WO2020180018A1 - 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치 및 이를 이용한 중수로 시설의 해체 방법 - Google Patents

중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치 및 이를 이용한 중수로 시설의 해체 방법 Download PDF

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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to an exposure prevention apparatus for dismantling a heavy water reactor facility and a method for dismantling a heavy water reactor facility using the same.
  • heavy water reactor facilities include Callandria and Callandria vault, which stores callandria therein.
  • Callandria 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 and discharges burned nuclear fuel bundles during normal operation of the power plant.
  • the present embodiment relates to an exposure prevention device for dismantling a heavy water reactor facility that can reduce the exposure of workers located around Calandria and promote industrial safety when dismantling a heavy water reactor facility, and a method for dismantling a heavy water reactor facility using the same.
  • An apparatus for preventing exposure to dismantling of a heavy water reactor facility includes: a shielding film covering both sides of a callandria and a callandria bolt storing the callandria therein; A plurality of radiation measuring devices installed on the shielding film; And it includes a motion detector installed on the shielding film.
  • the motion detector It is connected to the motion detector, it may further include a warning unit to warn the operator of the situation detected by the motion detector.
  • a method of dismantling a heavy water reactor includes a callandria including a main shell and a sub-shell, a callandria vault for accommodating the callandria, and horizontally penetrating the callandria.
  • a heavy water reactor facility including a pressure tube tube and a callandria tube surrounding the pressure tube tube, and a cover assembly installed on the callandria bolt, the nuclear reactor tube installed in the callandria is dismantled.
  • Step to do Installing an exposure prevention device on both sides of the callandria bolt; Disassembling the cover assembly covering the calandria; Dismantling the callandria; And it may include the step of dismantling the callandria bolt.
  • the callandria further includes an end shield connected to the subshell, and the dismantling of the nuclear reactor tube is a step of removing a coolant supplier pipe (Feeder) supplying coolant to the callandria, the end shield It may include removing the end fitting part (End fitting part) connected to, and removing the pressure tube tube and the callandria tube.
  • a coolant supplier pipe Feeder
  • End fitting part the end fitting part
  • the cover assembly is supported on an upper portion of the callandria bolt to cover the callandria, a reactivity mechanism deck, an upper guide tube vertically connected to the callandria, a side guide tube horizontally connected to the callandria, A pressure release pipe connected to the upper part of the callandria, and a moderator pipe connected to the lower and side surfaces of the callandria and through which a moderator flows, and disassembling the cover assembly includes disassembling the upper guide tube, the side surface Dismantling the guide tube, removing the pressure release pipe, removing the moderator pipe, and removing the reactivity device deck.
  • the apparatus for preventing exposure may include a shielding film covering the front and rear surfaces of the callandria bolt, a plurality of radiation measuring devices installed on the shielding film, and a motion detector installed on the shielding film.
  • the dose by the radiation meter may be displayed using a dose display unit installed on the shielding film.
  • a warning unit connected to the motion detector may be used to warn an operator of a situation detected by the motion detector.
  • the dismantling of the callandria includes the steps of supporting the main shell of the callandria by inserting a transfer device into the inside of the callandria bolt through the upper part of the callandria bolt, and the callandria using a cutting device. Cutting between the main shell and the sub-shell, and drawing the main shell of the callandria from the inside of the callandria bolt to the outside of the callandria bolt using the transfer device. have.
  • an exposure prevention device for dismantling of a heavy water reactor facility to cover the front and rear surfaces of Calandria, exposure of workers and radiation leakage by the front and rear of Calandria exposed to the outside for nuclear fuel replacement, etc. Can minimize the problem.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a heavy water reactor facility according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a heavy water reactor facility according to an embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged view of part A of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a plan view showing a state in which the device for preventing exposure to dismantling according to an embodiment is installed in a heavy water reactor facility of a heavy water reactor nuclear power plant.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of an exposure prevention apparatus for dismantling a heavy water reactor facility according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which an exposure prevention device for dismantling according to an embodiment is installed on the front and rear surfaces of a callandria bolt.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of dismantling a heavy water reactor facility according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a heavy water reactor facility according to an embodiment
  • FIG. 2 is a schematic side view of a heavy water reactor facility according to an embodiment
  • FIG. 3 is an enlarged view of part A of FIG. 2.
  • CANDU type heavy water reactor facility including a callandria as a heavy water reactor facility will be described as an example, but the heavy water reactor facility is not limited thereto.
  • the heavy water reactor facility 1000 includes a Callandria 10, a Callandria vault 20 for accommodating the callandria 10 in the interior 21 thereof.
  • Ccalandria (10) is a main shell (11) located in the center and a sub-shell (12) connected to both ends of the main shell (11), an end shield (13) connected to the sub-shell (12). ) Can be included.
  • the end shielding body 13 is a fueling tube sheet 13a and a Callandria tube sheet 13b, a Callandria tube sheet 13b and a fueling tube sheet 13a facing each other. It may include a plurality of shielding balls (13c) and shielding water (13d) filling the gap.
  • the shielding ball 13c may be a ball made of carbon steel, and the shielding water 13d may be hard water.
  • the callandria vault 20 may support the end shield 13 of the callandria 10 to accommodate the callandria 10 in the interior 21.
  • the cover assembly 30 is supported on the upper part of the callandria bolt 20 to cover the callandria 10, a reactivity mechanism deck 31, the reaction system deck 31, and the callandria 10.
  • the upper guide tube 32 connected vertically, the side guide tube 33 connected horizontally to the callandria 10, and the upper part of the callandria 10 are connected to release the pressure inside the callandria 10 to the outside.
  • Pressure relief pipes (34) and may include a moderator pipe (moderator pipe) 35 connected to the side and bottom of the callandria 10 and through which the moderator is introduced and discharged. Control devices such as an adjustment rod and an absorbent rod may be inserted into the upper guide tube 32 and the side guide tube 33.
  • the reactor tube 40 includes a coolant supplier pipe 41 that supplies coolant to the callandria 10, a pressure tube 42 horizontally penetrating the callandria 10, and a pressure tube tube 42. ) And connected to the end shield 13, a Calander tube 43, and an end fitting part 44 connected to one surface of the end shield 13.
  • the coolant supplier pipe 41 may be connected to both ends of the pressure pipe tube 42 to supply the coolant to the pressure pipe tube 42.
  • the callandria tube 43 may be connected to the callandria tube sheet 13b of the end shield 13.
  • the upper guide tube 32 is connected to the upper end of the guide tube 51 disposed vertically inside the callandria 10, and the side guide tube 33 is a dock disposed horizontally inside the callandria 10. It may be connected to one end of the material injection tube 52.
  • the guide pipe 51 is a pipe for guiding the reactivity control and monitoring device, and the toxic substance injection pipe 52 is a pipe for injecting a toxic substance for stopping the reactor.
  • Insulation material 90 may be installed on the front and rear surfaces of the callandria 10.
  • the insulating material 90 may cover the surface of the end fitting part 44 exposed to the outside of the callandria 10 for nuclear fuel replacement.
  • the insulating material 90 may be made of aluminum or the like, but is not limited thereto.
  • FIGS. 1 to 3 an exposure prevention apparatus for dismantling the heavy water reactor facility shown in FIGS. 1 to 3 will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.
  • FIG. 4 is a plan view showing a state in which an exposure prevention device for dismantling according to an embodiment is installed in a heavy water reactor facility of a heavy water reactor nuclear power plant
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of an exposure prevention device for dismantling a heavy water reactor facility according to an embodiment
  • Figure 6 is a cross-sectional view showing a state in which the exposure prevention device for disassembly according to an embodiment is installed on the front and rear surfaces of the callandria bolt.
  • the heavy water reactor facility 1000 may be installed in the center of the heavy water reactor nuclear power plant 2000.
  • the location of the heavy water reactor facility 1000 is not necessarily limited thereto.
  • the heavy water reactor nuclear power plant 2000 may have a circular structure on a plane, and a heavy water reactor facility 1000 and various devices may be installed inside the heavy water reactor nuclear power plant 2000 of a circular structure.
  • the heavy water reactor nuclear power plant 2000 may include a heavy water reactor facility 1000 installed in the center thereof, a fuel replacement room 2100 adjacent to the heavy water reactor facility 1000, and a moderator room 2200.
  • a fuel storage room 2300 may be located adjacent to the fuel replacement room 2100.
  • a spent nuclear fuel transfer room 2310, a new fuel loading room 2320, and the like may be installed.
  • a sliding gate 2400 is installed between the fuel storage room 2300 and the fuel replacement room 2100 to control opening and closing between the fuel storage room 2300 and the fuel replacement room 2100.
  • the heavy water reactor nuclear power plant (2000) has a type of operation in which nuclear fuel is periodically replaced during light-phase operation. Nuclear fuel is replaced through the front and rear surfaces of the callandria 10 using a fuel replacement device, and when nuclear fuel is replaced, the sliding gate 2400 is closed to control the access of workers.
  • the fuel replacement room 2100 communicates with the front and rear surfaces of the calandria bolt 20 of the heavy water reactor facility 1000, respectively, and a fuel replacement device may be located.
  • the fuel replacement device can be moved using the fuel replacement rail 2500.
  • the spent nuclear fuel is moved to the fuel storage room 2300 using a fuel replacement device and a fuel replacement rail.
  • the moderator room 2200 is disposed on the side of the silver callandria bolt 20 and can supply a moderator to the callandria 10.
  • a pump for supplying the moderator to the callandria 10 and a heat exchanger for controlling the temperature of the moderator may be installed.
  • a sliding gate 2400 is used to block between the fuel storage room 2300 and the fuel replacement room 2100, thereby controlling access of workers. And, in the case of replacing nuclear fuel, by opening between the fuel storage room 2300 and the fuel replacement room 2100 using the sliding gate 2400, the nuclear fuel that was located in the fuel storage room 2300 using the fuel replacement rail Can be replaced.
  • the front and rear surfaces of the callandria 10 of the heavy water reactor facility 1000 are exposed to the outside to replace nuclear fuel during the operation of the heavy water reactor facility 1000. Accordingly, the front and rear surfaces of the callandria bolt 20 corresponding to the front and rear surfaces of the exposed callandria 10 have openings.
  • the sliding gate 2400 is open to open between the fuel storage room 2300 and the fuel replacement room 2100. Therefore, workers may be exposed by the exposed calandria 10.
  • the exposure prevention device 1 for dismantling the heavy water reactor facility may be installed in the heavy water reactor facility 1000 inside the heavy water reactor nuclear power plant 2000.
  • the exposure prevention apparatus 1 for dismantling a heavy water reactor facility includes a shielding film 100, a plurality of radiation measuring instruments 200, a motion detector 300, a dose display unit 400, And it includes a warning unit 500.
  • the heavy water reactor facility 1000 has the nuclear reactor pipe 40 separated from the callandria 10. State. That is, the heavy water reactor facility 1000 is in a state in which the coolant supplier pipe 41, the pressure pipe tube 42, the callandria tube 43, and the end fitting part 44 are separated from the callandria 10.
  • the shielding film 100 covers the front and rear surfaces of the callandria bolt 20.
  • the shielding film 100 may be positioned between each of the front and rear surfaces of the callandria bolt 20 and the fuel replacement room 2300. Therefore, since the front and rear surfaces of the callandria 10 exposed to the outside for raw material replacement can be blocked from the outside, it is possible to prevent the worker from being exposed to radiation exposure. Since the shielding film 100 is formed larger than the side surface of the callandria 10, most of the radiation can be blocked.
  • a plurality of radiation measuring instruments 200 may be installed on the shielding film 100.
  • the plurality of radiation measuring devices 200 are arranged at equal intervals to obtain information on radiation for each position of the front and rear surfaces of the callandria 10.
  • the motion detector 300 may be installed on the shielding film 100. In this case, the motion detector 300 may be installed between the plurality of radiation measuring devices 200. The motion detector 300 is for detecting that an operator approaches within a certain distance. Accordingly, the motion detector 300 may be installed under the shielding film 100 up to a height at which a worker's motion can be detected.
  • the dose display unit 400 Since the dose display unit 400 is installed on the shielding film 100 and is connected to the radiation meter 200, the dose by the radiation meter 200 can be displayed in real time. Therefore, since the dose display unit 400 displays the dose in real time, it is possible to control the operator's access when there is a large amount of radiation.
  • the warning unit 500 is connected to the motion detector 300 and may warn an operator of a situation detected by the motion detector 300.
  • the warning unit 500 may be a warning light 510 for initial warning or a warning speaker 520 for audibly warning.
  • the warning unit 500 may control the access of the worker using the warning light 510 or the warning speaker 520 when the worker approaches within a certain transaction.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of dismantling a heavy water reactor facility according to an embodiment.
  • the nuclear reactor tube 40 installed in the callandria 10 is dismantled (S10).
  • the insulating material 90 covering the surface of the end fitting part 44 exposed to the outside of the callandria 10 is removed. Then, the coolant supplier pipe 41 that supplies coolant to the callandria 10 is removed. In addition, the end fitting portion 44 connected to the end shield 13 may be removed.
  • the pressure tube tube 42 horizontally penetrating the callandria 10 and the callandria tube 43 surrounding the pressure tube tube 42 may be removed.
  • the pressure pipe tube 42 and the callandria tube 43, which are highly irradiated, in advance exposure of the worker and the risk of dismantling work can be minimized.
  • an exposure prevention device 1 is installed on both sides of the callandria bolt 20 (S20).
  • Such an exposure prevention device 1 is installed on both sides of the callandria bolt 20 to cover the front and rear surfaces of the callandria 10. Therefore, it is possible to minimize problems such as exposure of workers and radioactive leakage due to the front and rear surfaces of the callandria 10 exposed to the outside for nuclear fuel replacement.
  • reaction system deck 31, the upper guide tube 32, the side guide tube 33, the pressure relief pipe 34, and the moderator pipe 35 are connected from the callandria 10 and the callandria bolt 20. Remove.
  • internal structures such as the guide tube 51 and the toxic substance injection tube 52 located inside the callandria 10 are drawn out to the outside of the callandria 10 and disassembled.
  • the shielding slab 50 and the liner plate 60 which are internal structures of the calandria bolt 20, may be removed. 2 and 3, the shielding slab 50 is installed at the boundary between the callandria bolt 20 and the end shield 13, and the shielding slab 50 is radiated from the callandria 10 It is installed to more completely shield it.
  • the liner plate 60 is located on the inner wall of the callandria bolt 20 and may be fixed to the callandria bolt 20 by using an anchor. The liner plate 60 is installed on the entire inner wall of the callandria bolt 20 to prevent leakage of hard water filled in the callandria bolt 20.
  • the liner plate 60 may be made of carbon steel.
  • a plurality of shielding balls 13c and shielding water 13d distributed inside the terminal shield 13 shown in FIG. 3 can be removed. And, it is possible to separate the upper concrete and lower concrete of the callandria bolt 20 by using a cutting means such as a wire saw (wire saw). And, the terminal shield 13 can be removed.

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Abstract

일 실시예에 따른 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치는 칼란드리아를 내부에 수납하는 칼란드리아 볼트의 정면 및 배면을 덮는 차폐막; 상기 차폐막에 설치되는 복수개의 방사선 계측기; 그리고 상기 차폐막에 설치되는 동작 감지기를 포함한다.

Description

중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치 및 이를 이용한 중수로 시설의 해체 방법
본 발명은 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치 및 이를 이용한 중수로 시설의 해체 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 원자력 발전에 이용되는 원자력 시설 중 중수로 시설은 칼란드리아(Calandria) 및 칼란드리아를 내부에 수납하는 칼란드리아 볼트(Calandria vault)를 포함한다.
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.
이러한 칼란드리아의 정면 및 배면은 핵연료 교체를 위해 외부로 노출되므로, 고방사화 구조물인 칼란드리아 및 칼란드리아 볼트를 해체할 경우 작업자의 피폭 및 방사능 누출 등의 우려가 있다.
본 실시예는 중수로 시설의 해체 시 칼란드리아 주변에 위치한 작업자의 피폭을 저감하고 산업 안전을 도모할 수 있는 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치 및 이를 이용한 중수로 시설의 해체 방법에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치는 칼란드리아 및 상기 칼란드리아를 내부에 수납하는 칼란드리아 볼트의 양면을 덮는 차폐막; 상기 차폐막에 설치되는 복수개의 방사선 계측기; 그리고 상기 차폐막에 설치되는 동작 감지기를 포함한다.
상기 차폐막에 설치되며 상기 방사선 계측기에 의한 선량을 표시하는 선량 표시부를 더 포함할 수 있다.
상기 동작 감지기에 연결되며, 상기 동작 감지기에 의해 감지된 상황을 작업자에게 경고하는 경고부를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 중수로 시설의 해체 방법은 메인 쉘 및 서브 쉘을 포함하는 칼란드리아(calandria), 상기 칼란드리아를 내부에 수납하는 칼란드리아 볼트(calandria vault), 상기 칼란드리아를 수평으로 관통하는 압력관 튜브 및 상기 압력관 튜브를 둘러싸는 칼란드리아 튜브를 포함하는 원자로관, 그리고 상기 칼란드리아 볼트에 설치되는 커버 조립체를 포함하는 중수로 시설의 해체 방법에 있어서, 상기 칼란드리아에 설치된 상기 원자로관을 해체하는 단계; 상기 칼란드리아 볼트의 양측에 피폭 방지 장치를 설치하는 단계; 상기 칼란드리아를 덮는 상기 커버 조립체를 해체하는 단계; 상기 칼란드리아를 해체하는 단계; 그리고 상기 칼란드리아 볼트를 해체하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 칼란드리아는 상기 서브 쉘에 연결된 종단 차폐체(End shield)를 더 포함하고, 상기 원자로관을 해체하는 단계는 상기 칼란드리아에 냉각재를 공급하는 냉각재 공급자관(Feeder)을 제거하는 단계, 상기 종단 차폐체에 연결된 엔드 피팅부(End fitting part)를 제거하는 단계, 그리고 상기 압력관 튜브 및 상기 칼란드리아 튜브를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 커버 조립체는 상기 칼란드리아 볼트의 상부에 지지되어 상기 칼란드리아를 커버하는 반응도 장치 갑판(reactivity mechanism deck), 상기 칼란드리아에 수직으로 연결된 상부 가이드 튜브, 상기 칼란드리아에 수평으로 연결된 측면 가이드 튜브, 상기 칼란드리아의 상부에 연결된 압력 방출 배관, 그리고 상기 칼란드리아의 하부 및 측면에 연결되며 감속재가 흐르는 감속재 배관을 포함하고, 상기 커버 조립체를 해체하는 단계는 상기 상부 가이드 튜브를 해체하는 단계, 상기 측면 가이드 튜브를 해체하는 단계, 상기 압력 방출 배관을 제거하는 단계, 상기 감속재 배관을 제거하는 단계, 그리고 상기 반응도 장치 갑판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피폭 방지 장치는 상기 칼란드리아 볼트의 정면 및 배면을 덮는 차폐막, 상기 차폐막에 설치되는 복수개의 방사선 계측기, 그리고 상기 차폐막에 설치되는 동작 감지기를 포함할 수 있다.
상기 차폐막에 설치되는 선량 표시부를 이용하여 상기 방사선 계측기에 의한 선량을 표시할 수 있다.
상기 동작 감지기에 연결되는 경고부를 이용하여 상기 동작 감지기에 의해 감지된 상황을 작업자에게 경고할 수 있다.
상기 칼란드리아를 해체하는 단계는 상기 칼란드리아 볼트의 상부를 통해 이송 장치를 상기 칼란드리아 볼트의 상기 내부로 삽입하여 상기 칼란드리아의 상기 메인 쉘을 지지하는 단계, 절단 장치를 이용하여 상기 칼란드리아의 상기 메인 쉘과 상기 서브 쉘 사이를 절단하는 단계, 그리고 상기 이송 장치를 이용하여 상기 칼란드리아 볼트의 내부로부터 상기 칼란드리아의 상기 메인 쉘을 상기 칼란드리아 볼트의 상기 외부로 인출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치를 칼란드리아의 정면 및 배면을 덮도록 형성함으로써, 핵연료 교체를 위해 외부로 노출되는 칼란드리아의 정면 및 배면에 의한 작업자의 피폭 및 방사능 누출 등의 문제를 최소화할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 중수로 시설의 개략적인 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 중수로 시설의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분의 확대도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 해체용 피폭 방지 장치를 중수로 원전의 중수로 시설에 설치한 상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치의 개략적인 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 해체용 피폭 방지 장치를 칼란드리아 볼트의 정면 및 배면에 설치한 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 중수로 시설의 해체 방법을 도시한 순서도이다.
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 중수로 시설의 개략적인 사시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 중수로 시설의 개략적인 측면도이며, 도 3은 도 2의 A 부분의 확대도이다.
이하에서는, 중수로 시설로서 칼란드리아(calandria)를 포함하는 캔두형(CANDU)형 중수로 시설을 일례로 설명하나, 중수로 시설은 이에 한정되지는 않는다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 중수로 시설(1000)은 칼란드리아(Calandria)(10), 칼란드리아(10)를 그 내부(21)에 수납하는 칼란드리아 볼트(Calandria vault)(20), 칼란드리아 볼트(20)의 상부(22)에 위치하여 칼란드리아(10)를 커버하는 반응도 장치 갑판(reactivity mechanism deck)(31)를 포함하는 커버 조립체(30), 칼란드리아(10)에 설치된 원자로관(40)을 포함한다.
칼란드리아(Ccalandria)(10)는 중앙에 위치하는 메인 쉘(11) 및 메인 쉘(11)의 양 단부에 연결된 서브 쉘(12), 서브 쉘(12)에 연결된 종단 차폐체(End shield)(13)를 포함할 수 있다.
종단 차폐체(13)는 서로 마주보는 퓨얼링 튜브 시트(Fueling tube sheet)(13a) 및 칼란드리아 튜브 시트(Calandria tube sheet)(13b), 칼란드리아 튜브 시트(13b)와 퓨얼링 튜브 시트(13a) 사이를 채우는 복수개의 차폐 볼(13c) 및 차폐수(13d)를 포함할 수 있다. 차폐 볼(13c)은 탄소강으로 이루어진 볼(ball)일 수 있고, 차폐수(13d)는 경수일 수 있다.
칼란드리아 볼트(Calandria vault)(20)는 칼란드리아(10)의 종단 차폐체(13)를 지지하여 칼란드리아(10)를 내부(21)에 수납할 수 있다.
커버 조립체(30)는 칼란드리아 볼트(20)의 상부에 지지되어 칼란드리아(10)를 커버하는 반응도 장치 갑판(reactivity mechanism deck)(31), 반응도 장치 갑판(31)과 칼란드리아(10)를 수직으로 연결하는 상부 가이드 튜브(32), 칼란드리아(10)에 수평으로 연결된 측면 가이드 튜브(33), 칼란드리아(10)의 상부와 연결되며 칼란드리아(10) 내부의 압력을 외부로 방출하는 압력 방출 배관(pressure relief pipes)(34), 그리고 칼란드리아(10)의 측면 및 하부와 연결되며 감속재가 유입 및 유출되는 감속재 배관(moderator pipe)(35)을 포함할 수 있다. 상부 가이드 튜브(32) 및 측면 가이드 튜브(33)에 조절봉 및 흡수봉과 같은 제어 장치가 삽입될 수 있다.
원자로관(40)은 칼란드리아(10)에 냉각재를 공급하는 냉각재 공급자관(Feeder)(41), 칼란드리아(10)를 수평으로 관통하는 압력관 튜브(Pressure tube)(42), 압력관 튜브(42)를 둘러싸며 종단 차폐체(13)와 연결되는 칼란드리아 튜브(Calandria tube)(43), 종단 차폐체(13)의 일면에 연결된 엔드 피팅부(End fitting part)(44)를 포함할 수 있다. 냉각재 공급자관(41)은 압력관 튜브(42)의 양단에 연결되어 압력관 튜브(42)로 냉각재를 공급할 수 있다.
칼란드리아 튜브(43)는 종단 차폐체(13)의 칼란드리아 튜브 시트(13b)와 연결될 수 있다.
상부 가이드 튜브(32)는 칼란드리아(10)의 내부에 수직으로 배치된 안내관(51)의 상단과 연결되며, 측면 가이드 튜브(33)는 칼란드리아(10)의 내부에 수평으로 배치된 독물질 주입관(52)의 일단과 연결될 수 있다. 안내관(51)은 반응도 조절 및 감시 장치를 안내하기 위한 배관이며, 독물질 주입관(52)은 원자로 정지를 위한 독물질을 주입하기 위한 배관이다.
칼란드리아(10)의 정면 및 배면에는 보온재(90)가 설치될 수 있다. 보온재(90)는 핵연료 교체를 위해 칼란드리아(10)의 외부로 노출된 엔드 피팅부(End fitting part)(44)의 표면을 덮을 수 있다. 이러한 보온재(90)는 알루미늄 등으로 이루어질 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 도 4 내지 도 6을 참고로 하여 도 1 내지 도 3에 도시된 중수로 시설의 해체 용 피폭 방지 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 해체용 피폭 방지 장치를 중수로 원전의 중수로 시설에 설치한 상태를 도시한 평면도이며, 도 5는 일 실시예에 따른 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치의 개략적인 사시도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 해체용 피폭 방지 장치를 칼란드리아 볼트의 정면 및 배면에 설치한 상태를 도시한 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 중수로 시설(1000)은 중수로 원전(2000)의 중앙부에 설치될 수 있다. 그러나, 중수로 시설(1000)의 위치는 이에 반드시 한정되는 것은 아니다.
중수로 원전(2000)은 평면상 원형 구조를 가질 수 있으며, 원형 구조의 중수로 원전(2000)의 내부에 중수로 시설(1000) 및 다양한 장치들이 설치될 수 있다.
중수로 원전(2000)은 그 중앙부에 설치된 중수로 시설(1000), 중수로 시설(1000)에 인접하는 연료 교체 룸(2100), 그리고 감속재 룸(2200)을 포함할 수 있다. 그리고, 연료 교체 룸(2100)과 인접하여 연료 보관 룸(2300)이 위치할 수 있다. 연료 보관 룸(2300)에는 사용 후 핵연료 이송 룸(2310), 신연료 장전 룸(2320) 등이 설치될 수 있다.
그리고, 연료 보관 룸(2300)과 연료 교체 룸(2100) 사이는 슬라이딩 게이트(2400)가 설치되어 연료 보관 룸(2300)과 연료 교체 룸(2100) 간의 개폐를 조절할 수 있다.
중수로 원전(2000)은 경상 운전 중 주기적으로 핵 연료를 교체하는 운전 형태를 갖고 있다. 핵연료는 연료 교체 장치를 이용하여 칼란드리아(10)의 정면 및 배면을 통해 교체되며, 핵연료 교체 시 슬라이딩 게이트(2400)를 닫아 작업자의 출입을 통제한다.
연료 교체 룸(2100)은 중수로 시설(1000)의 칼란드리아 볼트(20)의 정면 및 배면과 각각 연통되며 연료 교체 장치가 위치할 수 있다. 연료 교체 장치는 연료 교체 레일(2500)을 이용하여 이동할 수 있다. 사용 후 핵연료는 연료 교체 장치 및 연료 교체 레일을 이용하여 연료 보관 룸(2300)으로 이동된다.
감속재 룸(Moderator room)(2200)은 은 칼란드리아 볼트(20)의 측면에 배치되며 칼란드리아(10)에 감속재를 공급할 수 있다. 감속재 룸(2200)에는 칼란드리아(10)에 감속재를 공급하기 위한 펌프, 그리고 감속재의 온도를 조절하기 위한 열교환기가 설치될 수 있다.
중수로 시설(1000)의 운전 중에는 슬라이딩 게이트(2400)를 이용하여 연료 보관 룸(2300)과 연료 교체 룸(2100) 사이를 차단함으로써, 작업자의 출입을 통제한다. 그리고, 핵연료를 교체하는 경우에는 슬라이딩 게이트(2400)를 이용하여 연료 보관 룸(2300)과 연료 교체 룸(2100) 사이를 개방함으로써, 연료 교체 레일을 이용하여 연료 보관 룸(2300)에 위치하던 핵연료를 교체할 수 있다.
중수로 시설(1000)의 칼란드리아(10)의 정면 및 배면은 중수로 시설(1000)의 운전 중 핵연료를 교체하기 위해 외부로 노출되어 있다. 따라서, 노출된 칼란드리아(10)의 정면 및 배면에 대응하는 칼란드리아 볼트(20)의 정면 및 배면은 개구부를 가지게 된다.
원전 해체 시에는 연료 교체 장치가 존재하지 않고, 슬라이딩 게이트(2400)는 오픈되어 연료 보관 룸(2300)과 연료 교체 룸(2100) 사이를 개방하고 있다. 따라서, 노출된 칼란드리아(10)에 의해 작업자는 피폭될 수 있다. 특히, 중수로 원전(2000)을 해체하는 경우, 칼란드리아(10) 및 칼란드리아 볼트(20)를 제외한 중수로 원전(2000) 내부에 위치하는 주변 구조물을 우선적으로 해체하기 위해 중수로 원전(2000) 내부에 투입된 작업자가 피폭될 수 있다.
이를 방지하기 위해 본 실시예에서는 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치(1)를 중수로 원전(2000) 내부의 중수로 시설(1000)에 설치할 수 있다.
이에 대해 이하에서 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따른 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치(1)는 차폐막(100), 복수개의 방사선 계측기(200), 동작 감지기(300), 선량 표시부(400), 그리고 경고부(500)를 포함한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치(1)를 중수로 시설(1000)에 설치하기 전에, 중수로 시설(1000)은 원자로관(40)이 칼란드리아(10)로부터 분리된 상태이다. 즉, 중수로 시설(1000)은 냉각재 공급자관(41), 압력관 튜브(42), 칼란드리아 튜브(43), 그리고 엔드 피팅부(44)가 칼란드리아(10)로부터 분리된 상태이다.
도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 차폐막(100)은 칼란드리아 볼트(20)의 정면 및 배면을 덮는다. 이러한 차폐막(100)은 칼란드리아 볼트(20)의 정면 및 배면의 각각과 연료 교체 룸(2300) 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 원료 교체를 위해 외부로 노출된 칼란드리아(10)의 정면 및 배면을 외부와 차단할 수 있으므로, 작업자가 방사선 피폭에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 차폐막(100)은 칼란드리아(10)의 측면보다 크게 형성되므로 방사선을 대부분 차단할 수 있다.
복수개의 방사선 계측기(200)는 차폐막(100)에 설치될 수 있다. 복수개의 방사선 계측기(200)는 동일한 간격으로 배치되어 칼란드리아(10)의 정면 및 배면의 위치별 방사선에 관한 정보를 취득할 수 있다.
동작 감지기(300)는 차폐막(100)에 설치될 수 있다. 이 때, 동작 감지기(300)는 복수개의 방사선 계측기(200) 사이에 설치될 수 있다. 동작 감지기(300)는 일정 거리 내로 작업자가 접근하는 것을 감지하기 위한 것이다. 따라서, 동작 감지기(300)는 작업자의 동작을 감지할 수 있는 높이까지인 차폐막(100)의 하부에 설치될 수 있다.
선량 표시부(400)는 차폐막(100)에 설치되며 방사선 계측기(200)에 연결되어 있으므로, 방사선 계측기(200)에 의한 선량을 실시간으로 표시할 수 있다. 따라서, 선량 표시부(400)는 선량을 실시간으로 표시하므로, 방사선이 많은 경우 작업자의 접근을 통제할 수 있다.
경고부(500)는 동작 감지기(300)에 연결되며, 동작 감지기(300)에 의해 감지된 상황을 작업자에게 경고할 수 있다. 경고부(500)는 시작적으로 경고하는 경고등(510) 또는 청각적으로 경고하는 경고 스피커(520)일 수 있다. 경고부(500)는 일정 거래 내로 작업자가 접근하는 경우 경고등(510) 또는 경고 스피커(520)를 이용하여 작업자의 접근을 통제할 수 있다.
이와 같이, 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치(1)를 칼란드리아(10)의 정면 및 배면을 덮도록 형성함으로써, 핵연료 교체를 위해 외부로 노출되는 칼란드리아(10)의 정면 및 배면에 의한 작업자의 피폭 및 방사능 누출 등의 문제를 최소화할 수 있다.
이하에서, 도 4 내지 도 6에 도시된 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치를 이용하여 도 1 내지 도 4에 도시된 중수로 시설을 해체하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 7은 일 실시예에 따른 중수로 시설의 해체 방법을 도시한 순서도이다.
우선, 도 7에 도시한 바와 같이, 칼란드리아(10)에 설치된 원자로관(40)을 해체한다(S10).
즉, 칼란드리아(10)의 외부로 노출된 엔드 피팅부(End fitting part)(44)의 표면을 덮는 보온재(90)를 제거한다. 그리고, 칼란드리아(10)에 냉각재를 공급하는 냉각재 공급자관(Feeder)(41)을 제거한다. 그리고, 종단 차폐체(13)에 연결된 엔드 피팅부(44)를 제거할 수 있다.
그리고, 칼란드리아(10)를 수평으로 관통하는 압력관 튜브(42) 및 압력관 튜브(42)를 둘러싸는 칼란드리아 튜브(43)를 제거할 수 있다. 이와 같이, 방사화가 심한 압력관 튜브(42) 및 칼란드리아 튜브(43)를 미리 제거함으로써 작업자의 피폭 및 해체 작업의 위험도를 최소화할 수 있다.
다음으로, 칼란드리아 볼트(20)의 양측에 피폭 방지 장치(1)를 설치한다(S20). 이러한 피폭 방지 장치(1)는 칼란드리아 볼트(20)에 양측에 설치되어 칼란드리아(10)의 정면 및 배면을 덮게 된다. 따라서, 핵연료 교체를 위해 외부로 노출되는 칼란드리아(10)의 정면 및 배면에 의한 작업자의 피폭 및 방사능 누출 등의 문제를 최소화할 수 있다
피폭 방지 장치(1)에 설치된 복수개의 방사선 계측기(200) 및 선량 표시부(400)를 통해 칼란드리아(10)의 정면 및 배면의 위치별 방사선에 관한 정보를 취득하여 실시간으로 작업자에게 알려줄 수 있으므로, 작업자의 피폭을 최소화할 수 있다.
또한, 피폭 방지 장치(1)에 설치된 동작 감지기(300) 및 경고부(500)를 통해 작업자의 피폭을 최소화할 수 있다.
다음으로, 칼란드리아(10) 및 칼란드리아 볼트(20)에 설치된 커버 조립체(30)를 해체한다(S30).
즉, 반응도 장치 갑판(31), 상부 가이드 튜브(32), 측면 가이드 튜브(33), 압력 방출 배관(34), 그리고 감속재 배관(35)을 칼란드리아(10) 및 칼란드리아 볼트(20)로부터 제거한다. 그리고, 칼란드리아(10)의 내부에 위치한 안내관(51) 및 독물질 주입관(52) 등의 내부 구조물을 칼란드리아(10)의 외부로 인출하여 해체한다.
다음으로, 칼란드리아(10)를 해체한다(S40).
칼란드리아 볼트(20)의 상부(22)를 통해 칼란드리아(10)의 메인 쉘(11)과 서브 쉘(12) 사이를 절단하고, 절단된 메인 쉘(11)을 칼란드리아 볼트(20)의 외부로 인출한다. 그리고, 칼란드리아 볼트(20)의 내부 구조물인 차폐 슬랩(50) 및 라이너 플레이트(liner plate)(60)를 제거할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 차폐 슬랩(50)은 칼란드리아 볼트(20)와 종단 차폐체(13)의 경계부에 설치되며, 차폐 슬랩(50)은 칼란드리아(10)로부터 방출되는 방사능을 보다 완벽히 차폐하기 위해 설치된다. 그리고, 라이너 플레이트(liner plate)(60)는 칼란드리아 볼트(20)의 내벽에 위치하며, 앵커(anchor)를 이용하여 칼란드리아 볼트(20)에 고정될 수 있다. 이러한 라이너 플레이트(60)는 칼란드리아 볼트(20) 내부에 채워진 경수가 누수되는 것을 방지하기 위해 칼란드리아 볼트(20) 내벽 전체에 설치된다. 라이너 플레이트(60)는 탄소강으로 이루어질 수 있다.
다음으로, 칼란드리아 볼트(20)를 해체한다(S50).
도 3에 도시된 종단 차폐체(13) 내부에 분포된 복수개의 차폐 볼(13c) 및 차폐수(13d)를 제거할 수 있다. 그리고, 와이어 쏘(wire saw)와 같은 절단 수단을 이용하여 칼란드리아 볼트(20)의 상부 콘크리트 및 하부 콘크리트로 분리할 수 있다. 그리고, 종단 차폐체(13)를 제거할 수 있다.
이상과 같이, 일 실시예에 따른 중수로 시설의 해체 방법을 이용함으로써, 해체 공정 중 칼란드리아 볼트(20) 및 그 내부에 수납된 고방사화 구조물인 칼란드리아(10)에 의한 작업자의 피폭 및 방사능 누출을 최소화할 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 (10)

  1. 칼란드리아 및 상기 칼란드리아를 내부에 수납하는 칼란드리아 볼트를 포함하는 중수로 시설의 정면 및 배면을 덮는 차폐막;
    상기 차폐막에 설치되는 복수개의 방사선 계측기; 그리고
    상기 차폐막에 설치되는 동작 감지기
    를 포함하는 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 중수로 시설은 중수로 원전의 중앙부에 설치되며,
    상기 중수로 원전은
    상기 중수로 시설의 상기 칼란드리아 볼트의 정면 및 배면과 각각 연통되며 연료를 교체하는 연료 교체 룸, 그리고
    상기 칼란드리아 볼트의 측면에 배치되며 상기 칼란드리아에 감속재를 공급하는 감속재 룸
    을 포함하고,
    상기 차폐막은 상기 칼란드리아 볼트의 정면 및 배면의 각각과 상기 연료 교체 룸 사이에 위치하는 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 차폐막에 설치되며 상기 방사선 계측기에 의한 선량을 표시하는 선량 표시부를 더 포함하는 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 동작 감지기에 연결되며, 상기 동작 감지기에 의해 감지된 상황을 작업자에게 경고하는 경고부를 더 포함하는 중수로 시설의 해체용 피폭 방지 장치.
  5. 메인 쉘 및 서브 쉘을 포함하는 칼란드리아(calandria), 상기 칼란드리아를 내부에 수납하는 칼란드리아 볼트(calandria vault), 상기 칼란드리아를 수평으로 관통하는 압력관 튜브 및 상기 압력관 튜브를 둘러싸는 칼란드리아 튜브를 포함하는 원자로관, 그리고 상기 칼란드리아 볼트에 설치되는 커버 조립체를 포함하는 중수로 시설의 해체 방법에 있어서,
    상기 칼란드리아에 설치된 상기 원자로관을 해체하는 단계;
    상기 칼란드리아 볼트의 정면 및 배면에 피폭 방지 장치를 설치하는 단계;
    상기 칼란드리아를 덮는 상기 커버 조립체를 해체하는 단계;
    상기 칼란드리아를 해체하는 단계; 그리고
    상기 칼란드리아 볼트를 해체하는 단계
    를 포함하는 중수로 시설의 해체 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 칼란드리아는 상기 서브 쉘에 연결된 종단 차폐체(End shield)를 더 포함하고,
    상기 원자로관을 해체하는 단계는
    상기 칼란드리아에 냉각재를 공급하는 냉각재 공급자관(Feeder)을 제거하는 단계,
    상기 종단 차폐체에 연결된 엔드 피팅부(End fitting part)를 제거하는 단계, 그리고
    상기 압력관 튜브 및 상기 칼란드리아 튜브를 제거하는 단계
    를 포함하는 중수로 시설의 해체 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 커버 조립체는 상기 칼란드리아 볼트의 상부에 지지되어 상기 칼란드리아를 커버하는 반응도 장치 갑판(reactivity mechanism deck), 상기 칼란드리아에 수직으로 연결된 상부 가이드 튜브, 상기 칼란드리아에 수평으로 연결된 측면 가이드 튜브, 상기 칼란드리아의 상부에 연결된 압력 방출 배관, 그리고 상기 칼란드리아의 하부 및 측면에 연결되며 감속재가 흐르는 감속재 배관을 포함하고,
    상기 커버 조립체를 해체하는 단계는
    상기 상부 가이드 튜브를 해체하는 단계,
    상기 측면 가이드 튜브를 해체하는 단계,
    상기 압력 방출 배관을 제거하는 단계,
    상기 감속재 배관을 제거하는 단계, 그리고
    상기 반응도 장치 갑판을 제거하는 단계
    를 포함하는 중수로 시설의 해체 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 피폭 방지 장치는
    상기 칼란드리아 볼트의 양면을 덮는 차폐막,
    상기 차폐막에 설치되는 복수개의 방사선 계측기, 그리고
    상기 차폐막에 설치되는 동작 감지기
    를 포함하는 중수로 시설의 해체 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 차폐막에 설치되는 선량 표시부를 이용하여 상기 방사선 계측기에 의한 선량을 표시하는 중수로 시설의 해체 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 동작 감지기에 연결되는 경고부를 이용하여 상기 동작 감지기에 의해 감지된 상황을 작업자에게 경고하는 중수로 시설의 해체 방법.
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