KR102563896B1 - 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기 - Google Patents

내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기에 관한 것이다. 이러한 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기는, 내부 공간에 포함된 산소를 제거 가능한 산소제거부 및 내부 공간에 포함된 수분을 제거 가능한 수분제거부를 포함하는 산소및수분제거장치를 포함한다.

Description

내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기{SPENT NUCLEAR FUEL DRY STORAGE CONTAINER WITH INTERNAL OXYGEN AND MOISTURE REMOVAL FUNCTION}
본 발명은, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산소 및 수분 제거 장치를 포함하여 구성됨으로써 사용 후 핵연료를 안전하게 저장하고 밀봉한 다음, 내부 공간에 잔류하는 산소 및 수분을 제거 가능한 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기에 관한 것이다.
일반적으로, 방사성 폐기물은 방사성 핵종이 규정치 농도 이상 함유되어 있거나 방사성 핵종에 오염된 물질을 의미한다.
방사성 폐기물 발생지에서 발생되거나 해체된 방사성 폐기물은 지표면 가까이 위치하는 표층 처분 시설, 지표면으로부터 수백 미터 이하의 지하에 위치하는 처분 시설 등의 방사성 폐기물 처분지로 이송되어 격리 처분될 수 있는데, 방사성 폐기물을 최종 처분지로 이송하기 위해서는 방사성 폐기물을 특수 용기, 드럼, 대형 용기 등과 같은 특수 저장 용기에 저장한 다음 이송시킬 필요가 있다.
종래의 사용 후 핵연료 저장 용기는 내부에 형성된 공간에 사용 후 핵연료가 수용되면, 수용된 사용 후 핵연료의 핵종이 외부로 유출되는 것이 방지되도록 밀봉된다.
그리고, 밀봉된 사용 후 핵연료 저장 용기의 내부 공간과 외부를 연통시키는 밸브 등에 기체흡입장치 등을 연결시켜서 사용 후 핵연료 저장 용기 내부 공간의 기체를 흡입하여 내부 공간을 진공 상태로 형성한다.
그러나, 이와 같이 사용 후 핵연료 저장 용기 내부 공간을 진공 상태로 형성해도 사용 후 핵연료 저장 용기 내부 공간에는 미세한 양의 산소 및 수분이 잔류하게 된다.
일반적으로 사용 후 핵연료 저장 용기는 금속 재질로 형성되므로, 사용 후 핵연료 저장 용기 내부 공간에 미세한 양의 산소 및 수분이 잔류하게 되면 사용 후 핵연료 저장 용기의 내부가 산화되어 부식이 진행될 수 있고, 이에 따라 사용 후 핵연료 저장 용기 외부로 핵종이 유출될 수도 있다.
그러므로, 밀봉된 사용 후 핵연료 저장 용기 내부 공간에 잔류하는 산소 및 수분을 제거하여 사용 후 핵연료 저장 용기가 열화되는 것을 방지할 수 있는 방안을 모색할 필요가 있다.
본 발명의 일 과제는, 내부 공간에 잔류하는 산소를 제거할 수 있는 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제는, 내부 공간에 잔류하는 수분을 제거할 수 있는 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기를 제공하는데 있다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급된 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기는, 사용후핵연료를 저장 및 이송하기 위한 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기에 있어서, 내부에 상기 사용후핵연료를 수용 가능한 공간이 형성되도록 하부면 및 측면을 포함하여 형성되고 상부가 개방된 본체, 상기 본체의 상부에 체결되어 상기 공간을 밀봉시키는 뚜껑, 상기 뚜껑에 설치되어 개방되면 상기 공간과 상기 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 외부를 연통시키고 폐쇄되면 상기 공간과 상기 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 외부를 격리시키도록 개폐가 가능하며, 기체흡입장치가 상기 공간에 포함된 기체를 흡입 가능하게 상기 기체흡입장치와 연결 가능한 밸브 및 상기 뚜껑에 설치되고, 상기 공간에 포함된 산소를 제거 가능한 산소제거부 및 상기 공간에 포함된 수분을 제거 가능한 수분제거부를 포함하는 산소및수분제거장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 산소제거부는 불꽃을 생성하여 상기 공간에 포함된 산소를 연소 가능하고, 상기 수분제거부는 수분을 흡수하여 상기 공간에 포함된 수분을 제거 가능할 수 있다.
또한, 상기 산소및수분제거장치는, 상기 뚜껑과 나사 결합하도록 일측 외주면에 형성된 나사산을 포함하는 결합부, 상기 뚜껑과 나사 결합되면 상기 뚜껑을 밀봉시키도록 상기 뚜껑과 접촉되는 부분에 설치된 밀봉부, 불꽃을 생성 가능하며, 일측 말단에 설치되어 상기 산소및수분제거장치가 상기 뚜껑에 결합되면 상기 공간 내부에 위치되는 산소제거부 및 수분을 흡수 가능하며, 상기 밀봉부와 상기 산소제거부 사이에 설치되어 상기 산소및수분제거장치가 상기 뚜껑에 결합되면 상기 공간 내부에 위치되는 상기 수분제거부를 포함하는 점화플러그 일 수 있다.
또한, 상기 수분제거부는 상기 밀봉부와 상기 결합부 사이의 상기 점화플러그의 외주연에 이산화 규소가 코팅되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 밀봉부는 알루미늄 재질로 형성된 오링 일 수 있다.
또한, 상기 밸브는 기체주입장치가 상기 공간 내부에 비활성기체를 주입 가능하도록 상기 기체주입장치와 연결 가능할 수 있다.
또한, 상기 산소및수분제거장치는 복수 개가 상기 뚜껑에 설치될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 산소및수분제거장치는 서로 간에 소정 거리 이상 이격되도록 설치될 수 있다.
또한, 상기 산소및수분제거장치는, 상기 뚜껑과 나사 결합하도록 일측 외주면에 형성된 나사산을 포함하는 결합부, 상기 뚜껑과 나사 결합되면 상기 뚜껑을 밀봉시키도록 상기 뚜껑과 접촉되는 부분에 설치된 밀봉부 불꽃을 생성 가능하며, 일측 말단에 설치되어 상기 산소및수분제거장치가 상기 뚜껑에 결합되면 상기 공간 내부에 위치되는 산소제거부 및 수분을 흡수 가능하며, 상기 밀봉부와 상기 산소제거부 사이에 설치되어 상기 산소및수분제거장치가 상기 뚜껑에 결합되면 상기 공간 내부에 위치되는 상기 수분제거부를 포함하는 점화플러그 일 수 있다.
또한, 상기 수분제거부는 상기 밀봉부와 상기 결합부 사이의 상기 점화플러그의 외주연에 이산화 규소가 코팅되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 밀봉부는 알루미늄 재질로 형성된 오링 일 수 있다.
과제를 해결하기 위한 기타 실시예들의 구체적인 사항들은 발명의 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
전술한 본 발명의 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기는, 산소제거부가 불꽃을 생성하여 공간에 잔류하는 산소를 연소 가능하므로, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기가 산화되어 파손되는 것을 방지함으로써 사용 후 핵연료가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 수분제거부가 수분을 흡수하여 공간에 잔류하는 수분을 흡수 가능하므로, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기가 산화되어 파손되는 것을 방지함으로써 사용 후 핵연료가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 복수 개의 산소및수분제거장치가 공간 내부에 서로 간에 소정 거리 이상 이격되도록 분포되어 배치됨으로써 공간에 잔류하는 산소를 효과적으로 제거 가능하므로, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기가 산화되어 열화되는 것을 보다 효율적으로 방지함으로써 사용 후 핵연료가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 정면을 도시한 단면도이다.
도 2는 산소및수분제거장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 정면을 도시한 단면도이다.
도 4는 산소및수분제거장치가 설치된 뚜껑을 도시한 평면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 구성에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 정면을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)는 본체(10), 뚜껑(30), 밸브(50) 및 산소및수분제거장치(60)를 포함한다.
먼저, 본체(10)에 관하여 설명한다.
본체(10)는 내부에 방사성 폐기물(20)을 수용 가능한 공간(40)이 형성되도록 하부면 및 측면을 포함하여 형성된다.
하부면은 평평한 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 측면은 폐루프를 형성하는 곡면으로 형성될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 측면은 하부면에 평행한 단면이 원형이 되도록 중공의 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 본체(10)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 본체(10)는 납, 주철을 주형에 붓는 주조 방식에 의해서 형성된 다음, 표면에 금속막 또는 플라스틱 재질로 형성된 피복층이 도금되거나 코팅될 수 있다.
본체(10)는 상부가 개방되어 형성되므로 개방된 상부를 통해서 사용후핵연료(20)가 유입되어 공간(40)에 수용될 수 있다. 공간(40)에 수용되는 사용후핵연료(20)는 우라늄광의 채굴, 정련, 변환, 농축, 연료 가공, 원전 운전, 재처리 과정, 원자력 시설 해체 과정 등에서 발생되는 사용 후 핵연료 일 수 있다.
이어서, 뚜껑(30)에 관하여 설명한다.
뚜껑(30)은 본체(10)의 상부에 체결되어 공간(40)을 밀봉시키도록 형성될 수 있으며, 예를 들어 설명하면, 뚜껑(30)은 소정의 두께를 가지는 평평한 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.
뚜껑(30)은 본체(10)의 상부에 공지된 다양한 방식으로 체결될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 뚜껑(30)은 본체(10)의 상부에 볼트 체결 방식으로 체결되거나 용접에 의해서 체결될 수 있다.
이러한 뚜껑(30)은 본체(10)와 마찬가지로 금속 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 뚜껑(30)은 납, 주철을 주형에 붓는 주조 방식에 의해서 형성된 다음, 표면에 금속막 또는 플라스틱 재질로 형성된 피복층이 도금되거나 코팅될 수 있다.
한편, 뚜껑(30)에는 후술할 밸브(50) 및 산소및수분제거장치(60)가 설치될 수 있다.
이어서, 밸브(50)에 관하여 설명한다.
밸브(50)는 뚜껑(30)에 설치되어 공간(40)과 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1) 외부를 선택적으로 연통시키거나 격리시킬 수 있는 종래의 밸브로 구성될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 밸브(50)는 개방되면 공간(40)과 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)의 외부를 연통시키고 폐쇄되면 공간(40)과 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)의 외부를 격리시키도록 개폐가 가능한 종래의 밸브로 구성될 수 있다.
그리고, 도면에 도시되지는 않았지만 밸브(50)에는 기체를 흡입 가능한 기체흡입장치 또는 기체를 주입 가능한 기체주입장치가 연결될 수 있다.
기체흡입장치는 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)의 산화 등이 방지되도록, 밸브(50)에 연결되어 공간(40)에 포함된 산소 등의 기체를 흡입함으로써 공간(40) 내부를 진공 상태로 형성시킬 수 있다.
구체적으로, 밸브(50)에 기체흡입장치가 연결되고 밸브(50)를 개방시키면 기체흡입장치는 공간(40)에 포함된 기체를 흡입하여 공간(40) 내부를 진공 상태로 형성시킬 수 있다. 이어서, 밸브(50)를 폐쇄시키고 밸브(50)와 기체흡입장치의 연결을 해제하면 공간(40) 내부가 진공 상태로 형성된 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)가 준비된다.
기체주입장치는 공간(40)에 수용된 사용후핵연료(20)가 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)에 안정적으로 보관되도록, 밸브(50)에 연결되어 공간(40) 내부에 헬륨 등의 비활성 기체를 주입시킬 수 있다.
구체적으로, 밸브(50)에 기체주입장치가 연결되고 밸브(50)를 개방시키면 기체주입장치는 공간(40) 내부에 비활성 기체를 주입시킬 수 있다. 이어서, 밸브(50)를 폐쇄시키고 밸브(50)와 기체주입장치와의 연결을 해제하면 공간(40) 내부에 비활성 기체가 충진된 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)가 준비된다.
이어서, 산소및수분제거장치(60)에 관하여 설명한다.
산소 및 수분제거장치(60)는 뚜껑(30)에 설치될 수 있으며, 공간(40)에 포함된 산소를 제거 가능한 산소제거부(61) 및 공간(40)에 포함된 수분을 제거 가능한 수분제거부(62)를 포함한다.
산소제거부(61)는 뚜껑(30)이 본체(10)에 체결되면 공간(40) 내부에 위치되도록 형성될 수 있으며, 불꽃을 생성하여 공간(40)에 포함된 산소를 연소 가능하게 구성될 수 있다.
그리고, 수분제거부(62)는 뚜껑(30)이 본체(10)에 체결되면 공간(40) 내부에 위치되도록 형성될 수 있으며, 수분을 흡수하여 공간(40)에 포함된 수분을 제거 가능하게 구성될 수 있다.
도 2는 산소 및 수분제거장치의 일례를 도시한 도면이다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 산소및수분제거장치(60)는 산소제거부(61), 수분제거부(62), 결합부(63) 및 밀봉부(64)를 포함하는 점화플러그로 구성될 수 있다.
결합부(63)는 점화플러그인 산소 및 수분제거장치(60)가 뚜껑(30)과 나사 결합하도록 일측 외주면에 형성된 나사산을 포함할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 뚜껑(30)에 나사골이 형성된 구멍이 형성된 경우, 결합부(63)의 나사산이 구멍의 나사골에 나사 결합함으로써 산소 및 수분제거장치(60)가 뚜껑(30)에 설치될 수 있다.
밀봉부(64)는 산소및수분제거장치(60)가 뚜껑(30)과 나사 결합되면 뚜껑(30)을 밀봉시키도록, 산소및수분제거장치(60)가 뚜껑(30)과 접촉되는 부분에 설치될 수 있으며, 예를 들어, 밀봉부(64)는 알루미늄 재질로 형성된 오링으로 구성될 수 있다.
산소제거부(61)는 불꽃을 생성 가능하며, 산소및수분제거장치(60)의 일측 말단에 설치되어 산소및수분제거장치(60)가 뚜껑(30)에 결합되면 공간(40) 내부에 위치될 수 있다.
산소및수분제거장치(60)가 전력을 공급 가능한 전력공급장치와 연결되어 전력을 공급받는 경우, 산소제거부(61)는 소정 시간 동안 불꽃을 생성하여 공간(40)에 포함된 산소를 연소시킬 수 있다. 이 때, 산소제거부(61)에서 불꽃을 생성하는 시간은 수 밀리세크(ms)의 짧은 시간 일 수 있다.
수분제거부(62)는 수분을 흡수 가능하며, 밀봉부(64)와 산소제거부(61) 사이에 설치되어 산소 및 수분제거장치(60)가 뚜껑(30)에 결합되면 공간(40) 내부에 위치될 수 있다.
예를 들어 설명하면, 수분제거부(62)는 밀봉부(64)와 결합부(63) 사이의 산소및수분제거장치(60)의 외주연에 수분을 흡수하는 이산화 규소가 코팅되어 형성될 수 있다.
한편, 기체흡입장치로 공간(40)을 진공 상태로 형성한 경우 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)의 공간(40)에는 미세한 양의 산소가 잔류하게 되므로, 산소제거부(61)는 상대적으로 짧은 시간 동안 불꽃을 생성하여도 공간(40)에 포함된 산소를 연소시킬 수 있다.
마찬가지로, 기체흡입장치로 공간(40)을 진공 상태로 형성한 경우 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)의 공간(40)에는 미세한 양의 수분이 잔류하게 되므로, 수분제거부(62)는 상대적으로 적은 양의 수분을 흡수하여도 공간(40)에 포함된 수분을 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(2)의 구성에 관하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 정면을 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(2)는 본체(100), 뚜껑(300), 밸브(500) 및 산소및수분제거장치(600)를 포함한다.
먼저, 본체(100)에 관하여 설명한다.
본체(100)는 내부에 사용후핵연료(200)를 수용 가능한 공간(400)이 형성되도록 하부면 및 측면을 포함하여 형성된다.
본체(100)의 구체적인 구성은 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)의 본체(10)의 구성과 동일하므로, 이하 구체적인 설명을 생략한다.
이어서, 뚜껑(300)에 관하여 설명한다.
뚜껑(300)은 본체(100)의 상부에 체결되어 공간(400)을 밀봉시키도록 형성될 수 있으며, 예를 들어 설명하면, 뚜껑(300)은 소정의 두께를 가지는 평평한 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.
뚜껑(300)의 구체적인 구성은 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)의 뚜껑(30)의 구성과 동일하므로, 이하 구체적인 설명을 생략한다.
이어서, 밸브(500)에 관하여 설명한다.
밸브(500)는 뚜껑(300)에 설치되어 공간(400)과 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(2) 외부를 선택적으로 연통시키거나 격리시킬 수 있는 종래의 밸브로 구성될 수 있다.
밸브(500)의 구체적인 구성은 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)의 밸브(50)의 구성과 동일하므로, 이하 구체적인 설명을 생략한다.
이어서, 산소및수분제거장치(600)에 관하여 설명한다.
산소및수분제거장치(600)는 복수 개가 뚜껑(300)에 설치될 수 있으며, 공간(400)에 포함된 산소를 제거 가능한 산소제거부(610) 및 공간(400)에 포함된 수분을 제거 가능한 수분제거부(620)를 포함한다.
산소제거부(610)는 뚜껑(300)이 본체(100)에 체결되면 공간(400) 내부에 위치되도록 형성될 수 있으며, 불꽃을 생성하여 공간(400)에 포함된 산소를 연소 가능하게 구성될 수 있다.
그리고, 수분제거부(620)는 뚜껑(300)이 본체(100)에 체결되면 공간(400) 내부에 위치되도록 형성될 수 있으며, 수분을 흡수하여 공간(400)에 포함된 수분을 제거 가능하게 구성될 수 있다.
산소및수분제거장치(600)는 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1)의 산소및수분제거장치(60)와 마찬가지로 점화플러그로 구성될 수 있으며, 그 구체적인 구성은 산소및수분제거장치(60)와 동일하므로, 이하 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 뚜껑(300)에 설치된 복수 개의 산소및수분제거장치(600)는 서로 간에 소정 거리 이상 이격되도록 분포되어 배치될 수 있다.
도 4는 산소및수분제거장치가 설치된 뚜껑을 도시한 평면도이다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 산소및수분제거장치(600-1), 제2 산소및수분제거장치(600-2) 및 제3 산소및수분제거장치(600-3)가 뚜껑(300)에 설치될 수 있다.
그리고, 제1 산소및수분제거장치(600-1)와 제2 산소및수분제거장치(600-2)가 서로 이격된 제1 거리(l1), 제2 산소및수분제거장치(600-2)와 제3 산소및수분제거장치(600-3)가 서로 이격된 제2 거리(l2), 제3 산소및수분제거장치(600-3)와 제1 산소및수분제거장치(600-1)가 서로 이격된 제3 거리(l3)는 모두 소정 거리 이상일 수 있다.
이처럼, 서로 간에 이격된 거리가 소정 거리 이상이 되도록 복수 개의 산소및수분제거장치(600)가 뚜껑(300)에 설치되면, 뚜껑(300)이 본체(100)에 체결되는 경우 복수 개의 산소및수분제거장치(600)가 공간(400) 내부에 서로 간에 소정 거리 이상 이격되도록 분포되어 배치될 수 있다.
그리고, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(2)의 부피가 상대적으로 커서 공간(400)의 부피가 상대적으로 큰 경우에는 공간(400)에 잔류하는 산소가 넓은 공간(400)에 산재해서 분포하게 되는데, 복수 개의 산소및수분제거장치(600)를 공간(400) 내부에 서로 간에 소정 거리 이상 이격되도록 분포하여 배치하고 각각의 산소및수분제거장치(600)에서 불꽃을 생성하면, 넓은 공간(400)에 산재해서 분포하는 산소를 효과적으로 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 작용 및 효과에 관하여 설명한다.
본체(10, 100)에 형성된 공간(40, 400)에 사용후핵연료(20, 200)가 수용되면, 뚜껑(30, 300)을 본체(10, 100)에 체결하여 공간(40, 400)을 밀봉시킨다.
공간(40, 400)이 밀봉되면, 밸브(50, 500)에 기체흡입장치를 연결하고 밸브(50, 500)를 개방시켜서 기체흡입장치로 공간(40, 400)에 포함된 기체를 흡입한다. 공간(40, 400)에 포함된 기체가 전부 기체흡입장치로 흡입되면 밸브(50, 500)를 폐쇄시켜서 공간(40, 400) 내부를 진공 상태로 형성한다.
공간(40, 400) 내부가 진공 상태가 되면, 밸브(50, 500)에 기체주입장치를 연결하고 밸브(50, 500)를 개방시켜서 기체주입장치로 공간(40, 400)에 비활성 기체를 주입한다. 공간(40, 400)에 소정량의 비활성 기체가 주입되면 밸브(50, 500)를 폐쇄시켜서 공간(40, 400) 내부와 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기(1, 2) 외부를 격리시킨다.
다음으로, 산소및수분제거장치(60, 600)에 전력을 공급하여 산소제거부(61, 610)로 불꽃을 생성시킨다. 산소제거부(61, 610)에서 불꽃이 생성되면 공간(40, 400)에 포함된 미세한 양의 산소가 연소되어 제거된다.
한편, 산소및수분제거장치(60, 600)는 수분을 흡수하는 수분제거부(62, 620)를 포함하므로, 공간(40, 400)에 포함된 미세한 양의 수분 또한 제거된다.
이처럼, 본 발명에 따른 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기는, 산소제거부가 불꽃을 생성하여 공간에 잔류하는 산소를 연소 가능하므로, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기가 산화되어 파손되는 것을 방지함으로써 핵종이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 수분제거부가 수분을 흡수하여 공간에 잔류하는 수분을 흡수 가능하므로, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기가 산화되어 파손되는 것을 방지함으로써 핵종이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 복수 개의 산소및수분제거장치가 공간 내부에 균등하게 분포되도록 배치됨으로써 공간에 잔류하는 산소를 효과적으로 제거 가능하므로, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기가 산화되어 파손되는 것을 보다 효율적으로 방지함으로써 핵종이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1, 2 : 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기
10, 100 : 본체
20, 200 : 사용후핵연료
30, 300 : 뚜껑
40 ,400 : 공간
50, 500 : 밸브
60, 600, 600-1, 600-2, 600-3 : 산소및수분제거장치

Claims (11)

  1. 사용후핵연료를 저장 및 이송하기 위한 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기에 있어서,
    내부에 상기 사용후핵연료를 수용 가능한 공간이 형성되도록 하부면 및 측면을 포함하여 형성되고 상부가 개방된 본체;
    상기 본체의 상부에 체결되어 상기 공간을 밀봉시키는 뚜껑;
    상기 뚜껑에 설치되어 개방되면 상기 공간과 상기 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 외부를 연통시키고 폐쇄되면 상기 공간과 상기 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기의 외부를 격리시키도록 개폐가 가능하며, 기체흡입장치가 상기 공간에 포함된 기체를 흡입 가능하게 상기 기체흡입장치와 연결 가능한 밸브; 및
    상기 뚜껑에 설치되고, 상기 공간에 포함된 산소를 제거 가능한 산소제거부 및 상기 공간에 포함된 수분을 제거 가능한 수분제거부를 포함하는 산소및수분제거장치를 포함하고,
    상기 산소제거부는 불꽃을 생성하여 상기 공간에 포함된 산소를 연소 가능하고, 상기 수분제거부는 수분을 흡수하여 상기 공간에 포함된 수분을 제거 가능한, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산소및수분제거장치는,
    상기 뚜껑과 나사 결합하도록 일측 외주면에 형성된 나사산을 포함하는 결합부;
    상기 뚜껑과 나사 결합되면 상기 뚜껑을 밀봉시키도록 상기 뚜껑과 접촉되는 부분에 설치된 밀봉부;
    불꽃을 생성 가능하며, 일측 말단에 설치되어 상기 산소및수분제거장치가 상기 뚜껑에 결합되면 상기 공간 내부에 위치되는 산소제거부; 및
    수분을 흡수 가능하며, 상기 밀봉부와 상기 산소제거부 사이에 설치되어 상기 산소및수분제거장치가 상기 뚜껑에 결합되면 상기 공간 내부에 위치되는 상기 수분제거부를 포함하는 점화플러그인, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수분제거부는 상기 밀봉부와 상기 결합부 사이의 상기 점화플러그의 외주연에 이산화 규소가 코팅되어 형성되는, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밀봉부는 알루미늄 재질로 형성된 오링인, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밸브는 기체주입장치가 상기 공간 내부에 비활성기체를 주입 가능하도록 상기 기체주입장치와 연결 가능한, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산소및수분제거장치는 복수 개가 상기 뚜껑에 설치되는, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수 개의 산소및수분제거장치는 서로 간에 소정 거리 이상 이격되도록 설치되는, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 산소및수분제거장치는,
    상기 뚜껑과 나사 결합하도록 일측 외주면에 형성된 나사산을 포함하는 결합부;
    상기 뚜껑과 나사 결합되면 상기 뚜껑을 밀봉시키도록 상기 뚜껑과 접촉되는 부분에 설치된 밀봉부;
    불꽃을 생성 가능하며, 일측 말단에 설치되어 상기 산소및수분제거장치가 상기 뚜껑에 결합되면 상기 공간 내부에 위치되는 산소제거부; 및
    수분을 흡수 가능하며, 상기 밀봉부와 상기 산소제거부 사이에 설치되어 상기 산소및수분제거장치가 상기 뚜껑에 결합되면 상기 공간 내부에 위치되는 상기 수분제거부를 포함하는 점화플러그인, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수분제거부는 상기 밀봉부와 상기 결합부 사이의 상기 점화플러그의 외주연에 이산화 규소가 코팅되어 형성되는, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 밀봉부는 알루미늄 재질로 형성된 오링인, 내부 산소 및 수분 제거 기능을 가지는 사용 후 핵연료 건식 저장 용기.
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