KR101100792B1 - A system for nano-fluid injection in nuclear power plants - Google Patents

A system for nano-fluid injection in nuclear power plants Download PDF

Info

Publication number
KR101100792B1
KR101100792B1 KR1020100023809A KR20100023809A KR101100792B1 KR 101100792 B1 KR101100792 B1 KR 101100792B1 KR 1020100023809 A KR1020100023809 A KR 1020100023809A KR 20100023809 A KR20100023809 A KR 20100023809A KR 101100792 B1 KR101100792 B1 KR 101100792B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactor
tank
safety injection
storage tank
nanofluid
Prior art date
Application number
KR1020100023809A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110104736A (en
Inventor
허균영
박상준
방인철
강명석
지창현
Original Assignee
경희대학교 산학협력단
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 경희대학교 산학협력단 filed Critical 경희대학교 산학협력단
Priority to KR1020100023809A priority Critical patent/KR101100792B1/en
Publication of KR20110104736A publication Critical patent/KR20110104736A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101100792B1 publication Critical patent/KR101100792B1/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
    • G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • G21C15/182—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat comprising powered means, e.g. pumps
    • 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
    • G21C15/247—Promoting flow of the coolant for liquids for liquid metals
    • 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)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명은 원자로의 냉각재 상실사고(LOCA) 발생시 압력차에 의해 나노입자의 금속물질이 용융된 냉각용 나노유체가 자동 공급되어 원자로의 노심을 보다 신속하게 냉각시킬 수 있도록 함과 아울러 나노유체를 샘플링 가능하도록 하여 나노입자의 물리적 화학적 특성을 관찰할 수 있도록 한 것으로, 원자로의 저온관에 연결관을 매개로 일단이 기밀유지가능하게 연결되되, 내부에는 냉각재 상실사고(LOCA)시 공급되어 원자로를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 보조냉각수가 저장되고, 내주면 상부에는 외부와 관통된 연결홀이 형성되어 구비되는 안전주입탱크와, 상기 안전주입탱크의 연결홀에 설치되어 냉각재 상실사고(LOCA)에 대응되게 보조냉각수가 저온관측으로 공급되는 것에 의해 일단이 회동되어 개방 가능하도록 구비되는 개폐수단과, 상기 안전주입탱크의 외주면에 일단이 연결홀과 연통되게 연결되고, 타단은 저온관과 연결되는 연결관을 매개로 연결되되, 내부에는 나노입자의 금속물질이 용융된 냉각용 나노유체가 저장되어 구비되는 나노유체 저장탱크를 포함하여 구성된 것에 의해 달성된다. According to the present invention, a cooling fluid in which a metal material of nanoparticles is melted is automatically supplied due to a pressure difference when a LOCA occurs in a reactor, thereby rapidly cooling the core of the reactor and sampling the nanofluid. It is possible to observe the physical and chemical properties of the nanoparticles, one end is connected to the low temperature tube of the reactor via a connecting tube in a hermetically sealed, the inside is supplied in the case of the loss of coolant (LOCA) to quickly Auxiliary coolant is stored so as to be cooled, and the upper portion of the inner circumferential surface is provided with a safety injection tank formed with a connection hole penetrated to the outside, and installed in the connection hole of the safety injection tank to cope with a loss of coolant accident (LOCA). Opening and closing means provided so that one end is rotated by the cooling water supplied to the low temperature observation, and the safety column One end is connected to the outer circumferential surface of the tank in communication with the connection hole, the other end is connected via a connection pipe connected to the low temperature pipe, the inside is a nano fluid that is provided with a cooling nanofluid for melting the metal material of the nanoparticles is stored Achieved by including a storage tank.

Description

원자력 발전소용 나노유체 주입장치{A system for nano-fluid injection in nuclear power plants}A system for nano-fluid injection in nuclear power plants

본 발명은 원자력 발전소용 나노유체 주입장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원자로의 냉각재 상실사고(LOCA: Loss Of Coolant Accident) 발생시 압력차에 의해 나노입자의 금속물질이 용융된 냉각용 나노유체가 자동 공급되어 원자로의 노심을 보다 신속하게 냉각시킬 수 있어 노심용융을 방지할 수 있도록 함과 아울러 나노유체를 샘플링 가능하도록 하여 나노입자의 물리적 화학적 특성을 관찰할 수 있도록 한 원자력 발전소용 나노유체 주입장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a nanofluid injection device for a nuclear power plant, and more particularly, a cooling nanofluid for melting metal materials of nanoparticles due to a pressure difference when a loss of coolant accident (LOCA) occurs in an reactor. Supplied to cool the reactor core more quickly to prevent core melting and to sample the nanofluid so that the physical and chemical properties of the nanoparticles can be observed. It is about.

주지하는 바와 같이 가압경수형 원자로의 중대사고시 원자로 내의 핵연료 및 내부 구조물은 용융된 상태로 압력용기 하부에 쌓이게 된다.As is well known, the nuclear fuel and the internal structure in the reactor are accumulated in the molten state under the pressure vessel during the serious accident of the PWR reactor.

이때 상기 압력용기는 용융된 높은 온도의 핵연료(Corium 형태)에 노출되므로 압력용기 하부가 관통될 수 있으며, 이로 인하여 고준위 방사능의 핵연료가 외부로 유출되는 것에 의해 대형사고가 발생할 수 있다.In this case, since the pressure vessel is exposed to the molten high temperature fuel (Corium type), the lower portion of the pressure vessel may penetrate, and as a result, a large accident may occur due to the leakage of high-level radioactive fuel to the outside.

냉각재 상실사고(LOCA)는 이러한 중대 사고를 발생시킬 소지가 있으며, 중대사고 발생시에는 심각한 경제적, 사회적 문제를 야기할 수 있다.Loss of coolant accidents (LOCA) can lead to these serious accidents, which can cause serious economic and social problems.

이를 대비하기 위해 원자로냉각재 계통과 함께 비상노심 냉각계통(ECCS: Emergency Core Cooling System)이 설치되는바, 상기한 비상노심 냉각계통(ECCS)은 원자력발전소의 배관 파손, 단절 등으로 냉각재가 유출되는 경우에 보조 냉각재를 투입하여 노심의 온도를 올라가는 것을 막아 노심용융을 방지한다.In order to prepare for this, the emergency core cooling system (ECCS) is installed together with the reactor coolant system. Auxiliary coolant is added to the core to prevent the core from rising and prevent core melting.

이와 같이 구성된 원자로는 냉각재 상실사고(LOCA) 발생시 비상노심 냉각계통(ECCS)이 작동하게 된다. The reactor configured as described above operates an emergency core cooling system (ECCS) when a LOCA occurs.

원자로발전소의 배관 파단 및 단절 등으로 냉각재 상실사고(LOCA)가 발생시 비상노심 냉각계통(ECCS)에서 가장 먼저 안전주입탱크(SIT: Safety Injection Tank)가 작동한다. 안전주입탱크(SIT)는 비상노심 냉각계통(ECCS)의 주요 설비로서 45기압으로 가압된 탱크이며 탱크 안에는 냉각수가 들어있어 냉각재 상실사고(LOCA) 발생시 원자로를 냉각시키기 위해 신속히 냉각수를 공급한다. Safety Injection Tank (SIT) is the first operation of ECCS in case of Loss of Coolant (LOCA) due to pipe breakage or disconnection of nuclear power plant. Safety injection tank (SIT) is the main equipment of the emergency core cooling system (ECCS) and is pressurized to 45 atm. The tank contains coolant to supply coolant quickly to cool the reactor in case of LOCA.

기존 연구에서 안전주입탱크(SIT)에 나노입자를 넣음으로서 임계 열유속을 높여 냉각재 상실사고(LOCA) 발생시 핵연료가 용융되지 않도록 하는 아이디어가 제안되었다.In the previous study, the idea of increasing the critical heat flux by incorporating nanoparticles into a safety injection tank (SIT) has been proposed to prevent the fuel from melting in the event of a coolant loss accident (LOCA).

그러나 기존의 아이디어인 나노입자가 혼합된 안전주입탱크(SIT)는 몇 가지 문제점이 있다. 나노입자가 응집되지 않게 유지하기 위해서는 높은 산성도를 유지해야 한다. 하지만 기존의 안전주입탱크(SIT)는 높은 산성도일 경우 부식하게 된다. 이것을 방지하기 위해서는 코팅을 해야 하지만 거대한 안전주입탱크(SIT)를 코팅하는 것은 많은 비용이 든다.However, the existing idea that the safety injection tank (SIT) mixed with nanoparticles has some problems. In order to keep the nanoparticles from aggregation, high acidity must be maintained. However, the existing safety injection tank (SIT) is corroded at high acidity. Coating is necessary to prevent this, but coating a huge safety injection tank (SIT) is expensive.

또한, 종래의 일반적인 가압경수형 원자로의 안전주입탱크(SIT)는 상기한 바와 같이 내부압이 유지되도록 개방할 수 없는 밀폐타입으로 구성되는바, 나노입자의 금속물질이 용융된 비상노심냉각용 냉각수를 샘플링할 수 없어 나노입자의 금속물질이 시간 경과에 따른 물리적, 화학적 성질을 점검할 수 없는 구조적인 문제점이 있었다.
In addition, the conventional safety injection tank (SIT) of the pressurized light water reactor of the prior art is composed of a sealed type that can not be opened to maintain the internal pressure as described above, the emergency core cooling water for melting the metal material of nanoparticles There was a structural problem that can not sample the metal material of the nanoparticles can not check the physical and chemical properties over time.

이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 원자로냉각재 계통에 이상 발생시 비상용 냉각재가 저장된 안전주입탱크(SIT)가 개방됨과 동시에 개방되어 나노입자의 금속물질이 용융된 비상노심냉각용 냉각재를 공급 가능하도록 나노유체저장탱크를 구비하되, 내부를 높은 산성도에서 견딜 수 있는 티타늄으로 코팅하여 구비함으로써, 시간 경과에 따른 비상노심냉각용 냉각재에 용융된 나노 금속물질이 응집되는 것을 방지할 수 있어 원자로 냉각재 계통에 이상 발생으로 냉각수 상실에 따른 원자로를 보다 신속하게 냉각시킬 수 있도록 한 원자력 발전소용 나노유체 주입장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-described problems, when an abnormality occurs in the reactor coolant system, the safety injection tank (SIT) in which the emergency coolant is stored is opened and simultaneously opened for emergency core cooling in which metal materials of the nanoparticles are melted. A nanofluidic storage tank may be provided to supply the coolant, and the inside may be coated with titanium that can withstand high acidity, thereby preventing agglomeration of the molten nano metal material in the emergency core coolant over time. The purpose of the present invention is to provide a nanofluid injection device for a nuclear power plant that can cool the reactor more rapidly due to the occurrence of abnormality in the reactor coolant system.

또한, 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 또 다른 목적은, 내부를 높은 산성도에서 견딜 수 있는 티타늄으로 코팅하여 구비한 나노유체저장탱크의 일단을 개방 가능하도록 구성함으로써, 시간경과에 따른 나노입자의 금속물질이 용융된 비상노심냉각용 냉각재의 물리적, 화학적 성질을 점검 가능하도록 한 원자력 발전소용 나노유체 주입장치를 제공함에 있다.
In addition, another object of the present invention devised to solve the above-mentioned problems is, by configuring one end of the nanofluidic storage tank provided by coating the inside with titanium that can withstand high acidity, it is possible to open over time The present invention provides a nanofluidic injection device for a nuclear power plant that enables the physical and chemical properties of an emergency core cooling coolant in which metal particles of nanoparticles are melted.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원자로 사고시 발생 할 수 있는 노심의 용융을 방지 가능하도록 한 장치에 있어서, 원자로를 경유하도록 배관된 저온관에 연결관을 매개로 일단이 기밀유지가능하게 연결되되, 내부에는 원자로 냉각재 계통으부터 공급되는 냉각재 상실사고(LOCA)시 공급되어 원자로를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 보조냉각수가 저장되고, 내주면 상부에는 외부와 관통된 연결홀이 형성되어 구비되는 안전주입탱크와, 안전주입탱크(SIT)의 연결홀에 설치되어 원자로 냉각재 계통으로부터 공급되는 냉각재 상실사고(LOCA)에 대응되게 안전주입탱크 안에 구비된 냉각재가 저온관측으로 공급되는 것에 의해 일단이 회동되어 개방 가능하도록 구비되는 개폐수단과, 상기 안전주입탱크의 외주면에 일단이 연결홀과 연통되게 연결되고, 타단은 저온관과 연결되는 연결관을 매개로 연결되되, 내부에는 안전주입탱크에 저장된 냉각재가 연결관을 통하여 저온관측으로 유입되는 것에 대응되게 개폐수단이 개방됨으로 인해 연결관측으로 공급되어 원자로를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 나노입자의 금속물질이 용융된 나노유체가 저장되어 구비되는 나노유체 저장탱크를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a device capable of preventing core melting that may occur in a reactor accident, wherein one end of the apparatus is hermetically connected to a low temperature pipe piped through the reactor via a connection pipe. In the inside, the auxiliary coolant is supplied to cool the reactor rapidly when the LOCA is supplied from the reactor coolant system, and the auxiliary coolant is stored in the upper part of the inner circumferential surface. And one end is rotated and opened by supplying coolant provided in the safety injection tank to the low temperature observation in response to the LOCA supplied from the reactor coolant system installed in the connection hole of the safety injection tank (SIT). Opening means and the one end is provided in communication with the connection hole on the outer peripheral surface of the safety injection tank, The stage is connected to the low temperature pipe through the connection pipe, but inside the coolant stored in the safety injection tank is supplied to the connection pipe because the opening and closing means is opened to correspond to the flow into the low temperature pipe through the connection pipe to supply the reactor quickly It characterized in that it comprises a nanofluid storage tank which is stored and provided with a nanofluid is melted metal material of the nanoparticles to be cooled.

또한, 상기 안전주입탱크의 내부는 저온관 내부의 압보다 낮은 압을 유지하고, 상기 나노유체 저장탱크의 저장탱크 내부 압력은 높은 산성도를 유지하여 나노입자의 금속물질이 용융된 냉각용 나노유체가 시간이 경과하더라도 응집되는 것을 방지하고 샘플링 채집이 가능하도록 대기압을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the inside of the safety injection tank maintains a pressure lower than the pressure inside the low-temperature pipe, the pressure inside the storage tank of the nanofluidic storage tank maintains a high acidity so that the cooling nanofluid is melted metal material of the nanoparticles It is characterized in that it is configured to maintain the atmospheric pressure to prevent agglomeration over time and to enable sampling.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치에 따르면, 원자로 냉각재 계통에 이상 발생시 비상용 냉각수가 저장된 안전주입탱크(SIT)가 개방됨과 동시에 나노입자의 금속물질이 혼합된 나노유체를 공급 가능하도록 나노유체저장탱크를 구비하되, 내부를 높은 산성도에서 견딜 수 있는 티타늄으로 코팅하여 구비함으로써, 시간 경과에 따른 나노유체의 나노 금속물질이 응집되는 것을 방지할 수 있어 원자로 냉각재 계통에 이상 발생으로 냉각재 상실 사고(LOCA)시 원자로를 보다 신속하게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
As described above, according to the nanofluid injection device for nuclear power plants according to the present invention, when an abnormality occurs in the reactor coolant system, a safety injection tank (SIT) in which emergency coolant is stored is opened and at the same time, a nanofluid is mixed with metal material of nanoparticles. Equipped with a nano-fluid storage tank, but by coating the inside with titanium that can withstand high acidity, it is possible to prevent agglomeration of nano-metal material of the nano-fluid over time to prevent the occurrence of abnormality in the reactor coolant system In the event of a coolant loss accident (LOCA), the reactor can be cooled more quickly.

도 1은 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치가 구비된 원자로의 냉각 계통도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치가 작동된 상태를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a cooling system diagram of a nuclear reactor equipped with a nanofluid injection device for a nuclear power plant according to the present invention.
2 is a view showing a nanofluid injection device for a nuclear power plant according to the present invention.
3 is a view illustrating a state in which the nanofluid injection device for a nuclear power plant according to the present invention is operated.

이하에서는, 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치의 일실시예를 들어 상세하게 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a nanofluid injection device for a nuclear power plant according to the present invention will be described in detail.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. First, it should be noted that in the drawings, the same components or parts denote the same reference numerals as much as possible. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

첨부된 도면 도 1은 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치가 구비된 원자로의 냉각 계통도를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치가 작동된 상태를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a cooling system diagram of a nuclear reactor equipped with a nanofluid injection device for a nuclear power plant according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a nanofluid injection device for a nuclear power plant according to the present invention. 3 is a view illustrating a state in which the nanofluid injection device for a nuclear power plant according to the present invention is operated.

원자력 발전소용 나노유체 주입장치(100)는 원자로(10)를 경유하도록 배관된 저온관(20)에 연결관(112)을 매개로 일단이 기밀유지가능하게 연결되되, 내부에는 냉각재 상실사고(LOCA)시 공급되어 원자로를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 보조냉각수(A)가 저장되고, 내주면 상부에는 외부와 관통된 연결홀(113)이 형성되어 구비되는 안전주입탱크(110)와, 상기 안전주입탱크(110)의 연결홀(113)에 설치되어 원자로 냉각재 상실사고(LOCA)에 대응되게 보조냉각수(A)가 저온관(20)측으로 공급되는 것에 의해 일단이 회동되어 개방 가능하도록 구비되는 개폐수단(130)과, 상기 안전주입탱크(110)의 외주면에 일단이 연결홀(113)과 연통되게 연결되고, 타단은 저온관(20)과 연결되는 연결관(112)을 매개로 연결되되, 내부에는 안전주입탱크(110)에 저장된 보조냉각수(A)가 연결관(112)을 통하여 저온관(20)측으로 유입되는 것에 대응되게 개폐수단(130)이 개방됨으로 인해 연결관(112)측으로 공급되어 원자로(10)를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 나노입자의 금속물질이 용융된 나노유체(B)가 저장되어 구비되는 나노유체저장탱크(150)를 포함하여 구성된다. Nanofluid injection device 100 for nuclear power plant 100 is connected to the low-temperature pipe 20 piped through the reactor 10 via one end of the connection pipe 112 to be hermetically sealed, the loss of coolant (LOCA) inside Auxiliary coolant (A) is stored to be supplied at the time to quickly cool the reactor, the safety injection tank 110 and the safety injection tank is provided with a connection hole 113 penetrated to the outside on the inner circumferential surface, the safety injection tank Opening and closing means provided in the connection hole 113 of the 110 is provided so that one end is rotated and opened by supplying the auxiliary coolant A to the low temperature pipe 20 side to correspond to the reactor coolant loss accident (LOCA) ( 130 and one end is connected to the outer peripheral surface of the safety injection tank 110 in communication with the connection hole 113, the other end is connected via a connection pipe 112 connected to the low temperature pipe 20, the inside Auxiliary coolant (A) stored in the safety injection tank 110 is connected to the pipe (112) Nanofluid in which the metal material of the nanoparticles is melted so that the opening and closing means 130 is opened to correspond to the inflow into the low-temperature tube 20 through the connection tube 112 to rapidly cool the reactor 10. (B) is configured to include a nano-fluid storage tank 150 is provided is stored.

여기서, 상기한 안전주입탱크(110)의 내부는 저온관 내부의 압보다 낮은 45기압을 유지하고, 상기 나노유체 저장탱크(150)의 저장탱크(153) 내부 압력은 높은 산성도를 유지하여 나노입자의 금속물질이 용융된 냉각용 나노유체(B)가 시간이 경과하더라도 응집되는 것을 방지하고 샘플링 채집이 가능하도록 대기압을 유지하도록 구성된다.
Here, the inside of the safety injection tank 110 maintains 45 atm lower than the pressure inside the low temperature pipe, the pressure inside the storage tank 153 of the nanofluidic storage tank 150 maintains a high acidity nanoparticles It is configured to prevent the agglomeration of the nanomaterial (B) for cooling the molten metal material over time to maintain the atmospheric pressure to prevent aggregation and sampling.

이하에서 상기한 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the nanofluid injection device for a nuclear power plant according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

즉, 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치(100)의 안전주입탱크(110)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 저온관(20)에 연결관(112)을 매개로 연결되고 내부에는 냉각재 상실사고(LOCA)시 저장된 보조냉각수(A)를 공급 가능하도록 구비된다. That is, the safety injection tank 110 of the nano-fluid injection device 100 for a nuclear power plant according to the present invention, as shown in Figures 1 to 3 is connected to the low temperature pipe 20 via the connection pipe 112 as a medium. And it is provided to be able to supply the auxiliary coolant (A) stored in the coolant loss accident (LOCA) inside.

즉, 상기한 안전주입탱크(110)는 저면은 제1체크밸브(111)가 설치된 연결관(112)의 타단과 용접과 같은 방법으로 연통되게 홀(114)이 형성되고, 내부에는 보조냉각수(A)를 저장시킬 수 있도록 밀폐되되, 내주면 상부에는 개폐수단(130)에 의해 개폐되는 연결홀(113)이 형성되어 구비된다.That is, the safety injection tank 110, the bottom surface is formed in the hole 114 is in communication with the other end of the connection pipe 112, the first check valve 111 is installed in the same manner as the welding, the inside of the auxiliary cooling water ( A) is sealed to store, but the inner circumferential surface is provided with a connecting hole 113 is opened and closed by the opening and closing means 130.

상기한 개폐수단(130)은, 안전주입탱크(110)의 연결홀(113)을 항상 폐쇄시킨 상태를 유지하도록 안전주입탱크(110)의 내부에 설치되어 보조냉각수(A)가 연결관(112)을 통하여 저온관(20)측으로 공급되는 것에 대응되게 상기 연결홀(113)을 개방시킬 수 있도록 구성된다.The opening and closing means 130 is installed inside the safety injection tank 110 to maintain the connection hole 113 of the safety injection tank 110 always closed, and the auxiliary cooling water A is connected to the connection pipe 112. It is configured to open the connection hole 113 to correspond to the supply to the cold tube 20 side through).

즉, 상기한 개폐수단(130)은 안전주입탱크(110)에 형성된 연결홀(113)을 씰링시키면서 보조냉각수(A) 공급에 따른 내압이 나노유체저장탱크(150)측으로 이동할 수 있도록 외주면은 씰링홈(도면부호 생략)이 원주방향으로 형성되고 중앙부는 관통홀(131a)이 형성되어 구비되는 씰링부재(131)와, 상기 씰링부재(131)의 일면 일단에 힌지핀(132)을 매개로 일단이 회동하는 것에 의해 관통홀(131a)을 개폐시킬 수 있도록 구비되는 개폐판(133)과, 상기 개폐판(133)의 타단에 연결바(134)를 매개로 연결되어 보조냉각수(A)의 수위에 대응되게 개폐판(133)을 회동시킬 수 있도록 구비되는 부력체(135)로 이루어진다.That is, the opening and closing means 130 seals the connection hole 113 formed in the safety injection tank 110 while sealing the outer circumferential surface so that the internal pressure according to the auxiliary cooling water (A) supply can move toward the nanofluidic storage tank 150. A groove (not shown) is formed in the circumferential direction, and the center portion includes a sealing member 131 provided with a through hole 131a and one end of a hinge pin 132 on one end of the sealing member 131. The opening and closing plate 133 is provided to open and close the through hole 131a by the rotation, and the other end of the opening and closing plate 133 is connected via a connecting bar 134, the level of the auxiliary cooling water (A) It consists of a buoyancy body 135 provided to rotate the opening and closing plate 133 to correspond to.

상기한 나노유체저장탱크(150)는 일단은 안전주입탱크(110)에 연결되고 타단은 저온관(20)과 연결되는 연결관(112)에 연결되어 상기 개폐수단(130)의 개폐판(133)이 개방되는 것에 의해 안전주입탱크(110)의 내부 압력이 유입됨에 따른 저장된 냉각용 나노유체(B)를 자동 공급시켜 원자로를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 구성된다.The nano fluid storage tank 150 is one end is connected to the safety injection tank 110 and the other end is connected to the connection pipe 112 is connected to the low temperature pipe 20, the opening and closing plate 133 of the opening and closing means 130 ) Is automatically configured to supply the stored cooling nanofluid (B) as the internal pressure of the safety injection tank 110 is introduced by opening, so that the reactor can be quickly cooled.

즉, 상기한 나노유체 저장탱크(150)는 상기 안전주입탱크(110)의 외주면에서 상기 연결홀(113)과 연통되게 용접과 같은 방법으로 일단이 고정 연결되는 유도관(152)과, 상기 유도관(152)의 타단을 상면에 용접에 의해 고정 연결시키되 내부는 나노입자의 금속물질이 용융된 나노유체(B)를 저장시켜 구비되는 저장탱크(153)와, 상기 저장탱크(153)의 저면에 일단이 연결되고 타단은 중간에 제2체크밸브(151)를 구비하여 연결관(112)에 연결되는 것에 의해 상기 보조냉각수(A)가 안전주입탱크(110)로부터 유출시 저장된 나노유체(B)를 연결관(112)측으로 유출 가능하도록 구비되는 안내관(154)으로 구성된다.That is, the nano-fluid storage tank 150 is an induction pipe 152, one end is fixedly connected by the same method as the welding in communication with the connection hole 113 in the outer peripheral surface of the safety injection tank 110, the induction The other end of the tube 152 is fixedly connected to the upper surface by welding, but the inside of the storage tank 153 and the bottom surface of the storage tank 153 is provided by storing the nanofluid (B) in which the metal material of the nanoparticles are melted. One end is connected to the other end is provided with a second check valve 151 in the middle is connected to the connection pipe 112 by the auxiliary cooling water (A) is stored when the fluid flows out of the safety injection tank 110 (B) ) Is configured as a guide tube 154 provided to be discharged to the connection pipe 112 side.

또한, 상기한 저장탱크(153)의 상면에는 시간 경과에 따른 냉각용 나노유체(B)의 상태 유무를 확인할 수 있도록 개폐 가능한 마개(155)가 더 구비된다.
In addition, the upper surface of the storage tank 153 is further provided with a stopper 155 that can be opened and closed to check the state of the cooling nano-fluid (B) over time.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 원자력 발전소용 나노유체 주입장치가 설치된 원자로에 냉각재 상실사고(LOCA)가 발생되면, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 저온관(20)의 압력이 안전주입탱크(110)의 내부압(45기압) 이하로 떨어지게 된다.When a coolant loss accident (LOCA) occurs in a nuclear reactor equipped with a nanofluid injection device for a nuclear power plant according to the present invention, the pressure of the low temperature pipe 20 is safe as illustrated in the accompanying drawings. It falls below the internal pressure (45 atm) of the injection tank 110.

상기 저온관(20)의 내압이 안전주입탱크(110)의 내압 이하로 떨어지게 되면, 안전주입탱크(110)에 저장된 보조냉각수(A)는 연결관(112)을 통하여 저온관(20)측으로 공급된다.When the internal pressure of the low temperature pipe 20 falls below the internal pressure of the safety injection tank 110, the auxiliary coolant A stored in the safety injection tank 110 is supplied to the low temperature pipe 20 through the connection pipe 112. do.

상기 안전주입탱크(110)에 저장된 보조냉각수(A)가 유출되는 것에 의해 수위가 낮아짐으로 인해 개폐수단(130)의 부력체(135)는 하향이동 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 안전주입탱크(110)의 내부 바닥면측으로 내려가게 된다.The buoyancy body 135 of the opening and closing means 130 is moved downwardly, that is, the safety injection tank as shown in FIG. 3 due to the water level being lowered by the outflow of the auxiliary cooling water A stored in the safety injection tank 110. It goes down to the inner bottom surface side of 110.

상기 부력체(135)의 하향이동으로 개폐수단(130)의 개폐판(133)이 힌지핀(132)을 축으로 회동하여 안전주입탱크(110)의 연결홀(113)을 개방시키게 된다.In the downward movement of the buoyancy body 135, the opening and closing plate 133 of the opening and closing means 130 rotates the hinge pin 132 to the shaft to open the connection hole 113 of the safety injection tank 110.

상기 연결홀(113)의 개방으로 안전주입탱크(110)의 내압이 압력차에 의해 나노유체저장탱크(150)의 유도관(152)을 통하여 대기압 즉 1기압의 내압을 갖는 저장탱크(153)로 유입되고, 그로 인하여 저장탱크(153)에 저장된 나노입자의 금속물질이 용융된 냉각용 나노유체(B)는 안내관(154)을 통하여 저온관(112)측으로 공급된다.Storage tank 153 having an internal pressure of 1 atm of atmospheric pressure through the induction pipe 152 of the nano-fluid storage tank 150 due to the pressure difference is the internal pressure of the safety injection tank 110 by the opening of the connection hole 113. And the cooling nanofluid B in which the metal material of the nanoparticles stored in the storage tank 153 is melted is supplied to the low temperature tube 112 through the guide tube 154.

따라서, 상기 안전주입탱크(110)에 저장된 보조냉각수(A)와 함께 저장탱크(153)에 저장된 냉각용 나노유체(B)가 함께 원자로(10)를 경유하는 저온관(20)측으로 이송되므로 인해 원자로(10)는 신속하게 냉각되어 대형사고를 방지할 수 있게 된다. Therefore, the cooling nanofluid B stored in the storage tank 153 together with the auxiliary cooling water A stored in the safety injection tank 110 is transferred to the cold tube 20 via the reactor 10. The reactor 10 is rapidly cooled to prevent a large accident.

또한, 저장탱크의 내부만을 티타늄의 코팅시켜 구비하게 되므로, 장치 구성에 있어서 비용 또한 절감시킬 수 있게 된다.In addition, since only the inside of the storage tank is coated with titanium, it is possible to reduce the cost in the device configuration.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

100 ; 나노유체 주입장치
110 ; 안전주입탱크
130 ; 개폐수단
150 ; 나노유체 저장탱크100; Nano fluid injection device
110; Safety injection tank
130; Switchgear
150; Nano Fluid Storage Tank

Claims (5)

원자로의 대형사고시 발생되는 노심의 용융을 방지 가능하도록 한 원자력 발전소용 나노유체 주입장치에 있어서,
원자로(10)를 경유하도록 배관된 저온관(20)에 연결관(112)을 매개로 일단이 기밀유지가능하게 연결되되, 내부에는 원자로 냉각재 계통으로부터 공급되는 냉각재 상실사고(LOCA)시 공급되어 원자로를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 보조냉각수(A)가 저장되고, 내주면 상부에는 외부와 관통된 연결홀(113)이 형성되어 구비되는 안전주입탱크(110)와;
상기 안전주입탱크(110)의 연결홀(113)에 설치되어 냉각재 상실사고(LOCA)에 대응되게 보조냉각수(A)가 저온관(20)측으로 공급되는 것에 의해 일단이 회동되어 개방가능하도록 구비되는 개폐수단(130)과;
상기 안전주입탱크(110)의 외주면에 일단이 연결홀(113)과 연통되게 연결되고, 타단은 저온관(20)과 연결되는 연결관(112)을 매개로 연결되되, 내부에는 안전주입탱크(110)에 저장된 보조냉각수(A)가 연결관(112)을 통하여 저온관(20)측으로 유입되는 것에 대응되게 개폐수단(130)이 개방됨으로 인해 연결관(112)측으로 공급되어 원자로(10)를 신속하게 냉각시킬 수 있도록 나노입자의 금속물질이 용융된 나노유체(B)가 저장되어 구비되는 나노유체 저장탱크(150)를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 나노유체 주입장치.
In the nano-fluid injection device for nuclear power plants that can prevent the core melted during the major accident of the reactor,
One end is hermetically connected to the low temperature pipe 20 piped through the reactor 10 via a connection pipe 112, and the reactor is supplied in the case of a coolant loss accident (LOCA) supplied from the reactor coolant system. The auxiliary cooling water (A) is stored so that it can be quickly cooled, and the safety injection tank 110 is provided with a connection hole 113 penetrated to the outside on the inner circumferential surface;
It is installed in the connection hole 113 of the safety injection tank 110 is provided so that one end is rotated by opening the auxiliary cooling water (A) to the low temperature pipe 20 side to correspond to the loss of coolant accident (LOCA). Opening and closing means 130;
One end is connected to the outer circumferential surface of the safety injection tank 110 in communication with the connection hole 113, the other end is connected via a connection pipe 112 connected to the low temperature pipe 20, the safety injection tank (inside) Auxiliary coolant (A) stored in the 110 is supplied to the connection pipe 112 side by opening and closing means 130 to correspond to the flow into the low temperature pipe 20 side through the connection pipe 112 is supplied to the reactor (10) A nanofluid storage tank 150 in which nanofluids B in which metal materials of nanoparticles are melted are stored and provided so as to be rapidly cooled;
Nanofluid injection device for a nuclear power plant, characterized in that configured to include.
제1항에 있어서,
상기 안전주입탱크(110)의 내부는 저온관(20) 내부의 압보다 낮은 압을 유지하고, 상기 나노유체 저장탱크(150)의 저장탱크(153) 내부 압력은 높은 산성도를 유지하여 나노입자의 금속물질이 용융된 냉각용 나노유체(B)가 시간이 경과하더라도 응집되는 것을 방지하고 샘플링 채집이 가능하도록 대기압을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 나노유체 주입장치.
The method of claim 1,
The interior of the safety injection tank 110 maintains a pressure lower than the pressure inside the cold tube 20, the pressure inside the storage tank 153 of the nanofluidic storage tank 150 maintains a high acidity of the nanoparticles A nanofluidic injection device for a nuclear power plant, characterized in that the cooling of the molten metal material (B) is prevented from agglomeration over time and maintains atmospheric pressure to enable sampling.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 개폐수단(130)은 안전주입탱크(110)에 형성된 연결홀(113)을 씰링시키면서 보조 냉각수(A) 공급에 따른 내압이 나노유체 저장탱크(150)측으로 이동할 수 있도록 외주면은 씰링홈이 원주방향으로 형성되고 중앙부는 관통홀(131a)이 형성되어 구비되는 씰링부재(131)와, 상기 씰링부재(131)의 일면 일단에 힌지핀(132)을 매개로 일단이 회동하는 것에 의해 관통홀(131a)을 개폐시킬 수 있도록 구비되는 개폐판(133)과, 상기 개폐판(133)의 타단에 연결바(134)를 매개로 연결되어 보조냉각수(A)의 수위에 대응되게 개폐판(133)을 회동시킬 수 있도록 구비되는 부력체(135)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 나노유체 주입장치.
The method according to claim 1 or 2,
The opening and closing means 130 has a sealing groove around its outer circumferential surface to seal the connection hole 113 formed in the safety injection tank 110 so that the internal pressure according to the auxiliary cooling water (A) supply can move toward the nanofluidic storage tank 150. Formed in the direction and the center portion is formed with a through hole (131a) is formed through the through hole (131) and one end by rotating the hinge pin 132 on one end of the sealing member 131 via a medium ( The opening and closing plate 133 provided to open and close the 131a and the other end of the opening and closing plate 133 are connected through a connecting bar 134 to correspond to the level of the auxiliary cooling water A. Nanofluid injection device for a nuclear power plant, characterized in that consisting of a buoyancy body (135) provided to rotate.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 나노유체 저장탱크(150)는 상기 안전주입탱크(110)의 외주면에서 상기 연결홀(113)과 연통되게 용접과 같은 방법으로 일단이 고정 연결되는 유도관(152)과, 상기 유도관(152)의 타단을 상면에 용접에 의해 고정 연결시키되 내부는 나노입자의 금속물질이 용융된 나노유체(B)를 저장시켜 구비되는 저장탱크(153)와, 상기 저장탱크(153)의 저면에 일단이 연결되고 타단은 중간에 제2체크밸브(151)를 구비하여 연결관(112)에 연결되는 것에 의해 상기 보조냉각수(A)가 안전주입탱크(110)로부터 유출시 저장된 냉각용 나노유체(B)를 연결관(112)측으로 유출가능하도록 구비되는 안내관(154)으로 구성된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 나노유체 주입장치.
The method according to claim 1 or 2,
The nano fluid storage tank 150 has an induction pipe 152 having one end fixedly connected in a method such as welding to communicate with the connection hole 113 at the outer circumferential surface of the safety injection tank 110, and the induction pipe 152. The other end of the) is fixedly connected to the upper surface by welding, but inside the storage tank 153 and the bottom surface of the storage tank 153 provided by storing the nano-fluid (B) in which the metal material of the nanoparticles are melted. Connected and the other end is provided with a second check valve 151 in the middle is connected to the connection pipe 112 by the auxiliary cooling water (A) is stored for cooling nanofluid (B) when outflow from the safety injection tank 110 The nano-fluidic injection device for a nuclear power plant, characterized in that consisting of a guide pipe 154 provided to be discharged to the connection pipe (112) side.
제4항에 있어서,
상기 저장탱크(153)의 상면에는 시간 경과에 따른 냉각용 나노유체(B)의 상태 유무를 확인할 수 있도록 개폐가능한 마개(155)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 나노유체 주입장치

The method of claim 4, wherein
The top surface of the storage tank 153 is a nanofluidic injection device for a nuclear power plant, characterized in that the stopper 155 is further provided to check the state of the cooling nanofluid (B) over time.

KR1020100023809A 2010-03-17 2010-03-17 A system for nano-fluid injection in nuclear power plants KR101100792B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100023809A KR101100792B1 (en) 2010-03-17 2010-03-17 A system for nano-fluid injection in nuclear power plants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100023809A KR101100792B1 (en) 2010-03-17 2010-03-17 A system for nano-fluid injection in nuclear power plants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110104736A KR20110104736A (en) 2011-09-23
KR101100792B1 true KR101100792B1 (en) 2011-12-29

Family

ID=45418935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100023809A KR101100792B1 (en) 2010-03-17 2010-03-17 A system for nano-fluid injection in nuclear power plants

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101100792B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104183285B (en) * 2014-08-12 2017-11-24 中国核电工程有限公司 Cooling system outside a kind of reactor pressure vessel
KR102066325B1 (en) * 2017-11-09 2020-01-14 한국수력원자력 주식회사 Nuclear power plant having improved cooling efficiency and method of operating the same
PL3567608T3 (en) * 2017-01-03 2022-01-24 Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd Nuclear power plant having improved cooling performance
CN116013559B (en) * 2023-01-29 2024-01-12 上海核工程研究设计院股份有限公司 Nanofluid premixing injection system and injection method for nuclear power plant

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110104736A (en) 2011-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101100792B1 (en) A system for nano-fluid injection in nuclear power plants
GB2542442B (en) Composite construction of nuclear reactor pressure vessel and barrier shield
US11043310B2 (en) Valve assembly with isolation valve vessel
US20160141054A1 (en) In-vessel and ex-vessel melt cooling system and method having the core catcher
CN107251153A (en) The cooling of nuclear reactor fused mass and closed system
JP2010520483A (en) Nuclear power plant using nanoparticles in a closed circuit of an emergency system and associated method
KR101364646B1 (en) Passive safety system using small safe guard vessel and integral reactor having the same
CN103295654B (en) The passive safety injection system of nuclear reactor
JP2013104711A (en) Liquid metal cooled nuclear reactor
KR20110054453A (en) Apparatus for receiving and cooling corium melt stabilizable initial cooling of corium melt
EP2966651B1 (en) Nuclear power plant and remodeling method therefor
KR102078170B1 (en) Passive reactor external vessel cooling system
CN203397707U (en) Security defending system for nuclear power station
CN206293169U (en) A kind of passive emergent injection water system for core main pump axle envelope
JP2012230032A (en) Cooling device for reactor containment vessel
WO2017138375A1 (en) Flow damper, pressure accumulation and water injection device, and nuclear power equipment
CN205064949U (en) Y type leads directly to rising -down check valve
KR101404954B1 (en) Method Of Nuclear Corium Cooling Using Liquid Metal Layer, And Nuclear Corium Cooling System Using The Same
KR101404955B1 (en) Method Of Nuclear Corium Cooling Using Liquid Metal in External Reactor Vessel Cooling System, And Nuclear Corium Cooling System Using The Same
CN109478433A (en) The nuclear reactor of control-rod and shutdown bar outside the support construction of core and core
US11031140B2 (en) Systems and methods for maintaining cover gas in nuclear reactors
KR101733382B1 (en) Apparatus for blocking air inlet to pipe of primary cooling system at core exit side
KR102172838B1 (en) Safety injection tank including ball valve to prevent injection of pressure gas into reactor
CN109102915A (en) A kind of spheric fuel element cask flask
KR20140000411A (en) Method of using phase change material coolants, and nuclear corium cooling system using the same

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: 20141203

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151209

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee