KR102308167B1

KR102308167B1 - 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법

Info

Publication number: KR102308167B1
Application number: KR1020190058769A
Authority: KR
Inventors: 조훤기; 이제호; 안오수; 김현식; 송경일
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2039-05-20
Also published as: KR20200133489A

Abstract

해체 원전의 사용후 연료 저장 방법이 개시된다. 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법은, (a) 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물을 제거하여 저장 공간을 형성하는 단계와, (b) 상기 저장 공간에 저장랙을 설치하는 단계와, (c) 상기 저장 공간의 내부에 냉각수를 충진하는 단계를 포함한다.

Description

해체 원전의 사용후 연료 저장 방법{METHOD FOR STORING SPENT FUEL FOR DECONTAMINATION NUCLEAR POWER PLANT}

본 발명은 사용후 연료 저장 비용의 절감과 안전 보관이 가능한 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법에 관한 것이다.

일반적으로 원자력 발전용으로 사용된 후의 핵 연료(이하, "사용후 연료"라 칭함)는 특수 설계된 저장 용기에 수납된 상태에서 저장 장소에 보관된다.

사용후 연료의 저장 방법은 크게 습식 저장 방법과 건식 저장 방법으로 구분된다. 1980년대 중반까지는 적용 경험이 풍부한 습식 저장 방법이 주로 이용되어 왔으나, 용량 확장과 장기 관리 측면에서 유리한 건식 저장 방법이 채택되었으며, 많은 나라에서 건식 저장 방법을 적용한 건식 저장 시설이 이용되고 있다.

한편, 해체가 결정된 원전의 사용후 연료는 사용후 연료 저장조에 이송되어 저장 및 보관된다.

그러나, 사용후 연료는 해체가 결정된 원자로 건물의 외부에서 사용후 연료의 저장을 위한 연료 저장조를 별도로 설치해야하는 바, 사용후 연료 저장을 위한 추가 공간의 확보가 필요한 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예는, 사용후 연료의 저장을 위한 추가 공간의 확보가 필요 없고 안정적인 저장이 가능한 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는, (a) 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물을 제거하여 저장 공간을 형성하는 단계와, (b) 상기 저장 공간에 저장랙을 설치하는 단계와, (c) 상기 저장 공간의 내부에 냉각수를 충진하는 단계를 포함한다.

(a) 단계는 상기 원자로 격납 건물의 상기 저장 공간의 하부에 보강 구조를 시공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

보강 구조는, 원자로 격납 건물의 저장 공간의 저면에 시공되며 저장랙이 안착되는 저면 보강부와, 저면 보강부의 상측에서 저장 공간의 내벽면의 둘레를 따라 설치되며 저장랙의 측면을 지지하는 측면 보강부를 포함할 수 있다.

(a) 단계는 저장 공간의 내부를 제염(Decontamination)하는 단계를 더 포함할 수 있다.

저장 공간은 격벽에 의해 복수개의 구획 공간으로 구획될 수 있다.

구획 공간의 각각에는 저장랙이 설치될 수 있다.
저장랙은 상부에 사용후 연료가 삽입되는 개구부가 형성되며 개구부에는 개폐부가 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부에 설치된 내부 설비 및 관련 구조물을 제거한 상태에서, 원자로 격납 건물 내부의 저장 공간의 저면에 저장랙(40)을 설치하여 사용후 연료를 저장할 수 있다.

따라서, 사용후 연료의 저장을 별도의 구조물을 이용하지 않고, 기설치된 원자로 격납 건물을 사용후 연료 저장을 위한 수단으로 활용하는 것이 가능하여, 사용후 연료의 저장을 위한 공간을 용이하게 확보 및 저장하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물이 제거된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 원자로 격납 건물의 내부에 보강 구조가 시공된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 원자로 격납 건물의 보강 구조에 저장랙이 설치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 저장랙이 설치된 상태에서 냉각수가 충진된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 원자로 격납 건물의 보강 구조 상태 저장랙이 설치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

먼저, 해체가 결정된 해제 원전의 내부에 저장된 사용후 연료를 기설치된 사용후 연료 저장조로 이송하여 저장한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물이 제거된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 해체 원전의 원자로 격납 건물(100)의 내부 설비와 구조물을 제거하여 저장 공간(20)을 형성한다(S10).

(S10) 단계는 해체가 결정된 원전에서 원자로 격납 건물(100)의 내부에 설치된 원자로 관련 내부 설비와 내부 설비와 관련된 기타 구조물 등을 제거할 수 있다.

즉, (S10) 단계는, 원자로 격납 건물(100)의 건물 바디를 제외한 내부 설비와 구조물을 제거하여, 원자로 격납 건물의 내부를 저장 공간(20)이 형성된 빈 공간 형태로 마련할 수 있다.

(S10) 단계의 저장 공간(20)은 건물 바디(10)의 내부에 원형의 공간으로 형성되는 것을 예시적으로 설명한다.

그러나 (S10) 단계의 저장 공간(20)은 원형으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 사용후 연료의 저장 형태에 따라 다각형 등의 저장 공간(20)으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다. 물론 저장 공간(20)은 원형과 다각형의 조합된 형태로 적용되는 것도 가능하다.

한편, (S10) 단계에서 원자로 격납 건물(100)의 내부 설비와 구조물이 제거된 상태에서 제염 작업이 실시되는 것도 가능하다.

(S10) 단계에서 제염 작업은 원자로 격납 건물(100)의 내부 저장 공간(20)에 잔존하는 방사성 물질을 제거하는 것이다.

도 3은 도 2의 원자로 격납 건물의 내부에 보강 구조가 시공된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 원자로 격납 건물(100)의 저장 공간(20)의 하부에 보강 구조(30)를 시공한다(S20).

(S20) 단계의 보강 구조(30)는 원자로 격납 건물(100)의 저장 공간(20)의 저면에 일정 하중 이상을 안정적으로 지지하도록 시공되는 것을 말한다.

보강 구조(30)는 원자로 격납 건물(100)의 저면의 상측으로 일정 두께로 시공되는 저면 보강부(31)와, 저면 보강부(31)의 상측에서 저장 공간(20)의 내벽면의 둘레를 따라 일정 높이로 시공되는 측면 보강부(33)를 포함할 수 있다.

저면 보강부(31)는 원자로 격납 건물(100)의 저면에 시공되는 보강 콘크리트가 시공되는 것을 예시적으로 설명한다. 그러나, 저면 보강부(31)는 보강 콘크리트로 반드시 한정되는 것은 아니고, 벽돌 등의 내화물 등의 소정의 보강 구조가 적용되는 것으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.

이러한 저면 보강부(31)가 시공된 위치의 측면에서 저장 공간(20)의 내부에는 측면 보강부(33)가 시공될 수 있다.

측면 보강부(33)는 저장 공간(20)의 하부에서 저면 보강부(31)가 시공된 위치의 근접 위치에서 저장 공간(20)의 내벽면의 둘레를 따라 라운드 형상으로 시공될 수 있다.

측면 보강부(33)는 원자로 격납 건물(100)에서 저면 보강부(31)의 측면 둘레를 따라 저장 공간(20)의 내벽면을 따라 시공되는 것으로, 보강 콘크리트로 시공될 수 있다. 즉, 측면 보강부(33)는 저면 보강부(31)의 재질과 동일 또는 유사 재질로 형성되는 것으로, 벽돌 등의 내화물 등의 소정의 보강 구조가 적용되는 것으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.

이러한 측면 보강부(33)는, 저장랙(40)에 위치된 저장 공간(20)의 측면의 구조 보장을 하는 바, 저장랙(40)에 사용후 연료가 저장되어 보관되는 상태에서 보다 안정적인 사용후 연료 저장이 가능하도록 할 수 있다.

도 4는 도 3의 원자로 격납 건물의 보강 구조에 저장랙이 설치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 보강 구조(30)가 시공된 저장 공간(20)에 저장랙(40)을 설치한다(S30).

(S30) 단계의 저장랙(40)은 저면이 저면 보강부(31)에 의해 지지되고, 측면이 측면 보강부(33)에 지지된 상태로 저장 공간(20)에 설치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법은 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부에 설치된 내부 설비 및 관련 구조물을 제거한 상태에서, 원자로 격납 건물 내부의 저장 공간(20)의 저면에 저장랙(40)을 설치하여 사용후 연료를 저장할 수 있다.

따라서, 사용후 연료의 저장을 별도의 구조물을 이용하지 않고, 기설치된 원자로 격납 건물을 사용후 연료 저장을 위한 수단으로 활용하는 것이 가능하여, 사용후 연료의 저장을 위한 공간을 용이하게 확보하는 것이 가능하다.

전술한 바와 같이, 저장랙(40)은 사용후 연료를 저장하기 위한 것으로, 보강 구조(30)에 지지된 상태로 저장 공간(20)의 내부에 안정적으로 설치될 수 있다.

저장랙(40)은 저면이 저면 보강부(31)에 안착 지지된 상태로 설치될 수 있다.

이러한 저장랙(40)은 보강 구조(30)의 상측에 설치된 상태로 길이 방향을 따라 복수개의 수납 공간(41)이 형성되도록 설치될 수 있다.

저장랙(40)은 상부가 개구된 상태로 사용후 연료가 수납 공간(41)의 내부에 삽입되도록 설치되는 것을 예시적으로 설명하지만, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 사용후 연료가 수납 공간(41)의 내부에 수납된 상태에서 개구부를 개폐하는 개폐부(미도시)가 설치되도록 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.

도 5는 도 4의 저장랙이 설치된 상태에서 냉각수가 충진된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 저장 공간(20)의 내부에 냉각수(21)를 충진한다(S40).

(S40) 단계는 저장 공간(20)의 내부에 냉각수(21)를 충진하여 사용후 연료의 안정적인 저장 상태를 유지하는 것이 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법은, 내진 설계된 기존의 원자로 격납 건물을 이용하여 사용후 연료를 저장하는 것이 가능하여. 지진 등의 자연재해 발생시에도 안정적인 저장이 가능하다.

또한, 기설치된 원자로 격납 건물을 사용후 연료의 저장을 위해 사용하는 바, 사용후 연료의 저장에 소요되는 비용을 절감하는 것이 가능하다.

아울러, 기설치된 원자로 격납 건물의 내부에 설치된 내부 설비 및 관련 구조물을 제거한 내부 공간에 사용후 연료를 저장하는 바, 사용후 연료를 저장하기 위한 충분한 공간을 원활하게 확보하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 원자로 격납 건물의 보강 구조 상태 저장랙이 설치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 5와 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법의 원자로 격납 건물(100)은, 원자로 격납 건물(100)의 저장 공간(20)은, 격벽(110)에 의해 복수개의 구획 공간(112)으로 구획될 수 있다.

즉, 구획 공간(112)은 저장 공간(20)의 저면에서 저장랙(40)이 설치되는 위치에서 복수개로 구획된 상태로 형성될 수 있다.

이러한 구획 공간(112)의 각각에는 저장랙(40)이 설치될 수 있다.

저장랙(40)은 복수개로 형성된 구획 공간(112)의 각각에 삽입된 상태로 설치되는 바, 사용후 연료를 원자로 격납 건물의 저장 공간에 구획 저장된 상태로 보다 안정적으로 저장 보관하는 것이 가능하다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10...원자로 격납 건물 20...저장 공간
21...냉각수 30...보강 구조
31...저면 보강부 33...측면 보강부
40...저장랙 110..격벽
112..구획 공간

Claims

(a) 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물을 제거하여 저장 공간을 형성하는 단계;
(b) 상기 저장 공간에 저장랙을 설치하는 단계; 및
(c) 상기 저장 공간의 내부에 냉각수를 충진하는 단계;
를 포함하고,
상기 (a) 단계는 상기 원자로 격납 건물의 상기 저장 공간의 하부에 보강 구조를 시공하는 단계를 포함하고,
상기 보강 구조는,
상기 원자로 격납 건물의 상기 저장 공간의 저면에 시공되며, 상기 저장랙이 안착되는 저면 보강부; 및
상기 저면 보강부의 상측에서 상기 저장 공간의 내벽면의 둘레를 따라 설치되며, 상기 저장랙의 측면을 지지하는 측면 보강부;
를 포함하고,
상기 저장 공간은 격벽에 의해 복수개의 구획 공간으로 구획되고 상기 구획 공간의 각각에는 저장랙이 설치되며, 상기 저장랙은, 상부에 사용후 연료가 삽입되는 개구부가 형성되며 상기 개구부에는 개폐부가 설치되는, 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법.
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제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는 상기 저장 공간의 내부를 제염(Decontamination)하는 단계를 더 포함하는 해체 원전의 사용후 연료 저장 방법.
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