KR100677735B1 - water-type nuclear reactor with in-built receptacle - Google Patents

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KR100677735B1
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꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄
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Abstract

수형 원자로(water-type nuclear reactor)에서, 다공성 미네랄 물질(30)로 채워진 수용기(20)는 원자로 용기(RPV)(10)내 노심(core, 12) 하부에 배치된다. 노심(12)의 용융을 유발하는 중대한 사고가 발생할 때 형성되는 코륨(corium)은 수용기(20)에 수집된다. 물을 함유하지 않은 미네랄 물질(30)로 인해 증기 폭발(vapor explosion)을 피할 수 있다. 또한, 미네랄 물질(30)은 코륨(Corium)(36)을 수용기(20)의 내화성 벽돌(24)의 융점 미만으로 냉각시킨다.In a water-type nuclear reactor, the receiver 20 filled with porous mineral material 30 is disposed below the core 12 in the reactor vessel (RPV) 10. Corium, which is formed when a serious accident occurs that causes melting of the core 12, is collected in the receiver 20. It is possible to avoid vapor explosion due to the mineral substance 30 which does not contain water. Mineral material 30 also cools Corium 36 below the melting point of the refractory brick 24 of the receiver 20.

Description

일체식 수용기를 구비한 수형 원자로{water-type nuclear reactor with in-built receptacle}Water-type nuclear reactor with in-built receptacle

도 1은 노심의 용융을 유발하는 사고 발생시, 수용기가 원자로 용기(RPV)와 일체화된 본 발명에 따른 수형 원자로의 하부를 나타내는 수직 단면도이다. 1 is a vertical cross-sectional view of the bottom of a male reactor according to the present invention in which a receiver is integrated with a reactor vessel (RPV) in the event of an accident causing melting of the core.

본 발명은 노심의 우발적인 용융시 노심에서 발생하는 고체 또는 액체 잔해, 즉 "코륨(corium)"을 수집하는 대접 모양의 수용기를 포함하는, 가압수(pressurized water) 또는 비등수형 원자로에 관한 것이다.The present invention relates to pressurized water or boiling water reactors, which include a bowl-shaped receiver that collects solid or liquid debris, ie, "corium", that occurs in the core upon accidental melting of the core.

원자로에 있어서, 지난 몇 년동안 노심의 부분적 또는 전체적인 용융을 일으키는 중대한 사고를 방지하기 위하여 많은 시스템들이 고안되고 발전되어 왔다.In reactors, many systems have been devised and developed over the past few years to prevent critical accidents causing partial or complete melting of the core.

특히, FR-A-2 341 181에는 노심이 돌발적으로 용융되는 동안 형성되는 코륨(Corium)에 의해 원자로 용기(RPV: Reactor Pressure Vessel)에 구멍이 뚫리는 것을 방지하기 위해 원자로 하부에 구비되는 보유장치를 개시하고 있다. 이러한 보유장치는 원자로 용기(RPV) 벽면에 고정되고 판들이 엇갈리게 배열된 개구부에 의해 교차되며 그 가장자리가 상향으로 돌출된, 일정한 간격을 가진 여러 개의 수평판을 포함한다. 사고 발생시 이 개구부를 통해 흘러나온 코륨(Corium)은, 계속해서 수평판의 중심부에 위치한 종 모양의 분배기로 이동하여 원자로 용기(RPV)의 하부에 도달한다.In particular, FR-A-2 341 181 includes a retainer provided at the bottom of the reactor to prevent puncture of the reactor pressure vessel (RPV) due to the formation of the core during accidental melting of the core. It is starting. Such a retainer comprises several horizontally spaced plates which are fixed to the reactor vessel (RPV) wall and are crossed by openings in which the plates are staggered and whose edges protrude upward. In the event of an accident, the corium, which flows through this opening, continues to move to a bell-shaped distributor located in the center of the horizontal plate to reach the bottom of the reactor vessel (RPV).

또한, US-A-3 964 966에는 원자로 용기(RPV) 내부에, 액체 금속에 의해 냉각되며 노심 아래에 배치되는 코륨(Corium) 수용기가 개시되어 있다. 강철로 이루어진 이러한 수용기는 노심을 지지하는 하부 수평판에 직접 걸린다. 열교환 파이프는 수용기 기저부를 교차하며 수용기 내부 위쪽으로 뻗어 있다. 이러한 파이프는 그 상부 말단이 폐쇄되어 있고, 구멍을 통해 수용기 내부와 소통(疏通)된다. US-A-3 964 966 also discloses a Corium receiver that is cooled by a liquid metal and disposed below the core inside a reactor vessel (RPV). This receiver, made of steel, hangs directly on the lower horizontal plate supporting the core. The heat exchange pipe intersects the base of the receiver and extends upwards inside the receiver. This pipe is closed at its upper end and communicates with the interior of the receiver through the aperture.

수형 원자로의 용기(RPV) 내부에 장착된 수용기 장치의 결합구조에도 불구하고, 폭발로 인해 노심의 우발적인 용융이 일어날 위험성이 있다. 코륨(Corium) 단편들은 원자로 용기(RPV) 하부로 흐르는 동안 작은 입자로 부서진다. 원자로 용기(RPV)에 포함된 물은 작은 코륨(Corium) 입자들과 접촉하여 증발한다. 각각의 입자들 주위에 증기 필름이 형성되어 고에너지 쇼크파를 야기하여, 폭발하기 용이한 상태가 된다. 이러한 형태의 폭발원인을 보통 "증기 폭발"이라고 부른다.Despite the coupling structure of the receiver device mounted inside the vessel (RPV) of the water reactor, there is a risk of accidental melting of the core due to the explosion. Corium fragments break into small particles while flowing down the reactor vessel (RPV). The water contained in the reactor vessel (RPV) evaporates in contact with the small Corium particles. A vapor film is formed around each of the particles, causing a high energy shock wave, making it easy to explode. This type of explosion cause is commonly referred to as a "vapor explosion."

현재, 수형 원자로 용기(RPV)의 하부에 코륨(Corium)을 모으고 저장하기 위해 기술된 수용기 장치는 증기 폭발을 방지하기 위해 설계되어 있지는 않다. 또한, 이러한 장치들은 폭발이 발생했을 때의 영향으로부터 보호되지도 않는다. 증발된 물과 코륨(Corium) 사이에 상호작용이 일어날 수 있는 가능성이 낮음에도 불구하고, 이러한 형태의 폭발 가능성이 완전히 제거될 수는 없다. 폭발로 인해 발생되는 극히 강력한 과압력(overpressure)는 수용기 장치의 원형에 손상을 주어 그 능력을 저하시킬 수 있다. Currently, the receiver devices described for collecting and storing corium at the bottom of a water reactor vessel (RPV) are not designed to prevent vapor explosion. Also, these devices are not protected from the effects of an explosion. Although the possibility of interaction between evaporated water and corium is low, this type of explosion cannot be completely eliminated. Extremely strong overpressure caused by an explosion can damage the prototype of the receiver device and reduce its capacity.

본 발명의 목적은 원자로 용기(RPV)와 일체화된 코륨(Corium) 수집 장치를 구비하고 증기 폭발 발생을 방지할 수 있는 디자인을 가져서, 폭발시 수용 장치의 원형을 보존할 수 있는 가압수 또는 비등수형 원자로에 관한 것이다.An object of the present invention is a pressurized or boiling water type having a design of a corium collection device integrated with a reactor vessel (RPV) and having a design capable of preventing the occurrence of vapor explosion, so as to preserve the original shape of the receiving device in case of explosion. It's about a nuclear reactor.

본 발명에 따르면 이러한 목적은, 원자로 용기(RPV) 및 상기 원자로 용기(RPV) 내부에 구비된 노심을 포함하는 수형 원자로에 있어서, 노심 하부의 원자로 용기(RPV) 내에 구비되고 일부분 이상이 내화성 물질로 이루어진 대접 모양의 수용기를 포함하며, 상기 수용기는 상기 노심의 우발적인 용융이 일어나는 동안 형성되는 코륨(Corium)을 모을 수 있고, 상기 코륨(Corium)과 혼합되어 상기 내화성 물질의 융점 미만의 평형온도로 상기 코륨(Corium)의 온도를 저하시킬 수 있는 다공성 미네랄 물질로 가득 채워지는 것을 특징으로 하는 수형 원자로에 의해 달성된다.According to the present invention, in an aqueous reactor including a reactor vessel (RPV) and a core provided inside the reactor vessel (RPV), the purpose is provided in the reactor vessel (RPV) at the bottom of the core and at least a portion of the reactor is a refractory material. And a colloidal receptor formed, wherein the receiver can collect corium formed during accidental melting of the core, and is mixed with the corium to an equilibrium temperature below the melting point of the refractory material. It is achieved by a vertical reactor, characterized in that filled with a porous mineral material that can lower the temperature of the (Corium).

이러한 방법으로 제조된 원자로에서, 노심의 우발적인 용융이 일어나는 동안 형성되는 코륨(Corium)은 물을 함유하지 않은 다공성 미네랄 물질 내로 흘러 들어가 작은 입자로 분열된다. 따라서, 증기 폭발이 용이하게 일어날 수 있는 상태, 즉 증기 필름이 각각의 코륨(Corium) 입자를 감싸는 상태를 피할 수 있다. 그러므로 이러한 폭발은 일어날 수 없으며 수용기의 원형도 유지된다.In reactors made in this way, the corium that forms during accidental melting of the core flows into porous mineral materials that do not contain water and splits into small particles. Therefore, it is possible to avoid a state in which a vapor explosion can easily occur, that is, a state in which the vapor film surrounds each of the corium particles. Therefore, such an explosion cannot occur and the prototype of the receiver is maintained.

이러한 효과는 코륨(Corium)이 수용기에 구비된 다공성 미네랄 물질로 이동하는 동안 코륨(Corium)을 단계적으로 냉각시키므로써 더욱 향상된다. 이러한 방법으로 내화성 물질의 용융에 기인한 수용기의 손상 또한 방지할 수 있다.This effect is further enhanced by gradually cooling the corium while it moves to the porous mineral material provided in the receiver. In this way damage to the receptor due to melting of the refractory material can also be prevented.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 그리드나 수평 천공판과 같은 코륨(Corium)을 확산 및 분산시키기 위한 수단이 다공성 미네랄 물질을 구비하는 수용기의 상부에 배치된다.In one preferred embodiment of the present invention, means for diffusing and dispersing Corium, such as a grid or horizontal perforated plate, is arranged on top of the receiver with the porous mineral material.

본 발명의 이러한 바람직한 실시예에 있어서, 다공성 미네랄 물질은 약 99% 실리카를 포함하는 발포 세라믹인 것이 바람직하다. 수용기에 구비되는 미네랄 물질의 공극률은 수용기 내부에 다량의 코륨(Corium)을 보유할 수 있는 용량을 의미한다. 이러한 공극률은 약 63% 내지 약 80%인 것이 바람직하다.In this preferred embodiment of the invention, the porous mineral material is preferably a foamed ceramic comprising about 99% silica. The porosity of the mineral material provided in the receiver means a capacity capable of retaining a large amount of corium in the receiver. Such porosity is preferably about 63% to about 80%.

수용기는 물이 상향으로 수용기 주위를 순환할 수 있도록 하는 공간에 의해서 원자로 용기(RPV)의 하부로부터 분리되는 것이 바람직하다. 이러한 물의 순환은 수용기를 냉각시키는데 도움을 주며, 따라서 수용기의 원형을 유지하는데 기여한다.The receiver is preferably separated from the bottom of the reactor vessel (RPV) by a space that allows water to circulate upwardly around the receiver. This circulation of water helps to cool the receiver, thus contributing to maintaining the prototype of the receiver.

수용기는 필요에 따라 반구형이거나 또는 실린더부 상에 장착된 반구부로 이루어 질 수 있다.The receiver may be hemispherical as needed or may consist of a hemisphere mounted on the cylinder.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 내화성 물질은 벽돌 형태로 역시 수용기의 일부인 강철 케이스 내부에 배치된다.In a preferred embodiment of the invention, the refractory material is arranged inside a steel case which is also part of the receiver in the form of a brick.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기술할 것이나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예]EXAMPLE

도 1에 나타난 실시예는 가압수형 원자로에 관한 것이다. 그러나, 이미 지적한 바와 같이, 본 발명은 이러한 형태의 원자로에 제한되는 것은 아니며, 일반적인 모든 수형 원자로에 적용된다. 따라서, 비등수형 원자로에도 적용될 수 있다.The embodiment shown in FIG. 1 relates to a pressurized water reactor. However, as already pointed out, the present invention is not limited to this type of reactor, but applies to all general male reactors. Therefore, it can be applied to boiling water reactor.

도 1을 참조하면 부호 10은 원자로 용기(RPV)를 가리킨다. 도면에는 원자로 용기(RPV)의 하부만이 도시되어 있다. 원자로 용기(RPV)(10)의 중심부에 노심(12) 및 주변 내부장치가 구비되어 있다.Referring to FIG. 1, reference numeral 10 denotes a reactor vessel (RPV). Only the bottom of the reactor vessel RPV is shown in the figure. The core 12 and peripheral internals are provided at the center of the reactor vessel (RPV) 10.

노심(12)은 통상적으로 수직으로 나란하게 배열된 다수의 핵연료 집합체로 이루어진다. 이 집합체는 하부 수평판(14) 위에 놓여 있다. 이 수평판(14)은 원자로 용기(RPV)에 포함된 냉각수가 이들 집합체 내부로 순환되도록 구멍이 뚫려 있으며 핵연료 집합체에 인접하여 있다. 바람직하게는 볼록한 하부를 갖는 천공된 분배 공급 판(16)은 일반적으로 수평판(14) 하부에 고정된다.The core 12 typically consists of a plurality of nuclear fuel assemblies arranged vertically side by side. This assembly lies on the lower horizontal plate 14. This horizontal plate 14 is perforated so that the coolant contained in the reactor vessel RPV is circulated inside these assemblies and is adjacent to the fuel assembly. The perforated distribution feed plate 16, which preferably has a convex bottom, is generally fixed below the horizontal plate 14.

노심(12)과, 하부의 수평판(14) 및 천공판(16)과 같은 주변 내부장치는 지지 및 가이드 장치(18)에 의해 원자로 용기(RPV)(10)의 원통형 수직 벽면에 걸린다.The core 12 and peripheral internals such as the lower horizontal plate 14 and the perforated plate 16 are hung by a cylindrical vertical wall of the reactor vessel (RPV) 10 by the support and guide device 18.

노심(12) 및 그 주변 내부장치는 본 발명의 범위 내에서, 도면에 나타난 것과 다른 어떤 모양으로도 형성될 수 있다.The core 12 and its peripheral internals may be formed in any shape other than that shown in the drawings, within the scope of the present invention.

본 발명에 따르면, 도 1에 나타난 바와 같이, 대접 모양의 수용기(20)는 원자로 용기(RPV)(10) 내부에, 또한 노심(12) 하부에 위치한다. 더 정확하게는, 수용기(20)는 천공 판(16)과 일반적으로 반구체인 원자로 용기(RPV)(10)의 볼록한 하부 사이에 위치한다.According to the present invention, as shown in FIG. 1, the receiving receiver 20 is located inside the reactor vessel (RPV) 10 and also below the core 12. More precisely, the receiver 20 is located between the perforated plate 16 and the convex lower portion of the reactor vessel (RPV) 10, which is generally hemispherical.

수용기(20)는 노심(12)의 돌발적인 용융시 코륨(Corium)을 수집하도록 설계되어 있다. "코륨(Corium)"이란 용어는 사고 발생시 생산되는 용융 덩어리를 가리키는 것으로서, 일반적으로 핵연료 및 그 피복재와 원자로 제어봉 및 노심(12)과 관련된 내부구조물의 피복재를 포함한다. 수용기(20)는 노심(12)의 용융이 이루어지는 중대한 사고 발생시, 코륨(Corium) 전부를 모을 수 있도록 설계되고 배열되어 있다.Receptor 20 is designed to collect corium upon accidental melting of core 12. The term "Corium" refers to a molten mass produced in the event of an accident, and generally includes a coating of nuclear fuel and its cladding and internal structures associated with the reactor control rods and the core 12. The receiver 20 is designed and arranged to collect all of the corium in the event of a serious accident in which the core 12 melts.

도 1에 나타난 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 수용기(20)는 수용기 둘레의 상부 말단과 원자로 용기(RPV)(10) 사이에 상향 통로 공간에 의해 원자로 용기(RPV)(10) 하부로부터 분리된다. 도 1에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 이러한 공간(22)을 통하여 원자로 용기(RPV)에 포함된 물의 순환이 이루어진다. 사고가 발생하면, 이 공간에서 자연스러운 대류에 의해 물의 순환이 일어난다. 이러한 물의 순환에 의해 수용기(20)를 냉각시키는 효과가 생긴다.In the preferred embodiment of the invention shown in FIG. 1, the receiver 20 is separated from the bottom of the reactor vessel (RPV) 10 by an upward passage space between the upper end of the perimeter of the receiver and the reactor vessel (RPV) 10. do. As indicated by the arrows in FIG. 1, circulation of water contained in the reactor vessel RPV occurs through this space 22. When an accident occurs, the circulation of water is caused by natural convection in this space. The circulation of water produces an effect of cooling the receiver 20.

수용기(20)는 내화성 물질로 이루어진 일층 이상의 벽돌층(24)을 포함한다. 이 물질은 가능한 한 고융점을 가지며 코륨(Corium)과 화학적 상용성이 우수한 것으로부터 선택된다. 특히, 지르코늄계 세라믹 물질이 바람직한데, 이 물질은 산업계에서 널리 이용되고 있는 잇점이 있다.Receptor 20 includes one or more layers of bricks 24 of refractory material. This material is selected from as high a melting point as possible and excellent in chemical compatibility with Corium. In particular, zirconium-based ceramic materials are preferred, which have the advantage of being widely used in the industry.

도 1에 나타난 바와 같이, 벽돌(24)은 병렬 배치되며, 예를 들어 서로 맞물리는 U형 또는 열장이음형(dovetail shape)의 인접하는 보체 말단부를 갖는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1, the bricks 24 are arranged in parallel and preferably have adjacent complement ends of, for example, U- or dovetail shapes that engage each other.

수용기(20)는 또한 벽돌(24)을 내부에 구비하는 금속 케이스(26)를 더 포함한다. 이 금속 케이스(26)는 특히 스테인레스 강으로 제조될 수 있다. 이것은 벽돌(24)을 완전히 도포하는 내부 표면층 및 외부 표면층을 포함한다. 또한, 케이스(26)는 수용기(20)의 내부 표면층 및 외부 표면층의 상단부를 서로 연결하는 상부 플랜지를 포함한다.Receptor 20 further includes a metal case 26 having a brick 24 therein. This metal case 26 may in particular be made of stainless steel. This includes an inner surface layer and an outer surface layer that completely applies brick 24. The case 26 also includes an upper flange connecting the upper ends of the inner surface layer and outer surface layer of the receiver 20 to each other.

금속 케이스(26)의 상부 플랜지는 수용기(20)를 원자로 용기(RPV)(10)내에 거는데 사용한다. 이 경우 상부 플랜지는 도 1에 나타난 바와 같이 원자로 용기(RPV)(10) 내부에 구비되는 지지체(28) 위에 걸린다.The upper flange of the metal case 26 is used to hang the receiver 20 into the reactor vessel (RPV) 10. In this case, the upper flange is hung on the support 28 provided inside the reactor vessel (RPV) 10 as shown in FIG.

변형물 또는 보충물로서, 원자로 용기(RPV)(10)의 수직축에 대하여 방사상으로 배향된 방사상 강화재(미도시)가 수용기(20)로부터 원자로 용기(RPV)를 분리시키는 공간(22)에 삽입될 수 있다. 이 경우 방사상 강화재는 공간(22) 내에서 물이 순환되도록 하는 홀(holes)을 구비한다.As a variant or supplement, a radial reinforcement (not shown) oriented radially about the vertical axis of the reactor vessel (RPV) 10 may be inserted into the space 22 separating the reactor vessel RPV from the receiver 20. Can be. In this case, the radial reinforcement has holes for circulating water in the space 22.

실시예에 나타난 바와 같이, 수용기(20)는 실질적으로 반구형이며 원자로 용기(RPV)(10)의 하부와 중심이 일치한다.As shown in the embodiment, the receiver 20 is substantially hemispherical and coincides with the bottom of the reactor vessel (RPV) 10.

미도시된 실시예의 변형예에 있어서, 이러한 실질적인 반구체 형상은 원자로 용기(RPV)(10)의 수직축에 중심을 둔 원통형 부분에 의해 상부로 확장될 수 있다. 이러한 장치는 수용기가 반구체 부분으로만 형성되어 있다면, 중대한 사고가 발생하는 동안 형성되는 코륨(Corium)의 총량이 수용기(20)가 수용할 수 있는 용량을 초과하는 경우에 특히 선택될 수 있다. 수용기(20) 내부에 수용할 수 있는 용량의 평가는 하기에 좀 더 자세히 기술되는 수용기 내부의 다공성 미네랄 물질(30)을 고려하여 이루어진다.In a variant of the not shown embodiment, this substantially hemispherical shape may be extended upward by a cylindrical portion centered on the vertical axis of the reactor vessel (RPV) 10. Such a device may be chosen especially if the receiver is formed only of the hemispherical part, if the total amount of corium formed during a serious accident exceeds the capacity that the receiver 20 can accommodate. The assessment of the capacity that can be accommodated inside the receiver 20 is made in consideration of the porous mineral material 30 inside the receiver, which is described in more detail below.

중대한 사고가 일어나는 동안 노심(12)에 의해 발생하는 코륨(Corium) 전체를 수용기(20)에 효과적으로 모으기 위해서, 도 1에 나타난 바와 같이 수용기 상부 말단부 위에 링 콜렉터(32)를 구비할 수 있다. 이러한 콜렉터(32)는 특히, 크로스 빔 구조물(cross-beam structure, 33)을 통하여 수용기(20)의 상부 플랜지 위에 놓일 수 있다.In order to effectively collect the entirety of the Corium generated by the core 12 during the catastrophic event into the receiver 20, a ring collector 32 may be provided above the receiver upper end as shown in FIG. 1. This collector 32 may in particular overlie the upper flange of the receiver 20 via a cross-beam structure 33.

콜렉터(32)의 상부 표면은 대략적으로 원자로 용기(RPV)(10)의 벽면에 인접하여 상향으로 확장되며 내부로 만곡된 호퍼형태를 갖는다. 더 정확하게는, 용융된 노심의 단편 및 유동이 수용기(20)와 원자로 용기(RPV)(10)의 하부 사이에 제공되는 공간(22)으로 침투하는 것을 방지하기 위하여, 콜렉터(32)와 원자로 용기(RPV)(10)의 벽 사이의 허용 거리는 몇 센티미터 정도이다. The upper surface of the collector 32 extends upwardly adjacent the wall of the reactor vessel (RPV) 10 and has the shape of a curved hopper inward. More precisely, the collector 32 and the reactor vessel to prevent penetration of fragments and flows of the molten core into the space 22 provided between the receiver 20 and the bottom of the reactor vessel (RPV) 10. The allowable distance between the walls of the (RPV) 10 is a few centimeters.

전술한 바와 같이 본 발명의 기본적인 특성중 하나에 따라서, 수용기(20)는 다공성 미네랄 물질(30)로 가득 채워진다. 이 다공성 미네랄 물질은 노심(12)의 우발적인 용융이 일어나는 동안 형성되는 코륨(Corium)과 혼합될 수 있고, 코륨(Corium)의 온도를 내화성 물질로 형성된 벽돌(24)의 융점 미만의 평형 온도로 저하시킬 수 있는 물질로부터 선택된다. 물이 없는 미네랄 물질(30)은 코륨(Corium)과 혼합되므로써 증기 폭발의 전제조건이 발생되는 것을 방지한다. 이것은 코륨(Corium)이 수용기(20) 내부로 흘러들어 갈 때 코륨(Corium)의 분열에 의해 형성되는 각각의 코륨(Corium) 입자 주위에 증기 필름이 형성되는 것을 물을 함유하지 않은 미네랄 물질(30)이 방지하기 때문이다. 따라서, 증기 폭발에 기인하는 수용기 손상의 위험성은 사실상 배제된다.According to one of the basic features of the present invention as described above, the receiver 20 is filled with a porous mineral material 30. This porous mineral material can be mixed with the Corium that is formed during the accidental melting of the core 12, and the temperature of the Corium to an equilibrium temperature below the melting point of the brick 24 formed of refractory material. It is selected from materials which can be reduced. The water-free mineral material 30 is mixed with corium to prevent the precondition of vapor explosion from occurring. This is because a mineral film (30) containing no water is formed to form a vapor film around each of the corium particles formed by the breakdown of the corium as the corium flows into the receiver 20. This is because). Thus, the risk of receptor damage due to vapor explosion is virtually excluded.

수용기(20)를 채운 다공성 미네랄 물질(30)은 약 99% 실리카를 함유하는 발포 세라믹인 것이 바람직하다. 이러한 형태의 물질은 코륨(Corium)이 수용기(20)로 이동하는 동안 코륨(Corium)을 단계적으로 냉각시킨다. 따라서, 코륨(Corium)의 온도는 벽돌(24)을 형성하는 내화성 물질의 융점 미만으로 안정화된다.The porous mineral material 30 filled with the receiver 20 is preferably a foamed ceramic containing about 99% silica. This type of material gradually cools the corium while it moves to the receiver 20. Thus, the temperature of the corium is stabilized below the melting point of the refractory material forming the brick 24.

이러한 방식으로 내화성 벽돌의 용융에 의해 수용기(20)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.In this way, it is possible to prevent the receptor 20 from being damaged by the melting of the refractory bricks.

미네랄 물질(30)의 공극률은 노심(12)의 용융에 의해 형성되는 코륨(Corium) 전체를 수용기(20) 내에 모을 수 있도록 충분한 용량으로 결정한다. 코륨(Corium)이 흘러내리는 동안 코륨(Corium)의 유동 속도를 저하시키고 냉각을 충분히 하기 위한 물질의 공극률은 약 63% 내지 80% 정도이다.The porosity of the mineral material 30 is determined in sufficient capacity to collect the entirety of the corium formed by the melting of the core 12 into the receiver 20. The porosity of the material to reduce the flow rate of the corium and to sufficiently cool it while the corium flows is about 63% to 80%.

도 1에 나타난 바와 같이, 코륨(Corium)을 확산 및 분산시키기 위한 수단을 다공성 미네랄 물질(30)을 포함하는 수용기(20) 상부에 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 수단은 특히 수평 천공판(34) 또는 수평 그리드로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 1, it is preferable to have a means for diffusing and dispersing Corium on top of the receiver 20 comprising the porous mineral material 30. Such means may in particular consist of a horizontal perforated plate 34 or a horizontal grid.

중대한 사고가 발생할 경우 노심의 용융에 의해 발생되는 코륨(Corium)의 흐름 경로(36)가 도시되어 있다. 코륨(Corium)이 천공판(34) 위로 떨어질 때, 코륨(Corium)은 판의 구멍을 통하여 수용기(20)의 폭 전체로 분산된다. 이어서, 코륨(Corium)은 물을 함유하지 않은 다공성 미네랄 물질(30) 내부에서 분열된다.  Shown is the flow path 36 of Corium, which is caused by melting of the core in the event of a serious accident. When the corium falls over the perforated plate 34, the corium is dispersed throughout the width of the receiver 20 through the holes in the plate. Corium then breaks up inside the porous mineral material 30 that does not contain water.

본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 이미 지적한 바와 같이, 본 발명은 노심 및 주변 내부 구조물의 배열에 관계없이 모든 형태의 수형 원자로에 적용될 수 있다. 또한, 수용기의 형상과 구조는 전술한 것과 다를 수 있다. 또한, 공간(22), 코륨(Corium) 확산 수단 및 링 콜렉터(32)를 구비하는 것이 바람직하나, 경우에 따라 이들은 생략될 수 있다. 마지막으로, 다공성 미네랄 물질은 전술한 실리카계 발포 세라믹이 바람직하나, 경우에 따라 이와 다를 수 있다. The present invention is not limited to the above embodiment. As already pointed out, the present invention can be applied to all types of male reactors regardless of the arrangement of the core and surrounding internal structures. In addition, the shape and structure of the receiver may differ from that described above. It is also preferred to have a space 22, a corium diffusion means and a ring collector 32, although in some cases they may be omitted. Finally, the porous mineral material is preferably a silica-based foamed ceramic as described above, but may vary from case to case.

전술한 바와 같이, 미네랄 물질은 증기 폭발의 위험을 제거한다. 미네랄 물질(30)에 의해 코륨(Corium)의 흐름은 감속됨과 동시에 내화성 벽돌(24)의 융점 미만의 온도로 냉각된다. 또한 코륨(Corium)은 일반적인 수용기(20)와 같이 공간(22) 내부에서 자연적으로 대류하도록 설계된 물의 순환에 의해 냉각된다. 따라서, 수용기(20)는 최적의 상태로 원형을 유지할 수 있다.As mentioned above, the mineral substance eliminates the risk of vapor explosion. The flow of corium is slowed down by the mineral material 30 and cooled to a temperature below the melting point of the refractory brick 24. Corium is also cooled by the circulation of water, which is designed to naturally convection inside the space 22, like a conventional receiver 20. Thus, the receiver 20 can maintain a circular shape in an optimal state.

Claims (10)

원자로 용기(RPV) 및 상기 원자로 용기(RPV) 내부에 구비된 노심을 포함하는 수형 원자로에 있어서, 상기 원자로 용기(RPV) 내 노심 하부에 구비되고 적어도 일부분이 내화성 물질로 이루어진 대접 모양의 수용기를 포함하며, 상기 수용기는 상기 노심의 우발적인 용융이 일어나는 동안 형성되는 코륨(Corium)을 모을 수 있고, 상기 코륨(Corium)과 혼합되어 상기 코륨(Corium)의 온도를 상기 내화성 물질의 융점 미만의 평형온도로 저하시킬 수 있는 다공성 미네랄 물질로 가득 채워지는 것을 특징으로 하는 원자로.A male reactor comprising a reactor vessel (RPV) and a core provided inside the reactor vessel (RPV), the reactor comprising a bowl-shaped receiver provided at the bottom of the core in the reactor vessel (RPV) and at least partially formed of a refractory material. The receiver may collect corium formed during accidental melting of the core, and may be mixed with the corium to equilibrate the temperature of the corium below the melting point of the refractory material. A reactor characterized in that it is filled with a porous mineral material that can be lowered into a furnace. 제 1항에 있어서, 코륨(Corium)의 확산 및 분산 수단이 상기 다공성 미네랄 물질을 포함하는 수용기 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 원자로.The reactor of Claim 1, wherein the means for diffusing and dispersing Corium is disposed above the receiver comprising the porous mineral material. 제 2항에 있어서, 상기 코륨(Corium)의 확산 및 분산수단은 그리드 또는 수평 천공판을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로.3. The reactor of Claim 2, wherein the means for diffusing and dispersing the corium comprises a grid or a horizontal perforated plate. 제 1항에 있어서, 상기 다공성 미네랄 물질은 발포 세라믹인 것을 특징으로 하는 원자로. The reactor of claim 1 wherein the porous mineral material is a foamed ceramic. 제 4항에 있어서, 상기 발포 세라믹은 99% 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로.The reactor of claim 4, wherein the foamed ceramic comprises 99% silica. 제 1항에 있어서, 상기 다공성 미네랄 물질은 63% 내지 80%의 공극률을 갖는 것을 특징으로 하는 원자로.The reactor of claim 1, wherein the porous mineral material has a porosity of 63% to 80%. 제 1항에 있어서, 상기 수용기는 물의 순환을 위한 상향 통로 공간에 의해 상기 원자로 용기(RVP)의 하부와 분리되는 것을 특징으로 하는 원자로.The reactor of claim 1, wherein the receiver is separated from the bottom of the reactor vessel (RVP) by an upward passage space for circulation of water. 제 1항에 있어서, 상기 수용기는 반구형인 것을 특징으로 하는 원자로.The reactor of claim 1, wherein the receiver is hemispherical. 제 1항에 있어서, 상기 수용기는 실린더부 상에 장착된 반구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로.The reactor of claim 1, wherein the receiver comprises a hemisphere mounted on a cylinder portion. 제 1항에 있어서, 상기 수용기는 상기 내화성 물질의 벽돌이 저장되는 금속 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로.The reactor of claim 1, wherein the receiver comprises a metal case in which the brick of the refractory material is stored.
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