KR102003277B1 - Plasma melter for treatment of low- and intermediate-level radioactive waste - Google Patents
Plasma melter for treatment of low- and intermediate-level radioactive waste Download PDFInfo
- Publication number
- KR102003277B1 KR102003277B1 KR1020180169086A KR20180169086A KR102003277B1 KR 102003277 B1 KR102003277 B1 KR 102003277B1 KR 1020180169086 A KR1020180169086 A KR 1020180169086A KR 20180169086 A KR20180169086 A KR 20180169086A KR 102003277 B1 KR102003277 B1 KR 102003277B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- waste
- channel
- inputting
- drum
- chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B1/20—Arrangements of devices for charging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/08—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces heated otherwise than by solid fuel mixed with charge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B1/26—Arrangements of controlling devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
- G21F9/308—Processing by melting the waste
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
- F27D2003/0053—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities comprising a device for charging with the doors closed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
- F27D2019/0028—Regulation
- F27D2019/0075—Regulation of the charge quantity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0006—Electric heating elements or system
- F27D2099/0031—Plasma-torch heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 중저준위 방사성 폐기물 처리용 플라즈마 용융장치에 관한 것으로서, 특히 드럼형의 방사형 폐기물의 투입을 효율적으로 관리하면서도 폐기 처분 중에 발생될 수 있는 방사성 물질 등의 유해 물질이 로(furnace) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 드럼형의 방사성 폐기물의 투입장치가 구비된 플라즈마 용융장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma melting apparatus for the treatment of medium and low level radioactive waste, and more particularly, to a plasma melting apparatus for efficiently and efficiently controlling the introduction of drum type radial wastes while discharging harmful substances such as radioactive substances, The present invention relates to a plasma melting apparatus having a drum type radioactive waste input device capable of preventing a radioactive waste.
원자력 발전소는 전세계적으로 약 430여기가 가동 중에 있으며 국내에 운영, 건설 및 건설 예정중인 상용 원자력발전소는 26기에 달하고 있다. 이들 발전소의 운전이나 정비 시에 발생되는 폐기물은 방사능의 세기에 따라 고준위와 중저준위 폐기물로 구분하고 있으며 이중 고준위 폐기물은 대부분 사용후 핵연료를 지칭하는 폐기물이다. 이에 비해 중저준위 폐기물은 방사능 수준이 매우 낮은 폐기물로 원자력 발전소의 환기계통에서 사용되는 폐필터, 방사능에 오염된 물을 처리하는 과정에서 나오는 이온교환수지, 농축폐액, 작업자들이 사용한 작업복이나 장갑, 덧신, 제염지, 공구와 같은 것이 해당된다. 방사성 동위원소를 이용하는 산업체, 병원, 연구기관에서 나오는 방사성 폐기물도 중저준위 폐기물로도 구분하고 있다. There are about 430 nuclear power stations in operation around the world, and there are 26 commercial nuclear power plants scheduled to be operated, constructed and built in Korea. The wastes generated during the operation and maintenance of these power plants are classified into high level and low level wastes depending on the intensity of radioactivity. Most of high level wastes are wastes which refer to spent fuel. In contrast, low-level wastes are low-level radioactive wastes, including waste filters used in ventilation systems in nuclear power plants, ion exchange resins in the treatment of contaminated water, concentrated wastes, work clothes or gloves used by workers, Such as dirt, dirt, and tools. Radioactive waste from industries, hospitals and research institutes using radioactive isotopes is also classified as low-level waste.
이러한 폐기물에는 세슘 137, 코발트 60등 방사선을 내는 핵종이 포함되어 있어 약 300년이 지나야 방사능 위험이 사라지기 때문에 보통 압축 소각처리하여 감용화하거나 콘크리트 등으로 고화처리한 후에 철제 드럼통에 넣고 밀봉 영구보관하고 있다. 그러나 저장능력에는 한계가 있기 때문에 폐기물의 저장물량을 최소화하기 위해 방사성 폐기물의 감용화 안정화 처분방법이 중저준위 폐기물 관리정책의 주요방침의 하나가 되고 있다. 또한 수명이 다한 원자력발전소에는 오랜 기간에 걸쳐서 철거작업을 진행하게 되며 해체 시에 발생하는 폐기물들은 시멘트, 콘크리트, 오염토양 및 다양한 종류의 금속들이 발생되고 있다, 따라서 이들에 대한 관리를 장기간 수행하여야 하므로 폐기물들을 가능한 빠른 시일 내에 처리하는 것이 환경 친화적이고 안정적이며 경제적으로도 매우 중요하다. These wastes contain radioactive nuclides such as cesium-137 and cobalt-60, so after about 300 years, the radioactivity risk disappears. Therefore, it is usually subjected to compression incineration treatment, followed by solidification with concrete or concrete, etc., . However, since the storage capacity is limited, the method of stabilizing the radioactive waste to minimize the amount of stored waste is one of the main policies of the medium and low-level waste management policy. In addition, nuclear power plants that have reached the end of their life will be demolished for a long period of time. The wastes generated during dismantling are cement, concrete, contaminated soil and various kinds of metals. Therefore, they should be managed for a long time It is very important to treat wastes as soon as possible, environmentally friendly, stable and economically.
국내 원자력 발전소 운영 및 해체 시에 발생하는 중저준위 폐기물은 크게 가연성과 비가연성 폐기물로 나누어지며 비가연성은 콘크리트, 철제, 유리, 필터류, 토양 등이 있으며 가연성으로는 방호복, 장갑, 마스크, 종이, 목재, 폐수지, PVC, 비닐시트 등이 잇다. 원전에서 발생되고 있는 폐기물들은 드럼에 넣은 후 압축처리하거나, 시멘트로 고화처리하거나 또는 건조한 후에 용기에 보관하는 등의 방법들로 처리되고 있다. The low-level waste generated during the operation and dismantling of nuclear power plants in Korea is divided into combustible and non-combustible wastes. Non-combustible materials include concrete, steel, glass, filter, and soil. Flammable materials include protective clothing, gloves, mask, paper, Wastewater, PVC, and vinyl sheets. The wastes generated in the nuclear power plants are processed in such a way that they are put into a drum, compressed, cured with cement, or stored in a container after drying.
방사성 폐기물 처리 시에 나타나는 문제점들을 해결하기 위한 방법 중에 하나로 설비가 간단하면서 유기물 및 무기물의 다양한 성분들로 이루어진 폐기물들을 고온의 열에너지를 이용하여 용융처리를 하는 플라즈마 법이 제시되어 있다. 폐기물을 처리하는 플라즈마 설비는 예열 또는 열분해실, 용융실, 2차 연소실로 구성된 반응로와 반응로에 부착된 폐기물 투입장치, 플라즈마 토치, 처리 후 발생하는 슬래그 및 메탈배출구, 배가스를 처리하기 위한 세정기, 백필터, 열교환기등 많은 부대장치들이 장착되어 있으므로 이들 장치들의 원활하면서 안정된 설비운전과 경제성 및 효율성이 고려된 공정운용이 중요하다. 그중에서도 설비 운전자 및 주위 환경에 대한 안전성이 방사성 폐기물을 처리하는 설비의 가장 중요한 사항이 된다. As one of the methods for solving the problems in the treatment of radioactive waste, there is proposed a plasma method in which wastes composed of various components of organic matter and inorganic matter are simply treated by using hot thermal energy. Plasma equipment for treating wastes includes a reactor consisting of a preheating or pyrolysis chamber, a melting chamber, a secondary combustion chamber and a waste input device attached to the reactor, a plasma torch, a slag and a metal outlet generated after the treatment, , Bag filter, heat exchanger, etc., it is important to operate smoothly and stable operation of these devices, and to consider the economical efficiency and efficiency of the process operation. Among them, the safety of the facility operator and the surrounding environment is the most important factor in the facility for treating radioactive waste.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 특히 반응로 내에 드럼형의 방사형 폐기물의 투입을 효율적으로 관리하면서도 폐기 처분 중에 발생될 수 있는 방사성 물질 등의 유해 물질이 로(furnace) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 드럼형의 방사성 폐기물의 투입장치가 구비된 플라즈마 용융장치를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for efficiently controlling the introduction of drum type radial waste into a reactor, Which can prevent leakage of the radioactive waste to the plasma processing apparatus.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중저준위 방사성 폐기물 처리용 플라즈마 용융장치(이하, "용융장치"로도 약칭함)는, 방사능 폐기물의 열분해 및 예열이 이루어지는 열분해실과, 제1플라즈마 토치가 마련되어 상기 열분해실에 투입된 방사능 폐기물의 용융 처리가 이루어지는 용융실을 포함하는 반응로와; 상기 열분해실 내에 폐기물 드럼을 투입하기 위한 투입장치를 포함하는 중저준위 방사성 폐기물 처리용 플라즈마 용융장치에 있어서, 상기 투입장치는, 상기 열분해실과 인접하여 상기 반응로의 측부에 일정 각도의 경사를 갖고 마련된 투입 채널과, 상기 투입 채널의 입구에 개폐 가능한 도어가 구비되어 폐기물 드럼의 투입이 이루어지는 경사 투입부와; 상기 투입 채널에 구비되어 발열이 이루어지는 발열체와; 상기 투입 채널의 선단부에 위치하여 상기 투입 채널을 차단하도록 복수의 날개가 회전 가능하게 구비되어 하나의 폐기물 드럼 단위로 상기 열분해실 내에 폐기물 드럼의 투입이 이루어지는 회전형 게이트와; 상기 회전형 게이트와 인접하게 마련되어 폐기물 드럼을 절단하기 위한 제2플라즈마 토치와; 상기 발열체의 온도를 조절하며, 상기 회전형 게이트의 회전 구동을 제어하게 되는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, there is provided a plasma melting apparatus for a low-level radioactive waste treatment (hereinafter abbreviated as "melting apparatus") according to the present invention comprises a pyrolysis chamber in which pyrolysis and preheating of radioactive waste are performed, and a first plasma torch, A reaction furnace including a melting chamber for melting the radioactive waste put into the chamber; And a charging device for introducing a waste drum into the pyrolysis chamber, wherein the charging device comprises a pyrolysis chamber having a pyrolysis chamber and a pyrolysis chamber, A slope input unit having a channel and a door capable of being opened and closed at an inlet of the input channel to input a waste drum; A heating element provided on the input channel to generate heat; A rotatable gate located at the tip of the charged channel and having a plurality of blades rotatable to block the charged channel, the waste drum being charged into the pyrolysis chamber in units of one waste drum; A second plasma torch provided adjacent to the rotatable gate for cutting the waste drum; And a controller for controlling the temperature of the heating element and controlling the rotational driving of the rotary gate.
바람직하게는, 상기 회전형 게이트의 회전 속도를 검출하여 상기 제어부로 검출 신호를 전달하게 되는 회전 속도 검출부를 더 포함한다.Preferably, the apparatus further includes a rotation speed detection unit for detecting the rotation speed of the rotation type gate and transmitting the detection signal to the control unit.
보다 바람직하게는, 상기 회전 속도 검출부는, 상기 투입 채널의 출구 측에 배치되어 회전형 게이트의 회전 날개를 검출할 수 있는 복수의 리미트 스위치를 포함한다.More preferably, the rotational speed detecting portion includes a plurality of limit switches disposed on an outlet side of the closing channel and capable of detecting a rotational vane of the rotational gate.
바람직하게는, 상기 발열체는, 상기 열분해실의 입구 방향으로 고온의 온도 구배를 갖도록 복수 개의 구간으로 나누어 배치된다.Preferably, the heating element is divided into a plurality of sections so as to have a high temperature gradient in the inlet direction of the pyrolysis chamber.
본 발명은 열분해실과 용융실이 마련된 반응로의 측벽에 일정 각도의 경사를 갖고 폐기물 드럼의 투입이 이루어지는 투입장치를 포함하며, 투입장치는 온도 조절이 가능한 투입 채널의 입구 측에 개폐 가능한 도어가 마련되고 출구 측에 폐기물 드럼의 연속 투입이 가능하면서도 투입 채널을 공간적으로 차단하게 되는 회전형 게이트와, 이 회전형 게이트와 인접하여 폐기물 드럼을 절단하게 되는 플라즈마 토치가 마련됨으로써, 폐기물 드럼을 연속적으로 투입이 가능하고 반응로 내부와 외부가 도어 및 회전형 게이트에 의해 2중으로 차단이 이루어져 폐기물의 용융 처리 과정에서 반응로 내에서 발생되는 방사성 물질 등의 유해물질들이 바깥으로 분산 및 방출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention includes a charging device having a slope at a predetermined angle on a sidewall of a reactor furnished with a thermal decomposition chamber and a melting chamber, and a waste drum is charged. The charging device has a door that can be opened and closed at the inlet of the charging channel. A rotary type gate which is capable of continuously injecting a waste drum into the outlet side while spatially blocking an input channel and a plasma torch which is adjacent to the rotary type gate to cut the waste drum, And the inside and the outside of the reaction furnace are blocked by the door and the rotation type gate so that harmful substances such as radioactive substances generated in the reaction furnace during the melting process of the waste can be prevented from being dispersed and released to the outside There is an effect.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용융장치의 전체 구성도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용융장치에서 투입장치를 확대하여 보여주는 구성도.Brief Description of Drawings Fig. 1 is an overall configuration diagram of a melting apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 and FIG. 3 are enlarged views of a charging apparatus in a melting apparatus according to an embodiment of the present invention;
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.The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the terms first and / or second etc. may be used to describe various components, but the components are not limited to the terms. The terms may be referred to as a second element only for the purpose of distinguishing one element from another, for example, to the extent that it does not depart from the scope of the invention in accordance with the concept of the present invention, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.Whenever an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it should be understood that other elements may be present in between something to do. On the other hand, when it is mentioned that an element is "directly connected" or "directly contacted" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions for describing the relationship between components, such as "between" and "between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should also be interpreted.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It will be further understood that the terms " comprises ", or "having ", and the like in the specification are intended to specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적인 실시예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중저준위 방사성 폐기물 처리용 플라즈마 용융장치의 전체 구성도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용융장치에서 투입장치를 확대하여 보여주는 구성도이다.FIG. 1 is an overall configuration view of a plasma melting apparatus for the treatment of medium and low level radioactive waste according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 are enlarged views of a charging apparatus in a melting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 플라즈마 용융장치는, 방사성 폐기물의 열분해 및 예열이 이루어지는 열분해실(101)과, 제1플라즈마 토치(110)가 마련되어 열분해실(101)에 투입된 방사성 폐기물의 용융 처리가 이루어지는 용융실(102)을 포함하는 반응로(100)를 포함하며, 반응로(100)는 열분해실(101) 내에 폐기물 드럼(10)을 투입하기 위한 투입장치(200)를 포함한다.1 to 3, a plasma melting apparatus according to the present invention includes a
반응로(100)는 내열 벽돌과 단열 벽돌과 같은 내열성과 단열성이 우수한 재료가 사용되며, 구조적인 보강을 위한 금속 재료가 같이 사용될 수 있다.As the
바람직하게는, 반응로(100)는 수직형 구조를 갖는 열분해실(101)과 용융실(102)을 포함하며, 열분해실(101)은 투입된 폐기물의 예열이 이루어지며, 용융실(102)은 열분해실(101)에서 예열된 방사성 폐기물의 용융 처리가 이루어진다. 이러한 수직형 반응로(100)에서 열분해실(101)은 용융실(102)의 수직 상부 공간을 형성하며, 열분해실(101)의 수평 단면적은 용융실(102) 보다는 작다.Preferably, the
제1플라즈마 토치(110)는 용융실(102)의 상부에 설치되어 폐기물을 용융 처리하기 위한 용융열을 제공하게 된다. 이러한 제1플라즈마 토치(110)는 이송형 또는 비이송형 운전이 가능한 듀얼 플라즈마 토치에 의해 제공될 수 있으며, 이송형 운전을 통하여 용융실(102) 하부에 마련된 바닥전극(111)에 의한 주울열 및 토치 프레임 온도, 아크열을 이용하여 용융 효율을 극대화할 수 있다.The
용융실(102)은 용융물이 수용되는 노(hearth)(111)와, 노(111) 바닥에 설치된 바닥전극(112)가 구비되어 제1플라즈마 토치(110)와 바닥전극(112)에 의해 방사성 폐기물의 용융이 이루어져 비중 차에 의해 슬래그층(11)과 금속층(12)으로 분리된다.The
반응로(100)는 용융실(102) 하부에 슬래그의 배출이 이루어지는 슬래그 배출구(120)와, 노(111) 바닥과 연통되어 금속의 배출이 이루어지는 금속 배출구(130)가 마련된다.The
슬래그 배출구(120)는 용융실(102) 하부 일측에 마련되어 슬래그가 일정 수준 이상으로 발생되는 경우에 용융실(102) 하부의 측벽에서 오버플로우(overflow)되어 슬래그 배출구(120)를 통해 반응로(100)의 바깥으로 배출된다. 폐기물이 연속적으로 용융 처리되면서 슬래그는 슬래그층(11)으로 축적된 후에 슬래그 배출구(120)를 통해 연속적으로 배출되고 이는 슬래그 컨테이너에 적재된다. 한편, 용융된 금속은 금속층(12)으로 유입되어 일정 수준까지 농축된 후에 금속 배출구(130)를 통해 간헐적으로 외부로 배출되어 별도의 금속 컨테이너에 저장된다.The
도시되지 않았으나, 반응로(100)의 상부에는 열분해실(101)과 연결되어 반응로(100) 내에서 발생된 배가스를 2차 연소시켜 분진을 집진 처리하기 위한 배가스 처리설비가 부가될 수 있으며, 배가스 처리설비는 배가스를 2차 연소시킨 후에 세정탑을 거치면서 유해성분의 제거가 이루어지고 응축기, 건조기, 집진기 등을 통과하면서 수분과 먼지가 제거된 후에 외부로 배출된다.Although not shown, an exhaust gas treatment facility may be added to the upper part of the
도면부호 140은 감시카메라로서 반응로(100)의 용융 처리 과정을 모니터링하게 되며, 이러한 감시카메라는 반응로(100)의 복수 위치에 마련되어 외부에서 용융 처리 과정을 관찰할 수 있다. 반응로는 이러한 감시카메라 이외에도 내부를 직접 관찰할 수 있는 별도의 투시창이 마련될 수 있다.
원자력발전소 등에서 발생하는 중저준위 폐기물은 200L의 드럼용기에 밀폐되어 저장되며, 드럼에 저장되어 있는 폐기물은 가연성, 무기성과 같이 각종 성분의 폐기물들이 다양한 형태로 수집 및 저장된다. 따라서 200L 드럼에 저장된 방사성 폐기물은 2차오염의 우려가 있어 별도의 분리 및 처리가 어려우므로, 폐기물의 투입, 파쇄, 연소 및 용융 등 일련의 안정화처리가 하나의 반응로 내에서 연속적으로 이루어지도록 하는 것이 매우 중요하다. 이에 본 발명에서는 저장소로부터 이동된 폐기물 드럼이 원형 그대로 반응로(100)에 투입되어 추가 조작 없이 용융 처리되어 최종처분이 가능하다.The low-level waste generated in nuclear power plants is stored in a 200L drum container and the waste stored in the drum is collected and stored in various forms such as flammable and inorganic wastes. Therefore, since the radioactive waste stored in the 200 L drum is likely to be contaminated by secondary pollution, it is difficult to separate and treat it separately. Therefore, a series of stabilization treatments such as injection, crushing, combustion and melting of waste are continuously performed in one reactor It is very important. Therefore, in the present invention, the waste drum moved from the reservoir is put into the
구체적으로 투입장치(200)는 열분해실(101)과 인접하게 마련되어 폐기물 드럼(10)의 투입이 이루어지는 투입 채널(211)과 이 투입 채널(211)의 입구에 개폐 가능하게 마련된 도어(212)가 구비된 경사 투입부(210)와, 투입 채널(211)에 구비되어 폐기물 투입 구간을 가열하기 위한 발열체(220)와, 투입 채널(211)의 선단부에 위치하여 회전 가능한 회전형 게이트(230)와, 발열체(220)와 회전형 게이트(230)의 구동을 제어하게 되는 제어부(300)를 포함한다.Specifically, the charging
이러한 투입장치(200)는 반응로(100)에 탈부착이 가능하게 조립될 수 있으며, 폐기물의 종류나 내용물에 따라서 다른 길이를 갖는 투입 채널(211)로 교체가 이루어질 수 있으며, 또는 다른 기능이 추가된 투입장치로 교체가 이루어질 수 있다.The
경사 투입부(210)는 반응로(100)의 측부에 일정 각도(θ)의 경사를 갖고 마련되는 투입 채널(211)과, 이 투입 채널(211)의 입구에 개폐 가능하게 마련된 도어(212)를 포함한다. 투입 채널(211)은 5 ~ 20°의 기울기를 갖고 반응로(100)의 측부에 마련되어 장입된 폐기물 드럼(10)은 투입 채널(211)을 따라서 열분해실(101)까지 원활히 이동이 이루어진다. The
도어(212)는 투입 채널(211)의 입구 측에 마련되며, 바람직하게는, 신속한 개폐를 위하여 상하 방향으로 슬라이딩 개폐가 이루어지는 슬라이딩 방식의 도어에 의해 제공된다. 도어(212)의 개폐 부위는 반응로(100) 내부에서 발생된 가스가 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있는 내열성이 우수한 주지의 기밀부재가 추가될 수 있으며, 이러한 기밀부재는 고온에 의해 열화(degradation)되는 것을 방지하기 위하여 공랭식 또는 수냉식의 냉각 자켓이 부가될 수 있다.The
발열체(220)는 투입 채널(211)을 따라서 배치되어 폐기물 드럼(10)의 이동 구간을 가열하게 되며, 투입 채널(211)을 따라서 권취되는 열선에 의해 제공될 수 있다. 이러한 발열체(220)는 제어부(300)에 의해 온도 조절이 이루어진다.The
제어부(300)는 발열체(220)에 인가되는 전원을 조절하는 제1컨트롤러(311)와, 이제1컨트롤러(311)를 제어하게 되는 PC(320)를 포함할 수 있다. 또한 PC(320)는 모니터(330)가 연결되어 투입 채널(211)의 검출 온도는 모니터(330)를 통해 실시간으로 출력될 수 있다.The
바람직하게는, 발열체(220)는 투입 채널(211) 상에서 3개 또는 그 이상의 구간(A)(B)(C)으로 나누어 배치되어 열분해실(101)의 입구로 접근할수록 온도가 상승한다. 투입 채널(211)의 내부 온도는 200℃에서 800℃ 범위에서 온도 구배(temperature gradient)를 갖고 예열이 이루어지며, 폐기물의 종류 및 상태에 따라서 온도 조절이 이루어진다.Preferably, the
회전형 게이트(230)는 투입 채널(211)의 선단부에 배치되어 투입 채널(211)을 차단하도록 복수의 회전 날개가 회전 가능하게 구비된다. 이러한 회전형 게이트(230)는 회전 날개 사이에 하나의 폐기물 드럼(10)이 안착하여 하나의 폐기물 드럼(10) 단위로 열분해실(101) 안으로 폐기물 드럼(10)의 투입이 이루어지며, 또한 회전형 게이트(230)는 열분해실(101)과 투입 채널(211) 사이의 공간을 구획하여 폐기물 드럼(10)이 연속적으로 열분해실(101)로 투입이 이루어지면서도 반응로(10) 내부에서 발생된 물질이나 가스가 외부로 배출되는 것을 차단한다.The
회전형 게이트(230)와 인접하여 반응로(100) 내에는 제2플라즈마 토치(240)가 구비되며, 제2플라즈마 토치(240)는 회전형 게이트(230)에 의해 회전하면서 열분해실(101)로 투입되는 폐기물 드럼(10)을 절단 및 파쇄하는 역할을 하며, 제2플라즈마 토치(240)에 의해 절단된 폐기물 드럼(10)과 폐기물 드럼(10) 내의 폐기물들은 용융실(102) 바닥쪽으로 낙하하여 용융 처리가 이루어진다.A
바람직하게는, 회전형 게이트(230)는 제어부(300)에 의해 능동적인 회전 구동이 가능하며, 제어부(300)는 회전형 게이트(230)를 구동하게 되는 구동부(미도시)와, 이 구동부를 제어하기 위한 제2콘트롤러(312)를 포함하며, 제2콘트롤러(312)는 PC(320) 및 모니터(330)와 연결된다.Preferably, the
반응로(100)는 투입 채널(211)의 출구 측에 회전형 게이트(230)의 회전 날개를 검출할 수 있는 복수 개의 리미트 스위치(251)가 마련되며, 리미트 스위치(251)는 회전형 게이트(230)의 회전 날개를 검출하여 검출 신호를 제3컨트롤러(313)를 거쳐 PC(320)로 전달하며, PC(320)에서는 회전 날개의 검출 신호를 카운트하여 회전 날개의 회전 속도를 산출한다. 이와 같이 산출된 회전형 게이트(230)의 회전 속도는 모니터(330)를 통해 출력한다.The
본 실시예에서 회전형 게이트(230)의 회전 속도는 복수 개의 리미트 스위치의 검출 신호를 이용하여 제어부(300)에서 산출하여 얻는 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 회전형 게이트(230)의 회전축에 부설되어 회전축의 회전 속도를 검출하게 되는 엔코더와 같은 주지의 센서 류에 의해 제공될 수도 있다.Although the rotation speed of the
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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
100 : 반응로 101 : 열분해실
102 : 용융실 110 : 제1플라즈마 토치
200 : 투입장치 210 : 경사 투입부
211 : 투입 채널 212 : 도어
220 : 발열체 230 : 회전형 게이트
240 : 제2플라즈마 토치 251 : 리미트 스위치
300 : 제어부 311 : 제1콘트롤러
312 : 제2콘트롤러 313 : 제3콘트롤러
320 : PC 330 : 모니터100: reactor 101: pyrolysis chamber
102: melting chamber 110: first plasma torch
200: input device 210: inclined input part
211: input channel 212: door
220: heating element 230: rotatable gate
240: second plasma torch 251: limit switch
300: control unit 311: first controller
312: second controller 313: third controller
320: PC 330: Monitor
Claims (4)
상기 투입장치는,
상기 열분해실과 인접하여 상기 반응로의 측부에 일정 각도의 경사를 갖고 마련된 투입 채널과, 상기 투입 채널의 입구에 개폐 가능한 도어가 구비되어 폐기물 드럼의 투입이 이루어지는 경사 투입부와;
상기 투입 채널에 구비되어 발열이 이루어지는 발열체와;
상기 투입 채널의 선단부에 위치하여 상기 투입 채널을 차단하도록 복수의 날개가 회전 가능하게 구비되어 하나의 폐기물 드럼 단위로 상기 열분해실 내에 폐기물 드럼의 투입이 이루어지는 회전형 게이트와;
상기 회전형 게이트와 인접하게 마련되어 폐기물 드럼을 절단하기 위한 제2플라즈마 토치와;
상기 발열체의 온도를 조절하며, 상기 회전형 게이트의 회전 구동을 제어하게 되는 제어부와;
상기 회전형 게이트의 회전 속도를 검출하여 상기 제어부로 검출 신호를 전달하게 되는 회전 속도 검출부를 포함하며,
상기 회전 속도 검출부는, 상기 투입 채널의 출구 측에 배치되어 회전형 게이트의 회전 날개를 검출할 수 있는 복수의 리미트 스위치를 포함하는 중저준위 방사성 폐기물 처리용 플라즈마 용융장치.A reaction furnace including a pyrolysis chamber in which pyrolysis and preheating of the radioactive waste is performed, and a melting chamber in which a first plasma torch is provided and the radioactive waste injected into the pyrolysis chamber is melted; And a charging device for charging a waste drum into the pyrolysis chamber, the plasma melting apparatus comprising:
The charging device includes:
An incinerator having an inlet channel provided at a side of the reaction chamber adjacent to the pyrolysis chamber and having an inclination at a predetermined angle and a door capable of being opened and closed at the inlet of the inlet channel to introduce the waste drum;
A heating element provided on the input channel to generate heat;
A rotatable gate located at the tip of the charged channel and having a plurality of blades rotatable to block the charged channel, the waste drum being charged into the pyrolysis chamber in units of one waste drum;
A second plasma torch provided adjacent to the rotatable gate for cutting the waste drum;
A control unit for controlling the temperature of the heating element and controlling the rotational driving of the rotary gate;
And a rotation speed detector for detecting a rotation speed of the rotary gate and transmitting a detection signal to the controller,
Wherein the rotation speed detecting unit includes a plurality of limit switches disposed on an outlet side of the closing channel and capable of detecting a rotating blade of the rotating type gate.
The plasma melting apparatus according to claim 1, wherein the heating element is divided into a plurality of sections so as to have a high temperature gradient in the inlet direction of the thermal decomposition chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180169086A KR102003277B1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Plasma melter for treatment of low- and intermediate-level radioactive waste |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180169086A KR102003277B1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Plasma melter for treatment of low- and intermediate-level radioactive waste |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102003277B1 true KR102003277B1 (en) | 2019-07-24 |
Family
ID=67481347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180169086A KR102003277B1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Plasma melter for treatment of low- and intermediate-level radioactive waste |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102003277B1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000097413A (en) * | 1998-09-25 | 2000-04-04 | Okuma Engineering:Kk | Rotary feeder for incinerator |
KR20120128752A (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-28 | 주식회사 플라즈마 그린 테크놀러지 | Treatment Equipment and Method of Radioactivity Waste by Plasma |
KR101379443B1 (en) | 2013-12-17 | 2014-04-01 | 주식회사 플라즈마 그린 테크놀로지 | Integrated facility for treatment of radioactive waste using plasma |
JP2014080280A (en) * | 2012-10-17 | 2014-05-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | Powder supply device and control method for powder supply amount |
KR101661112B1 (en) * | 2015-08-12 | 2016-09-30 | 한국수력원자력 주식회사 | Drum type waste feeding apparatus of a plasma melter |
-
2018
- 2018-12-26 KR KR1020180169086A patent/KR102003277B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000097413A (en) * | 1998-09-25 | 2000-04-04 | Okuma Engineering:Kk | Rotary feeder for incinerator |
KR20120128752A (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-28 | 주식회사 플라즈마 그린 테크놀러지 | Treatment Equipment and Method of Radioactivity Waste by Plasma |
JP2014080280A (en) * | 2012-10-17 | 2014-05-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | Powder supply device and control method for powder supply amount |
KR101379443B1 (en) | 2013-12-17 | 2014-04-01 | 주식회사 플라즈마 그린 테크놀로지 | Integrated facility for treatment of radioactive waste using plasma |
KR101661112B1 (en) * | 2015-08-12 | 2016-09-30 | 한국수력원자력 주식회사 | Drum type waste feeding apparatus of a plasma melter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10262765B2 (en) | Method and facility for incinerating, melting and vitrifying organic and metal waste | |
KR101687660B1 (en) | The sealed plasma reactor for treatment of middlelow level radioactive waste | |
KR20120128752A (en) | Treatment Equipment and Method of Radioactivity Waste by Plasma | |
KR102003277B1 (en) | Plasma melter for treatment of low- and intermediate-level radioactive waste | |
KR101661112B1 (en) | Drum type waste feeding apparatus of a plasma melter | |
KR20060110116A (en) | A method and apparatus for incineration of waste barreled in drum | |
EP3336855B1 (en) | Plasma melting furnace | |
JP2007253117A (en) | Melting pretreatment process and apparatus for asbestos waste | |
CN112355033B (en) | High-temperature melting system of thermal plasma torch | |
JP7066090B2 (en) | Waste disposal method | |
JP2007301422A (en) | Method and facility for treating asbestos waste | |
Shuey et al. | LLW processing and operational experience using a plasma arc centrifugal treatment (PACTTM) system | |
Womack | Using the centrifugal method for the plasma-arc vitrification of waste | |
JP3621053B2 (en) | Waste treatment system and waste carbonization method | |
KR950013974B1 (en) | Method and apparatus for using hazardous waste to form no-hazardous aggregate | |
US6041724A (en) | Tower garbage incinerator | |
JP3302820B2 (en) | Dust melting and solidification processing equipment | |
KR20230101380A (en) | Melting furnace system of waste drum input-type slope structure having plasma cutting and melting torch | |
KR101817745B1 (en) | The plasma melting system for simultaneous treatment of organic and inorganic waste | |
JP2007307548A (en) | Method and equipment for melting asbestos waste | |
KR100456776B1 (en) | apparatus of treating radioactive Dry Active Solid Waste(DAW) and treatment system for destroying by burning up and vitrificating radioactive waste in use with the apparatus | |
KR101615701B1 (en) | Combined melting device for vitrification | |
KR101912722B1 (en) | Appatus for disposing waste including an induction heating system | |
KR20240114117A (en) | Radioactive waste supply apparatus | |
KR20240053933A (en) | Plasma torch type drum cutting system for reducing radioactive waste |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |