KR101438111B1 - 씰 밀봉수 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각재 펌프의 가동이 중단될 경우 냉각재 펌프챔버 내의 냉각수를 밀봉수로 공급할 수 있는 유로와, 밀봉수 공급이 중단될 경우 펌프챔버 내의 냉각수를 밀봉수로 공급할 수 있는 유로를 포함하여, 냉각된 상기 냉각수와 냉각재 펌프 내의 밀봉수의 온도차이에 의한 자연순환에 의하여 냉각재 펌프 밀봉수를 공급할 수 있는 씰 밀봉수 공급 장치를 제공한다.

Description

씰 밀봉수 공급 장치 {SEAL WATER INJECTION APPARATUS}

본 발명은 원자로 냉각재 펌프의 밀봉수 주입 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 원자로 냉각재 펌프는, 원자력 발전소의 1차 계통의 증기발생기 및 원자로 사이에 구비된다. 상기 원자로 냉각재 펌프는 상기 증기발생기에서 열교환된 냉각수 또는 냉각재(이하, '냉각재'라고 표기함)를 흡입하여 원자로로 토출하는 핵증기공급계통(NSSS: Nuclear Steam Supply System)의 핵심기기이다. 일반적으로, 원자로 냉각재 계통에는 원자로 냉각을 위한 냉각재 순환을 위해 냉각재 펌프가 설치되는데, 냉각재 펌프는 증기 발생기에서 귀환되는 냉각수를 원자로로 공급하도록 펌핑하기 때문에 고온에서 작동된다. 따라서 그 냉각재 펌프의 성능을 보장하기 위해서 밀봉수를 주입하여야 한다.

종래의 밀봉수 주입 장치는 발전소 내 전원이 상실되어 원자로 냉각재 펌프가 가동되지 않거나, 밀봉수 공급 펌프가 가동되지 않을 경우 씰 밀봉수가 공급되지 않아 씰이 파손되고 밀봉수가 누출될 수 있다는 문제점이 있다.
[대한민국 특허출원 제10-2000-0003773호 '원자로 냉각재 펌프의 밀봉수 주입 시스템']

본 발명의 일 목적은 냉각재 펌프가 가동되지 않는 경우, 냉각재 펌프 챔버 내의 냉각수가 냉각된 후 밀봉수 주입 경로로 주입되어 상기 냉각수와 밀봉수의 온도차에 의하여 상기 냉각재 펌프 내의 밀봉수가 자연순환하도록 하는 씰 밀봉수 공급 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 밀봉수 공급 펌프가 가동되지 않는 경우, 냉각재 펌프 챔버 내의 냉각수가 제트펌프를 통해 압력을 얻고, 냉각 후 밀봉수 주입 경로로 주입되어 상기 냉각수와 밀봉수의 온도차에 의하여 상기 냉각재 펌프 내의 밀봉수가 자연순환하도록 하는 씰 밀봉수 공급 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따르는 씰 밀봉수 공급 장치는, 밀봉수를 가압하는 제트펌프와 상기 밀봉수를 미리 정해진 온도까지 냉각시키는 쿨러를 포함하는 밀봉수 주입 유로와, 펌프챔버 내의 냉각수를 밀봉수로 사용할 수 있도록 상기 밀봉수 주입 유로와 펌프챔버를 연결하는 냉각수 주입 유로와, 상기 냉각수 주입 유로에 장착되고, 냉각재 펌프의 가동 여부에 따라 개폐되도록 형성되는 밸브 및 상기 밸브가 열려 밀봉수 주입 유로로 공급된 밀봉수가 냉각재 펌프 내의 고온의 밀봉수와 온도차에 의하여 자연 순환될 수 있도록, 냉각재 펌프와 상기 밀봉수 주입 유로를 연결하는 순환 유로를 포함한다.

본 발명의 일 예로서, 상기 고온의 밀봉수가 상기 냉각된 냉각수보다 아래쪽에서 유입될 수 있도록 상기 순환 유로의 유입구는 상기 밀봉수 주입 유로의 유입구보다 하단에 형성된다.

본 발명의 일 예로서, 상기 밀봉수 주입 유로는 밀봉수의 온도를 측정하는 온도감지부를 포함하고, 상기 씰 밀봉수 공급 장치는 상기 온도감지부에서 측정된 온도가 상기 미리 정해진 온도를 초과할 경우 상기 밸브가 열리지 않도록 제어하는 제어부를 더 포함한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 씰 밀봉수 공급 장치는, 밀봉수를 일정 온도까지 냉각시키는 쿨러와 밀봉수의 유량을 측정하는 유량감지부를 포함하는 밀봉수 주입 유로와, 펌프챔버 내의 냉각수를 밀봉수로 사용할 수 있도록 상기 밀봉수 주입 유로와 펌프챔버를 연결하는 냉각수 주입 유로와, 상기 냉각수 주입 유로에 장착되고, 상기 유량감지부의 측정에 근거하여 개폐되도록 형성되는 밸브 및 상기 밸브가 열려 밀봉수 주입 유로로 공급된 밀봉수가 냉각재 펌프 내의 고온의 밀봉수와 온도차에 의하여 자연 순환될 수 있도록, 냉각재 펌프와 상기 밀봉수 주입 유로를 연결하는 순환 유로를 포함한다.

본 발명의 다른 일 예로서, 상기 고온의 밀봉수가 상기 냉각된 냉각수보다 아래쪽에서 유입될 수 있도록 상기 순환 유로의 유입구는 상기 밀봉수 주입 유로의 유입구보다 하단에 형성된다.

본 발명의 또 다른 일 예로서, 상기 밀봉수 주입 유로는 밀봉수의 온도를 측정하는 온도감지부를 포함하고, 씰 밀봉수 공급 장치는 상기 온도감지부에서 측정된 온도가 상기 미리 정해진 온도를 초과할 경우 상기 밸브가 열리지 않도록 제어하는 제어부를 더 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된, 원자로 냉각재 펌프의 씰 밀봉수 공급 장치는, 원자로 냉각재 펌프가 가동되지 않거나 밀봉수 공급 펌프가 가동되지 않을 경우, 냉각수와 냉각재 펌프 내의 밀봉수가 온도 차이에 의하여 자연 순환하도록 하여 밀봉수 유입 중단에 따른 씰의 파손을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 원자로 냉각재 펌프 밀봉수 주입 계통도.
도 2는 냉각재 펌프 조립체를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로 냉각재 펌프의 베어링조립체 영역의 단면도.
도 4는 원자로 냉각재 펌프의 씰 밀봉수 공급 장치의 개념도.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따르는 씰 밀봉수 공급 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조 번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 종래 원자로 냉각재 펌프 밀봉수 주입 계통도이다.

밀봉수의 요건은 엄격하고 요구되는데, 온도조건은 허용범위가 70 내지 149°F이고, 과도요건으로 36°F/min, -50°F/min이며, 압력요건은 허용범위가 200 내지 2485psig이고, 과도요건은 128psig/sec로 규정하고 있다. 따라서 일정한 온도의 밀봉수를 공급하기 위해서는 밀봉수를 가열하기 위한 설비가 필요하고, 이에따라 밀봉주입 열교환기를 설치하여 발전소의 보조증기를 이용해서 밀봉수의 온도를 유지하도록 하고 있다.

도 1을 참조하면, 종래 원자로 냉각재 펌프 밀봉수 주입은 정상유출계통(13), 원자로 보충수에 약품을 주입하는 약품주입계통(1)과 붕산수 주입 계통(2)으로부터의 공급수를 고압펌프(3)를 통해 냉각재 계통(4)에 공급함과 아울러 냉각재 펌프(12)의 밀봉주입수로 공급하는 계통에 있어서, 밀봉주입수 계통은 상기 고압펌프(3)로부터 공급되는 밀봉수를 열교환기(6)를 통해 규정된 온도를 유지하도록 가열하고, 그 열교환기(6)에서 출력되는 밀봉수의 온도를 온도감지기(10)를 통해 규정된 온도를 유지하도록 가열하고, 상기 열교환기(6)에서 출력되는 밀봉수의 온도를 온도감지기(10)를 통해 감지하여 온도제어기(9)가 허용온도 범위내에 있도록 밸브(8)를 제어하여 밀봉수를 통과시키고, 상기 밸브(8)를 통과한 밀봉수를 필터부(11)를 거쳐 이물질 필터링을 한 후에 격납건물 내부에 있는 냉각재 펌프(12)로 보내어 밀봉주입수를 공급하도록 구성된다.

도 2는 냉각재 펌프 조립체를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 원자로 냉각재 펌프의 구동부(10)의 하측에는 구동부(10)의 전동기를 지지하는 프레임(20)이 구비된다.

상기 프레임(20)의 상단에는 상기 전동기를 접촉지지하는 플랜지(22)가 형성된다.

상기 프레임(20)의 내부에는 수용공간이 형성된다.

상기 프레임(20)의 내부에는 펌핑부의 회전축을 축방향으로 지지하는 베어링조립체(30)가 구비된다.

상기 베어링조립체(30)는, 예를 들면, 내부에 상향 개구된 수용공간이 형성되는 베어링하우징(31)과, 상기 베어링하우징(31)의 상부의 개구를 차단하는 베어링커버(33)와, 상기 베어링하우징(31)의 내부에 구비되는 칼라부재(37)를 구비하여 구성된다.

상기 베어링하우징(31)은 상향 개구되게 형성된다.

상기 베어링하우징(31)의 상단에는 개구를 개폐할 수 있게 베어링커버(33)가 구비된다.

상기 베어링하우징(31)에는 회전축, 보다 구체적으로 상부축(35)이 회전 가능하게 수용된다.

상기 상부축(35)의 상단에는 상기 전동기의 구동력이 전달될 수 있게 기어형 커플링유닛유닛(45)이 구비된다.

상기 기어형 커플링유닛유닛(45)은, 상기 상부축(35)에 일체 형성되는 외접기어(36)와, 상기 커플링유닛하우징(46)의 내면에 상기 외접기어(36)와 맞물림되게 형성되는 내접기어(47)를 구비할 수 있다.

한편, 상기 상부축(35)에는 디스크 형상의 칼라부재(37)가 구비된다.

상기 칼라부재(37)는 상기 베어링커버(33) 및 상기 베어링하우징(31)과 각각 축방향으로 접촉되게 구성된다. 이에 의해, 상기 상부축(35)이 축방향으로 지지된다.

상기 칼라부재(37)와 상기 베어링커버(33) 사이에는 축방향으로 서로 슬라이딩 접촉되는 패드(41)가 각각 구비된다.

상기 베어링하우징(31)의 외측에는 오일저장조(51)가 구비된다.

상기 오일저장조(51)의 상측에는 오일저장조커버(55)가 구비된다.

상기 오일저장조커버(55)에는 상기 오일저장조(51)의 오일을 냉각하는 오일냉각기(57)가 구비된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로 냉각재 펌프의 베어링조립체 영역의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로 냉각재 펌프는, 냉각재를 펌핑하는 펌핑부(110)와, 상기 펌핑부(110)에 구동력을 제공하는 구동부(160)를 구비하여 구성된다.

상기 원자로 냉각재 펌프는, 예를 들면, 상기 펌핑부(110) 및 구동부(160)가 상하방향을 따라 배치되게 소위 "수직형 펌프"로 구성된다. 보다 구체적으로, 상기 펌핑부(110)의 상측에 상기 구동부(160)가 구비된다.

상기 펌핑부(110)는, 예를 들면, 내부에 수용공간이 구비된 케이싱(120)과, 하부축(135)과, 상기 케이싱(120)의 내부에 하부축(135)을 중심으로 회전 가능하게 배치되는 임펠러(130)를 구비하여 구성된다.

상기 임펠러(130)의 일 측에는 상기 임펠러(130)에 의해 흡입된 냉각재를 안내하는 디퓨저 또는 가이드베인(150)이 구비된다.

상기 펌핑부(110)에는 상기 회전축(하부축(135))을 따라 냉각재가 누설되는 것을 억제할 수 있게 밀봉유닛(137)이 구비된다. 상기 밀봉유닛(137)은, 예를 들면, 축방향으로 이격 배치된 소위 3단 밀봉체(3 stage mechanical seals)로 구현된다.

상기 펌핑부(110)의 상측에는 상기 구동부(160)의 동력을 상기 펌핑부(110)에 전달하는 동력전달부(170)를 포함하여 구성된다.

상기 펌핑부(110)와 상기 동력전달부(170) 사이에는 중간축(155)이 구비된다. 상기 중간축(155)은 상기 하부축(135)과 후술할 상부축(175)사이에 분리 가능하게 구비된다.

한편,상기 동력전달부(170)는, 상기 구동부(160)를 지지하는 프레임과, 상기 프레임의 내부에 상하방향을 따라 배치되고 하단에 상기 펌핑부(110)가 연결되는 상부축(175)과, 상기 상부축(175)에 결합되는 칼라부재(220), 상기 칼라부재(220)를 내부에 수용하는 베어링하우징(210), 및 상기 베어링하우징(210)의 상부 개구에 배치되는 베어링커버를 구비하여 상기 상부축(175)을 축방향으로 지지하는 베어링조립체(180)와, 상기 상부축(175)에 분리 가능하게 결합되는 제1치형부재(242), 상기 제1치형부재(242)와 치형결합되는 제1커플링유닛하우징(245) 및 상기 제1커플링유닛하우징(245)에 분리 가능하게 결합되는 제2커플링유닛하우징(247)을 구비한 커플링유닛유닛(240)과, 상기 베어링하우징(210)의 둘레에 형성되는 오일저장조(185) 및 중앙에 상기 베어링커버가 인출될 수 있게 관통된 개구를 구비하여 상기 오일저장조(185)의 상단에 구비되는 오일저장조커버(190)를 구비하여 구성된다.

상기 펌핑부(110)의 상측에는 내부에 수용공간을 형성하는 프레임이 구비된다.

상기 프레임은 상하방향을 따라 복수 개로 구성된다.

상기 프레임의 상단에는 상기 구동부(160)가 배치된다.

상기 프레임은 상기 구동부(160)를 지지할 수 있다.

상기 프레임의 상단에는 상기 구동부(160)의 하단을 접촉지지할 수 있게 외측으로 확장된 플랜지(173)가 구비된다.

상기 프레임은, 예를 들면, 원통형으로 구성된다.

상기 프레임의 내부 하부영역에는 상기 중간축(155)이 구비된다.

상기 중간축(155)의 상단에는 상기 상부축(175)이 연결된다.

상기 프레임의 내부 상기 중간축(155)의 상측에는 상기 베어링조립체(180)가 구비된다.

상기 베어링조립체(180)는, 내부에 상향 개구된 수용공간이 구비되는 베어링하우징(210)과, 상기 상부축(175)에 결합되는 칼라부재(220) 및 상기 베어링하우징(210)의 상부 개구를 차단하는 베어링커버를 구비하여 구성된다.

상기 상부축(175)에는 상기 칼라부재(220)가 일체로 회전 가능하게 결합된다.

상기 칼라부재(220)의 저부면 및 상부면에는 각각 패드가 구비된다.

상기 베어링하우징(210)의 내부에는 상기 칼라부재(220)를 회전 가능하게 지지하는 지지부(213)가 구비된다.

상기 지지부(213)는 상기 베어링하우징(210)의 내면으로부터 반경방향을 따라 내측으로 돌출되게 구성된다.

상기 지지부(213)와 상기 칼라부재(220)의 패드 사이에는 시트가 구비된다. 상기 시트는 상기 패드와 슬라이딩 접촉되게 구성된다.

상기 베어링하우징(210)의 상부 개구에는 상기 개구를 개폐할 수 있게 베어링커버가 구비된다.

상기 베어링커버는, 복수의 체결부재(예를 들면, 볼트)에 의해 분리 가능하게 상기 베어링하우징(210)에 결합된다.

상기 베어링커버는, 예를 들면, 상기 칼라부재(220)의 패드와 슬라이딩 가능하게 접촉되는 패드 또는 시트를 구비하여 구성된다.

상기 베어링하우징(210)의 외측에는 오일을 저장하는 오일저장조(185)가 구비된다. 보다 구체적으로 예를 들면, 상기 오일저장조(185)는 상기 프레임과 상기 베어링하우징(210)사이 공간에 형성된다.

한편, 상기 오일저장조(185)의 상측에는 오일저장조커버(190)가 구비된다.

상기 오일저장조커버(190)는 상기 프레임에 의해 지지되게 결합된다.

상기 오일저장조커버(190)는, 예를 들면, 중앙에 개구를 구비하여 상기 오일저장조(185)의 상단에 배치된다.

상기 오일저장조커버(190)는 상기 프레임의 내경에 대응되는 외경을 구비하게 구성된다.

상기 오일저장조커버(190)의 개구는, 예를 들면, 상기 베어링커버 보다 크게 형성된다. 이에 의해, 상기 베어링커버가 상기 오일저장조커버(190)의 개구를 통해 인출된다.

상기 오일저장조커버(190)에는 개구를 개폐하는 개구커버(194)가 구비된다.

상기 개구커버(194)는 원주방향을 따라 복수로 구획되어 복수 개의 부분커버(194a,194b)로 구성된다. 본 실시예에서, 상기 개구커버(194)는 도 4에 도시된 바와 같이, 원주방향을 따라 2개(부분커버(194a,))로 실질적으로 동일한 크기로 구획된 경우를 예시하고 있으나, 상기 부분커버(194)의 수 및 크기는 적절히 조절된다.

상기 오일저장조커버(190)에는 상기 개구커버(194)가 안착될 수 있게 안착부(196)가 구비된다.

상기 개구커버(194)는 상기 오일저장조커버(190)에 분리 가능하게 결합된다. 예를 들면, 상기 각 개구커버(194)는 상기 오일저장조커버(190)에 복수의 고정볼트(197)로 결합된다.

상기 각 개구커버(194)는 상기 안착부(196)에 안착된 후 상기 고정볼트(197)를 이용하여 상기 안착부(196)에 고정 결합된다.

상기 개구커버(194)의 중앙에는 관통부(195)가 형성된다.

한편, 상기 동력전달부(170)는 상기 구동부(160)의 구동력을 상기 상부축(175)에 전달하는 커플링유닛유닛(240)을 구비할 수 있다.

상기 커플링유닛유닛(240)은, 예를 들면, 상기 상부축(175)에 분리가능하게 결합되는 제1치형부재(242), 상기 제1치형부재(242)에 치형결합되는 제1커플링유닛하우징(245) 및 상기 제1커플링유닛하우징(245)에 분리 가능하게 결합되는 제2커플링유닛하우징(247)을 구비할 수 있다.

상기 커플링유닛유닛(240)은, 일 측은 상기 구동부(160)에 연결되고 타 측은 상기 제2커플링유닛하우징(247)에 치형결합되는 제2치형부재(248)를 구비할 수 있다.

상기 제1치형부재(242)는 상기 상부축(175)의 상단에 결합된다.

상기 제1치형부재(242)의 하측에는 상기 상부축(175)에 결합되어 상기 제1치형부재(242)의 하향 이동을 억제하는 하부지지부재(177)가 구비된다.

상기 제1치형부재(242)의 상단에는 상기 상부축(175)의 상단부에 결합되어 상기 제1치형부재(242)의 상향 이동을 억제하는 상부지지부재(178)가 구비된다.

상기 상부지지부재(178)는 복수의 체결부재(예를 들면 볼트)(179)에 의해 상기 상부축(175)에 분리 가능하게 결합된다.

상기 제1치형부재(242)에는 외접기어(243)가 구비된다.

상기 제1커플링유닛하우징(245)에는 상기 외접기어(243)와 치형 결합되어 회전되는 내접기어(246)가 구비된다.

상기 제1커플링유닛하우징(245)의 상측에는 상기 제2커플링유닛하우징(247)이 배치된다.

상기 제1커플링유닛하우징(245) 및 상기 제2커플링유닛하우징(247)은 상호 분리 가능하게 결합된다. 예를 들면, 상기 제1커플링유닛하우징(245) 및 제2커플링유닛하우징(247)은 복수의 체결부재(예를 들면 볼트 및 너트)(미도시)에 의해 분리 가능하게 결합된다.

상기 제2커플링유닛하우징(247)의 상측에는 상기 제2치형부재(248)가 치형 결합된다. 도면에는 구체적으로 도시하지 아니하였으나, 상기 제2커플링유닛하우징(247)은 내접기어를 구비하고,상기 제2치형부재(248)는 상기 내접기어에 치형 결합되는 외접기어를 구비하게 구성된다.

상기 제2치형부재(248)의 중앙에는 상기 구동부(160)의 전동기(165)의 회전축(167)이 삽입될 수 있게 회전축삽입공(249)이 구비된다. 이러한 구성에 의하여, 상기 전동기(165)의 회전축(167)이 회전되면 상호 회전 가능하게 맞물림 결합된 상기 제2치형부재(248), 제2커플링유닛하우징(247), 제1커플링유닛하우징(245), 제1치형부재(242)를 통해 상기 전동기(165)의 회전력이 상기 상부축(175)에 전달된다.

한편, 상기 커플링유닛유닛(240)의 외부에는 내부에 상기 커플링유닛유닛(240)을 수용하는 커플링유닛하우징(239)이 구비된다.

상기 커플링유닛하우징(239)은 내부에 밀봉된 수용공간을 형성할 수 있다.

상기 커플링유닛하우징(239)은 상하방향을 따라 결합되는 복수의 부분하우징을 구비할 수 있다.

상기 커플링유닛하우징(239)은 하단이 상기 개구커버(194)에 분리 가능하게 결합된다.

예를 들면, 상기 커플링유닛하우징(239)에는 반경방향을 따라 외측으로 확장된 플랜지가 구비된다.

상기 플랜지에는 상기 개구커버(194)에 체결되는 복수의 볼트(198)가 삽입될 수 있게 볼트공이 관통 형성된다.

도 4는 본원발명의 일 실시예인 원자로 냉각재 펌프(100)의 씰 밀봉수 공급 장치의 개념도이다.

도 4를 참조하면 상기 씰 밀봉수 공급 장치는 냉각재 펌프(100)와, 펌프 하우징(105)과, 제1유로(200), 제2유로(300), 제3유로(400) 및 제4유로(500)를 포함할 수 있다.

상기 냉각재 펌프(100)는 제1구(101)와 제2구(102)를 포함할 수 있다. 상기 제1구(101) 및 제2구(102)는 씰 밀봉수가 유출입하는 구멍이 된다.

상기 펌프 하우징(105)은 내부 공간에 펌프챔버(104)를 구비하고, 제3유로(400) 및 제4유로(500)를 통해 냉각수가 흐를 수 있도록 냉각수 유출입구를 구비할 수 있다.

상기 제1유로(200)는 외부로부터 상기 냉각재 펌프로 밀봉수가 유입되는 경로이다.

상기 제1유로(200)는 제트펌프(201), 쿨러(203), 싸이클론 필터, 제1온도감지부(202), 제2온도감지부(205), 유량감지부, 결합부를 포함할 수 있다.

상기 제2유로(300)는 씰 밀봉수가 자연순환하도록 형성되는 경로이다.

상기 제2유로(300)는 상기 제2구(102)와 상기 결합부를 연결한다.

상기 제3유로(400)는 상기 냉각재 펌프가 가동되지 않을 때 냉각수를 제1유로(200)에 공급하도록 형성되는 경로이다.

상기 제3유로(400)는 제1밸브를 포함할 수 있다.

상기 제1밸브는 상기 냉각재 펌프의 가동 정지 신호가 발생하면 열리고, 가동 시작 신호가 발생하면 닫히도록 형성된다. 일반적인 경우 상기 제1밸브는 닫힌 상태를 유지한다. 상기 제1밸브는 상기 제2온도감지부(205)에서 감지한 밀봉수의 온도가 66°C를 초과할 경우에는, 상기 냉각재 펌프의 가동 정지 신호가 발생하더라도 열리지 않도록 형성된다. 상기 온도는 일실시예에 따른 온도이며 통상의 기술자의 직관에 따라 이보다 높거나 낮은 온도로 설정된다.

상기 제4유로(500)는 상기 밀봉수 공급 펌프가 가동되지 않을 때 냉각수를 제1유로(200)에 공급하도록 형성되는 경로이다.

상기 제4유로(500)는 제2밸브를 포함할 수 있다.

상기 제2밸브는 상기 밀봉수의 유량이 1350L/h 이하일 때 열리고, 유량이 1500L/h 이상일 때 닫히도록 형성된다. 일반적인 경우 상기 제2밸브는 닫힌 상태를 유지한다. 상기 유량은 일실시예에 따른 양이며 통상의 기술자의 직관에 따라 이보다 높거나 낮은 온도로 설정된다. 상기 제2밸브는 상기 제2온도감지부(205)에서 감지한 밀봉수의 온도가 66°C를 초과할 경우에는, 상기 밀봉수의 유량이 1350L/h 이하이더라도 열리지 않도록 형성된다. 상기 온도는 일실시예에 따른 온도이며 이보다 높거나 낮은 온도로 설정된다.

냉각재 펌프는 상기 제1밸브 및 제2밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 냉각재 펌프의 전반적인 동작을 제어하는 메인 제어부일 수 있다. 즉, 밸브 제어를 위한 별도의 제어부가 존재하지 않고 하나의 통합된 시스템에 의하여 작동될 수 있다.

씰 밀봉수의 자연 순환을 위한 제1밸브 및 제2밸브의 구동 매커니즘은 다음과 같다.

원자로 냉각재 펌프가 정상적으로 가동 중일 경우, 제1밸브 및 제2밸브는 모두 닫힌 상태를 유지한다.

원자로 냉각재 펌프가 정상적으로 가동되다가 정지되는 경우, 제1밸브가 자동 또는 수동으로 열려서 상기 제1온도감지부(202)에서의 밀봉수 온도를 상승시켜 추후 밀봉수가 상실될 경우에도 자연 순환이 가능하도록 한다.

원자로 냉각재 펌프가 정상적으로 가동되다가 정지됨과 더불어 밀봉수의 유입도 정지되는 경우, 제1밸브와 제2밸브가 동시에 자동 또는 수동으로 개방되고, 관성에 의하여 동작하고 있는 냉각재 펌프에서 발생되는 토출 압력으로 밀봉수 순환을 유지하며, 상기 제1온도감지부(202)에서의 밀봉수 온도를 상승시켜 밀봉수의 자연 순환이 가능하도록 한다.

원자로 냉각재 펌프가 정상적으로 가동 중 밀봉수가 상실되는 경우, 상기 제2밸브가 개방되어 상기 제1온도감지부(202)에서의 밀봉수 온도가 더 높게 유지되고 원자로 냉각재 펌프가 정지되더라도 밀봉수의 자연 순환이 가능하도록 한다.

씰 밀봉수의 자연 순환은 다음과 같은 방식으로 이루어진다.

상기 냉각재 펌프 구동 정지 신호가 발생하면 상기 제1밸브가 열린다. 상기 제1밸브가 열리면 상기 펌프챔버(104) 내의 냉각수가 상기 제3유로(400)를 통해 흐르게 된다. 상기 냉각수는 상기 제트펌프(201)를 거치면서 가압되고 상기 쿨러(203)를 거치면서 약 66°C 정도로 냉각된다. 상기 결합부는 상기 냉각재 펌프의 외주에 형성되는 제1구(101)와 연결되고, 상기 냉각재 펌프 외주에 상기 제1구(101)보다 지면에 가깝게 형성되는 제2구(102)는 제2유로(300)를 통해 상기 결합부에 연결된다. 상기 제2구(102)를 통해 흘러들어오는 고온의 밀봉수와 약 66°C정도로 냉각된 냉각수가 혼합된다. 고온의 밀봉수가 제2유로(300)를 통해 유입되고 저온의 냉각수가 제1유로(200)를 통해 유입된다. 상기 냉각수와 상기 밀봉수의 온도 차이가 크기 때문에 상기 밀봉수와 상기 냉각수는 자연 순환하게 되고 냉각재 펌프의 가동이 중단되더라도 냉각수를 씰 밀봉수로 활용할 수 있게 된다.

외부로부터 밀봉수 공급이 중단될 경우 상기 제2밸브가 열린다. 상기 제2밸브가 열리면 상기 펌프챔버(104) 내의 냉각수가 상기 제4유로(500)를 통해 흐르게 된다. 상기 냉각수는 상기 쿨러(203)를 거치면서 약 66°C 정도로 냉각된다. 상기 결합부는 상기 냉각재 펌프의 외주에 형성되는 제1구(101)와 연결되고, 상기 냉각재 펌프 외주에 상기 제1구(101)보다 지면에 가깝게 형성되는 제2구(102)는 제2유로(300)를 통해 상기 결합부에 연결된다. 상기 제2구(102)를 통해 흘러들어오는 고온의 밀봉수와 약 66°C정도로 냉각된 냉각수가 혼합된다. 고온의 밀봉수가 제2유로(300)를 통해 유입되고 저온의 냉각수가 제1유로(200)를 통해 유입된다. 상기 냉각수와 상기 밀봉수의 온도 차이가 크기 때문에 상기 밀봉수와 상기 냉각수는 자연 순환하게 되고 외부로부터 밀봉수 공급이 중단될 경우에도 펌프챔버(104) 내의 냉각수를 씰 밀봉수로 활용할 수 있게 된다.

상기와 같이 설명된 씰 밀봉수 공급 장치는 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (6)

1. 밀봉수를 가압하는 제트펌프와 상기 밀봉수를 미리 정해진 온도까지 냉각시키는 쿨러를 포함하는 밀봉수 주입 유로;
   펌프챔버 내의 냉각수를 밀봉수로 사용할 수 있도록, 상기 밀봉수 주입 유로와 펌프챔버를 연결하는 냉각수 주입 유로;
   상기 냉각수 주입 유로에 장착되고, 냉각재 펌프의 가동 여부에 따라 개폐되도록 형성되는 밸브; 및
   상기 밸브가 열려 밀봉수 주입 유로로 공급된 밀봉수가 냉각재 펌프 내의 고온의 밀봉수와 온도차에 의하여 자연 순환될 수 있도록, 냉각재 펌프와 상기 밀봉수 주입 유로를 연결하는 순환 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 씰 밀봉수 공급 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고온의 밀봉수가 상기 냉각된 냉각수보다 아래쪽에서 유입될 수 있도록, 상기 순환 유로의 유입구는 상기 밀봉수 주입 유로의 유입구보다 하단에 형성되는 것을 특징으로 하는 씰 밀봉수 공급 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 밀봉수 주입 유로는 밀봉수의 온도를 측정하는 온도감지부를 포함하고,
   상기 온도감지부에서 측정된 온도가 상기 미리 정해진 온도를 초과할 경우 상기 밸브가 열리지 않도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씰 밀봉수 공급 장치.
4. 밀봉수를 일정 온도까지 냉각시키는 쿨러와 밀봉수의 유량을 측정하는 유량감지부를 포함하는 밀봉수 주입 유로;
   펌프챔버 내의 냉각수를 밀봉수로 사용할 수 있도록, 상기 밀봉수 주입 유로와 펌프챔버를 연결하는 냉각수 주입 유로;
   상기 냉각수 주입 유로에 장착되고, 상기 유량감지부의 측정에 근거하여 개폐되도록 형성되는 밸브; 및
   상기 밸브가 열려 밀봉수 주입 유로로 공급된 밀봉수가 냉각재 펌프 내의 고온의 밀봉수와 온도차에 의하여 자연 순환될 수 있도록, 냉각재 펌프와 상기 밀봉수 주입 유로를 연결하는 순환 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 씰 밀봉수 공급 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 고온의 밀봉수가 상기 냉각된 냉각수보다 아래쪽에서 유입될 수 있도록, 상기 순환 유로의 유입구는 상기 밀봉수 주입 유로의 유입구보다 하단에 형성되는 것을 특징으로 하는 씰 밀봉수 공급 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 밀봉수 주입 유로는 밀봉수의 온도를 측정하는 온도감지부를 포함하고,
   상기 온도감지부에서 측정된 온도가 상기 미리 정해진 온도를 초과할 경우 상기 밸브가 열리지 않도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 씰 밀봉수 공급 장치.

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