KR100573744B1 - 액체금속로용 증기발생기와 이의 전열방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액체금속로용 증기발생기와 이의 전열방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증기발생기의 내부에 충진되는 전열매개유체를 강제순환시키고 전열관 다발의 구조를 개선하여 소듐과 물의 반응으로 인한 사고발생 가능성 자체를 현실적으로 제거하면서 동시에 전열성능이 향상되도록 하는 액체금속로용 증기발생기와 이의 전열방법에 관한 것이다.
이와 같은 전열방법은 노심과 증기발생기 및 터빈 등으로 구성되는 액체금속로에 있어서; 상기 증기발생기의 내부에 충진되는 전열매개유체를 강제로 순환시키고, 상기의 강제순환은 전열매개유체가 폐쇄 유동로를 형성하도록 증기발생기의 내부로 설치되는 유로와 이 유로에 설치되는 순환펌프에 의해 이루어지는 것이다.
상기와 같은 전열방법을 제공함으로써, 전열매개유체의 강제순환과 전열관 다발의 구조 개선으로 소듐과 물과의 반응으로 인한 사고가 예방되면서 동시에 전열성능이 향상되고, 격납돔의 내부로 증기발생기의 설치가 용이하게 이루어지며, 그에 따라 액체금속로에서 중간열전달계통의 제거가 실현되는 효과를 갖는다.
액체금속로, 원자로, 소듐, 전열, 전열성능
Description
도 1은 본 발명에 따른 액체금속로의 개략적인 전체 계통도,
도 2는 본 발명의 제1실시예를 나타내는 개략적인 종단면도,
도 3은 도 2에 따른 개략적인 요부 확대 종단면도,
도 4는 제1실시예에 대한 정량적 분석결과를 보인 온도 분포 그래프,
도 5는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 개략적인 종단면도,
도 6a 와 도 6b는 제2실시예에 대한 정량적 분석결과를 보인 온도 분포 그래프,
도 7은 본 발명의 제3실시예를 나타내는 개략적인 종단면도,
도 8은 제3실시예에 대한 정량적 분석결과를 보인 온도 분포 그래프,
도 9는 종래의 일례를 보인 개략적인 계통도,
도 10은 종래의 다른 일례를 보인 개략적인 계통도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 노심
11 : 고온배관 12 : 고온전열관 13 : 펌프
20 : 터빈
21 : 저온배관 22 : 저온전열관 23 : 급수펌프
30 : 증기발생기
31 : 용기 32 : 전열매개유체 33 : 유로
34 : 순환펌프 35 : 내통 36 : 외통
본 발명은 액체금속로용 증기발생기와 이의 전열방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증기발생기의 내부에 충진되는 전열매개유체를 강제순환시키고 전열관 다발의 구조를 개선하여 소듐과 물의 반응으로 인한 사고발생 가능성 자체를 현실적으로 제거하면서 동시에 전열성능이 향상되도록 하는 액체금속로용 증기발생기와 이의 전열방법에 관한 것이다.
일반적으로 액체금속로는 고속중성자를 핵반응에 이용하여 열을 생산하는 원자로의 일종으로서, 냉각재로 고압의 물 대신 금속인 액체상태의 금속을 사용하는 원자로를 말하는 것이다.
이와 같은 액체금속로의 일례로 도 9에 도시한 종래의 액체금속로의 계통도를 설명하면 다음과 같다.
액체금속로는 노심(100)에서 냉각재인 소듐이 가열된 후에 소듐순환배관(101)을 따라 순환되면서 증기발생기(300)에서 물로의 전열이 일어나고, 이를 통해 발생되는 증기로 터빈(400)을 구동시키도록 구성되는데, 증기발생기(300)의 전열관 누설사고 시에 누설되는 물이 소듐과 격렬한 반응을 일으킴에 따라 이런 사고에 대비하여 상기 소듐순환배관(101)과 물순환배관(301)의 사이에 중간열교환기(200)와 중간열전달배관(201)을 포함하는 중간열전달계통을 설치하게 되는 것이다.
그러므로, 상기 액체금속로는 노심(100)의 열이 소듐에 전달된 후 소듐순환배관(101)을 통해 중간열전달계통의 중간열교환기(200)에서 중간열전달배관(201)을 통해 흐르는 소듐으로 전열이 이루어지고, 상기 중간열전달배관(201)을 통해 흐르는 소듐과 증기발생기(300)에서 물순환배관(301)을 통해 흐르는 물로의 전열이 일어나 발생되는 증기로 터빈(400)을 구동시켜 발전이 일어나게 되는 것이다.
그러나, 상기와 같이 증기발생기는 전열관 누설시 물과 소듐 간에 격렬한 화학적 반응에 의한 사고가 일어나게 되고 이러한 사고로부터 노심을 보호하기 위하여 중간열전달계통이라는 별도의 계통을 두고 있으나, 소듐과 물간의 반응사고의 가능성은 상존하며 또한 이러한 중간계통의 사용은 액체금속로 건설비용을 증가시키는 요인이 된다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로 도 10에 도시한 종래의 다른 일례를 보인 개략적인 계통도를 설명하면 다음과 같다.
액체금속로는 노심(100)과 연결되고 가열된 액체금속이 이동되는 고온배관(101)이 구비되고, 상기 고온배관(101)의 일측으로 고온전열관(102)이 다발로 설치되며, 터빈(300)과 연결되고 급수가 이동되는 저온배관(301)이 구비되고, 상기 저온배관(301)의 일측으로 저온전열관(302)이 다발로 설치되며, 상기 전열관(102)(302)을 수용하는 용기(201)와 상기 용기(201)에 충진된 전열매개유체(202)로 구성되는 증기발생기(200)가 구비되어 구성되는 것이다.
상기와 같이 구성되는 증기발생기(200) 내부의 전열관(102)(302)을 통한 전열은 고열의 상기 고온전열관(102)이 전열매개유체(202)를 가열하여 자연적으로 순환시킴으로써 이루어지는 것이다.
그리고, 상기 전열매개유체(202)는 물과 액체금속인 소듐에 화학적으로 안정적인 물질로 이루어지는 것이다.
그러므로, 상기와 같은 액체금속로는 물과 소듐에 화학적으로 안정적인 전열매개유체(202)를 자연순환하여 반응사고의 발생 가능성 자체를 현실적으로 제거함으로, 중간열전달계통을 실제적으로 배제할 수 있다는 개념으로 설명되는 것이다.
그런데, 상기와 같이 전열매개유체가 물과 소듐에 화학적으로 안정적인 물질이므로 전열관의 누설 시에 물과 소듐의 격렬한 화학반응으로 인한 반응사고를 예방할 수 있으나, 자연순환으로 인해 전열관과 전열매개유체 간에 충분한 열전달 면적을 갖지 못하여, 증기발생기의 전열성능이 현저히 저하된다.
그리고, 상기와 같은 전열성능의 저하를 방지하여 원활한 전열성능을 가지거나 요구되는 전열성능이 실현되도록 하자면, 증기발생기의 열전달 면적이 충분히 커져야 됨으로, 증기발생기의 크기가 비현실적으로 커져 건설비의 증가요인이 될 수 있다.
그런데, 이와 같은 증기발생기의 대형화는 격납돔의 내부에 증기발생기를 설치해야하는 현실적인 문제 즉, 격납돔을 필요 이상으로 대형화해야 됨으로, 이에 따라 자연순환되는 증기발생기로 중간열전달계통이 없이 액체금속로를 가동하는 것은 개념으로서는 충실하나 현실적으로 실현되기는 곤란한 것이다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로,
그 목적은 소듐과 물과의 반응으로 인한 사고발생 가능성 자체를 현실적으로 제거하면서 동시에 전열성능이 향상되도록 하여 중간열전달계통의 제거가 실현되도록 하는 액체금속로용 증기발생기와 이의 전열방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 노심과 증기발생기 및 터빈 등으로 구성되는 액체금속로에 있어서; 상기 증기발생기의 내부에 충진되는 전열매개유체를 강제로 순환시키는 것을 특징으로 하는 액체금속로용 증기발생기와 이의 전열방법을 가지는 것이다.
그리고, 상기의 강제순환은 전열매개유체가 폐쇄 유동로를 형성하도록 증기발생기의 내부로 설치되는 유로와 상기 유로에 설치되는 순환펌프에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체금속로용 증기발생기와 이의 전열방법을 가지는 것이다.
이하, 액체금속로용 증기발생기의 전열방법에 대하여 상세히 설명한다.
노심으로부터 유입되는 가열된 액체금속인 소듐이 유동되는 고온전열관이 다발로 설치되고, 터빈으로부터 유입되는 급수가 유동되는 저온전열관이 다발로 설치 되며, 이 두 개의 전열관 다발을 수용하도록 용기가 구비되고, 상기 용기의 내부로 전열매개유체가 충진되어 증기발생기가 구성되는 것이다.
본 전열방법은 상기와 같이 구성된 증기발생기에서 전열매개유체를 강제로 순환시켜 전열매개유체와 전열관 간의 대류 열전달 성능을 높이도록 하고, 그에 따라 증기발생기의 전열성능이 증대되도록 하는 것이다.
상기와 같이 증기발생기의 전열성능이 증대되면, 증기발생기가 적정한 크기로 구성되어, 중간열전달계통의 실제적인 제거가 가능해지게 되는 것이다.
아울러, 전열매개유체의 강제순환은 증기발생기의 용기 내부로 유로를 형성하고, 상기 유로에 순환펌프를 설치한 후에 이 순환펌프를 가동함으로써 이루어지는 것이다.
그러므로, 본 방법은 물과 소듐에 화학적으로 안정적인 전열매개유체로 인해 물과 소듐의 반응사고 가능성 자체를 제거하면서 동시에 전열매개유체를 강제로 순환시킴으로 증기발생기의 전열성능을 향상시키는 방법인 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 액체금속로의 개략적인 전체 계통도로 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.
액체금속로는 증기발생기(30)의 용기(31) 내부로 노심(10)에 의해 가열된 액체금속 즉 소듐이 고온배관(11)을 통해 유동되면서 다발로 설치되는 고온전열관(12)을 지나 유동되고, 터빈(20)을 통과한 물이 저온배관(21)을 통해 유 동되면서 상기 용기(31)의 내부에 다발로 설치되는 저온전열관(22)을 지나 유동되도록 구성되는 것이다.
상기와 같이 액체금속과 물이 전열관(12)(22)을 통해 유동되는 상태에서 증기발생기(30)의 용기(31) 내부로 설치되는 유로(33)와 상기 유로(33)에 설치되는 순환펌프(34)에 의해 전열매개유체(32)가 강제로 순환됨으로, 상기 전열매개유체(32)와 전열관(12)(22) 간의 대류 열전달 성능이 높아지고, 그에 따라 상기 증기발생기(30)의 전열성능이 증대되는 것이다.
아울러, 상기 전열매개유체(32)는 물과 소듐에 화학적으로 안정적인 납과 같은 금속으로 이루어져, 전열관(12)(22)의 누설로 인한 반응사고의 발생 가능성이 현실적으로 제거되는 것이다.
따라서, 상기 증기발생기(30)는 반응사고의 발생 가능성을 현실적으로 제거하면서 동시에 전열매개유체(32)를 강제로 순환시켜 전열성능을 증대시킴으로, 노심(10)이 보호되면서 동시에 겹납돔에 수용할 수 있는 적정한 크기로 제작할 수 있게 되고, 그에 따라 중간열전달계통의 실질적인 제거가 실현되도록 구성되는 것이다.
한편, 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 제1실시예를 나타내는 개략적인 종단면도로 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
액체금속로는 격납돔(40)의 내부로 노심(10)과 증기발생기(30)가 구비되고, 상기 격납돔(40)의 외부로 상기 증기발생기(30)와 관로상으로 연결되는 터빈(20)이 구비되어 구성되는 것이다.
상기와 같은 액체금속로의 작동을 설명하면, 노심(10)을 냉각하면서 가열된 액체금속 즉 소듐은 고온배관(11)을 통해 배출되어 증기발생기(30)의 용기(31) 내에 다발로 설치되는 고온전열관(12)을 통과하여 다시 상기 노심(10)으로 유입되고, 이 순환은 상기 고온배관(11)의 관로상에 설치되는 펌프(13)에 의해 연속적으로 일어나게 되는 것이다.
그리고, 상기 터빈(20)과 연결되는 저온배관(21)을 통해 물이 배출되어 증기발생기(30)의 용기(31) 내에 다발로 설치되는 저온전열관(22)을 통과하여 다시 상기 터빈(20)으로 유입되는데, 이 순환과정은 상기 저온배관(21)의 관로상에 설치되는 급수펌프(23)에 의해 연속적으로 일어나게 되고, 순환되는 동안에 물이 상기 증기발생기(30)에서 증기로 변환되어 상기 터빈(20)을 구동시켜 발전을 일으키게 되는 것이다.
여기서, 상기 증기발생기(30)가 격납돔(40)의 내부로 수용되기 위해서는 반응사고를 현실적으로 제거할 수 있고 적정한 크기를 가져야 하는데, 반응사고의 현실적인 제거는 납과 같은 전열매개유체를 용기(31)의 내부로 충진함으로써 이루어지고, 상기 증기발생기(30)의 적정한 크기는 전열성능의 증대로 이루어지는 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이 도 2에 따른 개략적인 요부 확대 종단면도로, 이와 같은 전열성능의 증대를 위한 구성 및 작동관계를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 도 3은 액체금속로의 증기발생기(30)를 확대 도시한 것이다.
증기발생기(30)는 전열관(12)(22)이 유로(33)의 외주로 교우되게 순차적으로 감기어 배치되고, 이 상태에서 용기(31)의 내부에 충진된 전열매개유체(32)가 상기 유로(33)에 설치된 순환펌프(34)에 의해 강제로 순환됨으로써, 상기 고온전열관(12)과 저온전열관(22) 간의 상기 전열매개유체(32)의 강제 순환으로 인해 대류 열전달 성능이 높아지고, 그에 따라 전열성능이 증대되는 것이다.
다시 말해서, 상기 전열매개유체(32)가 순환펌프(34)에 의해 유로(33)를 따라 강제로 하향 유동된 다음 상기 유로(33)의 외주로 상승되면서 고온전열관(12)과 저온전열관(22)을 차례로 반복하여 지나면서 열전달을 일으키게 되고, 다시 상기 유로(32)의 상단으로 유입되어 상기 순환펌프(34)에 의해 강제 순환되어 연속적인 폐회로순환유동을 하게 되는 것이다.
따라서, 상기 증기발생기(30)는 그 내부에 전열매개유체(32)를 강제로 순환시켜 대류열전달 성능을 높이면서 동시에 고온전열관(12)과 저온전열관(22) 다발의 개선된 배치에 의해 보다 효율적인 전열이 이루어져 전열성능이 증대되도록 구성되는 것이다.
도 4에 제시된 바와 같이 제1실시예에 대한 정량적 분석결과를 보인 온도 분포 그래프로 상기 제1실시예의 전열 특성을 설명하면 다음과 같다.
상기 그래프에서 x/L은 용기 내부의 전체 높이L에 대한 변위x를 나타내는 것이고, T는 온도를 나타내는 것이다.
그리고, 상기 그래프에서 Th는 고온전열관을 통해 유동되는 고온유체의 온도를 나타내는 것이고, Tm은 용기에 충진된 전열매개유체의 온도를 나타내는 것이며, Tc는 저온전열관을 통해 유동되는 저온유체의 온도를 나타내는 것이다.
아울러, 상기 그래프는 고온유체와 전열매개유체 그리고 저온유체가 단상일 때의 온도변화를 보인 것이다.
상기 그래프에 나타난 것처럼, 전열매개유체가 강제순환되어 유로의 하부를 통과하여 상승되면서 고온전열관 및 저온전열관을 교대로 통과하면서 온도의 변화에 따른 대류 열전달을 일으키게 되는 것이다.
그리고, 이와 같은 온도의 변화는 전열매개유체의 폐회로순환유동에 의해 연속하여 일어남으로, 유로의 하단에서 상기 전열매개유체의 온도와 상기 유로의 상단에서 상기 전열매개유체의 온도가 동일하게 분포되는 것이다.
그런데, 상기 그래프에서 보면 유로의 하단에서 전열매개유체의 온도는 고온전열관 내부의 고온유체 온도보다 높게 나타나는데, 이는 고온전열관과 저온전열관을 교번하여 배치함에 따라 급작스러운 온도의 변화로 발생되는 전열의 비효율성을 보여주는 것이다.
따라서, 상기 고온전열관과 저온전열관이 조합형으로 감기어 배치되는 전열관 배치구조는 전열의 비효율성이 발생될 우려를 내포하고 있다.
그러나, 이 결론은 상변화가 없는 단상 유체의 온도변화를 보인 정량적 분석치이고 전열성능을 저하시킬 수 있다고 예측되는 조그만 예일 뿐이므로, 본 발명의 전체적인 개념인 전열성능의 향상에 큰 영향을 끼치는 것은 아님을 밝혀 두는 바이다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 제2실시예를 나타내는 개략적인 종단면도로 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
증기발생기(30)는 유로(33)를 이격된 상태로 수용하도록 상부가 개방되고 하부가 밀폐된 내통(35)이 구비되고, 상기 내통(35)을 이격된 상태로 수용하도록 상부가 밀폐되고 하부가 개방된 외통(36)이 구비되며, 상기 유로(33)의 외주로 상기 내통(35)과 외통(36)의 외부에 전열관(12)(22)이 서로 교번되게 상하로 층을 이룬 상태에서 다수번 감기어 반경방향으로 구분되도록 배치되는 것이다.
그리고, 상기 유로(33)에 설치되는 순환펌프(34)를 가동하여 전열매개유체(32)가 강제순환되도록 하면, 상기 유로(33)를 통과한 상기 전열매개유체(32)가 내통(35)과 외통(36)에 의해 형성된 환형 공간을 상하 반복적으로 통과하면서 상기 내통(35)과 외통(36)의 내부에 층을 이루는 전열관(12)(22)과의 대류에 의한 열전달을 증대시켜, 증기발생기(30)의 전열성능이 향상되도록 하는 것이다.
아울러, 상기 전열매개유체(32)에 의한 두 종류 전열관(12)(22) 간의 전열은 상기 전열관(12)(22)의 층과 층 간을 상기 전열매개유체(32)가 연속적으로 통과하면서 세밀하게 이루어져, 적은 유량의 상기 전열매개유체(32)로도 효율적인 전열성능을 발휘할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 상기 증기발생기(30)는 그 내부에 내통(35)과 외통(36)을 설치하여 전열관(12)(22)을 다수의 지역으로 구획하고, 이 구획된 지역을 전열매개유체(32)가 순차적으로 통과하도록 하여, 상기 전열매개유체(32)와 상기 전열관(12)(22) 간의 대류에 의한 열전달이 향상되도록 함으로써, 전열성능이 향상되는 것이다.
도 6a와 도 6b에 제시된 바와 같이 제2실시예에 대한 정량적 분석결과를 보인 온도 분포 그래프로 상기 제2실시예의 전열 특성을 설명하면 다음과 같다.
상기 도 6a는 유로의 하단을 통과하여 내통의 내부에서 전열매개유체가 상승될 때의 높이에 따른 온도분포를 보인 것이고, 상기 도 6b는 내통을 통과하여 전열매개유체가 외통의 내측 상부에서 하부로 유동 때의 높이에 따른 온도분포를 보인 것이다.
상기 그래프에서 x/L은 용기 내부의 전체 높이L에 대한 변위x를 나타내는 것이고, T는 온도를 나타내는 것이다.
그리고, 상기 그래프에서 Tp는 고온전열관을 통해 유동되는 고온유체의 온도를 나타내는 것이고, Tm은 용기에 충진된 전열매개유체의 온도를 나타내는 것이며, Th는 저온전열관을 통해 유동되는 저온유체의 온도를 나타내는 것이다.
아울러, 상기 그래프는 고온유체와 전열매개유체 그리고 저온유체가 단상일 때의 온도변화를 보인 것이다.
상기 그래프에 나타난 것처럼, 전열매개유체는 폐회로순환유동이 일어남으로 전열매개유체의 온도는 내통으로 유입되는 부분과 외통에서 배출되는 부분에서 동일하게 분포하고 내통에서 외통으로 유동되는 부분에서 동일하게 분포하는 것이다.
그런데, 상기 그래프에서 보면 고온유체와 저온유체의 온도 사이로 전열매개유체의 온도가 분포됨으로, 효율적인 전열이 이루어짐을 알 수 있다.
한편, 도 7에 도시한 바와 같이 본 발명의 제3실시예를 나타내는 개략적인 종단면도로 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
증기발생기(30)는 유로(33)의 외주로 그 상부에 고온배관(11)과 연결되는 고온전열관(12)이 감기어 구비되고, 상기 고온전열관(12)의 하부로 저온배관(21)과 연결되는 저온전열관(22)이 감기어 구비됨으로서, 상기 고온전열관(12) 다발과 저온전열관(22) 다발이 유로(33)에서 상하로 구분하여 배치되는 것이다.
이와 같이 상기 전열관(12)(22) 다발을 상하 구분하여 배치함으로써, 전열매개유체(32)가 유로(33)와 순환펌프(34)에 의한 강제순환 중에 상기 전열관(12)(22) 다발의 온도차에 의한 급작스러운 온도의 변화로 발생되는 전열의 비효율성을 방지할 수 있게 되고, 또한 고온유체와 전열매개유체(32) 그리고 전열매개유체(32)와 저온유체 간의 전열상의 유량과 온도 배치에서 가장 전열효율이 좋은 방식인 역방향 열교환 방식을 사용할 수 있게 되어 하게 되어, 전열성능의 향상이 이루어지는 것이다.
다시 말해서, 온도의 차가 큰 상기 고온전열관(12)과 저온전열관(22)로 전열매개유체(32)가 통과하면서 급작스런 온도의 변화로 인해 전열의 비효율성이 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위해 상기 고온전열관(12)과 저온전열관(22)을 분리된 지역으로 배치하여 상기 전열매개유체(32)가 상기 저온전열관(22) 다발을 완전히 통과한 다음에 상기 고온전열관(12) 다발로 유입되도록 하여 급작스런 온도변화를 방지할 수 있고, 또 이러한 상기 전열관(12)(22) 다발의 배치로 상기 고온전열관(12) 다발과 저온전열관(22) 다발이 공간적으로 확연히 구분됨으로 상기 전열관(12)(22) 각각의 다발내 유체의 입구 위치 및 유동방향을 상기 전열매개유체(32)를 포함한 다른 유체의 입구 위치 및 유동방향에 구속받지 않고 독립적으로 설정할 수 있게 됨으로 전열성능이 좋은 역방향 열교환 방식만으로 고온유체와 상기 전열매개유체(32) 그리고 상기 전열매개유체(32)와 저온유체 간의 전열을 이룰 수 있어, 전열의 효율성을 증진시키는 것이다.
따라서, 상기 증기발생기(30)는 그 내부에 전열매개유체(32)를 강제로 순환시키되 고온전열관(12)과 저온전열관(22)을 구분된 지역으로 배치함으로써, 전열성능이 향상되도록 구성되는 것이다.
도 8에 제시된 바와 같이 제3실시예에 대한 정량적 분석결과를 보인 온도 분포 그래프로 상기 제3실시예의 전열 특성을 설명하면 다음과 같다.
상기 도 8은 상하로 구분 배치되는 고온전열관과 저온전열관에서 각각의 배치된 높이를 1로 보고 이에 대한 전열매개유체와 각 높이에서의 고온유체와 저온유체의 온도 분포를 그래프로 보인 것이다.
상기 그래프에서 x/L은 용기 내부에서 각 전열관이 배치된 부분의 높이L에 대한 변위x를 나타내는 것이고, T는 온도를 나타내는 것이다.
그리고, 상기 그래프에서 Tp1은 고온전열관을 통해 유동되는 고온유체의 온도를 나타내는 것이고, Tm.h1은 상기 고온전열관이 배치된 구간에 순환되는 전열매개유체의 온도를 나타내는 것이며, Tm.c1은 저온전열관이 배치된 구간에 순환되는 상기 전열매개유체의 온도를 나타내는 것이고, Th1은 상기 저온전열관을 통해 유동되는 저온유체의 온도를 나타내는 것이다.
아울러, 상기 그래프는 고온유체와 전열매개유체 그리고 저온유체가 단상일 때의 온도변화를 보인 것이다.
상기 그래프에서 보인 것처럼 고온유체와 저온유체의 온도 사이에 전열매개유체의 온도가 분포됨으로, 효율적인 전열이 이루어짐을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 증기발생기에서 소듐과 물간의 격렬한 화학반응 사고가 일어나기 위해서는 고온유체인 소듐이 유동되는 전열관과 저온유체인 물이 유동되는 전열관이 동시에 파손된 상태가 되어야 하는데, 두 전열관이 동시에 파손될 가능성은 극히 희박하기에 현실적으로 고려될 수 있는 경우는 한 쪽 전열관이 파손된 상태에서 운전이 이루어지다 다른 쪽 전열관이 파손되는 경우이다.
그러나, 어느 한 쪽 전열관의 파손은 현 발전소 가동 중에 감지기술, 예를 들어 압력의 변화 검출 등으로 용이하게 감지할 수 있음으로, 이러한 경우의 사고가 발생할 가능성 역시 극도로 작게 되고, 따라서 사고 가능성이 현실적으로 제거되어 액체금속로의 가동에 안정성이 증진되는 효과를 갖는다.
그리고, 상기와 같이 소듐과 물간의 화학반응을 현실적으로 제거함으로써, 현재 액체금속로 계통설계에 사용되는 고가의 중간열전달계통의 제거가 실현되어 액체금속로의 건설비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
Claims (6)
- 삭제
- 노심과 증기발생기 및 터빈으로 구성되는 액체금속로에 있어서;상기 증기발생기에 구비되어 있는 밀폐된 용기의 내부에 고온전열관과 저온전열관을 다발로 배치한 후에 상기 용기의 내부로 전열매개유체를 충진하고;상기 용기의 내부에 상기 전열매개유체가 폐쇄 유동로를 형성하도록 유로를 설치한 후에 상기 유로에 순환펌프를 설치하며;상기 순환펌프의 가동에 의해 전열매개유체가 상기 유로를 따라 강제로 순환됨에 따라 상기 고온전열관과 저온전열관의 사이에 전열이 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체금속로용 증기발생기의 전열방법.
- 노심(10)과 연결되고 액체금속이 유동되는 고온전열관(12)과, 터빈(20)과 연결되고 급수가 유동되는 저온전열관(22)이 용기(31)의 내부에 다발로 설치되고, 상기 용기(31)의 내부에 전열매개유체(32)가 충진되어 구성되는 액체금속로용 증기발생기에 있어서;상기 용기(31)의 내부 중앙에 유로(33)를 형성하고, 상기 유로(33)에 순환펌프(34)가 설치되어 밀폐된 상기 용기(31)의 내부에 충진된 전열매개유체(32)가 상기 순환펌프(34)의 작동에 의해 상기 유로(33)를 따라 폐회로 순환유동을 하는 것을 특징으로 하는 액체금속로용 증기발생기.
- 제 3항에 있어서;상기 유로(33)의 외주로 고온전열관(12)과 저온전열관(22)이 교우되게 순차 적으로 감기어 배치되는 것을 특징으로 하는 액체금속로용 증기발생기.
- 제 3항에 있어서;상기 유로(33)를 이격된 상태로 둘러싸도록 상부가 개방되고 하부가 밀폐된 내통(35)이 구비되고, 상기 내통(35)을 이격된 상태로 둘러싸도록 상부가 밀폐되고 하부가 개방된 외통(36)이 구비되며, 상기 유로(33)의 외주로 상기 내통(35)과 외통(36)의 내부에 고온전열관(12)과 저온전열관(22)이 상하로 층을 이루도록 다수번 감기어 반경방향으로 구분 배치되는 것을 특징으로 하는 액체금속로용 증기발생기.
- 제 3항에 있어서;상기 유로(33)의 외주로 상부측에 상기 고온전열관(12)이 다발로 감기어 배치되고, 상기 유로(33)의 외주로 하부측에 상기 저온전열관(22)이 다발로 감기어 배치되는 것을 특징으로 하는 액체금속로용 증기발생기.
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