KR102064771B1 - 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력 시설에서 발생하는 튜브 형태의 금속방폐물의 표면에 오염된 방사성 물질 및 이물질을 기계적인 방식으로 제거하고 제염에 따라 발생한 이물질의 비산으로부터 작업자를 보호할 수 있음은 물론 운전과 유지 보수가 용이한, 튜브형 금속방폐물의 표면 제염장치에 관한 것으로,
상부에 배기 후드(13)가 구비되고 튜브형 금속방폐물(100)을 투입 및 배출할 수 있도록 전면과 후면에 각각 개구부가 형성되며 튜브형 금속방폐물(100)의 하부를 지지하는 지지대(11)가 구비된 함체(10)와; 내부에 구비된 수용부의 전면에 도어(25)가 설치되며 상기 함체(10)를 지지하는 베이스(20)와; 상기 함체(10)의 내부에 구비되며 튜브형 금속방폐물(100)을 회전시키면서 표면을 연마하는 그라인더(30)와; 상기 함체(10)의 내부에 구비되며 그라인더(30)의 반대측에서 튜브형 금속방폐물(100)을 가압하여 그라인더(30)에 밀착시키면서 출구측으로 이송하도록 일정 기울기로 형성되는 누르기 롤러(40)와; 상기 그라인더(30)를 회전시키는 연마모터(33)와; 상기 함체(10) 내부에 고정 설치되어 상기 누르기 롤러(40)를 그라인더 방향 또는 그 반대 방향으로 이동시키는 공압실린더(45)와; 전원 공급을 온오프시키고 상기 연마모터(33)를 제어할 수 있도록 상기 베이스(20)에 구비되는 제어반(50);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

튜브형 금속방폐물의 표면제염장치{Tube type Metal Radioactive Waste Surface-Decontaminated Equipment}

본 발명은 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자력 시설에서 발생하는 튜브 형태의 금속방폐물의 표면에 오염된 방사성 물질 및 이물질을 기계적인 방식으로 제거하고 제염에 따라 발생한 이물질의 비산으로부터 작업자를 보호할 수 있음은 물론 운전과 유지 보수가 용이한, 튜브형 금속방폐물의 표면 제염장치에 관한 것이다.

일반적으로 원자력 시설을 운영하거나 원전을 해체하게 되면, 방사능에 오염된 금속조각이나, 콘크리트, 오염 토양 등의 다양하고 방대한 방사성 폐기물이 발생한다. 이들 방사성 폐기물은 대부분 방사성 준위가 높지 않는 저준위 방사성 폐기물 또는 극저준위 방사성 폐기물로서 시설 내에서의 자체 처리를 통해 재활용하고 있다.

특히, 금속조각 등과 같이 금속으로 이루어진 방사성 폐기물(이하 '금속방폐물'이라 한다)은, 원자로의 1차 냉각재 중에 함유된 부식생성물에 오염된 것과 원자로 운전 중에 중성자 조사로 생성된 방사화 생성물로 구분할 수 있으며, 금속표면에 부착된 방사성물질 오염은 화학적 및 기계적 제염방법으로 오염물 제거가 가능하다.

원전 해체시 발생하는 금속방폐물의 대부분은 열교환기, 습분분리기, 증기발생기와 같은 규모가 큰 장치로부터 발생되어 최종 처분 시 처분공간을 많이 차지하며, 이 중에서 탄소강, 스테인리스강 및 인코넬 등은 재활용 가치가 매우 크다. 이러한 금속조각의 폐기물은 대부분 방사성물질에 약하게 오염되어 있기 때문에 이중의 대부분은 별도의 처리절차 없이 방출되거나 약간의 제염처리 후 재활용이 가능하다. 그리고, 열교환기나 증기발생기 등에서는 튜브나 파이프 등의 튜브형 금속방폐물이 많이 발생하고 있는데, 이들은 표면의 오염물만 제거한다면 재활용이 가능하므로 표면제염의 필요성이 크다.

한편, 금속방폐물의 제염작업의 대부분 화학 약품을 이용한 화학적 처리 방법을 이용하고 있다. 화학적 처리 방법은 고농도 및 저농도의 유·무기산 화학 제염제를 사용하여 제염하는 것으로, 강한 착물을 형성하는 것으로 알려진 옥살산(Oxalic Acid), EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid; 에틸렌디아민테트라아세트산), 피콜린산(Picolinic Acid) 등의 유기산 착화제를 사용해왔다.

다시 말해서, 통상의 화학적 제염방법에서는 방사능에 오염된 원자로 냉각 펌프 또는 금속성 폐기물을 제염하는데 있어서, 방사성 오염 산화막에 존재하는 철 성분을 용해시키기 위해, 옥살산, 포름산, EDTA 등의 유기산 착화제를 사용하고 있는 것이다.

그러나, 유기산 착화제는 제염 후 발생하는 방사성 폐기물의 양을 최소화하기 위하여 이들을 분해하거나 이온교환수지에 흡착시켜야 하는 단점이 있고, 상기 유기산 착화제를 분해하는데 있어서 UV 조사 장치와 같은 별도의 장치가 필요하며, 이를 완전히 분해시키지 못하는 경우 이들 역시 방사성 폐기물로 남게 되는 문제점이 있다. 또한, 이온교환수지에 의해 유기산 착화제를 흡착시키게 되는 경우에도 방사성폐기물의 처분 안정성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 처리대상 안전화의 적어도 저부가 노출되어 연속적으로 이송될 수 있게 설치된 제1 이송기와, 제1이송기를 통해 이송되는 안전화의 저부를 간섭할 수 있게 설치되어 회전되는 제1브러쉬와, 제1 이송기를 통해 이송되는 안전화의 저부에서 안전화로 세정액을 분무하는 세정액 분무기가 장착된 선처리장치와, 세정액이 흡착되어 이송되는 안전화의 저부가 노출될 수 있게 연속적으로 이송할 수 있게 설치된 제2이송기와, 제2이송기를 통해 이송되는 안전화에 냉수를 분무할 수 있게 설치된 냉수분무기와, 안전화와 접촉되어 회전될 수 있게 설치된 적어도 하나의 제2브러쉬를 구비하는 후처리장치를 구비하며, 안전화에 침투된 방사선입자를 효과적으로 배출시킬 수 있어 안전화의 제염 세척 효율을 높여 재활용을 증가시킬 수 있고 세척시간을 단축할 수 있는 방사선 방호용 안전화 제염 처리 시스템을 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 제염하우징, 제염제 공급수단, 보호하우징, 보조제염처리수단, 제어부 및 이동수단을 포함하며, 스팀, 물 및 에어 등을 이용한 금속재 방사성폐기물의 모든 제염처리 절차를 자동화하여 방사선 처리 효율을 높임은 물론 작업자의 방사능피폭 현상을 예방하고, 2차 폐기물 발생량을 줄일 수 있는 방사성폐기물 제염시스템을 이용한 방사성폐기물 제염처리방법을 개시하고 있다.

특허문헌 3은, 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, 자동화 판형 방사성폐기물 복합 제염장치를 개시하고 있다.

KR 10-2006-0061217 A KR 10-1527773 B1 KR 10-1643539 B1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 방사능 오염이 심하지 않은 금속방폐물의 표면을 기계적으로 연마하여 방사능 오염 부분을 제거함으로써 금속방폐물을 구성하고 있는 금속의 재활용이 가능하게 하며, 특히 튜브 형상의 금속방폐물의 표면을 기계적으로 연마하여 방사능물질 및 이물질을 제거할 수 있도록 한 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치는, 상부에 배기 후드가 구비되고 튜브형 금속방폐물을 투입 및 배출할 수 있도록 전면과 후면에 각각 개구부가 형성되며 튜브형 금속방폐물의 하부를 지지하는 지지대가 구비된 함체와; 내부에 수용부가 구비되고 수용부의 전면에 도어가 설치되며 상기 함체를 지지하는 베이스와; 상기 함체의 내부에 구비되며 상기 함체의 내부로 투입된 튜브형 금속방폐물을 회전시키면서 그 표면을 연마하는 그라인더와; 상기 함체의 내부에 구비되며 상기 그라인더의 반대측에서 튜브형 금속방폐물을 가압하여 그라인더에 밀착시키면서 출구측으로 이송하도록 일정 기울기로 형성되는 누르기 롤러와; 상기 그라인더를 회전시키는 연마모터와; 상기 함체 내부에 고정 설치되어 상기 누르기 롤러를 탄성 지지하는 공압실린더와; 전원 공급을 온오프시키고 상기 연마모터를 제어할 수 있도록 상기 베이스에 구비되는 제어반;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치에 따르면, 상기 베이스의 상단 측부에 상기 그라인더와 연마모터의 위치를 조정하기 위한 위치조정핸들이 더 구비되고, 상기 위치조정핸들은 연마모터가 설치되고 상기 그라인더가 착탈 가능하게 설치되는 받침판을 좌우로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치에 따르면, 상기 함체의 전면과 후면의 개구부에는 튜브형 금속방폐물이 삽입되거나 배출될 수 있는 상하 방향의 장공이 형성된 투명 재질의 차폐판이 설치된 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치에 따르면, 상기 누르기 롤러는 하부에 구비된 레일을 따라 좌우로 이동되는 브래킷에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 브래킷은 상기 누르기 롤러의 축을 회전 가능하게 지지하는 롤러 고정틀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치에 따르면, 상기 베이스의 하부에 이동바퀴가 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치는 함체의 내부로 투입된 튜브형 금속방폐물이 그라인더와 누르기 롤러 사이에서 회전하면서 그라인더에 의해 표면이 연마되고 누르기 롤러에 의해 출구 방향으로 이송되므로 튜브형 금속방폐물의 표면제염 작업을 원활하게 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치에 따르면, 튜브형 금속방폐물의 크기에 따라 그라인더의 위치를 변경하여 제염할 수 있으므로 튜브형 금속방폐물의 크기나 종류에 관계없이 사용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치에 따르면, 함체의 개구부에 투명 재질의 차폐판이 설치됨에 따라 제염시 발생하는 이물질이나 방사능 분진으로부터 작업자를 보호함과 아울러 제염 작업의 진행 상황을 육안으로 확인할 수 있게 된다.

또, 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치에 따르면, 그라인더가 받침판에 착탈 가능하게 결합되고 누르기 롤러가 브래킷에 착탈 가능하게 결합됨에 따라 그라인더와 누르기 롤러가 노후화되는 경우 이들을 교체하여 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치에 따르면, 베이스의 하부에 이동바퀴가 구비되어 설치 장소를 변경할 수 있으므로 간편하게 이동하면서 튜브형 금속방폐물을 제염할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치가 도시된 구성도.
도 2는 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치를 나타낸 정면도.
도 3는 본 발명에 따른 함체의 내부를 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 함체의 내부를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 그라인더부의 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 누르기부의 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 누르기부에서 누르기 롤러의 교체 모습을 나타낸 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치를 나타낸 정면도이며, 도 3는 본 발명에 따른 함체의 내부를 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 함체의 내부를 나타낸 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 그라인더부의 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 누르기부의 구성도이며, 도 7은 본 발명에 따른 누르기부에서 누르기 롤러의 교체 모습을 나타낸 참고도이다.

본 발명에 따른 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치는 도 1 내지 7에 도시된 바와 같이, 함체(10)와 베이스(20), 그라인더(30), 누르기 롤러(40) 및 제어반(50)으로 이루어진다.

상기 함체(10)는 그라인더(30)에 의한 튜브형 금속방폐물(100)의 표면제염 작업이 이루어지는 곳으로, 상부에 제염된 방사능 물질이나 이물질의 배출을 위한 배기 후드(13)가 구비되고 튜브형 금속방폐물(100)을 투입 및 배출할 수 있도록 전면과 후면에 각각 개구부가 형성됨과 아울러 금속방폐물(100)의 하부를 지지하는 지지대(11)가 구비된다. 이때, 상기 함체(10)의 전면과 후면의 개구부에는 튜브형 금속방폐물(100)이 삽입되거나 배출될 수 있는 상하 방향의 장공(16)이 형성된 투명재질의 차폐판(15)이 설치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 차폐판(15)에 의해 제염과정에서 발생한 방사능 물질이나 이물질의 분진 등이 차단되어 작업자를 안전하게 보호할 수 있게 되고, 투명 재질의 차폐판(15)을 통해 내부의 작업 진행 상황을 육안으로 확인할 수 있게 된다.

상기 베이스(20)는 작업에 필요한 물건 등을 수용하거나 전기장치가 설치되는 수용부가 구비됨과 아울러 수용부의 전면에 도어(25)가 설치된다. 그리고, 상기 베이스(20)의 하부에는 이동을 위한 이동바퀴(21)가 구비되어 필요에 따라 작업 위치를 변경할 수 있도록 한다.

상기 그라인더(30)는 상기 함체(10)의 내부에 구비되며 상기 함체(10)의 내부로 투입된 튜브형 금속방폐물(100)을 회전시키면서 그 표면을 연마하는 것으로, 두개의 그라인더(30)가 쌍을 이루어 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 그라인더(30)는 구동을 위한 연마모터(33)와 함께 받침판(31)에 설치됨으로써, 상기 베이스(20)의 상단 측부에 구비된 위치조정 핸들(35)의 조작에 따라 좌우로 이동되는 받침판(31)에 의해 그 위치가 변경된다. 따라서, 튜브형 금속방폐물(100)의 직경 변화나 연마 정도에 관계없이 튜브형 금속방폐물(100)을 회전시키면서 연마할 수 있게 된다. 그리고, 상기 그라인더(30)는 받침판(31)에 착탈 가능하게 설치됨으로써 수명이 끝난 그라인더(30)를 교체하여 사용할 수 있게 된다.

상기 누르기 롤러(40)는 함체(10)의 내부에 구비되며 상기 그라인더(30)의 반대측에 구비된다. 상기 누르기 롤러(40)는 튜브형 금속방폐물(100)을 가압하여 그라인더(30)에 밀착시키면서 출구측으로 이송하도록 일정 기울기, 대략 1~5도 정도의 기울기로 형성된다. 그리고, 상기 누르기 롤러(40)는 함체(10) 내부에 고정 설치된 공압실린더(45)에 의해 탄성지지됨으로써 튜브형 금속방폐물(100)에 일정한 압력을 가하게 된다. 이를 위하여 상기 누르기 롤러(40)는 하부에 구비된 레일(43)을 따라 좌우로 이동되는 브래킷(41)에 착탈 가능하게 결합된다. 이때, 상기 브래킷(41)에는 상기 누르기 롤러(40)의 축을 회전 가능하게 지지하는 롤러 고정틀(42)이 구비되어, 상기 롤러 고정틀(42)을 분리하는 것만으로도 상기 누르기 롤러(40)를 교체할 수 있게 된다.

상기 제어반(50)은 전원 공급을 온오프시키고 상기 연마모터(33)를 제어할 수 있도록 상기 베이스(20)의 일측에 구비되는 것으로, 상기 도어(25)에 설치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 베이스(20)의 내부에 상기 제어반(50)과 관련한 전기 설비 등을 설치할 수 있게 된다. 상기 제어반(50)은 주전원의 공급을 제어하기 위한 파워스위치와, 연마모터(33)를 구동하고 정지시키기 위한 모터 구동스위치 및 정지스위치와, 연마모터의 속도를 조절하기 위한 속도조절노브와, 전원 공급을 표시하기 위한 전원표시등 및 비상정지를 위한 비상정지 스위치를 구비하며, 상기 파워스위치와는 별개로 주전원의 공급을 제어하기 위한 풋 스위치를 더 구비할 수도 있다. 여기서, 상기 그라인더(30)의 회전속도는 총 10단계로 조절할 수 있도록 하며, 각 단계별 회전수는 185rpm으로 최대 회전수는 10단계의 1850rpm으로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치를 이용하여 튜브형 금속방폐물의 표면을 제염하는 것에 대하여 설명하면 다음과 같다.

제어반(50)의 파워스위치 또는 풋 스위치를 이용하여 주전원을 공급하고, 함체(10)의 전방에 구비된 차폐판(15)의 장공(16)으로 튜브형 금속방폐물(100)을 투입하여 지지대(11)에 올려놓는다. 이후, 베이스(20)에 구비된 위치조정핸들(35)을 조작하여 그라인더(30)를 튜브형 금속방폐물(100)에 접촉시키면 누르기 롤러(40)가 도면상 우측 방향으로 후퇴하면서 튜브형 금속방폐물(100)을 일정 압력으로 지지하게 된다. 이때, 상기 그라인더(30)의 위치는 튜브형 금속방폐물(100)의 연마 깊이에 따라 결정한다.

이 상태에서 제어반(50)의 모터 구동스위치를 작동시키면 연마모터(33)가 구동되어 그라인더(30)를 회전시키게 되고, 상기 그라인더(30)가 회전하면서 튜브형 금속방폐물(100)의 표면을 연마하여 튜브형 금속방폐물(100)의 표면에 남아 있는 방사성 물질과 이물질을 제거하게 된다. 이때, 상기 튜브형 금속방폐물(100)은 그라인더(30)와 누르기 롤러(40) 사이에서 회전하면서 표면이 연마되며, 상기 누르기 롤러(40)의 기울기로 인해 함체(10)의 전방측에서 후방측으로 이동되어 함체(10)의 배면에 구비된 차폐판(15)의 장공(16)을 통해 배출된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 발명의 설명에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...함체
13...배기 후드
15...차폐판
16...장공
20...베이스
21...이동바퀴
25...도어
30...그라인더
31...받침판
33...연마모터
35...위치조정핸들
40...누르기 롤러
41...브래킷
42...롤러 고정틀
43...레일
45...공압실린더
50...제어반
100...튜브형 금속방폐물

Claims (5)

1. 상부에 배기 후드(13)가 구비되고 튜브형 금속방폐물(100)을 투입 및 배출할 수 있도록 전면과 후면에 각각 개구부가 형성되며 튜브형 금속방폐물(100)의 하부를 지지하는 지지대(11)가 구비된 함체(10)와;
   내부에 수용부가 구비되고 수용부의 전면에 도어(25)가 설치되며 상기 함체(10)를 지지하는 베이스(20)와;
   상기 함체(10)의 내부에 구비되며 상기 함체(10)의 내부로 투입된 튜브형 금속방폐물(100)을 회전시키면서 그 표면을 연마하는 그라인더(30)와;
   상기 함체(10)의 내부에 구비되며 상기 그라인더(30)의 반대측에서 튜브형 금속방폐물(100)을 가압하여 그라인더(30)에 밀착시키면서 출구측으로 이송하도록 일정 기울기로 형성되는 누르기 롤러(40)와;
   상기 그라인더(30)를 회전시키는 연마모터(33)와;
   상기 함체(10) 내부에 고정 설치되어 상기 누르기 롤러(40)를 탄성 지지하는 공압실린더(45)와;
   전원 공급을 온오프시키고 상기 연마모터(33)를 제어할 수 있도록 상기 베이스(20)에 구비되는 제어반(50);을 포함하며,
   상기 함체(10)의 전면과 후면의 개구부에 튜브형 금속방폐물(100)이 삽입되거나 배출될 수 있는 상하 방향의 장공(16)이 형성된 차폐판(15)이 설치되고,
   상기 차폐판(15)은 내부 확인이 가능하도록 투명 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스(20)의 상단 측부에 상기 그라인더(30)와 연마모터(33)의 위치를 조정하기 위한 위치조정핸들(35)이 더 구비되고,
   상기 위치조정핸들(35)은 연마모터(33)가 설치되고 상기 그라인더(30)가 착탈 가능하게 설치되는 받침판(31)을 좌우로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 누르기 롤러(40)는 하부에 구비된 레일(43)을 따라 좌우로 이동되는 브래킷(41)에 착탈 가능하게 결합되고,
   상기 브래킷(41)은 상기 누르기 롤러(40)의 축을 회전 가능하게 지지하는 롤러 고정틀(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치.
5. 제1항, 제2항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 베이스(20)의 하부에 이동바퀴(21)가 구비된 것을 특징으로 하는 튜브형 금속방폐물의 표면제염장치.

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