KR20180095231A

KR20180095231A - 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치

Info

Publication number: KR20180095231A
Application number: KR1020170021457A
Authority: KR
Inventors: 이민수; 이종열; 최희주
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-08-27
Also published as: KR101927477B1

Abstract

본 발명은 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 쐐기결합 구조를 이용하여 고준위폐기물 처분용기와 하강기의 결합/체결을 용이하게 할 수 있는, 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치에 관한 것이다.

Description

심부처분공 하강용 처분용기 체결장치 {High-level waste descend device use wedge locking }

본 발명은, 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치에 관한 것으로서, 고준위 폐기물과 하강기를 쐐기 결합으로 연결하여, 고준위 폐기물 이동 시 발생하는 문제점을 해소한, 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치에 관한 것이다.

일반적으로 고준위폐기물 처분용기의 심부처분공 거치에는 이음/풀림 방식(Jetted J-slot)방식이 알려져 있으나, 이음/풀림 방식의 경우 처분용기와 J-slot을 연결하는 고정핀을 하강하는 힘으로 눌러 파괴하여 연결을 푸는 방식이기 때문에, 한번 연결이 끊기면 다시 회수하기 힘든 구조이며, 고준위폐기물 처분용기를 지하 깊숙한 곳으로 내리는 도중 고준위폐기물 처분용기가 벽과 벽 사이에 끼여 일정한 힘이 가해질 경우, 고정핀이 깨져 처분공을 폐쇄해야 하고, 지층 부근이 고준위폐기물에 의해 오염되는 단점이 우려된다.

상기와 같은 방법 이외에도 도 2에 도시된 바와 같이 인양폴리와 인양핸드를 이용한 방법이 거론된다. 도 2에 도시된 종래의 고준위폐기물 처분용기의 심부처분공 거치장치는, 몸체와, 몸체의 양쪽 끝부분에 회전 가능하도록 체결되는 한 쌍의 날개와, 한 쌍의 날개 하부에 부착되며 조인트볼트에 의해서 결합이 되는 인양 폴과, 인양핸드, 및 방사성폐기물 운반용기 뚜껑을 개폐하기 위한 크레인 인양 고리를 포함하여 이루어진다. 도 2에 도시된 종래의 발명은 인양 폴과 인양 핸드를 이용하여 고준위폐기물과 하강기의 결합을 공고히 하였지만 결합과 분리가 어려운 구조를 가지는 것은 부정할 수 없는 사실이다.

따라서, 고준위폐기물과 하강기의 결합이 공고히 이루어지되 결합과 분리가 용이한 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치의 필요성이 대두되고 있다.

한국등록특허 제0935161호(공개일: 2009.12.24)

본 발명의 목적은, 쐐기 결합 구조를 이용하여 고준위 폐기물 처분용기와 하강기를 결합시킴으로서 안전성을 향상시키고, 결합/분리 를 용이하게 할 수 있는 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치는, 하측이 고준위폐기물 처분용기와 결합되고, 상측에 제1 쐐기(110)가 돌출 형성되는 제1 쐐기부(100); 하측에 피스톤운동 공간(210)이 형성되고, 상기 피스톤운동 공간(210)으로 제어봉(220)이 돌출 형성되는 하강기(200); 및 상기 하강기(200)와 마주보는 상측에 피스톤부(310)가 형성되어 상기 피스톤운동 공간(210)을 형성하는 상기 하강기(200)의 내측 측면(201)을 타고 상하 방향으로 피스톤 운동 하며, 하측에 상기 제1 쐐기(110)와 체결되는 제2 쐐기부(320)가 형성되는 체결부(300); 를 포함하며, 상기 제어봉(220)이 체결된 상기 제1 쐐기부(100)와 상기 제2 쐐기부(320)를 해제시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 쐐기부(320)는 상기 하강기(200)의 상하 길이방향 중심축을 기준으로 대향 형성된 복수개의 제2 쐐기(321)가 상기 체결부(300)에 힌지 결합된 모듈인 것을 특징으로 한다.

또한, 각각의 상기 제2 쐐기(321)는 서로 마주보는 내측에 회전 가이드부(321-1)가 형성되어, 상기 제어봉(220)이 상기 가이드부(321-1)를 밀면 상기 제2 쐐기(321)가 외측으로 회전되는 것을 특징으로 한다.

또한, 각각의 상기 제2 쐐기(321)의 하측 외면과 상기 하강기(200)의 내면이 스프링(400)으로 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하강기(200)는 상기 체결부(300)와 마주보는 내측으로 걸쇠(340)가 돌출 형성되고, 상기 체결부(300)는 상기 걸쇠(330)와 마주보는 외면에 상기 걸쇠(330)가 끼워지는 슬라이딩 홈(320-1)이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피스톤부(310)의 상면과 상기 피스톤운동 공간(210)을 형성하는 상기 하강기(200)의 내측 하면이 접할 시, 상기 체결부(300)의 하측 단부가 상기 하강기(200)의 하측 단부보다 상기 제1 쐐기부(100)에 인접한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하강기(200)의 내측 하면과 체결부 상면의 거리(L)가 최대가될 때 상기 제어봉(220)과 상기 회전 가이드부(321-1)가 이격되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명인 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치는, 쐐기 결합을 이용함으로서 하강기와 고준위폐기물의 결합을 공고히 하여 고준위폐기물이 심부처분공에 유입 도중 외부에서 가해지는 힘에 의해 결합부위에서 파손 사고가 발생하는 것을 방지하는 장점을 가진다.

또한, 고준이 폐기물이 분리된 후 체결부가 상승하게 되더라도 피스톤부에 의해 피스톤부에 대한 체결부의 상대적 변위가 느리게 발생하므로, 체결부에 형성된 제2 쐐기부와 제1 쐐기부가 재결합되어 하강기의 상승을 방해하는 문제점을 해결하는 장점이 있다.

그리고, 제어봉이 제2 쐐기부를 형성하는 제2 쐐기가 서로 마주보는 내면에 형성된 공간을 관통하여, 하강기의 내측 하면과 체결부의 상면이 서로 일정거리 이격되더라도 제어봉이 제2 쐐기가 외측으로 벌어진 상태로 유지되므로, 하강기의 상승을 용이하게 하는 장점이 있다.

아울러, 탄성체에 의해 변위가 일정하게 복원되는 제2 쐐기의 복원 시간을 제어 가능하게 구성되어, 제1 쐐기와 제2 쐐기를 분리시킬 시 제어봉으로 피벗지레를 압박 유지하기 위해 별도의 힘을 필요로 하지 않는 장점이 있다.

도 1은 종래의 방사성폐기물 운반용기의 인양장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명인 심부처분 공 하강용 처분용기 체결장치의 단면도.
도 3은 본 발명인 심부처분 공 하강용 처분용기 체결장치의 단면도(하강 시)
도 4는 본 발명인 심부처분 공 하강용 처분용기 체결장치의 단면도(고준위폐기물이 지정된 임의의 위치에 안착 시)
도 5는 본 발명인 심부처분 공 하강용 처분용기 체결장치의 단면도(상승 시)

이하, 상기와 같은 본 발명인 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치에 관하여 설명하도록 한다.

도 2를 참조하여 설명하면 본 발명인 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치는, 하측에 고준위폐기물 처분용기가 결합되고, 상측에 제1 쐐기(110)가 돌출 형성되는 제1 쐐기부(100)와, 하측에 피스톤운동 공간(210)이 형성되고, 상기 피스톤운동 공간(210)으로 제어봉(220)이 돌출 형성되는 하강기(200) 및 상기 하강기(200)와 마주보는 상측에 피스톤부(310)가 형성되어 상기 피스톤운동 공간(210)을 형성하는 상기 하강기(200)의 내측 측면(201)을 타고 상하 방향으로 피스톤 운동 하며, 하측에 상기 제1 쐐기(110)와 체결되는 제2 쐐기부(320)가 형성되는 체결부(300)를 포함하며, 상기 제어봉(220)이 체결된 상기 제1 쐐기부(100)와 상기 제2 쐐기부(320)를 해제시킨다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면, 본 발명인 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치는 고준위폐기물을 심부처분공에 넣을 때 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제2 쐐기부(320)에 고준위폐기물 처분용기가 결합된 제1 쐐기부(100)가 결합되어 고준위폐기물의 하중이 체결부(300)에 인가되므로 상기 체결부(300)가 상기 하강기(200)의 내측 측면(201)을 타고 하측 방향으로 이동하게 되어 제1 쐐기부(100)와 제2 쐐기부(320)가 체결된 상태로 이동하게 되고, 고준위폐기물이 지정된 장소에 안착되면 도 4에 도시된 바와 같이 상기 하강기(200)의 내측 하면과 상기 체결부(300) 상면이 서로 접하게 되어 제어봉(220)이 상기 제2 쐐기부(320)와 상기 제1 쐐기부(100)를 분리시키며, 상기 체결부(300)의 상측에 형성된 피스톤부(310)에 의해 상기 체결부(300)의 상면과 상기 하강기(200)의 내측 하면 밀착된 상태로 유지되므로, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 쐐기부(100)와 제2 쐐기부(320)가 서로 다시 체결되지 않은 상태로 하강기(200) 및 체결부(300)를 상승 시킬 수 있다.

다시한번 설명하면, 상기 제2 쐐기부(320)는 상기 하강기(200)의 상하 길이방향 중심축을 기준으로 대향 형성된 복수개의 제2 쐐기(321)가 상기 체결부(300)에 힌지 결합된 모듈로서, 각각의 상기 제2 쐐기(321)의 서로 마주보는 내측에 회전 가이드부(321-1)가 형성되어, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 하강기(200)의 내측 하면과 체결부(300) 상면의 거리(L)가 일정 이상이 되어 상기 제어봉(220)이 상기 회전 가이드부(321-1)를 밀지 않을 경우 각각의 제2 쐐기(321)가 서로 마주보는 내측으로 회전하게 되고, 상기 제어봉(220)이 상기 회전 가이드부(321-1)를 밀면 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제2 쐐기(321)가 외측으로 회전하게 되는 것이다.

이때, 본 발명인 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치는 상기 제1 쐐기부(100)와 상기 제2 쐐기부(320)의 결합을 공고하게 하기 위하여, 각각의 상기 제2 쐐기(321)의 하측 외면과 상기 하강기(200)의 내측 측면이 스프링과 같은 탄성체(400)로 연결되는 것을 권장한다.

상세히 설명하면, 상기 제2 쐐기부(320)와 상기 제1 쐐기부(100)의 체결은 도 3에 도시된 바와 같이 돌출된 상기 제1 쐐기(110)를 상기 제2 쐐기(321)가 압박하여 제1 쐐기(110) 상에 형성된 제1 걸림턱(111)에 제2 쐐기(321) 상에 형성된 제2 걸림턱(321-2)이 걸림으로서 이루어지므로, 상기 탄성체(400)가 체결부(300)의 내측 측벽이 위치되는 외측에서 제2 쐐기(321)가 위치되는 내측으로 제2 쐐기(321)를 밀어 제1 쐐기(110)와 제2 쐐기(321)의 결합을 공고히 한 것이다.

그리고, 상기 탄성체(400)를 이용하여 상기 제1 쐐기(110)와 상기 제2 쐐기(321)의 결합을 공고히 할 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 쐐기(110)와 제2 쐐기(321)의 결합을 해제한 후 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치를 상승시키는 과정에서, 제어봉(220)에 의해 해제된 제1 쐐기(110)와 제2 쐐기(321)가 스프링(400)의 탄성력에 의해 재결합될 수 있으므로, 상기 피스톤부(310)가 상기 체결부(300)의 상측에 피스톤부(310)가 형성되어, 밀착된 상기 체결부(300)의 피스톤부(310)가 서로 일정시간 밀착된 상태로 유지되게 하는 것을 권장한다.

즉, 상기 체결부(300)와 상기 피스톤부(310)가 서로 밀착되면 상기 피스톤부(310)에 의해 체결부(300)의 내측 하면과 피스톤부(310)의 상면 사이에 위치되는 공기가 외부로 배출되어 진공 상태에 가깝게 되므로, 체결부(300)에 대한 피스톤부(310)의 상대적 변위가 제한되어, 하강기(200)의 상하방향 중심축을 따라 피스톤운동 공간(210)으로 돌출 형성된 제어봉(220)이 상기 회전 가이드부(321-1) 사이에 형성된 공간을 관통하여 제2 쐐기(321)가 외측으로 회전하므로, 제2 쐐기(321)의 하측이 개방된 상태로 유지되는 것이다.

또한, 상기 제2 쐐기(321)의 하측이 개방된 상태를 유지하기 위하여 상기 하강기(200)의 내측 하면과 체결부(300) 상면의 거리(L)가 최대가 될 때 상기 제어봉(220)과 상기 회전 가이드부(321-1)가 이격되기 할 수 있으며, 상기 하강기(200)에 대한 상기 체결부(300)의 상대적 변위를 일정하게 제한하기 위하여, 상기 체결부(300)와 마주보는 하강기(200)에 내측으로 돌출되는 걸쇠(330)가 형성되고, 상기 걸쇠(330)와 마주보는 상기 체결부(300) 상에 상하 방향으로 걸쇠(330)가 끼워지는 슬라이딩 홈(320-1)이 형성되는 것을 권장한다.

상세히 설명하면, 상기 걸쇠(330)는 상기 하강기(200)의 내측 측벽을 타고 하강하는 상기 하강기(200)의 피스톤 운동 범위를 일정하게 제한하여, 하강기(200)가 체결부(300)에서 이탈되는 것을 방지함과 동시에, 하강기(200)가 일정 이상의 범위를 운동할 경우 상기 탄성체(400)가 탄성 한도 이상으로 변형되어 복원되지 못하는 문제점이 발생하는 것을 방지한 것이다.

아울러, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 하강기(200) 상에 상기 하강기(200)의 내측 하면과 상기 피스톤부(310)의 상면 사이에 형성된 공간과 외부를 연결하는 압력 해소 통로가 형성되어, 체결부(300)의 피스톤운동 속도를 제어할 수 있다.

즉, 상기 하강기(200)의 내측 하면과 상기 피스톤부(310)의 상면 사이에 형성된 공간에 위치되는 유체가 외부로 빠져나가거나 유입되는 속도를 상기 압력 해소 통로로 제어하는 것이다.

이때, 상기 압력 해소 통로가 유체가 유입되거나 배출되는 속도를 제어하는 방법은 일 실시예로 통로의 직경을 가변하는 방법일 수 있음은 물론이다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

100 : 제1 쐐기부
200 : 하강기
201 : 내측 측면
210 : 피스톤운동 공간
220 : 제어봉
300 : 체결부
310 : 피스톤부
320 : 제2 쐐기부
320-1 : 슬라이딩 홈
321 : 제2 쐐기
321-1 : 회전 가이드부
330 : 걸쇠
400 : 스프링

Claims

하측이 고준위폐기물 처분용기와 결합되고, 상측에 제1 쐐기(110)가 돌출 형성되는 제1 쐐기부(100);
하측에 피스톤운동 공간(210)이 형성되고, 상기 피스톤운동 공간(210)으로 제어봉(220)이 돌출 형성되는 하강기(200); 및
상기 하강기(200)와 마주보는 상측에 피스톤부(310)가 형성되어 상기 피스톤운동 공간(210)을 형성하는 상기 하강기(200)의 내측 측면(201)을 타고 상하 방향으로 피스톤 운동 하며, 하측에 상기 제1 쐐기(110)와 체결되는 제2 쐐기부(320)가 형성되는 체결부(300); 를 포함하며,
상기 제어봉(220)이 체결된 상기 제1 쐐기부(100)와 상기 제2 쐐기부(320)를 해제시키는 것을 특징으로 하는, 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치.
제 1항에 있어서,
상기 제2 쐐기부(320)는 상기 하강기(200)의 상하 길이방향 중심축을 기준으로 대향 형성된 복수개의 제2 쐐기(321)가 상기 체결부(300)에 힌지 결합된 모듈인 것을 특징으로 하는, 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치.
제 2항에 있어서,
각각의 상기 제2 쐐기(321)는 서로 마주보는 내측에 회전 가이드부(321-1)가 형성되어, 상기 제어봉(220)이 상기 회전 가이드부(321-1)를 밀면 상기 제2 쐐기(321)가 외측으로 회전되는 것을 특징으로 하는, 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치.
제 3항에 있어서,
각각의 상기 제2 쐐기(321)의 하측 외면과 상기 하강기(200)의 내측 측면이 탄성체(400)로 연결된 것을 특징으로 하는, 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 하강기(200)는 상기 체결부(300)와 마주보는 내측으로 걸쇠(340)가 돌출 형성되고, 상기 체결부(300)는 상기 걸쇠(330)와 마주보는 외면에 상기 걸쇠(330)가 끼워지는 슬라이딩 홈(320-1)이 형성된 것을 특징으로 하는, 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 피스톤부(310)의 상면과 상기 피스톤운동 공간(210)을 형성하는 상기 하강기(200)의 내측 하면이 접할 시, 상기 체결부(300)의 하측 단부가 상기 하강기(200)의 하측 단부보다 상기 제1 쐐기부(100)에 인접한 것을 특징으로 하는, 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치.
제 3항에 있어서,
상기 하강기(200)의 내측 하면과 체결부(300) 상면의 거리(L)가 최대가 될 때 상기 제어봉(220)과 상기 회전 가이드부(321-1)가 이격되는 것을 특징으로 하는, 심부처분공 하강용 처분용기 체결장치.