KR101912722B1

KR101912722B1 - 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치

Info

Publication number: KR101912722B1
Application number: KR1020160160581A
Authority: KR
Inventors: 조현제; 황석주
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2018-10-30
Also published as: KR20180060738A

Abstract

본 발명은 산업 폐기물이나 방사성 폐기물을 용융시켜 고온 상태의 점성을 유지하여 배출되며, 배출구가 막히지 않도록 용융로가 기울여져 있고, 유지보수를 간편하게 하는 용융로에 관한 것으로, 밀폐된 공간에서 폐기물을 용융시키는 용융로(100)와 상기 용융로(100)의 일측면에 상기 폐기물을 투입할 수 있도록 형성된 투입구(110)와 상기 용융로(100)의 하단에 위치하여 투입된 폐기물을 용융시켜 지정된 장소로 이동할 수 있도록 기울기가 형성되어 있으며, 내부에 열선(122)이 삽입되어 용융물의 용융 상태를 유지할 수 있도록 하는 경사판(120)과 상기 경사판(120)과 대면되게 상기 용융로(100)의 상단에 설치되어 폐기물을 용융시키는 플라즈마 토치(130)와 상기 플라즈마 토치(130)에 의해 용융 처리된 폐기물을 모아 배출할 수 있도록 상기 경사판(120)의 하단에 형성된 배출구(140)를 포함한다.

Description

유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치{APPATUS FOR DISPOSING WASTE INCLUDING AN INDUCTION HEATING SYSTEM}

본 발명은 산업 폐기물이나 방사성폐기물을 고온상태에서 용융시켜 적절한 상태의 점성을 유지하여 배출되며, 배출구가 막히지 않도록 용융로 바닥판이 기울여져 있고, 용융로 바닥판 내부에 히팅가열 장치가 구비되어 있으며, 유지보수를 간편하게 하는 용융로에 관한 것이다.

원자력 발전소에서 발생되는 방사성폐기물은 크게 발생 종류별로 가연성과 비가연성으로 구분할 수 있다. 가연성은 작업자의 작업복이나 제염지 등으로 나눌수 있으며, 현재 한울 원자력발전소의 유리화설비를 이용하여 가연성잡고체, 사용후 수지(resin)를 유리화(vitrification)로 감용처리하고 있다. 운영중 유지보수 등으로 발생되는 금속, 콘크리트 등의 비가연성 폐기물은 압축 등을 이용하여 감용하고 있다.

비가연성 폐기물은 발생량을 최소화하기 위한 감용 기술이 연구되고 있으며, 2000년대 중반부터 스위스 즈윌락, 일본 쓰루가 원전에서 운영중인 플라즈마 용융설비를 이용하여 감용 처리하고 있다.

한국 공개특허공보 제10-2012-0128752호(공개일자:2012.11.28.)

본 발명은 폐기물 용융후 용융물을 배출시킬 때 고점성에 의한 배출구 막힘 현상이 발생하지 않도록 하고자 한다.

또한 본 발명은 용융로 내부의 용융물이 지속적으로 고온 상태의 점성을 유지할 수 있도록 하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치는 밀폐된 공간에서 폐기물을 용융시키는 용융로와 상기 용융로의 일측면에 상기 폐기물을 투입할 수 있도록 형성된 투입구와 상기 용융로의 하단에 위치하여 투입된 폐기물을 용융시켜 지정된 장소로 이동할 수 있도록 기울기가 형성되어 있으며, 기울기가 형성된 용융로 바닥판 내부에 열선이 삽입되어 용융물의 용융 상태를 유지할 수 있도록 하는 경사판과 상기 경사판과 대면되게 상기 용융로의 상단에 설치되어 폐기물을 용융시키는 플라즈마 토치와 상기 플라즈마 토치에 의해 용융 처리된 폐기물을 모아 배출할 수 있도록 상기 경사판의 하단에 형성된 배출구를 포함한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 용융로는 내화벽돌로 이루어져 있으며, 상기 내화벽돌의 내, 외부에는 스테인레스강(SUS)으로 씌워져 있음을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 용융로의 벽면 내부에 냉각수가 흐르는 냉각유로를 더 포함한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 경사판의 중단 지점에 높이 방향으로 전극이 내삽되어 있으며, 상기 전극을 중심으로 경사판의 경사면을 따라 상부에는 냉각유로가, 하부에는 열선이 매립되어 있음을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 용융로의 상단에 설치되어 승, 하강이 이루어지는 막대 형상의 플러깅 바는 상기 배출구에 삽입되어 폐쇄시키며, 내부에 냉각수를 저장하는 냉각수로가 마련되어 있음을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 용융로의 상단에 개폐가 가능한 투입관이 더 형성되어, 소규모 폐기물의 투입과 가스 배출을 용이하게 함을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 투입구와 대면되게 위치하는 관측구는 용융로 내부를 육안으로 관측할 수 있도록 투명판으로 이루어져 있음을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치는 폐기물을 용융하는 용융로 내에서 융용물이 굳지 않고 지속적으로 점성을 유지하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 용융로 내부에 구비된 경사판에 의해 배출구로 흐르는 효과가 있다.

또한 본 발명은 배출구를 막는 플러깅 바가 구비되어 있어. 폐기물이 완전히 용융되면 개폐되는 용융물을 자동으로 관리하여 작업자가 편하게 작업할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치의 전체도,
도 2는 본 발명에 따른 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치의 플러깅 바의 작동 모습,
도 3은 본 발명에 따른 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치의 경사판에 대한 상세도,
도 4는 본 발명의 경사판에 대한 측면 상세도.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치의 전체 모습을 보여주고 있다.

방사성 폐기물 또는 산업 폐기물을 밀폐된 공간에 투입하는 용융로(100)를 보면, 폐기물을 투입하는 투입구(110)와 용융된 폐기물을 모아 처리할 수 있도록 하는 경사판(120) 및 폐기물을 용융시키는 플라즈마 토치(130)로 구성되어 있다. 또한 토치에 용융된 폐기물을 드럼과 같은 용기에 저장할 수 있도록 배출구(140)가 형성되어 있다.

투입구(110)는 용융로(100)의 일측면에 드럼을 투입할 수 있도록 형성된 크게 형성된 개구부로, 투입구(110)를 통해 폐기물이 순차적으로 투입되어 용융로(100)에서 용융이 이루어진다.

용융로(100)의 상단에 설치되어 승, 하강이 이루어지는 막대 형상의 플러깅 바(150)는 상기 배출구(140)에 삽입되어 폐쇄시키며, 내부에 냉각수를 저장하는 냉각수로(152)가 마련되어 있다.

용융로(100)의 하단을 보면, 투입된 폐기물을 용융시켜 지정된 장소로 이동할 수 있도록 기울기가 형성된 경사판(120)이 위치하고 있으며, 경사판(120)의 내부에는 열선(122)이 삽입되어 폐기물의 용융 상태를 유지할 수 있도록 하게 된다.

플라즈마 토치(130)는 용융로(100)의 상단에 설치되며, 폐기물을 향하도록 위치하고 있어, 용융로(100)에 투입된 폐기물을 용융시켜 폐기물을 감용 및 고화 처리하게 된다.

플라즈마 토치(130)에 의해 용융된 폐기물을 경사로를 따라 경사면 하단으로 이동하게 되며, 경사로 하단에 위치하는 배출구(140)를 통해 하단에 위치하는 드럼과 같은 용기에 저장하게 되면, 폐기물 처리는 모두 마무리된다.

한편, 용융로(100)는 내화벽돌(124)로 이루어져 있어 고온의 플라즈마 토치(130)에도 잘 견딜 수 있도록 설계되었으며, 용융로(100)의 내, 외부에는 스테인레스강(SUS)(125)로 씌워져 있다. 또한 용융로(100)의 벽면 내부에는 고온에 의한 변형을 방지하기 위해 냉각수가 흐르는 냉각유로(102)가 더 마련되어 있다.

경사로의 내부에는 냉각유로(102), 전극(123) 및 열선(122)이 매립되어 있다. 경사로의 중단에 전극(123)이 내삽되어 있으며, 전극(123)을 중심으로 경사로의 경사면 상단에는 냉각유로(102)가, 하단에는 열선(122)이 구비되어 있다.

용융로(100)의 상단에는 개폐가 이루어지는 투입관(160)이 더 포함되어 있어, 소규모의 폐기물을 투입할 수 있으며, 폐기물 용융시 발생하는 각종 배기가스를 배출할 수 있도록 굴뚝과 같은 역할도 수행하게 된다.

관측구(170)는 투입구(110)와 대면되게 위치하고 있어, 용융로(100) 내부를 볼 수 있도록 형성되어 있으며, 육안으로 보기 용이하게 투명판으로 이루어져 있다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치의 플러깅 바가 작동하여 배출구가 개폐되는 모습이다.

투입구(110)를 통해 폐기물이 용융로(100)에 투입되면, 플라즈마 토치(130)가 폐기물을 용융시키게 된다. 이렇게 용융된 폐기물을 경사로를 따라 배출구(140)를 향해 흐르게 되는데, 일부 폐기물의 경우 용융되기 까지 상당 시간이 걸릴 수 있기 때문에 플러깅 바(150)가 배출구(140)를 막아 충분히 용융될 때까지 용융로(100)에 머물수 있도록 한다.

용융된 폐기물 중 일부는 굳어 고체화가 되기도 하여 배출구(140)를 막아 융융물이 배출되지 않는 경우가 종종 발생한다. 이를 방지하기 위해 경사판(120)에 구비된 열선(122)이 작동하여 용융물이 굳지 않도록 고온의 일정 온도를 유지하게 된다.

용융 작업을 완료한 용융로(100)는 용융물이 배출구(140)를 통해 배출하게 되는데, 이때 배출구(140)를 막고 있던 플러깅 바(150)가 배출구(140)에서 인출되어 용융물이 배출된다.

플러깅 바(150)는 용융로(100) 상단에 위치하는 풀리(154)에 의해 배출구(140)로부터 수직 운동하여 삽입과 인출을 하게 된다. 즉, 풀리(154)에 연결된 벨트(156)의 일끝단은 플러깅 바(150)의 상단과 연결되어 있으며, 벨트(156)의 타끝단은 모터(155)와 연결되어 있어 모터(155)의 구동에 따라 풀리(154)와 연결된 플러깅 바(150)가 상, 하 직선운동을 하게 된다.

풀리(154) 이외에도 도르레를 이용할 수 있을 것이며, 유압장치인 실린더를 사용하여 플러깅 바(150)의 상, 하 직선운동을 할 수 있을 것이다. 플러깅 바(150)의 작동은 용융로(100) 외부에서 작업자가 원격으로 조종할 수 있도록 하는 것이 좋을 것이다.

한편 플러깅 바(150)를 보면, 용융물과 접하기 때문에 고온에 의한 손상입지 않도록 플러깅 바(150) 내부에 냉각수를 저장하는 냉각수로(152)가 마련되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치의 경사판에 대한 상세도이다.

경사판(120)에는 전극(123)과 연결되어 있는 열선(122)과 배출구(140)를 보여주고 있으며, 플라즈마 토치(130)와 경사판(120)의 위치관계를 보여주고 있다.

경사판(120)에는 경사판(120)을 두르는 열선(122)이 설치되어 있어, 용융물이 굳지 않도록 항상 일정한 온도를 유지하게 해준다.

경사판(120)의 경사면 끝부분에 배출구(140)가 형성되어 있어, 용융물이 경사를 따라 흘러 배출구(140)를 통해 배출하게 된다. 플라즈마 토치(130)의 불꽃은 경사판(120)의 중단을 향해 위치하고 있다.

도 4는 경사판에 대한 기울기를 보여주고 있는 측면 상세도이다.

경사판(120)의 경사각은 5도 이상으로 이루어져 플라즈마 토치(130)에 의해 용융된 융융물은 경사판(120)을 따라 배출구(140)로 모이게 된다.

경사판(120)은 내화벽돌(124)로 이루어져 있으며, 내화벽돌(124)의 내외부는 용융로(100)와 마찬가지로 스테인레스강(SUS)(125)로 이루어져 있으며, 내부의 내화벽돌(124)과 스테인레스강(125) 사이에는 열선(122)이 위치하고 있다.

한편, 경사판(120)의 경사각은 용융물이 플라즈마 토치(130)에 의해 충분히 용융되고, 용융물 배출시 경사판(120)에 지체하지 않고 신속하게 이동할 수 있도록 5도에서 45도 이하의 각도를 유지하는 것이 좋을 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

100 : 용융로 102 : 냉각유로
110 : 투입구 120 : 경사판
122 : 열선 123 : 전극
124 : 내화벽돌 125 : 스테인레스강
130 : 플라즈마 토치 140 : 배출구
150 : 플러깅 바 152 : 냉각수로
154 : 풀리 155 : 모터
156 : 벨트 160 : 투입관
170 : 관측구

Claims

밀폐된 공간에서 폐기물을 용융시키는 용융로;
상기 용융로의 일측면에 상기 폐기물을 투입할 수 있도록 형성된 투입구;
상기 용융로의 하단에 위치하여 투입된 폐기물을 용융시켜 지정된 장소로 이동할 수 있도록 기울기가 형성되어 있으며, 내부에 열선이 삽입되어 용융물의 용융 상태를 유지할 수 있도록 하는 경사판;
상기 경사판과 대면되게 상기 용융로의 상단에 설치되어 폐기물을 용융시키는 플라즈마 토치; 및
상기 플라즈마 토치에 의해 용융 처리된 폐기물을 모아 배출할 수 있도록 상기 경사판의 하단에 형성된 배출구;를 포함하며,
상기 경사판의 중단 지점에 높이 방향으로 전극이 내삽되어 있으며, 상기 전극을 중심으로 경사판의 경사면을 따라 상부에는 냉각유로가, 하부에는 열선이 매립되어 있음을 특징으로 하는 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 용융로는 내화벽돌로 이루어져 있으며, 상기 내화벽돌의 내, 외부에는 스테인레스강(SUS)으로 씌워져 있음을 특징으로 하는 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 용융로의 벽면 내부에 냉각수가 흐르는 냉각유로를 더 포함하는 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 용융로의 상단에 설치되어 승, 하강이 이루어지는 막대 형상의 플러깅 바는 상기 배출구에 삽입되어 폐쇄시키며, 내부에 냉각수를 저장하는 냉각수로가 마련되어 있음을 특징으로 하는 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 용융로의 상단에 개폐가 가능한 투입관이 더 형성되어, 소규모 폐기물의 투입과 가스 배출을 용이하게 함을 특징으로 하는 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치.
제1항에 있어서,
상기 투입구와 대면되게 위치하는 관측구는 용융로 내부를 육안으로 관측할 수 있도록 투명판으로 이루어져 있음을 특징으로 하는 유도가열 방식이 구비된 폐기물 처리장치.