KR20240031200A - 딥러닝 기반 방사성 오염 탱크의 고압수 제염 장치 및 이를 이용한 제염 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치는 방사성 오염물질이 포함된 탱크부; 상기 탱크부 내부에 위치하여 제염수를 고압으로 분사시키는 회전노즐부; 상기 회전노즐부와 연결되고, 상기 탱크 상부에 위치하여, 회전노즐부를 탱크부 내부 상하로 이동시키는 구동부; 상기 회전노즐부와 연결되고, 회전노즐부에 제염수를 고압으로 공급하는 펌프부; 상기 탱크부 하부에 연결되어, 상기 제염수로 방사성 오염물질을 제염한 후 발생된 오염수로부터 방사성 오염물질을 필터링하는 필터부; 및 상기 탱크부 내부의 이미지를 촬영하기 위해 상기 탱크부 내부에 설치된 카메라, 및 인공지능 학습 데이터 모델을 통해 상기 카메라로부터 촬영된 이미지로부터 상기 탱크부 내부의 제염율을 확인하는 제염율 확인 장치를 포함하는 이미지 검사부를 포함한다.

Description

딥러닝 기반 방사성 오염 탱크의 고압수 제염 장치 및 이를 이용한 제염 방법{Deep learning based high-pressure water decontamination device of radioactively contaminated tanks and decontamination method using the same}

방사성 오염 탱크의 고압수 제염 장치 및 이를 이용한 제염 방법에 관한 것이다.

원자력 발전소에서 사용된 금속 탱크는 예측하기 어려운 경로로 유입된 방사성 물질로 인해 방사성 오염이 될 가능성이 있다. 방사성 오염은 크게 유리성 오염과 고착성 오염으로 나뉠 수 있으며 유리성 오염은 묻어나는 오염이며 방사성 오염 물질이 확산될 수 있어 내부 피폭을 일으킬 수 있다. 고착성 오염은 상대적으로 제거하기 어려운 오염이며 유리성 오염보다 제염에 까다롭다. 방사성 폐기물 처리계통의 탱크 바닥에는 다양한 유기물질과 무기 산화물질 슬러지가 쌓여 있을 것으로 예상된다. 탱크 내부 벽면은 탱크 내부의 재질과 용도 및 산화 정도에 따라 유리성 및 고착성 산화물 오염층이 축적되어 있다. 사용된 탱크의 대표적인 재질은 탄소강 및 스테인리스강인 금속 탱크로 이루어져 있으며, 상황에 따라 에폭시 코팅 처리 등이 되어 있기도 하다. 방사성 오염이 된 폐탱크를 해체하기 위해서는 내부에 쌓인 슬러지와 벽면의 오염을 제염 작업이 필요하다.

국내 원자력 발전소 해체의 즉시 해체방법 채택 및 원전 해체 수행으로 빠르고 안전한 제염기술이 필요한 실정이다. 원전 해체 시 쓰임새와 크기 및 모양이 다양한 방사성 오염 탱크가 발생된다. 이를 안전하고 효과적으로 처리하기 위한 기술을 필요로 한다. 초고압을 이용한 다양한 세척 혹은 제염 장치의 개발이 시도되고 있으나 탱크 내부 제염만을 위한 장치는 아직 개발되지 않고 있으며 기존기술은 방사성 오염 탱크에 최적화되지 않은 방식이다.

고압수를 이용한 세척은 작업자가 탱크 내부로 들어가 고압 세척수를 쏘아 탱크 내부를 세척 하는 방법으로서 세척시간이 상대적으로 길며, 작업자가 탱크 내부로 들어가는 작업시 위험도가 따른다(방사성 물질 흡입 및 피폭의 가능성, 작은 해치로 되어있는 탱크 내부로 들어가야한다는 점 등). 방사성 오염 탱크의 내부를 작업자의 수작업으로 고압 세척을 수행하게 된다면 작업자의 피폭 위험성이 제기될 수 있다. 원자력 발전소를 해체할 때 발생하게 되는 방사성 오염 탱크의 경우 40 ~ 50 cm 내외의 해치를 통해서 방사성 오염 탱크 내부를 작업자가 드나들 수 있을 것이다. 이러한 작은 해치로의 작업자의 이동이 어려운 점과 내부에서 작업 시 방호복을 입더라도 발생할 수 있는 사고에서 작업자를 보호할 필요가 있다.

원자력발전소에서 사용되는 다양한 탱크의 모양과 크기를 고려했을 때 폐탱크를 절단 후 고압수 세척 및 제염을 수행할 수 있다. 그러나, 제염을 수행하지 않은 금속폐기물을 절단하는 것은 방사성 오염물질을 포함한 기체 및 예측하기 어려운 2차 폐기물 발생의 우려가 있기 때문에 방사성 오염탱크의 제염에 적용하기엔 적절하지 않다. 종래 기술의 경우 제한된 시편 크기의 금속 표면을 제염할 수 있다. 따라서 높이 2 m에 달하는 탱크 등의 제염 작업을 해야 하는 경우 방사성 오염이 된 탱크를 일정 크기 이하로 절단해야지만 기존 제염 장비에 사용할 수 있다. 하지만 방사성 오염 탱크의 경우 그 표면등에 방사성 핵종이 포함돼 있을 가능성이 있으며, 때로는 미지의 경로를 통해 오염된 미지의 핵종이 존재할 가능성이 있다. 이 미지의 핵종은 절단시 에어로졸 상태로 주변에 확산할 수 있다. 따라서 방사성 오염 탱크의 절단 후 제염 작업을 하는 것 보다 제염 후 절단을 하는 것이 적절하다.

원자력 발전소에서 사용한 탱크는 그 용량이나 내부 오염조건, 슬러지양 및 상태 등이 쓰임에 따라 매우 다를 것으로 예상하며 그 특징에 따라 제염 방법을 달리 채택한다면 이는 해체 처리비용의 증가를 초래한다. 이에, 원전 해체 시 발생하는 다양한 종류의 방사성 오염 탱크 내부 세척기술은 아직 국내외적으로 확보되지 않았으며 다양한 크기와 쓰임에 적용 가능한 세척 및 제염 시스템 적용으로 방사성 오염탱크 제염 장치의 개발이 필요하다.

대한민국 등록특허공보 제10-1003052호

본 발명의 하나의 목적은 방사성 오염탱크의 탱크 내부의 슬러지 존재와 내부 벽면에 존재하는 오염 특성 때문에 안전한 처리를 위해서 방사성 슬러지를 세척 및 제염하여 처리하고, 또한 자원이 제한적인 한국의 경우 금속 폐기물의 경우 제염 후 재활용에 그 목표를 둘 필요성이 있는 것을 충족시킬 수 있는 방사성 오염 탱크 제염 장치 및 제염 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 제염수를 고압으로 방사시키는 회전노즐을 상하 또는 좌우로 이동시켜, 방사성 오염 탱크 절단 없이 방사성 오염물질을 제염시키는 방사성 오염 탱크 제염 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 원자력 발전소 해체 시 발생하게 되는 오염 탱크의 경우 그 모양과 크기가 다르므로 회전 노즐을 적용한 제염 장치의 작동 시간을 탱크별로 정의하기 어렵다. 시뮬레이션을 통해 제염 필요 시간을 사전 계산을 하게 된다면 추가적인 비용이 필요하며 이 또한 사용하는 회전 노즐의 성능, 압력, 유량 조건에 따라 달라지기 때문에 모든 상용 회전 노즐에 해당 값을 사용할 수 없다. 따라서 현장에서 고압수 제염 시스템의 사용과 함께 실시간으로 제염율을 확인할 수 있는 방사성 오염 탱크 제염 장치 및 제염 방법을 제공하는 것이다.

일 양태에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치는 방사성 오염물질이 포함된 탱크부; 상기 탱크부 내부에 위치하여 제염수를 고압으로 분사시키는 회전노즐부; 상기 회전노즐부와 연결되고, 상기 탱크 상부에 위치하여, 회전노즐부를 탱크부 내부 상하로 이동시키는 구동부; 상기 회전노즐부와 연결되고, 회전노즐부에 제염수를 고압으로 공급하는 펌프부; 상기 탱크부 하부에 연결되어, 상기 제염수로 방사성 오염물질을 제염한 후 발생된 오염수로부터 방사성 오염물질을 필터링하는 필터부; 및 상기 탱크부 내부의 이미지를 촬영하기 위해 상기 탱크부 내부에 설치된 카메라, 및 인공지능 학습 데이터 모델을 통해 상기 카메라로부터 촬영된 이미지로부터 상기 탱크부 내부의 제염율을 확인하는 제염율 확인 장치를 포함하는 이미지 검사부를 포함한다.

다른 양태에 따른 방사성 오염 탱크의 제염방법은 방사성 오염물질이 포함된 탱크부 내부의 오염을 확인하는 단계(S100); 상기 탱크부 내부에 위치하여 제염수를 고압으로 분사시키는 회전노즐부를 이용하여 탱크부 내부를 제염하는 단계(S200); 및 인공지능 학습 데이터 모델을 통해 상기 탱크부 내부의 이미지로부터 상기 탱크부 내부의 제염율을 확인하는 제염율 확인 장치를 이용하여 탱크부 내부의 제염율을 확인하는 단계(S300)를 포함한다.

본 발명에 따른 방사성 오염 탱크 제염 장치는 방사성 오염 탱크의 폐쇄된 환경을 고려하여 다양한 크기와 모양에 상관없이 방사성 오염물질을 효과적으로 제염시키는 장점이 있고, 제염수로 방사성 오염물질을 제염한 후 발생된 오염수를 필터하고 남은 제염수를 재순환시키므로 세척효율성이 우수한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 방사성 오염 탱크 제염 장치 및 제염 방법은 탱크 내부의 폐쇄된 환경을 고려하여 다양한 크기와 모양에 상관없이 적용할 수 있는 제염 시스템으로 탱크 내부 슬러지의 화학적 특성 탱크의 물리적 특성에 구애받지 않고 딥러닝 기반 검사 방법과 회전 노즐의 적용으로 높은 방사성 오염탱크 제염 효과와 적은 2차 폐기물 발생을 기대할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 회전노즐부를 확대한 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 구동부를 확대한 도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 회전노즐부를 확대한 도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염 방법의 작동 흐름도이다.

이상의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.

본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.

종래 방사성 오염 탱크 세척 시 원자력발전소에서 사용되는 탱크의 크기를 고려했을 때 폐탱크 절단 이후 고압수 세척 및 제염을 수행해야하는 실정인데, 제염을 수행하지 않은 금속폐기물을 절단하는 것은 방사성 오염물질을 포함한 기체 및 예측하기 어려운 2차 폐기물 발생의 우려가 있기 때문에 방사성 오염탱크의 제염에 적용하기엔 적절하지 않은 문제점이 있었다.

이에 본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 제염수를 고압으로 방사시키는 회전노즐을 상하 또는 좌우로 이동시켜, 방사성 오염 탱크 절단 없이 방사성 오염물질을 제염시키는 방사성 오염 탱크 제염장치의 경우, 방사성 오염 탱크의 폐쇄된 환경을 고려하여 다양한 크기와 모양에 상관없이 방사성 오염물질을 효과적으로 제염시키는 장점이 있고, 제염수로 방사성 오염물질을 제염한 후 발생된 오염수를 필터하고 남은 제염수를 재순환시키므로 세척효율성이 우수한 장점이 있다는 것을 발견하고 이를 완성하였다.

즉, 본 발명에 따른 방사성 오염 탱크 내부 제염 고압수 제염 시스템은 제염을 통한 2차 폐기물 발생을 최소화하기 위해 제염 후 오염수를 정화 시켜 재사용하는 순환 구조이다. 이는 발생하는 2차 폐기물인 오염수를 최소화할 뿐만 아니라 닫힌 루프 구조로 방사성 오염원의 확산을 방지한다. 회전 노즐에서 토출된 초고압의 물은 탱크 내부 바닥 및 벽면의 유리성, 고착성 오염을 제염한 후 배수로를 통해 방사성 오염수 제염 필터로 통한다. 슬러지 및 산화 무기물 알갱이가 포함된 물을 직접적으로 펌프에 사용한다면 펌프 수명 감소와 작동 오류의 원인이 되기에 제염 필터 및 장치를 통해 정화 시킨 후 초고압 펌프로 다시 사용하게 된다. 이때 사용하게 되는 제염 장비는 일반적으로 방사성 오염 폐액을 제염하는 과정보다는 간소화시킬 수 있다. 그 이유는 일반적으로 방사능 오염수는 규제해제를 목표로 제염하지만, 초고압수 제염 장치에 사용되는 순환수의 경우 계속하여 닫힌 루프 안에서 사용되기 때문에 상대적으로 적은 제염 장치를 거쳐 초고압 펌프에 도달하여 순환하게 된다.

또 다른 종래 기술의 문제점으로서, 초고압제염 기술은 다양한 시도와 개발이 이루어지고 있지만 딥러닝 기술을 적용한 방사성 오염 탱크에 특화된 초고압수 제염기술은 개발되지 않았으며 기존기술을 거대한 크기의 방사성 오염탱크 제염에 적용하기에는 어려움이 있다. 나아가, 원자력 발전소 해체 시 발생하게 되는 오염 탱크의 경우 그 모양과 크기가 다르므로 회전 노즐을 적용한 제염 장치의 작동 시간을 탱크별로 정의하기 어렵다. 시뮬레이션을 통해 제염 필요 시간을 사전 계산을 하게 된다면 추가적인 비용이 필요하며 이 또한 사용하는 회전 노즐의 성능, 압력, 유량 조건에 따라 달라지기 때문에 모든 상용 회전 노즐에 해당 값을 사용할 수 없다.

이에 본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 탱크 내부의 폐쇄된 환경을 고려하여 다양한 크기와 모양에 상관없이 적용할 수 있는 제염 시스템으로서, 탱크 내부 슬러지의 화학적 특성 탱크의 물리적 특성에 구애받지 않고 딥러닝 기반 검사 방법과 회전 노즐을 적용함으로써, 높은 방사성 오염탱크 제염 효과와 적은 2차 폐기물 발생을 기대할 수 있는 것을 발견하였다. 나아가, 현장에서 고압수 제염 시스템의 사용과 함께 실시간으로 제염율을 확인할 수 있는 본 발명을 완성하였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 개략도이다.

이를 참조하면, 일 양태에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치는 방사성 오염물질이 포함된 탱크부; 상기 탱크 내부에 위치하여 제염수를 고압으로 분사시키는 회전노즐부; 상기 회전노즐부와 연결되고, 상기 탱크 상부에 위치하여, 회전노즐부를 탱크 내부 상하로 이동시키는 구동부; 상기 회전노즐과 연결되고, 회전노즐에 제염수를 고압으로 공급하는 펌프부; 및 상기 탱크 하부에 연결되어, 상기 제염수로 방사성 오염물질을 제염한 후 발생된 오염수로부터 방사성 오염물질을 필터링하는 필터부;를 포함한다.

일 구현예에 따라, 탱크부는 원자력발전소에서 사용되는 일반적인 탱크로써, 다양한 크기와 모양을 갖는 폐쇄적인 형태의 탱크일 수 있다. 이에 따른 탱크부의 재질은 탄소강 및 스테인리스강인 금속 탱크일 수 있고, 에폭시 코팅으로 처리될 수도 있다.

일 구현예에 따라, 탱크부에 포함된 방사성 오염물질은 원자력 발전소에서 일반적으로 발생되는 원자력 폐기물로써, 유리성 오염물 또는 고착성 오염물일 수 있다. 구체적으로, 유리성 오염은 묻어나는 오염이며 방사성 오염 물질이 확산될 수 있어 내부 피폭을 일으킬 수 있는 물질일 수 있다. 또한, 고착성 오염은 탱크부 벽면에 고착된 오염물일 수 있다. 또한, 탱크부 바닥에는 다양한 유기물질과 무기 산화물질 슬러지가 추가적으로 오염물질로 생성될 수 있고, 탱크 내부의 재질과 용도 및 산화 정도에 따라 탱크 내부 벽면에 유리성 및 고착성 산화물 오염층이 다양한 비율로 발생될 수 있다.

일 구현예에 따라, 회전노즐부는 탱크부 내부에 위치하여 제염수를 고압으로 분사시킬 수 있다.

일 구현예에 따라, 구동부는 상기 회전노즐부와 연결되고, 상기 탱크 상부에 위치하여, 회전노즐부를 탱크 내부 상하로 이동시킬 수 있다.

일 구현예에 따라, 펌프부는 회전노즐부와 연결되고, 회전노즐부에 제염수를 고압으로 공급할 수 있다.

일 실시예에 따라, 펌프부는 제1 수송부와 연결되어 고압의 제염수를 회전노즐부의 지지대로 공급할 수 있고, 지지대는 제염수를 회전노즐로 전달시킬 수 있도록 내부가 뚫려 있는 형태일 수 있고, 그 형태는 특별하게 제한되지 않는다.

일 구현예에 따라, 필터부는 상기 탱크부 하부에 연결되어, 상기 제염수로 방사성 오염물질을 제염한 후 발생된 오염수로부터 방사성 오염물질을 필터링할 수 있다.

일 실시예에 따라, 필터부는 탱크부 하부와 제2 수송부로 연결되어, 오염수를 공급받을 수 있다. 또한, 필터부는 방사성 오염물질을 필터링하고 남은 제염수는 펌프부로 제3 수송부를 통해 재공급할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 회전노즐부를 확대한 도이다.

도 2를 참조하면, 회전노즐부는 회전노즐 및 지지대를 포함할 수 있다. 회전노즐부는 방사성 오염 탱크의 내부를 효과적으로 제염하기 위해 수직 구동 기능(도 3의 구동부 참조)과 360도 회전이 가능한 회전노즐을 적용하여, 탱크의 크기와 모양에 구애받지 않을 수 있다. 회전노즐을 적용한 방사성 오염 탱크 제염장치는 탱크부 내부의 바닥 및 벽면에 존재하는 유리성 오염과 고착성 오염을 제거하기 위해 사용된다. 초고압수(water jet)를 분사하는 회전노즐을 이용한 폐쇄된 탱크 모양에 최적화된 방사성 오염 탱크 제염장치를 이용하여 회전노즐에 존재하는 가로와 세로축의 회전으로 탱크부 내부 전체의 제염이 가능하다. 이러한 회전노즐은 탱크부 내부 세척기술 중에서도 사용 유량 및 2차 폐기물 발생량이 적은 형태이다.

일 구현예에 따라, 회전노즐은 펌프부를 통해 공급받은 고압의 제염수를 360도 회전시켜 방사성 오염 물질을 효율적으로 제거할 수 있다.

일 구현예에 따라, 지지대의 일단은 회전노즐과 연결되어 회전노즐을 상하로 이동시킬 수 있다. 또한, 지지대는 회전노즐이 회전하는 방향의 수직방향으로 회전시켜 방사성 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 지지대의 타단은 펌프부에서 공급하는 고압의 제염수를 수송하는 제1 수송부와 연결될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 구동부를 확대한 도이다.

도 3을 참조하면, 구동부는 회전노즐부의 지지대와 연결된 플랜지 및 상기 플랜지 양끝부와 연결되어 플랜지를 상하로 구동시키는 상하 구동장치를 포함할 수 있다. 방사성 오염 탱크는 쓰임과 목적에 따라 해치의 위치 및 크기가 매우 다양할 것으로 예측한다. 노즐을 삽입에 필요한 해치가 상부에 위치한다면 수직 구동 기능을 통해 제염 효율을 높일 수 있으며, 해치가 측면에 위치한다면 수직 구동 기능을 수평으로 사용해 제염 효율을 높일 수 있을 것이다. 상하 구동장치를 플랜지에 장착하여 세척 및 제염 수행 시 수직 및 수평 구동 기능을 가능하게 해 탱크 표면 제염을 효과적으로 할 수 있다. 다양한 산업 현장에서 사용되고 있는 상하 구동장치의 길이 조절 기능을 이용해 직선 형태의 지지대 구동을 통해 회전노즐의 높이 위치를 변경할 수 있다. 대형 상하 구동장치의 경우 2~3 m 까지 길이 조절이 가능하며 이를 플랜지에 부착하여 탱크 해치 부위에 결합시킨다.

일 구현예에 따라, 플랜지는 지지대 타단과 일정거리 이격된 부분에 위치하여, 플랜지 중앙부에서 지지대와 강하게 결속되어 상하 구동장치 상하 동작에 의해 지지대를 상하로 이동시키면서 최종적으로 지지대의 일단에 연결된 회전노즐을 상하로 이동시킬 수 있다.

일 구현예에 따라, 상하 구동장치는 플랜지 양끝부와 탱크부 상부에 연결되어 플랜지를 상하로 이동시킬 수 있다. 이때, 상하 구동장치의 상하 구동은 스크류 형태로 상하 방향으로 이동시킬 수 있으나 구동 방식은 제한되지 않는다.

다른 실시예에 따라, 도 3에 도시된 바와 달리, 탱크부의 형태에 따라 구동부는 탱크 측면에 위치하여 회전노즐부를 탱크 내부 좌우로 이동시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 개략도이다. 도 4는 카메라를 포함하는 이미지 검사부를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1에 개시된 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치와 유사하며, 유사한 구성에 대한 중복 설명은 이하에서 생략하기로 한다.

이를 참조하면, 일 양태에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치는 방사성 오염물질이 포함된 탱크부; 상기 탱크부 내부에 위치하여 제염수를 고압으로 분사시키는 회전노즐부; 상기 회전노즐부와 연결되고, 상기 탱크부 상부에 위치하여, 회전노즐부를 탱크부 내부 상하로 이동시키는 구동부; 상기 회전노즐과 연결되고, 회전노즐에 제염수를 고압으로 공급하는 펌프부; 상기 탱크부 하부에 연결되어, 상기 제염수로 방사성 오염물질을 제염한 후 발생된 오염수로부터 방사성 오염물질을 필터링하는 필터부; 및 상기 탱크부 내부의 이미지를 촬영하기 위해 상기 탱크부 내부에 설치된 카메라, 및 인공지능 학습 데이터 모델을 통해 상기 카메라로부터 촬영된 이미지로부터 상기 탱크부 내부의 제염율을 확인하는 제염율 확인 장치를 포함하는 이미지 검사부를 포함한다.

일 구현예에 따라, 이미지 검사부를 구성하는 제염율 확인 장치는 탱크부 내부의 방사성 오염물질의 슬러지 오염을 모사한 이미지를 통해 인공지능 학습을 시킨 모델을 포함할 수 있다.

일 구현예에 따라, 인공지능 학습은 딥러닝 기반 학습일 수 있다. 딥러닝은 인공신경망을 기반으로 한 기술로서 이미지 데이터의 특징을 학습하여 판별 및 분류할 수 있다. 장착된 카메라를 통해 이미지 데이터를 받아 이를 픽셀 단위에서 오염 여부를 판별하는 기술을 적용하여 방사성 오염 탱크 내부의 오염율 내지 제염율을 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 회전노즐부를 확대한 도이다. 도 5는 카메라와 플래시를 포함하는 이미지 검사부를 더 포함하는 것을 제외하고는 도 2에 개시된 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염장치의 회전노즐부와 유사하며, 유사한 구성에 대한 중복 설명은 이하에서 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 이미지 검사부는 카메라와 플래시를 포함할 수 있고, 카메라와 플래시는 회전노즐부의 지지대에 설치될 수 있다. 회전노즐부의 지지대 하단부에 방사성 오염 탱크 내부 이미지를 확인할 수 있는 카메라가 장착될 수 있다. 방사성 오염 탱크 내부는 밀폐 형태이기 때문에 내부 이미지 데이터를 얻기 위한 플래시가 함께 장착될 수 있다. 회전노즐의 사용 중 혹은 사용 직후의 방사성 오염 탱크 내부는 제염에 사용된 제염수들이 에어로졸 혹은 수증기 형태로 떠다니고 있다. 따라서 이때 방사성 오염 탱크 내부 제염 정도를 확인하기 위해 해치 결합을 해제하는 것은 공기 중의 방사능 오염을 초래할 수 있다. 따라서 밀폐된 상태의 방사성 오염 탱크 내부에서 카메라를 통해 현재 방사성 오염 탱크의 오염율 내지 제염율을 확인할 수 있다. 이는 원자력 발전소 해체 시 발생하게 되는 다양한 크기와 모양의 탱크 혹은 상업용 회전노즐 및 고압수의 다양한 성능에 따른 변화하는 제염 성능과 무관하게 결과적으로 완전히 탱크를 제염시킬 수 있다.

일 구현예에 따라, 카메라에 전력을 공급하는 카메라 전원 및 연결 선은 회전노즐부의 지지대 내부를 통해 연장될 수 있다.

일 구현예에 따라, 회전노즐부에 고압수를 공급하는 고압수 유입 호스는 카메라 전원 및 연결 선과 함께 회전노즐부의 지지내 내부를 통해 연장될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사성 오염 탱크 제염 방법의 작동 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 일 양태에 따른 방사성 오염 탱크의 제염 방법은 방사성 오염물질이 포함된 탱크부 내부의 오염을 확인하는 단계(S100); 상기 탱크부 내부에 위치하여 제염수를 고압으로 분사시키는 회전노즐부를 이용하여 탱크부 내부를 제염하는 단계(S200); 및 인공지능 학습 데이터 모델을 통해 상기 탱크부 내부의 이미지로부터 상기 탱크부 내부의 제염율을 확인하는 제염율 확인 장치를 이용하여 탱크부 내부의 제염율을 확인하는 단계(S300)를 포함한다.

일 구현예에 따라, 방사성 오염 탱크 제염 방법은 탱크부 내부의 방사성 오염물질의 슬러지 오염을 모사한 이미지를 통해 제염율 확인 장치에 인공지능 학습을 시키는 단계(S250)를 더 포함할 수 있다.

일 구현예에 따라, 인공지능 학습은 딥러닝 기반 학습일 수 있다.

일 실시예에 따라, 탱크 내부의 슬러지 오염을 모사한 이미지를 통해 딥러닝 학습을 시킨 모델을 사용할 수 있다. 해당 모사의 경우 가장 일반적인 탱크의 재료인 Stainless Steel 304에 슬러지의 오염을 모사한 것으로 해당 이미지의 오염 부위의 학습시킨 모델을 통하여 방사성 오염 탱크 내부의 오염율 내지 제염율을 확인할 수 있다.

일 구현예에 따라, 제염율을 확인하는 단계(S300)는 탱크부 내부에 오염이 잔존하는지 또는 제염이 완료되었는지를 판단하는 것을 포함할 수 있다. 만약, 탱크부 내부에 오염이 잔존하는 것으로 판단한다면, 탱크부 내부를 제염하는 단계(S200)로 복귀할 수 있다. 또는, 만약, 탱크부 내부에 제염이 완료된 것으로 판단한다면, 오염 준위에 따른 처분 단계(S400)으로 진행할 수 있다.

Claims (8)

1. 방사성 오염물질이 포함된 탱크부;
   상기 탱크부 내부에 위치하여 제염수를 고압으로 분사시키는 회전노즐부;
   상기 회전노즐부와 연결되고, 상기 탱크 상부에 위치하여, 회전노즐부를 탱크부 내부 상하로 이동시키는 구동부;
   상기 회전노즐부와 연결되고, 회전노즐부에 제염수를 고압으로 공급하는 펌프부;
   상기 탱크부 하부에 연결되어, 상기 제염수로 방사성 오염물질을 제염한 후 발생된 오염수로부터 방사성 오염물질을 필터링하는 필터부; 및
   상기 탱크부 내부의 이미지를 촬영하기 위해 상기 탱크부 내부에 설치된 카메라, 및 인공지능 학습 데이터 모델을 통해 상기 카메라로부터 촬영된 이미지로부터 상기 탱크부 내부의 제염율을 확인하는 제염율 확인 장치를 포함하는 이미지 검사부를 포함하는,
   방사성 오염 탱크의 제염장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 필터부에서 방사성 오염물질을 필터링하고 남은 제염수는 펌프부로 재공급하는,
   방사성 오염 탱크의 제염장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는 상기 회전노즐부와 연결되고, 상기 탱크부 측면에 위치하여 회전노즐부를 탱크부 내부 좌우로 이동시키는,
   방사성 오염 탱크의 제염장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제염율 확인 장치는 탱크부 내부의 방사성 오염물질의 슬러지 오염을 모사한 이미지를 통해 인공지능 학습을 시킨 모델을 포함하는 것인,
   방사성 오염 탱크의 제염장치.
5. 방사성 오염물질이 포함된 탱크부 내부의 오염을 확인하는 단계(S100);
   상기 탱크부 내부에 위치하여 제염수를 고압으로 분사시키는 회전노즐부를 이용하여 탱크부 내부를 제염하는 단계(S200); 및
   인공지능 학습 데이터 모델을 통해 상기 탱크부 내부의 이미지로부터 상기 탱크부 내부의 제염율을 확인하는 제염율 확인 장치를 이용하여 탱크부 내부의 제염율을 확인하는 단계(S300)를 포함하는,
   방사성 오염 탱크의 제염방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 탱크부 내부의 방사성 오염물질의 슬러지 오염을 모사한 이미지를 통해 상기 제염율 확인 장치에 인공지능 학습을 시키는 단계(S250)를 더 포함하는,
   방사성 오염 탱크의 제염방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 인공지능 학습은 딥러닝 기반 학습인 것인,
   방사성 오염 탱크의 제염방법.
8. 제5항에 있어서,
   제염율을 확인하는 단계(S300)는 상기 탱크부 내부에 오염이 잔존하는지 또는 제염이 완료되었는지를 판단하는 것을 포함하는 것인,
   방사성 오염 탱크의 제염방법.