KR102284698B1 - 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치 - Google Patents

방사성 폐기물 절단라인 벌림장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사성 폐기물 절단시 형성된 절단라인을 임의로 벌릴 수 있도록 함으로써, 톱날이 절단라인에 끼여 톱날의 회전이 둔화되거나 정지되는 끼임 현상을 신속히 해소시킬 수 있도록 한 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치에 관한 것이다.
이를 위해, 절단장치의 톱날에 의해 형성된 방사성 폐기물의 절단라인 일측에 설치된 구동부; 상기 구동부의 동력에 의해 회전될 수 있도록 설치되되 상기 절단라인의 상방에서 절단라인을 가로지르도록 설치되며, 나사산이 형성된 회전축; 및 상기 회전축에 나사 결합되며, 상기 회전축의 회전에 의해 회전축상에서 이동하면서 상기 절단라인을 기준으로 방사성 폐기물의 일측 또는 양측을 가압하는 힘을 발휘하여 절단라인의 간격을 벌리는 가압부를 포함하는 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치를 제공한다.

Description

방사성 폐기물 절단라인 벌림장치{An opening device for spreading radioactive waste cutting line}
본 발명은 방사성 페기물 절단라인 벌림 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사성 폐기물 절단시 형성된 절단라인을 임의로 벌려 톱날 끼임 현상을 신속히 해소시킬 수 있도록 한 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치에 관한 것이다.
방사성 폐기물은 노후화된 원자력 시설의 해체 과정에서 발생되는 부산물을 말한다. 이러한 방사성 폐기물의 자원 재활용과 저장 공간 확보를 해결하기 위한 방법으로, 방사성 폐기물 표면의 방사성 물질을 제거하여 일반폐기물로 반출하는 자체 처분을 시행하고 있으며, 이때에도 대표시료 핵종분석 및 전수검사 수행에 따른 절단 작업을 수행해야 한다. 방사성 폐기물은 인체 및 환경에 유해하므로, 그 처리가 중요하다. 따라서, 장기적으로 방사선 장해로부터 인간 및 환경을 보호하기 위한 목적으로, 방사성 폐기물을 압축 처리, 소각 처리 및 해체 처리한다. 이 중 해체 처리는 원자력 시설 기기의 교환 및 사용 정지에 의해 생성되는 기기류 방사성 폐기물을 절단하는 처리로써, 해체 철거에서는 내부의 배관이나 기기류를 철거한 후에 건물을 철거한다. 해체 철거시에는 방사성 물질을 외부에 비산 시키지 않아야 하고, 해체 철거에 종사하는 작업자에의 방사능 노출을 방지하는 것이 필요하다.
한편, 방사성 폐기물 해체처리를 위한 절단작업의 방법으로는 플라즈마 절단, 산소 아세틸렌 절단, 그라인더 절단, 공작기계를 통한 절단 등이 있다. 이 중 공작기계를 통한 절단 장치로는 기존의 상용기술로써 많이 사용되는 밴드쏘(Band Saw)와 와이어쏘(Wire Saw)가 사용되고 있다. 밴드쏘와 와이어쏘는 날이 있는 톱날(다이아몬드 날 등)에 장력을 걸어 풀리를 구동장치로 구동하여 구조물을 절단하는 장치로써, 방사성 폐기물 절단 작업시 주로 사용되고 있다.
하지만, 상기 밴드쏘 또는 와이어쏘를 이용한 방사성 폐기물 절단 작업시, 밴드쏘 또는 와이어쏘는 절단 과정중에 톱날(또는 와이어)이 방사성 폐기물의 절단라인에 끼이는 현상이 자주 발생하고 도 1에 도시된 바와 같이 톱날의 끼임 현상에 의해 톱날(또는 와이어)이 절단되는 등의 손상이 발생하는 문제가 있다. 나아가 밴드쏘 또는 와이어쏘는 작업자가 톱날의 끼임 현상에 따른 톱날 교체 작업시 방사선 피폭이 발생할 수 있는 문제가 있으며, 방사성 폐기물의 절단라인에 톱날이 맞물려 끼여 있으므로 톱날을 빼내기가 용이하지 않은 문제가 있다.
대한민국 등록번호 제10-1662588호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 방사성 폐기물 절단 작업 중 해체 대상물의 절단라인에 톱날이 끼어 톱날의 회전이 둔화되거나 정지될 경우, 절단라인을 강제로 벌려 상기 절단라인에 끼어 있는 톱날의 회전이 원활하게 복원될 수 있도록 톱날 끼임 현상을 신속하게 해소시킬 수 있는 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치를 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 절단장치의 톱날에 의해 형성된 방사성 폐기물의 절단라인 일측에 설치된 구동부; 상기 구동부의 동력에 의해 회전될 수 있도록 설치되되 상기 절단라인의 상방에서 절단라인을 가로지르도록 설치되며, 나사산이 형성된 회전축; 및 상기 회전축에 나사 결합되며, 상기 회전축의 회전에 의해 회전축상에서 이동하면서 상기 절단라인을 기준으로 방사성 폐기물의 일측 또는 양측을 가압하는 힘을 발휘하여 절단라인의 간격을 벌리는 가압부를 포함하는 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치를 제공한다.
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이때, 상기 회전축은 회전축의 중간을 기준으로 일측과 타측에 서로 다른 방향의 나사산을 형성하고, 상기 가압부는 회전축의 일측과 타측에 각각 나사 결합되어, 상기 회전축 회전시 서로 반대 방향으로 이동하면서 절단된 방사성 폐기물의 양측을 가압하여 절단라인의 간격을 벌리는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구동부는 원격 제어를 통해 ON/OFF될 수 있도록 설치된 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치는 방사성 폐기물 절단 작업시, 방사성 폐기물의 절단라인에 톱날이 끼여 톱날의 회전이 둔화되거나 정지될 경우, 상기 절단라인을 강제로 벌릴 수 있으므로 톱날의 회전작용은 용이하게 복원될 수 있는 효과가 있다.
또한, 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치는 원격제어를 통해 구동됨으로써, 톱날 끼임 개선 및 보수 작업시, 작업자가 절단 작업 현장에 투입될 필요가 없으므로 작업자가 피폭되는 일을 방지할 수 있어 방사성 폐기물에 대한 절단 작업이 안전하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 밴드쏘 또는 와이어쏘의 톱날이 해체 대상물의 절단라인에 끼인 상태로 운행되다가 톱날이 절된 상태를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치를 이용해 해체 대상 방사성 폐기물의 절단라인을 벌리고 있는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치의 변형예를 이용해 해체 대상 방사성 폐기물의 절단라인을 벌리고 있는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치를 이용해 해체 대상 방사성 폐기물의 절단라인을 벌리고 있는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치의 변형예를 이용해 해체 대상 방사성 폐기물의 절단라인을 벌리고 있는 상태를 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치에 대하여 설명하도록 한다.
방사성 폐기물 절단라인 벌림장치는 밴드쏘나 와이어쏘(이하 '절단장치'라 함)와 같이 절단수단(이하, '톱날'이라 함)의 직경이 비교적 얇고 절단수단의 강성이 비교적 약한 절단장치를 이용한 절단 작업시 톱날의 끼임 현상을 신속히 해소하여 절단 작업이 원활하게 이루어질 수 있도록 하였다. 이때, 톱날의 끼임 현상이라 함은 톱날이 방사성 폐기물을 절단하면서 절단라인을 형성해가다가 절단라인의 끝단에 맞물려 톱날의 회전이 둔화되거나, 아예 톱날이 정지되는 것을 말한다. 이는 원형의 톱날에도 문제가 발생함은 물론, 상기 밴드쏘 및 와이어쏘의 톱날의 경우 절단되는 문제를 야기할 수 있으며, 맞물려 있는 절단라인으로부터 톱날을 빼내기가 용이하지 않은바, 본 발명의 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치는 절단라인에 톱날이 끼인 경우 절단라인을 강제로 벌려 절단라인의 간격을 늘림으로써 톱날의 끼임 현상을 신속하게 해결할 수 있도록 하였다. 특히, 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치는 구동부 구동을 원격으로 제어하여 작업자가 피폭되는 일을 미연에 방지할 수 있도록 하였다.
제1실시예에 다른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치는 도 2에 도시된 바와 같이 승강부(100)와, 구동부(200)와, 확관부(300)와, 제어부(400)를 포함한다.
승강부(100)는 절단 대상물인 방사성 폐기물의 절단라인(C) 상방에서 절단라인(C)을 향해 승강될 수 있도록 설치된다. 승강부(100)는 하강되는 힘을 확관부(300)에 전달하여 확관부(300)로 하여금 절단라인(C)을 벌리는 역할을 한다. 승강부(100)는 절단라인(C)을 향해 직선으로 왕복 이동될 수 있도록 설치됨이 바람직하다.
구동부(200)는 승강부(100)를 승강시키는 동력을 발생한다. 구동부(200)는 승강부(100)를 승강시키는 동력을 발생시키면 무방하며, 유압실린더임이 바람직하다.
확관부(300)는 방사성 폐기물의 절단라인(C)에 개재되면서 절단라인(C)을 양측으로 벌려 절단라인(C) 간격을 넓히는 역할을 한다. 확관부(300)는 승강부(100)의 하단부에 설치되며, 승강부(100)의 승강작용과 연동된다. 확관부(300)는 절단라인(C) 상에서 하강될수록 절단라인(C)을 벌리는 효과를 높이는 형태로 이루어짐이 바람직하다. 확관부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 하단에서 상단으로 갈수록 직경이 점점 커지는 확관의 형태로 이루어짐이 바람직하다. 즉, 확관부(300)는 원뿔(cone)의 형태임이 바람직한 것이다.
제어부(400)는 구동부(200)를 원격으로 제어할 수 있도록 하는 역할을 하며, 절단 작업 현장의 밖에 마련된다. 제어부(400)는 관리실에서 구동부(200) 동작(ON/OFF)을 제어할 수 있는 시스템으로써, 피폭으로부터 안전한 장소에 마련된 것이라 할 수 있다. 작업자는 제어부(400)를 통해 피폭으로부터 안전한 장소에서 구동부(200) 구동을 제어할 수 있는 것이다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 제1실시예에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치 작용에 대하여 살펴보도록 한다.
절단장치의 톱날(S)은 고속으로 회전하면서 방사성 폐기물의 일측을 절단시킨다. 방사성 폐기물의 일측은 톱날(S)의 고속회전에 의해 절단라인(C)이 형성되고, 톱날(S)은 절단라인(C)을 깊숙히 형성해가면서 방사성 폐기물 안쪽으로 이동한다, 이때, 톱날(S)이 절단라인(C)의 끝단에 맞물려 톱날 끼임 현상이 발생하면, 작업자는 제어부(400)를 통해 구동부(200)를 동작시킨다. 이때, 절단라인(C) 상방의 승강부(100)는 구동부(200)의 동력에 의해 하강을 하고, 승강부(100)의 하강에 의해 확관부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 절단라인(C)으로 삽입된다. 확관부(300)는 하강할 수록 절단라인(C)의 간격에 비해 큰 직경으로 인해 절단라인(C)을 구성하는 방사성 폐기물을 양측으로 밀어낸다. 이에 따라, 절단라인(C) 간격은 강제적으로 벌어지며 톱날(S)이 맞물려 있는 절단라인(C)의 끝단 역시 간격이 벌어진다. 톱날(S)은 맞물려 있던 절단라인(C) 끝단으로부터 구속이 해제됨으로써, 절단작업을 계속해나갈 수 있으며, 끼임 현상으로 인한 톱날의 상태에 따라 절단라인(C)으로부터 톱날(S)을 빼내 교체 할 수 있다.
확관부(300)의 벌림 작용 효과를 높이기 위하여, 확관부(300)가 회전될 수 있도록 구성할 수 있다. 이는 제1실시예의 변형예로써 첨부된 도 4를 참조하여 살펴보도록 한다. 확관부(300)는 승강부(100) 상에서 회전될 수 있도록 설치된다. 확관부(300)는 회전력을 발휘함에 따라 절단라인(C)을 더욱 효과적으로 벌릴 수 있다. 승강부(100) 상에서의 확관부(300) 회전구조는 특정하게 한정하는 것은 아니며, 확관부(300)가 승강부(100)의 단부상에서 회전될 수 있도록 설치된 구성이면 무방하다. 또한, 확관부(300) 외주면은 스크류 타입으로 구성됨이 더욱 바람직하다. 이는 확관부(300) 회전력에 따른 절단라인(C) 벌리는 힘을 극대화시키기 위함이다. 이러한 구성의 확관부(300)는 드릴과 흡사하다. 도 4에 도시된 바와 같이 드릴 타입의 확관부(300)가 회전되면서 절단라인(C)에 삽입됨에 따라 방사성 폐기물의 절단라인(C)은 양측으로 더욱 효과적으로 벌어질 수 있다.
방사성 폐기물의 절단라인을 벌리기 위한 제2실시예에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치가 제시되며, 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
방사성 폐기물 절단라인 벌림장치는 구동부(500)와, 회전축(600)과, 가압부(700)와, 제어부(400)를 포함한다.
구동부(500)는 회전동력을 발생하며, 방사성 폐기물 절단라인(C)의 일측에 설치된다. 구동부(500)는 모터로 제공됨이 바람직하다.
회전축(600)은 구동부(500)의 동력에 의해 회전되며, 절단라인(C)의 상방에 위치되도록 설치된다. 회전축(600)은 도 5에 도시된 바와 같이 절단라인(C)을 너비 방향으로 가로지르도록 설치된다. 회전축(600)에는 나사산이 형성되는데, 나사산은 회전축(600)의 중간을 기준으로 일측과 타측에 각각 반대 방향의 나선을 갖도록 형성된다. 즉, 회전축(600)의 일측 또는 타측에 형성된 나사산은 역나사산으로 형성된 것이다.
가압부(700)는 절단라인(C)에 개재되어 회전축(600)의 회전에 의해 절단라인(C) 양측의 방사성 폐기물을 밀어내는 역할을 한다. 가압부(700)가 절단라인(C) 상에서 방사성 폐기물을 양측으로 밀어냄에 따라 절단라인(C) 간격은 커질 수 있다. 가압부(700)는 한 쌍으로 제공됨이 바람직하다. 한 쌍의 가압부(700)는 각각 회전축(600)의 일측과 타측에 각각 나사 결합된다. 이와 같은 구성에 의해 회전축(600) 회전시, 한 쌍의 가압부(700)는 회전축(600)의 중간을 기준으로 서로 멀어지거나 가까워질 수 있다. 즉, 역나사산의 구성으로 인해 회전축(600)이 일방향으로 회전되더라도 한 쌍의 가압부(700)는 서로 다른 방향으로 이동될 수 있는 것이다. 한편, 도시되지는 않았지만 가압부(700)는 1개의 구성으로만 제공될 수도 있다. 즉, 1개의 가압부(700)는 회전축(600) 상에서 이동하면서 방사성 폐기물의 일측만 가압하여 절단라인(C)을 벌릴 수 있는 것이다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 제2실시예에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치 작용에 대하여 살펴보도록 한다.
톱날(S) 끼임 현상이 발생하면, 작업자는 제어부(400)를 통해 원격으로 구동부(500)를 구동시킨다. 구동부(500)의 동력에 의해 회전축(600)은 회전되고, 회전축(600)의 일측과 타측에 설치된 가압부(700)는 절단라인(C) 양측의 방사성 폐기물을 가압하여 밀어낸다. 이에 따라, 절단라인(C) 간격은 벌어지면서 톱날(S)의 끼임 현상을 해소시킨다. 이후, 작업자는 절단작업을 계속 수행하거나 톱날 교체 작업을 수행할 수 있다.
가압부(700)의 벌림 작용 효과를 높이기 위하여, 가압부(700)에 밀착부(710)의 구성이 추가될 수 있다. 이는 제2실시예의 변형예로써 도 6을 참조하여 살펴보도록 한다.
밀착부(710)는 절단라인(C)을 기준으로 양측의 방사성 폐기물 모서리에 대응되며, 가압부(700)의 하단부에 축 결합된다. 밀착부(710)는 가압부(700)에 의한 벌림 방향으로 회전될 수 있도록 축 결합된다. 밀착부(710)는 도 6에 도시된 바와 같이 방사성 폐기물의 모서리를 기준으로 양면에 밀착되는 절곡된 형태로 이루어지며, 밀착부(710)에는 방사성 폐기물의 모서리가 수용되는 모서리홈(711)이 형성된다. 이와 같은 밀착부(710)의 구성으로 인해 가압부(700)는 방사성 폐기물의 모서리를 기준으로 방사성 폐기물의 양면을 밀착함에 따라 회전축(600) 회전에 의한 가압부(700) 이동에 따른 절단라인(C) 벌림 작업의 효율성을 높일 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치는 원격 제어를 통한 동력을 이용하여 방사성 폐기물의 절단라인을 임의로 벌릴 수 있도록 하였다. 이에 따라, 작업자 피폭 방지는 물론 절단장치의 톱날 끼임 현상을 해소하여 톱날 교체 등의 사후처리를 신속하게 실시할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 승강부 200,500 : 구동부
300 : 확관부 400 : 제어부
600 : 회전축 700 : 가압부
710 : 밀착부 711 : 모서리홈

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 절단장치의 톱날에 의해 형성된 방사성 폐기물의 절단라인 일측에 설치된 구동부;
    상기 구동부의 동력에 의해 회전될 수 있도록 설치되되 상기 절단라인의 상방에서 절단라인을 가로지르도록 설치되며, 나사산이 형성된 회전축; 및
    상기 회전축에 나사 결합되며, 상기 회전축의 회전에 의해 회전축상에서 이동하면서 상기 절단라인을 기준으로 방사성 폐기물의 일측 또는 양측을 가압하는 힘을 발휘하여 절단라인의 간격을 벌리는 가압부를 포함하는 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전축은 회전축의 중간을 기준으로 일측과 타측에 서로 다른 방향의 나사산을 형성하고,
    상기 가압부는 회전축의 일측과 타측에 각각 나사 결합되어, 상기 회전축 회전시 서로 반대 방향으로 이동하면서 절단된 방사성 폐기물의 양측을 가압하여 절단라인의 간격을 벌리는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 구동부는 원격 제어를 통해 ON/OFF될 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 절단라인 벌림장치.


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