KR20060035916A - Treatment method of lung coat - Google Patents
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Abstract
폐피복관에 잔류하는 방사성 물질을 안전하고 효율적으로 제거할 수 있는 폐피복관 처리방법이 개시된다. 폐피복관을 처리하는 방법은 핵연료가 분리된 폐피복관을 핫셀 내에 위치시키는 단계, 폐피복관을 길이 방향으로 가압하여 폐피복관을 평탄화하는 단계, 폐피복관의 양측에 형성된 절곡 라인을 따라 폐피복관을 절개하는 단계, 및 절개된 폐피복관에 잔류하는 방사성 물질을 제거하는 단계를 포함한다. 폐피복관을 핫셀에 위치시킴으로써 방사성 물질에 의한 영향을 근본적으로 차단할 수 있으며, 평탄화 및 절개하는 과정을 통해서 폐피복관에 잔류하는 방사성 물질을 용이하게 제거할 수가 있다. 또한, 공정이 단순하여 핫셀에서 대부분의 공정을 원격적으로 제어할 수 있으며, 원격 제어를 구현하기가 용이하다.Disclosed is a method for treating a closed capillary tube that can safely and efficiently remove radioactive material remaining in the closed capillary tube. The method for treating the pulmonary coating tube may include placing the pulmonary coating tube from which the nuclear fuel is separated in a hot cell, pressurizing the pulmonary coating tube in the longitudinal direction to flatten the lung coating tube, and cutting the lung coating tube along the bending line formed on both sides of the lung coating tube. And removing the radioactive material remaining in the incisional closed canal. By placing the closed coat tube in the hot cell, it is possible to fundamentally block the influence of the radioactive material, and the radioactive material remaining in the closed coat tube can be easily removed through the planarization and incision process. In addition, since the process is simple, most processes can be controlled remotely from a hot cell, and it is easy to implement remote control.
폐피복관, 처리, 핫셀Lung coat, treatment, hot cell
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐피복관 처리방법에서 핵연료봉을 핫셀에 위치시키는 단계를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining the step of placing the nuclear fuel rods in the hot cell in the method for treating the closed tube according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐피복관 처리방법에서 핵연료봉의 피복관으로부터 핵연료를 제거하여 폐피복관을 생성하는 단계를 설명하는 도면이다.2 is a view for explaining a step of generating a closed capillary by removing the fuel from the cladding of the nuclear fuel rod in the method for treating the closed capillary tube according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐피복관 처리방법에서 폐피복관을 프레스 상에 위치시킨 상태를 설명하는 도면이다.3 is a view illustrating a state in which the lung coating tube is placed on a press in the lung coating tube treatment method according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폐피복관 처리방법에서 프레스를 이용하여 폐피복관을 가압하는 과정을 설명하는 도면이다.4 is a view for explaining a process of pressurizing a closed coating tube by using a press in the processing method of the closed coating tube according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 폐피복관 처리방법에서 프레스에 의해서 폐피복관이 평탄화 및 절개되는 과정을 설명하는 도면이다.5 is a view for explaining the process of flattening and incision of the closed capillary tube by the press in the closed capillary tube processing method according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 폐피복관 처리방법에서 절개된 폐피복관 플레이트를 건식 제염하는 단계를 설명하는 도면이다.6 is a view for explaining the step of performing a dry decontamination of the incision in the closed capillary plate in the method for treating the capillary tube according to the embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
H:핫셀 10:핵연료봉H: Hot cell 10: Nuclear fuel rod
12:피복관 20:폐피복관12: Covering pipe 20: Closed coating pipe
25:폐피복관 플레이트 30:프레스25: Closed cover pipe 30: Press
32:펀치 34:다이32: Punch 34: Die
36:쇠 브러시 40:건식 제염된 폐피복관 플레이트36: Iron brush 40: Dry decontaminated closed coat plate
본 발명은 폐피복관(hull)의 처리에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 폐피복관에 잔류하는 방사성물질을 경제적이고, 공정이 단순하며, 원격 제어를 통해 제거 작업을 수행할 수 있는 폐피복관의 처리방법 및 처리장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to the treatment of a closed capillary tube, and more particularly, to a method for treating a closed capillary tube, in which the radioactive material remaining in the closed capillary tube is economical, the process is simple, and can be removed by remote control. And a processing apparatus.
원자력 발전은 원자로 내에서 핵연료를 서서히 반응시켜 열 에너지를 생성하고, 생성된 에너지를 이용하여 전기를 생성하게 된다. 이때 핵연료로는 이산화우라늄이 주로 사용되는데, 이산화우라늄은 핵연료봉(fuel rod)에 담긴 형태로 원자로 내에서 핵분열 반응을 한다. 핵연료봉은 약 10mm의 지름 및 약 4m의 길이로 형성되며, 피복관은 약 1mm 의 두께를 가지는 지르칼로이(Zircalloy) 합금으로 구성되고, 피복관의 양쪽으로는 피복관 캡이 저항 용접 등에 의해서 밀봉 가능하게 장착된다. Nuclear power generates thermal energy by slowly reacting nuclear fuel in a reactor, and generates electricity using the generated energy. At this time, uranium dioxide is mainly used as a nuclear fuel, and uranium dioxide undergoes fission reactions in a reactor in a form of fuel rods. The nuclear fuel rod is formed with a diameter of about 10 mm and a length of about 4 m, and the cladding tube is made of a Zircalloy alloy having a thickness of about 1 mm. .
이미 언급한 바와 같이, 원자력발전에 사용하는 핵연료는 펠렛(pellet)의 형태로 제조한 연료를 각각의 핵연료봉 피복관에 장전한 후, 이렇게 제조된 수십 또는 수백 개의 핵연료봉들을 다발로 만들어 사용한다. 종래의 방식에 따르면, 원자력발전소에서 연소시킨 사용된 핵연료집합체는 더 이상 처리하지 않은 상태로 수조에 보관·저장하고 있으나, 원자력 발전을 가동하는 기간이 길어질수록 사용된 핵연료봉의 양이 점차 누적되어 방대한 저장 공간을 필요로 하고 있다. 또한, 이렇게 누적된 폐기물이 늘어날수록 늘어난 폐기물을 처리해야 하는 필요성 및 위험성이 계속 지적되고 있다.As already mentioned, nuclear fuel used for nuclear power is loaded with fuel produced in the form of pellets in each fuel rod cladding, and then used in bundles of dozens or hundreds of fuel rods. According to the conventional method, the spent fuel assembly burned in a nuclear power plant is stored and stored in a tank without being processed anymore, but as the period of operation of the nuclear power plant becomes longer, the amount of used nuclear fuel rods gradually accumulates, resulting in a large amount of spent fuel rods. It needs storage space. In addition, as the accumulated waste increases, the necessity and risk of dealing with the increased waste continues to be pointed out.
일부 국가에서는 사용된 핵연료봉을 그대로 영구 처분장으로 이송하여 장기 저장하는 경우도 있지만, 한편에서는 사용후 핵연료를 재활용할 목적으로 피복관으로부터 핵연료를 분리하는 경우도 있다. In some countries, spent fuel rods are transported to permanent disposal sites for long-term storage, while others are separated from cladding for the purpose of recycling spent fuel.
핵연료를 재활용하기 위해서, 원자로 내에서 사용이 완료된 후에는 핵연료봉을 분해하여 핵연료와 피복관을 분리하게 되며, 이렇게 사용후 핵연료를 처리하는 공정에서 폐피복관(hull)이 발생되고 있다. 하지만, 현재의 기술로서 사용후 핵연료를 피복관으로부터 분리하는 경우, 이들 공정에서 발생된 폐피복관에는 피복관 내면에 고착된 우라늄이나 플루토늄 등의 핵연료 물질, 핵분열생성물, 피복관 재료의 방사화로 인한 방사화 생성물이 잔류하고 있으며, 이들 폐피복관들은 고준위 방사성 폐기물로 분류되고 있다. 특히, 습식공정을 통해서 핵연료를 분리하는 경우에는 폐피복관 내·외부 표면에 핵연료 용해액 등 방사능 준위가 높은 핵물질이 도포되기 때문에 더욱 특별한 처리가 필요하다.In order to recycle the fuel, after the use in the reactor is completed, the fuel rods are disassembled to separate the fuel and the cladding, and thus, a waste coating tube is generated in the process of treating the spent fuel. However, in the present technology, when the spent fuel is separated from the cladding, the waste cladding generated in these processes contains a radioactive product such as uranium or plutonium, nuclear fission products, and radioactive products resulting from the radiation of the cladding material. These closed coatings are classified as high-level radioactive waste. In particular, when the nuclear fuel is separated by a wet process, a special treatment is required because a nuclear material having a high radioactivity level, such as a fuel dissolving solution, is applied to the inner and outer surfaces of the waste coating tube.
실제로 핵연료 다발 1톤 중 폐피복관의 무게는 약 300kg로서 전체의 약 30%에 해당하며, 부피 측면에서는 핵연료의 2배 이상을 폐피복관이 차지하고 있다. 따라서 핵연료를 처리하는 과정 중 폐피복관을 처리하는 경우 많은 시간 및 비용이 소요되고 있으며, 처리 과정도 복잡하여 처분할 수 있는 장소가 제한되고, 안전하게 처리하여 재활용할 수 있을 때까지의 기간 또한 길어서 자원을 신속하게 재활용할 수 없다는 문제점이 있다.In fact, one ton of fuel bundles weighs about 300 kg, which corresponds to about 30% of the total, and in terms of volume, more than twice as much fuel as spent lungs takes up. As a result, the treatment of waste coating tube during nuclear fuel processing takes a lot of time and money, and the processing process is complicated, so the place where it can be disposed of is limited, and the time until it can be safely processed and recycled is also long. There is a problem that can not be recycled quickly.
이와 관련하여, 현재 고방사성 폐기물인 폐피복관은 처리공정에서 발생된 상태 그대로 압축하거나 용융시켜 감용시킨 후, 그 감용체를 적당한 매질에 고화시켜 포장한 다음 처분하는 것이 일반적이다. 그러나, 고방사능을 띄고 있는 상태 그대로의 폐피복관을 압축 또는 용융시키면 폐피복관에 잔존하는 방사능으로 인하여 폐피복관(지르칼로이)의 연성, 경도, 내부식성 등의 성질이 나빠지게 되며, 이로 인해 양질의 ingot 제작 및 장기적인 처분 안정성 보장이 어려울 수 있다.In this regard, the waste coating pipe, which is currently a high radioactive waste, is compressed, melted, and reduced as it is generated in the treatment process, and then the solidified body is packaged in a suitable medium, and then disposed of. However, compression or melting of the closed coating tube as it has high radioactivity deteriorates the ductility, hardness, and corrosion resistance of the closed coating tube (Zircaloy) due to the radioactivity remaining in the closed coating tube. Ingot fabrication and long term disposal stability can be difficult.
따라서, 폐피복관 내면에 고착되어 있는 고준위 방사성 물질만을 피복관으로부터 제거할 수 있다면, 폐피복관은 중/저준위 폐기물로 분류할 수 있을 것이다. Therefore, if only the high-level radioactive material fixed on the inner surface of the closed coating can be removed from the coating, the closed coating can be classified as medium / low level waste.
폐피복관이 중/저준위 폐기물로 분류될 수 있다면, 처분장에 대한 제한을 물론 처분 기간이 현저하게 줄어들게 되고, 고가인 지르칼로이 합금을 재활용할 수 있다는 점에서 경제적으로 많은 비용을 절감할 수 있을 것이다. 하지만, 이러한 문제점에 대해서는 문제점만 제기되고 있으며, 이론으로만 논의되고 있을 뿐, 실제로 현실화되지 못하고 있다.If waste coating can be classified as medium / low level waste, the disposal period, as well as the disposal period, will be considerably shortened, and economical cost savings will be realized in that the expensive zircaloy alloy can be recycled. However, only these problems have been raised, they are only discussed in theory, and are not actually realized.
상술한 문제점을 극복하기 위해서, 본 발명의 일 목적은 사용후 핵연료본의 폐피복관(hull) 표면에 잔류하는 고방사능 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 폐피복관의 처리방법을 제공하는 것이다.In order to overcome the above-mentioned problems, one object of the present invention is to provide a method for treating a closed tube that can effectively remove the high radioactive material remaining on the surface of the closed tube of the spent nuclear fuel (hull).
본 발명의 다른 목적은 원격 제어가 가능하도록 작업공정이 단순하며, 분진의 발생이나 가열로 인한 고방사능 물질의 증발이 없고, 2차 폐기물의 발생을 최소화할 수 있는 건식으로 이루어지는 폐피복관의 처리방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is a simple method of processing to enable remote control, there is no evaporation of high-radioactive substances due to the generation of dust or heating, and a method of treating a dry coated pipe made of dry to minimize the generation of secondary waste To provide.
본 발명의 또 다른 목적은 폐피복관을 처리하는 데에 있어서 처분장 관련 제한 및 처분 기간을 현저하게 줄일 수 있으며, 고가인 지르칼로이 합금을 짧은 주기로 재활용할 수 있는 폐피복관의 처리방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a method for treating a closed coating tube, which can significantly reduce the limitations and disposal periods associated with the disposal site in treating the closed coating tube, and recycle the expensive Zircaloy alloy in a short cycle.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 폐피복관을 처리하는 방법은 핵연료가 분리된 폐피복관을 핫셀 내에 위치시키는 단계, 폐피복관을 길이 방향으로 가압하여 폐피복관을 평탄화하는 단계, 폐피복관의 양측에 형성된 절곡 라인을 따라 폐피복관을 절개하는 단계, 및 절개된 폐피복관에 잔류하는 방사성 물질을 제거하는 단계를 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object of the present invention, the method for treating the closed capillary tube is located in the hot cell to the lung capillary separated from the nuclear fuel, pressurizing the closed capillary tube in the longitudinal direction to the closed capillary tube Planarizing, cutting the lung coating tube along a bent line formed on both sides of the lung coating tube, and removing radioactive material remaining in the cut lung tube.
핵연료봉으로부터 핵연료를 분리한 다음 폐피복관이 남게 되며, 남은 폐피복관에는 우라늄이나 플루토늄 등의 핵연료 물질이 잔류할 뿐만 아니라 기타 핵분열생성물 및 피복관 재료의 방사화로 인한 방사화 생성물이 잔류하게 된다. 따라서, 폐피복관은 고준위 방사성 폐기물로 분류되고 있다. 폐피복관으로부터 방사성 물질을 제거하기 위한 방법으로 습식 과정을 이용한 것이 있으나, 습식 공정을 통하는 경우 방사성 물질이 용해된 핵연료 용해액이 폐피복관 내·외부면에 도포되기 때문에 실제로 사용되기에는 많은 제한이 있다.After the fuel is separated from the fuel rods, the waste coating tube remains, and the remaining waste coating tube contains not only fuel materials such as uranium and plutonium, but also radioactive products resulting from the radiation of other fission products and cladding materials. Therefore, closed-coated pipes are classified as high-level radioactive waste. Although a wet process has been used as a method for removing radioactive material from the closed coating tube, there are many limitations in the case of the wet process because the nuclear fuel dissolving solution in which the radioactive substance is dissolved is applied to the inner and outer surfaces of the closed coating tube. .
하지만, 본 발명에 따른 폐피복관의 처리방법은 습식이 아닌 건식 과정을 통해서 폐피복관의 잔류물을 제거하는 것을 특징으로 한다. 종래에는 사용 후 핵연료봉을 그대로 수조에 저장하거나 지하에 저장하였지만, 본 발명에 따른 폐피복관의 처리방법은 폐피복관을 고준위 폐기물에서 중/저준위 폐기물로 분류시키게 할 수 있어 안전하며, 고준위 폐기물이 중/저준위 폐기물로 전환됨으로써 폐피복관의 처리에 대한 처분장 제한, 처분 기간의 제한 등이 극복될 수 있다. 또한, 처분 기간이 짧아짐으로써 지르칼로이 금속의 변질을 막을 수 있으며, 재활용의 주기를 단축시킴으로써 고가의 지르칼로이(Zircalloy) 금속을 좀 더 저가에 확보할 수가 있다.However, the treatment method of the closed coating tube according to the present invention is characterized by removing the residue of the closed coating tube through a dry process rather than wet. Conventionally, the spent fuel rods are stored in a water tank or stored underground, but the method of treating the waste coating pipe according to the present invention is safe because it can classify the waste coating pipe from the high level waste to the medium / low level waste, and the high level waste is heavy. Conversion to low-level waste may overcome the limitations of the repository site and disposal period for the treatment of waste coatings. In addition, it is possible to prevent deterioration of the zircaloy metal by shortening the disposal period, and to secure expensive Zircalloy metal at a lower cost by shortening the cycle of recycling.
본 발명에 따르면, 이를 위해서 폐피복관을 기본적으로 핫셀에서 처리한다. According to the present invention, for this purpose, the pulmonary coating tube is basically treated in a hot cell.
핫셀(Hot-Cell)은 강한 방사성물질을 취급할 수 있도록 충분한 차폐를 제공할 수 있는 구획을 말한다. 보통 방사성물질을 취급하는 실험설비를 가진 차폐된 시설(핫케이브)에 비하여 소규모의 것을 말할 때가 많으며, 차폐벽의 외측에서 머니퓰레이터 등의 원격조작기구에 의해 안전하게 실험할 수 있도록 되어 있다.Hot-Cell refers to a compartment that can provide sufficient shielding to handle strong radioactive material. It is often said to be smaller than a shielded facility (hot cave) with experimental equipment for handling radioactive material, and it can be safely tested by remote control devices such as manipulators outside the shield wall.
폐피복관을 핫셀에 위치시킨 후, 유압 프레스 등을 이용하여 폐피복관을 가압한다. 폐피복관은 유압 프레스에 의해서 납작하게 절곡되며, 이때 폐피복관은 양쪽에 형성된 절곡 라인을 기준으로 평평하게 펴진다. 폐피복관의 상하가 서로 맞닿을 때 또는 그 전이라도 폐피복관은 계속적으로 절곡되며, 결국 폐피복관은 절곡 라인을 따라 절개되고, 평평한 상하판으로 분리된다. 폐피복관은 평평하게 펴진 상하판으로 분리되기 때문에, 폐피복관의 내면에 잔류하는 방사성 물질을 용이하게 제거할 수가 있다.After placing the closed coat tube in the hot cell, the closed coat tube is pressurized using a hydraulic press or the like. The closed coating pipe is bent flat by a hydraulic press, where the closed coating pipe is flattened on the basis of the bending lines formed on both sides. Even when the upper and lower sides of the closed coating tube are in contact with each other or before, the closed coating tube is continuously bent, and eventually the closed coating tube is cut along the bending line and separated into a flat upper and lower plate. Since the closed coating tube is separated into flat upper and lower plates, the radioactive substance remaining on the inner surface of the closed coating tube can be easily removed.
원통형의 폐피복관을 평탄화 및 절개함으로써, 방사성 물질을 용이하게 제거할 수 있는 것은 물론, 동시에 이 공정이 핫셀에서도 쉽게 이루어질 수 있도록 원격화가 가능하고, 작업공정이 단순하며, 분진의 발생이나 가열로 인한 고방사능 물질의 증발이 없고, 건식으로 이루어지기 때문에 2차 폐기물의 발생을 최소화할 수 가 있다.By flattening and cutting the cylindrical closed canal, the radioactive material can be easily removed, and at the same time, the process can be remoted so that the process can be easily carried out even in a hot cell, the work process is simple, and due to dust generation or heating Since there is no evaporation of high radioactive material and it is dry, the generation of secondary waste can be minimized.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 폐피복관의 처리방법을 설명하기 위한 도면들이다.1 to 5 are views for explaining a method for treating a closed capillary tube according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 핫셀(H)이 제공된다. 핫셀(H)은 방사성 물질을 처리하기 위한 공간으로서, 약 1m이상의 콘크리트 벽면으로 구성되어 있으며, 그 외 방사선의 유출을 차단하기 위한 차폐시설로 구성되어 있다. Referring to FIG. 1, a hot cell H is provided. The hot cell (H) is a space for treating radioactive material, and is composed of a concrete wall surface of about 1m or more, and is configured as a shielding facility to block the leakage of radiation.
핫셀(H)에는 차단 시설 외에도 원격 제어를 위한 머니퓰레이터 등의 원격제어장치가 설치될 수 있으며, 이러한 원격제어장치를 통해서 핫셀(H) 외부에서 핫셀(H) 내부에 있는 물체를 취급할 수가 있다. 또한, 핫셀(H)의 내부 기압은 외부 기압보다 상대적으로 낮게 유지함으로써, 핫셀(H) 내부의 물질이 핫셀(H) 외부로 유출되는 것을 미연에 방지할 수가 있다.In addition to the blocking facility, the hot cell H may be provided with a remote control device such as a manipulator for remote control. The remote control device may handle an object inside the hot cell H from the outside of the hot cell H through the remote control device. In addition, by keeping the internal pressure of the hot cell H relatively lower than the external air pressure, it is possible to prevent the substance inside the hot cell H from flowing out of the hot cell H in advance.
사용 후의 핵연료봉(10)은 핫셀(H) 내부로 이송되며 핫셀(H) 내부에서 분리, 보관 등의 처리 절차를 통과한다. 본 실시예에서는 동일한 핫셀(H)에서 핵연료봉(10)의 분리 및 폐피복관의 처리 등이 수행되지만, 상기 과정들은 서로 다른 핫셀에서 진행될 수가 있다.After use, the
도 2를 참조하면, 핵연료봉(10)의 단부에 용접으로 밀봉된 캡을 제거하고, 피복관(12) 내부에 있는 방사성 물질을 피복관(12)으로부터 분리시킨다. 이러한 과 정을 통해서, 폐피복관(20)이 생성된다. 폐피복관(20)은 지르칼로이 금속으로 구성된 원통형의 몸체로서, 원통형의 몸체 내부에는 핵연료 잔류물, 핵연료 반응생성물, 피복관(12)의 방사화 생성물 등이 남게 된다. Referring to FIG. 2, the cap sealed by welding at the end of the
도 3을 참조하면, 핵연료를 분리시킨 폐피복관(20)이 프레스(30) 상에 재치된다. 프레스(30)는 하부에 위치하여 폐피복관(20)을 올려 놓을 수 있는 다이(34) 및 다이(34)에 대해 상하로 이동하면서 폐피복관(20)을 가압할 수 있는 펀치(32)를 포함한다. 펀치(32)와 다이(34)의 접촉면은 평평하게 가공되어 있으므로, 폐피복관(20)은 펀치(32) 및 다이(34)에 의해서 평평하게 프레스된다.Referring to FIG. 3, the
도 4를 참조하면, 원통형의 폐피복관(20)에 펀치(32)가 접근하면서, 폐피복관(20)은 납작하게 절곡되기 시작한다. 펀치(32)가 다이(34)에 접근할수록 폐피복관(20)은 점점 평판화되며, 폐피복관(20)의 양쪽에는 길이 방향으로 배향된 절곡 라인(FL)이 형성된다.Referring to FIG. 4, as the
절곡 라인(FL)을 중심으로 폐피복관(20)은 소성 변형되며, 폐피복관(20)은 상하로 평평하게 변형된다. 이때 절곡 라인(FL)의 최외측에서 가장 큰 변형을 하게 된다.The
절곡 라인(FL)의 최외측 응력이 최대응력을 지남으로써, 폐피복관(20)은 최외측부터 파단(fracture)되기 시작하며, 절곡 라인(FL)의 바깥쪽으로 크랙(crack)이 형성된다. 프레스(30)의 펀치(32)가 더욱더 접근할수록 폐피복관(20)은 크랙(crack)을 중심으로 절개되기 시작하며, 절곡 라인(FL)을 따라 폐피복관(20)이 절개된다.As the outermost stress of the bending line FL passes through the maximum stress, the
도 5를 참조하면, 절곡 라인을 따라 절개됨으로써, 폐피복관(20)은 평탄화된 2개의 플레이트(25)로 분리되며, 플레이트의 안쪽으로 방사성 물질이 잔류하는 폐피복관(20)의 내면(26)이 노출된다.Referring to FIG. 5, by cutting along the bending line, the
도 6을 참조하면, 쇠 브러시(36) 등을 이용하여 노출된 폐피복관 플레이트(25)의 내면(26)을 용이하게 제염할 수가 있다. 절개된 직후의 폐피복관 플레이트(25)가 고준위 폐기물로 분류된다면, 제염 후의 폐피복관 플레이트(40)는 중/저준위 폐기물로 분류될 수가 있다.Referring to FIG. 6, the
본 실시예에 따르면, 폐피복관(20)의 내면은 쇠 브러시(36) 등을 통한 건식 과정에 의해서 세척되기 때문에, 2차 방사성 폐기물이 생성되지 아니한다. 또한, 글러브 박스(glove box) 등을 이용하여 분진 발생 등을 최소화할 수가 있다. 물론, 자동 청소 장치를 사용함으로써, 원격 제어를 통해 플레이트에 잔류하는 방사성 물질을 제거할 수도 있다.According to this embodiment, since the inner surface of the
방사성 물질을 제거하기 전의 폐피복관(20)은 고준위 폐기물로서, 처분장 및 처분 기간에 대한 많은 제한이 있다. 하지만, 이렇게 폐피복관(20)을 평탄화 및 절개하여 폐피복관 플레이트(25)를 제조함으로써, 평탄화된 폐피복관 플레이트(25)의 내면(26)에 잔류하는 방사성 물질을 용이하게 제거할 수가 있다. 또한, 폐피복관 플레이트(25)의 방사성 물질을 제거함으로써 제염된 폐피복관 플레이트(40)는 중/저준위 폐기물로 분류될 수가 있다. 즉, 고준위 폐기물인 폐피복관(20)은 상술한 과정을 통해서 처리가 용이하고 약 50년이 경과한 후에는 재활용이 가능한 중/저준위 폐기물로 분류될 수 있는 것이다. The
고준위 폐기물의 처리에 비해 중/저준위 폐기물의 처리는 공간적, 시간적, 환경적으로 상당히 적은 제한을 갖고 있기 때문에 폐피복관의 처리가 용이해지며, 처리 과정이 용이해지는 만큼 처리에 소비되는 물적, 인적 자원을 절약할 수 있어 매우 경제적이다. Compared to the treatment of high-level wastes, the treatment of low- and medium-level wastes has considerably fewer limitations in terms of space, time, and environment, which facilitates the treatment of waste coatings, and the physical and human resources consumed for processing as the process becomes easier. It is very economical because it saves money.
또한, 프레스에 의해서 폐피복관을 평탄화 및 절개하는 과정이 한번에 수행될 수 있기 때문에, 공정수도 줄어들고 공정의 난위도가 낮아지게 된다. 또한, 이러한 공정들은 일반적으로 공정 자체가 복잡하지 않고 간단하기 때문에, 자동화 장치에 의한 구현이 용이하고 상대적으로 쉽게 원격 제어를 할 수 있다. In addition, since the process of flattening and cutting the closed coating tube by the press can be performed at a time, the number of processes is reduced and the difficulty of the process is lowered. In addition, since these processes are generally not complicated and simple, they can be easily implemented by an automation device and relatively remotely controlled.
게다가, 사용후 핵연료로부터 피복관을 분리하여 처분하는 것이 기존의 방법에 비하여 훨씬 경제적이며, 처분장의 건설비용이나 부지면적에 대한 제한을 줄일 수 있고, 안전한 처리에 필요한 처분기간도 획기적으로 줄어들어 고가의 금속을 재활용 할 수도 있다. In addition, separating and disposing of cladding from spent nuclear fuel is much more economical than conventional methods, can reduce the construction cost and site limitations of the disposal site, and drastically shorten the disposal time required for safe disposal, thereby reducing the cost of expensive metals. You can also recycle.
핵물질 취급 및 처리에 대한 국제적 흐름에 부합되도록 핵 비확산성이 있는 건식으로 처리되어야 하며, 동시에 이러한 작업은 핫셀에서 이루어져야 하므로 작업이 단순하고 사용하는 기계 장치도 복잡하지 않아야 한다. In order to meet the international flow of nuclear material handling and disposal, the process must be carried out dry, with nuclear nonproliferation, while at the same time the work must be done in a hot cell, so the work is simple and the machinery used must not be complex.
폐피복관을 절개 및 평판화 함으로서, 적용할 수 있는 제거방법 또는 공정이 보다 다양해 질 수 있고, 방사능 물질의 제거효과를 극대화시킬 수 있으며, 공정 폐기물의 발생 최소화, 나아가서는 처분 안정성이 향상된 ingot의 제작, 처분장 건설비용, 부지면적 및 처분기간의 감소 효과를 유발하여 궁극적으로는 전력 생산비용을 감소시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.By cutting and flattening the waste coating tube, the applicable removal methods or processes can be more diversified, and the effect of removing radioactive materials can be maximized, minimizing the generation of process waste, and further improving the stability of disposal. In addition, it can be expected to reduce the cost of construction site, land area and disposal period, and ultimately reduce the cost of electricity generation.
본 발명에 따르면, 고준위 폐기물이어서 영구 처리되었던 폐피복관은 평탄화 및 절개의 과정을 통해서 건식 제염이 용이한 상태로 전환될 수 있으며, 상기 과정들이 핫셀에서 이루어지므로 폐피복관을 안전하게 처리할 수가 있다.According to the present invention, the waste coating tube which has been permanently treated as a high-level waste can be converted to an easy dry decontamination state through a planarization and incision process, and the above-described processes are performed in a hot cell, thereby safely treating the waste coating tube.
또한, 본 발명의 폐피복관 처리방법은 종래에는 없었던 획기적인 개념으로서 경제적이고 공정이 단순하여 안전하다는 장점을 갖는다. 또한, 공정이 단순하기 때문에 장시간의 교육을 필요로 하지 않아 바로 실행에 옮길 수 있고, 원격 제어가 용이하기 때문에 위험한 방사성 폐기물을 처리하는 데에 있어 더욱 안전하게 처리할 수가 있다.In addition, the method for treating the closed capillary tube of the present invention is an innovative concept that has not existed in the past and has the advantage of being economical and simple in process and safe. In addition, because the process is simple, it does not require long training and can be put into action immediately, and the remote control facilitates the safe handling of hazardous radioactive waste.
상술한 바와 같이, 핵연료봉으로부터 핵연료를 분리하여 재활용하는 것이 매우 경제적이며, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 발명에 따른 폐피복관의 처리방법은 폐피복관의 처리에 대한 부담을 줄임으로써 상기 연구를 간접적으로 보조할 수 있다. 게다가, 폐피복관 자체가 고가의 금속이기 때문에, 본 발명의 처리방법에 따라서 폐피복관의 재활용 회수를 연장하고 재활용 주기를 단축할 수 있으며, 재활용되는 비율을 현저하게 증가시킬 수도 있다.As described above, it is very economical to separate and recycle nuclear fuel from the nuclear fuel rods, and research on this is being actively conducted. The method for treating pulmonary capillaries according to the present invention can indirectly assist the study by reducing the burden on the treatment of pulmonary capillaries. In addition, since the waste coating tube itself is an expensive metal, the recycling method of the waste coating tube can be extended and the recycling cycle can be shortened according to the treatment method of the present invention, and the rate of recycling can be significantly increased.
물론, 핵연료 폐기물에서 약 40~50% 정도의 부피를 차지하는 폐피복관을 중/저준위 폐기물로 분류시킴으로써, 처분장의 건설비용, 부지면적 그리고 처분기간도 획기적으로 줄일 수 있어 경제적으로도 매우 유리하다고 할 수 있다.Of course, by sorting the waste covering pipes, which occupy about 40 to 50% of the volume of nuclear fuel waste, as low and middle level waste, the construction cost, land area and disposal period of the disposal site can be drastically reduced, which is very economically advantageous. have.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, but those skilled in the art can variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
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