KR101218967B1 - 초고온가스 원자로용 열교환기 - Google Patents

초고온가스 원자로용 열교환기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 초고온가스 원자로용 열교환기는, 초고온가스 원자로에 사용되는 열교환기로서, 제1 유체가 흐르는 제1 유로가 상호 나란하게 복수 개 마련되는 복수 개의 제1 유로 채널; 및 복수 개의 제1 유로 채널의 사이 사이에 배치되며, 제1 유체와 열교환하는 제2 유체가 흐르는 제2 유로가 복수 개 마련되는 복수 개의 제2 유로 채널;을 포함하며, 제1 유로 채널 또는 제2 유로 채널 중 적어도 어느 하나는 상호 결합되는 한 쌍의 플레이트를 구비하며, 한 쌍의 플레이트의 결합에 의해 제1 유로 또는 제2 유로가 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 유체가 흐르는 유로가 종래보다 더 넓은 크기를 가짐으로써 유체가 유로를 따라 원활하게 이동할 수 있을 뿐만 아니라 흑연, 세라믹 단열재, 금속표면 산화물 등과 같은 원자로 혹은 고온가열로 내부의 다양한 구조물에서 다양한 원인으로 야기되는 분진에 의해 유로가 막히는 현상을 방지할 수 있다.

Description

초고온가스 원자로용 열교환기{Heat exchanger for very high temperature nuclear reactor}
초고온가스 원자로용 열교환기가 개시된다. 보다 상세하게는, 유체가 흐르는 유로가 종래보다 더 넓은 크기를 가짐으로써 유체가 유로를 따라 원활하게 이동할 수 있을 뿐만 아니라 금속표면 산화물 등과 같은 원자로 혹은 고온가열로 내부의 다양한 구조물에서 다양한 원인으로 야기되는 분진에 의해 유로가 막히는 현상을 방지할 수 있는 초고온가스 원자로용 열교환기 개시된다.
일반적으로 열교환기는 온도가 다른 두 유체가 서로 섞이지 않으면서 온도가 높은 유체로부터 온도가 낮은 유체로 열을 교환하도록 하는 장치를 가리킨다. 열교환기는 에어컨과 같은 가정용 공기 조화 시스템으로부터 대형 공장의 화학 공정이나 발전에 이르기까지 넓은 범위의 분야에서 실제적으로 많이 사용되고 있다.
이러한 열교환기는 다수의 종류가 있는데, 그 중 인쇄기판형 열교환기(PCHE, Printed Circuit Heat Exchanger)는 기존의 쉘 앤 튜브(shell and tube) 또는 U-튜브 타입의 열교환기보다 온도와 압력이 높은 운전 환경에 적용될 수 있어 초고온가스로의 중간 열교환기로 적합하다.
부연 설명하면, 인쇄기판형 열교환기는 플레이트-핀 열교환기(plate-fin heat exchanger)보다 진보된 형태로서 금속 판에 유체가 통과하는 유로를 화학적 에칭 등에 의해 소정의 직경으로 다수 가공한 후 이를 다시 적층 결합하여 제조된다.
그런데, 원자로 내부에는 흑연, 세라믹 단열재, 금속표면 산화물 등과 같은 원자로 내부의 다양한 구조물에서 다양한 원인으로 야기되는 분진이 많기 때문에 유로 크기가 매우 작은 일반적인 인쇄기판형 열교환기가 초고온가스로의 중간 열교환기로 적용되는 경우 유로의 막힘 현상이 발생될 수 있으며, 이에 따라 유체의 원활한 이동이 이루어지지 못하는 단점이 있다.
이에, 열교환을 신뢰성 있게 수행하면서도 원자로 내부의 먼지로 인해 유로의 막힘 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 새로운 구조의 초고온가스 원자로용 열교환기의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 실시 예에 따른 목적은, 유체가 흐르는 유로가 종래보다 더 넓은 크기를 가짐으로써 유체가 유로를 따라 원활하게 이동할 수 있을 뿐만 아니라 흑연, 세라믹 단열재, 금속표면 산화물 등과 같은 원자로 혹은 고온가열로 내부의 다양한 구조물에서 다양한 원인으로 야기되는 분진에 의해 유로가 막히는 현상을 방지할 수 있는 초고온가스 원자로용 열교환기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 제1 유체 채널을 통해 이동하는 제1 유체와 제2 유체 채널을 통해 이동하는 제2 유체의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 초고온가스 원자로용 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 초고온가스 원자로용 열교환기는, 초고온가스 원자로에 사용되는 열교환기로서, 제1 유체가 흐르는 제1 유로가 상호 나란하게 복수 개 마련되는 복수 개의 제1 유로 채널; 및 상기 복수 개의 제1 유로 채널의 사이 사이에 배치되며, 상기 제1 유체와 열교환하는 제2 유체가 흐르는 제2 유로가 복수 개 마련되는 복수 개의 제2 유로 채널;을 포함하며, 상기 제1 유로 채널 또는 상기 제2 유로 채널 중 적어도 어느 하나는 상호 결합되는 한 쌍의 플레이트를 구비하며, 상기 한 쌍의 플레이트의 결합에 의해 상기 제1 유로 또는 제2 유로가 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의해서, 유체가 흐르는 유로가 종래보다 용이하게 더 넓은 크기를 갖도록 구성시킬 수 있어 유체가 유로를 따라 원활하게 이동할 수 있을 뿐만 아니라 흑연, 세라믹 단열재, 금속표면 산화물 등과 같은 원자로 혹은 고온가열로 내부의 다양한 구조물에서 다양한 원인으로 야기되는 분진에 의해 유로가 막히는 현상을 방지할 수 있다.
상기 제1 유로 채널은, 판 형상으로 마련되어 하부에 마련되며, 상면에는 상기 제1 유로의 일부분에 해당하는 하부 유로홈이 함몰 형성되는 하부 플레이트; 및 판 형상으로 마련되어 상기 하부 플레이트의 상면에 결합되며, 하면에는 상기 하부 유로홈과 결합되어 상기 제1 유로를 형성하는 상부 유로홈이 함몰 형성되는 상부 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 하부 플레이트 및 상기 하부 플레이트의 상호 결합 시 상기 제1 유로가 원형의 유로를 형성하도록, 상기 상부 유로홈 및 상기 하부 유로홈은 단면이 반원 형상이 되도록 함몰 형성될 수 있다.
상기 제1 유로 채널 및 상기 제2 유로 채널은 화학적 에칭(chemical etching)에 의해 형성될 수 있다.
상기 하부 플레이트 및 상기 상부 플레이트는 디퓨젼 본딩(diffusion bonding)에 의해 결합될 수 있다.
상기 제1 유로의 상기 제1 유체와 상기 제2 유로의 상기 제2 유체의 열교환 시간을 길게 하기 위해, 상기 제1 유로 채널의 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로 채널의 상기 제2 유로 중 적어도 어느 하나는 지그재그(zigzag) 형상으로 마련될 수 있다.
상기 제2 유로 채널은 상기 제2 유로는, 상기 제2 유로를 통해 흐르는 상기 제2 유체가 상기 제1 유로 채널의 외벽과 접촉하며 이동하도록 상하로 관통 형성될 수 있다.
상기 제1 유로 채널 및 상기 제2 유로 채널은 상호 대향되는 면끼리 상호 디퓨젼 본딩된 후 테두리 부분이 웰딩(welding) 또는 브레이징(brazing)에 의해 결합될 수 있다.
상기 초고온가스 원자로용 열교환기는 인쇄회로기판형 열교환기일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 초고온가스 원자로용 열교환기는, 제1 유체가 흐르는 제1 유로가 상호 나란하게 복수 개 마련되는 복수 개의 제1 유로 채널; 및 상기 복수 개의 제1 유로 채널의 사이 사이에 배치되며, 상기 제1 유체와 열교환하는 제2 유체가 흐르는 제2 유로가 복수 개 마련되는 복수 개의 제2 유로 채널;을 포함하며, 상기 제1 유로 채널은, 판 형상으로 마련되어 하부에 마련되며, 상면에는 상기 제1 유로의 일부분에 해당하는 하부 유로홈이 함몰 형성되는 하부 플레이트; 판 형상으로 마련되어 상기 하부 플레이트의 상면에 결합되며, 하면에는 상기 하부 유로홈과 결합되어 상기 제1 유로를 형성하는 상부 유로홈이 함몰 형성되는 상부 플레이트; 및 상기 하부 유로홈 및 상기 상부 유로홈에 대응되는 유로홀이 상하로 관통 형성되며 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트의 사이에 결합되는 적어도 하나의 중간 플레이트;를 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 제1 유로 채널 및 상기 제2 유로 채널은 화학적 에칭(chemical etching)에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 유체가 흐르는 유로가 종래보다 더 넓은 크기를 가짐으로써 유체가 유로를 따라 원활하게 이동할 수 있을 뿐만 아니라 흑연, 세라믹 단열재, 금속표면 산화물 등과 같은 원자로 혹은 고온가열로 내부의 다양한 구조물에서 다양한 원인으로 야기되는 분진에 의해 유로가 막히는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 유체 채널을 통해 이동하는 제1 유체와 제2 유체 채널을 통해 이동하는 제2 유체의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고온가스 원자로용 열교환기의 개념적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열교환기의 기본 구성을 설명하기 위한 열교환 블록의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 유로 채널의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 일부 구성을 단면 처리한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기의 기본 구성을 설명하기 위한 열교환 블록의 부분 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 일부 구성을 단면 처리한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고온가스 원자로용 열교환기의 개념적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 열교환기의 기본 구성을 설명하기 위한 열교환 블록의 부분 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 제1 유로 채널의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 2의 일부 구성을 단면 처리한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초고온가스 원자로용 열교환기(100)는, 인쇄회로기판형 열교환기로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 커버 케이스(110)와, 커버 케이스(110) 내에서 장착되며 제1 유체가 흐르는 제1 유로(130)가 상호 나란하게 복수 개 마련되는 복수 개의 제1 유로 채널(120)과, 커버 케이스(110) 내에서 복수 개의 제1 유로 채널(120) 사이사이에 배치되며 제1 유체와 열교환하는 제2 유체가 흐르는 제2 유로(151)가 복수 개 마련되는 제2 유로 채널(150)을 포함한다. 여기서 복수 개의 제1 유로 채널(120)과 복수 개의 제2 유로 채널(150)은 높이 방향으로 적층되어 열교환 블록을 형성한다.
커버 케이스(110)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 유로 채널(120)의 제1 유로(130)와 연통되도록 마련되어 제1 유체가 유입되는 제1 유입부(111)와, 제1 유로 채널(120)의 제1 유로(130)를 통과한 제1 유체가 배출되는 제1 배출부(112)와, 제2 유로 채널(150)의 제2 유로(151)와 연통되도록 마련되어 제2 유체가 유입되는 제2 유입부(115)와, 제2 유로 채널(150)의 제2 유로(151)를 통과한 제2 유체가 배출되는 제2 배출부(116)를 포함할 수 있다.
이러한 유입 및 배출 구조를 통해 제1 유체 및 제2 유체 사이의 열교환이 원활하게 이루어질 수 있다.
여기서, 제1 유로 채널(120)의 제1 유로(130)를 따라 이동하는 제1 유체는 기체 상태의 헬륨이며, 제2 유로 채널(150)의 제2 유로(151)를 따라 이동하는 제2 유체는 고온의 물일 수 있다. 따라서, 상대적으로 높은 온도의 제2 유체로부터 상대적으로 온도가 낮은 제1 유체로 열이 전달되어 제1 유체의 온도를 상승시킬 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 제1 유체가 헬륨이고, 제2 유체가 물이라고 상술하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 유체 및 제2 유체는 필요에 따라 변경될 수 있음은 당연하다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 제1 유로 채널(120)은, 한 쌍의 플레이트(121, 125)들이 결합되어 마련되며, 이러한 결합 구조에 의해 제1 유체가 흐르는 제1 유로(130) 역시 형성된다.
도 2 및 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 본 실시예의 제1 유로 채널(120)은, 판(plate) 형상으로 마련되어 하부에 마련되며 상면에는 제1 유로(130)의 일부분에 해당하는 하부 유로홈(122)이 함몰 형성되는 하부 플레이트(121)와, 판 형상으로 마련되어 하부 플레이트(121)의 상면에 결합되며 하면에는 제1 유로(130)의 일부분과 결합되어 제1 유로(130)를 형성하는 상부 유로홈(126)이 함몰 형성되는 상부 플레이트(125)를 포함할 수 있다.
하부 플레이트(121)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 사각 판 형상으로 마련되며, 그 상면에는 복수 개의 하부 유로홈(122)이 상호 나란하게 함몰 형성된다. 이때, 하부 유로홈(122)은 단면이 반원 형상이 되도록 함몰 형성될 수 있다.
복수 개의 하부 유로홈(122)은, 후술할 제2 유로 채널(150)의 제2 유로(151)를 따라 흐르는 고온의 제2 유체와 열교환 시간을 길게 하기 위해 지그재그(zigzag) 형상, 예를 들면 'Z' 형상으로 마련될 수 있다.
한편, 상부 플레이트(125)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 플레이트(121)와 실질적으로 동일한 형상을 갖되 하부 유로홈(122)에 대응하는 상부 유로홈(126)이 상부 플레이트(125)의 하면에 마련된다.
즉, 상부 플레이트(125)와 하부 플레이트(121)를 결합하면, 단면이 각각 반원 형상인 하부 플레이트(121)의 하부 유로홈(122)과 상부 플레이트(125)의 상부 유로홈(126)이 원 형상의 단면을 갖는 제1 유로(130)를 형성할 수 있으며, 따라서 제1 유로(130)를 따라 헬륨과 같은 제1 유체가 이동할 수 있다.
이와 같이, 제1 유로(130)는 상부 플레이트(125)와 하부 플레이트(121)가 상호 결합되어 형성되기 때문에 종래에 비해 큰 직경을 가질 수 있다. 즉, 하부 플레이트(121) 및 상부 플레이트(125)에 화학적 에칭(chemical etching)을 적용하여 각각 반원 형상의 하부 유로홈(122) 및 상부 유로홈(126)을 형성하고, 이들을 결합시킴으로써 종래에 비해 상대적으로 큰 직경의 유로를 가질 수 있는 것이다.
부연 설명하면, 종래에는 하나의 금속판에 본 실시예의 제1 유로(130)에 해당하는 유로를 형성해야 하기 때문에 직경의 크기를 크게 구현하지 못하였으며, 이에 따라 흑연, 세라믹 단열재, 금속표면 산화물 등과 같은 원자로 혹은 고온가열로 내부의 다양한 구조물에서 다양한 원인으로 야기되는 분진이 유로에 싸여 막힘 현상이 발생되었으나, 본 실시예의 경우 상부 플레이트(125) 및 하부 플레이트(121)에 각각 절반씩 유로홈(122, 126)을 형성하고 이들을 결합시켜 제1 유로(130)를 형성시킴으로써 종래에 비해 상대적으로 큰 유로(130)를 형성할 수 있다.
예를 들면, 종래의 경우 유로의 최대 직경을 0.5mm로 구현할 수 있었다면, 본 실시예의 경우 제1 유로(130)의 최대직경을 용이하게 두 배인 1.0mm로 구현 할 수 있어 화학적 에칭에 대한 부담을 줄이고, 더불어 제1 유체의 이동을 원활하게 할 뿐만 아니라 먼지 등에 의한 유로의 막힘 현상을 방지할 수 있다.
다만, 전술한 실시 예에서는 상부 유로홈(126) 및 하부 유로홈(122)이 각각 반원 형상으로 함몰 형성된 홈이라고 상술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상부 플레이트(125) 및 하부 플레이트(121)의 상호 결합 시 상부 유로홈(126) 및 하부 유로홈(122)이 제1 유로(130)를 형성할 수 있는 형상이라면 다른 형상이 적용될 수 있음은 당연하다.
그리고, 상부 플레이트(125) 및 하부 플레이트(121)의 결합 구조에 대해 설명하면, 본 실시예의 상부 플레이트(125) 및 하부 플레이트(121)는 디퓨져 본딩(diffusion bonding)에 의해 결합될 수 있다.
디퓨져 본딩은 금속의 용융점 이하에서 열과 압력을 가해 원자를 활성화시켜 금속, 즉 상부 플레이트(125) 및 하부 플레이트(121)를 결합하는 방법으로 모재와 거의 유사한 강도와 내열 온도를 갖는 접합물, 즉 제1 유로 채널(120)을 얻을 수 있다. 다만, 상부 플레이트(125) 및 하부 플레이트(121)의 결합 구조가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 실시예의 제2 유로 채널(150)은, 전술한 바와 같이, 고온의 제2 유체, 예를 들면 고온의 물이 흐르는 제2 유로(151)가 형성된 부분으로서, 제1 유로 채널(120)을 따라 이동하는 제1 유체에 열을 전달하는 역할을 한다.
이러한 제2 유로 채널(150)은, 제1 유로 채널(120)에 대응되는 사각 판 형상으로 마련되며, 복수 개의 제2 유로(151)가 상호 나란하게 배치된다.
제2 유로 채널(150)에 형성되는 제2 유로(151) 역시 화학적 에칭에 의해서 형성될 수 있다. 다만, 제1 유로 채널(120)은 제1 유로(130)가 유로홈(122, 126)들의 결합에 의해 형성되는 반면에 제2 유로 채널(150)의 제2 유로(151)는 상하로 관통되게 형성될 수 있다.
즉, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 유로(151)는 제2 유로 채널(150)의 판면 방향을 따라 길게 관통 형성되되 상하 방향으로도 관통 형성된다.
따라서, 제2 유로(151)를 따라 제2 유체가 흐를 때 제2 유체와 제1 유로 채널(120)의 외벽이 직접적으로 접촉할 수 있으며, 따라서 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
다만, 제2 유로 채널(150)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 유로 채널(120)과 실질적으로 동일한 형상으로 마련될 수도 있다. 다만, 이의 경우 제2 유로 채널(150)의 제2 유로(151)를 따라 흐르는 제2 유체가 제1 유로 채널(120)과 직접적으로 접촉되며 흐르지 않기 때문에 열교환 효율이 다소 떨어질 수 있으므로 도 4에 도시된 구조가 보다 바람직하다 할 것이다.
전술한 제2 유로 채널(150)과 제1 유로 채널(120)은 전술한 디퓨져 본딩에 의해 상호 대향하는 판면이 결합될 수 있으며, 외측 연결 부분은 웰딩(welding) 또는 브레이징(brazing)에 의해 결합될 수 있다. 따라서, 제1 유로(130) 및 제2 유로(151)가 외부와 철저히 차단된 상태를 유지할 수 있어 외부로 유체가 새어나가는 현상을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 유로 채널(120)의 제1 유로(130)가 상부 플레이트(125) 및 하부 플레이트(121)의 결합에 의해 형성되므로 종래에 비해 상대적으로 큰 유로 직경을 구현할 수 있으며, 이에 따라 유체의 흐름의 원활하게 이루어질 뿐만 아니라 흑연, 세라믹 단열재, 금속표면 산화물 등과 같은 원자로 혹은 고온가열로 내부의 다양한 구조물에서 다양한 원인으로 야기되는 분진에 의해 유로가 막히는 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제2 유로 채널(150)의 제2 유로(151)를 통해 흐르는 유체가 제1 유로 채널(120)의 외벽과 직접 접촉되어 제2 유로(151)의 제2 유체로부터 제1 유로(130)의 제1 유체로 열전달을 효과적으로 할 수 있는 장점이 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고온가스 원자로용 열교환기에 대해 설명하기로 한다. 다만, 전술한 일 실시예와 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기의 기본 구성을 설명하기 위한 열교환 블록의 부분 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 일부 구성을 단면 처리한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고온가스 원자로용 열교환기(200)는, 제1 유로 채널(220) 및 제2 유로 채널(250)을 갖되, 제1 유로 채널(220)의 구성에서 전술한 일 실시예와 약간 차이가 있다.
이에 대해 설명하면, 본 실시예의 제1 유로 채널(220)은, 상부 유로홈(226)이 형성된 상부 플레이트(225) 및 하부 유로홈(222)이 형성된 하부 플레이트(221) 외에도 상부 플레이트(225) 및 하부 플레이트(221)의 사이에 개재되는 중간 플레이트(228)를 구비할 수 있다.
본 실시예의 중간 플레이트(228)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 유로홈(226) 및 하부 유로홈(222)의 대응되는 폭으로 관통 형성된 유로홀(229)을 구비한다. 따라서 상부 플레이트(225), 하부 플레이트(221) 및 중간 플레이트(228)가 상호 결합하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 전술한 일 실시예의 제1 유로(130, 도 4 참조)에 비해 상대적으로 큰 제1 유로(230)를 만들 수 있으며, 따라서 흑연, 세라믹 단열재, 금속표면 산화물 등과 같은 원자로 혹은 고온가열로 내부의 다양한 구조물에서 다양한 원인으로 야기되는 분진에 의한 막힘 현상을 방지할 수 있다. 또한 상대적으로 많은 양의 제1 유체가 제1 유로(230)를 따라 이동할 수도 있다.
다만, 본 실시예에서는, 하나의 중간 플레이트(228)가 상부 플레이트(225) 및 하부 플레이트(221)에 개재된다고 상술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수 개의 중간 플레이트가 그 사이에 개재될 수 있다. 다만, 이의 경우, 유로의 크기는 크게 할 수 있지만, 열교환 효율을 저하시킬 수 있으므로 그 수는 적절히 조절되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 초고온가스 원자로용 열교환기
110 : 커버 케이스 120 : 제1 유로 채널
121 : 하부 플레이트 122 : 하부 유로홈
125 : 상부 플레이트 126 : 상부 유로홈
130 : 제1 유로 150 : 제2 유로 채널
151 : 제2 유로

Claims (11)

  1. 초고온가스 원자로에 사용되는 열교환기에 있어서,
    제1 유체가 흐르는 제1 유로가 상호 나란하게 복수 개 마련되는 복수 개의 제1 유로 채널; 및
    상기 복수 개의 제1 유로 채널의 사이 사이에 배치되며, 상기 제1 유체와 열교환하는 제2 유체가 흐르는 제2 유로가 복수 개 마련되는 복수 개의 제2 유로 채널;
    을 포함하며,
    상기 제1 유로 채널은,
    판 형상으로 마련되어 하부에 마련되며, 상면에는 하부 유로홈이 함몰 형성되는 하부 플레이트;
    판 형상으로 마련되어 상부에 마련되며, 하면에는 상부 유로홈이 함몰 형성되는 상부 플레이트; 및
    상기 하부 유로홈 및 상기 상부 유로홈에 대응되는 유로홀이 상하로 관통 형성되며 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트의 사이에 결합되어 상기 제1 유로를 형성하는 적어도 하나의 중간 플레이트;
    를 포함하며,
    상기 제2 유로 채널의 상기 제2 유로는, 상기 제2 유로를 통해 흐르는 상기 제2 유체가 상기 제1 유로 채널의 외벽과 접촉하며 이동하도록 상하로 관통 형성되며,
    상기 상부 유로홈 및 상기 하부 유로홈은 단면이 반원 형상이 되도록 함몰 형성되고, 상기 유로홀의 폭은 상기 상부 유로홈 및 상기 하부 유로홈의 내경과 동일한 초고온가스 원자로용 열교환기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유로 채널 및 상기 제2 유로 채널은 화학적 에칭(chemical etching)에 의해 형성되는 초고온가스 원자로용 열교환기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중간 플레이트에 대해 상기 하부 플레이트 및 상기 상부 플레이트는 디퓨젼 본딩(diffusion bonding)에 의해 결합되는 초고온가스 원자로용 열교환기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유로의 상기 제1 유체와 상기 제2 유로의 상기 제2 유체의 열교환 시간을 길게 하기 위해, 상기 제1 유로 채널의 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로 채널의 상기 제2 유로 중 적어도 어느 하나는 지그재그(zigzag) 형상으로 마련되는 초고온가스 원자로용 열교환기.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유로 채널 및 상기 제2 유로 채널은 상호 대향되는 면끼리 상호 디퓨젼 본딩된 후 테두리 부분이 웰딩(welding) 또는 브레이징(brazing)에 의해 결합되는 초고온가스 원자로용 열교환기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 초고온가스 원자로용 열교환기는 인쇄회로기판형 열교환기인 것을 특징으로 하는 초고온가스 원자로용 열교환기.
  10. 삭제
  11. 삭제
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