KR101482018B1 - Space Power Reactor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 우주용 원자로에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 외부에서 전원을 공급할 수 없는 우주 공간에서 자체적으로 전원을 생산하여 공급할 수 있도록 하는 우주용 원자로에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a space reactor, and more particularly, to a space reactor capable of generating and supplying power itself in an outer space that can not be supplied with power from the outside.
주지된 바와 같이, 인공위성을 비롯한 많은 우주 비행체는 태양광을 이용하여 시스템에 필요한 전력을 공급하고 있다.As is well known, many spacecrafts, including satellites, use solar light to power the system.
그러나, 태양광을 이용한 전력 공급 시스템은 태양광이 닫지 않는 달의 뒷면이나 심우주에서는 사용할 수가 없는 단점을 갖는다.However, the power supply system using solar light has a disadvantage that it can not be used in the back of the moon where the sunlight is not closed or in the deep space.
현재까지 사용된 플루토늄 동위원소와 같이 반감기가 긴 방사성동위원소는 장시간 에너지를 공급할 수 있지만 핵보유국이 아닌 국가에서는 생산할 수 없을 뿐만 아니라 워낙 소량만을 생산하므로 유통이 되지 않는다. Long-half-life radioisotopes, such as the plutonium isotopes used up to now, can provide long-term energy, but they can not be produced in countries that do not have nuclear weapons and can not be distributed because they produce only small quantities.
또한, 상기한 방사성동위원소를 사용할 경우 고출력을 얻기 위해서는 부피와 무게가 너무 커지는 단점이 있어 고출력 영역에는 적합하지 않다. 따라서 고출력을 얻기 위해서는 우라늄 연료를 이용한 우주용 원자로의 개발이 불가피하다. In addition, when the above-mentioned radioisotope is used, it is disadvantageous in that the volume and weight become too large to obtain a high output, which is not suitable for a high output region. Therefore, it is inevitable to develop a space reactor using uranium fuel to obtain high output.
그러나, 미국이나 러시아의 경우 우주용 원자로 연료로 무기급의 고농축 우라늄(농축도 90w/o 이상)을 사용하는데 이러한 연료는 핵보유국이 아닌 국가에서는 사용하지 못한다. However, the United States and Russia use inorganic enriched uranium (enrichment of 90 w / o or more) as a space reactor fuel, and these fuels can not be used in countries other than nuclear powers.
따라서 핵확산금지조약에 제한을 받지 않는 저농축 핵연료를 이용하면서도 우주공간에서 장기간 동안 지속적으로 전력을 생산하여 공급할 수 있는 우주용 원자로의 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop a space reactor capable of continuously producing and supplying power in space for a long time while using low-enriched nuclear fuel which is not restricted by the Nuclear Non-Proliferation Treaty.
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상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 저농축 핵연료를 이용하되 전체 중량을 최소화하여 우주 발사체에 탑재할 수 있는 우주용 원자로를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a space reactor capable of minimizing the total weight and mounting it on a space launch vehicle using a low-enrichment fuel.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 우주용 원자로에 따르면, 내부 수용 공간을 가지는 반사체 용기; 상기 반사체 용기의 중심부를 수직 관통하여 설치되는 복수의 제어봉 삽입관들 내에 삽입 고정되는 제어봉; 상기 반사체 용기 내부에서 상기 제어봉 삽입관들 주위에 채워지는 복수의 연료체; 상기 반사체 용기 내에서 상기 연료체들 내부와 상기 반사체 용기를 수직 관통하여 형성되는 다수의 냉각공들을 순환하며 노심 열을 외측으로 전달하는 노심 냉각재; 상기 반사체 용기의 외주면 상에 연결되게 설치되어 상기 노심 냉각재에 의해 외측으로 전달된 노심 열을 이용해 전기를 생산하는 발전 수단; 및 상기 발전 수단 외측에 설치되어 상기 반사체 용기 외측의 무효열을 외부로 방열시키는 방열 수단;을 포함하여 구성될 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a space reactor, comprising: a reflector container having an interior space; A control rod inserted and fixed in a plurality of control rod insertion tubes installed vertically through a central portion of the reflector vessel; A plurality of fuel bodies filled in the inside of the reflector vessel around the control rod insertion tubes; A core coolant circulating a plurality of cooling holes vertically penetrating the inside of the fuel bodies and the reflector vessel in the reflector vessel and transferring the core heat outward; A generator means connected to the outer circumferential surface of the reflector vessel for generating electricity using core heat transferred to the outside by the core coolant; And a heat dissipating unit installed outside the electric power generating unit to dissipate heat in the outside of the reflector vessel to the outside.
여기서, 상기 반사체 용기는 베릴륨(Be)로 이루어지고, 상기 제어봉은 보론카바이드(B4C) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the reflector is made of beryllium (Be), and the control rod is made of boron carbide (B 4 C).
또한, 상기 연료체는 평단면상 허니컴 구조를 이루며 상기 반사체 용기 내부를 채우도록 육각 기둥 형상으로 이루지는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the fuel body has a hexagonal pillar shape to fill the inside of the reflector container with a flat surface type honeycomb structure.
또한, 상기 연료체는 우라늄 연료와 감속재가 혼합되어 형성되고, 상기 우라늄 연료는 20w/o 이내의 저농축 우라늄으로 이루어지는 것이 바람직하다.Also, it is preferable that the fuel body is formed by mixing uranium fuel and a moderator, and the uranium fuel is made of low enriched uranium of less than 20 w / o.
또한, 상기 감속재는 리튬 하이드라이트(LiH) 또는 지르코늄 하이드라이트(ZrH)를 포함하여, 수소가 함유된 수소산화물들 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the moderator is made of any one selected from hydrogen oxides containing hydrogen, including lithium hydride (LiH) or zirconium hydride (ZrH).
또한, 상기 연료체는 상기 육각 기둥의 중심을 수직 관통하도록 삽입 설치되는 냉각관에 의해 상기 냉각공이 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 냉각관은 내고온성 스틸 합금중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. In addition, it is preferable that the cooling body is formed by a cooling pipe inserted and installed vertically through the center of the hexagonal column. Here, the cooling pipe may be made of any one selected from a high temperature resistant steel alloy.
또한, 상기 냉각관 내에는 위크(Wick)가 끼워져 설치되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that a wick is fitted in the cooling pipe.
또한, 상기 노심 냉각재는 액체 금속 냉각재인 나크(NaK)로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the core coolant preferably comprises NaK, which is a liquid metal coolant.
또한, 상기 발전 수단은 상기 반사체 용기의 외주면 상에서 원주 방향을 따라 간격을 두고 중성자 차폐체를 사이에 두며 고정 설치되는 복수의 열전소자들로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the power generating means comprises a plurality of thermoelectric elements that are fixedly installed on the outer circumferential surface of the reflector container with a neutron shielding member interposed therebetween in the circumferential direction.
또한, 상기 열전소자들 사이를 채우며 상기 반사체 용기의 외주면을 감싸는 단열재를 더 포함할 수 있다. Further, it may further include a heat insulating material filling between the thermoelectric elements and surrounding the outer circumferential surface of the reflector container.
또한, 상기 방열 수단은 상기 열전소자를 외측에 고정 설치되어 상기 열전소자를 냉각하도록 구성될 수 있다. In addition, the heat dissipating means may be configured to fix the thermoelectric element on the outside to cool the thermoelectric element.
여기서, 상기 방열 수단은 상기 반사체 용기 주변에 이격 설치되는 방열판; 및 상기 열전소자 외측 냉각관과 상기 방열판을 연결하며 이들 사이에 방열 냉각 유체가 순환하도록 하는 방열판 냉각배관; 을 포함하여 구성될 수 있다. Here, the heat dissipating means may include a heat dissipating plate spaced around the reflector container; And a heat radiating plate cooling pipe connecting the thermoelectric element outer cooling pipe and the heat radiating plate to circulate the heat radiating cooling fluid therebetween; As shown in FIG.
또한, 상기 발전 수단은 상기 반사체 용기의 외주상에 연결되게 설치되는 스터링 발전기;를 포함할 수 있다.
The power generating unit may include a stirling generator installed to be connected to an outer circumference of the reflector vessel.
상기한 본 발명의 우주용 원자로에 따르면, 저농축 우라늄 연료와 감속재를 혼합하여 만든 연료체를 반사체 용기의 노심 내부에 장전하도록 하여 15 내지 20년의 수명을 유지하도록 하며, 열전소자 또는 스터링 발전기를 통해 전력을 생산할 수 있도록 소형으로 제작 가능하게 구성되어, 핵확산금지조약의 제약을 받지 않으면서도 심우주 탐사선이나 행성 및 위성 궤도선과 같은 우주 비행체 뿐만 아니라 소형 달기지 등에 탐재하여 활용할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
According to the space nuclear reactor of the present invention, the fuel body made by mixing the low-enrichment uranium fuel and the moderator is installed inside the core of the reflector vessel to maintain the lifetime of 15 to 20 years, and the thermoelectric element or the stirling generator It is designed to be able to be produced in a small size so that it can produce electricity through the use of nuclear weapons. It can be used not only in space flight such as deep space probe, planetary and satellite orbit, .
도 1은 본 발명의 일실시예에 다른 우주용 원자로를 도시한 평단면 개략도이다.
도 2는 도 1의 우주용 원자로에 대한 종방향 반단면 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view showing a space reactor according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a longitudinal half sectional schematic view of the space reactor of FIG. 1;
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일실시예에 다른 우주용 원자로를 도시한 평단면 개략도이고, 도 2는 도 1의 우주용 원자로에 대한 종방향 반단면 개략도이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional schematic view showing a space nuclear reactor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional schematic view of the space nuclear reactor of FIG.
도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 우주용 원자로(1)는 반사체 용기(10), 제어봉(20), 연료체(30), 노심 냉각재(40), 발전 수단(50), 방열 수단(60) 및 단열재(70)을 포함하여 구성된다.1 to 2, a space reactor 1 of the present embodiment includes a
반사체 용기(10)는 내부 수용 공간을 가지는 배럴형 용기 형태로 이루어져, 핵분열 과정에서 중성자가 새어 나가는 것을 차폐시키기 위한 반사체 용기로서의 역활과 압력 용기로서의 역할을 동시에 수행하도록 한다. 여기서, 반사체 용기(10)는 베릴륨(Be) 재질로 이루어지는 것을 예시한다.The
한편, 반사체 용기(10)는 원주 방향을 따라 간격을 두고 상기 노심 냉각재(40)의 하향 유동을 이루는 냉각공(41)이 벽면 내부를 수직 관통하여 형성되고, 내부 수용 공간 중심부에는 상기 제어봉(20)을 삽입하기 위한 제어봉 삽입관(12)이 수직 관통되게 구비된다.In the meantime, the
상기 제어봉 삽입관(12)은 후술하는 연료체(30)와 함께 반사체 용기(10) 내부에서 허니커형 배열 구조를 갖도록 육각 기둥 형태로 이루어지되, 내부에 제어봉(20) 삽입을 위한 제어봉 삽입공(13)이 수직 관통하여 형성된다.The control
여기서, 상기 제어봉 삽입관(12)은 반사체 용기(10) 내부 중심에서 서로 일정 간격을 두고 3개가 설치되는 것을 예시한다. 그러나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 우주용 원자로의 출력 제어를 위해 사용되는 제어봉(20)의 개수에 따라 다양하게 개수를 가감하여 적용할 수 있음은 당연하다.Here, the control
제어봉(20)은 전술한 바와 같이 반사체 용기(10) 내부에 형성되는 제어봉 삽입공(13)에 내에 교체 가능하게 수납 고정되어 연료체(30)에 포함된 우라늄 연료의 반응도를 조절하여 출력을 제어하도록 한다. 여기서, 제어봉(20)은 보론카바이드(B4C) 재질로 이루어지는 것을 예시한다.The
연료체(30)는 원자로의 크기를 최소할 수 있도록 함과 아울러 15년 이상의 수명을 유지할 수 있도록 우라늄 연료와 감속재를 혼합하여 형성하되, 평단면상 상기 반사체 용기(10) 내부를 허니컴 구조를 이루며 좀더 채워지도록 육각 기둥 형상으로 이루어진다.The
여기서, 우라늄 연료는 우리 나라와 같이 핵보유국인 아닌 국가에서도 사용 가능한 20w/o 이내의 저농축 우라늄이 사용되고, 감속재는 리튬 하이드라이트(LiH) 또는 지르코늄 하이드라이트(ZrH)와 같이 수소가 포함된 수소산화물들 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. Here, low-enriched uranium of less than 20 w / o which can be used in countries other than nuclear powers like Korea is used, and the moderator is a hydrogen-containing hydrogen (LiH) or zirconium hydride (ZrH) Oxide. ≪ / RTI >
한편, 상기한 연료체들(30) 각각의 육각 기둥형 중심부에서 길이 방향을 따라 냉각관(31)이 수직 관통하도록 설치되어, 상기한 노심 냉각재(40)의 상향 유동을 이루기 위한 냉각공(42)을 형성하도록 한다. A
또한, 상기한 냉각관(31)은 연료체와 그 내부를 흐르는 노심 냉각재(40)를 격리시켜주는 역할도 수행한다. 여기서, 냉각관(31)은 원자로의 노심 온도가 약 800℃에서 운전되는 것을 고려하여 내고온성 스틸합금 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The
따라서, 노심 냉각재(40)는 상기 반사체 용기(10) 내부에서 상기한 반사체 용기(10)의 측벽과 연료체들(30) 내부에 형성되는 냉각공들(41, 42) 통해 자연순환되도록 하며, 우라늄 연료의 핵분열 과정에서 발생한 노심 열을 발전 수단이 구비된 반사체 용기(10)의 외측으로 전달하도록 한다. The
여기서, 노심 냉각재(40)는 액체 금속 냉각재인 나크(Nak)인 것을 예시한다. 나크는 나트륨-칼륨 이원계의 액체 금속 냉각재로 칼륨을 78wt%정도 함유하여 나트륨과 달리 상온에서 액체인 것이 특징이다.Here, the
따라서, 노심 냉각재(40)는 노심 내부에서 가열되며 각각의 연료체(30) 내부에 형성된 냉각공들(42)을 통해 가열 비등되며 상향 유동한 후, 노심 외측에서 열을 방출하며 냉각 응축되며 반사체 용기(10)에 형성된 냉각공(41)을 통해 하향 유동하는 순환 과정을 통해 노심 내부 열을 노심 외측으로 전달하게 된다. Accordingly, the
특히, 연료체(30) 내부에서 냉각관(31)에 의해 형성된 냉각공(42) 내부에는 위크(Wick; 35)가 설치되어 열전도관 원리에 의한 비등시 모세관력(Capillary Force)에 의해 상기한 노심 냉각재(40)의 유체 순환이 좀더 잘 이루어질 수 있도록 한다.In particular, a
발전 수단(50)은 상기 반사체 용기(10)의 외주면 상에 설치되어 상기 노심 냉각재(40)에 의해 외측으로 전달된 노심 열을 이용해 전기를 생산하도록 구성된다.The power generating means 50 is configured to generate electricity using the core heat that is installed on the outer circumferential surface of the
여기서, 상기 발전 수단(50)은 상기 반사체 용기(10)의 외주면 상에서 원주 방향을 따라 간격을 두고, 중성자 차폐체(52)를 사이에 두며 고정 설치되는 복수의 열전소자들(51)로 이루어지는 것을 예시한다.The power generating means 50 includes a plurality of
한편, 상기한 중성자 차폐체(52)는 핵분열 과정에서 조사되는 중성자에 의해 열전소자(51)가 손상되는 것을 방지하도록 한다.Meanwhile, the
또한, 상기한 열전소자(51)를 통한 전력 생산 효율을 최대화하기 위해 열전소자(51) 내에서 요구되는 온도차를 얻을 수 있게 상기 반사체 용기(10)의 외주면 상에서 상기 열전소자들(51) 사이를 채우도록 단열재(70)가 설치된다.In order to maximize the power production efficiency through the
여기서, 상기 단열재(70)는 원자로 외부로의 불필요한 열손실을 줄여주는 역할도 겸하게 된다. Here, the
그리고, 방열 수단(60)은 상기 발전 수단(50) 외측에 설치되어 상기 반사체 용기(10) 외부의 무효열을 외부로 방출시켜 냉각시켜 주는 역할을 한다.The heat dissipating means 60 is provided outside the power generating means 50 to radiate heat to the outside of the
여기서, 방열 수단(60)은 열전소자 냉각관(61), 방열판(62) 및 이를 사이를 연결하는 방열판 냉각배관(63)을 포함하도록 구성되어, 물 또는 오일 등을 방열 냉각재(64)를 사용하여 열전소자(51) 외측을 냉각하기 위한 방열판 냉각 루프를 형성하도록 한다.The heat dissipating means 60 includes a
열전소자 냉각관(61)은 열전소자(51) 외측에 부착되어 설치되고, 방열판(62)은 상기 열전소자 냉각관 (61)으로부터 상기 반사체 용기(10) 주변에 이격 설치되며, 방열판 냉각배관(63)은 상기 열전소자 냉각관 (61)과 상기 방열판(62)을 연결하며 이들 사이에 방열 냉각재(64)가 순환하도록 한다.The
한편, 방열 냉각재(64)의 상향 유동이 발생하는 열전소자 냉각관(61) 내부의 냉각공 내에는 상기한 연료체(30) 내부의 냉각공(42) 내부와 마찬가지로 위크(Wick; 65)를 삽입하여 열전도관 원리에 의한 비등시 모세관력(Capillary Force)에 의해 상기한 방열 냉각재(64)의 순환이 좀더 잘 이루어질 수 있도록 하는 것도 바람직하다.A
따라서, 본 실시예의 우주용 원자로(1)는 원자로 노심에서 가열된 노심 냉각재(NaK)가 반사체 용기(10) 외곽에서 응축되면서 열을 열전소자(51) 내측으로 전달하고, 열전소자(51) 내에서 전기로 변환된 열을 제외한 나머지 무효열이 열전소자 외측에서 방열 냉각재로 전달한다. 마찬가지로 방열 냉각재(64)는 열전소자(51) 외측에 부착되는 열전소자 냉각관(61) 내에서 가열되어 비등된 후, 방열판(62)에서 열복사에 의해 냉각되며 응축되는 순환 과정을 거치게 된다.Therefore, in the space reactor 1 of the present embodiment, the core coolant NaK heated in the reactor core is condensed outside the
특히, 열전소자(51)는 반사체 용기(10)의 외주면 상에서 원주 방향을 따라 등간격을 이루며 6개가 이격 설치되고, 열전소자 냉각관들(61)은 각각의 열전소자(51) 외측에 부착되어 설치되며, 방열판들(62)은 평단면상 각각의 열전소자 냉각관들(61)과 마주하는 6개의 변을 이루며 6각형 형태로 반사체 용기 주변을 감싸도록 구성되어 방열 효율을 극대화시킬 수 있도록 함으로써 전력생산 효율을 최대화시키기 위한 열전소자 내의 온도차를 얻을 수 있도록 한다. Particularly, the
한편, 본 실시예에서 발전 수단(50)이 열전소자(51)로 이루어지는 것을 예시하나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 열전소자(51) 대신하여 반사체 용기(10) 외주면 상에 스터링(Stirling) 발전기의 흡입부가 설치되도록 하여 이를 통해 가열된 발전 작동 유체에 의해 스터링 엔진을 구동시켜 전력을 생산하도록 하는 것도 가능하다. 이처럼, 스터링 발전기(미도시)를 사용하는 경우 열전소자보다 2배 이상의 전력 생산 효율을 달성할 수 있으나 가동 신뢰도가 저하되는 단점을 갖는다. 상기한 스터링 발전기는 이미 공지된 기술로 이에 대한 좀더 상세한 설명은 생략한다.It should be noted that the present invention is not limited to this example but may be applied to the case where the power generating means 50 is formed of a
이처럼, 본 실시예의 우주용 원자로(1)는 노심의 전체 길이가 40cm 내지 50cm 범위 이내이고, 지름이 40cm 내지 50cm 범위 이내이며, 전체 중량이 200 내지 250kg 범위 이내의 소형으로 제작 가능하고, 20w/o의 저농축 우라늄 연료와 감속재를 함께 혼합하여 6각 기둥 형태로 만든 연료체(30)를 노심 내부에 장전하도록 하여 15 내지 20년의 수명을 유지하도록 하며, 열전소자(51) 또는 스터링 발전기를 통해 1 내지 2kWe의 전력을 생산할 수 있게 설계 가능하도록 함으로써, 핵확산금지조약의 제약을 받지 않으면서도 심우주 탐사선이나 행성 및 위성 궤도선과 같은 우주 비행체 뿐만 아니라 소형 달기지 등에 탐재하여 활용할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. As described above, the space-use nuclear reactor 1 of the present embodiment can be manufactured in a small size such that the total length of the core is within the range of 40 cm to 50 cm, the diameter is within the range of 40 cm to 50 cm, the total weight is within the range of 200 to 250 kg, the low-enriched uranium fuel and the moderator are mixed together to form a hexagonal column-shaped
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. And it goes without saying that they belong to the scope of the present invention.
1: 우주용 원자로 10: 반사체 용기
12: 제어봉 삽입관 13: 제어봉 삽입공
20: 제어봉 30: 연료체
31: 냉각관 35, 65: 위크
40: 노심 냉각재 41, 42: 냉각공
50: 발전 수단 51: 열전소자
52: 중성자 차폐체 60: 방열 수단
61: 열전소자 냉각관 62: 방열판
63: 방열판 냉각배관 64: 방열 냉각재1: Space Reactor 10: Reflector vessel
12: control rod insertion tube 13: control rod insertion hole
20: control rod 30: fuel cell
31: cooling
40:
50: power generation means 51: thermoelectric element
52: Neutron shielding member 60: Heat dissipating means
61
63: heat sink cooling piping 64: heat radiating coolant
Claims (16)
상기 반사체 용기의 중심부를 수직 관통하게 설치되는 복수의 제어봉 삽입관들 내에 삽입 고정되는 제어봉;
상기 반사체 용기 내부에서 상기 제어봉 삽입관들의 주위에 채워지는 복수의 연료체;
상기 반사체 용기 내에서 상기 연료체들 내부와 상기 반사체 용기를 수직 관통하여 형성되는 다수의 냉각공들을 순환하며 노심 열을 외측으로 전달하는 노심 냉각재;
상기 반사체 용기의 외주면 상에 연결되게 설치되어 상기 노심 냉각재에 의해 외측으로 전달된 노심 열을 이용해 전기를 생산하는 발전 수단; 및
상기 발전 수단 외측에 설치되어 상기 반사체 용기 외측의 무효열을 외부로 방열시키는 방열 수단;을 포함하고,
상기 발전 수단은,
상기 반사체 용기의 외주면 상에서 원주 방향을 따라 간격을 두고 중성자 차폐체를 사이에 두고 고정 설치되는 복수의 열전소자인 것을 포함하는 우주용 원자로.
A reflector container having an internal accommodation space;
A control rod inserted and fixed in a plurality of control rod insertion tubes vertically penetrating a central portion of the reflector vessel;
A plurality of fuel bodies filled in the inside of the reflector vessel around the control rod insertion tubes;
A core coolant circulating a plurality of cooling holes vertically penetrating the inside of the fuel bodies and the reflector vessel in the reflector vessel and transferring the core heat outward;
A generator means connected to the outer circumferential surface of the reflector vessel for generating electricity using core heat transferred to the outside by the core coolant; And
And a heat dissipating unit installed outside the power generating unit for dissipating the heat of the outside of the reflector vessel to the outside,
The power generation means includes:
And a plurality of thermoelectric elements fixedly installed on the outer circumferential surface of the reflector vessel with a neutron shielding member interposed therebetween along the circumferential direction.
상기 반사체 용기는 베릴륨(Be)로 이루어지는 우주용 원자로.
The method of claim 1,
Wherein the reflector vessel is made of beryllium (Be).
상기 제어봉은 보론카바이드(B4C) 재질로 이루어지는 우주용 원자로.
The method of claim 1,
Wherein the control rod is made of boron carbide (B 4 C) material.
상기 연료체는,
평단면상 허니컴 구조를 이루며 상기 반사체 용기 내부를 채우도록 육각 기둥 형상으로 이루지는 우주용 원자로.
The method of claim 1,
The fuel cell includes:
And a hexagonal pillar shape to fill the inside of the reflector vessel with a flat plane honeycomb structure.
상기 연료체는 우라늄 연료와 감속재가 혼합되어 형성되는 우주용 원자로.
5. The method of claim 4,
Wherein the fuel body is formed by mixing a uranium fuel and a moderator.
상기 우라늄 연료는 20w/o 이내의 저농축 우라늄인 것을 포함하는 우주용 원자로.
The method of claim 5,
Wherein said uranium fuel is low enriched uranium within 20 w / o.
상기 감속재는 수소가 포함된 수소산화물들 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 우주용 원자로.
The method of claim 6,
Wherein the moderator is made of any one selected from hydrogen oxides containing hydrogen.
상기 수소산화물은 리튬 하이드라이트(LiH) 또는 지르코늄 하이드라이트(ZrH)를 포함하는 우주용 원자로.
8. The method of claim 7,
Wherein the hydrogen oxide comprises lithium hydride (LiH) or zirconium hydride (ZrH).
상기 연료체는,
상기 육각 기둥의 중심을 수직 관통하도록 삽입 설치되는 냉각관에 의해 상기 냉각공이 형성되는 우주용 원자로.
5. The method of claim 4,
The fuel cell includes:
Wherein the cooling hole is formed by a cooling pipe inserted and installed vertically through the center of the hexagonal column.
상기 냉각관은 내고온성 스틸 합금중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 우주용 원자로.
The method of claim 9,
Wherein the cooling tube is made of any one of an internal high temperature steel alloy.
상기 냉각관 내에는 위크(Wick)가 끼워져 설치되는 우주용 원자로.
The method of claim 9,
Wherein the cooling tube is provided with a wick.
상기 노심 냉각재는 액체 금속 냉각재인 나크(NaK)로 이루어지는 우주용 원자로.
The method of claim 1,
Wherein the core coolant comprises a liquid metal coolant NaK.
상기 열전소자들 사이를 채우며 상기 반사체 용기의 외주면을 감싸는 단열재를 더 포함하는 우주용 원자로.
The method of claim 1,
And a heat insulating material filling between the thermoelectric elements and surrounding an outer circumferential surface of the reflector container.
상기 방열 수단은,
상기 열전소자 외측에 부착되는 열전소자 냉각관;
상기 열전소자 냉각관으로부터 상기 반사체 용기 주변에 이격 설치되는 방열판; 및
상기 열전소자 냉각관과 상기 방열판을 연결하며 이들 사이에 냉각 유체가 순환하도록 하는 방열판 냉각배관; 을 포함하는 우주용 원자로.
The method of claim 1,
The heat-
A thermoelectric element cooling tube attached to the outside of the thermoelectric element;
A heat dissipating plate spaced apart from the thermoelectric-element cooling tube around the reflector; And
A heat sink cooling pipe connecting the thermoelectric element cooling pipe and the heat sink to circulate the cooling fluid therebetween; A space reactor containing.
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