KR101365611B1 - 히트파이프와 중성자 흡수물질을 결합한 하이브리드 제어봉 및, 이를 이용한 원자로 잔열 제거시스템 - Google Patents

히트파이프와 중성자 흡수물질을 결합한 하이브리드 제어봉 및, 이를 이용한 원자로 잔열 제거시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 원자로 노심(200)에 삽입되면서 중성자를 흡수하여 핵반응을 제어하는 하이브리드 제어봉(100)을 이용하여 핵반응에 의해 가열된 원자로 노심(200)을 냉각시키는 원자로 잔열 제거시스템에 있어서, 내부에는 냉각수(310)가 저장되는 내부공간이 형성되되, 중앙에는 상기 하이브리드 제어봉(100)의 일측이 관통삽입되며 체결되고, 상기 냉각수(310)가 유입되는 유입구(301)와 가열된 냉각수(310)가 배출되는 배출구(302)가 형성된 냉각챔버(300); 및 일정량의 냉각수(310)가 저장되고, 냉각수 공급라인(330)을 통해 상기 유입구(301)와 연결되어 상기 냉각챔버(300)에 저장된 냉각수(310)를 공급하며, 냉각수 회수라인(340)을 통해 상기 배출구(302)와 연결되어 상기 가열된 냉각수(310)를 회수하는 회수구(321)가 형성된 보조냉각 계통(320);을 포함하는 하이브리드 제어봉을 이용한 원자로 잔열 제거시스템을 제공한다.

Description

히트파이프와 중성자 흡수물질을 결합한 하이브리드 제어봉 및, 이를 이용한 원자로 잔열 제거시스템{Hybrid Control Rod Combined With Heat Pipe And Neutron-Absorbing Materials And, Heat Removal System Of Nuclear Reactor}
본 발명은 히트파이프와 중성자 흡수물질을 결합한 하이브리드 제어봉 및, 이를 이용한 원자로 잔열 제거시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자로 사고시 일차계통으로 냉각수가 공급되지 않을 경우, 원자로 노심에 삽입되어 중성자를 흡수하여 핵반응을 제어하며, 핵반응에 의해 가열된 상기 원자로 노심을 냉각시키는 하이브리드 제어봉 및, 이를 이용하여 핵반응에 의해 가열된 원자로 잔열 제거시스템에 관한 것이다.
일반적으로 제어봉(Control Rod)은 중성자를 흡수하기 쉬운 금속 하프늄(Hafnium), 카드뮴 및 붕소 등으로 형성되어, 원자로 노심에 삽입되면서 원자로의 핵반응에 의해 발생하는 중성자를 흡수하여 노심 내에서의 핵반응율을 제어하기 위한 제어장치이다.
또한, 상기 원자로 노심 내에서의 비정상적인 구동에 의해 원자로가 지나치게 과열되는 것을 방지하기 위해 통상적으로 핵반응에 의해 발생하는 열을 냉각시키기 위한 보조냉각 계통이 발전소에 장착된다.
따라서, 상기 비정상적인 구동이 과잉 핵반응에 의한 것일 경우 상기 원자로 노심의 내부로 다수의 제어봉이 동시에 삽입됨과 동시에 원자로 노심을 전체적으로 냉각시킬 수 있도록 다수의 냉각수단을 구동시켜 핵반응을 최소화시키며 과열된 열이 하강하도록 동작한다.
그러나, 원자로 사고시 밸브의 오작동, 냉각수 주입 파이프의 파단 등으로 원자로 노심에 냉각수가 공급되지 못할 경우 원자로 노심의 핵반응이 멈춘 후에 방출되는 중성자와 핵반응 생성물에 의한 잔열을 제거하지 못하는 문제점이 있었다.
한국 등록특허공보 제10-0701636호(2007.03.23), 원자로 제어 클러스터용 제어봉
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 원자로 사고시 냉각수가 공급되지 못하는 경우 원자로 노심에 삽입되어 중성자를 흡수하여 핵반응을 제어함과 동시에 핵반응에 의해 가열된 원자로 노심을 냉각시키는 히트파이프와 중성자 흡수물질을 결합한 하이브리드 제어봉과, 이러한 하이브리드 제어봉을 이용하여 핵반응에 의해 가열된 원자로 노심을 냉각시키는 원자로 잔열 제거시스템을 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 제어봉은, 제어봉 구동부의 구동에 따라 선택적으로 원자로 노심(200)에 삽입되어 중성자를 흡수하여 핵반응을 제어하며, 핵반응에 의해 가열된 상기 원자로 노심(200)을 냉각시키는 하이브리드 제어봉에 있어서, 내부에 중공(110)이 형성된 막대 형상을 갖되, 상단에는 상기 제어봉 구동부에 연결되기 위한 구동부 연결부(120);가 형성되고, 하부에는 상기 원자로 노심(200)에 삽입되어 상기 중성자를 흡수하는 중성자 흡수체(130);가 형성되며, 상기 구동부 연결부(120)와 중성자 흡수체(130) 사이에는 냉각수(310)가 순환공급되는 냉각챔버(300)에 둘러싸인 형태로 상기 냉각챔버(300)와 체결되는 챔버연결부(140);가 구비되며, 상기 중공(110)은 중성자 흡수체(130)와 챔버연결부(140)가 연결된 길이방향을 따라 내부에 연장형성되며, 상기 중공(110)의 내부에는 열전도체(150)가 주입되어 상기 원자로 노심(200)의 가열된 열을 상기 냉각챔버(300)로 열전도하면서 상기 원자로 노심(200)을 냉각킬 수 있다.
여기서, 상기 하이브리드 제어봉은, 비상시 상기 제어봉 구동부의 구동에 따라 자유낙하하여 상기 원자로 노심(200)의 내부에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 냉각챔버(300)는, 몸체의 하부에 유입구(301)가 형성되고 상기 몸체의 상부에는 배출구(302)가 형성되어, 상기 유입구(301)를 통해 보조냉각 계통(320)으로부터 공급되는 저온의 냉각수(310)는 상기 하이브리드 제어봉(100)을 냉각시키면서 가열되며 가열된 고온의 냉각수(310)는 상기 배출구(302)를 통해 상기 보조냉각 계통(320)으로 회수될 수 있다.
또한, 상기 원자로 노심(200)이 경수로일 경우 상기 냉각수(310)는 물(H2O) 또는 액체금속 갈륨(Ga)를 이용하며, 상기 원자로 노심(200)이 고속로일 경우 상기 냉각수(310)는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용할 수 있다.
또한, 상기 원자로 노심(200)이 경수로일 경우 상기 열전도체(150)는 물(H2O) 또는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하며, 상기 원자로 노심(200)이 고속로일 경우 상기 열전도체(150)는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용할 수 있다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 제어봉을 이용한 원자로 잔열 제거시스템은, 원자로 노심(200)에 삽입되면서 중성자를 흡수하여 핵반응을 제어하는 하이브리드 제어봉(100)을 이용하여 핵반응에 의해 가열된 원자로 노심(200)을 냉각시키는 원자로 잔열 제거시스템에 있어서, 내부에는 냉각수(310)가 저장되는 내부공간이 형성되되, 중앙에는 상기 하이브리드 제어봉(100)의 일측이 관통삽입되며 체결되고, 상기 냉각수(310)가 유입되는 유입구(301)와 가열된 냉각수(310)가 배출되는 배출구(302)가 형성된 냉각챔버(300); 및 일정량의 냉각수(310)가 저장되고, 냉각수 공급라인(330)을 통해 상기 유입구(301)와 연결되어 상기 냉각챔버(300)에 저장된 냉각수(310)를 공급하며, 냉각수 회수라인(340)을 통해 상기 배출구(302)와 연결되어 상기 가열된 냉각수(310)를 회수하는 회수구(321)가 형성된 보조냉각 계통(320);을 포함한다.
여기서, 상기 하이브리드 제어봉(100)은, 내부에 중공(110)이 형성된 막대 형상으로 형성되되, 상기 원자로 노심(200)에 삽입되는 하부 둘레에는 중성자 흡수체(130)가 형성되고, 상기 중공(110)에는 열전도체(150)가 저장되어 상기 원자로 노심(200)의 가열된 열을 냉각챔버(300)로 열전도하면서 상기 원자로 노심(200)을 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 냉각챔버(300)는, 몸체의 하부에 유입구(301)가 형성되고 상기 몸체의 상부에는 배출구(302)가 형성되어, 상기 유입구(301)를 통해 상기 보조냉각 계통(320)으로부터 공급되는 저온의 냉각수(310)는 상기 하이브리드 제어봉(100)을 냉각시키면서 가열되며 가열된 고온의 냉각수(310)는 상기 배출구(302)를 통해 상기 보조냉각 계통(320)으로 회수될 수 있다.
또한, 상기 보조냉각 계통(320)은, 몸체의 하부에 공급구(322)가 형성되고 상기 몸체의 상부에는 회수구(321)가 형성되어, 상기 회수구(321)를 통해 상기 냉각챔버(300)로부터 회수되는 고온의 냉각수(310)는 상기 보조냉각 계통(320)에 기저장된 저온의 냉각수(310)와 혼합되면서 냉각될 수 있다.
또한, 상기 원자로 노심(200)이 경수로일 경우 상기 냉각수(310)는 물(H2O) 또는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하며, 상기 원자로 노심(200)이 고속로일 경우 상기 냉각수(310)는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용할 수 있다.
또한, 상기 원자로 노심(200)이 경수로일 경우 상기 열전도체(150)는 물(H2O) 또는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하며, 상기 원자로 노심(200)이 고속로일 경우 상기 열전도체(150)는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 제어봉은, 비상시 상기 제어봉 구동부의 구동에 따라 자유낙하하여 상기 원자로 노심(200)의 내부에 삽입될 수 있다.
한편, 상기 냉각수 공급라인(330) 및 냉각수 회수라인(340) 상에는 내부에서 유동되는 냉각수(310)는 온도차에 의한 밀도차이에 의해 발생하는 자연대류에 의해 유동될 수 있다.
본 발명에 따른 히트파이프와 중성자 흡수물질을 결합한 하이브리드 제어봉 및, 이를 이용한 원자로 잔열 제거시스템에 의하면, 원자로 사고시 일차계통으로 냉각수가 공급되지 않을 경우, 보조급수 계통과 연결된 하이브리드 제어봉을 원자로 노심에 삽입하는 것만으로도 상기 원자로의 노심 내부에서의 핵반응을 제어할 수 있음은 물론, 핵반응에 의해 가열된 원자로 노심을 냉각시킬 수 있다.
또한, 원자로의 비정상적인 구동이 발생할 경우 핵반응 제어 및 냉각 제어를 위한 제어절차가 보다 간소해지며, 상기 하이브리드 제어봉이 장착되는 만큼 원자로 노심에 장착되는 기존의 냉각수단이 불필요해지거나 설치되는 대수가 적어지게 되며 이로 인해 원자로 자체의 전체 크기가 방대해지는 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 제어봉을 포함하는 원자로 잔열 제거시스템의 전체 구성을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 제어봉의 구성을 나타낸 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 원자로 사고시 일차계통으로 냉각수가 공급되지 않을 경우, 원자로 노심(200)에 삽입되어 중성자를 흡수하여 핵반응을 제어함과 동시에 상기 핵반응에 의해 가열된 원자로 노심(200)을 냉각시키는 히트파이프와 중성자 흡수물질을 결합한 하이브리드 제어봉(100)과, 이러한 하이브리드 제어봉(100)을 이용하여 핵반응에 의해 가열된 원자로 노심(200)의 잔열을 제거하여 냉각시키는 원자로 잔열 제거시스템으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 하이브리드 제어봉(100), 냉각챔버(300) 및, 보조냉각 계통(320)을 포함하여 구비될 수 있다.
먼저, 상기 히트파이프와 중성자 흡수물질을 결합한 하이브리드 제어봉(100, 이하에서는 '하이브리드 제어봉'이라 명칭함)은 제어봉 구동부(미도시)의 구동에 따라 선택적으로 원자로 노심(200)의 연료봉(210) 사이에 삽입되어 상기 원자로 노심(200) 내부에 존재하는 중성자를 흡수하여 핵반응을 제어하는 구성요소로서, 종래의 제어봉과 비교하여 보면 중성자 흡수물질로 형성된 부분이 상기 원자로 노심(200)에 삽입되어 핵반응을 제어하는 기본적인 구성은 유사하나, 내부에 열전도율이 높은 열전도체(150)가 배치되어 냉각수(310)가 순환공급되는 냉각챔버(300)에 의해 냉각되면서 상기 원자로 노심(200)의 잔열을 제거하여 냉각시킨다는 점에서 구별되는 기술적 특징이 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 중공(110)이 형성된 막대형상을 갖되, 상단에는 상기 제어봉 구동부에 연결되는 구동부연결부(120)가 형성되고, 하부에는 상기 원자로 노심(200)에 삽입되어 상기 중성자를 흡수하는 중성자흡수체(130)가 형성되며, 상기 구동부연결부(120)과 중성자흡수체(130) 사이에는 냉각수(310)가 순환공급되는 냉각챔버(300)에 둘러싸인 형태로 상기 냉각챔버(300)에 체결되는 챔버연결부(140)가 형성된다.
여기서, 상기 제어봉 구동부는 원자로의 제어시스템의 제어신호에 따라 상기 하이브리드 제어봉(100)이 원자로 노심(200)에 삽입되도록 하이브리드 제어봉(100)을 상하 구동시키는 구성으로서, 요구되는 핵반응율에 따라 상기 하이브리드 제어봉(100)의 삽입되는 정도를 세밀하게 조절하여 상기 핵반응율에 부합되도록 제어할 수 있으며, 비상시에는 상기 하이브리드 제어봉(100)을 원자로 노심(200)의 내부로 중력에 의해 자유낙하시켜 신속하게 핵반응이 정지되도록 삽입시킬 수도 있다.
또한, 상기 중성자흡수체(130)는 하프늄(Hafnium), 카드뮴 및 붕소 등과 같이 중성자를 흡수하는 물질로 형성되거나 이러한 물질이 외부면에 도포된 형태로 형성될 수 있으며, 상기 챔버연결부(140)는 내부의 열전도체(150)와 외부의 냉각챔버(300) 간에 열교환이 신속하게 이루어지도록 열전도율이 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 냉각수(310)에 의해 부식되지 않는 내식성 재질로 형성된다.
더불어, 상기 중공(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 중성자흡수체(130)와 챔버연결부(140)가 연결된 길이방향을 따라 하이브리드 제어봉(100)의 내부에 연장형성되며, 상기 중공(110)의 내부에는 열전도체(150)가 주입되어 상기 원자로 노심(200)의 가열된 열을 상기 냉각챔버(300)로 열전도하면서 상기 원자로 노심(200)을 냉각시키게 된다.
상기 냉각챔버(300)는 하이브리드 제어봉(100)의 외부면을 둘러싸는 형태로 장착되어 상기 하이브리드 제어봉(100)에 주입된 열전도체(150)를 냉각시키는 구성요소로서, 내부에는 냉각수(310)가 저장되는 내부공간이 형성되되, 중앙에는 상기 하이브리드 제어봉(100)의 챔버연결부(140)가 관통삽입되며 체결되고, 상기 냉각수(310)가 유입되는 유입구(301)와 상기 하이브리드 제어봉(100)과의 열교환으로 인해 가열된 냉각수(310)가 배출되는 배출구(302)가 형성된다.
여기서, 상기 냉각챔버(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 몸체의 하부에 유입구(301)가 형성되고 상기 몸체의 상부에는 배출구(302)가 형성되어, 상기 유입구(301)를 통해 상기 보조냉각 계통(320)으로부터 공급되는 저온의 냉각수(310)는 상기 하이브리드 제어봉(100)을 냉각시키면서 가열되며 가열된 고온의 냉각수(310)는 상기 배출구(302)를 통해 상기 보조냉각 계통(320)으로 회수되도록 동작한다.
상기 보조냉각 계통(320)은 냉각챔버(300)에 냉각수(310)를 공급하는 급수원으로서, 내부에 일정량의 냉각수(310)가 저장되고, 냉각수 공급라인(330)을 통해 상기 유입구(301)와 연결되어 상기 냉각챔버(300)에 저장된 냉각수(310)를 공급하며, 냉각수 회수라인(340)을 통해 상기 배출구(302)와 연결되어 상기 가열된 냉각수(310)를 회수하는 회수구(321)가 형성된다.
여기서, 상기 보조냉각 계통(320)은 몸체의 하부에 공급구(322)가 형성되고 상기 몸체의 상부에는 회수구(321)가 각각 형성되어, 상기 회수구(321)을 통해 냉각챔버(300)로부터 회수되는 고온의 냉각수(310)는 상기 보조냉각 계통(320)에 기저장된 저온의 냉각수(310)와 혼합되면서 다시 냉각된다.
또한, 상기 원자로 노심(200)이 경수로일 경우 상기 냉각수(310)와 열전도체(150)는 물(H2O) 또는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용할 수 있으며, 상기 원자로 노심(200)이 고속로일 경우 상기 냉각수(310)는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하며 열전도체(150)로서는 액체금속 갈륨을 이용하는 것이 바람직한데, 이는 고속로의 경우 원자로 노심(200)에 물이 유입될 경우 폭발의 우려가 있기 때문이며 이로 인해 액체금속을 냉각수단으로 이용하는 것이다.
또한, 상기 냉각수 공급라인(330) 및 냉각수 회수라인(340) 상에는 내부에서 유동되는 냉각수(310)는 온도차에 의한 밀도차이에 의해 발생하는 자연대류에 의해 유동된다.
다음으로는 원자로의 비정상적인 구동에 의해 원자로 노심(200) 내에서 기준치 이상으로 핵반응이 발생하여 원자로 노심(200)이 과열된 경우를 예를 들어 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 제어봉(100)을 이용한 이용한 원자로 잔열 제거시스템의 동작원리를 설명하기로 한다.
먼저, 상기 제어봉 구동부는 원자로 제어시스템의 제어신호에 따라 상기 하이브리드 제어봉(100)이 원자로 노심(200)에 삽입되도록 하이브리드 제어봉(100)을 하강시키는 구동을 동작하게 된다. 이때, 하이브리드 제어봉(100)은 제어봉 구동부의 구동에 따라 자중에 의해 자유낙하하여 상기 원자로 노심(200)의 내부에 삽입되될 수 있다.
상기 하이브리드 제어봉(100)이 원자로 노심(200) 내에서 정해진 위치에 삽입되면, 고온으로 가열된 원자로 노심(200) 내부의 고열은 삽입된 중성자흡수체(130)의 외부표면을 통해 내부의 열전도체(150)로 전달되어 열전도체(150)의 하부를 가열하게 되며, 상기 열전도체(150)는 하부가 가열되면서 기화되어 상부방향으로 상승하면서 챔버연결부(140)를 가열하게 된다.
여기서, 챔버연결부(140)의 둘레에는 저온의 냉각수(310)가 공급되어 저장되어 있기 때문에 가열된 열전도체(150)의 고열은 상기 냉각수(310)로 전달되면서 온도가 하강하게 되고 기화된 상태는 다시 액화되어 하부로 하강하게 된다.
또한, 상기 열전도체(150)의 고열이 열전도된 냉각수(310)는 냉각챔버(300) 내에서 상승하게 되고 배출구(302)를 통해 배출되어 상기 배출구(302)와 연결된 냉각수 회수라인(340)을 통해 보조냉각 계통(320)의 회수구(321)로 유입되며, 이와 같이 냉각챔버(300)로부터 회수되는 고온의 냉각수(310)는 보조냉각 계통(320)에 기저장된 저온의 냉각수(310)와 혼합되면서 다시 냉각된다.
그리고, 냉각챔버(300)로부터 회수된 냉각수(310)만큼 상기 보조냉각 계통(320)에 저장된 저온의 냉각수(310)는 공급구(322) 및 냉각수 공급라인(330)을 통해 냉각챔버(300)의 유입구(301)로 유입되며 이로 인해 상기 냉각챔버(300)의 냉각수(310) 역시 항상 저온상태를 유지할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 제어봉(100) 및, 이를 이용한 원자로 잔열 제거시스템의 각 구성 및 기능에 의해, 원자로 노심(200)에 하이브리드 제어봉(100)을 삽입하는 것만으로도 상기 원자로 노심(200) 내부에서의 핵반응을 제어할 수 있음은 물론 핵반응에 의해 가열된 원자로 노심(200)을 냉각시킬 수 있으므로, 원자로의 비정상적인 구동이 발생할 경우 핵반응 제어 및 냉각 제어를 위한 제어절차가 보다 간소해지며, 상기 하이브리드 제어봉(100)이 장착되는 만큼 원자로 노심(200)에 장착되는 기존의 냉각수단이 불필요해지거나 설치되는 대수가 적어지게 되며 이로 인해 원자로 자체의 전체 크기가 방대해지는 문제점을 해결할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100...하이브리드 제어봉 110...중공
120...구동부연결부 130...중성자흡수체
140...챔버연결부 150...열전도체
200...원자로 노심 210...연료봉
300...냉각챔버 310...냉각수
320...보조냉각 계통

Claims (12)

  1. 제어봉 구동부의 구동에 따라 선택적으로 원자로 노심(200)에 삽입되어 중성자를 흡수하여 핵반응을 제어하며, 핵반응에 의해 가열된 상기 원자로 노심(200)을 냉각시키는 하이브리드 제어봉에 있어서,
    내부에 중공(110)이 형성된 막대 형상을 갖되, 상단에는 상기 제어봉 구동부에 연결되기 위한 구동부 연결부(120);가 형성되고, 하부에는 상기 원자로 노심(200)에 삽입되어 상기 중성자를 흡수하는 중성자 흡수체(130);가 형성되며, 상기 구동부 연결부(120)와 중성자 흡수체(130) 사이에는 냉각수(310)가 순환공급되는 냉각챔버(300)에 둘러싸인 형태로 상기 냉각챔버(300)와 체결되는 챔버연결부(140);가 구비되며,
    상기 중공(110)은 중성자 흡수체(130)와 챔버연결부(140)가 연결된 길이방향을 따라 내부에 연장형성되며, 상기 중공(110)의 내부에는 열전도체(150)가 주입되어 상기 원자로 노심(200)의 가열된 열을 상기 냉각챔버(300)로 열전도하면서 상기 원자로 노심(200)을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어봉.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어봉은,
    비상시 상기 제어봉 구동부의 구동에 따라 자유낙하하여 상기 원자로 노심(200)의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어봉.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각챔버(300)는,
    몸체의 하부에 유입구(301)가 형성되고 상기 몸체의 상부에는 배출구(302)가 형성되어, 상기 유입구(301)를 통해 보조냉각 계통(320)으로부터 공급되는 저온의 냉각수(310)는 상기 하이브리드 제어봉(100)을 냉각시키면서 가열되며 가열된 고온의 냉각수(310)는 상기 배출구(302)를 통해 상기 보조냉각 계통(320)으로 회수되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어봉.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 원자로 노심(200)이 경수로일 경우 상기 냉각수(310)는 물(H2O) 또는 액체금속 갈륨(Ga)를 이용하며, 상기 원자로 노심(200)이 고속로일 경우 상기 냉각수(310)는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어봉.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 원자로 노심(200)이 경수로일 경우 상기 열전도체(150)는 물(H2O) 또는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하며, 상기 원자로 노심(200)이 고속로일 경우 상기 열전도체(150)는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 제어봉.
  6. 원자로 노심(200)에 삽입되면서 중성자를 흡수하여 핵반응을 제어하는 하이브리드 제어봉(100)을 이용하여 핵반응에 의해 가열된 원자로 노심(200)을 냉각시키는 원자로 잔열 제거시스템에 있어서,
    내부에는 냉각수(310)가 저장되는 내부공간이 형성되되, 중앙에는 상기 하이브리드 제어봉(100)의 일측이 관통삽입되며 체결되고, 상기 냉각수(310)가 유입되는 유입구(301)와 가열된 냉각수(310)가 배출되는 배출구(302)가 형성된 냉각챔버(300); 및
    일정량의 냉각수(310)가 저장되고, 냉각수 공급라인(330)을 통해 상기 유입구(301)와 연결되어 상기 냉각챔버(300)에 저장된 냉각수(310)를 공급하며, 냉각수 회수라인(340)을 통해 상기 배출구(302)와 연결되어 상기 가열된 냉각수(310)를 회수하는 회수구(321)가 형성된 보조냉각 계통(320);을 포함하며,
    상기 하이브리드 제어봉(100)은, 내부에 중공(110)이 형성된 막대 형상으로 형성되되, 상기 원자로 노심(200)에 삽입되는 하부 둘레에는 중성자 흡수체(130)가 형성되고, 상기 중공(110)에는 열전도체(150)가 저장되어 상기 원자로 노심(200)의 가열된 열을 냉각챔버(300)로 열전도하면서 상기 원자로 노심(200)을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 원자로 잔열 제거시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 냉각챔버(300)는,
    몸체의 하부에 유입구(301)가 형성되고 상기 몸체의 상부에는 배출구(302)가 형성되어, 상기 유입구(301)를 통해 상기 보조냉각 계통(320)으로부터 공급되는 저온의 냉각수(310)는 상기 하이브리드 제어봉(100)을 냉각시키면서 가열되며 가열된 고온의 냉각수(310)는 상기 배출구(302)를 통해 상기 보조냉각 계통(320)으로 회수되는 것을 특징으로 하는 원자로 잔열 제거시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 보조냉각 계통(320)은,
    몸체의 하부에 공급구(322)가 형성되고 상기 몸체의 상부에는 회수구(321)가 형성되어, 상기 회수구(321)를 통해 상기 냉각챔버(300)로부터 회수되는 고온의 냉각수(310)는 상기 보조냉각 계통(320)에 기저장된 저온의 냉각수(310)와 혼합되면서 냉각되는 것을 특징으로 하는 원자로 잔열 제거시스템.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 원자로 노심(200)이 경수로일 경우 상기 냉각수(310)는 물(H2O) 또는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하며, 상기 원자로 노심(200)이 고속로일 경우 상기 냉각수(310)는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하는 것을 특징으로 하는 원자로 잔열 제거시스템.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 원자로 노심(200)이 경수로일 경우 상기 열전도체(150)는 물(H2O) 또는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하며, 상기 원자로 노심(200)이 고속로일 경우 상기 열전도체(150)는 액체금속 갈륨(Ga)을 이용하는 것을 특징으로 하는 원자로 잔열 제거시스템.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어봉은,
    비상시 상기 제어봉 구동부의 구동에 따라 자유낙하하여 상기 원자로 노심(200)의 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 원자로 잔열 제거시스템..
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 냉각수 공급라인(330) 및 냉각수 회수라인(340)은 밀도차에 의해 내부에서 유동되는 냉각수(310)에 의해 노심을 냉각하는 것을 특징으로 하는 원자로 잔열 제거시스템.

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