JP6145464B2 - 外部冷却流路を有する低温溶融炉及び金属セクターモジュール - Google Patents

Description

本発明は外部冷却流路を用いた低温溶融炉及び金属セクターに係り、より詳しくは誘導電流による熱を減少させるために金属セクターに延長チューブを備えることで、金属セクターの厚さが減少して低温溶融炉に多数構成されることができ、多数で構成される金属セクターによって誘導電流の影響が減少してエネルギー効率が向上することができる外部冷却流路を用いた低温溶融炉及び金属セクターに関する。

原子力発電所は、運転及び整備の際に発生する防護服、ＰＶＣ、ビニルなどの廃棄物と廃イオン交換樹脂、ホウ酸廃液、スラリー及び乾燥物などを誘導電流加熱式溶融炉に同時に投入して環境影響を最小化することができるガラス固化体を作ることができるだけでなく、放射性廃棄物ドラムの発生量を減少させることができる技術が使われている。

また、使用後、核燃料再処理過程で発生した液体廃棄物、乾燥廃棄物などを安定化するためにガラス化技術が適用されている。

一般に、溶融炉（Ｃｒｕｃｉｂｌｅ）は内部に収容された廃棄物をガラス化（Ｖｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）させるのに使われる装置である。

先行技術文献の例として、特許文献１の廃棄物の溶融焼却装置及びこれによる溶融焼却方法、特許文献２の溶融炉の出湯装置及び溶湯加熱装置、特許文献３の誘導炉などがある。

前記先行技術文献は、高周波発生器から溶融炉に伝達される誘導電流によって発生した熱を減少させるために金属セクターが備えられる。

しかし、従来の溶融炉の金属セクターは、冷却水の流入及び流出のために必要な流入口と流出口をいずれも形成しなければならないため、金属セクターの面積が大きくなる問題点がある。

また、金属セクターの面積が大きくなることによって空間活用度が低下するとともに誘導電流の影響も低下して金属セクターのエネルギー効率が落ちる問題点もある。

大韓民国登録特許第１０−０４７０７３０号明細書 大韓民国公開特許第１０−２００４−００１０３９７号明細書 大韓民国登録特許第１０−１００６７５１号明細書

したがって、本発明の目的は、多数の金属セクターでなる低温溶融炉壁体を冷却するための冷却構造において、金属セクター内に冷却流路を確保するための金属セクターの断面積大きさに対する制限を最小化しながらも冷却流を改善することができる外部冷却流路を用いた低温溶融炉及び金属セクターを提供することである。

前記のような目的を達成するために、本発明は、多数の金属セクターでなる壁体を含む低温溶融炉であって、前記金属セクターは長手方向に一つの冷却流路が形成され、前記冷却流路は前記壁体の外部に備えられ、前記冷却流路と連結される延長チューブがさらに備えられる、外部冷却流路を用いた低温溶融炉を提供する。

前記金属セクターは板状の支持部に支持され、前記支持部は前記金属セクターの数と同数であることができる。

前記延長チューブは前記金属セクターの数と同数であり、前記延長チューブが一つの金属セクター冷却流路にだけ連結されることができる。

また、前記のような目的を達成するために、本発明は、外部冷却流路を用いた低温溶融炉の壁体を構成する金属セクターであって、前記金属セクターは長手方向に一つの冷却流路が形成され、前記冷却流路は前記壁体の外部に備えられ、前記冷却流路と連結される延長チューブがさらに備えられる、金属セクターを提供する。

本発明によれば、各金属セクターに一つの冷却流路のみが形成され、低温溶融炉の壁体外に位置する延長チューブと各金属セクターの冷却流路が連結されることにより、金属セクターサイズを小さく構成することができ、既設定の低温溶融炉の大きさに対して金属セクターの数を増やすことができるので、エネルギー効率を改善することができる。

また、各金属セクターに形成される冷却流路が冷却水流に不利な曲線形態を排除し、直線形態を可能にして冷却流路上に異物が蓄積することを防止することができるなどの冷却流を改善することができる効果がある。

本発明による外部冷却流路を用いた低温溶融炉に金属セクターが備えられた状態を示す斜視図である。 本発明による金属セクターに延長チューブが備えられた状態を示す正面図である。 図２のＡ−Ａ’線に沿っての断面を示す断面図である。 本発明による金属セクターと延長チューブの間に冷却水が循環される状態を示す断面図である。

以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

本発明による外部冷却流路を用いた低温溶融炉及び金属セクターは、図１に示すように、低温溶融炉に多数の金属セクターで壁体が構成され、図２に示すように、金属セクターに延長チューブが備えられ、図３に示すように、金属セクターが支持部に支持され、図４に示すように、金属セクターに延長チューブが備えられた状態で冷却水が循環するものである。

外部冷却流路を用いた低温溶融炉は、図１に示すように、低温溶融炉１００及び金属セクター２００でなる。

低温溶融炉１００は円筒状に構成され、内部に放射性及び非放射性などの廃棄物が収容される。

具体的に説明すれば、低温溶融炉１００は溶融させるための廃棄物を収容する容器と、収容された廃棄物を密閉させるためのカバーとからなる。

低温溶融炉１００は多数の金属セクター２００で壁体１１０が構成される。

金属セクター２００は、図２〜図３に示すように、両側が密閉した管状に形成され、低温溶融炉１００の長手方向に長く形成される。

金属セクター２００はステンレス鋼などから製造でき、内部に長手方向に一つの冷却流路２１０が形成される。

冷却流路２１０は壁体１１０の外部に備えられ、冷却流路２１０に連結される延長チューブ３００がさらに備えられる。

延長チューブ３００は金属セクター２００の数と同数のもので、各金属セクター２００の冷却流路２１０にだけ連結される。

延長チューブ３００は第１延長チューブ３１０と第２延長チューブ３２０とからなるもので、第１延長チューブ３１０は金属セクター２００の一端部に連結され、第２延長チューブ３２０は金属セクター２００の他端部に連結される。

第１延長チューブ３１０は金属セクター２００に連結され、金属セクター２００に連結される一端部が直交するように屈曲され、対応する他端部には円形に形成された流入口３１１が延設される。

流入口３１１に供給される冷却水は第１延長チューブ３１０を通じて金属セクター２００の冷却流路２１０に流れる。

具体的に説明すれば、第１延長チューブ３１０は内部に一つの第１冷却流路３１２が形成され、第１延長チューブ３１０の流入口３１１を通じて供給される冷却水は第１冷却流路３１２に流れて金属セクター２００の冷却流路２１０に流れる。

第２延長チューブ３２０は、第１延長チューブ３１０と同様に、金属セクター２００に連結される一端部が直交するように屈曲され、対応する他端部には円形に形成された排出口３２１が延設される。

金属セクター２００の冷却流路２１０に供給される冷却水は金属セクター２００の冷却流路２１０と連通される第２延長チューブ３２０に流れる。

具体的に説明すれば、第２延長チューブ３２０は内部に一つの第２冷却流路３２２が形成され、金属セクター２００から供給される冷却水は第２冷却流路３２２に流れ、第２延長チューブ３２０の排出口３２１を通じて外部に排出される。

これにより、冷却水は延長チューブ３００を通じて容易に流入及び排出して円滑な循環がなされる。

金属セクター２００は板状の支持部４００に支持される。

支持部４００は下部に金属セクター２００が備えられるもので、金属セクター２００の数と同数で備えられる。

金属セクター２００はその間に絶縁物質５００が充填されるもので、物理的、化学的及び熱的に安定した材質であるセラミック系の絶縁物質５００によって電気アークの発生を防止して電気的被害を最小化する。

第１延長チューブ３１０は、図４に示すように、延設された流入口３１１を通じて流入される冷却水が金属セクター２００に供給される。

具体的に説明すれば、流入口３１１を通じて供給される冷却水は第１延長チューブ３１０の第１冷却流路３１２に流れて金属セクター２００の冷却流路２１０に供給される。

冷却流路２１０に供給される冷却水は第２延長チューブ３２０に流れる。

具体的に説明すれば、金属セクター２００の冷却流路２１０に供給される冷却水は第２延長チューブ３２０の内部に形成された第２冷却流路３２２に流れ、第２延長チューブ３２０の排出口３２１を通じて外部に排出される。

これにより、延長チューブ３００によって金属セクター２００に冷却水が供給されて循環されることにより、低温溶融炉１００を冷却させるようになる。

このような構成を持つ本発明による外部冷却流路を用いた低温溶融炉及び金属セクターの使用状態及び作動状態について説明すれば次のようである。

まず、図１及び図３に示すように、外部冷却流路を用いた低温溶融炉は低温溶融炉１００、金属セクター２００及び延長チューブ３００は標準化されて予め工場でモジュール化されるので、現場での作業効率を向上させることができる。

金属セクター２００は一端部に延長チューブ３００の第１延長チューブ３１０が連結され、第１延長チューブ３１０は金属セクター２００の冷却流路２１０にまで挿入される。

延長チューブ３００の第２延長チューブ３２０は、第１延長チューブ３１０の連結状態と同様に、金属セクター２００の他端部に連結され、第２延長チューブ３２０も金属セクター２００の冷却流路２１０にまで挿入される。

金属セクター２００は板状の支持部４００に支持され、一つの支持部４００の下部に一つの金属セクター２００が備えられる。

支持部４００に支持された状態で、金属セクター２００はその間に絶縁物質５００が充填される。

金属セクター２００は、図４に示すように、第１延長チューブ３１０と第２延長チューブ３２０が連結された状態で、別の冷却水供給装置と連結された第１延長チューブ３１０の流入口３１１に冷却水が供給される。

流入口３１１を通じて供給された冷却水は第１延長チューブ３１０の第１冷却流路３１２に供給され、第１冷却流路３１２と連通された金属セクター２００の冷却流路２１０に流れる。

金属セクター２００は、第１延長チューブ３１０から供給された冷却水が冷却流路２１０に流れて第２延長チューブ３２０に供給される。

第２延長チューブ３２０は、冷却流路２１０から供給された冷却水が第２延長チューブ３２０の第２冷却流路３２２に流れ、排出口３２１を通じて外部に排出される。

したがって、本発明によれば、各金属セクターに一つの冷却流路のみが形成され、低温溶融炉の壁体外に位置する延長チューブと各金属セクターの冷却流路が連結されることで、金属セクターのサイズを小さく構成することができ、既設定の低温溶融炉の大きさに対して金属セクターの数を増やすことができるので、エネルギー効率を改善することができる。

また、各金属セクターに形成される冷却流路が冷却水流に不利な曲線形態を排除し直線形態を可能にすることで、冷却流路上に異物が蓄積することを防止することができるなどの冷却流を改善することができる効果がある。

本発明は、多数の金属セクターでなる低温溶融炉壁体を冷却するための冷却構造において、金属セクター内に冷却流路を確保するための金属セクターの断面積大きさに対する制限を最小化しながらも冷却流を改善することができる外部冷却流路を用いた低温溶融炉及び金属セクターに適用可能である。

１００ 低温溶融炉
１１０ 壁体
２００ 金属セクター
２１０ 冷却流路
３００ 延長チューブ
３１０ 第１延長チューブ
３１１ 流入口
３１２ 第１冷却流路
３２０ 第２延長チューブ
３２１ 排出口
３２２ 第２冷却流路
４００ 支持部
５００ 絶縁物質

Claims (4)

1. 外部冷却流路を有する低温溶融炉であって、
   複数の並べて配置した金属セクターを有する壁体であって、前記金属セクターの各々は、上端部と下端部と、それらの間を直線状に延びる冷却流路を有する、壁体と、
   前記壁体の外部に、各金属セクターに対応して配置される第１延長チューブであって、前記冷却流路の前記上端部から外側に向けて延びる第１連結部と、前記第１連結部から前記冷却流路の下端部の方向に前記冷却流路に平行に延びる第１平行部分と、前記第１平行部分の端部に位置する入口部とを含む、第１延長チューブと
   前記各金属セクターに対応して設けられる第２延長チューブであって、前記冷却流路の下端部から外側に向けて延びる第２連結部と、前記冷却流路に平行で前記第２連結部の端部から対応する冷却流路の上端部と反対の方向に向けて延びる第２平行部分と、前記第２平行部分の端部に位置する出口部を含む、第２延長チューブと、
   を有する低温溶融炉。
2. 前記金属セクターは板状の支持部に支持され、前記支持部は前記金属セクターの数と同数であることを特徴とする、請求項１に記載の低温溶融炉。
3. 前記第１延長チューブ及び前記第２延長チューブは前記金属セクターの数と同数であり、一つの金属セクター冷却流路にだけ連結されることを特徴とする、請求項１に記載の低温溶融炉。
4. 外部冷却流路を有する低温溶融炉の壁体を構成する金属セクターモジュールにおいて、
   上端部と下端部と、それら間を直線状に延びる冷却流路とを有する金属セクターと、
   前記冷却流路の前記上端部から外側に向けて延びる第１連結部と、前記第１連結部から前記冷却流路の下端部の方向に前記冷却流路に平行に延びる第１平行部分と、前記第１平行部分の端部に位置する入口部とを含む、第１延長チューブと
   前記冷却流路の下端部から外側に向けて延びる第２連結部と、前記冷却流路に平行で前記第２連結部の端部から前記冷却流路の上端部と反対の方向に向けて延びる第２平行部分と、前記第２平行部分の端部に位置する出口部を含む、第２延長チューブと、
   を有する金属セクターモジュール。

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