KR102570118B1 - 원자력 시설의 해체 시스템 - Google Patents

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Abstract

원자로 압력 용기 및 상기 원자로 압력 용기가 위치하는 캐비티를 포함하는 생체 보호 콘크리트를 포함하는 원자력 시설의 해체 시스템은 상기 캐비티를 커버하는 차폐 커버, 상기 차폐 커버를 관통하여 상기 원자로 압력 용기의 내부로 삽입되며, 상기 원자로 압력 용기를 지지하여 인양하는 원자로 인양 유닛, 및 상기 캐비티에 위치하며, 상기 원자로 압력 용기를 절단하는 절단기를 포함하며, 상기 원자로 인양 유닛은 상기 원자로 압력 용기로부터 발생되는 절단 폐기물을 흡입한다.

Description

원자력 시설의 해체 시스템{SYSTEM FOR DECOMMISSIONING NUCLEAR FACILITIES}
본 기재는 원자력 시설의 해체 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 원자력 발전에 이용되는 원자력 시설 중 가압 경수로형 원자력 발전소는 원자로 압력 용기 및 원자로 압력 용기를 감싸는 생체 보호 콘크리트를 포함한다.
원자력 시설의 해체 시, 원자로 압력 용기를 생체 보호 콘크리트로부터 분리하고 원자로 압력 용기를 절단 및 해체할 필요가 있다.
일 실시예는, 생체 보호 콘크리트 내부에서 원자로 압력 용기를 용이하게 절단 및 해체하는 원자력 시설의 해체 시스템을 제공하고자 한다.
일 측면은 원자로 압력 용기 및 상기 원자로 압력 용기가 위치하는 캐비티를 포함하는 생체 보호 콘크리트를 포함하는 원자력 시설의 해체 시스템에 있어서, 상기 캐비티를 커버하는 차폐 커버, 상기 차폐 커버를 관통하여 상기 원자로 압력 용기의 내부로 삽입되며, 상기 원자로 압력 용기를 지지하여 인양하는 원자로 인양 유닛, 및 상기 캐비티에 위치하며, 상기 원자로 압력 용기를 절단하는 절단기를 포함하며, 상기 원자로 인양 유닛은 상기 원자로 압력 용기로부터 발생되는 절단 폐기물을 흡입하는 원자력 시설의 해체 시스템을 제공한다.
상기 원자로 인양 유닛은, 상기 차폐 커버를 관통하여 수직 방향으로 연장되며, 상기 원자로 압력 용기의 내부로 삽입된 인양축, 및 상기 인양축의 단부로부터 수평 방향으로 연장되어 상기 원자로 압력 용기를 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.
상기 인양축은 상기 원자로 압력 용기로부터 발생되는 상기 절단 폐기물을 흡입하는 복수의 흡입홀들을 포함할 수 있다.
상기 원자로 인양 유닛은, 상기 인양축과 연결되어 상기 복수의 흡입홀들을 통해 상기 인양축의 내부로 흡입된 상기 절단 폐기물을 처리하는 배기체 처리부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 생체 보호 콘크리트 내부에서 원자로 압력 용기를 용이하게 절단 및 해체하는 원자력 시설의 해체 시스템이 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 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 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 및 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 시스템을 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 5%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 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 원자력 시설은 원자로 압력 용기(10) 및 원자로 압력 용기(10)를 지지하는 생체 보호 콘크리트(20)를 포함한다. 한편, 원자력 시설은 원자로 압력 용기(10)와 직접 연결된 공지의 배관들 및 생체 보호 콘크리트(20)의 상부에 위치하는 공지의 크레인(crane) 등을 더 포함할 수 있다.
원자로 압력 용기(10)는 가압 경수로형일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 원자로 압력 용기(10)는 비등 경수로형일 수 있다. 원자로 압력 용기(10)의 내벽에는 공지된 다양한 형태의 노심을 지지하는 돌출부(11)가 돌출되어 있다.
생체 보호 콘크리트(20)는 원자로 압력 용기(10)가 위치하는 캐비티(21)를 포함한다. 생체 보호 콘크리트(20)의 캐비티(21) 내부에 원자로 압력 용기(10)가 삽입되어 있으며, 생체 보호 콘크리트(20)는 원자로 압력 용기(10)를 둘러싸고 있다.
일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 시스템(1000)은, 원자력 시설의 해체 시 캐비티(21)를 형성하는 생체 보호 콘크리트(20)의 내벽을 확장하고, 원자로 압력 용기(10) 내부의 노심 등의 공지의 내부 구조물 및 원자로 압력 용기(10)와 연결된 공지의 배관들을 원자로 압력 용기(10)로부터 분리한 후 원자력 시설에 설치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 시스템(1000)은 차폐 커버(100), 원자로 인양 유닛(200), 절단기(300)를 포함한다.
차폐 커버(100)는 원자로 압력 용기(10)가 위치하는 생체 보호 콘크리트(20)의 캐비티(21)를 커버한다. 차폐 커버(100)는 캐비티(21)를 완전히 커버하여 캐비티(21)를 차폐할 수 있다. 차폐 커버(100)가 캐비티(21)를 커버함으로써, 절단기(300)를 이용해 캐비티(21)에서 원자로 압력 용기(10)를 절단할 때 발생되는 기체 또는 미세 크기의 고체 형태의 절단 폐기물이 캐비티(21) 외부로 비산되는 것이 방지된다.
원자로 인양 유닛(200)은 차폐 커버(100)를 관통하여 원자로 압력 용기(10)의 내부로 삽입된다. 원자로 인양 유닛(200)은 원자로 압력 용기(10)의 내부에 위치하는 돌출부(11)를 지지하여 원자로 압력 용기(10)를 인양할 수 있다. 원자로 인양 유닛(200)은 절단기(300)를 이용해 캐비티(21)에서 원자로 압력 용기(10)를 절단할 때 발생되는 기체 또는 미세 크기의 고체 형태의 절단 폐기물을 흡입하여 배기체 처리부(230)로 배기한다. 원자로 인양 유닛(200)은 원자력 시설에 위치하는 크레인에 연결될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
원자로 인양 유닛(200)은 인양축(210), 지지부(220), 배기체 처리부(230)를 포함한다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이다.
도 2 및 도 1을 참조하면, 인양축(210)은 차폐 커버(100)를 관통하여 수직 방향으로 연장된다. 인양축(210)은 원자로 압력 용기(10)의 내부로 삽입된다. 인양축(210)은 절단기(300)를 이용해 캐비티(21)에서 원자로 압력 용기(10)를 절단할 때 발생되는 기체 또는 미세 크기의 고체 형태의 절단 폐기물을 흡입하는 복수의 흡입홀(211)들을 포함한다. 인양축(210)은 흡입홀(211)들을 통해 절단 폐기물을 흡입하기 위한 공지의 다양한 흡입 펌프를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 배기체 처리부(230)에 의해 흡입력이 발생될 수 있다.
복수의 흡입홀(211)들은 원형 또는 사각형 등의 다각형 형태를 가지고 인양축(210)의 표면을 따라 행렬 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 복수의 흡입홀(211)들을 통해 원자로 압력 용기(10)로부터 발생된 절단 폐기물이 인양축(210)의 내부로 흡입되며, 인양축(210)의 내부로 흡입된 절단 폐기물은 인양축(210)과 연결된 배기체 처리부(230)로 배기되어 처리될 수 있다. 인양축(210)의 내부에는 절단 폐기물에 대한 흡입력 강화를 위해 흡입 공간의 수평 방향 단면적 감소를 위한 수평 또는 수직 형태로 연장된 격벽이 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 인양축(210) 자체의 형태가 흡입 공간의 수평 방향 단면적 감소를 위한 형태로 변형될 수 있다.
지지부(220)는 인양축(210)의 단부로부터 수평 방향으로 연장되어 원자로 압력 용기(10)를 지지한다. 지지부(220)는 원자로 압력 용기(10)의 돌출부(11)를 지지하여 원자로 압력 용기(10)를 지지할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
배기체 처리부(230)는 인양축(210)과 연결되어 복수의 흡입홀(211)들을 통해 인양축(210)의 내부로 흡입된 절단 폐기물을 처리한다. 여기서, 배기체 처리부(230)의 처리는 배기체 처리부(230)로 흡입된 절단 폐기물을 포집하여 방폐물 처리 규정에 따라 처리하는 것을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 배기체 처리부(230)는 배기체 처리 필터 등의 공지된 다양한 절단 폐기물 처리 수단을 포함할 수 있다.
절단기(300)는 생체 보호 콘크리트(20)에 지지되어 캐비티(21)의 내부에 위치한다. 절단기(300)는 원자로 압력 용기(10)를 절단한다. 절단기(300)는 원자로 압력 용기(10)의 표면을 원자로 압력 용기(10)의 원형 테두리를 따라 절단할 수 있다. 절단기(300)는 캐비티(21)의 내부에서 레일 등에 지지되어 상하좌우 이동할 수 있다. 또한, 원자로 인양 유닛(200)에 의해 원자로 압력 용기(10)가 캐비티(21) 내부에서 인양되면서 절단기(300)에 의해 절단될 수 있다. 절단기(300)는 일정한 길이 조절 및 360도 회전이 자유로운 공지된 다양한 다축 로봇암, 다축 로봇암 단부에 장착되어 레이저 빔 또는 디스크 톱 등을 이용하는 절단 수단을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 절단기(300)에 의해 원자로 압력 용기(10)로부터 절단된 절단 폐기물은 원자로 인양 유닛(200)의 인양축(210)에 포함된 흡입홀(211)들을 통해 인양축(210)의 내부로 흡입되어 배기체 처리부(230)로 배기되어 처리된다. 절단기(300)에 의해 원자로 압력 용기(10)로부터 발생된 기체 또는 미세 크기의 절단 폐기물은 원자로 인양 유닛(200)을 통해 배기체 처리부(230)로 배기되며, 절단기(300)에 의해 원자로 압력 용기(10)로부터 절단된 고체 폐기물은 캐비티(21) 내부에서 포장 용기에 포장되어 외부로 반출될 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 원자력 시설의 해체 시스템(1000)은 원자력 시설 해체 시, 원자로 압력 용기(10)를 생체 보호 콘크리트(20)로부터 분리하고 절단 및 해체할 필요 없이, 차폐 커버(100)로 원자로 압력 용기(10)가 위치하는 캐비티(21)를 커버하고, 원자로 인양 유닛(200)으로 원자로 압력 용기(10)를 지지한 상태에서, 절단기(300)로 원자로 압력 용기(10)를 절단함으로써, 절단기(300)에 의해 원자로 압력 용기(10)로부터 절단된 절단 폐기물이 캐비티(21) 외부로 비산되는 것이 억제되고, 절단 폐기물이 원자로 인양 유닛(200)의 인양축(210)의 흡입홀(211)들을 통해 인양축(210)의 내부로 흡입되어 배기체 처리부(230)로 배기되어 처리되기 때문에, 생체 보호 콘크리트(20) 내부의 캐비티(21)에서 원자로 압력 용기(10)를 용이하게 절단 및 해체한다.
즉, 생체 보호 콘크리트(20) 내부에서 원자로 압력 용기(10)를 용이하게 절단 및 해체하는 원자력 시설의 해체 시스템(1000)이 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.
차폐 커버(100), 원자로 인양 유닛(200), 절단기(300)

Claims (4)

  1. 원자로 압력 용기 및 상기 원자로 압력 용기가 위치하는 캐비티를 포함하는 생체 보호 콘크리트를 포함하는 원자력 시설의 해체 시스템에 있어서,
    상기 캐비티를 커버하는 차폐 커버;
    상기 차폐 커버를 관통하여 상기 원자로 압력 용기의 내부로 삽입되며, 상기 원자로 압력 용기를 지지하여 인양하는 원자로 인양 유닛; 및
    상기 캐비티에 위치하며, 상기 원자로 압력 용기를 절단하는 절단기
    를 포함하며,
    상기 원자로 인양 유닛은 상기 원자로 압력 용기로부터 발생되는 절단 폐기물을 흡입하며,
    상기 원자로 인양 유닛은,
    상기 차폐 커버를 관통하여 수직 방향으로 연장되며, 상기 원자로 압력 용기의 내부로 삽입된 인양축; 및
    상기 인양축의 단부로부터 수평 방향으로 연장되어 상기 원자로 압력 용기를 지지하는 지지부
    를 포함하며,
    상기 인양축은 상기 원자로 압력 용기로부터 발생되는 상기 절단 폐기물을 흡입하는 복수의 흡입홀들을 포함하는 원자력 시설의 해체 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 원자로 인양 유닛은,
    상기 인양축과 연결되어 상기 복수의 흡입홀들을 통해 상기 인양축의 내부로 흡입된 상기 절단 폐기물을 처리하는 배기체 처리부를 더 포함하는 원자력 시설의 해체 시스템.
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