KR20230105409A

KR20230105409A - 원전 해체 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20230105409A
Application number: KR1020220000749A
Authority: KR
Inventors: 황영환; 이미현; 김천우; 황석주
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2022-01-04
Filing date: 2022-01-04
Publication date: 2023-07-11
Also published as: WO2023132582A1

Abstract

원전 해체 방법 및 장치를 제공한다. 원전 해체 방법은 해체대상 원자로가 선정되는 단계; 및 원자로 해체장치를 통해 상기 원자로에 대한 원전해체작업이 수행되는 단계를 포함하며, 상기 원자로 해체장치는, 상기 원자로를 차폐시켜 상기 원자로의 오염물질의 외부방출을 방지하는 프레임유닛과, 상기 프레임유닛상에 구비되며 상기 원자로 대한 절단작업을 수행하기 위한 절단가공모듈과, 상기 프레임유닛상에 구비되며 상기 원자로상의 화재가 발생되면 상기 화재에 기반하는 열원에 의해 용융되어 내부의 소화유체가 외부로 자동 공급되는 소화모듈을 포함한다.

Description

원전 해체 방법 및 장치{Nuclear power plant dismantling method and apparatus}

본 발명은 원전 해체 방법 및 장치에 관한 것이다.

원자력발전소 방사화 압력용기의 해체에 있어 열적절단 방법을 적용해 절단해체를 수행한다. 이러한 경우, 산소-프로판 토치가 적용하지만 화재감시 및 소화설비는 배치되지 않았다. 따라서 열적절단 방법을 적용한 절단해체 공정 중 화재 안전성을 확보하는 것이 용이하지 못한 문제점이 있다.

한국공개특허 제10-2012-0019853호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 원자력발전소 해체 작업으로서 열적절단을 수행함에 있어 화재에 대한 안정성을 확보할 수 있는 원전 해체 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 화재발생에 대하여 자동으로 화재발생부로 소화가 수행되도록 할 수 있는 원전 해체 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 일반적인 운영환경에서는 주변 계통에 간섭되지 않고 안정적으로 소화가 수행될 수 있도록 하는 소화구조가 구비된 원전 해체 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 원전 해체 방법은 해체대상 원자로가 선정되는 단계; 및 원자로 해체장치를 통해 상기 원자로에 대한 원전해체작업이 수행되는 단계를 포함하며, 상기 원자로 해체장치는, 상기 원자로를 차폐시켜 상기 원자로의 오염물질의 외부방출을 방지하는 프레임유닛과, 상기 프레임유닛상에 구비되며 상기 원자로 대한 절단작업을 수행하기 위한 절단가공모듈과, 상기 프레임유닛상에 구비되며 상기 원자로상의 화재가 발생되면 상기 화재에 기반하는 열원에 의해 용융되어 내부의 소화유체가 외부로 자동 공급되는 소화모듈을 포함한다.

또한, 상기 프레임유닛은, 상방구조부와, 상기 상면구조부와 대향하는 하방구조부를 포함하며, 상기 소화모듈은, 상기 상방구조부와 상기 하방구조부 사이에 다수로 구비되며, 상기 열원에 반응하여 상기 화재가 발생된 화재발생 측으로 상기 소화유체를 공급한다.

또한, 상기 프레임유닛의 상기 하방구조부는 상기 원자로의 둘레부를 둘러싸는 링 형상체로 구비되며, 상기 소화모듈은 상기 하방구조부의 둘레부상에 다수로 배치되며, 상기 열원에 기반하여 상기 화재발생 측으로 각기 상기 소화유체를 공급한다.

또한, 상기 소화모듈은, 중공형의 금속재질을 포함하는 외통체와, 상기 관형상부의 내부에 수용되며 내부에 상기 소화유체가 충진되는 내통체를 포함하며, 상기 외통체는 외주면 둘레부 적어도 일부가 가로 방향 혹은 세로방향으로 절개되는 절개부가 형성되며, 상기 내통체는 상기 화재에 반응하여 용융되면 상기 소화유체가 상기 절개부를 통하여 외부로 공급된다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 면(aspect)에 따른 원전 해체 장치는 원자로를 차폐시켜 상기 원자로의 오염물질의 외부방출을 방지하는 프레임유닛; 상기 프레임유닛상에 구비되며 상기 원자로 대한 절단작업을 수행하기 위한 절단가공모듈; 및 상기 프레임유닛상에 구비되며 상기 원자로상의 화재가 발생되면 상기 화재에 기반하는 열원에 의해 용융되어 내부의 소화유체가 외부로 자동 공급되는 소화모듈을 포함한다.

상기와 같은 본 발명의 원전 해체 방법 및 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

본 발명은 원자력발전소 해체 작업으로서 열적절단을 수행함에 있어 화재에 대한 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 화재발생에 대하여 자동으로 화재발생부로 소화가 수행되도록 할 수 있다.

또한, 일반적인 운영환경에서는 주변 계통에 간섭되지 않고 안정적으로 소화가 수행될 수 있도록 하는 소화구조가 구비된 원전 해체 장치를 운용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원전 해체 장치를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5는 도 1에 따른 구성을 세부적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원전 해체 장치 운용방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

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.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 원전 해체 장치(100)는 프레임유닛(110), 절단가공모듈(120), 연동고정모듈(130), 퍼징모듈(140) 및 소화모듈(150)을 포함한다.

여기서 상기 프레임유닛(110)은 상방구조부(111), 하방구조부(112)를 포함한다. 상기 연동고정모듈(130)은 구획체(131, 132, 133)를 포함한다. 상기 구획체(131, 132, 133)는 제1구획체(131), 제2구획체(132) 및 제3구획체(133)를 포함한다.

상기 퍼징모듈(140)은 제1퍼징모듈(141), 제2퍼징모듈(142) 및 제3퍼징모듈(143)을 포함한다. 상기 소화모듈(150)은 외통체(151) 및 내통체(152)를 포함한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면 상기 프레임유닛(110)은 상기 원자로(10)를 차폐시켜 상기 원자로(10)의 오염물질의 외부방출을 방지하기 위한 것이다. 이를 위하여 상기 원자로(10)의 상부 주변부로 안착되는 소정형상의 구조물로 구비된다.

상기 절단가공모듈(120)은 상기 프레임유닛(110)상에 구비되며 상기 원자로(10) 대한 절단작업을 수행한다. 상기 연동고정모듈(130)은 내부에 중공영역(S1)이 형성된다.

이러한 상기 연동고정모듈(130)은 상기 원자로(10) 내부영역(M1)로 진입되어 상기 프레임유닛(110)과 상기 원자로(10)를 연동시킨다. 여기서 연동은 물리적 연결과 기능적 동작 등 다양한 부분을 포함할 수 있다.

상기 퍼징모듈(140)은 상기 연동고정모듈(130)의 상기 중공영역(S1)으로 진입한다. 이러한 상기 퍼징모듈(140)은 상기 중공영역(S1)으로 진입 후 상기 절단작업상의 안전성 확보를 위하여 상기 원자로(10) 내부에 대한 퍼징을 수행한다.

상기 구획체(131, 132, 133)는 상기 연동고정모듈(130)은 높이방향을 다수로 구획한다. 여기서 상기 구획체(131, 132, 133)의 상기 제1구획체(131)는 상기 연동고정모듈(130)의 높이방향상에 위치되어 상기 내부영역(M1)으로의 연통을 위한 제1영역(S11)을 형성한다.

아울러 상기 구획체(131, 132, 133)의 상기 제2구획체(132)는 상기 연동고정모듈(130)의 높이방향상에 위치되며 상기 제1구획체(131)와 상기 내부영역(M1)으로의 연통을 위한 제2영역(S12)을 형성한다.

상기 구획체(131, 132, 133)의 상기 제3구획체(133)는 상기 연동고정모듈(130) 높이방향상에 위치되며 상기 제2구획체(132)와 상기 내부영역(M1)으로의 연통을 위한 제3영역(S3)을 형성하는 제3구획체(133)를 포함한다.

한편 상기 퍼징모듈(140)은 상기 제1영역(S11) 내지 상기 제3영역(S3)을 매개로 상기 원자로(10)의 상기 내부영역(M1)에 대한 퍼징을 수행한다. 상기 퍼징모듈(140)의 상기 제1퍼징모듈(141)은 상기 제3영역(S3)으로 진입하여 제1퍼징가스를 공급한다.

상기 퍼징모듈(140)의 상기 제2퍼징모듈(142)은 상기 제3구획체(133)를 경유하여 상기 제2영역(S12)으로 진입하고 상기 제2영역(S12)으로 제2퍼징가스를 공급한다.

상기 퍼징모듈(140)의 상기 제3퍼징모듈(143)은 상기 제3구획체(133)와 상기 제2구획체(132)를 경유하여 상기 제1영역(S11)으로 진입하고 상기 제1영역(S11)으로 제3퍼징가스를 공급한다.

여기서 상기 퍼징모듈(140)은 상기 제1퍼징가스 내지 상기 제3퍼징가스의 선택적 분사를 기반으로 상기 원자로(10)의 상기 내부영역(M1)에 대한 퍼징수준을 제어한다.

상기 퍼징모듈(140)은 상기 제1퍼징가스 내지 상기 제3퍼징가스가 서로 동일하거나, 상기 제1퍼징가스 내지 상기 제3퍼징가스 중 적어도 어느 하나의 가스가 다른 가스와 상이한 것일 수 있다.

한편 상기 제1퍼징가스 내지 상기 제3퍼징가스 중 적어도 어느 하나는 불활성가스(예: 질소 아르곤 등)를 포함한다. 한편 상기 연동고정모듈(130)은 상기 제1영역(S11) 내지 상기 제3영역(S13)을 둘러싸는 둘레면에 다수의 통공(TH)이 형성된다.

상기 퍼징모듈(140)은 상기 통공(TH)을 기반으로 상기 제1퍼징가스 내지 상기 제3퍼징가스를 분사하여 상기 원자로(10)의 상기 내부영역(M1)에 대한 퍼징을 수행한다.

상기 제1퍼징모듈(141)의 상기 제1퍼징가스는 상기 내부영역(M1) 중 상기 제1영역(S11)에 대응하는 제1내부영역(M11)으로 진입되어 상기 원자로(10)에 대한 퍼징을 수행한다.

아울러 상기 제2퍼징모듈(142)의 상기 제2퍼징가스는 상기 내부영역(M1) 중 상기 제2영역(S12)에 대응하는 제2내부영역(M12)으로 진입되어 상기 원자로(10)에 대한 퍼징을 수행한다.

상기 제3퍼징모듈(143)의 상기 제3퍼징가스는 상기 내부영역(M1) 중 상기 제3영역(S3)에 대응하는 제3내부영역(M13)으로 진입되어 상기 원자로(10)에 대한 퍼징을 수행한다.

한편 상기 프레임유닛(110)의상기 상방구조부(111)는 소정형상으로 구비된다. 상기 프레임유닛(110)의 상기 하방구조부(112)는 상기 상방구조부(111)와 대향하도록 구비된다.

이러한 상기 상방구조부(111)와 상기 하방구조부(112)는 사각, 다각, 원형 및 타원형 등의 횡단면형상을 가지도록 구비된다. 아울러 절단가공모듈(120)은 상기 프레임유닛(110)상에 단수 혹은 다수로 구비되어 상기 원자로(10) 대한 절단작업을 수행한다.

상기 소화모듈(150)은 상기 상방구조부(111)와 상기 하방구조부(112) 사이에 다수로 구비된다. 이러한 상기 소화모듈(150)은 상기 열원에 반응하여 상기 화재가 발생된 화재발생 측으로 상기 소화유체(L)를 공급하는 역할을 한다.

상기 소화모듈(150)은 상기 프레임유닛(110)상에 구비되며 상기 원자로(10)상의 화재가 발생되면 상기 화재에 기반하는 열원에 의해 용융되어 내부의 소화유체(L)가 외부로 자동 공급되도록 한다.

한편 상술한 상기 프레임유닛(110)의 상기 하방구조부(112)는 상기 원자로(10)의 둘레부를 둘러싸는 링 형상체로 구비된다. 상기 소화모듈(150)은 상기 하방구조부(112)의 둘레부상에 다수로 배치된다.

상기 소화모듈(150)은 상기 열원에 기반하여 상기 화재발생 측으로 각기 상기 소화유체(L)를 공급한다. 아울러 상기 소화모듈(150)의 상기 외통체(151)는 중공형의 금속재질을 포함한다. 상기 소화모듈(150)의 상기 내통체(152)는 상기 관형상부의 내부에 수용된다.

이러한 상기 내통체(152)는 내부에 상기 소화유체(L)가 충진된다. 상기 외통체(151)는 외주면 둘레부 적어도 일부가 가로 방향 혹은 세로방향으로 절개되는 절개부가 형성된다.

상기 내통체(152)는 상기 화재에 반응하여 적어도 일부가 용융된다. 이러한 용융을 통해 상기 소화유체(L)가 상기 절개부를 통하여 상기 외통체(151)의 외부로 공급된다.

상기 가스농도분석모듈(160)은 프레임유닛(110)과 상기 원자로(10) 상호간의 적어도 어느 하나의 위치에 구비되건, 상기 프레임유닛(110)과 상기 원자로(10)가 상호 인접하는 만나는 부위에 구비된다.

이러한 상기 가스농도분석모듈(160)을 통해 상기 퍼징모듈(140)의 퍼징 필요성을 파악하고 퍼징을 수행할 수 있다. 또한 퍼징의 적절한 수행이 이루어졌는지를 지속적으로 파악하여 퍼징모듈의 동작 여부를 관리할 수 있다.

상기 흡기모듈(170)은 상기 퍼징모듈(140)과 대응하여 상기 퍼징모듈(140)을 통해 배출되는 가스를 흡기한다. 이를 위하여 상기 흡기모듈(170)은 상기 프레임유닛(110)과 상기 원자로(10)상에 구비된다.

아울러 상기 프레임유닛(110)과 상기 원자로(10)간에 위치이동되며 흡기동작이 가능하다. 예컨데 상기 퍼징모듈(140)과 유사한 방식으로 상하 이동가능하게 구비될 수도 있다.

도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 원전 해체 장치 운용방법은 해체대상 원자로(10)가 선정된다. 원자로해체 장치(100)를 통해 상기 원자로(10)에 대한 원전 해체작업이 수행된다.

여기서 상기 원자로해체 장치(100)는 프레임유닛(110)이 상기 원자로(10)를 차폐시켜 상기 원자로(10)의 오염물질의 외부방출을 방지하도록 구비된다. 이러한 상기 원자로해체 장치(100)는 원자로의 인양을 위한 기능을 포함한다.

상기 프레임유닛(110)상에 절단가공모듈(120)이 구비되며 상기 원자로(10) 대한 절단작업을 수행한다. 바(Bar) 형상의 연동고정모듈(130)은 내부에 상기 원자로(10) 내부공간(M1)으로 진입되어 상기 프레임유닛(110)과 상기 원자로(10)를 연동시킨다.

이러한 상기 연동고정모듈(130)은 내부에 중공영역(S1)이 형성된다. 한편 퍼징모듈(140)은 상기 연동고정모듈(130)의 상기 중공영역(S1)으로 진입하며 상기 절단작업상의 안전성 확보를 위하여 상기 원자로(10) 내부에 대한 퍼징을 수행한다.

한편 상기 소화모듈(150)은 상기 프레임유닛(110)상에 구비된다. 상기 소화모듈(150)은 상기 원자로(10)상의 화재가 발생되면 상기 화재에 기반하는 열원에 의해 용융된다. 이러한 용융을 통해 내부에 위치된 소화유체(L)가 외부로 자동 공급되도록 하게 된다.

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.

110: 프레임유닛
120: 절단가공모듈
130: 연동고정모듈
140: 퍼징모듈
150: 소화모듈

Claims

원전 해체 방법으로서,
해체대상 원자로가 선정되는 단계; 및
원자로 해체장치를 통해 상기 원자로에 대한 원전해체작업이 수행되는 단계를 포함하며,
상기 원자로 해체장치는,
상기 원자로를 차폐시켜 상기 원자로의 오염물질의 외부방출을 방지하는 프레임유닛과,
상기 프레임유닛상에 구비되며 상기 원자로 대한 절단작업을 수행하기 위한 절단가공모듈과,
상기 프레임유닛상에 구비되며 상기 원자로상의 화재가 발생되면 상기 화재에 기반하는 열원에 의해 용융되어 내부의 소화유체가 외부로 자동 공급되는 소화모듈을 포함하는, 원전 해체 방법.
제1항에 있어서,
상기 프레임유닛은,
상방구조부와, 상기 상면구조부와 대향하는 하방구조부를 포함하며,
상기 소화모듈은,
상기 상방구조부와 상기 하방구조부 사이에 다수로 구비되며, 상기 열원에 반응하여 상기 화재가 발생된 화재발생 측으로 상기 소화유체를 공급하는, 원전 해체 방법.
제2항에 있어서,
상기 프레임유닛의 상기 하방구조부는 상기 원자로의 둘레부를 둘러싸는 링 형상체로 구비되며,
상기 소화모듈은 상기 하방구조부의 둘레부상에 다수로 배치되며, 상기 열원에 기반하여 상기 화재발생 측으로 각기 상기 소화유체를 공급하는, 원전 해체 방법.
제2항에 있어서,
상기 소화모듈은,
중공형의 금속재질을 포함하는 외통체와,
상기 관형상부의 내부에 수용되며 내부에 상기 소화유체가 충진되는 내통체를 포함하며,
상기 외통체는 외주면 둘레부 적어도 일부가 가로 방향 혹은 세로방향으로 절개되는 절개부가 형성되며,
상기 내통체는 상기 화재에 반응하여 용융되면 상기 소화유체가 상기 절개부를 통하여 외부로 공급되는, 원전 해체 방법.
원전 해체 장치로서,
상기 원자로를 차폐시켜 상기 원자로의 오염물질의 외부방출을 방지하는 프레임유닛;
상기 프레임유닛상에 구비되며 상기 원자로 대한 절단작업을 수행하기 위한 절단가공모듈; 및
상기 프레임유닛상에 구비되며 상기 원자로상의 화재가 발생되면 상기 화재에 기반하는 열원에 의해 용융되어 내부의 소화유체가 외부로 자동 공급되는 소화모듈을 포함하는, 원전 해체 장치.