KR102092373B1 - 원자력 시설의 해체 방법 - Google Patents

Abstract

원자력 시설의 해체 방법은 원자로 압력 용기를 생체 보호 콘크리트로부터 분리하는 단계, 콘크리트 구조물을 해체하는 단계, 상기 생체 보호 콘크리트를 커버하는 단계, 및 상기 생체 보호 콘크리트를 해체하는 단계를 포함한다.

Description

원자력 시설의 해체 방법{METHOD FOR DECOMMISSIONING NUCLEAR FACILITIES}

본 기재는 원자력 시설의 해체 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 발전에 이용되는 원자력 시설 중 가압 경수로형 원자력 발전소는 원자로 압력 용기, 원자로 압력 용기를 지지하는 생체 보호 콘크리트, 원자로 압력 용기와 연결된 증기 발생기 등의 주변 시설, 생체 보호 콘크리트와 이웃하여 주변 시설을 지지하는 콘크리트 구조물을 포함한다.

원자력 시설의 해체 시, 원자로 압력 용기를 지지하는 생체 보호 콘크리트는 방사화된 상태이므로, 생체 보호 콘크리트를 해체할 경우 생체 보호 콘크리트와 이웃하는 비방사화된 콘크리트 구조물이 오염되는 문제점이 있다.

일 실시예는, 생체 보호 콘크리트 해체 시 주변이 오염되는 것이 억제된 원자력 시설의 해체 방법을 제공하고자 한다.

또한, 해체 시간이 최소화된 원자력 시설의 해체 방법을 제공하고자 한다.

일 측면은 원자로 압력 용기, 상기 원자로 압력 용기를 감싸는 생체 보호 콘크리트, 상기 원자로 압력 용기와 이격되어 상기 생체 보호 콘크리트와 이웃하는 콘크리트 구조물을 포함하는 원자력 시설의 해체 방법에 있어서, 상기 원자로 압력 용기를 상기 생체 보호 콘크리트로부터 분리하는 단계, 상기 콘크리트 구조물을 해체하는 단계, 상기 생체 보호 콘크리트를 커버하는 단계, 및 상기 생체 보호 콘크리트를 해체하는 단계를 포함하는 원자력 시설의 해체 방법을 제공한다.

상기 원자력 시설은 상기 원자로 압력 용기, 상기 생체 보호 콘크리트, 상기 콘크리트 구조물을 격납하는 격납 용기를 더 포함하며, 상기 콘크리트 구조물의 해체 및 상기 생체 보호 콘크리트의 해체는 상기 격납 용기 내부에서 수행할 수 있다.

상기 콘크리트 구조물은 순차적으로 적층된 제1 층 콘크리트, 제1 플로어, 제2 층 콘크리트, 제2 플로어, 제3 층 콘크리트, 제3 플로어, 제4 층 콘크리트를 포함할 수 있다.

상기 콘크리트 구조물을 해체하는 단계는, 상기 제4 층 콘크리트를 해체하는 단계, 상기 제3 플로어 및 상기 제3 층 콘크리트를 해체하는 단계, 상기 제2 플로어 및 상기 제2 층 콘크리트를 해체하는 단계, 및 상기 제1 플로어 및 상기 제1 층 콘크리트를 해체하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 생체 보호 콘크리트를 커버하는 단계는 상기 생체 보호 콘크리트를 포장 용기로 밀폐하여 수행할 수 있다.

상기 생체 보호 콘크리트를 해체하는 단계는 상기 포장 용기의 내부 공기를 석션(suction)하여 수행할 수 있다.

상기 원자로 압력 용기는 가압 경수로형일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 생체 보호 콘크리트 해체 시 주변이 오염되는 것이 억제된 원자력 시설의 해체 방법이 제공된다.

또한, 해체 시간이 최소화된 원자력 시설의 해체 방법이 제공된다.

도 1은 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2 내지 도 7은 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 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 일 실시예에 한정되지 않는다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 방법을 설명한다.

이하에서는, 원자력 시설로서 가압 경수로형(PWR) 원자력 발전소를 일례로 설명하나, 이에 한정되지 않지 않고 원자력 시설은 비등 경수로형(BWR) 원자력 발전소일 수 있다.

가압 경수로형 원자력 발전소는 냉각재와 감속재로 경수를 사용하고 핵연료는 우라늄 235를 약 2% 내지 4%로 농축하여 사용한다.

가압 경수로형 원자력 발전소는 원자로 내에서 핵분열로 발생되는 열을 증기 발생기로 보내 열 교환시키는 원자로 계통에 관련되는 시설과, 증기 발생기에서 발생된 증기로 터빈을 돌린 후 복수기를 거쳐 물로 환원시킨 다음, 다시 증기 발생기로 순환되는 터빈 및 발전기 계통에 관련되는 시설로 구분될 수 있다.

일반적으로 원자로 계통의 열전달 매체인 냉각재(경수)는 원자로에서 약 320℃까지 가열되며, 비등하지 않도록 약 153 기압으로 가압된다.

계통을 구성하는 기기로는 일정한 엔탈피를 유지하기 위하여 압력을 조정하는 가압기, 원자로와 증기발생기 사이에 냉각재를 순환시켜 주는 냉각재 펌프가 있다.

증기 발생기에서 발생된 증기가 터빈을 돌려 터빈 축에 연결된 발전기에서 전력을 생산하는 계통은 일반 화력 발전소의 원리와 동일할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 방법을 나타낸 순서도이다. 도 2 내지 도 7은 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 원자로 압력 용기(100)를 생체 보호 콘크리트(300)로부터 분리한다(S100).

도 2는 원자력 시설을 나타낸 도면이다.

구체적으로, 도 2를 참조하면, 원자력 시설(1000)은 원자로 압력 용기(100), 원자로 압력 용기(100)를 감싸고 원자로 압력 용기(100)를 지지하는 생체 보호 콘크리트(300), 원자로 압력 용기(100) 및 생체 보호 콘크리트(300)와 이격되어 원자로 압력 용기(100)와 연결된 증기 발생기 등의 주변 시설(200), 원자로 압력 용기(100)와 이격되어 생체 보호 콘크리트(300)와 이웃하여 증기 발생기 등의 주변 시설(200)을 지지하는 콘크리트 구조물(400), 및 원자로 압력 용기(100), 생체 보호 콘크리트(300), 주변 시설(200), 및 콘크리트 구조물(400)을 격납하는 격납 용기(500)를 포함한다.

원자력 시설(1000)에 포함된 원자로 압력 용기(100), 생체 보호 콘크리트(300), 주변 시설(200), 콘크리트 구조물(400), 격납 용기(500)는 공지된 다양한 구조를 가질 수 있다.

원자로 압력 용기(100)는 가압 경수로형일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

일례로, 원자로 압력 용기(100)는 비등 경수로형일 수 있다.

원자력 시설(1000)은 원자로 압력 용기(100), 생체 보호 콘크리트(300), 및 콘크리트 구조물(400)을 포함한다면 다양한 형태일 수 있다.

우선, 원자력 시설(1000)의 해체를 위해, 격납 용기(500) 내부에 위치하는 원자로 압력 용기(100)를 생체 보호 콘크리트(300)로부터 분리한다.

원자로 압력 용기(100)를 생체 보호 콘크리트(300)로부터 분리하기 전에 원자로 압력 용기(100)에 연결된 배관 등을 우선 절단할 수 있다.

그리고, 격납 용기(500) 내부에 위치하는 증기 발생기 등의 주변 시설(200)을 콘크리트 구조물(400)로부터 분리한다.

주변 시설(200)을 콘크리트 구조물(400)로부터 분리하기 전에 주변 시설(200)에 연결된 배관 등을 우선 절단할 수 있다.

원자로 압력 용기(100) 및 주변 시설(200)을 생체 보호 콘크리트(300) 및 콘크리트 구조물(400) 각각으로부터 분리하기 위해 생체 보호 콘크리트(300) 및 콘크리트 구조물(400) 각각의 일부를 절단할 수 있다.

다음, 도 3 내지 도 6을 참조하면, 콘크리트 구조물(400)을 해체한다(S200).

구체적으로, 도 3을 참조하면, 격납 용기(500) 내부에 위치하여 생체 보호 콘크리트(300)와 이웃하는 콘크리트 구조물(400)은 격납 용기(500)의 저부로부터 순차적으로 적층된 제1 층 콘크리트(410), 제1 플로어(420), 제2 층 콘크리트(430), 제2 플로어(440), 제3 층 콘크리트(450), 제3 플로어(460), 제4 층 콘크리트(470)를 포함한다.

콘크리트 구조물(400)의 해체는 격납 용기(500) 내부에서 수행한다. 콘크리트 구조물(400)의 해체는 와이어 쏘(wire saw) 등의 콘크리트 절단 수단을 이용해 수행할 수 있다.

우선, 생체 보호 콘크리트(300) 주변의 제4 층 콘크리트(470)를 제염 및 해체한다.

다음, 도 4를 참조하면, 생체 보호 콘크리트(300) 주변의 제3 플로어(460) 및 제3 층 콘크리트(450)를 제염 및 해체한다.

다음, 도 5를 참조하면, 생체 보호 콘크리트(300) 주변의 제2 플로어(440) 및 제2 층 콘크리트(430)를 제염 및 해체한다.

다음, 도 6을 참조하면, 생체 보호 콘크리트(300) 주변의 제1 플로어(420) 및 제1 층 콘크리트(410)를 제염 및 해체한다.

이와 같이, 콘크리트 구조물(400)을 해체할 때, 고방사화 영역인 생체 보호 콘크리트(300)는 남겨두고, 생체 보호 콘크리트(300) 주변에 위치하는 콘크리트 구조물(400)을 우선 해체함으로써, 생체 보호 콘크리트(300)의 해체에 따른 콘크리트 구조물(400)의 오염이 방지된다.

즉, 격납 용기(500) 내부의 콘크리트 구조물(400) 및 생체 보호 콘크리트(300) 해체 시 저방사화 영역인 콘크리트 구조물(400)부터 해체를 시작함으로써, 고방사화 영역인 생체 보호 콘크리트(300)의 해체 시 발생되는 분진 확산으로 인해 다른 구조물이 오염되는 것이 방지된다.

또한, 콘크리트 구조물(400)을 해체할 때, 생체 보호 콘크리트(300)가 기둥 역할을 하는 상태로 콘크리트 구조물(400)에 포함된 제1 층 콘크리트(410), 제1 플로어(420), 제2 층 콘크리트(430), 제2 플로어(440), 제3 층 콘크리트(450), 제3 플로어(460), 제4 층 콘크리트(470)를 최상층으로부터 저층 순서로 해체함으로써, 추가 안전성 보강 구조물 설치가 불필요하기 때문에, 원자력 시설(1000)의 해체 시간이 최소화된다.

다음, 도 7을 참조하면, 생체 보호 콘크리트(300)를 커버한다(S300).

구체적으로, 격납 용기(500) 내부에 위치하는 생체 보호 콘크리트(300)를 포장 용기(10)로 밀폐한다. 포장 용기(10)는 생체 보호 콘크리트(300)를 밀폐할 수 있다면, 공지된 다양한 재료를 포함할 수 있다. 포장 용기(10)는 펌프 등을 포함하는 석션부(20)와 연결되어 있다.

다음, 생체 보호 콘크리트(300)를 해체한다(S400).

구체적으로, 석션부(20)를 이용해 포장 용기(10) 내부 공기를 석션(suction)하는 상태에서, 생체 보호 콘크리트(300)를 제염 및 해체한다.

생체 보호 콘크리트(300)의 해체는 격납 용기(500) 내부에 위치하는 포장 용기(10) 내부에서 수행한다.

생체 보호 콘크리트(300)의 해체는 와이어 쏘(wire saw) 등의 콘크리트 절단 수단을 이용해 수행할 수 있다.

생체 보호 콘크리트(300)가 포장 용기(10)에 의해 밀폐되고, 포장 용기(10) 내부 공기가 석션되는 상태에서 생체 보호 콘크리트(300)가 해체됨으로써, 고방사화 영역인 생체 보호 콘크리트(300)의 해체 시 발생되는 분진 확산으로 인해 격납 용기(500) 내부가 오염되는 것이 방지된다.

이상과 같이, 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 방법은 격납 용기(500) 내부에 위치하는 콘크리트 구조물(400)을 해체할 때, 고방사화 영역인 생체 보호 콘크리트(300)는 남겨두고, 생체 보호 콘크리트(300) 주변에 위치하는 콘크리트 구조물(400)을 우선 해체함으로써, 생체 보호 콘크리트(300)의 해체에 따른 분진 확산으로 인한 콘크리트 구조물(400)의 오염 및 격납 용기(500) 내부의 오염을 방지한다.

또한, 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 방법은 격납 용기(500) 내부에 위치하는 생체 보호 콘크리트(300)를 해체할 때, 생체 보호 콘크리트(300) 주변의 콘크리트 구조물(400)을 우선 해체하고, 생체 보호 콘크리트(300)를 포장 용기(10)로 밀폐하고, 포장 용기(10) 내부 공기를 석션하는 상태에서, 생체 보호 콘크리트(300)를 해체함으로써, 고방사화 영역인 생체 보호 콘크리트(300)의 해체 시 발생되는 분진 확산으로 인해 격납 용기(500) 내부가 오염되는 것을 방지한다.

즉, 생체 보호 콘크리트(300) 해체 시 주변이 오염되는 것이 억제된 원자력 시설의 해체 방법이 제공된다.

또한, 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 방법은 콘크리트 구조물(400)을 해체할 때, 해체하지 않는 생체 보호 콘크리트(300)가 기둥 역할을 하는 상태로 콘크리트 구조물(400)을 최상층으로부터 저층 순서로 해체함으로써, 추가 안전성 보강 구조물 설치가 불필요하기 때문에, 원자력 시설(1000)의 해체 시간을 최소화한다.

즉, 원자력 시설(1000)의 해체 시간이 최소화된 원자력 시설의 해체 방법이 제공된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

원자로 압력 용기(100), 생체 보호 콘크리트(300), 콘크리트 구조물(400)

Claims (7)

1. 원자로 압력 용기, 상기 원자로 압력 용기를 감싸는 생체 보호 콘크리트, 상기 원자로 압력 용기와 이격되어 상기 생체 보호 콘크리트와 이웃하는 콘크리트 구조물, 및 상기 원자로 압력 용기, 상기 생체 보호 콘크리트, 상기 콘크리트 구조물을 격납하는 격납 용기를 포함하며, 상기 콘크리트 구조물은 순차적으로 적층된 제1 층 콘크리트, 제1 플로어, 제2 층 콘크리트, 제2 플로어, 제3 층 콘크리트, 제3 플로어, 및 제4 층 콘크리트를 포함하는 원자력 시설의 해체 방법에 있어서,
   상기 원자로 압력 용기를 상기 생체 보호 콘크리트로부터 분리하는 단계;
   상기 콘크리트 구조물을 해체하는 단계;
   상기 생체 보호 콘크리트를 커버하는 단계; 및
   상기 생체 보호 콘크리트를 해체하는 단계
   를 포함하며,
   상기 생체 보호 콘크리트를 커버하는 단계는 상기 생체 보호 콘크리트를 포장 용기로 밀폐하여 수행하며,
   상기 생체 보호 콘크리트를 해체하는 단계는 상기 포장 용기의 내부 공기를 석션(suction)하는 상태에서 수행하며,
   상기 콘크리트 구조물의 해체 및 상기 생체 보호 콘크리트의 해체는 상기 격납 용기 내부에서 수행하며,
   상기 콘크리트 구조물을 해체하는 단계는,
   상기 제4 층 콘크리트를 해체하는 단계;
   상기 제3 플로어 및 상기 제3 층 콘크리트를 해체하는 단계;
   상기 제2 플로어 및 상기 제2 층 콘크리트를 해체하는 단계; 및
   상기 제1 플로어 및 상기 제1 층 콘크리트를 해체하는 단계
   를 포함하는 원자력 시설의 해체 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에서,
   상기 원자로 압력 용기는 가압 경수로형인 원자력 시설의 해체 방법.

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