KR100383817B1 - 단순 가ㆍ감압 싸이클을 이용한 자기가압기의 감압장치 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단순 가ㆍ감압 싸이클을 이용한 자기가압기 감압장치 및 방법에 관한 것으로, 그 목적은 새로운 설계 개념인 일체형 원자로 자기가압기에서 원자로 저온정지 시 운전 중 원자로의 압력평형을 위해 사용하고있던 질소가스를 대기로 방출하지 않고 가스실린더 내로 포집하면서 가압기의 압력이 대기압으로 감압되도록 하는 단순 가ㆍ감압 싸이클을 이용한 자기가압기의 감압장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 자기가압기(10)와 가스보충탱크(30)가 배관으로 연결되고, 자기 가압기와 가스보충탱크 사이의 배관에 가스실린더(20)가 연결되며, 상기 가스보충탱크(30)는 배관으로 상호 연결된 가압펌프(40)와 배수탱크(50)에 각각 연결되고, 각각의 배관에 밸브가 구비되어 구성되는 단순 가ㆍ감압 싸이클을 이용한 자기가압기의 감압장치를 제공함에 있다.

Description

단순 가ㆍ감압 싸이클을 이용한 자기가압기의 감압장치 및 방법{Depressurization Apparatus of Self-Pressurizer Using a Simple Pressure Cycle Loop and it's Method}

본 발명은 단순 가ㆍ감압 싸이클을 이용한 자기가압기의 감압장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 일체형 원자로 자기가압기에서 원자로 저온정지 시 운전 중 원자로의 압력평형을 위해 사용하고있던 질소가스를 대기로 방출하지 않고 가스실린더 내로 포집하면서 가압기의 압력이 대기압으로 감압되도록 하는 단순 가ㆍ감압 싸이클을 이용한 자기가압기의 감압장치 및 방법에 관한 것이다.

기존의 상용 원자로의 분리형 개념과 달리 현재 국내에서 개발 중인 SMART와 같은 중, 소형원자로에서는 원자로의 일차 냉각재 계통을 일체형 개념으로 설계하고 있다. 일체형 원자로의 특성상 가압기는 원자로의 압력용기 상단에 내장된 형태로 설치되며 그 크기의 제한성에 따라 가압기에는 단열재 및 냉각기가 설치된다. 이 경우 가압기는 가압기 내부 부피의 약 1/2 정도는 증기 및 질소가스로 가압, 충전되어 있어 일차 냉각재의 온도 과도에 따른 포화 증기압의 변화에 대응해 압력평형을 이루어 일차냉각재 계통의 압력을 자동 조절하므로 자기가압기 또는 저온 자기가압기라고 한다.

본 발명은 새로운 설계 개념인 일체형 원자로 자기가압기에서 원자로 저온정지 시 운전 중 원자로의 압력평형을 위해 사용하고있던 질소가스를 대기로 방출하지 않고 가스실린더 내로 포집하면서 가압기의 압력이 대기압으로 감압되도록 하는 단순 가ㆍ감압 싸이클을 이용한 자기가압기의 감압장치 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명의 실시 예로서 자기가압기 질소가스 배출계통을 도시한 개략도

도 2 는 일차 배기 시 계통의 유로 상태를 도시한 개략도

도 3 은 이차 압력평형 시 계통의 유로 상태를 도시한 개략도

도 4 는 질소가스 가압, 포집 시 계통의 유로 상태를 도시한 개략도

도 5 는 가스보충탱크 배수 시 계통의 유로 상태를 도시한 개략도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 자기가압기 11 : 자기가압기 격리밸브

20 : 가스실린더 21 : 가스실린더 격리밸브

22 : 가스실린더 연결관 격리밸브

30 : 가스보충탱크 31 : 가스보충탱크 주입관 격리밸브

32 : 가스보충탱크 배수관 격리밸브

40 : 가압펌프 41 : 가압펌프 출구밸브

50 : 배수탱크 51 : 배수탱크 격리밸브

본 발명은 일체형 원자로의 저온정지 시, 일차계통의 압력(약 80 기압)을 대기압으로 감압시킬 때, 운전 중 원자로의 압력평형을 위해 사용하고있던 질소가스를 대기로 방출하지 않고 가스실린더 내로 포집하면서 자기가압기 내의 압력이 대기압으로 감압되도록 하는 방안이다. 본 발명에서는 계통 내에서 기체로 채워지는 공간을 늘렸다, 줄이는 과정의 단순 가, 감압 싸이클을 반복하여 계통의 내압과 기체분압의 평형 원리를 이용하여 감압시키는 것이며, 별도의 가압 장치를 추가하지 않고 기 설치되어 있는 고압 충수계통 펌프(가압펌프)를 활용하고 소규모의 탱크 2대를 추가 설치하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명은 방사선 준위가 높은 질소가스를 가압기의 밸브 등을 통해 기체폐기물 처리계통이나 대기로 직접 방출하는 방법에 비해 훨씬 안전하고, 또 부수적으로 질소가스를 재활용하는 측면에서 큰 이득을 얻을 수 있다.

이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작동방법을 첨부도면에 연계시켜 상세히설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 실시 예로서 자기가압기 질소가스 배출계통을 도시한 개략도이고, 도 2 는 일차 배기 시 계통의 유로 상태를 도시한 개략도이며, 도 3 은 이차 압력평형 시 계통의 유로 상태를 도시한 개략도이고, 도 4 는 질소가스 가압, 포집 시 계통의 유로 상태를 도시한 개략도이며, 도 5 는 가스보충탱크 배수 시 계통의 유로 상태를 도시한 개략도로서,

자기가압기(10)와 가스보충탱크(30)가 배관으로 연결되고, 자기가압기와 가스보충탱크 사이의 배관에 가스실린더(20)가 연결되며, 상기 가스보충탱크(30)는 배관으로 상호 연결된 가압펌프(40)와 배수탱크(50)에 각각 연결되고, 각각의 배관에 밸브가 구비되어 구성된다.

원자로 정지 시, 원자로의 압력이 자기가압기 질소가스 배출운전 모드 조건의 압력으로 되면, 자기가압기(10) 상단의 자기가압기 격리밸브(11) 및 가스실린더 연결관 격리밸브(22)를 열어 자기가압기 내의 질소가스를 가스보충탱크(30)로 일차 배기 시킨다. 이때 가스실린더 격리밸브(21), 가스보충탱크 배수관 격리밸브(32) 및 가스보충탱크 주입관 격리밸브(31)는 닫혀져있어야 한다. 일차 배기 시 계통의 유로 상태는 도 2 와 같다.

자기가압기와 가스보충탱크 및 중간 유로 내의 기체 압력이 일차 평형에 도달하게 되면 자기가압기 격리밸브(11)를 잠근다. 이어서 가스실린더 격리밸브(21)를 열어 가스실린더 압력과 이차 평형이 되도록 한다. 이차 압력평형 시 계통의 유로 상태는 도 3 과 같다.

배수탱크(50)로부터 가압펌프(40)의 입구로 연결된 유로의 배수탱크 격리밸브(51)을 연 다음, 가압펌프(40)를 작동시키고 가스보충탱크 주입관 격리밸브(31)를 열면, 가압펌프를 통해 배출된 물은 가스보충탱크를 채우고 탱크 내 수위가 상승하면서 질소가스는 가스보충탱크로부터 배출되어 가스실린더로 들어가게 되어 질소가스는 가스실린더에 가압, 포집된다. 가스보충탱크 수위가 설정된 고수위가 되면 자동으로 가압펌프는 정지한다. 질소가스 가압, 포집 시 계통의 유로 상태는 도 4 와 같다.

가스실린더 격리밸브(21), 가스실린더 연결관 격리밸브(22) 및 가스보충탱크 주입관 격리밸브(31)를 닫고 가스보충탱크 배수관 격리밸브(32)를 열어 가스보충탱크의 물이 배수탱크(50)로 빠져 나오도록 한다. 가스보충탱크 수위가 설정된 저수위에 도달하게 되면 자동으로 가스보충탱크 배수관 격리밸브(32)를 닫는다. 가스보충탱크 배수 시 계통의 유로 상태는 도 5 와 같다. 가스보충탱크의 물이 배수탱크로 빠져 나와 가스보충탱크 압력이 떨어지면 계통은 다음 사이클의 자기가압기 질소가스 배출 운전의 대기상태가 된다.

또 다시, 자기가압기 상단의 자기가압기 격리밸브(11) 및 가스실린더 연결관 격리밸브(22)를 열어 자기가압기 내의 질소가스를 가스보충탱크(30)로 배기 시키며, 이후에는 앞에서의 순서에 따라 배기, 감압 및 가압 싸이클을 수 차례 반복하여 자기가압기 내의 압력을 대기압까지 낮추게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명은 방사선 준위가 높은 질소가스를 가압기의 밸브를 통해 대기로 직접 방출하는 방법에 비해 훨씬 안전하고, 또 부수적으로 질소가스를 재활용하는 측면에서 큰 이득을 얻을 수 있다. 또한, 운전방법을 자동화할 경우에는 더 좋은 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 일체형 원자로의 자기가압기 감압 방법에 있어서,

   자기가압기(10) 상단의 자기가압기 격리밸브(11) 및 가스실린더 연결관 격리밸브(22)를 열어 자기가압기 내의 질소가스를 가스보충탱크(30)로 일차 배기시키는 단계와,

   상기 단계에서 자기가압기와 가스보충탱크 및 중간 유로 내의 기체 압력이 일차평형에 도달하게 되면, 가스실린더 격리밸브(21)를 열어 가스실린더(20) 압력과 이차 평형시키는 단계와,

   가압펌프(30)를 작동시키고 가스보충탱크 주입관 격리밸브(31)를 열면, 가압펌프를 통해 배출된 물은 가스보충탱크(30)를 채우고 탱크 내 수위가 상승하면서 질소가스가 보충탱크로부터 배출되어 가스실린더에 가압, 포집되는 단계와,

   가스실린더 격리밸브(21), 가스실린더 연결관 격리밸브(22) 및 가스보충탱크 주입관 격리밸브를 닫고(31) 가스보충탱크 배수관 격리밸브(32)를 열어 가스보충탱크의 물이 배수탱크로 배출시키는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 단순 가ㆍ감압 싸이클을 이용한 자기가압기의 감압방법
2. 일체형 원자로의 자기가압기 감압 장치에 있어서,

   자기가압기(10)와 가스보충탱크(30)가 배관으로 연결되고, 자기가압기와 가스보충탱크 사이의 배관에 가스실린더(20)가 연결되며, 상기 가스보충탱크(30)는 배관으로 상호 연결된 가압펌프(40)와 배수탱크(50)에 각각 연결되고, 각각의 배관에 밸브가 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 단순 가ㆍ감압 싸이클을 이용한 자기가압기의 감압장치