KR20220111842A - Vitrification cold crucible and installing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유리화설비의 저온용융로 및 그 설치방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low-temperature melting furnace of a vitrification facility and a method for installing the same.
원자력 발전 등을 통해 나오는 방사성 폐기물을 보다 안정적으로 처리, 보관 및 관리하는 것이 필요하다. 유해성 폐기물을 처리, 보관하는 방법으로서 저온용융로 유리화 기술이 개발되어 왔다.It is necessary to more stably process, store and manage radioactive waste from nuclear power generation. Low-temperature melting furnace vitrification technology has been developed as a method of processing and storing hazardous waste.
저온용융로 유리화 기술은 유도가열식 저온용융로를 이용하여 유해성폐기물을 연소시키고 중금속을 용융하여 유리와 함께 유리고화체로 만들어 유리 구조 속에 가두어 주변 환경으로 침출되지 않도록 하여 격리시키는 것이다.Low-temperature melting furnace vitrification technology uses an induction heating-type low-temperature melting furnace to burn hazardous waste, melt heavy metals to form a solidified glass together with glass, and isolate it by locking it in the glass structure so that it does not leach into the surrounding environment.
여기서, 유리화 설비 저온용융로는 섹터와 섹터 사이가 절연수단이 운모판으로 접합되는 경우 저온용융로에 이물질 유입 시 아킹(Arcing) 현상이 발생하여 운모판이 손상이 발생되는 문제점이 있다.Here, in the low-temperature melting furnace of the vitrification facility, when the insulating means is joined to the mica plate between the sectors, arcing occurs when foreign substances are introduced into the low-temperature melting furnace, thereby causing damage to the mica plate.
또한, 운모판이 손상되면 섹터와 섹터 사이로 용융물이 침투할 수 있고, 이 과정이 반복되면 저온용융로의 안정성에도 악영향을 줄 수 있는 문제점이 있다.In addition, if the mica plate is damaged, the melt may penetrate between the sectors, and if this process is repeated, there is a problem that may adversely affect the stability of the low-temperature melting furnace.
또한, 종래의 섹터와 섹터 사이는 운모판으로 강하게 결합이 되어 있어, 운모판의 교체 및 정비가 어려운 문제가 있었다In addition, since the conventional sector and the sector are strongly coupled with a mica plate, there is a problem in that it is difficult to replace and maintain the mica plate.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 저온용융로의 섹터간 결합에 필요한 절연재를 개선하여 기존 운모판 절연재를 사용함으로 발생되는 절연재 파손, 용융물과 가스의 외부 누설 등의 문제를 해소할 수 있는 유리화설비의 저온용융로를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to improve the insulating material required for inter-sector bonding of the low-temperature melting furnace, thereby solving the problems such as breakage of insulating material and external leakage of melt and gas caused by using the existing mica plate insulating material at low temperature of a vitrification facility. To provide a melting furnace.
또한, 유도가열에 의한 금속섹터간 아크발생을 방지하여 금속섹터의 건정성을 확보할 수 있는 유리화설비의 저온용융로를 제공하는 것이다.In addition, it is an object to provide a low-temperature melting furnace for a vitrification facility capable of securing the health of metal sectors by preventing arcing between metal sectors due to induction heating.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 유리화설비의 저온용융로는, 둘레방향으로 다수 배치되어, 용융로의 용융공간을 형성하는 섹터; 및 상기 섹터들 사이에 위치되는 알루미나 재질의 절연매개체를 포함할 수 있다.A low-temperature melting furnace of a vitrification facility according to an aspect of the present invention for achieving the above object, a plurality of sectors arranged in a circumferential direction to form a melting space of the melting furnace; and an alumina insulating medium positioned between the sectors.
또한, 상기 절연매개체는 보드타입인 알루미나보드로 구비되며, 상기 용융로 내부가 외부로부터 차단되도록 상기 섹터 상호간의 결속에 기반하여 가압 밀착될 수 있다.In addition, the insulating medium is provided as a board-type alumina board, and may be press-closed based on the bond between the sectors so that the inside of the melting furnace is blocked from the outside.
또한, 상기 절연매개체는 상기 이웃하는 섹터들과 대응하는 면적으로 구비되는 것일 수 있다.In addition, the insulating medium may be provided with an area corresponding to the neighboring sectors.
또한, 상기 섹터는 냉각순환을 위하여 높이방향상으로 상호 이웃하여 연통되는, 적어도 한 쌍의 수냉라인이 내장되는 것일 수 있다.In addition, the sector may have at least one pair of water cooling lines that communicate with each other adjacent to each other in the height direction for cooling circulation.
또한, 상기 알루미나보드는 내열성이 1200 내지 1800℃ 인 것일 수 있다.In addition, the alumina board may have a heat resistance of 1200 to 1800°C.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 유리화설비의 저온용융로 설치방법은, 절연매개체를 사이에두고 둘레방향으로 다수의 섹터가 배치되는 단계; 및 배치된 상기 섹터들이 둘레방향상에서 상호 밀착 가압 되도록 결속되는 단계를 포함하되, 상기 절연매개체는 알루미나 재질을 포함할 수 있다.A method for installing a low-temperature melting furnace of a vitrification facility according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes: arranging a plurality of sectors in a circumferential direction with an insulating medium therebetween; and binding the arranged sectors to be pressed in close contact with each other in a circumferential direction, wherein the insulating medium may include an alumina material.
상기와 같은 본 발명의 유리화설비의 저온용융로 및 그 설치방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the low-temperature melting furnace and the installation method of the vitrification facility of the present invention as described above, there are one or more of the following effects.
본 발명에 따르면 저온용융로의 섹터간 결합에 필요한 절연재를 개선하여 기존 절연재(예: 운모판 등)를 사용시 발생되는 이물질 유입에 의한 아킹과 절연재 손상을 방지할 수 있는 유리화설비의 저온용융로를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a low-temperature melting furnace for a vitrification facility that can prevent arcing and damage to the insulation material due to the inflow of foreign substances that occur when using an existing insulation material (eg, mica plate) by improving the insulation material required for inter-sector bonding of the low-temperature melting furnace. can
또한, 유도가열에 의한 금속섹터간 아크발생을 방지하여 금속섹터의 건정성을 확보할 수 있는 유리화설비의 저온용융로를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a low-temperature melting furnace for a vitrification facility capable of securing the health of metal sectors by preventing arcing between metal sectors due to induction heating.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저온용융로를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부챔버를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 A-A'를 따라 취한 구성의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융로 내부의 상태를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융로 내부의 용융물 유동 상태를 도시한 개략도이다.1 is a perspective view showing a low-temperature melting furnace according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a lower chamber according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the configuration taken along line A-A' in FIG. 2 .
Figure 4 is a schematic diagram showing a state inside the melting furnace according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram illustrating a melt flow state inside a melting furnace according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the publication of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between an element or components and other elements or components. Spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. For example, when an element shown in the figures is turned over, an element described as "beneath" or "beneath" another element may be placed "above" the other element. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. The device may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various elements, components, and/or sections, it should be understood that these elements, components, and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, or sections from another. Accordingly, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be the second element, the second element, or the second section within the spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numbers regardless of the reference numerals and overlapped therewith. A description will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram showing the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 유리화설비의 저온용융로가 도시되어 있다. 저온용융로는 상부챔버(110), 투입구(111), 배기체출구(112), 하부챔버(120), 배출구(130), 유도코일(140)을 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the low-temperature melting furnace of the vitrification facility according to an embodiment of the present invention is shown. The low-temperature melting furnace may include an
상부챔버(110)는 방사성폐기물, 일반 산업체 폐기물, 세라믹재료, 금속재료 등의 용융 대상물질이 투입되는 폐기물투입구(111)와 용융 과정에서 발생하는 배기체가 배출되는 배기체출구(112)가 구비될 수 있다.The
상부챔버(110)의 하측으로 이음부(105)를 매개로 연결되고 투입된 폐기물이 수용되어 용융 및 배출되는 하부챔버(120)로 구성된다. 하부챔버(120)는 금속재질을 포함하는 섹터(121)로 구비될 수 있다.It is connected to the lower side of the
하부챔버(120)는 하부에 경사형 수냉바닥판(150)이 구비될 수 있다. 그리고, 수냉바닥판(150) 하측에는 용융물이 배출되는 용융물 배출부(130)가 구비될 수 있다.The
경사형 수평 유도코일(140)에 고주파 전류가 인가되면 발생된 유도전류가 하부챔버(120) 내부에 폐기물에 전달되어 폐기물을 가열 및 용융시킬 수 있다.When a high-frequency current is applied to the inclined
도 2는 도 1에 따른 하부챔버를 도시한 도면이다. FIG. 2 is a view showing the lower chamber according to FIG. 1 .
도 2를 참조하면, 하부챔버(120)는 섹터(121), 절연매개체(122)를 포함할 수 있다. 여기서, 하부챔버(120)의 섹터(121)는 용융로의 용융공간을 형성하도록 다수로 구비될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the
이러한 섹터(121)는 둘레방향을 따라 다수로 배치되어 통형상을 이루도록 하는 것이 바람직하다. 절연매개체(122)는 둘레방향으로 배치되는 다수의 섹터(121) 집합체들 사이에 각각 위치될 수 있다.It is preferable that a plurality of
용융물은 통상 약 1150의 온도를 가지기 때문에 , 통상 약500내열성을 가지는 운모판과 같은 절연체로서는 용융물에 대응하는 절연, 내구성 등을 충족시킬 수 없다.The melt is usually about 1150 Because it has a temperature of , usually about 500 An insulator such as a mica plate having heat resistance cannot satisfy the insulation and durability corresponding to the melt.
이로 인하여 고온 용융물과, 가스 등의 외부 누설을 방지하는데 신뢰성과 안정성이 떨어질 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 절연매개체(122)는 알루미나 (AlO₃)재질로서 구비된다. 이러한 절연매개체(122)는 알루미나보드는 내열성이 1200 내지 1800인 것일 수 있다. 바람직하게는 약 1600의 내열성을 가질 수 있다.For this reason, reliability and stability may be deteriorated in preventing external leakage of high-temperature melt and gas. However, the insulating
따라서, 용융로 내부에서 발생하는 고온 용융물 및 가스 등의 외부 누설을 안정적으로 방지할 수 있는 효과가 도출될 수 있음은 물론이다. 이러한 절연매개체(122)는 예컨데, 보드타입의 알루미나보드로 구비되는 것이 바람직할 수 있다.Therefore, it goes without saying that the effect of stably preventing external leakage of high-temperature melt and gas generated inside the melting furnace can be derived. Such an insulating
도 3은 도 2에 A-A'를 따라 취한 구성의 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of the configuration taken along line A-A' in FIG. 2 .
도 3을 참조하면, 절연매개체(122)는 용융로 내부가 외부로부터 차단되도록 섹터(121) 상호간의 결속에 기반하여 가압 밀착될 수 있다. 즉, 절연매개체(122)는 섹터(121)들 사이에서 다수 배치되는데, 섹터(121)들의 결속구조에 의한 물리적인 결속힘을 통해 섹터(121)들 사이에 가압되면서, 섹터(121)들의 사이공간을 메우도록 구비될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the insulating
섹터(121)는 전술한 바와 같이 용융로의 하부챔버(120)에 구비될 수 있다. 그리고, 절연매개체(122)는 이웃하는 섹터(121)들과 대응하는 면적, 또는 두께 등으로 구비되는 것일 수 있다.The
한편 섹터(121)는 높이방향상으로 수냉라인(1211, 1212)이 내장될 수 있다. 이러한 수냉라인(1211, 1212)은 상호 이웃하여 적어도 한 쌍으로 다수 구비될 수 있다. Meanwhile, in the
여기서 어느 하나의 제1 수냉라인(1211)은 냉각수가 투입되어 유동되는 라인일 수 있다. 그리고 다른 하나의 제2 수냉라인(1212)는 냉각수가 배출되도록 유동되는 라인일 수 있다.Here, any one of the first
따라서 제1 수냉라인(1211)과 제2 수냉라인(1212)를 통한 냉각수 순환 구조를 통해 각 섹터(121)는 용융물 등의 접촉 대상물에 대한 냉각을 수행할 수 있다.Accordingly, each
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융로 내부의 상태를 도시한 개략도이다. Figure 4 is a schematic diagram showing a state inside the melting furnace according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융로 내부의 용융물 유동 상태를 도시한 개략도이다.5 is a schematic diagram illustrating a melt flow state inside a melting furnace according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 용융로 내부(121a)에 용융물(M1)은 파동이 없거나 잔잔한 상태로 존재할 수 있다. 반면, 도 5를 참조하면, 용융로 내부(121a)의 용융물(M1)은 내부요인(예: 내부 압력, 가스, 열 등) 또는 외부요인(예: 충격, 진동 등)에 의하여 용융물(M1)의 파동(波動)(M2)이 발생될 수 있다. Referring to FIG. 4 , the molten material M1 in the
용융로 내부에서 용융물(M1)이 파동이 발생됨에 있어서, 도 5에서와 같이 용융물의 수위가 높아진 상태에서는 그 파동(M2)의 수위, 세기, 발생빈도 등이 더 세지게 된다.As the wave is generated in the melt (M1) inside the melting furnace, the water level, intensity, frequency of occurrence, etc. of the wave (M2) becomes stronger in a state where the water level of the melt is increased as shown in FIG. 5 .
특히 이러한 용융물(M1)의 휘몰아치는 형태의 파동(M2)으로 내벽의 절연매개체(122)를 지속반복적으로 때리게 된다. 이러한 경우, 일반적인 운모판은 용융물의 접촉에 따라 그 내구성이 떨어져 용융물(M1), 가스 등의 누설로 이어질 수 있다. In particular, the insulating
그러나 알루미나보드인 절연매개체(122)는 이러한 용융물(M1)의 파동(M2)에 따른 지속 반복적 접촉에도 충분히 견디는 내구성을 갖춘다. 따라서 용융물(M1), 가스 등의 외부 누설 방지를 위한 안정성과 신뢰성이 담보될 수 있는 효과가 있다.However, the insulating
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
110: 상부챔버
111: 투입구
112: 배기체출구
120: 하부챔버
121: 섹터
121a: 용융로 내부
1211: 제1 수냉라인
1212: 제2 수냉라인
130: 배출구
140: 유도코일
150: 수냉바닥판
M1: 용융물
M2: 파동110: upper chamber
111: inlet
112: exhaust outlet
120: lower chamber
121: sector
121a: inside the melting furnace
1211: first water cooling line
1212: second water cooling line
130: outlet
140: induction coil
150: water cooling bottom plate
M1: melt
M2: wave
Claims (4)
상기 섹터들 사이에 위치되는 알루미나 재질의 절연매개체를 포함하는 유리화설비의 저온용융로.A plurality of sectors arranged in the circumferential direction to form a melting space of the melting furnace; and
A low-temperature melting furnace of a vitrification facility comprising an alumina insulating medium positioned between the sectors.
상기 절연매개체는 보드타입인 알루미나보드로 구비되며, 상기 용융로 내부가 외부로부터 차단되도록 상기 섹터 상호간의 결속에 기반하여 가압 밀착되는, 유리화설비의 저온용융로.According to claim 1,
The insulating medium is provided as a board-type alumina board, and is press-closed based on the bond between the sectors so that the inside of the melting furnace is blocked from the outside, a low-temperature melting furnace of a vitrification facility.
상기 절연매개체는 이웃하는 상기 섹터들과 대응하는 면적으로 구비되는 것인, 유리화설비의 저온용융로.According to claim 1,
The low-temperature melting furnace of the vitrification facility, wherein the insulating medium is provided with an area corresponding to the neighboring sectors.
배치된 상기 섹터들이 둘레방향상에서 상호 밀착 가압 되도록 결속되는 단계를 포함하되,
상기 절연매개체는 알루미나 재질을 포함하는, 유리리화설비의 저온용융로 설치방법.disposing a plurality of sectors in a circumferential direction with an insulating medium interposed therebetween; and
Including the step of binding the arranged sectors so as to be pressed in close contact with each other in the circumferential direction,
The insulating medium is a low-temperature melting furnace installation method of a glass refining facility, including an alumina material.
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- 2021-02-03 KR KR1020210015118A patent/KR102482851B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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