KR100804405B1 - 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법 - Google Patents

원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100804405B1
KR100804405B1 KR1020070020442A KR20070020442A KR100804405B1 KR 100804405 B1 KR100804405 B1 KR 100804405B1 KR 1020070020442 A KR1020070020442 A KR 1020070020442A KR 20070020442 A KR20070020442 A KR 20070020442A KR 100804405 B1 KR100804405 B1 KR 100804405B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling water
water circulation
reactor vessel
gap
reactor
Prior art date
Application number
KR1020070020442A
Other languages
English (en)
Inventor
하광순
박래준
조영로
김상백
Original Assignee
한국원자력연구원
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 한국원자력연구원, 한국수력원자력 주식회사 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020070020442A priority Critical patent/KR100804405B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100804405B1 publication Critical patent/KR100804405B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C11/00—Shielding structurally associated with the reactor
    • G21C11/08—Thermal shields; Thermal linings, i.e. for dissipating heat from gamma radiation which would otherwise heat an outer biological shield ; Thermal insulation
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/24—Promoting flow of the coolant
    • G21C15/243—Promoting flow of the coolant for liquids
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명은 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법에 관한 것으로, 원자로 용기와 이를 감싸는 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환 및 공급하기 위하여 단열재에 부력에 의해 상, 하로 승/하강되는 부력장치와 부력장치의 승/하강으로 인해 개/폐 가능하게 이루어지는 냉각수 순환장치를 설치함으로써 원자로의 비정상운전 시 원자로 용기의 냉각을 위하여 원자로 공동으로 공급되는 냉각수를 원자로 용기 외벽으로 원활히 순환 및 공급할수 있으며, 구조가 간단하고 설치가 용이할 뿐만 아니라, 패키지 또는 단품으로 설치가 가능하여 원자로에 즉각적인 적용이 가능하고, 비정상운전 시에만 개방 및 작동되도록 이루어짐으로써 장치의 오작동을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 원자로의 비정상운전 시 원자로 공동으로 냉각수가 유입되어 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 유입시키기 위한 원자로 공동 충수계통장치에 있어서, 원판형상체로서, 상기 단열재의 외부면에 결합되되, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공이 관통형성되는 패키지 하우징; 상기 패키지 하우징의 설치공에 설치되는 원통형상체로 형성되는 냉각수 순환 하우징; 상기 냉각수 순환 하우징의 내주연 소정위치에 구비되는 개/폐판; 및 상기 개/폐판에 연결되되, 상기 냉각수 순환 하우징의 외주연에 구비되는 부력장치; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
원자로 공동, 정상운전, 비정상운전, 단열재, 냉각수, 패키지 하우징, 냉각수 순환 하우징, 부력장치, 개/폐판, 냉각수 유입관, 부력

Description

원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법{Coolant circulation apparatus through gap between reactor and insulation under External Reactor Vessel Cooling and method thereof}
도 1은 일반적으로 적용되는 원자로 공동 충수계통을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 냉각수 순환 하우징과 개/폐판 및 부력장치가 일체로 결합된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 폐쇄된 모습을 개략적으로 나타내는 평면도,
도 5는 A-A'선 단면도,
도 6은 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 개방된 모습을 개략적으로 나타내는 평면도,
도 7은 B-B'선 단면도,
도 8은 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 패키지 하우징의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 사시도,
도 9는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 단열재의 하측 외부면에 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 도면,
도 10, 도 11, 도 12는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 단열재의 하측 외부면에 설치되어 작동하는 과정을 개략적으로 나타내는 작동도,
도 13은 본 발명에 의한 냉각수 순환장치가 원자로 용기 외측의 단열재에 설치되어 작동하는 과정을 나타내는 흐름도,
도 14는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 단열재의 하측 외부면 및 상측 외부면에 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 도면,
도 15는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 냉각수 순환 하우징이 단품화되어 단열재의 하측 외부면에 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 도면,
도 16은 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 냉각수 순환 하우징이 단품화되어 단열재의 하측 외부면 및 상측 외부면에 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 도면,
도 17은 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 18은 본 실시예에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 원자로 용기 외측의 단열재에 설치되어 작동하는 과정을 나타내는 흐름도,
도 19는 본 실시예에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 냉각수 순환 하우징이 단품화되어 냉각수 유입관에 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
1, 1' : 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치,
3 : 원자로 용기, 5 : 단열재,
5a : 나사부, 10 : 패키지 하우징,
11 : 설치공, 13 : 나사부,
30 : 냉각수 순환 하우징, 50 : 개/폐판,
51 : 나선판, 53 : 회전판,
53a : 나사산, 55 : 베벨기어,
55a : 나사산, 57 : 평면기어,
57a : 나사산, 58 : 연결봉,
70 : 부력장치, 71 : 이동각봉,
71a : 나사산, 73 : 부력편,
90 : 냉각수 유입관.
본 발명은 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원자로 용기와 이를 감싸는 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환 및 공급하기 위하여 단열재에 부력에 의해 상, 하로 승/하강되는 부력장치와 부력장치의 승/하강으로 인해 개/폐 가능하게 이루어지는 냉각수 순환장치를 설치함으로써 원자로의 비정상운전 시 원자로 용기의 냉각을 위하여 원자로 공동으로 공급되는 냉각수를 원자로 용기 외벽으로 원활히 순환 및 공급할수 있으며, 구조가 간단하고 설치가 용이할 뿐만 아니라, 패키지 또는 단품으로 설치가 가능하여 원자로에 즉각적인 적용이 가능하고, 비정상운전 시에만 개방 및 작동되도록 이루어짐으로써 장치의 오작동을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법에 관한 것이다.
일반적으로, 원자로에는 원자로의 비정상운전 시 원자로 용기 외벽에 냉각수를 공급하여 원자로 용기를 냉각시키기 위한 원자로 공동 충수계통이 있다.
이러한 원자로 공동 충수계통은 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 가압 개방회로로서, 핵연료 재장전 수조(IRWST : 110)와 원자로 공동(Cavity : 120)과 원자로 용기(130)와 증기 발생기(140) 및 고온관(150) 등이 설치되는 격납 건물(Containment : 100)과 상기 격납 건물(100)에 연결되되, 정지 냉각펌프(SCP : 210)와 붕산수 주입펌프(BAMP : 220)를 갖는 보조 건물(AUX. Bldg : 200)로 이루어진다.
여기서, 상기 핵연료 재장전 수조(110)는 상기 정지 냉각펌프(210)와 붕산수 주입펌프(220)에 연결되고, 상기 정지 냉각펌프(210)와 붕산수 주입펌프(220)는 원자로 공동(120)에 연결된다.
여기서, 격납 건물(100) 내에 설치되는 핵연료 재장전 수조(110) 내의 냉각수는 정지 냉각펌프(210) 또는 붕산수 주입펌프(220)를 통하여 원자로 공동(120)으로 공급되고, 상기 원자로 공동(120)으로 공급되는 냉각수는 원자로 용기(130)와 증기 발생기(140)를 연결하는 고온관(150)의 하부까지 채워지게 된다.
한편, 원자로의 원자로 용기 외측에는 원자로의 정상작동 시 원자로 용기에서 발생되는 열을 차단하기 위하여 원자로 용기와 소정거리 이격되어 단열재가 설치된다.
이러한 단열재는 원자로 용기에서 발생되는 열을 차단하기 위하여 원자로 용 기와 근접되게 설치됨으로써 비정상운전 시 원자로 공동에 공급되는 냉각수와 원자로 용기와의 접촉을 방해하는 요인으로 작용한다.
상술한 바와 같이, 단열재는 정상운전 시에 원자로 용기에서 발생되는 열을 차단하나, 비정상운전 시 원자로의 공동에 공급되는 냉각수와 원자로 용기의 접촉을 방해함으로써 원자로의 안전문제에 심각한 영향을 미칠 수 있는 등의 문제가 있었다.
따라서, 원자로의 비정상운전 시 공급 및 순환되는 냉각수가 원자로 용기 및 원자로 용기의 외측벽에 원할하게 접촉되어 순환될 수 있는 별도 장치의 개발 및 설치가 시급한 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 원자로 용기와 이를 감싸는 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환 및 공급하기 위하여 단열재에 부력에 의해 상, 하로 승/하강되는 부력장치와 부력장치의 승/하강으로 인해 개/폐 가능하게 이루어지는 냉각수 순환장치를 설치함으로써 원자로의 비정상운전 시 원자로 용기의 냉각을 위하여 원자로 공동으로 공급되는 냉각수를 원자로 용기 외벽으로 원활히 순환 및 공급할수 있으며, 구조가 간단하고 설치가 용이할 뿐만 아니라, 패키지 또는 단품으로 설치가 가능하여 원자로에 즉각적인 적용이 가능하고, 비정상운전 시에만 개방 및 작동되도록 이루어짐으로써 장치의 오작동을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 원자로 용기와 단열재 사이 의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 원자로의 비정상운전 시 원자로 공동으로 냉각수가 유입되어 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수가 유입시키기 위한 원자로 공동 충수계통장치에 있어서, 원판형상체로서, 상기 단열재의 외부면에 결합되되, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공이 관통형성되는 패키지 하우징; 상기 패키지 하우징의 설치공에 설치되는 원통형상체로 형성되는 냉각수 순환 하우징; 상기 냉각수 순환 하우징의 내주연 소정위치에 구비되는 개/폐판; 및 상기 개/폐판에 연결되되, 상기 냉각수 순환 하우징의 외주연에 구비되는 부력장치; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 개/폐판은 개/폐가능하도록 겹쳐지게 연결구비되는 다수개의 나선판과, 상기 각 나선판의 단부가 수납되고, 그 외주연이 소정각도로 경사지게 형성되되, 나사산이 형성되어 회전가능하게 이루어지는 회전판과, 상기 회전판의 외주연에 형성되는 나사산에 수직방향으로 치합되기 위하여 그 외주연이 소정각도로 경사지게 형성되어 나사산을 갖는 베벨기어 및 상기 베벨기어의 중심축에 연결봉으로 연결되되, 그 외주연에 나사산을 갖는 원판형상체형상의 평면기어를 포함하여 이루어진다.
더불어, 상기 부력장치는 봉상체형상으로 형성되되, 수직되는 일측면에 나사 산을 갖는 이동각봉과, 상기 이동각봉의 하측 단부에 연결되되, 그 내부에 일정 부피의 공기가 충진되는 부력편을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 부력편에 충진되는 공기의 부피가 조절 및 가변가능하게 이루어진다.
한편, 원통형상체로서, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공이 관통형성되는 패키지 하우징; 상기 패키지 하우징의 설치공에 설치되는 냉각수 순환 하우징; 상기 냉각수 순환 하우징의 내주연에 구비되되, 개/폐가능하도록 겹쳐지는 다수개의 나선판과, 상기 각 나선판의 단부가 수납되고, 외주연이 경사지게 형성되는 회전판과, 상기 회전판의 외주연에 치합되도록 그 외주연이 경사지게 형성되는 베벨기어 및 상기 베벨기어에 연결봉으로 연결되는 평면기어를 포함하는 개/폐판; 및 상기 개/폐판에 연결되는 이동각봉과, 상기 이동각봉의 하측 단부에 연결되되, 내부에 일정 부피의 공기가 충진되는 부력편을 갖는 부력장치; 를 포함하는 구성으로 이루어지되, 단열재의 외부면에 설치되어 원자로의 비정상운전 시 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환 및 유입시키기 위한 냉각수 순환장치에 따른 냉각수 순환방법에 있어서, 상기 원자로 용기와 단열재의 공동으로 냉각수가 공급되는 단계; 상기 냉각수가 일정 수위에 도달할 경우, 냉각수의 부력에 의하여 부력장치가 상승되는 단계; 상기 부력장치의 상승에 의해 냉각수 순환 하우징에 구비되는 개/폐판이 개방되는 단계; 및 상기 개/폐판이 개방되면서 냉각수가 원자로 용기와 단열재 사이의 간극으로 유입되어 순환되는 단계; 를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 부력장치의 부력편이 냉각수의 수위와 동일하게 상승되는 단 계; 상기 부력편에 연결되는 이동각봉이 상승되는 단계; 상기 이동각봉의 상승에 의해 평면기어가 회전되는 단계; 상기 평면기어의 회전에 의해 평면기어의 중심축에 연결봉으로 연결되는 베벨기어가 회전되는 단계; 상기 베벨기어의 회전에 의해 베벨기어에 치합되는 회전판이 회전되는 단계; 및 상기 회전판이 회전됨과 동시에 나선판이 회전되어 개방되는 단계; 를 더 포함하여 이루어진다.
한편, 원자로의 비정상운전 시 원자로 공동으로 냉각수가 유입되어 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수가 유입시키기 위한 원자로 공동 충수계통장치에 있어서, 상기 단열재의 외주연 소정위치에 연설되되, ㄱ자 형상으로 형성되는 냉각수 유입관; 상기 냉각수 유입관의 단부 외주연에 결합되되, 원통형상체로 형성되어 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공이 관통형성되는 패키지 하우징; 상기 패키지 하우징의 설치공에 설치되는 원통형상체로 형성되는 냉각수 순환 하우징; 상기 냉각수 순환 하우징의 내주연 소정위치에 구비되는 개/폐판; 및 상기 개/폐판에 연결되되, 상기 냉각수 순환 하우징의 외주연에 구비되는 부력장치; 를 포함하는 구성으로 이루어진다.
여기서, 상기 개/폐판은 개/폐가능하도록 겹쳐지게 연결구비되는 다수개의 나선판과, 상기 각 나선판의 단부가 수납되고, 그 외주연이 소정각도로 경사지게 형성되되, 나사산이 형성되어 회전가능하게 이루어지는 회전판과, 상기 회전판의 외주연에 형성되는 나사산에 수직방향으로 치합되기 위하여 그 외주연이 소정각도로 경사지게 형성되어 나사산을 갖는 베벨기어 및 상기 베벨기어의 중심축에 연결봉으로 연결되되, 그 외주연에 나사산을 갖는 원판형상체형상의 평면기어를 포함하 여 이루어진다.
더불어, 상기 부력장치는 봉상체형상으로 형성되되, 수직되는 일측면에 나사산을 갖는 이동각봉과, 상기 이동각봉의 하측 단부에 연결되되, 그 내부에 일정 부피의 공기가 충진되는 부력편을 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 부력편에 충진되는 공기의 부피가 조절 및 가변가능하게 이루어진다.
한편, 단열재의 외주연 소정위치에 연설되되, ㄱ자 형상으로 형성되는 냉각수 유입관; 상기 냉각수 유입관의 단부 외주연에 결합되되, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공이 관통형성되는 패키지 하우징; 상기 패키지 하우징의 설치공에 설치되는 냉각수 순환 하우징; 상기 냉각수 순환 하우징의 내주연에 구비되되, 개/폐가능하도록 겹쳐지는 다수개의 나선판과, 상기 각 나선판의 단부가 수납되고, 외주연이 경사지게 형성되는 회전판과, 상기 회전판의 외주연에 치합되도록 그 외주연이 경사지게 형성되는 베벨기어 및 상기 베벨기어에 연결봉으로 연결되는 평면기어를 포함하는 개/폐판; 및 상기 개/폐판에 연결되는 이동각봉과, 상기 이동각봉의 하측 단부에 연결되되, 내부에 일정 부피의 공기가 충진되는 부력편을 갖는 부력장치; 를 포함하는 구성으로 이루어지되, 단열재의 외부면에 설치되어 원자로의 비정상운전 시 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환 및 유입시키기 위한 냉각수 순환장치에 따른 냉각수 순환방법에 있어서, 상기 원자로 용기와 단열재의 공동으로 냉각수가 공급되는 단계; 상기 냉각수가 일정 수위에 도달할 경우, 냉각수의 부력에 의하여 부력장치가 상승되는 단계; 상기 부력장치의 상승에 의해 냉각수 순환 하우징에 구비되는 개/폐판이 개방되는 단계; 및 상기 개/폐판이 개방되면서 냉각수가 냉각수 유입관을 통하여 원자로 용기와 단열재 사이의 간극으로 유입되어 순환되는 단계; 를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 부력장치의 부력편이 냉각수의 수위와 동일하게 상승되는 단계; 상기 부력편에 연결되는 이동각봉이 상승되는 단계; 상기 이동각봉의 상승에 의해 평면기어가 회전되는 단계; 상기 평면기어의 회전에 의해 평면기어의 중심축에 연결봉으로 연결되는 베벨기어가 회전되는 단계; 상기 베벨기어의 회전에 의해 베벨기어에 치합되는 회전판이 회전되는 단계; 및 상기 회전판이 회전됨과 동시에 나선판이 회전되어 개방되는 단계; 를 더 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 냉각수 순환 하우징과 개/폐판 및 부력장치가 일체로 결합된 모습을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 폐쇄된 모습을 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 5는 A-A'선 단면도이고, 도 6은 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 개방된 모습을 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 7은 B-B'선 단면도이고, 도 8은 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 패키지 하우징의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 9는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 단열재의 하측 외부면에 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 10, 도 11, 도 12는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 단열재의 하측 외부면에 설치되어 작동하는 과정을 개략적으로 나타내는 작동도이고, 도 13은 본 발명에 의한 냉각수 순환장치가 원자로 용기 외측의 단열재에 설치되어 작동하는 과정을 나타내는 흐름도이고, 도 14는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 단열재의 하측 외부면 및 상측 외부면에 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 15는 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 냉각수 순환 하우징이 단품화되어 단열재의 하측 외부면에 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 16은 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 냉각수 순환 하우징이 단품화되어 단열재의 하측 외부면 및 상측 외부면에 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 원자료 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치(1)는 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극에 냉각수를 유입 및 순환시키기 위한 것으로서, 패키지 하우징(10)과 냉각수 순환 하우징(30)과 개/폐판(50) 및 부력장치(70)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 패키지 하우징(10)은 원판형상체로서, 원자로의 정상운전 시 발생되는 열손실을 최소화하기 위하여 원자로 용기(3)를 감싸는 형상으로 구비되는 단열재(5)의 하측 외부면에 결합되고, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공(11)이 관통형성된다.
여기서, 상기 패키지 하우징(10)은 단열재(5)의 하측 외부면에 결합되기 위하여 그 상측면 내주연에 나사부(13)가 형성되는 것이 바람직하며, 상기 단열재(5)는 상기 패키지 하우징(10)과 나사결합되기 위하여 그 하측 외부면에 나사부(5a)가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 냉각수 순환 하우징(30)은 원통형상체로서, 상기 패키지 하우징(10)의 각 설치공(11)에 삽입설치된다. 이를 위하여 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 외주연에 나사부(미도시)가 형성되고, 상기 패키지 하우징(10)의 각 설치공(11) 내주연에 나사부(미도시)가 형성되어 상호 나사결합되도록 이루어지는 것이 바람직하나, 상기 패키지 하우징(10)의 각 설치공(11)과 냉각수 순환 하우징(30)의 결합구조를 이에 한정하지 않는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 갯수는 상기 패키지 하우징(10)에 관통형성되는 설치공(11)의 갯수와 대응되게 형성되는 것이 바람직하며, 작업환경에 따라 상기 패키지 하우징(10)에 관통형성되는 설치공(11)의 갯수 및 그에 대응 되는 냉각수 순환 하우징(30)의 갯수는 가변적으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 개/폐판(50)은 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 내주연 소정위치에 구비되되, 나선판(51)과 회전판(53)과 베벨기어(55) 및 평면기어(57)를 포함하여 구성된다.
상기 나선판(51)은 나선형 조각으로 형성되되, 개/폐가능하게 상호 겹쳐지도록 다수개로 이루어진다. 즉, 상기 나선판(51)은 카메라의 조리개형태로 나선형 조각으로 형성되며, 회전에 따라 상호 겹쳐지면서 폐쇄되도록 이루어진다.
상기 회전판(53)은 회전가능하게 이루어지되, 회전에 따른 나선판(51)의 개방 및 폐쇄 시 각 나선판(51)의 단부가 수납되고, 그 외주연이 소정각도로 경사지게 형성되되, 경사부에 나사산(53a)이 형성된다.
상기 베벨기어(55)는 상기 회전판(53)과 치합되어 회전판(53)을 회전시키기 위하여 상기 회전판(53)과 수직방향을 이루며, 상기 회전판(53)의 외주연에 형성되는 나사산(53a)에 치합되기 위하여 그 외주연이 소정각도로 경사지게 형성되되, 경사부에 나사산(55a)이 형성된다.
상기한 바와 같이 상기 회전판(53)에 수직방향으로 구비되되, 상기 회전판(53)의 나사산(53a)과 나사산(55a)으로 치합되는 베벨기어(55)에 의하여 회전판(53)이 회전되며, 상기 회전판(53)의 회전에 의하여 나선판(51)이 개방 및 폐쇄된다.
한편, 상기 평면기어(57)는 원판형상체로서, 상기 베벨기어(55)의 중심축에 연결봉(58)으로 연결되되, 그 외주연에 나사산(57a)을 갖는다.
상기 부력장치(70)는 상기 개/폐판(50)에 연결되되, 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 외주연에 구비되고, 사각봉상체형상으로 형성되되, 수직되는 일측면에 나사산(71a)이 형성되는 이동각봉(71)과 상기 이동각봉(71)의 하측 단부에 구비되되, 그 내부에 일정 부피의 공기가 충진되는 부력편(73)으로 구성된다.
즉, 상기 부력장치(70)는 상기 개/폐판(50)의 평면기어(57)에 치합되어 부력에 의해 상기 평면기어(57)를 회전시키기 위하여 수직되는 일측면에 나사산(57a)이 형성되는 이동각봉(71)과 상기 이동각봉(71)의 하측 단부에 구비되되, 그 내부에 일정 부피의 공기가 충진되어 부력에 의하여 상, 하로 승/하강 가능하게 이루어지는 부력편(73)으로 구성된다.
여기서, 상기 부력편(73)의 내부에 충진되는 공기의 부피는 조절 및 가변가능하게 이루어진다.
상기한 바와 같은 구조 및 형태에 의하여 부력에 의해 부력장치(70)의 부력편(73)이 승강할 경우, 상기 부력편(73)에 연결되는 이동각봉(71)이 상부로 승강하고, 상기 이동각봉(71)에 치합되는 평면기어(57)가 회전하게 된다.
여기서, 상기 부력장치(70)의 이동각봉(71) 상부에 스토퍼(도번 미도시)가 돌출형성되어 냉각수의 부력에 의하여 부력편(73)이 상승된 후 하강할 경우, 이동각봉(71)과 평면기어(57)와의 결합이 해제되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 패키지 하우징(10)이 원판형상체 형상으로 형성되고, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공(11)이 관통형성되며, 상기 각 설치공(11)에 냉각수 순환 하우징(30)이 결합되는 구조 및 형태로 이루어져 있으 나, 도 8에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 패키지 하우징(10)이 원통형상체 형상으로 형성되고, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공(11)이 관통형성되며, 상기 각 설치공(11)에 냉각수 순환 하우징(30)이 결합되는 구조 및 형태로 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 원통형상체 형상으로 형성되는 패키지 하우징(10)의 설치공(11) 내주연 소정위치에 개/폐판(50)과 부력장치(70)를 연결하는 연결부위가 설치되기 위한 연결공이 관통형성되는 것이 바람직하며, 상기 부력장치(70)는 상기 패키지 하우징(10)의 외주연에 돌출형성되어 부력에 의하여 승/하강되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치(1)에 따른 냉각수 순환방법을 도 10내지 도 14를 참조하여 설명한다.
먼저, 원자로 용기(3)의 외측에 설치되는 단열재(5)의 하측 외부면에 본 발명에 의한 냉각수 순환장치(1)를 설치한다.
여기서, 상기 단열재(5)의 하측 외부면에 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치(1)의 설치 시 상기 패키지 하우징(10)의 상측면 내주연에 나사부(13)가 형성되고, 상기 단열재(5)의 하측 외부면에 이와 대응되는 나사부(5a)가 형성되는 것이 바람직하며, 상기한 바와 같이, 상기 패키지 하우징(10)의 상측면 내주연에 형성되는 나사부(13)와 단열 재(5) 하측 외부면에 형성되는 나사부(51)가 나사결합됨으로써 상기 단열재(5)의 하측 외부면에 냉각수 순환장치(1)의 패키지 하우징(10)이 체결설치된다.
이렇게 상기 단열재(5)의 외측 하부면에 본 발명에 의한 냉각수 순환장치(1)를 설치한 후 원자로가 비정상적으로 운전될 경우, 원자로 공동 충수계통장치의 제어부(미도시)가 격납 건물 내 핵연료 재장전 수조(미도시)에 저장된 냉각수를 원자로 공동을 통하여 원자로와 단열재(5) 사이의 간극으로 공급한다(S11).
이때, 상기 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 공급되는 냉각수는 붕산수로 이루어진다.
여기서, 상기 원자로 공동으로 제공된 후 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 공급되는 냉각수가 일정 수위에 도달할 경우, 냉각수의 부력에 의하여 부력장치(70)가 상승된다(S12). 즉, 상기 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 냉각수가 공급되어 기 설정된 수위에 도달할 경우, 냉각수의 부력에 의하여 부력장치(70)가 냉각수의 수위와 대응되게 지속적으로 상승된다.
상기한 바와 같이, 공급되는 냉각수의 수위와 대응되게 부력장치(70)가 상승하게 되고, 이로 인해 부력장치(70)에 연결되는 개/폐판(50)이 개방된다(S13).
즉, 상기 원자로 용기(3)와 단열재(5)로 냉각수가 공급될 경우, 상기 부력장치(70)의 부력편(73)이 냉각수의 수위와 동일하게 상승되고(S12-1), 상기 부력편(73)이 상승됨에 따라 부력편(73)에 연결되는 이동각봉(71)이 상승되며(S12-2), 상기 이동각봉(71)의 상승에 의해 이동각봉(71)에 나사산(71a, 57a)으로 치합되는 평면기어(57)가 회전되고(S12-3), 상기 평면기어(57)의 회전에 의해 평면기어(57) 의 중심축에 연결봉(58)으로 연결되는 베벨기어(55)가 회전되며(S12-4), 상기 베벨기어(55)의 회전에 의하여 베벨기어(55)와 나사산(55a, 53a)으로 치합되는 회전판(53)이 회전되고(S12-5), 상기 회전판(53)이 회전됨과 동시에 나선판(51)이 회전되면서 개방되며(S12-6), 이로 인해 개/폐판(50)이 개방된다.
이렇게 냉각수의 공급 및 공급되는 냉각수의 수위와 대응되도록 부력으로 상승하는 부력장치(70)의 부력편(73) 및 상기 부력편(73)에 연결되는 이동각봉(71)에 의하여 점진적으로 개/폐판(50)이 개방되면서 계속적으로 공급되는 냉각수가 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 유입되어 순환된다(S14).
상기한 바와 같이, 안전주입 탱크에서 공급되는 냉각수가 원자로 공동으로 유입된 후 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 계속적으로 유입되어 상승되다가 단열재(5)의 상부를 넘어 외부로 유출되는 등 원자로 용기(3)의 고온 및 고열을 감소시키기 위하여 안전주입 탱크에서 공급되는 냉각수가 계속적으로 순환되도록 이루어진다.
한편, 공급되는 냉각수가 일정 수위에 도달할 경우에만 냉각수의 수위에 따라 부력장치(70)의 부력편(73) 및 상기 부력편(73)에 연결되는 이동각봉(71)이 상승하고, 상승되는 이동각봉(71)에 치합되는 평면기어(57)가 회전되며, 상기 평면기어(57)의 회전에 의해 평면기어(57)에 연결되는 베벨기어(55) 및 상기 베벨기어(55)에 워엄기어 형태로 연결되는 회전판(53)이 회전되어 개/폐판(50)이 개방되도록 이루어짐으로써 원자로의 비정상운전 시 및 이로 인해 냉각수가 기 설정된 일정 수위에 도달하였을 경우 냉각수의 부력에 의하여 개/폐판(50)이 개방되어 정상 상태에서의 오작동을 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 부력장치(70)의 부력편(73) 및 상기 부력편(73)에 연결되는 이동각봉(71)의 직선운동이 평면기어(57)와 베벨기어(55) 및 상기 베벨기어(55)에 연결되는 회전판(53)의 회전운동으로 전환 및 변환되도록 이루어짐으로써 그 구조를 간단히 하여 본 발명에 의한 냉각수 순환장치(1)의 유지보수가 용이하다.
여기서, 상기 부력편(73)의 내부에 충진되는 공기의 부피를 조절 및 가변하여 부력편(73)의 상승 및 하강시간을 제어함으로써 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 공급되는 냉각수의 수위 상태에 따른 개/폐판(50)의 개방 및 폐쇄 시기를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 유입 및 순환시키기 위한 냉각수 순환장치(1)가 단열재(5)의 하측 외부면에 설치되어 있으나, 도 14에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 상기 냉각수 순환장치(1)를 상기 단열재(5)의 하측 외부면 및 상측 외부면에 각각 설치하여 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극에 유입되는 냉각수의 순환을 보다 원할하게 하는 것도 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 냉각수 순환장치(1)가 상기 패키지 하우징(10)의 각 설치공(11)에 냉각수 순환 하우징(30)과 개/폐판(50) 및 부력장치(70)가 일체로 설치되되, 패키지 하우징(10)이 단열재(5)의 하측 외부면에 설치되어 유입되는 냉각수를 순환시키도록 이루어져 있으나, 도 15에서 도시하고 있는 바와 같이, 상기 냉각수 순환장치(1)가 냉각수 순환 하우징(30)과 개/폐판(50) 및 부력장치(70)로 단품화되되, 상기 냉각수 순환 하우징(30)이 단독으로 단열재(5)의 하측 외부면에 설치되어 유입되는 냉각수를 순환시키도록 이루어지는 것도 가능하다.
이때에도, 단품화된 냉각수 순환장치(1)가 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 유입되는 냉각수를 보다 원할하게 순환시키기 위하여 도 16에서 도시하고 있는 바와 같이, 단열재(5)의 하측 외부면 및 상측 외부면에 각각 설치되는 것도 가능하다.
도 17은 본 발명에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 측단면도이고, 도 18은 본 실시예에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치가 원자로 용기 외측의 단열재에 설치되어 작동하는 과정을 나타내는 흐름도이고, 도 19는 본 실시예에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치의 냉각수 순환 하우징(30)이 단품화되어 냉각수 유입관에 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 실시예에서는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치(1')에 냉각수 유입관(90)이 더 포함되되, 상기 냉각수 유입관(90)은 상기 단열재(5)의 외주연 소정위치에 설치되되, 원자로 용기와 단열재(5) 사이의 간극과 연통되고, 대략 ㄱ자 형상으로 형성된다.
그리고, 상기 냉각수 유입관(90)의 단부 외주연에 원판형상체로 형성되되, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공(11)이 관통형성되는 패키지 하우징(10)과 상기 패키지 하우징(10)의 설치공(11)에 설치되는 원통형상체 형상의 냉각수 순환 하우징(30)과 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 내주연 소정위치에 구비되는 개/폐판(50) 및 상기 개/폐판(50)에 연결되되 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 외주연에 구비되는 부력장치(70)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 실시예에서도 상기 패키지 하우징(10)의 상측면 내주연에 나사부(13)가 형성되고, 상기 냉각수 유입관(90)의 하측 외주연에 나사부(91)가 형성되어 상기 패키지 하우징(10)이 냉각수 유입관(90)에 결합되도록 이루어진다.
그리고, 본 실시예에서도 상기 개/폐판(50)은 개/폐가능하도록 겹쳐지게 연결구비되는 다수개의 나선판(51)과 상기 각 나선판(51)의 단부가 수납되고, 그 외주연이 소정각도로 경사지게 형성되되, 나사산(53a)이 형성되어 회전가능하게 이루어지는 회전판(53)과 상기 회전판(53)의 외주연에 형성되는 나사산(53a)에 수직방향으로 치합되기 위하여 그 외주연이 소정각도로 경사지게 형성되어 나사산(55a)을 갖는 베벨기어(55) 및 상기 베벨기어(55)의 중심축에 연결봉(58)으로 연결되되, 그 외주연에 나사산(57a)을 갖는 원판형상체형상의 평면기어(57)로 구성된다.
또한, 본 실시예에서도 상기 부력장치(70)는 상기 개/폐판(50)에 연결되되, 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 외주연에 구비되고, 사각봉상체형상으로 형성되되, 수직되는 일측면에 나사산(71a)이 형성되는 이동각봉(71)과 상기 이동각봉(71)의 하측 단부에 구비되되, 그 내부에 일정 부피의 공기가 충진되는 부력편(73)으로 구 성되며, 상기 부력편(73)의 내부에 충진되는 공기의 부피는 조절 및 가변가능하게 이루어진다.
이하, 본 실시예에 의한 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치(1')에 따른 냉각수 순환방법을 도 18을 참조하여 설명한다.
먼저, 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극에 냉각수를 공급하기 위하여 단열재(5)의 외주연 소정위치에 본 실시예에 의한 냉각수 순환장치(1')를 설치한 후 원자로가 비정상적으로 운전될 경우, 원자로 공동 충수계통장치의 제어부(미도시)가 격납 건물 내 핵연료 재장전 수조(미도시)에 저장된 냉각수를 원자로 공동을 통하여 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 공급한다(S21).
이때, 상기 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 공급되는 냉각수는 붕산수로 이루어진다.
여기서, 상기 원자로 공동으로 제공된 후 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 공급되는 냉각수가 일정 수위에 도달할 경우, 냉각수의 부력에 의하여 부력장치(70)가 상승된다(S22).
상기한 바와 같이, 공급되는 냉각수의 수위와 대응되게 부력장치(70)가 상승하게 되고, 이로 인해 부력장치(70)에 연결되는 개/폐판(50)이 개방된다(S23).
즉, 상기 원자로 용기(3)와 단열재(5)로 냉각수가 공급될 경우, 상기 부력장치(70)의 부력편(73)이 냉각수의 수위와 동일하게 상승되고(S22-1), 상기 부력 편(73)이 상승됨에 따라 부력편(73)에 연결되는 이동각봉(71)이 상승되며(S22-2), 상기 이동각봉(71)의 상승에 의해 이동각봉(71)에 나사산(71a, 57a)으로 치합되는 평면기어(57)가 회전되고(S22-3), 상기 평면기어(57)의 회전에 의해 평면기어(57)의 중심축에 연결봉(58)으로 연결되는 베벨기어(55)가 회전되며(S22-4), 상기 베벨기어(55)의 회전에 의하여 베벨기어(55)와 나사산(55a, 53a)으로 치합되는 회전판(53)이 회전되고(S22-5), 상기 회전판(53)이 회전됨과 동시에 나선판(51)이 회전되면서 개방되며(S22-6), 이로 인해 개/폐판(50)이 개방된다.
이렇게 냉각수의 공급 및 공급되는 냉각수의 수위에 따라 부력장치(70)의 부력편(73) 및 상기 부력편(73)에 연결되는 이동각봉(71)의 상승에 의하여 점진적으로 개/폐판(50)이 개방되면서 계속적으로 공급되는 냉각수가 냉각수 유입관(90)으로 유입된 후(S24) 상기 냉각수 유입관(90)을 통하여 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 유입되어 순환된다(S25).
여기서, 상기 부력편(73)의 내부에 충진되는 공기의 부피를 조절 및 가변하여 부력편(73)의 상승 및 하강시간을 제어함으로써 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 공급되는 냉각수의 수위 상태에 따른 개/폐판(50)의 개방 및 폐쇄 시기를 조절할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 냉각수 유입관(90)에 패키지 하우징(10)과 상기 패키지 하우징(10)의 각 설치공(11)에 냉각수 순환 하우징(30)과 개/폐판(50) 및 부력장치(70)가 일체로 설치되는 패키지 형태로 이루어져 있으나, 도 19에서 도시하고 있는 바와 같이, 냉각수 순환 하우징(30)과 개/폐판(50) 및 부력장치(70)로 단품화 되어 상기 냉각수 유입관(90)의 단부 내주연에 설치되어 유입되는 냉각수를 순환시키도록 이루어지는 것도 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 원자로 용기와 이를 감싸는 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환 및 공급하기 위하여 단열재에 부력에 의해 상, 하로 승/하강되는 부력장치와 부력장치의 승/하강으로 인해 개/폐 가능하게 이루어지는 냉각수 순환장치를 설치함으로써 원자로의 비정상운전 시 원자로 용기의 냉각을 위하여 원자로 공동으로 공급되는 냉각수를 원자로 용기 외벽으로 원활히 순환 및 공급할수 있으며, 구조가 간단하고 설치가 용이할 뿐만 아니라, 패키지 또는 단품으로 설치가 가능하여 원자로에 즉각적인 적용이 가능하고, 비정상운전 시에만 개방 및 작동되도록 이루어짐으로써 장치의 오작동을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 원자로에서 발생되는 고열에 의한 원자로 용기의 파손 및 파손의 지연을 확보할 수 있어 원자로 및 원자로 건물 구조의 건전성 유지가 용이할 뿐만 아니라, 이로 인해 방사능이 외 부로 누출되는 것을 방지할 수 있어 원자로에서 발생될 수 있는 안전사고를 예방할 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

Claims (12)

  1. 원자로의 비정상운전 시 원자로 공동으로 냉각수가 유입되어 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극에 냉각수가 유입시키기 위한 원자로 공동 충수계통장치에 있어서,
    원판형상체로서, 상기 단열재(5)의 외부면에 결합되되, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공(11)이 관통형성되는 패키지 하우징(10);
    상기 패키지 하우징(10)의 설치공(11)에 설치되는 원통형상체로 형성되는 냉각수 순환 하우징(30);
    상기 냉각수 순환 하우징(30)의 내주연 소정위치에 구비되는 개/폐판(50); 및
    상기 개/폐판(50)에 연결되되, 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 외주연에 구비되는 부력장치(70);
    를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개/폐판(50)은 개/폐가능하도록 겹쳐지게 연결구비되는 다수개의 나선판(51)과, 상기 각 나선판(51)의 단부가 수납되고, 그 외주연이 소정각도로 경사지 게 형성되되, 나사산(53a)이 형성되어 회전가능하게 이루어지는 회전판(53)과, 상기 회전판(53)의 외주연에 형성되는 나사산(53a)에 수직방향으로 치합되기 위하여 그 외주연이 소정각도로 경사지게 형성되어 나사산(55a)을 갖는 베벨기어(55) 및 상기 베벨기어(55)의 중심축에 연결봉(58)으로 연결되되, 그 외주연에 나사산(57a)을 갖는 원판형상체형상의 평면기어(57)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부력장치(70)는 봉상체형상으로 형성되되, 수직되는 일측면에 나사산(71a)을 갖는 이동각봉(71)과, 상기 이동각봉(71)의 하측 단부에 연결되되, 그 내부에 일정 부피의 공기가 충진되는 부력편(73)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부력편(73)에 충진되는 공기의 부피가 조절 및 가변가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치.
  5. 원통형상체로서, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공(11)이 관통형성되는 패키지 하우징(10); 상기 패키지 하우징(10)의 설치공(11)에 설치되는 냉각수 순환 하우징(30); 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 내주연에 구비되되, 개/폐가능하도록 겹쳐지는 다수개의 나선판(51)과, 상기 각 나선판(51)의 단부가 수납되고, 외주연이 경사지게 형성되는 회전판(53)과, 상기 회전판(53)의 외주연에 치합되도록 그 외주연이 경사지게 형성되는 베벨기어(55) 및 상기 베벨기어(55)에 연결봉(58)으로 연결되는 평면기어(57)를 포함하는 개/폐판(50); 및 상기 개/폐판(50)에 연결되는 이동각봉(71)과, 상기 이동각봉(71)의 하측 단부에 연결되되, 내부에 일정 부피의 공기가 충진되는 부력편(73)을 갖는 부력장치(70); 를 포함하는 구성으로 이루어지되, 단열재(5)의 외부면에 설치되어 원자로의 비정상운전 시 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극에 냉각수를 순환 및 유입시키기 위한 냉각수 순환장치(1)에 따른 냉각수 순환방법에 있어서,
    상기 원자로 용기(3)와 단열재(5)의 공동으로 냉각수가 공급되는 단계(S11);
    상기 냉각수가 일정 수위에 도달할 경우, 냉각수의 부력에 의하여 부력장치(70)가 상승되는 단계(S12);
    상기 부력장치(70)의 상승에 의해 냉각수 순환 하우징(30)에 구비되는 개/폐판(50)이 개방되는 단계(S13); 및
    상기 개/폐판(50)이 개방되면서 냉각수가 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 유입되어 순환되는 단계(S14);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치에 따른 냉각수 순환방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부력장치(70)의 부력편(73)이 수위와 동일하게 상승되는 단계(S12-1);
    상기 부력편(73)에 연결되는 이동각봉(71)이 상승되는 단계(S12-2);
    상기 이동각봉(71)의 상승에 의해 평면기어(57)가 회전되는 단계(S12-3);
    상기 평면기어(57)의 회전에 의해 평면기어(57)의 중심축에 연결봉(58)으로 연결되는 베벨기어(55)가 회전되는 단계(S12-4);
    상기 베벨기어(55)의 회전에 의해 베벨기어(55)에 치합되는 회전판(53)이 회전되는 단계(S12-5); 및
    상기 회전판(53)이 회전됨과 동시에 나선판(51)이 회전되어 개방되는 단계(S12-6);
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치에 따른 냉각수 순환방법.
  7. 원자로의 비정상운전 시 원자로 공동으로 냉각수가 유입되어 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극에 냉각수가 유입시키기 위한 원자로 공동 충수계통장치에 있어서,
    상기 단열재(5)의 외주연 소정위치에 연설되되, ㄱ자 형상으로 형성되는 냉각수 유입관(90);
    상기 냉각수 유입관(90)의 단부 외주연에 결합되되, 원통형상체로 형성되어 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공(11)이 관통형성되는 패키지 하우징(10);
    상기 패키지 하우징(10)의 설치공(11)에 설치되는 원통형상체로 형성되는 냉각수 순환 하우징(30);
    상기 냉각수 순환 하우징(30)의 내주연 소정위치에 구비되는 개/폐판(50); 및
    상기 개/폐판(50)에 연결되되, 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 외주연에 구비되는 부력장치(70);
    를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 개/폐판(50)은 개/폐가능하도록 겹쳐지게 연결구비되는 다수개의 나선판(51)과, 상기 각 나선판(51)의 단부가 수납되고, 그 외주연이 소정각도로 경사지 게 형성되되, 나사산(53a)이 형성되어 회전가능하게 이루어지는 회전판(53)과, 상기 회전판(53)의 외주연에 형성되는 나사산(53a)에 수직방향으로 치합되기 위하여 그 외주연이 소정각도로 경사지게 형성되어 나사산(55a)을 갖는 베벨기어(55) 및 상기 베벨기어(55)의 중심축에 연결봉(58)으로 연결되되, 그 외주연에 나사산(57a)을 갖는 원판형상체형상의 평면기어(57)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 부력장치(70)는 봉상체형상으로 형성되되, 수직되는 일측면에 나사산(71a)을 갖는 이동각봉(71)과, 상기 이동각봉(71)의 하측 단부에 연결되되, 그 내부에 일정 부피의 공기가 충진되는 부력편(73)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 부력편(73)에 충진되는 공기의 부피가 조절 및 가변가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치.
  11. 단열재(5)의 외주연 소정위치에 연설되되, ㄱ자 형상으로 형성되는 냉각수 유입관(90); 상기 냉각수 유입관(90)의 단부 외주연에 결합되되, 규칙 또는 불규칙적으로 다수개의 설치공(11)이 관통형성되는 패키지 하우징(10); 상기 패키지 하우징(10)의 설치공(11)에 설치되는 냉각수 순환 하우징(30); 상기 냉각수 순환 하우징(30)의 내주연에 구비되되, 개/폐가능하도록 겹쳐지는 다수개의 나선판(51)과, 상기 각 나선판(51)의 단부가 수납되고, 외주연이 경사지게 형성되는 회전판(53)과, 상기 회전판(53)의 외주연에 치합되도록 그 외주연이 경사지게 형성되는 베벨기어(55) 및 상기 베벨기어(55)에 연결봉(58)으로 연결되는 평면기어(57)를 포함하는 개/폐판(50); 및 상기 개/폐판(50)에 연결되는 이동각봉(71)과, 상기 이동각봉(71)의 하측 단부에 연결되되, 내부에 일정 부피의 공기가 충진되는 부력편(73)을 갖는 부력장치(70); 를 포함하는 구성으로 이루어지되, 단열재(5)의 외부면에 설치되어 원자로의 비정상운전 시 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극에 냉각수를 순환 및 유입시키기 위한 냉각수 순환장치(1')에 따른 냉각수 순환방법에 있어서,
    상기 원자로 용기(3)와 단열재(5)의 공동으로 냉각수가 공급되는 단계(S21);
    상기 냉각수가 일정 수위에 도달할 경우, 냉각수의 부력에 의하여 부력장치(70)가 상승되는 단계(S22);
    상기 부력장치(70)의 상승에 의해 냉각수 순환 하우징(30)에 구비되는 개/폐판(50)이 개방되는 단계(S23); 및
    상기 개/폐판(50)이 개방되면서 냉각수가 냉각수 유입관(90)으로 유입되는 단계(S24);
    상기 냉각수 유입관(90)을 통하여 원자로 용기(3)와 단열재(5) 사이의 간극으로 냉각수가 유입되어 순환되는 단계(S25);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치에 따른 냉각수 순환방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 부력장치(70)의 부력편(73)이 수위와 동일하게 상승되는 단계(S22-1);
    상기 부력편(73)에 연결되는 이동각봉(71)이 상승되는 단계(S22-2);
    상기 이동각봉(71)의 상승에 의해 평면기어(57)가 회전되는 단계(S22-3);
    상기 평면기어(57)의 회전에 의해 평면기어(57)의 중심축에 연결봉(58)으로 연결되는 베벨기어(55)가 회전되는 단계(S22-4);
    상기 베벨기어(55)의 회전에 의해 베벨기어(55)에 치합되는 회전판(53)이 회전되는 단계(S22-5); 및
    상기 회전판(53)이 회전됨과 동시에 나선판(51)이 회전되어 개방되는 단계(S22-6);
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치에 따른 냉각수 순환방법.
KR1020070020442A 2007-02-28 2007-02-28 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법 KR100804405B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070020442A KR100804405B1 (ko) 2007-02-28 2007-02-28 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070020442A KR100804405B1 (ko) 2007-02-28 2007-02-28 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100804405B1 true KR100804405B1 (ko) 2008-02-15

Family

ID=39343435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070020442A KR100804405B1 (ko) 2007-02-28 2007-02-28 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100804405B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101029444B1 (ko) 2010-06-30 2011-04-14 한국수력원자력 주식회사 전용수조 및 밀봉판을 이용한 원자로용기 외벽 냉각 시스템
KR101601743B1 (ko) * 2014-10-14 2016-03-09 한국원자력연구원 원자로 격납 설비
RU2650504C2 (ru) * 2016-04-07 2018-04-16 Валерий Викторович Войтюк Аварийная система охлаждения ядерного реактора
KR20190081362A (ko) 2017-12-29 2019-07-09 한국원자력연구원 기능성 전도체 및 기능성 전도체의 제조방법
RU2777279C1 (ru) * 2020-07-29 2022-08-02 Коммиссариат А Ленергие Атомик Эт Аукс Энергиес Алтернативес Реактор и способ обеспечения безопасности реактора на случай расплавления активной зоны

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5202083A (en) 1992-02-28 1993-04-13 Atomic Energy Of Canada Limited Passive shutdown cooling system for nuclear reactors
KR100450811B1 (ko) 1995-07-13 2005-01-15 웨스팅하우스 일렉트릭 코포레이션 원자로용기의단열장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5202083A (en) 1992-02-28 1993-04-13 Atomic Energy Of Canada Limited Passive shutdown cooling system for nuclear reactors
KR100450811B1 (ko) 1995-07-13 2005-01-15 웨스팅하우스 일렉트릭 코포레이션 원자로용기의단열장치

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101029444B1 (ko) 2010-06-30 2011-04-14 한국수력원자력 주식회사 전용수조 및 밀봉판을 이용한 원자로용기 외벽 냉각 시스템
KR101601743B1 (ko) * 2014-10-14 2016-03-09 한국원자력연구원 원자로 격납 설비
RU2650504C2 (ru) * 2016-04-07 2018-04-16 Валерий Викторович Войтюк Аварийная система охлаждения ядерного реактора
KR20190081362A (ko) 2017-12-29 2019-07-09 한국원자력연구원 기능성 전도체 및 기능성 전도체의 제조방법
RU2777279C1 (ru) * 2020-07-29 2022-08-02 Коммиссариат А Ленергие Атомик Эт Аукс Энергиес Алтернативес Реактор и способ обеспечения безопасности реактора на случай расплавления активной зоны
RU2780492C1 (ru) * 2020-07-29 2022-09-26 Коммиссариат А Ленергие Атомик Эт Аукс Энергиес Алтернативес Реактор и способ обеспечения безопасности реактора на случай расплавления активной зоны

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100804405B1 (ko) 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법
US2977297A (en) Reactor fuel assembly
RU2518066C2 (ru) Ядерный реактор с жидкометаллическим охлаждением и способ отвода от него теплоты
US10629313B2 (en) Control rod drive mechanism (CRDM) mounting method for pressurized water reactors
KR100668048B1 (ko) 원자로 외벽 냉각 직접 주입 시스템 및 그 방법
KR20120089620A (ko) 원자로용 제어봉 구동기구
CN106782715B (zh) 一种液态重金属反应堆换料系统
JP6041688B2 (ja) ウォータジェットピーニング装置
US3847733A (en) Nuclear reactor with integrated heat exchanger
GB2533735A (en) Device for checking reactor pressure vessel of nuclear power station
KR20110037497A (ko) 원자로 용기의 외벽 냉각장치
KR102078170B1 (ko) 피동 원자로 용기 외벽 냉각 장치
US3297538A (en) Nuclear reactors
CN106033686B (zh) 一种可靠性高的核反应堆停堆装置
KR20110055072A (ko) 나노유체를 이용하여 격납건물 외부로 핵연료 누출을 방지하는 시스템 및 이를 이용하여 격납건물 외부로 핵연료 누출을 방지하는 방법
CN103413582B (zh) 安注箱
KR102414758B1 (ko) 중수로 시설의 칼란드리아의 해체 방법
KR20140060768A (ko) 원자로 지지구조
JP2010071796A (ja) 高速炉の反射体システム
KR101205630B1 (ko) 파열판과 밀봉판을 이용한 원자로 용기 외벽 냉각 시스템
JP2012106255A (ja) 制御棒駆動装置ハウジングの溶接治具および溶接装置
RU175766U1 (ru) Установка для радиационной обработки объектов гамма-излучением
CN111477371A (zh) 一种压力容器顶盖及堆内构件导向装置及吊装方法
RU9332U1 (ru) Устройство для облучения образцов в ядерном реакторе
CN117747156A (zh) 一种轻水型泳池堆恒温辐照装置及恒温辐照方法

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: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131227

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee