KR101241126B1 - Method and device for radioactive liquid waste treatment using the machinery vapor recompression steam - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A radioactive waste liquid processing method using machinery vapor recompression steam and a radioactive waste liquid processing apparatus are provided to reduce energy consumption by reusing latent heat of the steam with a machinery vapor recompression method. CONSTITUTION: A concentrated water transfer pump(5) transfers concentrated water from a concentrated water storage tank(6). A heat exchanger(4) is connected to the concentrated water transfer pump and preheats the concentrated water. A high steam flowing terminal(14) transmits latent heat of high temperature and pressure steam from a high pressure input unit(12) to the concentrated water. A liquid distribution terminal(17) includes a nozzle(17) and a low pressure steam path(173) to transmit the low pressure steam. A drum(18) stores dry powder generated by drying the concentrate water. [Reference numerals] (AA) Recirculation high pressure steam; (BB) Discharge steam; (CC) Low pressures steam

Description

기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR RADIOACTIVE LIQUID WASTE TREATMENT USING THE MACHINERY VAPOR RECOMPRESSION STEAM}TECHNICAL FIELD AND DEVICE FOR RADIOACTIVE LIQUID WASTE TREATMENT USING THE MACHINERY VAPOR RECOMPRESSION STEAM

본 발명은 기계식 증기 재압축(Machinery Vapor Recompression, MVR) 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계식 증기 재압축 기술을 이용하여 방사성 폐액을 농축 및 건조하여 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating radioactive waste liquid using mechanical vapor recompression (MVR) steam and a device thereof, and more particularly to a method for concentrating and drying radioactive waste liquid using mechanical vapor recompression technology. And to an apparatus.

방사성 폐기물은 핵에너지를 사용하는 과정에서 발생하는 불필요한 방사성물질로, 원자력시설이나 방사성물질을 다루는 작업장 또는 실험실에서 나오는 폐기물, 핵분열생성물, 냉각수, 냉각가스 등의 누출물뿐 아니라　실험이나 작업에 사용된 공구, 헝겊, 종이, 세척수 등을 포함한다. 이러한 방사성 폐기물의 처리방법은 폐기물이 고체, 액체, 기체 인지에 따라 달라지는데, 액체 방사성 폐기물의 경우에는 지하에 매장할 수 없으며 아주 적은 양의 누설로 인하여서도 토양 및 환경을 오염시킬 우려가 고체 폐기물 보다 크며, 운반 및 처리가 고체 폐기물보다 까다로운 문제점이 있다.Radioactive waste is an undesired radioactive material generated from the use of nuclear energy.It is used for experiments or work as well as for the release of wastes, fission products, cooling water and cooling gases from nuclear facilities or workshops or laboratories dealing with radioactive materials. Tools, rags, paper, wash water, etc. The treatment of radioactive waste depends on whether the waste is solid, liquid, or gas. Liquid radioactive waste cannot be buried underground, and there is a greater risk of polluting the soil and the environment with very little leakage than solid waste. It is large, and transport and disposal are more difficult than solid waste.

일반적으로, 원자력 발전소에서 운전 중에 발생하는 액체 방사성 폐기물은 역삼투막과 이온교환수지로 처리하여 방사성 오염 물질을 농축물속으로 분리하여 드럼통에 넣거나 또는 화학적으로 처리한 후 대량의 물로 희석해서 방류하여 처리할 수 있으며, 환경으로는 처리된 깨끗한 물을 방출한다. 여기서 발생하는 방사성 오염 물질이 포함된 농축물(1% 이하의 용존 고체 입자 포함)은 부피도 크며 별도의 농축 건조시스템을 이용하여 고형물질로 만들어 처분하게 된다. In general, liquid radioactive waste generated during operation in a nuclear power plant can be treated with reverse osmosis membranes and ion exchange resins to separate radioactive contaminants into concentrates, put them in drums, or chemically treat them, and dilute them with large amounts of water for disposal. And releases treated clean water to the environment. Concentrates containing radioactive contaminants (including less than 1% dissolved solids) are bulky and are disposed of as solids using a separate concentrated drying system.

종래에 농축 건조 시스템은 주로 스팀을 이용하여 증발 농축시키거나 이온교환 수지탑을 이용하여 처리하는 것이다. 그러나, 이러한 인위적인 열원을 사용하는 방법은 에너지 소모가 많을 뿐만 아니라, 처리효율도 낮아서 경제적이지 못하다. 따라서, 에너지 소모가 적으면서도 처리 효율이 높은 시스템이 요구되고 있는 실정이다.Conventionally, a concentrated drying system is mainly concentrated by evaporation using steam or treatment using an ion exchange resin tower. However, the method of using such an artificial heat source is not only energy consuming, but also low in processing efficiency and therefore not economical. Therefore, there is a demand for a system with low energy consumption and high processing efficiency.

이러한 문제를 해결하고자 대한민국 등록특허 제 662056 호에는 태양열을 이용한 액체 방사성 폐기물의 처리 시스템에 대하여 개시되어 있으나, 이는 초기 설치 비용이 많이 들며, 넓은 공간이 필요하다는 문제점이 남아있다.In order to solve this problem, Korean Patent No. 662056 discloses a system for treating liquid radioactive waste using solar heat, but this requires a large initial installation cost and requires a large space.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 기계식 증기 재압축 (MVR) 기술을 적용한 액체 폐기물 농축 및 건조시스템을 가지는 드럼식 장치로, 타 증발 방식(단일, 다중, 열 압축식 등)과 같이 농축 장치에서 발생한 증기를 냉각시켜 버리는 것이 아니고, 대부분의 열량을 회수하여 가열원으로 재이용하는 것으로, 에너지 효율이 크며, 가열 열원 및 냉각수가 거의 불필요하다. 또한, 일부 원자력 발전소에서는 발생되고 있는 농축수를 농축 건조 공정 후에 폴리머 고화공정을 통하여 드럼화 시키고 있으나, 본 발명은 일괄 공정으로 매우 간소화시킨 것이다.Therefore, in order to solve this problem, the present invention is a drum type apparatus having a liquid waste concentration and drying system to which mechanical vapor recompression (MVR) technology is applied, and a concentration apparatus such as other evaporation methods (single, multiple, thermal compression, etc.). Instead of cooling the steam generated in the system, most of the heat is recovered and reused as a heating source. The energy efficiency is high, and the heating heat source and the cooling water are almost unnecessary. In addition, in some nuclear power plants, the concentrated water generated is drumized through a polymer solidification process after the concentrated drying process, but the present invention is very simplified in a batch process.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기계식 증발 재압축(MVR)을 이용하여 증기의 잠열을 열원으로 사용하여 에너지 효율이 높으며, 농축 및 건조 공정을 통합한 액체 방사성 폐기물을 처리하는 방법 및 장치를 제공하는 것으로, 상기 농축 및 건조시킨 고형화된 폐기물이 포함된 드럼을 농축 건조 장치로부터 분리하여 곧바로 처리하는 기계식 증기 재압축(MVR) 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to use the latent heat of steam as a heat source using a mechanical evaporation recompression (MVR), high energy efficiency, liquid radioactive integrating the concentration and drying process A method and apparatus for treating waste, comprising: a method for treating radioactive waste liquid using mechanical vapor recompression (MVR) steam which separates the drum containing the concentrated and dried solidified waste from the concentrated drying apparatus and immediately treats the same; To provide a device.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 In order to achieve the above object,

1) 농축수가 열교환기(4)에서 고온의 응축수로부터 열을 받아 가열되는 1차 승온 단계;1) a first heating step in which the concentrated water receives heat from the hot condensate in the heat exchanger 4 and is heated;

2) 상기 가열된 농축수가 폐액 농축 건조 장치(1)의 상단에 위치한 농축수 유입단(11)으로 유입되어 순환하는 동안, 고압증기 유입단(12)의 고온고압증기의 잠열에 의해 농축수가 가열되는 2차 승온 단계;2) The concentrated water is heated by latent heat of the high temperature and high pressure steam of the high pressure steam inlet stage 12 while the heated concentrated water flows into the concentrated water inlet stage 11 located at the top of the waste liquid concentration drying apparatus 1 and circulates. A second temperature increase step;

3) 상기 2)단계에서 가열된 농축수가 제 1 농축수 흐름단(13)으로 유입되어, 고압증기 유입단(12) 및 고압증기 흐름단(14)을 순환하는 고온고압 증기의 잠열에 의해 가열되는 3차 승온단계;3) The concentrated water heated in step 2) is introduced into the first concentrated water flow stage 13 and heated by latent heat of high temperature and high pressure steam circulating the high pressure steam inlet stage 12 and the high pressure steam flow stage 14. A third temperature increase step;

4) 상기 3)단계에서 가열된 농축수가 제 2 농축수 흐름단(15)에 유입되어 순환하는 동안, 고압증기 흐름단(14)을 순환하는 고온고압 증기의 잠열에 의해 가열되는 4차 승온 단계;4) the fourth temperature increase step in which the concentrated water heated in the step 3) is heated by latent heat of the high temperature and high pressure steam circulating the high pressure steam flow stage 14 while circulating through the second concentrated water flow stage 15. ;

5) 상기 4)단계에서 가열된 농축수가 액체 분배단(17)을 통해 드럼(18) 내부에 액적으로 분사되고, 농축수 안에 포함되어 있던 용존 고체 입자들이 건조분말로 생성되는 단계;5) spraying the concentrated water heated in step 4) into the droplets through the liquid distribution stage 17 into the drum 18, and dissolving the solid particles contained in the concentrated water into dry powder;

6) 상기 액적이 드럼 내부에서 저압의 증기로 변하여 액체 분배단의 저압증기통로구(173)를 통과하여 저압 증기 흐름단(16)으로 유입되는 단계;및6) converting the liquid droplets into low-pressure steam inside the drum and entering the low-pressure steam flow stage 16 through the low-pressure steam passage port 173 of the liquid distribution stage; and

7) 상기 저압 증기 흐름단으로 유입된 저압 증기가 기계식 증기 재압축(MVR) 펌프(3)에 의해 단열압축되어 고온고압의 증기 상태로 고압증기 유입단(12)으로 재유입되는 단계를 포함하는 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 방법을 제공한다.7) the low pressure steam introduced into the low pressure steam flow stage is adiabatic compressed by a mechanical vapor recompression (MVR) pump (3) and re-introduced into the high pressure steam inlet stage 12 in a high temperature and high pressure steam state; Provided is a method for treating radioactive wastewater using mechanical steam recompression steam.

또한, 본 발명은 농축수 저장 탱크(6);In addition, the present invention is a concentrated water storage tank (6);

상기 농축수 저장 탱크의 농축수를 이송하기 위한 농축수 이송 펌프(5);A concentrated water transfer pump (5) for transferring the concentrated water of the concentrated water storage tank;

상기 농축수 이송 펌프에 연결되어 있으며, 상기 농축수를 예열하기 위한 열교환기(4);A heat exchanger (4) connected to the brine transfer pump, for preheating the brine;

상기 열교환기에서 예열된 농축수가 폐액 농축 건조 장치(1)의 내부로 유입되는 농축수 유입단(11);A concentrated water inflow stage 11 into which the concentrated water preheated in the heat exchanger flows into the waste liquid concentration drying apparatus 1;

상기 농축수 유입단(11) 및 제 1 농축수 흐름단(13) 사이에 공간을 두어 고온고압의 증기가 유입되는 고압증기 유입단(12);A high pressure steam inlet stage 12 having a space between the concentrated water inlet stage 11 and the first concentrated water flow stage 13 into which steam at a high temperature and high pressure flows;

상기 농축수 유입단으로부터 유입된 농축수가 고온고압의 증기의 잠열로부터 가열되는, 농축수의 이동 통로인 제 1 농축수 흐름단(13);A first brine stream (13), which is a moving passage of the brine, in which the brine introduced from the brine inlet is heated from latent heat of steam of high temperature and high pressure;

상기 고압증기 유입단(12)으로부터 유입된 고온 고압의 증기의 잠열을 농축수에 전달하고, 응축된 응축수 및 배출 증기를 외부의 열교환기로 배출하는 고압증기 흐름단(14);A high pressure steam flow stage 14 for transferring latent heat of the high temperature and high pressure steam introduced from the high pressure steam inlet stage 12 to the concentrated water and discharging the condensed water and the discharge steam to an external heat exchanger;

상기 고압증기 흐름단 및 저압 증기 흐름단 사이에 위치하고, 고압 증기의 잠열에 의해 농축수를 가열하고, 농축수의 이동 통로인 제 2 농축수 흐름단(15);A second concentrated water flow stage 15 positioned between the high pressure steam flow stage and the low pressure steam flow stage, heating the concentrated water by latent heat of the high pressure steam, and being a moving passage of the concentrated water;

상기 제 2 농축수 흐름단으로부터 가열된 농축수를 드럼 내부로 액적의 상태로 분사시키기 위한 노즐(171); 및 드럼 내부의 생성된 저압 증기를 이동시키기 위한 저압 증기 통로구(173)를 포함하는 액체 분배단(17);A nozzle 171 for spraying the concentrated water heated from the second concentrated water flow stage into the drum in the form of droplets; And a low pressure steam passageway 173 for moving the generated low pressure steam inside the drum;

상기 드럼 내부에 생성된 저압 증기가 액체 분배단의 저압 증기 통로구를 통해 기계식 증기 재압축(MVR) 펌프로 이동하기 위하여 연결되는 저압증기 흐름단(16);A low pressure steam flow stage (16) connected to the low pressure steam generated inside the drum to move to a mechanical vapor recompression (MVR) pump through a low pressure steam passage of a liquid distribution stage;

상기 저압 증기 흐름단으로부터 유입되는 저압 증기를 단열압축하여 고온 고압의 증기로 상기 고압증기 유입단(12)으로 이송시켜주는 기계식 증기 재압축 펌프(3);및Mechanical steam recompression pump (3) for adiabatic compression of the low pressure steam flowing from the low pressure steam flow stage to transfer to the high pressure steam inlet stage 12 of the high temperature and high pressure steam; And

상기 액체 분배단(17)의 하부에 위치하고, 상기 농축수의 건조화 공정을 통해 생성된 건조 분말을 저장하는 드럼(18)을 포함하는 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 장치를 제공한다.It is located in the lower portion of the liquid distribution stage 17, and provides a radioactive waste treatment apparatus using a mechanical vapor recompression steam comprising a drum 18 for storing the dry powder produced through the drying process of the concentrated water.

본 발명의 기계적 증기 재압축을 이용한 방사성 폐액 처리 방법 및 그 처리 장치는 종래의 증발법의 장점은 그대로 유지하면서 자체 공정에서 발생하는 증기의 잠열을 기계적 증기 재압축(MVR) 방법을 통해 재이용함으로 가열 열원 및 냉각수가 거의 불필요하며, 가열과 냉각을 각각 반복하는 종래의 농축 기술에 비하여 에너지소비량을 약 1/15～1/25로 감소시킬 수 있는 에너지절약형으로, 본 발명을 이용하여 처리 비용을 줄일 수 있다The radioactive waste liquid treatment method using the mechanical vapor recompression of the present invention and the processing apparatus thereof are heated by reusing the latent heat of steam generated in their own process through the mechanical vapor recompression (MVR) method while maintaining the advantages of the conventional evaporation method. It is an energy-saving type that can reduce energy consumption to about 1/15 ~ 1/25 compared to the conventional concentration technology, which requires almost no heat source and cooling water, and repeats heating and cooling respectively. Can

또한, 본 발명은 농축건조장치로부터 최종적으로 배출되는 응축수 및 남은 수증기의 잠열을 농축수의 예열에 사용하여 높은 에너지 효율을 가지고, 온도를 자동 제어하여 농축수 중의 용존 고체 입자들을 분리생산 할 수 있는 장치이다. 또한, 본 발명은 드럼형태로 이루어져 있으며, 농축과 건조 공정을 동시에 수행하므로 공정의 단순화와 공간을 절약할 수 있으며, 농축 및 건조 공정을 수행하여 얻어진 폐액의 고체 입자(건조 입자)는 별도의 추가 공정 없이 건조 입자가 담긴 드럼을 농축건조장치로부터 분리하여, 보관 및 폐기할 수 있다.In addition, the present invention has a high energy efficiency by using the latent heat of condensed water and the remaining water vapor finally discharged from the concentrated drying apparatus for preheating the concentrated water, it is possible to separate and produce the dissolved solid particles in the concentrated water by automatically controlling the temperature Device. In addition, the present invention is made of a drum type, and the process of concentrating and drying at the same time to simplify the process and save space, and solid particles (dry particles) of the waste liquid obtained by performing the concentration and drying process is added separately Drums containing dry particles can be separated from the concentrated dryer without storage and stored and disposed of.

또한, 본 발명은 방사성 폐액 처리 분야뿐만 아니라, 식품공장 등의 증류 및 건조공정이나 각종 산업폐수 또는 폐액처리 분야 등에서도 이용할 수 있다.In addition, the present invention can be used not only in the field of radioactive waste liquid treatment, but also in distillation and drying processes of food factories and the like, various industrial waste water or waste liquid treatment fields, and the like.

도 1은 본 발명에 따른 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예로, (a)는 본 발명에 따른 농축수 유입단의 평면도이며, (b)는 본 발명에 따른 제 1 농축수 흐름단의 평면도이고, (c)는 본 발명에 따른 제 2 농축수 흐름단의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예로, (a)는 본 발명에 따른 고체 증기 유입단의 평면도이며, (b)는 본 발명에 따른 고체 증기 흐름단의 평면도를 나타낸 것이다.
도 4의 (a)는 본 발명에 따른 액체 분배단의 평면도이며,
(b)는 본 발명에 따른 액체 분배단의 입면도이다.1 shows a radioactive waste treatment apparatus using mechanical steam recompression steam according to the present invention.
2 is an embodiment according to the present invention, (a) is a plan view of the brine inlet stage according to the present invention, (b) is a plan view of the first brine stream in accordance with the present invention, (c) is Top view of a second brine stream in accordance with the present invention.
3 is an embodiment according to the present invention, (a) is a plan view of the solid vapor inlet stage according to the present invention, (b) is a plan view of the solid vapor flow stage according to the present invention.
Figure 4 (a) is a plan view of a liquid distribution stage according to the present invention,
(b) is an elevation view of a liquid dispensing stage according to the present invention.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 도 1에 본 발명에 따른 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 장치의 일실시예를 나타내었으며, 그 구성 및 작용은 다음과 같다.
The present invention relates to a method for treating radioactive waste liquid using mechanical steam recompressed steam and an apparatus thereof, and to FIG. 1, an embodiment of a radioactive waste liquid treating apparatus using mechanical steam recompressed steam according to the present invention is illustrated, and its configuration and The action is as follows.

본 발명은 1) 농축수가 열교환기(4)에서 고온의 응축수로부터 열을 받아 가열되는 1차 승온 단계;The present invention 1) the first step of heating the concentrated water is heated by receiving heat from the condensate of high temperature in the heat exchanger (4);

2) 상기 가열된 농축수가 폐액 농축 건조 장치(1)의 상단에 위치한 농축수 유입단(11)으로 유입되어 순환하는 동안, 고압증기 유입단(12)의 고온고압증기의 잠열에 의해 농축수가 가열되는 2차 승온 단계;2) The concentrated water is heated by latent heat of the high temperature and high pressure steam of the high pressure steam inlet 12 while the heated concentrated water flows into the concentrated water inlet 11 located at the top of the waste liquid concentration drying apparatus 1 and circulates. A second temperature increase step;

3) 상기 2)단계에서 가열된 농축수가 제 1 농축수 흐름단(13)으로 유입되어, 고압증기 유입단(12) 및 고압증기 흐름단(14)을 순환하는 고온고압 증기의 잠열에 의해 가열되는 3차 승온단계;3) The concentrated water heated in step 2) is introduced into the first concentrated water flow stage 13 and heated by latent heat of high temperature and high pressure steam circulating the high pressure steam inlet stage 12 and the high pressure steam flow stage 14. A third temperature increase step;

4) 상기 3)단계에서 가열된 농축수가 제 2 농축수 흐름단(15)에 유입되어 순환하는 동안, 고압증기 흐름단(14)을 순환하는 고온고압 증기의 잠열에 의해 가열되는 4차 승온 단계;4) the fourth temperature increase step in which the concentrated water heated in the step 3) is heated by latent heat of the high temperature and high pressure steam circulating the high pressure steam flow stage 14 while circulating through the second concentrated water flow stage 15. ;

5) 상기 4)단계에서 가열된 농축수가 액체 분배단(17)을 통해 드럼(18) 내부에 액적으로 분사되고, 농축수 안에 포함되어 있던 용존 고체 입자들이 건조분말로 생성되는 단계;5) spraying the concentrated water heated in step 4) into the droplets through the liquid distribution stage 17 into the drum 18, and dissolving the solid particles contained in the concentrated water into dry powder;

6) 상기 액적이 드럼 내부에서 저압의 증기로 변하여 액체분배단의 저압증기통로구(173)를 통과하여 저압 증기 흐름단(16)으로 유입되는 단계;및6) converting the liquid droplets into low-pressure steam inside the drum and entering the low-pressure steam flow stage 16 through the low-pressure steam passage port 173 of the liquid distribution stage; and

7) 상기 저압 증기 흐름단으로 유입된 저압 증기가 기계식 증기 재압축(MVR) 펌프(3)에 의해 단열압축되어 고온고압의 증기 상태로 고압증기 유입단(12)으로 재유입되는 단계를 포함하는 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 방법에 관한 것이다.
7) the low pressure steam introduced into the low pressure steam flow stage is adiabatic compressed by a mechanical vapor recompression (MVR) pump (3) and re-introduced into the high pressure steam inlet stage 12 in a high temperature and high pressure steam state; A method of treating radioactive waste liquid using mechanical steam recompression steam.

본 발명은 액체 방사성 폐기물을 상기와 같은 공정을 거쳐서 농축물로 만든 후, 최종적으로 고형물(건조 분말)로 만들어 저장, 처리하는 것으로, 액체 방사성 폐기물의 증발 농축 공정 및 건조 공정을 통합하여 일체형으로 만든 것이 장점이다. 또한, 본 발명의 장치는 드럼 크기의 약 두 배의 규모로 단순화되어 운전을 단순화하며, 공간을 절약할 수 있다. 본 발명에서는 MVR용 증기 압축 펌프를 운전하는데 소비되는 전력만큼의 소량의 전력만을 주로 소비하며, 드럼 외부의 가열기는 보조 가열원 역할을 한다.According to the present invention, after the liquid radioactive waste is made into a concentrate through the above-described process, the liquid radioactive waste is finally made into a solid (dry powder), and stored and treated. It is an advantage. In addition, the device of the present invention can be simplified to about twice the size of the drum to simplify operation and save space. In the present invention, a small amount of electric power is mainly consumed as much as electric power consumed to operate the steam compression pump for the MVR, and a heater outside the drum serves as an auxiliary heating source.

본 발명에서 "기계식 증기 재압축(MVR) 기술"은 농축 건조 장치에서 발생한 저온, 저압의 증발 증기를 전량 기계식 증기 재압축 펌프로 단열압축(adiabatic compression)하여, 온도 및 압력을 올려 농축 건조 장치의 가열 열원으로 재사용하는 기술을 말한다.
In the present invention, "mechanical steam recompression (MVR) technology" is adiabatic compression of all the low-temperature, low-pressure evaporated steam generated in the concentrated drying apparatus with a mechanical steam recompression pump, to raise the temperature and pressure of the concentrated drying apparatus The technology of reusing as a heating heat source.

농축 건조 장치 상부의 농축수 유입단으로 유입되는 농축수의 유량을 조절하기 위하여 농축수 저장 탱크와 열교환기 사이에 농축수 이송 펌프를 설치하여 유량의 미세 조정이 가능하도록 할 수 있다.In order to control the flow rate of the concentrated water flowing into the concentrated water inlet of the upper part of the concentrated drying apparatus, a concentrated water transfer pump may be installed between the concentrated water storage tank and the heat exchanger to enable fine adjustment of the flow rate.

상기 농축수가 농축 건조 장치에 유입되어, 농축수 유입단 및 농축수 흐름단에서 농축수의 체류시간을 길게 하기 위하여, 드럼 상부에 단면적 방향으로 왕복하는 흐름 통로를 형성하도록 하였고, 농축수의 상하부 흐름 통로 사이에 공간을 두어서 고온 고압된 증기가 흐르도록 하여 고온 증기의 잠열이 농축수로 전열이 되도록 하였다. 상기 농축수는 고압 증기의 잠열을 전달 받아서 온도가 상승되어, 고온의 농축수로 드럼 내부를 들어가기 직전에 액체 분배단의 노즐을 통하여 드럼 내로 분사되며, 액적(액체 방울)으로 변하여 드럼 내부에서 하부로 떨어진다.In order to increase the residence time of the concentrated water in the concentrated water inlet and the concentrated water flow stage, the concentrated water was introduced into the concentrated drying apparatus so as to form a flow passage reciprocating in the cross-sectional direction on the upper portion of the drum. A space was provided between the passages so that the hot pressurized steam flowed so that the latent heat of the hot steam was transferred to the concentrated water. The concentrated water receives the latent heat of the high-pressure steam, the temperature is increased, and is injected into the drum through the nozzle of the liquid distribution stage just before entering the drum into the hot concentrated water, and turned into droplets (liquid droplets) to lower the inside of the drum. Falls into.

상기 농축수 유입단 및 제1 및 제2 농축수 흐름단은 유입된 농축수의 유속을 저감시키기 위하여 내부에 격벽이 설치될 수 있으며, 바람직하게는 일정 간격으로 이격된 2 내지 10의 동심원 형태의 격벽을 가지고, 상기 동심원은 각 하나의 개구부를 가지며, 상기 개구부는 인접하고 있는 격벽의 개구부와 교대로 반대편에 위치할 수 있으며, 가장 바람한 실시예를 도 2에 나타내었다.
The brine inlet and the first and second brine streams may be partitioned therein to reduce the flow rate of the influent brine, preferably in the form of concentric circles of 2 to 10 spaced apart at regular intervals. With the partitions, the concentric circles each have one opening, which can be alternately opposite the openings of adjacent partitions, the most preferred embodiment of which is shown in FIG. 2.

상기 고압 증기 유입단으로 유입된 고압 증기는 제 1 농축수 흐름단의 고압증기 통로구를 통하여 하부에 위치한 고압 증기 흐름단으로 유입된다. 상기 고압 증기 유입단 및 고압 증기 흐름단을 흐르는 고온 고압의 증기 잠열로부터 농축수를 비등점 온도까지 상승시킬 수 있다.
The high pressure steam introduced into the high pressure steam inlet is introduced into the high pressure steam flow stage located at the lower portion through the high pressure steam passage of the first concentrated water flow stage. The concentrated water may be raised to a boiling point temperature from the latent heat of high temperature and high pressure flowing through the high pressure steam inlet and the high pressure steam flow stage.

또한, 상기 고압 증기 흐름단을 순환한 고압증기는 응축수 또는 증기의 형태로 열교환기로 배출되는 단계 및 상기 배출된 증기 및 응축수는 열교환기에서 열을 농축수로 전달한 후, 응축수 저장탱크로 이송되어 저장되는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the high-pressure steam circulated through the high-pressure steam flow stage is discharged to the heat exchanger in the form of condensate or steam and the discharged steam and condensate is transferred to the condensate storage tank after transferring heat to the concentrated water in the heat exchanger and stored It may further comprise the step.

보다 상세하게는 상기 고온 고압 증기는 고압 증기 흐름단을 흐르면서 응축되어 응축수로 변하고, 응축되지 않고 남은 배출 증기와 응축수는 고압 증기 흐름단의 증기 배출구를 통해 배출되어, 농축수를 예열하기 위한 열교환기를 통과하여 응축수 저장탱크에 유입된다. 배출 증기와 응축수가 열교환기를 통과하는 흐름을 원활히 하기 위하여 응축수 저장탱크의 외부 하단 흐름에 진공펌프를 설치할 수 있다. 이때 발생되는 응축수는 이온교환수지 처리용 저장탱크로 보내어서 이온교환수지로 더욱 응축수를 세정할 수 있다.
In more detail, the high temperature and high pressure steam is condensed as it flows through the high pressure steam flow stage, and the condensate is discharged through the steam outlet of the high pressure steam flow stage. It passes through the condensate storage tank. Vacuum pumps may be installed in the bottom external flow of the condensate storage tank to facilitate the flow of exhaust steam and condensate through the heat exchanger. The condensate generated at this time can be sent to the storage tank for ion exchange resin treatment to further clean the condensate with the ion exchange resin.

제 2 농축수 흐름단과 액체 분배단 사이의 저압 증기 흐름단에는 길이가 짧은 강철 튜브조각 (L/D=1)들의 충진물로 채울 수 있다. 상기 충진물 사이로 저압 증기가 통과하면서 증기 흐름 속에 포함될 수 있는 비말(증기와 동반되는 미세한 액적들)들을 제거할 수 있다. 상기 비말들이 모여서 만드는 적은 양의 액체 흐름은 저압 증기 통로를 통하여 다시 농축 건조 장치의 저압증기 흐름단 내부로 유입된다.
The low pressure steam flow stage between the second brine stream and the liquid distribution stage can be filled with a fill of short length steel tube pieces (L / D = 1). As low pressure steam passes between the fills, it can remove droplets (fine droplets accompanying vapor) that may be included in the vapor stream. The small amount of liquid flow produced by the droplets flows back into the low pressure steam stream stage of the condensation drying unit through the low pressure steam passage.

상기 농축수를 농축 건조 장치 외부에 설치된 가열기에 의해 가열시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. The concentrated water may be further heated by a heater installed outside the concentration drying apparatus.

본 발명의 액체 방사성 폐기물을 처리하는 초기 가동 시에, 상기 가열기는 드럼 상부에서 내부로 유입된 농축수를 가열하여, 저압 증기를 생성하여 증발열을 공급시키는데 이용할 수 있으며, 드럼 상부의 열교환기에서 충분한 열을 전달 받지 못한 경우에 드럼 외부의 가열기를 이용하여 열을 보충할 수 있다.In the initial operation of treating the liquid radioactive waste of the present invention, the heater can be used to heat the concentrated water introduced from the top of the drum to generate low pressure steam to supply the heat of evaporation, which is sufficient in the heat exchanger at the top of the drum. If heat is not received, a heater outside the drum can be used to supplement the heat.

보다 바람직하게는 상기 가열기는 전기 가열기이며, 드럼의 측면 또는 하부에 설치되어 보조 가열원으로 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 가열기는 농축 건조 장치의 드럼의 외부 측면에 가까이하여 수직으로 붙이고, 하부에는 원반형 전기 가열기를 설치할 수 있으며, 이때, 측면에 설치한 수직형 전기 가열기를 부착 시, 전열 부분이 드럼 벽에 붙지 않도록 유의해야 한다.More preferably, the heater is an electric heater, may be installed on the side or bottom of the drum to serve as an auxiliary heating source. For example, the electric heater can be attached vertically close to the outer side of the drum of the condensation drying apparatus, and a disk type electric heater can be installed at the bottom, and when the vertical electric heater installed at the side is attached, Care must be taken not to stick to the drum wall.

또한, 본 발명은 상기 생성된 건조 분말이 축적된 드럼을 드럼의 하부에 위치한 이송 장치를 통해 폐액 농축 건조 장치로부터 분리하여, 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 드럼은 별도의 추가 공정 없이 분리하여 곧바로 고형화된 폐기물을 보관 및 처리할 수 있다. 보다 상세하게는 농축수의 건조화 공정 이후 생산된 고형화된 건조 분말은 드럼 내부에 쌓이며, 상기 드럼을 폐액 농축 건조 장치로부터 분리 시, 먼저 드럼 외부의 수직형 전기 가열기를 분리시켜 옆으로 벌려놓고 드럼이 놓여 있는 이송부를 이동시킬 수 있다. In addition, the present invention may include the step of separating and treating the drum in which the generated dry powder is accumulated from the waste liquid concentration drying apparatus through a transfer apparatus located at the bottom of the drum. In this case, the drum can be separated and immediately stored without further processing, and the solidified waste can be stored and processed. More specifically, the solidified dry powder produced after the drying process of the concentrated water accumulates inside the drum, and when the drum is separated from the waste liquid concentration drying apparatus, the drum first separates the vertical electric heater outside the drum and opens the drum sideways. This lying transfer part can be moved.

이때, 상기 드럼의 방사선 표면 선량이 높은 경우에는 방사능 방호설비를 갖춘 원격 조작장치를 사용하여 이동시킬 수 있다.At this time, when the radiation surface dose of the drum is high, it can be moved using a remote control device equipped with a radioactive protection facility.

본 발명의 농축 건조 장치의 드럼은 부착 또는 분리할 수 있으며, 드럼을 농축 건조 장치에 부착시킬 때에는 상기 원반형 전기 가열기가 설치된 이송부 위에 드럼을 올려놓고, 농축 건조 장치의 액체 분배단 밑에 잘 접촉하도록 위치시킨다. 이때, 상기 드럼을 위치시킨 후, 실리콘을 패킹하여 접촉 부위를 밀폐시켜서 저압의 분위기를 형성할 때에 외부에서 공기가 유입되지 않도록 한다.
The drum of the condensation drying apparatus of the present invention can be attached or detached, and when the drum is attached to the condensation drying apparatus, the drum is placed on the conveying part where the disc type electric heater is installed, and positioned so as to be in contact with the liquid dispensing end of the condensation drying apparatus. Let's do it. At this time, after the drum is placed, the silicon is packed to seal the contact area so that air is not introduced from the outside when a low pressure atmosphere is formed.

또한, 본 발명은 농축수 저장 탱크(6);In addition, the present invention is a concentrated water storage tank (6);

상기 농축수 저장 탱크의 농축수를 이송하기 위한 농축수 이송 펌프(5);A concentrated water transfer pump (5) for transferring the concentrated water of the concentrated water storage tank;

상기 농축수 이송 펌프에 연결되어 있으며, 상기 농축수를 예열하기 위한 열교환기(4);A heat exchanger (4) connected to the brine transfer pump, for preheating the brine;

상기 열교환기에서 예열된 농축수가 폐액 농축 건조 장치(1)의 내부로 유입되는 농축수 유입단(11);A concentrated water inflow stage 11 into which the concentrated water preheated in the heat exchanger flows into the waste liquid concentration drying apparatus 1;

상기 농축수 유입단(11) 및 제 1 농축수 흐름단(13) 사이에 공간을 두어 고온고압의 증기가 유입되는 고압증기 유입단(12);A high pressure steam inlet stage 12 having a space between the concentrated water inlet stage 11 and the first concentrated water flow stage 13 into which steam at a high temperature and high pressure flows;

상기 농축수 유입단으로부터 유입된 농축수가 고온고압의 증기의 잠열로부터 가열되는, 농축수의 이동 통로인 제 1 농축수 흐름단(13);A first brine stream (13), which is a moving passage of the brine, in which the brine introduced from the brine inlet is heated from latent heat of steam of high temperature and high pressure;

상기 고압증기 유입단(12)으로부터 유입된 고온 고압의 증기의 잠열을 농축수에 전달하고, 응축된 응축수 및 배출 증기를 외부의 열교환기로 배출하는 고압증기 흐름단(14);A high pressure steam flow stage 14 for transferring latent heat of the high temperature and high pressure steam introduced from the high pressure steam inlet stage 12 to the concentrated water and discharging the condensed water and the discharge steam to an external heat exchanger;

상기 고압증기 흐름단 및 저압 증기 흐름단 사이에 위치하고, 고압 증기의 잠열에 의해 농축수를 가열하고, 농축수의 이동 통로인 제 2 농축수 흐름단(15);A second concentrated water flow stage 15 positioned between the high pressure steam flow stage and the low pressure steam flow stage, heating the concentrated water by latent heat of the high pressure steam, and being a moving passage of the concentrated water;

상기 제 2 농축수 흐름단으로부터 가열된 농축수를 드럼 내부로 액적의 상태로 분사시키기 위한 노즐(171); 및 드럼 내부의 생성된 저압 증기를 이동시키기 위한 저압 증기 통로구(173)를 포함하는 액체 분배단(17);A nozzle 171 for spraying the concentrated water heated from the second concentrated water flow stage into the drum in the form of droplets; And a low pressure steam passageway 173 for moving the generated low pressure steam inside the drum;

상기 드럼 내부에 생성된 저압 증기가 액체 분배단의 저압 증기 통로구를 통해 기계식 증기 재압축(MVR) 펌프로 이동하기 위하여 연결되는 저압증기 흐름단(16);A low pressure steam flow stage (16) connected to the low pressure steam generated inside the drum to move to a mechanical vapor recompression (MVR) pump through a low pressure steam passage of a liquid distribution stage;

상기 저압 증기 흐름단으로부터 유입되는 저압 증기를 단열압축하여 고온 고압의 증기로 상기 고압증기 유입단(12)으로 이송 시켜주는 기계식 증기 재압축 펌프(3);및Mechanical steam recompression pump (3) for adiabatic compression of the low pressure steam flowing from the low pressure steam flow stage to transfer to the high pressure steam inlet 12 as a high temperature and high pressure steam; And

상기 액체 분배단(17)의 하부에 위치하고, 상기 농축수의 건조화 공정을 통해 생성된 건조 분말을 저장하는 드럼(18)을 포함하는 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 장치를 제공한다.
It is located in the lower portion of the liquid distribution stage 17, and provides a radioactive waste treatment apparatus using a mechanical vapor recompression steam comprising a drum 18 for storing the dry powder produced through the drying process of the concentrated water.

상기 방사성 폐액 처리 장치는 고압 증기 흐름단으로부터 배출되는 응축된 응축수 및 배출 증기가 열교환기에서 농축수를 예열시킨 후 저장되는 응축수 저장탱크(7) 및 상기 응축된 응축수 및 배출 증기의 흐름을 원활하게 해주는 응축수 저장탱크에 연결된 진공펌프(8)를 포함할 수 있다.
The radioactive waste liquid treatment device smoothly flows the condensed condensate and the discharged condensate and discharge steam stored in the heat exchanger after condensed condensate and discharged steam is preheated from the heat exchanger. It may comprise a vacuum pump (8) connected to the condensate storage tank.

또한, 본 발명은 상기 농축 건조 장치에서 발생한 저온, 저압의 증발 증기를 전량 기계식 증기 재압축 펌프로 단열압축하여, 온도 및 압력을 올려 농축 건조 장치의 가열 열원으로 재사용할 수 있다.
In addition, the present invention can be adiabatic compression of the low-temperature, low-pressure evaporated steam generated in the concentrated drying apparatus with a mechanical vapor recompression pump, raising the temperature and pressure can be reused as a heating heat source of the concentrated drying apparatus.

상기 농축수 유입단 및 제1 및 제2 농축수 흐름단은 유입된 농축수의 유속을 저감시키기 위하여 내부에 격벽이 설치될 수 있으며, 바람직하게는 일정 간격으로 이격된 2 내지 10의 동심원 형태의 격벽을 가지고, 상기 동심원은 각 하나의 개구부를 가지며, 상기 개구부는 인접하고 있는 격벽의 개구부와 교대로 반대편에 위치할 수 있으며, 가장 바람직한 실시예를 도 2에 나타내었다. The brine inlet and the first and second brine streams may be partitioned therein to reduce the flow rate of the influent brine, preferably in the form of concentric circles of 2 to 10 spaced apart at regular intervals. With the partitions, the concentric circles each have one opening, which can be alternately opposite the openings of adjacent partitions, the most preferred embodiment being shown in FIG. 2.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로, (a)는 농축수 유입단의 평면도이며, (b)는 제 1 농축수 흐름단의 평면도이고, (c)는 제 2 농축수 흐름단의 평면도이다.
2 is an embodiment according to the present invention, (a) is a plan view of the brine inlet, (b) is a plan view of the first brine stream, (c) is a plan view of the second brine stream to be.

본 발명의 고압증기 흐름단 및 고압증기 유입단은 고압증기의 체류 시간을 최대로 하기 위하여, 내부에 격벽을 설치할 수 있으며, 바람직하게는 일정 간격으로 이격된 2 내지 10의 동심원 형태의 격벽을 가지고, 상기 동심원은 각 하나의 개구부를 가지며, 상기 개구부는 인접하고 있는 격벽의 개구부와 교대로 반대편에 위치할 수 있으며, 가장 바람한 실시예를 도 3에 나타내었다.In order to maximize the residence time of the high pressure steam, the high pressure steam flow stage and the high pressure steam inlet stage of the present invention may have a partition therein, and preferably have 2 to 10 concentric partitions spaced at regular intervals. The concentric circles each have one opening, which may be alternately opposite to the openings of adjacent partitions, the most preferred embodiment of which is shown in FIG. 3.

도 3의 본 발명에 따른 일 실시예로, (a)는 고체 증기 유입단의 평면도이며, (b)는 고체 증기 흐름단의 평면도를 나타낸 것이다.
In one embodiment according to the invention of Figure 3, (a) is a plan view of the solid vapor inlet stage, (b) is a plan view of the solid vapor flow stage.

상기 액체 분배단은 제 2 농축수 흐름단으로부터 가열된 농축수를 드럼 내부로 액적의 상태로 분사시키기 위한 노즐; 드럼 내부의 생성된 저압 증기를 이동시키기 위한 저압 증기 통로구; 및 상기 노즐과 상기 저압 증기 통로구 사이에 존재하는 스커트 형태의 격리부(172)을 포함할 수 있다.The liquid distribution stage may include a nozzle for spraying the heated concentrated water from the second concentrated water flow stage into the drum in the form of droplets; A low pressure steam passage for moving the generated low pressure steam inside the drum; And a skirt-shaped isolation part 172 between the nozzle and the low pressure steam passageway.

상기 격리부는 상기 노즐과 상기 저압 증기 통로구에 사이에 위치하여, 노즐로부터 분사되는 액적과 저압 증기를 분리시켜 저압증기가 액적에 재혼합 되는 것을 막을 수 있다. 상기 격리부는 당업계에서 통상적으로 이용할 수 있는 것이면 어느 것이나 이용가능하나, 예컨대 강철 튜브 조각을 이용하는 것이 바람직하다.The isolation unit may be disposed between the nozzle and the low pressure steam passage to separate low pressure steam and droplets injected from the nozzle to prevent low pressure steam from remixing into the droplet. The isolator may be used as long as it is commonly available in the art, but it is preferable to use a piece of steel tube, for example.

상기 격리부는 하부에 오는 드럼의 사이즈에 따라 조절이 가능해서 하부의 드럼 크기가 변해도 이용가능 할 수 있다. 바람직하게는 100L 내지 200L의 드럼을 이용할 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
The isolator may be adjustable according to the size of the drum coming to the bottom may be available even if the drum size of the bottom changes. Preferably, 100L to 200L drum may be used, but is not limited thereto.

상기 방사성 폐액 처리 장치는 농축건조장치 외부의 측면 또는 하부에 가열기(19)를 추가로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 가열기는 전기 가열기이며, 드럼의 측면 또는 하부에 설치되어 보조 가열원으로 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 가열기는 농축 건조 장치의 드럼의 외부 측면에 가까이하여 수직으로 붙이고, 하부에는 원반형 전기 가열기를 설치할 수 있으며, 이때, 측면에 설치한 수직형 전기 가열기를 부착 시, 전열 부분이 드럼 벽에 붙지 않도록 유의 해야 한다.
The radioactive waste liquid treatment apparatus may further include a heater 19 on the side or bottom of the concentration drying apparatus. Preferably, the heater is an electric heater and is installed on the side or bottom of the drum to serve as an auxiliary heating source. can do. For example, the electric heater can be attached vertically close to the outer side of the drum of the condensation drying apparatus, and a disk type electric heater can be installed at the bottom, and when the vertical electric heater installed at the side is attached, Care must be taken not to stick to the drum wall.

또한, 상기 방사성 폐액 처리 장치는 방사성 폐액으로부터 생성된 건조 분말이 축적된 드럼을 폐액 농축 건조 장치로부터 분리, 이송하기 위한, 이송부(20)를 포함할 수 있다. 상기 이송부는 당업계에서 통상적으로 이용되는 것이면 어느 것이나 이용가능하나, 이동을 위한 바퀴 및 손잡이를 포함하는 것이 보다 바람직하다.In addition, the radioactive waste liquid treatment apparatus may include a transfer part 20 for separating and transferring the drum in which the dry powder generated from the radioactive waste liquid is accumulated from the waste liquid concentration drying apparatus. The transfer part may be any one commonly used in the art, but more preferably includes a wheel and a handle for movement.

이때, 상기 드럼의 방사선 표면 선량이 높은 경우에는 방사능 방호설비를 갖춘 원격 조작장치를 사용하여 이동시킬 수 있다.At this time, when the radiation surface dose of the drum is high, it can be moved using a remote control device equipped with a radioactive protection facility.

본 발명의 농축 건조 장치의 드럼은 부착 또는 분리할 수 있으며, 드럼을 농축 건조 장치에 부착시킬 때에는 상기 원반형 전기 가열기가 설치된 이송부 위에 드럼을 올려 놓고, 농축 건조 장치의 액체 분배단 하부에 잘 접촉하도록 위치시킨다. 이때, 상기 드럼을 위치시킨 후, 실리콘을 패킹하여 접촉 부위를 밀폐시켜서 저압의 분위기를 형성할 때에 외부에서 공기가 유입되지 않도록 설치 할 수 있다.
The drum of the thickening drying apparatus of the present invention can be attached or detached, and when the drum is attached to the thickening drying apparatus, the drum is placed on the conveying part where the disc type electric heater is installed, so as to contact the bottom of the liquid distribution stage of the thickening drying apparatus. Position it. At this time, after the drum is placed, it may be installed so that air is not introduced from the outside when the silicon is packed to seal the contact area to form a low pressure atmosphere.

또한, 본 발명은 농축수의 유량이 커지면 효과적인 열 전달을 위하여, 상기 농축 건조장치에 농축수 흐름단 및 고압 증기 흐름단을 추가로 포함할 수 있다.
In addition, the present invention may further include a concentrated water flow stage and a high pressure steam flow stage in the concentrated drying apparatus for effective heat transfer when the flow rate of the concentrated water is increased.

본 발명은 방사성 폐액 처리 분야뿐만 아니라, 식품공장 등의 증류 및 건조공정이나 각종 산업폐수 또는 폐액처리 분야 등에서도 이용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 방사성 폐액을 처리하는 것이다.
The present invention can be used not only in the field of radioactive waste liquid treatment, but also in distillation and drying processes of food factories and the like, various industrial waste water or waste liquid treatment fields, and the like.

본 발명은 기계식 증발 재압축(MVR)을 이용하여, 농축 건조 장치에서 발생한 저온의 증발 증기를 전량 기계식 증발 압축기(재압축 펌프)로 압축하여，온도 및 압력을 올려 농축 건조 장치의 가열 열원으로 재사용할 수 있다. 이 주기에 필요한 보충열량은 가열 측과 농축 건조 측과의 온도 차이만 증기의 포화 온도를 올리는데 필요한 에너지가 되므로 운전 에너지 비용을 대폭적으로 절감시킬 수 있다.
The present invention uses mechanical evaporation recompression (MVR), compresses the low-temperature evaporated steam generated in the concentrated drying apparatus with a mechanical evaporative compressor (recompression pump), and raises the temperature and pressure to reuse the heating heat source of the concentrated drying apparatus. can do. The replenishment heat required for this cycle is the energy required to raise the saturation temperature of the steam only by the temperature difference between the heating side and the concentrated drying side, which can drastically reduce the operating energy cost.

증발 방식Evaporation method 증기소비량
(kg- Steam)Steam consumption
(kg- Steam) 전력소비량
(kwh)Power consumption
(kwh) 총에너지소비량
(MJ)Total energy consumption
(MJ) 종래의 단일 효용식 증발관Conventional single-effect evaporator 1,200~1,3001,200-1,300 1313 3,050 ~ 3,3003,050-3,300 본 발명에 따른 단일 효용 MVR 식 증발관 (모터 구동)Single-effect MVR type evaporation tube (motor drive) according to the present invention 5~ 205 ~ 20 25 ~ 4525 to 45 100~ 210100- 210

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 단일 효용 MVR식 증발관을 이용할 때, 종래의 증발 방식을 이용한 것에 비하여 총 에너지 소비량이 1/15 내지 1/25에 불과하여, 에너지 효율이 우수한 것으로 나타났다.
As shown in Table 1, when the single-effect MVR evaporation tube according to the present invention is used, the total energy consumption is only 1/15 to 1/25 compared with the conventional evaporation method, which shows that the energy efficiency is excellent. .

1 : 폐액 농축 건조 장치 111 : 농축수 유입구
11: 농축수 유입단 112 : 농축수 배출구
12: 고압증기 유입단 121 : 고압증기 유입구
13 : 제 1 농축수 흐름단 122 : 고압증기 배출구
14 : 고압증기 흐름단 123 : 농축수 유입구
15 : 제 2 농축수 흐름단 124 : 농축수 배출구
16 : 저압증기 흐름단 131 :농축수 유입구
17 : 액체분배단 132 : 농축수 배출구
18 : 드럼 133 : 고압증기통로구
19: 가열기 141 : 증기유입구
20 : 이송부 142 : 증기 배출구
3 : 기계식 증기 재압축(MVR) 펌프 143 : 농축수 유입구
4 : 열교환기 144 : 농축수 배출구
5 : 농축수 이송 펌프 151 : 농축수 유입구
6: 농축수 저장탱크 152 : 농축수 배출구
7 : 응축수 저장탱크 171 : 노즐
8 : 진공펌프 172 : 격리부
173 : 저압증기 통로구 174 : 유입구
175 : 배출구1: waste liquid concentration drying apparatus 111: concentrated water inlet
11: brine inlet 112: brine outlet
12: high pressure steam inlet 121: high pressure steam inlet
13: first concentrated water flow stage 122: high pressure steam outlet
14: high pressure steam flow stage 123: concentrated water inlet
15: second concentrated water flow stage 124: concentrated water outlet
16: low pressure steam flow stage 131: concentrated water inlet
17: liquid distribution stage 132: concentrated water outlet
18: drum 133: high pressure steam passageway
19: heater 141: steam inlet
20: transfer unit 142: steam outlet
3: mechanical steam recompression (MVR) pump 143: concentrated water inlet
4: heat exchanger 144: concentrated water outlet
5: concentrated water transfer pump 151: concentrated water inlet
6: concentrated water storage tank 152: concentrated water outlet
7: condensate storage tank 171: nozzle
8: vacuum pump 172: isolation part
173: low pressure steam inlet 174: inlet
175 outlet

Claims (10)

1) 농축수가 열교환기(4)에서 고온의 응축수로부터 열을 받아 가열되는 1차 승온 단계;
2) 상기 가열된 농축수가 폐액 농축 건조 장치(1)의 상단에 위치한 농축수 유입단(11)으로 유입되어 순환하는 동안, 고압증기 유입단(12)의 고온고압증기의 잠열에 의해 농축수가 가열되는 2차 승온 단계;
3) 상기 2)단계에서 가열된 농축수가 제 1 농축수 흐름단(13)으로 유입되어, 고압증기 유입단(12) 및 고압증기 흐름단(14)을 순환하는 고온고압 증기의 잠열에 의해 가열되는 3차 승온단계;
4) 상기 3)단계에서 가열된 농축수가 제 2 농축수 흐름단(15)에 유입되어 순환하는 동안, 고압증기 흐름단(14)을 순환하는 고온고압 증기의 잠열에 의해 가열되는 4차 승온 단계;
5) 상기 4)단계에서 가열된 농축수가 액체 분배단(17)을 통해 드럼(18) 내부에 액적으로 분사되고, 농축수 안에 포함되어 있던 용존 고체 입자들이 건조분말로 생성되는 단계;
6) 상기 액적이 드럼 내부에서 저압의 증기로 변하여 액체분배단의 저압증기통로구(173)를 통과하여 저압 증기 흐름단(16)으로 유입되는 단계;및
7) 상기 저압 증기 흐름단으로 유입된 저압 증기가 기계식 증기 재압축(MVR) 펌프(3)에 의해 단열압축되어 고온고압의 증기 상태로 고압증기 유입단(12)으로 재유입되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 방법1) a first heating step in which the concentrated water receives heat from the hot condensate in the heat exchanger 4 and is heated;
2) The concentrated water is heated by latent heat of the high temperature and high pressure steam of the high pressure steam inlet stage 12 while the heated concentrated water flows into the concentrated water inlet stage 11 located at the top of the waste liquid concentration drying apparatus 1 and circulates. A second temperature increase step;
3) The concentrated water heated in step 2) is introduced into the first concentrated water flow stage 13 and heated by latent heat of high temperature and high pressure steam circulating the high pressure steam inlet stage 12 and the high pressure steam flow stage 14. A third temperature increase step;
4) the fourth temperature increase step in which the concentrated water heated in the step 3) is heated by latent heat of the high temperature and high pressure steam circulating the high pressure steam flow stage 14 while circulating through the second concentrated water flow stage 15. ;
5) spraying the concentrated water heated in step 4) into the droplets through the liquid distribution stage 17 into the drum 18, and dissolving the solid particles contained in the concentrated water into dry powder;
6) converting the liquid droplets into low-pressure steam inside the drum and entering the low-pressure steam flow stage 16 through the low-pressure steam passage port 173 of the liquid distribution stage; and
7) the low pressure steam introduced into the low pressure steam flow stage is adiabatic compressed by a mechanical vapor recompression (MVR) pump (3) and re-introduced into the high pressure steam inlet stage 12 in a high temperature and high pressure steam state; Radioactive waste treatment method using mechanical steam recompression steam 청구항 1에 있어서, 농축수를 농축 건조 장치 외부에 설치된 가열기에 의해 가열시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐액 처리 방법.The method according to claim 1, further comprising the step of heating the concentrated water by a heater installed outside the concentration drying apparatus. 청구항 1에 있어서, 상기 고압 증기 흐름단을 순환한 고압증기는 응축수 또는 증기의 형태로 열교환기로 배출되는 단계;및
상기 배출된 증기 및 응축수는 열교환기에서 열을 농축수로 전달한 후, 응축수 저장탱크로 이송되어 저장되는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐액 처리 방법.The method of claim 1, wherein the high pressure steam circulated through the high pressure steam flow stage is discharged to the heat exchanger in the form of condensate or steam; And
The discharged steam and condensed water further comprises the step of transferring heat to the concentrated water in the heat exchanger, and then transferred to the condensate storage tank and stored. 청구항 1에 있어서, 상기 생성된 건조 분말이 축적된 드럼을 드럼의 하부에 위치한 이송 장치를 통해 폐액 농축 건조 장치로부터 분리하여, 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐액 처리 방법.The method according to claim 1, comprising the step of separating and treating the drum in which the produced dry powder is accumulated from the waste liquid concentration drying apparatus through a transfer device located at the bottom of the drum. 농축수 저장 탱크(6);
상기 농축수 저장 탱크의 농축수를 이송하기 위한 농축수 이송 펌프(5);
상기 농축수 이송 펌프에 연결되어 있으며, 상기 농축수를 예열하기 위한 열교환기(4);
상기 열교환기에서 예열된 농축수가 폐액 농축 건조 장치(1)의 내부로 유입되는 농축수 유입단(11);
상기 농축수 유입단(11) 및 제 1 농축수 흐름단(13) 사이에 공간을 두어 고온고압의 증기가 유입되는 고압증기 유입단(12);
상기 농축수 유입단으로부터 유입된 농축수가 고온고압의 증기의 잠열로부터 가열되는, 농축수의 이동 통로인 제 1 농축수 흐름단(13);
상기 고압증기 유입단(12)으로부터 유입된 고온 고압의 증기의 잠열을 농축수에 전달하고, 응축된 응축수 및 배출 증기를 외부의 열교환기로 배출하는 고압증기 흐름단(14);
상기 고압증기 흐름단 및 저압 증기 흐름단 사이에 위치하고, 고압 증기의 잠열에 의해 농축수를 가열하고, 농축수의 이동 통로인 제 2 농축수 흐름단(15);
상기 제 2 농축수 흐름단으로부터 가열된 농축수를 드럼 내부로 액적의 상태로 분사시키기 위한 노즐(171); 및 드럼 내부의 생성된 저압 증기를 이동시키기 위한 저압 증기 통로구(173)를 포함하는 액체 분배단(17);
상기 드럼 내부에 생성된 저압 증기가 액체 분배단의 저압 증기 통로구를 통해 기계식 증기 재압축(MVR) 펌프로 이동하기 위하여 연결되는 저압증기 흐름단(16);
상기 저압 증기 흐름단으로부터 유입되는 저압 증기를 단열압축하여 고온 고압의 증기로 상기 고압증기 유입단(12)으로 이송 시켜주는 기계식 증기 재압축 펌프(3);및
상기 액체 분배단(17)의 하부에 위치하고, 상기 농축수의 건조화 공정을 통해 생성된 건조 분말을 저장하는 드럼(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 장치.A brine storage tank 6;
A concentrated water transfer pump (5) for transferring the concentrated water of the concentrated water storage tank;
A heat exchanger (4) connected to the brine transfer pump, for preheating the brine;
A concentrated water inflow stage 11 into which the concentrated water preheated in the heat exchanger flows into the waste liquid concentration drying apparatus 1;
A high pressure steam inlet stage 12 having a space between the concentrated water inlet stage 11 and the first concentrated water flow stage 13 into which steam at a high temperature and high pressure flows;
A first brine stream (13), which is a moving passage of the brine, in which the brine introduced from the brine inlet is heated from latent heat of steam of high temperature and high pressure;
A high pressure steam flow stage 14 for transferring latent heat of the high temperature and high pressure steam introduced from the high pressure steam inlet stage 12 to the concentrated water and discharging the condensed water and the discharge steam to an external heat exchanger;
A second concentrated water flow stage 15 positioned between the high pressure steam flow stage and the low pressure steam flow stage, heating the concentrated water by latent heat of the high pressure steam, and being a moving passage of the concentrated water;
A nozzle 171 for spraying the concentrated water heated from the second concentrated water flow stage into the drum in the form of droplets; And a low pressure steam passageway 173 for moving the generated low pressure steam inside the drum;
A low pressure steam flow stage (16) connected to the low pressure steam generated inside the drum to move to a mechanical vapor recompression (MVR) pump through a low pressure steam passage of a liquid distribution stage;
Mechanical steam recompression pump (3) for adiabatic compression of the low pressure steam flowing from the low pressure steam flow stage to transfer to the high pressure steam inlet 12 as a high temperature and high pressure steam; And
Located in the lower portion of the liquid distribution stage (17), the radioactive waste liquid treatment apparatus using a mechanical vapor recompression steam, characterized in that it comprises a drum (18) for storing the dry powder produced through the drying process of the concentrated water. 청구항 5에 있어서, 상기 방사성 폐액 처리 장치는 고압 증기 흐름단으로부터 배출되는 응축된 응축수 및 배출 증기가 열교환기에서 농축수를 예열시킨 후 저장되는 응축수 저장탱크 및 상기 응축된 응축수 및 배출 증기의 흐름을 원활하게 해주는 응축수 저장탱크에 연결된 진공펌프를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 장치.The method of claim 5, wherein the radioactive waste liquid treatment device is a condensate condensate discharged from the high pressure steam flow stage and the discharge steam condensate storage tank and the flow of the condensed condensate and discharge steam is stored after preheating the concentrated water in the heat exchanger Radioactive waste liquid treatment apparatus using a mechanical steam recompression steam, characterized in that it further comprises a vacuum pump connected to the condensate storage tank to facilitate. 청구항 5에 있어서, 상기 농축수 유입단 및 제1 및 제2 농축수 흐름단은 유입된 농축수의 유속을 저감시키기 위하여 내부에 격벽을 설치한 것을 특징으로 하는 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 장치.The radioactive waste liquid using mechanical steam recompression steam according to claim 5, wherein the concentrated water inflow stage and the first and second concentrated water flow stages have a partition wall installed therein to reduce the flow rate of the introduced concentrated water. Processing unit. 청구항 5에 있어서, 상기 방사성 폐액 처리 장치는 농축건조장치 외부의 측면 또는 하부에 가열기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 장치.The radioactive waste liquid treatment apparatus according to claim 5, wherein the radioactive waste liquid treatment apparatus further includes a heater on a side or a bottom of the outside of the concentrated drying apparatus. 청구항 5에 있어서, 상기 방사성 폐액 처리 장치는 방사성 폐액으로부터 생성된 건조 분말이 축적된 드럼을 폐액 농축 건조 장치로부터 분리, 이송하기 위한, 이송부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기계식 증기 재압축 증기를 이용한 방사성 폐액 처리 장치.The method of claim 5, wherein the radioactive waste liquid treatment apparatus further comprises a conveying unit for separating and conveying a drum in which the dry powder generated from the radioactive waste liquid accumulates from the waste liquid concentration drying apparatus. Radioactive waste treatment apparatus used. 삭제delete
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