(57)【要約】本発明は、過熱蒸気発生機で生成された過熱蒸気を利用して低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させて体積を減量化するためのシステムであって、煙霧機から噴射された煙霧を加熱して過熱蒸気を生成した後で蒸気供給管に排出する再熱蒸気発生機；前記再熱蒸気発生機から供給された１次蒸気及び過熱蒸気で投入された低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させた後、炭化乾燥された低レベル放射性廃棄物を一定温度に冷却させる乾燥炉；前記乾燥炉で低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥した後で蒸気排出管から排出された蒸気を熱交換させた後、蒸気送水管を通じて再熱蒸気発生機に供給し、排出蒸気の熱交換後に発生された凝縮水を凝縮水送水管に排出し、乾燥炉に冷却水送水管を通じて熱交換された冷却水を供給する熱交換機、及び前記熱交換機で熱交換されて乾燥炉で循環された冷却水を冷却させた後、再び熱交換機に送水する冷却塔を含むものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙霧機で噴射された煙霧を加熱して過熱蒸気を生成した後、蒸気供給管に排出する再熱蒸気発生機；
前記再熱蒸気発生機から供給された１次蒸気及び過熱蒸気によって、投入された低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させた後、炭化乾燥された低レベル放射性廃棄物を一定温度に冷却させる乾燥炉；
前記乾燥炉で低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させた後で蒸気排出管から排出された蒸気を熱交換させた後、蒸気送水管を通じて再熱蒸気発生機へ供給し、排出蒸気の熱交換後に発生された凝縮水を凝縮水送水管へ排出し、乾燥炉に冷却水送水管を通じて熱交換された冷却水を供給する熱交換機；及び
前記熱交換機で熱交換されて乾燥炉で循環された冷却水を冷却させた後、再び熱交換機に送水する冷却塔を含んでなる過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システム。
【請求項２】
前記乾燥炉で低レベル放射性廃棄物が炭化乾燥する間に発生される排出蒸気と、排出ガスの凝縮によって発生した凝縮水を熱交換機で熱交換した後、フィルターを経てフィルタリングして凝縮水貯蔵槽に貯水し、貯蔵された凝縮水を凝縮水ポンプで押圧して凝縮水送水管を通じて煙霧機で送水することを含む、請求項１に記載の過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システム。
【請求項３】
前記再熱蒸気発生機は、電気エネルギーで過熱蒸気を発生させる、または燃料を燃焼させて過熱蒸気を発生させることを含む、請求項１に記載の過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システム。
【請求項４】
前記冷却水送水管に冷却水を供給または遮断する開閉弁が設けられた、請求項１に記載の過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システム。
【請求項５】
前記再熱蒸気発生機は、上部に前記熱交換機から流入された蒸気及び煙霧機から煙霧状態の蒸気が流入される入口管と、下部に過熱蒸気が排出される出口管が形成されて内側面に断熱材が結合されたケースと、
前記入口管を通じて流入された蒸気を過熱蒸気で生成する空間部が形成された多段の蒸気発生管と、
前記蒸気発生管の内部にそれぞれ一つ以上が設けられて印加された電気エネルギーを熱エネルギーに変換させることで蒸気発生管内部の蒸気を加熱する電気ヒーター、及び
前記多段の蒸気発生管それぞれの間に連結されて加熱された蒸気を排出して循環させる通路の役割をする連結管を含んでなる、請求項１に記載の過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システム。
【請求項６】
前記連結管は、各蒸気発生管ごとに左側と右側に交互に結合され、各蒸気発生管の間にジグザグ状に連結して結合され、前記入口管と前記出口管の間に蒸気が流動する経路を提供する、請求項５に記載の過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システム。
【請求項７】
前記各蒸気発生管は支持ブラケットで固定結合された、請求項５に記載の過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システム。
【請求項８】
前記電気ヒーターは、外部で印加された電気エネルギーを熱エネルギーに変換する加熱棒が各蒸気発生管の両側端から内側に一定の長さに突出するように設けられた、請求項５に記載の過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱蒸気を利用して低レベル放射性廃棄物の体積を減量するシステムに係り、より詳細には、過熱蒸気発生機で生成された過熱蒸気を利用して低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させることで体積を減量するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、圧力を一定にしておいて液体を加熱すれば温度が上昇し、一定温度に逹すると蒸発し始める。この場合、再び加熱しても全ての液体が蒸発するまで温度が変わらず液体と蒸気が共存する。これを湿り飽和蒸気（Ｗｅｔ Ｓａｔｕｒａｔｅｄ Ｖａｐｏｒ）と言い、液体が全て蒸気になることを乾き飽和蒸気（Ｄｒｙ Ｓａｔｕｒａｔｅｄ Ｖａｐｏｒ）という。そして、乾き飽和蒸気を再び加熱すれば蒸気の温度が上昇し、これを過熱蒸気（Ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄ Ｖａｐｏｒ）という。
【０００３】
図１aで、過熱蒸気は大気圧下で飽和蒸気に熱を加えて凝縮潜熱と顕熱を同時に持っている蒸気であって、保有熱量が非常に高くて大気圧下で生成できるので、低圧高温設備に適用することが容易である。また、図１ｂで、過熱蒸気は対流、輻射及び凝縮による３つの複合伝熱による加熱により熱伝逹の効率が非常に優れている。過熱蒸気は１００℃以上では凝縮伝熱を使えないので、対流と輻射のみを伝達する。
【０００４】
図１ｃで、過熱蒸気による被加熱物の質量と温度変化として昇温初期の被加熱物表面に凝縮現象が生じ、一時的に質量が増加する。その後、１００℃以上の被加熱物表面で凝縮現象が消えて蒸発に変わりながら元の状態の質量に復元された後、徐々に減少する。
【０００５】
また、図１ｄで、大気圧下で被加熱物の乾燥速度の変化において、加熱媒体の温度が低い場合は加熱空気による乾燥速度が速く、加熱媒体の温度が高い場合は過熱蒸気による乾燥速度が速い。したがって、過熱蒸気は熱を伝達する力と乾燥能力が熱風能力の約１０倍以上ととても強い。
【０００６】
また、過熱蒸気は低酸素の雰囲気で水蒸気が加熱し、酸素がほとんど存在しない状態になる。これは加熱空気による空気の加熱は周りに酸素が存在することで酸化反応を起こす。したがって、過熱蒸気は酸化反応を起こすことができる物質の加熱に有用に適用され、爆発性を防ぐことができる。
【０００７】
一方、現在、韓国内で中・低レベル放射性廃棄物の永久処理場が慶州に立てられて運営されているが、既に処理場に渡された放射性廃棄物を含み、今まで原子力発電所に保管中の中・低レベル放射性廃棄物ドラムを全て処理場へ渡す時がくれば、処理場の貯蔵容量を超えるおそれがあって、新規処理場の建設計画を前もって用意しなければならない状況になることもあるので、原子力発電所で生じる放射性廃棄物の減量化が切実な実情である。現在、放射性廃棄物ドラム１個の処分費用として約１，３００万ウォンが要されている。今後、放射性廃棄物はさらに増えると予想され、その処分費用も益々増えると予想される状況である。
【０００８】
原子力発電所で発生される処理場引渡対象の放射性廃棄物は、濃縮廃液、使用済み樹脂、廃フィルター、雑固体、スラッジなどであり、この中でも雑固体の発生量が全放射性廃棄物発生量の約８０％を占めている。雑固体廃棄物は、防護服、靴下、手袋、除染紙、ビニール、プラスチック、木材、金属類、ゴム、保温材などであって、ドラムに圧縮して貯蔵及び保管している。
【０００９】
雑固体放射性廃棄物の中には体積減量ができる廃棄物が相当占めているので、これらの体積を減らすことができれば処理場への引導対象ドラムの数量を大きく減らすことができ、処理場の寿命を延長できるだけでなく処理費用も節減できるため、原子力発電所の運用による効率を向上させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記問題点を解決するためのもので、体積減量ができる可燃性の雑固体低レベル放射性廃棄物を過熱蒸気を利用して炭化乾燥させた後、圧縮して放射性廃棄物の体積を減少させることが目的である。
【００１１】
また、本発明は過熱蒸気を利用して低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させて体積を減量するシステムで電気エネルギーを熱エネルギーに変換させ、煙霧状態で供給された蒸気を低圧超高温の過熱蒸気を発生及び供給して、体積減量ができる可燃性雑固体を含む低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させて放射性廃棄物の体積を減少させることが別の目的である。
【００１２】
また、本発明は過熱蒸気を利用して低レベル放射性廃棄物を乾燥及び炭化させる工程における飛散粉塵の発生を抑制し、環境汚染を最小化することが別の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記目的を達成するために、煙霧機で噴射された煙霧を加熱して過熱蒸気を生成した後、蒸気供給管に排出する再熱蒸気発生機；前記再熱蒸気発生機から供給された１次蒸気及び過熱蒸気で投入された低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させた後、炭化乾燥された低レベル放射性廃棄物を一定温度に冷却させる乾燥炉；前記乾燥炉で低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させた後で蒸気排出管から排出された蒸気を熱交換させた後、蒸気送水管を通じて再熱蒸気発生機へ供給し、排出蒸気の熱交換後に発生された凝縮水を凝縮水送水管へ排出し、乾燥炉に冷却水送水管を通じて熱交換された冷却水を供給する熱交換機、及び前記熱交換機で熱交換されて乾燥炉で循環された冷却水を冷却させた後、再び熱交換機に送水する冷却塔を含んでなる過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システムを提供することが特徴である。
【００１４】
また、本発明において、前記乾燥炉で低レベル放射性廃棄物が炭化乾燥する間に発生される排出蒸気と、排出ガスの凝縮によって発生した凝縮水を熱交換機で熱交換した後、フィルターを経てフィルタリングして凝縮水貯蔵槽に貯水し、貯蔵された凝縮水を凝縮水ポンプで押圧して凝縮水送水管を通じて煙霧機で送水することを含むことができる。
【００１５】
また、本発明において、前記再熱蒸気発生機は、電気エネルギーで過熱蒸気を発生させたり燃料を燃焼させて過熱蒸気を発生させることを含むことができる。
【００１６】
また、本発明において、前記冷却水送水管に冷却水を供給または遮断する開閉弁が設けられることができる。
【００１７】
また、本発明において、前記再熱蒸気発生機は、上部に前記熱交換機から流入された蒸気及び煙霧機から煙霧状態の蒸気が流入される入口管と、下部に過熱蒸気が排出される出口管が形成されて内側面に断熱材が結合されたケースと、前記入口管を通じて流入された蒸気を過熱蒸気で生成する空間部が形成された多段の蒸気発生管と、前記蒸気発生管の内部にそれぞれ一つ以上が設けられて印加された電気エネルギーを熱エネルギーに変換させることで蒸気発生管内部の蒸気を加熱する電気ヒーター、及び前記多段の蒸気発生管それぞれの間に連結されて加熱された蒸気を排出して循環させる通路の役割をする連結管を含むことができる。
【００１８】
また、本発明において、前記連結管は各蒸気発生管ごとに左側と右側に交互に結合され、各蒸気発生管の間にジグザグ状で連結結合され、入口管と出口管の間に蒸気が流動する経路を提供することができる。
【００１９】
また、本発明において、前記各蒸気発生管は支持ブラケットで固定結合されることができる。
【００２０】
また、本発明において、前記電気ヒーターは、外部で印加された電気エネルギーを熱エネルギーに変換する加熱棒が各蒸気発生管の両側端から内側に一定の長さに突出するように設けられることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、再熱蒸気発生装置で低圧超高温の過熱蒸気を発生させて加熱性雑固体を含む低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させて体積を減量することで、原子力発電所で年間発生する中・低レベル放射性廃棄物のドラムを約１／４ほど減らすことができるので、放射性廃棄物の処分費用の節減と永久処理場の使用寿命延長によって建設費用を節減することができる。また、永久処理場の寿命延長によって原子力発電所の運営の安定性と地域争いの解消、及び放射性廃棄物の永久処分による追加建設の必要性を延長することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１ａ】一般的な過熱蒸気に関する概念を示したものであって、過熱蒸気の定義を示したグラフを示したグラフである。
【図１ｂ】一般的な過熱蒸気に関する概念を示したものであって、複合伝熱を持つ過熱蒸気の特徴を示したものである。
【図１ｃ】一般的な過熱蒸気に関する概念を示したものであって、過熱蒸気による被加熱物の質量と温度変化を示したグラフである。
【図１ｄ】一般的な過熱蒸気に関する概念を示したものであって、標準大気圧下で過熱蒸気、湿空気及び乾燥空気の乾燥速度をそれぞれ示したグラフである。
【図２】本発明による実施例であって、過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システムを示したブロック図である。
【図３】本発明による過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システムを示した構成図である。
【図４】本発明による実施例であって、再熱蒸気発生機を示した構成図である。
【図５】本発明による過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量のために再熱蒸気発生機で発生した１次蒸気を乾燥炉に供給する初期工程を示したものである。
【図６】本発明による過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量のために過熱蒸気を乾燥炉に供給して炭化させる乾燥工程を示したものである。
【図７】本発明による過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量のために炭化乾燥が完了された乾燥炉に冷却水を供給して乾燥炉を冷却させる冷却工程を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明による過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システムに関して添付図面を参照して詳細に説明すれば次のとおりである。
【００２４】
図２及び図３において、本発明は再熱蒸気発生機１０で発生された過熱蒸気を乾燥炉２０に供給し、乾燥炉２０に投入された低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させた後、熱交換機３０及び冷却塔４０で熱交換された冷却水を乾燥炉２０に供給して熱交換機３０で熱交換された凝縮水を貯蔵し、煙霧機６０で供給して再熱蒸気発生機１０から再熱蒸気が発生されるようにするシステムである。
【００２５】
図４において、再熱蒸気発生機１０は、煙霧機６０から噴射された煙霧状態の蒸気を加熱して低圧超高温の過熱蒸気を排出するものである。さらに、再熱蒸気発生機１０は、機動初期に内部空気を約１００℃以上に加熱し、空気が一定温度まで加熱されると煙霧機６０から煙霧状態で供給された蒸気を約１５０℃以上の１次蒸気で加熱して排出し、乾燥炉２０を経て再流入された１次蒸気を約６００℃以上の過熱蒸気に再加熱して乾燥炉２０に排出する。
【００２６】
再熱蒸気発生機１０のケース１２は、上部に熱交換機３０から流入された蒸気及び煙霧機６０から煙霧状態の蒸気が流入される入口管１１が結合され、下部に１次蒸気または過熱蒸気が排出される出口管１９が結合される。ケース１２の内側面には外部との断熱のための断熱材１３が結合される。再熱蒸気発生機１０の入口管１１が上部に設けられて出口管１９が下部に設けられることは、再熱蒸気発生機１０に投入された蒸気が出来るだけ長い間内部にとどまって過熱できるようにする作用を含むことができる。
【００２７】
蒸気発生管１４は、入口管１１を通じて流入された蒸気を過熱蒸気に生成する空間部が形成されたものであって、上下にかけて多段と積層されるが、必要に応じて上下だけでなく前後又は左右にも配置されることができる。蒸気発生管１４は円筒や多角柱形状であり、排出される蒸気の温度によって積層される段数が決まる。多段の蒸気発生管１４それぞれの間には蒸気発生管１４で加熱された蒸気を排出して循環させる通路の役割をする連結管１５が繋がる。連結管１５は、各蒸気発生管１４ごとに左側と右側に交互に結合され、各蒸気発生管１４の間にジグザグ状に連結して結合されて、入口管１１と出口管１９の間に蒸気が流動する経路を最大限に増やして提供させることがよい。つまり、隣接する上側の蒸気発生管と下側の蒸気発生管の右側に連結管１５が連通されて繋がれば、下側の蒸気発生管は隣接する真下の蒸気発生管の左側に連結管１５が連通されて繋がるようにする。ケース１２の中に多段で複数設けられた蒸気発生管１４は、内部に支持ブラケット１８で固定結合される。
【００２８】
電気ヒーター１６は、蒸気発生管１４の内部にそれぞれ一つ以上設けられて印加された電気エネルギーを熱エネルギーに変換して蒸気発生管１４内部の蒸気を加熱するものである。電気ヒーター１６は外部から印加された電気エネルギーを熱エネルギーに変換する加熱棒１７が各蒸気発生管１４の両側端から内側に一定の長さで突出して設けられる。加熱棒１７の長さ及び設置個数は、排出される蒸気の温度によって変更されることがある。電気ヒーター１６は外部から印加された電源に接続することができるコネクター及び絶縁のための絶縁材が採用された方が良い。
【００２９】
また、再熱蒸気発生機１０で燃料を燃焼させて過熱蒸気を発生させるボイラーが適用されることができる。
【００３０】
次に、乾燥炉２０は外部から密閉された内部空間が形成されたもので、再熱蒸気発生機１０で供給された１次蒸気及び過熱蒸気によって投入された低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させた後、炭化乾燥された低レベル放射性廃棄物を一定温度に冷却させる。乾燥炉２０には再熱蒸気発生機１０から供給された蒸気が流入される引込口２１と外部へ排出される排出口２２が形成される。また、乾燥炉２０には熱交換機３０から冷却水が流入される入口２３と外部へ流出される出口２４が形成される。乾燥炉２０には低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させるための過熱蒸気を噴射する噴射管が設けられ、乾燥炉２０を冷却させるための冷却コイルが設けられる。
【００３１】
熱交換機３０は、乾燥炉２０で低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥した後で排出される蒸気を熱交換させた後、再熱蒸気発生機１０に供給するものである。また、熱交換機３０は排出蒸気の熱交換後に発生した凝縮水を排出する。熱交換機３０は炭化乾燥工程が完了された乾燥炉２０に冷却水を供給し、乾燥炉２０から排出された冷却水を熱交換させる。熱交換機３０と乾燥炉２０の間には乾燥炉２０の炭化乾燥工程と冷却工程によって乾燥炉２０に冷却水を供給または遮断するための開閉弁３１が設けられる。
【００３２】
冷却塔４０は、熱交換機３０で熱交換されて乾燥炉２０で循環された冷却水を冷却させた後、再び熱交換機３０に送水するものである。冷却水は水や冷媒が適用されることができる。冷却塔４０には冷却された冷却水を熱交換機３０に供給する冷却水ポンプ４１が設けられる。
【００３３】
乾燥炉２０で低レベル放射性廃棄物が炭化乾燥される間に発生する排出蒸気と排出ガスは、熱交換機３０で熱交換による凝縮で凝縮水が発生されて排出される。熱交換機３０から排出された凝縮水は、フィルター５０を経てフィルタリングされて異物が取り除かれた後で凝縮水貯蔵槽５１に貯水される。凝縮水ポンプ５２は凝縮水貯蔵槽５１に貯蔵された凝縮水を押圧して凝縮水送水管５を通じて煙霧機６０へ送水する。
【００３４】
このように構成された、本発明による過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システムの作用を図５ないし図７を参照して説明する。
【００３５】
先ず、図５で、１次蒸気を発生させる工程で、乾燥炉２０を開放して炭化乾燥させる低レベル放射性廃棄物を投入する。そして、再熱蒸気発生機１０を稼働して蒸気発生管１４内部の空気温度が約１００℃以上になるように加熱する。次に、煙霧機６０を稼働して煙霧状態の蒸気を再熱蒸気発生機１０の入口管１１に供給する。この時、煙霧機６０には上水が供給される。以後、乾燥炉２０から排出された排出蒸気より分離された凝縮水が煙霧機６０に供給される。
【００３６】
煙霧機６０から供給された煙霧状態の蒸気は、再熱蒸気発生機１０内で一定温度に加熱された空気と電気ヒーター１６の加熱棒１７によって約１５０℃以上の１次蒸気になる。１次蒸気は、再熱蒸気発生機１０の出口管１９から蒸気供給管１を通じて乾燥炉２０の引込口２１に投入される。乾燥炉２０に投入された１次蒸気は、低レベル放射性廃棄物に加えられ、低レベル放射性廃棄物から排出蒸気及びガスが発生して排出口２２を通じて蒸気排出管２に排出される。
【００３７】
蒸気排出管２から排出された１次蒸気を含む排出蒸気及びガスは、熱交換機３０に投入されて熱交換が行われる。熱交換が行われた排出蒸気及びガスは、蒸気送水管３を通じて再熱蒸気発生機１０の入口管１１に供給される。この時、熱交換機３０で排出蒸気が熱交換される間に凝縮水が発生して凝縮水送水管５に排出される。凝縮水は、フィルター５０で異物がフィルタリングされた後で凝縮水貯蔵槽５１に貯水される。凝縮水貯蔵槽５１に貯蔵された凝縮水は、凝縮水ポンプ５２の押圧によって凝縮水送水管５を通じて煙霧機６０に供給されて煙霧状態の蒸気になる。
【００３８】
したがって、蒸気送水管３を通じて再熱蒸気発生機１０に投入される１次蒸気を含む排出蒸気は、煙霧機６０で煙霧された蒸気とともに再熱蒸気発生機１０の入口管１１を通じて内部に供給される。
【００３９】
次は、図６において、炭化及び乾燥工程であって、再熱蒸気発生機１０は排出蒸気と煙霧状態で供給された蒸気を複数の電気ヒーター１６が設けられた多段の蒸気発生管１４を経るようにして約６００℃以上の過熱蒸気を生成する。再熱蒸気発生機１０で生成された過熱蒸気は、蒸気供給管１を通じて乾燥炉２０に供給され、乾燥炉２０に投入された低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させる。この時、過熱蒸気は低酸素の低圧超高温の蒸気で低レベル放射性廃棄物を炭化させる。
【００４０】
したがって、再熱蒸気発生機１０で発生された過熱蒸気は蒸気供給管１を通じて乾燥炉２０に供給されて低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させるし、乾燥炉２０では蒸気排出管を通じて熱交換機３０を経て蒸気送水管３及び煙霧機６０から供給された排出蒸気を再熱蒸気発生機１０で再加熱させた後、また乾燥炉２０に供給させる炭化乾燥工程を一定時間行う。
【００４１】
図７において、冷却工程であって、乾燥炉２０の内部に投入された低レベル放射性廃棄物の炭化乾燥が完了した後は、再熱蒸気発生機１０の作動を停止させ、蒸気供給管１を通じて乾燥炉２０に過熱蒸気が供給されないようにする。この時、凝縮水ポンプ５２の作動も停止させて凝縮水送水管５に凝縮水が供給されないようにして煙霧機６０の作動も停止させる。
【００４２】
そして、熱交換機３０と乾燥炉２０の間に連結された冷却水送水管４に結合された開閉弁３１を開放させ、熱交換機３０と冷却塔４０の間に連結された冷却水送水管４に結合された冷却水ポンプ４１を機動させる。したがって、熱交換機３０で冷却水が冷却水送水管４を通じて乾燥炉２０の入口２３を通じて供給され、乾燥炉２０内部に設けられた冷却コイルに循環される。乾燥炉２０は冷却水によって内部温度が下がる。これは、乾燥炉２０内で過熱蒸気によって炭化乾燥された低レベル放射性廃棄物は約１５０℃以上の高温であるため、外部へ急に露出されたとき、酸素と接触して発火することがあるので、低レベル放射性廃棄物の温度を１５０℃以下に冷却させられるようにする。
【００４３】
乾燥炉２０内部の冷却コイルを経て出た冷却水は、出口２４に連結された冷却水送水管４を通じて熱交換機３０に再度投入される。そして、冷却水は冷却塔４０に供給されて冷却塔４０で一定温度以下に冷却して循環された後で熱交換機３０に供給されて、冷却水送水管４を通じて乾燥炉２０に再度供給される。
【００４４】
冷却工程を経て乾燥炉２０内部に投入された低レベル放射性廃棄物の温度が一定温度以下となれば、低レベル放射性廃棄物の炭化乾燥が完了する。低レベル放射性廃棄物は炭化乾燥によって体積が減量された状態で回収される。回収された低レベル放射性廃棄物は、以後ポリマー固形化処理工程を経てドラム管に積載され、中・低レベル放射性廃棄物の永久処理場で後処理が行われる。
【００４５】
したがって、低レベル放射性廃棄物の処分による体積の減量化によって処理場の貯蔵空間を確保することができるし、処分費用も節減することができる。さらに、本発明の過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システムの適用によって排出蒸気の全量廃熱回収で投入蒸気の温度を上昇させることができるし、乾燥炉の温度を均一化させることができるので電気エネルギーを節減することができるし、移送設備及び配管設備などを最小化して維持管理費用を節減することができ、主要設備に高効率の電動機を適用し、その電動機の特性に適するインバーターの適用及び制御によって電力費用を節減することができる。また、本発明の過熱蒸気を利用した低レベル放射性廃棄物の体積減量システムは、国内で運営されている全原子力発電所で年間発生する中・低レベル固体放射性廃棄物がドラム管約１，８００〜１，９００本で、この中で雑固体放射性廃棄物はドラム管約１，４００〜１，５００本ぐらいで全放射性廃棄物量の約１／４以下に減少させ、処理費用も節減することができる長所がある。
【００４６】
以上の説明によって、本発明を特定の実施例と関連づけて図示及び説明したが、特許請求範囲で示した発明の思想及び領域から脱しない限度内で多様な改造及び変化ができるということは、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば容易に分かることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、再熱蒸気発生装置で低圧超高温の過熱蒸気を発生させて加熱性雑固体を含む低レベル放射性廃棄物を炭化乾燥させて体積を減量することにより、原子力発電所で年間発生する中・低レベル放射性廃棄物ドラムを約１／４に減らすことができるので、放射性廃棄物の処分による貯蔵空間の確保及び処分費用の節減、そして永久処理場の使用寿命延長によって建設費用を節減することができるので、産業上の利用可能性がある。
【図１ａ】
2018513959.tif 000003
【図１ｂ】
2018513959.tif 000004
【図１ｃ】
2018513959.tif 000005
【図１ｄ】
2018513959.tif 000006
【図２】
2018513959.tif 000007
【図３】
2018513959.tif 000008
【図４】
2018513959.tif 000009
【図５】
2018513959.tif 000010
【図６】
2018513959.tif 000011
【図７】
2018513959.tif 000012
【国際調査報告】
2018513959.tif 000013
2018513959.tif 000014
2018513959.tif 000015
2018513959.tif 000016