KR101406389B1 - Shutdown Cooling System for High Temperature Reactor - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 고온가스로 정지냉각시스템은 핵분열에 의한 고온의 열을 발생시키는 고온가스로, 상기 고온가스로 내부를 통과하는 제1 냉각유체가 순환하는 제1 순환라인 및 상기 고온가스로 외부에 배치된 제1 열교환기를 통해 상기 제1 냉각유체와 열교환을 수행하는 제2 냉각유체가 순환하는 제2 순환라인을 포함하여, 정지 상태의 상기 고온가스로를 효과적이고 안정적으로 냉각시킬 수 있다.The hot-gas-quiescent cooling system according to an embodiment of the present invention is a high-temperature gas for generating high-temperature heat by fission, a first circulation line through which a first cooling fluid passing through the inside of the hot gas circulates, And a second circulating line through which a second cooling fluid for performing heat exchange with the first cooling fluid is circulated through a first heat exchanger disposed outside the first circulation line, thereby effectively and stably cooling the hot gas path in a stationary state .

Figure R1020110146124
Figure R1020110146124

Description

고온가스로 정지냉각시스템 {Shutdown Cooling System for High Temperature Reactor}{Shutdown Cooling System for High Temperature Reactor}

고온가스로 정지냉각시스템이 개시된다. 보다 상세하게는, 고온가스로 정지 시에 고온가스로를 냉각시키는 냉각유체의 열교환기 또는 냉각유체 순환기를 고온가스로 외부에 배치하여, 고온가스로의 안전성을 높이면서 유지보수가 용이한 고온가스로 정지냉각시스템이 개시된다.
A stationary cooling system with hot gases is disclosed. More specifically, a heat exchanger or a cooling fluid circulator for cooling a high-temperature gas furnace at the time of stopping with a high-temperature gas is disposed outside by a high-temperature gas, and the high- A cooling system is disclosed.

화석연료를 대체하는 청정한 에너지원으로서 수소에 대한 관심이 증대되고 있으며, 수소는 화석연료와는 달리 지구환경오염 물질의 배출 없이 기존의 화석연료를 사용하는 에너지 시스템을 부분적으로 수정하여 활용할 수 있다는 측면에서 미래의 유망한 청정에너지로 부각되고 있다.There is growing interest in hydrogen as a clean energy source to replace fossil fuels. Hydrogen, unlike fossil fuels, can be partially modified to utilize existing fossil fuel-based energy systems without emissions of global environmental pollutants. In the future as promising clean energy.

원자력 에너지를 이용하여 고온의 열을 얻고, 이러한 고온의 열을 이용하여 수소를 생산할 수 있으며, 원자로 중에서 고온의 열을 쉽게 얻을 수 있는 것이 고온가스로이다.
예를 들면, 2011년 7월 6일 공개된 국내공개특허 10-2011-0075487(발명의 명칭 : 고온가스로용 노심)에는 냉각효율이 향상된 고온가스로에 대해 개시되어 개시되어 있다.It is possible to obtain high temperature heat using nuclear energy, to produce hydrogen using such high temperature heat, and to easily obtain high temperature heat among the nuclear reactors.
For example, Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0075487 (filed on Jul. 6, 2011) entitled "Hot Gas Furnace Core" discloses and discloses a hot gas furnace with improved cooling efficiency.

이러한 고온가스로는 원자로 정지시에 과압 혹인 감압 조건에서 강제순환을 이용하여 잔열이나 붕괴열을 노심으로부터 제거하여 대기 중으로 방출하는 기능을 갖는 정지냉각시스템이 필요하다.Such a hot gas furnace requires a quiescent cooling system having a function of removing residual heat or decay heat from a core by using forced circulation under an overpressure or a reduced pressure when the reactor is at rest, and discharging it to the atmosphere.

고온가스로 정지냉각을 위해 고온가스로 내부에 열교환기를 설치하고 냉매를 이용하여 열교환을 수행하게 되면, 고온가스로 용기가 커지고 고온에서 신뢰성을 확보할 수 있는 순환팬이 필요할 뿐 아니라 고온가스로 내부 손상을 방지하기 위해 냉매 선택에 있어서 제약이 따른다.
If a heat exchanger is installed inside the furnace with hot gas for stopping cooling with hot gas and heat exchange is performed using the refrigerant, a circulating fan capable of ensuring reliability at a high temperature due to a high temperature gas is required. In addition, There are restrictions on the choice of refrigerant to prevent damage.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 고온가스로 용기가 커지는 것을 방지함과 동시에 고온가스로의 열제거 효율을 향상시킬 수 있는 고온가스로 정지냉각시스템을 제공하는 것이다.An object of an embodiment of the present invention is to provide a hot gas-assisted stopping cooling system capable of preventing the container from being enlarged by the hot gas and improving the heat removing efficiency of the hot gas path.

본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 열교환기 튜브 파손 시에도 고온가스로의 안전성을 확보할 수 있는 고온가스로 정지냉각시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a high-temperature gas-stopped cooling system capable of ensuring the safety of a hot gas path even when the heat exchanger tube is broken.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 목적은, 구성요소들 중 일부가 손상을 입더라도, 이의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 고온가스로 정지냉각시스템을 제공하는 것이다.
In addition, an object according to an embodiment of the present invention is to provide a hot gas-assisted cooling system that can facilitate its maintenance even if some of the components are damaged.

본 발명의 일 실시예에 따른 고온가스로 정지냉각시스템은, 핵분열에 의한 고온의 열을 발생시키는 고온가스로, 상기 고온가스로 내부를 통과하는 제1 냉각유체가 순환하는 제1 순환라인, 및 상기 고온가스로 외부에 배치된 제1 열교환기를 통해 상기 제1 냉각유체와 열교환을 수행하는 제2 냉각유체가 순환하는 제2 순환라인을 포함한다. 또한, 상기 고온가스로 정지냉각시스템은 상기 제1 순환라인의 경로 상에 구비되어 상기 제1 냉각유체를 순환시키는 제1 냉각유체 순환기를 더 포함할 수 있으며, 이러한 제1 냉각유체 순환기는 상기 고온가스로의 하부와 상기 제1 열교환기 사이에 배치될 수 있다.A hot gas freezing system according to an embodiment of the present invention includes a first circulation line through which a first cooling fluid passing through the inside of the hot gas is circulated through a hot gas generating high temperature heat by fission, And a second circulation line through which a second cooling fluid for performing heat exchange with the first cooling fluid through a first heat exchanger disposed outside by the hot gas is circulated. The hot gas freezing system may further include a first cooling fluid circulator provided on the path of the first circulation line for circulating the first cooling fluid, And may be disposed between the lower portion of the gas path and the first heat exchanger.

본 발명의 다른 실시예에 따른 고온가스로 정지냉각시스템은, 핵분열에 의한 고온의 열을 발생시키는 고온가스로, 상기 고온가스로 내부를 통과하는 냉각유체가 순환하는 순환라인, 및 상기 고온가스로 하부와 연결된 순환라인 경로 상에 구비된 냉각유체 순환기를 포함하여, 정지 상태의 상기 고온가스로를 안정적으로 냉각시킬 수 있다. 상기 냉각유체는 헬륨가스일 수 있으며, 이러한 헬륨가스는 상기 고온가스로 외부에 구비된 냉각탑 또는 공랭열교환기에 의해 냉각된 후, 다시 고온가스로 하부로 향할 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a hot-gas-quiescent cooling system comprising: a circulation line for circulating a cooling fluid passing through the inside of a hot gas generating high-temperature heat by fission; And a cooling fluid circulator provided on a circulation line path connected to the lower portion, so that the hot gas path in a stationary state can be stably cooled. The cooling fluid may be a helium gas. The helium gas may be cooled by the cooling tower or the air-cooled heat exchanger provided outside the hot gas, and then may be directed downward by the hot gas again.

본 발명의 실시예에 따르면, 고온가스로의 정지 상태에서 이를 냉각함에 있어서, 고온가스로 내부를 통과하는 냉각유체를 냉각하는 열교환기 또는 상기 냉각유체에 추진력을 가하는 냉각유체 순환기를 고온가스로 외부에 배치하여, 고온가스로 용기가 커지는 것을 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, in cooling the hot gas in a stationary state, a heat exchanger for cooling the cooling fluid passing through the inside of the hot gas, or a cooling fluid circulator for applying an impelling force to the cooling fluid, It is possible to prevent the container from becoming large due to the high-temperature gas.

또한 본 발명의 실시 예에 따르면, 고온가스로와 접촉하지 않는 2차측 순환라인을 구비하고 이러한 2차측 순환라인에 제2냉각유체로 질소나 헬륨 등의 비활성 기체를 냉각유체 순환기를 구비하여 순환시키고, 또한 2차측 순환라인의 열을 냉각탑으로 방출하기 위한 열교환기를 구비한 계통으로 열교환기의 냉각탑 측 냉각유체로 냉각 효율이 좋은 물을 사용할 수 있어서, 2차측 순환라인 중 일부가 파손되어 물이 유출되더라도 고온가스로를 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a secondary side circulation line which is not in contact with a hot gas path and in which an inert gas such as nitrogen or helium is circulated as a second cooling fluid to the secondary side circulation line, Further, as a system having a heat exchanger for discharging the heat of the secondary side circulation line to the cooling tower, water having good cooling efficiency can be used as the cooling fluid on the cooling tower side of the heat exchanger, so that even if a part of the secondary side circulation line is broken and water flows out There is an effect that the hot gas path can be safely protected.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 정지 상태의 고온가스로를 냉각시키기 위한 주요 구성요소들이 고온가스로 외부에 배치되어 있으므로, 이러한 구성요소들 중 일부가 손상되더라도 이의 유지보수를 안전하고 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
According to the embodiment of the present invention, since the main components for cooling the stationary hot gas path are disposed outside by the hot gas, it is possible to safely and easily perform maintenance of the stationary part even if some of these components are damaged There is an effect that can be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온가스로 정지냉각시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고온가스로 정지냉각시스템의 구성을 도시한 도면이다.
1 is a view showing a configuration of a hot gas-assisted quench cooling system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a configuration of a hot gas-assisted quench cooling system according to another embodiment of the present invention.

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. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description forms part of a detailed description of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온가스로 정지냉각시스템(100)의 구성도이다. 1 is a block diagram of a hot gas-assisted quiescent cooling system 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여, 고온가스로 정지냉각시스템(100)은 핵분열에 의한 고온의 열을 발생시키는 고온가스로(130), 상기 고온가스로(130) 내부를 통과하는 제1 냉각유체가 순환하는 제1 순환라인(110) 및 상기 고온가스로(130) 외부에 배치된 제1 열교환기(114)를 통해 상기 제1 냉각유체와 열교환을 수행하는 제2 냉각유체가 순환하는 제2 순환라인(120)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the hot gas-assisted cooling system 100 includes a hot gas path 130 for generating high temperature heat by fission, a first cooling fluid passing through the inside of the hot gas path 130 is circulated A second circulation line (circulation line) in which a second cooling fluid for performing heat exchange with the first cooling fluid is circulated through a first circulation line 110 and a first heat exchanger 114 disposed outside the hot gas path 130 120).

또한, 고온가스로 정지냉각시스템(100)은 제2 열교환기(124)를 통해 제2 냉각유체로부터 열을 회수하는 냉각탑(140)을 더 포함할 수 있다.In addition, the hot gas freeze cooling system 100 may further include a cooling tower 140 that recovers heat from the second cooling fluid through the second heat exchanger 124.

고온가스로(130)는 핵연료유닛 및 반사유닛을 포함하는 노심, 상/하 플레넘 및 원자로 제어봉 등으로 구성되며, 이들은 금속재질인 압력용기 내에 설치된다. 고온가스로(130)의 정지시에 과압 또는 감압 조건에서 강제순환을 이용하여 잔열이나 붕괴열을 상기 노심으로부터 제어하여야 하며, 고온가스로 정지냉각시스템(100)을 통해 정지 상태의 고온가스로(130)의 냉각이 수행될 수 있다.The hot gas furnace 130 is composed of a core, an upper / lower plenum and a reactor control rod including a fuel unit and a reflection unit, and they are installed in a pressure vessel made of a metal. The residual heat or decay heat must be controlled from the core by forced circulation under overpressure or depressurized condition at the time of stopping the hot gas path 130 and the high temperature gas path 130 ) Can be performed.

제1 순환라인(110)은 고온가스로(130)의 내부를 통과하고, 고온가스로(130)의 외부로 연장 형성되어 다시 고온가스로(130)로 이어지는 루프를 형성한다. 제1 순환라인(110)을 통해 제1 냉각유체가 고온가스로(130) 내부의 열은 효과적으로 회수될 수 있다.The first circulation line 110 passes through the interior of the hot gas path 130 and forms a loop extending from the hot gas path 130 to the hot gas path 130 again. The heat inside the hot gas path 130 through the first circulation line 110 can be effectively recovered by the first cooling fluid.

제1 순환라인(110) 상에는 제1 열교환기(114), 제1 냉각유체 순환기(112), 제1 유량계(116) 등이 구비된다. 고온가스로(130)의 상부로부터 제1 열교환기(114), 제1 냉각유체 순환기(112)가 순차적으로 배치될 수 있다.On the first circulation line 110, a first heat exchanger 114, a first cooling fluid circulator 112, a first flow meter 116, and the like are provided. The first heat exchanger 114 and the first cooling fluid circulator 112 may be sequentially arranged from the upper part of the hot gas path 130. [

제1 냉각유체 순환기(112)는 고온가스로(130)의 하부와 제1 열교환기(114) 사이에 배치될 수 있으며, 고온가스로(130)로 제1 냉각유체를 보낼 수 있다. 즉, 제1 냉각유체 순환기(112)는 인입된 제1 냉각유체를 고온가스로(130)를 향해 배출할 수 있으며, 구체적으로 제1 냉각유체 순환기(112)는 회전자를 구비한 구동부의 구동에 의해 임펠러를 고속으로 회전시킴으로써 입구를 통해 유입된 제1 냉각유체를 출구를 통해 배출할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 냉각유체 순환기(112)가 임펠러의 회전에 의해 제1 냉각유체를 추진시키는 형태를 예로 들어 설명하였지만, 제1 냉각유체를 순환시킬 수 있는 다른 압축기 또는 마그네틱 펌프의 형태들도 가능하다 할 것이다.The first cooling fluid circulator 112 may be disposed between the lower portion of the hot gas path 130 and the first heat exchanger 114 and may direct the first cooling fluid to the hot gas path 130. That is, the first cooling fluid circulator 112 can discharge the drawn first cooling fluid toward the hot gas path 130. Specifically, the first cooling fluid circulator 112 drives the driving unit including the rotor The first cooling fluid introduced through the inlet can be discharged through the outlet by rotating the impeller at high speed. In the present embodiment, the first cooling fluid circulator 112 has been described as an example in which the first cooling fluid is propelled by the rotation of the impeller. However, other forms of the compressor or the magnetic pump capable of circulating the first cooling fluid It will be possible.

제1 열교환기(114)는 제1 순환라인(110)을 통해 고온가스로(130)의 상부와 연결되어 있다. 제1 냉각유체는 고온가스로(130)의 하부를 거쳐 상부로 통과하면서 고온가스로(130)로부터 높은 열을 회수하게 된다. 이렇게 고온 상태가 된 제1 냉각유체가 제1 열교환기(114)로 바로 들어갈 수 있어서, 고온가스로(130)의 열 제거 효율이 높아진다.The first heat exchanger (114) is connected to the upper portion of the hot gas path (130) through the first circulation line (110). The first cooling fluid passes through the lower portion of the hot gas path 130 and passes through the upper portion to recover high heat from the hot gas path 130. The first cooling fluid having such a high temperature can be directly introduced into the first heat exchanger 114, so that the heat removal efficiency of the high-temperature gas path 130 is improved.

제1 열교환기(114)를 통해 제1 순환라인(110)과 제2 순환라인(120) 사이의 열교환이 수행된다. 즉, 제1 냉각유체의 열은 제1 열교환기(114)를 통해 제2 순환라인(120)을 따라 흐르는 제2 냉각유체로 전달되고, 저온 상태가 되어 제1 열교환기(114)를 통과한 제1 냉각유체는 제1 냉각유체 순환기(112)를 거쳐 다시 고온가스로(130)로 들어가게 된다.Heat exchange is performed between the first circulation line 110 and the second circulation line 120 through the first heat exchanger 114. That is, the heat of the first cooling fluid is transferred to the second cooling fluid flowing along the second circulation line 120 through the first heat exchanger 114, and the low-temperature state of the first cooling fluid passes through the first heat exchanger 114 The first cooling fluid is passed through the first cooling fluid circulator (112) and then into the hot gas path (130).

제1 열교환기(114)를 통해 제2 순환라인(120)과 제1 순환라인(110) 사이의 열전달이 이루어진다. 제2 순환라인(120) 상에는 제1 열교환기(114), 제2 열교환기(124), 제2 냉각유체 순환기(122), 제2 유량계(126)가 순차적으로 배치될 수 있다.Heat is transferred between the second circulation line 120 and the first circulation line 110 through the first heat exchanger 114. The first heat exchanger 114, the second heat exchanger 124, the second cooling fluid circulator 122, and the second flow meter 126 may be sequentially disposed on the second circulation line 120.

제2 냉각유체 순환기(122)는 제2 냉각유체를 제2 순환라인(120)을 통해 흐를 수 있게 한다. 제2 냉각유체 순환기(122)는 제2 냉각유체의 종류에 적합한 압축기 또는 마그네틱 펌프가 선택될 수 있다.The second cooling fluid circulator 122 allows the second cooling fluid to flow through the second circulation line 120. The second cooling fluid circulator 122 may be a compressor or a magnetic pump suitable for the type of the second cooling fluid.

제2 열교환기(124)에 의해 제1 열교환기(114)를 빠져 나온 고온의 제2 냉각유체가 냉각될 수 있다. 즉, 고온의 제2 냉각유체의 열은 제2 열교환기(124)를 통해 회수되어 냉각탑(140)에서 대기로 방출된다.The second heat exchanger 124 can cool the high temperature second cooling fluid exiting the first heat exchanger 114. [ That is, the heat of the high-temperature second cooling fluid is recovered through the second heat exchanger 124 and discharged from the cooling tower 140 to the atmosphere.

제1 유량계(116)에서 제1 냉각유체의 유량이 실시간으로 측정되어 고온가스로(130)의 상태에 따라 제1 순환라인(110)에서의 제1 냉각유체의 유량이 적절히 제어될 수 있다. 마찬가지로, 제2 유량계(126)는 제2 순환라인(120)의 제2 냉각유체의 유량을 측정한다.The flow rate of the first cooling fluid in the first circulation line 110 can be appropriately controlled according to the state of the hot gas path 130 by measuring the flow rate of the first cooling fluid in the first flow meter 116 in real time. Similarly, the second flow meter 126 measures the flow rate of the second cooling fluid in the second circulation line 120.

제1 냉각유체로는 헬륨가스가 이용될 수 있다. 헬륨가스는 비활성 기체이므로, 고온가스로(130) 내부에서 제1 순환라인(110)에 손상이 가해져 헬륨가스가 고온가스로(130) 내부로 누출되더라도 고온가스로(130)를 손상시키지 않는다. 즉, 헬륨가스는 고온가스로(130) 내부의 구성요소들과 반응하지 않으므로, 고온가스로(130)는 안전하다.As the first cooling fluid, helium gas may be used. Since the helium gas is an inert gas, the first circulation line 110 is damaged in the high-temperature gas path 130, so that even if the helium gas leaks into the high-temperature gas path 130, the high-temperature gas path 130 is not damaged. That is, since the helium gas does not react with the components inside the hot gas furnace 130, the hot gas furnace 130 is safe.

제2 냉각유체는 물 또는 비활성 기체를 포함할 수 있다. 바람직하게, 제2 냉각유체로 물이 이용될 수 있는데, 물은 비교적 작은 열전달 면적을 필요로 하므로 제2 열교환기(124)가 커지는 단점을 미연에 방지할 수 있다. 제2 냉각유체로 비활성 기체가 이용될 경우에는, 헬륨 또는 질소(N2)하는 것이 바람직하다.The second cooling fluid may comprise water or an inert gas. Preferably, water may be used as the second cooling fluid, since water requires a relatively small heat transfer area, thereby preventing the second heat exchanger 124 from becoming larger. When an inert gas is used as the second cooling fluid, it is preferable to use helium or nitrogen (N 2 ).

고온가스로 정지냉각시스템(100)의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.The operation of the hot cooling system 100 will now be described.

고온가스로 정지냉각시스템(100)은 과압 혹은 감압 조건에서 강제순환을 이용하여 잔열이나 붕괴열을 노심으로부터 제거하여 대기 중으로 방출하는 기능을 하며, 이는 동력변환계통의 냉각능력이 상실되었을 경우나 핵연료 재장전 시 노심에서 발생하는 열을 제거하는 기능을 수행한다.The hot-gas-quiescent cooling system 100 removes residual heat or decay heat from the core using forced circulation under overpressure or reduced-pressure conditions and discharges it to the atmosphere. When the cooling ability of the power conversion system is lost, It performs the function to remove the heat generated from the core during loading.

동력변환계통 정지 후, 고온가스로(130)를 정지시켜야 하는 경우에 고온가스로 정지냉각시스템(100)이 작동하는 경우에, 노심 내 역류를 방지하기 위해 적절한 유량을 제공하고 동력변환계통에서의 역류를 방지할 수 있도록 제1 냉각유체 순환기(112)가 적절한 유량을 공급한다. 제1 냉각유체의 유량은 정지 제1 열교환기(114) 내 적절한 과냉각 여유도를 확보하도록 공급되어야 한다.In the case where the hot cooling system 100 is operated with the hot gas in the case where the hot gas path 130 is to be stopped after the stop of the power conversion system, it is necessary to provide a proper flow rate to prevent reverse flow in the core, The first cooling fluid circulator 112 supplies an appropriate flow rate so as to prevent backflow. The flow rate of the first cooling fluid must be supplied to ensure an appropriate supercooling margin in the stationary first heat exchanger (114).

동력변환계통이 정상적으로 작동하는 정상운전 상태인 대기모드에서는, 제1 냉각유체 순환기(112)는 작동하지 않는다. 그러나, 소량의 제1 냉각유체를 제1 열교환기(114)로 공급하여 고온가스로 정지냉각시스템(100)이 가동될 경우 발생할 수 있는 열충격을 방지하고, 제1 열교환기(114) 내에서 제1 냉각유체의 정체로 인한 비등을 방지하는 것이 바람직하다. 다만, 이러한 대기모드에서의 제1 냉각유체의 유동은 열손실로서의 기능을 하므로, 열충격과 비등이 일어나지 않는 범위 내에서 최소 유량을 유지하는 것이 바람직하다.In the standby mode, which is a normal operation state in which the power conversion system normally operates, the first cooling fluid circulator 112 does not operate. However, a small amount of the first cooling fluid is supplied to the first heat exchanger 114 to prevent the thermal shock that may occur when the stationary cooling system 100 is operated with the hot gas. In the first heat exchanger 114, It is preferable to prevent boiling due to stagnation of the cooling fluid. However, since the flow of the first cooling fluid in the standby mode functions as a heat loss, it is preferable to maintain the minimum flow rate within a range where heat shock and boiling do not occur.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고온가스로 정지냉각시스템(200)의 구성도이다. 전술한 실시예에 따른 고온가스로 정지냉각시스템(100)과 본 실시예에 따른 고온가스로 정지냉각시스템(200) 사이의 동일하거나 유사한 구성들은 설명의 간략화를 위해 생략하기로 한다.2 is a block diagram of a hot gas-assisted quiescent cooling system 200 according to another embodiment of the present invention. The same or similar structures between the hot gas-assisted cooling system 100 according to the above embodiment and the hot gas-assisted quiescent cooling system 200 according to the present embodiment will be omitted for the sake of simplicity of explanation.

고온가스로 정지냉각시스템(200)은 고온가스로(230), 상기 고온가스로(230) 내부를 통과하는 냉각유체가 순환하는 순환라인(210) 및 상기 고온가스로(230) 하부와 연결된 순환라인(210)의 경로 상에 구비된 냉각유체 순환기(212)를 포함한다.The hot gas-assisted quiescent cooling system 200 includes a hot gas path 230, a circulation line 210 through which a cooling fluid passes through the hot gas path 230, And a cooling fluid circulator (212) provided on the path of the line (210).

상기 냉각유체는 헬륨가스를 포함할 수 있고, 이러한 헬륨가스는 제2 열교환기(214)를 통해 고온가스로(230)의 외부에 구비된 냉각탑(240)에서 냉각될 수 있다. 또는 제2 열교환기(214)가 공랭열교환기로 형성되어, 고온가스로(230)로부터 나온 고온의 헬륨가스는 대기에 의해 냉각될 수 있다.The cooling fluid may include helium gas, which may be cooled in the cooling tower 240 provided outside the hot gas path 230 through the second heat exchanger 214. Or the second heat exchanger 214 is formed as a cooling heat exchanger so that the hot helium gas from the hot gas furnace 230 can be cooled by the atmosphere.

본 발명의 실시예에 따른 고온가스로 정지냉각시스템(100, 200)은 열교환기(114, 214)를 고온가스로(130, 230) 외부에 설치하여 냉각유체를 냉각시킴으로써, 고온가스로(130, 230) 내부 공간을 줄일 수 있어 고온가스로(130, 230) 용기 크기를 줄일 수 있다. The hot gas freezing system 100 or 200 according to the embodiment of the present invention is configured such that the heat exchangers 114 and 214 are installed outside the hot gas paths 130 and 230 to cool the cooling fluid, 230 can be reduced and the size of the container 130, 230 can be reduced.

또한, 고온가스로(130, 230) 내부를 통과하는 냉각유체로 물을 사용하지 않으므로 순환라인(110, 210)의 파손 시에도 고온가스로(130, 230)가 안전하다.In addition, since water is not used as a cooling fluid passing through the high-temperature gas passages 130 and 230, the high-temperature gas passages 130 and 230 are safe even when the circulation lines 110 and 210 are broken.

그리고, 고온의 냉각유체를 고온가스로(130, 230) 상부에서 흡입하여 냉각시키므로 열제거 효율이 좋고, 주요 구성요소들이 고온가스로(130, 230)의 외부에 있어 내부에 있는 경우와 비교하여 유지 보수가 용이한 장점이 있다.Since the high temperature cooling fluid is sucked and cooled at the top of the high temperature gas passages 130 and 230, the heat removal efficiency is good and the main components are located outside the high temperature gas passages 130 and 230, There is an advantage of easy maintenance.

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.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

100, 200 : 고온가스로 정지냉각시스템
110: 제1 순환라인 112 : 제1 냉각유체 순환기
114 : 제1 열교환기 116: 제1 유량계
120 : 제2 순환라인 122 : 제2 냉각유체 순환기
124 : 제2 열교환기 126 : 제2 유량계
130 : 고온가스로 140 : 냉각탑
210 : 순환라인 212 : 냉각유체 순환기
214 : 열교환기 216 : 유량계
230 : 고온가스로 240 : 냉각탑100, 200: Hot-gas cooled cooling system
110: first circulation line 112: first cooling fluid circulator
114: first heat exchanger 116: first flow meter
120: second circulation line 122: second cooling fluid circulator
124: second heat exchanger 126: second flow meter
130: with hot gas 140: cooling tower
210: circulation line 212: cooling fluid circulator
214: heat exchanger 216: flow meter
230: with hot gas 240: cooling tower

Claims (7)

핵분열에 의한 고온의 열을 발생시키는 고온가스로;
상기 고온가스로 내부를 통과하는 제1 냉각유체가 순환하는 제1 순환라인;
상기 고온가스로 외부에 배치된 제1 열교환기를 통해 상기 제1 냉각유체와 열교환을 수행하는 제2 냉각유체가 순환하는 제2 순환라인; 및
상기 제1 순환라인의 경로 상에 구비되어 상기 제1 냉각유체를 순환시키는 제1 냉각유체 순환기;
를 포함하고,
동력변환계통 정지 후 상기 고온가스로를 냉각시키는 경우 상기 고온가스로의 노심 내 역류를 방지하기 위해 상기 제1 냉각유체 순환기로부터 제1 냉각유체가 제공되고,
동력변환계통이 정상적으로 작동하는 정상운전 대기모드 시 상기 제1 냉각유체 순환기는 비작동되되 열충격 방지 또는 상기 제1 냉각유체의 비등 방지가 요구되는 경우 상기 제1 냉각유체 순환기로부터 상기 제1 열교환기로 상기 제1 냉각유체가 제공되며,
정지 상태의 상기 고온가스로를 냉각시키는, 고온가스로 정지냉각시스템.
A high temperature gas which generates heat at high temperature by fission;
A first circulation line through which the first cooling fluid passing through the inside of the hot gas circulates;
A second circulation line through which a second cooling fluid for performing heat exchange with the first cooling fluid is circulated through the first heat exchanger disposed outside by the hot gas; And
A first cooling fluid circulator provided on the path of the first circulation line for circulating the first cooling fluid;
Lt; / RTI >
A first cooling fluid is supplied from the first cooling fluid circulator to prevent reverse flow in the core of the hot gas path when the hot gas path is cooled after stopping the power conversion system,
The first cooling fluid circulator is deactivated in a normal operation standby mode in which the power conversion system normally operates, and when it is required to prevent thermal shock or to prevent boiling of the first cooling fluid, the first cooling fluid circulator is switched from the first cooling fluid circulator to the first heat exchanger A first cooling fluid is provided,
And cooling the hot gas path in a stopped state.
제1항에 있어서,
상기 제1 냉각유체 순환기는 상기 고온가스로의 하부와 상기 제1 열교환기 사이에 배치되는, 고온가스로 정지냉각시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first cooling fluid circulator is disposed between a lower portion of the hot gas path and the first heat exchanger.
제1항에 있어서,
상기 제2 냉각유체로부터 열을 회수하여 냉각하는 냉각탑을 더 구비하고, 상기 냉각탑과 상기 제2 순환라인 사이에 제2 열교환기가 구비되는, 고온가스로 정지냉각시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a cooling tower for cooling and recovering heat from the second cooling fluid, wherein a second heat exchanger is provided between the cooling tower and the second circulation line.
제1항에 있어서,
상기 제1 냉각유체는 헬륨가스인, 고온가스로 정지냉각시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first cooling fluid is a helium gas.
제1항에 있어서,
상기 제2 냉각유체는 물 또는 비활성 기체 중 어느 하나인, 고온가스로 정지냉각시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the second cooling fluid is either water or an inert gas.
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