KR100549862B1 - 원자로 용기를 관통한 노심용융물 냉각장치 및 그 방법 - Google Patents

원자로 용기를 관통한 노심용융물 냉각장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100549862B1
KR100549862B1 KR1020040008768A KR20040008768A KR100549862B1 KR 100549862 B1 KR100549862 B1 KR 100549862B1 KR 1020040008768 A KR1020040008768 A KR 1020040008768A KR 20040008768 A KR20040008768 A KR 20040008768A KR 100549862 B1 KR100549862 B1 KR 100549862B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
core melt
glass material
coolant
cooling water
core
Prior art date
Application number
KR1020040008768A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050080668A (ko
Inventor
김환열
송진호
민병태
김희동
Original Assignee
한국원자력연구소
한국수력원자력 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구소, 한국수력원자력 주식회사 filed Critical 한국원자력연구소
Priority to KR1020040008768A priority Critical patent/KR100549862B1/ko
Priority to CNB2005800001709A priority patent/CN100375200C/zh
Priority to PCT/KR2005/000368 priority patent/WO2005076284A1/en
Publication of KR20050080668A publication Critical patent/KR20050080668A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100549862B1 publication Critical patent/KR100549862B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L7/00Cereal-derived products; Malt products; Preparation or treatment thereof
    • A23L7/10Cereal-derived products
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/016Core catchers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23PSHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P30/00Shaping or working of foodstuffs characterised by the process or apparatus
    • A23P30/20Extruding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명은 원자력발전소에서 중대사고 발생시, 방출된 노심용융물을 안정적으로 원자로 공동 내에 억류하여 냉각시키기 위해 유리물질 혼합부와 상기 유리물질 혼합부의 하측에 적층된 냉각수 보유통 및 냉각수 공급부를 구비한다. 상기 유리물질 혼합부는 소정의 각도로 경사진 지지판과 상기 지지판의 상면에 형성된 유리물질 층 및 상기 경사진 지지판의 하측 끝단에 설치된 막음벽을 구비한다. 또한 상기 냉각수 공급부는 냉각수 저장조와 그 일측에 형성된 유로 및 밸브를 구비한다.
원자로, 유리물질 혼합부, 냉각수 보유통, 냉각수 공급부

Description

원자로 용기를 관통한 노심용융물 냉각장치 및 그 방법 {Cooling Device of Molten Core Penetrating a Reactor Vessel and The Process}
도 1은 종래의 비 접촉식 노심용융물 냉각장치의 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 노심용융물 냉각장치의 개략도.
도 3은 유리물질 혼합부의 상세도.
도 4의 (a) 및 (b)는 적층된 냉각수 보유통의 단면도.
도 5는 냉각수 보유통의 횡단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100... 원자로 용기 110... 노심용융물 가둠장치
120... 냉각수 10... 원자로 용기
20... 유리물질혼합부 21... 지지판
22... 유리물질층 23... 막음벽
30... 냉각수 보유통 31... 보유통 표면
32... 불활성기체 33... 냉각수
40...냉각수 공급부 41... 밸브
42... 냉각수 유로 43... 냉각수 저장조
44... 여과 및 배수 장치 α, β... 소정의 각도
본 발명은 원자로 공동 내에 노심용융물을 억류하여 냉각시키는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력발전소에서 노심용융이 일어나 원자로 용기 외부로 노심용융물이 방출되는 중대사고 발생시 방출된 노심용융물이 원자로 공동을 침식하여 주변 토양을 오염시키고 아울러 격납건물의 건전성을 위협하는 상황을 방지하기 위하여 노심용융물을 안정적으로 원자로 공동 내에 억류하여 냉각시키는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전소는 보통 100개 이상의 개별적 기능을 가진 계통으로 구성된다. 이들은 크게 원자로를 중심으로 한 핵증기공급계통과 증기를 공급받아 발전기를 돌리는 터빈·발전기계통 그리고 기타 부수설비로 구분된다. 여기서, 원자로는 핵폭발시 순간적으로 방출되는 다량의 에너지가 서서히 방출되도록 조절함으로써 핵에너지를 실생활에 활용할 수 있도록 하는 기능을 갖는 장치이다.
그러나 이러한 원자력발전소에서 노심용융이 일어나 원자로 용기 외부로 노심용융물이 방출되는 중대사고시 노심용융물을 효율적으로 냉각시키지 못한다면, 방출된 노심용융물이 원자로 공동을 침식하여 주변 토양을 오염시키고 아울러 격납건물의 건전성을 위협하는 상황을 초래할 수 있다.
그래서 이러한 노심용융물을 억류하여 적절하게 냉각시키는 장치 및 그 방법이 꾸준히 연구되고 있다.
종래의 노심용융물 냉각장치로 고온의 노심용융물과 냉각수를 직접 반응시키는 냉각장치가 제안된 바 있다.
노심용융물에 직접적으로 냉각수를 공급하여 냉각시키는 방법은 효율성이 높은 반면, 밀폐된 공간에서 고온의 용융물과 냉각수가 직접 반응함으로써 급격한 증기 생성을 초래하여 증기폭발이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 종래의 노심용융물 냉각장치로서 상기와 같이 고온의 용융물과 냉각수가 직접 반응함으로써 발생되는 증기폭발을 방지하기 위해, 일본특허공개공보 제1996-43575호에서 가늘고 긴 노심용융물 가둠장치가 제안된 바 있다. 이는 도 1에서 도시된 바와 같이, 원자로 용기(100) 하측에 복수개의 노심용융물 가둠장치(110)를 구비한다. 원자력발전소의 중대사고시 원자로 용기(100)를 관통한 노심용융물이 상기 노심용융물 가둠장치(110)로 억류되면 상기 노심용융물 가둠장치(110) 주위에 채워진 냉각수(120)에 의해 냉각되는 구성이다.
그러나, 이러한 장치는 고온의 용융물과 냉각수를 비 접촉식으로 냉각시키게 되어 열전달 효율이 떨어지고, 이로 인해 매우 큰 냉각수 저장조가 필요하다는 문 제점이 있다.
또한, 종래에는 노심용융물 냉각장치에서 펌프 등의 능동 기기를 사용하는 경우가 있는데, 이는 중대사고 발생시 그 신뢰도를 떨어뜨릴 뿐만 아니라 냉각능력이 시간에 따라 감소되어 노심용융물로부터 나오는 잔열을 효과적으로 제거하지 못하므로 특히 장기 냉각에 있어서 문제가 있었다.
따라서 상기와 같은 문제를 방지할 수 있는 노심용융물 억류 및 냉각 장치가 당해 기술분야에서 요구되어 왔다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 노심용융물이 격납건물 내로 효과적으로 억류되고 고온의 노심용융물과 냉각수와의 냉각과정에서 증기폭발을 방지하여 주위 구조물의 건전성을 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 잔열을 효과적으로 제거할 수 있는 노심용융물 냉각 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명은 원자력 발전소의 중대사고시 원자로 노심이 용융되어 만들어진 노심용융물을 억류하고 냉각시키는 장치에 있어서, 원자 로 용기 하측에 판 형태로 형성되고, 상면에 유리물질 층을 구비하며, 원자로 용기를 관통한 노심용융물이 상기 유리물질과 혼합되어 열생성 밀도가 낮아지도록 하는 유리물질 혼합부;와 상기 유리물질 혼합부의 하측에 다수의 층으로 적층되고, 그 내부는 불활성기체가 함유된 냉각수로 채워져서 고온의 노심용융물을 냉각시키는 냉각수 보유통; 및 냉각수 저장조와 그 일측에 형성된 유로 및 밸브를 구비하여, 일차 냉각된 상기 노심용융물에 냉각수를 공급하여 잔열을 제거할 수 있도록 하는 냉각수 공급부; 를 포함하는 노심용융물 냉각 장치를 제공한다.
여기서, 상기 유리물질 혼합부는 원자로 용기 하측에 설치되고, 노심용융물과 접촉되어도 용융되지 않는 소재로써 형성되며, 원자로 용기를 관통하여 하측으로 떨어지는 노심용융물과 지지판 상부의 유리물질이 혼합된 후 흘러내려갈 수 있도록 소정의 각도로 경사진 판 형태로 형성된 지지판;과 상기 지지판의 상면에 소정의 두께로 형성된 유리물질 층; 및 상기 경사진 지지판의 하측 끝단에 설치되고, 평상시 상기 지지판의 상면에 형성된 유리물질이 흘러내려가는 것을 막으며, 노심용융물과 접촉되면 용융되는 소재로 형성된 막음벽;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 유리물질 층은 글래스(glass) 또는 그래파이트(graphite)로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 냉각수 보유통은 고온의 노심용융물과 접촉되면 용융되는 소재로 형성되고, 격납건물의 바닥면으로부터 소정의 경사를 갖고 다수의 층으로 적층되는 것이 바람직하다.
상기 냉각수 공급부는 상기 밸브가 개방되면 상기 냉각수 저장조에서 일측에 형성된 유로를 통해 일차 냉각된 노심용융물에 냉각수가 공급되어 잔열을 제거시킬 수 있도록 하고, 상기 냉각수 저장조의 상측에 배수 및 여과장치를 더 구비하여 냉각수와 노심용융물 반응에 의해 발생된 수증기가 응축된 물이 상기 냉각수 저장조로 다시 들어갈 수 있도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명은 원자로 노심이 용융되어 만들어진 노심용융물을 억류하여 유로를 한정시키고 유리물질과 혼합시켜 열생성 밀도를 낮추는 제 1단계;와 상기 유리물질과 혼합된 노심용융물을 하측에 적층된 냉각수 보유통으로 떨어지도록 하여, 냉각수 보유통 내부의 불활성기체를 함유한 냉각수와 접촉시키는 제 2단계; 및 냉각수 공급부의 밸브가 개방되면 냉각수 저장조로부터 유로를 통해 냉각수가 공급되어, 일차 냉각된 상기 노심용융물의 잔열을 제거시키는 제 3단계;를 포함하는 노심용융물 냉각방법을 제공한다.
여기서, 상기 냉각수와 노심용융물 반응에 의해 응축된 물이 상기 냉각수 저장조로 다시 들어가도록 하여 재순환시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 제 1단계는 노심용융물이 원자로 용기 하측에 소정의 각도로 경사진 지지판의 상면에 형성된 유리물질 층에서 유리물질과 혼합되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2단계는 상기 유리물질과 혼합된 노심용융물이 하측에 격납건물의 바닥면으로부터 소정의 경사를 갖고 다수의 층으로 적층된 냉각수 보유통으로 떨어지고, 상기 소정의 경사를 따라 순차적으로 흘러내려가면서 냉각수 보유통을 용융시키고 그 내부의 불활성기체를 함유한 냉각수와 접촉되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 노심용융물 냉각장치를 개략적으로 도시하고 있으며, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
원자력 발전소의 중대사고시 원자로 노심이 용융되어 만들어진 노심용융물을 억류하고 냉각시키도록 원자로 용기(10) 하측에 유리물질 혼합부(20), 냉각수 보유통(30)이 구비된다. 상기 유리물질 혼합부(20)는 원자로 용기를 관통한 노심용융물을 유리물질과 먼저 혼합시켜 열생성 밀도를 낮추기 위한 것으로, 도 2에서 도시된 바와 같이 소정의 각도(α)로 경사진 판 형태로 형성된다.
상기 유리물질 혼합부(20)의 하측에는 냉각수 보유통(30)이 다수의 층으로 적층되는데, 상기 유리물질 혼합부(20)에서 유리물질과 혼합된 노심용융물은 상기 냉각수 보유통(30)으로 떨어져, 냉각수 보유통(30) 내부의 불활성기체를 함유한 냉각수와 반응하여 일차 냉각된다. 상기 냉각수 보유통(30)은 그 표면은 고온의 노심용융물에 의해 용융될 수 있는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
이처럼, 노심용융물은 일단 유리물질과 혼합되어 열생성 밀도가 낮아지고, 또한 냉각수와의 반응에 의한 증기폭발을 불활성기체에 의해 억제할 수 있어 냉각수와의 직접 접촉으로 인한 열전달 효율은 크게 하고, 증기폭발의 위험성은 크게 줄일 수 있는 것이다.
상기 다수층으로 적층된 냉각수 보유통(30)은 노심용융물이 순차적으로 흘러내려갈 수 있도록 격납건물(1)의 바닥면으로부터 소정의 각도(β)로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 일차 냉각 후 잔열을 제거하기 위해 냉각수 저장조(43)와 그 일측에 형성된 냉각수 유로(42) 및 밸브(41)를 구비하는 냉각수 공급부(40)를 포함할 수 있다. 원자력발전소 중대사고 발생시 상기 냉각수 공급부(40)의 밸브(41)가 개방되면 중력 등에 의해 상기 냉각수 저장조(43)로부터 냉각수 유로(42)를 통해 냉각수가 공급되어, 일차 냉각된 상기 노심용융물의 잔열을 제거시키는 것이다.
이에 더하여, 본 발명은 상기 냉각수 공급부(40)의 상측에 여과 및 배수 장치(44)를 더 구비하여 상기 냉각수와 노심용융물 반응에 의해 발생된 수증기가 응축된 물이 상기 냉각수 저장조(43)로 다시 들어가도록 하여 냉각수를 재순환시킴으로써 장기 냉각을 효율적으로 가능하게 할 수 있다.
도 3은 유리물질 혼합부를 상세하게 도시하고 있으며, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
노심용융물이 유리물질을 먼저 혼합시켜 열생성 밀도를 낮추기 위해서 본 발명은 원자로 용기 하측에 유리물질 혼합부(20)를 구비한다. 상기 유리물질 혼합부(20)는 노심용융물과 접촉되어도 용융되지 않는 소재로 형성된 지지판(21)을 포함하며, 상기 지지판(21)은 소정의 각도(α)로 경사를 이루는 것이 바람직하다. 이는 원자로 용기를 관통한 노심용융물이 유리물질과 혼합된 후 격납건물 하측으로 흘러내려갈 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기 지지판(21)의 상면에 소정의 두께로 형성된 유리물질 층(22)이 구비되는데, 여기서 원자로 용기를 관통한 노심용융물과 유리물질이 혼합된다. 이 때, 유리물질 층(22)은 글래스 또는 그래파이트로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 유리물질은 노심용융물과 혼합되어 열생성 밀도를 낮추는 역할을 한다.
상기 경사진 지지판(21)의 하측 끝단에는 막음벽(23)이 설치되는데, 이는 원자로 용기를 관통한 고온의 노심용융물과 접촉되면 용융되는 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 막음벽(23)은 평상시 상기 지지판(21)의 상면에 형성된 유리물질이 흘러내려가는 것을 막아주고, 원자력발전소의 중대사고시는 고온의 노심용융물에 의해 용융되어, 유리물질과 혼합된 노심용융물이 하측으로 흘러내려갈 수 있도록 해준다.
도 4 및 도 5는 적층된 냉각수 보유통의 단면과 냉각수 보유통의 횡단면을 도시하고 있으며, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 증기폭발 현상을 방지하기 위해 불활성기체를 함유한 냉각수가 들어있는 냉각수 보유통(30)을 구비하여 노심용융물을 일차 냉각시킨다. 이는 상기 유리물질 혼합부의 하측에 다수의 층으로 적층될 수 있다. 이 때, 각 층을 이루는 상기 냉각수 보유통(30)의 배열방향은 동일하거나 서로 수직일 수 있다. 예를 들어 도 4의 (a)에서 도시된 바와 같이, 상기 냉각수 보유통(30)이 모두 동일한 방향으로 배열되어 다수의 층으로 적층될 수 있고, 도 4의 (b)와 같이 인접한 층에서 상기 냉각수 보유통이 서로 수직방향으로 배열되도록 적층될 수 있다.
이 때 상기 냉각수 보유통(30)은 격납건물의 바닥면으로부터 소정의 각도(β)로 경사를 이루도록 적층되는 것이 바람직하다. 이로써 노심용융물은 상기 소정의 각도(β)로 흘러내리면서 첫번째 층에 있는 냉각수 보유통(30)에 의해 냉각된 후 순차적으로 두번째 층에 있는 냉각수 보유통(30)에 의해 냉각된다.
또한, 도 5에서 도시된 바와 같이 상기 냉각수 보유통 표면(31)은 고온의 노심용융물과 접촉되면 용융되는 저융점 소재로써 형성되는 것이 바람직하다. 상기 냉각수 보유통(30)의 그 내부는 불활성기체(32)를 함유하는 냉각수(33)로 채워지는 것이 바람직하다. 고온의 노심용융물과의 접촉으로 보유통 표면(31)이 용융된 후, 노심용융물이 불활성기체(32)를 함유한 냉각수(33)와 반응함으로써 직접 냉각수와 반응하여 효율을 높이면서 증기폭발 현상은 크게 감소시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 노심용융물 냉각 장치의 작동 및 그 냉각 방법을 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
원자력발전소의 중대사고시 원자로 노심이 용융되어 만들어진 노심용융물을 격납건물(1)로 억류하여 유로를 한정시키고, 먼저 유리물질과 혼합시켜 열생성 밀도를 낮춘다.
이를 위해 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 유리물질 혼합부(20)는 원자로 용기(10) 하측에 지지판(22)이 설치되는데, 이 때는 원자로 용기(10)를 관통한 노심용융물이 유리물질과 혼합된 후 격납건물(1) 하측으로 흘러내려갈 수 있도록 하기 위해 소정의 각도(α)로 경사를 이루는 것이 바람직하다. 상기 지지판(21)의 상면에 소정의 두께로 형성된 유리물질 층(22)을 구비하여 노심용융물과 유리물질이 혼합되도록 한다.
상기 경사진 지지판(21)의 하측 끝단에 설치된 막음벽(23)은, 평상시 상기 지지판의 상면에 형성된 유리물질이 흘러내려가는 것을 막는 기능을 하나, 중대사고 발생시는 고온의 노심용융물에 의해 용융되어 유리물질과 혼합된 노심용융물이 하측으로 흘러내려갈 수 있도록 한다.
다음으로, 상기 유리물질과 혼합된 노심용융물을 상기 유리물질 혼합부(20)의 하측에 적층된 냉각수 보유통(30)으로 떨어지게 되고, 상기 보유통 표면(31)은 고온의 노심용융물과 접촉되면서 용융되며, 그 내부의 불활성기체(32)를 함유하는 냉각수(33)와 반응을 일으켜 일차 냉각되는 것이다. 이 때 상기 냉각수 보유통(30)은 격납건물(1)의 바닥면으로부터 소정의 경사(β)를 갖고 다수의 층으로 적층됨으로써 노심용융물이 흘러내리면서 첫번째 층에 있는 냉각수 보유통에 의해 냉각된 후 순차적으로 두번째 층에 있는 냉각수 보유통에 의해 냉각되도록 하는 것이 바람직하다.
이처럼, 본 발명은 노심용융물을 먼저 유리물질과 혼합시켜 열생성 밀도를 낮춘 후, 적층된 냉각수 보유통과 접촉시켜 일차 냉각시키므로 효율적으로 냉각시킬 뿐만 아니라 증기폭발의 위험성도 크게 감소시킬 수 있다.
상기 적층된 냉각수 보유통을 순차적으로 거치면서 일차 냉각된 후, 상기 냉각수 공급부(40)의 밸브(41)가 개방되면, 이에 의해서 상기 냉각수 저장조(43)로부터 냉각수 유로(42)를 통해 냉각수가 공급되어, 노심융물의 잔열을 제거시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 노심용융물 냉각장치는 종래의 펌프에 의한 능동적인 냉각수 공급 방식과 달리, 일차 냉각 및 잔열제거 과정이 피동적으로 일어남으로써 중대사고시 대처능력과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 냉각과정 중 냉각수와 노심용융물의 반응에 의해 발생된 증기는 격납건물(1) 대기로 방출되고, 격납건물(1) 표면에서 응축되게 된다. 상기 응축된 물이 상기 격납건물(1) 표면을 따라 흘러내려 여과 및 배수 장치(44)를 통과해 상기 냉각수 저장조(43)로 다시 들어가도록 할 수 있다.
이처럼 본 발명은 냉각수 공급부(40)를 구비하여 잔열을 효과적으로 제거할 수 있고, 또한 냉각수를 재순환시켜 장기냉각에 매우 효과적임을 알 수 있다.
이상은 본 발명에 대하여 실시예를 통하여 상세히 설명한 것으로, 이는 예시이며 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 의한 노심용융물 냉각 장치 및 그 방법은 원자로 용기를 관통한 노심용융물을 유리물질로 먼저 혼합함으로써 용융물의 열생성 밀도를 감소시킨 후 , 불활성 기체를 함유하는 냉각수 보유통으로 노심용융물을 떨어뜨림으로써 증기폭발을 방지하고 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 냉각수 공급부를 구비하여 노심용융물의 잔열을 제거할 수 있는 효과가 있다.
이에 더하여, 본 발명은 일차 냉각과 잔열제거 과정이 피동적으로 이루어지는바 중대사고 발생시 높은 신뢰성을 갖고 상황에 대처할 수 있는 큰 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 원자로 노심이 용융되어 만들어진 노심용융물을 억류하고 냉각시키는 장치에 있어서,
    원자로 용기 하측에 판 형태로 형성되고, 상면에 유리물질 층을 구비하며, 원자로 용기를 관통한 노심용융물이 상기 유리물질과 혼합되어 열생성 밀도가 낮아지도록 하는 유리물질 혼합부;
    상기 유리물질 혼합부의 하측에 다수의 층으로 적층되고, 그 내부는 불활성기체를 함유한 냉각수로 채워져서 고온의 노심용융물을 냉각시키는 냉각수 보유통; 및
    냉각수 저장조와 그 일측에 형성된 유로 및 밸브를 구비하여, 일차 냉각된 상기 노심용융물에 냉각수를 공급하여 잔열을 제거할 수 있도록 하는 냉각수 공급부;
    를 포함하는 노심용융물 냉각 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유리물질 혼합부는 원자로 용기 하측에 노심용융물과 접촉되어도 용융되지 않는 소재로써 소정의 각도로 경사진 판 형태로 형성된 지지판;
    상기 지지판의 상면에 소정의 두께로 형성된 유리물질 층;
    상기 경사진 지지판의 하측 끝단에 설치되고, 평상시 상기 지지판의 상면에 형성된 유리물질이 흘러내려가는 것을 막으며, 노심용융물과 접촉되면 용융되는 소재로 형성된 막음벽;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노심용융물 냉각 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 유리물질 층은 글래스 또는 그래파이트로 형성되는 것을 특징으로 하는 노심용융물 냉각 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각수 보유통은 고온의 노심용융물과 접촉되면 용융되는 소재로써 형성되는 것을 특징으로 하는 노심용융물 냉각 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    다수의 상기 냉각수 보유통은 격납건물의 바닥면으로부터 소정의 경사를 갖고 다수의 층으로 적층되는 것을 특징으로 하는 노심용융물 냉각 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각수 공급부는 상기 밸브가 개방되면 상기 냉각수 저장조에서 일측에 형성된 유로를 통해 일차 냉각된 노심용융물에 냉각수가 공급되어 잔열을 제거시킬수 있도록 하고, 상기 냉각수 저장조의 상측에 여과 및 배수장치를 더 구비하여 냉각수와 노심용융물 반응에 의해 응축된 물이 상기 냉각수 저장조로 다시 들어갈 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 노심용융물 냉각 장치.
  7. 원자로 노심이 용융되어 만들어진 노심용융물을 억류하여 유로를 한정시키고 유리물질과 혼합시켜 열생성 밀도를 낮추는 제 1단계;
    상기 유리물질과 혼합된 노심용융물을 하측에 적층된 냉각수 보유통으로 떨어지도록 하여, 냉각수 보유통 내부의 불활성기체를 함유한 냉각수와 접촉시키는 제 2단계; 및
    냉각수 공급부의 밸브가 개방되면 냉각수 저장조로부터 유로를 통해 냉각수가 공급되어, 일차 냉각된 상기 노심용융물의 잔열을 제거시키는 제 3단계;
    를 포함하는 노심용융물 냉각방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 냉각수와 노심용융물 반응에 의해 응축된 물이 상기 냉각수 저장조로 다시 들어가도록 하여 재순환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노심용융물 냉각방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1단계는 노심용융물이 원자로 용기 하측에 소정의 각도로 경사진 지지판의 상면에 형성된 유리물질 층에서 유리물질과 혼합되는 것을 특징으로 하는 노심용융물 냉각방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2단계는 상기 유리물질과 혼합된 노심용융물이 하측에 격납건물의 바닥면으로부터 소정의 경사를 갖고 다수의 층으로 적층된 냉각수 보유통으로 떨어지고, 상기 소정의 경사를 따라 순차적으로 흘러내려가면서 냉각수 보유통을 용융시키고 그 내부의 불활성기체를 함유한 냉각수와 접촉되는 것을 특징으로 하는 노심용융물 냉각방법.
KR1020040008768A 2004-02-10 2004-02-10 원자로 용기를 관통한 노심용융물 냉각장치 및 그 방법 KR100549862B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040008768A KR100549862B1 (ko) 2004-02-10 2004-02-10 원자로 용기를 관통한 노심용융물 냉각장치 및 그 방법
CNB2005800001709A CN100375200C (zh) 2004-02-10 2005-02-07 用于冷却从反应堆容器释放的熔化堆芯材料的装置和方法
PCT/KR2005/000368 WO2005076284A1 (en) 2004-02-10 2005-02-07 Device and process for cooling molten core material released from a reactor vessel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040008768A KR100549862B1 (ko) 2004-02-10 2004-02-10 원자로 용기를 관통한 노심용융물 냉각장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050080668A KR20050080668A (ko) 2005-08-17
KR100549862B1 true KR100549862B1 (ko) 2006-02-08

Family

ID=36751964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040008768A KR100549862B1 (ko) 2004-02-10 2004-02-10 원자로 용기를 관통한 노심용융물 냉각장치 및 그 방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR100549862B1 (ko)
CN (1) CN100375200C (ko)
WO (1) WO2005076284A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101585841B1 (ko) * 2014-10-20 2016-01-15 한국수력원자력 주식회사 코어냉각성능이 향상된 코어캐쳐
KR101657580B1 (ko) 2015-08-11 2016-09-21 한국수력원자력 주식회사 노심용융물의 포집기능을 갖는 원자로 단열체

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6323853B2 (ja) * 2014-06-12 2018-05-16 一般財団法人電力中央研究所 炉心溶融物の分散構造
KR101665059B1 (ko) * 2014-11-13 2016-10-12 한국과학기술원 코어캐쳐를 구비한 원자로용기 내외 노심용융물 냉각 시스템 및 방법
KR101665248B1 (ko) * 2015-04-27 2016-10-12 한국수력원자력 주식회사 피동 작동형 노외 노심 용융물 냉각장치
CN105551536B (zh) * 2015-12-10 2020-03-24 中国核电工程有限公司 一种具有内部冷却能力的堆芯熔融物捕集器
CN108986931B (zh) * 2018-06-01 2021-08-17 中国核电工程有限公司 一种抑制反应堆堆芯熔融物滞留过程中蒸汽爆炸的系统
CN109036604B (zh) * 2018-07-20 2024-01-16 中广核研究院有限公司 一种堆芯过滤装置
DE102019126049B3 (de) * 2019-09-26 2020-11-19 Framatome Gmbh System zur Stabilisierung einer Kernschmelze in einem Kernkraftwerk

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2681718B1 (fr) * 1991-09-20 1994-02-11 Framatome Dispositif de refroidissement du cóoeur et de protection de la structure en beton d'un reacteur nucleaire dont le cóoeur est entre en fusion a la suite d'un accident.
JP3342128B2 (ja) * 1993-10-21 2002-11-05 マツダ株式会社 塗膜欠陥位置マーキング装置
US5410577A (en) * 1993-11-04 1995-04-25 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Core-melt source reduction system
US5499278A (en) * 1995-03-13 1996-03-12 General Electric Company Water inventory management in condenser pool of boiling water reactor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101585841B1 (ko) * 2014-10-20 2016-01-15 한국수력원자력 주식회사 코어냉각성능이 향상된 코어캐쳐
KR101657580B1 (ko) 2015-08-11 2016-09-21 한국수력원자력 주식회사 노심용융물의 포집기능을 갖는 원자로 단열체

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005076284A1 (en) 2005-08-18
KR20050080668A (ko) 2005-08-17
CN1771567A (zh) 2006-05-10
CN100375200C (zh) 2008-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100597723B1 (ko) 노심용융물 피동 냉각 및 가둠장치
EP2581913B1 (en) Core catcher having an integrated cooling path
US5263066A (en) Nuclear reactor equipped with a core catcher
RU2518066C2 (ru) Ядерный реактор с жидкометаллическим охлаждением и способ отвода от него теплоты
JP3554001B2 (ja) コリウム防護用アセンブリ
US5057271A (en) Protection system for the basemat reactor containment buildings in nuclear power stations
WO2005076284A1 (en) Device and process for cooling molten core material released from a reactor vessel
US20120051485A1 (en) Corium cooling promoting apparatus and containment
JP2007225356A (ja) コアキャッチャーおよびその製造方法、並びに、原子炉格納容器およびその改造方法
JP6323853B2 (ja) 炉心溶融物の分散構造
KR101072799B1 (ko) 노심 용융물 가둠 및 냉각장치
JP2009052951A (ja) 炉心溶融物冷却装置および原子炉格納容器
JP3263402B2 (ja) 原子炉容器用間隙構造物
JP4620449B2 (ja) 炉心キャッチャ冷却のアセンブリおよび該アセンブリを有する原子炉
EP3255637B1 (en) Core catcher and boiling water nuclear plant using the same
JP2011163829A (ja) 炉心溶融物冷却構造
KR101072800B1 (ko) 노심 용융물의 초기 냉각 안정화를 위한 노심 용융물 가둠 및 냉각장치
KR20200027128A (ko) 노심 용융물 냉각 장치
Na et al. One-dimensional ex-vessel coolability analysis of debris beds formed in OPR1000 pre-flooded reactor cavity
JP4746911B2 (ja) 高速炉および高速炉施設の建設方法
JP2010038571A (ja) 炉心溶融物冷却装置および炉心溶融物冷却方法
KR101546317B1 (ko) 노심 용융물 다공성 물질화 기구
KR101621420B1 (ko) 다중 액체금속 충수를 통한 원자로용기 외벽 냉각 방법 및 이를 이용한 원자로용기 외벽 냉각 시스템
JPH07128476A (ja) 原子炉安全設備
KR100265320B1 (ko) 원자력발전소의노심용융물억제장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131227

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160105

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170111

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171207

Year of fee payment: 13

LAPS Lapse due to unpaid annual fee