KR20180052455A - 밴츄리 스크러버 및 이를 포함하는 원자력발전소의 제염장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밴츄리관 내부에 액체가 필름 형태로 포집되는 것을 방지하기 위한 밴츄리 스크러버 및 이를 포함하는 원자력발전소의 제염장치를 제공하기 위하여, 본 발명에 따른 밴츄리 스크러버는 액체가 저장되는 수조 및 상기 수조 내부에 배치되며, 밴츄리 형태로 마련되는 제염유닛 및 상기 제염유닛에 연결되며, 상기 수조 외부로부터 제공되는 유해가스를 상기 제염유닛으로 공급하는 가스 공급유닛 및 상기 제염유닛 내부에 배치되고, 상기 액체를 상기 유해가스의 이송방향으로 분사시켜 상기 액체와 상기 유해가스의 충돌에 의해 상기 유해가스의 유해물질이 제염되도록 하는 다공유닛을 포함한다. 이에, 유해물질의 제염효과를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

밴츄리 스크러버 및 이를 포함하는 원자력발전소의 제염장치{VENTURI SCRUBBER AND DECONTAMINATION APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 밴츄리 스크러버 및 이를 포함하는 원자력발전소의 제염장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유해물질을 제거하는 밴츄리 스크러버 및 이를 포함하는 원자력발전소의 제염장치에 관한 것이다.

일반적으로 원자력발전소는 격납 건물이 과압 상태에 도달할 경우에 여과배기계통을 작동시켜 격납 건물 내부 압력을 낮추고 있다. 이때, 격납 건물로부터 배기되는 유체 내에는 방사성 물질과 같은 유해물질이 포함되어 있다. 이에, 원자력발전소에서는 격납 건물로부터 배출되는 유체의 배기 경로 상에 스크러버를 배치시켜 유체 내에 존재하는 유해물질을 제거한다. 일례로, 원자력발전소에서는 격납 건물로부터 배출되는 배기가스에 액적을 충돌시켜 배기가스 내에 존재하는 유해물질이 제거되도록 하는 습식 스크러버가 사용되고 있다.

이러한 습식 스크러버는 액체가 저장되는 탱크 및 탱크 내부에 배치되는 밴츄리관을 포함하여 배기 유체가 밴츄리관으로 유입되도록 한다. 이때, 습식 스크러버는 배기가스 이송에 따른 압력차를 기반으로 탱크의 액체를 밴츄리관으로 공급한다. 이에, 배기가스와 액적의 충돌에 의해 배기가스 내에 존재하는 유해물질이 제염된다.

다만, 습식 스크러버는 밴츄리관의 유입홀을 통해 밴츄리관 내부로 유입되는 액체가 밴츄리관 내벽에 필름 형태로 포집되어 유해물질의 제염효과가 저하되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1462398호(이중 미세먼지 포집용 스크러버 장치, 2014.11.11.)

본 발명의 목적은 밴츄리관 내부에 액체가 필름 형태로 포집되는 것을 방지하기 위한 밴츄리 스크러버 및 이를 포함하는 원자력발전소의 제염장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 밴츄리 스크러버는 액체가 저장되는 수조 및 상기 수조 내부에 배치되며, 밴츄리 형태로 마련되는 제염유닛 및 상기 제염유닛에 연결되며, 상기 수조 외부로부터 제공되는 유해가스를 상기 제염유닛으로 공급하는 가스 공급유닛 및 상기 제염유닛 내부에 배치되고, 상기 액체를 상기 유해가스의 이송방향으로 분사시켜 상기 액체와 상기 유해가스의 충돌에 의해 상기 유해가스의 유해물질이 제염되도록 하는 다공유닛을 포함한다.

상기 다공유닛은 상기 제염유닛 내부에 배치되며 내부에 중공이 형성되고 상부면에 상기 유체가 토출될 수 있는 복수 개의 홀이 형성되는 분무본체와, 상기 제연유닛의 내벽과 상기 분무본체 사이에서 상기 분무본체를 지지하고 상기 액체가 상기 분무본체 내부로 유입되는 경로를 형성하는 적어도 하나의 유입 파이프를 포함할 수 있다.

상기 유입 파이프의 상부면에는 상기 유체가 토출될 수 있는 복수 개의 홀이 형성될 수 있다.

상기 유입 파이프는 제1 및 제2 유입 파이프를 포함하고, 상기 각각의 제1 및 제2 유입 파이프는 일단이 상기 제염유닛 측벽과 연통되고 타단이 상호 동일한 높이에서 상기 분무본체 측벽과 연통될 수 있다.

상기 제1 및 제2 유입파이프는 상기 일단의 높이가 상기 타단의 높이보다 높을 수 있다.

상기 가스 공급유닛은 상기 유해가스가 상기 제염유닛 내부로 공급되도록 상기 제염유닛의 하부에 연결될 수 있다.

상기 밴츄리 스크러버는 상기 유해가스가 상기 제염유닛을 통과할 때에 상기 수조 내 저장되는 액체가 압력차에 의해 상기 제염유닛 내부로 자연 유입될 수 있다.

상기 제염유닛은 상기 제염유닛의 하부를 형성하며 상기 가스 공급유닛으로부터 상기 유해가스가 유입되는 유입경로와, 상기 유입경로 상측에서 상기 유입경로에 연통되며 상기 유입경로의 내경보다 작은 내경을 갖도록 마련되는 가속경로와, 상기 가속경로 상측에서 상기 가속경로에 연통되며 상기 액체와 상기 유해가스가 상호 충돌되도록 하여 상기 유해가스 내 존재하는 유해물질이 포집되도록 하는 충돌경로를 포함할 수 있다.

상기 유해가스 내 존재하는 상기 유해물질은 상기 액체와 함께 상기 수조 내에 포집될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 제염장치는 원자력발전소로부터 배출되는 유해가스를 제염하는 제염장치에 있어서, 상기 원자력발전소로부터 배출되는 상기 유해가스의 배기경로에 마련되어, 상기 유해가스에 포함되는 반사능 물질을 제거하는 밴츄리 스크러버를 포함하고, 상기 밴츄리 스크러버는 액체가 저장되는 수조 및 상기 수조 내부에 배치되며, 밴츄리 형태로 마련되는 제염유닛 및 상기 제염유닛에 연결되며, 상기 수조 외부로부터 제공되는 유해가스를 상기 제염유닛으로 공급하는 가스 공급유닛 및 상기 제염유닛 내부에 배치되고, 상기 액체를 상기 유해가스의 이송방향으로 분사시켜 상기 액체와 상기 유해가스의 충돌에 의해 상기 유해가스의 유해물질이 제염되도록 하는 다공유닛을 포함한다.

상기 다공유닛은 상기 제염유닛 내부에 배치되며 내부에 중공이 형성되고 상부면에 상기 유체가 토출될 수 있는 복수 개의 홀이 형성되는 분무본체와, 상기 제연유닛의 내벽과 상기 분무본체 사이에서 상기 분무본체를 지지하고 상기 액체가 상기 분무본체 내부로 유입되는 경로를 형성하는 적어도 하나의 유입 파이프를 포함할 수 있다.

상기 유입 파이프의 상부면에는 상기 유체가 토출될 수 있는 복수 개의 홀이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 밴츄리 스크러버 및 이를 포함하는 원자력발전소의 제염장치는 밴츄리관 내부에 액체가 필름 형태로 포집되는 것을 방지하여, 유해물질의 제염효과를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 실시예에 따른 원자력발전소 제염장치의 밴츄리 스크러버를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 원자력발전소 제염장치의 밴츄리 스크러버 분무유닛을 나타낸 사시도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 원자력발전소 제염장치의 밴츄리 스크러버 분무유닛을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 원자력발전소 제염장치의 밴츄리 스크러버의 동작을 나타낸 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.

도 1은 본 실시예에 따른 원자력발전소 제염장치의 밴츄리 스크러버를 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 원자력발전소 제염장치의 밴츄리 스크러버(1000, 이하, 스크러버라 칭한다.)는 수조(100), 제염유닛(200), 가스 공급유닛(300), 및 다공유닛(400)을 포함한다.

먼저, 수조(100)는 상부에 개구가 형성된 함체로 마련될 수 있다. 그리고 수조(100) 내부에는 원자력발전소로부터 배출되는 유해가스로부터 유해물질, 예컨대 방사능 물질을 포집 및 제거하기 위한 액체가 마련될 수 있다. 여기서, 액체는 물로 마련될 수 있으나, 액체의 종류는 한정하지 않는다.

그리고 수조(100) 내부에는 제염유닛(200)이 배치된다. 제염유닛(200)은 상하에 개구가 구비된 밴츄리 관(Venturi pipe) 형태로 마련될 수 있다. 일례로, 제염유닛(200)에는 유입경로(210), 가속경로(220), 및 충돌경로(230)가 형성될 수 있다.

유입경로(210)는 제염유닛(200)의 하부를 형성하며, 가스 공급유닛(300)로부터 유입되는 유해가스의 유입 경로를 형성한다. 그리고 가속경로(220)는 유입경로(210)의 상부에 형성되며 유입경로(210)의 내경보다 작은 내경을 갖도록 마련될 수 있다. 충돌경로(230)는 가속경로(220)의 상부에 형성되며 가속경로(220)로부터 확관되는 형태, 즉 가속경로(220)의 내경보다 큰 내경을 갖도록 마련될 수 있다. 이러한 제염유닛(200)은 견고한 재질로 마련될 수 있으며, 단면적이 원형으로 마련될 수 있으나, 제염유닛(200)의 재질 및 단면적은 한정하지 않는다.

한편, 가스 공급유닛(300)은 원자력발전소로부터의 유해가스를 제염유닛(200)으로 전달하는 경로를 형성한다. 여기서, 가스 공급유닛(300)은 수조를 관통하여 제염유닛(200)의 유입경로(210)에 직접적으로 연통될 수 있으며, 내부에 유해가스의 유량 및 속도를 조절하기 위한 오리피스가 장착될 수 있다.

한편, 다공유닛(400)은 제염유닛(200) 내부에 배치되어 제염유닛(200) 내부에서 액체가 분무되도록 한다. 이러한 다공유닛(400)에 대해서는 이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 실시예에 따른 원자력발전소 제염장치의 밴츄리 스크러버 분무유닛을 나타낸 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 다공유닛(400)은 분무본체(410), 및 유입 파이프(420)를 포함할 수 있다.

먼저, 분무본체(410)는 제염유닛(200)의 가속경로(220) 내에 배치될 수 있다. 여기서, 분무본체(410)는 원통으로 마련될 수 있으며, 상부에는 액체를 분무하기 위한 복수 개의 분무홀(411)이 마련될 수 있다. 여기서, 분무홀(411)은 유해가스의 이송방향을 향해 액체가 분무되도록 하여, 유해가스가 액체와 함께 액적으로 변환되도록 한다. 이러한 분무홀(411)은 분무본체(410) 상부면 전면적 또는 일영역에 균일하게 형성될 수 있다.

그리고 유입 파이프(420)는 제염유닛(200) 내부에 배치되어 제염유닛(200) 외측 공간과 분무본체(410) 내부 공간을 연통시킨다. 일례로, 유입 파이프(420)는 제1 유입 파이프(421), 제2 유입 파이프(422), 및 제3 유입 파이프(423)를 포함할 수 있다.

여기서, 제1 내지 제3 유입 파이프(421, 422, 423)의 일단은 제염유닛(200) 측면에 연통된다. 그리고 제1 내지 제3 유입 파이프(421, 422, 423)의 타단은 일단보다 높은 위치에서 분무본체(410)의 측벽에 연통될 수 있다.

이때, 제1 내지 제3 유입 파이프(421, 422, 423)의 타단은 상호 동일한 높이에 마련되어 분무본체(410)에 제1 내지 제3 유입 파이프(421, 422, 423)에 의해 형성되는 게이트가 마련되도록 한다.

이러한 복수 개의 유입 파이프(420)의 상부면에는 액체가 제염유닛(200) 내부로 토출되도록 하는 복수 개의 토출홀(421a, 422a, 423a)이 형성된다. 여기서, 토출홀(421a, 422a, 423a)은 유해가스의 이송방향을 향해 액체가 분무되도록 하여 유해가스가 액체와 함께 액적으로 변환되도록 한다. 이러한 복수 개의 토출홀(421a, 422a, 423a)은 각각의 유입 파이프(420)의 전면적 또는 일영역에 균일하게 형성될 수 있다.

이러한 다공유닛(400)은 제염유닛(200) 외측의 액체를 제염유닛(200) 내부에서 유해가스와 충돌시켜 보다 유해물질의 제염 효과가 향상되도록 하는 이점이 있다.

한편, 본 실시예서는 제염유닛(200)의 단면적이 원형으로 마련되고, 이와 동일한 형태를 갖는 분무본체(410)가 제1 내지 제3 유입 파이프(421, 422, 423)와 연통되는 것을 설명하고 있다. 그러나 이는 본 실시예를 설명하기 위한 일 실시예로 제염유닛(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 단면적이 사각 형태로 마련될 수 있고, 이때, 분무본체(410)의 단면적 역시 사각 형태로 마련되어, 제1 내지 제4 유입 파이프(421, 422, 423, 424)와 연통될 수 있다.

한편, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 밴츄리 스크러버(1000)의 동작을 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다.

도 4는 본 실시예에 따른 원자력발전소 제염장치의 밴츄리 스크러버의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 밴츄리 스크러버(1000)는 원자력발전소로부터 유해가스가 제공될 수 있다(S100). 여기서, 유해가스는 가스 공급유닛(300)을 통해 제염유닛(200)으로 제공된다. 유해가스가 제염유닛(200)으로 제공될 때에 제염유닛(200)은 수조의 액체가 유입된 상태일 수 있으나, 유해가스가 제공되는 동시에 상부를 통해 액체가 배출될 수 있다.

한편, 제염유닛(200) 내부로 배기가스가 공급될 때에 제염유닛(200) 내외부의 압력차에 의해 제염유닛(200) 외측에 수용된 액체가 유입 파이프(420)를 통해 분무본체(410)로 유입된다. 여기서, 유입 파이프(420)를 통해 유입되는 액체는 분무본체(410)의 분무홀(411)과, 유입 파이프(420)의 토출홀(421a, 422a, 423a)을 통해 분무유닛(400) 상부로 분무될 수 있다.

한편, 분무유닛(400)으로부터 분무된 액체는 제염유닛(200)을 통과하는 유해가스와 충돌하게 되고(S200), 유해가스와 액체는 액적 형태로 변환되어 제염유닛(200) 상측으로 배출된다. 이에, 유해가스 내 존재하는 유해물질은 수조 내 액체와 함께 포집되고(S300), 유해물질이 제거된 유해가스는 수조(100) 상부를 통해 밴츄리 스크러버(1000)로부터 배출될 수 있다(S400).

여기서, 밴츄리 스크러버(1000)로부터 배출된 유해가스는 다른 계통의 스크러버로 이송되어 2차적으로 유해물질 포집 공정이 수행될 수 있다.

이와 같이, 밴츄리 스크러버 및 이를 포함하는 원자력발전소의 제염장치는 액체가 밴츄리 관 내부에서 분무되도록 하여 밴츄리관 내부에 액체가 필름 형태로 포집되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 유해물질의 제염효과를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

1000 : 밴츄리 스크러버
100 : 수조
200 : 제염유닛
300 : 가스공급유닛
400 : 다공유닛

Claims (12)

1. 액체가 저장되는 수조;
   상기 수조 내부에 배치되며, 밴츄리 형태로 마련되는 제염유닛;
   상기 제염유닛에 연결되며, 상기 수조 외부로부터 제공되는 유해가스를 상기 제염유닛으로 공급하는 가스 공급유닛; 및
   상기 제염유닛 내부에 배치되고, 상기 액체를 상기 유해가스의 이송방향으로 분사시켜 상기 액체와 상기 유해가스의 충돌에 의해 상기 유해가스의 유해물질이 제염되도록 하는 다공유닛을 포함하는 밴츄리 스크러버.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 다공유닛은
   상기 제염유닛 내부에 배치되며 내부에 중공이 형성되고 상부면에 상기 유체가 토출될 수 있는 복수 개의 홀이 형성되는 분무본체와,
   상기 제연유닛의 내벽과 상기 분무본체 사이에서 상기 분무본체를 지지하고 상기 액체가 상기 분무본체 내부로 유입되는 경로를 형성하는 적어도 하나의 유입 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 밴츄리 스크러버.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 유입 파이프의 상부면에는 상기 유체가 토출될 수 있는 복수 개의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 밴츄리 스크러버.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 유입 파이프는 제1 및 제2 유입 파이프를 포함하고,
   상기 각각의 제1 및 제2 유입 파이프는 일단이 상기 제염유닛 측벽과 연통되고 타단이 상호 동일한 높이에서 상기 분무본체 측벽과 연통되는 것을 특징으로 하는 밴츄리 스크러버.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 유입파이프는 상기 일단의 높이가 상기 타단의 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 밴츄리 스크러버.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 가스 공급유닛은
   상기 유해가스가 상기 제염유닛 내부로 공급되도록 상기 제염유닛의 하부에 연결되는 것을 특징으로 하는 밴츄리 스크러버.
   
7. 제1 항 또는 제6항에 있어서,
   상기 유해가스가 상기 제염유닛을 통과할 때에 상기 수조 내 저장되는 액체가 압력차에 의해 상기 제염유닛 내부로 자연 유입되는 것을 특징으로 하는 밴츄리 스크러버.
   
8. 제6 항에 있어서,
   상기 제염유닛은
   상기 제염유닛의 하부를 형성하며 상기 가스 공급유닛으로부터 상기 유해가스가 유입되는 유입경로와,
   상기 유입경로 상측에서 상기 유입경로에 연통되며 상기 유입경로의 내경보다 작은 내경을 갖도록 마련되는 가속경로와,
   상기 가속경로 상측에서 상기 가속경로에 연통되며 상기 액체와 상기 유해가스가 상호 충돌되도록 하여 상기 유해가스 내 존재하는 유해물질이 포집되도록 하는 충돌경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 밴츄리 스크러버.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 유해가스 내 존재하는 상기 유해물질은 상기 액체와 함께 상기 수조 내에 포집되는 것을 특징으로 하는 밴츄리 스크러버.
   
10. 원자력발전소로부터 배출되는 유해가스를 제염하는 제염장치에 있어서,
    상기 원자력발전소로부터 배출되는 상기 유해가스의 배기경로에 마련되어, 상기 유해가스에 포함되는 반사능 물질을 제거하는 밴츄리 스크러버를 포함하고,
    상기 밴츄리 스크러버는
    액체가 저장되는 수조;
    상기 수조 내부에 배치되며, 밴츄리 형태로 마련되는 제염유닛;
    상기 제염유닛에 연결되며, 상기 수조 외부로부터 제공되는 유해가스를 상기 제염유닛으로 공급하는 가스 공급유닛; 및
    상기 제염유닛 내부에 배치되고, 상기 액체를 상기 유해가스의 이송방향으로 분사시켜 상기 액체와 상기 유해가스의 충돌에 의해 상기 유해가스의 유해물질이 제염되도록 하는 다공유닛을 포함하는 원자력발전소의 제염장치.
    
11. 제10 항에 있어서,
    상기 다공유닛은
    상기 제염유닛 내부에 배치되며 내부에 중공이 형성되고 상부면에 상기 유체가 토출될 수 있는 복수 개의 홀이 형성되는 분무본체와,
    상기 제연유닛의 내벽과 상기 분무본체 사이에서 상기 분무본체를 지지하고 상기 액체가 상기 분무본체 내부로 유입되는 경로를 형성하는 적어도 하나의 유입 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 제염장치.
    
12. 제11 항에 있어서,
    상기 유입 파이프의 상부면에는 상기 유체가 토출될 수 있는 복수 개의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 제염장치.
    
    
    

Images