KR900007748B1 - 방사성 폐기물의 용융고화 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

방사성 폐기물의 용융고화 장치

제1도는 본 발명의 용융고화 장치의 1실시예를 나타내는 단면도.

제2도는 본 발명의 용융고화 장치의 다른 실시예를 나타내는 요부 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 로본체 6 : 승강대

7 : 밑뚜껑 8 : 유도가열코일

15 : 폐기물 수납용기 16 : 배가스 배출구

17 : 폐기물 공급구 18 : 산소 공급관

19 : 검지장치 20 : 용융고화 장치

21 : 내부 가열체

본 발명은 방사성 폐기물을 용융고화하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 1300℃ 이상의 고온도에서도 사용가능한 용융고화 장치에 관한 것이다.

종래 원자력 발전소 등의 방사성 물질 취급시설로부터 발생하는 방사능에 의해 오염된 폐기물중 가연성의 것은 일반적으로는 소각처리되며, 그 소각재는 드럼 등에 충전되어 시설내의 적당한 장소에 저장되는 것이 보통이다. 그러나, 이들 소각재는 분립상이므로 소각재를 충전한 드럼을 수송 또는 저장시는 소각재의 안정화, 감용처리를 할 필요가 있어 그 처리법이 여러가지 연구되어 왔다.

최근 제안되고 있는 이들 방사성 폐기물의 처리법으로서는 방사성 폐기물 또는 소각재를 시멘트로 고화하는 제1방법 또는 방사성 폐기물 또는 소각재에 아스팔트, 플라스틱 등을 혼합하여 고화하는 제2방법이 잘알려져 있다. 또한, 최근에 방사성 폐기물 또는 소각재를 고온도로 가열 용융고화하는 제3방법이 제안되고 있다.

그러나, 제1방법인 시멘트 고화법에서는 폐기물 또는 재와 시멘트를 혼합하여 안정된 밀도, 강도 등을 갖는 고화체를 얻는대는 재등과 시멘트의 중량비를 재등 1에 대하여 시멘트 4이상으로 할 필요가 있으므로 고화체 용적이 재등의 용적보다도 중대하여 증용이 되어 버리는 결점이 있었다. 또, 제2방법인 아스팔트 및 플라스틱 고화법에서는 폐기물 또는 소각재중의 금속편의 제거, 분체화 등의 전처리가 필요하고, 설비가 복잡, 대형화하는 결점이 있었다.

또, 제3방법인 가열 용융고화법에서는 상술한 제1 및 제2방법에서 생긴 결점을 유효하게 제거할 수 있지만 폐기물 또는 소각재를 고온도에서 용융하므로 전자유도에 의해 금속용기를 가열하여 고온도를 달성하여 1000∼1200℃의 온도에 서의 사용이 한계이고 그 이상의 온도에서 용융하는 폐기물 등의 용융처리가 불가능한 결점이 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 결점들을 해소하여, 1300∼1600℃의 고온도에서도 방사성 폐기물 또는 소각재를 용융할 수 있어 수송, 저장에 적합한 안정되며 감용된 고화체로 전환할 수 있는 용융고화장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 방사성 폐기물의 용융고화장치는 승강 가능한 밑 뚜껑에 의해 저부가 폐쇄된 로본체와, 상기 로본체의 측벽의 외주부에 설치된 전자 유도 가열코일과, 상기 로본체의 내부의 밑뚜껑상에 얹어높여져 전자유도 가열코일에 의해 고온으로 전자유도 가열되는 세라믹 발열체에 의해 형성된 폐기물 수납용기와, 로본체의 윗뚜껑에 설치된 로내 배가스 배출구와, 상기 폐기물 수납 용기속으로 방사성 폐기물을 투입하는 폐기물 공급구를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는 폐기물 수납용기를 C-SiC계, C-Al₂O₃계 등의 세라믹 발열체로 만들고 있으므로, 용기를 가열하는 특별한 발열체를 쓰지 않고 용기 자체가 유도가열에 의해 효과적으로 발열한다. 또, 용기 및 발열체가 특별한 세라믹재로 형성되어 있으므로, 1300∼1600℃의 고온도 영역에서도 안정되게 사용할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 산소함유 가스를 공급하는 실시예에서는 폐기물의 소각과 용융고화를 동시에 실시할 수 있도록 구성되어 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 용융고화장치의 1실시예를 나타낸 단면도다. 제1도에 있어서, 기초에 세워 설치된 지지 프레임(1)에 의해 지지된 밀폐 용기 형상의 로본체(2)는 비금속재료, 예를 들면 석영질제의 원통형상의 측벽(3)과, 그것에 피착된 금속제의 뚜껑부(4)로 이루어진다. 기초에 세워 설치한 가이드(5)에 의해 승강이 자유자재하게 안내되어 도시하지 않은 모우터 등의 구동장치에 의해 승강구동되는 승강대(6)에는 로본체(2)의 저부를 개방자재하게 폐쇄하는 밑뚜껑(7)을 고착한다. 측벽(3)의 외주부에는 유도가열코일(8)을 취부한다. 이 유도가열코일(8)은 커버(9)내에 수용되어 공냉 또는 수냉 등의 공지의 냉각방법에 의해 냉각된다. 한편, 로본체(2)의 측벽(3)의 내측에는 석면, 캐스터블 등의 단열재에 의해 형성되는 원통형상의 단열벽(11)을 설치한다. 단열벽(11)의 상단부에는 구멍(12)을 갖는 단열뚜껑(13)이 피착되고, 이 단열뚜껑(13)은 로본체(2) 또는 지지프레임(1)에 고정 지지된다.

또, 밑뚜껑(7)에 고설한 단열재 등의 비금속으로된 지대(14)에는 세라믹 발열체, 바람직하기는 C-SiC계 또는 C-Al₂O₃계 세라믹에 의해 형성된 폐기물 수납용기(15)를 얹어 놓는다. 용기(15)는 밑뚜껑(7) 및 그것과 일체인 지대(14)와 함께 승강구동되어, 단열벽(11)내에 하방으로부터 끼우고 떼기 자재하게 구성된다. 로본체(2)의 상부에는 배가스 배출구(16)를 설치하여, 용융시의 배가스 등을 단열뚜껑(13)에 설치된 구멍(12)을 통해 외부로 유도하는 구성을 취하고 있다. 또, 로본체(2)의 뚜껑부(4)에는 폐기물 수납용기(15)내에 방사성 폐기물 등을 공급하는 폐기물 공급구(17), 및 필요에 따라 용기(15)속에 공급되는 폐기물 또는 소각재 중의 미연분을 연소시키는데 필요한 산소함유 가스를 공급하는 산소공급관(18)이 설치되며, 또 용기(15)내의 용융 상태를 감지하는 방사온도계, 액면계, 모니터 TV등의 검지장치(19)를 각각 뚜껑부(4)를 관통하여 취부한다.

상기 구성을 갖는 방사성 폐기물의 용융고화 장치(20)에 있어서는 유도가열코일(8)에 통전하면 세라믹 발열체에 의해 형성되는 폐기물 수납용기(15) 자체가 직접 가열되므로 1300∼1600℃의 고온 역에서 폐기물을 용융시킬 수 있다. 용기(15)내의 용융물이 소정량이 되면, 로본체(2)를 자연 방냉 등으로 냉각하여, 용융물이 용기(15)내에서 고화하여 용기(15)내에 고정화되면 승강대(6)를 강하시켜 용기(15)를 지대(14)상에서 제거하고, 새용기(15)를 지대(14)상에 얹어놓고, 이하 상기한 바와 같은 공정을 되풀이 한다.

제2도는 본 발명의 용융고화 장치의 다른 실시예를 나타내는 요부 단면도로서, 제1도에 나타낸 실시예와 동일 부분에는 동일부호로 붙이고 그 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 폐기물 수납용기(15)에서 유도가열의 효율을 더 양호하게 하기 위해 세라믹 발열체에 의해 되는 폐기물 수납용기(15)중에 봉형상의 세라믹 발열체로된 내부 가열체(21)를 삽입할 수 있게 2본의 내부 가열체(21)를 단열 뚜껑(13)에 설치한다. 상기 구조에 의하면, 유도 가열시의 전자파가 내부 발열체(21)에도 작용해 보다 단시간으로 1300∼1600℃의 온도를 달성할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 많은 변형, 변경이 가능하다. 예를 들면, 로본체(2)가 단열성이 많은 경우는 단열벽(11) 및 단열뚜껑(13)을 생략하여도 좋다.

이상 상세히 설명한 바로부터 알 수 있둣이, 본 발명의 방사성 폐기물의 용융고화장치에 의하면, 폐기물 수납용기를 세라믹 발열체에 의해 구성하므로 1300∼1600℃의 고온도에서도 안심하고 사용할 수 있어 종래 1300℃ 이상의 온도에서 용융 처리할 수 없었던 방사성 폐기물을 용융처리할 수 있다.

또, 폐기물 수납용기 자신이 가열되므로 용기를 가열하는 특별한 발열체가 불필요하여, 장치 자체의 구성을 간단하게 할 수 있다. 또, 용융 고화법을 채용하므로, 방사성 폐기물을 안정하고 확실하게 감용화 처리할 수 있다.

Claims (5)

1. 방사성 폐기물의 용융고화 장치로서, 승강 가능한 밑뚜껑에 의해 저부가 폐쇄된 로본체와, 상기 로본체의 측벽의 외주부에 설치된 전자유도 가열코일과, 상기 로본체의 내부의 밑뚜껑상에 얹어놓여져 전자유도 가열코일애 의해 고온으로 전자유도 가열되는 세라믹 발열체에 의해 형성된 폐기물 수납용기와, 로본체의 윗뚜껑에 설치된 로내 배가스 배출구와, 상기 폐기물 수납용기 속으로 방사성 폐기물을 투입하는 폐기물 공급구를 구비하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 융용고화 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 발열체로 되는 폐기물 수납 용기중에 다른 봉형상의 세라믹 발열체를 삽입 배치하는 방사성 폐기물의 용융고화 장치.
3. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 세라믹 발열체가 C-SiC계 또는 C-Al₂O₃계 세라믹에 의해 되는 방사성 폐기물의 용융고화 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 로본체의 윗뚜껑을 관통하여 수납 용기중에 산소함유 가스를 공급하는 산소공급관을 설치한 방사성 폐기물의 용융고화 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 폐기물 수납용기내의 용융 상태를 검지하는 검지장치를 설치한 방사성 폐기물의 용융고화 장치.

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