WO2020060331A1 - 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치 - Google Patents

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황석주
윤주영
김천우
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    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D1/00—Details of nuclear power plant
    • G21D1/003—Nuclear facilities decommissioning arrangements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F3/00—Shielding characterised by its physical form, e.g. granules, or shape of the material
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to a separation device for a shielding slab for heavy water reactors.
  • Calandria is a nuclear fuel injection cylinder of a nuclear reactor of a heavy water reactor type nuclear power plant, and has a cylindrical pipe structure that injects nuclear fuel during normal operation of the power plant and discharges a bundle of burnt nuclear fuel.
  • the shielding slab is also in a radiated state, it is difficult for the operator to directly separate and decontaminate because of fear of exposure.
  • This embodiment relates to an apparatus for separating a shielding slab for heavy water reactors capable of safely and quickly separating and decontaminating a heavy water reactor shielding without exposure to an operator.
  • Separation device of the shielding slab for a heavy water reactor includes a body, a circular rail installed on at least one surface of the body, and a dismantling unit installed on the circular rail to disassemble the shielding slab installed on the inner wall of the heavy water reactor,
  • the part includes a dismantling head part moving along the circular rail, a separation part installed on the dismantling head part to separate and decontaminating the shielding slab, and a gripper installed on the dismantling head part to grip the separated shielding slab.
  • the dismantling part may further include a basket for collecting the shielding slab separated from the inner wall of the heavy water reactor by the separation part and the gripper.
  • the shielding slab is installed at a boundary portion between the bio-protective concrete and the end shield of the heavy water reactor, and has a circular ring shape, and the dismantling unit moves along the circular rail to dismantle the shielding slab.
  • the circular rail may further include a fixing unit that connects the portions facing each other to fix the circular rail.
  • the support is movable.
  • the dismantling part may further include a horizontal holding part installed on the dismantling head part to measure and maintain the level of the dismantling head part.
  • the separation device of the shielding slab for heavy water reactor by using the separation device of the shielding slab for heavy water reactor, it is possible to safely and quickly separate and decontaminate the heavy water shielding slab without exposure to workers.
  • FIG. 1 is a side view showing a state in which the separation device of the shielding slab for heavy water reactors according to an embodiment is located inside the bioprotective concrete of the heavy water reactor.
  • FIG. 2 is a front view of a separation device for a shielding slab for heavy water reactors according to an embodiment.
  • FIG 3 is a view showing a state of separating and decontaminating the shielding slab by using the separation device of the shielding slab for heavy water in accordance with one embodiment.
  • FIG. 4 is a front view of a shielding slab separated using a separation device for a shielding slab for heavy water reactors according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a side view showing a state in which the separation device of the shielding slab for heavy water reactor according to an embodiment is located inside the bio-protected concrete of the heavy water reactor
  • FIG. 2 is a front view of the separation device for shielding slab for heavy water reactor according to an embodiment
  • FIG. 3 is a view showing a state of separating and decontaminating the shielding slab by using the separation device of the shielding slab for heavy water according to an embodiment.
  • the separating device of the shielding slab for heavy water reactors includes a body 110, a circular rail 120 installed on at least one surface of the body 110, and a circular rail 120 It may include a fixing unit 130 for fixing, the dismantling unit 140 installed on the circular rail 120, and a support unit 150 for supporting the body 110.
  • the thickness d1 of the body 110 may be smaller than the size d2 of the inlet 11 of the bio-protective concrete 10. Therefore, the body 110 can be easily introduced into the bio-protective concrete 10. As shown in FIG. 2, the body 110 may have a flat cylindrical shape. However, it is not necessarily limited thereto, and various shapes are possible as long as it is a shape that can be introduced into the interior of the bio-protective concrete 10.
  • the circular rail 120 guides a path through which the dismantling part 140 is movable. Therefore, the dismantling part 140 may be positioned adjacent to the shielding slabs 40 located at the top, bottom, left, and right of the interior of the bio-protective concrete 10 along the circular rail 120.
  • the circular rails 120 are installed on both sides of the body 110, but it is possible to install the circular rails 120 on one side of the body 110.
  • FIG. 4 is a front view of a shielding slab separated using a separation device for a shielding slab for heavy water reactors according to an embodiment.
  • the shielding slab 40 is installed at the boundary between the bio-protective concrete 10 of the heavy water reactor and the end shield 30.
  • the end shield 30 is a structure connected to the pressure tube 20 installed on the outer wall of the bio-protective concrete 10.
  • the shielding slab 40 is installed to more completely shield the radiation emitted from Kalandria.
  • Shielding slab 40 as shown in Figure 4, may have a circular ring shape.
  • the shielding slab 40 may include a plurality of sub slabs 41 and a fastening member 42 that fastens the plurality of sub slabs 41 to the bio-protective concrete 10.
  • the fixing part 130 may fix the circular rails 120 by connecting portions facing each other on the circular rails 120.
  • the fixing part 130 may have a cross shape, but is not necessarily limited thereto, and various shapes are possible as long as it is a structure that prevents the shape of the circular rail 120 from being changed.
  • the dismantling part 140 dismantles the shielding slab 40 installed in the bio-protective concrete 10.
  • the dismantling part 140 may move along the circular rail 120 and dismantle the shielding slab 40.
  • the dismantling part 140 includes a dismantling head part 141, a separation part 142 installed on the dismantling head part 141, a gripper 143, and a basket 144.
  • the disassembly head 141 directly contacts the circular rail 120 and can move along the circular rail 120.
  • the separating portion 142 may separate and decontaminate the shielding slab 40.
  • the separating part 142 may release the fastening member 42 of the shielding slab 40 to separate the shielding slab 40 from the bioprotective concrete 10.
  • the separating part 142 may be a driver or a drill for releasing the fastening member 42.
  • the separation unit 142 may have a plurality of joint structures 42a. Therefore, the shielding slabs 40 located at various positions can be easily separated.
  • the decontamination unit 147 may be installed in the separation unit 142.
  • the decontamination unit 147 may be decontaminated by a physical method using a water jet and abrasive agent, or by a chemical method using a chemical agent or the like.
  • a radiometer 148 may be installed in the separation unit 142. Therefore, the decontamination effect can be measured using the radioactivity meter 148 or the characteristics of the radioactivity after decontamination can be analyzed.
  • the gripper 143 is spaced apart from the separation portion 142 and is adjacent to each other, and the separated shielding slab 40 can be gripped and moved to the basket 144.
  • the gripper 143 has a plurality of joint structures 43a and can easily move the shielding slab 40 in a desired direction.
  • the basket 144 is located under the separation portion 142 and the gripper 143, and collects the shielding slab 40 separated from the bio-protective concrete 10 by the separation portion 142 and the gripper 143, and Can be stored.
  • a magnetic body 146 may be installed in the basket 144. Thus, the magnetic body 146 can prevent the separated shielding slab 40 from falling or leaving the basket 144.
  • a horizontal holding part 145 may be installed in the dismantling head part 141.
  • the horizontal holding unit 145 may measure whether the dismantling head unit 141 is horizontal by measuring the level of the dismantling head unit 141.
  • the horizontal holding unit 1475 may be connected to a driving unit (not shown) of the dismantling head unit 141 to maintain the level of the dismantling head unit 141.
  • the support 150 may be in contact with the lower surface of the bio-protective concrete 10 to stably support the body 110.
  • the support 150 may have a moving part (not shown) so that the body 110 can be moved quickly.
  • the shielding slab 40 for heavy water can be separated and decontaminated from the bioprotective concrete 10 safely and quickly without exposure of an operator by remote control using a separation device for the shielding slab for heavy water.

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Abstract

일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치는 몸체, 상기 몸체의 적어도 일면에 설치되는 원형 레일, 그리고 상기 원형 레일에 설치되며 중수로의 내벽에 설치된 차폐 슬랩을 해체하는 해체부를 포함하고, 상기 해체부는 상기 원형 레일을 따라 이동하는 해체 헤드부, 상기 해체 헤드부에 설치되며 상기 차폐 슬랩을 분리 및 제염하는 분리부, 그리고 상기 해체 헤드부에 설치되며 분리된 상기 차폐 슬랩을 그립하는 그립퍼를 포함한다.

Description

중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치
본 발명은 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 칼란드리아(Calandria)는 중수로형 원자력 발전소의 원자로의 핵연료 주입 실린더로서, 발전소의 정상 가동 중에 핵연료를 주입하고, 연소된 핵연료 다발을 배출하는 원통 형태의 파이프 구조를 가진다.
중수로를 해체하는 경우, 이러한 칼란드리아를 제거한 후 방사화된 생체 보호 콘크리트 벽면을 따라 배치된 차폐 슬랩(Shielding slab)을 생체 보호 콘크리트로부터 분리해야 한다.
그러나, 차폐 슬랩(Shielding slab)도 방사화된 상태이므로, 피폭의 우려 때문에 작업자가 직접 분리 및 제염하기 어렵다.
본 실시예는 작업자의 피폭 없이 안전하고 신속하게 중수로용 차폐 슬랩을 분리 및 제염할 수 있는 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치는 몸체, 상기 몸체의 적어도 일면에 설치되는 원형 레일, 그리고 상기 원형 레일에 설치되며 중수로의 내벽에 설치된 차폐 슬랩을 해체하는 해체부를 포함하고, 상기 해체부는 상기 원형 레일을 따라 이동하는 해체 헤드부, 상기 해체 헤드부에 설치되며 상기 차폐 슬랩을 분리 및 제염하는 분리부, 그리고 상기 해체 헤드부에 설치되며 분리된 상기 차폐 슬랩을 그립하는 그립퍼를 포함한다.
상기 해체부는 상기 분리부 및 상기 그립퍼에 의해 상기 중수로의 내벽으로부터 분리된 차폐 슬랩을 수집하는 바스켓을 더 포함할 수 있다.
상기 차폐 슬랩은 상기 중수로의 생체 보호 콘크리트와 엔드 실드의 경계부에 설치되며, 원형 고리 형상을 가지고, 상기 해체부는 상기 원형 레일을 따라 이동하며 상기 차폐 슬랩을 해체할 수 있다.
상기 원형 레일에서 서로 마주보는 부분을 연결하여 상기 원형 레일을 고정하는 고정부를 더 포함할 수 있다.
상기 몸체를 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.
상기 지지부는 이동 가능하다.
상기 해체부는 상기 해체 헤드부에 설치되어 상기 해체 헤드부의 수평을 측정 및 유지하는 수평 유지부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치를 이용하여 원격 조정으로 작업자의 피폭 없이 안전하고 신속하게 중수로용 차폐 슬랩을 분리 및 제염할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치가 중수로의 생체 보호 콘크리트 내부에 위치한 상태를 나타낸 측면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치의 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치를 이용하여 차폐 슬랩을 분리 및 제염하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치를 이용하여 분리하는 차폐 슬랩의 정면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치가 중수로의 생체 보호 콘크리트 내부에 위치한 상태를 나타낸 측면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치의 정면도이며, 도 3은 일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치를 이용하여 차폐 슬랩을 분리 및 제염하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치는 몸체(110), 몸체(110)의 적어도 일면에 설치되는 원형 레일(120), 원형 레일(120)을 고정하는 고정부(130), 원형 레일(120)에 설치되는 해체부(140), 그리고 몸체(110)를 지지하는 지지부(150)를 포함할 수 있다.
중수로의 내벽인 생체 보호 콘크리트(10)의 내부에 위치하던 칼란드리아(도시하지 않음)를 제거하고, 일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치를 생체 보호 콘크리트(10)의 내부에 투입한다.
몸체(110)의 두께(d1)는 생체 보호 콘크리트(10)의 투입구(11)의 크기(d2)보다 작을 수 있다. 따라서, 몸체(110)는 생체 보호 콘크리트(10) 내부에 용이하게 투입될 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 몸체(110)는 납작한 원통 형상을 가질 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 생체 보호 콘크리트(10)의 내부에 투입될 수 있는 형상이라면 다양한 형상이 가능하다.
원형 레일(120)은 해체부(140)가 이동 가능한 경로를 가이드한다. 따라서, 해체부(140)는 원형 레일(120)을 따라 생체 보호 콘크리트(10)의 내부의 상하좌우에 위치한 차폐 슬랩(40)에 인접하게 위치할 수 있다. 본 실시예에서는 몸체(110)의 양면에 원형 레일(120)을 설치하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 몸체(110)의 일측에 원형 레일(120)을 설치하는 것도 가능하다.
도 4는 일 실시예에 따른 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치를 이용하여 분리하는 차폐 슬랩의 정면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 차폐 슬랩(40)은 중수로의 생체 보호 콘크리트(10)와 엔드 실드(30)의 경계부에 설치된다. 여기서, 엔드 실드(30)는 생체 보호 콘크리트(10)의 외벽에 설치되는 압력 튜브(20)와 연결되는 구조물이다. 이러한 차폐 슬랩(40)은 칼란드리아로부터 방출되는 방사능을 보다 완벽히 차폐하기 위해 설치된다. 차폐 슬랩(40)은 도 4에 도시한 바와 같이, 원형 고리 형상을 가질 수 있다. 이러한 차폐 슬랩(40)은 복수개의 서브 슬랩(41), 복수개의 서브 슬랩(41)을 생체 보호 콘크리트(10)에 체결하는 체결 부재(42)를 포함할 수 있다.
고정부(130)는 원형 레일(120)에서 서로 마주보는 부분을 연결하여 원형 레일(120)을 고정할 수 있다. 이러한 고정부(130)는 십자 형상을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 원형 레일(120)의 형상이 변경되는 것을 방지하는 구조라면 다양한 형상이 가능하다.
해체부(140)는 생체 보호 콘크리트(10)에 설치된 차폐 슬랩(40)을 해체한다. 해체부(140)는 원형 레일(120)을 따라 이동하며 차폐 슬랩(40)을 해체할 수 있다.
해체부(140)는 해체 헤드부(141), 해체 헤드부(141)에 설치되는 분리부(142), 그립퍼(143), 그리고 바스켓(144)을 포함한다.
해체 헤드부(141)는 원형 레일(120)과 직접 접촉하며 원형 레일(120)을 따라 이동할 수 있다.
분리부(142)는 차폐 슬랩(40)을 분리 및 제염할 수 있다. 분리부(142)는 차폐 슬랩(40)의 체결 부재(42)를 풀어 차폐 슬랩(40)을 생체 보호 콘크리트(10)로부터 분리할 수 있다. 분리부(142)는 체결 부재(42)를 풀기 위한 드라이버 또는 드릴일 수 있다. 이러한 분리부(142)는 복수개의 관절 구조(42a)를 가질 수 있다. 따라서, 다양한 위치에 위치하는 차폐 슬랩(40)을 용이하게 분리할 수 있다.
분리부(142)에는 제염부(147)가 설치될 수 있다. 제염부(147)는 워터젯 및 연마제를 이용한 물리적 방법으로 제염하거나, 약품 등을 이용한 화학적 방법으로 제염할 수 있다.
그리고, 분리부(142)에는 방사능 측정기(148)가 설치될 수 있다. 따라서, 방사능 측정기(148)를 이용하여 제염 효과를 측정하거나 제염 후 방사능의 특성 등을 분석할 수 있다.
그립퍼(143)는 분리부(142)와 이격되어 인접하게 위치하며 분리된 차폐 슬랩(40)을 그립하여 바스켓(144)으로 이동시킬 수 있다. 이러한 그립퍼(143)는 복수개의 관절 구조(43a)를 가져 원하는 방향으로 용이하게 차폐 슬랩(40)을 이동시킬 수 있다.
바스켓(144)은 분리부(142) 및 그립퍼(143)의 아래에 위치하며, 분리부(142) 및 그립퍼(143)에 의해 생체 보호 콘크리트(10)로부터 분리된 차폐 슬랩(40)을 수집 및 보관할 수 있다. 이러한 바스켓(144)에는 자성체(146)가 설치될 수 있다. 따라서, 자성체(146)는 분리된 차폐 슬랩(40)이 바스켓(144)으로부터 낙하하거나 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
해체 헤드부(141)에는 수평 유지부(145)가 설치될 수 있다. 이러한 수평 유지부(145)는 해체 헤드부(141)의 수평을 측정하여 해체 헤드부(141)의 수평 여부를 확인할 수 있다. 또한, 수평 유지부(1475는 해체 헤드부(141)의 구동부(도시하지 않음)에 연결되어 해체 헤드부(141)의 수평을 유지하게 할 수 있다.
한편, 지지부(150)는 생체 보호 콘크리트(10)의 하부면과 접촉하여 몸체(110)를 안정되게 지지할 수 있다. 또한, 지지부(150)는 몸체(110)를 신속하게 이동시킬 수 있도록 이동부(도시하지 않음)를 가질 수도 있다.
따라서, 본 실시예에서는 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치를 이용하여 원격 조정으로 작업자의 피폭 없이 안전하고 신속하게 중수로용 차폐 슬랩(40)을 생체 보호 콘크리트(10)로부터 분리 및 제염할 수 있다.
본 개시를 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (7)

  1. 몸체,
    상기 몸체의 적어도 일면에 설치되는 원형 레일, 그리고
    상기 원형 레일에 설치되며 중수로의 내벽에 설치된 차폐 슬랩을 해체하는 해체부
    를 포함하고,
    상기 해체부는
    상기 원형 레일을 따라 이동하는 해체 헤드부,
    상기 해체 헤드부에 설치되며 상기 차폐 슬랩을 분리 및 제염하는 분리부, 그리고
    상기 해체 헤드부에 설치되며 분리된 상기 차폐 슬랩을 그립하는 그립퍼
    를 포함하는 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 해체부는 상기 분리부 및 상기 그립퍼에 의해 상기 중수로의 내벽으로부터 분리된 차폐 슬랩을 수집하는 바스켓을 더 포함하는 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 차폐 슬랩은 상기 중수로의 생체 보호 콘크리트와 엔드 실드의 경계부에 설치되며, 원형 고리 형상을 가지고,
    상기 해체부는 상기 원형 레일을 따라 이동하며 상기 차폐 슬랩을 해체하는 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 원형 레일에서 서로 마주보는 부분을 연결하여 상기 원형 레일을 고정하는 고정부를 더 포함하는 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 몸체를 지지하는 지지부를 더 포함하는 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 지지부는 이동 가능한 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 해체부는 상기 해체 헤드부에 설치되어 상기 해체 헤드부의 수평을 측정 및 유지하는 수평 유지부를 더 포함하는 중수로용 차폐 슬랩의 분리 장치.
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