야 하지만, 판형 방사성 폐기물은 크기가 다를 뿐, 대부분 같은 공정을 적용하여 제염이 가능하다. 이러한 판형 방사성폐기물의 크기는 절단작업 등을 통하여 용이하게 크기 조절이 가능하지만, 일반적으로는 작업자가 직접 판형 방사성폐기물의 표면을 그라인더 등을 통하여 직접 제염하거나, 고압살수, 화학제염 등으로 제염하는 공정으로 수행되어 왔다. 이러한 절차로 인하여 작업자의 과다피폭, 제염효율 저감, 작업효율 저감, 2차폐기물 발생량 증가 및 비산되는 2차폐기물 수거에 어려움이 발생하고, 원전해체와 같은 대량의 판형 방사성폐기물 처리 물량에 대비하여야 하는 등 새로운 제염장치 발명이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 판형 방사성 폐기물의 제염공정을 안정적으로 수행할 수 있는 제염장치를 제공하는데 목적이 있다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적 달성을 위해 본 발명의 판형 방사성폐기물 복합 제염장치는, 상부 스테이지; 상기 상부 스테이지 하부에 구비되는 하부 스테이지; 상기 상부 스테이지와 상기 하부 스테이지 사이에 형성되는 판형 방사성 폐기물 처리공간부; 상기 판형 방사성 폐기물을 상기 방사성 폐기물 처리공간부로 유입 시키는 제1 롤러부; 상기 처리공간부로 유입된 상기 판형 방사성 폐기물을 외부로 토출시키는 제2 롤러부; 및 상기 제1 롤러부와 상기 제2 롤러부 사이에 구비되어, 상기 판형 방사성 폐기물을 이동 시키는 제3 롤러부;을 포함한다.

일 실시형태로, 상기 제1 롤러부, 제2 롤러부 및 제3 롤러부는, 상기 상부 스테이지 및 상기 하부 스테이지 각각에 쌍을 이루어 형성될 수 있다.

다른 일 실시형태로, 상기 제3 롤러부는 상기 하부 스테이지에 복수개가 구비되며, 상기 복수개의 제3 롤러부 각각은 일측 또는/및 전체가 상하 운동할 수 있다.

또 다른 일 실시형태로, 상기 복수개의 제3 롤러부 각각의 일측 및 전체 상하 운동에 의해 회전운동이 이루어질 수 있다.

또 다른 일 실시형태로, 상기 상부 스테이지 및 상기 하부 스테이지에는 살수처리부, 화학처리부, 제1 연마부 및 세정부를 순차로 구비할 수 있다.

또 다른 일 실시형태로, 상기 살수처리부와 화학처리부 사이에는 제2 연마부를 더 포함할 수 있다.

또 다른 일 실시형태로, 상기 상부 스테이지 및 상기 하부 스테이지에 의해 형성되는 상기 판형 방사성 폐기물의 투입구 및 배출구에 있어서, 상기 투입구 및 배출구의 상하에 대응되어 구비되는 투입구 차폐유닛 및 배출구 차폐유닛을 더 포함하고, 상기 한쌍의 투입구 차폐 유닛은 상기 처리공간부 방향으로 기울어져 상부 차폐유닛과 하부 차폐유닛이 맞닿아 형성되며, 상기 한쌍의 배출구 차폐 유닛은 외부 방향으로 기울어져 상부 차폐유닛과 하부 차폐유닛이 맞닿아 형성될 수 있다.

상기와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 본 발명은, 우수한 제염능력을 가질 수 있을뿐만 아니라, 연속공정을 통해 제염 물량 및 작업효율을 증대시키고, 작업자가 안전하게 제염공정을 수행할 수 있는 자동화 제염장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태인, 제염장치의 전체적인 작동상태 및 구성부를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태인, 제3 롤러부의 작동형태를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태로, 상부 스테이지를 중심으로 제염장치의 부수장치와 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태로, 투입구 및 배출구 차폐 유닛을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시형태로, 배출홀 및 배출유로를 설명하기 위한 모식도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

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

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 판형 방사성폐기물 복합 제염장치는 상부 스테이지(100); 상기 상부 스테이지(100) 하부에 구비되는 하부 스테이지(200); 상기 상부 스테이지(100)와 상기 하부 스테이지(200) 사이에 형성되는 판형 방사성 폐기물(T) 처리공간부(300); 상기 판형 방사성 폐기물(T)을 상기 방사성 폐기물 처리공간부(300)로 유입 시키는 제1 롤러부(400); 상기 처리공간부(300)로 유입된 상기 판형 방사성 폐기물(T)을 외부로 토출시키는 제2 롤러부(500); 및 상기 제1 롤러부(400)와 상기 제2 롤러부(500) 사이에 구비되어, 상기 판형 방사성 폐기물(T)을 이동 시키는 제3 롤러부(600)를 포함한다.

상기 상부 스테이지(100) 및 하부 스테이지(200)는 상하 운동을 할 수 있다. 예를 들어 판형 방사성 폐기물(T) 투입시 공간 확보를 위해 상부 스테이지는 상방향으로 운동하고, 하부 스테이지(200)는 하방향으로 운동할 수 있으며, 하부 스테이지(200)는 고정된 상태로 상부 스테이지(100)만 상방 운동을 할 수 있다. 다만, 일정한 두께의 판형 방사성 폐기물(T)을 위한 제염장치일 경우에는 상부 스테이지(100) 및 하부 스테이지(200)는 고정되고, 후술한 제1 롤러부(400) 및 제2 롤러부(500)만 상하 운동을 할 수있게 설계될 수 있다.

상기 제1 롤러부(400)는 본 발명의 제염장치 외부의 이송장치에서 이송된 방사성 폐기물(T)을 스테이지 내부의 처리공간부(300)로 이동시키는 역할을 한다. 제1 롤러부(400)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상부 스테이지(100) 및 상기 하부 스테이지(200) 각각에 쌍을 이루어 형성될 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 하부 스테이지(200)에 한개의 제1 롤러부만(400)을 가질 수도 있다. 제1 롤러부(400)는 방사성 폐기물(T)을 가압하여 안정적으로 투일될 수 있게 하는 탄성부재(S)를 포함할 수 있다.

제2 롤러부(500)는 처리공간부(300)의 방사성 폐기물(T)을 외부로 배출하는 역할을 한다. 제2 롤러부(500)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 롤러부(400)와 마찬가지로, 상기 상부 스테이지(100) 및 상기 하부 스테이지(200) 각각에 쌍을 이루어 대응되어 형성될 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 하부 스테이지(200)에 한개의 제2 롤러부(500)만을 가질 수도 있으며, 방사성 폐기물(T)을 가압하여 토출하는 탄성부재(S)를 포함할 수 있다.

상기 제1 롤러부(400)와 제2 롤러부(500)는 도 1에 도시된 바와 같이, 톱니 형상의 원통형 롤러가 사용될 수 있다. 이때 톱니 형상은 금속의 원통형 롤러에 고무소재만을 톱니형상으로하여 적용될 수 있다. 제1 및 제2 롤러부는 톱니 형상만을 한정하는 것은 아니며, 원통형 형상의 금속, 고무 소재등이 적용될 수 있다.

본 발명의 제3 롤러부(600)는 상기 제1 롤러부(400)와 상기 제2 롤러부(500) 사이에 구비되며, 제1 롤러부(400) 및 제2 롤러부(500)와 마찬가지로, 상,하 스테이지(100, 200)에 각각에 쌍을 이루며 대응하여 형성될 수 있다. 제3 롤러부(600)는 처리공간부(300)로 유입된 방사성 폐기물을 처리공간부 내에서 세척, 화학처리등의 제염처리를 하면서 이동시키는 역할을 하며, 제2 롤러부(500)와 함께 방사성 폐기물(T)을 외부로 배출시키는 역할을 한다. 제3 롤러부(600)는 한쌍 또는 한곳만 형성되는 제1 롤러부(400) 및 제2 롤러부(500)와는 달리, 처리공간부(300)의 면적에 비례하여 복수개가 소정의 이격간격을 가지면 형성될 수 있다.

제3 롤러부(600)는 상기와 같이 대응하여 한쌍으로 형성될 수도 있지만, 도 3의 (a)에 도시된바와 같이, 하부 스테이지(200)에만 복수개가 형성될 수 있다. 복수개의 제3 롤러부(600) 각각은 제3 롤러부(600) 일측만을 상하 운동하거나 전체가 상하 운동할 수 있다. 도 3 (a)는 전체가 상하 직선운동을 하는 것을 나타낸 것으로, 3개의 제3 롤러부(600)가 있다고 가정할 경우,좌측의 제3 롤러부(600) 전체가 직선하강 운동하고, 우측의 제3 롤러부(600) 전체가 직선상승 운동하여 판형 방사성 폐기물(T)에 기울기를 부여할 수 있다. 이러한 기울기는 후술한 살수처리부(710), 화학처리부(720), 제1 연마부(730) 및 세정부(740)의 처리를 보다 정밀하게 할 수 있게 할뿐만 아니라, 처리후의 불순물을 판형 방사성 폐기물(T)에서 쉽게 때어낼 수 있는 역할을 한다. 도 3 (b)는 제3 롤러부(600)의 일측이 상하 운동을 하는 것을 측면에서(투입구 방향) 나타낸 것으로 상기 제3 롤러부(600) 전체가 상하 운동을 하는 경우와 다른 방향으로 기울기를 부여하여 살수처리부(710), 화학처리부(720), 제1 연마부(730) 및 세정부(740)의 처리를 보다 정밀하게 할뿐만 아니라, 처리후의 불순물을 판형 방사성 폐기물에서 쉽게 때어낼 수 있는 역할을 한다.

상기와 같이, 제3 롤러부(600)의 일측 및 전체의 직선 상하 운동은 동시에 이루어질 수 있으며, 이러한 동시 운동은 원운동 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 원운동 형태로인해 균일하고 정밀하게 방사성 폐기물(T)을 처리할 수 있는 장점이 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본원 발명은 상부 스테이지(100) 및 하부 스테이지(200)에 각각에 살수처리부(710), 화학처리부(720), 제1 연마부(730), 세정부(740) 및 건조부(750)를 순차로 구비할 수 있다. 상기 살수처리부(710), 화학처리부(720), 세정부(730)는 도 3에 도시된 바와 같이, 콤프레서(compressor)와 함께 연결되어 유체의 가압력을 높일 수 있으며, 살수처리부(710), 화학처리부(720), 세정부(730)의 토출구를 일방향으로 기울지게 하여 판형 방사성 폐기물(T)을 처리한 방사성 이물질(2차 폐기물)을 처리공간부(300) 바닥인 하부스테이지(200)로 용이하게 떨어지게 할 수 있다.

상기 살수처리부(710)는 처리공간부(300)로 유입되는 판형 방사성 폐기물(T)을 1차 세척하는 장치로, 판형 방사성 폐기물(T)에 뭍어 있는 이물질을 제거하는 역할 뿐만 아니라, 살수처리부(710) 다음의 화학처리부(720)에서의 화학처리(화학반응)를 용이하게 하는 역할을 한다.

상기 화학처리부(720)에서는 판형 방사성 폐기물(T)에 붙어 있는 방사성의 폐기물을 화학반응시키는 장치로, 방사성 폐기물을 2차폐기물로 생성시키는 역할을 한다. 상기 제1 연마부(730)는 화학처리부(720)에서 화학처리한 방사성 폐기물을 숫돌 등의 연마제로 갈아내는(brushing) 역할을 한다. 상기 화학처리부(720) 전단계, 즉 살수처리부(710)와 화학처리부(720) 사이에는 제2 연마부(미도시)가 더 형성될 수 있다. 제2 연마부는 제1 연마부와 같이, 판형 방사성 폐기물을 숫돌 등의 연마제로 갈아내는 역할을 하지만, 제1 연마부보다는 얇게 연마(또는 그라인딩)하여 판형 방사성 폐기물(T)의 표면적을 넓혀서 화학처리부(720)의 화학처리가 용이하게 하는 역할을 할 수 있다. 제2 연마부는 미리 분석한 판형 방사성 폐기물의 성분, 두께 등의 정보에 따라 작동될 수도 있으며, 그렇지 않으면 제1 연마부(730)만 적용될 수도 있다.

본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 스테이지(100) 및 하부 스테이지(200)에 의해 형성되는 판형 방사성 폐기물(T)의 투입구 및 배출구에 각각 한쌍의 차폐 유닛(800, 810)을 구비할 수 있다. 투입구에 배치된 한쌍의 투입구 차폐유닛(800)은 도 4에 도시된 바와 같이, 처리공간부(300) 방향으로 기울어져 상부 차폐유닛과 하부 차폐유닛이 맞닿아 형성될 수 있으며, 배출구에 배치된 한쌍의 배출구 차폐유닛(810)은 외부 방향으로 기울어져 상부 차폐유닛과 하부 차폐유닛이 맞닿아 형성될 수 있다. 이와 같이, 기울어져 일정한 곡률을 가지며 맞닿아 형성되는 차폐유닛(800)은 판형 방사성 폐기물(T)의 투입이나 배출 진행중에는 판형 방사성 폐기물(T)에 접촉되어 있으며, 판형 방사성 폐기물(T)의 투입이나 배출이 완료되면 서로 맞닿아 닫히게 된다. 이에 처리공간부(300)를 밀폐하는 역할을 할 수 있어, 제염시 살수, 연마로 인하여 발생되는 분진 등의 비산을 최소화하여 작업자의 방사성 물질 흡입으로 인한 내부피폭을 최대한 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하부 스테이지(200)에 방사성 이물질(2차 폐기물)을 흡입하여 외부로 배출하는 배출홀(900) 및 배출유로(910)를 더 포함할 수 있다. 배출홀(900)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 살수처리부(710), 화학처리부(720), 제1 연마부(730), 세정부(740) 및 건조부(750)가 차지하는 공간 이외의 하부 스테이지(200) 내부 공간에 배출유로(910)에 수직방향으로 복수개가 등간격으로 형성될 수 있다. 배출홀(900)은 펌프(미도시)의 흡입력을 전달받기에 적당하고, 방사성 이물질 흡착에 의한 배출홀 청소가 가능한 크기로, 직경 5 내지 20Cm가 바람직하다. 펌프의 흡입력은 차폐유닛(800, 810)에 의해 밀폐된 처리공간부(300)에 부압(negative pressure)을 발생시켜, 처리공간부(300)에서 발생한 이물질, 2차 폐기물 등을 외부 유출 없이 배출홀(900)로 흡입할 수 있게 한다. 이로 인해, 작업자에게 방사능 노출을 최대한 줄일 수 있는 장점이 있다.

배출홀(900)에서 토출되는 방사성 이물질(2차 폐기물)은 배출유로(910)를 통해 2차 폐기물 처리장치로 이동하게 된다. 이러한 일련의 배출, 2차 폐기물 처리등의 처리과정은 자동화장치에 의해 이루어져, 이러한 자동화 작업 설비에 의해 작업자의 방사성 폐기물 노출을 최대한 줄일 수 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다.

100 : 상부 스테이지 200 : 하부 스테이지
300 : 처리공간부 400 : 제1 롤러부
500 : 제2 롤러부 600 : 제3 롤러부
710 : 살수처리부 720 : 화학처리부
730 : 제1 연마부 740 : 세정부
750 : 건조부 800 : 투입구 차폐유닛
810 : 배출구 차폐유닛 900 : 배출홀
910 : 배출유로 T : 판형 방사성 폐기물

Claims

상부 스테이지;
상기 상부 스테이지 하부에 구비되는 하부 스테이지;
상기 상부 스테이지와 상기 하부 스테이지 사이에 형성되는 판형 방사성 폐기물 처리공간부;
상기 판형 방사성 폐기물을 상기 방사성 폐기물 처리공간부로 유입 시키는 제1 롤러부;
상기 처리공간부로 유입된 상기 판형 방사성 폐기물을 외부로 토출시키는 제2 롤러부; 및
상기 제1 롤러부와 상기 제2 롤러부 사이에 구비되어, 상기 판형 방사성 폐기물을 이동 시키는 제3 롤러부;을 포함하고,
상기 상부 스테이지 및 상기 하부 스테이지에 의해 형성되는 상기 판형 방사성 폐기물의 투입구 및 배출구에 있어서,
상기 투입구 및 배출구의 상하에 대응되어 구비되는 투입구 차폐유닛 및 배출구 차폐유닛을 더 포함하고,
상기 한쌍의 투입구 차폐 유닛은 상기 처리공간부 방향으로 기울어져 상부 차폐유닛과 하부 차폐유닛이 맞닿아 형성되며,
상기 한쌍의 배출구 차폐 유닛은 외부 방향으로 기울어져 상부 차폐유닛과 하부 차폐유닛이 맞닿아 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 방사성폐기물 복합 제염장치
청구항 1에 있어서,
상기 제1 롤러부, 제2 롤러부 및 제3 롤러부는,
상기 상부 스테이지 및 상기 하부 스테이지 각각에 쌍을 이루어 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 방사성폐기물 복합 제염장치
청구항 1에 있어서,
상기 제3 롤러부는 상기 하부 스테이지에 복수개가 구비되며,
상기 복수개의 제3 롤러부 각각은 일측 또는/및 전체가 상하 운동할 수 있는 것을 특징으로 하는 판형 방사성폐기물 복합 제염장치
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 제3 롤러부 각각의 일측 및 전체 상하 운동에 의해 회전운동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 판형 방사성폐기물 복합 제염장치
청구항 1에 있어서,
상기 상부 스테이지 및 상기 하부 스테이지에는 살수처리부, 화학처리부, 제1 연마부 및 세정부를 순차로 구비하는 것을 특징으로 하는 판형 방사성폐기물 복합 제염장치
청구항 5에 있어서,
상기 살수처리부와 화학처리부 사이에는 제2 연마부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판형 방사성폐기물 복합 제염장치
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