KR20050009468A - Apparatus for removing radioactive carbon dioxide - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A radioactive carbon dioxide removing device is provided to maximize the time for contacting radioactive carbon dioxide with an absorbent to pass gas by two steps and to remove the concentration of the radioactive carbon dioxide in the exhaust gas down to a desirable level. CONSTITUTION: A radioactive carbon dioxide removing device is composed of a radioactive gas collecting tank(10) for collecting the radioactive gas emitted from an exhaust port of a nuclear power station; a C-14 cleaner(11) for removing and disposing the collected radioactive gas down to the concentration of carbon dioxide below 19ppm by using an absorbent; a carbon dioxide analyzer(12) for monitoring the concentration of carbon dioxide during disposal of the gas and opening automatically an exhaust valve if the concentration of carbon dioxide is lowered below a predetermined value; a humidity control unit(13) comprising a freezer compressor, a heat exchanger, and an expansion valve for the pretreatment of the collected gas; a thermometer(14) for controlling humidity by measuring the temperature of the gas circulated in a closed circuit; a blower(15) for exhausting the treated gas out of a chimney of the power station; a gas transfer pump(16) for carrying the gas in the closed circuit; and a clamp for combining separably the gas collecting tank and the C-14 cleaner in an emergency state of the power station.

Description

방사성 이산화탄소의 제거장치{Apparatus for removing radioactive carbon dioxide}Apparatus for removing radioactive carbon dioxide

본 발명은 방사성 이산화탄소의 제거장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 원자력 발전소에서 대기로 방출되는 방사성 탄소인 C-14를 환경으로 직접 방출하지 않고 원하는 농도까지 제거하여 환경 오염 및 발전소 주변주민의 체내 피폭을 방지할 수 있는 방사성 이산화탄소의 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for removing radioactive carbon dioxide. More specifically, the present invention removes radioactive carbon dioxide that can prevent environmental pollution and body exposure of residents around the power plant by removing C-14, which is radiocarbon released from the nuclear power plant into the atmosphere, without direct emission to the environment. Relates to a device.

일반적으로 원자력발전소에서 대기로 방출되는 방사성 탄소인 C-14는반감기(5730년)가 길고, 높은 에너지(0.156MeV)의 β선을 방출하는 인체에 유해한 방사성 핵종으로 대부분 방사능을 띤 이산화탄소 형태로 방출되고 있는 바, 이러한 방사성 이산화탄소(14CO2)는 동, 식물에 의한 호흡이나 탄소동화작용을 통해 생물체 내에 고정되고 먹이사슬의 경로를 거쳐 인체 내에 축적될 수 있어 다른 방사성 화합물보다 각별한 관리와 감시가 요구되고 있다.In general, C-14, a radiocarbon emitted from the nuclear power plant into the atmosphere, has a long half-life (5730) and emits high energy (0.156 MeV) β-rays. As such, radioactive carbon dioxide ( 14 CO 2 ) can be fixed in living organisms through respiration or carbon assimilation by copper, plants, and can accumulate in the human body through the food chain. It is required.

방사성 탄소 C-14는 경수로와 중수로 모두에서 생성 및 방출되고 있으나 원자로 구조의 특성상 중수로의 방출량이 경수로에 비해 약 6배 정도 많다. 중수로형 원자력발전소의 연돌을 통해 방출되는 감속재 상층기체 중에는 약 4 ×0-3μCi/㏄ ∼6.5 ×0-3μCi/㏄(14CO2농도 환산시: ∼6.5 ×0-8㏖/ℓ) 정도의 방사성 이산화탄소(14CO2)가 포함되어 있다.Radiocarbon C-14 is produced and released in both light and heavy water reactors, but due to the nature of the reactor structure, the amount of discharged from heavy water reactors is about six times higher than that of light water reactors. About 4 × 0 -3 μCi / ㏄ -6.5 × 0 -3 μCi / ㏄ (equivalent to 14 CO 2 concentration: -6.5 × 0 -8 mol / l) in the moderator upper gas discharged through the stack of the heavy water reactor type nuclear power plant It contains a degree of radioactive carbon dioxide ( 14 CO 2 ).

원자력발전소에서 환경으로 방출되는 방사성 이산화탄소의 제거를 위해 세계 최초로 캐나다 AECL사가 90년대 후반에 방사성 이산화탄소의 흡착재로 소다석회(Soda lime)를 이용한 건식 세정기(Scrubber)를 제작하여 감속재 계통 상층기체 제거를 위한 실규모의 실증 제거장치를 개발하여 시험 적용한 바는 있으나, 아직까지 상용화된 장치로 제작된 바는 없었다.In order to remove the radioactive carbon dioxide emitted from the nuclear power plant to the environment, the world's first Canadian AECL manufactured a dry scrubber using soda lime as an adsorbent for radioactive carbon dioxide in the late 90s to remove the upper layer gas of the moderator system. The actual scale demonstration device has been developed and tested, but it has not been manufactured as a commercial device.

또한, 제거 목적은 다르지만 군사용으로 잠수함 승무원의 호흡시 발생하는 CO2를 제거하기 위해 세정기만을 이용하는 장치를 독일에서 최초로 개발하였으며 국내 잠수함에서도 이 세정기를 현재 사용 중에 있으나, 중수로 원자력 종주국인 캐나다에서도 방사성 이산화탄소(14CO2)의 제거 장치를 개발하기 위해 국제 공동 연구형태로 개발을 추진 중에 있으나 아직까지 상품화되지는 못한 상태이다.In addition, although the purpose of removal is different, the military developed a device that uses only a scrubber to remove CO 2 generated from the breathing of submarine crew for military purposes. In order to develop a system for removing ( 14 CO 2 ), it is being developed in the form of international joint research, but it has not been commercialized yet.

이에 본 발명은 원자력발전소의 운전과 더불어 필연적으로 생성되는 방사성이산화탄소(14CO2)를 환경으로 직접 방출하지 않고, 유연한 포집백을 이용해 손쉽게 포집하고, 방사성 기체의 흡착효율을 향상시키기 위해 2단계로 기체가 통과될 수 있도록 흡착제와의 접촉시간을 극대화하며, 원자력발전소에서 환경으로 방출되는 배기 기체 중의 방사성 이산화탄소 농도를 원하는 수준까지 제거할 수 있는 고효율의 방사성 이산화탄소 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention does not directly release radioactive carbon dioxide ( 14 CO 2 ), which is inevitably generated with the operation of a nuclear power plant, to be easily collected using a flexible capture bag, and to improve the adsorption efficiency of radioactive gas in two steps. The purpose of the present invention is to provide a highly efficient radioactive carbon dioxide removal device capable of maximizing the contact time with the adsorbent to allow gas to pass through and removing the concentration of radioactive carbon dioxide in the exhaust gas emitted from the nuclear power plant to the environment to a desired level.

도 1은 본 발명에 의한 방사성 이산화탄소 제거장치의 전체 구성도 이다.1 is an overall configuration diagram of a radioactive carbon dioxide removal apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1에서 C-14 세정기의 일부 단면 사시도 이다.FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view of the C-14 cleaner in FIG. 1. FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 방사성 기체 포집탱크 11 : C-14 세정기10 radioactive gas collection tank 11 C-14 scrubber

12 : 이산화탄소 분석기 13 : 습도제어장치12: carbon dioxide analyzer 13: humidity control device

14 : 써모미터 15 : 블로워14: Thermometer 15: Blower

16 : 이송펌프 17 : 클램프16 transfer pump 17 clamp

본 발명의 방사성 이산화탄소의 제거장치는 중수로 감속재 계통 상층기체의 대기 방출시 제거효율을 극대화하기 위해 연돌로 직접 방출시키지 않고 배치(Batch) 개념으로 일시적으로 이를 포집한 후 원하는 수준까지 방사성 이산화탄소를 제거하기 위한 것으로, 포집탱크에 의해 포집된 방사성 기체를 C-14 세정기를 통해 순환, 제거되도록 하는 한편 이산화탄소 분석기를 통해 이산화탄소의 농도를 연속적으로 분석하여 설정된 농도 이하로 제거된 경우, 연동된 방출밸브가 자동으로 열려 발전소 연돌로 방출될 수 있도록 구성되어 있으며, 발전소 비상상황 발생시 방사성 기체 포집탱크를 분리하여 C-14 세정기만 분리 사용할 수 있도록 클램프에 의해 체결된 것을 특징으로 한다.The apparatus for removing radioactive carbon dioxide of the present invention is to remove the radioactive carbon dioxide to a desired level after collecting it temporarily in a batch concept without directly releasing it into a stack to maximize the removal efficiency when the upper gas of the medium water moderator is released. In order to circulate and remove the radioactive gas collected by the collection tank through the C-14 scrubber and continuously analyze the concentration of carbon dioxide through the carbon dioxide analyzer, the interlocking discharge valve is automatically It is configured to be released to the power plant stack, and is separated by a radioactive gas collection tank in the event of a power plant emergency, it is fastened by a clamp so that only C-14 scrubber can be used separately.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부 도면 중 도 1은 본 발명에 따른 방사성 이산화탄소의 제거장치의 전체 구성도 이고, 도 2는 도 1에서 C-14 세정기의 일부 단면 사시도로서, 본 발명의 방사성 이산화탄소 제거장치는 방사성 기체 포집탱크(10), C-14 세정기(11), 이산화탄소 분석기(12), 습도 제어장치(13), 써모미터(14), 블로워(15), 기체 이송펌프(16), 클램프(17)로 구성되어 있다.1 is an overall configuration diagram of a radioactive carbon dioxide removal apparatus according to the present invention, Figure 2 is a partial cross-sectional perspective view of the C-14 cleaner in Figure 1, the radioactive carbon dioxide removal apparatus of the present invention is a radioactive gas collection tank ( 10), C-14 cleaner (11), carbon dioxide analyzer (12), humidity control device (13), thermometer (14), blower (15), gas transfer pump (16), clamp (17). .

도 1에서 상기 방사성 기체 포집탱크(10)는 발전소 배기구로부터 방출되는 방사성 기체를 임시로 저장하는 곳으로 강제 압축 저장 개념이 아닌 자연 포집이 가능토록 폴리비닐 재질의 신축성이 있는 포집백으로 구성되어 있으며 포집백의 누설을 고려해 이중 포집이 되도록 외형은 스텐레스 재질의 밀폐형 탱크로 구성되어 있다. 그리고, 탱크의 용량은 최대 2㎥, 압력은 1.5바아까지 저장이 가능하도록 되어 있다.In Figure 1, the radioactive gas collection tank 10 is a temporary storage of the radioactive gas discharged from the power outlet of the power plant is composed of a stretchable bag made of polyvinyl material so that the nature can be collected, rather than forced compression storage concept. In consideration of the leakage of the collecting bag, the external form is made of stainless steel closed tank for double collection. The tank has a capacity of up to 2 m 3 and a pressure of up to 1.5 bar.

포집된 방사성 이산화탄소는 일정 부피가 되면 자동으로 C-14 세정기(11)와 연동되어 순환, 제거 운전되게 되는 바, 상기 C-14 세정기(11)는 원자력발전소의 배기 기체 중의 방사성 이산화탄소를 고효율 흡착제를 이용하여 이산화탄소 농도를 19 ppm 이하까지 제거할 수 있는 장치로서, 도 2에 나타낸 바와 같이 LiOH, Ca(OH)2와 같은 알칼리 금속의 수산화물 매질로 이루어진 펠렛형 고체 흡착제를 부직포에 담아 탈부착이 용이한 스테인레스 재질의 카트리지(20)에 장입한 후 이를 누기가 없는 용기에 장착한 형태를 띠고 있으며, 이러한 고효율의 흡착 카트리지(20)에 방사성 이산화탄소를 포함한 방사성 기체를 일정시간 화살표 방향으로 순환시켜 이산화탄소를 제거하게 된다.The collected radioactive carbon dioxide is automatically circulated and removed by interlocking with the C-14 scrubber 11 when a predetermined volume is reached. The C-14 scrubber 11 provides a highly efficient adsorbent for radioactive carbon dioxide in the exhaust gas of a nuclear power plant. It is a device that can remove the carbon dioxide concentration up to 19 ppm by using a pellet-type solid adsorbent composed of an alkali metal hydroxide medium such as LiOH, Ca (OH) 2 in a nonwoven fabric as shown in FIG. It is loaded into a stainless steel cartridge 20 and then mounted in a container without leaking. The carbon dioxide is removed by circulating radioactive gas including radioactive carbon dioxide in a direction of the arrow for a predetermined time in the highly efficient adsorption cartridge 20. Done.

본 발명에 따르면, 상기 C-14 세정기(11) 내에서의 흡착 효율을 향상시키기 위하여 2단계 통과 방식을 채택하고 있는 바, 제 1단계에서는 2개씩 3단으로 나누어 6개의 흡착 카트리지를 통과한 다음 압력 손실이 발생되지 않도록 제 2단계에서 나머지 6개의 카트리지를 통과하도록 되어 있으며, 제 1단계를 통과한 일부 제거되지 않은 방사성 기체는 2단계에서 완전 제거가 가능토록 흡착제와의 접촉시간이 극대화될 수 있게 되어 있다. 방사성 이산화탄소의 직접 측정이 어렵기 때문에 비방사성이산화탄소인 CO2기체의 농도를 온라인 감시기를 통해 19ppm이하로 낮아짐이 감지되면 방출밸브가 열려 자동으로 발전소 연돌을 통해 방출될 수 있도록 되어 있다. 도 2에서 부호 21은 기체 입구이고, 부호 22는 기체 출구이다.According to the present invention, in order to improve the adsorption efficiency in the C-14 scrubber (11), a two-stage pass method is adopted. In order to avoid the pressure loss, the remaining six cartridges are passed through in the second stage, and some unremoved radioactive gas passing through the first stage can be completely removed in the second stage, so that the contact time with the adsorbent can be maximized. It is supposed to be. Since direct measurement of radioactive carbon dioxide is difficult, if the concentration of CO 2 gas, which is non-radioactive carbon dioxide, is lowered to less than 19ppm through on-line monitor, the discharge valve is opened so that it can be automatically released through the power plant stack. In Fig. 2, reference numeral 21 denotes a gas inlet and reference numeral 22 denotes a gas outlet.

LiOH 흡착제의 이산화탄소 흡수 정도는 아래의 식으로 계산할 수 있다.The degree of carbon dioxide absorption of the LiOH adsorbent can be calculated by the following equation.

ACO2= mLiOH×0.5몰 CO2/ 1몰 LiOH) / (44g CO2/ 1몰 CO2) ---- (1)A CO2 = m × LiOH 0.5 mol CO 2/1 mol LiOH) / (44g CO 2/ 1 mol CO 2) ---- (1)

mi= (Wi/24) ×xi----- (2)m i = (Wi / 24) × x i ----- (2)

mf= 10 ×(Wf/ Wt) ×fN-HCl×VHCl×(0.01 ℓ / ㎖) ----- (3)m f = 10 × (W f / W t ) × f N-HCl × V HCl × (0.01 L / mL) ----- (3)

mLiOH= mi- mf------ (4)m LiOH = m i -m f ------ (4)

ACO2: 흡수한 이산화탄소의 무게 (g)A CO2 : Weight of absorbed carbon dioxide (g)

mLiOH: 시험에서 반응에 관여한 수산화리튬 몰수 (몰)m LiOH : number of moles of lithium hydroxide involved in the reaction in the test (moles)

mi: 시험 튜브 속에서 취한 수산화리튬 몰수 (몰)m i : Number of moles of lithium hydroxide taken in a test tube (moles)

mf: 시험후 튜브 속에 남은 수산화리튬 몰수 (몰)m f : Number of moles of lithium hydroxide remaining in the tube after the test (moles)

Wi: 시험 튜브 속에서 취한 수산화리튬 무게 (g)W i : Lithium hydroxide weight taken in test tube (g)

xi: 시험에서 사용한 수산화리튬 순도 (무게%)x i : Purity of lithium hydroxide used in the test (% by weight)

Wf: 시험 후 튜브 속 물질의 총 무게 (g)W f : total weight of material in the tube after the test (g)

Wt: 시험 튜브에서 순도 분석을 위해 취한 시료의 무게 (g)W t : weight of sample taken for purity analysis in test tubes (g)

상기 이산화탄소 분석기(12)는 순환 처리되는 동안 이산화탄소 농도를 온라인으로 감시할 수 있는 장치로서, 방사성 기체 포집탱크(10)에 저장된 기체를 순환, 처리하면서 제거되는 이산화탄소의 농도를 실시간으로 측정하여 이산화탄소의 농도가 19 ppm 이하인 경우 4∼20 mA의 신호를 PLC에 보내 방출 밸브가 자동으로 열리도록 하여 처리된 방사성 기체를 대기 중으로 방출시키는 역할을 한다.The carbon dioxide analyzer 12 is a device for monitoring the carbon dioxide concentration online during the circulation process, by measuring in real time the concentration of carbon dioxide removed while circulating and processing the gas stored in the radioactive gas collection tank 10 to When the concentration is 19 ppm or less, a 4-20 mA signal is sent to the PLC to open the discharge valve automatically, which releases the treated radioactive gas into the atmosphere.

상기 습도 제어장치(13)는 포집된 기체의 전처리를 위해 냉동 콤프레셔, 열교환기, 팽창 밸브로 구성된 장치로서, 방사성 이산화탄소(14CO2)의 제거효율을 향상시키기 위해 포집 기체의 상대 습도를 10% 내지 40%까지 조절할 수 있게 된다.The humidity control device 13 is a device consisting of a refrigeration compressor, a heat exchanger, and an expansion valve for pretreatment of the trapped gas, and increases the relative humidity of the trapped gas by 10% to improve the removal efficiency of the radioactive carbon dioxide ( 14 CO 2 ). Up to 40% can be adjusted.

상기 써모미터(14)는 폐회로에서 순환하는 기체 온도를 측정하여 습도 제어를 가능케 하는 장치이고, 블로워(15)는 C-14 세정기를 통과하면서 일정 농도 이하로 최종 처리된 기체를 발전소 연돌 밖으로 배출시키는 기능을 한다.The thermometer 14 is a device that allows the humidity control by measuring the gas temperature circulated in the closed circuit, the blower 15 passes the C-14 scrubber to discharge the final treated gas below a certain concentration out of the power plant stack Function

그리고, 부호 16은 폐회로의 기체를 이송하는데 사용되는 기체 이송펌프이고, 부호 17은 발전소 비상사태 발생시 기체 포집탱크(10)와 분리하여 C-14 세정기(11)만 사용 가능토록 하기 위한 방사성 기체 포집탱크(10)와 C-14 세정기(11)를 체결한 클램프이며, 그 이외에 제어반에서 밸브의 개폐 유ㆍ무 및 모든 운전상태를 한 눈에 파악할 수 있는 제어판이 있다.In addition, reference numeral 16 denotes a gas transfer pump used to transfer gas in a closed circuit, and reference numeral 17 denotes a radioactive gas collection for allowing only the C-14 scrubber 11 to be separated from the gas collection tank 10 in case of a power plant emergency. The clamp is a clamp between the tank 10 and the C-14 cleaner 11, and there is a control panel that can check whether the valve is opened or closed and all operating conditions at a glance.

본 발명에 의하면, 방사성 이산화탄소(14CO2)가 함유된 감속재 상층기체를 발전소 연돌로 직접 방출시키지 않고 신축성 있는 개선된 PVC 재질의 2m3용량의 방사성 기체 포집탱크(10)에 저장한 후 자체 제작한 12개의 수산화칼슘[Ca(OH)2] 카트리지가 내장된 C-14 세정기(11)를 사용하여 폐회로를 순환시키면서 기체 중 방사성 이산화탄소(14CO2)의 농도를 배출기준인 19 ppm 이하로 처리하여 배출하는 원리로 작동하게 된다.According to the present invention, radioactive carbon dioxide (14CO22 m of improved PVC material without elasticity3Of capacity 12 calcium hydroxides [Ca (OH) made by themselves after storage in the radioactive gas collection tank (10)2] The C-14 scrubber (11) with the built-in cartridge was used to circulate the closed circuit to14CO2) To be discharged by treating the concentration below) to 19 ppm.

즉, 본 발명에 따른 장치는 수동 모드와 자동 모드로 구분될 수 있는데, 수동 모드의 경우 먼저 전원을 연결하여 방사성 기체 포집탱크(10)와 C-14 세정기(11)로 인입, 입출되는 밸브를 모두 개방한다. 시작키를 ON으로 하고 레버를 수동모드에 맞추고 KV05 밸브(18), KV06 밸브(19)를 개방한다. 이때 작업자의 실수로 인한 오동작 여지를 없애기 위해 수동 모드에서의 모든 버튼은 투 핸드(TWO HAND) 버튼을 누른 상태에서 동작하도록 설계하여도 좋다. 다음에 이산화탄소 분석기(12)와 습도 제어장치(13)를 동작시킨다. 원하는 온도에 이르면 습도 제어장치(13)를 정지시키고, KV05 밸브(18)를 닫는다. 그리고 KV03 밸브(20)와 KV04 밸브(21)를 개방시키고, C-14 세정기(11)를 작동시킨다. 이후에는 점점 줄어드는 이산화탄소농도를 장치 앞에 장착된 표시창을 통해서 실시간으로 확인할 수 있다.That is, the apparatus according to the present invention may be divided into a manual mode and an automatic mode, in the case of the manual mode, the valve is drawn in and out of the radioactive gas collection tank 10 and the C-14 scrubber 11 by first connecting power. All open. Turn the start key ON, set the lever to manual mode, and open KV05 valve (18) and KV06 valve (19). In this case, all buttons in the manual mode may be operated while pressing the TWO HAND button in order to eliminate the possibility of malfunction due to the operator's mistake. Next, the carbon dioxide analyzer 12 and the humidity control device 13 are operated. When the desired temperature is reached, the humidity control device 13 is stopped and the KV05 valve 18 is closed. The KV03 valve 20 and the KV04 valve 21 are opened, and the C-14 cleaner 11 is operated. After that, the decreasing carbon dioxide concentration can be checked in real time through the display window installed in front of the device.

이산화탄소 제거 수치가 설정값인 19 ppm 에 도달하면 이산화탄소 분석기(12)와 C-14 세정기(11)를 정지시키고 KV02 밸브(22)와 KV06 밸브(19)을 제외한 모든 밸브를 개방한 다음 블로워(15)를 동작시킨다. 방사성 기체 포집탱크(10) 내의 기체가 배출되기 시작하면 이를 감시하고 있다가 가스 배출이 완료되면 블로워(15)를 정지시키고 모든 밸브를 닫는다.When the carbon dioxide removal reaches the set value of 19 ppm, stop the CO2 analyzer (12) and the C-14 scrubber (11), open all valves except the KV02 valve (22) and the KV06 valve (19), and then blow the blower (15). ). When the gas in the radioactive gas collection tank 10 starts to be discharged, it is monitored, and when the gas discharge is completed, the blower 15 is stopped and all the valves are closed.

다음으로 자동모드의 경우 먼저 시작키를 ON으로 하고 레버를 자동모드로 맞춘다. 운전 준비버튼을 누른 후 내부 밸브의 닫힘 상태를 확인하고, 자동운전 램프가 깜빡이면 자동운전 버튼을 눌러 동작을 시킨다. 총 3단계로 구성되어 있으며 자동으로 각각의 단계로 넘어간다. 단계 1에서는 KV05 밸브(18), KV06 밸브(19)가 열리고 이산화탄소 분석기(12)와 습도 제어장치(13)가 작동한다. 이때 1분 정도의 이산화탄소 분석기(12) 안정화 타임이 설정되어있어 설정온도 값이 되더라도 바로 단계 2로 넘어가지는 않도록 설계되어 있다. 1분이 경과된 후 적정 온도가 되었을 경우는 바로 단계 2로 넘어가고 그렇지 않을 경우 10분이 흐르면 자동으로 단계 2로 넘어가게 된다.Next, in the automatic mode, first turn on the start key and set the lever to the automatic mode. After pressing the operation preparation button, check the closed state of the internal valve. If the automatic operation lamp is blinking, press the automatic operation button to start operation. It consists of 3 levels and automatically goes to each level. In step 1, the KV05 valve 18 and the KV06 valve 19 are opened and the carbon dioxide analyzer 12 and the humidity control device 13 are operated. At this time, the carbon dioxide analyzer 12 stabilization time of about 1 minute is set so that even if the set temperature value is not designed to go directly to step 2. After 1 minute, if the proper temperature is reached, it is immediately skipped to step 2. Otherwise, after 10 minutes, it is automatically skipped to step 2.

단계 2에서는 습도 제어장치(13)가 정지되고 KV05 밸브(18)가 닫히며 KV03 밸브(20), KV04 밸브(21)가 열리면서 C-14 세정기(11)가 작동하게 된다. 이산화탄소 분석기(12)는 점점 제거되어 감소되는 이산화탄소농도 값을 기기 앞에 있는 표시창을 통해 보여주게 되며, 설정된 농도인 19 ppm 이하로 도달되면 단계 3으로 넘어가게 된다.In step 2, the humidity controller 13 is stopped, the KV05 valve 18 is closed, and the KV03 valve 20 and the KV04 valve 21 are opened to operate the C-14 cleaner 11. The carbon dioxide analyzer 12 shows the value of the carbon dioxide concentration which is gradually removed and reduced through the display window in front of the device, and proceeds to step 3 when the set concentration is lower than 19 ppm.

단계 3에서는 이산화탄소 분석기(12)와 C-14 세정기(11)를 정지시키고 KV02 밸브(22)와 KV06 밸브(19)를 제외한 모든 밸브가 열리면서 블로워(15)는 정지하고, 모든 밸브는 자동으로 닫힌다. 단, 자동운전중 기기에 문제가 발생 시에는 정지버튼을 누른 후 이상 유무를 확인할 수 있다.In step 3, the carbon dioxide analyzer 12 and the C-14 scrubber 11 are stopped, all the valves except the KV02 valve 22 and the KV06 valve 19 are opened, the blower 15 is stopped, and all the valves are automatically closed. . However, if there is a problem with the machine during automatic operation, you can check the status after pressing the stop button.

도 1에서, 부호 23은 KV01 밸브이고, 24는 KV07 밸브이며, 25는 쿨러이고, 26은 가스입구이며, 27은 가스출구이고, 부호 28은 플랙시블 호스이다.In Fig. 1, reference numeral 23 is a KV01 valve, 24 is a KV07 valve, 25 is a cooler, 26 is a gas inlet, 27 is a gas outlet, and 28 is a flexible hose.

본 발명의 장치에 의하면, 발전소 연돌을 통해 대기로 배출되는 방사성 이산화탄소 농도를 효과적으로 제거할 수 있다.According to the apparatus of the present invention, it is possible to effectively remove the concentration of radioactive carbon dioxide emitted to the atmosphere through the power plant stack.

상술한 바와 같이, 본 발명의 장치에 의하면, 발전소 연돌을 통해 대기로 배출되는 감속재 상층기체 중의14CO2를 제거하여 원자력 발전소 주변 환경 오염을 최소화하는 효과가 있으며, 원전의 정기 보수 기간 중에 국부적으로 발생하는 14 CO2에 의한 작업 공간의 대기오염 발생시 오염된 작업장 대기를 정화시킴으로서 작업자의 피폭을 최소화시킬 수 있으며, 발전소 현장의 긴급 상황 발생시 일차적인 공기정화의 대책을 제공할 수 있는 효과가 있다.As described above, the apparatus of the present invention has the effect of minimizing the environmental pollution around the nuclear power plant by removing 14 CO 2 in the upper gas of the moderator material discharged to the atmosphere through the power plant stack, and locally during the regular maintenance period of the nuclear power plant. Occurring 14 In the case of air pollution by CO 2 , the polluted workplace atmosphere can be purified to minimize the exposure of workers. In case of emergency at the plant site, it is possible to provide the primary air purification measures.

Claims (4)

원자력발전소 가동에 따라 발전소 연돌을 통해 대기로 배출되는 방사성 이산화탄소를 원하는 수준으로 제거하기 위한 방사성 이산화탄소 제거장치에 있어서,In the radioactive carbon dioxide removal device for removing the desired level of radioactive carbon dioxide emitted to the atmosphere through the power plant stack in accordance with the operation of the nuclear power plant, 발전소 배기구로부터 방출되는 방사성 기체를 포집하기 위한 방사성 기체 포집탱크(10);A radioactive gas collecting tank 10 for collecting radioactive gas discharged from the power plant exhaust port; 상기 포집된 방사성 기체를 흡착제를 이용하여 이산화탄소의 농도를 19 ppm 이하까지 제거 및 처리하기 위한 C-14 세정기(11);A C-14 cleaner (11) for removing and treating the collected radioactive gas by using an adsorbent up to 19 ppm of carbon dioxide; 상기 처리되는 동안 이산화탄소의 농도를 온라인으로 감시하고 적정선 이하로 처리되는 경우 방출 밸브를 자동으로 열리게 하는 이산화탄소 분석기(12);A carbon dioxide analyzer (12) which monitors the concentration of carbon dioxide online during the treatment and automatically opens the discharge valve when treated below the proper line; 상기 포집된 기체의 전처리를 위한 냉동 콤프레셔, 열교환기, 팽창 밸브로 구성된 습도 제어장치(13);A humidity control device (13) consisting of a refrigeration compressor, a heat exchanger, and an expansion valve for pretreatment of the collected gas; 폐회로에서 순환하는 기체 온도를 측정하여 습도 제어를 가능케 하는 써모미터(14);Thermometer 14 for measuring the temperature of the gas circulating in the closed circuit to enable the humidity control; 최종 처리된 기체를 발전소 연돌 밖으로 배출하기 위한 블로워(15);A blower 15 for discharging the final treated gas out of the power plant stack; 폐회로의 기체를 이송하는데 사용되는 기체 이송펌프(16); 및A gas transfer pump 16 used to transfer gas in the closed circuit; And 발전소 비상사태 발생시 상기 기체 포집탱크(10)와 C-14 세정기(11)를 분리 가능하도록 이들을 체결하고 있는 클램프(17)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방사성 이산화탄소의 제거장치.Apparatus for removing radioactive carbon dioxide, characterized in that consisting of a clamp (17) fastening them so as to separate the gas collection tank (10) and the C-14 scrubber (11) in the event of a power plant emergency. 제 1항에 있어서, 상기 포집탱크(10)는 강제 압축 저장 개념이 아닌 자연 포집이 가능토록 폴리비닐 재질의 신축성이 있는 포집백으로 구성되어 있으며, 포집백의 누설을 고려해 이중 포집이 되도록 외형은 스텐레스 재질의 밀폐형 탱크로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방사성 이산화탄소의 제거장치.The method of claim 1, wherein the collection tank 10 is composed of a stretchable bag made of polyvinyl material so that natural collection is possible, not a forced compression storage concept, and the outer shape is made of stainless steel in consideration of leakage of the bag. Apparatus for removing radioactive carbon dioxide, characterized in that consisting of a closed tank of material. 제 1항에 있어서, 상기 C-14 세정기는 상기 포집탱크(10)에 포집된 방사성 이산화탄소가 일정 부피가 되면 자동으로 연동되어 순환, 제거 운전하도록 되어 있고, 인입되는 방사성 기체의 제거효율을 향상시키기 위하여 기체의 유로를 제 1단계에서 2개씩 3단으로 나누어 6개의 카트리지를 동시에 통과되도록 하여 압력손실이 발생되지 않도록 하고, 1단계를 통과한 일부 제거되지 않은 방사성기체는 2단계에서 완전 제거가 가능토록 흡착제와의 접촉시간이 극대화되도록 제작한 설계된 방사성 이산화탄소 제거장치The method of claim 1, wherein the C-14 scrubber is configured to automatically circulate, remove and operate the radioactive carbon dioxide collected in the collection tank 10 to a certain volume, to improve the removal efficiency of the incoming radioactive gas In order to prevent the pressure loss by dividing the gas flow path into three stages of two in the first stage to pass six cartridges at the same time, some unremoved radioactive gases that passed through the first stage can be completely removed in the second stage. Radioactive carbon dioxide removal device designed to maximize contact time with adsorbent 제 1항에 있어서, 상기 습도 제어장치(13)는 방사성 이산화탄소(14CO2)의 제거효율을 향상시키기 위해 포집 기체의 상대 습도를 10% 내지 40%까지 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 방사성 이산화탄소의 제거장치.The method of claim 1, wherein the humidity control device 13 is a radioactive carbon dioxide, characterized in that to adjust the relative humidity of the collected gas to 10% to 40% to improve the removal efficiency of the radioactive carbon dioxide ( 14 CO 2 ) Removal device.
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KR101069453B1 (en) * 2009-08-12 2011-09-30 한국전력공사 Continuous collecting system for radiocarbon from stack in PWR nuclear power plant's

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