KR20220057836A - 방사능 소각재 제염 장치 - Google Patents

Abstract

분진의 발생 없이 소각재를 제염 처리할 수 있도록, 방사능 소각재와 세척수를 혼합하는 혼합기를 포함하고, 상기 혼합기는 세척수가 수용되며 소각재와 세척수의 혼합이 이루어지는 혼합탱크, 상기 혼합탱크의 내부에 마련되어 방사능 소각재가 채워진 포대를 세척수 속에서 지지하는 거치대, 상기 거치대에 설치되어 포대의 하단을 찢어 개방하는 절단기를 포함하는 방사능 소각재 제염 장치를 제공한다.

Description

방사능 소각재 제염 장치{APPARATUS FOR DECONTAMINATING RADIOACTIVE ASH}

본 개시내용은 방사능 소각재 제염 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 발전소나 원자력 관계시설 운영 시 발생되는 방사성 폐기물은 방사성 폐기물 처분장과 같은 관리시설에 보관하여 관리되고 있다.

상기 방사성 폐기물 처분장을 건설하고, 방사성 폐기물을 보관하는 데 많은 비용이 소요되므로, 현실적으로 많은 부담이 되고 있다.

이에, 소각로를 이용하여 방사성 폐기물을 연소시켜 처분함으로써 방사성폐기물의 물량을 줄이는 방법이 이용되고 있다. 그런데, 방사성폐기물 소각처리 역시, 방사능으로 오염된 소각재를 발생시키므로, 방사성 오염 소각재에 대한 처리 문제가 야기된다.

방사능 소각재의 제염은, 소각재를 세척수에 투입하고 고액 혼합하여 세슘을 용출한 후 고액분리를 통해 세슘오염수를 수집하여 정화하는 과정을 통해 처리 된다.

그러나, 종래의 경우 소각재를 처리하는 과정에서 분진이 대량으로 발생되는 문제가 있다. 소각재에서 발생된 방사성 분진에 의해 2차 오염이 발생되며 작업자가 호흡을 통해 인체에 흡수되는 경우 인명 피해가 발생될 수 있다.

본 과제는 포대로부터 분진의 발생 없이 소각재를 세척수로 배출하여 처리할 수 있도록 된 방사능 소각재 제염 장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 소각재가 뭉치지 않고 세척수에 보다 효과적으로 혼합되도록 한 방사능 소각재 제염 장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 세척수 내에서도 포대로부터 소각재를 효과적으로 배출할 수 있도록 된 방사능 소각재 제염 장치를 제공하는 것이다.

본 과제는 포대에 묻은 세척수를 효과적으로 제거할 수 있도록 된 방사능 소각재 제염 장치를 제공하는 것이다.

본 구현예의 제염 장치는, 방사능 소각재와 세척수를 혼합하는 혼합기를 포함할 수 있다.

상기 혼합기는 세척수가 수용되며 소각재와 세척수의 혼합이 이루어지는 혼합탱크, 상기 혼합탱크의 내부에 마련되어 방사능 소각재가 채워진 포대를 세척수 내에 잠긴 상태로 지지하는 거치대, 상기 거치대에 설치되어 포대의 하단을 찢어 개방하는 절단기를 포함할 수 있다.

상기 거치대에 설치되어 상기 포대를 고정하는 관통축을 더 포함할 수 있다.

상기 관통축은 상기 거치대에 설치되고 상부로 돌출되어 상기 포대 하강시 포대를 절개하며 내부로 삽입되어 포대를 고정하는 구조일 수 있다.

상기 관통축은 수직으로 세워진 판 구조물로, 선단으로 갈수록 뾰족한 삼각형태를 이루는 구조일 수 있다.

상기 관통축은 직각삼각형태의 판구조물로, 4개가 90도 각도로 배치되며 수직변이 서로 마주 접하여 십자 형태로 배열된 구조일 수 있다.

상기 거치대는 측방향으로 연장되며 원주방향을 따라 각도를 두고 배열되는 복수의 수평프레임을 포함할 수 있다.

상기 수평프레임은 상기 거치대 중심에서 90도 각도로 배열되어 십자 형태를 이룰 수 있다.

상기 절단기는 상기 거치대의 중심부에서 외측으로 연장 설치되는 레일, 상기 레일을 따라 이동되는 이송블럭, 상기 이송블럭을 이동시키기 위한 구동부, 상기 이송블럭에 설치되고 상기 이송블럭의 이동에 따라 상기 포대를 절개하는 칼날을 포함할 수 있다.

상기 절단기는 상기 이송블럭에 설치되고 상기 칼날 위로 연장되어 상기 절단된 포대의 하단을 절개 상태로 벌려 고정하는 클램핑바를 더 포함할 수 있다.

상기 클램핑바는 상기 관통축의 하단을 지나 위로 연장되고 측단은 톱니 형태로 형성될 수 있다. 상기 후크는 두 개가 한 쌍을 이루고 상기 관통축을 사이에 두고 관통축의 양 측면에 배치될 수 있다.

상기 레일은 상기 관통축의 배치 방향으로 연장 되고, 상기 칼날은 상기 관통축 하부에 위치하여, 관통축의 배치방향을 따라 이동하면서 포대를 절개하는 구조일 수 있다.

상기 절단기는 4개가 90도 각도로 배치되어 포대를 십자 형태로 절개하는 구조일 수 있다.

상기 클램핑바는 두 개가 한 쌍을 이루고 상기 관통축을 사이에 두고 관통축의 양 측면에 배치되어 관통축을 따라 이동되는 구조일 수 있다.

상기 혼합기는 상기 혼합탱크의 바닥에 설치되고 혼합탱크 내부로 세척수를 분출하여 소각재와 세척수를 혼합하는 순환부를 더 포함할 수 있다.

상기 순환부는 상기 혼합탱크 바닥에 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 분사노즐, 상기 혼합탱크 하부에 설치되고 상기 분사노즐과 연결되고 내부에 세척수가 수용되는 적어도 하나 이상의 세척수챔버, 상기 세척수챔버에 연결되어 세척수를 공급하여 분사노즐을 통해 세척수를 분사하기 위한 세척수공급부를 포함할 수 있다.

상기 순화부는 상기 분사노즐 상단에 설치되고 하단은 혼합탱크 바닥을 향하도록 굽어져, 세척수의 분사방향을 전체적으로 하방향으로 유도하는 커버를 더 포함할 수 있다.

상기 혼합기는 상기 혼합탱크 내부에 설치되어 상기 거치대 하부의 혼합탱크 바닥에 소각재가 쌓이는 것을 방지하기 위한 스프레이부를 더 포함할 수 있다.

상기 스프레이부는 상기 혼합탱크의 일측면에 설치되어 상기 거치대의 하부의 혼합탱크 바닥으로 세척수를 분출하는 주입구, 상기 주입구에 설치되어 세척수를 공급하는 세척수공급부를 포함할 수 있다.

상기 포대에 잔류하는 소각재를 세척하는 세척부를 더 포함할 수 있다.

상기 세척부는 상기 거치대에 설치되고 상기 포대의 절개된 하부를 통해 포대 내부로 세척수를 분사하는 적어도 하나 이상의 내측분사노즐, 상기 내측분사노즐에 연결되어 세척수를 공급하는 세척수공급부를 포함할 수 있다.

상기 세척부는 상기 혼합탱크 내측 상부에서 포대의 주위에 배치되고 세척수공급부와 연결되는 링 형태의 파이프, 상기 파이프를 따라 설치되어 상기 포대의 외측 표면에 세척수를 분사하는 외측분사노즐을 더 포함할 수 있다.

상기 소각재가 배출된 포대에서 수분을 제거하는 수분제거부를 더 포함할 수 있다.

상기 수분제거부는 상기 혼합탱크의 상단 입구를 개폐하는 한 쌍의 도어 선단에 각각 설치되어 입구 폐쇄시 도어가 닫히면서 서로 접하는 한 쌍의 와이핑롤을 포함하여, 상기 혼합탱크로부터 포대 반출 시 상기 포대가 상기 와이핑롤 사이에서 가압되어 포대에 묻은 세척수가 제거되는 구조일 수 있다.

상기 수분제거부는 상기 와이핑롤의 양 선단부에서 와이핑롤의 직각방향으로 배치되는 한 쌍의 가이드롤을 더 포함할 수 있다.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 소각재가 채워진 포대가 혼합 탱크 내부의 세척수에 투입된 상태에서 포대의 개방이 이루어짐으로써, 분진의 발생을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.

또한, 포대 표면으로 세척수를 분사함으로써, 포대 투입과정 또는 절개 과정에서 포대 표면에 묻어 있는 분진이 비산되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이에, 분진 발생으로 인한 오염이나 인명 피해를 최소화할 수 있게 된다.

포대를 신속하고 효과적으로 개방시킬 수 있어 세척수와의 혼합 효과를 높일 수 있다.

혼합탱크 내부 수위가 계속 변동하여 교반기를 사용할 수 없는 환경하에서도, 혼합탱크 내부 세척수의 순환을 통한 혼합 구조를 통해, 분말 상태의 소각재가 뭉치지 않고 세척수에 보다 효과적으로 혼합될 수 있다.

포대에서 배출되는 소각재가 거치대 하부의 혼합탱크 바닥에 쌓이는 것을 방지할 수 있게 된다.

이에, 소각재의 혼합 효과를 높일 수 있게 된다.

포대로부터 소각재를 완전히 세척수로 배출할 수 있어, 포대 내에 소각재가 잔류하는 것 방지할 수 있다.

혼합탱크에서 포대를 인출하는 과정에서 포대 표면에서 세척수를 제거함으써, 포대 이동시 세척수에 의한 2차 오염을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 방사능 소각재 제염 장치의 혼합기 구성을 도시한 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 방사능 소각재 제염 장치의 혼합기 구성을 도시한 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 혼합기의 절단기를 도시한 개략적인 도면이다.
도 4와 도 5는 본 실시예에 따른 절단기의 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 세척부를 도시한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 세척수 공급부를 도시한 개략적인 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 방사능 소각재 제염 장치의 혼합기를 나타내고 있으며, 도 3과 도 4는 본 실시예에 따른 혼합기의 절단기 구조를 나타내고 있다.

본 실시예의 소각재 재염장치는 방사능 소각재로부터 세슘을 용출하여 처리할 수 있도록 소각재와 세척수를 혼합하는 혼합기(10)를 포함할 수 있다.

방사능 소각재는 예를 들어 플렉시블 컨테이너 백 등의 포대(100)에 담겨져 혼합기(10)로 이송되고, 혼합기(10) 내로 투입되어 세척수와 혼합된다.

본 실시예의 혼합기(10)는 소각재를 담고 있는 포대(100)를 혼합기(10)의 세척수 내부에서 개방하여 소각재를 혼합기(10)에 투입하는 구조일 수 있다. 이에, 소각재를 혼합기(10)에 투입하는 과정에서 분진의 발생을 방지할 수 있게 된다.

이를 위해, 혼합기(10)는 세척수가 수용되며 소각재와 세척수의 혼합이 이루어지는 혼합탱크(20), 혼합탱크(20)의 내부에 마련되어 방사능 소각재가 채워진 포대(100)를 세척수 내에 잠긴 상태로 지지하는 거치대(30), 거치대(30)에 설치되어 포대(100)의 하단을 찢어 개방하는 절단기(40)를 포함할 수 있다.

또한, 혼합기(10)는 거치대(30)에 설치되고 포대(100) 내부로 삽입되어 포대(100)를 거치대(30)에 고정하는 관통축(50)을 더 포함할 수 있다. 이에, 포대(100)는 자중에 의해 하강되면서 관통축(50)에 바닥면이 박혀 거치대(30) 상에 고정된다. 그리고, 이 과정에서 포대(100) 바닥면이 관통축(50)에 의해 절개되고, 절단기(40)에 의해 찢어져 개방된다.

이와 같이, 포대(100)는 혼합탱크(20)의 세척수 내에 담긴 상태에서 거치대(30)에 설치된 관통축(50)과 절단기(40)에 의해 관통되고 절개된다. 이에, 포대(100)로부터 소각재의 분진이 대기 중으로 비산되지 않는다.

혼합탱크(20)는 내부에 세척수를 수용한다. 본 실시예의 혼합탱크(20)는 사각 형태를 이룰 수 있다. 혼합탱크(20)의 크기나 형태는 다양하게 변형될 수 있다.

혼합탱크(20)의 상부에는 입구를 개폐하는 도어(22)가 구비될 수 있다. 도어(22)는 필요시 개방되어 포대(100)를 혼합탱크(20) 내부로 장입할 수 있다. 혼합탱크(20)의 하부 측면에는 세척수 또는 소각재와 세척수의 고액 혼합물을 배출하기 위한 출구(24)가 형성될 수 있다.

혼합탱크(20)의 내부에 거치대(30)가 마련된다. 거치대(30)는 혼합탱크(20)의 도어(22)가 설치된 입구 아래쪽에 위치할 수 있다. 이에, 천정크레인 등으로 이송된 포대(100)는 개방된 입구 통해 바로 아래로 하강되어 거치대(30)에 용이하게 적재될 수 있다.

거치대(30)는 수평으로 연장된 프레임 구조물일 수 있다. 거치대(30)는 각 모서리쪽에 설치되는 지지대(32)를 매개로 혼합탱크(20)에 고정되어 세척수 내에 위치할 수 있다.

본 실시예에서, 거치대(30)는 중심에서 외측 방향으로 연장되며 원주방향을 따라 각도를 두고 배열되는 복수의 수평프레임(34)을 포함할 수 있다.

수평프레임(34)은 길게 연장된 채널 형태의 구조물일 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 수평프레임(34)은 거치대(30)의 중심부에서 90도 각도로 배열되어 십자 형태를 이룰 수 있다. 각 수평프레임(34)은 내측 선단이 서로 결합되어 하나의 일체화된 구조일 수 있다.

이에, 포대(100)는 90도 각도 두고 외측 방향으로 뻗어 있는 4개의 수평프레임(34)에 놓여 안정적으로 지지될 수 있다.

또한, 본 실시예에서 거치대(30)는 포대(100)와 접하는 면적을 최소화함으로써, 포대(100)의 개방되는 하부는 거치대(30)에 의해 전체적으로 막히지 않고 최소한의 면적으로만 가려지게 된다. 따라서, 절개된 포대(100)를 통해 배출되는 소각재가 거치대의 수평프레임(34) 사이를 통해 아래쪽으로 흘러내리면서 신속하게 세척수에 혼합될 수 있다.

거치대(30)의 상부 중심부에 관통축(50)이 설치된다. 관통축(50)은 거치대(30)에 적재되는 포대(100)를 관통하여 고정한다.

본 실시예의 관통축(50)은 상부로 돌출되고 선단이 뾰족한 구조일 수 있다. 관통충(500은 포대(100) 하강시 포대(100)를 관통하여 내부로 삽입되어 포대(100)를 고정한다.

관통축(50)은 수직으로 세워진 판 구조물로, 자중에 의해 하강하는 포대의 바닥면에 용이하게 꽂아져 관통될 수 있는 구조로 되어 있다. 예를 들어,관통축(50)은 화살촉과 같이 선단으로 갈수록 뾰족한 삼각 형태를 이루는 구조일 수 있다.

이에, 포대(100)를 거치대(30)쪽으로 내리게 되면 자중에 의해 하강되는 포대(100)가 관통축(50)에 눌려지면서, 관통축(50)의 뾰족한 선단이 포대(100)를 뚫고 들어가게 된다. 즉, 관통축(50)은 포대(100) 하부를 관통하여 내부에 끼워져 포대(100)를 거치대(30) 상에 지지한다. 따라서, 포대(100)는 관통축(50)에 꽂힌 상태로 거치대(30) 상에 고정될 수 있다. 포대(100) 바닥면에 관통축(50)이 꽂아지면서 포대(100)의 바닥면은 관통축(50)에 의해 절개가 이루어진다.

관통축(50)의 측선단은 포대(100)를 용이하게 절개할 수 있도록 날이 형성될 수 있다.

관통축(50)은 수평프레임의 배열 형태에 동일한 형태로 배열될 수 있다. 본 실시예에서, 관통축(50)은 십자 형태로 배치된 거치대(30)의 수평프레임(34)에 대응되도록 십자 형태로 형성될 수 있다.

즉, 관통축(50)은 직각삼각형태의 플레이트 4개가 90도 각도로 배치되며, 수직변이 서로 마주 접하여 십자 형태를 이룰 수 있다.

관통축(50)의 밑변은 수평프레임(34) 상에서 소정 높이 이격되어 있어, 경사진 측선단과 수평한 하단을 이루는 빗변과 밑변 사이 모서리가 포대(100) 하부를 걸어 고정하는 후크 역할을 수행할 수 있다. 이에, 포대(100)가 관통축(50)에 완전히 꽂혀 거치대(30) 상에 놓이면 포대(100)의 하단이 관통축(50)의 모서리에 걸려 견고하게 거치대(30) 상에 고정될 수 있다.

포대(100)가 관통축(50)에 꽂혀 거치대(30) 상에 고정되면서, 관통축(50)에 의해 절개된 부위를 따라 절단기(40)가 이동하면서 포대(100)의 바닥면을 완전히 절개하게 된다.

본 실시예의 절단기(40)는 거치대(30)의 중심부에서 외측으로 연장 설치되는 레일(42), 레일(42)을 따라 이동되는 이송블럭(44), 이송블럭(44)을 이동시키기 위한 구동부(48), 이송블럭(44)에 설치되고 이송블럭의 이동에 따라 포대(100)를 절개하는 칼날(46)을 포함할 수 있다.

레일(42)은 관통축(50)의 각 수평프레임(34)을 따라 연장 설치될 수 있다.

이에, 본 실시예의 절단기(40)는 수평프레임(34)의 배치 구조와 동일하게, 4개가 90도 각도로 배치된다. 따라서 절단기(40)의 칼날(46)이 각 수평프레임(34)을 따라 이동하면서 포대(100)의 바닥면을 십자 형태로 절개할 수 있다.

이송블럭(44)은 예를 들어 레일(42)을 따라 구르는 휠을 구비하여 레일(42)을 따라 이동될 수 있다. 이송블럭(44)은 레일(42)을 따라 각 수평프레임(34)의 중심쪽 선단과 외측 선단 사이를 왕복 이동하게 된다.

구동부(48)는 예를 들어, 이송블럭(44)가 설치되는 체인과 체인을 정역 회전시키는 기어를 포함할 수 있다. 기어를 회전시켜 체인를 움직임으로써, 레일을 따라 이송블럭(44)을 이동시킬 수 있다. 기어의 회전 구동은 구동모터 등의 기계적 동력을 이용하거나 작업자가 수작업으로 돌려주는 구조일 수 있다.

상기한 구조 외에, 구동부(48)는 다양하게 변형될 수 있으며, 수평프레임(34)에 설치된 레일(42)을 따라 이송블럭(44)을 왕복 이동시킬 수 있는 구조면 모두 적용될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 칼날(46)은 이동방향에 대해 경사지게 배치되어 있어 포대(100)의 바닥면을 보다 용이하게 절단할 수 있다.

칼날(46)은 이송블럭(44)의 이동방향으로 배치되며, 관통축(50)의 하단 아래쪽에 위치한다. 포대(100)가 관통축(50)에 완전히 꽂혀 거치대(30) 상에 안착되면, 포대(100)의 바닥면은 관통축(50)에 절개된 상태로 관통축(50) 하단을 지나 칼날(46) 위치에 놓이게 된다.

이 상태에서 이송블럭(44)의 구동에 따라 칼날(46)이 이동하면서 관통축(50)에 의해 절개된 포대(100)의 절개방향을 따라 포대 바닥면을 연속적으로 절단할 수 있게 된다. 따라서 칼날(46)에 의해 포대 절단선이 연장되면서 포대 바닥면이 끝까지 완전히 절개될 수 있다.

본 실시예의 절단기(40)는 이송블럭(44)에 설치되고 칼날(46) 위로 연장되어 포대(100)의 바닥면을 절개된 상태로 벌려 고정하는 클램핑바(47)를 더 포함할 수 있다.

클램핑바(47)에 의해 포대(100)는 십자 형태로 절개되어 벌려진 상태를 유지하게 되어 포대(100) 내부에서 소각재가 보다 원활하게 배출될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 클램핑바(47)는 칼날(46) 상부에서 위쪽을 향해 수직으로 연장된 구조로 되어 있다. 클램핑바(47)는 두 개가 한 쌍을 이루고 관통축(50)을 사이에 두고 관통축(50)의 양 측면에 배치될 수 있다. 이에, 클램핑바(47)는 관통축(50)과의 간섭없이 관통축을 지나 외측으로 이동될 수 있다.

또한, 두 개의 클램핑바(47)에 의해 포대(100)를 가압 고정할 수 있어, 포대(100)에 대한 지지력을 높이고 포대(100)의 절개 부위를 벌린 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

한 쌍의 클램핑바(47) 사이 간격은 대략 관통축(50)과 간섭없이 클램핑바(47)가 이동가능한 정도일 수 있다.

클램핑바(47)는 칼날(46) 위로 연장되어 있어, 클램핑바(47)는 칼날(46)에 의해 절단되는 포대(100)의 바닥면 위쪽에서 포대의 측면에 접할 수 있게 된다. 이에, 클램핑바(47)는 절단되지 않은 포대의 측면에 접하여 포대(100)를 벌려 줄 수 있게 된다.

클램핑바(47)는 포대(100)와 접하는 측단이 톱니 형태로 형성될 수 있다. 클램핑바(47)가 포대의 측면에 밀착되어 포대(100)를 벌렸을 때, 클램핑바(47)의 톱니에 포대가 긴밀하게 고정되어 포대가 클램핑바(47)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 도 4와 도 5를 참조하여 포대 절개 작용에 대해 설명한다.

도시된 바와 같이, 포대(100)는 자중에 의해 관통축(50)에 꽂힌 상태로 거치대(30) 상에 고정된다.

절단기(40)의 이송블럭(44)은 거치대(30)의 중심부쪽에 위치하며, 칼날(46)은 관통축(50) 밑에서 관통축에 의해 절개된 포대(100) 바닥면에 위치한다.

이 상태에서 구동부(48)의 구동에 따라 이송블럭(44)이 레일(42)을 따라 이동된다. 이송블럭(44)이 이동함에 따라 이송블럭(44)에 설치되어 있는 칼날(46)이 거치대(30) 중심부에서 각 수평프레임(34)을 따라 외측으로 이동된다.

이에, 각 절단기(40)의 칼날(46)은 십자 형태로 이동하게 된다. 칼날(46)은 관통축(50)을 지나 이동하며, 이동되는 칼날(46)에 의해 포대(100)의 바닥면이 계속 절개된다. 따라서, 포대의 바닥면은 십자 형태로 완전히 절개 되어 개방된다. 포대(100) 하부가 개방됨에 따라 포대(100)에 수용되어 있는 소각재가 포대(100)로부터 배출될 수 있다.

칼날(46)이 포대(100) 바닥면을 완전히 절개하여 외측 선단에 도달하게 되면 칼날(46) 위쪽으로 돌출되어 있는 클램핑바(47)가 포대(100)의 측면 내측에 밀착된다. 따라서, 포대(100)의 바닥은 4개의 클램핑바(47)에 의해 사각 형태로 벌려져 십자로 절개된 상태로 유지된다.

이와 같이 포대(100)의 바닥면이 십자 형태로 완전히 절개되어 유지됨으로써, 포대(100)에 담아있는 소각재를 보다 신속하고 효과적으로 배출할 수 있게 된다.

포대(100) 전체 또는 바닥면쪽은 혼합탱크(20)의 세척수 내에 담겨 있는 상태이므로, 포대(100)의 절개된 하부에서 배출되는 소각재는 대기 중으로 비산되지 않고 바로 세척수에 혼합될 수 있다.

따라서, 포대(100)로부터 소각재를 혼합탱크(20)의 세척수에 투입하는 과정에서 분진이 비산되는 것을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

이와 같이, 포대의 소각재는 절개된 십자 형태로 바닥면을 통해 밑으로 배출되어 세척수와 혼합된다.

포대(100) 하부로부터 배출된 소각재는 혼합탱크(20) 내부에서 세척수의 순환 흐름에 의해 효과적으로 세척수와 혼합될 수 있다.

이를 위해, 상기 혼합기(10)는 상기 혼합탱크(20)의 바닥에 설치되고 혼합탱크(20) 내부로 세척수를 분출하여 소각재와 세척수를 혼합하는 순환부(60)를 더 포함할 수 있다.

순환부(60)는 혼합탱크(20) 바닥에 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 분사노즐(62), 혼합탱크(20) 하부에 설치되고 분사노즐(62)과 연결되고 내부에 세척수가 수용되는 적어도 하나 이상의 세척수챔버(64), 세척수챔버(64)에 연결되어 세척수를 공급하여 분사노즐(62)을 통해 세척수를 분사하기 위한 세척수공급부(90)를 포함할 수 있다.

세척수공급부(90)로부터 세척수챔버(64)로 세척수가 공급된다. 세척수챔버(64)로 공급된 세척수는 분사노즐(62)를 통해 혼합탱크(20) 바닥에서 분출된다. 이에, 세척수가 순환되면서 세척수와 소각재가 원활하게 혼합될 수 있다. 소각재는 거치대(30)에서 절개된 포대(100)의 하부로부터 배출되어 낙하되며, 상승하는 세척수에 의해 교반되면서 효과적으로 혼합된다.

본 실시예의 혼합기(10)는 세척수 내에 포대(100)가 잠긴 상태에서 소각재의 배출이 이루어짐에 따라 소각재 배출시 혼합탱크(20) 내 수면의 위치가 계속 변하게 된다.

이에, 일반적으로 사용되는 회전 날개를 이용한 혼합 구조는 적용이 어렵다. 상기와 같이 본 장치는 분사노즐(62)을 통해 세척수가 분사되어 혼합탱크(20) 내 세척수의 연속적인 순환이 이루어짐으로써, 별도의 회전날개를 구비하지 않고도 세척수와 소각재를 고르게 혼합할 수 있게 된다.

분사노즐(62)(62)는 도 2에 도시된 바와 같이, 혼합탱크(20) 바닥면에 일정한 간격을 두고 가로 세로로 배열 설치될 수 있다. 이에, 혼합탱크(20) 내부에서 전체적으로 균일하게 세척수를 분출할 수 있다. 따라서 혼합탱크(20) 내에서 세척수와 소각재가 보다 균일하게 혼합될 수 있다.

분사노즐(62) 상단에는 커버(63)가 감싸여져 설치될 수 있다. 커버(63)는 분사노즐(62) 선단 전체를 감싸면서 하단은 혼합탱크(20) 바닥을 향하도록 굽어져, 분사노즐(62)의 선단을 통한 세척수의 분사방향을 전체적으로 하방향으로 유도한다. 이에, 분사노즐(62)에서 분사되는 세척수는 혼합탱크의 바닥을 향해 배출된다.

이와 같이, 분사노즐(62) 상단이 커버(63)에 의해 덮여져 있어, 소각재 등 침전물이 분사노즐(62) 상단에 쌓이거나 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 커버(63)에 의해 전체적으로 분사노즐(62)에서 분사되는 세척수가 하방향으로 유도되어 혼합탱크(20)의 바닥을 향해 배출될 수 있다.

세척수공급부(90)로부터 공급된 세척수가 분사노즐(62)을 통해 분사됨에 따라, 혼합탱크(20) 내에서 세척수의 흐름이 형성된다. 이에, 세척수가 혼합탱크(20) 내부에서 계속 순환되면서 포대(100)의 개방된 하부에서 배출되는 소각재와 보다 효과적으로 혼합될 수 있다.

또한, 분사노즐(62)에서 분사되는 세척수는 커버에 의해 혼합탱크의 바닥을향으로써, 혼합탱크(20) 바닥에 소각재가 침전되는 것을 방지하고 세척수와 고르게 혼합될 수 있다.

본 실시예에서, 세척수챔버(64)는 복수개로 나뉘어져 있어서, 순차적으로 작동되어 세척수를 순환시킬 수 있게 된다. 이에, 혼합탱크(20)의 전체 면적을 한번에 커버(63)하지 않고도 보다 적은 용량으로 혼합탱크(20) 내 세척수를 연속적으로 순환시킬 수 있게 된다.

순환부(60)의 세척수챔버(64) 개수나 분사노즐(62) 개수, 세척수 분사량 등은 다양하게 변형될 수 있다.

또한, 본 실시예의 혼합기(10)는 혼합탱크(20) 내부에 설치되어 거치대(30) 하부의 혼합탱크(20) 바닥에 소각재가 쌓이는 것을 방지하기 위한 스프레이부(70)를 더 포함할 수 있다.

스프레이부(70)는 혼합탱크(20)의 하부 일측면에 설치되어 거치대의 하부의 혼합탱크(20) 바닥으로 세척수를 분출하는 주입구(72), 주입구(72)에 설치되어 세척수를 공급하는 세척수공급부(90)를 포함할 수 있다.

주입구(72)는 포대로부터 배출되는 소각재가 쌓이는 위치 즉, 거치대 바로 아래쪽의 혼합탱크(20) 바닥을 향하도록 하여 형성될 수 있다. 이에, 주입구(72)를 통해 분출되는 세척수에 의해 혼합탱크(20) 바닥으로 낙하되는 소각재가 쌓여 적층되지 않고 모두 세척수와 혼합될 수 있다.

본 실시예의 혼합기(10)는 포대(100)에 잔류하는 소각재를 세척하는 세척부를 더 포함할 수 있다. 이에, 소각재 배출 과정에서 포대(100)에서 배출되지 않고 잔류하는 소각재는 세척부에 의해 포대(100) 내면에서 분리되어 모두 배출될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 세척부는 포대(100)의 절개된 하부를 통해 포대(100) 내부로 세척수를 분사하는 적어도 하나 이상의 내측분사노즐(80), 내측분사노즐(80)에 연결되어 세척수를 공급하는 세척수공급부(90)를 포함할 수 있다.

거치대(30) 아래쪽에는 별도의 지지프레임(82)이 설치되고, 지지프레임(82)을 따라 배치된 관로 상에 내측분사노즐(80)이 설치될 수 있다. 지지프레임(82)은 외측 선단에 설치되는 수직프레임(83)에 의해 혼합탱크(20)에 고정 설치될 수 있다.

본 실시예의 지지프레임(82)은 거치대(30)의 수평프레임(34)과 같이 십자 형태를 이룰 수 있다. 십자 형태의 지지프레임(82)은 거치대(30)의 수평프레임(34) 사이에 위치하여 수평프레임(34)과 엇갈린다. 이에, 수평프레임(34)에 설치된 내측분사노즐(80)로부터 분사되는 세척수가 수평프레임(34)에 간섭되지 않고 포대(100) 내측으로 원활하게 분사될 수 있다.

내측분사노즐(80)은 포대(100)의 내면을 향해 배치되어 바닥면의 절개부를 통해 포대(100) 내면을 향해 세척수를 분사할 수 있다.

내측분사노즐(80)은 십자형태로 배치된 각 지지프레임(82)을 따라 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.

세척수공급부(90)는 새로운 세척수 또는 혼합탱크(20) 내부의 세척수를 내측분사노즐(80)로 공급하는 구조일 수 있다.

세척수공급부(90)에서 공급된 세척수는 지지프레임(82) 내부에 배치된 관로로 공급되고, 관로를 따라 설치된 내측분사노즐(80)을 통해 포대(100) 내면으로 분사된다. 내측분사노즐(80)에서 고압으로 분사되는 세척수에 의해 포대(100) 내면에 부착되어 잔류하는 소각재가 떨어져 배출될 수 있다. 이에, 포대(100) 내부에 적재된 모든 소각재를 빠짐없이 배출하여 세척수에 혼합할 수 있게 된다.

또한, 세척부는 상기 혼합탱크(20) 내측 상부에서 포대(100)의 주위에 배치되고 세척수공급부(90)와 연결되는 링 형태의 파이프(84), 상기 파이프(84)를 따라 설치되어 상기 포대(100)의 외측 표면에 세척수를 분사하는 외측분사노즐(86)을 더 포함할 수 있다.

외측분사노즐(86)을 통해 분사되는 세척수에 의해 포대(100)의 상부 표면이 씻기게 된다. 이에, 포대(100) 외표면에 묻어 있는 소각재나 분진이 떨어져 세척수에 혼합되며, 분진이 비산되는 것 역시 방지할 수 있게 된다.

파이프(84)는 원형의 링 구조물로, 예를 들어 지지프레임(82)을 고정하고 있는 수직프레임(83)에 고정 설치될 수 있다. 파이프(84)는 원형 외에 사각 형태 등 다양하게 변형될 수 있다.

파이프(84)는 혼합탱크(20) 내의 세척수 수면 이상의 높이로 설치되어 세척수에 잠기지 않고 그 위에 위치할 수 있다. 이에, 외측분사노즐(86)은 혼합탱크(20)의 수면 밖에서 포대(100) 표면으로 세척수를 분사할 수 있다. 도면부호 (87)은 혼합탱크(20) 상부를 통해 파이프(84)와 지지프레임(82) 내부 관로로 연결되어 세척수를 공급하는 공급관이다.

파이프(84)를 따라 복수개의 외측분사노즐(86)이 간격을 두고 배열 설치될 수 있다. 외측분사노즐(86)은 파이프(84) 중심쪽을 향해 배치되어, 파이프(84)를 통과하는 포대(100)의 외표면에 세척수를 분사할 수 있다. 외측분사노즐(86)은 예를 들어 세척수를 미스트 형태로 분사할 수 있는 가압분사형 노즐일 수 있다. 이에, 외측분사노즐(86)은 세척수를 미세한 입자 형태로 넓게 분사하여 포대(100)의 외표면을 전체적으로 고르게 세척할 수 있다.

포대(100)가 파이프(84)를 통과하여 세척수 내부로 하강하는 과정에서 외측분사노즐(86)로부터 포대(100) 외표면으로 세척수가 분무된다. 따라서, 포대(100) 외표면에 묻어 있는 분진이나 소각재가 세척수에 의해 씻겨 흘러내리게 된다. 또한, 포대(100)를 세척수로 투입하기 전에 포대(100) 표면을 세척수로 적셔주게 되어 포대(100)에서 분진의 발생을 방지할 수 있게 된다.

소각재가 완전히 배출되면 포대(100)는 혼합탱크(20)에서 제거된다. 포대(100)는 혼합탱크(20)의 세척수 내에 투입되어 있어 젖어 있는 상태로 제거시 수분을 제거할 필요가 있다. 이에, 본 실시예의 혼합기는 포대(100) 제거시 포대(100)에서 수분을 제거하는 수분제거부를 더 포함할 수 있다.

수분제거부는 혼합탱크(20)의 상단 입구를 개폐하는 한 쌍의 도어(22) 선단에 각각 설치되어 입구 폐쇄시 도어(22)가 닫히면서 서로 접하는 한 쌍의 와이핑롤(88)을 포함할 수 있다. 와이핑롤(88)은 도어(22) 선단에 자유롭게 회전가능하게 설치될 수 있다.

한 쌍의 도어(22)는 예를 들어 미닫이 방식으로 개폐될 수 있다. 도어(22)는 혼합탱크(20) 상단 입구에 설치된 레일을 따라 서로 반대방향으로 슬라이딩가능하게 설치될 수 있다. 이에, 도어(22) 개방시 한 쌍의 도어(22)가 반대방향으로 이동되어 벌어지면서 한 쌍의 와이핑롤(88) 사이 역시 이격되어 입구가 개방된다. 도어(22) 폐쇄시 한 쌍의 도어(22)가 근접하면서 입구가 폐쇄되고 한 쌍의 와이핑롤(88) 역시 서로 가까워지면서 거의 맞닿게 된다. 이에, 혼합탱크(20)로부터 포대(100) 반출 시 포대(100)가 밀착되어 있는 와이핑롤(88) 사이를 지나면서 가압되어 포대(100)에 묻은 세척수가 제거된다.

따라서, 포대(100)를 세척수에 투입하더라도 와이핑롤(88)에 의해 포대(100)의 물기가 짜지면서 물기가 제거된 상태로 포대(100)를 반출할 수 있고, 포대(100)에서 세척수가 떨어져 설비가 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.

수분제거부는 와이핑롤(88)의 양 선단부에서 와이핑롤(88)의 직각방향으로 배치되는 한 쌍의 가이드롤(89)을 더 포함할 수 있다. 각각의 가이드롤(89)은 혼합탱크(20) 입구쪽 상단 내측에 설치될 수 있다. 두 개의 가이드롤(89)은 외이핑롤(88)의 길이만큼 이격되어 와이핑롤(88)의 축방향을 따라 양 선단에 각각 배치된다. 각 가이드롤(89)은 혼합탱크(20)에 자유롭게 회전 가능하게 설치될 수 있다.

가이드롤(89)은 와이핑롤(88)의 선단에서 포대(100)의 측단을 가이드하여 입구쪽으로 안내한다.

포대(100)의 측단은 가이드롤(89)에 접하면서 와이핑롤(88)쪽으로 유도되어 원활하게 와이핑롤(88) 사이를 지날 수 있게 된다.

또한, 도어(22) 개방시 두 개의 와이핑롤(88)과 두 개의 가이드롤(89)이 사각 형태로 배치되어 포대(100)를 가이드할 수 있다. 이에, 혼합탱크(20) 입구를 통해 포대(100)를 내부로 장입하는 과정에서, 와이핑롤(88)과 가이드롤(89)이 자유 회전되면서 포대(100)를 가이드하여 정확히 거치대(30) 상으로 포대(100)를 이동시킬 수 있게 된다.

도 7은 본 실시예의 혼합탱크(20)로 세척수를 공급하기 위한 구조를 나타내고 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 세척수공급부(90)는 혼합탱크(20) 내에 수용된 세척수 또는 새로운 세척수를 선택적으로 공급할 수 있다.

세척수공급부(90)는 혼합탱크(20)의 출측 라인(91)에 연결되어 혼합탱크(20) 내의 세척수를 순환 공급하기 위한 순환라인(92), 상기 순환라인(92)에 설치되어 세척수를 공급하는 순환펌프(93), 상기 순환라인(92)에서 분기되어 상기 혼합탱크(20) 내부의 내측분사노즐(80), 외측분사노즐(86), 주입구(72) 또는 세척수챔버(64)로 연결되는 순환분기라인(94), 새로운 세척수 공급원으로부터 세척수를 파이프(84)로 공급하는 공급라인(95), 상기 공급라인(95)에 설치되어 새로운 새척수를 공급하는 공급펌프(96), 상기 공급라인(95)에서 분기되고 상기 순환분기라인(94)에 연결되어 새로운 세척수를 순환분기라인(94)을 통해 공급하기 위한 공급분기라인(97), 상기 순환라인(92)과 공급라인(95) 및 각 분기라인(94,97) 일측에 설치되어 세척수의 공급을 제어하는 개폐밸브, 상기 순환분기라인(94)과 공급분기라인(97) 사이에 설치되어 유로 방향을 전환하는 전환밸브(98)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 순환펌프(93)의 구동에 따라 혼합탱크(20) 내부의 세척수는 출측라인(91)에서 순환라인(92)과 순환분기라인(94)을 따라 세척수챔버(64)나 주입구(72) 또는 내측분사노즐(80)로 공급될 수 있다. 이에, 세척수는 세척수챔버(64)에 연결된 분사노즐(62)이나 주입구(72) 또는 내측분사노즐(80)을 통해 분사된다.

공급펌프(96)가 구동되면 공급라인(95)을 통해 새로운 세척수가 외측분사노즐(86)로 공급되어 외측분사노즐(86)을 통해 포대(100) 외표면에 세척수를 분사할 수 있다.

또한, 전환밸브(98)를 구동하여 유로를 전환함으로써, 순환라인(92)과 순환분기라인(94) 사이 유로를 연결하거나, 공급분기라인(97)과 순환분기라인(94) 사이 유로를 연결할 수 있다. 이에, 혼합탱크(20) 내부 세척수를 주입구(72)나 내측분사노즐(80)로 공급하거나, 유로를 전환하여 새로운 세척수를 주입구(72)나 내측분사노즐(80)로 공급할 수 있다.

이에, 개폐밸브와 전환밸브(98)를 구동하여 유로를 제어함으로써, 새로운 세척수 또는 혼합냉크 내의 세척수를 필요한 곳으로 공급하여 분사할 수 있게 된다. 따라서, 혼합탱크(20) 내에 세척수를 계속 공급하면서도 세척수와 분체의 비율을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

여기서, 순환라인(92)과 순환분기라인(94)으로는 혼합탱크(20) 내의 세척수가 공급되므로 이들 관로나 세척수챔버(64)는 침전물에 의한 막힘 현상이 발생될 수 있다.

본 실시예의 세척수공급부(90)는 공급라인(95)과 순환라인(92) 사이에 설치되어 새로운 세척수에 의한 퍼지 및 드레인이 가능하도록 청소라인(99)이 더 구비될 수 있다.

필요시 청소라인(99)을 통해 새로운 세척수를 순환라인(92)과 순환라인에 연결된 각 순환분기라인(94)으로 공급하여 관로의 침전물을 청소할 수 있다. 또한, 순환라인(92)과 순환분기라인(94)의 세척수를 청소라인(99)을 통해 배출하여 침전물을 제거할 수 있다.

따라서, 관로 막힘시 설비나 배관을 분리하지 않고 새로운 세척수를 순환라인으로 공급하여 막힌 관로를 용이하게 개방할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 혼합기 20 : 혼합탱크
22 : 도어 24 : 출구
30 : 거치대 34 : 수평프레임
40 : 절단기 42 : 레일
44 : 이송블럭 46 : 칼날
47 : 클램핑바 48 : 구동부
50 : 관통축 60 : 순환부
62 : 분사노즐 63 : 커버
64 : 세척수챔버 70 : 스프레이부
72 : 주입구 80 : 내측분사노즐
82 : 지지프레임 83 : 수직프레임
84 : 파이프 86 : 외측분사노즐
88 : 와이핑롤 89 : 가이드롤
90 : 세척수공급부 91 : 출측라인
92 : 순환라인 93 : 순환펌프
94 : 순환분기라인 95 : 공급라인
96 : 공급펌프 97 : 순환공급라인
98 : 전환밸브 99 : 청소라인

Claims (7)

1. 방사능 소각재와 세척수를 혼합하는 혼합기를 포함하고,
   상기 혼합기는 세척수가 수용되며 소각재와 세척수의 혼합이 이루어지는 혼합탱크, 상기 혼합탱크의 내부에 마련되어 방사능 소각재가 채워진 포대를 세척수 속에서 지지하는 거치대, 상기 거치대에 설치되어 포대의 하단을 찢어 개방하는 절단기를 포함하는 방사능 소각재 제염 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 거치대에 설치되어 상기 포대를 고정하는 관통축을 더 포함하고,
   상기 관통축은 상기 거치대에 설치되고 상부로 돌출되어 상기 포대 하강시 포대 바닥면을 관통하여 내부로 삽입되는 방사능 소각재 제염 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 절단기는 상기 거치대의 중심부에서 외측으로 연장 설치되는 레일, 상기 레일을 따라 이동되는 이송블럭, 상기 이송블럭을 이동시키기 위한 구동부, 상기 이송블럭의 상단에 수직으로 연장 설치되어 상기 포대를 관통하여 내부로 삽입되고 상기 이송블럭의 이동에 따라 상기 포대를 절개하는 칼날을 포함하는 방사능 소각재 제염 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 혼합기는 상기 혼합탱크의 바닥에 설치되고 혼합탱크 내부로 세척수를 분출하여 소각재와 세척수를 혼합하는 순환부를 더 포함하고,
   상기 순환부는 상기 혼합탱크 바닥에 간격을 두고 설치되는 적어도 하나 이상의 분사노즐, 상기 혼합탱크 하부에 설치되고 상기 분사노즐과 연결되고 내부에 세척수가 수용되는 적어도 하나 이상의 세척수챔버, 상기 세척수챔버에 연결되어 세척수를 공급하여 분사노즐을 통해 세척수를 분사하기 위한 세척수공급부를 포함하는 방사능 소각재 제염 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 포대에 잔류하는 소각재를 세척하는 세척부를 더 포함하고,
   상기 세척부는 상기 거치대에 설치되고 상기 포대의 절개된 하부를 통해 포대 내부로 세척수를 분사하는 적어도 하나 이상의 내측분사노즐, 상기 내측분사노즐에 연결되어 세척수를 공급하는 세척수공급부를 포함하는 방사능 소각재 제염 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 세척부는 상기 혼합탱크 내측 상부에서 포대의 주위에 배치되고 세척수공급부와 연결되는 링 형태의 파이프, 상기 파이프를 따라 설치되어 상기 포대의 외측 표면에 세척수를 분사하는 외측분사노즐을 더 포함하는 방사능 소각재 제염 장치.
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 소각재가 배출된 포대에서 수분을 제거하는 수분제거부를 더 포함하고,
   상기 수분제거부는 상기 혼합탱크의 상단 입구를 개폐하는 한 쌍의 도어 선단에 각각 설치되어 입구 폐쇄시 도어가 닫히면서 서로 접하는 한 쌍의 와이핑롤을 포함하여, 상기 혼합탱크로부터 포대 반출 시 상기 포대가 상기 와이핑롤 사이에서 가압되어 포대에 묻은 세척수가 제거되는 구조의 방사능 소각재 제염 장치.

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