KR100984017B1 - Inner-wall structure for protecting a reactor vessel in the event of core melting accidecnt - Google Patents

Inner-wall structure for protecting a reactor vessel in the event of core melting accidecnt Download PDF

Info

Publication number
KR100984017B1
KR100984017B1 KR1020080124752A KR20080124752A KR100984017B1 KR 100984017 B1 KR100984017 B1 KR 100984017B1 KR 1020080124752 A KR1020080124752 A KR 1020080124752A KR 20080124752 A KR20080124752 A KR 20080124752A KR 100984017 B1 KR100984017 B1 KR 100984017B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactor vessel
core
groove
coolant
core melt
Prior art date
Application number
KR1020080124752A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100066097A (en
Inventor
홍성완
정재준
백원필
Original Assignee
한국수력원자력 주식회사
한국원자력연구원
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 한국수력원자력 주식회사, 한국원자력연구원 filed Critical 한국수력원자력 주식회사
Priority to KR1020080124752A priority Critical patent/KR100984017B1/en
Publication of KR20100066097A publication Critical patent/KR20100066097A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100984017B1 publication Critical patent/KR100984017B1/en

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
    • G21C15/02—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices
    • G21C15/12—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices from pressure vessel; from containment vessel
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/02—Details
    • 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
    • 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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명은 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자로 용기의 하부 내벽 표면에 사고 시 냉각재가 유입될 수 있도록 홈을 형성하여 노심이 용융되는 중대사고 발생 시 노심용융물과 원자로 용기 하부 내벽이 직접 접촉되는 것을 방해하는 동시에 형성된 홈을 따라 냉각재가 용기 하부로 주입될 수 있도록 유도함으로써 원자로 용기가 고온의 노심 용융물에 의해 과열되어 손상되는 것을 방지할 수 있는 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a reactor vessel inner wall structure for protecting the reactor vessel in the case of core meltdown accidents, more specifically, a serious accident that the core is melted by forming a groove so that the coolant flows in the case of an accident on the lower inner wall surface of the reactor vessel The core prevents the reactor vessel from overheating and being damaged by the hot core melt by preventing the core melt from directly contacting the inner wall of the reactor vessel and causing the coolant to be injected into the vessel bottom along the groove formed. A reactor vessel inner wall structure for protecting a reactor vessel in the event of a meltdown.

본 발명에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조는, 노심이 용융되는 중대사고 발생시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기의 내벽 구조에 있어서, 노심용융물이 재배치되는 원자로 용기의 하부 내벽 표면에 냉각재가 유입될 수 있도록 일정 패턴의 홈을 형성하여, 재배치되는 노심용융물과 원자로 용기 하부 내벽 표면 사이에, 상기 홈에 의해 형성되는 굴곡을 통해 틈새 공간을 형성함으로써, 노심용융물과 원자로 용기의 하부 내벽 표면이 직접 접촉되는 것을 방해하는 동시에, 노심 내로의 냉각재 주입 시, 상기 홈을 따라 유입되는 냉각재를 통해 상기 노심용융물을 냉각할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.Reactor vessel inner wall structure for protecting the reactor vessel in the case of core melt accident according to the present invention, the inner wall structure of the reactor vessel for protecting the reactor vessel in the event of a serious accident melting the core, the lower inner wall of the reactor vessel in which the core melt is rearranged By forming a groove of a predetermined pattern to allow the coolant to flow into the surface, the gap between the core melt to be rearranged and the inner surface of the lower portion of the reactor vessel, the gap formed through the bend formed by the groove, thereby forming the core melt and the reactor vessel The lower inner wall surface is prevented from being in direct contact, and when the coolant is injected into the core, characterized in that configured to cool the core melt through the coolant flowing along the groove.

원자로 용기 내벽 구조, 노심용융물, 냉각재, 홈 Reactor Vessel Inner Wall Structure, Core Melt, Coolant, Groove

Description

노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조{Inner-wall structure for protecting a reactor vessel in the event of core melting accidecnt}Inner-wall structure for protecting a reactor vessel in the event of core melting accidecnt}

본 발명은 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자로 용기의 하부 내벽 표면에 사고 시 냉각재가 유입될 수 있도록 홈을 형성하여 노심이 용융되는 중대사고 발생 시 노심용융물과 원자로 용기 하부 내벽이 직접 접촉되는 것을 방해하는 동시에 형성된 홈을 따라 냉각재가 용기 하부로 주입될 수 있도록 유도함으로써 원자로 용기가 고온의 노심 용융물에 의해 과열되어 손상되는 것을 방지할 수 있는 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a reactor vessel inner wall structure for protecting the reactor vessel in the case of core meltdown accidents, more specifically, a serious accident that the core is melted by forming a groove so that the coolant flows in the case of an accident on the lower inner wall surface of the reactor vessel The core prevents the reactor vessel from overheating and being damaged by the hot core melt by preventing the core melt from directly contacting the inner wall of the reactor vessel and causing the coolant to be injected into the vessel bottom along the groove formed. A reactor vessel inner wall structure for protecting a reactor vessel in the event of a meltdown.

원자력 발전소의 운전 중, 사고 또는 실수로 노심(reactor core)에 대한 냉각이나 반응도 제어가 적절히 이루어지지 않는 경우에 노심에 대한 손상이 발생하는 중대사고가 발생하게 된다. 이러한 중대사고의 주요 현상으로는, 핵연료 피복재 산화로 인한 수소 발생과 폭발, 핵연료의 용융과 용융된 핵연료의 원자로 용기 내 거동, 원자로 용기 파손, 증기 폭발, 격납건물(reactor containtemt building) 직 접 가열, 노심 용융물-콘크리트 반응 및 격납건물 과압 등이 있는데, 특히 중대사고의 전체 피해 규모에 직접적으로 영향을 미치는 현상은 원자로의 용기가 파손된 이후에 주로 발생하는 격납건물의 파손이다. 이러한 중대사고의 여러 현상은 그 전개 과정이 대단히 불확실하고 복잡하므로 중대사고를 분석하거나 관리하는데 어려움이 많은 실정이다. During the operation of a nuclear power plant, a serious accident that results in damage to the core occurs if the reactor or the reactor is not properly cooled or responsively controlled. The main phenomena of these serious accidents include hydrogen generation and explosion due to fuel cladding oxidation, melting of fuel and behavior of molten fuel in reactor vessel, reactor vessel failure, steam explosion, direct heating of reactor containtem building, Core melt-concrete reactions and containment overpressure, especially those that directly affect the overall damage scale of a major accident are the failures of containment, which occurs mainly after the reactor vessel is broken. Many of these serious accidents are difficult to analyze or manage serious accidents because the development process is very uncertain and complicated.

따라서, 노심용융이 일어나는 경우, 노심용융물에 의해 원자로 용기가 천공 및/또는 파손되는 것을 방지하는 것은 더욱 큰 사고로 발전되는 것을 막을 수 있는 중요한 방법 중에 하나이다. Thus, when core melt occurs, preventing the reactor vessel from being perforated and / or broken by the core melt is one of the important ways to prevent further accidents from developing.

이에 따라 노심이 용융되는 중대사고 발생 시 노심용융물이 원자로 용기의 하부에 재배치되는 경우, 노심용융물과 원자로 용기의 하부 내벽이 직접 접촉되는 것을 방지하기 위하여 원자로 용기의 하부에 용접, 나사고정, 턱받침 구조 등을 이용하여 간극 구조물을 설치하고, 노심용융물이 방출되는 부분에 그리드 형태의 구조물을 설치하는 등의 방편이 강구되고 있으나, 이는 원자로 용기 내부 구조를 변경하여야 하며, 이에 따라 열수력 현상에 대한 전반적인 현상에 영향을 미치기 때문에 적용성이 떨어진다는 문제점이 있다. Accordingly, when the core melt is relocated to the lower part of the reactor vessel in the event of a serious accident in which the core is melted, welding, screwing and supporting structures on the lower part of the reactor vessel to prevent direct contact between the core melt and the lower inner wall of the reactor vessel. However, there are measures to install a gap structure by using a light source, and to install a grid-shaped structure at a part where the core melt is discharged. However, the internal structure of the reactor vessel must be changed. There is a problem that the applicability is poor because it affects the phenomenon.

한편, 1979년 미국 펜실베니아주의 TMI(Three Mile Island) 원자력 발전소 2호기에서 발생한 중대사고는 냉각장치의 이상으로 노심이 용융된 사고로서, 2차 냉각수의 펌프가 이상을 일으켜 정지한데 그 원인이 있었다. Meanwhile, a serious accident occurred at the Three Mile Island (TMI) Nuclear Power Plant in Pennsylvania, United States in 1979, caused by a meltdown of the core due to an abnormal cooling system, caused by the failure of the pump of the secondary cooling water.

이 사고에서 사후조사 결과, 냉각재가 원자로 용기 내부로 공급이 중단됨에 따라 노심이 용융되어 노심용융물이 원자로 용기 하부로 재배치(relocation)되었지 만, 노심용융물과 원자로 용기 간에 발생한 틈새로 냉각재가 유입되어 노심용융물을 냉각시킴으로써 원자로 용기가 용융되지 않았다는 결과를 얻게 되었으나, 틈새가 형성된 과정에 대해서는 확실한 결론을 얻지 못했다. As a result of post-investigations in this incident, the core melted as the coolant was discontinued into the reactor vessel, causing the core melt to be relocated to the bottom of the reactor vessel, but the coolant flowed into the gap between the core melt and the reactor vessel. Cooling the melt resulted in the reactor vessel not melting, but no clear conclusions were reached as to how the crevices were formed.

따라서, 노심이 용융되는 중대사고 발생 시 노심용융물과 원자로 용기 내부의 하부 내벽이 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있는 동시에 원자로 용기 내부 구조에 영향을 미치지 않는 원자로 용기 내부의 하부 구조가 요구된다. Therefore, there is a need for a substructure inside the reactor vessel that can prevent the core melt from directly contacting the inner core of the reactor vessel in the event of a serious accident in which the core is melted and does not affect the reactor vessel internal structure.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원자로 용기의 하부 내벽 표면에 사고 시 냉각재가 유입될 수 있도록 일정 패턴의 홈을 형성하여 내벽 표면에 형성된 굴곡을 통해 노심용융물이 원자로 용기의 하부 내벽 표면과 직접 접촉되는 것을 방해하는 동시에 형성된 홈을 따라 유입된 냉각재에 의해 노심용융물을 냉각시킴으로써 고온의 노심용융물에 의해 원자력 용기의 하부 내벽이 용융되어 천공되는 것을 방지할 수 있는 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the core melt is formed in the inner wall surface by forming a groove of a predetermined pattern so that the coolant flows in the event of accident in the lower inner wall surface of the reactor vessel core of the reactor vessel Reactor during a core meltdown accident that prevents the core inner melt of the nuclear vessel from being melted and perforated by the hot core melt by cooling the core melt by the coolant introduced along the groove formed while preventing direct contact with the lower inner wall surface. The purpose is to provide a reactor vessel inner wall structure for protecting the vessel.

본 발명에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조는, 노심이 용융되는 중대사고 발생시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기의 내벽 구조에 있어서, 노심용융물이 재배치되는 원자로 용기의 하부 내벽 표면에 냉각재가 유입될 수 있도록 일정 패턴의 홈을 형성하여, 재배치되는 노심용융물과 원자로 용기 하부 내벽 표면 사이에, 상기 홈에 의해 형성되는 굴곡을 통해 틈새 공간을 형성함으로써, 노심용융물과 원자로 용기의 하부 내벽 표면이 직접 접촉되는 것을 방해하는 동시에, 노심 내로의 냉각재 주입 시, 상기 홈을 따라 유입되는 냉각재를 통해 상기 노심용융물을 냉각할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.Reactor vessel inner wall structure for protecting the reactor vessel in the case of core melt accident according to the present invention, the inner wall structure of the reactor vessel for protecting the reactor vessel in the event of a serious accident melting the core, the lower inner wall of the reactor vessel in which the core melt is rearranged By forming a groove of a predetermined pattern to allow the coolant to flow into the surface, the gap between the core melt to be rearranged and the inner surface of the lower portion of the reactor vessel, the gap formed through the bend formed by the groove, thereby forming the core melt and the reactor vessel The lower inner wall surface is prevented from being in direct contact, and when the coolant is injected into the core, characterized in that configured to cool the core melt through the coolant flowing along the groove.

본 발명에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조는, 원자로 용기 하부 내벽에 홈을 형성하여 내벽 표면에 형성된 굴곡을 통해 노심용융시 노심용융물이 원자로 용기의 하부 내벽 표면에 직접 접촉되는 것을 방해하고, 형성된 홈을 따라 냉각재가 유입될 수 있도록 하여 유입된 냉각재를 통해 노심용융물을 냉각시킴으로써 지속적으로 핵분열하면서 붕괴열을 발생시키는 노심용융물에 의해 원자로 용기가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 방사성 물질이 외부로 유출될 수 있는 중대사고로 확대되는 것을 미연에 방지할 수 있다는 효과가 있다. The reactor vessel inner wall structure for protecting the reactor vessel during the core meltdown accident according to the present invention, the core melt in direct contact with the lower inner wall surface of the reactor vessel during the core melting through the bend formed in the inner wall surface by forming a groove in the inner wall of the reactor vessel To prevent the reactor vessel from being damaged by the core melt, which continuously generates nuclear fission and decay heat by allowing the coolant to flow along the formed grooves, thereby cooling the core melt through the introduced coolant. Through this, there is an effect that the radioactive material can be prevented from expanding to a serious accident that can be leaked to the outside.

또한, 본 발명에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조는, 원자로 용기 내에 별도의 구조물을 설치하지 않기 때문에 원자로 내부 구조변경에 따른 열수력 현상에 대한 전반적인 현상에 영향을 미치지 않으므로 적용성이 용이하다는 효과도 있다. In addition, the inner wall structure of the reactor vessel for protecting the reactor vessel during the core meltdown accident according to the present invention does not affect the overall phenomenon of the thermal hydraulic phenomenon due to the change of the internal structure of the reactor because it does not install a separate structure in the reactor vessel It also has the effect of easy applicability.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although the Example of this invention is described in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.

도 1은 본 발명에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조가 형성된 원자로의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조를 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing the internal structure of the reactor vessel inner wall structure is formed to protect the reactor vessel during the core meltdown accident according to the present invention, Figure 2 is a reactor vessel during the core meltdown accident according to an embodiment of the present invention A diagram showing the reactor vessel inner wall structure for protection.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조는, 원자로 용기(100)의 하부 내벽 표면에 일정 패턴의 홈(300)이 형성되어 있다. 원자로 용기(100)의 하부 내벽 표면에 형성된 홈(300)은 내벽 표면에 부분적 굴곡을 형성함으로써, 노심(200)이 용융되어 원자로 용기(100)의 하부로 재배치되는 경우 노심용융물이 원자로 용기(100)의 하부 내벽 표면에 직접 접촉되는 것을 방해하는 동시에 형성된 홈(300)을 따라 냉각재를 유입시키는 경로로 사용된다. Referring to FIG. 1, in the reactor vessel inner wall structure for protecting the reactor vessel during the core melting accident according to the present invention, a groove 300 having a predetermined pattern is formed on the lower inner wall surface of the reactor vessel 100. The groove 300 formed on the lower inner wall surface of the reactor vessel 100 forms a partial curvature on the inner wall surface, whereby the core melt melts when the core 200 is melted and relocated to the lower portion of the reactor vessel 100. It is used as a path for introducing the coolant along the groove 300 formed at the same time to prevent direct contact with the lower inner wall surface of the).

일반적으로 원자로 용기(100) 내부에는 핵연료를 장착하기 위한 노심(200)을 포함하여 반사재, 차폐재, 냉각장치, 계측제어장치 등이 구비되는데, 사고 또는 실수에 의해 노심(200)이 용융되는 중대사고가 발생하는 경우에는 노심용융물이 원자로 용기(100) 하부로 재배치되게 된다. 이때, 원자로 용기(100) 하부 내벽에 재배치된 노심용융물은 원자로 용기(100)의 하부 내벽 표면에 접촉되는데, 고온의 노심용융물은 지속적으로 핵분열을 하며 붕괴열을 발생시키며, 발생된 붕괴열은 원자로 용기(100)로 전달되어 결국에는 원자로 용기(100)를 용융시켜 천공(穿孔)시키게 된다. In general, the reactor vessel 100 includes a core 200 for mounting nuclear fuel, including a reflector, a shield, a cooling device, a measurement control device, and the like, and a serious accident in which the core 200 is melted due to an accident or a mistake. If is generated, the core melt is to be rearranged to the reactor vessel 100 lower. At this time, the core melt rearranged on the inner bottom wall of the reactor vessel 100 is in contact with the surface of the lower inner wall of the reactor vessel 100, the high temperature core melt is continuously nuclear fission and generates decay heat, the generated decay heat is the reactor vessel ( 100, and eventually, the reactor vessel 100 is melted and perforated.

따라서 원자로 용기(100) 하부 내벽 표면에 일정 패턴의 홈(300)를 형성하여 노심(200)이 용융되는 중대사고 발생 시 표면에 형성된 굴곡을 통해 노심용융물이 원자로 용기(100)의 하부 내벽 표면에 직접 접촉되는 것을 방해하는 동시에 홈(300)을 통해 냉각재가 유입되도록 하여 노심용융물을 냉각시킴으로써 원자로 용기(100)가 용융되는 것을 방지할 수 있다. Therefore, the core melt is formed on the inner surface of the lower inner wall of the reactor vessel 100 by forming a groove 300 having a predetermined pattern on the inner wall surface of the lower portion of the reactor vessel 100 and bending the core 200 when the core 200 melts. It is possible to prevent the reactor vessel 100 from melting by cooling the core melt by preventing the direct contact and simultaneously allowing the coolant to flow through the groove 300.

도 2는 원자로 용기(100)의 하부 내벽 표면에 형성되는 홈(300)의 다양한 형태를 보여주고 있는데, 홈(300)은 (a)격자무늬(310), (b)빗살무늬(320) 또는 (c)반구형의 덴트(dent)(330) 등으로 형성될 수 있다. 이때, 원자로 용기(100)의 하부 내벽 표면에 형성되는 홈(300)은 내벽 표면에 굴곡을 형성함으로써 노심용융물과 원자로 용기(100) 하부 내벽 표면과의 직접 접촉을 방해하는 기능과 냉각재의 유입 경로로 사용되는 기능을 동시에 수행하기에 적절한 크기로 형성되어야 하며, 시뮬레이션 결과 격자무늬(310) 및/또는 빗살무늬(320)의 홈의 경우 깊이 1㎜ 내지 3㎜, 폭 1㎜ 내지 5㎜의 크기로 형성하고, 반구형 덴트(330)의 경우에는 깊이 1㎜ 내지 3㎜, 직경 1㎜ 내지 2㎜의 크기로 형성하여 1㎜ 내지 5㎜의 간격으로 배열하는 것이 바람직한 것으로 파악되었다. FIG. 2 shows various shapes of the grooves 300 formed on the surface of the lower inner wall of the reactor vessel 100. The grooves 300 may include (a) grid pattern 310, (b) comb pattern 320 or (c) Hemispherical dent (dent) 330 or the like. At this time, the groove 300 formed on the lower inner wall surface of the reactor vessel 100 is formed to bend the inner wall surface to prevent direct contact between the core melt and the inner wall surface of the lower reactor vessel 100 and the inlet path of the coolant The size of the grooves of the lattice pattern 310 and / or the comb pattern 320 is 1 mm to 3 mm deep and 1 mm to 5 mm wide. In the case of the hemispherical dent 330, it was found that it is preferable to form a size of 1 mm to 3 mm in depth, 1 mm to 2 mm in diameter, and arrange at intervals of 1 mm to 5 mm.

이러한 구성을 통해 형성된 홈(300)은 노심 용융 시 원자로 용기(100)의 하부 내벽 표면에 재배치되는 노심용융물이 직접 접촉되는 것을 방해하고, 냉각재를 유입시켜 유입된 냉각재가 노심용융물에 접촉될 수 있도록 하여 노심용융물을 냉각시킨다. 이렇게 냉각재가 노심용융물에 접촉하게 되면 노심용융물의 온도에 의해 냉각재가 비등하여 증발되고, 압력차이에 의해 냉각재가 증발된 공간으로 냉각재가 재유입되어 노심용융물을 다시 냉각시키게 된다. The groove 300 formed through this configuration prevents core melt relocated to the inner surface of the lower inner wall of the reactor vessel 100 during core melting, and directly enters the coolant so that the introduced coolant can contact the core melt. To cool the core melt. When the coolant comes into contact with the core melt, the coolant is boiled and evaporated by the temperature of the core melt, and the coolant is re-introduced into the space where the coolant is evaporated by the pressure difference, thereby cooling the core melt again.

도 3은 본 발명에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조가 형성된 원자로의 중대사고 진행을 도시한 도면이다.3 is a view showing the progress of a serious accident of the reactor vessel inner wall structure is formed to protect the reactor vessel during the core melting accident according to the present invention.

노심(200)이 용융되는 중대사고가 발생하게 되면, 냉각재(400)가 원자로 용 기(100) 내부로 주입된다. 이때, 원자로 용기(100)의 하부 내벽 표면에 형성된 홈(300)으로 냉각재(400)가 유입된다. When a serious accident occurs in which the core 200 is melted, the coolant 400 is injected into the reactor vessel 100. At this time, the coolant 400 flows into the groove 300 formed on the lower inner wall surface of the reactor vessel 100.

시간이 경과하면서 노심용융물(210)이 원자로 용기(100)의 하부로 재배치되고, 홈(300)에 의해 내벽 표면에 형성된 굴곡을 통해 노심용융물(210)은 원자로 용기(100)의 하부 내벽 표면과 직접 접촉되지 않게 된다. 또한, 원자로 용기(100)의 하부로 재배치된 노심용융물(210)은 홈(300)에 유입된 냉각재(400)을 통해 냉각된다. As time passes, the core melt 210 is rearranged to the lower portion of the reactor vessel 100, and the core melt 210 is formed on the inner wall surface of the reactor vessel 100 by the bending formed on the inner wall surface by the groove 300. There is no direct contact. In addition, the core melt 210 rearranged to the lower portion of the reactor vessel 100 is cooled through the coolant 400 introduced into the groove 300.

홈(300)에 유입된 냉각재(400)는 노심용융물(210)과 접촉하면서 비등하게 되고, 압력이 급격하게 상승하면서 홈(300)로부터 증발하게 된다. The coolant 400 introduced into the groove 300 is boiled in contact with the core melt 210, and evaporates from the groove 300 while the pressure is rapidly increased.

이렇게 홈(300)에서 냉각재(400)가 증발하게 되면, 홈(300)의 내부 압력이 낮아져 냉각수(400)가 다시 홈(300)으로 유입된다. When the coolant 400 evaporates in the groove 300, the internal pressure of the groove 300 is lowered, and the coolant 400 flows back into the groove 300.

이러한 과정을 반복하면서 노심용융물(210)을 냉각시킴으로써 노심용융물(210)에 의해 원자로 용기(100)가 용융되어 천공되는 것을 방지할 수 있다. By repeating this process, cooling the core melt 210 may prevent the reactor vessel 100 from being melted and perforated by the core melt 210.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.  Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be defined by the appended claims and equivalents thereof.

도 1은 본 발명에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조가 형성된 원자로의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing an internal configuration of a reactor in which a reactor vessel inner wall structure for protecting a reactor vessel during a core melting accident according to the present invention is formed.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조를 보여주는 도면.Figure 2 is a view showing the reactor vessel inner wall structure for protecting the reactor vessel in the core melt accident according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 노심용융 사고시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기 내벽 구조가 형성된 원자로의 중대사고 진행을 도시한 도면.Figure 3 is a view showing the progress of a serious accident of the reactor vessel inner wall structure is formed to protect the reactor vessel in the core melt accident according to the present invention.

<도면의 주요부에 대한 설명><Description of main parts of drawing>

100 : 원자로 용기 200 : 노심100 reactor vessel 200 core

210 : 노심용융물 300, 310, 320 : 홈210: core melt 300, 310, 320: groove

400 : 냉각재400: coolant

Claims (5)

노심이 용융되는 중대사고 발생시 원자로 용기를 보호하기 위한 원자로 용기의 내벽 구조에 있어서, In the inner wall structure of the reactor vessel to protect the reactor vessel in the event of a serious accident in which the core melts, 노심용융물이 재배치되는 원자로 용기의 하부 내벽 표면에 냉각재가 유입될 수 있도록 일정 패턴의 홈을 형성하여, By forming a certain pattern of grooves to allow the coolant to flow into the lower inner wall surface of the reactor vessel in which the core melt is rearranged, 재배치되는 노심용융물과 원자로 용기 하부 내벽 표면 사이에, 상기 홈에 의해 형성되는 굴곡을 통해 틈새 공간을 형성함으로써, By forming a clearance space between the core melt to be relocated and the inner wall surface of the reactor vessel lower inner wall through the bend formed by the groove, 노심용융물과 원자로 용기의 하부 내벽 표면이 직접 접촉되는 것을 방해하는 동시에, 노심 내로의 냉각재 주입 시, 상기 홈을 따라 유입되는 냉각재를 통해 상기 노심용융물을 냉각할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 원자로 용기 내벽 구조.The inner wall of the reactor vessel is configured to prevent direct contact between the core melt and the lower inner wall surface of the reactor vessel, and to cool the core melt through the coolant flowing along the groove when the coolant is injected into the core. rescue. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 일정 패턴의 홈은, The groove of the predetermined pattern, 격자무늬 또는 빗살무늬로 형성된 것을 특징으로 하는 원자로 용기 내벽 구조. A reactor vessel inner wall structure, characterized in that formed in a grid pattern or comb pattern. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 격자무늬 또는 빗살무늬의 홈은, The grid pattern or comb-shaped groove, 깊이 1㎜ 내지 3㎜ 및 폭 1㎜ 내지 5㎜의 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 원자로 용기 내벽 구조.A reactor vessel inner wall structure, wherein the reactor vessel has a depth of 1 mm to 3 mm and a width of 1 mm to 5 mm. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 일정 패턴의 홈은, The groove of the predetermined pattern, 반구형 덴트로 형성된 것을 특징으로 하는 원자로 용기 내벽 구조. A reactor vessel inner wall structure formed from hemispherical dents. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 반구형 덴트는, The hemispherical dent, 깊이 1㎜ 내지 3㎜ 및 직경 1㎜ 내지 2㎜의 크기로 형성되며, 1㎜ 내지 5㎜의 간격으로 연속해서 배열된 것을 특징으로 하는 원자로 용기 내벽 구조.A reactor vessel inner wall structure, which is formed in a size of 1 mm to 3 mm in depth and 1 mm to 2 mm in diameter, and is continuously arranged at intervals of 1 mm to 5 mm.
KR1020080124752A 2008-12-09 2008-12-09 Inner-wall structure for protecting a reactor vessel in the event of core melting accidecnt KR100984017B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080124752A KR100984017B1 (en) 2008-12-09 2008-12-09 Inner-wall structure for protecting a reactor vessel in the event of core melting accidecnt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080124752A KR100984017B1 (en) 2008-12-09 2008-12-09 Inner-wall structure for protecting a reactor vessel in the event of core melting accidecnt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100066097A KR20100066097A (en) 2010-06-17
KR100984017B1 true KR100984017B1 (en) 2010-09-28

Family

ID=42365234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080124752A KR100984017B1 (en) 2008-12-09 2008-12-09 Inner-wall structure for protecting a reactor vessel in the event of core melting accidecnt

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100984017B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101288842B1 (en) * 2013-01-14 2013-08-07 한국원자력연구원 Invessel heat resistant ceramic core catcher having metal cladding
KR102023032B1 (en) * 2017-06-01 2019-09-23 한국원자력연구원 Method for manufacturing reactor vessel with sintered copper microporous coating and reactor vessel manufactured by the same
KR102649036B1 (en) * 2022-03-14 2024-03-18 한국수력원자력 주식회사 Small modular reactor cooling apparatus and cooling method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980086786A (en) * 1997-05-06 1998-12-05 쉔느 필립 Water reactor with vessel with core recovery device due to accidental core melting
KR0169864B1 (en) * 1995-04-12 1999-04-15 황일순 Clearance structure for protection of puncture of the lower head of reactor on the burst of the nuclear reactor core
KR20000029087A (en) * 1998-10-14 2000-05-25 쉔느 필립 Water nuclear reactor equipped with a receptacle containing deformable inner structures

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0169864B1 (en) * 1995-04-12 1999-04-15 황일순 Clearance structure for protection of puncture of the lower head of reactor on the burst of the nuclear reactor core
KR19980086786A (en) * 1997-05-06 1998-12-05 쉔느 필립 Water reactor with vessel with core recovery device due to accidental core melting
KR20000029087A (en) * 1998-10-14 2000-05-25 쉔느 필립 Water nuclear reactor equipped with a receptacle containing deformable inner structures

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100066097A (en) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100668048B1 (en) System for cooling the exterior wall of a reactor vessel and the method thereof
EA035408B1 (en) Water-cooled water-moderated nuclear reactor core melt confinement and cooling system
RU2696004C1 (en) System for localization and cooling of molten core of nuclear reactor of water-cooled type
KR102422554B1 (en) Reactor core melting heat removal and reactor core melting heat removal management system
KR100984017B1 (en) Inner-wall structure for protecting a reactor vessel in the event of core melting accidecnt
JP2016001164A (en) Reactor core molten material dispersion structure
JP3263402B2 (en) Clearance structure for reactor vessel
Frano et al. Analysis of feasibility of a new core catcher for the in-vessel core melt retention strategy
Munot et al. Experimental investigation of melt coolability and ablation behavior of oxidic sacrificial material at prototypic conditions in scaled down core catcher
JP4746911B2 (en) Method for constructing fast reactor and fast reactor facility
KR101082061B1 (en) Large power reactor
WO2013150750A1 (en) Structure for protecting penetrating part of reactor pressure vessel, and reactor
JP6362804B1 (en) Nuclear equipment control device and nuclear equipment control method
KR101967582B1 (en) Modular type experimental apparatus for critical heat flux of exterior surface in nuclear reactor
KR101404954B1 (en) Method Of Nuclear Corium Cooling Using Liquid Metal Layer, And Nuclear Corium Cooling System Using The Same
Jeong et al. Experimental study on CHF in a hemispherical narrow gap
JP2016197051A (en) Corium holding arrangement
JP2015031614A (en) Reactor containment vessel
KR102512530B1 (en) Method for selecting breakage positon of reactor vessel ruputer accident in nuclear power plant
Nayak et al. Modelling of core melt scenarios in nuclear reactors
JP2016075630A (en) Reactor pressure vessel and mounting method of welding protection device
KR20140051621A (en) Method of nuclear corium cooling using liquid metal in external reactor vessel cooling system, and nuclear corium cooling system using the same
EP4273883A1 (en) System for confining and cooling melt from the core of a nuclear reactor
JP2016011910A (en) Core molten material holding device and nuclear reactor containment
KR101446156B1 (en) support structure for nuclear reactor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130614

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160607

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170629

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee