KR920002562B1 - 증기발생기의 방사성 오염 제거방법 - Google Patents

증기발생기의 방사성 오염 제거방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

증기발생기의 방사성 오염 제거방법
제1도는 증기발생기의 정단면도.
제2도는 오염 제거 시스템의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 증기발생기 22 : 외부동체
34, 36 : 채널 헤드 38 : 열교환관
52 : 탱크 62 : 제어기
68 : 여과기 70 : 서어지 탱크
74 : 이온교환 시스템 82 : 가열기 탱크
84 : 가열기 88 : 온도감지기
본 발명은 방사성 오염 제거방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 말하자면 증기발생기의 방사성 오염물질을 제거하기 위한 유체 제어 방법에 관한 것이다.
원자력 발전소 장비를 보수하는 데에 당면하는 중요한 문제점은 보수하는 자에 대한 방사선 피폭 문제이다. 원자력 발전소 시스템을 순환하는 냉각수는 방사선에 피폭되기 때문에, 냉각수는 원자로 시스템에 있는 대다수의 구성 부품에 방사능을 운반한다. 원자로 시스템을 순환하는 이러한 냉각수는 대다수의 원자로 구성부품으로 하여금 방사능을 띠게 한다. 때때로, 원자력 발전소 시스템의 어떤 구성 부품들은 원자력 발전소 수명에 걸쳐서 보수되어야 한다. 이들 구성 부품이 보수를 필요로 할 때 보수하는 자는 때때로 이들 구성 부품에 근접해야 할 필요가 있다.
구성 부품들은 방사능을 띠고 있기 때문에, 이와같은 방사선으로부터 과대 피폭되는 것을 방지하기 위하여 작업자는 주의를 기울여야 한다. 이러한 구성 부품에 수행되어야 할 작업이 많은 시간을 필요로 할때, 이들 작업을 수행하는데 많은 어려움을 제시한다. 왜냐하면, 임의의 작업자가 구성요소에 근접하여 있을 수 있는 시간이 제한되어 있기 때문이다. 어떤 상황에서는 구성 부품의 방사선장으로 인하여 보수하는 시간이 상당히 연장될 수 있으며 그로인해 당 작업을 수행하는데 필요한 작업 인원수가 크게 증원될 수도 있는데, 그것은 각 개인이 제한된 시간만큼만 구성 부품에 근접할 수 있기 때문이다. 그리하여 이러한 구성 부품에 관련한 방사선장을 감소시켜서 작업자가 편리한 방법으로 보수 작업을 수행할 수 있도록, 상당 시간동안 구성 부품에 근접하여 머무를 수 있게 하는 기술을 개발하는 것이 필요하게 되었다.
이들 구성 부품에 관련하는 방사선장은 각 구성 부품 내측에 축적되는 방사능의 산화막내에 축적됨으로써 형성된다고 알려지고 있다.
이들 구성 부품에 관한 방사선장을 감소하기 위한 방법은 구성 부품을 손상시키지 않고 방사성 금속산화막을 제거하는데 중점을 두고 있다.
이들 금속 산화막을 제거하기 위하여 시도되고 있는 방법으로는 강제송풍(grit blasting)하는 방법, 수용액으로 구성 부품을 세정(rinsing)하는 방법, 구성 부품의 표면을 닦는(wiping)방법이 있다. 이들 몇몇의 방법은 여러가지 문제점이 발생되는데, 그 문제점은 몇몇 구성 부품의 거친 표면을 용이하게 세정할 수 없으며, 강제 송풍과 같은 산화막 제거방법에 의하여 부유 방사능이 발생되고, 또한 이들 방법으로부터의 잔존 물질로 인하여 1차 또는 2차측 냉각계통의 냉각수가 오염되는 것이다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은 원자력 발전소 구성 부품의 방사성 오염 제거방법을 마련하여 구성 부품을 손상시킨다거나 원자로 시스템을 통하여 방사성 오염 물질을 확산시킴이 없이 보수 작업을 행하도록 하는 것이다.
이러한 목적에 관련한 본 발명은 증기발생기의 방사성 오염제거방법에 관계하며, 오염 제거 수용액이 상기 증기발생기의 채널 헤드내로 유입하여 상기 채널 헤드와 상기 채널 헤드에 인접한 열교환관의 일부에는 상기 채널 헤드 및 상기 관의 표면으로부터 방사성 오염 물질을 제거하기 위한 상기 오염 제거 수용액이 소정의 수준으로 되지 않도록, 상기 채널 헤드가 상기 관에 유지되는 동안 상기 채널 헤드를 통해 상기 오염제거 수용액이 순환되며, 오염 제거 수용액이 상기 채널 헤드를 통해 순환되는 동안 상기 오염 제거 수용액이 방수될때까지 상기 오염제거 수용액의 높이가 하강하며, 제거 수용액이 상기 채널 헤드를 통해 순환되는 동안 상기 오염 제거 수용액이 상기 선정된 높이에 도달할때까지 상기 오염 제거 수용액의 높이가 재상승하며, 그런 다음에 오염제거 수용액이 상기 증기발생기로부터 최종적으로 제거되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 첨부한 도면에서 예시에 의하여 도시된 양호한 실시예의 다음 기술로부터 보다 쉽게 명백해질 것이다.
원자력 발전소 시스템에서는 때때로 시스템의 여러 구성 부품을 검사 또는 보수할 필요가 있다.
검사 또는 수선을 하기에 앞서, 때때로 구성 부품에 관한 방사선장을 감소시키기 위하여 구성 부품의 방사성 오염 물질을 제거하는 것이 권장된다.
본 발명에서는 증기발생기에 대한 방사능 수준을 감소시키기 위하여 증기발생기를 통하여 방사성 오염 제거 수용액을 순환시키는 방법이 마련된다.
제1도에 대하여 설명한다. 동도에는 증기발생기(20)가 도시되며, 이 증기발생기는 외부동체(22)와 이 외부동체(22) 하단부에 고착된 일차유체 입구노즐(24) 및 일차 유체 출구노즐(26)로 이루어져 있다. 또한 관 구멍(30)이 있는 원통형의 관판(28)이 외부동체(22) 하단부 근처에 접속된다.
관판(28)과 외부동체(22)에 고착된 분할판(32)은 당 기술에 공지되어 있는 바와 같이 증기발생기의 하단부에서 일차 유체 입구 플레넘 혹은 제1채널 헤드(34)와, 일차 유체 출구 플래넘 혹은 제2채널 헤드(36)를 한정한다.
U자형 만곡 형태를 취하는 열전달관인 관(38)이 외부동체(22)내에 배치되며, 관구멍(30)에 의하여 관판(28)에 접속된다.
관(38)은 약 3,500개의 수효로서 관다발(40)을 형성한다. 더우기, 증기 출구 노즐(44)의 외부동체(22)의 상부에 접속되는 동시에 이차 입구노즐(42)이 외부동체(22)상에 배치되어 물과 같은 이차 유체를 공급한다.
당 기술분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 증기발생기(20)에서 원자로 냉각수(일차유체)가 흐르는 부위는 보통 증기발생기의 일차측(계통)이라고 부르고 있다. 마찬가지로, 증기발생기(20)에서 이차 유체(기화된물)가 흐르는 부위를 보통 증기발생기의 이차측(계통)이라고 부르고 있다.
원자로 운전에 있어서, 물일수도 있는 일차 유체는 원자로심을 순환하여 가열되며 일차 유체 입구노즐(24)을 통해 증기발생기(20)로 들어가서 제1채널 헤드(34)로 유입된다. 일차 유체는 제1채널 헤드(34)로부터 관판(28), 관(38)을 통해 상방으로 흐르며, 그 관(38)의 U자형 만곡부를 지나서 관(38)을 통해 하강하여 제2채널 헤드(36)로 유입되며, 제2채널 헤드에서 일차 유체 출구 노즐(26)을 통해 증기발생기를 나오게 된다. 일차 유체가 관(38)을 통해 흐르는 동안 열은 일차 유체로부터 이차 유체로 전달되며 이때 이차유체는 그 이차 유체가 기화되게 하는 관(38) 주위를 둘러싸고 있다. 결과적을 증기가 발생하여 증기 출구 노즐(44)을 통해 증기발생기로부터 방출된다. 방사성 입자를 내포하는 일차 유체가 이차 유체와 혼합되지 않도록 하기 위하여, 경우에 따라서는 관(38)을 검사 또는 보수하거나 관(38)과 관판(28)사이를 용접할 필요가 있다. 그러므로 외부동체(22)에 통로(46)가 마련되어 제1채널 헤드(34) 및 제2채널 헤드(36)에 접근하여 전체관판(28)에 접근할 수 있도록 되어 있다.
증기발생기(20)를 검사 또는 보수할 필요가 있을때, 증기발생기(20)는 작동 정지되며 일차 유체가 배수된다. 일차 유체가 배수되면 제1채널 헤드(34), 제2채널 헤드(36) 및 관(38)으로부터 냉각수가 배수되어 작업자가 제1채널 헤드(34) 및 제2체널 헤드(36)로 들어갈 수 있다. 그러나, 작업자가 제1채널 헤드(34) 및 제2채널 헤드(36)로 들어가기 전에 우선 당해 구역에 대한 방사성 오염 제거를 하여 작업자가 검사 또는 보수 작업을 수행하기 위하여 보다 오랜시간 동안 당해 구역에 머무를 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
제1채널 헤드(34), 제2채널 헤드(36) 및 관(38)의 적어도 일부분을 오염제거하기 위하여 오염제거 수용액은 상기 부품들로부터 방사성 오염물을 제거하여, 이들 오염물로 인한 방사선장을 감소시킬 목적으로, 상기부품들 내로 주입된다. 증기발생기(20)의 오염 부분 및 그 오염 제거 용액을 방사선 작용에 의해 오염 제거시키기 위해 사용될 수 있는 방법은, A.P. Murray씨등의한 미합중국 출원에서 ＂원자로 금속면의 오염제거방법＂이라는 명칭으로 개시되어 있는데, 그 출원은 웨스팅 하우스 일렉트릭 코오포레이숀에 양도되었으며 현재 계류중에 있다.
적당한 오염 제거 수용액을 선정하고 제1채널 헤드(34)와 제2채널 헤드(36)의 표면에 상기 수용액을 순환시키는 것에 덧붙여서, 오염 제거 수용액을 관(38)의 적어도 일부분으로 순환시키는 것이 필요한데, 그 이유는 제1채널 헤드(34) 및 제2채널 헤드(36)내 방사선장의 약 20%는 관판에 직접 인접한 관(38)의 처음 30cm부분의 방사성 오염에 기인한다는 것이 발견되었기 때문이다. 또한, 관(38)의 처음 1.2m-18m부분내로 방사성 오염제거 수용액을 순환시킴으로써 충분한 양의 산화막이 제거되어서 슬리빙(sleeving)과 같은 검사 또는 보수 작업을 용이하게 할 수 있다. 이와같이, 산화막을 제거시킴으로써 방사선장이 감소될 뿐 아니라 표면의 기계적 품질을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 제1채널 헤드(34) 및 제2채널 헤드(36)로부터 신장하는 관(38)의 약 1.2m-1.8m부분도 오염 제거하는 것이 중요하다.
관(38)의 일부분내로 방사성 오염 제거 수용액을 주입시키는 것에 덧붙여서, 방사성 오염 제거 수용액이 관(38)내에 있는 동안의 온도가 적절한 수준으로 유지되며 상기 수용액이 관(38)으로부터 배수되고 재주입 되어서 관(38)내의 방사성 오염 제거 수용액이 적절한 온도 및 농도를 유지하도록 하는 것이 중요하다. 하기에 설명된 본 발명은 방사성 오염 제거 수용액을 증기발생기의 채널 헤드와 관(38)의 일부분내로 순환시키는 동시에 관(38)내에서 용액의 적절한 온도 및 성분을 유지시키기위한 방법을 제시한다.
제2도에 대하여 설명하면, 유체 제어 시스템(50)은 제2도에 도시한 바와 같이 증기발생기(20)에 원격으로 접속되는 동시에 트리일러와 같은 원격 이동 가능한 프래트포옴에 설치될 수 있는 유체 순환 시스템이다.
유체 제어시스템(50)은 방사성 오염 제거 수용액을 증기발생기(20)의 부품내로 순환시켜 오염 제거하도록 하는 동시에 증기발생기내에서 오염 제거 수용액의 적절한 유량, 압력, 온도 및 성분을 유지시키는 장치를 구비하고 있다.
유체 제어 시스템(50)은 탱크 트럭 혹은 트레일러상에 설치된 11,500리터 탱크로 이루어지며, 탱크내에서 유체를 80℃-120℃, 바람직하게는 95℃로 가열하기 위하여 탱크에 결합된 전기 가열 시스템을 구비하고 있다.
탱크(52)는 적당한 도관에 의하여 제1펌프(54)에 연결되며 상기 제1펌프(54)에 연결되며 상기 제1펌프(54)는 약 8.44kg/㎠의 압력과 분당 약 0 내지 400리터로 작동할 수 있는 원심형 펌프이다. 제1펌프(54)는 도관에 의하여 유량 제어 밸브(56)에 연결되며 상기 유량 제어 밸브(56)는 제2채널 헤드(36)와 같은 증기발생기(20)의 채널 헤드에 번갈아 연결된다. 재순환 도관(58)은 제2도에 도시한 바와 같이 제1펌프(54)와 유량 제어 밸브(56)사이의 도관에 연결되며 탱크(52)까지 신장된다. 재순환 도관(58)은 제1펌프(54)로부터의 흐름을 유량 제어 밸브(56)로 흐르게 하기 보다는 탱크(52)로 역재순환시킬 수 있는 장치를 구비한다. 이와같은 방법으로 증기발생기(20)내로 흐르는 유체의 양을 조절할 수 있다. 물론, 동일 결과를 얻기 위하여 다른 도관 및 밸브장치가 사용될 수 있다.
압력 변환기인 유면 감지기(60)가 제2채널 헤드(36)내에 배치되며 제2채널 헤드(36)로부터 신장하는 전선에 접속되며, 제2채널 헤드(36) 및 관(38)내의 유량을 측정하기 위하여 제어기(62)에 연결된다. 마이크로 프로세서 또는 아날로그 제어기 형태인 제어기(62)가 유량 제어 밸브(56)를 통한 흐름을 자동조절하기 위하여 유량 제어 밸브(56)에 전기적으로 연결된다. 유면 감지기(60)를 제어기에 전기적으로 연결하고 제어기(62)를 유량 제어 밸브(56)에 전기적으로 연결함으로써 증기발생기(20)내의 유량에 응답하여 유량 제어 밸브(56)를 통해 흐르는 유체를 차단하기 위하여 유량 제어 밸브(56)가 자동 조절될 수 있는 장치가 마련된다. 이와같은 방법으로 증기발생기(20)내의 유량이 자동조절될 수 있다.
초기 작동에서, 탱크(52)로부터 제1펌프(54) 및 유체 제어 밸브(56)를 통해 흐르는 유량은 제2채널 헤드(36) 및 관(38)내의 유량이 요구된 선정치에 도달할때까지 분당 약 400리터의 비율로 흐른다. 요구된 선정치는 관판(28)의 약 1.2m상부에 위치한 관(38)내에서 약 1.8m이다. 유량이 요구된 수준에 도달할때, 전기적 신호가 제어기(62)와 유량 제어 밸브(56)에 보내져서 유량 제어 밸브(56)를 통한 흐름이 ＂0＂으로 감소되도록 유량 제어 밸브가 폐쇄된다. 제1펌프(54)는 보통 분당 약 400리터의 비율로 작동하기 때문에 유량 제어 밸브(56)가 폐쇄될때 분당 약 400리터의 흐름이 탱크(52)로의 역순환 도관(58)을 통해 전환된다.
유연성 도관인 복귀 도관이 유체를 제2채널 헤드(36)로부터 여과기(68)로 압송시키기 위하여 제2채널 헤드(36) 및 제2펌프(55)에 연결된다. 제2펌프(66)는 증기발생기(20)내의 유량이 증가할때 분당 약 200리터로 작동할 수 있으며 증기발생기(20)에서 유량을 감소시키고자 할때 분당 약 300리터로 작동할 수 있는 공기 구동형 펌프이다. 또한 제2펌프(66)는 제어기(62)에 전기적으로 연결되어 제어기(62)가 증기발생기(20)내의 유량에 응답하여 제2펌프(66)를 통한 유량을 자동조절 할 수 있도록 되어 있다. 제2채널 헤드(36)와 관(38)내의 유량을 증기시키고자 할때 유량 제어 밸브(56)가 조절되어 분당 약 400리터의 흐름이 유량 제어 밸브(56)를 통하여 증기발생기(20)내로 흐를 수 있도록 되어 있다. 동시에, 제2펌프(66)는 분당 약 200미터로 작동하여 제2채널 헤드(36)로부터 유체를 분당 약 200미터로 제거한다.
이와같은 방법으로 제2채널 헤드(36) 및 관(38)내의 유량은 분당 약 200리터의 비율로 증가한다. 그러나, 제2채널 헤드(36) 및 관(38)내의 유량을 감소시키고자 할때 유량 제어 밸브(56)가 재순환 도관(58)을 통한 모든 흐름을 전환시키면서 제2펌프(66)가 분당 약 300리터의 비율로 작동하여 유체가 증기발생기(20)내로 유입되지 않도록 한다.
따라서, 증기발생기(20)에서 유량을 감소시키고자 할때 분당 약 300리터의 압송 작업은 증기발생기내의 유량을 감소시킨다.
전형적인 증기발생기(20)에서, 제2채널 헤드(36) 또는 제1채널 헤드(34)는 약 4500리터의 물을 보지할 수 있다.
덧붙여서, 증기발생기(20)의 한 각부(脚部)상에서 관(38)내 약 1.8m부분에 있는 물의 체적은 약 1300리터이다. 즉 관판(28)의 바로 하부로부터 관(38)내 약 1.8m까지(관판(28)상부로부터 약1.2m) 채우기 위한 물의 양은 약 1,300리터이다. 그러므로 분당 400리터로 제2채널 헤드에 유입되고 분당 약 200리터로 제2채널 헤드로부터 제거되어서 분당 약 200리터의 순수 유량 증가가 얻어짐으로써 관판(28)바로 하부로부터 관(38)내 약 1.8m까지 유체를 채우는 데에는 약 6-7분이 소요된다.
역으로, 제1펌프(54)로부터의 모든 흐름을 재순환 도관(58)을 통해 전환시키는 유량 제어 밸브(56)와 분당 약 300리터의 비율로 유체를 취출하는 제2펌프(66)로써 분당 약 300리터의 순수 유체 감소가 일어나 유량이 낮은 수준으로 되는데는 약 4-5분이 소요될 것이다.
다시 제2도를 설명하면, 압송되는 유체로부터 미세물질을 제거하기 위한 카트리지 형의 여과기(68)가 여과기(68)를 통해 흐르는 유량의 변화에 적응하기 위한 서어지 탱크(70)에 연결된다. 서어지 탱크(70)는 분당 200히터 및 분당 300리터로 작동할 수 있는 원심 밀폐형 펌프인 제3펌프(72)에 연결된다.
제3펌프(72)는 이온교환 시스템(74)에 번갈아 연결되며 상기 이온교환 시스템(74)은 유체로부터 방사성 오염 물질을 제거하고 오염 제거 수용액이 재유입되기 전에 방사성 오염 제거 수용액을 재조성한다. 이온교환 시스템(74)은 당기술에서 공지되어 있는 것 가운데 임의로 선택할 수 있다.
제2도를 다시 설명하면, 온도 제어 시스템(78)이 관(38)내에 있는 방사성 오염 제거 수용액의 온도를 유지할 목적으로 증기발생기(28)의 2차측에 물과같은 유체를 순환시키기 위하여 증기발생기(20)의 2차측에 연결된다. 물은 약 75-150ppm의 하이드라진을 함유하는 탈이온수이며, 하이드라진은 산소함유량을 감소시키고 부식을 최소화하기 위하여 첨가된다. 온도 제어 시스템(78)은 관판(28)상부의 외부동체(22)에 위치한 손구멍(80)에 의하여 증기발생기(20)의 2차측에 연결된다. 이와같은 방법으로 관(38)의 온도를 적당한 수준을 유지하기 위하여 물이 관(38)주위와 관판(28) 상부로 순환하여 관(38)내에 있는 방사성 오염제거 수용액의 온도를 요구된 수준으로 유지한다.
온도 제어 시스탬(78)은 약 9000리터의 물을 보지할 수 있는 가열기 탱크(82)로 이루어진다. 다수의 가열기(84)가 가열기 탱크(82)내에 배치되며 가열기 탱크내에서 물을 가열하기 위하여 전원(86)에 연결된다.
가열기(84)는 가열기 탱크(82)내에서 물의 온도를 80-120℃, 바람직하게는 약 95℃로 상승시키기 위하여 두개의 100킬로와트 전기 가열기로 이루어진다.
전원(86)은 공용의 전기적 전원에 직접 연결될 수 있다.
온도감지기(88)는 가열기 탱크(82)내에 있는 물의 온도를 탐지하기 위하여 가열기 탱크(82)내부에 배치된다. 또한 온도감지기(88)는 가열기 탱크(82)내에 있는 물의 온도를 감시하는 온도감지기(90)에 연결될 수 있다.
가열기 탱크(82)는 분당 약 100리터의 원심형 펌프인 급수펌프(92)에 열절연된 도관에 의하여 연결된다. 물은 급수펌프(92)로부터 제2제어 밸브(94)를 지나 증기발생기(20)의 2차측으로 압송된다. 2차측 수면감지기(96)는 증기발생기(20)의 2차측 수면을 관판(28) 상부 약 1.2m로 조절하기 위하여 제2제어 밸브(94)에 전기적으로 연결된다. 이와같은 방법으로, 증기발생기(20)의 2차측 수면을 적당한 수준으로 유지하기 위하여 급수펌프(92)로부터의 흐름을 차단할 수 있다.
제4펌프(98)가 증기발생기(20)의 2차측으로부터 물을 제거할 목적으로 적절한 도관에 의하여 손구멍(80)에 연결된다. 제4펌프는 분당 약 100리터로 물을 압송할 수 있는 공기 펌프이다.
제4펌프(98)는 물을 가열기 탱크(82)로 복귀시키기 위하여 가열기 탱크(82)에 적당한 도관에 의하여 연결된다. 물을 가열기 탱크(82)로부터 증기발생기(20)를 통해 순환시키며 가열기 탱크(82)로 복귀시킴으로써, 증기발생기(20)의 2차측 수온이 약 93℃로 유지될 수 있다. 이와같은 것은 도관내의 물을 약 95℃로 유지하면서 온도 제어 시스템(78)을 통하여 물을 분당 약 100리터로 유출시킴으로써 성취될 수 있다.
증기발생기(20)를 방사성 오염제거 하고자 할때, 증기발생기(20)는 작동정지되며 일차냉각수 및 이차측물은 배수된다.
그런다음, 유체 제어 시스템(50)이 제2채널 헤드(36)와 같은 증기발생기(20) 채널 헤드중의 하나에 연결되며 온도제어 시스템(78)이 증기발생기(20)의 2차측에 있는 손구멍(80)에 연결된다.
온도 제어 시스템(78)이 증기발생기(20)의 2차측에 연결되는 동시에, 온도 제어 시스템(78)이 작동함으로써 가열기(84)가 작동하여 가열기 탱크내의 물을 약 95℃까지 가열한다. 가열기 탱크(82)내에 있는 물의 온도가 온도감지기(88) 및 온도감지기(90)에 의하여 결정된 약 95℃의 온도에 도달할때, 급수펌프가 작동하여 물을 가열기 탱크(82)로부터 제2제어 밸브(94)를 통해 증기발생기(20)의 2차측으로 압송시킨다. 이러한 작동은 2차측 수면감지기(96)가 증기발생기(20)의 2차측 수면을 관판(28)상부 약 1.2m에 있다고 지시할때까지 계속된다. 이러한 상태에서 증기발생기 (20)의 2차측에 있는 물은 중기잘생기의 열관 및 냉관 상부에 있는 관(38)을 에워싸고 있다. 증기발생기(20)의 2차측 수면이 원하는 수준에 도달했을대, 제4펌프(98)가 작동함으로써 증기발생기(20)로부터 물을 분당 약 100리터의 비율로 압송하여 가열기 탱크(82)로 귀환시킨다. 이러한 과정은 정상 상태에 도달하여 증기발생기(20)의 2차측에 있는 물이 약 93~95℃가 될때까지 계속된다. 온도 제어 시스템(78)이 이와같은 정상상태에 도달할때, 관판(28)으로부터 신장하는 관(38)의 약 1.2m부분도 역시 약 93℃이어서 이들 관(38)내로 어떤 오염 제거 수용액이 주입되어도 상기 부품에서는 약 93℃로 유지될 수 있도록 된다.
또한 유체 제어 시스템(50)은 방사성 오염 제거 수용액을 탱크(52)로부터 유량 제어 밸브(56)를 통하여 제2채널 헤드(36)내로 분당 약 400리터로 압송시키는 제1펌프(54)에 의하여 작동된다. 제1펌프(54)는 방사성 오염 제거 수용액을 분당 약 400리터의 비율로 제2채널 헤드(36)내로 유입시키면 제2채널 헤드(36)의 유체용량은 약 4,500리터이기 때문에 분당 400리터의 비율로 제2채널 레드(36)를 채우는데 소요되는 시간은 약 12분이다. 덧붙여서, 제2채널 헤드(36)에 직접 연결된 관(38)의 약 1.8m부분의 체적은 약 1,300리터이기 때문에 관(38)의 길이 약 1.8m부분까지 (관판(28) 상부로부터 1.2m) 부가적으로 채우는데 소요되는 시간은 약 4분이다. 이리하여, 제2채널 헤드(36) 및 관(38)의 소요 부분을 채우는데 요구되는 시간은 분당 400리터의 증가율로써는 약 16분이 소요된다.
오염 제거 수용액의 유면(流面)이 유면감지기(60)에 의하여 결정된 적당한 유면을 도달할때, 유면감지기(60)는 제어기(62)의 신호를 전송하며 제어기는 유량 제어 밸브를 통해 증기발생기(20)내로 분당 200리터만 흐르게 하기 위하여 유량 제어 밸브(56)에 번갈아 신호를 보내어 유량 제어 밸브(56)를 차단한다. 이 상태에서 분당 약 200리터의 방사성 오염 제거 수용액이 유량 제어 밸브(56)를 통해 흐르며 등률의 상기 수용액이 재순환 도관(58)을 통해 재순환된다. 또한 제어기(62)는 제2펌프(66)에 신호를 보내 상기 제2펌프(66)를 작동시켜서 분당 약 200리터의 비율로 제2채널 헤드로부터 방사성 오염제거 수용액을 취출하기 시작한다. 정상 상태에서 증기발생기(20)내에 있는 방사성 오염 제거 수용액의 유면이 높게 유지될 수 있다. 제어기(62)는 높은 유면상태가 약 15분 동안 유지될 수 있도록 프로그램될 수 있으며, 직접 배수과정을 개시하도록 프로그램될 수 있다.
배수과정에 있어서, 제어기(62)는 유량 제어 밸브(56)를 완전히 폐쇄하여 제1펌프를 통한 전체 오염 제거 수용액의 흐름이 재순환 도관(58)을 통해 재순환되어서 탱크(52)로 귀환하도록 한다. 동시에, 제어기(62)는 분당 200리터인 제2펌프를 통한 흐름을 분당 300리터까지 증가시킨다.
배수과정에 있어서, 오염 제거 수용액이 첨가됨이 없이 분당 300리터의 비율로 제2채널 헤드(36)로부터 압송된다. 그러므로, 분당 300리터의 비율로 관(38)내의 방사성 오염 제거 수용액을 배수하는 데는 약 4-5분이 소요된다. 관(38)내에 있는 방사성 오염 제거 수용액이 완전히 배수될때 유면감지기(60)는 제2채널헤드(36)의 유면이 관판(28)의 하부에 도달한 것을 감지한 다음, 재주입 과정을 개시한다.
재주입 과정에서, 제어기(62)는 유량 제어 밸브(56)를 완전히 개방하여 분당 400리터의 방사성 오염 제거 수용액이 제2채널 헤드(36)로 유입되도록 하는 동시에 제2펌프(66)를 분당 200리터로 되도록 차단한다. 이와같이 오염제거 수용액이 분당 200리터의 실제 증가율로 제2채널 헤드(36)에 유입하여 제2채널 헤드(36)내에 있는 오염제거 수용액의 유면을 관판(28)의 직하부로부터 관(38)내 1.8m까지 상승시킬 수 있다. 증기발생기(20)에서 방사성 오염 제거 수용액의 유면을 관판(28)의 직하부로부터 관(38)내 1.8m까지 상승시키는 데에는 약 1300리터가 소요되기 때문에, 방사성 오염 제거 수용액을 관내에 재주입시키는 데는 약 6-7분이 필요하다.
관(38)의 배수 및 재주입 과정은 때때로 ＂범프 싸이클(bump cycle)＂이라 불리우며 관내(38)내에 있는 오염 제거 수용액의 성분을 재조성할 목적으로 사용된다. 운전상에 있어서는 방사성 오염 제거 수용액이 채널 헤드내로 일정률로 흐르기 때문에, 제2채널 헤드(36)내에 있는 방사성 오염 제거 수용액의 성분은 일정하게 재조성된다. 그러나, 실제 운전에 있어서, 관(38)내의 유체는 비교적 정체되어 있기 때문에, 관(38)의 배수 및 재주입을 통하여 관(38)내에 있는 오염 제거 수용액이 재조성되도록 하는 것이 필요하다. 그러므로, 배수 및 재주입 과정에서는 관내에 있는 방사성 오염제거 수용액의 성분이 적당한 수준으로 유지될 수 있도록 하는 장치를 구비한다.
전과정에 있어서, 방사성 오염 제거 수용액이 미세물질을 제거할 목적으로 여과기(68)를 통해 순환되는 동시에, 방사성 오염 물질을 제거함과 아울러 오염 제거 수용액이 재사용되도록 탱크(52)로 복귀하기 전에 상기 오염제거수용액을 재조성하기 위해 이온교환 시스템(74)을 통해 순환된다.
본 출원서에 명세된 본 발명은 증기발생기(20)의 한쪽에만 적용하여 설명하였지만, 유체 제어 시스템(50)을 제1채널 헤드(34) 및 제2채널 헤드(36)의 양측에 연결하고, 그에 따라서 유동률을 조절함으로써 증기발생기(20)의 양측이 동시에 오염 제거될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 전형적으로는, 하나의 채널 헤드만이 오염 제거되며 그와 동시에 나머지 하나의 채널 헤드에는 배기구가 형성된다. 채널 헤드는 관(38)에 의하여 서로 연결되어 있기 때문에 한 채널 헤드를 배기시킴으로써 나머지 채널 헤드에 오염 제거 수용액을 용이하게 주입할 수 있다.
이와같은 경우에, 채널 헤드내에 있는 오염 제거 수용액의 압력은 오염 제거 수용액이 관(38)을 통하여 다른 채녈 헤드로 압송되는 것을 방지하기 위하여 약 0.7kg/㎠로 제한하는 것이 바람직하다. 덧붙여서, 증기발생기(20)의 세척은 본 발명의 방사성 오염제거 수용액의 사용방법과 유사한 방법으로 수행될 수 잇다.
그러므로, 본 발명에서는 적당히 선정된 오염 제거 수용액이 방사성 오염 물질을 제거하기 위해 증기발생기(20)의 일차측을 통해 효과적으로 순환되도록 하는 장치를 구비하는 동시에 관(38)내에 있는 오염 제거 수용액의 온도를 유지하기 위하여 온도 제어 시스템(78)을 갖추고 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (6)

  1. 방사염 오염 제거 수용액을 오염 제어 수용액 공급 시스템으로부터 증기발생기(20)의 채널 헤드(34, 36)내로 유입시켜, 상기 채널 헤드(34, 36) 및 상기 채널 헤드(34, 36)에 인접한 열교환관(38)의 일부에 상기 오염 제거 수용액을 소정의 수준으로 선택적으로 주입시키고, 상기 채널 헤드(34, 36) 및 상기 관(38)의 표면으로부터 방사성 오염 물질이 제거되도록 상기 수용액을 상기 관(38)으로부터 배수하는 원자로 증기발생기의 방사성 오염 물질을 제거하는 방법에 있어서, 상기 방사성 오염 제거 수용액이 상기 열교환관(38)으로 선택적으로 주입 및 배수되는 동안, 상기 오염 제거 수용액은 상기 오염 제거 수용액 공급 시스템을 통해 독립적으로 순환되고, 상기 오염 제거 수용액이 상기 채널 헤드(34, 36)로 귀환되기 전에 미세 물질을 상기 오염 제거 수용액으로부터 제거하는 여과기(68)를 포함한 상기 오염 제거 수용액 공급 시스템 및 상기 채널 헤드 사이의 상기 열교환관(38)에서 상기 수용액 수준을 상승 및 하강시키는 것을 특징으로 하는 증기발생기의 방사성 오염 제거방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방사성 오염 제거 수용액의 수준은 상기 오염 제거 수용액의 감소된 유입부 및 상기 오염 제거 수용액의 증가된 취출부에 의해 하강되며 상기 오염 제거 수용액을 소정의 비율로 상기 채널 헤드(34, 36)에 유입시켜 상기 소정의 비율보다 작은 비율로 상기 방사성 오염 제거 수용액을 취출하는 동안에 상기 열교환관(38)의 상기 오염 제거 수용액이 소정의 수준에 도달할때까지 상승되는 것을 특징으로 하는 증기발생기의 방사성 오염제거방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열교환관(38)과 그 내부에 있는 상기 방사성 오염 제거 수용액을 소정의 온도까지 가열시키기 위하여 상기 관(38) 주위의 상기 증기발생기 2차측에서 가열된 물이 순환되며, 상기 2차측에서 상기 가열된 물의 수준이 상기 관(38)내에 있는 상기 방사성 오염 제거 수용액의 상기 소정의 수준으로 유지되는 것을 특징으로 하는 증기발생기의 방사성 오염 제거방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가열된 물이 약 930℃로 유지되며, 분당 약 100리터로 순환되는 것을 특징으로 하는 증기발생기의 방사성 오염 제거방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 방사성 오염 제거 수용액을 분당 약 400리터의 비율로 상기 채널 헤드(34, 36)내로 유입시키는 동시에 분당 약 200리터의 비율로 상기 방사성 오염 제거 수용액을 취출하여 상기 방사성 오염 제거 수용액의 수준이 상승되는 것을 특징으로 하는 증기발생기의 방사성 오염 제거방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 가열된 물이 탈이온화되어 약75~150ppm의 하이드라진을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기의 방사성 오염 제거방법.
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