KR20190080797A - 컴팩션에 의한 방사성 폐기물 감용화장치 및 감용화 방법 - Google Patents

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Abstract

방사성 폐기물의 감용화장치는, 입자상 방사성폐기물의 공급 호퍼, 펠렛제조용 포켓 롤 바디, 펠렛 성형 응집력 가압장치, 펠렛 및 분말 이송장치를 구비하며, 상기 방사성 폐기물의 감용화 방법은 입자상 방사성 폐기물 감용화장치를 이용하여 방사성 폐기물의 부피를 감소시키는 것으로 분말의 펠렛 성형단계, 펠렛과 분말 이송단계 및 펠렛의 드러밍 단계를 포함한다.

Description

컴팩션에 의한 방사성 폐기물 감용화장치 및 감용화 방법{Volume reduction unit and method for radioactive waste by compaction}
본 발명은 방사성 폐기물 분말이나 각종 슬러지를 영구처분하기 전에 그 용적을 최대한 감소시키는 방사성 폐기물 감용화 장치 및 감용화 방법에 관한 것으로, 특히, 원자력발전소와 같은 원자력관련시설에서 발생되는 입자상의 방사성 폐기물의 처리·처분 비용을 최소화할 수 있으며, 고화매질에 의한 고형화 시 방사성 고화체의 기계적 건전성 향상 및 방사성 핵종 누출을 최대한 억제할 수 있도록 롤 컴팩션에 의해 입자상 방사성 폐기물을 펠렛으로 성형하는 방사성 폐기물의 감용화장치 및 감용화방법에 관한 것이다.
원자력 관련시설에서 발생되는 모든 방사성 폐기물 중에서 국가규정의 자체처분 허용 방사성 핵종농도 이상의 모든 방사성폐기물은 이들로부터 환경이 오염되는 것을 방지하기 위하여 인간 환경권으로부터 완벽히 격리시킬 목적으로 한 개의 덩어리(고화체)로 만들어 영구 처분장이라고 하는 한 곳에서 중앙 집중 관리하게 된다. 그러나 중앙 집중 관리하는 과정 중에서도 방사성 고화체내에 함유된 방사성 핵종으로부터 고화매질이 피폭되거나 다양한 외부 환경 조건(지하수 등의 유입)으로부터 영향을 받게 되어 기계적 건전성이 상실되거나 방사성핵종이 누출되어 인간 환경권을 오염시킬 수 있는 가능성이 존재한다.
이러한 환경오염 가능성을 배제하도록 국가와 영구 처분장에서는 방사성 폐기물의 제도적 관리기간 동안 환경권으로의 방사성 핵종이 누출되지 않도록 세세하게 고화체에 대한 제반 제한 요건들을 규제화하고 있다. 특히 기계적 건전성 확보와 핵종의 누출 억제에 철저한 규제를 하고 있는 실정이다.
따라서 방사성 폐기물 발생자는 국가규정과 처분장에서 요구하는 처분적합성을 입증할 목적으로 다양한 방식으로 방사성 폐기물을 컨디셔닝하고 있으며, 대표적으로 방사성 폐기물을 고화체로 전환하기 위해 시멘트, 아스팔트 및 파라핀을 포함한 각종 폴리머와 혼합하는 방법들이 널리 이용되고 있으나 이들 혼합방법은 처분적합성을 충족시키기 위하여 고화체 내 방사성폐기물의 함입율을 낮추어야 하기 때문에 그 결과로 고화체의 부피를 증가시키는 단점이 있다. 또한 이들 고화체들은 기계적 건전성의 상실이나 핵종 누출의 증가 등이 일어나기도 한다.
국내의 대표적 원자력 시설인 원전에서 방사성 폐액(liquid radioactive waste)은 방사성폐액 건조장치(CWDS; Concentrate Waste Drying System)로 건조시켜 이들 분말들을 파라핀과 혼합하기도 하였으나, 파라핀 고화체는 기계적 강도가 낮거나 핵종 누출이 커서 국가나 처분장의 인도 및 인수 기준을 만족시키지 못하고 있다. 이에 따라 방사성폐액을 CTS(Concentrate Treatment System)라는 건조 장치로 건조시키면서 과립화하여 폴리머로 고화하고 있으나, 이 고화방법은 등록특허공보 제10-0880823호(2009.01.21)의 방사성 폐기물 고형화 처리방법 및 장치 그리고 제 10-1146176호(2012.05.08)의 방사성 폐기물의 고형화 처리방법 및 장치에 근거한 폴리머 고화 방법으로써, 고화매질의 침투가 어려운 분말 미립자 사이에도 폴리머가 침투되어 고화가 가능하다고 하였지만 실제 적용에서 이러한 문제점에 봉착되어 방사성 폐기물의 폴리머 고화에 매우 복잡한 운전과정과 조작을 통해 사용되고 있는 실정이다. 또한 건조장치(CTS)로부터 생성되는 분말의 입도는 수 ㎛로부터 수십 ㎜까지 다양한 분포도를 가지기 때문에, 이들이 폐기물 드럼에 충진되어 있을 때에는 수 ㎛의 입자로의 폴리머 주입이 곤란하거나 수십 mm의 입자 쪽으로 한 방향으로만 주입되는 등의 문제로 인하여 폴리머로 방사성 폐기물을 한 덩어리로 만들지 못한다는 문제가 있다.
또한 이들 폐기물 이외에도 원전의 운영이나 해체과정에서 다량으로 발생될 것으로 예측되는 다양한 슬러지의 처분을 위한 처리기술은 없는 상태이고, 향후 HIC용기가 사용될 것으로 예측되지만 이 HIC용기를 사용할 경우에는 폐기물 감용화는 전혀 기대되지 못하며, 처분비용도 상당히 증가될 것으로 예측된다. 또한 처분장의 처분용량도 조기에 포화될 것으로 예견되기도 한다.
이러한 문제점들을 근원적으로 해결할 목적으로 등록특허공보 제10-1315814호(2013.10.1) 방사성 폐기물 감용화 장치 및 감용화 방법에 분말 입자상 방사성폐기물의 감용화 장치를 제시하였고 감용화 방법에 대하여 기술하였었다.
등록특허공보 제10-1315814호(2013.10.1) 방사성 폐기물 감용화 장치 및 감용화 방법
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 현재 원전의 폴리머 고화기술에서 봉착된 문제점들을 근본적으로 해결하여 이 기술을 원전을 비롯한 기타 원자력 시설에서 적용하는데 용이하게 하고, 번거로운 폴리머 고화장치의 운전 조작을 단순화 시키고, 방사성 폐기물의 감용화 및 드럼 충진율을 최대화하여 처분비용을 극소화하는 동시에 폴리머 고화체의 압축강도를 증진시키고 방사성 핵종의 누출을 최소화하고, 각 장치들을 일체화시켜 콤팩트하게, 그리고 방사성 분말이 외부로 누출되지 않도록 하면서 기존의 좁은 공간에도 설치할 수 있는 방사성 폐기물 감용화 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 방사성 폐기물의 감용화 장치를 이용하여 원전에서 고화 처리되지 못하거나 파라핀 고화체 내의 농축폐액 분말을 비롯한 다양한 방사성 폐기물을 감용하는 방사성 폐기물의 감용화 방법을 제공하는 것에 있다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 등록특허공보 제10-1315814호(2013.10.1) 방사성 폐기물 감용화 장치 및 감용화 방법에 기술된 방사성폐기물 이외에 원전해체과정에서 발생되는 콘크리트 파쇄물과 제염 슬러지의 건조물을 처분하기 위하여 고화하기 전에 감용하는 방법과 등록특허공보 제10-1315814호(2013.10.1) 방사성 폐기물 감용화 장치 및 감용화 방법에 있어서의 기술 내용 중 일부를 수정하여 이전 기술보다 향상된 감용화 장치와 감용화 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 컴팩션(Compaction)에 의한 방사성폐기물 감용화장치는 방사성 슬러리와 슬러지 등의 건조분말의 공급 장치(공급 호퍼, 교반기 및 모터로 구성), 2개의 펠렛 성형용 포켓이 각인된 롤, 롤을 회전시키는 모터와 기어 박스, 고강도의 펠렛 성형을 위한 압축력 조절장치, 미성형 분말의 회수와 펠렛 이송장치들을 구비한다.
건조분말로부터 펠렛으로 성형되는 기구(mechanism)는 등록특허공보 제10-1315814호(2013.10.1) 방사성 폐기물 감용화 장치 및 감용화 방법에 기술된 것과 동일하다.
방사성 슬러리와 슬러지의 건조분말 공급 장치를 통하여 3.0 millimeter(이하 mm로 표기) 이하의 분말이나 과립 또는 덩어리는 교반혼합기를 이용하여 서로 맞물려 회전하는 두 개의 롤 상부사이로 일정한 양으로 공급된다. 두 개의 롤은 적어도 3.5 mm 이하의 틈(gap)을 갖으며 분말공급과 성형 시에 틈이 일정 간격이상으로 벌어지지 않도록 고정판에 의하거나 유압에 의해 지탱된다. 분말의 물리화학적 특성을 고려하여 몇 가지 건조분말 공급장치 중 분말 특성에 적합한 공급 장치를 선정하여 사용한다. 분말은 두 개의 롤에 의해 펠렛으로 성형되어 두 개의 롤 하부사이로 배출되며, 펠렛의 크기는 분말 특성에 따라 선정된 포켓 크기에 좌우되며 사각형인 경우는 8 ~ 13 mm, 원형인 경우는 6 ~ 9 mm 이다. 두 개의 롤 직경은 200 ~ 300 mm이고, 롤 폭은 40 ~ 60 mm이다.
성형장치의 시동단계나 종료단계에서는 분말은 성형되지 못하고 주입된 상태 그대로 배출되므로 성형되는 펠렛과 함께 이송되어 분리하여 회수되도록 한다.
이상에서 상술한 본 발명은 원전의 폴리머 고화 기술에서 봉착된 문제점들을 보다 근본적으로, 효율적으로 해결하기 위한 등록특허공보 제10-1315814호(2013.10.1) 방사성 폐기물 감용화 장치 및 감용화 방법 중에서 일부 장치와 방법을 보완하여 펠렛의 방사성폐기물 드럼 충진율 향상, 펠렛의 고강도 성형, 미성형 분말의 회수, 방사성 폐기물 감용화 장치의 유지보수의 용이 등의 효율적 운영 및 원전에 기술을 적용하는데 이점을 제공한다.
현재 처리기술이 미확보 되어 처분부적합 폐기물로 분류된 방사성 슬러리나 슬러지들에 대하여 처분 적합성을 부여하고, 향후 원전 등의 원자력시설 해체과정에서 발생되는 입자형 폐기물들인 콘크리트 파쇄물, 유기 또는 무기 제염슬러지 등에 대하여서도 처분적합성을 부여하는데 이점을 제공한다.
특히 등록특허공보 제10-1315814호(2013.10.1) 방사성 폐기물 감용화 장치 및 감용화 방법을 보완하여 기존의 감용비가 낮은 고화처리 공정에 비하여 방사성 폐기물의 감용화를 더욱 극대화 시키는 효과가 기대되며, 동시에 드럼 충진율 즉 방사성 폐기물의 함입율을 최대화시킴으로써 방사성 폐기물의 포장물에 대한 처분비용을 극소화하는 효과를 제공한다.
또한 국가 규정이나 처분장의 인수조건을 만족하는 이상으로 장기적으로 방사성 폐기물을 관리하는데 있어서 매우 중요한 방사성 고화체의 압축강도를 증진시키고 방사성 핵종의 누출을 최소화하는 이점을 제공한다. 각 장치들을 일체화시켜 콤팩트하게, 그리고 방사성 분말이 외부로 누출되지 않도록 하면서 기존의 좁은 공간에도 설치할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 이점을 제공한다.
도면 1 : 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용화장치를 나타낸다.
도면 2 : 본 발명에 따른 방사성 폐기물의 감용화장치 롤과 포켓 크기를 나타낸다.
도면 3 : 본 발명에서 해결하기 위한 성형 펠렛 위상차를 나타낸다.
도면 4 : 본 발명에서 해결하기 위한 성형 펠렛에서 밀도차를 나타낸다.
도면 5 : 본 발명에 따른 미성형 분말 및 성형 펠렛 수집장치를 나타낸다.
도면 6 : 본 발명에 따른 미성형 분말/펠렛 분리장치를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
본 명세서에 사용되는 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 수정 보완된 방사성 폐기물의 감용화장치를 나타낸다.
도 1의 수정 보완된 방사성 폐기물의 감용화 장치는 방사성 슬러리와 슬러지 등의 건조분말 공급장치(10, 공급 호퍼, 교반기 및 모터로 구성), 2개의 펠렛 성형용 포켓이 각인된 롤(20), 롤을 회전시키는 모터와 기어 박스(30), 고강도의 펠렛 성형을 위한 성형압축장치(40), 미성형 분말과 펠렛 이송장치(50), 미성형 분말과 펠렛 분리기(60), 방사성 폐기물 드럼(70) 등을 구비한다.
그리고, 본 발명은 분말 공급 호퍼의 하부 배출구로부터 2개의 롤(20)을 포함하여 펠렛제조용 바디 전체를 외부와 격리되도록 감싸는 격리장치(도면 미도시)를 포함한다.
이하에서 설명하는 슬러리와 슬러지는 원자력관련시설의 운영과 해체과정에서 발생되는 방사성 농축폐액, 방사성 바닥 및 섬프 슬러지, 콘크리트 파쇄 슬러지, 시설 운영 및 해체 제염 슬러지, 분말과 입상 폐수지를 비롯한 각종 슬러리와 슬러지(설명의 용이성을 위하여 이하 폐기물 또는 슬러리와 슬러지로 혼용하여 사용)중 하나이다.
도 2를 참조하면, 펠렛의 단위시간당 성형처리량과 강도는 분말의 물리화학적 특성, 롤의 디멘젼(직경, 폭), 롤 포켓 크기, 성형 압축력에 크게 좌우되며 본 발명에서 두 개의 롤 직경은 200 ~ 300 mm이고, 롤 폭은 40 ~ 60 mm, 포켓의 모양과 크기에서 원형인 경우는 3 ~ 9 mm, 사각형인 경우는 6 ~ 13 mm로서 성형대상 폐기물의 특성과 분말 입도분포에 따라 해당 롤을 선정토록 한다.
도 3을 참조하면, 분말의 펠렛 성형 시에 두 개의 롤 포켓으로부터 하나의 펠렛으로 성형되는 과정에서 롤 회전 차이에 기인한 펠렛의 상하 부위에서 위상차가 발생되어 펠렛의 강도 저하, 분말 발생 및 드럼 충진율의 저하 등이 발생된다.
이 펠렛 위상차를 해결하기 위하여 2개의 롤 상부의 분말 공급장치, 롤 축과 기어박스의 커플링 그리고 펠렛 성형 압축 장치 모두를 해체하여 고정 롤(fixed roll)과 가변 롤(movable roll) 간의 위상차를 해결하여야 하는데, 이는 매우 복잡하고 보수시간도 길게 되어 작업자의 방사선피폭이 동반된다.
따라서 본 발명에서는 상기 기술한 연계 장치들을 해체하지 않은 상태로 위상차를 해결하기 위하여, 첫째는 고정 롤 및 가변 롤에 각각 서보방식의 모터(도면 미도시)를 설치하여 각각의 롤 회전위치에 대하여 원점을 설정하고, 롤 간의 위상차가 발생되는 경우에 각 롤의 위치를 원점으로 리세트(reset)하여 해결하거나, 둘째는 방사성 물질이 접촉되지 않는 롤 외축과 기어박스 사이에 정렬조정용 커플링을 설치하여 포켓 폭 길이(원형; 3~9mm, 사각형; 6~13mm)의 1/2 범위 내에서 다양한 두께를 갖는 라이너로 수정토록 한다.
도 4을 참조하면, 방사성 분말이 롤 사이의 공간으로 공급될 때, 분말 공급의 불균일로 인하여 펠렛 엠보싱(embossing)이 발생되거나, 포켓 횡렬면의 중앙부와 양 단면에서 성형 펠렛의 밀도와 강도가 달라지고 미성형의 분말이 상당량 발생할 수가 있다.
이를 해결하기 위하여 호퍼로부터 롤의 포켓내로 분말이 공급되는 부분에 사각형 또는 원형의 플레이트를 삽입함으로써, 분말 공급의 균일성을 유지하고 대상 방사성폐기물 특성(안식각 등)을 반영하여 슬립 및 닙 각도(nip angle)를 조정할 수 있도록 분말공급 조정판(Cheek Plate)를 구비하도록 한다.
그리고 2개의 롤 내로 분말을 과잉으로 공급하는 경우에 장치 내부보다는 외부의 롤 축이 벌어지는 것을 방지하도록 2개의 롤 외부에 별도의 장치를 장착하거나 2개의 롤을 장치 내부로 이동시킨다.
또한 본 발명에 따른 방사성 폐기물 감용화 장치는 분말 공급호퍼 배출구로부터 2개의 롤 사이로 공급된 분말을 펠렛으로 성형하는데 필요한 압축력을 고정블록 방식과 유압방식(16,000 ~ 32,000 kgf/cm2)으로 제공할 수 있으며, 이 때 유압방식은 압축 매질을 냉각하지 않으면서도 분말의 특성을 고려하여 프로그램 제어방식으로 정확히 압축력을 임의대로 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 분말의 성형과정에서 발생되는 미성형 분말과 성형 펠렛을 주변환경으로 비산되거나 오염되는 것을 방지하는 장치이다. 또한 미성형 분말과 펠렛을 분리하는 장치로 이송하는 기능을 담당하기도 한다.
장치의 상부는 펠렛 성형롤을 내부에 포함되도록 앞서 기술한 방사성 분말 접촉부위를 격리시킨 장치에 부착시킨다. 이에 따라 성형 롤 하부로 배출되는 미성형 분말과 성형 펠렛은 모두 본 장치 내부로 낙하하게 된다. 이어서 일정 높이(센서 부착됨)가 되면 분말/펠렛 이송관 내 이송장치 모터가 가동되면서 수평 또는 수직 방향으로 이송시킨다.
본 발명에 따른 방사성 폐기물 감용화 장치는 2개의 롤 사이의 하부로 배출되는 미성형 분말과 성형 펠렛으로 감용화 장치의 주변 환경이 오염되지 않도록 이들 물질을 분산되지 않는 상태로 장치 하부에서 수집하고, 이들을 분말과 펠렛으로 분리하지 않은 상태로 함께 장치 외부로 이송하는 것이 가능하여, 방사성폐기물 감용화 장치를 협소한 장소에도 설치할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 도 5로부터 이송된 미성형 분말과 성형 펠렛을 분리하는 장치로 본 장치내로 이송된 미성형 분말과 성형 펠렛은 다공성 판 위로 낙하되면서 미성형 분말은 다공성 판을 통과하여 분말 공급호퍼로 회수되고, 펠렛은 일정 각도로 경사진 다공성 판 상부 표면을 따라 슬라이드되어 방사성폐기물 드럼내로 드러밍된다.
다공성 판의 구경은 원형 및 사각형 펠렛의 크기에 따라 선정되며, 다공성 판의 경사도는 펠렛의 크기와 모양을 고려하여 임의대로 조절토록 한다. 다공성 판을 통과한 미성형 분말은 회수관내의 이송장치로 방사성 폐기물의 감용화 장치의 분말 공급장치내로 이송된다. 이송공급내의 이송장비는 flexible spring conveyor 또는 screw conveyor 이며, 모터에 의해 구동된다. 이 2개의 conveyor의 외경과 피치간의 간격은 펠렛의 모양과 크기에 최적화 되어 있으며, 모터의 회전수도 최적화 되어 있다.
롤은 소모성 장치의 한 부분으로 필요시 교체가 요구되는데, 롤 교체시 롤 주변으로 방사성 물질의 입자들이 비산되어 오염시킬 가능성 높으며, 교체시간이 길어지면 작업자의 방사선 피폭 우려가 매우 크게 된다. 본 발명에서 롤의 교체시 방사성폐기물과 접촉되는 모든 부분을 격리한 상태로 운전하는 관계로 롤 주변으로 방사성 분말은 누출되지 않는다. 이 상태에서 롤의 교체를 위하여 격리장치에 부착된 장치를 해체하고 격리장치를 포함한 모듈(롤, 격리 벽, 정렬조정용 커플링)을 해체용 비닐포대로 감싸고, 모듈 외곽의 볼트를 풀어 이 모듈 어셈블리를 슬라이딩시켜 제거하고, 새로운 롤을 포함한 어셈블리 모듈을 장착시킨다.
본 발명에 따른 방사성 폐기물 감용화 장치는 방사성 폐기물 분말을 펠렛으로 성형하는 바디와 이를 구동시키는 장치를 기어박스를 통하여 체인 등으로 연결함으로써 각각 별도의 공간에 설치할 수 있다.
펠렛제조 중 방사성 분말과 접촉되는 부위의 장치들은 별도로 격리 상태의 모듈로 조립하고, 성형 압축력 제공은 고정 블록 방식으로 하거나 유압을 특수 제어방식으로 하고, 미성형 분말과 펠렛의 분리는 별도의 공간에서 실시토록 하여 협소한 공간에도 펠릿제조 장치를 설치하는 것이 가능하다.
10: 분말 공급장치 20: 성형 롤
30: 기어 박스 40: 성형압축장치
50: 미성형분말/팰렛 이송장치
60: 펠렛/미성형분말 분리기
70: 방사성폐기물 드럼

Claims (8)

  1. 3 mm(millimeters) 이하의 입도 크기를 가지는 분말 또는 과립 상태의 건조물을 하부의 배출구를 통해 성형장치 상부로 공급하며, 3 mm(millimeters) 이상의 입자를 그 이하로 파쇄하는 장치가 부착된 펠렛 제조를 위한 분말공급용 호퍼;

    서로 맞물려 돌아가는 2개의 롤 상부로 호퍼 배출구로부터 공급되는 건조물을 일정한 크기의 펠렛으로 성형하며, 제1롤(고정 롤)의 표면에는 상기 펠렛 형상의 일부 형태를 가지는 홈이 복수개 형성되며, 제2롤(가변 롤)의 표면에는 상기 펠렛 형상의 나머지 일부의 형태를 가지는 홈이 복수개 형성되고, 상기 제1롤 및 상기 제2롤은 서로 맞물려 회전할 때 서로 대응되는 홈에 상기 펠렛제조용 호퍼로부터 낙하하는 복수의 건조물을 혼합·압축하여 일정한 크기의 펠렛을 제조하는 펠렛제조용 바디,

    상기 분말 공급용 호퍼의 하부 배출구로부터 상기 2개의 롤사이로 공급된 분말을 펠렛으로 성형하는데 그 물질과 접촉되는 구동 부위 및 비구동 부위를 포함한 모든 부위를 외부와 격리되도록 감싸는 격리장치,

    상기 2개의 롤을 구동하는 구동장치와 상기 2개의 롤 사이에 구비되는 구동 기어박스,

    상기 2개의 롤 하부로 배출되는 성형 펠렛과 미성형 분말이 외부로 비산되는 것을 방지하고 드럼 내로 이송하는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펠렛 제조용 2개의 롤 직경이 200 ~ 300 mm이고, 폭은 40 ~ 60 mm을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화 장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 펠렛의 크기는 사각형인 경우는 폭(너비)과 높이가 6 ~ 13 mm, 원형인 경우는 직경과 높이가 3 ~ 9 mm 인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화 장치
  4. 제1항에 있어서,
    방사성 물질이 접촉되지 않는 곳에 상기 2개의 롤을 각각 회전시키는 서보 모터를 설치하여 상기 2개의 롤 간의 위상차가 발생되는 경우에 각 롤의 위치를 원점으로 리세트(reset) 하거나, 또는 상기 2개의 롤 외축과 기어 박스 사이에 정렬조정용 커플링을 설치하여 방사성폐기물 감용화 장치의 펠렛 제조용 바디를 해체하지 않고서도 펠렛의 상하부의 위상 차이를 용이하게 수정하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화 장치
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분말 공급용 호퍼의 하부 배출구로부터 상기 2개의 롤 사이로 공급된 분말을 펠렛으로 성형하는데 필요한 압축력을 고정블록 방식과 유압방식(16,000 ~ 32,000 kgf/cm2)으로 제공하는 것을 포함하며,
    상기 유압방식은 압축 매질을 냉각하지 않으면서도 분말의 특성을 고려하여 프로그램 제어방식으로 정확히 압축력을 임의대로 조절하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화 장치
  6. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 롤 사이의 하부로 배출되는 미성형 분말과 성형 펠렛으로 감용화장치의 주변 환경이 오염되지 않도록 이들 물질을 분산되지 않는 상태로 장치 하부에서 수집하고, 이들을 분말과 펠렛으로 분리하지 않은 상태로 함께 장치 외부로 이송하여 방사성폐기물 감용화 장치를 협소한 장소에도 설치가능하게 하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    수집된 미성형 분말과 성형 펠렛 중에서 성형 펠렛을 드럼 내로 드러밍하는 단계에서 다공판을 이용하여 미성형 분말과 성형 펠렛을 분리하여 미성형 분말은 분말 공급호퍼로 회수하고 펠렛은 드럼 내로 드럼밍하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 하나의 항에 있어서,
    방사성 폐기물 분말을 펠렛으로 성형하는 바디와 이를 구동시키는 장치를 각각 별도의 공간에 설치하고 이들을 기어박스를 통하여 체인 등으로 연결하고, 펠렛제조 중 방사성 분말과 접촉되는 부위의 장치들은 별도로 격리 상태의 모듈로 조립하고, 성형 압축력 제공은 고정 블록방식으로 하거나 유압을 특수 제어방식으로 하고, 미성형 분말과 펠렛의 분리는 별도의 공간에서 실시토록 하여 협소한 공간에도 설치 가능한 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 감용화 장치.
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