WO2018230899A1 - 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치 - Google Patents
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- B09B3/45—Steam treatment, e.g. supercritical water gasification or oxidation
Definitions
- the present invention relates to an apparatus for solidifying in a solidification facility after granulating the carbonated by-products generated in the system for carbonizing medium and low level radioactive waste using low pressure superheated steam in a granulation molding facility.
- Radioactive wastes to be disposed of at nuclear power plants are concentrated waste liquids, waste resins, waste filters, scum and sludge, among which 80% of the total waste is generated. Collected waste is stored and stored in drums with protective clothing, socks, gloves, decontamination paper, vinyl, plastic, wood, metals, rubber, and insulation.
- radioactive wastes large amounts of waste can be reduced, so if the volume can be reduced, the number of drums to be delivered to the repository can be greatly reduced, the life of the repository can be extended, and the disposal cost can be reduced.
- the efficiency of nuclear power plant operation can be improved.
- the present invention has been made to solve the above situation, and an object thereof is to reduce the volume by granulating, shaping and solidifying carbonation by-products generated in a combustible medium-low level radioactive waste carbonization system using low pressure superheated steam.
- Another object of the present invention is to minimize environmental and reprocessing problems by solidifying carbonation by-products generated after carbonizing medium and low level radioactive waste.
- the present invention provides a blender for mixing and blending the carbonated by-products generated in the medium and low-level radioactive waste carbonization system using low pressure superheated steam with a binder, and the compounding waste compounded in the blender through a built-in screw.
- a granulation molding facility including a conveying machine for conveying and a pelletizing machine for cutting the compounded waste injected into the injection port from the conveying machine through a pellet forming porous plate by the rotation of the rotating roller, and cutting the pellets with a rotary cutter;
- a polymer supply pump for pumping polymer from a polymer tank fixed on a supply skid frame to a polymer supply pipe, a hardener supply pump for pumping a hardener from a hardener tank fixed on the supply skid frame and supplying it to a hardener supply pipe, and a fillhead frame
- the medium and low level radioactive waste including the combustible holding body is carbonized with low pressure superheated steam to be solidified to reduce the volume, thereby reducing approximately 1/5 of the medium and low level radioactive waste drums generated annually in a nuclear power plant. Therefore, the construction cost can be reduced by reducing the disposal cost of radioactive waste and extending the service life of the permanent disposal site. In addition, by extending the life of the permanent disposal site has the advantage of extending the need for additional construction due to the stability of the operation of nuclear power plants and resolution of regional conflicts and permanent disposal of radioactive waste.
- Figure 1 is an embodiment according to the present invention, a carbonation by-product granulation molding and solidification apparatus generated in the low and medium-level radioactive waste carbonization system using a low-pressure superheated steam, it is a block diagram showing a granulation molding equipment.
- FIG. 2 is a plan view showing a solidification facility as a carbonation byproduct granulation molding and solidification apparatus generated in a low and medium-level radioactive waste carbonization system using low pressure superheated steam according to the present invention.
- FIG 3 is a side view showing a solidification facility as a carbonation by-product granulation molding and solidification apparatus generated in the low and medium-level radioactive waste carbonization system using low pressure superheated steam according to the present invention.
- the present invention is divided into granulation molding equipment for granulating carbonization by-products which are inevitably generated in a facility for carbonizing flammable medium and low level radioactive waste generated from a nuclear power plant using low pressure superheated steam and a solidification equipment for solidifying granules. .
- FIG. 1 is a facility for granulating combustible medium and low level radioactive waste.
- the blender 11 mixes and blends carbonation by-products generated in a medium and low level radioactive waste carbonization system using low pressure superheated steam. Furthermore, the blender 11 uses carbonated by-products or concentrated dry waste injected through the hopper 10 as a binder, such as copolymer powder of vinyl acetate and ethylene components. By spraying water at an appropriate ratio, and blended with the rotational force of the motor (M). In addition, in the blender 11, the quality of the pellets may vary depending on the degree of blending the carbonated by-products, the binder, and water.
- the conveyer 13 conveys the compounding waste compounded in the compounder 11 through the screw 14.
- the feeder 13 feeds the mixed waste along the pipe while rotating the screw 14 shaft with the motor M in a screw conveyor manner.
- the pellet machine 15 is supplied to the rotary cutter 17 while the mixed waste injected from the feeder 13 to the injection port is discharged through the pellet-forming porous plate 16 by the rotation of the rotary roller connected to the motor M. Cut. That is, the pellet machine 15 rotates on the surface of the porous plate 16 while the compound waste injected into the inside is discharged through the through-hole of the pellet-formed porous plate 16 by a rotary roller and discharged like a rice cake.
- the pellets p are made while being cut by the pellets, and the pellets p fall into the collector 18.
- the length of the pellet can be determined by adjusting the position of the rotary cutter 17, and preferably about 1 cm.
- the pellets formed in the granulation molding equipment is a solidification equipment for solidifying with a polymer, and are installed in the feed skid frame 20 and the fill head frame 40.
- the polymer supply pump 22 pumps the polymer from the polymer tank 21 fixed on the supply skid frame 20 to the polymer supply pipe 23.
- the curing agent supply pump 28 pumps the curing agent from the curing agent tank 26 fixed on the supply skid frame 20 and supplies it to the curing agent supply pipe 29.
- an agitator 27 is installed to mix the hardener so as not to harden at a predetermined time interval.
- the polymer tank 21 has a capacity of approximately 200 liters and the hardener tank 26 has a capacity of approximately 70 liters.
- the polymer and the curing agent are preferably supplied at a ratio of about 3: 1.
- the fill head assembly 41 is fixed on the fill head frame 40 to which the polymer supply pipe 23 and the hardener supply pipe 29 are connected.
- the fill head assembly 41 includes a polymer, a hardener stirrer, a polymer inlet, an air outlet, a water gauge, a transparent window, and the like.
- the drum 42 is fixed to the inside of the fill head frame 40 and the fill head assembly 41 is coupled to the top, and the pellets formed in the granule forming apparatus 1 are filled.
- the drum 42 may have a capacity of approximately 200 liters.
- the vacuum pump 32 is installed on the supply skid frame 20 and is connected to the fill head assembly 41 by a vacuum pipe 33.
- double acting ball valves 24, 30, and 34 are coupled to the polymer supply pipe 23, the hardener supply pipe 29, and the vacuum pipe 33, respectively.
- one side of the fillhead frame 40 is provided with an electrical panel 50 for controlling the operation of the solidification facility (2).
- the electrical panel 50 supplies and controls the power required for the operation of the solidification plant 2.
- the feed skid frame 20 of the granulation molding equipment 1 and the fill head frame 40 of the solidification equipment 2 are provided with a plurality of casters 35 and 43 for movement, respectively.
- the carbonated by-product or concentrated dry waste generated in the process of carbonization using low pressure superheated steam needs to be molded into a preferred form for solidification.
- these carbonated by-products or concentrated dry waste must be molded into granules.
- the granules may be in the form of beads or pellets. Among them, in the present invention, granules forming equipment for molding into pellets is used.
- the carbonated by-products or concentrated dry wastes discharged from the system for carbonizing combustible mid- and low-level radioactive wastes are introduced into the hopper 10 of the blender 11, and a binder is mixed and kneaded.
- the blender 11 mixes the carbonated byproduct or the concentrated dry waste and the binder, which are introduced through the hopper 10 by the driving of the motor, to be evenly blended at a constant ratio.
- the waste compounded in the blender 11 is discharged through the outlet to the inlet of the conveyor 13.
- the feeder 13 supplies the waste mixed in the screw conveyor method in which the screw 14 is built into the pipe to the inlet of the pellet machine 15 along the pipe.
- the pellet machine 15 is injected into the through hole of the pellet-formed porous plate 16 by the rotating roller when the mixed waste conveyed from the feeder 13 is injected into the injection hole. Then, the mixed waste that passes through the porous plate 16 is cut into pellets at regular intervals by the rotary cutter 17 and then falls into the collector 18. Furthermore, the pellets are formulated by spraying water at a constant rate using a binder of vinyl acetate and copolymer powder of ethylene with carbonaceous byproducts of about 0.1 mm or less, ie, charcoal.
- the waste in pellet form is treated by polymer solidification in the solidification plant 2.
- the pellets formed in the granulation molding facility are filled in the drum 42 in a predetermined amount.
- the pellet-filled drum is coupled under the fillhead assembly 41 inside the fillhead frame 40.
- the polymer supply pump 22 installed in the supply skid frame 20 is operated by the control of the electric panel 50 to operate the fill head through the double acting ball valve 24 along the polymer supply pipe 23 in the polymer tank 23. It is supplied to the assembly 41.
- the curing agent supply pump 28 installed in the supply skid frame 20 is operated by the control of the electrical panel 50 to fill the double acting ball valve 30 along the curing agent supply pipe 29 in the curing tank 26. It is supplied to the head assembly 41.
- the electrical panel 50 allows the polymer and the curing agent to be supplied at a ratio of 3: 1.
- the polymer and the curing agent introduced into the fill head assembly 41 through the polymer supply pipe 23 and the curing agent supply pipe 29 are introduced into the drum 42 filled with pellets. Furthermore, the air between the pellets filled in the drum 42 is discharged through the vacuum pipe 33 by the operation of the vacuum pump 32 so that the polymer and the hardener are easily filled in the pores between the pellets.
- the drum 42 in which the polymer is injected is placed in the dryer 3 and cured in a state in which a constant temperature is maintained at approximately 40 to 60 degrees.
- the present invention has an advantage that the volume of the carbonated by-products generated through the carbonization process in the combustible medium and low-level radioactive waste is hardened by polymer solidification using a granulation molding facility and a polymer solidification facility.
- the carbonation by-product granulation molding and solidification apparatus generated in the low and medium-level radioactive waste carbonization system using low-pressure superheated steam according to the present invention is characterized in that the medium and low-level radioactive waste containing a combustible catch is carbonized and solidified by low-pressure superheated steam. It is possible to reduce the annual low and middle level radioactive waste drums generated by nuclear power plants by about 1/5 by reducing the energy consumption cost. Therefore, the construction cost can be reduced by reducing the disposal cost of radioactive waste and extending the service life of the permanent disposal site. This is recognized.
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Abstract
본 발명은 저압의 과열증기를 이용하여 중ㆍ저준위 방사성폐기물을 탄화하는 시스템에서 발생된 탄화부산물을 과립물 성형설비에서 과립화한 후 고화설비에서 고화하는 장치에 관한 것으로, 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물을 결합제와 혼합하여 배합하는 배합기와, 배합기에서 배합된 배합폐기물을 내장된 스크류를 통해 이송하는 이송기와, 이송기로부터 주입구로 주입된 배합폐기물을 회전 롤러의 회전에 의하여 펠릿성형 다공판을 통과하여 배출되는 동안 회전 커터로 절단하는 펠릿기를 포함하는 과립물 성형설비; 폴리머탱크로부터 폴리머를 펌핑하여 폴리머공급관으로 공급하는 폴리머공급펌프와, 경화제탱크로부터 경화제를 펌핑하여 경화제공급관으로 공급하는 경화제공급펌프와, 필헤드프레임 위에 고정되어 폴리머공급관과 경화제공급관이 연결된 필헤드어셈블리와, 필헤드프레임 내측에 고정되고 상단에 필헤드어셈블리가 결합되며 과립물 성형설비에서 성형된 펠릿이 채워진 드럼과, 공급스키드프레임 위에 설치되고 필헤드어셈블리에 진공배관으로 연결된 진공펌프를 포함하는 고화설비로 이루어진 것이다.
Description
본 발명은 저압의 과열증기를 이용하여 중ㆍ저준위 방사성폐기물을 탄화하는 시스템에서 발생된 탄화부산물을 과립물 성형설비에서 과립화한 후 고화설비에서 고화하는 장치에 관한 것이다.
국내에서 중, 저준위 방사성 폐기물 영구 처분장이 경주에 건설되어 운영되고 있으나, 이미 처분장으로 인도된 방사성 폐기물을 포함하여 지금까지 원자력발전소에 보관중인 중, 저준위 방사성 폐기물 드럼을 모두 처분장으로 인도할 시점이 되면 처분장의 저장용량을 초과할 우려가 있어 신규 처분장의 건설계획을 앞당겨 마련해야 하는 상황이 될 수도 있기 때문에 원자력발전소에서 발생되는 방사성 폐기물의 감량화가 절실한 실정이다. 현재 방사성 폐기물 1개 드럼 처분비용으로 대략 1,300만원이 소요되고 있다. 향후 방사성 폐기물은 더욱 더 늘어날 것으로 예상되고 그 처분비용도 점점 더 불어날 것으로 예상되는 상황이다.
원자력발전소에서 발생되는 처분장 인도대상 방사성 폐기물은 농축폐액, 폐수지, 폐필터, 잡고체, 슬러지 등으로 이중에서 잡고체 발생량이 전체 방사성 폐기물 발생량의 대략 80%를 차지하고 있다. 잡고체 폐기물은 방호복, 양말, 장갑, 제염지, 비닐, 플라스틱, 목재, 금속류, 고무, 보온재 등으로 드럼에 압축하여 저장 및 보관하고 있다.
잡고체 방사성 폐기물 중에는 부피감량이 가능한 폐기물이 상당량 차지하고 있어 이들의 부피를 감량할 수 있다면 처분장 인도대상 드럼의 수량을 크게 줄일 수 있고 처분장의 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 처분비용도 절감할 수 있어 원자력발전소 운용에 따른 효율을 향상시킬 수 있을 것이다.
이와 관련된 종래기술로 대한민국 등록특허공보 제10-1333499호(2013.11.28. 공개)가 있다.
본 발명은 상기 실정을 해결하기 위한 것으로, 저압 과열증기를 이용하여 가연성 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물을 과립화하여 성형하고 고화하여 부피를 감소시키기 위한 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 중ㆍ저준위 방사성폐기물을 탄화시킨 후 발생된 탄화부산물의 고화로 환경과 재처리 문제를 최소화하기 위한 것이 다른 목적이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물을 결합제와 혼합하여 배합하는 배합기와, 상기 배합기에서 배합된 배합폐기물을 내장된 스크류를 통해 이송하는 이송기와, 상기 이송기로부터 주입구로 주입된 배합폐기물을 회전 롤러의 회전에 의하여 펠릿성형 다공판을 통과하여 배출되는 동안 회전 커터로 절단하는 펠릿기를 포함하는 과립물 성형설비; 공급스키드프레임 위에 고정된 폴리머탱크로부터 폴리머를 펌핑하여 폴리머공급관으로 공급하는 폴리머공급펌프와, 상기 공급스키드프레임 위에 고정된 경화제탱크로부터 경화제를 펌핑하여 경화제공급관으로 공급하는 경화제공급펌프와, 필헤드프레임 위에 고정되어 상기 폴리머공급관과 경화제공급관이 연결된 필헤드어셈블리와, 상기 필헤드프레임 내측에 고정되고 상단에 필헤드어셈블리가 결합되며 상기 과립물 성형설비에서 성형된 펠릿이 채워진 드럼과, 상기 공급스키드프레임 위에 설치되고 필헤드어셈블리에 진공배관으로 연결된 진공펌프를 포함하는 고화설비;로 이루어진 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치를 제공한 것이 특징이다.
본 발명에 따르면, 가연성 잡고체를 포함하는 중ㆍ저준위 방사성폐기물을 저압의 과열증기로 탄화하여 고형화시켜 부피를 감량함으로써 원자력발전소에서 연간 발생하는 중ㆍ저준위 방사성폐기물 드럼을 대략 1/5가량 줄일 수 있어 방사성폐기물의 처분비용의 절감과 영구처분장의 사용수명 연장으로 건설비용을 절감할 수 있다. 또한, 영구처분장의 수명 연장으로 원자력발전소 운영의 안정성과 지역갈등 해소 및 방사성폐기물의 영구처분에 따른 추가적인 건설 필요성을 연장할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시 예로, 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치로서, 과립물 성형설비를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치로서, 고화설비를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치로서, 고화설비를 나타낸 측면도이다.
이하, 본 발명에 따른 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 원자력발전소에서 발생되는 가연성 중ㆍ저준위 방사성폐기물을 저압 과열증기를 이용하여 탄화하는 설비에서 필연적으로 발생되는 탄화부산물을 과립화하는 과립물 성형설비와 과립물을 고화하는 고화설비로 구분된다.
먼저, 도 1은 가연성 중ㆍ저준위 방사성폐기물을 과립화하는 설비로서, 배합기(11)는 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물을 결합제와 혼합하여 배합하는 것이다. 더욱이 배합기(11)는 호퍼(10)를 통해 투입된 탄화부산물 또는 농축된 건조폐기물을 결합제(Binder), 예컨대, 비닐아세테이트(Vinyl Acetate)와 에틸렌(Ethylene) 성분의 코폴리머 파우더 (Copolymer Powder)를 사용하여 물을 적정한 비율로 분사하면서 모터(M)의 회전력으로 배합한다. 또한, 배합기(11)에서 탄화부산물과 결합제 및 물 등을 배합정도에 따라 펠릿의 품질이 달라질 수 있다.
이송기(13)는 배합기(11)에서 배합된 배합폐기물을 스크류(14)를 통해 이송한다. 이송기(13)는 스크류컨베이어 방식으로 모터(M)로 스크류(14) 축을 회전시키면서 배합폐기물이 배관을 따라 이송시킨다.
펠릿기(15)는 이송기(13)로부터 주입구로 주입된 배합폐기물을 모터(M)와 연결된 회전 롤러의 회전에 의하여 펠릿성형 다공판(16)을 통과하여 배출되는 동안 회전 커터(17)로 절단한다. 즉, 펠릿기(15)는 내부로 주입된 배합폐기물을 회전 롤러에 의해 펠릿성형 다공판(16)의 통공으로 떡가래와 같이 통과하여 배출되는 동안 다공판(16) 표면에서 회전하는 커터(17)에 의하여 잘려지면서 펠릿(p)이 만들어지고, 펠릿(p) 은 수집기(18)로 낙하되다. 펠릿의 길이는 회전 커터(17)의 위치 조절로 정할 수 있고 대략 1cm 정도인 것이 좋다.
다음은 도 2 및 도 3에서, 과립물 성형설비에서 성형된 펠릿은 폴리머로 고화하는 고화설비로서, 공급스키드프레임(20)과 필헤드프레임(40)에 설치된다.
폴리머공급펌프(22)는 공급스키드프레임(20) 위에 고정된 폴리머탱크(21)로부터 폴리머를 펌핑하여 폴리머공급관(23)으로 공급한다. 그리고 경화제공급펌프(28)는 공급스키드프레임(20) 위에 고정된 경화제탱크(26)로부터 경화제를 펌핑하여 경화제공급관(29)으로 공급한다. 경화제탱크(26)에는 교반기(27)가 설치되어 일정 시간간격으로 경화제가 굳어지지 않도록 섞어주는 것이 좋다. 폴리머탱크(21)는 대략 200리터 용량이고, 경화제탱크(26)는 대략 70리터 용량이 적용된다. 더욱이 폴리머와 경화제는 대략 3:1의 비율로 공급되는 것이 좋다. 필헤드어셈블리(41)는 필헤드프레임(40) 위에 고정되어 폴리머공급관(23)과 경화제공급관(29)이 연결된다. 필헤드어셈블리(41)에는 주제인 폴리머, 경화제교반기, 폴리머주입구, 공기배출구, 수위계, 및 투명창 등이 구성된다. 드럼(42)은 필헤드프레임(40) 내측에 고정되고 상단에 필헤드어셈블리(41)가 결합되며 과립물 성형설비(1)에서 성형된 펠릿이 채워진다. 드럼(42)은 대략 200리터 용량이 적용될 수 있다. 또한, 진공펌프(32)는 공급스키드프레임(20) 위에 설치되고 필헤드어셈블리(41)에 진공배관(33)으로 연결된다. 또한, 폴리머공급관(23), 경화제공급관(29) 및 진공배관(33)에는 더블액팅볼밸브(24, 30, 34)가 각각 결합된다.
또한, 필헤드프레임(40) 일측에는 고화설비(2)의 작동 제어를 위한 전기패널(50)이 설치된다. 전기패널(50)은 고화설비(2)의 작동에 필요한 전원의 공급과 제어를 수행한다.
또한, 과립물 성형설비(1)의 공급스키드프레임(20)과 고화설비(2)의 필헤드프레임(40)에는 이동을 위한 복수의 캐스터(35, 43)가 각각 설치된다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치의 작용을 설명한다.
중ㆍ저준위 방사성폐기물을 탄화하는 시스템에서 저압 과열증기를 이용하여 탄화하는 과정에서 발생된 탄화부산물 또는 농축건조폐기물은 고화하기 위한 바람직한 형태로 성형할 필요가 있다. 고화작업으로 인한 부피증가가 없는 폴리머고화를 하려면 이들 탄화부산물이나 농축건조폐기물을 과립물로 성형해야 한다. 과립물의 형태는 구슬형이나 펠릿형 등 다양하지만, 이 중에서 본 발명에서는 펠릿형으로 성형하는 과립물 성형설비가 적용된다.
가연성 중ㆍ저준위 방사성폐기물을 탄화하는 시스템에서 배출된 탄화부산물 또는 농축건조폐기물을 배합기(11)의 호퍼(10)로 투입하고 결합제를 넣어 섞어 반죽한다. 배합기(11)는 모터의 구동으로 호퍼(10)를 통해 투입된 탄화부산물 또는 농축건조폐기물과 결합제를 일정한 비율로 고르게 배합되도록 섞는다. 배합기(11)에서 배합된 폐기물은 배출구를 통해 이송기(13)의 입구로 배출된다. 이송기(13)는 배관 내에 스크류(14)가 내장된 스크류컨베이어 방식으로 배합된 폐기물을 배관을 따라 펠릿기(15)의 주입구로 공급해준다. 펠릿기(15)는 이송기(13)에서 이송되어 온 배합된 폐기물이 주입구로 주입되면 회전 롤러에 의하여 펠릿 성형 다공판(16)의 통공으로 주입된다. 그리고 다공판(16)을 통과하여 나오는 배합된 폐기물은 회전 커터(17)에 의하여 일정 간격의 펠릿 형태로 잘려진 후 수집기(18)로 낙하한다. 더욱이 펠릿은 대략 0.1mm 이하의 탄화부산물, 즉, 탄화 숯으로 비닐아세테이트와 에틸렌 성분의 코폴리머 파우더의 결합제를 사용하여 물을 일정한 비율로 분사하면서 배합된다.
다음으로, 펠릿 형태의 폐기물은 고화설비(2)에서 폴리머 고화로 처리된다. 우선, 과립물 성형설비에서 형성된 펠릿은 드럼(42)에 일정량으로 채워진다. 펠릿이 채워진 드럼은 필헤드프레임(40) 내측에 필헤드어셈블리(41) 아래에 결합된다. 그리고 전기패널(50)의 제어로 공급스키드프레임(20)에 설치된 폴리머공급펌프(22)가 작동되어 폴리머탱크(23)에서 폴리머공급관(23)을 따라 더블액팅볼밸브(24)을 거쳐 필헤드어셈블리(41)로 공급된다. 이와 더불어 전기패널(50)의 제어로 공급스키드프레임(20)에 설치된 경화제공급펌프(28)가 작동되어 경화제탱크(26)에서 경화제공급관(29)을 따라 더블액팅볼밸브(30)을 거쳐 필헤드어셈블리(41)로 공급된다. 이때, 전기패널(50)은 폴리머와 경화제가 3:1의 비율로 공급되도록 한다. 폴리머공급관(23)과 경화제공급관(29)을 통해 필헤드어셈블리(41)로 유입된 폴리머와 경화제는 펠릿이 채워진 드럼(42)으로 투입된다. 더욱이 드럼(42)에 채워진 펠릿 사이의 공기는 진공펌프(32)의 작동으로 진공배관(33)을 통해 배출되어 펠릿 사이의 공극에 폴리머와 경화제가 쉽게 채워지게 된다. 또한, 폴리머가 주입된 드럼(42)은 건조기(3)에 넣고 대략 40~60도로 일정한 온도가 유지되도록 한 상태에서 양생시킨다.
한편, 양생된 폴리머고화체를 압축강도시험기에서 압축강도를 시험한 결과로 대략 500psi 이상의 강도가 유지됨을 알 수 있었다. 또한, 폴리머고화체에 화염시험을 한 결과로 일정 시간동안 화염을 가한 후에 화염을 제거하면 바로 소화됨을 알 수 있었다. 이는 폴리머고화체는 난연성임을 입증한 것이다.
이와 같이 본 발명은 가연성 중ㆍ저준위 방사성폐기물에서 탄화과정을 통해 생성된 탄화부산물을 과립물 성형설비와 폴리머 고화설비를 이용하여 폴리머 고화시킴으로써 부피증가가 거의 없는 장점이 있다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치는 가연성 잡고체를 포함하는 중ㆍ저준위 방사성폐기물을 저압의 과열증기로 탄화하여 고형화시켜 부피를 감량함으로써 원자력발전소에서 연간 발생하는 중ㆍ저준위 방사성폐기물 드럼을 대략 1/5가량 줄일 수 있어 방사성폐기물의 처분비용의 절감과 영구처분장의 사용수명 연장으로 건설비용을 절감할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 인정된다.
Claims (6)
- 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물을 결합제와 혼합하여 배합하는 배합기와, 상기 배합기에서 배합된 배합폐기물을 내장된 스크류를 통해 이송하는 이송기와, 상기 이송기로부터 주입구로 주입된 배합폐기물을 회전 롤러의 회전에 의하여 펠릿성형 다공판을 통과하여 배출되는 동안 회전 커터로 절단하는 펠릿기를 포함하는 과립물 성형설비;공급스키드프레임 위에 고정된 폴리머탱크로부터 폴리머를 펌핑하여 폴리머공급관으로 공급하는 폴리머공급펌프와, 상기 공급스키드프레임 위에 고정된 경화제탱크로부터 경화제를 펌핑하여 경화제공급관으로 공급하는 경화제공급펌프와, 필헤드프레임 위에 고정되어 상기 폴리머공급관과 경화제공급관이 연결된 필헤드어셈블리와, 상기 필헤드프레임 내측에 고정되고 상단에 필헤드어셈블리가 결합되며 상기 과립물 성형설비에서 성형된 펠릿이 채워진 드럼과, 상기 공급스키드프레임 위에 설치되고 필헤드어셈블리에 진공배관으로 연결된 진공펌프를 포함하는 고화설비;상기 과립물 성형설비의 공급스키드프레임과 고화설비의 필헤드프레임에는 이동을 위한 복수의 캐스터가 각각 설치된 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 폴리머공급관, 경화제공급관 및 진공배관에 더블액팅볼밸브가 결합된 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 경화제탱크에는 교반기가 설치된 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 필헤드프레임 일측에 고화설비의 작동 제어를 위한 전기패널을 더 포함하는 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 폴리머와 경화제가 탱크로 주입되는 비율은 3:1인 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 결합제는 비닐아세테이트와 에틸렌성분의 코폴리머 파우더를 포함하는 저압 과열증기를 이용한 중ㆍ저준위 방사성폐기물 탄화 시스템에서 발생된 탄화부산물 과립화 성형 및 고화 장치.
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