KR101512644B1 - Structure for uniform flow of gas cooler of core entrance of very high temperature gas-cooled reactor - Google Patents

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KR101512644B1
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temperature gas
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이원재
김응선
최수진
전종하
오인근
박성한
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한국원자력연구원
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Abstract

The present invention relates to a structure for uniform flow of a gas cooler of the core entrance of a very high temperature gas-cooled reactor. More particularly, the flow uniformity of a gas cooler can be improved by the resistance due to holes of a porous plate, by applying the porous plate to the front part of a core entrance in an upper plenum. A locally generated maximum stack pressure can be reduced. A gas cooler is unformed supplied to a core. A very high temperature gas-cooled reactor which minimizes temperature deviation in the entrance of a reactor by using a very high temperature gas is produced. The structure stability of the reactor can be improved by cooling the core with the very high temperature gas. For this, the structure for uniform flow of a gas cooler of the core entrance of a very high temperature gas-cooled reactor includes a pressure vessel; an inlet plenum which is formed on one side of the pressure vessel and receives a gas cooler; a lower plenum which is formed in the inlet plenum and discharges the gas cooler; an upper plenum which is connected to the inlet plenum through an upper pipe; a core formed between the lower plenum and the upper plenum; and a porous plate which is inserted between the upper plenum and the core and has holes.

Description

초고온 가스로 노심 입구의 가스 냉각재 균일유동 구조{Structure for uniform flow of gas cooler of core entrance of very high temperature gas-cooled reactor}In this study, the gas cooler uniformly flows at the inlet of the core with ultra-high temperature gas.

본 발명은 초고온 가스로 노심 입구의 가스 냉각재 균일유동 구조에 관한 것이다. 보다 상세하게는 상부 플레넘에서 노심 입구 전단에 다공판을 적용함으로써, 다공판의 복수개의 홀에 의한 저항으로 가스 냉각재의 유동 균일성을 향상시키고, 국부적으로 발생하는 최대 정압력을 감소시킬 수 있으며, 가스 냉각재가 노심으로 균일하게 유입되어 노심의 균일한 냉각을 통해 초고온 가스로 원자로의 출구에서 온도편차가 최소화된 고온의 가스 냉각재가 생성되고, 노심의 균일한 냉각으로 초고온 가스로 원자로의 구조건전성을 향상시킬 수 있는 초고온 가스로 노심 입구의 가스 냉각재 균일유동 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a uniform flow structure of a gas coolant at a core inlet by ultra-high temperature gas. More specifically, by applying a perforated plate to the front of the core inlet at the upper plenum, the flow uniformity of the gas coolant can be improved by resistance by the plurality of holes of the perforated plate, and the maximum static pressure generated locally can be reduced , The gas coolant flows uniformly into the core, uniform cooling of the core produces a high temperature gas coolant with a minimal temperature deviation at the exit of the reactor with ultra-high temperature gas, uniform cooling of the core results in the structural integrity of the reactor To a gas-coolant uniform flow structure of a core inlet at an ultra-high temperature gas.

초고온 가스로(VHTR, Very High Temperature Gas-cooled Reactor)는 흑연 감속재와 가스 냉각재를 사용하는 제4세대 원자로로, 대략 950 도씨 이상의 고온 생산으로 경쟁력있는 수소 생산이 가능하여 수소 경제를 대비한 가장 경제성이 있는 원자로로 각광받고 있다. 초고온 가스로는 수소 생산 이외에도 공정열 생산을 통해 발전용으로 사용가능하다.A very high temperature gas-cooled reactor (VHTR) is a fourth-generation reactor using graphite moderator and gas coolant. It can produce hydrogen at a high temperature of about 950 degrees Celsius or more, It is attracting attention as an economical reactor. In addition to hydrogen production, ultrahigh temperature gas can be used for power generation through process heat production.

초고온 가스로의 노심에서 발생하는 열로부터 압력용기를 냉각하기 위해 가스 냉각재를 사용하고 있다.A gas coolant is used to cool the pressure vessel from the heat generated in the core of the ultrahigh temperature gas furnace.

도 1은 일반적인 초고온 가스로의 냉각유로 개념도를 도시한 단면도와 부분절개 사시도이고, 도 2는 도 1과 같은 일반적인 초고온 가스로의 상부 플레넘과 노심 상부에 가해지는 가스 냉각재의 유동속도와 정압력 분포도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view and a partially cutaway perspective view showing a general cooling-gas flow path to a general ultra-high-temperature gas, FIG. 2 is a flow velocity and a static pressure distribution diagram of a gas coolant applied to an upper plenum and an upper portion of a core, .

도 1을 참조하면, 입구 플레넘(1)을 통해 유입된 가스 냉각재는 상승관(2)을 통해 상부 플레넘(3)으로 이동한다. 상부 플레넘(3)에서 노심(4)으로 유입 후 열에너지에 의해 고온으로 된 가스 냉각재는 하부 플레넘(5)을 통해 유출되어 열교환기(미도시) 등 다른 장치로 이동하게 된다.Referring to FIG. 1, the gas coolant introduced through the inlet plenum 1 is moved to the upper plenum 3 through the riser pipe 2. The gas coolant, which has flowed from the upper plenum 3 to the core 4 after being heated by heat energy, flows out through the lower plenum 5 and moves to another apparatus such as a heat exchanger (not shown).

도 2를 참조하면, 노심 상부에 가해지는 가스 냉각재의 정압력 분포가 커서 유동 균일성에 문제가 발생함을 확인할 수 있다. 가스 냉각재의 유동 균일성이 확보되지 않을 경우 가스 냉각재가 노심으로 균일하게 유입될 수 없고, 노심이 균일하게 냉각될 수 없으며, 출구인 하부 플레넘으로 유출되는 가스 냉각재의 온도 편차가 커지게 된다. 이 경우 원자로의 구조건전성을 저해하는 문제점이 있다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the static pressure distribution of the gas coolant applied to the upper portion of the core is large, which causes problems in flow uniformity. If the flow uniformity of the gas coolant is not ensured, the gas coolant can not flow uniformly into the core, the core can not be uniformly cooled, and the temperature deviation of the gas coolant flowing out to the lower plenum as the outlet becomes large. In this case, the structural integrity of the reactor is deteriorated.

대한민국 등록특허공보 제0871284호(2008.11.28.공고)에는 블록형 노심 초고온가스로의 냉각압력용기 구조가 개시되어 있으나, 노심 입구에서 가스 냉각재의 유동 불균일성을 여전히 해결하지 못하는 한계가 있다.Korean Patent Publication No. 0871284 (published on Nov. 28, 2008) discloses a cooling pressure vessel structure for a block-type core ultra-high temperature gas, but there is a limitation in that the flow non-uniformity of the gas coolant can not be solved at the core inlet.

대한민국 공개특허공보 제2012-0022415호(2012.3.12.공개)에는 압력용기 냉각장치가 개시되어 있으나, 상층부로 이동하는 가스 냉각재의 유동 균일성을 확보하기 위해 유로가 지나치게 복잡해지는 문제점이 있다.Although Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0022415 (published on March 12, 2012) discloses a pressure vessel cooling apparatus, there is a problem that the flow path becomes excessively complicated in order to ensure flow uniformity of the gas coolant moving to the upper layer.

한편, 상부 플레넘의 높이가 높을수록 노심에서의 가스 냉각재의 균일성이 향상된다는 연구결과가 있으나, 초고온 가스로 원자로의 제작성과 크기 등의 제약으로 인해 적용에 한계가 있다.On the other hand, researches have shown that the higher the height of the upper plenum, the better the uniformity of the gas coolant in the core, but the application is limited due to the limitation of the fabrication and size of the reactor due to ultra-high temperature gas.

또한, 상승관의 직경, 상부 플레넘의 높이, 슬롯의 폭 등의 최적화 설계를 통해 가스 냉각재의 유동 균일성을 향상시키고자 하는 연구결과가 있으나, 국부적으로 최대 정압력이 발생하고 그 위치가 불변하는 문제점이 있다.In addition, studies have been made to improve the flow uniformity of the gas coolant through optimization of the diameter of the uprising pipe, the height of the upper plenum, and the width of the slot, but the local maximum pressure is generated, .

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 상승관의 직경, 상부 플레넘의 높이, 슬롯의 폭 등의 최적화에 의한 한계를 극복하고, 노심 입구에서 국부적으로 발생하는 최대 정압력 및 그 분포를 감소시키며, 가스 냉각재의 유동 균일성을 향상시킬 수 있는 초고온 가스로의 냉각재 균일유동 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to overcome the limit by optimizing the diameter of the uprising pipe, the height of the upper plenum and the width of the slot, And it is an object of the present invention to provide a coolant uniform flow structure with an ultra-high temperature gas which can reduce the distribution thereof and improve the flow uniformity of the gas coolant.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 초고온 가스로 노심 입구의 가스 냉각재 균일유동 구조는 압력용기; 압력용기의 일측에 구비되어 가스 냉각재가 유입되는 입구 플레넘(Inlet Plenum); 입구 플레넘의 내부에 구비되어 가스 냉각재가 유출되는 하부 플레넘(Lower Plenum); 상승관을 통해 입구 플레넘과 연결되는 상부 플레넘(Upper Plenum); 하부 플레넘과 상부 플레넘 사이에 구비되는 노심(Core); 및 상부 플레넘과 노심 사이에 삽입되며 복수개의 홀이 구비된 다공판을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a gas-coolant uniform flow structure of an ultra-high-temperature gas furnace inlet, comprising: a pressure vessel; An inlet plenum provided at one side of the pressure vessel and through which the gas coolant flows; A lower plenum provided within the inlet plenum and through which the gas coolant flows; An upper plenum connected to the inlet plenum through the riser; A core provided between the lower plenum and the upper plenum; And a perforated plate inserted between the upper plenum and the core and having a plurality of holes.

또한, 상부 플레넘과 다공판 및 노심은 서로 이격되도록 배치될 수 있다.Also, the upper plenum, the perforated plate, and the core may be spaced apart from each other.

또한, 복수개의 홀은 서로 복수개의 동심원을 이루도록 배치되고, 다공판의 중심으로부터 방사상으로 배열되며, 홀 중 적어도 어느 하나는 나머지와 직경이 다르게 형성될 수 있다.The plurality of holes may be arranged concentrically with each other and arranged radially from the center of the perforated plate, and at least one of the holes may be formed to have a diameter different from that of the remaining holes.

본 발명에 의하면 상부 플레넘에서 노심 입구 전단에 다공판을 적용함으로써, 다공판의 복수개의 홀에 의한 저항으로 가스 냉각재의 유동 균일성을 향상시키고, 국부적으로 발생하는 최대 정압력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by applying the perforated plate to the front end of the core inlet in the upper plenum, the flow uniformity of the gas coolant can be improved by the resistance by the plurality of holes of the perforated plate, It is effective.

또한, 본 발명에 의하면 가스 냉각재가 노심으로 균일하게 유입되어 노심의 균일한 냉각을 통해 초고온 가스로 원자로의 출구에서 온도편차가 최소화된 고온의 가스 냉각재가 생성되고, 노심의 균일한 냉각으로 초고온 가스로 원자로의 구조건전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the gas coolant flows uniformly into the core, uniform cooling of the core produces a high-temperature gas coolant with a minimal temperature deviation at the outlet of the reactor with ultra-high temperature gas, And the structural integrity of the reactor can be improved.

도 1은 일반적인 초고온 가스로의 냉각유로를 도시한 개념도의 단면도와 부분절개 사시도,
도 2는 도 1과 같은 일반적인 초고온 가스로의 상부 플레넘과 노심 상부에 가해지는 가스 냉각재의 유동속도와 정압력 분포도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초고온 가스로 노심 입구의 냉각재 균일유동 구조에 따른 냉각 유로를 도시한 단면도,
도 4는 상부 플레넘과 노심 사이에 다공판이 삽입된 형상을 도시한 개념도이다.1 is a cross-sectional view and a partial cutaway perspective view of a conceptual view showing a cooling channel for general ultra-high temperature gas,
FIG. 2 is a flow chart showing a flow velocity and a static pressure distribution of a gas coolant applied to an upper plenum and an upper portion of a core of a general ultra-
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a cooling channel according to a uniform flow structure of a coolant at an inlet of an ultra-high temperature gas inlet according to a preferred embodiment of the present invention,
4 is a conceptual diagram showing a shape in which a perforated plate is inserted between an upper plenum and a core.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초고온 가스로 노심 입구의 냉각재 균일유동 구조에 따른 냉각 유로를 도시한 단면도이고, 도 4는 상부 플레넘과 노심 사이에 다공판이 삽입된 형상을 도시한 개념도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a cooling channel according to a uniform flow structure of a coolant at an inlet of an ultra-high temperature gas according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 illustrates a shape in which a perforated plate is inserted between an upper plenum and a core It is a conceptual diagram.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초고온 가스로 노심 입구의 냉각재 균일유동 구조는, 도 3 및 도 4를 참조하면, 압력용기(10), 노심지지배럴(11), 입구 플레넘(12), 하부 플레넘(14), 상승관(16), 상부 플레넘(18), 다공판(20), 및 노심(22)을 포함하여 이루어진다. 이하에서는 냉각재로 가스가 사용되는 것을 예로 들어 설명하며, 여기서 냉각재의 종류를 한정하는 것은 아니다.3 and 4, the coolant uniform flow structure of the inlet of the ultra-high temperature gas furnace according to a preferred embodiment of the present invention includes a pressure vessel 10, a core support barrel 11, an inlet plenum 12, A plenum 14, an uprising pipe 16, an upper plenum 18, a perforated plate 20, and a core 22. Hereinafter, the use of the gas as the coolant will be described as an example, and the kind of the coolant is not limited thereto.

압력용기(10)는 원자로 압력용기를 예로 들어 설명한다. 압력용기(10)는 노심지지배럴(11)의 외부를 둘러싸는 형태를 취한다. 압력용기(10)의 내부와 노심지지배럴(11)의 외부 사이에는 공간이 형성되며, 냉각유로를 제공한다.The pressure vessel 10 is described by taking a reactor pressure vessel as an example. The pressure vessel (10) takes the form of surrounding the outside of the core supporting barrel (11). A space is formed between the inside of the pressure vessel 10 and the outside of the core support barrel 11 to provide a cooling channel.

노심지지배럴(11)은 내부에 일정 공간을 형성하고, 내부 공간에는 노심(20)과 반사체가 삽입된다. 노심지지배럴(11)은 노심(20)의 하우징 역할을 수행한다. 반사체로는 일례로 흑연반사체가 사용될 수 있으며, 여기서 반사체의 종류를 한정하는 것은 아니다.The core supporting barrel 11 forms a certain space therein, and the core 20 and the reflector are inserted into the inner space. The core supporting barrel (11) serves as a housing of the core (20). As the reflector, for example, a graphite reflector may be used, and the kind of the reflector is not limited thereto.

입구 플레넘(Inlet Plenum)(12)은 압력용기(10)의 일측에 구비되어 가스 냉각재가 유입된다.An inlet plenum (12) is provided at one side of the pressure vessel (10) to allow the gas coolant to flow.

하부 플레넘(Lower Plenum)(14)은 입구 플레넘(12)의 내부에 구비되어 가스 냉각재가 유출된다.A lower plenum 14 is provided within the inlet plenum 12 to allow gas coolant to escape.

상승관(Riser)(16)은 입구 플레넘(12)과 상부 플레넘(18)을 연결하며, 입구 플레넘(12)을 통해 유입된 가스 냉각재를 상부 플레넘(18)으로 전달한다.A riser 16 connects the inlet plenum 12 and the upper plenum 18 and delivers the gas coolant introduced through the inlet plenum 12 to the upper plenum 18.

상부 플레넘(Upper Plenum)(18)은 상승관(16)을 통해 입구 플레넘(12)과 연결되며, 상승관(16)을 통해 전달받은 가스 냉각재를 노심(22) 입구에 공급한다.The upper plenum 18 is connected to the inlet plenum 12 through the riser pipe 16 and supplies the gas coolant delivered through the riser pipe 16 to the inlet of the core 22.

노심(22)은 노심지지배럴(11)의 내부에 위치하며, 상부 플레넘(18)과 하부 플레넘(14) 사이에 구비된다. 노심(22)은 상부 플레넘(18)으로부터 가스 냉각재를 공급받아 가스 냉각재와 열교환을 수행함으로써 노심(22) 자체의 온도와 압력용기(10)의 온도를 낮추게 된다. 이하에서는 파이프 형상을 갖는 노심(22)을 예로 들어 설명하며, 여기서 노심의 형상을 한정하는 것은 아니다. 해석을 위해 단순화하여 파이프 형태로 모델링한 것임을 밝혀둔다.The core 22 is located inside the core support barrel 11 and is provided between the upper plenum 18 and the lower plenum 14. The core 22 receives the gas coolant from the upper plenum 18 and performs heat exchange with the gas coolant to lower the temperature of the core 22 itself and the temperature of the pressure vessel 10. [ Hereinafter, the core 22 having a pipe shape will be described as an example, and the shape of the core is not limited thereto. It is noted that the model is simplified for analysis and is modeled as a pipe.

다공판(20)은 상부 플레넘(18)과 노심(22) 사이에 삽입된다. 보다 구체적으로, 다공판(20)은 상부 플레넘(18)의 하단과 노심(22) 상단 사이에 삽입된다. The perforated plate 20 is inserted between the upper plenum 18 and the core 22. More specifically, the perforated plate 20 is inserted between the lower end of the upper plenum 18 and the upper end of the core 22.

이때, 상부 플레넘(18)과 다공판(20) 및 노심(22)은 서로 소정 간격 이격되도록 배치된다. 즉, 상부 플레넘(18)의 하단과 다공판(20)의 상단 사이는 이격되어 일정 공간(이하, "제1 공간")이 형성되며, 다공판(20)의 하단과 노심(22)의 상단 사이는 이격되어 일정 공간(이하, "제2 공간")이 형성된다.At this time, the upper plenum 18, the perforated plate 20, and the core 22 are spaced apart from each other by a predetermined distance. That is, the lower end of the upper plenum 18 and the upper end of the perforated plate 20 are spaced apart from each other to form a certain space (hereinafter referred to as a "first space"), and the lower end of the perforated plate 20, A space (hereinafter referred to as a "second space") is formed.

다공판(20)은 중공이 형성된 고리(Ring) 형상을 취할 수 있다. 이때, 다공판(20)의 외주면을 이루는 원(이하, "외측원")과 내주면을 이루는 원(이하, "내측원")은 지름이 상이한 동심원을 이룰 수 있다. 또한, 파이프 형상을 갖는 노심(22)의 외주면을 이루는 원을 외측원, 내주면을 이루는 원을 내측원으로 명명하기로 한다.The perforated plate 20 can take the form of a ring formed with a hollow. At this time, the circle forming the outer circumferential surface of the perforated plate 20 (hereinafter referred to as the "outer circle") and the circle forming the inner circumferential surface (hereinafter referred to as "inner circle") may be concentric with different diameters. A circle forming the outer peripheral surface of the core 22 having a pipe shape is called an outer circle, and a circle forming the inner peripheral surface is called an inner circle.

일례로, 다공판(20)의 외측원은 노심(22)의 외측원과 동일한 지름을 갖도록 형성되고, 다공판(20)의 내측원은 노심(22)의 내측원과 동일한 지름을 갖도록 형성될 수 있다.For example, the outer circle of the perforated plate 20 is formed to have the same diameter as the outer circle of the core 22, and the inner circle of the perforated plate 20 is formed to have the same diameter as the inner circle of the core 22 .

발명의 배경이 되는 기술에서, 도 1과 같이 별도의 다공판이 존재하지 않는 일반적인 구조에서는 상부 플레넘으로부터 노심 상부로 가스 냉각재가 가해지면 노심 상부에 가해지는 가스 냉각재의 정압력 분포가 커서 유동 균일성에 문제가 발생함을 언급한 바 있다. 1, when a gas coolant is applied from the upper plenum to the upper portion of the core, the static pressure distribution of the gas coolant applied to the upper portion of the core is large, I have mentioned that sexual problems arise.

사실상 가스 냉각재는 입구 플레넘(12)으로 유입된 후 상승관(16)을 타고 올라가기 이전에 이미 유압에 불균형이 발생할 수밖에 없다. 이러한 상태에서 가스 냉각재가 상승관(16)을 타고 상부 플레넘(18)에 도달한 상태에서도 위치별로 국부적인 유압 불균형이 존재하며, 상부 플레넘(18)에서 노심(22) 상부로 가스 냉각재가 가해지면 노심(22) 상부의 각 부분은 유동 불균일성이 보다 심화될 수 있다.In fact, the gas coolant has to flow into the inlet plenum 12 before it is forced to rise up on the riser pipe 16, causing imbalance in the hydraulic pressure already. In this state, there is a local hydraulic imbalance in each position even when the gas coolant rides up the riser pipe 16 to the upper plenum 18 and the gas coolant flows from the upper plenum 18 to the top of the core 22 The flow nonuniformity can be further intensified in each portion on the core 22.

가스 냉각재의 유동 불균일성이 심화되면 가스 냉각재가 노심(22)으로 균일하게 유입될 수 없고, 노심(22)이 균일하게 냉각될 수 없다. 이 경우 원자로의 구조건전성을 저해하게 된다.If the flow non-uniformity of the gas coolant is increased, the gas coolant can not flow uniformly into the core 22, and the core 22 can not be uniformly cooled. In this case, the structural integrity of the reactor is impaired.

본 발명에서는 가스 냉각재의 유동 불균일이 극대화된 상태인 상부 플레넘(18)과 노심(22) 사이에 복수개의 홀(21)을 구비하는 다공판(20)을 삽입함으로써, 유동 균일성을 확보하고자 하였다.In the present invention, by inserting the perforated plate 20 having a plurality of holes 21 between the upper plenum 18 and the core 22 in which the flow unevenness of the gas coolant is maximized, Respectively.

상부 플레넘(18)으로부터 하부 방향으로 가해진 가스 냉각재가 노심(22) 상단에 도달하기 전에 제1 공간을 통해 다공판(20)에 가해지게 된다. 다공판(20)에는 복수개의 홀(21)이 형성되고 있고, 각 홀(21)은 다공판(20)의 상단과 하단을 관통하고 있다. 다공판(20)의 홀(21)로 가스 냉각재가 가해지면 가스 냉각재와 홀(21) 사이에는 저항이 발생하게 된다. 즉, 가스 냉각재의 불균일한 유동이 홀(21)에 의한 저항으로 상쇄되면서 홀(21)을 통과한 가스 냉각재는 유동 균일성이 향상된 상태로 제2 공간을 통해 노심(22) 상부에 가해지게 된다.The gas coolant applied in the downward direction from the upper plenum 18 is applied to the perforated plate 20 through the first space before reaching the upper end of the core 22. [ A plurality of holes 21 are formed in the perforated plate 20, and each of the holes 21 passes through the upper end and the lower end of the perforated plate 20. When the gas coolant is applied to the hole 21 of the perforated plate 20, a resistance is generated between the gas coolant and the hole 21. That is, the uneven flow of the gas coolant is canceled by the resistance by the hole 21, and the gas coolant that has passed through the hole 21 is applied to the upper portion of the core 22 through the second space with improved flow uniformity .

복수개의 홀(21)에 의해 가스 냉각재의 불균일성을 상쇄하는 정도를 높이기 위해 복수개의 홀(21)은 다양한 형상과 크기로 배치될 수 있다. 일례로, 복수개의 홀(21)은 도 4와 같이 서로 복수개의 동심원을 이루도록 배치되고, 다공판의 중심으로부터 방사상으로 배열될 수 있다. 또한, 각 홀(21)의 직경을 위치별로 다르게 형성하여 각 홀(21)에 의해 가스 냉각재에 가해지는 저항의 편차를 감소시킬 수 있다. 일반화하면, 홀 중 적어도 어느 하나는 나머지와 직경이 다르게 형성될 수 있다.The plurality of holes 21 may be arranged in various shapes and sizes in order to increase the degree of offsetting the non-uniformity of the gas coolant by the plurality of holes 21. [ For example, the plurality of holes 21 may be arranged to form a plurality of concentric circles, as shown in FIG. 4, and may be radially arranged from the center of the perforated plate. In addition, the diameters of the holes 21 may be formed differently depending on the positions, and the variation in the resistance applied to the gas coolant by the holes 21 may be reduced. In general, at least one of the holes may be formed to have a different diameter from the rest.

도 4에는 다공판(20)의 중심에서 멀어질수록 홀의 직경이 커지도록 형성된 예가 도시되어 있다. 다공판에 형성되는 홀의 직경, 위치, 개수, 배열형상 등은 상부 플레넘과 노심을 비롯한 초고온 가스로의 압력용기 설계에 따라 달라질 수 있음을 밝혀둔다.4 shows an example in which the diameter of the hole increases as the distance from the center of the perforated plate 20 increases. It should be noted that the diameter, position, number and arrangement of the holes formed in the perforated plate may vary depending on the design of the pressure vessel for the ultra-high temperature gas including the upper plenum and the core.

이와 같이 상부 플레넘에서 노심 입구 전단에 다공판을 적용함으로써, 가스 냉각재의 유동 균일성을 향상시키고, 국부적으로 발생하는 최대 정압력을 감소시킬 수 있다. Thus, by applying a perforated plate to the front of the core inlet in the upper plenum, the flow uniformity of the gas coolant can be improved and the maximum static pressure generated locally can be reduced.

가스 냉각재가 노심으로 균일하게 유입되어 노심의 균일한 냉각을 통해 초고온 가스로 원자로의 구조건전성을 향상시킬 수 있게 된다.The gas coolant flows uniformly into the core, and the structural integrity of the reactor can be improved by the ultra-high temperature gas through uniform cooling of the core.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10 - 압력용기 11 - 노심지지배럴
12 - 입구 플레넘 14 - 하부 플레넘
16 - 상승관 18 - 상부 플레넘
20 - 다공판 22 - 노심10 - Pressure vessel 11 - Core support barrel
12 - inlet plenum 14 - bottom plenum
16 - riser 18 - upper plenum
20 - Perforated plate 22 - Core

Claims (3)

압력용기;
압력용기의 일측에 구비되어 가스 냉각재가 유입되는 입구 플레넘(Inlet Plenum);
입구 플레넘의 내부에 구비되어 가스 냉각재가 유출되는 하부 플레넘(Lower Plenum);
상승관을 통해 입구 플레넘과 연결되는 상부 플레넘(Upper Plenum);
하부 플레넘과 상부 플레넘 사이에 구비되는 노심(Core); 및
상부 플레넘과 노심 사이에 삽입되며 복수개의 홀이 구비된 다공판;을 포함하며,
상기 복수개의 홀은 서로 복수개의 동심원을 이루도록 배치되되, 상기 홀의 크기가 상기 다공판의 중심부로 향해 작아지도록 형성되는 초고온 가스로 노심 입구의 가스 냉각재 균일유동 구조.Pressure vessel;
An inlet plenum provided at one side of the pressure vessel and through which the gas coolant flows;
A lower plenum provided within the inlet plenum and through which the gas coolant flows;
An upper plenum connected to the inlet plenum through the riser;
A core provided between the lower plenum and the upper plenum; And
And a perforated plate inserted between the upper plenum and the core and having a plurality of holes,
Wherein the plurality of holes are formed so as to be concentric with each other, and the holes are formed so as to be smaller toward the center of the perforated plate. 제1항에 있어서,
상부 플레넘과 다공판 및 노심은 서로 이격되도록 배치되는 초고온 가스로 노심 입구의 가스 냉각재 균일유동 구조.The method according to claim 1,
The upper plenum, the perforated plate, and the core are arranged so that they are spaced apart from each other. 삭제delete
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