KR100952301B1 - 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의상부플레넘 구조 - Google Patents

냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의상부플레넘 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR100952301B1
KR100952301B1 KR1020080032012A KR20080032012A KR100952301B1 KR 100952301 B1 KR100952301 B1 KR 100952301B1 KR 1020080032012 A KR1020080032012 A KR 1020080032012A KR 20080032012 A KR20080032012 A KR 20080032012A KR 100952301 B1 KR100952301 B1 KR 100952301B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
block
coolant
core
high temperature
reflector
Prior art date
Application number
KR1020080032012A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090106707A (ko
Inventor
김민환
임홍식
김동옥
장종화
이원재
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 KR1020080032012A priority Critical patent/KR100952301B1/ko
Priority to US12/202,942 priority patent/US20090252277A1/en
Publication of KR20090106707A publication Critical patent/KR20090106707A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100952301B1 publication Critical patent/KR100952301B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00—Reactor types
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/10—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by liquid-circulating or vapour-circulating jackets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C11/00—Shielding structurally associated with the reactor
    • G21C11/06—Reflecting shields, i.e. for minimising loss of neutrons
    • 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
    • G21C15/02—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices
    • 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
    • G21C15/22—Structural association of coolant tubes with headers
    • 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)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명은 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조에 관한 것으로, 그 목적은 냉각재가 노심에 공급될 수 있는 유로를 확보하면서 상부반사체의 지지역할을 수행하는 블록형 초고온가스로의 상부플레넘의 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 구성은 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조에 있어서, 입구플레넘에서 발생된 유동의 불균일성을 완화하기 위하여 다수개의 상승유로가 합해지는 혼합공동과, 혼합공동을 통과한 냉각재를 다시 나누어 노심 입구와 연결시키는 다수개의 슬릿을 포함하는 상기 상부플레넘 구조 중 냉각재가 하강하는 공동 구조를, 그 상부에 위치한 상부반사체를 지지함과 동시에 공동을 형성하도록 구성된 다수개의 상부반사체지지대와; 상기 상부반사체지지대 하부와 결합하고 상부반사체지지대에 의해 형성된 공간부에 모인 냉각재를 하부 블록형 노심에 분배하도록 블록형 노심 상부에 위치하는 다수개의 냉각재분배블록; 으로 구성한 것을 특징으로 한다.
상부 플레넘, 냉각재, 블록형노심, 상부반사체지지대, 냉각재분배블록

Description

냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조{Upper plenum structure of a prismatic very high temperature reactor for a cooled-vessel design}
본 발명은 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조에 관한 것으로, 노심 상부의 흑연구조물 내에 위치하여 노심으로 냉각재가 공급될 수 있는 공간을 확보하면서 상부반사체의 지지역할을 수행하는 구조에 관한 것이다.
초고온가스로는 연료로서 핵연료를 열에 강한 탄소와 탄화규소로 피복한 피복 입자연료를 사용하고, 감속재와 노 내 구조재는 열에 강한 흑연을 사용하며, 헬륨을 원자로냉각재로 하고 있어 원자로에서 발생한 열을 이용하여 다른 형식의 원자로에서는 얻을 수 없는 950℃ 이상의 높은 출구온도의 가스를 얻을 수 있고, 안전성도 우수하다. 이 때문에 원자로에서 발생하는 고온의 열을 고효율 발전뿐 아니라 수소생산 등 다목적으로 이용할 수 있다.
이러한 초고온가스로에 사용되는 연료의 한 형식으로 블록형연료가 있는데, 다공(多孔)블록형과 핀 인 블록형이 있다. 다공블록형은 봉상의 연료스틱을 길이방향으로 평행하게 여러 개의 구멍을 뚫은 흑연블록에 삽입한 것으로 일부의 구멍은 냉각재유로로 사용된다. 핀 인 블록형은 흑연블록의 연료공 중에 연료콤팩트를 흑연슬리브에 넣은 연료봉을 냉각재유로에 삽입하는 방식이다.
초고온가스로는 출구온도 뿐만 아니라 입구온도도 490oC 이상으로 높기 때문에 고 크롬강을 압력용기 재질로 선정하고 있다. 하지만 고 크롬강은 상용 원자로의 압력용기로 사용된 적이 없을뿐더러 재료의 수급 및 제작은 많은 난점이 있다. 따라서 상용 경수로에서 검증된 SA-508/533 강을 압력용기 재질로 채택하기 위한 냉각압력용기 설계가 요구된다.
이와 같이 상용 경수로에서 검증된 재질을 블록형 초고온가스로의 압력용기 재료로 사용하는 냉각압력용기 설계는 고온의 냉각재가 압력용기와 접촉하지 않도록 냉각재가 노심 주위의 흑연구조물을 통하여 노심으로 공급되는 유로를 채택하고 있는데, 기존 블록형 노심 고온가스로는 고온의 냉각재에 압력용기가 직접 노출되는 구조로, 도 1은 종래의 블록형 노심 고온가스로 입구유로 개념을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 블록형 노심 고온가스로의 수평 중간 단면을 나타낸 도면인데, 도시된 바와 같이 입구배관(1)의 바깥 영역에서 공급된 490℃의 고온의 헬륨 냉각재는 원자로압력용기(2)와 노심지지배럴(3) 사이에 설치된 냉각재상승채널(5) 통하여 노심 상부 영역으로 공급된다. 노심을 통과하면서 냉각재는 950℃로 가열된 후 출구덕트(20)를 통하여 에너지변환 계통으로 보내지는 구조로 이루어진다. 이러한 도 1, 2에 나타난 종래의 냉각재 입구유로는 490℃ 이상의 고온의 헬륨 냉각재가 원자로압력용기(2)와 접하는 구조로 이루어져 있어서, 원자로압력용기(2) 온도가 상용 경수로의 압력용기 재질인 SA-508/533의 허용온도를 초과하기 때문에 종래의 블록형 노심 고온가스로는 고온 내열강 재질인 9Cr-1Mo-V 재질을 압력용기 후보재로 채택하고 있다. 도 1, 2 중 미설명 부호 4는 블록형노심, 6은 상부단열재, 7은 상부반사체, 8은 내부 반사체, 9는 외부반사체, 10은 영구반사체, 11은 하부반사체이다.
하지만 고온 내열강은 실제 원자로압력용기로 제작된 사례가 없을뿐더러 조사특성자료 확보, 용접절차 확립 및 재료의 수급 등 많은 연구개발이 요구되므로 중단기적으로 적용되기 어렵다는 문제점이 있고, 특히 출구온도가 950℃인 초고온가스로와 같은 경우 입구온도의 동반상승에 따라 상용경수로 압력용기를 사용하기 위해서는 새로운 설계 구조가 요구되었다.
상기한 종래의 문제점을 해결한 종래 기술로 본 출원인의 선행 출원건으로 대한민국 특허출원 제 10-2007-0076313호가 있는데, 상용 경수로에서 검증된 압력용기 재질인 SA-508/533 강을 블록형 노심 초고온가스로의 압력용기 재질로 사용할 수 있도록 압력용기 온도를 SA-508/533 강의 허용온도인 371℃ 이내로 유지하기 위한 냉각압력용기 구조에 관한 것이 있다.
이러한 구조가 도 3, 4에 도시되어 있는데, 도 3은 선행 출원된 블록형 초고온가스로의 냉각압력용기 개념도이고, 도 4는 선행 출원된 냉각압력용기 개념을 적 용한 블록형 초고온가스로의 수평 중간 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 출원인의 선행 출원의 구성은 압력용기 냉각재유로 변경과 추가적인 압력용기 냉각 방법을 특징으로 하는데, 이를 위해 고온의 입구 냉각재와 원자로압력용기(2)의 직접 접촉을 방지하기 위하여 블록형 노심 초고온가스로의 냉각재 유로를 흑연구조물을 지나도록 변경하였다. 흑연구조물은 원자로 압력용기(2) 내벽과 일정 간격을 가지고 내부에 위치한 노심지지배럴(3)의 내부에 위치하는 것으로, 블록형노심(4) 상부에 위치한 상부반사체(7)와, 블록형노심(4) 안쪽에 위치한 내부반사체(8)와, 블록형노심(4) 바깥 둘레쪽에 위치한 외부반사체(9)와, 외부반사체 바깥 둘레쪽에 위치한 영구반사체(10)와, 블록형노심(4) 하부에 위치한 하부반사체(11)로 이루어진다.
또한 본 출원인 선행 특허는 도시된 입구배관(1)을 통해 공급되는 냉각재를 상기 흑연구조물의 내부에 형성된 입구플레넘(13), 상승유로(12) 및 상부플레넘(14)으로 구성된 냉각재유로를 통해 공급함으로써 고온의 헬륨 냉각재와 원자로압력용기의 직접 접촉을 방지하여 출구온도가 950℃인 초고온가스로에 사용하여도 원자로 압력용기의 재질로 SA-508/533 강을 사용할 수 있게 된다. 즉, 상기 냉각유로구조로 인해 압력용기 온도가 SA-508/533 강의 허용온도인 371℃ 이내로 유지하게 된다.
상기 냉각재유로 구조는 입구플레넘(13), 상승유로(12), 상부플레넘(14)으로 구성되며 모두 흑연구조물의 내부에 위치한다. 입구플레넘(13)은 하부반사체(11) 내의 환형공간을 칭하며 냉각재 입구배관(1)과 상승유로(12)를 연결한다. 입구배 관(1)을 통하여 공급된 냉각재는 입구플레넘(13)에서 팽창, 확산된 후 상승유로(12)로 공급된다. 상승유로(12)는 흑연구조물의 일부인 영구반사체(10) 내부에 뚫린 다수의 구멍들로 구성되며 입구플레넘(13)과 상부플레넘(14) 간을 연결한다. 상부플레넘(14)은 상부반사체 내에 위치하며 상승유로(12)를 통과해온 냉각재를 노심(4)으로 공급한다. 상부플레넘(14)은 다수의 혼합공동(16)과 슬릿(15)으로 구성되며 상승유로(12)의 구멍들이 몇 개씩(2개 이상) 묶여서 하나의 혼합공동(16)에 연결된 후 2개이상의 슬릿(15)을 통과하여 노심으로 공급하도록 구성되었다. 이러한 구성은 입구플레넘(13)에서 상승유로(12)로 공급된 불균일한 유동이 노심(4)으로 직접 공급되는 것을 방지할 뿐더러 유동의 불균일성을 완화시키는 역할을 한다. 또한, 상부 흑연구조물의 적재를 용이하게 할 뿐더러, 원자로 정지 또는 사고 시 노심에서 상승하는 뜨거운 헬륨유동이 압력용기와 접촉하는 것을 방지함으로써 압력용기 상부단열재를 설치할 필요가 없어지며, 사고시 노심 열제거 수단인 자연순환 촉진을 용이하게 한다.
이러한 구조를 가진 구조에 냉각재가 입구배관(1)을 통해 공급되면 입구플레넘(13), 상승유로(12) 및 상부플레넘(14)을 거친 후, 블록형노심(4)으로 하강 후 출구덕트(20)를 통해 배출되게 되어 비록 출구덕트에서의 출구온도가 950℃인 초고온가스로지만, 압력용기 온도를 SA-508/533 강의 허용온도인 371℃ 이내로 유지하게 된다.
즉, 종래 본 출원인의 선행 기술은 고온의 냉각재가 원자로용기와 직접 접촉하는 것을 방지하기 위하여 구성된 흑연내부 냉각재입구유로는 입구플레넘, 상승유 로, 상부플레넘으로 구성되어 있다. 동심 이중배관의 외측에서 공급된 냉각재는 입구플레넘에 모여 상승유로에 제공된 다수의 원통형 구멍으로 된 상승유로를 따라 노심 상부영역으로 공급된다. 상부플레넘은 다수의 작은 혼합공동과 슬릿, 그리고 하나의 큰 노심 상부공동으로 구성되며 상승유로의 구멍들이 몇 개씩 묶여서 하나의 작은 혼합공동에 연결된 후 슬릿을 통과하여 노심으로 공급되도록 구성된다.
하지만 냉각재입구유로에서 상부플레넘은 상승유로에서 공급된 냉각재를 노심 입구로 공급하는 중요한 역할을 하지만 어떤 방식으로 흑연구조물을 쌓아 필요한 구조를 만들지에 대한 구체적 형상 설계가 없다. 따라서 블록형 초고온가스로에서 냉각재내부유로를 실현하기 위해서는 상부플레넘의 구체적인 형상설계가 요구된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 냉각재가 노심에 공급될 수 있는 유로를 확보하면서 상부반사체의 지지역할을 수행하는 블록형 초고온가스로의 상부플레넘의 구조를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 원자로 압력용기 내벽과 일정 간격을 가지고 내부에 위치한 노심지지배럴의 내부에 위치한 블록형노심 상부에 위치한 상부반사체와, 블록형노심 안쪽에 위치한 내부반사체와, 블록형노심 바깥 둘레쪽에 위치한 외부반사체와, 외부반사체 바깥 둘레쪽에 위치한 영구반사체와, 블록형노심 하부에 위치한 하부반사체로 이루어진 흑연구조물로 이루어지고, 입구배관을 통해 원자로 냉각재인 헬륨을 공급하여 블록형노심을 냉각한 후 출구덕트로 배출토록 구성된 블록형노심 초고온가스로의 냉각구조 중, 입구배관을 통해 공급되는 냉각재를 상기 흑연구조물의 내부에 형성된 입구플레넘, 상승유로 및 상부플레넘으로 구성되어 블록형 초고온가스로에서 흑연내부 냉각재입구유로를 구현하는 방식의 상부플레넘 구조에 있어서,
상기 흑연구조물인 상부반사체에 형성되어 입구플레넘에서 발생된 유동의 불균일성을 완화하기 위하여 다수개의 상승유로가 합해지는 혼합공동과 이 혼합공동을 통과한 냉각재를 다시 나누어 노심 입구와 연결시키는 다수개의 슬릿을 포함하여 구성되는 상부플레넘에, 상기 슬릿을 지난 냉각재가 하강하여 블록형 노심으로 공급되기 전 합쳐지는 공간에서 상부방향의 상부반사체를 지지함과 동시에 공동을 형성하도록 설치된 다수개의 상부반사체지지대와;
상기 상부반사체지지대 하부와 결합하고 상부반사체지지대에 의해 형성된 공간부에 모인 냉각재를 하부 블록형 노심에 분배하도록 블록형 노심 상부에 위치하는 다수개의 냉각재분배블록;으로 구성한 것을 특징으로 하는 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조를 제공함으로써 달성된다.
삭제
삭제
삭제
상기 상부반사체지지대는 상승유로에서 공급된 냉각재가 블록형 노심으로 공급되기 전 합쳐지는 공동을 형성하도록 원통형 기둥으로 이루어지고, 다른 흑연구조물에서 발생하는 열팽창을 흡수할 수 있도록 끝단 연결부위를 구형으로 가공한 것을 특징으로 한다.
상기 냉각재분배블록 각각은 상부반사체지지대가 설치되도록 중앙부에 형성된 지지대설치부와;
상부플레넘의 공동에 모인 냉각재를 그 하부에 위치하는 핵연료블록에 형성 된 다수개의 냉각재채널에 공급하는 통로인 다수개의 냉각재유로;가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 냉각재분배블록은 지지대 설치부 안쪽 하부로는 냉각재분배블록을 취급하는 장비를 위한 취급홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 냉각재분배블록은 지지대 설치부 주위에 형성된 다수개의 냉각재유로 각각에 핵연료블록의 냉각재채널과 연결되는 다수개의 작은 냉각재유로가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 냉각재분배블록은 지지대 설치부 주위에 형성된 다수개의 냉각재유로 하부 구조가 핵연료블록의 냉각재채널과 연결되는 하나의 돔 구조 공동으로 형성되어 냉각재채널과 직접 연결되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 냉각재분배블록은 지지대설치부 안쪽 하부로 냉각재분배블록을 취급하는 장비를 위한 취급홈이 형성되고, 그 하부에 냉각재분배블록이 핵연료블록과 정렬되도록 하는 정렬핀이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 냉각재분배블록은 그 하부에 냉각재분배블록의 작은냉각유로와 핵연료블록의 냉각재채널을 정렬토록 냉각재블록의 상부에 형성된 홈과 마주하는 다웰홈 을 형성하여 다웰핀(dowel pin)이 삽입되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 블록형 초고온가스로의 상부플레넘의 구체적인 설계형상을 제공함으로써 고온의 입구냉각재가 압력용기와 접촉하는 것을 방지하는 내부유로 설계를 구현가능하게 한다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명에 따른 상부플레넘의 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 냉각재분배블록의 형상도이고, 도 7은 한 실시예에 따른 본 발명의 냉각재분배블록도이고, 도 8은 다른 실시예에 따른 본 발명의 냉각재분배블록도이다.
본 발명은 상부반사체지지대(141)와 냉각재분배블록(142)을 도입하여 상부플 레넘(14) 구조를 도 5와 같이 구성하였다.
상기 상부반사체지지대(141)는 상승유로(12)에서 공급된 냉각재가 블록형 노심(4)으로 공급되기 전에 합쳐지는 공간을 확보하기 위해 블록형 노심(4) 영역 위에 위치한 상부반사체(7)를 지지한다. 또한 상부반사체지지대(141)는 원통형 기둥으로 열팽창과 방사선조사 영향으로 발생하는 상대변형을 흡수할 수 있도록 끝단 연결부위를 구형으로 가공한다.
상기 냉각재분배블록(142)은 상부반사체지지대를 설치할 수 있는 자리를 제공함과 동시에 상부플레넘(14)과 블록형노심(4)의 냉각재채널을 연결하는 냉각재유로를 제공한다.
이러한 냉각재분배블록(142) 형상은 도 6과 같이 2가지 안이 제안되었다. 두 형상 모두 상부반사체지지대(141)를 설치할 수 있는 지지대설치부(1421)가 상부 중앙에 존재하며 지지대설치부 주위에 여러 개의 냉각재유로(1422)가 마련된다. 또한 지지대설치부(1421) 안쪽 하부에는 취급홈(1423)이 마련되어 있어 냉각재분배블록(142)를 설치 또는 제거할 때 취급 장비의 집게가 취급홈(1423) 내부로 삽입 고정되는 공간을 제공한다. 여기서 취급 장비라는 것은 원자로에 상부반사체지지대와 같은 흑연블록을 설치할 때 원자로 상부에 설치되는 기계로 취급장비 끝에는 집게 기능을 하는 도구가 장착되어 블록을 집고 필요한 위치에 설치하는데 이용되는 것으로 집게는 취급홈으로 들어가 옆으로 벌어지면서 고정되는 형태의 도구이다.
구체적인 냉각재분배블록과 핵연료의 냉각재채널과 연결구조를 1안과 2안 각 각에 대하여 도 7과 8에 나타내었다.
먼저 1안의 경우 지지대설치부(1421) 주위의 각 냉각재유로(1422)에는 블록형노심(4)을 이루는 각 핵연료블록(41)의 냉각재채널(411)과 연결되는 통로인 다수의 작은 냉각재유로(14221)가 있어 상부플레넘에 모인 냉각재가 핵연료의 냉각재채널로 공급되도록 한다. 냉각재분배블록의 하부에는 다웰핀(dowel pin, 1425)을 설치할 수 있는 다웰홈(1424)이 핵연료블록 윗면에 형성된 홈과 마주보도록 형성하여 두 영역이 다웰핀으로 연결됨으로써 냉각재유로(1422)와 냉각재채널(411)이 정렬되게 한다.
또한 2안의 경우는 냉각재채널(411)을 연결하는 다수의 구멍 대신 돔(14222) 구조의 공동이 냉각재채널과 직접 연결된다. 또한 취급홈(1423) 하부에 정렬핀(14231)이 있어 냉각재분배블록이 핵연료블록과 정렬되도록 한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 종래의 블록형 노심 고온가스로 입구유로 개념도이고,
도 2는 종래의 블록형 노심 고온가스로의 수평 중간 단면도이고,
도 3은 선행 출원된 블록형 초고온가스로의 냉각압력용기 개념도이고,
도 4는 선행 출원된 냉각압력용기 개념을 적용한 블록형 초고온가스로의 수평 중간 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 상부플레넘의 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 냉각재분배블록의 형상도이고,
도 7은 한 실시예에 따른 본 발명의 냉각재분배블록도이고,
도 8은 다른 실시예에 따른 본 발명의 냉각재분배블록도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 입구배관 (2) : 원자로압력용기
(3) : 노심지지배럴 (4) : 블록형 노심
(5) : 냉각재상승채널 (6) : 상부단열재
(7) : 상부반사체 (8) : 내부반사체
(9) : 외부반사체 (10) : 영구반사체
(11) : 하부반사체 (12) : 상승유로
(13) : 입구플레넘 (14) : 상부플레넘
(15) : 슬릿 (16) : 혼합공동
(17) : 강제냉각 내부유로 (18) : 강제냉각 외부유동
(19) : 압력용기단열재 (20) : 출구덕트
(41) : 핵연료블록 (141) : 상부반사체지지대
(142) : 냉각재분배블록 (411) : 냉각재채널
(1421) : 지지대설치부 (1422) : 냉각재유로
(1423) : 취급홈 (1424) : 다웰홈
(1425) : 다웰핀 (14221) : 작은 냉각재유로
(14222) : 돔 (14231) : 정렬핀

Claims (9)

  1. 원자로 압력용기 내벽과 일정 간격을 가지고 내부에 위치한 노심지지배럴의 내부에 위치한 블록형노심 상부에 위치한 상부반사체와, 블록형노심 안쪽에 위치한 내부반사체와, 블록형노심 바깥 둘레쪽에 위치한 외부반사체와, 외부반사체 바깥 둘레쪽에 위치한 영구반사체와, 블록형노심 하부에 위치한 하부반사체로 이루어진 흑연구조물로 이루어지고, 입구배관을 통해 원자로 냉각재인 헬륨을 공급하여 블록형노심을 냉각한 후 출구덕트로 배출토록 구성된 블록형노심 초고온가스로의 냉각구조 중, 입구배관을 통해 공급되는 냉각재를 상기 흑연구조물의 내부에 형성된 입구플레넘, 상승유로 및 상부플레넘으로 구성되어 블록형 초고온가스로에서 흑연내부 냉각재입구유로를 구현하는 방식의 상부플레넘 구조에 있어서,
    상기 흑연구조물인 상부반사체에 형성되어 입구플레넘에서 발생된 유동의 불균일성을 완화하기 위하여 다수개의 상승유로가 합해지는 혼합공동과 이 혼합공동을 통과한 냉각재를 다시 나누어 노심 입구와 연결시키는 다수개의 슬릿을 포함하여 구성되는 상부플레넘에, 상기 슬릿을 지난 냉각재가 하강하여 블록형 노심으로 공급되기 전 합쳐지는 공간에서 상부방향의 상부반사체를 지지함과 동시에 공동을 형성하도록 설치된 다수개의 상부반사체지지대와;
    상기 상부반사체지지대 하부와 결합하고 상부반사체지지대에 의해 형성된 공간부에 모인 냉각재를 하부 블록형 노심에 분배하도록 블록형 노심 상부에 위치하는 다수개의 냉각재분배블록;으로 구성한 것을 특징으로 하는 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상부반사체지지대는 상승유로에서 공급된 냉각재가 블록형 노심으로 공급되기 전 합쳐지는 공동을 형성하도록 원통형 기둥으로 이루어지고, 다른 흑연구조물에서 발생하는 열팽창을 흡수할 수 있도록 끝단 연결부위를 구형으로 가공한 것을 특징으로 하는 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각재분배블록 각각은 상부반사체지지대가 설치되도록 중앙부에 형성된 지지대설치부와;
    상부플레넘의 공동에 모인 냉각재를 그 하부에 위치하는 핵연료블록에 형성 된 다수개의 냉각재채널에 공급하는 통로인 다수개의 냉각재유로;가 형성된 것을 특징으로 하는 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 냉각재분배블록은 지지대 설치부 안쪽 하부로는 냉각재분배블록을 취급하는 장비를 위한 취급홈이 형성된 것을 특징으로 하는 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 냉각재분배블록은 지지대 설치부 주위에 형성된 다수개의 냉각재유로 각각에 핵연료블록의 냉각재채널과 연결되는 다수개의 작은 냉각재유로가 형성된 것을 특징으로 하는 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 냉각재분배블록은 지지대 설치부 주위에 형성된 다수개의 냉각재유로 하부 구조가 핵연료블록의 냉각재채널과 연결되는 하나의 돔 구조 공동으로 형성되 어 냉각재채널과 직접 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 냉각재분배블록은 지지대설치부 안쪽 하부로 냉각재분배블록을 취급하는 장비를 위한 취급홈이 형성되고, 그 하부에 냉각재분배블록이 핵연료블록과 정렬되도록 하는 정렬핀이 형성된 것을 특징으로 하는 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 냉각재분배블록은 그 하부에 냉각재분배블록의 작은냉각유로와 핵연료블록의 냉각재채널을 정렬토록 냉각재블록의 상부에 형성된 홈과 마주하는 다웰홈을 형성하여 다웰핀(dowel pin)이 삽입되도록 구성한 것을 특징으로 하는 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의 상부플레넘 구조.
KR1020080032012A 2008-04-07 2008-04-07 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의상부플레넘 구조 KR100952301B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080032012A KR100952301B1 (ko) 2008-04-07 2008-04-07 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의상부플레넘 구조
US12/202,942 US20090252277A1 (en) 2008-04-07 2008-09-02 Upper Plenum Structure of Cooled Pressure Vessel for Prismatic Very High Temperature Reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080032012A KR100952301B1 (ko) 2008-04-07 2008-04-07 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의상부플레넘 구조

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090106707A KR20090106707A (ko) 2009-10-12
KR100952301B1 true KR100952301B1 (ko) 2010-04-13

Family

ID=41133277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080032012A KR100952301B1 (ko) 2008-04-07 2008-04-07 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의상부플레넘 구조

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20090252277A1 (ko)
KR (1) KR100952301B1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101137814B1 (ko) * 2010-10-29 2012-04-18 한국원자력연구원 블록형 초고온 가스로 노심 우회 유량의 분포를 정량적으로 평가하기 위한 실험장치
US11504814B2 (en) 2011-04-25 2022-11-22 Holtec International Air cooled condenser and related methods
WO2014089072A2 (en) 2012-12-03 2014-06-12 Holtec International, Inc. Brazing compositions and uses thereof
US9786395B2 (en) * 2011-04-25 2017-10-10 Holtec International, Inc. Air-cooled heat exchanger and system and method of using the same to remove waste thermal energy from radioactive materials
CN103606385B (zh) * 2013-11-25 2017-04-19 中国科学院上海有机化学研究所 一种高纯度的氟锂铍熔盐及其制备方法
CN104637553A (zh) * 2015-01-28 2015-05-20 中科华核电技术研究院有限公司 流量分配装置及具有该装置的核反应堆组件
US10008293B2 (en) * 2015-09-18 2018-06-26 Utah Green Energy Technologies, Llc Molten salt reactor
US10283223B2 (en) 2015-09-18 2019-05-07 Utah Green Energy Technologies, Llc Molten salt reactor that includes multiple fuel wedges that define fuel channels
CN106571579B (zh) * 2015-10-13 2019-02-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种活塞式可调碟片激光器晶体冷却指
WO2019195986A1 (zh) * 2018-04-09 2019-10-17 龚金凤 一种分级预热节能环保型热水锅炉
CN111682395A (zh) * 2020-05-06 2020-09-18 深圳技术大学 一种固体激光介质冷却结构及半导体泵浦固体激光器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4649015A (en) 1984-07-20 1987-03-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Monitoring system for a liquid-cooled nuclear fission reactor
JPH1062587A (ja) 1996-08-22 1998-03-06 Fuji Electric Co Ltd 高温ガス炉
JP2005049227A (ja) 2003-07-29 2005-02-24 Fuji Electric Systems Co Ltd ペブルベッド型高温ガス炉
KR100871284B1 (ko) 2007-07-30 2008-11-28 한국원자력연구원 블록형 노심 초고온가스로의 냉각압력용기 구조

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3245022A1 (de) * 1982-12-06 1984-06-07 Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 5000 Köln Graphit-deckenreflektor fuer einen hochtemperatur-kleinreaktor
DE3428340A1 (de) * 1984-08-01 1986-02-13 Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund Mit kugelfoermigen brennelementen beschickter gasgekuehlter hochtemperaturreaktor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4649015A (en) 1984-07-20 1987-03-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Monitoring system for a liquid-cooled nuclear fission reactor
JPH1062587A (ja) 1996-08-22 1998-03-06 Fuji Electric Co Ltd 高温ガス炉
JP2005049227A (ja) 2003-07-29 2005-02-24 Fuji Electric Systems Co Ltd ペブルベッド型高温ガス炉
KR100871284B1 (ko) 2007-07-30 2008-11-28 한국원자력연구원 블록형 노심 초고온가스로의 냉각압력용기 구조

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090106707A (ko) 2009-10-12
US20090252277A1 (en) 2009-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100952301B1 (ko) 냉각압력용기 설계를 위한 블록형 초고온가스로의상부플레넘 구조
KR100871284B1 (ko) 블록형 노심 초고온가스로의 냉각압력용기 구조
US4048011A (en) Fast nuclear reactor
US8617266B2 (en) Hydrogen generating apparatus using steam reforming reaction
CN106839420A (zh) 一种用于获取高温高压空气的电加热容器
CN112201369B (zh) 一种上反射层结构、堆芯结构、以及高温气冷堆
JP2010091220A (ja) 耐火壁装置および熱交換器
CN206637838U (zh) 一种用于获取高温高压空气的电加热容器
KR102295616B1 (ko) 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치
US4740357A (en) Radiation shield for reformer apparatus
CN108384581A (zh) 用于回收气化炉中合成气和熔渣高温显热的余热回收装置
CN210438410U (zh) 一种天然气制氢转化装置
KR102155581B1 (ko) 다중 튜브 반응기용 분배기를 포함한 수증기 개질장치 및 이를 이용한 원료 개질 방법
JP2004123464A (ja) 水蒸気改質器
US6395251B1 (en) Steam-hydrocarbon reformer and process
CN210193423U (zh) 一种浮动式炉膛结构
CN108843403B (zh) 一种在基体表面产生连续气膜的方法
CN110026133A (zh) 转化炉
CN208200858U (zh) 用于回收气化炉中合成气和熔渣高温显热的余热回收装置
KR101525041B1 (ko) 수소생산용 초고온 가스로 중간열교환기
US20140360442A1 (en) Water supply tube for steam generator
KR101512644B1 (ko) 초고온 가스로 노심 입구의 가스 냉각재 균일유동 구조
US20040202274A1 (en) Reactor core cooling structure
US3359175A (en) Nuclear reactor
CN208418677U (zh) 一种适合于超临界锅炉低负荷灵活性运行的中间联箱

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130603

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140326

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160324

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170329

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee