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가연성 및 비가연성 방사성 폐기물의 처리에 있어서, 가연성폐기물 드럼, 폐필터 드럼, 금속폐기물 드럼을 투입하는 드럼 투입구(4)와; 모래, 시멘트, 석고, 흙 등 비가연성이면서 유리 형성제로 사용될 수 있는 폐기물과 유리를 형성하는데 필요한 물질을 투입하는 첨가제 투입구(3)와; 상기 드럼 투입구 및 첨가제 투입구를 통하여 투입된 물질의 용융 공간을 제공하는 폐기물 용융조(10) 및 이 용융조의 열원으로 작용하는 플라즈마 토치(1)와; 상기 폐기물 용융조(10)에서 용융된 유리가 유리 숙성조(11)로 넘어가기 전에 용융조(10)의 수위를 조절하는 넘침댐(5)과; 상기 넘침댐(5)을 지나 흘러 들어온 용융 유리를 숙성하는 용융유리 숙성조(11) 및 숙성조의 용융유리의 숙성과 용융조(10)에서 발생되는 배기체가 배기체 배출구(8)로 빠져나가기 전 NOx를 분해하기 위해 암모니아를 주입하는 암모니아 주입구(12)와 주입된 암모니아와 NOx와 반응시간을 제공하고 배기체 처리의 열원으로 작용하는 플라즈마 토치(2)의 열을 효율적으로 사용할 수 있도록 고안된 배기체 유도통로(13)와; 상기 숙성조(11)에서 숙성된 유리를 간헐적으로 또는 연속적으로 배출시키는 측면 배출구(6) 및 용융로 운전 종료시 용융조(10)와 숙성조(11)에 남아있는 용융물들을 배출시키는 하부 배출구(7)와 내화재의 수명을 연장시키기 위해 수냉각 되는 용융로 벽체(9)로 구성된 방사성 가연성 및 비가연성 폐기물을 처리하는 플라즈마 토치 용융로(100)로 포함하는 것을 특징으로 하는 중·저준위 방사성 폐기물 처리 시스템
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제1항의 플라즈마 용융로(100)에서 발생되는 배기체를 냉각시키는 파이프 냉각기(15) 및 냉각기(15)를 거친 배기체내의 방사성 세슘과 입자를 제거하는 고온 필터(16)와; 상기 고온 필터(16)를 통과한 배기체내의 일산화탄소나 탄화수소 등의 불완전 연소물을 완전 연소시키고, 다이옥신 등의 유해 물질들을 분해시키는 전기 가열식 후단 연소기(17) 및 후단 연소기에서 유출된 배기체를 냉각시키는 수 냉각식 배기체 냉각기(18)와; 상기 배기체 냉각기(18)를 거친 배기체내의 미세입자와 염소가스를 제거하는 벤츄리 및 충전탑 세정기(19)와; 상기 세정기(19)를 통과한 고온의 배기체내의 습분을 제거하는 습분제거기(20) 및 다이옥신과 미세입자를 제거하는 활성탄 및 HEPA 여과기(21)와; 상기 여과기(21)를 통과한 기체의 배출용 배출팬(22)과; 배기체의 기체 농도를 분석하기 위한 기체분석기(24)와 방사능 준위를 측정하는 방사선 감시기(25)가 장치된 연돌(23)로 구성된 세슘 재순환용 배기체 처리장치(200)로 구성된 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처리 시스템
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제1항의 플라즈마토치 용융로(100)에서 폐기물 간이드럼이나 철제드럼을 드럼 투입구(4)에 투입하여 연소시키는 단계와, 제 2항의 세슘 재순환용 배기체 처리장치(200)의 고농도 방사성 폐기물 드럼으로부터 배기체와 함께 발생되는 세슘을 파이프냉각기(15)로 냉각시켜 휘발을 억제시키는 단계와, 배기체내의 방사성 세슘과 입자를 고온필터(16)로 제거하는 단계와, 배기체 중의 일산화탄소 또는 탄화수소와 같은 불완전 연소물을 후단 연소기(17)에 의하여 연소시키는 단계와, 후단 연소기(17)에서 다이옥신류의 유해물질을 분해시킨 후 유출되는 배기체를 배기체냉각기(18)에 의해 냉각시켜 다이옥신의 재합성을 방지하는 단계와, 냉각된 배기체 중의 미세입자와 염소가스를 벤츄리 및 HEPA 세정기(19)에서 제거하는 단계와, 활성탄 및 HEPA 여과재의 효율을 높이기 위하여 벤츄리 및 HEPA 세정기(19)를 통과한 고온의 배기체내의 습분을 습분제거기(20)에 의하여 제거하는 단계와, 활성탄 및 HEPA 여과기(21)로 다이옥신과 미세입자를 제거하는 단계와, 상기 여과기(21)를 통과한 기체를배출시켜 배기체의 유해물질 처리공정을 단순화하고 열적 질화물을 질소가스로 전환시키는 것을 특징으로 하는 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처리방법
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제 3항에 있어서, 배기체 냉각기(18)를 거친 배기체내의 미세입자와 염소가스를 제거하기 위해 세정액의 pH는 8
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제 3항에 있어서, 플라즈마토치 용융로(100)에서 작업자의 방사선 조사량을 줄이기 위하여 폐기물 발생현장에서 간이 드럼에 담겨진 폐기물 드럼이나, 기존에 발생된 철제 드럼을 드럼 투입구(4)를 통해 드럼 째 투입하는 것을 특징으로 하는 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처리방법
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제 3항에 있어서, 고방사성 폐수지 드럼과 폐필터 드럼내에 포함되어 있는 방사성 쎄슘의 휘발가능성을 줄이기 위하여 이들 드럼을 드럼 투입구(4)를 통해 먼저 투입하고, 첨가제 투입구(3)를 통해 비가연성 폐기물 및 첨가제를 투입하여 드럼 위에 쌓이게 하면서 용융시켜서 드럼 용융시 발생되는 방사성 쎄슘이 비가연성 폐기물에 포획되는 확률을 높이는 것을 특징으로 하는 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처리방법
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제 3항에 있어서, 폐기물 용융시 발생되는 배기체내의 일산화탄소, 다이옥신 등의 유해 물질의 일부를 숙성조(11)의 플라즈마 토치(2) 열원을 이용하여 처리함으로써 배기체 처리공정 규모를 감소시키는 것을 특징으로 하는 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처리방법
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제 3항에 있어서, 용융조(10)에서 발생된 배기체내의 열적 질화물을 효율적으로 N2로 전환시키기 위하여 용융로내의 배기체 유도통로(13)를 설치하고 암모니아를 주입하여 처리하는 것을 특징으로 하는 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처리방법
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제 3항에 있어서, 배기체 처리장치의 파이프 냉각기(15)에서 배기체의 온도를 500℃ 정도로 냉각시켜 배기체내에 함유되어 있는 방사성 세슘이 대부분 고온 필터의 여과재에 침적되도록 하여 배기체 시스템 후단의 방사선 오염을 방지하는 것을 특징으로 하는 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처리방법
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제 6항에 있어서, 첨가제로는 원자력발전소에서 발생되는 콘크리트, 모래, 유리, 유리섬유 등을 유리형성제로 사용하고, 미량의 알칼리족 화합물을 용융물의 특성을 조절하기 위한 플럭스(flux)로 사용하여 별도의 유리형성제를 사용하지 않고 유리고화시켜 경제성을 증가시킬 뿐만 아니라 첨가제가 투입된 드럼내의 휘발성 방사성 핵종의 흡착제 및 반응물질로 작용하는 것을 특징으로 하는 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처리방법
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제 8항에 있어서, 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)을 이용한 질소산화물제거장치의 설치없이도 NOx를 N2로 전환시키기 위하여 후단연소기(17)에 암모니아를 주입하여 NOx 제거하는 것을 특징으로 하는 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처리방법
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