KR102298694B1

KR102298694B1 - 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치

Info

Publication number: KR102298694B1
Application number: KR1020190175175A
Authority: KR
Inventors: 이바로; 송정호; 강상묵; 서민우; 김성렬; 김동민; 오정민; 이근영; 오맹교; 민병연; 서범경
Original assignee: (주)오르비텍
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2021-09-06
Also published as: KR20210082836A

Abstract

본 발명은 방사성 콘크리트 폐기물을 가열 분쇄하여 골재와 시멘트 모르타르를 효과적으로 분리하여 시멘트 모르타르는 제염처리하고 골재는 부분적으로 재사용할 수 있도록 함으로써 방사성 콘크리트 폐기물을 감용하고 처리비용을 절감할 수 있도록 한 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 관한 것으로서,
방사성 콘크리트 폐기물을 고온으로 가열하여 시멘트 모르타르와 골재 사이의 결합력을 약화시키는 가열설비부(10); 방사성 콘크리트 폐기물을 상온까지 냉각시키는 냉각설비부(20); 가열설비부 및 냉각설비부에서 발생하는 배기가스의 시멘트를 포집하고 배기가스를 냉각시켜 배출하는 배기가스처리설비부(30); 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하여 시멘트 모르타르와 골재가 분리시키는 분쇄설비부(40); 분리된 골재와 시멘트를 크기별로 분급하여 배출하는 분급설비부(50); 배기가스처리설비부에서 배출된 배기가스에 포함된 방사성 물질을 포집하고 배출기준을 만족하는 가스를 외부로 배출함과 아울러 분쇄설비부 및 분급설비부에서 배출된 공기 중의 분말 형태의 시멘트를 포집하고 배출기준을 만족하는 가스를 외부로 배출하는 집진설비부(60)와; 가열설비부와, 냉각설비부, 배기가스처리설비부, 분쇄설비부, 분급설비부 및 집진설비부(60)를 제어하기 위한 조작설비부(70)와; 상기한 설비들이 설치되며 이동수단에 의해 이동될 수 있도록 밀폐된 컨테이너 형상으로 형성되는 베이스부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치{Movable Apparatus for Volume Reduction Processing of Radioactive Concrete Wastes}

본 발명은 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사성 물질에 오염된 콘크리트 폐기물을 가열 분쇄하여 골재와 시멘트 모르타르를 효과적으로 분리하여 시멘트 모르타르는 별도로 보관하여 제염처리할 수 있도록 하고 오염이 덜한 골재는 부분적으로 재사용할 수 있도록 함으로써 방사성 콘크리트 폐기물의 상당량을 감용하고 폐기물 처리비용을 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있도록 한 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 원전을 해체하는 경우 대량의 방사성 폐기물이 발생하게 되는데, 이러한 방사성 폐기물의 처리비용이 원전 해체비용 중 상당량을 차지하게 된다. 산업통상자원부의 발표(2017년 기준, 2년마다 갱신)에 따르면, 원전 1기의 해체시 폐기물 처리비용은 2,889억원으로 전체 해체비용의 약 38%를 차지하고 있으며, 고리 1호기의 해체시 발생하는 방사성 폐기물은 대략 80,000드럼으로 예상되고 있다. 그런데, 국내의 중·저준위 방사성 폐기물 처분시설의 용량이 충분하지 않으므로, 정부에서는 방사성 폐기물의 양을 약 15,000 드럼 정도로 축소하려는 방침을 가지고 있다.

이와 관련하여, 원전 등의 원자력시설을 해체할 때 발생하는 콘크리트 폐기물의 양을 살펴보면, 콘크리트 폐기물이 전체 방사성 폐기물 중 약 70% 이상을 차지하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 콘크리트 폐기물의 양을 줄이게 되면 처분대상이 되는 방사성 폐기물의 양을 충분히 줄일 수 있을 것으로 기대되고 있다.

한편, 방사성 콘크리트 폐기물의 방사능 오염은 콘크리트 전체가 아닌 콘트리트 표면의 시멘트 모르타르에 집중되어 있다. 따라서, 방사성 콘크리트 폐기물은 주로 표면 제염하는 물리적 방식을 통해 제염 처리하고 있으나, 표면 제염만으로는 오염원의 제거가 이루어지지 않는 경우가 다수 발생할 뿐만 아니라 콘크리트의 표면을 제염하는 과정에서 발생하는 분말 형태의 시멘트 모르타르가 오염 확산을 야기할 수 있어 이를 방지하는데 많은 비용과 노동력이 필요하다는 등의 문제점이 있다. 이에 따라, 상기한 표면 제염 방식의 기술적 한계로 인해 대부분의 방사성 콘크리트 폐기물이 저장용기에 저장되어 폐기물 처리장에 최종 처리되고 있으며, 이로인해 폐기물의 양이 증가하고 있는 실정이다.

이와 관련하여, 방사성 콘크리트 폐기물은 방사성 물질로 오염된 시멘트 모르타르를 효과적으로 제거할 경우 상대적으로 비오염되어 있는 골재는 부분적으로 재활용할 수 있고, 이를 통해 방사성 콘크리트 폐기물의 상당량을 감용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 통상적으로, 콘크리트는 대략 25~40%의 시멘트 모르타르와 대략 60~75%의 골재로 이루어져 있다. 따라서, 콘크리트를 구성하는 시멘트 모르타르와 골재를 효과적으로 분리한다면, 방사성 콘크리트 폐기물의 상당량을 감용할 수 있고, 방사성 폐기물의 처리비용 절감을 통해 경제성을 향상시킬 수 있을 것이다.

또한, 콘크리트 폐기물은 건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률 등의 현행법으로 인해 그대로 폐기할 수 없고 순환골재로 재활용하도록 하고 있다. 즉, 콘크리트 폐기물을 파쇄 등의 물리적인 방식으로 처리하여 순환골재로 만들어 재활용하고 있는 것이다. 하지만, 물리적인 방식으로 순환골재를 만들 경우, 순환골재의 표면에 시멘트 모르타르가 남아 있게 되어 고순도의 순환골재를 얻을 수 없는 단점이 있다.

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

특허문헌 1은, 원자력 발전소와 같은 방사성 관련 시설물내에서 발생되는 방사성 콘크리트 폐기물의 처리장치에 있어서, 상기 처리장치는 상면 및 전면이 개방된 통형상으로서, 저면부에 형성되는 배수구와, 하면부에 장착되는 다수개의 바퀴부재와, 망 또는 창살형태의 판으로서, 상면에 착탈가능하게 설치되어 방사성 콘크리트 폐기물이 탑재되는 지지판을 구비하는 연마부산물수집통과; 상면이 개방된 서랍형태로서, 상기 연마부산물수집통의 저면과 지지판 사이의 공간이 전후방향으로 유동가능하게 끼움조립되어 상기 지지판을 통과하여 낙하하는 연마 부산물을 수용하는 연마 부산물트레이와; 판상으로서, 중간부 수직방향을 따라 길게 절개형성되는 작동공과, 작동공의 외측 중간 연부에 외향으로 돌출형성되는 축고정편을 구비하고, 상기 연마부산물수집통의 상면 일단부측에 수직으로 고정설치되는 기기고정판과; '∩' 형상의 단면을 갖는 덮개형상으로 상면 일단부가 상기 기기고정판의 상단부와 회동가능하게 힌지결합되어 상기 연마부산물수집통의 상측을 개폐가능하게 덮는 비산방지덮개와; 상기 비산방지 덮개의 내측에 장착되어 압축공기를 분사하는 다수개의 압축공기분사노즐과; 상단부에 손잡이부와, 하단부에 길이가 신축되는 쇽업쇼바를 구비한 바로서, 상기 기기고정판의 작동공을 따라 회동가능하도록 축고정편에 축결합되는 연마작동봉과; 상기 연마작동봉의 쇽업쇼바의 하단부에 회전가능하게 장착되는 연마롤러와; 상기 연마작동봉의 쇽업쇼바상에 장착되고, 상기 연마롤러와 연결되어 상기 연마롤러를 구동하는 구동모터와; 상기 압축공기분사노즐과 연결되어 압축공기분사노즐로 압축공기를 공급하는 압축공기공급펌프와; 상기 구동모터 및 압축공기공급펌프와 각기 전기적으로 연결되어 구동모터 및 압축공기공급펌프의 작동을 제어하는 조작반과; 연결수단에 의해 상기 비산방지덮개의 내측공간과 연통되게 연결되어 상기 비산방지덮개의 내측공간의 공기를 흡기하여 상기 비산방지덮개의 내측공간에서 비상되는 연마 부산물을 포집하는 집진기를 포함하며, 콘크리트 폐기물을 파쇄하지 않고 콘크리트 폐기물의 외표면을 신속하게 연마하고, 연마작업에 의해 생성된 콘크리트 폐기물의 연마 부산물을 간편하게 포집하여 방사성 드럼폐기할 수 있도록 하면서도 연마 부산물이 시설물내에 비산되는 것도 확실하게 방지할 수 있는 방사성 콘크리트 폐기물의 건식처리장치를 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 방사성 콘크리트 폐기물을 물리적 또는 기계적으로 1차 파쇄하고, 경우에 따라서는 크기가 1 ㎜ 미만인 방사성 미분말, 1∼5 ㎜인 잔골재 및 5 ㎜이상인 굵은 골재로 분극시키는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 파쇄되고 분극된 폐기물을 가열하고 분쇄하는 단계(단계 2); 상기 단계 2의 폐기물로부터 방사성핵종을 분리하는 단계(단계 3); 상기 단계 3의 폐기물을 1 ㎜ 미만인 방사성 미분말과 1∼5 ㎜인 잔골재 및 5 ㎜ 이상인 굵은 골재로 분리하여 비오염 골재를 분리하는 단계(단계 4); 상기 단계 4의 1 ㎜ 이하 우라늄 오염 경량 미분말을 0.15 ∼ 1 ㎜ 크기로 분극시키는 단계(단계 5); 상기 단계 5의 미분말 또는 상기 단계 4의 잔골재를 제염 및 감용시켜 재활용 골재를 생산하는 단계(단계 6); 및 0.15 ㎜ 이하의 우라늄 오염 경량 미분말과 1 ㎜ 이하의 방사화 중량 미분말을 혼합하여 슬래깅 또는 시멘트로 고화시켜 감용/안정화된 방사성 폐기물을 제조하는 단계(단계 7)를 포함하며, 방사화 콘크리트 폐기물의 경우 감용공정에 의해 약 70% 이상의 부피를 감용시킬 수 있으며 우라늄 변환시설에서 발생된 우라늄 해체 콘크리트 폐기물의 경우 약 80% 정도 청정골재를 생산하여 방사성 콘크리트 폐기물의 부피를 감소시킬 수 있으며, 열적/기계적 처리시 발생되는 우라늄 미분말 20%는 화학적 처리방법에 의해 15% 이상 감용시켜 총 발생되는 우라늄 폐기물의 95%를 자체처분이 가능한 깨끗한 골재로 생산이 가능한 방사성 콘크리트 폐기물로부터 감용처리방법 및 청정골재 제조방법을 개시하고 있다.

특허문헌 3은, a) 에폭시가 붙어있는 콘크리트 폐기물을 500~1000도에서 가열하여 에폭시를 제거하는 단계; b) 상기 에폭시가 제거된 콘크리트 폐기물로부터 분말을 얻는 단계; c) 상기 분말을 1차 세척하고, 동전기 장치에서 2차 세척하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계에서 발생한 용액에 CaO를 넣고 pH를 조절하여 우라늄을 분리한 후, 황산을 첨가하여 칼슘을 제거하는 단계;를 포함하며, 에폭시가 코팅된 콘크리트 폐기물과 에폭시가 코팅되지 않은 콘크리트를 나누어 처리함으로써 방사성 콘크리트 발생의 양을 감용할 수 있음은 물론, 우라늄으로 오염된 콘크리트 폐기물 중 70% 이상을 자체처분(self-disposal)할 수 있고, 제염시 발생하는 이차 방사성폐기물의 양도 획기적으로 감축시킬 수 있는 습식제염방식에 의한 방사성 콘크리트 폐기물의 제염방법을 개시하고 있다.

KR

10-0967394

B1

KR

10-2011-0013992

A

KR

10-2015-0099975

A

본 발명은 방사성 콘크리트 폐기물을 구성하는 시멘트 모르타르와 골재의 결합력을 약화시킨 후 분쇄하여 방사성 물질에 오염된 시멘트 모르타르가 골재로부터 완전히 분리되도록 함으로써 고순도의 순환골재를 얻을 수 있음은 물론 처리대상 방사성 폐기물을 대폭 감용하고 폐기물 처리비용을 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있도록 한, 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 방사성 콘크리트 폐기물을 고온으로 가열하여 시멘트 모르타르와 골재 사이의 결합력을 약화시키는 가열설비부; 가열 상태로 배출되는 방사성 콘크리트 폐기물을 상온까지 냉각시키는 냉각설비부; 가열설비부 및 냉각설비부에서 발생하는 배기가스에 포함된 분말형태의 시멘트를 포집하고 배기가스를 냉각시켜 배출하는 배기가스처리설비부; 상온으로 냉각된 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하여 시멘트 모르타르와 골재가 분리되도록 하는 분쇄설비부; 진동을 이용하여 크기별로 분급하고 골재와 시멘트 모르타르를 분리하여 배출하는 분급설비부; 배기가스처리설비부에서 배출된 배기가스에 포함된 방사성 물질을 포집하고 배출기준을 만족하는 가스를 외부로 배출함과 아울러 분쇄설비부 및 분급설비부에서 배출된 공기 중의 분말 형태의 시멘트를 포집하고 배출기준을 만족하는 가스를 외부로 배출하는 집진설비부와; 가열설비부와, 냉각설비부, 배기가스처리설비부, 분쇄설비부, 분급설비부 및 집진설비부를 제어하기 위한 조작설비부와; 상기한 설비들이 설치되며 이동수단에 의해 이동될 수 있도록 밀폐된 컨테이너 형상으로 형성되는 베이스부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 베이스부는 가열설비부와 냉각설비부, 배기가스처리설비부가 설치됨과 아울러 이들의 제어를 위한 제1제어반이 구비되는 밀폐된 컨테이너 형상의 제1베이스부와, 분쇄설비부와 분급설비부 및 집진설비부가 설치됨과 아울러 이들의 제어를 위한 제2제어반이 구비되는 밀폐된 컨테이너 형상의 제2베이스부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 제1제어반 및 제2제어반의 UI는 터치스크린 방식으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 베이스부는 시멘트 분말의 외부 누출을 방지할 수 있도록 외장을 구비하고, 외장은 스크린 셔터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 가열설비부는 방사성 콘크리트 폐기물의 공급을 위한 공급호퍼와, 방사성 콘크리트 폐기물을 가열하기 위한 전기가열장치가 구비되어 방사성 콘크리트 폐기물을 400~800℃로 고온 가열하고 내측면에 방사성 콘크리트 폐기물의 배치 및 배출을 위한 무축 스크루 피더가 구비되는 가열통과, 방사성 콘크리트 폐기물의 공급 및 배출을 위하여 가열통의 상부와 하부에 각각 구비되는 상/하부 슬라이드 게이트 밸브와, 전기가열장치의 제어를 위한 전기가열장치 제어반을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 공급호퍼에 방사성 콘크리트 폐기물을 파쇄하기 위한 파쇄기 및 집진설비를 더 포함하고, 가열통은 가열과 동시에 방사성 콘크리트 폐기물의 분쇄가 이루어지도록 회전 가능하게 설치되며, 가열통의 하부에 방사성 콘크리트 폐기물을 승강시키는 리프트 장치가 더 설치될 수 있다.

또, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 냉각설비부는 액상 냉각재를 이용하여 가열 상태의 방사성 폐기물을 상온까지 냉각시키는 냉각장치와, 열교환에 의해 가열된 액상 냉각재를 냉각시키기 위한 냉각기와, 액상 냉각재가 저장되는 저장탱크를 포함하고, 액상 냉각재는 저장탱크, 냉각장치, 냉각기 및 저장탱크의 순으로 순환하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 냉각장치는 배관 누출사고가 발생하더라도 방사성 콘크리트 폐기물에 냉각재가 직접 닿지 않도록 이중 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 배기가스처리설비부는 물을 이용하여 배기가스에 포함된 시멘트 분말을 포집하는 스크러버와, 냉각재를 이용하여 배기가스를 상온까지 냉각시키는 가스응축기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 시멘트 분말 저장부와 물저장부, 스프레이를 포함하고, 가스응축기는 냉각설비부의 냉각재를 순환시켜 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 배기가스처리설비부는 습분을 제거하기 위한 습분제거기 또는 습분의 제거를 위한 가열장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 분쇄설비부는 방사성 폐기물의 이송을 위한 벨트컨베이어와, 방사성 콘크리트 폐기물 사이의 충돌을 통해 방사성 폐기물을 분쇄하여 다양한 크기의 골재와 시멘트 페이스트로 분리하는 원통형 분쇄장치와, 분리된 골재와 시멘트 페이스트를 분급설비부로 이송하는 이송용 스크루 피더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 원통형 분쇄장치는 내부에 볼을 투입한 후 회전하여 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하는 볼밀, 막대를 투입한 후 회전하여 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하는 로드밀, 타격부재를 투입하지 않고 회전을 통해 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하는 로터리밀 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 분급설비부는 체망의 진동을 이용하여 골재와 시멘트 페이스트를 크기별로 분급하는 진동체 분급장치와, 분급된 골재와 시멘트를 크기별로 분리 배출하는 복수개의 배출용 스크루장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 분급단계는 최소 2단계에서 4단계로 이루어지고, 체망의 크기는 분급 기준에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 집진설비부는 배기가스처리설비부에서 처리되어 나온 배기가스 내의 방사성 물질을 포집하도록 3종의 필터로 이루어지고 배출기준에 맞는 가스를 외부로 배출하는 제1집진장치와, 분쇄설비부 및 분급설비부로부터 배출된 공기 중의 시멘트 분말을 포집하도록 1종의 필터가 복수개 설치되고 배출기준에 맞는 공기를 외부로 배출하는 제2집진장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 제1집진장치의 필터는 프리필터, 미디움필터, 차콜필터, 헤파필터 중에서 선택되는 3종의 필터로 이루어지고, 상기 제2집진장치의 필터는 헤파필터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치는 방사성 콘크리트 폐기물을 가열시켜 시멘트 모르타르와 골재의 결합력을 약화시킨 후 콘크리트 폐기물들의 상호 충돌을 통해 분쇄되어 시멘트 모르타르와 골재가 분리되도록 하므로, 방사성 물질에 오염된 시멘트 모르타르가 골재로부터 대부분 분리되어 방사성 폐기물이 대폭 감용됨은 물론 고순도의 순환골재를 얻을 수 있게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 집진설비를 이용하여 방사성 콘크리트의 분쇄 과정에서 발생한 시멘트 모르타르는 물론 방사성 콘크리트 폐기물의 가열 과정에서 발생하는 배기가스에 포함된 시멘트 모르타르까지 모두 모아주고 베이스부의 외장을 통해 내외부를 밀폐함에 따라, 방사능에 오염된 시멘트 모르타르의 외부 유출이 방지되는 효과가 있다. 기존 기술 또는 장치는 베이스부 개념이 없고, 비산과 배기가스 문제가 중요한 콘크리트 처리 공정을 대형 처리시설 내부에 구축하는 개념을 사용하므로, 대면적의 2차적인 오염을 피할 수 없고 작업자의 내외부 방사성 피폭이 우려될 수 있으나, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치는 베이스부 내부에 배기가스 처리를 완료하고 미량 비산이 가능한 오염 시멘트 모르타르마저도 베이스부 내부에 가둘 수 있으므로 공정의 실용성을 확연히 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 20ft 컨테이너 2개를 이용하여 베이스부를 형성하되, 제1베이스부와 제2베이스부에 각 설비들이 분산배치됨에 따라 현장에서의 이동성이 향상되므로, 공정의 실용성을 극대화하고 방사성 폐기물 처리장치의 현장 적용 및 재활용을 위한 규제기관의 인허가가 보다 원활할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 베이스부가 가열설비부와 냉각설비부, 배기가스처리부가 설치되는 제1베이스부와 분쇄설비부 및 분급설비부가 설치되는 제2베이스부로 분할 형성되고 가열설비부에 단열재가 설치됨에 따라 화재 위험성이 대폭 감소하고 화재가 발생하더라도 제1베이스부와 제2베이스부를 분리함으로써, 화재로 인한 피해를 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 따르면, 방사성 콘크리트 폐기물이 아닌 일반 건설폐기물에 적용하여 콘크리트 폐기물의 시멘트 모르타르와 골재를 분리함으로써 고순도의 골재를 얻을 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치가 도시된 정면 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치의 평면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치의 배치 형태를 나타낸 참고도.
도 4는 본 발명에 따른 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에서 외장이 설치된 모습을 나타낸 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한, 도 1은 본 발명에 따른 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치가 도시된 정면 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치의 평면 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치의 배치 형태를 나타낸 참고도이고, 도 4는 본 발명에 따른 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치에서 외장이 설치된 모습을 나타낸 참고도이다.

본 발명에 의한 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 가열설비부(10)와 냉각설비부(20), 배기가스처리설비부(30), 분쇄설비부(40), 분급설비부(50), 집진설비부(60), 조작설비부(70) 및 베이스부(80)를 포함한다.

상기 가열설비부(10)는 방사성 콘크리트 폐기물을 고온으로 가열하여 콘크리트를 구성하는 시멘트 모르타르와 골재 사이의 결합력을 약화시키는 것으로, 방사성 콘크리트 폐기물의 공급을 위한 공급호퍼(11)와, 방사성 콘크리트 폐기물을 가열하기 위한 전기가열장치(14)가 구비되어 방사성 콘크리트 폐기물을 400 ~ 800℃로 고온 가열하고 내측면에 방사성 콘크리트 폐기물의 배치 및 배출을 위한 무축 스크루 피더(13)가 구비되는 가열통(12)과, 방사성 콘크리트 폐기물의 공급 및 배출을 위하여 가열통(12)의 상부와 하부에 각각 구비되는 상부 슬라이드 게이트 밸브(16)와, 하부 슬라이드 게이트 밸브(17)와, 전기가열장치(14)의 제어를 위한 전기가열장치 제어반(15)을 포함한다.

이때, 상기 공급호퍼(11)에 방사성 콘크리트 폐기물을 파쇄하기 위한 파쇄기 및 집진설비가 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 가열통(12)은 가열과 동시에 방사성 콘크리트 폐기물의 분쇄가 이루어지도록 회전 가능하게 설치되며, 상기 가열통(12)의 하부에 방사성 콘크리트 폐기물을 승강시키는 리프트 장치가 더 설치될 수 있다.

상기 냉각설비부(20)는 가열 상태로 배출되는 방사성 콘크리트 폐기물을 상온까지 냉각시키기 위한 것으로, 액상 냉각재를 이용하여 가열 상태의 방사성 폐기물을 상온까지 냉각시키는 냉각장치(21)와, 열교환에 의해 가열된 액상 냉각재를 냉각시키기 위한 냉각기(22) 및 액상 냉각재가 저장되는 저장탱크(23)를 포함한다. 이때, 상기 냉각장치(21)는 배관 누출사고가 발생하더라도 방사성 콘크리트 폐기물에 냉각재가 직접 닿지 않도록 이중 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 냉각설비부(20)의 액상 냉각재는 저장탱크, 냉각장치(21), 냉각기(22) 및 저장탱크(23)의 순으로 순환하게 된다. 그리고, 상기 액상 냉각재로는 물을 사용하는 것이 바람직하나, 물이 아닌 다른 액상의 냉각재를 사용할 수도 있다.

상기 배기가스처리설비부(30)는 가열설비부(10) 및 냉각설비부(20)에서 발생하는 배기가스에 포함된 분말 형태의 시멘트를 포집하고 배기가스를 냉각시켜 배출하는 것으로, 물을 이용하여 배기가스에 포함된 시멘트 분말을 포집하는 스크러버(31)와, 냉각재를 이용하여 배기가스를 상온까지 냉각시키는 가스응축기(32)를 포함한다. 그리고, 상기 배기가스처리설비부(30)는 포집된 시멘트가 저장되는 시멘트 저장부와, 시멘트의 포집에 사용된 물이 저장되는 물저장부 및 시멘트의 포집을 위하여 물을 뿌려주는 스프레이를 더 포함할 수 있고, 상기 가스응축기(32)는 냉각설비부(20)의 액상 냉각재를 순환시켜 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 배기가스처리설비부(30)는 배기가스 중의 습분을 제거하기 위한 습분제거기 또는 습분의 제거를 위한 가열장치를 더 포함할 수도 있다.

상기 분쇄설비부(40)는 냉각설비부(20)에 의해 상온으로 냉각된 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하여 시멘트 모르타르와 골재가 분리되도록 하는 것으로, 방사성 폐기물의 이송을 위한 벨트컨베이어(41)와, 방사성 콘크리트 폐기물 사이의 충돌을 통해 방사성 폐기물을 분쇄하여 다양한 크기의 골재와 시멘트 페이스트로 분리하는 원통형 분쇄장치(42)와, 분리된 골재와 시멘트 페이스트를 분급설비부로 이송하는 이송용 스크루 피더(43)를 포함한다. 이때, 상기 원통형 분쇄장치(42)는 내부에 볼을 투입한 후 회전하여 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하는 볼밀, 막대를 투입한 후 회전하여 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하는 로드밀, 타격부재를 투입하지 않고 회전을 통해 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하는 로터리밀 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

상기 분급설비부(50)는 진동을 이용하여 크기별로 분급하고 골재와 시멘트 모르타르를 분리하여 배출하기 위한 것으로, 체망의 진동을 이용하여 골재와 시멘트 페이스트를 크기별로 분급하는 진동체 분급장치(51)와, 분급된 골재와 시멘트를 크기별로 분리 배출하는 복수개의 배출용 스크루장치(52)를 포함한다. 이때, 상기 분급설비부(50)에 의한 분급단계는 최소 2단계에서 4단계인 것이 바람직하고, 상기 진동체 분급장치(51)를 구성하는 체망의 크기는 분급 기준에 따라 결정된다.

상기 집진설비부(60)는 배기가스처리설비부(30)에서 배출된 배기가스에 포함된 방사성 물질을 포집하고 배출기준을 만족하는 가스를 외부로 배출함과 아울러 상기 분쇄설비부(40) 및 분급설비부(50)에서 배출된 공기 중의 분말 형태의 시멘트를 포집하고 배출기준을 만족하는 가스를 외부로 배출하는 것이다. 이때, 상기 집진설비부(60)는 배기가스처리설비부(30)에서 처리되어 나온 배기가스 내의 방사성 물질을 포집하도록 3종의 필터로 이루어지고 배출기준에 맞는 가스를 외부로 배출하는 제1집진장치(61)와, 상기 분쇄설비부(40) 및 분급설비부(50)로부터 배출된 공기 중의 시멘트 분말을 포집하도록 1종의 필터가 복수개 설치되고 배출기준에 맞는 공기를 외부로 배출하는 제2집진장치(62)를 포함한다. 구체적으로, 상기 제1집진장치(61)의 필터는 프리필터(Pre-Filter), 미디움필터(Medium Filter), 차콜필터(Charcoal Filter), 헤파(HEPA; High Efficiency Particulate Arrestor)필터 중에서 선택된 3종의 필터이고, 상기 제2집진장치(62)의 필터는 헤파필터이다.

상기 조작설비부(70)는 상기한 구성들을 제어하기 위한 것으로, 상기 가열설비부(10)와 냉각설비부(20) 및 배기가스처리설비부(30)를 제어하기 위한 제1제어반(71)과, 상기 분쇄설비부(40)와 분급설비부(50) 및 집진설비부(60)를 제어하기 위한 제2제어반(72)으로 이루어진다. 이때, 상기 제1제어반(71) 및 제2제어반(72)의 UI는 터치스크린 방식으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 베이스부(80)는 상기한 설비들이 설치되며 트레일러 등의 이동수단에 의해 이동될 수 있도록 밀폐된 컨테이너 형상으로 형성되는 것으로, 상기 가열설비부(10)와 냉각설비부(20), 배기가스처리설비부(30)가 설치됨과 아울러 이들의 제어를 위한 제1제어반(71)이 구비되는 밀폐된 컨테이너 형상의 제1베이스부(81)와, 상기 분쇄설비부(40)와 분급설비부(50) 및 집진설비부(60)가 설치됨과 아울러 이들의 제어를 위한 제2제어반(72)이 구비되는 밀폐된 컨테이너 형상의 제2베이스부(82)로 이루어진다.

이때, 상기 베이스부(80)는 도 5에 도시된 바와 같이, 시멘트 분말의 외부 누출을 방지할 수 있도록 외장을 구비하고, 외장은 스크린 셔터로 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치는 방사성 콘크리트 폐기물을 가열하여 콘크리트를 구성하는 시멘트 모르타르와 골재의 결합력을 약화시킨 상태에서 방사성 콘크리트 폐기물을 냉각시킨 후 분쇄함으로써 시멘트 모르타르와 골재가 서로 분리되도록 하고, 이 과정에서 발생하는 시멘트 모르타르의 분진을 포집하여 처리하게 된다. 이에 따라, 방사성 콘크리트 폐기물의 처리시 처리가 필요한 폐기물의 양을 대폭 감용할 수 있게 되고, 방사능에 오염된 시멘트 모르타르가 외부로 누출되지 않도록 함으로써 2차오염 및 작업자의 방사능 피폭이 방지되도록 할 수 있게 된다.

또한, 통상적인 산업용 콘크리트 폐기물에도 동일한 방식을 적용함으로써 시멘트 모르타르가 골재로부터 완전히 분리되도록 함으로써 고순도의 순환골재를 얻을 수 있도록 할 수 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 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...가열설비부
11...공급호퍼
12...가열통
13...무축 스크루 피더
14....전기가열장치
15...가열장치 제어반
16...상부 슬라이드 게이트 밸브
17...하부 슬라이드 게이트 밸브
20...냉각설비부
21...냉각장치(Cooler)
22...냉각기(Chiller)
23...저장탱크(Tank)
30...배기가스처리설비부
31...스크러버(Scrubber)
32...가스응축기
40...분쇄설비부
41...벨트컨베이어
42...원통형 분쇄장치
43..이송용 스크루 피더
50...분급설비부
51...진동체 분급장치
52...배출용 스크루장치
60...집진설비부
61...제1집진장치
62...제2집진장치
70...조작설비부
71...제1제어반
72...제2제어반
80...베이스부
81...제1베이스부
82...제2베이스부

Claims

방사성 콘크리트 폐기물을 고온으로 가열하여 시멘트 모르타르와 골재 사이의 결합력을 약화시키는 가열설비부(10);
가열 상태로 배출되는 방사성 콘크리트 폐기물을 상온까지 냉각시키는 냉각설비부(20);
가열설비부(10) 및 냉각설비부(20)에서 발생하는 배기가스에 포함된 분말형태의 시멘트를 포집하고 배기가스를 냉각시켜 배출하는 배기가스처리설비부(30);
상온으로 냉각된 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하여 시멘트 모르타르와 골재가 분리되도록 하는 분쇄설비부(40);
진동을 이용하여 골재를 크기별로 분급하고 골재와 분리된 시멘트 모르타르를 페이스트 형태로 분리하여 배출하는 분급설비부(50);
배기가스처리설비부(30)에서 배출된 배기가스에 포함된 방사성 물질을 포집하고 배출기준을 만족하는 가스를 외부로 배출함과 아울러 분쇄설비부(40) 및 분급설비부(50)에서 배출된 공기 중의 분말 형태의 시멘트를 포집하고 배출기준을 만족하는 가스를 외부로 배출하는 집진설비부(60)와;
가열설비부(10)와 냉각설비부(20), 배기가스처리설비부(30)를 제어함과 아울러 분쇄설비부(40)와 분급설비부(50) 및 집진설비부(60)를 제어하기 위한 조작설비부(70)와;
상기한 설비들이 설치되며 이동수단에 의해 이동될 수 있도록 밀폐된 컨테이너 형상으로 형성되는 베이스부(80);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제1항에 있어서,
베이스부(80)는
가열설비부(10)와 냉각설비부(20), 배기가스처리설비부(30)가 설치됨과 아울러 이들의 제어를 위한 제1제어반(71)이 구비되는 밀폐된 컨테이너 형상의 제1베이스부(81)와,
분쇄설비부(40)와 분급설비부(50) 및 집진설비부(60)가 설치됨과 아울러 이들의 제어를 위한 제2제어반(72)이 구비되는 밀폐된 컨테이너 형상의 제2베이스부(82)로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제1항에 있어서,
베이스부(80)는 시멘트 분말의 외부 누출을 방지할 수 있도록 외장을 구비하고, 외장은 스크린 셔터로 구성되는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제1항에 있어서,
가열설비부(10)는
방사성 콘크리트 폐기물의 공급을 위한 공급호퍼(11)와, 방사성 콘크리트 폐기물을 가열하기 위한 전기가열장치(14)가 구비되어 방사성 콘크리트 폐기물을 400~800℃로 고온 가열하고 내측면에 방사성 콘크리트 폐기물의 배치 및 배출을 위한 무축 스크루 피더(13)가 구비되는 가열통(12)과, 방사성 콘크리트 폐기물의 공급 및 배출을 위하여 가열통(12)의 상부와 하부에 각각 구비되는 상/하부 슬라이드 게이트 밸브(16)(17)와, 전기가열장치의 제어를 위한 전기가열장치 제어반(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제1항에 있어서,
냉각설비부(20)는 액상 냉각재를 이용하여 가열 상태의 방사성 폐기물을 상온까지 냉각시키는 냉각장치(21)와, 열교환에 의해 가열된 액상 냉각재를 냉각시키기 위한 냉각기(22)와, 액상 냉각재가 저장되는 저장탱크(23)를 포함하고,
액상 냉각재는 저장탱크(23), 냉각장치(21), 냉각기(22) 및 저장탱크(23)의 순으로 순환하는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제5항에 있어서,
냉각장치(21)는 배관 누출사고가 발생하더라도 방사성 콘크리트 폐기물에 냉각재가 직접 닿지 않도록 이중 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제1항에 있어서,
배기가스처리설비부(30)는 물을 이용하여 배기가스에 포함된 시멘트 분말을 포집하는 스크러버(31)와, 냉각재를 이용하여 배기가스를 상온까지 냉각시키는 가스응축기(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제7항에 있어서,
배기가스처리설비부(30)는 습분을 제거하기 위한 습분제거기 또는 습분의 제거를 위한 가열장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제1항에 있어서,
분쇄설비부(40)는 방사성 폐기물의 이송을 위한 벨트컨베이어(41)와, 방사성 콘크리트 폐기물 사이의 충돌을 통해 방사성 폐기물을 분쇄하여 다양한 크기의 골재와 시멘트 페이스트로 분리하는 원통형 분쇄장치(42)와, 분리된 골재와 시멘트 페이스트를 분급 설비부로 이송하는 이송용 스크루 피더(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제9항에 있어서,
원통형 분쇄장치(42)는 내부에 볼을 투입한 후 회전하여 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하는 볼밀, 막대를 투입한 후 회전하여 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하는 로드밀, 타격부재를 투입하지 않고 회전을 통해 방사성 콘크리트 폐기물을 분쇄하는 로터리밀 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제1항에 있어서,
분급설비부(50)는 체망의 진동을 이용하여 골재와 시멘트 페이스트를 크기별로 분급하는 진동체 분급장치(51)와, 분급된 골재와 시멘트를 크기별로 분리 배출하는 복수개의 배출용 스크루장치(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제1항에 있어서,
집진설비부(60)는 배기가스처리설비부(30)에서 처리되어 나온 배기가스 내의 방사성 물질을 포집하도록 3종의 필터로 이루어지고 배출기준에 맞는 가스를 외부로 배출하는 제1집진장치(61)와, 분쇄설비부(40) 및 분급설비부(50)로부터 배출된 공기 중의 시멘트 분말을 포집하도록 1종의 필터가 복수개 설치되고 배출기준에 맞는 공기를 외부로 배출하는 제2집진장치(62)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.
제12항에 있어서,
제1집진장치(61)의 필터는 프리필터, 미디움필터, 차콜필터, HEPA 필터 중에서 선택되는 3종의 필터로 이루어지고,
상기 제2집진장치(62)의 필터는 HEPA 필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사성 콘크리트 폐기물의 이동형 감용처리장치.