KR101244209B1 - 파라핀 고화체 재처리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파라핀 고화체 재처리시스템에 관한 것으로, 파라핀 보관 드럼으로부터 분리된 파라핀 고화체를 분말 형태로 분쇄하는 분쇄부(10)와; 상기 분쇄부(10)로부터 분쇄된 파라핀 고화체 분말을 이송하는 컨베이어(20)와; 상기 컨베이어(20)에 의해 이송된 파라핀 고화체 분말을 용융시켜 층 분리가 이루어지도록 하는 용융부(30)와; 층 분리에 의해 상기 용융부(30)의 상부쪽에 위치하는 파라핀 용액을 취출하여 여과에 의해 방사성 물질을 제거하는 제염부(40)와; 상기 용융부(30)의 하부쪽에 위치하는 농축폐액을 다시 고화시키는 고화부(50)로 이루어지고, 상기 용융부(30)는 파라핀 고화체 분말을 수용하는 수용용기(31)와, 상기 수용용기(31) 내부에 설치되는 교반기(32)를 포함하되, 상기 수용용기(31)는 상기 파라핀 고화체 분말이 수용되는 내부케이싱(31A)과, 상기 내부케이싱(31A)의 외주면에 공간(S)을 형성하면서 설치되는 외부케이싱(31B)으로 이루어진 2중 용기 형태로 이루어지고, 상기 공간(S)에는 열매체 공급장치(33)에 의해 공급되는 열매체가 충전되는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 원자력발전소 내에 임시로 저장된 파라핀 고화체를 안전하고 효과적으로 처분할 수 있다.
Description
본 발명은 원자력발전소에서 저장 중인 파라핀 고화체를 재처리하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력발전소에서 발생되는 액체 방사성 폐기물을 파라핀으로 처리하여 발전소 내에 임시 저장된 파라핀 고화체를 재처리하여 영구 처분하거나 자체 처분할 수 있도록 하는 파라핀 고화체 재처리 시스템에 관한 것이다.
원자력발전소 운전과정에서 필연적으로 다량 발생되는 액체 방사성 폐기물은 일반적으로 증발기와 농축폐액건조설비(CWDS)에 의해 증발, 농축 및 분말화한 다음, 최종적으로 고화를 통해 안정화 처리되고 있다.
국내 원전에서는 농축폐액의 안정화 처리방법으로서 시멘트 안정화 처리방법과 파라핀 안정화 처리방법의 2가지 방법이 적용되고 있는데, 1978년부터 1995년까지는 시멘트를 이용한 시멘트 안정화 처리방법이 채택되었고, 1995년 이후부터는 파라핀을 이용한 파라핀 안정화 처리방법이 채택되고 있다.
시멘트 안정화 처리방법은 압축강도 및 내구성은 뛰어나지만, 고화체의 부피가 증가되기 때문에 막대한 처분비용이 소요될 뿐만 아니라, 고화체로부터 유리된 유리수에 의해 드럼의 부식이 발생되는 등의 문제가 있어 사용이 중단되었다.
또한 파라핀 안정화 처리방법도 파라핀이 건조분말과 물리적 형태로 결합되기 때문에 고화과정에서 층 분리가 일어날 수 있는데, 이러한 층 분리가 일어나는 경우 균일한 안정화가 이루어지지 않고, 또한 압축강도가 약하며 시멘트 안정화 처리방법과 마찬가지로 내침출 특성이 양호하지 못하기 때문에 처분에 부적합하다는 문제가 있다.
최근 정부는 방사성 폐기물 영구처분장 건설을 가시화하고 있는데, 원자력 발전소에 저장 중인 방사성 폐기물을 영구처분장에 반입하기 위해서는 중ㅇ저준위 방사성 폐기물 인도규정에서 규정하고 있는 기준을 충족하여야 한다.
그러나 현재 원자력발전소에서 발생되는 액체 방사성 폐기물은 주로 파라핀 안정화 처리방법을 통해 처리되어 보관하고 있는데, 위에서 설명한 바와 같이 파라핀 안정화 처리방법은 내침출 특성이 양호하지 못하여 유리수의 침출 가능성 때문에 중ㅇ저준위 방사성 폐기물 인도규정을 충족하지 못한다.
이에 따라 현재 원자력발전소 내부에 보관 중인 파라핀 고화체를 영구처분장에 반입하기 위해서는 이러한 요건을 충족시킬 수 있도록 다시 처리되어야 하며, 이를 위해서는 먼저 파라핀 고화체 드럼으로부터 파라핀을 분리해 낸 다음, 남은 농축폐액분말은 다른 고화 처리방법에 의해 처리한 후 영구처분장에 반입하여야 한다.
상기와 같은 이유로 파라핀 안정화 처리방법에 의해 처리된 파라핀 고화체 드럼으로부터 파라핀을 별도로 분리하여 처리하기 위한 방법이 제안되고 있는데, 그 하나의 예로서 특허 제10-930225호(원자력 발전소의 파라핀 농축폐액 고화드럼의 재처리장치 및 재처리방법)를 들 수 있다.
상기 문헌에 제안된 방법은 먼저 전열 히터가 내장된 파라핀 용해장치에 농축폐액 고화드럼을 장입하여 열에 의해 드럼 내부의 파라핀을 용해시킨 다음, 드럼 내에서 파라핀을 1차 분리 및 회수하고, 드럼 내에 잔여 파라핀을 2차로 분리 및 제거한 후 드럼 내에 고화제를 투입하여 드럼 내부에 남아 있던 농축폐액을 다시 고화시키는 공정으로 이루어지는데, 이때 농축폐액 고화드럼으로부터 분리 및 회수된 파라핀은 배출가스 처리장치가 부착된 연소장치에 의해 소각 처리되도록 되어 있다.
그러나 위 방법은 전열 히터가 내장된 용해장치에 의해 파라핀을 액상으로 녹여 분리해 내기 때문에 드럼 내의 파라핀 고화체가 균일하게 가열되지 않고, 또한 전열 히터에 의해 금속재로 이루어진 농축폐액 고화드럼 내에서 파라핀을 분리해 내기 때문에 분리작업이 어려울 뿐만 아니라 농축폐액분말과 파라핀의 분리가 정확하게 이루어지지 못하여 분리된 파라핀에는 방사성 물질이 포함될 수밖에 없다.
이에 더하여 분리된 파라핀을 소각 처리하기 위해서는 원자력발전소마다 파라핀을 소각하기 위한 연소장치가 구비되어야 하고, 또한 분리된 파라핀을 소각 처리하는 과정에서 파라핀 내부에 포함된 방사성 물질이 외부로 누출될 우려도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 출원인은 파라핀 고화체 처리방법 및 처리장치(특허 제1173424호)를 출원하여 등록받은 바 있는데, 이 문헌에서는 이중용기 구조의 파라핀 고화체 처리장치를 이용하여 파라핀 고화체를 용융시킨 다음, 용융된 파라핀과 농축폐액분말에 분리액을 투입하여 파라핀과 농축폐액분말 및 분리액이 혼합된 혼합액을 층 분리를 이용하여 분리시킨 후, 파라핀 고화체 처리장치 내에 잔류하는 파라핀에 정제액을 투입하여 세척함으로써 방사성 물질을 제거하는 방법을 제안하고 있다.
그러나 상기 특허 문헌에서 제안하고 있는 기술은 파라핀 고화체가 하나의 큰 덩어리 상태로 이중용기 내에 투입되기 때문에 파라핀 고화체가 완전히 용융되기까지 상당한 시간이 소요되고, 더욱이 층 분리에 의해 취출된 파라핀 용액으로부터 방사성 물질을 어떻게 제거하는지, 또는 농축폐액을 어떻게 다시 고화시키는지 등에 대한 구체적 처리방법에 대해서는 제시하고 있지 않는바, 이에 따라 실제로 위 기술을 사용하기 위해서는 제염방법, 재고화처리 방법 등에 대해 추가 기술의 개발이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 파라핀 재처리 방법이 가지는 문제점을 해결하는 동시에 요구에 부응하기 위해 안출된 것으로, 원자력발전소에 임시 저장된 파라핀 고화체를, 재처리에 의해 파라핀과 농축폐액으로 분리하여 안전하게 처분할 수 있도록 하는 동시에 일련의 통합된 과정에 의해 일괄적으로 처리할 수 있도록 하는 파라핀 고화체 재처리시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 파라핀 고화체 재처리시스템을, 파라핀 보관 드럼으로부터 분리된 파라핀 고화체를 분말 형태로 분쇄하는 분쇄부와; 상기 분쇄부로부터 분쇄된 파라핀 고화체 분말을 이송하는 컨베이어와; 상기 컨베이어에 의해 이송된 파라핀 고화체 분말을 용융시켜 층 분리가 이루어지도록 하는 용융부와; 층 분리에 의해 상기 용융부의 상부쪽에 위치하는 파라핀 용액을 취출하여 여과에 의해 방사성 물질을 제거하는 제염부와; 상기 용융부의 하부쪽에 위치하는 농축폐액을 다시 고화시키는 고화부로 이루어지고, 상기 용융부는 파라핀 고화체 분말을 수용하는 수용용기와, 상기 수용용기의 내부에 설치되는 교반기를 포함하되, 상기 수용용기는 상기 파라핀 고화체 분말이 수용되는 내부케이싱과, 상기 내부케이싱의 외주면에 공간을 형성하면서 설치되는 외부케이싱으로 이루어진 2중 용기 형태로 이루어지고, 상기 공간에는 열매체 공급장치에 의해 공급되는 열매체가 충전되도록 구성하는 것에 의해 달성된다.
이때 상기 열매체 공급장치는 열매체 저장탱크와, 열매체를 가열하는 가열히터 및 열매체를 순환시키는 열매체 순환펌프 및 배관으로 이루어지는 것으로 실시될 수 있다.
그리고 상기 수용용기에는 약품공급기 또는 초음파 발생기가 연결 설치되는 것으로 실시될 수 있다.
이에 더하여 상기 제염부는 파라핀 저장탱크와, 파라핀 용액으로부터 방사성 물질을 여과하는 필터와, 상기 파라핀 저장탱크에 저장된 파라핀 용액을 상기 필터에 공급하는 펌프 및 상기 필터에 의해 방사성 물질이 제거된 파라핀 용액을 저장하는 버퍼탱크로 구성되는 것으로 실시될 수 있다.
또한 상기 고화부는 상기 용융부로부터 취출된 농축폐액을 저장하는 상기 농축폐액드럼과, 상기 농축폐액드럼에 투입되는 고화제를 저장하는 고화제 저장탱크로 구성될 수 있으며, 상기 고화부의 농축폐액드럼의 외부에는 가열기가 구비되는 것으로 실시될 수 있다.
본 발명은 파라핀 고화체를 분쇄기로 분쇄하여 파라핀 고화체 분말을 용융시키기 때문에 파라핀 고화체의 용융속도를 더욱 높일 수 있다.
또한 본 발명은 용융부의 수용용기가 2중 용기 형태로 이루면서 그 내부에 충전된 열매체의 의해 간접 가열되는 구조이기 때문에 수용용기 내부의 온도가 균일하고 안정적으로 유지될 수 있다.
또한 본 발명은 비중의 차이에 의한 층 분리를 통해 파라핀 용액을 분리시킨 다음, 분리된 파라핀 용액에 혹시 포함될 수 있는 방사성 물질을 필터에 의해 제거하는 일련의 과정을 일괄적으로 이행할 수 있도록 함으로써 파라핀 고화체로부터 파라핀을 안전하면서도 효율적으로 분리해낼 수 있다.
도 1은 종래의 파라핀 고화체 처리방법의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 파라핀 고화체 재처리시스템의 예를 보인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 파라핀 고화체 재처리시스템 용융부의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 파라핀 고화체 재처리시스템 제염부의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 파라핀 고화체 재처리시스템 고화부의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 파라핀 고화체 재처리시스템의 예를 보인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 파라핀 고화체 재처리시스템 용융부의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 파라핀 고화체 재처리시스템 제염부의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 파라핀 고화체 재처리시스템 고화부의 구성도이다.
이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 파라핀 고화체를 재처리하여 안전하게 처분할 수 있도록 하는 파라핀 고화체 재처리 시스템에 관한 것으로, 이를 위해 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 분쇄부(10), 컨베이어(20), 용융부(30), 제염부(40) 및 고화부(50)를 포함한다.
분쇄부(10)는 임시 저장 중인 금속재의 파라핀 보관 드럼으로부터 분리된 파라핀 고화체를 분말 형태로 분쇄하기 위한 것으로, 이러한 분쇄부(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 공간을 가지는 수용부(11)와, 수용부(11)의 내부에 위치되어 파라핀 고화체를 분쇄하는 분쇄기(12)로 이루어지며, 이러한 분쇄부(10)의 분쇄에 의해 파라핀 고화체는 분말 상태로 후술하는 용융부(30)에 투입됨으로써 용융 효율이 높아지는 동시에 시간이 단축된다. 이때 분쇄부(10)에 의해 분쇄되는 파라핀 고화체 분말의 입자 크기는 1mm 이하가 되는 것이 바람직하다.
파라핀 고화체를 금속재의 파라핀 보관 드럼으로부터 분리하는 방법에는 여러 가지 방법이 있을 수 있는데, 그 하나의 예로서 금속재의 드럼 외부에 열을 가하여 드럼과 파라핀 고화체를 분리시킨 다음, 크레인 등을 사용하여 분쇄부(10)의 상부에 위치시켜 투입하는 방법을 들 수 있다.
그리고 분쇄부(10)에 의한 분쇄작업을 더욱 수월하게 할 수 있도록 분쇄부(10)의 상류측 또는 분쇄부(10)의 내부에는 파라핀 고화체를 분쇄하기 전에 먼저 작은 크기의 덩어리로 파쇄하여 분쇄부(10)에 공급할 수 있도록 하는 파쇄기(13)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
분쇄부(10)에 의해 분쇄되어 배출되는 파라핀 분말은 컨베이어(20)에 의해 후술하는 용융부(30)에 이송되는데, 이러한 파라핀 분말의 이송을 위한 컨베이어(20)는 통상적으로 사용되는 컨베이어로 제작된다.
용융부(30)는 컨베이어(20)에 의해 이송된 파라핀 고화체 분말을 열에 의해 용융시키기 위한 구성으로서, 본 발명의 용융부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 수용용기(31), 교반기(32), 열매체 공급장치(33) 및 제어기(34) 등을 포함하고, 이때 용융부(30)에는 약품공급기(35)와 초음파 발생기(36)가 선택적으로 더 구비될 수 있다.
수용용기(31)는 컨베이어(20)에 의해 이송된 파라핀 분말을 그 내부에 수용하여 후술하는 가열장치(33)에 의해 내부에 투입된 파라핀 고화체 분말을 용융되도록 하기 위한 것으로, 이를 위해 수용용기(31)는 파라핀 고화체가 수용될 수 있는 적정 크기의 내부케이싱(31A)과, 상기 내부케이싱(31A)의 외주면에 공간(S)을 형성하면서 설치되는 외부케이싱(31B)으로 이루어진 2중 용기 형태를 가지는데, 이때 내부케이싱(31A)의 하부쪽과 상부쪽에는 각각 개폐밸브가 구비된 배출구가 연결 형성된다.
그리고 내부케이싱(31A)의 내부에는 파라핀 고화체 분말을 균일하게 용융시킬 수 있도록 모터에 의해 구동되는 교반기(32)가 설치된다.
열매체 공급장치(33)는 열매체를 가열하여 용융부(30)의 내부케이싱(31A)과 외부케이싱(31B) 사이에 형성된 공간(S)에 공급하기위한 것으로, 이를 위해 본 발명의 열매체 공급장치(33)는 열매체를 저장하는 열매체 저장탱크(33A)와, 열매체저장탱크(33A)에 설치되어 열매체 저장탱크(33A) 내부의 열매체를 가열하는 가열히터(33B)와, 열매체 저장탱크(33A)와 연결되어 열매체 저장탱크(33A)에 저장된 열매체를 취출하여 수용용기(31)의 외부케이싱(31B)에 공급 및 순환시키는 열매체순환펌프(33C) 및 이들 장치들을 연결하는 배관으로 이루어지는데, 본 발명에 사용되는 열매체는 기름(油) 등으로 이루어지고, 이러한 열매체는 가열히터(33B)에 의해 가열된 다음 열매체 순환펌프(33C)에 의해 내부케이싱(31A)과 외부케이싱(31B) 사이에 형성되는 공간(S)에 공급되는데, 이러한 구성에 의해 내부케이싱(31A) 내의 파라핀 고화체 분말이 열매체에 의해 간접 가열되고, 그 결과 파라핀 고화체 분말이 균일하게 가열되면서 용융되며, 이때 열매체의 온도는 60~150℃의 범위로 유지되는 것이 바람직하다.
이때 열매체를 가열시키기 위해 사용되는 가열히터(33B)는 전기히터 또는 열교환기로 실시될 수 있으며, 열매체는 물, 오일, 글리세린 중 어느 하나의 물질이 사용될 수 있다.
그리고 수용용기(31)의 내부케이싱(31A) 내부의 온도와 압력, 가열히터(33B)는 제어기(34)에 의해 제어된다.
내부케이싱(31A)의 내부에 수용된 파라핀 고화체 분말에는 방사성 물질이 파라핀과 물리적으로 결합되어 있고, 본 발명에서는 이러한 방사선 물질이 파라핀으로부터 쉽게 분리될 수 있도록 하거나 또는 침전을 촉진시키기 위해 내부케이싱(31A)의 내부에 분리액 또는 침전제 등을 투입하게 되는데, 이때 분리액으로서 물, 물과 메탄올의 혼합액, 또는 물과 에탄올의 혼합액, 물과 알칼리성 물질의 혼합액 또는 물과 산성 물질의 혼합액이 사용될 수 있고, 침전제로서는 제올라이트, 백토 또는 벤토나이트가 사용되며, 이러한 분리액과 침전제는 수용용기(31)의 내부케이싱(31A)과 연결된 약품공급기(35)에 의해 공급된다.
이에 더하여 상술한 수용용기(31)의 내부케이싱(31A)에는 초음파 발생기(36)가 연결 설치될 수 있는데, 이러한 초음파 발생기(36)는 용융된 액상 파라핀 의 공진주파수를 조절함으로써 침전제와 액상의 파라핀의 화학반응과 용액의 끓음(액체의 표면과 내부에서 기화되는 현상)으로 생성되는 공기층과 에멀젼을 효과적으로 제거하는 동시에 파라핀과 농축폐액의 층 분리를 향상시킨다. 여기서 농축폐액이라 함은 파라핀 고화체를 용융시켰을 경우 파라핀을 제외한 방사성 물질(슬러지, 입자성 물질 등), 수용액, 분리액 및 침전제 등이 포함된 나머지 용액을 일컫는다.
용융부(30)의 하류측에 구비되는 제염부(40)는 용융부(30)에 의해 용융된 액상의 파라핀을 수용용기(31)의 내부케이싱(31A)의 상부쪽에 형성된 배출구로부터 취출하여 정제작업에 의해 제염을 수행하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명의 제염부(40)는 도 4에 도시된 바와 같이 파라핀 저장탱크(41), 필터(42), 펌프(43) 및 버퍼탱크(44) 등을 포함한다.
파라핀 저장탱크(41)는 수용용기(31)의 배출구로부터 취출된 액상 파라핀을 저장하기 위한 것으로, 파라핀 고화체가 용융되면 용융된 파라핀은 농축폐액과의 비중의 차이와 초음파 발생기(36) 등에 의해 층 분리가 진행되어 수용용기(31)의 내부에 농축폐액보다 상부쪽에 위치하게 되는데, 파라핀 저장탱크(41)는 내부케이싱(31A)의 상부쪽에 형성된 배출구를 통해 배출되는 액상의 파라핀을 저장하는 기능을 한다.
파라핀 저장탱크(41)에 저장된 파라핀 용액은 펌프(43)에 의해 배관으로 공급되면서 배관 중에 설치된 필터(42)에 의해 그 속에 포함된 방사성 입자물질이 제거되는데, 본 발명의 필터(42)는 원통 형상의 세라믹 필터 또는 금속 소결필터가 사용되고, 이때 파라핀 용액은 필터(42)의 내부로부터 공급된 후 외부로 배출된다.
그리고 필터(42)는 시간이 경과함에 따라 여과된 방사성 입자물질에 의해 폐색될 수 있고, 이에 따라 본 발명에서는 폐색된 필터(42)를 역세정(blow-back)함으로써 반영구적으로 사용할 수 있도록 하는데, 이를 위해 필터(42)의 전후단에 차압계를 설치하고 필터(42)의 차압이 일정 이상이 되는 경우 외부로부터 공급되는 압축공기 또는 고압의 물(도시하지 않음)을 필터(42) 표면에 분사함으로써 필터(42)가 역세정되도록 하고, 이때 역세정에 의해 제거된 방사성 물질 등은 별도로 마련된 취출배관을 통해 배출된 다음, 제염과정 등을 거친 후 별도로 처리되거나 또는 파라핀 저장탱크(41)에 다시 유입된다.
그리고 필터(42)에 의해 방사성 입자물질이 제거된 액상의 파라핀은 필터(42)의 하류측에 설치된 버퍼탱크(44)에 저장되며, 이 버퍼탱크(44)에 저장된 액체 파라핀은 방사성 물질이 거의 제거된 상태로서 일정 시간동안 안정화 과정을 거친 다음 자체 처분된다.
고화부(50)는 용융부(30)의 하류측에 위치하여 수용용기(31)의 하부쪽에 위치하는 배출구로부터 취출된 농축폐액을 다시 고화(固化) 처리하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명의 고화부(50)는 도 5에 도시된 바와 같이 농축폐액드럼(51), 교반기(52) 및 고화제 저장탱크(53)로 이루어진다.
수용용기(31)의 하부쪽에 위치하는 배출구로부터 취출된 농축폐액은 농축폐액드럼(51)에 유입되고, 이 농축폐액드럼(51)에 유입된 농축폐액은 고화제 저장탱크(53)로부터 공급되는 고화제와 혼합되면서 고화되는데, 이때 농축폐액이 균일하게 분포되면서 고화될 수 있도록 농축폐액드럼(51)의 상부에는 교반기(52)가 상하로 승강가능하게 설치된다. 그리고 농축폐액드럼(51)의 외부에는 농축폐액드럼(51) 내부의 온도가 하강함으로써 고화 작업이 진행되는 동안 농축폐액이 응고되는 것을 방지할 수 있도록 농축폐액드럼(51)을 적정온도로 가열하는 가열기(54)가 구비되는 것이 바람직하다.
이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 파라핀 고화체 재처리 시스템을 이용하여 파라핀 고화체를 파라핀과 농축폐액으로 분리하여 처리하는 과정을 설명한다.
먼저, 파라핀 고화체가 임시로 저장되어 있는 금속재 드럼을 크레인 등을 이용하여 분쇄부(10)의 상부에 위치시킨 다음, 금속재 드럼의 외부를 가열하여 파라핀 고화체를 금속재 드럼으로부터 분리하여 분쇄부(10)에 투입되도록 한다.
파라핀 고화체가 분쇄부(10)에 투입되면 파라핀 고화체를 입자의 크기가 1mm 이하의 분말형태로 분쇄한 다음, 파라핀 고화체 분말을 컨베이어(20)에 의해 용융부(30)의 수용용기(31)에 투입하여 파라핀 고화체 분말을 용융시킨다. 이때 파라핀 고화체 분말에서 방사선 물질의 분리 또는 침전을 촉진시키기 위해 분리액 또는 침전제를 첨가하고, 교반기(32)에 의해 파라핀 고화체 분말을 교반하여 파라핀 고화체 분말을 완전히 용융시킨다.
파라핀 고화체 분말의 용융이 완료되고 나면 용융부(30) 내부의 교반기(32)의 작동을 정지시키고, 이때 액상의 파라핀은 비중의 차이에 의해 층 분리가 진행되어 수용용기(31)의 상부쪽에는 파라핀 용액이 위치되고, 하부쪽에는 농축폐액이 위치된다.
이후 수용용기(31)의 상부쪽에 위치된 파라핀 용액을 배출구를 통해 취출하여 파라핀 저장탱크(41)에 저장하고, 이 저장된 파라핀 용액을 제염부(40)의 필터(42)에 의해 파라핀 용액 중에 혹시 잔류할 수 있는 방사성 물질을 제거하여 파라핀 용액을 제염시킨 다음, 버퍼탱크(44)에 저장한 후 일정 시간동안 안정화 과정을 거쳐 자체 처분된다.
파라핀 용액이 취출된 수용용기(31)의 내부에는 농축폐액이 남아 있게 되고, 이 농축폐액은 수용용기(31)의 하부에 설치된 배출구를 통해 농축폐액드럼(51)에 유입된 다음, 고화제 저장탱크(53)로부터 공급되는 고화제와 혼합되면서 고화처리된 후 영구 처분된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 파라핀 고화체를 용융시켜 파라핀 용액과 농축폐액으로 분리하고, 이 분리된 파라핀 용액은 필터(42)에 의해 제염처리하며, 농축폐액은 고화 처리함으로써 원자력발전소 내에 임시로 저장된 파라핀 고화체를 일련의 전처리 과정에 의해 안전하고 효과적으로 처분할 수 있다.
10: 분쇄부 11: 수용부
12: 분쇄기 13: 파쇄부
20: 컨베이어 30: 용융부
31: 수용용기 31A: 내부케이싱
31B: 외부케이싱 32: 교반기
33: 열매체 공급장치 33A: 열매체 저장탱크
33B: 가열히터 33C: 열매체 순환펌프
34: 제어기 35: 약품공급기
36: 초음파 발생기 40: 제염부
41: 파라핀 저장탱크 42: 필터
43: 펌프 44: 버퍼탱크
50: 고화부 51: 농축폐액드럼
52: 교반기 53: 고화제 저장탱크
54: 가열기
12: 분쇄기 13: 파쇄부
20: 컨베이어 30: 용융부
31: 수용용기 31A: 내부케이싱
31B: 외부케이싱 32: 교반기
33: 열매체 공급장치 33A: 열매체 저장탱크
33B: 가열히터 33C: 열매체 순환펌프
34: 제어기 35: 약품공급기
36: 초음파 발생기 40: 제염부
41: 파라핀 저장탱크 42: 필터
43: 펌프 44: 버퍼탱크
50: 고화부 51: 농축폐액드럼
52: 교반기 53: 고화제 저장탱크
54: 가열기
Claims (6)
- 파라핀 보관 드럼으로부터 분리된 파라핀 고화체를 분말 형태로 분쇄하는 분쇄부(10)와;
상기 분쇄부(10)로부터 분쇄된 파라핀 고화체 분말을 이송하는 컨베이어(20)와;
상기 컨베이어(20)에 의해 이송된 파라핀 고화체 분말을 용융시켜 층 분리가 이루어지도록 하는 용융부(30)와;
층 분리에 의해 상기 용융부(30)의 상부쪽에 위치하는 파라핀 용액을 취출하여 여과에 의해 방사성 물질을 제거하는 제염부(40)와;
상기 용융부(30)의 하부쪽에 위치하는 농축폐액을 다시 고화시키는 고화부(50)로 이루어지고,
상기 용융부(30)는 파라핀 고화체 분말을 수용하는 수용용기(31)와, 상기 수용용기(31)의 내부에 설치되는 교반기(32)를 포함하되,
상기 수용용기(31)는 상기 파라핀 고화체 분말이 수용되는 내부케이싱(31A)과, 상기 내부케이싱(31A)의 외주면에 공간(S)을 형성하면서 설치되는 외부케이싱(31B)으로 이루어진 2중 용기 형태로 이루어지고, 상기 공간(S)에는 열매체 공급장치(33)에 의해 공급되는 열매체가 충전되며,
상기 내부케이싱(31A)과 연결되어 내부로 분리액 또는 침전제를 공급하는 약품공급기(35)가 구비되고,
상기 분리액은 물, 물과 메탄올의 혼합액, 또는 물과 에탄올의 혼합액, 물과 알칼리성 물질의 혼합액 또는 물과 산성 물질의 혼합액 중에서 어느 하나로 선택되며, 상기 침전제는 제올라이트, 백토 또는 벤토나이트 중에서 어느 하나로 선택되고,
상기 제염부(40)는 파라핀 저장탱크(41)와, 파라핀 용액으로부터 방사성 물질을 여과하는 필터(42)와, 상기 파라핀 저장탱크(41)에 저장된 파라핀 용액을 상기 필터(42)에 공급하는 펌프(43) 및 상기 필터(42)에 의해 방사성 물질이 제거된 파라핀 용액을 저장하는 버퍼탱크(44)로 이루어지고,
상기 필터(42)는 원통 형상의 세라믹 필터 또는 금속 소결 필터가 사용되고,
상기 필터(42)의 세정은 압축공기 또는 고압의 물을 상기 필터(42)의 표면에 분사함으로써 역세정에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 파라핀 고화체 재처리시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 열매체 공급장치(33)는 열매체 저장탱크(33A)와, 열매체를 가열하는 가열히터(33B) 및 열매체를 순환시키는 열매체 순환펌프(33C) 및 배관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파라핀 고화체 재처리시스템.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 고화부(50)는 상기 용융부(30)로부터 취출된 농축폐액을 저장하는 농축폐액드럼(51)과, 상기 농축폐액드럼(51)에 투입되는 고화제를 저장하는 고화제 저장탱크(53)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파라핀 고화체 재처리시스템.
- 청구항 5에 있어서,
상기 고화부(50)의 농축폐액드럼(51)의 외부에는 가열기(54)가 구비되는 것을 특징으로 하는 파라핀 고화체 재처리시스템.
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| KR1020120090881A KR101244209B1 (ko) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | 파라핀 고화체 재처리시스템 |
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