KR20130093285A - 외부냉각유로를 이용한 저온용융로 및 금속섹터 조립체 - Google Patents

외부냉각유로를 이용한 저온용융로 및 금속섹터 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부냉각유로를 이용한 저온용융로 및 금속섹터에 관한 것으로, 다수의 금속섹터로 이루어진 벽체를 포함하는 저온용융로에 있어서, 상기 금속섹터는 길이방향으로 한 개의 냉각유로가 형성되며, 상기 냉각유로는 상기 벽체의 외부에 마련되어 상기 냉각유로와 연결되는 연장튜브가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 각 금속섹터에 하나의 냉각유로만이 형성되며, 저온용융로 벽체 바깥에 위치하는 연장튜브와 각 금속섹터의 냉각유로가 연결됨으로써, 금속섹터 사이즈를 작게 구성할 수가 있으며, 기 설정된 저온용융로의 크기에 대해 금속섹터의 수를 증가시킬 수가 있으므로 에너지 효율을 개선할 수가 있다.
또한, 각 금속섹터에 형성되는 냉각유로가 냉각수 흐름에 불리한 곡선 형태를 배제하고 직선 형태가 가능하여 냉각유로 상에 이물질 축적을 방지할 수 있는 등의 냉각흐름을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

외부냉각유로를 이용한 저온용융로 및 금속섹터{COLD CRUCIBLE AND A STEEL SECTOR USING AN EXTERNAL COOLING ROAD}
본 발명은 외부냉각유로를 이용한 저온용융로 및 금속섹터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유도전류로 인한 열을 저하시키기 위해 금속섹터에 연장튜브를 구비함으로써, 금속섹터의 두께가 감소되어 저온용융로에 다수로 구성될 수 있으며, 다수로 구성되는 금속섹터로 인해 유도전류의 영향이 감소되어 에너지 효율이 향상될 수 있는 외부냉각유로를 이용한 저온용융로 및 금속섹터에 관한 것이다.
원자력발전소는 운전 및 정비시 발생되는 방호복, PVC, 비닐시트 등의 폐기물과 폐 이온교환수지, 붕산폐액, 슬러리 및 건조물 등을 유도전류가열식 용융로에 동시에 투입하여 환경영향을 최소화할 수 있는 유리고화체를 만들어 낼 수 있을 뿐만 아니라 방사성폐기물 드럼 발생량을 감소시킬 수 있는 기술이 사용된다.
또한, 사용 후 핵연료 재처리 과정에서 발생된 액체폐기물, 건조폐기물 등을 안정화하기 위하여 유리화기술이 적용되고 있다.
일반적으로 용융로(Crucible)는 내부에 수용된 폐기물을 유리화(Vitrification)시키는데 사용되는 장치이다.
선행기술문헌들의 예로 대한민국등록특허공보 제10-0470730호의 “폐기물의 용융소각장치 및 이를 이용한 용융소각방법”, 대한민국공개특허공보 제10-2004-0010397호의 “용융로의 출탕장치 및 용탕 가열장치”, 대한민국등록특허공보 제10-1006751호의 “유도로”등이 있다.
상기 선행기술문헌들은 고주파발생기에서 용융로로 전달되는 유도전류로 인한 발생된 열을 저하시키기 위하여 금속섹터가 구비된다.
그러나, 종래 용융로의 금속섹터는 냉각수가 유입과 유출되는데 필요한 유입구와 유출구를 모두 형성해야 함으로 금속섹터의 면적이 커지게 되는 문제점이 있다.
또한, 금속섹터의 면적이 커짐에 따른 공간활용도가 저하됨과 동시에 유도 전류의 영향도 저하되어 금속섹터의 에너지 효율이 떨어지게 되는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 다수의 금속섹터들로 이루어진 저온용융로 벽체를 냉각하기 위한 냉각구조에 있어서, 금속섹터 내에 냉각유로를 확보하기 위한 금속섹터의 단면적 크기에 제한을 최소화하면서도 냉각흐름을 개선할 수 있는 외부냉각유로를 이용한 저온용융로 및 금속섹터를 제공하고자 한다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 다수의 금속섹터로 이루어진 벽체를 포함하는 저온용융로에 있어서, 상기 금속섹터는 길이방향으로 한 개의 냉각유로가 형성되며, 상기 냉각유로는 상기 벽체의 외부에 마련되어 상기 냉각유로와 연결되는 연장튜브가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 외부냉각유로를 이용한 저온용융로에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 금속섹터는 판형 형상의 지지부에 지지되되, 상기 지지부는 상기 금속섹터의 개수와 동일한 것이 바람직하다.
상기 연장튜브는 상기 금속섹터의 개수와 동일하면서 상기 연장튜브가 한 개의 금속섹터 냉각유로에만 연결되는 것이 바람직하다.
그리고, 외부냉각유로를 이용한 저온용융로의 벽체를 구성하는 금속섹터에 있어서, 상기 금속섹터는 길이방향으로 한 개의 냉각유로가 형성되며, 상기 냉각유로는 상기 벽체의 외부에 마련되어 상기 냉각유로와 연결되는 연장튜브가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 각 금속섹터에 하나의 냉각유로만이 형성되며, 저온용융로 벽체 바깥에 위치하는 연장튜브와 각 금속섹터의 냉각유로가 연결됨으로써, 금속섹터 사이즈를 작게 구성할 수가 있으며, 기 설정된 저온용융로의 크기에 대해 금속섹터의 수를 증가시킬 수가 있으므로 에너지 효율을 개선할 수가 있다.
또한, 각 금속섹터에 형성되는 냉각유로가 냉각수 흐름에 불리한 곡선 형태를 배제하고 직선 형태가 가능하여 냉각유로 상에 이물질 축적을 방지할 수 있는 등의 냉각흐름을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 외부냉각유로를 이용한 저온용융로에 금속섹터가 구비되는 상태를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 금속섹터에 연장튜브가 구비되는 상태를 나타내는 정면도,
도 3은 도 2의 A-A'부분의 단면을 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 금속섹터와 연장튜브간에 냉각수가 순환되는 상태를 나타내는 단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 외부냉각유로를 이용한 저온용융로 및 금속섹터는, 도 1에 도시된 바와 같이, 저온용융로에 다수의 금속섹터로 벽체를 구성하는 것이며, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속섹터에 연장튜브가 구비되는 것이며, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속섹터가 지지부에 지지되는 것이며, 도 4에 도시된 바와 같이, 금속섹터에 연장튜브가 구비된 상태에서 냉각수가 순환되는 것입니다.
외부냉각유로를 이용한 저온용융로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 저온용융로(100) 및 금속섹터(200)로 구성된다.
저온용융로(100)는 원통형 형상으로 이루어져 내부에 방사성 및 비방사성 등의 폐기물이 수용된다.
구체적으로 살펴보면, 저온용융로(100)는 용융시키기 위한 폐기물을 수용하는 용기와 수용된 폐기물을 밀폐시키기 위한 덮개로 이루어진다.
저온용융로(100)는 다수의 금속섹터(200)로 벽체(110)를 구성한다.
금속섹터(200)는, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 양측이 밀폐된 파이프 형상으로 이루어지며, 저온용융로(100)의 길이방향으로 길게 형성된다.
금속섹터(200)는 스테인리스강 등이 이용될 수 있으며, 내부에 길이방향으로 한 개의 냉각유로(210)가 형성된다.
냉각유로(210)는 벽체(110)의 외부에 마련되어 냉각유로(210)와 연결되는 연장튜브(300)가 추가로 구비된다.
연장튜브(300)는 금속섹터(200)의 개수와 동일하면서 연장튜브(300)가 각 금속섹터(200)의 냉각유로(210)에만 연결된다.
연장튜브(300)는 제1연장튜브(310)와 제2연장튜브(320)로 구성되는 것으로, 제1연장튜브(310)는 금속섹터(200)의 일단부에 연결되며, 제2연장튜브(320)는 금속섹터(200)의 다른 일단부에 연결된다.
제1연장튜브(310)는 금속섹터(200)에 연결되되, 금속섹터(200)에 연결되는 일단부가 직교되게 굴곡되며, 대응되는 다른 일단부에는 원형 형상으로 이루어진 유입구(311)가 연장형성된다.
유입구(311)로 공급되는 냉각수는 제1연장튜브(310)를 통해 금속섹터(200)의 냉각유로(210)로 흐른다.
구체적으로 살펴보면, 제1연장튜브(310)는 내부에 한 개의 제1냉각유로(312)가 형성되며, 제1연장튜브(310)의 유입구(311)를 통해 공급되는 냉각수가 제1냉각유로(312)로 흘러서 금속섹터(200)의 냉각유로(210)로 흐른다.
제2연장튜브(320)는 제1연장튜브(310)와 마찬가지로 금속섹터(200)에 연결되는 일단부가 직교되게 굴곡되며, 대응되는 다른 일단부에는 원형 형상으로 이루어진 배출구(321)가 연장형성된다.
금속섹터(200)의 냉각유로(210)로 공급되는 냉각수는 금속섹터(200)의 냉각유로(210)와 연통되는 제2연장튜브(320)로 흐른다.
구체적으로 살펴보면, 제2연장튜브(320)는 내부에 한 개의 제2냉각유로(322)가 형성되며, 금속섹터(200)로부터 공급되는 냉각수가 제2냉각유로(322)로 흘러서 제2연장튜브(320)의 배출구(321)를 통해 외부로 배출된다.
이에 따라 냉각수는 연장튜브(300)를 통해 유입 및 배출이 용이하여 원활한 순환이 이루어진다.
금속섹터(200)는 판형 형상의 지지부(400)에 지지된다.
지지부(400)는 하부에 금속섹터(200)가 구비되는 것으로, 금속섹터(200)의 개수와 동일하게 구성된다.
금속섹터(200)는 사이에 절연물질(500)이 충진되는 것으로, 물리적, 화학적 및 열적으로 안정된 재질인 세라믹계로 이루어진 절연물질(500)로 인해 전기 아크 발생이 방지되어 전기적 피해를 최소화시킨다.
제1연장튜브(310)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 연장형성된 유입구(311)를 통해 유입되는 냉각수가 금속섹터(200)에 공급된다.
구체적으로 살펴보면, 유입구(311)를 통해 공급되는 냉각수는 제1연장튜브(310)의 제1냉각유로(312)로 흘러 금속섹터(200)의 냉각유로(210)로 공급된다.
냉각유로(210)로 공급되는 냉각수는 제2연장튜브(320)로 흐른다.
구체적으로 살펴보면, 금속섹터(200)의 냉각유로(210)로 공급되는 냉각수는 제2연장튜브(320)의 내부에 형성된 제2냉각유로(322)로 흘러 제2연장튜브(320)의 배출구(321)를 통해 외부로 배출된다.
이에 따라 연장튜브(300)로 인해 금속섹터(200)에 냉각수가 공급되어 순환됨으로 저온용융로(100)를 냉각시키게 된다.
이러한 구성을 가지는 본 발명에 따른 외부냉각유로를 이용한 저온용융로 및 금속섹터의 사용상태 및 작동상태에 관하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외부냉각유로를 이용한 저온용융로는 저온용융로(100), 금속섹터(200) 및 연장튜브(300)는 표준화되어 미리 공장에서 모듈화한 것으로 현장에서의 작업효율을 향상시킬 수 있다.
금속섹터(200)는 일단부에 연장튜브(300)의 제1연장튜브(310)가 연결되되, 제1연장튜브(310)는 금속섹터(200)의 냉각유로(210)에까지 삽입된다.
연장튜브(300)의 제2연장튜브(320)는 제1연장튜브(310)의 연결상태와 동일하게 금속섹터(200)의 다른 일단부에 연결되되, 제2연장튜브(320)도 금속섹터(200)의 냉각유로(210)에까지 삽입된다.
금속섹터(200)는 판형 형상의 지지부(400)에 지지되되, 한 개의 지지부(400) 하부에 한 개의 금속섹터(200)가 구비된다.
지지부(400)에 지지된 상태에서 금속섹터(200)는 사이에 절연물질(500)이 충진된다.
금속섹터(200)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1연장튜브(310)와 제2연장튜브(320)가 연결된 상태에서 별도의 냉각수 공급장치와 연결된 제1연장튜브(310)의 유입구(311)에 냉각수가 공급된다.
유입구(311)를 통해 공급된 냉각수는 제1연장튜브(310)의 제1냉각유로(312)에 공급되어 제1냉각유로(312)와 연통된 금속섹터(200)의 냉각유로(210)로 흐른다.
금속섹터(200)는 제1연장튜브(310)로부터 공급된 냉각수가 냉각유로(210)로 흘러서 제2연장튜브(320)에 공급된다.
제2연장튜브(320)는 냉각유로(210)로부터 공급된 냉각수가 제2연장튜브(320)의 제2냉각유로(322)로 흘러 배출구(321)를 통해 외부로 배출된다.
이에, 본 발명에 따르면, 각 금속섹터에 하나의 냉각유로만이 형성되며, 저온용융로 벽체 바깥에 위치하는 연장튜브와 각 금속섹터의 냉각유로가 연결됨으로써, 금속섹터 사이즈를 작게 구성할 수가 있으며, 기 설정된 저온용융로의 크기에 대해 금속섹터의 수를 증가시킬 수가 있으므로 에너지 효율을 개선할 수가 있다.
또한, 각 금속섹터에 형성되는 냉각유로가 냉각수 흐름에 불리한 곡선 형태를 배제하고 직선 형태가 가능하여 냉각유로 상에 이물질 축적을 방지할 수 있는 등의 냉각흐름을 개선할 수 있는 효과가 있다.
100 : 저온용융로 110 : 벽체
200 : 금속섹터 210 : 냉각유로
300 : 연장튜브 310 : 제1연장튜브
311 : 유입구 312 : 제1냉각유로
320 : 제2연장튜브 321 : 배출구
322 : 제2냉각유로 400 : 지지부
500 : 절연물질

Claims (4)

  1. 다수의 금속섹터로 이루어진 벽체를 포함하는 저온용융로에 있어서,
    상기 금속섹터는 길이방향으로 한 개의 냉각유로가 형성되며, 상기 냉각유로는 상기 벽체의 외부에 마련되어 상기 냉각유로와 연결되는 연장튜브가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 외부냉각유로를 이용한 저온용융로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속섹터는 판형 형상의 지지부에 지지되되, 상기 지지부는 상기 금속섹터의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 외부냉각유로를 이용한 저온용융로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연장튜브는 상기 금속섹터의 개수와 동일하면서 상기 연장튜브가 한 개의 금속섹터 냉각유로에만 연결되는 것을 특징으로 하는 외부냉각유로를 이용한 저온용융로.
  4. 외부냉각유로를 이용한 저온용융로의 벽체를 구성하는 금속섹터에 있어서,
    상기 금속섹터는 길이방향으로 한 개의 냉각유로가 형성되며, 상기 냉각유로는 상기 벽체의 외부에 마련되어 상기 냉각유로와 연결되는 연장튜브가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 금속섹터.
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