KR20040018856A - 중·저준위 방사성폐기물 유리화 장치 및 공정 - Google Patents
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Abstract
Description
유리 종류유리 조성 | MG-1(B) | MG-1(F) |
Al2O3 | 15.98 | 14.36 |
B2O3 | 9.50 | 10.19 |
CaO | 0.01 | 2.92 |
CoO | 0.00 | |
Cr2O3 | 0.01 | |
CuO | 0.00 | |
Fe2O3 | 0.60 | |
K2O | 0.21 | |
Li2O | 1.51 | |
MgO | 0.37 | |
MnO2 | 0.03 | |
Na2O | 26.55 | 23.80 |
NiO | 1.18 | |
P2O5 | 0.13 | |
SO3 | 0.10 | |
SiO2 | 47.95 | 43.69 |
TiO2 | 0.89 | |
합계 | 100.00 | 100.00 |
유리종류유리조성 | MG-2(B) | MG-2(F) | MG-3(F) |
Al2O3 | 14.42 | 12.30 | 12.76 |
B2O3 | 8.57 | 9.97 | 10.71 |
CaO | 4.82 | 1.62 | |
CoO | 0.52 | 0.31 | 0.42 |
CeO2 | 1.04 | 0.62 | 0.83 |
Cr2O3 | 0.01 | ||
CuO | |||
Fe2O3 | 1.78 | 1.34 | |
K2O | 1.63 | 0.55 | |
Li2O | 2.07 | 1.24 | 3.64 |
MgO | 2.12 | 0.71 | |
MnO2 | 0.05 | 0.05 | |
Na2O | 24.17 | 17.57 | 20.37 |
NiO | 1.55 | ||
P2O5 | 0.40 | 0.13 | |
Sb2O3 | 1.04 | 0.62 | 0.83 |
SiO2 | 44.52 | 43.14 | 41.14 |
TiO2 | 1.24 | 0.42 | |
VO2 | 2.10 | 1.26 | 1.68 |
ZrO2 | 1.55 | 0.93 | 1.24 |
SUM | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
유리종류유리조성 | RG-1(B) | RG-1(F) |
Al2O3 | 6.12 | 7.47 |
B2O3 | 9.88 | |
CaO | 24.50 | 5.98 |
CoO | 0.01 | |
Cr2O3 | 0.03 | |
CuO | 0.01 | |
Fe2O3 | 3.30 | |
K2O | 3.26 | 0.80 |
Li2O | 8.78 | |
MnO2 | 0.14 | |
Na2O | 24.50 | 5.98 |
NiO | 6.85 | |
SiO2 | 41.62 | 50.78 |
합계 | 100.00 | 100.01 |
유리종류유리조성 | DG-1(B) | DG-1(F) |
Al2O3 | 16.50 | 15.45 |
B2O3 | 22.33 | 20.77 |
CaO | 3.58 | |
Fe2O3 | 0.04 | |
K2O | 9.71 | 9.29 |
MgO | 0.45 | |
MnO2 | 0.01 | |
Na2O | 9.71 | 9.14 |
P2O5 | 0.17 | |
SO3 | 0.13 | |
SiO2 | 41.75 | 39.89 |
TiO2 | 1.10 | |
합계 | 100.00 | 100.02 |
Claims (24)
- 폐수지와 잡고체를 투입하는 투입수단;상기 투입수단을 투입되는 폐수지와 잡고체와 함께 또는 별도로 유리를 투입하는 유리투입장치;상기 투입수단과 상기 유리투입장치를 통해 투입되는 유리를 유도전류를 통해 녹일 수 있도록 하고, 용융로 내부 벽면에 유리피막을 형성시켜 용융유리와 접촉으로 인한 재료 부식을 방지하기 위하여 냉각수 유로가 형성된 용융로를 포함하는 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제1항에 있어서,상기 투입수단은 상기 용융로의 상방향으로 잡고체를 투입하기 위한 잡고체 투입 호퍼;상기 잡고체 계량호퍼의 하방향으로 상기 잡고체 계량호퍼를 통해 전달되는 잡고체의 투입량을 조절하는 잡고체 계량 호퍼상기 잡고체 투입 호퍼의 일측과 상시 용융로의 상방향에 형성되어 폐수지를 투입하기 위한 폐수지 투입호퍼;상기 폐수지 투입호퍼를 통해 전달되는 폐수지의 투입량을 조절하는 폐수지 계량호퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제1항에 있어서,상기 용융로의 외측 둘레에는 용융로의 내측으로 유도전류가 발생되도록 하는 유도코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제1항에 있어서,상기 용융로는 몸체;충진된 유리를 용융시키는 열을 발생시키는데 필요한 Ti링;용융로 내의 유리화 과정을 연속적으로 감시할 수 있는 감시설비가 설치되는 관찰창의 역할을 하는 Ti링 투입구 겸용 용융로 내부 관찰창;산소 및 냉각수 유로와 연결되어 용융로 내에 산소를 공급하는 산소 공급관;냉각된 유리를 재 가열하는데 사용되는 저항발열체;이들을 지지하는 저항발열체지지 및 전원 공급관;용융로 상부 또는 외부에 설치되어 용융유리의 성분을 실시간으로 측정하는 유리 조성 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제4항에 있어서,상기 용융로에는 배기체를 배기체 처리공정을 통해 배출시키는 배기체 배출구가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제1항 또는 제4항에 있어서,상기 냉각수 유로와 일체로 연결된 산소 공급관은 원격으로 그 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제1항 또는 제4항에 있어서,상기 용융로는 유도전류의 생성을 최소화하기 위해 스테인레스 재질과 같은 비자성체로 형성된 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제4항에 있어서,상기 산소 공급관은 냉각수로 냉각하고 유도전류에 의한 쇼트가 발생되지 않도록 반원의 튜브형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제4항에 있어서,상기 산소 공급관과 상기 냉각수 공급관은 세라믹으로 코팅된 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제4항에 있어서,상기 산소공급관은 튜브에 원주방향과 상하로 일정한 간격을 두고 두 계열의산소 유출구를 뚫어 유출방향이 서로 다르도록 형성된 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제4항에 있어서,상기 저항발열체지지 및 전원 공급관은 원격으로 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 제4항에 있어서,상기 저항 발열체는 유도전류에 의한 쇼트가 발생되지 않도록 서로 분리 형성되는 것을 특징으로 하는 중, 저준위 방사성폐기물 유리화 장치.
- 금속폐기물 선별기를 거쳐 금속을 골라낸 후 절단기에서 적절한 크기로 절단하는 공정;상기 공정을 통해 절단된 잡고체를 잡고체 투입호퍼로 유입하고, 폐수지는 탈수 및 건조하는 공정;붕산폐액을 건조한 후 만든 펠렛과 배기체 처리공정에서 발생되는 분진을 그래뉼화하는 공정;폐기물이 준비되면 처리하고자 하는 폐기물에 맞는 초기 유리를 유리 투입장치 호퍼에 필요한 양만큼 충진하는 공정;유리화 설비의 모든 배기체 처리 설비와 용융로가 운전가능 한 상태로 준비되면, 초기 조성유리와 Ti링 충진을 하는 공정;상기 공정을 통해 유리투입호퍼에 준비된 유리의 3/4 정도를 투입한 후 Ti링 투입구 겸용 용융로 내부 관찰창을 통해 Ti링을 유리 위에 안치 한 상태에서 나머지 유리 충진 공정이 완료되면, 버블러를 통해 산소를 공급, 고주파발생기를 기동시킨 상태에서 출력을 서서히 증가시켜 유도전류가 발생되게 하여 유리의 용융상태를 유지하는 공정;산소 공급관을 통해 폐기물 종류에 따라 미리 설정된 유량만큼의 산소를 공급하면서 폐기물을 용융로에 투입하는 공정;폐기물의 투입량을 결정, 제어반에서 입력하면 계량 호퍼에서 폐기물을 계량하여 일정한 속도로 투입하고, 투입되는 폐기물 종류에 따라 미리 결정된 조성에 도달할 때까지 폐기물을 투입하며, 일정 수준에 도달하면 폐기물 투입을 중단하고, 중간 완전 연소하는 공정;용융유리 위에 남아 있는 분해중인 폐기물이 완전히 사라지면 산소공급관을 통한 산소 공급을 중단하고, 분진 그래뉼을 투입하고, 투입이 완료되면 버블링이 활발히 이루어지도록 유리를 균일하게 혼합하며, 증가된 유리의 양을 용융유리 배출구를 통해 배출하는 공정;산소를 재 공급하고, 폐기물 투입을 하며, 이때에는 초기 유리 조성과 거의 같은 조성의 유리를 폐기물과 함께 투입하는 공정;폐기물과 유리를 동시에 투입할 때는 폐기물을 통해서 유리 속으로 들어가는 무기물과 결합되어 용융유리와 거의 같은 조성의 유리를 만들 수 있는 조성과 양의유리를 투입하는 공정;용융유리 위에 남아 있는 분해중인 폐기물이 완전히 사라지면 산소공급관을 통한 산소 공급을 중단하고, 분진 그래뉼을 투입하고, 투입이 완료되면 버블링이 활발히 이루어지도록 유리를 균일하게 혼합하며, 증가된 유리의 양을 용융유리 배출구를 통해 배출하는 공정;처리할 폐기물이 전부 소진되었을 때는 최종 사이클 운전으로 들어가 최종 완전연소 및 분진을 재 순환하는 공정;용융로 바닥에 침전되어 있는 유리내의 금속/sulfide 농도를 유리조성 측정 장치를 이용하여 측정하여 금속/sulfide 농도가 일정량 이상이 되면 저항발열체를 용융로 바닥으로 하강시켜 냉각된 유리를 녹이면서 금속/sulfide를 배출하는 공정;상기 용융로 운전 중 또는 종료 후에 배출한 유리 및 금속/sulfide가 담겨있는 유리고화체 용기를 냉각시키고 이송하여 저장하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
- 제13항에 있어서상기 용융로 상부 또는 외부에 설치된 용융유리의 성분을 실시간으로 측정하는 유리조성측정장치를 이용하여 레이저 등의 분석수단을 용융유리 또는 채취된 유리시료에 조사시키고, 용융유리 또는 채취된 유리시료에서 반사된 신호를 수집하여 유리 조성과 특성을 분석하는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
- 제13항에 있어서,상기 용융유리 증가분의 배출이 완료되면 반복사이클 운전으로 들어가 매 사이클을 시작할 때는 산소공급관을 통해 산소공급을 먼저 시작하고 폐기물 투입을 재개하는데 중간완전연소 및 분진 재 순환 공정을 종료하기 직전까지 투입하는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
- 제13항에 있어서,상기 공정에서 처리할 폐기물이 전부 소진되었을 때에는 최종 사이클 운전으로 들어가는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
- 제13항에 있어서,상기 공정에서 유리조성장치를 이용하여 측정한 금속/sulfide 농도가 일정량 이상이 되면 저항발열체를 용융로 바닥으로 하강시켜 냉각된 유리를 녹이면서 금속/sulfide를 배출시키는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
- 제13항에 있어서,상기 공정에서 잡고체와 화학 및 체적제어계통(CVCS)에서 발생되는 폐수지를 동시에 투입하여 유리화하는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화공정.
- 제13항과 제18항에 있어서,상기 공정에서 유리를 충진 시에 원전에서 붕산폐액이 발생될 때는 이를 건조시켜 네플라인(Nepheline) 유리와 1:8의 비율로 혼합시키는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
- 제13항과 제19항에 있어서,상기 공정에서 유리를 충진 시에 원전에서 붕산폐액이 발생되지 않을 때는 MG-1(B)(유리의 종류 중 하나)의 조성을 갖는 유리 프릿(Frit)을 만들어 충진하는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
- 제13항에 있어서,상기 공정에서 잡고체와 폐기물처리건물(RWB)에서 발생되는 이온교환체를 동시에 투입하여 유리화하는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
- 제13항에 있어서,상기 공정에서 잡고체와 폐기물처리건물(RWB) 이온교환체와 화학 및 체적제어계통(CVCS) 폐수지를 동시에 투입하여 유리화하는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
- 제13항에 있어서,상기 공정에서 화학 및 체적제어계통(CVCS) 폐수지만 단독으로 유리화하는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
- 제13항에 있어서,상기 공정에서 잡고체만 단독으로 유리화하는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성폐기물 유리화 공정.
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