KR102080909B1 - 원자로의 해체 시스템 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 원자로의 해체 시스템은 원자로가 삽입되는 제1 공간 및 상기 제1 공간에 연결되며 상기 제1 공간에서 확장되는 제2 공간을 가지는 생체 보호 콘크리트, 상기 제2 공간에 위치하며 상기 원자로를 이동시키는 이동 장치, 그리고 상기 제2 공간에 위치하며 상기 원자로를 절단하는 절단 장치를 포함한다.

Description

원자로의 해체 시스템{REACTOR DISMANTLING SYSTEM}

본 발명은 원자로의 해제 시스템에 관한 것이다.

전세계적으로 화석 에너지가 고갈됨에 따라, 주요한 에너지원으로서 원자력발전을 사용하고 있다. 이러한 원자력 발전에서 일반적으로 사용되는 가압 경수로형(Pressurized Water Reactor, PWR) 원자력 발전소는 원자로를 순환하는 1차 계통, 증기 발생기를 순환하는 2차 계통, 그리고 복수기를 순환하는 3차 계통으로 구성된다. 구체적으로 1차 계통에서는 원자로 속에 들어 있는 냉각재에 압력을 가해 150 기압 300℃ 정도를 유지하고, 2차 계통에서는 이 냉각재가 증기 발생기 세관을 통과하면서 증기 발생기 측의 물을 끓여 수증기를 만들어 터빈을 돌린다. 그리고, 3차 계통에서는 터빈을 돌리고 난 증기는 복수기를 통과하면서 다시 물이 되어 증기 발생기로 보낸다.

이러한 가압 경수로형 원자력 발전소의 원자로는 방사능으로 오염되어 있다. 따라서, 원자로를 절단하여 해체하는 경우 에어로졸(aerosol), 슬래그(slag) 등의 방사성 분진이 확산되어 주변 기기들을 오염시킬 수 있다.

본 실시예는 해체 공정 시 발생하는 방사성 분진에 의한 주변 기기들의 오염을 방지할 수 있는 원자로의 해체 시스템에 관한 것이다.

일 실시예에 따른 원자로의 해체 시스템은 원자로가 삽입되는 제1 공간 및 상기 제1 공간에 연결되며 상기 제1 공간에서 확장되는 제2 공간을 가지는 생체 보호 콘크리트, 상기 제2 공간에 위치하며 상기 원자로를 이동시키는 이동 장치, 그리고 상기 제2 공간에 위치하며 상기 원자로를 절단하는 절단 장치를 포함한다.

상기 제2 공간의 바닥부는 단차를 가지고, 상기 바닥부에 위치하여 상기 이동 장치의 수평을 유지하는 수평 유지 장치를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 공간의 바닥부는 제1 바닥부, 상기 제1 바닥부보다 높은 위치의 제2 바닥부를 포함하고, 상기 수평 유지 장치는 상기 제1 바닥부에 위치하여 상기 이동 장치를 지지할 수 있다.

상기 이동 장치는 상기 원자로를 직선 이동시키거나 회전 이동시킬 수 있다.

상기 제2 바닥부에 상기 제1 공간이 위치하며, 상기 이동 장치는 상기 제1 공간과 중첩하여 상기 제2 바닥부와 접촉할 수 있다.

상기 제2 공간을 덮어 외부로 방사성 분진이 확산되는 것을 차단하는 차폐막을 더 포함하고, 상기 차폐막은 복수개의 환기부를 포함할 수 있다.

상기 복수개의 환기부에 연결되어 상기 방사성 분진을 포집하는 분진 포집 장치를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 수평 유지 장치 및 이동 장치를 이용하여 제1 공간에 연결된 제2 공간 내에 안착시켜 원자로를 절단 및 해체할 수 있으므로, 제2 공간을 확보하기 위해 별도의 확장 공사가 필요하지 않으므로, 해체 비용 및 해체 시간을 절감할 수 있다.

또한, 제2 공간에서 수평 유지 장치 및 이동 장치를 이용하여 원자로를 지지한 상태에서 해체 공정을 진행하므로, 제1 공간에서 원자로를 해체하기 위한 별도의 인양 장치가 필요하지 않게 된다. 따라서, 해체 비용을 절감할 수 있다.

또한, 차폐막 및 분산 포집 장치를 이용하여 절단 장치에 의해 발생한 방사성 분진을 외부와 차단하고, 환기부를 이용하여 집중적으로 포집할 수 있으므로, 방사성 분진이 주변 기기를 오염시키거나, 작업자들을 피폭시키는 것을 최소화할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 원자로의 해체 시스템의 측면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 원자로의 해체 시스템의 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 원자로의 해체 시스템을 이용하여 원자로를 해체하는 일 단계를 도시한 도면이다.

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 원자로의 해체 시스템의 측면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 원자로의 해체 시스템의 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따른 원자로의 해체 시스템은 원자로(10)가 그 내부에 위치하는 생체 보호 콘크리트(100), 원자로(10)를 지지하며 원자로(10)를 이동시키는 이동 장치(200), 원자로(10)를 절단하는 절단 장치(300), 이동 장치(200)의 수평을 유지하는 수평 유지 장치(400), 생체 보호 콘크리트(100)를 외부와 차단하는 차폐막(500), 그리고 절단 장치(300)에 의해 발생하는 방사성 분진(1)을 포집하는 분진 포집 장치(600)를 포함한다.

생체 보호 콘크리트(100)는 원자로(10)가 삽입되는 제1 공간(P1), 그리고, 제1 공간(P1)과 연결되어 있으며 원자로(10)를 해체하는 공간인 제2 공간(P2)을 가질 수 있다. 제2 공간(P2)은 제1 공간(P1)보다 크고 보다 확장된 공간이다. 제2 공간(P2)의 바닥부(110)는 단차를 가질 수 있다. 즉, 제2 공간(P2)의 바닥부(110)는 제1 바닥부(110a), 제1 바닥부(110a)보다 높은 위치의 제2 바닥부(110b)를 포함할 수 있다. 제2 바닥부(110b)에는 제1 공간(P1)이 위치할 수 있다.

이동 장치(200)는 제2 공간(P2)에 위치하며 수평으로 배치된 원자로(10)를 이동시킬 수 있다. 이러한 이동 장치(200)는 레일 구조일 수 있다. 이동 장치(200)는 원자로(10)를 직선 방향(A)으로 직선 이동시키거나 회전 방향(B)으로 회전 이동시킬 수 있다. 따라서, 절단 장치(300)를 이용하여 원하는 위치의 원자로 부분을 절단하여 해체할 수 있다.

이러한 이동 장치(200)는 제1 공간(P1)과 중첩하여 제2 바닥부(110b)와 접촉할 수 있다.

절단 장치(300)는 제2 공간(P2)에 위치하며 원자로(10)를 절단하여 해체할 수 있다. 절단 장치(300)는 열적 절단 장치, 와이어 쏘(wire saw)와 같은 기계적 절단 장치, 또는 레이저(laser)와 같은 전기적 절단 장치 등을 포함할 수 있다. 그러나, 절단 장치(300)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 원자로(10)를 절단할 수 있는 다양한 장치가 적용 가능하다.

이러한 절단 장치(300)는 원자로(10)를 절단하는 절단부(310), 절단부(310)를 구동시키는 구동부(320)를 포함할 수 있다.

수평 유지 장치(400)는 제2 공간(P2)의 제1 바닥부(110a)에 위치하여 이동 장치(200)를 지지함으로써, 이동 장치(200)의 수평을 유지할 수 있다. 즉, 수평 유지 장치(400)의 높이(h2)는 제1 바닥부(110a)의 높이(h1)과 동일할 수 있다.

따라서, 수평 유지 장치(400)를 이용하여 수평으로 배치된 원자로(10)를 지지함으로써, 절단 장치(300)를 이용하여 원자로(10)를 절단할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.

이와 같이, 수평 유지 장치(400) 및 이동 장치(200)를 이용하여 제1 공간(P1)에 연결된 제2 공간(P2) 내에 안착시켜 원자로(10)를 절단 및 해체할 수 있으므로, 제2 공간(P2)을 확보하기 위해 별도의 확장 공사가 필요하지 않으므로, 해체 비용 및 해체 시간을 절감할 수 있다.

또한, 제2 공간(P2)에서 수평 유지 장치(400) 및 이동 장치(200)를 이용하여 원자로(10)를 지지한 상태에서 해체 공정을 진행하므로, 제1 공간(P1)에서 원자로를 해체하기 위한 별도의 인양 장치가 필요하지 않게 된다. 따라서, 해체 비용을 절감할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 원자로의 해체 시스템을 이용하여 원자로를 해체하는 일 단계를 도시한 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제1 공간(P1) 내에 위치하던 원자로(10)를 별도의 기중기(700)를 이용하여 제2 공간(P2)으로 이동시킨다. 그리고, 도 1에 도시한 바와 같이, 제2 공간(P2)의 제1 바닥부(110a)에 수평 유지 장치(400)를 설치하고, 이동 장치(200)를 설치한다. 따라서, 이동 장치(200)는 수평 유지 장치(400) 및 제2 바닥부(110b)에 의해 지지되므로 수평을 유지하게 된다.

한편, 차폐막(500)은 제2 공간(P2)을 덮어 외부로 방사성 분진(1)이 확산되는 것을 차단할 수 있다. 이러한 차폐막(500)은 복수개의 환기부(500a)를 포함할 수 있다.

분진 포집 장치(600)는 복수개의 환기부(500a)에 연결되어 환기부(500a)를 통해 포집된 방사성 분진(1)을 집중적으로 포집할 수 있다.

따라서, 절단 장치(300)를 이용하여 원자로(10)를 절단하여 슬래그, 흄가스, 에어로졸 등과 같은 방사성 분진(1)이 발생하여도 차폐막(500)은 방사성 분진(1)이 외부로 확산되는 것을 차단할 수 있다.

본 실시예에서는 분진 포집 장치(600)가 차폐막(500)에 설치되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 위치에 설치될 수 있다.

이와 같이, 차폐막(500) 및 분진 포집 장치(600)를 이용하여 절단 장치(300)에 의해 발생한 방사성 분진(1)을 외부와 차단하고, 환기부(500a)를 이용하여 집중적으로 포집할 수 있으므로, 방사성 분진(1)이 주변 기기를 오염시키거나, 작업자들을 피폭시키는 것을 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 (7)

1. 원자로가 삽입되는 제1 공간 및 상기 제1 공간에 연결되며 상기 제1 공간에서 확장되는 제2 공간을 가지는 생체 보호 콘크리트,
   상기 제2 공간에 위치하며 상기 원자로를 이동시키는 이동 장치,
   상기 제2 공간에 위치하며 상기 원자로를 절단하는 절단 장치, 그리고
   상기 제2 공간의 바닥부는 단차를 가지고, 상기 바닥부에 위치하여 상기 이동 장치의 수평을 유지하는 수평 유지 장치
   를 포함하는 원자로의 해체 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 제2 공간의 바닥부는
   제1 바닥부, 상기 제1 바닥부보다 높은 위치의 제2 바닥부를 포함하고,
   상기 수평 유지 장치는 상기 제1 바닥부에 위치하여 상기 이동 장치를 지지하는 원자로의 해체 시스템.
4. 제3항에서,
   상기 이동 장치는 상기 원자로를 직선 이동시키거나 회전 이동시키는 원자로의 해체 시스템.
5. 제3항에서,
   상기 제2 바닥부에 상기 제1 공간이 위치하며,
   상기 이동 장치는 상기 제1 공간과 중첩하여 상기 제2 바닥부와 접촉하는 원자로의 해체 시스템.
6. 원자로가 삽입되는 제1 공간 및 상기 제1 공간에 연결되며 상기 제1 공간에서 확장되는 제2 공간을 가지는 생체 보호 콘크리트,
   상기 제2 공간에 위치하며 상기 원자로를 이동시키는 이동 장치,
   상기 제2 공간에 위치하며 상기 원자로를 절단하는 절단 장치, 그리고
   상기 제2 공간을 덮어 외부로 방사성 분진이 확산되는 것을 차단하는 차폐막을 포함하고,
   상기 차폐막은 복수개의 환기부를 포함하는 원자로의 해체 시스템.
7. 제6항에서,
   상기 복수개의 환기부에 연결되어 상기 방사성 분진을 포집하는 분진 포집 장치를 더 포함하는 원자로의 해체 시스템.

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