KR20020004777A - 기체 방사성 폐기물 처리용 이동형 필터 박스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기체 방사성 물질을 제거할 수 있도록 된 여과 장치에 관한 것으로서, 함체형 여과 장치(1)를 분리 이동시킬 수 있도록 몸체를 필터 내장 박스(2)와 모터 내장 박스(3)로 각각 구성하되, 상기 필터 내장 박스(2) 일측에는 흡입구(5)를 구비하고 내부에는 PRE filter(6a)와 HEPA filter(6b)를 내설하며, 상기 모터 내장 박스(3) 일측에는 각 필터에 의하여 처리된 공기를 흡입하도록 덕트에 연통된 송풍기(7)가 설치되며, 상기 송풍기(7)는 모터 내장 박스(3) 전면과 개통되도록 연결되어 토출구(11)를 형성하며, 상기 송풍기(7) 축에는 구동모터(10)가 연결되어 덕트와 연통된 송풍기를 구동키켜 필터에서 여과 처리된 공기를 배출할 수 있도록 하며, 상기 여과 장치(1) 몸체는 2등분으로 분리 조립할 수 있도록 하여 이동 설치가 간단 용이하도록 된 구성 것으로서 원자력 발전소, 방사성 동위원소를 이용하는 병원, 연구소, 산업 현장 등 필요에 따라서 설치 장소를 이동할 수 있도록 하여 공기 중의 기체 방사성 물질을 제거할 수 있도록 발명된 것이다.

Description

기체 방사성 폐기물 처리용 이동형 필터 박스{Movable Filter Box For Gaseous Radioactive Waste Treatment}
본 발명은 기체 방사성 물질을 제거할 수 있도록 된 필터 박스 여과 장치에 관한 것으로서, 원자력 발전소, 방사성 동위원소를 이용하는 병원, 연구소, 산업 현장 등 필요에 따라서 설치 장소를 이동할 수 있도록 하여 공기 중의 기체 방사성물질을 제거할 수 있도록 발명된 기체 방사성 폐기물 처리용 이동형 필터 박스에 관한 것이다.
기존에는 도 4와 같이 직사각형의 필터 박스(100) 일측에는 흡입구(500)가 설치되고 타측에는 토출구(110 )가 구비된 것으로서, 필터 박스(100) 내부 흡입구(500) 측에는 PRE-filter case(600a), HEPA filter case(600b), CARBON fiter case(600b)를 내설하고 타측에는 흡입구(500)에서 인입되는 공기가 각 필터를 거쳐 토출구(110)로 배출되도록 송풍기(700)와 모터(200)를 설치하여 기체 방사성 물질을 여과할 수 있도록 된 것으로서, 이는 미립자와 옥소의 수집은 PRE- filter(600a), HEPA filter(600b), CARBON fiter(600c)를 선택적으로 사용하며, 배기라인(Vent line)에 적합한 크기의 필터 박스를 벽면 등에 고착형으로 장착하여 기체 방사성 물질을 제거하도록 하고 있다.
따라서 방사성 물질 수집에 있어 필터(filter)와 배기라인 사이의 릭(leak:새는 구멍, 새어나오는 가스 )도 많이 발생하고 필요 크기 이하 또는 그 이상의 필터가 이용되어 효율성이 떨어지며, 유지 보수 측면에서도 필터 교체시 불필요하게 다른 필터의 제거도 같이 해야하는 불편과 필터 박스는 송풍기의 진동에 따른 충격에 의해 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서,
기체 방사성 폐기물을 처리할 수 있도록 된 여과 장치(필터 박스)를 전처리 필터(Pre-filter)와 고성능 여과 필터(HEPA filter)가 설치된 필터 내장 박스와 송풍기와 구동모터가 장착된 모터 내장 박스로 구성하되 옥소(Iodine 沃素) 제거를 위하여 선택적으로 활성탄 필터를 추가 설치할 수 있도록 구성한 것으로서, 원자력 발전소, 방사성 동위원소를 이용하는 병원, 연구소, 산업 현장 등에 이동 설치할 수 있도록 하며, 필터 내장부에 장착된 필터를 선택적으로 교환할 수 있도록 하며, 송풍기의 진동에 따른 충격 예방을 위하여 송풍기 밑면에 받침대를 설치하여 진동을 완화한 것이다.
본 발명은 기체 방사성 폐기물을 처리하고자 하는 장소에 관계 없이 자유자재로 이동시켜 설치할 수 있도록 한 것이다.
도1은 본 발명의 이동형 필터 박스를 2등분으로 구성한 사시도.
도2는 본 발명의 이동형 필터 박스 정면 구성 단면도.
도3은 본 발명의 이동형 필터 박스를 3등분으로 구성한 사시도.
도4는 기존의 고착형 필터 박스 구성도.
<도면 중 주요 부분에 대한 부호 설명>
1:여과 장치(필터 박스), 2:필터 내장 박스, 3:모터 내장 박스,
4:조인트 박스, 5:흡입구, 5':안내관, 6a:전처리 필터(PRE filter),
6b:고성능 여과 필터(HEPA filter), 6c:카본 필터(CARBON fiter),
7:송풍기, 8:덕트, 9:구동모터, 10:토출구,
이하 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
기체 방사성 폐기물을 처리할 수 있도록 장치된 필터 박스에 있어서,
필터 박스 여과 장치(1)를 분리 이동시킬 수 있도록 몸체를 필터 내장 박스(2)와 모터 내장 박스(3)로 각각 구성하되,
상기 필터 내장 박스(2) 일측에는 안내관(5')을 갖는 흡입구(5)를 구비하고 내부에는 전처리 필터(PRE filter)(6a)와 고성능 여과 필터(HEPA filter)(6b)를 내설하며,
상기 모터 내장 박스(3) 일측에는 각 필터에 의하여 처리된 공기를 흡입하도록 덕트에 연통된 송풍기(7)가 설치되며,
상기 송풍기(7)는 모터 내장 박스(3) 전면과 개통되도록 연결되어토출구(11)를 형성하며,
상기 송풍기(7) 축에는 구동모터(9)가 연결되어 덕트(8)와 연통된 송풍기를 구동시켜 필터에서 여과 처리된 공기를 토출구(10)로 배출할 수 있도록 하며,
상기 여과 장치(1) 몸체는 2등분으로 분리 조립할 수 있도록 하여 이동 설치가 간단 용이하도록 된 구성이다.
또한 본 발명의 다른 실시예로서, 여과 장치(1) 몸체를 3등분으로 분리 조립할 수 있도록 하되, 흡입구(5)가 구비된 필터 내장 박스(2)에는 전처리 필터(PRE filter)(6a)와 고성능 여과 필터(HEPA filter)(6b)를 설치하고,
타측 모터 내장 박스(3)에는 상기와 같이 송풍기(7)와 구동모터(9)을 설치하며, 필터 내장 박스(2)와 모터 내장 박스(3) 사이에 카본필터(6c)가 내장된 조인트 박스(4)를 설치하여 여과 장치를 구성한 것이다.
미설명 부호 11은 필터 내장 박스와 모터 내장 박스 및 조인트 박스를 결합하여 조립할 수 있도록 된 플렌지이며, 12는 각 플렌지를 고정할 수 있도록 된 잠금 장치이고, 13은 여과 장치 저면에 설치된 받침다리이며, 14는 여과 장치 구동시 진동을 흡수할 수 있도록 된 완충 스프링이고, 15는 이동 수단의 바퀴이다.
이와 같이 구성된 본 발명은 필터 박스를 원자력 발전소, 방사성 동위원소를 이용하는 병원, 연구소, 산업 현장에 설치하기 위해 이동시에는 송풍기(7)와 구동모터(10)가 설치된 모터 내장 박스(3)와 전처리 필터(PRE-filter)(6a) 및 고성능 여과 필터(HEPA filter)(6b)가 설치된 필터 내장 박스(2)를 각각 분리하여 이동시킨 다음 설치 장소에서 도1과 같이 조립하게 된다.
상기 여과 장치(1)에 내장되는 각각의 필터는 기존 필터 사이즈의 최적화를 통해 아래의 표와 같이 필터 사이즈 및 풍량을 결정하였다.
여기서 본 발명에서 사용되는 각 필터의 특성을 간단히 설명한다.
전처리 필터(PRE-filter)는 1차 필터로서 모든 필터 시스템의 전처리용으로 사용되며, 중 고성능 필터의 수명을 연장시켜 주는 역할을 한다.
고성능 여과 필터(HEPA filter)는 99.97% 이상의 높은 포집효율을 가지고 Xe-133, Co-60, H-3 등 기체 방사성 폐기물을 여과시키는 데 사용된다.
카본 필터(CARBON fiter, 활성탄 필터:charcoal filter)는 활성탄층이 25mm 두께로 최대한의 가스류의 활성탄 접촉이 이루어지도록 된 것으로 취기 강도가 높은 곳의 재순환공기의 정화용으로 적합한 패널형 필터로서 공기류의 일부를 바이 패스(BY PASS)하게 되므로 염질 제거 효율이 낮지만 가볍고 압력 손실이 적고 통풍량이 많은 곳에 사용이 적합하다.
이렇게 이루어진 본 발명은 필터 내장 박스(2) 일측의 흡입구(5)의 안내관(5')으로부터 기체 방사성 폐기물이 흡인되어 전처리 필터(PRE-filter)(6a)에서 1차로 여과된 후 다시 고성능 여과 필터(HEPA filter)에서 방사성 물질이 여과된 공기는 덕트를 통해 송풍기(7)에 의하여 외부로 배출된다.
상기 흡인구(5)에 설치된 안내관(5')은 방사성 물질 발생부에 대응시켜 룸(Room)으로 확산되는 것을 방지하기 위한 것이며, 필요에 따라서는 안내관(5') 없이 흡입구(5)만 형성하여 룸(Room) 전체의 공기를 흡입토록 할 수도 있다.
본 발명은 필터 내장 박스(2) 내에 전처리 필터(PRE-filter)와 고성능 여과 필터(HEPA filter)만을 설치한 여과 장치(1)는 설치 장소에 옥소 성분이 낮거나 배출되지 않는 곳에 적합하다.
도1의 여과 장치(1) 몸체는 필터 내장 박스(2)와 모터 내장 박스(3)를 2등분으로 구성하여 설치 장소에 따라서 이동할 때 분리 취급이 간편 용이하도록 한 것이다.
상기 도1의 여과 장치는 중형 및 소형화 구조로 형성할 때 적합하며, 설치 장소의 환경이 협소한 곳이나, 소형화로 제작할 때 적합하다.
또한 본 발명의 다른 실시예로서 여과 장치(1)를 3등분으로 분리 조립되도록 구성할 경우에는 필터 내장 박스(2)와 모터 내장 박스(3) 사이에 카본 필터(6c)가 내장되는 조인트 박스(4)를 설치하게 된다.
상기 도2의 경우에는 여과 장치를 대형화시켜 많은 양의 기체 방사성 폐기물을 여과하거나, 대형의 여과 장치(1)를 이동할 때 간단 용이하게 분해하여 운반할 수 있도록 하는 동시에 조립 설치 후에도 위치 이동시 바퀴를 이용하여 이동할 수 있도록 한 것이다.
상기와 같이 된 본 발명의 처리 종류는 원자력 발전소 및 방사성 동위원소를 이용하는 기관에서 발생되는 기체 방사성 폐기물은 크게 희유가스, 옥소, 미립자, 삼중수소로 나눌 수 있다. 따라서 희유가스(불활성 기체라고도 함)는 주로 Xe-133 방출핵종에 의한 것이며, 옥소는 I- 131, 미립자는 Co-60, 삼중수조는 H-3에 의한다. 방사능을 띤 지름 3㎛ 이하의 미립자는 고성능 여과 필터로 여과가 가능하므로 방사성 물질을 제거할 수 있다. 최근 개발된 고성능 필터(HEPA filter)는 99.7%까지 거의 완벽하게 기체 폐기물 핵종을 제거할 수 있다.
본 발명은 필터 내장 박스(2)에 설치된 고성능 여과 필터의 경우 기체 처리 과정에서 물방울이나 큰 입자에 의해 필터에 막힘 현상이 발생하여 필터를 교체해야 하며 사전에 이러한 큰 입자를 제거하기 위해 전처리 필터(Pre-filter)를 설치하여 고성능 필터의 수명을 연장할 수 있도록 하였다.
기체 방사성 폐기물 중 옥소는 활성탄(charcoal) 흡착법에 의해 제거 가능한데 활성탄층 내에 옥소가스를 흡착시키며 통상 표면적은 700∼1800㎡/g 크기를 갖는다. 따라서 흡착효율을 높이기 위해 화합물을 흡수시켜 사용할 수 있으며, 희유가스도 활성탄 감쇄법에 의해 제거가 가능하며 이는 희유가스가 선택적으로 흡착, 탈착하는 성질을 이용한 것으로 활성탄 내에 일시적인 체류시 방사성 물질을 제거하는 방식이다.
본 발명의 여과 장치는 Per-filter, HEPA filter 및 charcoal filter를 초적으로 조합시킨 이동형 여과 장치(필터 박스)로서 다년간 경험에 의해 기존의 고착형 여과 장치(필터 박스)를 이동형으로 제작, 방사선 작업 구역 현장에서 기체 방사성 물질을 제거하기 위한 새로운 개념의 기체 방사능 폐기물 수집 장치인 것이다.
이와 같이 된 본 발명은 여과 장치의(필터 박스) 몸체가 2∼3등분으로 분해조립이 되도록 함으로써, 방사선 작업 구역에서 이동 사용이 가능하고 사고에 의한 특정 지역의 방사선 과다 방출시나 사용하고자 하는 장소에서 기체 폐기물 처리를 위해 사용이 즉시 가능토록 되어 있으며, 필터를 사이즈화함은 물론, 잠금장치를 이용하여 시스템의 결합 및 분리를 쉽도록 하였으며, 필터의 교체시 해당 필터만 교체 가능하도록 하였다. 또한 옥소가스 제거를 위해 활성탄 필터를 선택적으로 추가할 수 있도록 하며, 송풍기를 근접 설치토록 하여 배기효율을 향상시키고, 여과 장치 구동시 발생되는 진동을 방지하여 수명이 단축되는 것을 예방토록 하는 효과를 갖게 되었다.

Claims (2)

  1. 기체 방사성 폐기물을 처리할 수 있도록 장치된 필터 박스에 있어서,
    함체형 여과 장치(1)를 분리 이동시킬 수 있도록 몸체를 필터 내장 박스(2)와 모터 내장 박스(3)로 각각 구성하되,
    상기 필터 내장 박스(2) 일측에는 안내관(5')를 갖는 흡입구(5)를 구비하고 내부에는 PRE-filter(6a)와 HEPA filter(6b)를 내설하며,
    상기 모터 내장 박스(3) 일측에는 각 필터에 의하여 처리된 공기를 흡입하도록 덕트에 연통된 송풍기(7)가 설치되며,
    상기 송풍기(7)는 모터 내장 박스(3) 전면과 개통되도록 연결되어 토출구(11)를 형성하며,
    상기 송풍기(7) 축에는 구동모터(9)가 연결되어 덕트와 연통된 송풍기를 구동시켜 필터에서 여과 처리된 공기를 토출구(10)로 배출할 수 있도록 하며,
    상기 여과 장치(1) 몸체는 2등분으로 분리 조립할 수 있도록 하여 이동 설치가 간단 용이하도록 된 구성을 특징으로 하는 기체 방사성 폐기물 처리용 이동형 필터 박스.
  2. 제1항에 있어서,
    여과 장치(1) 몸체를 3등분으로 분리 조립할 수 있도록 하되, 안내관(5')과 흡입구(5)가 구비된 필터 내장 박스(2)에는 전처리 필터(PRE-filter)(6a)와 고성능여과 필터(HEPA filter)(6b)를 설치하고,
    타측 모터 내장 박스(3)에는 상기와 같이 송풍기(7)와 구동모터(9)을 설치하며, 필터 내장 박스(2)와 모터 내장 박스(3) 사이에 카본필터(6c)가 내장된 조인트 박스(4)를 설치하여 필터 박스 여과 장치를 3등분으로 분리 및 결합할 수 있도록 된 구성을 특징으로 하는 기체 방사성 폐기물 처리용 이동형 필터 박스.
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