KR102559069B1

KR102559069B1 - 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102559069B1
Application number: KR1020210141653A
Authority: KR
Inventors: 이운장
Original assignee: 주식회사 오리온이엔씨
Priority date: 2021-10-22
Filing date: 2021-10-22
Publication date: 2023-07-24
Also published as: KR20230057654A

Abstract

본 발명은, 기밀 지하 저장소에서 장기 보관되었다가 인출된 폐필터를, 컨베이어를 통하여 건네어 받아 파쇄시킨 다음, 이를 압력드럼에 투입하여 압축하여 밀봉하고 나서 이 압력드럼을 차폐드럼에 삽입하여 밀봉하는 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템 및 방법{multi-stage compression system and method for compressing radioactive waste filters}

본 발명은 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템 및 방법에 관한 것이다.

방사성 폐기물이란, 방사성 핵종으로 오염되어 있어서, 처리 또는 계속적인 감시가 필요한 기체, 액체, 및 고체 상태의 폐기물을 말한다.

방사성 폐기물의 특성은 방사성핵종의 반감기를 인공적으로 바꾸지 못하며, 과량의 방사선은 신체적 장해와 유전적 장해를 유발하며, 일정 기간 관리가 필요하다,

원자력 발전소에서 발생하는 방사성폐기물은 기체, 액체 및 고체폐기물로 분류되며, 처리기술은 발생하는 폐기물에 의해 분류된다.

기체폐기물은 방사성 가스와 액상 또는 고상의 미립자가 공기 중에 분산된 방사성 에어로졸의 두가지 유형으로 구분될 수 있다.

방사성 가스는, 화학적 성질에 따라 적정 흡착제 또는 세정제를 사용하여 포집 제거하거나 물리적 성질을 이용하여 감쇄 설비에서 일정 시간동안 방사능이 붕괴된후 대기로 방출된다.

액체폐기물은 농축법 또는 희석법으로 처리된다. 농축법에는 여과법, 이온 교환법, 증발법, 활성탄 처리법, 응집 침전법, 생물학적 처리법 등이 있으며, 원자력 발전소에서 주로 채택되고 있는 방법은 여과법, 이온교환법, 증발법이다. 희석법은 물로서 방사능농도가 일정 농도 이하가 되도록 희석처리하는 방법이다.

고체폐기물은, 방사성 기체/액체 처리공정의 부산물로 생성된 폐필터, 폐수지, 폐농축액 고화체와 원자력발전소의 정상운전, 제염 및 보수작업시 발생하는 종이, 플라스틱, 직물류, 금속류 등이 있다.

고체폐기물 처리방법은, 소각, 압축 등의 감용처리공정을 거쳐 시멘트, 아스팔트 등으로 고화처리한다.

특히, 고체폐기물 중에서 폐필터는 기밀된 지하 저장소에 장기 보관되어 방사능의 감쇄를 통하여 처분하고 있다.

이에 대한 폐필터의 처분은 한국 특허등록 제0882244호에 개시되어 있다.

상기 개시된 폐필터의 처분 방법은, 수압레이저를 사용하여 폐필터를 길이방향과 교체되는 폭방향으로 미리 설정된 두께를 갖도록 절단하는 폐필터 절단단계와; 절단이 완료된 폐필터조각을 수분이 제거될 때까지 건조하는 폐필터조각 건조단계와; 건조가 완료된 폐필터조각을 드럼에 담아 폐기하는 드럼폐기단계로 구성되어 있다.

하지만, 상기 폐필터의 처분방법에서는, 절단된 폐필터조각이 압축될 수 있음에도 불구하고 절단된 폐필터조각을 그대로 드럼에 담아 폐기하는 것으로 되어 있기 때문에, 드럼에 많은 양의 폐필터조각을 담을 수가 없어, 방사성폐기물을 매립하기 위한 공간이 증대되어 방사성폐기물 처리가 비효율적이라는 문제점을 가진다.

본 발명은, 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은, 기밀 지하 저장소에서 장기 보관되었다가 인출된 폐필터를, 컨베이어를 통하여 건네어 받아 파쇄시킨 다음, 이를 압력드럼에 투입하여 압축하여 밀봉하고 나서 이 압력드럼을 차폐드럼에 삽입하여 밀봉함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제해결수단에 의해, 절단된 폐필터조각을 압축하여 드럼에 담기 때문에, 종래보다 현저하게 많은 양의 절단된 폐필터조각이 드럼에 담아져 매립되게 함으로써 방사성폐기물을 매립하기 위한 공간을 종래보다 현저하게 감소시켜 방사성폐기물 처리를 현저하게 증대시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 실시예의 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템을 도시한 개념도,
도 2는, 도 1의 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템 에서 상기 파쇄부에서 파쇄처리된 폐필터 조각을 압력드럼에 투입하는 상태를 도시한 개념도, 및
도 3은, 도 1의 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템에 의해 방사성 폐필터를 감용 처리하는 방법을 순차적으로 도시한 개념도.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템 및 방법이 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 본 실시예의 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템이 부호 100으로서 지시되어 있다.

상기 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템(100)은, 도시되지 않은 기밀 지하 저장소에서 장기 보관되었다가 인출되어 벨트 상에 얹어 놓인 폐필터(1)를 다음 공정으로 이송하여 자연낙하시키는 벨트컨베이어부(10); 상기 벨트컨베이어부(10)에서 자연 낙하된 폐필터(1)를 건네어 받아 파쇄시키는 파쇄부(20); 상기 파쇄부(20)에서 파쇄처리된 폐필터 조각(2)을 건네어 받아 상기 벨트컨베이어부(10)보다 높은 위치로 이송시키는 버킷타입의 엘리베이터(30); 및 상기 버킷 타입의 엘리베이터(30)에서 자연낙하게 배출되는 폐필터 조각(2)을 압력드럼(3) 내로 건네어 받아 압축하여 밀봉하고 나서 이 압력드럼(3)을 차폐드럼(4)에 삽입하여 밀봉하는 압축밀봉부(200)를 포함하고 있다.

상기 압축밀봉부(200)는, 상기 압력드럼(3) 및 상기 차폐드럼(4)의 바닥에 형성된 홈에 암수결합되게 중앙에 원통형으로 돌출되어 형성된 드럼시트(211)를 구비한 바닥프레임(210); 상기 드럼시트(211)를 사이에 두고 상기 바닥프레임(210)의 상부에 사각을 이루도록 배열되어 기립설치된 4개의 스크류축(220); 상기 4개의 스크류축(220)의 상단에 장착된 천장프레임(230); 상기 4개의 스크류축(220)에 외접되어 체결된 4개의 관형너트부(240); 중력방향으로 뻗어 상기 천장프레임(230) 중앙에 장착된 실린더(251), 상기 실린더(251)를 따라 상하로 이동하게 상기 실린더(251)에 장착된 피스톤 로드(252), 및 상기 피스톤 로드(252)의 선단에 고정적으로 외접되고 상기 압력드럼(3)에 내접될 수 있는 크기와 형상을 가진 가압판(253)을 구비한 프레스(250); 상기 4개의 관형너트부(240)에 네모서리부가 고정적으로 외접되어 있고 중앙에 상기 가압판(253)이 관통될 수 있고 상기 압력드럼(3)의 상단에 유통하게 도킹되어 접속될 수 있는 크기와 형상을 가진 드럼연장관형부(261)가 형성된 캐리어(260); 및 상기 드럼연장관형부(261)를 사이에 중력방향에 수직한 방향으로 뻗어 서로에 마주하게 배치되어서, 상기 캐리어(260)의 하단에 장착된 한 쌍의 실린더(271) 및 상기 한 쌍의 실린더(271)의 피스톤 로드에 장착되고, 상기 한 쌍의 실린더(271)의 상기 피스톤 로드가 전진되면 압력드럼(3)의 상부의 외주면 일부에 면접촉하여 파지할 수 있는 크기와 형상을 가진 한 쌍의 패드(272)를 구비한 그립퍼(270)를 포함하고 있다.

상기 4개의 스크류축(220)은 도시되지 않은 정역모터에 의해 동일한 방향으로 구동되게 되어 있다.

또한, 상기 압축밀봉부(200)는, 상기 엘리베이터(30)의 상부에 배치된 배출구에 유통하게 상단이 배치된 상태에서 하단이 선택적으로 상기 압력드럼(3)의 상부와 마주하게 되는 제1위치와 상기 캐리어(260)의 승하강운동에 장애를 주지 않는 제2위치에 위치결정될 수 있고 도중에 도시되지 않은 개폐밸브가 개재된 슈트부(280)를 더 포함하고 있다.

상기와 같이 구성된 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템(100)은, 다음과 같이 방법으로 방사성 폐필터를 감용 처리하게 된다.

먼저, 캐리어(260) 및 가압판(253)을 상승 위치에 위치된 상태에서 인너드럼인 압력드럼(3)을 도시되지 않은 인출로봇에 의해 바닥프레임(210)의 드럼시트(211)에 암수결합시켜 얹어 놓는 제1단계(도 3a 참조)가 수행된다.

그 다음, 투입관인 슈트부(280)를 그 하단이 상기 압력드럼(3)의 상부와 마주하게 되는 제1위치(전지배치위치)로 위치결정시키면서, 상기 슈트부(280)의 개폐밸브를 개방시키는 제2단계(도 3b 참조)가 수행된다.

그 다음, 벨트컨베이어(10), 파쇄부(20), 엘리베이터(30)를 가동시키는 제3단계가 수행된다.

그 다음, 도시되지 않은 기밀 지하 저장소에서 장기 보관되었다가 상기 인출로봇에 의해 연이어서 인출된 폐필터(1)가 상기 인출로봇에 의해 벨트컨베이어(10)의 벨트 상에 얹어 놓이게 되는 제4단계가 수행된다.

그 다음, 벨트 상에 얹어 놓인 폐필터(1)가 파쇄부(20) 쪽으로 이송되어 파쇄부(20) 내부로 연이어서 자연낙하게 되는 제5단계가 수행된다.

그 다음, 자연낙하된 폐필터(1)가 예를 들면 약 1,000,000mm³크기를 가진 폐필터 조각(2)으로 파쇄되어 엘리베이터(30)의 하부로 인계되는 제6단계가 수행된다.

그 다음, 엘리베이터(30)의 하부로 인계된 폐필터 조각(2)은 엘리베이터(30)의 버킷을 타고 상승하였다가 상기 슈트부(280) 쪽으로 배출되고, 이어서 상기 슈트부(280)를 경유하여 압력드럼(3)에 투하되게 되는 제7단계(도 3c 참조)가 수행된다.

상기 압력드럼(3)의 높이보다 높은 레벨로 폐필터 조각(2)이 상기 압력드럼(3)에 쌓이게 되는 것이 천장프레임(230)에 마련된 도시되지 않은 초음파거리센서에 의해 감지되면, 벨트컨베이어(10), 파쇄부(20), 엘리베이터(30)를 가동 중지시키고, 슈트부(280)를 상기 캐리어(260)의 승하강운동에 장애를 주지 않는 제2위치에 위치결정시키면서 상기 슈트부(280)의 개폐밸브를 폐쇄시키는 제8단계(도 3d 참조)가 수행된다.

그 다음, 상기 4개의 스크류축(220)이 정방향으로 회전하여 상기 캐리어(260)의 드럼연장관형부(261)가 압력드럼(3)에 도킹될 수 있는 위치까지 하강시키는 제9단계가 수행된다.

그 다음, 상기 그립퍼(270)의 한 쌍의 실린더(271)의 피스톤 로드를 전진시켜 한 쌍의 패드(272)가 상기 압력드럼(3)의 상부를 파지하여 고정하는 제10단계가 수행된다.

그 다음, 상기 프레스(250)의 실린더(251)의 피스톤 로드(252)를 전진시켜 상기 가압판(253)이 상기 캐리어(260)의 드럼연장관형부(261)을 경유하여 상기 압력드럼(3) 내로 진입하여 상기 압력드럼(3) 쌓인 폐필터 조각(2)을 압축시켰다가 상승 위치로 원위치시키는 제11단계(도 3e 참조)가 수행된다.

그 다음, 제2단계 내지 제11단계 중 제9단계 및 제10단계를 제외한 단계들을 순차적으로 반복하여 수행하는 제12단계가 수행된다.

그 다음, 상기 인출로봇에 의해 압력드럼(3)용 압력드럼용 뚜껑(3a)을 드럼연장관형부(261)을 통하여 압력드럼(3)에 얹어 놓는 제13단계(도 3f 참조)가 수행된다.

그 다음, 상기 가압판(253)을 하강시켜 압력드럼(3)에 얹어 놓인 압력드럼용 뚜껑(3a)을 가압하여 압력드럼(3)을 밀봉하고 나서 상기 가압판(253)을 원위치로 상승시키는 제14단계(도 3g 참조)가 수행된다.

그 다음, 상기 캐리어(260)가 상기 압력드럼(3)을 파지한 상태에서 원위치로 상승 복귀되는 제15단계(도 3h 참조)가 수행된다.

그 다음, 차폐드럼(4)을 도시되지 않은 인출로봇에 의해 바닥프레임(210)의 드럼시트(211)에 암수결합시켜 얹어 놓는 제16단계(도 3i 참조)가 수행된다.

그 다음, 상기 캐리어(260)가 상기 압력드럼(3)을 파지한 상태에서 하강하여 상기 압력드럼(3)을 상기 차폐드럼(4)에 삽입하면서, 상기 그립퍼(270)의 한 쌍의 실린더(271)의 피스톤 로드를 후진시켜 한 쌍의 패드(272)가 상기 압력드럼(3)에 대한 파지상태를 해제하는 제17단계(도 3j 참조)가 수행된다.

그 다음, 상기 캐리어(260)가 원위치로 상승 복귀되는 제18단계가 수행된다.

그 다음, 상기 인출로봇에 의해 차폐드럼(4)용 차폐드럼용 뚜껑(4a)을 차폐드럼(4)에 얹어 놓은 다음, 밀봉하는 제19단계(도 3k 및 도3l 참조)가 수행된다.

상기와 같이 구성된 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템과 이 시스템에 의해 방사성 폐필터를 감용 처리하는 방법에 의하면, 절단된 폐필터 조각(2)을 압축하여 압력드럼(3)에 담기 때문에, 종래보다 현저하게 많은 양의 절단된 폐필터 조각(2)이 압력드럼(3)에 담아져 매립되게 하는 것이 가능하여, 방사성폐기물을 매립하기 위한 공간을 종래보다 현저하게 감소시켜 방사성폐기물 처리를 현저하게 증대시킬 수 있다.

100: 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템, 1: 폐필터, 2: 폐필터 조각, 3: 압력드럼, 3a: 압력드럼용 뚜껑, 4: 차폐드럼, 4a: 차폐드럼용 뚜껑, 10: 벨트컨베이어부, 20: 파쇄부, 30: 엘리베이터, 200: 압축밀봉부, 210: 바닥프레임, 211: 드럼시트, 220: 스크류축, 230: 천장프레임, 240: 관형너트부, 250: 프레스, 251: 실린더, 252: 피스톤 로드, 253: 가압판, 260: 캐리어, 261: 드럼연장관형부, 270: 그립퍼, 271: 한 쌍의 실린더, 272: 한 쌍의 패드, 280: 슈트부

Claims

삭제
기밀 지하 저장소에서 장기 보관되었다가 인출되어 벨트 상에 얹어 놓인 폐필터(1)를 다음 공정으로 이송하여 자연낙하시키는 벨트컨베이어부(10);
상기 벨트컨베이어부(10)에서 자연 낙하된 폐필터(1)를 건네어 받아 파쇄시키는 파쇄부(20);
상기 파쇄부(20)에서 파쇄처리된 폐필터 조각(2)을 건네어 받아 상기 벨트컨베이어부(10)보다 높은 위치로 이송시키는 버킷타입의 엘리베이터(30); 및
상기 버킷 타입의 엘리베이터(30)에서 자연낙하게 배출되는 폐필터 조각(2)을 압력드럼(3) 내로 건네어 받아 압축하여 밀봉하고 나서 이 압력드럼(3)을 차폐드럼(4)에 삽입하여 밀봉하는 압축밀봉부(200)를 포함하며,
상기 압축밀봉부(200)는,
상기 압력드럼(3) 및 상기 차폐드럼(4)의 바닥에 형성된 홈에 암수결합되게 중앙에 원통형으로 돌출되어 형성된 드럼시트(211)를 구비한 바닥프레임(210);
상기 드럼시트(211)를 사이에 두고 상기 바닥프레임(210)의 상부에 사각을 이루도록 배열되어 기립설치된 4개의 스크류축(220); 상기 4개의 스크류축(220)의 상단에 장착된 천장프레임(230);
상기 4개의 스크류축(220)에 외접되어 체결된 4개의 관형너트부(240);
중력방향으로 뻗어 상기 천장프레임(230) 중앙에 장착된 실린더(251), 상기 실린더(251)를 따라 상하로 이동하게 상기 실린더(251)에 장착된 피스톤 로드(252), 및 상기 피스톤 로드(252)의 선단에 고정적으로 외접되고 상기 압력드럼(3)에 내접될 수 있는 크기와 형상을 가진 가압판(253)을 구비한 프레스(250);
상기 4개의 관형너트부(240)에 네모서리부가 고정적으로 외접되어 있고 중앙에 상기 가압판(253)이 관통될 수 있고 상기 압력드럼(3)의 상단에 유통하게 도킹되어 접속될 수 있는 크기와 형상을 가진 드럼연장관형부(261)가 형성된 캐리어(260); 및
상기 드럼연장관형부(261)를 사이에 중력방향에 수직한 방향으로 뻗어 서로에 마주하게 배치되어서, 상기 캐리어(260)의 하단에 장착된 한 쌍의 실린더(271) 및 상기 한 쌍의 실린더(271)의 피스톤 로드에 장착되고, 상기 한 쌍의 실린더(271)의 상기 피스톤 로드가 전진되면 압력드럼(3)의 상부의 외주면 일부에 면접촉하여 파지할 수 있는 크기와 형상을 가진 한 쌍의 패드(272)를 구비한 그립퍼(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 압축밀봉부(200)는
상기 엘리베이터(30)의 상부에 배치된 배출구에 유통하게 상단이 배치된 상태에서 하단이 선택적으로 상기 압력드럼(3)의 상부와 마주하게 되는 제1위치와 상기 캐리어(260)의 승하강운동에 장애를 주지 않는 제2위치에 위치결정될 수 있고 도중에 개폐밸브가 개재된 슈트부(280)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템.
제 3항에 따른 방사성폐필터 감용 처리용 다단 압축 시스템에 의해 방사성 폐필터를 감용 처리하는 방법에 있어서,
캐리어(260) 및 가압판(253)을 상승 위치에 위치된 상태에서 압력드럼(3)을 도시되지 않은 인출로봇에 의해 바닥프레임(210)의 드럼시트(211)에 암수결합시켜 얹어 놓는 제1단계;
슈트부(280)를 그 하단이 상기 압력드럼(3)의 상부와 마주하게 되는 제1위치로 위치결정시키면서, 상기 슈트부(280)의 개폐밸브를 개방시키는 제2단계;
벨트컨베이어(10), 파쇄부(20), 엘리베이터(30)를 가동시키는 제3단계;
기밀 지하 저장소에서 장기 보관되었다가 상기 인출로봇에 의해 연이어서 인출된 폐필터(1)가 상기 인출로봇에 의해 벨트컨베이어(10)의 벨트 상에 얹어 놓이게 되는 제4단계;
벨트 상에 얹어 놓인 폐필터(1)가 파쇄부(20) 쪽으로 이송되어 파쇄부(20) 내부로 연이어서 자연낙하게 되는 제5단계;
자연낙하된 폐필터(1)가 폐필터 조각(2)으로 파쇄되어 엘리베이터(30)의 하부로 인계되는 제6단계;
엘리베이터(30)의 하부로 인계된 폐필터 조각(2)은 엘리베이터(30)의 버킷을 타고 상승하였다가 상기 슈트부(280) 쪽으로 배출되고, 이어서 상기 슈트부(280)를 경유하여 압력드럼(3)에 투하되게 되는 제7단계;
상기 압력드럼(3)의 높이보다 높은 레벨로 폐필터 조각(2)이 상기 압력드럼(3)에 쌓이게 되면, 벨트컨베이어(10), 파쇄부(20), 엘리베이터(30)를 가동 중지시키고, 슈트부(280)를 상기 캐리어(260)의 승하강운동에 장애를 주지 않는 제2위치에 위치결정시키면서 상기 슈트부(280)의 개폐밸브를 폐쇄시키는 제8단계;
상기 4개의 스크류축(220)이 정방향으로 회전하여 상기 캐리어(260)의 드럼연장관형부(261)가 압력드럼(3)에 도킹될 수 있는 위치까지 하강시키는 제9단계;
상기 그립퍼(270)의 한 쌍의 실린더(271)의 피스톤 로드를 전진시켜 한 쌍의 패드(272)가 상기 압력드럼(3)의 상부를 파지하여 고정하는 제10단계;
상기 프레스(250)의 실린더(251)의 피스톤 로드(252)를 전진시켜 상기 가압판(253)이 상기 캐리어(260)의 드럼연장관형부(261)을 경유하여 상기 압력드럼(3) 내로 진입하여 상기 압력드럼(3)에 쌓인 폐필터 조각(2)을 압축시켰다가 상승 위치로 원위치시키는 제11단계;
상기 제2단계 내지 제11단계 중 제9단계 및 제10단계를 제외한 단계들을 순차적으로 반복하여 수행하는 제12단계;.
상기 인출로봇에 의해 압력드럼(3)용 압력드럼용 뚜껑(3a)을 드럼연장관형부(261)을 통하여 압력드럼(3)에 얹어 놓는 제13단계;
상기 가압판(253)을 하강시켜 압력드럼(3)에 얹어 놓인 압력드럼용 뚜껑(3a)을 가압하여 압력드럼(3)을 밀봉하고 나서 상기 가압판(253)을 원위치로 상승시키는 제14단계;
상기 캐리어(260)가 상기 압력드럼(3)을 파지한 상태에서 원위치로 상승 복귀되는 제15단계;
차폐드럼(4)을 상기 인출로봇에 의해 바닥프레임(210)의 드럼시트(211)에 암수결합시켜 얹어 놓는 제16단계;
상기 캐리어(260)가 상기 압력드럼(3)을 파지한 상태에서 하강하여 상기 압력드럼(3)을 상기 차폐드럼(4)에 삽입하면서, 상기 그립퍼(270)의 한 쌍의 실린더(271)의 피스톤 로드를 후진시켜 한 쌍의 패드(272)가 상기 압력드럼(3)에 대한 파지상태를 해제하는 제17단계;
상기 캐리어(260)가 원위치로 상승 복귀되는 제18단계; 및
상기 인출로봇에 의해 차폐드럼(4)용 차폐드럼용 뚜껑(4a)을 차폐드럼(4)에 얹어 놓은 다음, 밀봉하는 제19단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐필터를 감용 처리하는 방법.