KR20070056577A - Process and system for the gasification of very low radioactive waste water - Google Patents

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Abstract

A gasification method and apparatus for very low radioactive waste water is provided to decontaminate a radioactive material by inputting air bubbles into the radioactive waste water to saturate and gasify the air bubbles in moisture contained in the waste water. An vaporizer(200) has a bubble generator(240) to input compressed air into very low radioactive waste water to gasify moisture contained in the waste water, and a spray eliminator(250) completely eliminating fine water particle from the vapor. A heat exchanger(230) supplies the very low radioactive waste water heated by a circulation pump(210). A blower(300) injects natural air into the vapor to dilute the vapor with no fine water particle from the vaporizer.

Description

극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리 방법 및 그 장치{Process and system for the gasification of very low radioactive waste water}Process and system for the gasification of very low radioactive waste water

도 1은 종래 증발천을 이용한 방사성 폐수의 처리 장치를 도시한 개략도를나타내고, 1 is a schematic view showing a conventional apparatus for treating radioactive wastewater using an evaporative spring,

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 방사성 폐수의 처리 장치를 도시한 개략도를 나타낸다. 2 shows a schematic view showing an apparatus for treating radioactive wastewater according to one embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 극 저준위 방사성 폐수 저장조 110 : 펌프100: ultra-low level radioactive wastewater storage tank 110: pump

120 : 증발천 130 : 송풍기120: evaporation cloth 130: blower

200 : 기화기 210 : 극 저준위 방사성 폐수200: carburetor 210: extremely low level radioactive wastewater

220 : 순환펌프 230 : 열교환기220: circulation pump 230: heat exchanger

235 : 스팀 240 : 기포발생기235 steam 240 bubble generator

250 : 분무제거기 260 : 배출관250: spray eliminator 260: discharge pipe

300 : 송풍기 400 : 굴뚝300: blower 400: chimney

본 발명은 원자력 발전소, 연구용 원자로, 원자력 연구 시설, 동위원소 사용 시설 등에서 발생하는 극 저준위 방사성 폐수를 기체화하여 더욱 안전하고 효과적으로 대기 중으로 배기하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for gasifying extremely low-level radioactive wastewater generated in a nuclear power plant, a research reactor, a nuclear research facility, an isotope use facility, and more safely and effectively to the atmosphere.

원자력 발전소, 연구용 원자로, 원자력 연구기관, 동위원소 사용 시설에서는 필연적으로 방사성 폐수가 발생한다. 방사성 폐수는 폐수 중의 방사성 물질의 양에 의하여 결정되는 방사성 준위에 따라 고준위 방사성 폐수, 중저준위 방사성 폐수, 극 저준위 방사성 폐수로 분류하여 각각 처리하게 된다.Nuclear power plants, research reactors, nuclear research institutes, and isotope-use facilities inevitably produce radioactive wastewater. Radioactive wastewater is classified into high level radioactive wastewater, low and medium level radioactive wastewater and very low level radioactive wastewater according to the radioactive level determined by the amount of radioactive material in the wastewater.

각 나라 마다의 분류 기준에는 차이가 있지만, 보통 고준위 방사성 폐수는 방사성 농도가 0.1 Ci/㎥ 이상, 중저준위 방사성 폐수는 0.1~5×10-5 Ci/㎥, 극 저준위 방사성 폐수는 5×10-6 Ci/㎥ 이하인 폐수를 일컫는다. 고준위 방사성 폐수는 적합한 처리 방법을 통하여 중저준위 방사성 폐수로 만들고, 이 중저준위 방사성 폐수를 다시 극 저준위로 낮추게 되며, 중저준위 방사성 폐수 역시 적당한 처리 방법을 사용하여 극 저준위 방사성 폐수로 전환시킨다. Although there are differences in the classification criteria for each country, the radioactive concentrations of high-level radioactive wastewater are usually 0.1 Ci / m3 or higher, the low- and low-level radioactive wastewater is 0.1-5 × 10 -5 Ci / m3, and the very low level radioactive wastewater is 5 × 10-6. It refers to waste water of Ci / m 3 or less. High-level radioactive wastewater is converted into low- and low-level radioactive wastewater by appropriate treatment methods, and the low-level radioactive wastewater is lowered back to an extremely low level.

극 저준위 방사성 폐수는 중·저준위 방사성 폐수를 처리한 후 얻어지기도 하고, 공정 중에 사용하는 용수가 극히 적은 방사성 물질로 오염되어 발생하기도 한다. 일반적으로 극 저준위 방사성 폐수는 폐수 중의 방사성 물질의 농도가 매우 낮기 때문에 법적 규제 값 이하인 경우 그대로 배수하거나 또는 일반 용수로 희석하여 더욱 방사성 농도를 낮춘 후 수량이 풍부한 강이나 바다로 배수하게 된다. Extremely low level radioactive wastewater may be obtained after treatment of medium and low level radioactive wastewater, or may result from contamination of the radioactive material with very little water used during the process. In general, very low-level radioactive wastewater has a very low concentration of radioactive material in the wastewater, and if it is below the legal limit value, it is drained as it is, or diluted with general water to lower the radioactive concentration, and then drained into abundant river or sea.

그런데, 인근에 수량이 풍부한 강이나 바다가 없을 경우, 극 저준위 방사성 폐수의 배출이 극히 제한을 받게 된다. 왜냐하면, 수량이 풍부하지 않을 곳에 배출하게 되면 경우에 따라 극 저준위 방사성 폐수가 정체되는 곳이 생겨 부근에 방사성 물질이 극히 적은 양이나마 퇴적되어 주변을 오염시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 이러한 경우에는 극 저준위 방사성 폐수를 증발시켜 대기 중으로 배기할 수밖에 없다. 따라서, 이 경우 극 저준위 방사성 폐수를 효율적으로 기체화하기 위한 기술이 필요하다.However, when there are no rivers or seas with abundant water nearby, the discharge of extremely low-level radioactive wastewater is extremely limited. This is because, if discharged in a place where the quantity is not abundant, in some cases, extremely low-level radioactive wastewater may be stagnated, and a very small amount of radioactive material may be deposited nearby to contaminate the surroundings. Therefore, in this case, the very low level radioactive wastewater has to be evaporated and exhausted into the atmosphere. Therefore, there is a need for a technique for efficiently gasifying extremely low level radioactive wastewater.

현재 한국 원자력연구소에는 세계적으로 유일하게 극 저준위 방사성 폐수를 증발시켜 대기 중으로 배기하도록 하는 도 1과 같은 시설을 갖추고 있다. 이 시설에서는 수직으로 설치된 증발천(120) 표면에 극 저준위 방사성 폐수를 흘려 내려보내고 증발천(120) 사이로 강제로 공기를 불어 넣음으로써 많은 수분이 증발할 수 있도록 되어 있다. Korea Atomic Energy Research Institute also currently has only to evaporate a polar low-level radioactive waste in the world to exhaust the atmosphere equipped with amenities such as: 1. In this facility, a very low level of radioactive wastewater flows down the surface of the evaporation spring 120 installed vertically, and a lot of water is evaporated by forcibly blowing air through the evaporation spring 120.

수집된 극 저준위 방사성 폐수는 860 ㎥ 규모의 지하 저장조(100)에 저장되었다가 용량 120 ㎥/hr인 순환 펌프에 의하여 1,032개의 급수 분배관을 통하여 가로 1.2 m × 세로 5.4 m 크기의 증발천(120) 표면으로 공급된다. 증발천(120)은 약 900 장 정도가 사용되고 있다. 폐수를 흘려 보냄과 동시에 시설 최상부에 설치되어 있는 각각의 송풍 용량이 96,500 ㎥/hr 인 송풍기 10 대를 가동하여 시설 하부로부터 유입되는 공기가 증발천(120) 사이로 하단으로부터 상단으로 흐르게 됨으로써 천 표면에서 수분이 증발하게 된다. 이때 증발량은 유입되는 공기의 유량 및 유속, 상대습도, 온도 등에 의하여 변화하는데, 상대습도가 70 % 이하, 10 ℃ 이상의 대기 조건에서 상기 조건으로 운전하면 시간당 약 500~600 kg의 수분이 증발되는 것으로 보고되고 있다.The collected ultra-low level radioactive wastewater was stored in 860 m3 of underground storage tank 100 and then evaporated (120 m x 5.4 m) by a circulation pump of 120 m3 / hr. Supplied to the surface. About 900 evaporation springs 120 are used. At the same time, 10 blowers with a blowing capacity of 96,500 m3 / hr installed at the top of the facility are allowed to flow out of the wastewater, and the air flowing from the lower part of the facility flows from the bottom to the top between the evaporation springs 120. Moisture will evaporate. At this time, the amount of evaporation varies depending on the flow rate, flow rate, relative humidity, temperature, etc. of the incoming air, and when the relative humidity is operated under the above conditions at 70% or less and 10 ° C. or higher, about 500 to 600 kg of water is evaporated per hour. Is being reported.

그런데, 상기 시설은 증발 효율을 높이기 위하여 매우 많은 증발천(120)을 사용하는데, 일정 시간이 지나면 증발천(120)이 손상되어 주기적으로 교체해주어야 한다. 교체된 증발천(120)은 방사성 물질에 오염되어 있기 때문에 방사성 폐기물로 분류되어 엄격한 기준에 의하여 처리되거나 보관하여야 하는 문제가 있다. By the way, the facility uses a very large evaporation stream 120 to increase the evaporation efficiency, after a certain time, the evaporation stream 120 is damaged and must be replaced periodically. Since the replaced evaporation stream 120 is contaminated with radioactive material, it is classified as radioactive waste and has to be treated or stored according to strict standards.

또한, 상기의 방법은 증발천(120)이 두께가 얇고 길기 때문에 증발량을 높이기 위하여 증발천(120) 사이에 유입되는 공기의 속도를 한계 이상으로 높이는 데 한계가 있다. 왜냐하면, 공기의 속도가 높아지면 증발천(120)이 진동하면서 비말동반 현상이 발생하여 제염계수가 낮아지기 때문이다. 따라서, 증발천(120)의 설 치 개수가 많아지고, 전체 시설의 면적이 커지게 된다.In addition, the above method has a limitation in increasing the speed of the air flowing between the evaporation stream 120 above the limit in order to increase the amount of evaporation because the evaporation stream 120 is thin and long. This is because, as the air velocity increases, the evaporation stream 120 vibrates and a splash entrainment occurs to lower the decontamination coefficient. Therefore, the number of installation of the evaporation stream 120 is increased, the area of the entire facility is increased.

이에 본 발명자들은 극 저준위 방사성 폐수를 더욱 효과적으로 처리할 수 있는 장치의 필요성을 절감하던 중, 40 ~ 80 ℃의 온도로 가열된 극 저준위 방사성 폐수에 압축 공기를 이용하여 공기 방울(기포)을 불어 넣으면 공기 방울이 폐수 중의 수분으로 포화 또는 부분 포화됨으로써 극 저준위 방사성 폐수가 제염되고 기체화되어 더욱 안전하고 효율적으로 대기 중으로 배기될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Therefore, the inventors of the present invention reduced the need for a device that can effectively treat the ultra-low-level radioactive wastewater, and when the air bubbles (bubbles) are blown into the ultra-low-level radioactive wastewater heated to a temperature of 40 to 80 ° C. using compressed air, The present invention has been completed by confirming that air bubbles can be saturated or partially saturated with water in the wastewater, and the extremely low level radioactive wastewater can be decontaminated and gasified to be safely and efficiently evacuated to the atmosphere.

따라서, 본 발명은 원자력 발전소, 연구용 원자로, 원자력 연구 시설, 동위원소 사용 시설 등에서 발생하는 극 저준위 방사성 폐수를 기체화하여 더욱 안전하고 효율적으로 대기 중으로 배기하기 위한 극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리방법 및 그 장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention provides a gasification treatment method for ultra low level radioactive wastewater for gasifying extremely low level radioactive wastewater generated in a nuclear power plant, a research reactor, a nuclear research facility, an isotope using facility, etc. The purpose is to provide the device.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, (a) 극 저준위 방사성 폐수 중에 압축공기를 불어넣어 압축공기를 폐수 중의 수분으로 포화 또는 부분 포화시켜 폐수 중의 수분을 기체화시킴으로써 제염하는 단계; (b) 상기 포화 또는 부분 포화된 공기에 자연공기를 송풍하여 대기의 노점 이하가 되도록 희석하는 단계; 및 (c) 상기 희석 공기를 외부로 배기하는 단계를 포함하여 구성되는 극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention comprises the steps of (a) decontaminated by blowing compressed air into the ultra-low level radioactive wastewater to saturate or partially saturated the compressed air with water in the wastewater to gasify the water in the wastewater; (b) blowing natural air into the saturated or partially saturated air to dilute to below the dew point of the atmosphere; And (c) evacuating the dilution air to the outside to provide a gasification treatment method for the ultra low level radioactive wastewater.

또한, 상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 구비되는 극 저준위 방사성 폐수(210)에 압축공기를 주입하여 폐수 중의 수분을 여분의 공간으로 기체화시키기 위한 기포발생기(240)와, 상기 기포발생기(240)를 통하여 기체화된 공기의 수분 중에 존재하는 미세 물 입자들을 제거하기 위한 분무제거기(250)가 그 하단 및 상단에 각각 구비되는 기화기(200); 상기 기화기(200)의 하단 개구부로부터 일측면 주입구까지 순환펌프(220)가 연통되되, 상기 순환펌프(220)를 통하여 가열되는 극 저준위 방사성 폐수(210)를 공급하기 위한 열교환기(230); 및 상기 기화기(200)에서 배출되는 미세 물 입자가 제거된 수증기를 희석시켜 대기의 노점 이하 상태로 변환시킨 후 외부로 배기하기 위하여 자연공기를 주입하는 송풍기(300);를 포함하여 구성되는 극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리 장치를 제공한다.In addition, in order to achieve the above technical problem, the present invention, by injecting compressed air into the ultra-low-level radioactive wastewater 210 provided therein, the bubble generator 240 for gasifying the water in the wastewater to an extra space and A vaporizer 200 having a spray remover 250 for removing fine water particles present in moisture of air gasified through the bubble generator 240, respectively provided at a lower end and an upper end thereof; A heat exchanger (230) communicating with the circulation pump (220) from the lower end opening of the vaporizer (200) to one side injection port, and for supplying the ultra low level radioactive wastewater (210) heated through the circulation pump (220); And a blower (300) for diluting the water vapor from which the fine water particles discharged from the vaporizer (200) have been removed, converting it into a state below the dew point of the atmosphere, and injecting natural air to exhaust it to the outside. Provided is a gasification treatment apparatus for radioactive wastewater.

본 발명에 따라, 극 저준위 방사성 폐수 중에 압축공기를 이용하여 공기방울을 불어 넣으면 공기 방울이 폐수 중의 수분으로 포화 또는 부분 포화됨으로써 극 저준위 방사성 폐수가 제염되고 기체화되어 더욱 안전하고 효율적으로 대기 중으로 배기될 수 있으므로 환경오염을 저감할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, when air bubbles are blown using compressed air into an extremely low level radioactive wastewater, the air bubbles are saturated or partially saturated with water in the wastewater so that the extremely low level radioactive wastewater can be decontaminated and gasified to be discharged to the atmosphere more safely and efficiently. Because of this, there is an advantage to reduce the environmental pollution.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리 방법에 있어서, 단계 (a)에서는 극 저준위 방사성 폐수 중에 압축공기를 불어넣어 압축공기를 폐수 중의 수분으로 포화 또는 부분 포화시켜 폐수 중의 수분을 기체화시킴으로써 방사성 폐수를 제염한다.In the gasification treatment method of the ultra low level radioactive wastewater of the present invention, in step (a), the compressed air is blown into the ultra low level radioactive wastewater to saturate or partially saturate the compressed air with the water in the wastewater to vaporize the water in the wastewater. Decontaminate wastewater.

본 발명에서 극 저준위 방사성 폐수는 40 내지 80 ℃의 온도로 가열되고, 가열된 폐수 중에 압축공기에 의한 미세한 공기방울들을 불어 넣는다. 압축공기에 의해 발생된 기포, 즉 공기방울은 상대 습도가 매우 낮고 폐수를 통과하면서 온도가 높아지기 때문에 매우 많은 양의 수분을 포함하게 된다. 그러므로, 폐수 중의 수분이 기체화되어 제거됨으로써 극 저준위 방사성 폐수가 제염된다. In the present invention, the ultra-low level radioactive wastewater is heated to a temperature of 40 to 80 ℃, and blows fine air bubbles by compressed air into the heated wastewater. Bubbles generated by compressed air, that is, bubbles, contain a very large amount of moisture because the relative humidity is very low and the temperature rises through the wastewater. Therefore, extremely low-level radioactive wastewater is decontaminated by vaporizing and removing water in the wastewater.

포화 또는 부분 포화된 공기 중에 미세 물 입자들까지 추가적으로 제거하면 방사성 준위가 극히 낮은 상태로 배기할 수 있다.Further removal of fine water particles in saturated or partially saturated air can allow exhaust of extremely low radioactive levels.

본 발명의 극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리 방법에 있어서, 단계 (b)에서는 상기 포화 또는 부분 포화된 공기에 자연공기를 송풍하여 대기의 노점 이하가 되도록 희석한 다음, (c) 송풍시켜 외부로 배기하게 된다.In the gasification treatment method of the ultra low level radioactive wastewater of the present invention, in step (b), natural air is blown to the saturated or partially saturated air, diluted to be below the dew point of the atmosphere, and (c) blown to the outside. Will be exhausted.

상기 단계 (a)에서 극 저준위 방사성 폐수의 수분으로 포화 또는 부분 포화된 공기는 대기 온도보다 높은 온도로, 수분이 포화 또는 포화에 근접할 정도로 부분 포화된 상태이기 때문에 그대로 외부로 배기할 경우, 대기 중에서 응축되어 주변 대기로의 확산이 느려지며 바람 방향과 기압에 따라서는 지상으로 침강할 우려도 있다. 또한, 배기를 위한 배관 또는 굴뚝에서도 수증기의 응축이 일어나 부식 가능성도 그만큼 커질 우려가 있다. 그러므로, 송풍기에 의해 유입된 공기에 의해 대기의 노점 이하로 다시 희석시켜 더욱 안전한 상태로 배기하는 것이 바람직하다.In the step (a), the air saturated or partially saturated with the water of the ultra-low level radioactive wastewater is at a temperature higher than the ambient temperature, and if the air is exhausted to the outside as it is partially saturated so that the water is saturated or close to the saturation, Condensation in the air can slow the diffusion into the surrounding atmosphere and settle to the ground depending on wind direction and air pressure. In addition, condensation of water vapor may occur in the pipe or the chimney for exhausting, and thus there is a possibility that the possibility of corrosion increases. Therefore, it is desirable to dilute back to below the dew point of the atmosphere by the air introduced by the blower and exhaust it to a safer state.

이하, 상기와 같은 방법을 수행하기 위한 극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리 장치를 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a gasification treatment apparatus for ultra low level radioactive wastewater for carrying out the above-described method will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 방사성 폐수의 처리 장치를 도시한 개략도로서, 도 2를 참조하면, 본 발명의 극 저준위 방사성 폐수를 기체화하여 대기 중으로 배기하기 위한 장치는 크게 기화기(200) 및 송풍기(300)로 구성된다. FIG. 2 is a schematic view showing an apparatus for treating radioactive wastewater in accordance with an embodiment of the present invention . Referring to FIG. 2 , an apparatus for gasifying the ultra low-level radioactive wastewater of the present invention and evacuating it into the atmosphere is largely a vaporizer 200. ) And a blower 300.

기화기(200) 외부에는 폐수를 40 내지 80 ℃의 온도로 가열하기 위한 열교환기(230)와 폐수를 순환시키기 위한 순환펌프(220)가 설치되어 있다. 기화기(200) 내부에는 압축공기에 의한 기포발생기(240) 및 분무제거기(250)가 그 하단 및 상단에 각각 설치되어 있다.Outside the vaporizer 200 is provided a heat exchanger 230 for heating the waste water to a temperature of 40 to 80 ℃ and a circulation pump 220 for circulating the waste water. In the vaporizer 200, the bubble generator 240 and the spray remover 250 by the compressed air are respectively installed at the lower and upper ends thereof.

기화기(200) 내부 하단에는 수집된 극 저준위 방사성 폐수(210)에 압축공기를 주입하여 폐수 중의 수분을 여분의 공간으로 기체화시키기 위한 기포발생기(240)가 구비되어 있고, 상기 기포발생기(240)를 통하여 기체화된 공기의 수분 중에 존재하는 미세 물 입자들을 제거하기 위한 분무제거기(250)가 기화기(200) 내부 상단에 구비되어 있다.The lower end of the vaporizer 200 is provided with a bubble generator 240 for injecting compressed air into the collected ultra-low-level radioactive wastewater 210 to gasify the water in the wastewater into an extra space, the bubble generator 240 A spray remover 250 for removing fine water particles existing in the water of the gas vaporized through the air is provided at the upper end of the vaporizer 200.

기화기(200) 외부에는 상기 기화기(200)의 하단 개구부로부터 일측면 주입구까지 순환펌프(220)가 연통되되, 상기 순환펌프(220)를 통하여 가열되는 극 저준위 방사성 폐수(210)를 공급하기 위한 열교환기(230)가 설치되어 있다.The outside of the vaporizer 200, the circulation pump 220 is communicated from the bottom opening of the vaporizer 200 to one side injection port, the heat exchange for supplying the ultra-low level radioactive wastewater 210 is heated through the circulation pump 220 The machine 230 is installed.

상기 기화기(200) 상단 배출관(260)은 송풍기(300)와 연결되는데, 상기 송풍기(300)는 자연공기를 주입하기 위한 장치로, 상기 기화기(200)로부터 배출되는 미세 물 입자가 제거된 수증기를 자연공기로 희석시켜 대기의 노점 이하 상태로 변환시킨 후 굴뚝(400)을 거쳐 외부로 배기하기 위하여 설치된다.The vaporizer 200, the upper discharge pipe 260 is connected to the blower 300, the blower 300 is a device for injecting natural air, the water vapor from which the fine water particles discharged from the vaporizer 200 is removed After dilution with natural air is converted to a state below the dew point of the atmosphere is installed to exhaust through the chimney 400 to the outside.

이하, 상기와 같은 본 발명의 바람직한 극 저준위 방사성 처리 장치를 사용하여 실시할 경우의 공정을 도 2를 참조하여 설명한다.It will now be described with reference to the process steps for the preferred embodiment using the pole low-level radioactive treatment apparatus of the present invention as described above with reference to FIG. 2.

도 2에서 보는 바와 같이, 극 저준위 방사성 폐수는 순환 펌프(220)를 통하여 열교환기(230)를 통과하게 된다. 열교환기(230)에 의하여 40 ~ 80 ℃의 온도로 가열된 폐수는 기화기(200)로 주입된다. As shown in FIG. 2 , the ultra low level radioactive wastewater passes through the heat exchanger 230 through the circulation pump 220. Wastewater heated to a temperature of 40 ~ 80 ℃ by the heat exchanger 230 is injected into the vaporizer (200).

기화기(200)에는 기포발생기(240)가 설치되어 있는데, 상기 기포 발생기(240)에 압축공기를 공급하면 폐수 중에서 미세한 공기 방울이 발생한다. 압축 공기는 5 kg/㎠ 정도면 충분하다. 대기 중의 공기를 이 정도 압력을 갖게끔 압축하면 공기 중의 수분이 응축되는데, 이 응축수를 제거한 압축 공기를 다시 대기압하의 공기로 만들면 그 상대 습도는 대기 중 공기의 1/10 정도 밖에 안되는 건조 공기가 된다. 따라서, 이 압축공기에 의하여 발생된 기포, 즉 공기 방울은 상대 습도가 매우 낮고 폐수를 통과하면서 온도가 높아지기 때문에 매우 많은 양의 수분을 포함하게 된다. A vapor generator 240 is installed in the vaporizer 200. When compressed air is supplied to the bubble generator 240, fine air bubbles are generated in the waste water. 5 kg / cm 2 is enough for compressed air. When the air in the atmosphere is compressed to this pressure, the moisture in the air is condensed. When the compressed air from which the condensate is removed is made back to atmospheric air, its relative humidity becomes only 1/10 of the air in the dry air. . Therefore, bubbles generated by the compressed air, that is, air bubbles, contain a very large amount of moisture because the relative humidity is very low and the temperature increases as it passes through the wastewater.

상대 습도 70 %인 공기 1 ㎥로는 25 ℃ 의 폐수를 통과하면서 폐수로부터 최대 6.9 g의 수분 밖에 제거할 수 없지만, 같은 공기를 5 kg/㎠로 압축한 다음 응축수를 제거하고 공기 방울 형태로 같은 온도의 폐수에 통과시키면 이 공기는 1 ㎥ 당 폐수로부터 최대 18 g의 수분을 제거할 수 있어 약 2.5 배 이상의 효과가 있다. 더욱이, 폐수의 온도가 높을수록 그 효과는 더욱 높아진다. 폐수의 온도를 80 ℃로 가열하면 공기 1 ㎥ 당 최대 270 g의 수분을 제거할 수 있다. With 1 m3 of air with a relative humidity of 70%, only up to 6.9 g of water can be removed from the wastewater while passing through the wastewater at 25 ° C, but the same air is compressed to 5 kg / cm2 and the condensate is removed and the same temperature in the form of air bubbles. When passed through the wastewater, the air can remove up to 18 g of water from the wastewater per m3, which is about 2.5 times more effective. Moreover, the higher the temperature of the wastewater, the higher the effect. By heating the temperature of the waste water to 80 ° C, up to 270 g of water can be removed per m3 of air.

기화기(200) 내의 폐수는 상기에 설명한 외부 가열 방식이 열효율, 배관에의 스케일 억제 등에 있어서는 가장 효과적이지만, 기화기(200) 내의 폐수를 직접 가 용하는 방식도 경우에 따라 이용될 수 있다.Wastewater in the vaporizer 200 is the most effective in the above-described external heating method for thermal efficiency, scale suppression to the pipe, etc., the method of directly using the wastewater in the vaporizer 200 may be used in some cases.

극 저준위 방사성 폐수에 공기 방울이 통과될 때 제거되는 수분은 공기 중으로 기체화되지만 방사성 물질은 수분과는 달리 공기 중으로 기체화되지 않으므로 공기 중의 수분은 방사성 물질이 제거된 깨끗한 상태이기 때문에 극 저준위 방사성폐수가 제염된 상태이다.Moisture that is removed when air bubbles pass through extremely low-level radioactive wastewater is gasified into the air, but unlike moisture, radioactive material does not gasify into the air, so the moisture in the air is clean because the radioactive material has been removed. It is decontaminated.

방사성 폐수를 통과한 공기 방울들은 기화기(200) 상단에 위치한 분무제거기(250)에 의해 공기 흐름 중에 미량 포함되어 있는 미세 물 입자들이 완전히 제거된 다음 배출관(260)을 따라 배출된다. 기화기(200) 내의 폐수는 순환된다. 그리고, 제거된 수분만큼 연속적으로 극 저준위 방사성 폐수가 보충된다. 일정 기간 운전하면 기화기(200) 내의 폐수는 공급되는 초기 극 저준위 방사성 폐수보다 준위가 높아지므로 일정 준위 이상이 되면 중·저준위 방사성 폐수로 분류하여 별도 처리한다. The air bubbles passing through the radioactive waste water are discharged along the discharge pipe 260 after the fine water particles contained in the air flow are completely removed by the spray remover 250 positioned above the vaporizer 200. Wastewater in the vaporizer 200 is circulated. Then, the ultra low level radioactive wastewater is replenished continuously by the removed water. When operating for a period of time, the wastewater in the vaporizer 200 is higher than the initial ultra-low level radioactive wastewater supplied, so when it is above a certain level, it is classified as a middle and low level radioactive wastewater and treated separately.

기화기(200)에서 배출된 공기는 초기 극 저준위 방사성 폐수에 비하여 그 준위가 1/10 ~ 1/1000로 낮아진 상태가 된다. 그러나, 이 공기는 대기 온도보다 높은 온도로, 수분이 포화 또는 포화에 근접할 정도로 부분 포화된 상태이기 때문에 그대로 외부로 배기할 경우, 대기 중에서 응축되어 주변 대기로의 확산이 느려지며 바람 방향과 기압에 따라서는 지상으로 침강할 우려도 있다. 또한, 배기를 위한 배출관(260) 및 굴뚝(400)에서도 수증기의 응축이 일어나 부식 가능성도 크다.The air discharged from the vaporizer 200 is in a state in which the level is lowered to 1/10 to 1/1000 as compared to the initial ultra low level radioactive wastewater. However, since this air is at a temperature higher than the atmospheric temperature and partially saturated to the point where the water is saturated or close to saturation, when it is exhausted to the outside as it is, the air condenses in the atmosphere and slows the diffusion into the surrounding atmosphere and wind direction and air pressure. In some cases, it may sink to the ground. In addition, condensation of water vapor occurs in the discharge pipe 260 and the chimney 400 for exhausting, so that there is a high possibility of corrosion.

따라서, 기화기(200)에서 배출된 수증기는 송풍기(300)를 통하여 유입된 공기와 혼합시켜 대기의 노점 이하가 되도록 희석함으로써 대기 중에서 응축되지 않는 상태로 만든 후 배기시킨다. Therefore, the water vapor discharged from the vaporizer 200 is mixed with the air introduced through the blower 300 and diluted to be equal to or less than the dew point of the air, thereby making it not condensed in the air and then evacuating it.

상기한 방법과 장치에 의하여 배기되는 배기체 중의 방사성 농도는 세슘 -137을 기준으로 우리나라 과학기술부 고시 제2001-2호 방사선 방호 등에 관한 기준 제6조 배출관리기준에 규정되어 있는 배기체 중 허용 농도의 1/100 ~ 1/1000 밖에 되지 않는 매우 낮은 값을 나타낸다. The radioactive concentration in the exhaust gas discharged by the above-described method and apparatus is based on cesium -137. The permissible concentration in the exhaust gas specified in Article 6 of the emission control standard of the Ministry of Science and Technology Notice No. 2001-2, Radiation Protection, etc. It represents a very low value of only 1/100 to 1/1000 of.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 운전 조건을 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 실시 조건이 하기 실시예만으로 한정되거나 제한되지 않음은 물론이다.Hereinafter, operating conditions according to an exemplary embodiment of the present invention will be described. However, the following examples are provided to illustrate the present invention, and the exemplary embodiments of the present invention are not limited or limited to the following examples.

<< 실시예Example 1>  1>

극 저준위 방사성 폐수(250)를 준비하였다. 하기 표 1에 본 실시예 공정에서 사용한 6 x 10-7 Ci/m3 준위의 모의 방사성 폐수의 조성을 나타내었다.Extremely low level radioactive wastewater 250 was prepared. Table 1 below shows the composition of simulated radioactive wastewater at the 6 × 10 −7 Ci / m 3 level used in this example process.

성분ingredient 조성 (방사성 농도)Composition (radioactive concentration) Co-60Co-60 1 x 10-7 Ci/m3 1 x 10 -7 Ci / m 3 Cs-137CS-137 5 x 10-7 Ci/m3 5 x 10 -7 Ci / m 3

상기 모의 방사성 폐수는 순환 펌프(220)에 의해 열교환기(230)를 통과, 가열되어 기화기 내부로 주입되고, 기화기(200) 내부에서는 압축공기에 의해 포화 또는 부분 포화된 공기 방울이 기체화되고, 상부에 설치된 분무제거기(250)에 의해 공기 중에 미량 포함되어 있던 미세 물 입자까지 완전히 제거한 다음 배출관(260)을 따라 배출된다. 기화기(200)의 작동 조건은 하기 표 2에 나타내었다.The simulated radioactive wastewater is passed through the heat exchanger 230 by a circulation pump 220, heated and injected into the vaporizer, and inside or in the vaporizer 200, saturated or partially saturated air bubbles are gasified by the compressed air, and The spray remover 250 installed in the air is completely removed to fine water particles contained in a small amount of air and then discharged along the discharge pipe 260. The operating conditions of the vaporizer 200 are shown in Table 2 below.

항 목Item 작동 조건Operating conditions 순환펌프의 분당 회전수 및 용량RPM and Capacity of Circulating Pump 400 ~ 500 rpm, 30 m3/hr400 to 500 rpm, 30 m 3 / hr 가열 스팀 압력 및 온도Heating steam pressure and temperature 1.5 bar, 115 ℃1.5 bar, 115 ℃ 처리 용량Processing capacity 500 kg/hr500 kg / hr 압축 공기압 및 공급량Compressed Air Pressure and Supply 5 kg/c㎡, 300 m3 5 kg / c㎡, 300 m 3

표 2에 나타낸 작동 조건에 따르면, 5 % 이하의 수분 함량을 갖는 수증기가 배출관(260)을 따라 배출된다. 80 ℃ 보다 높은 가열 온도를 사용할 수 있으나, 급격한 비등이 일어나 비말동반 현상이 커지는 문제를 일으키기 때문에 바람직하지 못하다. 따라서, 약 80 ℃ 이하의 가열 온도가 가장 적합하다.According to the operating conditions shown in Table 2, water vapor having a water content of 5% or less is discharged along the discharge pipe 260. Although a heating temperature higher than 80 ° C. may be used, it is not preferable because it causes a sudden boiling and a problem of entraining the splash. Therefore, a heating temperature of about 80 ° C. or less is most suitable.

기화기(200)에서 배출된 공기 중의 기체 상태의 물분자에 함유된 방사성 준위는 약 5x10-9 Ci/m3으로, 초기 극 저준위 방사성 폐수에 비하여 그 준위가 약 1/100로 낮아진 상태가 되었다. The radioactive level contained in the gaseous water molecules in the air discharged from the vaporizer 200 was about 5 × 10 −9 Ci / m 3 , and the level was lowered to about 1/100 of the initial ultra low level radioactive wastewater.

또한, 기화기(200)에서 배출된 수증기는 송풍기(300)를 통하여 140,000 ㎥/hr의 유속으로 유입된 상대습도 70%, 온도 20 ℃인 공기와 혼합되어 대기의 노점 이하가 되도록 희석된다. 이로써, 배출된 수증기는 대기 중에서 응축되지 않는 상태가 된 후 외부로 배기된다.In addition, the water vapor discharged from the vaporizer 200 is mixed with air having a relative humidity of 70% and a temperature of 20 ° C. introduced at a flow rate of 140,000 m 3 / hr through the blower 300 and diluted to be below the dew point of the atmosphere. As a result, the discharged water vapor is discharged to the outside after being in a state where it is not condensed in the atmosphere.

이상과 같은 본 발명의 방법과 장치를 사용할 경우, 종래 극 저준위 증발 설비에 비하여 설치 면적을 크게 줄일 수 있다. 또한, 증발천(120) 등을 사용하지 않기 때문에 2차 폐기물 발생량도 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 방법에서 시간당 500 kg의 극 저준위 방사성 폐수를 기체화시킬 수 있는 기화기(200)를 사용할 경우, 대기의 노점 이하로 희석하기 위한 송풍량도 대기 중의 상대습도가 70 % 이하, 10 ℃ 일 때 약 270,000 ㎥/hr로 종래 증발 설비와 비교할 때 약 1/4 정도에 지나지 않는다.When using the method and apparatus of the present invention as described above, the installation area can be significantly reduced compared to the conventional ultra low level evaporation equipment. In addition, since the evaporation stream 120 is not used, the amount of secondary waste may be minimized. In addition, in the method according to the present invention, when using the vaporizer 200 capable of gasifying extremely low level radioactive waste water of 500 kg per hour, the air flow rate for dilution below the dew point of the atmosphere, the relative humidity in the atmosphere is 70% or less, 10 It is about 270,000 m 3 / hr at ℃, which is only about 1/4 of the conventional evaporation plant.

본 발명을 특정의 실시 형태와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described with reference to specific embodiments, it is common practice in the art that various modifications and variations can be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who has a can easily know.

본 발명에 따른 극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리 방법 및 그 장치에 의하면, 원자력 발전소, 연구용 원자로, 원자력 연구 시설, 동위원소 사용 시설 등에서 발생하는 극 저준위 방사성 폐수를 기체화함으로써 방사성 농도를 크게 낮추어 더욱 안전하고 효과적으로 배기할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 극 저준위 증발 설비에 비하여 설치 면적이 크게 줄어들며, 증발천 등을 사용하지 않기 때문에 2차 폐기물 발생량도 최소화될 수 있다. 또한, 대기의 노점 이하로 희석하기 위한 송풍기의 용량도 종래의 증발 설비의 송풍기의 약 1/4 내지 1/2 정도면 충분하므로 경제적이다.According to the gasification treatment method and apparatus of the ultra-low level radioactive wastewater according to the present invention, by lowering the radioactive concentration by gasifying the ultra-low-level radioactive wastewater generated in nuclear power plants, research reactors, nuclear research facilities, isotope use facilities, etc. In addition to the safe and effective exhaust, the installation area is significantly reduced compared to the conventional ultra low-level evaporation equipment, the secondary waste generation can be minimized because no evaporation cloth is used. In addition, the capacity of the blower for diluting below the dew point of the atmosphere is also economical since about 1/4 to 1/2 of the blower of the conventional evaporation plant is sufficient.

Claims (3)

극 저준위 방사성 폐수 중에 압축공기를 불어넣어 압축공기를 폐수 중의 수분으로 포화 또는 부분 포화시켜 폐수 중의 수분을 기체화시킴으로써 제염하는 단계; 상기 포화 또는 부분 포화된 공기에 자연공기를 송풍하여 대기의 노점 이하가 되도록 희석하는 단계; 및 상기 희석 공기를 외부로 배기하는 단계를 포함하여 구성되는 극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리 방법.Blowing compressed air into the ultra-low level radioactive wastewater to desaturate or partially saturate the compressed air with water in the wastewater to vaporize the water in the wastewater; Blowing natural air into the saturated or partially saturated air to dilute to below the dew point of the atmosphere; And exhausting the dilution air to the outside. 내부에 구비되는 극 저준위 방사성 폐수(210)에 압축공기를 주입하여 폐수 중의 수분을 여분의 공간으로 기체화시키기 위한 기포발생기(240)와, 상기 기포발생기(240)를 통하여 기체화된 공기의 수분 중에 존재하는 미세 물 입자들을 제거하기 위한 분무제거기(250)가 그 하단 및 상단에 각각 구비되는 기화기(200);Bubble generator 240 for injecting compressed air into the ultra-low level radioactive wastewater 210 provided therein to gasify the water in the wastewater into an extra space, and moisture of air gasified through the bubble generator 240. A vaporizer 200 for removing fine water particles present therein, each of which is provided at a lower end and an upper end thereof; 상기 기화기(200)의 하단 개구부로부터 일측면 주입구까지 순환펌프(220)가 연통되되, 상기 순환펌프(220)를 통하여 가열되는 극 저준위 방사성 폐수(210)를 공급하기 위한 열교환기(230); 및A heat exchanger (230) communicating with the circulation pump (220) from the lower end opening of the vaporizer (200) to one side injection port, and for supplying the ultra low level radioactive wastewater (210) heated through the circulation pump (220); And 상기 기화기(200)에서 배출되는 미세 물 입자가 제거된 수증기를 희석시켜 대기의 노점 이하 상태로 변환시킨 후 외부로 배기하기 위하여 자연공기를 주입하는 송풍기(300);를 포함하여 구성되는 극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리 장치.Ultra low-level radioactive components, including; blower 300 for diluting the water vapor from the fine water particles discharged from the vaporizer 200 is removed to convert to the state below the dew point of the atmosphere and injecting natural air to the outside Gasification Treatment Equipment of Wastewater. 제 2항에 있어서, 상기 극 저준위 방사성 폐수가 열교환기(230)에 의하여 40 내지 80 ℃로 가열된 후 순환펌프(220)를 통하여 기화기(200)로 공급되는 것을 특징으로 하는 극 저준위 방사성 폐수의 기체화 처리 장치. The ultra low level radioactive wastewater according to claim 2, wherein the ultra low level radioactive wastewater is heated to 40 to 80 ° C. by the heat exchanger 230 and then supplied to the vaporizer 200 through a circulation pump 220. Gasification treatment apparatus.
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KR101382197B1 (en) * 2013-12-04 2014-04-07 김광득 System for recycling radioactive washing water

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000003201A (en) * 1998-06-26 2000-01-15 이해규 Method for treating decontamination waste water of atomic power plant by electronic ray and ion exchange resin treatment
KR100675769B1 (en) * 2003-02-27 2007-01-29 (주)이엔이 Process of Radioactive Liquid Waste

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100837177B1 (en) * 2007-11-30 2008-06-11 권오경 Dryer for radiation waste
KR101382197B1 (en) * 2013-12-04 2014-04-07 김광득 System for recycling radioactive washing water

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