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보고서 상세정보

원자력 금속폐기물 일괄 건식 제염 Pilot 설비 개발

  • 사업명

    기업협동형기술개발

  • 과제명

    원자력 금속폐기물 일괄 건식 제염 Pilot 설비 개발

  • 주관연구기관

    (주)액트

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2008-07

  • 과제시작년도

    2007

  • 주관부처

    중소기업청
    Small and Medium Business Administration

  • 등록번호

    TRKO201000011358

  • 과제고유번호

    1425045782

  • 키워드

    방사성.금속폐기물.플라즈마.CO2 펠렛 분사.필터링시스템.건식제염.원자력.부피감용.CO2 분사.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    ...


    이 연구에서는 원자력 금속폐기물 일괄 건식 제염 Pilot 설비 제작을 위한 기초 실험을 수행하는 한편 이 기초 실험 결과를 바탕으로 실증 규모의 제염 설비를 설계 제작하였다. 실증 규모의 일괄 건식 제염 Pilot 설비는 저진공 ...

    이 연구에서는 원자력 금속폐기물 일괄 건식 제염 Pilot 설비 제작을 위한 기초 실험을 수행하는 한편 이 기초 실험 결과를 바탕으로 실증 규모의 제염 설비를 설계 제작하였다. 실증 규모의 일괄 건식 제염 Pilot 설비는 저진공 플라즈마 제염 시스템, $CO_2$ 펠렛 분사 시스템과 이 두 시스템에서 발생되는 부산물을 회수 할 수 있는 2차 폐기물 회수시스템으로 구성되어져 있다.
    저진공 플라즈마 제염설비는 경제성을 고려하고 오염 물질의 제거 반응 효율을 높이기 위하여 플라즈마의 화학 반응 이외에 물리적인 sputtering 효과도 이용할 수 있도록 DC플라즈마 전원을 사용할 수 있도록 구성하였으며, 공정 온도 조절이 용이하도록 할로겐 램프를 장착하였다. 예비 실험 결과 플라즈마 기체/온도/압력 등 다양한 공정 변수의 영향이 파악되었으며 이들 결과를 바탕으로 공정 및 계통 최적화를 수행하였다. 최적화된 운영 지침에 따라 플라즈마 건식 제염기의 실증 실험을 위하여 여러 오염 모의시편이 사용되었는데 최적 공정이 적용된 모든 시편에서 성공적인 제염효과를 달성하였다.
    한편, 방사성 금속폐기물은 상황에 따라 금속 표면에 페인트, 그리스, 오일 등의 이물질이 묻어 있을 수 있기 때문에 플라즈마 기술을 이용한 제염공정의 전처리 과정으로써 이러한 이물질을 제거할 수 있는 공정이 필요할 수 있다. 본 연구에서 도입된 $CO_2$ 펠렛 분사 기술은 플라즈마 공정기술의 전처리 공정 기술로 사용되었으며 일부 이물질에 포함되어 있는 방사성물질도 제거함으로써 제염효과도 창출할 수 있도록 하였다. 실증 실험에서는 여러 형태의 폐인트막 금속 시편을 사용하였는데 플라즈마 제염공정 기술의 전처리 공정으로써 충분한 효과 외에 일부 제염효율성도 기대할 수 있는 만족스러운 결과를 얻었다.
    저진공 플라즈마 제염 공정과 $CO_2$ 펠렛 분사 공정에서는 입자 혹은 기체상의 2차 폐기물이 발생된다. 실제 방사성 금속폐기물의 제염공정에서는 이러한 2차 폐기물이 방사성물질을 포함될 수 있으므로 2차 폐기물을 회수할 수 있는 회수시스템 또한 본 연구과제에서 목표로 하는 일괄 건식 제염 Pilot 설비에서 중요한 요소 중의 하나이다. 실증실험에서 $CO_2$ 펠렛 분사 공정에서 발생되는 2차 폐기물의 경우 수십 마이크로 이상의 입자상이기 때문에 본 연구과제에서 적용한 회수시스템을 구성하는 필터의 특성상 충분히 제거할 수 있으므로 저진공 플라즈마 제염 공정에서 발생할 수 있는 입자 혹은 기체상 2차 폐기물만을 대상으로 회수 실험을 수행하였다. 실험 결과 충분한 2차 폐기물 회수효과를 달성하지는 못하였는데 이는 시간과 예산상의 제약으로 2차 폐기물을 회수 할 수 있는 회수시스템을 일반 원자력발전소 등에서 사용되는 HEPA 및 Charcoal 필터만을 적용하였기 때문이며 여러 국내외 관련 문헌에서와 같이 플라즈마 공정에서 발생되는 불화물들을 제거할 수 있는 NaF, CuF와 같은 회수시스템을 추가적으로 구성하다면 충분한 성능을 발휘할 수 있을 것으로 판단된다.
    실제 이 Pilot 제염설비는 보다 안정적이고 효율적인 장치의 제작을 위해 설계에서 제작 과정까지 수차례의 수정 작업을 거쳤으며 장치 제작 완료 후에도 시운전 과정에서 드러난 문제점 보완하여 목표 했던 성능을 달성토록 개선하였으며 현재 이 일괄 건식 Pilot 제염설비의 최적 공정 및 운전 조건은 확보되었다. 따라서 시간과 예산상의 제약으로 일부 세부 사항에서 연구 계획 당시와 차이가 나는 부분은 있더라도 전체적으로 무난히 연구 목표를 달성하였다고 판단된다.


  • 목차(Contents) 

    1. 최종보고서...1
    2. 제출문...2
    3. 요약서(초록)...3
    4. 목차...4
    5. 제 1 장 서론 (기술개발의 개요) ...5
    6. 제 1 절 개발대상기술(또는 제품)의 중요성(필요성) ...5
    7. 제 2 절 국내외 관련기술의 현황(시장규모 포함) ...5
    8. 1. 국내 기술현황...
    1. 최종보고서...1
    2. 제출문...2
    3. 요약서(초록)...3
    4. 목차...4
    5. 제 1 장 서론 (기술개발의 개요) ...5
    6. 제 1 절 개발대상기술(또는 제품)의 중요성(필요성) ...5
    7. 제 2 절 국내외 관련기술의 현황(시장규모 포함) ...5
    8. 1. 국내 기술현황 ...5
    9. 2. 국외 기술현황 ...6
    10. 3. 국내외 연구현황 ...7
    11. 제 3 절 기술 개발시 예상되는 파급효과 및 활용방안 ...7
    12. 1. 파급효과 ...7
    13. 2. 활용방안 ...7
    14. 제 2 장 본론 (기술개발 내용 및 방법) ...8
    15. 제 1 절 기술개발 목표 및 세부내용(계획) ...8
    16. 1. 주관기업 ...8
    17. 2. 공동개발기업 ...8
    18. 제 2 절 세부개발내용 및 방법(실적) ...9
    19. 1. 주관기업 ...9
    20. 가. 저진공 플라즈마를 이용한 제염장치 설계, 제작 및 성능검사...9
    21. 나. 일괄 건식 제염 pilot 설비 설계 및 개발 ...13
    22. 2. 공동개발기업 ...14
    23. 가. CO2 펠렛 분사 제염장치 설계, 제작 및 성능검사 ...14
    24. 나. 2차 폐기물 회수 연구 ...15
    25. 제 3 절 실험데이타, 도면, 인증서 등 ...18
    26. 1. 주관기업 ...18
    27. 2. 공동개발기업 ...29
    28. 제 3 장 결론 ...35
    29. 제 1 절 계획대비 실적 및 성과 ...35
    30. 제 2 절 향후 개선 사항 ...36
    31. 제 3 절 적용분야 및 기대효과 ...37
    32. 참 고 문 헌 ...38
    33. 부록 : 원자력 금속폐기물 일괄 건식제염 Pilot 설비의 구성...39
    34. 1. 주관기업 ...39
    35. 가. 플라즈마 제염 설비의 구성 ...39
    36. 2. 공동개발기업 ...50
    37. 가. CO2 펠렛 분사 설비의 구성 ...50
    38. 나. 2차 폐기물 회수 시스템의 구성 ...56
    39. 별첨 1: 방사성 금속폐기물 플라즈마 표면 제염기술의 NET 인증서...61
    40. 2: 대학 기술이전 및 산학협력 협약서 ...62
  • 참고문헌

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