KR101504628B1

KR101504628B1 - 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관

Info

Publication number: KR101504628B1
Application number: KR20140004893A
Authority: KR
Inventors: 김대헌; 오철환; 박영섭
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2014-01-15
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2015-03-20

Abstract

본 발명은 원자력발전소에서의 냉각재 상실사고 시 안전주입계통을 통해 냉각수를 충전하여 노심손상이 발생되지 않도록 원자로 노심(10)으로의 냉각수 주입을 위해 설치되는 냉각수 안내관(100)에 관한 것으로서, 깔대기형 저장공간(110)과; 상기 깔대기형 저장공간(110)의 하방으로 연장 형성되는 축소형 하부유로관(120)을 구비하여, 전체적으로 상부는 넓고 하부는 좁은 형태로 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관 설치 시 안전주입 냉각수 주입성공률을 높여 파단관으로의 우회율을 저감할 수 있으며 깔대기 저장공간 및 축소형 하부유로관을 통해 원자로 노심으로의 안정적인 냉각수 공급이 가능하다.

Description

깔대기형 안전주입 냉각수 안내관{Funnel Safety Injection Coolant Guider}

본 발명은 냉각수 안내관에 관한 것으로서, 특히 원자력발전소에서의 냉각재 상실사고 시 안전주입계통을 통해 냉각수를 충전하여 노심손상이 발생되지 않도록 원자로 노심으로의 냉각수 주입을 위해 설치되는 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관에 관한 것이다.

일반적인 경수로형 원자력발전소는 설계기준사고(Design Basis Accident) 중하나인 냉각재 상실사고(Loss of Coolant Accident)가 발생되는 경우, 안전주입계통(Safety Injection System)을 통해 냉각수를 충전하여 노심손상이 발생되지 않도록 설계한다. 최근의 신규원전설계에서는 냉각효율을 높이기 위하여, 기존의 저온관 주입방식(Cold Leg Injection)에서 원자로용기 직접주입(Direct Vessel Injection) 방식으로 변경되고 있다.

일반 신형원전설계는 더 나아가 원자로용기 직접주입방식의 안전주입 냉각수 우회율(Bypass)을 저감하기 위하여, 냉각수 주입 시 파단관쪽으로 휩쓸려 나가지 않고 원자로 노심으로 주입될 수 있도록 안내관이 설치된다. 안내관이 설치되지 않은 경우, 안전주입펌프의 용량은 파단관쪽으로 휩쓸려 나가는 안전주입 냉각수 유량을 고려하여 충분한 용량으로 설계하여야 한다. 따라서, 안내관 설치에 따른 안전주입 냉각수 우회유량에 따라 안전주입유량 및 능동기가 성능이 결정된다.

한편, 종래 관련 분야 특허기술로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 원자로 냉각재 상실사고 시 노심(7)의 온도 상승을 막기 위하여, 비상냉각재를 가압상태로 저장하는 피동안전주입탱크(미도시)와; 상기 피동안전주입탱크를 원자로 용기(3)의 직접용기주입노즐(1)로 연결하는 안전주입관(2)과; 상기 피동안전주입탱크와 상기 안전주입관(2) 사이에서 원자로 냉각재 상실사고시 상기 피동안전주입탱크에 저장된 비상냉각재를 원자로 용기(3)의 직접용기주입노즐(1)로 펌핑하는 안전주입펌프(미도시)를 포함하여 이루어지는 가압경수로용 비상 노심 냉각계통에 있어서, 상기 직접용기주입노즐(1)은 원자로 입구노즐(4)보다 상대적으로 높은 위치에 설치되고, 상기 직접용기주입노즐(1)에 틈새(5)를 가지고 그 입구가 결합되어, 상기 직접용기주입노즐(1)에서 토출되는 비상 냉각재를 상기 원자로 입구노즐(4)을 우회,유도하여 상기 원자로 입구노즐(4) 보다 낮은 위치의 출구를 통하여 토출하는 안전주입덕트(6)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가압경수로용 비상 노심 냉각계가 제안되어 있다(특허문헌1 참조).

참고적으로, 도 1에서 도면부호 "8"은 저온관, "9"는 노심 지지통을 의미한다.

국내공개특허 10-2000-0074521

본 발명은 냉각재 상실사고 시 냉각수 주입을 위해 설치되는 안내관으로서 안내관 상부를 넓게 형성하여 주입 성공률을 높이고, 상부 형태를 깔대기형의 일시적인 저장공간을 형성하여 유동안전성을 확보하고, 축소형 하부유로관을 형성하여 안전주입 냉각수가 일정하게 주입될 수 있도록 된 깔대기형의 안전주입 냉각수 안내관을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관은, 원자력발전소에서의 냉각재 상실사고 시 안전주입계통을 통해 냉각수를 충전하여 노심손상이 발생되지 않도록 원자로 노심으로의 냉각수 주입을 위해 설치되는 냉각수 안내관으로서, 상부가 개구된 깔대기형 저장공간과; 상기 깔대기형 저장공간의 하방으로 연장 형성되는 축소형 하부유로관을 구비하여, 전체적으로 상부는 넓고 하부는 좁은 형태로 형성되고, 상기 안내관은, 냉각수가 안전주입계통의 직접주입관을 통해 저장공간으로 낙하하여 주입되고, 주입유량에 따라 저장공간에 잠시 머문 후, 축소형 하부유로관을 통해 원자로 용기 하부유로를 경유하여, 원자로 노심으로 주입될 수 있도록 원자로 배럴의 외벽에 설치되고, 적어도 축소형 하부유로관의 끝단부가 직접주입관의 하방에 위치하는 파단관보다 낮게 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따르면, 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관 설치 시 안전주입 냉각수 주입성공률을 높여 파단관으로의 우회율을 저감할 수 있으며 깔대기 저장공간 및 축소형 하부유로관을 통해 원자로 노심으로의 안정적인 냉각수 공급이 가능하다.

도 1은 종래 가압경수로용 비상 노심 냉각계의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관의 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관의 설치 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관의 사용 상태도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관의 개념도, 도 3은 본 발명에 따른 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관의 설치 개념도, 도 4는 본 발명에 따른 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관의 사용 상태도이다.

본 발명에 따른 깔대기형의 안전주입 냉각수 안내관은, 냉각재 상실사고 시 냉각수 주입을 위해 설치되는 안내관으로서 안내관 상부를 넓게 형성하여 주입 성공률을 높이고, 상부 형태를 깔대기형의 일시적인 저장공간을 형성하여 유동안전성을 확보하고, 축소형 하부유로관을 형성하여 안전주입 냉각수가 일정하게 주입될 수 있도록 된 것을 그 기술적 요지로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 깔대기형의 안전주입 냉각수 안내관(100)은, 원자력발전소에서의 냉각재 상실사고 시 안전주입계통을 통해 냉각수를 충전하여 노심손상이 발생되지 않도록 원자로 노심(10)으로의 냉각수 주입을 위해 설치되는 냉각수 안내관으로서, 상부가 개구된 깔대기형 저장공간(110) 및 상기 깔대기형 저장공간(110)의 하방으로 연장 형성되는 축소형 하부유로관(120)을 구비한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 깔대기형의 안전주입 냉각수 안내관(100)은 전체적으로 상부는 넓고 하부는 좁은 형태로 형성된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 깔대기형의 안전주입 냉각수 안내관(100)은 안내관(100)의 상부를 넓게 형성하여 냉각수 주입 성공률을 높일 수 있고, 특히 상부 형태로서 깔대기형의 일시적인 저장공간(110)을 형성하여 유동안전성을 확보하고, 또한 하부 형태로서 축소형 하부유로관(120)을 형성하여 안전주입 냉각수가 일정하게 주입될 수 있도록 되어 있다.

본 발명에 따른 깔대기형의 안전주입 냉각수 안내관(100)은 냉각수가 안전주입계통의 직접주입관(20)을 통해 저장공간(110)으로 낙하하여 주입되고, 주입유량에 따라 저장공간(110)에 잠시 머문 후, 축소형 하부유로관(120)을 통해 원자로 용기(3) 하부유로(50)를 경유하여, 원자로 노심(10)으로 주입될 수 있도록 원자로 배럴(40)의 외벽의 적절한 위치에 설치될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 깔대기형의 안전주입 냉각수 안내관(100)은 축소형 하부유로관(120)의 끝단부가 직접주입관(20)의 하방에 위치하는 파단관(30)으로의 우회율을 저감할 수 있도록 적어도 파단관(30)보다 낮게 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 넓은 입구를 갖는 깔대기형 안내관(100)으로서 냉각수 주입 강도 변화 및 벽면 튀김에 의한 냉각수 주입 실패율을 낮추고, 축소형 하부유로관(120)을 통해 냉각수 주입량을 적절히 제한하여, 상부 깔대기형 저장공간(110)이 일시적인 저장조 역할을 하며, 냉각수가 원자로 노심(10)으로 안정적으로 주입되도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 원자로 노심
20 : 직접주입관
30 : 파단관
40 : 원자로 배럴
50 : 하부유로
100 : 냉각수 안내관
110 : 깔대기형 저장공간
120 : 축소형 하부유로관

Claims

원자력발전소에서의 냉각재 상실사고 시 안전주입계통을 통해 냉각수를 충전하여 노심손상이 발생되지 않도록 원자로 노심(10)으로의 냉각수 주입을 위해 설치되는 냉각수 안내관(100)으로서,
상부가 개구된 깔대기형 저장공간(110)과;
상기 깔대기형 저장공간(110)의 하방으로 연장 형성되는 축소형 하부유로관(120)을 구비하여,
전체적으로 상부는 넓고 하부는 좁은 형태로 형성되고,
상기 안내관(100)은, 냉각수가 안전주입계통의 직접주입관(20)을 통해 저장공간(110)으로 낙하하여 주입되고, 주입유량에 따라 저장공간(110)에 잠시 머문 후, 축소형 하부유로관(120)을 통해 원자로 용기 하부유로(50)를 경유하여, 원자로 노심(10)으로 주입될 수 있도록 원자로 배럴(40)의 외벽에 설치되며, 적어도 축소형 하부유로관(120)의 끝단부가 직접주입관(20)의 하방에 위치하는 파단관(30)보다 낮게 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 깔대기형 안전주입 냉각수 안내관.
삭제
삭제