WO2018135809A1 - 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치, 그 제어방법 및 그 방사선량률 검출기용 방사선 차폐 지오메트리 - Google Patents

사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치, 그 제어방법 및 그 방사선량률 검출기용 방사선 차폐 지오메트리 Download PDF

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canister
circulation line
gas circulation
reactive gas
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채경선
박병목
신경욱
한재현
전형섭
손기성
정도영
박재석
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세안기술 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a drying apparatus for drying a canister for transporting and storing spent fuel, a control method thereof, and a radiation shielding geometry for a radiation dose rate detector, and more particularly, a spent fuel transport and storage container having a radiation shield designed therein.
  • a cask can be used to load spent fuel into a cask (hereinafter referred to as a canister), and more specifically, a drying process for long-term dry storage of spent fuel will be started.
  • the damaged space can be dried by circulating only one circulation system of the pollution circulation system. It is possible to prevent contamination by radioactive material in the drying equipment caused by post-fuel fuel, and also to block the influence of radiation emitted from surrounding radiation sources, and to detect the radiation dose rate on the piping to detect the radiation dose rate, while appropriately shielding according to the ambient radiation dose rate level. Drying device for drying spent fuel transport and storage canisters that can be installed by adjusting the thickness easily and equipped with its own mounting table so as not to stress the piping to be detected due to excessive weight, and control method And a radiation shielding geometry for the radiation dose rate detector.
  • spent fuel is managed by a wet storage method in a spent fuel storage tank (hereinafter referred to as a 'storage tank'), and the water in the reservoir promotes cooling of spent fuel and provides adequate radiation shielding.
  • a 'storage tank' a spent fuel storage tank
  • the standard method for storing spent fuel in the nuclear industry is to store it in a storage tank for a period of time and then dry it, i.e. to store the spent fuel in an appropriate unshielded gas atmosphere with adequate radiation shielding and a canister inside.
  • Handling for transport and storage of spent fuel is carried out in spent nuclear fuel storage pools, cask loading pit, decontamination loading pit, and more specifically, spent fuel
  • an open cask with a canister inside is placed in the loading tank, followed by filling the loading tank with water, and then withdrawing the spent fuel loaded in the storage tank for use in the empty space of the canister in the loading tank.
  • After loading the spent fuel and loading the spent fuel install the canister lid and move the cask to the decontamination tank.
  • the cask seated in the decontamination tank is then transported and stored after draining the canister's water, drying and filling the non-reactive gas.
  • the U.S.NRC standard for long-term dry storage of spent fuel satisfies the VP requirement of 3 Torr or lower than that by performing a vacuum drying process.
  • the bulk water inside the canister is first discharged from the canister.
  • the vacuum system is connected to the canister and operated to produce a pressure below atmospheric pressure in the canister.
  • Sub-atmospheric conditions in the canister promote evaporation of residual liquid water, while vacuum assists in the removal of water vapor.
  • the VP inside the canister is confirmed experimentally through a vacuum-and-hold procedure. If necessary, this vacuum and holding procedure is repeated until the pressure rise for a predetermined test time (30 minutes) is limited to 3 Torr.
  • the canister is filled with non-reactive gas, the canister is sealed and the transport cask (with the canister in) is transported for long term storage.
  • a schematic of the construction of the prior invention is a method of drying a cavity loaded with "high level waste (HLW)", comprising the steps of (a) flowing a non-reactive gas through the cavity, (b) Repeatedly measuring the dew point temperature of the non-reactive gas exiting the cavity, (c) the dew point temperature of the non-reactive gas exiting the cavity is equal to or greater than a predetermined dew point temperature for a predetermined time period. Stopping the flow of non-reactive gas at a low time and closing the cavity. &Quot;, " a system for drying a cavity loaded with high level waste (HLW), inlet and outlet.
  • a dew point temperature measuring means for repeatedly measuring a dew point temperature of the non-reactive gas exiting the cavity, and having a controller operatively connected to the dew point temperature measuring means, wherein the dew point temperature measuring means measures It is suitable for generating a signal representing the dew point temperature of the non-reactive gas and transmitting it to the controller, the controller being adapted to interpret the signal, and the signal measured by the predetermined dew point temperature
  • the controller is configured to (i) stop the non-reactive gas flow through the cavity, and (ii) the cavity is dried. Sheaths further adapted to at least one of operating means for indicating being in a state Tem ".
  • this prior invention consists of a structure for drying the internal space of the canister loaded with spent fuel, but it cannot be confirmed if the spent fuel damaged in the canister is damaged or damaged during the drying process.
  • the drying apparatus is contaminated by radioactive material, and by performing the drying process on another canister by the contaminated drying apparatus, even the uncontaminated canister is contaminated by radioactive material.
  • the radiation dose rate detector when the radiation dose rate detector is to be installed in the field to detect the radiation dose rate of the detection object, the radiation dose rate detector is embedded inside the radiation shielding geometry so as to be not affected by radiation emitted from surrounding radiation sources.
  • the radiation shielding geometry is installed on the facility pipe.
  • the conventional radiation shielding geometry is a block made of lead material, and has a detector installation hole for installing a radiation rate detector at the center of one surface, and the radiation rate detector is provided in the radiation shielding geometry. After embedding in the detector installation hole, the radiation shielding geometry is installed on the target pipe by using a belt or mounting box to measure the radiation dose rate of the target detection pipe. Dose rate If it is difficult to vary additional shielding, as the case may be made with a heavy weight. Therefore, there is a problem that excessive load is applied to the pipe on which the radiation shielding geometry is installed, which adversely affects the durability of the facility.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its object is to provide a non-polluting purification system and a pollution circulation system, respectively, to carry out a drying process for a canister loaded with spent fuel, and to radiate at the beginning of the drying process.
  • Dose rate measurement is carried out using a non-pollution circulation system for canisters loaded with normal spent fuel and dried using a contaminated circulation system for canisters loaded with used fuel damaged during the damage or drying process.
  • It is to provide a drying apparatus for drying the spent fuel transport and storage canister to enable the process to be carried out to prevent the drying device from being contaminated by the damaged or damaged spent fuel during the drying process.
  • Another object of the present invention is to provide a control method for controlling a drying apparatus for drying a canister for transporting and storing spent fuel according to the present invention.
  • Another object of the present invention is to easily assemble to the appropriate thickness according to the radiation dose rate around the installation site, it is possible to reliably measure the radiation dose rate only for the pipe to be measured, and at the same time without installing on the pipe itself It provides a radiation shielding geometry for the radiation rate detector of the drying device for drying the spent fuel transport and storage canister, which can be easily installed, so that it does not stress the facility piping at all.
  • An object of the present invention is a device for drying the internal space of the canister loaded with spent fuel, the canister having an internal space having a gas inlet and a gas outlet, and stores the non-reactive gas supplied to the internal space of the canister
  • a first gas circulation pump mounted on a first gas circulation line connecting the non-reactive gas source to the canister and the non-reactive gas source to pump the non-reactive gas supplied from the non-reactive gas source to the canister;
  • a valve means mounted on a first gas circulation line between the first gas circulation pump and the canister to open and close the first gas circulation line, and a canister mounted on the first gas circulation line between the valve means and the canister.
  • a dew point temperature measuring means for measuring, a second gas circulation pump mounted on the third gas circulation line for pumping the non-reactive gas that has passed through the gas cooling device to the non-reactive gas source, and the first and second gases
  • a controller electrically connected to the circulation pump and the dew point temperature measuring means, respectively, for controlling the operating states of the first and second gas circulation pumps and the dew point temperature measuring means;
  • In the drying device for spent fuel transport and storage to circulate the non-reactive gas along the first to third gas circulation line connected to the canister through the canister, gas cooler and non-reactive gas source to dry the inner space of the canister.
  • the drying apparatus may be branched on the second gas circulation line to connect the gas cooling apparatus and the canister to the second gas circulation line separately to transfer the contaminated non-reactive gas discharged from the canister to the gas cooling apparatus.
  • a fourth gas purifying line ;
  • a branch valve means mounted on a branch point at which the second and fourth gas circulation lines branch to selectively open and close the second or fourth gas circulation line, respectively;
  • a fifth gas circulation line connected in communication with the fourth gas circulation line and configured to connect the gas cooling device and a non-reactive gas source in communication; Mounted on the fifth gas circulation line to remove radioactive material particles contained in the contaminated non-reactive gas that is cooled along the fourth gas circulation line through the gas cooling device and then transferred along the fifth gas circulation line.
  • a particle filter mounted on the fifth gas circulation line and pumping the cooled non-reactive gas passed through the gas cooling device to the non-reactive gas source; It is installed in the outer space of the second gas circulation line between the canister and the branch valve means to measure the radiation dose rate of the non-reactive gas discharged from the canister and transported along the second gas circulation line, and transmits the measurement signal to the controller. Further comprising a radiation dose rate detector; The controller is electrically connected to the radiation dose rate detector, the branch valve means, the dew point temperature measurement means, and the third gas circulation pump, respectively, and is heated from the canister based on the radiation dose rate measurement signal received from the radiation dose rate detector.
  • Another object of the present invention is a system for drying the inner space of the canister loaded with spent fuel, the canister having an inner space having a gas inlet and a gas outlet, and the non-reactive gas supplied to the inner space of the canister
  • a first gas circulation pump mounted on a first gas circulation line connecting the non-reactive gas source for storing and the canister and the non-reactive gas source in communication with the canister to pump the non-reactive gas supplied from the non-reactive gas source to the canister;
  • Valve means mounted on a first gas circulation line between the first gas circulation pump and the canister to open and close the first gas circulation line;
  • a heater mounted on a first gas circulation line between the valve means and the canister to heat the non-reactive gas supplied to the canister;
  • a gas cooling device connected to the canister by a second gas circulation line and cooling the non-reactive gas discharged from the inner space of the canister;
  • Dew point temperature measuring means for repeatedly measuring the dew point temperature of the non-reactive gas is mounted
  • a particle filter A third gas circulation pump mounted on the fifth gas circulation line and pumping the cooled non-reactive gas passed through the gas cooling device to the non-reactive gas source; Radiation dose rate is provided in the outer space of the second gas circulation line between the canister and the valve means to measure the radiation dose rate of the non-reactive gas discharged from the canister and transported along the second gas circulation line, and transmits the measurement signal A detector; Non-reactive discharged from the canister based on a radiation dose rate measurement signal received from the radiation dose rate detector, respectively, electrically connected to the first to third gas circulation pumps, dew point temperature measuring means, branch valve means, and radiation dose rate detector.
  • the control method includes: setting a reference radiation dose rate for determining contamination / non-pollution for non-reactive gas; A non-reactive gas inflow step of introducing a non-reactive gas into the inner space of the canister through the first gas circulation line; Measuring the radiation dose rate of the non-reactive gas for measuring the radiation dose rate for the non-reactive gas conveyed along the second gas circulation line at the non-reactive gas outlet side of the canister; Determining whether the non-reactive gas is contaminated or uncontaminated with the non-reactive gas based on whether the radiation dose rate with respect to the non-reactive gas measured in the radiation dose rate measuring step reaches a predetermined reference value; In the step of determining whether the non-reactive gas is contaminated, if it is determined that it is non-contaminated, the non-contamination circulation system opens the non-contamination circulation system and blocks the contamination circulation system so that the non-contaminated non-reactive gas circulates along the non-contamination circulation system.
  • Steps In the step of determining whether the non-reactive gas is contaminated, if it is determined that it is contaminated, the pollutant circulation system is configured to open the pollution circulation system and block the non-pollution circulation system so that the polluted non-reactive gas circulates along the pollution circulation system. It can be achieved by a control method for controlling a drying device for transport and storage of spent fuel characterized in that.
  • Another object of the present invention is a device for drying the internal space of the canister loaded with spent fuel, a canister having an internal space having a gas inlet and a gas outlet, and a non-reactive gas supplied to the internal space of the canister.
  • a non-reactive gas source for storing a first gas circulation line mounted on a first gas circulation line connecting the canister and the non-reactive gas source to communicate with each other and pumping the non-reactive gas supplied from the non-reactive gas source to the canister.
  • a valve means mounted on a first gas circulation line between the pump and the first gas circulation pump and the canister to open and close the first gas circulation line, and mounted on a first gas circulation line between the valve means and the canister.
  • the heater for heating the non-reactive gas supplied to the canister, and the second gas circulation line is connected in communication with the canister
  • a dew point temperature of the non-reactive gas is mounted on a gas cooling device for cooling the non-reactive gas discharged from the inner space of the canister and a third gas circulation line connecting the gas cooler and the non-reactive gas source in communication.
  • Dew point temperature measuring means for repeatedly measuring the gas, a second gas circulation pump mounted on the third gas circulation line and pumping the non-reactive gas passing through the gas cooling device to the non-reactive gas source, and the second gas.
  • a fourth gas circulation line branched on a circulation line and connected to the gas cooler and the canister separately from the second gas circulation line to transfer the contaminated non-reactive gas discharged from the canister to the gas cooler; And a branch point at which the fourth gas circulation line is branched to selectively select the second or fourth gas circulation line.
  • a branch valve means for opening and closing, a fourth gas circulation line connected in communication with the fourth gas circulation line, and in communication with the gas cooler and a non-reactive gas source, and mounted on the fifth gas circulation line.
  • a particle filter for removing particles contained in the contaminated non-reactive gas that is cooled along the fourth gas circulation line through the gas cooling device and then transferred along the fifth gas circulation line, and on the fifth gas circulation line.
  • a third gas circulation pump mounted to and pumped from the non-reactive gas source to the cooled non-reactive gas passing through the gas cooling device, and installed in an outer space of the second gas circulation line between the canister and the branch valve means. Radiation, which measures the radiation dose rate of the non-reactive gas discharged from the gas and transported along the second gas circulation line, and transmits the measurement signal to the controller.
  • the interior of the canister by circulating the non-reactive gas along the first to third gas circulation lines or the first, second, fourth and fifth gas circulation lines connected to the canister through the canister, the gas cooler and the non-reactive gas source.
  • the radiation dose rate detector is installed inside the radiation shielding geometry so that the radiation dose rate detector can accurately measure the radiation dose rate for the object to be measured without being influenced by the installation environment.
  • the radiation shielding geometry for a radiation dose rate detector of a drying apparatus for transporting and storing spent fuel
  • the radiation shielding geometry is a block having a detector assembly hole through which the front and rear surfaces are formed, symmetrically on the top, bottom, left, right, top, bottom, left and right surfaces.
  • a flat plate includes an assembling protrusion which protrudes on an upper surface, and an assembling groove which is formed to be concave in parallel with the assembling protrusion on a lower surface, wherein the assembling protrusion is detachably assembled to the assembling groove of the main body,
  • a plurality of shielding plate members sequentially stacked and assembled in a form detachably assembled to the assembling groove; Drying the spent fuel transport and storage canister, characterized in that the assembly rod having the same cross-sectional shape as the assembling protrusion of the shielding plate member is formed in the upper and lower symmetry at the upper end, and configured as an installation supporting the radiation shielding geometry. It can be achieved by the radiation shielding geometry for the radiation dose rate detector of the drying apparatus.
  • Drying device for drying spent fuel transport and storage canister its control method and radiation shielding geometry for the radiation dose rate detector is provided with a separate pollutant circulation system and non-pollution circulation system, and at the beginning of the drying process
  • a separate pollutant circulation system and non-pollution circulation system By measuring the radiation dose rate for the non-reactive gas emitted through the canister, it is possible to quickly and accurately determine whether the canister is contaminated by the spent fuel damaged during the damage or drying process.
  • By selectively circulating the non-reactive gas to carry out the drying process for the canister it is possible to reliably prevent contamination by radioactive material in the drying apparatus due to damaged or damaged spent fuel during the drying process, as well as radiation at the surrounding installation site.
  • Suitable thickness according to the measured value in the dose rate It is relatively easy to install and can be installed by independent installation as it can be installed independently, and it can improve the durability of the facility by not giving any stress of piping at all, and the radiation dose rate for the pipe to be measured due to the piping shielding block. Only the measurement can be carried out, which has the effect of obtaining a more accurate measurement value.
  • 1 is a contaminated canister and non-contaminated canister by selectively operating a non-contaminated non-reactive gas circulation system and a contaminated non-reactive gas circulation system by a drying method of a drying apparatus for drying the spent fuel transport and storage canister according to the present invention. It is a schematic diagram explaining carrying out a drying step for
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the mutual organic correlation between components and components of a drying apparatus for drying a canister for transporting and storing spent fuel according to the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a control method for controlling a drying apparatus for drying a canister for transporting and storing spent fuel according to the present invention
  • Figure 4 is an exploded perspective view showing the decomposition of the radiation shielding geometry for the radiation dose rate detector of the drying apparatus for drying the spent fuel transport and storage canister according to the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an installation state after assembling and installing the radiation shielding geometry shown in FIG. 4;
  • FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of a shield plate member of a radiation shielding geometry for a radiation dose rate detector of a drying apparatus for drying a spent fuel transport and storage canister according to the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an installation state after assembling and installing the shielding plate member illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating a pipe shielding block and an assembly structure applied to a radiation shielding geometry for a radiation dose rate detector of a drying apparatus for drying spent fuel transport and storage canisters according to the present invention
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an installation state of the pipe shielding block and the main body assembled in FIG. 8.
  • the drying method of the drying apparatus for drying the spent fuel transport and storage canister is a non-reactive gas circulation step for flowing a non-reactive gas through the inner space of the canister, and the A dew point temperature measurement step of repeatedly measuring the dew point temperature of the non-reactive gas from the inner space, and the dew point temperature of the non-reactive gas from the inner space of the canister is equal to a predetermined dew point temperature for a predetermined time, or
  • the drying method of the drying apparatus for transporting and storing the spent fuel including the canister sealing step of stopping the flow of the non-reactive gas and closing the canister, further includes a radiation dose rate measuring step.
  • the radiation dose rate measuring step measures the radiation dose rate of the pipe through which the non-reactive gas has passed through the inner space of the canister at the beginning of the non-reactive gas circulation step.
  • the non-reactive gas circulation step is composed of a contaminated non-reactive gas circulation system step and a non-contaminated non-reactive gas circulation step.
  • the polluted non-reactive gas is opened when the polluted non-reactive gas circulation system is opened when the measured radiation dose rate measurement value is greater than or equal to a preset value.
  • the contaminating non-reactive gas circulation system circulation step includes a particle filtering step.
  • the particle filtering step is for removing particles contained in the non-reactive gas circulating in the contaminated non-reactive gas circulation passage. That is, the contaminated non-reactive gas circulated along the contaminated non-reactive gas circulation system to remove particles contained in the contaminated non-reactive gas is filtered by the particle filter.
  • the non-contaminated non-reactive gas circulation system in the radiation dose rate measuring step, is opened to open the non-contaminated non-reactive gas circulation system when the measured dose rate is less than a preset value. Allow the reactive gas circulation system to circulate.
  • the drying apparatus 10 for implementing a drying method for drying the canister for transport and storage of spent fuel according to the present invention drying the internal space of the canister 20 loaded with spent fuel.
  • the conventional drying apparatus includes a fourth gas purifying line P4, a branch valve means FV, a fifth gas circulation line P5, a particle filter 40, and a third gas circulation pump. (PP3) and the radiation dose rate detector 60 are further included.
  • the non-reactive gas is circulated along the first to third gas circulation lines P1, P2, and P3 connected to the canister 20 via the circle 50 to dry the internal space of the canister 20.
  • the canister 20 has an internal space in which spent fuel is loaded, and has a gas inlet and a gas outlet formed in communication with the internal space.
  • the non-reactive gas source 50 stores the non-reactive gas supplied to the internal space of the canister 20.
  • the first gas circulation pump PP1 is mounted on the first gas circulation line P1 that connects the canister 20 and the non-reactive gas source 50 to be supplied from the non-reactive gas source 50.
  • the non-reactive gas to be pumped to canister 20.
  • the valve means 100 is mounted on the first gas circulation line PP1 between the first gas circulation pump PP1 and the canister 20 to open and close the first gas circulation line PP1.
  • the heater 90 is mounted on the first gas circulation line P1 between the valve means 100 and the canister 20 to heat the non-reactive gas supplied to the canister 20.
  • the gas cooler 30 is connected in communication with the canister 20 by a second gas circulation line P2 and cools the non-reactive gas discharged from the internal space of the canister 20.
  • the dew point temperature measuring means 80 is mounted on a third gas circulation line P3 that connects the gas cooler 30 and the non-reactive gas source 50 to communicate the dew point temperature of the non-reactive gas repeatedly. Measure
  • the second gas circulation pump PP2 is mounted on the third gas circulation line P3 to pump the non-reactive gas that has passed through the gas cooling device 30 to the non-reactive gas source 50.
  • the controller 70 is electrically connected to the first and second gas circulation pumps PP1 and PP2 and the dew point temperature measuring means 80, respectively, so that the first and second gas circulation pumps PP1 and PP2 are respectively connected. And the operating state of the dew point temperature measuring means (80).
  • Drying apparatus 10 for implementing a drying method for drying the spent fuel transport and storage canister according to the present invention is a conventional drying apparatus having the above configuration, the fourth gas circulation line (P4), The branch valve means FV, the fifth gas circulation line P5, the particle filter 40, the third gas circulation pump PP3, and the radiation dose rate detector 60 are further included.
  • the fourth gas circulation line P4 is branched on the second gas circulation line P2 to connect the gas cooler 30 and the canister 20 to communicate with the second gas circulation line P2 separately.
  • the contaminated non-reactive gas discharged from the canister 20 is transferred to the gas cooler 30.
  • the branch valve means FV is an electromagnetic valve electrically connected to the control unit 70, and is mounted on the branch point FP at which the second and fourth gas circulation lines P2 and P4 branch.
  • the control unit 70 controls the gas circulation lines P2 and P4 to be selectively opened and closed.
  • the fifth gas circulation line P5 is connected in communication with the fourth gas circulation line P4, and connects the gas cooling device 30 to the non-reactive gas source in communication.
  • the particle filter 40 is mounted on the fifth gas circulation line P5 and cooled after passing through the gas cooler 30 along the fourth gas circulation line P4, and then the fifth gas circulation line P5. Particles contained in the contaminated non-reactive gas transported along
  • the third gas circulation pump PP3 is mounted on the fifth gas circulation line P5 to pump the cooled non-reactive gas passed through the gas cooling device 30 to the non-reactive gas source 50.
  • the radiation dose rate detector 60 is installed in the outer space of the second gas circulation line P2 between the canister 20 and the branch valve means FV, and is discharged from the canister 20 so as to discharge the second gas circulation line (
  • the radiation dose rate of the non-reactive gas conveyed along P2) is measured, and the measurement signal is transmitted to the control unit 70, and the controller 70 makes the branch valve means FV and the first based on the received measurement signal.
  • the operation of the first to third gas circulation pumps PP1, PP2, and PP3 is controlled.
  • the controller 70 is electrically connected to the radiation dose rate detector 60, the branch valve means FV, the dew point temperature measuring means 80, and the third gas circulation pump PP3, respectively, so that the radiation dose rate detector 60 is provided.
  • the radiation dose rate measurement signal received from the readout whether the heated non-reactive gas discharged from the canister 20 is contaminated or non-contaminated gas, and if it is determined that the contaminated gas is the second gas circulation line (P2)
  • the fourth gas circulation line P4 is opened so that the polluted non-reactive gas discharged from the canister 20 is along the fourth, fifth and first gas circulation lines P4, P5 and P1.
  • the fourth gas circulation line (P4) is blocked, and the second gas circulation line (P2) to open the non-contaminated non-reactive gas discharged from the canister 20
  • the second, third and first gas circulation lines P2 ((P3) (P1)
  • the control method for controlling the drying apparatus for drying the spent fuel transport and storage canister according to the present invention having the configuration as described above is a reference radiation dose rate setting step (S100) and the non-reactive gas It consists of an inflow step (S200), a radiation dose rate measurement step (S500) of the non-reactive gas, and a pollution circulation system circulation step (S600).
  • the reference radiation dose rate setting step (S100) sets a reference radiation dose rate for determining contamination / non-pollution for the non-reactive gas.
  • the non-reactive gas inflow step (S200) introduces a non-reactive gas into the internal space of the canister 20 through the first gas circulation line P1.
  • the radiation dose rate measuring step (S300) of the non-reactive gas measures the radiation dose rate of the non-reactive gas transferred along the second gas circulation line P2 of the non-reactive gas outlet side of the canister 20.
  • the non-reactive gas contamination determination step (S400) is based on whether the radiation dose rate for the non-reactive gas measured in the radiation dose rate measuring step (S300) reaches a preset reference value. Determine whether or not.
  • step S500 if it is determined that the non-reactive gas is contaminated in step S400, if it is determined that the non-contamination is non-contaminated, the non-contamination circulation system is opened and the non-contaminated non-reactive gas is blocked by blocking the pollution circulation system.
  • the non-pollution circulation system is a circulation line circulating along the first, second and third gas circulation lines P1 (P2 and P3).
  • the pollution circulation system is a circulation line circulating along the first, second, fourth and fifth gas circulation lines P1, P2, P4 and P5.
  • Drying apparatus and control method for drying the spent fuel transport and storage canister according to the present invention having the configuration as described above and the non-reactive circulation system uncontaminated in the conventional drying apparatus, and the ratio discharged from the canister 20 Determine the contamination / non-contamination status of the reactive gas, and control the operation of the branch valve means according to the determination to circulate through the pollution circulation system for the polluted non-reactive gas, and to the non-contamination circulation system for the non-contaminated non-reactive gas.
  • the branch valve means By circulating along, the interior of the canister is dried, whereby the drying device is contaminated by radioactive material in the contaminated non-reactive gas and the non-contaminated canister is contaminated by radioactive material again by the contaminated drying device. It can certainly be prevented.
  • the radiation shielding geometry (G10) of the radiation dose rate detector of the drying apparatus for drying the spent fuel transport and storage canister according to the present invention is the main body (G20), a plurality of shield plate members It consists of G30 and the mounting stand G40.
  • the main body G20 is a block having a detector assembly hole G21 having a front and rear surface formed therethrough, and has an assembly groove part G22 symmetrically formed on the upper and lower surfaces, the left and right surfaces, and the upper and lower surfaces.
  • the plurality of shielding plate members G30 is a flat plate, and includes an assembling protrusion G31 protruding from an upper surface and an assembling groove G32 formed in a recess in parallel with the assembling protrusion G31 on a lower surface thereof.
  • the assembling protrusion G31 is detachably assembled to the assembling groove G22 of the main body G20, and the assembling protrusion G31 is sequentially stacked and assembled in a form in which the assembling protrusion G31 is detachably assembled to the assembling groove G32.
  • the mounting table G40 has an assembling rod G41 having a cross section in which the same cross-sectional shape as that of the assembling protrusion G31 of the shielding plate member G30 is symmetrically formed up and down and supports the radiation shielding geometry G10. . That is, the assembly rod G41 has a dovetail cross section formed upside down.
  • the assembly grooves G22 and G32 of the main body G20 and the shield plate member G30 are dovetail grooves, and the assembly protrusion G31 and the assembly rod G41 of the shield plate member G30 are dovetail protrusions.
  • the assembly rod G41 of the main body G20, the shield plate member G30, and the mounting table G40 has through holes G23, G33, and G43 that are formed through the coaxially, respectively.
  • the ball (G23) (G33) (G43) is assembled in a state that the fixing pin (G50) is fitted in one axis, thereby maintaining the assembled state.
  • the radiation shielding geometry (G10) of the radiation dose rate detector of the drying apparatus for drying the spent fuel transport and storage canister according to the present invention as described above first select the position where the radiation dose rate detector (G110) is to be installed and then the selected position After measuring the radiation dose rate emitted from the surrounding facilities on the basis of the reference to calculate the thickness suitable for the peripheral radiation dose rate, the number of the shield plate member G30 to be assembled according to the calculated thickness value assembled on the outer surface of the main body (G20)
  • the fixing pin (G50) is assembled in one axis to the through-holes (G23) (G33) (G43) coaxially positioned to fix the assembly state, and then the assembly to the assembly rod (G41) of the mounting table (G40) After assembling and then setting the height of the mounting table (G40), simply by placing the mounting table (G40) in a set position, it is possible to quickly and quickly install the radiation dose rate detector (G110).
  • another embodiment of the plurality of shielding plate members G30 is a 'b' shaped bending plate, and the protrusions formed on the upper surface are assembled with the protrusions G31.
  • An assembly groove portion G32 is formed on the bottom surface thereof to be concave in parallel with the assembly protrusion G31.
  • the radiation shielding geometry (G10) of the radiation dose rate detector of the drying apparatus for drying the spent fuel transport and storage canister according to the present invention can be formed on both end surfaces of the main body (G20) Assembly holes (G24) and the pipe shielding block (G60) is further included.
  • the plurality of assembly holes G24 are formed at each corner of both end surfaces of the main body G20.
  • the pipe shielding block (G60) is a rectangular block, protruding in parallel to each corner portion of one surface portion, a plurality of assembly pins (G61) to be assembled and detachably fitted with the assembly hole (G24), and the assembly pin ( It has a pipe assembly groove
  • the pipe shielding block G60 shields radiation emitted from surrounding radiation sources located on the back side of the pipe G100 to be measured (the direction opposite to the cross section of the main body G20 in which the radiation dose rate detector G110 is built). do. That is, by assembling the pipe G100 between the main body G20 and the pipe shielding block G60, it is possible to reliably shield the radiation on the back side of the pipe G100 to be measured, which adversely affects the radiation dose rate measurement value. will be.
  • the present invention provides a canister containing spent fuel for storing and transporting spent fuel, which is a high-level radioactive waste generated from a nuclear power plant, through a canister internal space when starting a drying process for long-term dry storage of spent fuel. Based on the detection value of the radiation dose rate for the initial non-reactive gas to be discharged, it is judged whether the loaded fuel has been damaged or not, and according to the result, the non-reactive gas discharged from the canister is either non-polluted circulation system or polluted circulation system.
  • By drying the canister's internal space while circulating the bay it is possible to prevent contamination by the radioactive material of the drying apparatus due to damaged spent fuel, and to block the influence of radiation emitted from surrounding radiation sources and to detect radiation dose rate.
  • While detecting the radiation dose rate in the target pipe Not only can the shielding thickness be easily adjusted and installed according to the level of ambient radiation dose rate, but it is also equipped with its own mounting table so that it has a structure that does not stress the pipe to be detected due to excessive weight, thereby providing safer and faster use of spent fuel. It is likely to be used to build canister drying systems that carry out drying processes for canisters for storage and transportation.

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Abstract

본 발명은 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치, 그 제어방법 및 그 방사선량률 검출기용 방사선 차폐 지오메트리에 관한 것으로, 그 목적은 비오염순화계와 오염순환계를 구비하여 손상된 사용후핵연료가 장전된 캐니스터의 경우에도 건조장치가 오염되는 것을 예방하고, 방사선량률에 따라 적합한 두께로 손쉽게 조립하고, 측정 대상배관만의 방사선량률을 측정하도록 하는 방사선량률 검출기용 방사선 차폐 지오메트리를 구비하여 시설 배관에 스트레스를 전혀 주지 않도록 하는 것이며, 그 구성은 상기 제2 가스순환라인 상에서 분기되어 상기 가스냉각장치와 캐니스터를 제2 가스 순환라인과 별도로 연통되게 연결되는 제4 가스 순화라인과; 상기 제2 및 제4 가스 순환라인이 분기되는 분기점 상에 장착되는 분기 밸브수단과; 상기 제4 가스 순환라인과 연통되게 연결되고, 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제5 가스 순환라인과; 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되는 입자필터와; 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되는 제3가스 순환펌프와; 상기 캐니스터 및 분기 밸브수단 사이의 제2 가스 순환라인의 외측 공간에 설치되는 방사선량률 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치, 그 제어방법 및 그 방사선량률 검출기용 방사선 차폐 지오메트리
본 발명은 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치, 그 제어방법 및 그 방사선량률 검출기용 방사선 차폐 지오메트리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사선 차폐체가 설계된 사용후핵연료 운반 및 저장용기(이하, '캐스크'라 칭함)와 캐스크 내부에 사용후핵연료를 장입시킬 수 있는 용기(이하, '캐니스터'라 칭함), 더욱 상세하게는 사용후핵연료 장기 건식저장을 위한 건조공정을 개시할 때 캐니스터 내부공간을 통과하여 배출되는 초기 비반응성 가스에 대한 방사선량률의 검출값에 의거하여 장전된 사용후핵연료의 손상유무를 판단하고, 그 결과에 따라 캐니스터로부터 배출되는 비반응성 가스를 비오염순환계 또는 오염순환계 중 하나의 순환계만을 순환하면서 캐니스터의 내부공간을 건조시키도록 함으로써, 손상된 사용후핵연료로 인한 건조장치의 방사성물질에 의한 오염을 예방할 수 있도록 하는 동시에 주변 방사선원들로부터 방사되는 방사선에 의한 영향을 차단하고, 방사선량률 검출 대상배관에 방사선량률 검출하면서도 주변 방사선량률 준위에 따라 적합한 차폐두께를 손쉽게 조절하여 설치할 수 있을 뿐만 아니라 자체 설치대를 구비하고 있어 과도한 중량으로 인해 검출 대상배관에 스트레스를 주지 않는 구조를 갖도록 한 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치, 그 제어방법 및 그 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리에 관한 것이다.
일반적으로, 사용후핵연료의 저장, 처리 및 이송은 특별한 주의와 수순상의 안전책을 요한다. 가압경수로형 원자로는 우라늄 235를 농축하여 핵분열시켜 에너지를 얻고 있으며, 핵분열한 우라늄 235는 다양한 핵분열생성물이 된다. 핵분열에 의해 생성된 핵분열생성물을 포함한 사용후핵연료는 중성자(neutron)와 감마선(gamma ray)을 방출함으로 사용후핵연료 관련 작업시 방사선피폭 및 높은 열에 주의하여야 한다.
원자력발전이 끝난 사용후핵연료는 사용후핵연료저장조(이하, '저장조'라 칭함)에 습식저장 방법으로 관리되며, 저장조의 물은 사용후핵연료의 냉각을 촉진하고, 적절한 방사선 차폐를 제공한다. 사용후핵연료를 저장조 내에 장기간 저장함으로써 낮은 방사능 준위와 열을 갖는 사용후핵연료가 되면 사용후핵연료를 안전하게 운반하는 것이 가능하게 된다. 그러므로 원자력산업의 사용후핵연료 저장에 대한 표준적인 방법은 일정기간 저장조에 보관 후 건식저장 하는 것 즉, 적절한 방사선 차폐와 캐니스터 내부를 건조한 비반응성 가스 분위기 내에서 사용후핵연료를 저장하는 것이다.
사용후핵연료의 운반 및 저장을 위한 취급은 사용후핵연료 저장조(spent nuclear fuel storage pool), 장전조(cask loading pit), 제염조(decontamination loading pit)에서 이루어지고, 더욱 상세하게는 사용후핵연료를 운반 및 저장을 위해서는 내부에 캐니스터가 구비된 개구(open) 캐스크를 장전조에 안착시킨 후 장전조에 물을 충수하고 이후 저장조에 장전된 사용후핵연료를 인출하여 장전조의 캐스크내 캐니스터의 빈 공간에 사용후핵연료를 장전하고 사용후핵연료의 장전이 끝나면 캐니스터 뚜껑을 설치한 후 캐스크를 제염조로 이동하여 안착한다. 제염조에 안착된 캐스크는 캐니스터 내부 물의 배수, 건조, 비반응성 가스의 충전 과정을 거친 후 운반 및 저장되게 된다.
사용후핵연료에 대한 장기 건식저장의 기술기준은 미국 원자력규제위원회 (the United States Nuclear Regulatory Commission: U.S.NRC)에서 규정하고 있는데, 요구사항은 캐니스터가 밀폐된 캐스크가 운반되기 전에 사용후핵연료가 장전된 캐니스터 내부를 적절히 건조 시키는 것이다. 구체적으로는, U.S.NRC의 규정은 캐니스터에 비반응성 가스를 충전하여 밀폐되기 전에, 캐니스터 내의 증기압(vapor pressure: VP)이 3 Torr(1 Torr=1 mmHg)이거나, 그것보다도 낮은 것을 요구하고 있다. 증기압은 평형 상태로의 액체에 대한 증기의 압력이며, 여기서 평형 상태란, 액체 상태로부터 기체 상태로 변질하는 분자의 수와 기체 상태로부터 액체 상태로 변질하는 분자의 수가 동일한 상태로서 정의된다. 3 Torr 또는 그것보다도 저압의 VP 요구는, 사용후핵연료의 장기간의 건식저장의 안전성을 확보하게 한다.
현재로서는 사용후핵연료 장기 건식저장의 U.S.NRC 기준은 3 Torr 또는 그것보다도 저압의 VP 요구를 진공 방식의 건조 프로세스를 실행하는 것으로 만족시키고 있다. 이 프로세스를 실행할 때에, 캐니스터 내부에 있는 벌크수(bulk water, 대량의 물)가 먼저, 캐니스터로부터 배출된다. 일단 액체의 벌크수가 배출되면, 진공 시스템이 캐니스터에 접속되고, 캐니스터 내에서 대기압보다 낮은 압력을 생성하도록 작동시켜진다. 캐니스터 내의 대기압 이하 상태가 잔류 액체수(liquid water)의 증발을 촉진시키는 한편, 진공은 수증기(water vapor)를 제거하는 것을 보조한다. 캐니스터 내부의 VP는, 진공·유지 수순(vacuum-and-hold procedure)을 통하여 실험적으로 확인된다. 필요한 경우, 이 진공·유지 수순은, 소정의 시험 시간(30분) 동안의 압력 상승이 3 Torr까지 제한될 때까지 반복된다. 일단 진공식 건조가 허용 시험을 통과하면, 캐니스터에는 비반응성 가스가 충전되고, 캐니스터는 밀폐되며 운반 캐스크(안에 캐니스터를 구비한다)는 장기간의 저장을 위하여 운반된다.
U.S.NRC의 3 Torr 또는 그것보다도 저압의 VP 요구를 만족시키는 현재의 방법은, 시간이 걸리고, 수동으로 노동 집약적으로 되어 있고, 건조계통 라인의 잘못된 밸브의 조작으로 누출이 발생할 수 있으며, 진공 감시 및 건조 시험을 위하여 물리적으로 캐니스터에 접근해야 하는 때는 언제라도, 작업자의 높은 방사선량 피폭이 수반될 수 있는 위험이 있다. 나아가, 캐니스터 내의 대기압보다 낮은 압력의 생성은, 고가의 진공 장치를 필요로 하고, 복잡한 장치상의 문제를 가져올 수 있다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 특허로는 홀텍 인터내셔날이 2006년 6월 6일자로 국내 특허청에 출원하여 2010년 12월 7일자로 대한민국 등록특허 제10-1000883호로 특허등록된 "이슬점 온도 측정에 기초하여 하이레벨 폐기물을 건조시키는 방법 및 장치"(이하, '선행발명'이라 칭함)가 있다.
선행발명의 구성을 개략적으로 살펴보면, "하이레벨 폐기물(HLW)"이 장전된 캐버티(cavity)를 건조시키는 방법이며, (a) 비반응성 가스를 상기 캐버티를 통하여 흐르게 하는 단계, (b) 상기 캐버티로부터 나오는 상기 비반응성 가스의 이슬점 온도를 반복 측정하는 단계, (c) 상기 캐버티로부터 나오는 상기 비반응성 가스의 이슬점 온도가 소정의 시간 동안, 소정의 이슬점 온도와 동등하거나, 또는 그것보다도 낮은 때에, 비반응성 가스의 플로우(flow)를 정지하고, 캐버티를 밀폐하는 단계를 포함하는 방법."이며, "하이레벨 폐기물(HLW)이 장전된 캐버티를 건조시키는 시스템이며, 주입구와 배출구를 구비한 상기 캐버티를 구성하는 캐니스터와, 비반응성 가스원과, 상기 비반응성 가스원으로부터의 비반응성 가스를 상기 캐버티를 통하여 흐르게 하는 플로우 수단과, 상기 캐버티로부터 나오는 상기 비반응성 가스의 이슬점 온도를 반복 측정하는 이슬점 온도 측정 수단을 구비하고, 상기 이슬점 온도 측정 수단에 동작 가능하게 접속된 제어기를 구비하고, 상기 이슬점 온도 측정 수단은, 측정한 상기 비반응성 가스의 이슬점 온도를 나타내는 신호를 생성하여, 상기 제어기로 송신하는 것에 적합하게 되고, 상기 제어기는, 상기 신호를 해석하는 것에 적합하게 되고, 당해 신호가, 측정한 상기 이슬점 온도가 소정의 시간 동안, 소정의 이슬점 온도와 동등하거나, 또는 그것보다도 낮은 것을 나타낸다고 결정한 때에는, 상기 제어기는 (i) 상기 캐버티를 통한 비반응성 가스 플로우를 정지하는 것, 및, (ii) 캐버티가 건조 상태에 있는 것을 나타내는 수단을 작동시키는 것 중 적어도 어느 하나에 더 적합하게 되는 시스템"이다.
그러나, 이러한 선행발명은 사용후핵연료가 장전된 캐니스터의 내부공간을 건조시키기 위한 구성으로 이루어져 있으나, 손상 또는 건조과정에서 손상된 사용후핵연료가 캐니스터 내에 있을 경우 이를 확인할 수 없으며, 확인절차 없이 해당 캐니스터에 대한 건조공정을 실시하게 됨으로 건조장치가 방사성물질에 의해 오염되고, 오염된 건조장치에 의해 타 캐니스터에 대한 건조공정을 실시함으로써, 오염되지 않은 캐니스터까지도 방사성물질에 의해 오염된다는 문제점이 있었다.
또한, 검출 대상체에 대한 방사선량률을 검출하기 위해 방사선량률 검출기를 현장에 설치하고자 할 때에는 주변 방사선원들로부터 방사되는 방사선에 영향을 받지 않도록 하기 위하여 방사선량률 검출기를 방사선차폐 지오메트리의 내측에 내장시킨 후 해당 방사선차폐 지오메트리를 시설 배관 상에 설치하고 있으며, 이러한 종래의 방사선차폐 지오메트리는 납 재질의 블록으로서, 일면 중앙부에 방사선량률 검출기를 설치하기 위한 검출기 설치공을 구비하고, 방사선량률 검출기를 방사선차폐 지오메트리의 검출기 설치공 내에 내장시킨 후 방사선차폐 지오메트리를 벨트 또는 설치함 등을 사용하여 검출 대상배관 상에 설치하여 대상 검출배관에 대한 방사선량률을 측정하므로서, 제작시 주변 방사선량률을 측정한 후 제작됨으로 주변 방사선량률이 변할 경우 추가 차폐가 어렵고, 경우에 따라 무거운 중량으로 제작될 수 있다. 그러므로 이러한 방사선차폐 지오메트리가 설치되는 배관에 과도한 부하가 걸려 시설의 내구성에 악영향을 미치는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 고려하여 안출한 것으로서, 그 목적은 비오염순화계와 오염순환계를 각각 구비하여 사용후핵연료가 장전된 캐니스터에 대한 건조공정을 실시하고, 건조공정 초기에 방사선량률 측정을 실시하여 정상 사용후핵연료가 장전된 캐니스터의 경우에는 비오염순환계를 사용하여 건조공정을 실시하고, 손상 또는 건조과정에서 손상된 사용후핵연료가 장전된 캐니스터의 경우에는 오염순환계를 사용하여 건조공정을 실시할 수 있도록 하여 손상 또는 건조과정에서 손상된 사용후핵연료에 의해 건조장치가 오염되는 것을 예방할 수 있는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치을 제어하기 위한 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 설치현장 주변의 방사선량률에 따라 적합한 두께로 손쉽게 조립하고, 측정 대상배관만의 방사선량률을 확실하게 측정할 수 있는 동시에 배관 상에 설치함이 없이 별도의 설치대에 의해 자체적으로 손쉽게 설치할 수 있어 시설 배관에 스트레스를 전혀 주지 않는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 사용후핵연료가 장전된 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 장치로서, 가스 주입구와 가스 배출구를 구비한 내부공간을 갖는 캐니스터와, 상기 캐니스터의 내부공간에 공급되는 비반응성 가스를 저장하는 비반응성 가스원과, 상기 캐니스터와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스원으로 부터 공급되는 비반응성 가스를 캐니스터로 펌핑하는 제1 가스 순환펌프와, 상기 제1 가스 순환펌프와 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 제1 가스 순환라인을 개폐하는 밸브수단과, 상기 밸브수단과 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 캐니스터로 공급되는 비반응성 가스를 가열하는 히터와, 제2 가스 순환라인에 의해 상기 캐니스터와 연통되게 연결되고, 상기 캐니스터의 내부공간로부터 배출되는 비반응성 가스를 냉각시키는 가스 냉각장치와, 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스의 이슬점 온도를 반복적으로 측정하는 이슬점 온도 측정수단과, 상기 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제2 가스 순환펌프와, 상기 제1 및 제2 가스 순환펌프와, 이슬점 온도 측정수단에 각각 전기적으로 연결되어 제1 및 제2 가스 순환펌프와 이슬점 온도 측정수단의 작동상태를 제어하는 제어기를 포함하며; 캐니스터, 가스 냉각장치 및 비반응성 가스원을 거쳐 캐니스터로 연결되는 제1 내지 제3 가스 순환라인을 따라 비반응성 가스를 순환시켜 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 사용후핵연료 운반 및 저장을 위한 건조장치에 있어서, 상기 건조장치는 상기 제2 가스순환라인 상에서 분기되어 상기 가스냉각장치와 캐니스터를 제2 가스 순환라인과 별도로 연통되게 연결되어 상기 캐니스터로부터 배출되는 오염된 비반응성 가스를 가스 냉각장치로 이송하는 제4 가스 순화라인과; 상기 제2 및 제4 가스 순환라인이 분기되는 분기점 상에 장착되어 제2 또는 제4 가스 순환라인을 각기 선택적으로 개폐하는 분기 밸브수단과; 상기 제4 가스 순환라인과 연통되게 연결되고, 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제5 가스 순환라인과; 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되어 제4 가스 순환라인을 따라 상기 가스 냉각장치를 통과하여 냉각된 후 제5 가스 순환라인을 따라 이송되는 오염된 비반응성 가스 내에 함유된 방사성물질 입자를 제거하는 입자필터와; 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 냉각된 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제3가스 순환펌프와; 상기 캐니스터 및 분기 밸브수단 사이의 제2 가스 순환라인의 외측 공간에 설치되어 상기 캐니스터로부터 배출되어 제2 가스 순환라인을 따라 이송되는 비반응성 가스의 방사선량률을 측정하고, 그 측정신호를 제어부로 송신하는 방사선량률 검출기를 더 포함하면; 상기 제어기는 상기 방사선량률 검출기, 분기 밸브수단, 이슬점 온도 측정수단, 제3 가스 순환펌프과 각기 전기적으로 연결되어 상기 방사선량률 검출기로부터 수신되는 방사선량률 측정신호에 의거하여 상기 캐니스터로부터 배출되는 가열된 비반응성 가스가 오염 또는 비오염 가스인지를 판독하고, 만약 오염된 가스로 판단되었을 때 제2 가스 순환라인을 차단하고, 제4 가스 순환라인을 개방하여 캐니스터로부터 배출된 오염된 비반응성 가스가 제4, 제5 및 제1 가스 순환라인을 따라 순환되도록 하고, 만약 비오염된 가스로 판단되었을 때 제4 가스 순환라인을 차단하고, 제2 가스 순환라인을 개방하여 캐니스터로부터 배출된 비오염된 비반응성 가스가 제2, 제3 및 제1 가스 순환라인을 따라 순환되도록 상기 분기 밸브수단의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치에 의해 달성될 수 있는 것이다.
상기 본 발명의 다른 목적은 사용후핵연료가 장전된 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 시스템으로서, 가스 주입구와 가스 배출구를 구비한 내부공간을 갖는 캐니스터와, 상기 캐니스터의 내부공간에 공급되는 비반응성 가스를 저장하는 비반응성 가스원과, 상기 캐니스터와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스원으로부터 공급되는 비반응성 가스를 캐니스터로 펌핑하는 제1 가스 순환펌프와, 상기 제1 가스 순환펌프와 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 제1 가스 순환라인을 개폐하는 밸브수단과; 상기 밸브수단과 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 캐니스터로 공급되는 비반응성 가스를 가열하는 히터와; 제2 가스 순환라인에 의해 상기 캐니스터와 연통되게 연결되고, 상기 캐니스터의 내부공간로 부터 배출되는 비반응성 가스를 냉각시키는 가스 냉각장치와; 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스의 이슬점 온도를 반복적으로 측정하는 이슬점 온도 측정수단과, 상기 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제2 가스 순환펌프와; 상기 제2 가스 순환라인 상에서 분기되어 상기 가스 냉각장치와 캐니스터를 제2 가스 순환라인과 별도로 연통되게 연결되어 상기 캐니스터로부터 배출되는 오염된 비반응성 가스를 가스 냉각장치로 이송하는 제4 가스 순환라인과; 상기 제2 및 제4 가스 순환라인이 분기되는 분기점 상에 장착되어 제2 또는 제4 가스 순환라인을 각기 선택적으로 개폐하는 분기 밸브수단과; 상기 제4 가스 순환라인과 연통되게 연결되고, 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제5 가스 순환라인과; 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되어 제4 가스 순환라인을 따라 상기 가스 냉각장치를 통과하여 냉각된 후 제5 가스 순환라인을 따라 이송되는 오염된 비반응성 가스 내에 함유된 방사성물질 입자를 제거하는 입자필터와; 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 냉각된 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제3 가스 순환펌프와; 상기 캐니스터 및 밸브수단 사이의 제2 가스 순환라인의 외측 공간에 설치되어 상기 캐니스터로부터 배출되어 제2 가스 순환라인을 따라 이송되는 비반응성 가스의 방사선량률을 측정하고, 그 측정신호를 송신하는 방사선량률 검출기와; 상기 제1 내지 제3 가스 순환펌프, 이슬점 온도 측정수단, 분기 밸브수단 및 방사선량률 검출기와 각기 전기적으로 연결되어, 상기 방사선량률 검출기로 부터 수신되는 방사선량률 측정신호에 의거 상기 캐니스터로부터 배출되는 비반응성 가스의 오염여부를 판독하고, 판독결과에 따라 분기 밸브수단 및 제1 내지 제3 가스 순환펌프의 작동상태를 제어하는 제어기를 포함하며; 캐니스터로부터 배출된 비반응성 가스가 오염/비오염 상태에 따라 오염 순환계 또는 비오염 순환계를 따라 순환시켜 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 사용후핵연료 운반 및 저장을 위한 건조장치를 제어하기 위한 제어방법에 있어서, 상기 제어방법은 비반응성 가스에 대한 오염/비오염 판단하기 위한 기준 방사선량률을 설정하는 기준 방사선량률 설정단계와; 제1 가스 순환라인을 통해 캐니스터의 내부공간 내로 비반응성 가스를 유입시키는 비반응성 가스 유입단계와; 캐니스터의 비반응성 가스 배출구측 제2 가스 순환라인을 따라 이송되는 비반응성 가스에 대한 방사선량률을 측정하는 비반응성 가스의 방사선량률 측정단계와; 상기 방사선량률 측정단계에서 측정된 비반응성 가스에 대한 방사선량률이 기설정된 기준값에 도달하였는지를 기준으로 하여 비반응성 가스에 대한 비오염 또는 오염여부를 판단하는 비반응성 가스의 오염여부 판단단계와; 상기 비반응성 가스의 오염여부 판단단계에서, 만약 비오염된 것으로 판단되었다면, 비오염 순환계를 개방하고, 오염 순환계를 차단하여 비오염된 비반응성 가스가 비오염 순환계를 따라 순환하도록 하는 비오염 순환계 순환단계와; 상기 비반응성 가스의 오염여부 판단단계에서, 만약 오염된 것으로 판단되었다면 오염 순환계를 개방하고, 비오염 순환계를 차단하여 오염된 비반응성 가스가 오염 순환계를 따라 순환하도록 하는 오염 순환계 순환단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장을 위한 건조장치를 제어하기 위한 제어방법에 의해 달성될 수 있는 것이다.
상기 본 발명의 또 다른 목적은 사용후핵연료가 장전된 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 장치로서, 가스 주입구와 가스 배출구를 구비한 내부공간을 갖는 캐니스터와, 상기 캐니스터의 내부공간에 공급되는 비반응성 가스를 저장하는 비반응성 가스원과, 상기 캐니스터와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스원으로 부터 공급되는 비반응성 가스를 캐니스터로 펌핑하는 제1 가스 순환펌프와, 상기 제1 가스 순환펌프와 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 제1 가스 순환라인을 개폐하는 밸브수단과, 상기 밸브수단과 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 캐니스터로 공급되는 비반응성 가스를 가열하는 히터와, 제2 가스 순환라인에 의해 상기 캐니스터와 연통되게 연결되고, 상기 캐니스터의 내부공간로 부터 배출되는 비반응성 가스를 냉각시키는 가스 냉각장치와, 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스의 이슬점 온도를 반복적으로 측정하는 이슬점 온도 측정수단과, 상기 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제2 가스 순환펌프와, 상기 제2 가스 순환라인 상에서 분기되어 상기 가스 냉각장치와 캐니스터를 제2 가스 순환라인과 별도로 연통되게 연결되어 상기 캐니스터로부터 배출되는 오염된 비반응성 가스를 가스 냉각장치로 이송하는 제4 가스 순환라인과, 상기 제2 및 제4 가스 순환라인이 분기되는 분기점 상에 장착되어 제2 또는 제4 가스 순환라인을 각기 선택적으로 개폐하는 분기 밸브수단과, 상기 제4 가스 순환라인과 연통되게 연결되고, 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제5 가스 순환라인과, 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되어 제4 가스 순환라인을 따라 상기 가스 냉각장치를 통과하여 냉각된 후 제5 가스 순환라인을 따라 이송되는 오염된 비반응성 가스 내에 함유된 입자를 제거하는 입자필터와, 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 냉각된 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제3 가스 순환펌프와, 상기 캐니스터 및 분기 밸브수단 사이의 제2 가스 순환라인의 외측 공간에 설치되어 상기 캐니스터로부터 배출되어 제2 가스 순환라인을 따라 이송되는 비반응성 가스의 방사선량률을 측정하고, 그 측정신호를 제어부로 송신하는 방사선량률 검출기와, 상기 제1 및 제2 가스 순환펌프, 이슬점 온도 측정수단, 분기 밸브수단, 제3 가스 순환펌프 및 방사선량률 검출기와 각각 전기적으로 연결되어 상기 방사선량률 검출기로부터 수신되는 방사선량률 측정값 및 이슬점 온도 측정수단으로부터 수신되는 측정값에 따라 제1 내지 제3 가스 순환펌프, 분기 밸브수단의 작동상태를 제어하는 제어기를 포함하며; 캐니스터, 가스 냉각장치 및 비반응성 가스원을 거쳐 캐니스터로 연결되는 제1 내지 제3 가스 순환라인 또는 제1, 제2, 제4 및 제5 가스 순환라인을 따라 비반응성 가스를 순환시켜 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 사용후핵연료 운반 및 저장을 위한 건조장치 중 상기 방사선량률 검출기가 설치환경의 영향을 받지 않고 측정 대상체에 대한 방사선량률을 정확하게 측정할 수 있도록 방사선량률 검출기을 방사선차폐 지오메트리 내측에 내장시켜 설치하는 사용후핵연료 운반 및 저장을 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리에 있어서, 상기 방사선차폐 지오메트리는 전후면이 관통형성된 검출기 조립공을 갖는 블록으로서, 상하면, 좌우면 또는 상하좌우면에 각각 대칭되게 형성되는 조립홈부을 갖는 본체와; 평판으로서, 상면 상에 돌출형성되는 조립돌부와, 하면 상에 상기 조립돌부와 평행으로 오목하게 형성되는 조립홈부를 구비하고, 상기 본체의 조립홈부에 조립돌부가 착탈 가능하게 조립되고, 조립돌부가 조립홈부에 착탈 가능하게 조립되는 형태로 순차적으로 적층되어 조립되는 다수개의 차폐판 부재와; 상기 차폐판 부재의 조립돌부와 동일한 단면형상이 상하 대칭되게 형성된 단면을 갖는 조립 로드를 상단부에 갖고, 방사선차폐 지오메트리를 지지하는 설치대로 구성되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리에 의해 달성될 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치, 그 제어방법 및 그 방사선량률 검출기용 방사선 차폐 지오메트리는 독립적으로 분리된 오염 순환계 및 비오염 순환계를 구비하고, 건조공정 초기에 캐니스터를 통과하여 배출되는 비반응성 가스에 대한 방사선량률을 측정하여 손상 또는 건조과정에서 손상된 사용후핵연료에 의해 오염된 캐니스터인지를 신속, 정확하게 판단하고, 그 판단결과에 따라 비오염 순환계 또는 오염 순환계를 선택적으로 비반응성 가스를 순환시켜 캐니스터에 대한 건조공정을 실시되도록 함으로서, 손상 또는 건조과정에서 손상된 사용후핵연료로 인해 건조장치의 방사성물질에 의한 오염을 확실하게 예방할 수 있을 뿐만 아니라 주변 설치 현장의 방사선량률에 측정값에 따라 두께를 적합하게 조절하여 설치함으로 상대적으로 설치가 용이하고, 별도의 설치대로 인해 자립 설치가 가능함으로 배관의 스트레스를 전혀 주지 않아 시설의 내구성을 향상시킬 수 있고, 배관 차폐블록으로 인해 측정대상 배관에 대한 방사선량률만을 측정할 수 있어 보다 정확한 측정값을 얻을 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 건조방식에 의해 비오염 비반응성 가스 순환계 및 오염 비반응성 가스 순환계를 선택적으로 운영하여 오염된 캐니스터 및 비오염 캐니스터에 대한 건조공정을 실시하는 것을 설명하는 도식도이고,
도 2는 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 구성 및 구성요소 간의 상호유기적인 상관관계를 예시하는 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치를 제어하기 위한 제어방법을 예시하는 블록도이고,
도 4는 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리를 분해하여 도시한 분해 사시도이고,
도 5는 도 4에 도시된 방사선차폐 지오메트리를 조립하여 설치한 후 단면하여 도시한 설치상태 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리 중 차폐판부재의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 7은 도 6에 도시된 차폐판부재를 조립하여 설치한 후 단면하여 도시한 설치상태 단면도이고,
도 8는 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리에 배관차폐블록 및 조립구조가 적용된 상태를 도시한 분해 사시도이며,
도 9는 도 8에 도시된 배관차폐블록과 본체가 조립된 상태를 단면하여 도시한 설치상태 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명과 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 청구범위에 의해 한정된다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 이미 공지되어 있는 기능이나 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 건조방법 및 그 제어방법의 바람직한 실시 예에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 건조방법은 비반응성 가스를 캐니스터의 내부공간을 통하여 흐르게 하는 비반응성 가스 순환단계와, 상기 캐니스터의 내부공간으로부터 나오는 상기 비반응성 가스의 이슬점 온도를 반복 측정하는 이슬점 온도 측정단계와, 상기 캐니스터의 내부공간으로부터 나오는 상기 비반응성 가스의 이슬점 온도가 소정의 시간 동안, 소정의 이슬점 온도와 동등하거나, 또는 그것보다도 낮은 때에, 비반응성 가스의 흐름을 정지시키고, 캐니스터를 밀폐하는 캐니스터 밀폐단계를 포함하는 종래의 사용후핵연료 운반 및 저장을 위한 건조장치의 건조방법에, 방사선량률 측정단계를 더 포함한 것이다.
상기 방사선량률 측정단계는 상기 비반응성 가스 순환단계 초기에, 캐니스터의 내부공간을 통과한 비반응성 가스가 흐르는 배관에 대한 방사선량률을 측정한다.
상기 비반응성 가스 순환단계는 오염 비반응성 가스 순환계 순환단계와, 비오염 비반응성 가스 순환단계로 구성된다.
상기 오염 비반응성 가스 순환계 순환단계는 상기 방사선량률 측정단계에서, 만약 측정된 방사선량률 측정값이 기설정값 이상 일 때 오염 비반응성 가스 순환계를 개방하여 오염된 비반응성 가스가 개방된 오염 비반응성 가스 순환계를 순환토록 한다.
또한, 상기 오염 비반응성 가스 순환계 순환단계는 입자필터링 단계를 포함한다.
상기 입자필터링 단계는 오염 비반응성 가스 순환유로를 순환하는 비반응성 가스 내에 함유된 입자를 제거하기 위한 것이다. 즉, 오염된 비반응성 가스 내에 포함된 입자 등을 제거하기 위하여 오염 비반응성 가스 순환계를 따라 순환되는 오염된 비반응성 가스는 입자필터에 의해 필터링된다.
상기 비오염 비반응성 가스 순환단계는 상기 방사선량률 측정단계에서, 만약 측정된 방사선량률 측정값이 기설정값 미만일 때 비오염 비반응성 가스 순환계를 개방하여 비오염된 비반응성 가스가 개방된 비오염 비반응성 가스 순환계를 순환토록 한다.
도 2를 참조하면, 상기 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조방법을 실시하기 위한 건조장치(10)는 사용후핵연료가 장전된 캐니스터(20)의 내부공간을 건조시키는 장치로서, 종래의 건조장치에, 제4 가스 순화라인(P4)과, 분기 밸브수단(FV)과, 제5 가스 순환라인(P5)과, 입자필터(40)와, 제3 가스 순환펌프(PP3)와, 방사선량률 검출기(60)를 더 포함한 것이다.
종래의 건조장치에 대한 구성을 개략적으로 살펴보면, 캐니스터(20)와, 비반응성 가스원(50)과, 제1 가스 순환펌프(PP1)와, 가스 냉각장치(30)와, 이슬점 온도 측정수단(80)과, 제2 가스 순환펌프(PP2)와, 밸브수단(100)과, 히터(90)와, 제어기(70)로 구성되며, 캐니스터(20), 가스 냉각장치(30) 및 비반응성 가스원(50)을 거쳐 캐니스터(20)로 연결되는 제1 내지 제3 가스 순환라인(P1)(P2)(P3)을 따라 비반응성 가스를 순환시켜 캐니스터(20)의 내부공간을 건조시킨다.
상기 캐니스터(20)는 사용후핵연료가 장전되는 내부공간을 갖고, 내부공간과 연통되게 각기 형성된 가스 주입구와 가스 배출구를 구비한다.
상기 비반응성 가스원(50)은 상기 캐니스터(20)의 내부공간에 공급되는 비반응성 가스를 저장한다.
상기 제1 가스 순환펌프(PP1)은 상기 캐니스터(20)와 비반응성 가스원(50)을 연통되게 연결하는 제1 가스 순환라인(P1) 상에 장착되어 비반응성 가스원(50)으로 부터 공급되는 비반응성 가스를 캐니스터(20)로 펌핑한다.
상기 밸브수단(100)는 상기 제1 가스 순환펌프(PP1)와 캐니스터(20) 사이의 제1 가스 순환라인(PP1) 상에 장착되어 제1 가스 순환스라인(PP1)을 개폐한다.
상기 히터(90)는 상기 밸브수단(100)과 캐니스터(20) 사이의 제1 가스 순환라인(P1) 상에 장착되어 캐니스터(20)로 공급되는 비반응성 가스를 가열한다.
상기 가스 냉각장치(30)는 제2 가스 순환라인(P2)에 의해 상기 캐니스터(20)와 연통되게 연결되고, 상기 캐니스터(20)의 내부공간로부터 배출되는 비반응성 가스를 냉각시킨다.
상기 이슬점 온도 측정수단(80)은 상기 가스 냉각장치(30)와 비반응성 가스원(50)을 연통되게 연결하는 제3 가스 순환라인(P3) 상에 장착되어 비반응성 가스의 이슬점 온도를 반복적으로 측정한다.
상기 제2 가스 순환펌프(PP2)는 상기 제3 가스 순환라인(P3) 상에 장착되어 가스 냉각장치(30)를 통과한 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원(50)으로 펌핑한다.
상기 제어기(70)는 상기 제1 및 제2 가스 순환펌프(PP1)(PP2)와, 이슬점 온도 측정수단(80)에 각각 전기적으로 연결되어 제1 및 제2 가스 순환펌프(PP1)(PP2)와 이슬점 온도 측정수단(80)의 작동상태를 제어한다.
본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조방법을 실시하기 위한 건조장치(10)는 상기와 같은 구성을 갖는 종래의 건조장치에, 제4 가스 순환라인(P4)과, 분기 밸브수단(FV)과, 제5 가스 순환라인(P5)과, 입자필터(40)와, 제3 가스 순환펌프(PP3)와, 방사선량률 검출기(60)를 더 포함한 것이다.
상기 제4 가스 순환라인(P4)는 상기 제2 가스 순환라인(P2) 상에서 분기되어 상기 가스 냉각장치(30)와 캐니스터(20)를 제2 가스 순환라인(P2)과 별도로 연통되게 연결되어 상기 캐니스터(20)로부터 배출되는 오염된 비반응성 가스를 가스 냉각장치(30)로 이송한다.
상기 분기 밸브수단(FV)는 제어부(70)와 전기적으로 연결된 전자변으로서, 상기 제2 및 제4 가스 순환라인(P2)(P4)이 분기되는 분기점(FP) 상에 장착되어 제2 또는 제4 가스 순환라인(P2)(P4)을 각기 선택적으로 개폐하도록 제어부(70)에 의해 제어된다.
상기 제5 가스 순환라인(P5)는 상기 제4 가스 순환라인(P4)과 연통되게 연결되고, 상기 가스 냉각장치(30)와 비반응성 가스원을 연통되게 연결한다.
상기 입자필터(40)는 상기 제5 가스 순환라인(P5) 상에 장착되어 제4 가스 순환라인(P4)을 따라 상기 가스 냉각장치(30)를 통과하여 냉각된 후 제5 가스 순환라인(P5)을 따라 이송되는 오염된 비반응성 가스 내에 함유된 입자를 제거한다.
상기 제3 가스 순환펌프(PP3)는 상기 제5 가스 순환라인(P5) 상에 장착되어 가스 냉각장치(30)를 통과한 냉각된 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원(50)으로 펌핑한다.
상기 방사선량률 검출기(60)는 상기 캐니스터(20) 및 분기 밸브수단(FV) 사이의 제2 가스 순환라인(P2)의 외측 공간에 설치되어 상기 캐니스터(20)로부터 배출되어 제2 가스 순환라인(P2)을 따라 이송되는 비반응성 가스의 방사선량률을 측정하고, 그 측정신호를 상기 제어부(70)로 송신하며, 상기 제어기(70)는 수신된 측정신호에 의거 상기 분기 밸브수단(FV) 및 제1 내지 제3 가스 순환펌프(PP1)(PP2)(PP3)의 작동을 제어한다.
상기 제어기(70)는 상기 방사선량률 검출기(60), 분기 밸브수단(FV), 이슬점 온도 측정수단(80), 제3 가스 순환펌프(PP3)과 각기 전기적으로 연결되어 상기 방사선량률 검출기(60)로부터 수신되는 방사선량률 측정신호에 의거하여 상기 캐니스터(20)로부터 배출되는 가열된 비반응성 가스가 오염 또는 비오염 가스인지를 판독하고, 만약 오염된 가스로 판단되었을 때 제2 가스 순환라인(P2)을 차단하고, 제4 가스 순환라인(P4)을 개방하여 캐니스터(20)로부터 배출된 오염된 비반응성 가스가 제4, 제5 및 제1 가스 순환라인(P4)(P5)(P1)을 따라 순환되도록 하고, 만약 비오염된 가스로 판단되었을 때 제4 가스 순환라인(P4)을 차단하고, 제2 가스 순환라인(P2)을 개방하여 캐니스터(20)로부터 배출된 비오염된 비반응성 가스가 제2, 제3 및 제1 가스 순환라인(P2)((P3)(P1)을 따라 순환되도록 상기 분기 밸브수단(FV)의 작동을 제어한다.
도 3을 참조하면, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치를 제어하기 위한 제어방법은 기준 방사선량률 설정단계(S100)와, 비반응성 가스 유입단계(S200)와, 비반응성 가스의 방사선량률 측정단계(S500)와, 오염 순환계 순환단계(S600)로 구성된다.
상기 기준 방사선량률 설정단계(S100)는 비반응성 가스에 대한 오염/비오염 판단하기 위한 기준 방사선량률을 설정한다.
상기 비반응성 가스 유입단계(S200)는 제1 가스 순환라인(P1)을 통해 캐니스터(20)의 내부공간 내로 비반응성 가스를 유입시킨다.
상기 비반응성 가스의 방사선량률 측정단계(S300)는 캐니스터(20)의 비반응성 가스 배출구측 제2 가스 순환라인(P2)을 따라 이송되는 비반응성 가스에 대한 방사선량률을 측정한다.
상기 비반응성 가스의 오염여부 판단단계(S400)는 상기 방사선량률 측정단계(S300)에서 측정된 비반응성 가스에 대한 방사선량률이 기설정된 기준값에 도달하였는지를 기준으로 하여 비반응성 가스에 대한 비오염 또는 오염여부를 판단한다.
상기 비오염 순환계 순환단계(S500)는 상기 비반응성 가스의 오염여부 판단단계(S400)에서, 만약 비오염된 것으로 판단되었다면, 비오염 순환계를 개방하고, 오염 순환계를 차단하여 비오염된 비반응성 가스가 비오염 순환계를 따라 순환하도록 한다. 상기 비오염 순환계는 제1, 제2 및 제3 가스 순환라인(P1)((P2)(P3)을 따라 순환하는 순환라인이다.
상기 오염 순환계 순환단계(S600)는 상기 비반응성 가스의 오염여부 판단단계(S400)에서, 만약 오염된 것으로 판단되었다면 오염 순환계를 개방하고, 비오염 순환계를 차단하여 오염된 비반응성 가스가 오염 순환계를 따라 순환하도록 한다. 상기 오염 순환계는 제1, 제2, 제4 및 제5 가스 순환라인(P1)(P2)(P4)(P5)을 따라 순환하는 순환라인이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치 및 그 제어방법은 종래의 건조장치에 비오염된 비반응성 순환계와, 캐니스터(20)로부터 배출되는 비반응성 가스의 오염/비오염 상태를 판단하고, 그 판단에 따라 분기 밸브수단의 작동을 제어하여 오염된 비반응성 가스인 경우 오염 순환계를 따라 순환되고, 비오염된 비반응성 가스인 경우 비오염 순환계를 따라 순환되면서 캐니스터의 내부공간을 건조시키도록 함으로서, 건조장치가 오염된 비반응성 가스중의 방사성물질에 의해 오염되고, 오염된 건조장치로 인해 비오염 상태인 캐니스터가 재차 방사성물질에 의해 오염되는 것을 확실하게 예방할 수 있는 것이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리(G10)는 본체(G20)와, 다수개의 차폐판 부재(G30)와, 설치대(G40)로 구성된다.
상기 본체(G20)는 전후면이 관통형성된 검출기 조립공(G21)을 갖는 블록으로서, 상하면, 좌우면 또는 상하좌우면에 각각 대칭되게 형성되는 조립홈부(G22)을 갖는다.
상기 다수개의 차폐판 부재(G30)는 평판으로서, 상면 상에 돌출형성되는 조립돌부(G31)와, 하면 상에 상기 조립돌부(G31)와 평행으로 오목하게 형성되는 조립홈부(G32)를 구비하고, 상기 본체(G20)의 조립홈부(G22)에 조립돌부(G31)가 착탈 가능하게 조립되고, 조립돌부(G31)가 조립홈부(G32)에 착탈 가능하게 조립되는 형태로 순차적으로 적층되어 조립된다.
상기 설치대(G40)는 상기 차폐판 부재(G30)의 조립돌부(G31)와 동일한 단면형상이 상하 대칭되게 형성된 단면을 갖는 조립 로드(G41)를 상단부에 갖고, 방사선차폐 지오메트리(G10)를 지지한다. 즉, 상기 조립 로드(G41)는 상하대칭되게 형성된 도브테일 단면을 갖는다.
상기 본체(G20) 및 차폐판 부재(G30)의 조립홈부(G22)(G32)는 도브테일홈이고, 상기 차폐판 부재(G30)의 조립돌부(G31) 및 조립 로드(G41)는 도브테일돌부이다.
또한, 상기 본체(G20), 차폐판 부재(G30) 및 설치대(G40)의 조립 로드(G41)는 각각 동축상으로 관통형성되는 관통공(G23)(G33)(G43)을 갖으며, 각 관통공(G23)(G33)(G43)는 조립된 상태에서 고정핀(G50)이 일축으로 끼움 조립됨으로서, 조립상태를 유지시킨다.
상기와 같은 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리(G10)는 먼저 방사선량률 검출기(G110)가 설치될 위치를 선정한 후 선정된 위치를 기준하여 주변 시설물로부터 방사되는 방사선량률을 측정한 후 주변 방사선량률에 적합한 두께를 산출하고, 산출된 두께값에 맞추어 조립할 차폐판 부재(G30)의 개수를 본체(G20)의 외측면에 조립한 다음, 고정핀(G50)을 동축상에 위치된 관통공(G23)(G33)(G43)에 일축으로 끼움 조립시켜 조립상태를 고정한 후, 그 조립체를 설치대(G40)의 조립 로드(G41)에 조립한 다음 설치대(G40)의 높이를 맞춘 후 설정된 위치에 설치대(G40)를 배치시키는 것만으로 손쉽고, 신속하게 방사선량률 검출기(G110)를 설치할 수 있는 것이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 다수개의 차폐판 부재(G30)의 다른 실시 예는 'ㄴ'자 형상의 절곡판으로서, 상면 상에 돌출형성는 조립돌부(G31)와. 하면 상에 상기 조립돌부(G31)와 평행으로 오목하게 형성되는 조립홈부(G32)를 구비한다.
도 8 및 도 9을 참조하면, 본 발명에 따른 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리(G10)는 본체(G20)의 양단면에 형성되는 수개의 조립공(G24)와, 배관 차폐블록(G60)를 더 포함한다.
상기 복수개의 조립공(G24)은 상기 본체(G20)의 양단면 각 코너부에 형성된다.
상기 배관 차폐블록(G60)은 사각블록으로서, 일면부 각 코너부에 상호 평행하게 돌출형성되어, 상기 조립공(G24)와 착탈 가능하게 끼움 조립되는 복수개의 조립핀(G61)과, 상기 조립핀(G61)이 형성된 일면부에 오목하게 형성되는 배관 조립홈(G62)을 갖고, 측정대상 배관(G100)을 상기 배관 조립홈(G62)에 조립한 상태로 상기 본체(G20)과 착탈 가능하게 조립된다.
이러한 배관 차폐블록(G60)은 측정대상 배관(G100)의 배면측(방사선량률 검출기(G110)가 내장된 본체(G20)의 단면과 대향되는 방향)에 위치된 주변 방사선원들로부터 방사되는 방사선을 차폐한다. 즉, 배관(G100)을 본체(G20)와 배관 차폐블록(G60) 사이에 끼워 조립시키므로서, 방사선량률 측정값에 악영향을 미치는 측정 대상 배관(G100)의 배면측 방사선을 확실하게 차폐할 수 있는 것이다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 원자력발전소에서 발생되는 고준위 방사성폐기물인 사용후핵연료를 저장 및 운반하기 위해 사용후핵연료가 수용된 캐니스터에 대하여 사용후핵연료 의 장기 건식저장을 위한 건조공정을 개시할 때 캐니스터 내부공간을 통과하여 배출되는 초기 비반응성 가스에 대한 방사선량률의 검출값에 의거하여 장전된 사용후핵연료의 손상유무를 판단하고, 그 결과에 따라 캐니스터로부터 배출되는 비반응성 가스를 비오염순환계 또는 오염순환계 중 하나의 순환계만을 순환하면서 캐니스터의 내부공간을 건조시키도록 함으로써, 손상된 사용후핵연료로 인한 건조장치의 방사성물질에 의한 오염을 예방할 수 있도록 하는 동시에 주변 방사선원들로부터 방사되는 방사선에 의한 영향을 차단하고, 방사선량률 검출 대상배관에 방사선량률 검출하면서도 주변 방사선량률 준위에 따라 적합한 차폐두께를 손쉽게 조절하여 설치할 수 있을 뿐만 아니라 자체 설치대를 구비하고 있어 과도한 중량으로 인해 검출 대상배관에 스트레스를 주지 않는 구조를 갖도록 하여 보다 안전하고 신속하게 사용후핵연료를 저장 및 운반하기 위해 캐니스터에 대한 건조공정을 실시하는 캐니스터 건조시스템을 구축하는데 이용될 가능성이 있다.

Claims (9)

  1. 사용후핵연료가 장전된 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 장치로서, 가스 주입구와 가스 배출구를 구비한 내부공간을 갖는 캐니스터와, 상기 캐니스터의 내부공간에 공급되는 비반응성 가스를 저장하는 비반응성 가스원과, 상기 캐니스터와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스원으로 부터 공급되는 비반응성 가스를 캐니스터로 펌핑하는 제1 가스 순환펌프와, 상기 제1 가스 순환펌프와 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 제1 가스 순환라인을 개폐하는 밸브수단과, 상기 밸브수단과 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 캐니스터로 공급되는 비반응성 가스를 가열하는 히터와, 제2 가스 순환라인에 의해 상기 캐니스터와 연통되게 연결되고, 상기 캐니스터의 내부공간로부터 배출되는 비반응성 가스를 냉각시키는 가스 냉각장치와, 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스의 이슬점 온도를 반복적으로 측정하는 이슬점 온도 측정수단(80)과, 상기 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제2 가스 순환펌프와, 상기 제1 및 제2 가스 순환펌프와, 이슬점 온도 측정수단에 각각 전기적으로 연결되어 제1 및 제2 가스 순환펌프와 이슬점 온도 측정수단의 작동상태를 제어하는 제어기를 포함하며; 캐니스터, 가스 냉각장치 및 비반응성 가스원을 거쳐 캐니스터로 연결되는 제1 내지 제3 가스 순환라인을 따라 비반응성 가스를 순환시켜 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기위한 건조장치에 있어서,
    상기 건조장치(10)는,
    상기 제2 가스순환라인(P2) 상에서 분기되어 상기 가스냉각장치(30)와 캐니스터(20)를 제2 가스 순환라인(P2)과 별도로 연통되게 연결되어 상기 캐니스터(20)로부터 배출되는 오염된 비반응성 가스를 가스 냉각장치(30)로 이송하는 제4 가스 순화라인(P4)과;
    상기 제2 및 제4 가스 순환라인(P2)(P4)이 분기되는 분기점(FP) 상에 장착되어 제2 또는 제4 가스 순환라인(P2)(P4)을 각기 선택적으로 개폐하는 분기 밸브수단(FV)과;
    상기 제4 가스 순환라인(P4)과 연통되게 연결되고, 상기 가스 냉각장치(30)와 비반응성 가스원(50)을 연통되게 연결하는 제5 가스 순환라인(P5)과;
    상기 제5 가스 순환라인(P5) 상에 장착되어 제4 가스 순환라인(P4)을 따라 상기 가스 냉각장치(30)를 통과하여 냉각된 후 제5 가스 순환라인(P5)을 따라 이송되는 오염된 비반응성 가스 내에 함유된 방사성물질 입자를 제거하는 입자필터(40)와;
    상기 제5 가스 순환라인(P5) 상에 장착되어 가스 냉각장치(30)를 통과한 냉각된 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원(50)으로 펌핑하는 제3가스 순환펌프(PP3)와;
    상기 캐니스터(20) 및 분기 밸브수단(FV) 사이의 제2 가스 순환라인(P2)의 외측 공간에 설치되어 상기 캐니스터(20)로부터 배출되어 제2 가스 순환라인(P2)을 따라 이송되는 비반응성 가스의 방사선량률을 측정하고, 그 측정신호를 제어부(70)로 송신하는 방사선량률 검출기(60)를 더 포함하면;
    상기 제어기(70)는,
    상기 방사선량률 검출기(60), 분기 밸브수단(FV), 이슬점 온도 측정수단(80), 제3 가스 순환펌프(PP3)과 각기 전기적으로 연결되어 상기 방사선량률 검출기(60)로부터 수신되는 방사선량률 측정신호에 의거하여 상기 캐니스터(20)로부터 배출되는 가열된 비반응성 가스가 오염 또는 비오염 가스인지를 판독하고, 만약 오염된 가스로 판단되었을 때 제2 가스 순환라인(P2)을 차단하고, 제4 가스 순환라인(P4)을 개방하여 캐니스터(20)로부터 배출된 오염된 비반응성 가스가 제4, 제5 및 제1 가스 순환라인(P4)(P5)(P1)을 따라 순환되도록 하고, 만약 비오염된 가스로 판단되었을 때 제4 가스 순환라인(P4)을 차단하고, 제2 가스 순환라인(P2)을 개방하여 캐니스터(20)로부터 배출된 비오염된 비반응성 가스가 제2, 제3 및 제1 가스 순환라인(P2)(P3)(P1)을 따라 순환되도록 상기 분기 밸브수단(FV)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분기 밸브수단(FV)은 전자변이며;
    상기 방사선량률 검출기(60)는,
    상기 제어기(70)와 연결되어 검출신호를 상기 제어기로 송신하고, 상기 제어기(70)는 수신된 검출신호에 의거 상기 분기 밸브수단(FV) 및 제1 내지 제3 가스순환펌프(PP1)(PP2)(PP3)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치.
  3. 사용후핵연료가 장전된 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 시스템으로서, 가스 주입구와 가스 배출구를 구비한 내부공간을 갖는 캐니스터와, 상기 캐니스터의 내부공간에 공급되는 비반응성 가스를 저장하는 비반응성 가스원과, 상기 캐니스터와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스원으로부터 공급되는 비반응성 가스를 캐니스터로 펌핑하는 제1 가스 순환펌프와, 상기 제1 가스 순환펌프와 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 제1 가스 순환라인을 개폐하는 밸브수단과; 상기 밸브수단과 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 캐니스터로 공급되는 비반응성 가스를 가열하는 히터와; 제2 가스 순환라인에 의해 상기 캐니스터와 연통되게 연결되고, 상기 캐니스터의 내부공간로 부터 배출되는 비반응성 가스를 냉각시키는 가스 냉각장치와; 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스의 이슬점 온도를 반복적으로 측정하는 이슬점 온도 측정수단과, 상기 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제2 가스 순환펌프와; 상기 제2 가스 순환라인 상에서 분기되어 상기 가스 냉각장치와 캐니스터를 제2 가스 순환라인과 별도로 연통되게 연결되어 상기 캐니스터로부터 배출되는 오염된 비반응성 가스를 가스 냉각장치로 이송하는 제4 가스 순환라인과; 상기 제2 및 제4 가스 순환라인이 분기되는 분기점 상에 장착되어 제2 또는 제4 가스 순환라인을 각기 선택적으로 개폐하는 분기 밸브수단과; 상기 제4 가스 순환라인과 연통되게 연결되고, 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제5 가스 순환라인과; 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되어 제4 가스 순환라인을 따라 상기 가스 냉각장치를 통과하여 냉각된 후 제5 가스 순환라인을 따라 이송되는 오염된 비반응성 가스 내에 함유된 방사성물질 입자를 제거하는 입자필터와; 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 냉각된 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제3 가스 순환펌프와; 상기 캐니스터 및 밸브수단 사이의 제2 가스 순환라인의 외측 공간에 설치되어 상기 캐니스터로부터 배출되어 제2 가스 순환라인을 따라 이송되는 비반응성 가스의 방사선량률을 측정하고, 그 측정신호를 송신하는 방사선량률 검출기와; 상기 제1 내지 제3 가스 순환펌프, 이슬점 온도 측정수단, 분기 밸브수단 및 방사선량률 검출기와 각기 전기적으로 연결되어, 상기 방사선량률 검출기로 부터 수신되는 방사선량률 측정신호에 의거 상기 캐니스터로부터 배출되는 비반응성 가스의 오염여부를 판독하고, 판독결과에 따라 분기 밸브수단 및 제1 내지 제3 가스 순환펌프의 작동상태를 제어하는 제어기를 포함하며; 캐니스터로부터 배출된 비반응성 가스가 오염/비오염 상태에 따라 오염 순환계 또는 비오염 순환계를 따라 순환시켜 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 제어방법에 있어서,
    상기 제어방법은,
    비반응성 가스에 대한 오염/비오염 판단하기 위한 기준 방사선량률을 설정하는 기준 방사선량률 설정단계(S100)와;
    제1 가스 순환라인(P1)을 통해 캐니스터(20)의 내부공간 내로 비반응성 가스를 유입시키는 비반응성 가스 유입단계(S200)와;
    캐니스터(20)의 비반응성 가스 배출구측 제2 가스 순환라인(P2)을 따라 이송되는 비반응성 가스에 대한 방사선량률을 측정하는 비반응성 가스의 방사선량률 측정단계(S300)와;
    상기 방사선량률 측정단계(S300)에서 측정된 비반응성 가스에 대한 방사선량률이 기설정된 기준값에 도달하였는지를 기준으로 하여 비반응성 가스에 대한 비오염 또는 오염여부를 판단하는 비반응성 가스의 오염여부 판단단계(S400)와;
    상기 비반응성 가스의 오염여부 판단단계(S400)에서, 만약 비오염된 것으로 판단되었다면, 비오염 순환계를 개방하고, 오염 순환계를 차단하여 비오염된 비반응성 가스가 비오염 순환계를 따라 순환하도록 하는 비오염 순환계 순환단계(S500)와;
    상기 비반응성 가스의 오염여부 판단단계(S400)에서, 만약 오염된 것으로 판단되었다면 오염 순환계를 개방하고, 비오염 순환계를 차단하여 오염된 비반응성 가스가 오염 순환계를 따라 순환하도록 하는 오염 순환계 순환단계(S600)로 구성되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비오염 순환계는,
    제1, 제2 및 제3 가스 순환라인(P1)((P2)(P3)을 따라 순환하는 순환라인이며;
    상기 오염 순환계는,
    제1, 제4 및 제5 가스 순환라인(P1)(P4)(P5)을 따라 순환하는 순환라인인 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 제어방법.
  5. 사용후핵연료가 장전된 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 장치로서, 가스 주입구와 가스 배출구를 구비한 내부공간을 갖는 캐니스터와, 상기 캐니스터의 내부공간에 공급되는 비반응성 가스를 저장하는 비반응성 가스원과, 상기 캐니스터와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스원으로 부터 공급되는 비반응성 가스를 캐니스터로 펌핑하는 제1 가스 순환펌프와, 상기 제1 가스 순환펌프와 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 제1 가스 순환라인을 개폐하는 밸브수단과, 상기 밸브수단과 캐니스터 사이의 제1 가스 순환라인 상에 장착되어 캐니스터로 공급되는 비반응성 가스를 가열하는 히터와, 제2 가스 순환라인에 의해 상기 캐니스터와 연통되게 연결되고, 상기 캐니스터의 내부공간로 부터 배출되는 비반응성 가스를 냉각시키는 가스 냉각장치와, 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 비반응성 가스의 이슬점 온도를 반복적으로 측정하는 이슬점 온도 측정수단과, 상기 제3 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제2 가스 순환펌프와, 상기 제2 가스 순환라인 상에서 분기되어 상기 가스 냉각장치와 캐니스터를 제2 가스 순환라인과 별도로 연통되게 연결되어 상기 캐니스터로부터 배출되는 오염된 비반응성 가스를 가스 냉각장치로 이송하는 제4 가스 순환라인과, 상기 제2 및 제4 가스 순환라인이 분기되는 분기점 상에 장착되어 제2 또는 제4 가스 순환라인을 각기 선택적으로 개폐하는 분기 밸브수단과, 상기 제4 가스 순환라인과 연통되게 연결되고, 상기 가스 냉각장치와 비반응성 가스원을 연통되게 연결하는 제5 가스 순환라인과, 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되어 제4 가스 순환라인을 따라 상기 가스 냉각장치를 통과하여 냉각된 후 제5 가스 순환라인을 따라 이송되는 오염된 비반응성 가스 내에 함유된 입자를 제거하는 입자필터와, 상기 제5 가스 순환라인 상에 장착되어 가스 냉각장치를 통과한 냉각된 비반응성 가스를 상기 비반응성 가스원으로 펌핑하는 제3 가스 순환펌프와, 상기 캐니스터 및 분기 밸브수단 사이의 제2 가스 순환라인의 외측 공간에 설치되어 상기 캐니스터로부터 배출되어 제2 가스 순환라인을 따라 이송되는 비반응성 가스의 방사선량률을 측정하고, 그 측정신호를 제어부로 송신하는 방사선량률 검출기와, 상기 제1 및 제2 가스 순환펌프, 이슬점 온도 측정수단, 분기 밸브수단, 제3 가스 순환펌프 및 방사선량률 검출기와 각각 전기적으로 연결되어 상기 방사선량률 검출기로부터 수신되는 방사선량률 측정값 및 이슬점 온도 측정수단으로부터 수신되는 측정값에 따라 제1 내지 제3 가스 순환펌프, 분기 밸브수단의 작동상태를 제어하는 제어기를 포함하며; 캐니스터, 가스 냉각장치 및 비반응성 가스원을 거쳐 캐니스터로 연결되는 제1 내지 제3 가스 순환라인 또는 제1, 제2, 제4 및 제5 가스 순환라인을 따라 비반응성 가스를 순환시켜 캐니스터의 내부공간을 건조시키는 사용후핵연료 운반 및 저장을 위한 건조장치 중 상기 방사선량률 검출기가 설치환경의 영향을 받지 않고 측정 대상체에 대한 방사선량률을 정확하게 측정할 수 있도록 방사선량률 검출기을 방사선차폐 지오메트리 내측에 내장시켜 설치하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리에 있어서,
    상기 방사선차폐 지오메트리(G10)는
    전후면이 관통형성된 검출기 조립공G(21)을 갖는 블록으로서, 상하면, 좌우면 또는 상하좌우면에 각각 대칭되게 형성되는 조립홈부(G22)을 갖는 본체(G20)와;
    평판으로서, 상면 상에 돌출형성되는 조립돌부(G31)와, 하면 상에 상기 조립돌부(G31)와 평행으로 오목하게 형성되는 조립홈부(G32)를 구비하고, 상기 본체(G20)의 조립홈부(G22)에 조립돌부(G31)가 착탈 가능하게 조립되고, 조립돌부(G31)가 조립홈부(G32)에 착탈 가능하게 조립되는 형태로 순차적으로 적층되어 조립되는 다수개의 차폐판 부재(G30)와;
    상기 차폐판 부재(G30)의 조립돌부(G31)와 동일한 단면형상이 상하 대칭되게 형성된 단면을 갖는 조립 로드(G41)를 상단부에 갖고, 방사선차폐 지오메트리(G10)를 지지하는 설치대(G40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다수개의 차폐판부재(G30)는,
    'ㄴ'자 형상의 절곡판으로서, 상면 상에 돌출형성은 조립돌부(G31)와. 하면 상에 상기 조립돌부(G31)와 평행으로 오목하게 형성되는 조립홈부(G32)를 갖는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리.
  7. 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체(G20) 및 차폐판 부재(G30)의 조립홈부(G22)(G32)는,
    도브테일홈이며;
    상기 차폐판 부재(G30)의 조립돌부(G31)는,
    도브테일돌부인 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 방사선차폐 지오메트리(G10)는,
    상기 본체(G20), 차폐판 부재(G30) 및 설치대(G40)의 조립 로드(G41) 상에 각각 동축상으로 관통형성되는 관통공(G23)(G33)(G43)과;
    상기 본체(G20), 차폐판 부재(G30) 및 조립 로드(G41)가 조립된 상태일 때, 일축상에 배치된 상기 관통공(G23)(G33)(G43)에 일축으로 조립되어 본체(G20), 차폐판 부재(G30) 및 조립 로드(G41)을 조립된 상태로 고정시키는 고정핀(G50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 방사선차폐 지오메트리(G10)는,
    본체(G20)의 양단면 각 코너부에 형성되는 복수개의 조립공(G24)과;
    사각블록으로서, 일면부 각 코너부에 상호 평행하게 돌출형성되어, 상기 조립공(G24)와 착탈 가능하게 끼움 조립되는 복수개의 조립핀(G61)과, 상기 조립핀(G61)이 형성된 일면부에 오목하게 형성되는 배관 조립홈(G62)을 갖고, 측정대상 배관(G100)을 상기 배관 조립홈(G62)에 조립한 상태로 상기 본체(G20)과 착탈 가능하게 조립되는 배관 차폐블록(G60)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후핵연료 운반 및 저장용 캐니스터를 건조하기 위한 건조장치의 방사선량률 검출기용 방사선차폐 지오메트리.
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