KR101528223B1 - Passive safety facility and nuclear power plant having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 격납부 내부의 유체 순환 성능을 증기시키고, 여과설비를 도입하여 격납부 내부의 냉각 성능과 방사성 물질의 저감 성능을 향상시킨 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
원자로는 주요기기의 설치위치에 따라 분리형 원자로와 일체형 원자로로 나뉜다. 주요기기(증기발생기, 가압기, 펌프 등)가 원자로용기의 외부에 설치되면 분리형원자로(예, 상용 원자로: 국내)로 구분된다. 주요기기가 원자로용기의 내부에 설치되면 일체형원자로(예, SMART 원자로: 국내)로 구분된다.Reactors are divided into separate reactors and integral reactors depending on the installation location of the main equipment. When major equipment (steam generator, pressurizer, pump, etc.) is installed outside the reactor vessel, it is divided into separate nuclear reactors (eg commercial reactor: domestic). When major equipment is installed inside the reactor vessel, it is divided into an integral reactor (eg SMART reactor: domestic).
또한 원자로는 안전계통의 구현 방식에 따라 능동형원자로와 피동형원자로로 나뉜다. 능동형원자로는 안전계통을 구동하기 위해 비상발전기 등의 전력에 의해 작동하는 펌프와 같은 능동 기기를 사용한다. 피동형원자로는 안전계통을 구동하기 위해 중력 또는 가스압력 등의 피동력에 의해 작동하는 피동 기기를 사용한다. 피동형원자로에서 피동안전계통(passive safety system)은 사고가 발생하는 경우 규제요건에서 요구하는 시간 (72시간) 이상 동안 운전원의 조치나 비상 디젤 발전기와 같은 안전등급의 교류(AC) 전원이 없이 계통에 내장되어 있는 자연력만으로도 원자로를 안전하게 유지한다. 피동안전계통은 72시간 이후에 운전원 조치나 비안전계통의 도움을 받아도 되는 계통이다. 피동안전계통은 사고 발생 후 상당한 시간 동안 교류(AC) 전원이나 운전원의 조치가 없어도 원전을 안전하게 유지할 수 있기 때문에, 최근에는 일반적으로 능동안전계통보다 피동안전계통이 선호되고 있다.
Reactors are divided into active reactors and passive reactors depending on the implementation of the safety system. Active reactors use active devices, such as pumps operated by electric power, such as emergency generators, to drive safety systems. A passive nuclear reactor uses a driven unit operated by gravity or gas pressure to drive the safety system. Passive safety systems in passive reactors are designed to operate in a system without an AC source of safety grade such as an operator action or an emergency diesel generator for more than the time required for regulatory requirements (72 hours) The built-in power alone keeps the reactor safe. The passive safety system is a system that can be assisted by an operator or non-safety system after 72 hours. Passive safety systems are generally preferred to passive safety systems rather than active safety systems, since AC power or a source of safety can be maintained without operator intervention for a considerable amount of time after an accident.
종래의 기술에서는 철재격납용기와 증기발생기의 2차측을 이용하여 피동잔열제거계통과 피동격납건물냉각계통을 구성하였다(특허공개번호: 제10-2013-0047871). 그러나 종래의 기술에서 적용하고 있는 철재격납용기는 제작의 어려움, 유지보수 및 경제성 등의 문제로 강화콘크리트를 이용하는 격납건물 형태로 변화하는 추세에 있다. 이하에서는 피동잔열제거계통과 피동격납부냉각계통에 대하여 각각 설명한다.In the prior art, a drift residual heat removal system and a cooling system of a passive containment building were constructed using a secondary side of a steel containment vessel and a steam generator (Patent Publication No. 10-2013-0047871). However, the steel containment vessel used in the conventional technology is in the form of a containment building using reinforced concrete due to difficulties in manufacture, maintenance and economical efficiency. Hereinafter, the driven residual heat elimination system and the as-dispensed cooling system will be described, respectively.
피동잔열제거계통은 일체형원자로를 포함하여 다양한 원자로에서 사고 시 원자로냉각재계통의 열(원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열)을 제거하는 계통으로 채용되고 있다. 피동잔열제거계통의 냉각수 순환 방식으로는 원자로의 1차 냉각수를 직접 순환시켜 원자로냉각재계통를 냉각하는 방식(AP1000: 미국 웨스팅하우스)과 증기발생기를 이용하여 2차 냉각수를 순환시켜 원자로냉각재계통을 냉각하는 방식(SMART 원자로: 국내)의 두 가지가 주로 사용되고 있으며, 1차 냉각수를 탱크에 주입하여 직접 응축시키는 방식(CAREM:아르헨티나)도 일부 이용되고 있다.The passive residual heat removal system is employed as a system to remove the heat of the reactor coolant system (the sensible heat of the reactor coolant system and the residual heat of the core) in an accident in various reactors including an integrated reactor. As the cooling water circulation system of the passive residual heat removal system, the reactor coolant system is cooled by circulating the primary coolant of the reactor directly (AP1000: Westinghouse, USA) and the steam generator is used to circulate the secondary coolant to cool the reactor coolant system (SMART reactor: domestic) are mainly used, and a method of directly condensing the primary cooling water into the tank (CAREM: Argentina) is partially used.
또한, 피동잔열제거계통의 열교환기(응축열교환기)의 외부를 냉각하는 방식으로는 대부분의 원자로에서 적용하고 있는 수랭식(water-cooled, AP1000)과, 일부 공랭식(air-cooled, WWER 1000:러시아)과 수-공랭식 병용 방식(IMR:일본)이 이용되고 있다. 피동잔열제거계통의 열교환기는 원자로냉각재계통으로부터 전달받은 열을 비상냉각수저장부 등을 통해 외부(최종 열침원)로 전달하는 기능을 수행한다. 열교환기의 방식으로는 증기 응축현상을 이용하여 뛰어난 열전달 효율을 갖는 응축열교환기가 많이 채용되고 있다.Cooling the outside of the heat exchanger (condensation heat exchanger) in the passive residual heat removal system includes water-cooled (AP1000) and air-cooled (WWER 1000: Russia) (IMR: Japan) are used in combination. The heat exchanger of the passive residual heat removal system performs the function of transferring the heat transferred from the reactor coolant system to the outside (final heat sink) through the emergency cooling water storage unit or the like. In the heat exchanger system, a condensation heat exchanger having excellent heat transfer efficiency is often employed by utilizing vapor condensation phenomenon.
피동격납부냉각계통은 격납부 내부의 압력, 온도 및 방사성 물질의 농도를 낮추는 여러 안전계통들 중 하나다. 피동격납부냉각계통은 일체형원자로를 포함하여 다양한 원자로에서 사고 시 격납부(원자로건물, 격납용기, 또는 안전보호용기) 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하기 위한 계통으로 채용되고 있다. 피동격납부냉각계통의 구성방식으로는 격납건물로 방출된 증기를 감압시키는 감압탱크(suppression tank)를 이용하는 방식(상용 BWR, CAREM:아르헨티나, IRIS:미국 웨스팅하우스사 등), 철재격납용기를 적용하고 외벽을 냉각(스프레이, 공기)시키는 방식(AP1000:미국 웨스팅하우스사) 그리고 열교환기를 이용하는 방식(SWR1000:프랑스 프라마톰ANP, AHWR:인도, SBWR:미국 GE) 등이 이용되고 있다.
The isobaric cooling system is one of several safety systems that reduces the pressure, temperature and radioactive material concentration inside the compartment. The equipotential cooling system is employed as a system for suppressing the rise of pressure inside the accident chamber (reactor building, containment vessel, or safety protection vessel) and removing heat from various reactors including an integrated reactor. The method of constructing the cooling system is to use a suppression tank to decompress the steam released into the containment (commercial BWR, CAREM: Argentina, IRIS: Westinghouse Company, USA) (AP1000: Westinghouse, USA) and heat exchanger (SWR1000: France Pramatom ANP, AHWR: India, SBWR: US GE).
이상에서와 같이 증기발생기의 2차측을 이용하는 피동잔열제거계통은 일반적으로 격납부 외부에 열침원(비상냉각수저장부)을 설치하고 응축열교환기에서 냉각된 냉각수를 증기발생기로 공급하고 원자로냉각재계통의 열을 제거하면서 형성된 증기는 다시 응축열교환기로 자연순환하는 방식을 많이 이용하고 있다(특허공개번호: 제10-2013-0047871). 한편, 피동격납부냉각계통은 일반적으로 별도의 유동을 유발하는 수단 없이 격납부 내부에서 형성되는 자연순환 유동에 의해 격납부 내부의 열을 제거하는 방식으로 이용되고 있다. 또한, 피동잔열제거계통과 피동격납부냉각계통은 별도의 계통으로 구성하는 방식이 일반적으로 이용되고 있다.As described above, the passive residual heat removal system using the secondary side of the steam generator is generally constituted by installing a heat sink (emergency cooling water storage part) outside the compartment, supplying cooling water cooled by the condensing heat exchanger to the steam generator, And the steam which is formed while removing the steam is again circulated to the condensation heat exchanger (Patent Publication No. 10-2013-0047871). On the other hand, the coined-bed cooling system is generally used in a manner of removing heat inside the compartment by a natural circulation flow formed inside the compartment without a means for generating a separate flow. In addition, a system in which the driven residual heat elimination system and the to-be-poured cooling system are separately constructed is generally used.
종래의 피동격납부냉각계통은 유동을 형성시켜주기 위한 별도의 기구(device)가 없이 자연순환유동에 의해서만 그 성능이 결정되었다. 이러한 구성에서는 대기(공기와 증기)가 흐르는 면의 열전달계수가 작아 특히 자연대류 조건 등에서 유동이 약한 경우에는 열교환기의 크기를 상대적으로 크게 증가시켜야 하는 문제가 있었다. 한편 열교환기는 격납부의 압력경계를 형성하는 구조물이므로 열교환기 크기가 증가하는 경우 압력경계의 손상 가능성이 증가하여 안전성을 저하시킬 수 있다는 문제도 있었다.The performance of the conventional coined pour cooling system was determined only by natural circulation flow without a separate device for forming the flow. In such a configuration, there is a problem that the heat transfer coefficient of the air (steam and air) flowing surface is small, and the size of the heat exchanger must be relatively increased if the flow is weak, especially in natural convection conditions. On the other hand, since the heat exchanger is a structure that forms the pressure boundary of the compartment, there is a problem that the possibility of damaging the pressure boundary increases when the size of the heat exchanger increases, which may lower the safety.
본 발명의 일 목적은, 단순한 자연순환유동에서 벗어나 순환유동을 향상시키는 설비를 이용하여 격납부의 내부를 냉각하는 성능이 향상된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전을 제안하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a passive safety equipment with improved performance for cooling the interior of a compartment by using a facility for improving circulation flow from a simple natural circulation flow and a nuclear power plant having the same.
본 발명의 다른 일 목적은, 종래의 피동잔열제거계통 및 피동격납건물냉각계통의 기능을 모두 수행하고, 원자로냉각재계통에서 전달된 열을 외부 환경으로 방출할 수 있는 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전을 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide a passive safety equipment capable of performing both functions of a conventional driven residual heat eliminating system and a passive containment building cooling system and releasing heat transferred from a reactor coolant system to an external environment, .
본 발명의 또 다른 일 목적은, 열교환기의 크기 증가 없이도 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전을 개시하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a passive safety device capable of improving heat transfer performance without increasing the size of a heat exchanger and a nuclear power plant having the same.
본 발명의 또 다른 일 목적은, 격납부 내부의 순환유동을 향상시켜 격납부 내부의 방사성 물질의 농도를 조기에 낮추어 줄 수 있는 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전을 개시하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a passive safety equipment capable of reducing the concentration of radioactive material inside the compartment by improving the circulating flow inside the compartment and a nuclear power plant having the same.
본 발명의 또 다른 일 목적은 방사성 물질을 포집하여 격납부 내부의 방사성 물질 농도를 낮출 수 있는 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전을 제공하기 위한 것이다.It is still another object of the present invention to provide a passive safety equipment capable of reducing the concentration of radioactive materials in the compartment by collecting radioactive materials and a nuclear power plant having the same.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 피동안전설비는, 원자로냉각재계통으로부터 방출되거나 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치되는 증기발생기로부터 방출된 제1유체를 격납부 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성되는 냉각부; 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로부터 방출된 상기 제1유체를 상기 냉각부로 분사하도록 형성되고, 상기 제1유체를 분사하면서 유발되는 압력강하에 의해 상기 제2유체를 인입시키도록 적어도 일부가 상기 격납부의 내부를 향해 개방되어 있으며, 인입된 상기 제2유체를 상기 제1유체와 함께 분사하는 순환유도 분사기구; 및 상기 냉각부에서 방출되는 비응축성 가스를 여과하도록 상기 냉각부의 출구에 연결되고, 상기 비응축성 가스로부터 여과된 방사성 물질을 포집하는 여과설비를 포함한다.In order to accomplish the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a passive safety equipment comprising: a first fluid discharged from a reactor coolant system or discharged from a steam generator installed inside the reactor coolant system, A cooling unit configured to cool together with the second fluid therein; At least a part of which is formed to inject the first fluid discharged from the reactor coolant system or the steam generator to the cooling part and to draw the second fluid by a pressure drop caused by spraying the first fluid, A circulation induction injection mechanism that opens toward the inside of the pouring part and injects the second fluid that has been introduced together with the first fluid; And a filtration facility connected to an outlet of the cooling section to filter the non-condensable gas discharged from the cooling section, and collecting the radioactive material filtered from the non-condensable gas.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 순환유도 분사기구는, 상기 제1유체를 공급받도록 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기와 연결되고, 공급받은 상기 제1유체를 분사하도록 형성되는 제1유체 분사부; 상기 격납부 내부의 제2유체를 인입시키도록 제1유체 분사부의 둘레에 환형으로 형성되는 제2유체 인입부; 및 상기 제2유체 인입부를 형성하도록 상기 제1유체 분사부보다 큰 내경을 갖는 부분으로 상기 제1유체 분사부를 감싸고, 상기 제1유체와 상기 제2유체를 상기 냉각부로 공급하는 순환유체 분사부를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the circulation induction injection mechanism includes a circulation induction injection mechanism connected to the reactor coolant system or the steam generator to receive the first fluid, Quasi; A second fluid inlet formed annularly around the first fluid injection portion to draw a second fluid inside the compartment; And a circulating fluid injecting section for surrounding the first fluid injecting section with a portion having an inner diameter larger than that of the first fluid injecting section to form the second fluid intake part and supplying the first fluid and the second fluid to the cooling part can do.
상기 제1유체 분사부는 상기 제1유체를 상기 순환유체 분사부에 분사하는 노즐을 구비할 수 있다.The first fluid ejection unit may include a nozzle for ejecting the first fluid to the circulating fluid ejection unit.
상기 순환유체 분사부는, 상기 제1유체를 분사하면서 국부적인 압력 강하를 유발하도록 주변보다 좁은 내경으로 형성되는 목; 상기 목을 통과한 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 상기 냉각부로 유도하는 디퓨저를 포함할 수 있다.Wherein the circulating fluid ejection portion is formed with an inner diameter narrower than the circumference to cause a local pressure drop while injecting the first fluid; And a diffuser to guide the first fluid and the second fluid passing through the neck to the cooling section.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 여과설비는, 상기 비응축성 가스로부터 상기 방사성 물질을 분리하도록 이루어지는 필터 또는 흡착제; 상기 필터 또는 흡착제를 통과하면서 여과된 비응축성 가스를 상기 격납부의 내부로 방출하도록 이루어지는 가스 방출부; 및 상기 비응축성 가스를 상기 필터 또는 흡착제로 공급하도록 상기 냉각부의 출구에 연결되는 가스배관을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the filtration facility comprises: a filter or adsorbent configured to separate the radioactive material from the non-condensable gas; A gas discharge unit configured to discharge the non-condensable gas filtered while passing through the filter or the adsorbent to the inside of the compartment; And gas piping connected to the outlet of the cooling section to supply the non-condensable gas to the filter or adsorbent.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 냉각부에서는 상기 제1유체 및 상기 제2유체의 냉각에 의해 응축수가 형성되며, 상기 피동안전설비는 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로 주입될 냉각수를 저장하도록 형성되는 냉각수 저장부를 더 포함하고, 상기 냉각수 저장부는 상기 응축수를 집수하도록 상기 냉각부의 하부에 설치될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the cooling unit, condensed water is formed by cooling of the first fluid and the second fluid, and the passive safety equipment includes cooling water to be injected into the reactor coolant system or the steam generator The cooling water storage unit may be installed at a lower portion of the cooling unit to collect the condensed water.
상기 냉각수 저장부는, 상기 원자로냉각재계통 내부의 현열 및 노심의 잔열을 제거하기 위해 상기 증기발생기로 공급될 순수 냉각수를 저장하는 제1 냉각수 저장부; 및 상기 원자로냉각재계통의 수위를 유지시키기 위해 상기 원자로냉각재계통의 내부로 주입될 붕산수를 저장하는 제2 냉각수 저장부; 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Wherein the cooling water storage unit comprises: a first cooling water storage unit for storing pure cooling water to be supplied to the steam generator to remove sensible heat in the reactor coolant system and residual heat of the core; And a second cooling water storage part for storing the boric acid water to be injected into the reactor coolant system to maintain the water level of the reactor coolant system; Or the like.
상기 피동안전설비는 상기 냉각수 저장부에 집수된 응축수의 재휘발을 억제하는 첨가제를 상기 응축수로 주입하는 첨가제 주입부를 더 포함하고, 상기 첨가제는 상기 응축수의 pH를 기설정된 값 이상으로 유지시키도록 이루어질 수 있다.The passive safety equipment may further include an additive injection unit for injecting an additive for suppressing re-volatilization of condensed water collected in the cooling water storage unit into the condensed water, wherein the additive is made to maintain the pH of the condensed water at a predetermined value or higher .
상기 첨가제 주입부는 상기 냉각수 저장부로 집수되는 응축수에 상기 첨가제를 주입하도록 상기 냉각부로부터 상기 냉각수 저장부로 이어지는 유로에 설치될 수 있다.The additive injection unit may be installed in the flow path from the cooling unit to the cooling water storage unit so as to inject the additive into the condensed water collected by the cooling water storage unit.
상기 냉각수 저장부는 상기 제1 냉각수 저장부에 상기 응축수를 집수하고, 집수된 응축수의 수위가 기준 수위를 넘어서면 상기 냉각수 저장부는 상기 제1 냉각수 저장부에 집수된 응축수를 상기 제2 냉각수 저장부로 유입시키도록 이루어지며, 상기 첨가제 주입부는 상기 제2 냉각수 저장부로 유입되는 응축수에 상기 첨가제를 주입하도록 상기 제1 냉각수 저장부에서 상기 제2 냉각수 저장부로 이어지는 유로에 설치될 수 있다.The cooling water storage part collects the condensed water in the first cooling water storage part. When the water level of the collected condensed water exceeds the reference water level, the cooling water storage part introduces the condensed water collected in the first cooling water storage part into the second cooling water storage part And the additive injection unit may be installed in the flow path leading from the first cooling water storage unit to the second cooling water storage unit so as to inject the additive into the condensed water flowing into the second cooling water storage unit.
상기 피동안전설비는 상기 냉각수 저장부의 냉각수를 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기를 거쳐 상기 순환유도 분사기구로 순환시키도록 이루어지는 유체 순환부를 더 포함하고, 상기 유체 순환부는, 상기 냉각수 저장부 내부의 냉각수를 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로 공급하도록 상기 냉각수 저장부에 연결되는 유체공급배관; 및 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기에서 방출되는 상기 제1유체를 상기 순환유도 분사기구로 공급하도록 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기와 상기 순환유도 분사기구에 연결되는 증기방출배관을 포함할 수 있다.Wherein the passive safety equipment further comprises a fluid circulation unit configured to circulate the cooling water in the cooling water storage unit to the circulation induction spray unit via the reactor coolant system or the steam generator, A fluid supply pipe connected to the reactor coolant system or the cooling water storage for supplying the steam coolant to the steam generator; And a steam discharge pipe connected to the reactor coolant system or the steam generator and the circulation induction injection mechanism to supply the reactor coolant system or the first fluid discharged from the steam generator to the circulation induction injector.
상기 냉각부는, 내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부; 상기 격납부의 내부에 설치되어 상기 격납부를 관통하는 연결배관에 의해 상기 비상냉각수저장부와 연결되며 상기 비상냉각수저장부의 냉각수를 통과시켜 상기 순환유도 분사기구로부터 분사된 상기 제1유체 및 상기 제2유체와 열교환시키는 열교환기; 및 적어도 일부가 상기 열교환기를 보호하도록 상기 열교환기를 감싸고 상기 순환유도 분사기구에서 분사되는 제1유체와 제2유체를 수용하도록 이루어지는 케이싱을 포함할 수 있다.The cooling unit may include an emergency cooling water storage unit configured to store cooling water therein and installed outside the storage unit to discharge the heat received by evaporating the cooling water when the temperature rises due to heat transfer to the outside; And a cooling fluid passage connected to the emergency cooling water storage portion through a connection pipe that is installed in the inside of the compartment and passes through the compartment portion and passes the cooling water of the emergency cooling water storage portion, A heat exchanger for exchanging heat with the two fluids; And a casing enclosing the heat exchanger to at least partly protect the heat exchanger and configured to receive a first fluid and a second fluid that are injected from the circulation induction injection mechanism.
상기 연결배관은, 상기 비상냉각수저장부의 냉각수를 상기 열교환기로 공급하는 유로를 형성하도록 상기 비상냉각수저장부와 상기 열교환기에 연결되고 수랭식 냉각을 구현하도록 상기 비상냉각수저장부의 냉각수를 상기 열교환기로 유입시키는 제1연결배관; 상기 열교환기를 통과한 상기 비상냉각수저장부의 냉각수를 외부로 배출시키도록 열교환기로부터 상기 격납부의 외부로 연장되는 제2연결배관; 상기 격납부 외부의 대기를 상기 열교환기로 공급하는 유로를 형성하도록 상기 제2연결배관으로부터 분기되며 상기 비상냉각수저장부의 냉각수가 고갈되면 공랭식 냉각을 구현하도록 상기 격납부 외부의 대기를 열교환기로 유입시키는 제3연결배관; 및 상기 열교환기를 통과하면서 가열된 대기를 외부로 배출시키도록 상기 제1연결배관으로부터 분기되어 상기 격납부의 외부로 연장되는 제4연결배관을 포함할 수 있다.Wherein the connection pipe is connected to the emergency cooling water storage part and the heat exchanger so as to form a flow path for supplying the cooling water of the emergency cooling water storage part to the heat exchanger and for introducing cooling water of the emergency cooling water storage part into the
상기 피동안전설비는, 상기 제1연결배관 내지 상기 제4연결배관에 각각 설치되고 상기 비상냉각수저장부의 냉각수가 고갈되면 상기 수랭식 냉각에서 상기 공랭식 냉각으로 전환하도록 기설정된 신호에 의해 개폐되는 복수의 격리밸브를 더 포함할 수 있다.Wherein said passive safety equipment comprises a plurality of isolators which are respectively installed in said first connection pipe and said fourth connection pipe and are opened and closed by a predetermined signal so as to switch from said water cooling type cooling to said air cooling type cooling water when cooling water of said emergency cooling water storage part becomes exhausted, And may further include a valve.
상기 케이싱의 상부는 상기 순환유도 분사기구로부터 상기 제1유체와 상기 제2유체를 공급받도록 개방되어 있고, 상기 케이싱의 하부는 상기 제1유체와 제2유체의 냉각에 의해 형성되는 응축수를 집수하도록 형성될 수 있다.The upper portion of the casing is opened to receive the first fluid and the second fluid from the circulation induction injection mechanism and the lower portion of the casing collects condensed water formed by cooling the first fluid and the second fluid .
상기 피동안전설비는 상기 냉각부의 냉각 과정에서 생성된 응축수를 상기 냉각수 저장부로 공급하도록 상기 냉각수 저장부로 연장되는 회수배관을 포함할 수 있다The passive safety equipment may include a recovery pipe extending to the cooling water storage unit to supply the condensed water generated in the cooling process of the cooling unit to the cooling water storage unit
상기 회수배관은, 상기 케이싱에 집수된 응축수의 유로를 형성하도록 상기 케이싱의 하부에 연결되는 제1회수배관; 및 상기 여과설비에 집수된 응축수의 유로를 형성하도록 상기 여과설비의 하부에 연결되는 제2회수배관을 포함할 수 있다.The recovery pipe includes a first recovery pipe connected to a lower portion of the casing to form a passage for condensed water collected in the casing; And a second recovery pipe connected to a lower portion of the filtration facility to form a passage for condensate collected in the filtration facility.
상기 냉각부는, 내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부; 및 상기 비상냉각수저장부의 내부에 설치되어 상기 격납부를 관통하는 연결배관과 연결되며 상기 연결배관을 통해 상기 순환유도 분사기구로부터 유입되는 상기 제1유체와 제2유체를 통과시켜 상기 비상냉각수저장부의 냉각수와 열교환시키는 열교환기를 포함하고, 상기 여과설비는 상기 격납부의 내부에 설치되고 상기 열교환기로부터 비응축성 가스와 응축수를 공급받도록 상기 연결배관에 의해 상기 열교환기와 연결될 수 있다.The cooling unit may include an emergency cooling water storage unit configured to store cooling water therein and installed outside the storage unit to discharge the heat received by evaporating the cooling water when the temperature rises due to heat transfer to the outside; And an emergency cooling water storage unit that is connected to a connection pipe that is installed in the emergency cooling water storage unit and passes through the storage unit and passes the first fluid and the second fluid flowing from the circulation induction injection mechanism through the connection pipe, And a heat exchanger for exchanging heat with cooling water. The filtration facility is installed inside the compartment and can be connected to the heat exchanger by the connection pipe to receive non-condensable gas and condensed water from the heat exchanger.
상기 냉각부는, 내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부; 상기 순환유도 분사기구로부터 분사된 상기 제1유체와 제2유체를 냉각하도록 상기 격납부의 내부에 설치되는 제1열교환기; 및 상기 비상냉각수저장부의 내부에 설치되고, 폐유로를 형성하도록 상기 격납부를 관통하는 연결배관에 의해 상기 제1열교환기와 연결되며, 상기 폐유로를 순환하는 유체에 전달된 열을 상기 비상냉각수저장부 내부의 냉각수에 전달하는 제2열교환기를 포함할 수 있다.The cooling unit may include an emergency cooling water storage unit configured to store cooling water therein and installed outside the storage unit to discharge the heat received by evaporating the cooling water when the temperature rises due to heat transfer to the outside; A first heat exchanger installed inside the compartment to cool the first fluid and the second fluid injected from the circulation induction injection mechanism; And a heat exchanger connected to the first heat exchanger by a connection pipe passing through the compartment to form a waste oil path, the heat transferred to the fluid circulating the waste oil path is stored in the emergency cooling water storage And a second heat exchanger for transferring the cooling water to the inside of the cooling water.
상기 냉각부는 내부에 보충수를 저장하도록 형성되는 보충탱크를 더 포함하고, 상기 보충탱크는 상기 폐유로로 보충수를 공급하거나 상기 폐유로의 잉여수를 수용하도록 상기 연결배관에 연결될 수 있다.The cooling section may further include a replenishing tank configured to store replenishing water therein, and the replenishing tank may be connected to the connecting pipe to supply the replenishing water to the waste oil passage or to receive the surplus water to the waste oil.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 피동안전설비를 구비하는 원전을 개시한다.Further, in order to realize the above-mentioned problem, the present invention discloses a nuclear power plant equipped with passive safety equipment.
원전은, 원자로냉각재계통; 방사성 물질이 외부 환경으로 누출되는 것을 방지하도록 상기 원자로냉각재계통을 감싸는 격납부; 및 상기 원자로냉각재계통의 열을 제거하도록 상기 원자로냉각재계통 내부로 유체를 순환시키고 상기 원자로냉각재계통에서 방출된 제1유체와 상기 격납부 내부의 제2유체를 함께 냉각하여 상기 격납부 내부의 열을 외부 환경으로 방출하는 피동안전설비를 포함하고, 상기 피동안전설비는, 원자로냉각재계통으로부터 방출되거나 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치되는 증기발생기로부터 방출된 제1유체를 격납부 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성되는 냉각부; 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로부터 상기 제1유체를 전달받아 상기 냉각부로 분사하도록 형성되고 상기 제1유체를 분사하면서 유발되는 압력강하에 의해 상기 제2유체를 인입시키도록 적어도 일부가 상기 격납부의 내부를 향해 개방되어 있으며 인입된 상기 제2유체를 상기 제1유체와 함께 분사하는 순환유도 분사기구; 및 상기 냉각부에서 방출되는 비응축성 가스를 여과하도록 상기 냉각부의 출구에 연결되고 상기 비응축성 가스로부터 여과된 방사성 물질을 포집하는 여과설비를 포함한다.Nuclear reactors, reactor coolant system; A compartment for enclosing the reactor coolant system to prevent the radioactive material from leaking to the external environment; And a heat exchanger for circulating the fluid into the reactor coolant system so as to remove heat of the reactor coolant system and cooling the first fluid discharged from the reactor coolant system and the second fluid inside the chamber, Wherein the passive safety equipment includes a first fluid discharged from a reactor coolant system or a steam generator installed inside the reactor coolant system, A cooling part formed to co-operate with the cooling part; At least a part of which is formed so as to receive the first fluid from the reactor coolant system or the steam generator and to inject the second fluid by a pressure drop caused by spraying the first fluid, A circulation induction injection mechanism that opens toward the inside of the first fluid and injects the second fluid along with the first fluid; And a filtration device connected to the outlet of the cooling section to filter the non-condensable gas emitted from the cooling section and to collect the radioactive material filtered from the non-condensable gas.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 순환유도 분사기구를 이용하여 자연순환을 촉진시켜 격납부 내부를 냉각하는 효율을 증가시킬 수 있으므로 격납부 내부의 자연순환에 의지하던 종래의 기술적 한계를 극복할 수 있다.According to the present invention, since the efficiency of cooling the inside of the compartment can be increased by promoting the natural circulation by using the circulation induction injection mechanism, it is possible to overcome the conventional technical limitations of the natural circulation inside the compartment .
또한 본 발명은, 제1유체의 방출유동에 의해 격납부 내부의 제2유체도 함께 열교환기로 유도할 수 있으므로, 원전에서 격납부를 냉각하기 위한 열교환기의 크기 증가와 비용 증가 및 안전성 저하 문제를 해결할 수 있다.In addition, since the second fluid inside the compartment can also be guided to the heat exchanger by the discharge flow of the first fluid, the present invention can increase the size, cost, and safety of the heat exchanger for cooling the compartment in the nuclear power plant. Can be solved.
또한 본 발명은, 본 발명은 여과설비를 이용하여 격납부 내부의 방사성 물질 농도를 조기에 낮출 수 있다. 본 발명은 방사성 물질의 농도를 낮춤에 따라 제한구역경계거리를 축소시킬 수 있다.Further, the present invention can lower the concentration of the radioactive material inside the compartment early by using the filtration facility of the present invention. The present invention can reduce the boundary zone boundary distance as the concentration of the radioactive material is lowered.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 순환유도 분사기구와 열교환기를 정면에서 바라본 개념도.
도 3은 도 1에 도시된 순환유도 분사기구와 열교환기를 측면에서 바라본 개념도.
도 4는 도 1에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고 발생 시를 나타내는 개념도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 6은 도 5에 도시된 순환유도 분사기구를 확대하여 나타낸 개념도.
도 7은 도 5에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고 발생 시를 나타내는 개념도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 9는 도 8에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고 발생 시를 나타내는 개념도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 11은 도 10에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고 발생 시를 나타내는 개념도.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 13은 도 12에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고 발생 시를 나타내는 개념도.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 15 및 도 16은 도 14에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고 발생 시를 나타내는 개념도.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 18은 도 17에 도시된 피동안전계통의 일부분을 확대하여 도시한 개념도.
도 19 내지 도 21은 순환유도 분사기구와 그 변형례를 나타낸 개념도.1 is a conceptual view showing a passive safety system according to an embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
FIG. 2 is a conceptual view of the circulation induction injection mechanism and the heat exchanger shown in FIG. 1 viewed from the front; FIG.
3 is a conceptual view of the circulation induction injection mechanism and the heat exchanger shown in FIG.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the passive safety system shown in FIG. 1 and a nuclear power plant having the same.
5 is a conceptual view showing a passive safety system according to another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
Fig. 6 is an enlarged conceptual view of the circulation induction injection mechanism shown in Fig. 5; Fig.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing the passive safety system shown in FIG. 5 and the occurrence of an accident of a nuclear power plant having the same.
8 is a conceptual diagram showing a passive safety system according to another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the passive safety system shown in FIG. 8 and the occurrence of an accident of a nuclear power plant having the same.
10 is a conceptual view showing a passive safety system according to still another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
11 is a conceptual view showing the passive safety system shown in Fig. 10 and the occurrence of an accident of a nuclear power plant having the same.
12 is a conceptual view showing a passive safety system according to still another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
FIG. 13 is a conceptual diagram showing the passive safety system shown in FIG. 12 and the occurrence of an accident of a nuclear power plant having the system.
FIG. 14 is a conceptual view showing a passive safety system according to still another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same. FIG.
15 and 16 are conceptual diagrams showing the passive safety system shown in FIG. 14 and the occurrence of an accident of a nuclear power plant having the same.
17 is a conceptual view showing a passive safety system according to still another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
18 is a conceptual view enlarging and showing a part of the passive safety system shown in Fig.
19 to 21 are conceptual views showing a circulating induction injection mechanism and a modification thereof.
이하, 본 발명에 관련된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, the passive safety equipment according to the present invention and the nuclear power plant having the same will be described in detail with reference to the drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 피동안전설비(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의 개념도다.1 is a conceptual view of a
원전(10)은 격납부(12), 원자로냉각재계통(11), 노심(11a), 증기발생기(11b), 원자로냉각재펌프(11c) 및 가압기(11d)를 포함한다. 원전(10)은 도 1에 도시된 구성요소 외에도 원전(10)의 정상 운전을 위한 계통들과 원전(10)의 안전성을 확보하기 위한 다양한 계통들을 포함할 수 있다.The
원자로냉각재계통(11)은 격납부(12)의 내부에 설치된다. 원자로냉각재계통(11)은 노심(11a)에서 핵분열에 의해 발생하는 열에너지를 전달하고 수송하는 냉각재계통이다. 원자로냉각재계통(11)의 내부에는 1차유체가 채워진다. 냉각재상실사고 등의 사고 발생 시 원자로냉각재계통(11)으로부터 증기가 방출될 수 있으며, 격납부(12)는 증기에 포함된 방사성 물질이 외부로 누출되는 것을 차단한다.The reactor coolant system (11) is installed inside the compartment (12). The
증기발생기(11b)는 노심에서 전달되는 열을 이용해 증기를 발생시킨다. 증기발생기(11b)의 하부 입구는 급수관(13a)에 의해 급수계통(13)과 연결되고, 증기발생기(11b)의 상부 출구는 증기관(14a)에 의해 터빈계통(14)과 연결된다. 급수관(13a)을 통해 증기발생기(11b)로 공급된 급수는 증기발생기(11b)에서 증발하여 증기가 된다. 증기는 증기관(14a)을 통해 터빈계통(14)으로 공급된다.The
원자로냉각재펌프(11c)는 1차유체의 순환을 유도하며, 가압기(11d)는 가압 경수형 원자로의 노심(11a)에서 냉각재의 비등을 억제하기 위해서 포화압력을 넘는 가압상태를 유지한다.The
격납부(12)는 방사성 물질이 외부 환경으로 누출되는 것을 방지하도록 원자로냉각재계통(11)을 감싼다. 냉각재상실사고 또는 비냉각재상실사고 등의 사고 발생 시 원자로냉각재계통(11)으로부터 방사성 물질이 누출될 우려가 있으므로, 격납부(12)는 원자로냉각재계통(11)의 외부에서 상기 원자로냉각재계통(11)을 감싸도록 형성되어 방사성 물질의 누출을 방지한다.The
격납부(12)는 원전(10)으로부터 외부 환경으로 방사성 물질의 누출을 방지하는 최종 방벽 역할을 한다. 격납부(12)는 압력경계를 구성하는 재료에 따라 강화콘크리트로 구성하는 격납건물(또는 원자로건물이라 함)과 철재용기로 구성하는 격납용기, 안전보호용기로 나뉜다. 격납용기는 격납건물과 같이 저압으로 설계되는 대형용기이며, 안전보호용기는 설계압력을 증가시켜 소형으로 설계되는 소형용기이다. 특별한 언급이 없는 경우 본 발명에서 격납부(12)는 격납건물, 원자로건물, 격납용기 또는 안전보호용기 등을 모두 포함하는 용어로 사용한다.The
격납부(12)의 내부에는 원전(10)의 안전성 유지를 위한 다양한 유체들이 존재한다. 원자로냉각재계통(11)에는 냉각재의 수위를 유지시키기 위한 유체가 채워져 있다. 또한, 격납부(12)의 내부에는 각종 사고를 대비한 유체들도 저장되어 있다. 이하에서는 격납부(12) 내부의 유체들 중 원자로냉각재계통(11)으로부터 방출된 유체를 제1유체로 구분하고, 원자로냉각재계통(11)과 격납부(12) 사이의 공간에 존재하는 유체를 제2유체로 구분하여 설명한다. 다만, 유체에 대한 이러한 구분이 유체의 성질이나 유체를 구성하는 물질과는 관계가 없다. 따라서, 제1유체와 제2유체가 서로 같은 종류의 유체일 수도 있다. 그리고, 제1유체 및 제2유체는, 1차유체 및 2차유체와 구분해야 한다. 1차유체와 2차유체는 제1유체가 될 수도 있고, 제2유체가 될 수도 있다.There are various fluids in the
도 1을 참조하면, 피동안전설비(100)는 증기발생기(11b)를 이용하여 2차유체를 순환시키는 방식을 적용하였다. 따라서, 도 1에 도시된 피동안전설비(100)에서 제1유체와 제2유체는 모두 2차유체를 가리킨다. 만약 1차유체를 순환시키는 방식의 피동안전설비라면 제1유체와 제2유체는 모두 1차유체를 가리킬 것이다.Referring to FIG. 1, the
피동안전설비(100)는 1차유체의 순환방식을 이용하거나 2차유체의 순환방식을 이용하여 원자로냉각재계통(11)의 현열 및 노심(11a)의 잔열을 제거한다. 1차유체의 순환방식을 이용하는 경우, 피동안전설비(100)는 원자로냉각재계통(11)으로 1차유체를 순환시킨다. 2차유체의 순환방식을 이용하는 경우, 피동안전설비(100)는 증기발생기(11b)로 2차유체를 순환시킨다. 피동안전설비(100)는 원자로냉각재계통(11)이나 증기발생기(11b)로부터 방출된 제1유체와 격납부(12) 내부의 제2유체를 함께 냉각하여 격납부(12) 내부의 열을 외부 환경으로 방출하도록 이루어진다. 도 1에는 2차유체의 순환방식을 이용하는 피동안전설비(100)가 도시되어 있다.The
피동안전설비(100)는 순수한 자연대류 유동을 이용하는 종래의 방식에서 벗어나, 순환유동을 촉진시키도록 형성되는 설비를 이용한다. 피동안전설비(100)는 피동적인 방법으로 격납부(12) 내부의 열과 압력의 감소 효율과 방사성 물질의 제거 효율을 증가시키도록 이루어진다.The
도 1을 참조하면, 피동안전설비(100)는 냉각부(110), 순환유도 분사기구(120) 및 여과설비(130)를 포함한다.1, the
냉각부(110)는 증기발생기(11b)로부터 방출된 제1유체를 격납부(12) 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성된다. 냉각부(110)는 상기 제1유체와 제2유체를 냉각함에 따라 상기 제1유체와 제2유체로부터 전달받은 열을 격납부(12) 외부의 환경으로 방출하도록 이루어진다.The
냉각부(110)는 비상냉각수저장부(111), 열교환기(112), 연결배관(113) 및 격리밸브(114)를 포함한다.The
비상냉각수저장부(111)는 내부에 냉각수를 저장하도록 형성된다. 비상냉각수저장부(111)에 채워진 냉각수는 열교환기(112)에 의해 제1유체와 제2유체로부터 열을 전달받는다. 비상냉각수저장부(111)에 채원진 냉각수의 온도가 상승하게 되면, 냉각수는 증발하고 냉각수에 전달된 열은 외부 환경으로 방출된다. 비상냉각수저장부(111)는 냉각수를 외부 환경으로 증발시키는 것이 가능하도록 상부의 적어도 일부가 개방되어 있다.The emergency cooling
열교환기(112)는 비상냉각수저장부(111)의 냉각수를 제1유체 및 제2유체와 열교환시키도록 이루어진다. 열교환기(112)는 격납부(12)의 내부에 설치될 수 있으며, 격납부(12)를 관통하는 연결배관(113)에 의해 비상냉각수저장부(111)와 연결될 수 있다. 열교환기(112)는 연결배관(113)을 통해 비상냉각수저장부(111)로부터 유입되는 유체를 통과시켜 제1유체 및 제2유체를 냉각한다.The
열교환기(112)의 입구에는 비상냉각수저장부(111)로부터 공급된 냉각수를 열교환기(112)의 내부유로에 분배하기 위한 입구헤더(112a)가 설치된다. 열교환기(112)의 출구에는 가열된 냉각수를 열교환기(112)의 내부유로로부터 모으기 위한 출구헤더(112b)가 설치된다.An
연결배관(113)은 비상냉각수저장부(111)에 저장된 냉각수의 순환 유로를 형성하도록 열교환기(112)와 비상냉각수저장부(111)에 연결된다. 연결배관(113)은 복수로 구비되어 열교환기(112)의 입구헤더(112a)와 출구헤더(112b)에 각각 연결된다. 연결배관(113)은 격납부(12)의 적어도 일부를 관통하며, 비상냉각수저장부(111)의 내부까지 연장된다.The
연결배관(113)의 단부에는 냉각수를 분사하는 스파저(113')가 설치될 수 있다. 연결배관(113)에 의해 열교환기(112)로부터 비상냉각수저장부(111)로 회수된 냉각수는 스파저(113')에 의해 비상냉각수저장부(111)의 내부로 분사될 수 있다.At the end of the
격리밸브(114)는 각 연결배관(113)에 설치될 수 있다. 사고 시 계통이 손상되는 경우 격리밸브(114)를 폐쇄하여 격리하거나, 유지 보수를 위해 필요한 시점에서 개폐될 수 있다.An
냉각부(110)는 비상냉각수저장부(111)와 열교환기(112)의 작동 매커니즘에 따라 구분될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 열교환기(112)가 연결배관(113)에 의해 비상냉각수저장부(111)와 연결되고, 상기 비상냉각수저장부(111)의 냉각수가 열교환기(112)를 지속적으로 순환하는 방식의 냉각부(110)는 순환식으로 구분될 수 있다. 순환식의 냉각부(110)는 냉각수의 온도 또는 상(phase)의 차이에 의한 밀도차에 근거한 자연순환을 이용한다.The
냉각부(110)는 순환식 이외에도 침지식 또는 주입식으로 구분될 수 있으며, 침지식과 주입식의 구성에 대하여는 후술한다.The
순환유도 분사기구(120)는 원자로냉각재계통(11)이나 증기발생기(11b)로부터 방출된 제1유체를 냉각부(110)에 분사하도록 형성된다. 제1유체가 분사되면, 순환유도 분사기구(120)에는 국부적으로 압력강하가 유발된다. 순환유도 분사기구(120)는 제1유체를 분사하면서 유발되는 압력강하에 의해 제2유체를 인입시키도록 적어도 일부가 격납부(12)의 내부를 향해 개방되어 있다. 순환유도 분사기구(120)는 인입된 제2유체를 제1유체와 함께 냉각부(110)에 분사한다. 순환유도 분사기구(120)의 구체적인 구조와 작동 매커니즘은 도 2와 도 3을 참조하여 설명한다.The circulation
도 2는 순환유도 분사기구(120)를 정면에서 바라본 개념도다. 도 3은 순환유도 분사기구(120)를 측면에서 바라본 개념도다. 도 2와 도 3에 도시되지 않은 나머지 구성에 대하여는 도 1을 참조한다.2 is a conceptual view of the circulation
순환유도 분사기구(120)는 제1유체 분사부(121)와 제2유체 인입부(122b) 및 순환유체 분사부(122)를 포함한다.The circulation
제1유체 분사부(121)는 원자로냉각재계통(11) 또는 증기발생기(11b)와 연결되어 상기 원자로냉각재계통(11) 또는 상기 증기발생기(11b)로부터 제공된 제1유체를 분사한다. 제1유체 분사부(121)는, 도 1에 도시한 바와 같이 증기발생기(11b)와 연결되어 상기 증기발생기(11b)로부터 제1유체를 공급받을 수 있다.The first
제1유체 분사부(121)는 제1유체를 분사하도록 형성되는 노즐(121a)을 포함한다. 노즐(121a)을 통해 방출된 제1유체는 유로면적이 작은 목(121a)을 통과하면서 그 속도가 급격히 증가하고, 압력이 감소한다. 이에 따라 순환유도 분사기구(120) 내에는 국부적으로 압력강하가 유발된다.The first
제2유체 인입부(122b)는 격납부 내부의 제2유체를 인입시키도록 제1유체 분사부(121)의 둘레에 환형으로 형성된다. 제1유체의 분사에 의해 유발되는 압력강하에 의해 순환유도 분사기구(120)의 내부와 외부에는 압력차가 형성된다. 순환유도 분사기구(120) 내부의 압력이 외부의 압력보다 낮으므로, 순환유도 분사기구(120)의 외부에 존재하는 제2유체는 상기 제2유체 인입부(122b)를 통해 순환유도 분사기구(120)의 내부로 인입된다.The second
순환유체 분사부(122)는 제2유체 인입부(122b)를 형성하도록 제1유체 분사부(121)보다 큰 내경을 갖는 부분으로 제1유체 분사부(121)를 감싼다. 이에 따라 제1유체 분사부(121)의 외주면과 순환유체 분사부(122)의 내주면 사이에는 환형의 제2유체 인입부(122b)가 형성된다.The circulating
순환유도 분사기구(120)는, 제1유체와 제2유체를 함께 냉각부(110)로 공급한다. 순환유도 분사기구(120)는 목(122a)과 디퓨저(122c)를 포함한다.The circulation
목(122a)은 제1유체의 분사 시 국부적인 압력강하를 유발하도록 주변보다 좁은 내경으로 형성된다. 도 2와 도 3에 도시한 바에 의하면, 목(122a)은 제2유체 인입부(122b)나 디퓨저(122c)보다 좁은 내경을 갖는다.The
디퓨저(122c)는 목(122a)을 통과한 제1유체와 제2유체에 압력손실을 크게 발생시키지 않으면서 상기 제1유체와 제2유체를 자연스럽게 냉각부(110)로 유도한다. 목(122a)을 통과한 제1유체와 제2유체의 유동이 자연스럽게 확산되지 않으면 유로 저항이 증가하여 순환 유량이 감소할 수 있다. 디퓨저(122c)는 자연스럽게 동압력을 정압력을 바꾸어 줌으로써 유로저항을 감소시켜 제1유체와 제2유체를 원활하게 냉각부(110)에 공급한다.The
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이 목(122a)과 디퓨저(122c)는 순차적으로 연결된다. 제2유체 인입부(122b)에서 목(122a)으로 가면서 내경이 점점 감소하고, 목(122a)에서 디퓨저(122c)로 가면서 내경이 다시 증가하도록 형성된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
순환유체 분사부(122)는 열교환기(112)로 제1유체와 제2유체를 분사한다. 분사된 제1유체와 제2유체는 열교환기(112)에서 냉각수와 열교환한다.The circulating
열교환기(112)의 입구에는 비상냉각수저장부(111)로부터 공급된 냉각수를 열교환기(112)의 내부유로에 분배하기 위한 입구헤더(112a)가 설치된다. 열교환기(112)의 출구에는 가열된 냉각수를 내부유로로부터 모으기 위한 출구헤더(112b)가 설치된다. 입구헤더(112a)와 출구헤더(112b)의 사이에는 튜브(112c)가 설치되고, 튜브(112c)의 둘레에는 사고 시 비산물(파편)으로부터 튜브(112c)를 보호하는 케이싱(115)이 설치된다.An
순환유도 분사기구(120)는 제1유체와 제2유체를 열교환기(112)의 표면에 분사하도록 형성된다. 단, 원전(10)의 설계 특성에 따라 셸과 튜브 쪽 유로가 서로 바뀌도록 구성될 수도 있다. 순환유도 분사기구(120)에서 분사된 제1유체와 제2유체는 열교환기(112)의 표면에서 열교환기(112)의 내부유로를 통과하는 냉각수와 열교환하여 냉각 및 응축된다.The circulation inducing
이와 같은 순환유도 분사기구(120)의 구조적인 특징으로 인해 본 발명은 격납부(12) 내부의 순수한 자연대류에 의존하던 종래 기술의 한계를 극복하고 제1유체와 제2유체의 순환을 촉진시켜 격납부(12) 내부의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.Due to the structural features of such a circulating inducing
다시 도 1을 참조하면, 케이싱(115)은 열교환기(112)를 보호하도록 열교환기(112)를 감싼다. 그리고, 케이싱(115)은 순환유도 분사기구(120)에서 분사되는 제1유체와 제2유체를 수용하도록 이루어진다.Referring again to FIG. 1, the
케이싱(115)의 상부(115a)는 순환유도 분사기구(120)와 연결된다. 케이싱(115)의 하부(115b)는 가스배관(173)과 회수배관(160)을 제외하고는 밀폐된다. 케이싱(115)의 상부(115a)와 하부(115b)를 연결하는 중간부(115c)는 열교환기(112)를 감싼다.The
제1유체와 제2유체가 냉각되어 형성되는 응축수는 케이싱(115)의 하부(115b)에 집수될 수 있다.The condensed water formed by cooling the first fluid and the second fluid may be collected in the
여과설비(170)는 냉각부(110)에서 방출되는 비응축성 가스를 여과하도록 냉각부(110)의 출구에 연결된다. 도 1에 도시된 피동안전설비(100)에서 냉각부(110)의 출구란 케이싱(115)의 하부(115b)를 가리킨다. 여과설비(170)는 비응축성 가스로부터 여과된 방사성 물질을 포집한다.The
여과설비(170)는 필터 또는 흡착제(171)를 포함하고, 가스 방출부(172) 및 가스배관(173)을 포함한다.The
필터 또는 흡착제(171)는 비응축성 가스로부터 방사성 물질을 분리하도록 이루어진다.The filter or
필터는 고효율입자여과기(HEPA filter)를 사용할 수 있다. 비응축성 가스에 포함된 기체 형태의 방사성 물질은 필터를 통과하면서 제거된다. 예를 들어, 방사성 물질이 요오드인 경우, 요오드는 필터를 통과하면서 질산은(silver nitrate)과 결합하여 iodic silver로 변환된다. iodic silver는 비응축성 가스로부터 분리할 수 있는 형태이다. 필터는 질산은을 비응축성 가스에 포함된 요오드와 반응시켜 iodic silver를 형성하도록 이루어진다. 그리고, 필터는 iodic silver를 유체로부터 제거하도록 형성된다.The filter can use a high efficiency particle filter (HEPA filter). The gaseous form of radioactive material contained in the non-condensable gas is removed as it passes through the filter. For example, if the radioactive material is iodine, iodine is converted to iodic silver by binding it with silver nitrate through the filter. iodic silver is a form that can be separated from non-condensable gases. The filter is made to form iodic silver by reacting silver nitrate with iodine contained in the non-condensable gas. The filter is then configured to remove the iodic silver from the fluid.
흡착제는 활성탄을 사용할 수 있다. 요오드 유기화합물들은 활성탄에 함침되어 있는 물질들과 결합하여 quaternary ammonium salt 형태로 변환되고, 활성탄에 흡착된다. 분자 형태의 요오드는 활성탄에 화학적 흡착을 통해 결합된다. 활성탄은 다공성 구조에 의해 내부 접착면적이 크므로 흡착 물질로 활용된다. 따라서, 흡착제는 활성탄에 의해 이루어지는 화학적 흡착을 통해 비응축성 가스에 포함된 요오드를 제거하도록 이루어진다.Activated carbon may be used as the adsorbent. The iodine organic compounds combine with the substances impregnated on activated carbon, converted into quaternary ammonium salt form, and adsorbed on activated carbon. The molecular form of iodine is bound to the activated carbon through chemical adsorption. Activated carbon is used as an adsorbent because its internal bonding area is large due to its porous structure. Thus, the adsorbent is made to remove the iodine contained in the non-condensable gas through chemical adsorption by the activated carbon.
다만, 이상에서 설명한 필터와 흡착제는 예를 들어 설명한 것일 뿐, 본 발명에서 필터와 흡착제의 종류가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.However, the filter and the adsorbent described above are only examples, and the types of the filter and the adsorbent in the present invention are not limited thereto.
가스 방출부(172)는 필터 또는 흡착제(171)를 통과하면서 여과된 비응축성 가스를 격납부(12)의 내부로 방출하도록 이루어진다. 방사성 물질은 대부분 필터 또는 흡착제(171)에 의해 포집되므로 가스 방출부(172)에서 방출되는 비응축성 가스에는 방사성 물질이 거의 존재하지 않는다.The
가스배관(173)은 비응축성 가스를 필터 또는 흡착제(171)로 공급하도록 냉각부(110)의 출구에 연결된다. 도 1에 도시한 바에 의하면, 가스배관은 케이싱(115)의 하부(115b)에 연결될 수 있다.The
피동안전설비(100)는 냉각수 저장부(130), 유체 순환부(140), 회수배관(160) 및 첨가제 주입부(180)를 더 포함할 수 있다.The
냉각수 저장부(130)는 내부에 원자로냉각재계통(11) 또는 증기발생기(11b)로 주입될 냉각수를 저장하도록 형성된다. 냉각수 저장부는 케이싱(115)의 하부(115b)에 집수되는 응축수를 집수하도록 냉각수의 하부에 설치될 수 있다. 그리고, 냉각수 저장부(130)는 중력수두에 의한 냉각수의 주입이 가능하도록 원자로냉각재계통(11) 또는 증기발생기(11b)보다 높은 위치에 설치될 수 있다.The cooling
냉각수 저장부(130)에 저장된 냉각수는 설계에 따라 원자로냉각재계통(11) 내부의 현열 및 노심(11a)의 잔열을 제거하는 용도로 이용될 수 있다. 그리고, 냉각수 저장부(130)에 저장된 냉각수는 원자로냉각재계통(11)으로 주입되는 용도로 이용될 수 있다.The cooling water stored in the cooling
사고 발생 시 원자로냉각재계통(11)의 내부에는 현열과 노심(11a)에서 발생하는 잔열이 존재하므로, 상기 현열과 잔열을 제거해 주어야 노심(11a)을 안전하게 유지할 수 있다. 본 실시예에서는 증기발생기(11b)로 냉각수를 순환시켜 현열 및 잔열을 제거하는 방식을 적용하였다. 냉각수 저장부(130)는 내부에 저장된 냉각수를 잔열제거에 이용하도록 급수관(13a)과 연결될 수 있다. 이러한 구조는 도 1의 우측에 도시된 냉각수 저장부(130)를 참조한다.Since the sensible heat and residual heat generated in the
또한, 냉각재상실사고와 같은 사고 발생 시 원자로냉각재계통(11)의 수위가 저하되므로 수위를 유지시키기 위해 원자로냉각재계통(11) 내부로 냉각수를 주입해야 한다. 냉각수 저장부(130)는 내부에 저장된 냉각수를 안전주입에 이용하도록 배관(115)에 의해 안전주입배관(15a)과 연결될 수 있다. 이러한 구조는 도 1의 좌측에 도시된 냉각수 저장부(130)를 참조한다.Further, in case of an accident such as a loss of coolant, the water level of the
원전(10)의 또 다른 안전계통인 안전주입설비(15)은 원자로냉각재계통(11)의 수위 유지를 위해 상기 원자로냉각재계통(11)으로 냉각수를 주입한다. 안전주입설비(15)은 안전주입수를 저장하는 여러 탱크들(미도시), 안전주입배관(15a) 및 밸브(15b) 등을 포함한다. 안전주입배관(15a)은 상기 탱크들을 원자로냉각재계통(11)으로 연결하며, 밸브(15b)는 안전주입배관(15a)에 설치될 수 있다. 냉각수 저장부(130)는 안전주입을 위해 안전주입배관(15a)에 연결될 수 있다.The
냉각수 저장부(130)는, 도 1에 도시한 바와 같이 잔열제거에 이용될 순수 냉각수와 안전주입에 이용될 붕산수를 각각 구분하여 저장하도록 제1 냉각수 저장부(130a)와 제2 냉각수 저장부(130b)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the cooling
제1 냉각수 저장부(130a)는 원자로냉각재계통(11) 내부의 현열 및 노심(11a)의 잔열을 제거하도록 증기발생기(11b)로 공급될 순수 냉각수를 저장한다. 제2 냉각수 저장부(130b)는 원자로냉각재계통(11)의 수위를 유지시키도록 원자로냉각재계통(11) 내부로 직접 주입될 붕산수를 저장한다.The first cooling
유체 순환부(140)는 냉각수 저장부(130)의 냉각수를 원자로냉각재계통(11) 또는 증기발생기(11b)를 거쳐 순환유도 분사기구(120)로 순환시키도록 형성된다. 유체 순환부(140)는 유체공급배관(141)과 증기방출배관(142)을 포함한다.The
유체공급배관(141)은 냉각수 저장부(130) 내부의 냉각수를 원자로냉각재계통(11) 또는 증기발생기(11b)로 공급하도록 냉각수 저장부(130)에 연결된다. 유체공급배관(141)은 원자로냉각재계통(11)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 유체공급배관(141)은 도 1에 도시한 바와 같이 증기발생기(11b)로 냉각수를 공급하도록 급수관(13a)과 연결될 수 있다. 유체공급배관(141)에는 격리밸브(141a)와 체크밸브(141b)가 설치될 수 있다.The
증기방출배관(142)은 원자로냉각재계통(11) 또는 증기발생기(11b)에서 방출되는 제1유체를 순환유도 분사기구(120)로 공급하도록 원자로냉각재계통(11) 또는 증기발생기(11b)와 순환유도 분사기구(120)에 연결된다. 증기방출배관(142)은 도시한 바와 같이 증기발생기(11b)와 연결되어 증기발생기(11b)에서 방출되는 제1유체를 순환유도 분사기구(120)로 공급할 수 있다. 증기방출배관(142)에는 격리밸브(142a)가 설치될 수 있다.The
회수배관(160)은 케이싱(115)의 하부(115b)에 집수된 응축수를 냉각수 저장부(130)로 공급하도록 케이싱(115)에서 냉각수 저장부로 연장된다. 회수배관(160)에는 응축수의 유량을 조절하는 유량조절기(161a)가 설치될 수 있다.The
응축수가 회수배관(160)을 통해 냉각수 저장부(130)로 회수되면, 냉각수 저장부(130)에서 출발한 냉각수의 1회 순환이 완료된다. 자연력에 의한 피동적인 방법으로 유체의 순환을 유도하므로, 유체의 순환은 1회의 순환에서 끝나는 것이 아니다. 원자로냉각재계통(11) 또는 증기발생기(11b)에서 증기가 생성되어 격납부(12) 내에서 유체의 순환을 유도할 수 있는 충분한 피동력이 유지되는 한, 유체의 순환은 계속적으로 지속될 수 있다.When the condensed water is recovered to the cooling
첨가제 주입부(180)는 냉각수 저장부(130)에 집수된 응축수의 재휘발을 억제하는 첨가제를 응축수로 주입한다. 첨가제는 응축수의 pH를 기설정된 값 이상으로 유지시키도록 이루어진다.The
냉각수에 용해된 방사성 요오드는 음이온의 형태로 존재하게 되는데. 방사성 요오드는 용해되어 있는 냉각수의 pH가 낮은 경우 재휘발되는 양이 크게 증가할 수 있다. 그 이유는, pH 7 이하의 냉각수에서 방사성 요오드는 휘발이 가능한 원소형요오도(I2)의 형태로 변환되는 양이 크게 증가하기 때문이다. 이 밖에 원소형 요오드로 변환되는 양은 용해 냉각수의 온도 및 용액 내 요오드 농도 등과도 관련된다. 변환된 원소형 요오드는 냉각수 중의 요오드 농도와 대기 중의 요오드 농도비로 정의되는 분리계수에 따라 대기 중으로 재휘발될 수 있다. 관련 규제 요건에 따르면 용해 냉각수의 pH가 7.0 이상인 경우에는 원소형 요오드로 변환되는 양이 급격히 감소하여 재휘발을 무시할 수 있다.The radioactive iodine dissolved in the cooling water is present in the form of anion. Radioiodine can greatly increase the amount of re-volatilization when the pH of the dissolved cooling water is low. This is because, in cooling water having a pH of 7 or lower, the amount of radioactive iodine converted into the volatile form of small-sized iodine (I 2 ) is greatly increased. In addition, the amount converted to small iodine is also related to the temperature of the dissolved cooling water and the iodine concentration in the solution. The converted primary iodine can be re-volatilized into the atmosphere according to the separation factor defined by the iodine concentration in the cooling water and the iodine concentration in the atmosphere. According to the relevant regulatory requirements, when the pH of the dissolving coolant is 7.0 or higher, the amount converted to small-scale iodine is drastically reduced and the re-volatilization can be ignored.
첨가제는 예를 들어, 인산삼나트륨을 사용할 수 있다. 인산삼나트륨은 사고 시 격납부(12) 내부의 부식과 방사성 핵종의 재휘발을 방지하기 위해 냉각수의 pH를 조절한다. 그러나, 본 발명에서 첨가제의 종류가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 첨가제에는 냉각수 저장부(130)의 수질을 피동적으로 관리하도록, 노심(11a)의 반응도를 억제하는 붕산 또는 기기의 부식 등을 억제하기 위한 기타 첨가제가 추가될 수 있다.The additive may be, for example, trisodium phosphate. Trisodium phosphate controls the pH of the cooling water to prevent corrosion inside the
제1 냉각수 저장부(130a)에 집수된 응축수의 수위가 기준 수위를 넘어서면, 냉각수 저장부(130)는 제1 냉각수 저장부(130a)에 집수된 응축수를 제2 냉각수 저장부(130b)로 유입시키도록 이루어진다. 예를 들어, 응축수의 집수에 의해 제1 냉각수 저장부(130a)의 수위가 점차 상승하여 기준 수위를 넘어서면 제1 냉각수 저장부(130a)에 집수된 응축수가 넘쳐 제2 냉각수 저장부(130b)로 유입될 수 있다.When the water level of the condensed water collected in the first cooling
첨가제 주입부(180)는 제2 냉각수 저장부(130b)로 유입되는 응축수에 첨가제를 주입하도록 제1 냉각수 저장부(130a)에서 제2냉각수 저장부(130b)로 이어지는 유로에 설치될 수 있다. 이에 따라 첨가제 주입부(180)는 제2 냉각수 저장부(130b)로 유입되는 응축수에 첨가제를 주입할 수 있다.The
이하에서는 도 4를 참조하여 원전에서 가상의 사고가 발생한 경우 피동안전설비의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the passive safety equipment when a virtual accident occurs in the nuclear power plant will be described with reference to FIG.
도 4는 도 1에 도시된 피동안전설비(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의 사고 발생 시를 나타내는 개념도다.Fig. 4 is a conceptual diagram showing the accidental occurrence of the
냉각재상실사고 등의 사고가 발생하면, 급수관(13a)과 증기관(14a)에 각각 설치된 격리밸브(13b, 14b)는 폐쇄되고, 안전주입배관(15a)에 설치된 밸브(15b)들은 개방된다. 그리고, 안전주입설비(15)에 의해 원자로냉각재계통(11)으로 안전주입이 이루어진다.The
제2 냉각수 저장부(130b)와 안전주입배관(15a)을 연결하는 배관(115)에는 격리밸브(115a)와 체크밸브(115b)가 설치되어 있으며, 사고 발생 시 상기 격리밸브(115a)와 체크밸브(115b)도 개방된다. 이에 따라 원자로냉각재계통(11) 내부의 압력이 감소하면, 제2 냉각수 저장부(130b)에 저장된 붕산수도 중력수두에 의해 원자로냉각재계통(11) 내부로 주입될 수 있다. 제2 냉각수 저장부(130b)에 저장된 붕산수는 안전주입설비(15)와 함께 원자로냉각재계통(11) 내부의 수위를 유지시키는 역할을 한다.The
유체공급배관(141)에 설치된 격리밸브(141a)와 체크밸브(141b)도 개방되고, 제1 냉각수 저장부(130a)로부터 중력수두에 의한 냉각수의 공급이 시작된다. 냉각수는 급수관(13a)을 통해 증기발생기(11b)의 하부 입구로 공급된다. 냉각수는 증기발생기(11b)에서 원자로냉각재계통(11) 내부의 현열 및 노심(11a)의 잔열을 제거하고 증기발생기(11b) 상부 출구로 방출된다.The
증기방출배관(142)에 설치된 격리밸브(142a)도 개방되며, 증기발생기(11b)의 상부로 방출된 제1유체는 증기방출배관(142)을 통해 증발한다. 제1유체는 순환유도 분사기구(120)로 공급되고, 순환유도 분사기구(120)는 증기방출배관(142)을 통해 공급된 제1유체와 압력강하에 의해 격납부(12)의 내부로부터 인입된 제2유체를 케이싱(115)의 내부로 분사한다.The
순환유도 분사기구(120)에서 분사된 제1유체와 제2유체는 열교환기(112)에서 비상냉각수저장부(111)의 냉각수와 열교환한다. 비상냉각수저장부(111)의 냉각수는 연결배관(113)을 통해 열교환기(112)로 공급되고, 열교환기(112)의 내부유로를 통과하면서 제1유체 및 제2유체와 열교환한다. 비상냉각수저장부(111)의 냉각수는 연결배관(113)을 통해 비상냉각수저장부(111)와 열교환기(112)를 계속적으로 순환한다.The first fluid and the second fluid injected from the circulation
열은 제1유체 및 제2유체로부터 냉각수로 전달된다. 제1유체와 제2유체는 냉각 및 응축되고, 냉각수는 가열된다. 비상냉각수저장부(111) 내부의 냉각수는 온도가 상승하면 증발한다. 이에 따라 열은 외부 환경으로 방출한다. The heat is transferred from the first fluid and the second fluid to the cooling water. The first fluid and the second fluid are cooled and condensed, and the cooling water is heated. The cooling water in the emergency cooling
제1유체와 제2유체가 열교환기(112)에서 냉각 및 응축되어 형성된 응축수는 케이싱(115)의 하부(115b)에 집수된다. 집수된 응축수는 회수배관(160)을 통해 안내 되어 제1 냉각수 저장부(130a)로 회수된다. 냉각수의 순환은 연속적이고 지속적으로 이루어진다.The condensed water formed by cooling and condensing the first fluid and the second fluid in the heat exchanger (112) is collected in the lower portion (115b) of the casing (115). The collected condensed water is guided through the
제1 냉각수 저장부(130a)에 응축수가 계속 집수되면, 제1 냉각수 저장부(130a)의 수위는 점차 상승한다. 그리고, 제1 냉각수 저장부(130a)의 수위가 상승함에 따라 응축수는 제1 냉각수 저장부(130a)로부터 제2 냉각수 저장부(130b)로 유입된다. 이 과정에서 첨가제 주입부(180)는 응축수에 첨가제를 주입한다. 이에 따라 제2 냉각수 저장부(130b)로 유입된 응축수의 재휘발은 억제될 수 있다.When the condensed water is continuously collected in the first cooling
응축수와 함께 배출된 비응축성 가스는 여과설비(170)로 유입되어 여과된다. 비응축성 가스는 가스배관(173)에 의해 형성되는 유로를 통해 필터 또는 흡착제(171)로 공급된다. 필터 또는 흡착제(171)는 비응축성 가스로부터 방사성 물질을 분리한다. 여과된 비응축성 가스는 가스 방출부(172)를 통해 격납부(12)의 내부로 방출된다.The non-condensable gas discharged with the condensed water flows into the
본 발명은 여과설비(170)에 의해 격납부(12) 내부의 방사성 물질 농도를 조기에 낮출 수 있는 효과가 있다. 원전에는 원전의 사고를 가정하여 사고 시 일반 대중의 안전을 위해 제한구역경계거리(Exclusion Area Boundary, EAB)를 설정하고 일반인의 거주를 제한하고 있다. 본 발명은 여과설비(170)에 의해 제한구역경계거리를 줄일 수 있다.The present invention has an effect that the concentration of the radioactive material inside the
종래의 기술 중에는, 격납부 내부의 압력이 크게 상승하는 사고의 발생 시 격납부의 손상을 방지하고 외부 환경으로 방출되는 방사성 물질의 농도를 낮추기 위해 격납부여과배기계통(프랑스의 AREVA, 미국의 Westinghouse 등, Filtered Containment Ventilation System; FCVS)을 개발한 바 있다. 격납부여과배기계통은 격납부 내부와 외부와의 경계에 여과 설비를 설치하고, 격납부 내부의 압력이 크게 상승하는 사고가 발생하는 경우에 경계를 개방(파열판, 밸브 등을 이용)하고 격납부 내부의 대기를 여과설비를 통해 방출하는 개념을 적용하고 있다.Among the conventional technologies, there has been proposed a method of controlling the concentration of radioactive material in the reservoir and exhaust system (AREVA in France, Westinghouse in the United States, etc.) in order to prevent damage to the storage part in the event of an accident in which the pressure inside the storage part significantly increases, , Filtered Containment Ventilation System (FCVS). The containment and exhaust system is provided with a filtration facility at the boundary between the inside and the outside of the compartment and opens the boundary (using a rupture plate, a valve, etc.) when an accident occurs in which the pressure inside the compartment rises greatly, Of the air is discharged through the filtration equipment.
종래의 격납부여과배기계통을 채택한 원전에서 설계기준 초과 사고(여기서 설계기준 초과 사고란 격납부의 내부 압력이 설계압력 이상으로 크게 상승하는 사고를 의미한다)가 발생하는 경우, 격납부의 내부와 여과설비 사이에 설치되는 파열판 또는 밸브가 개방되고, 격납부의 내부와 외부에 형성된 압력차(격납부 내부에 형성되는 높은 압력과 격납부 외부의 대기 압력의 차이)에 의해 유동이 형성된다. 그리고, 이 유동에 의해 격납부 내부의 대기(공기 및 증기)가 여과설비를 통과한 후 격납부의 외부로 방출된다.In the case of a nuclear power plant with conventional containment and ventilation systems, where an overriding design standard (where an overriding design standard means an accident where the internal pressure of the compartment rises significantly above the design pressure) occurs, A rupture plate or a valve installed between the facilities is opened and a flow is formed by a pressure difference formed between the inside and the outside of the compartment (difference between the high pressure formed inside the compartment and the atmospheric pressure outside the compartment). Then, the air (air and steam) inside the compartment is discharged to the outside of the compartment after passing through the filtration facility by this flow.
그러나, 종래의 격납부여과배기계통은 설계기준 사고(여기서 설계기준 사고란 격납부의 내부 압력이 설계 압력 범위 내에서 있는 사고를 의미한다)의 발생 시 작동하지 않는다. 따라서, 종래의 격납부여과배기계통은 설계기준 사고 발생 시 격납부 내부의 방사성 물질의 농도를 낮출 수 없으므로 격납부 외부로 누설되는 방사성 물질의 양을 크게 억제할 수 없는 문제가 있었다.However, conventional containment and exhaust systems do not work on the occurrence of a design basis accident, where the design basis accident is an accident where the internal pressure of the compartment is within the design pressure range. Therefore, the conventional containment and exhaust system can not lower the concentration of the radioactive material inside the compartment during the occurrence of the design basis accident, so that the amount of radioactive material that leaks to the outside of the compartment can not be significantly suppressed.
이와 달리 본 발명의 여과설비(170)는, 설계기준 초과 사고뿐만 아니라 설계기준 사고를 포함하는 모든 사고의 발생 시에 작동하도록 이루어진다. 여과설비(170)는 매우 낮은 방사성 물질 농도를 갖는 비응축성 가스를 격납부(12)의 내부로 방출하도록 이루어진다. 방사성 물질은 필터 또는 흡착제(171)를 통과하면서 여과설비(170) 내에 포집된다. 본 발명은 격납부(12) 내부의 방사성 물질 농도를 매우 효과적으로 감소시킬 수 있으므로 격납부(12) 외부로 누설되는 방사성 물질의 양을 현저히 낮출 수 있다. 그리고, 본 발명은 제한구역경계거리를 축소시킬 수 있다.
Alternatively, the
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관련된 피동안전설비(200) 및 이를 구비하는 원전(20)의 개념도다.5 is a conceptual view of a
비상냉각수저장부(211)는 격납부(22)의 외부에 설치되고, 상기 비상냉각수저장부(211)의 내부에는 냉각수가 저장된다.The emergency
열교환기(212)는 비상냉각수저장부(211)의 내부에 설치된다. 열교환기(212)의 입구헤더(212a)와 출구헤더(212b)는 각각 격납부(22)를 관통하는 연결배관(213)에 연결된다. 연결배관(213)은 순환유도 분사기구(220)에서 분사되는 제1유체와 제2유체를 열교환기(212)로 공급하도록 상기 순환유도 분사기구(220)에 연결된다. 그리고 다른 연결배관(213)은 제1유체와 제2유체의 냉각에 의해 형성되는 응축수와 비응축성 가스를 여과설비(270)로 공급하도록 상기 여과설비(270)에 연결된다.The heat exchanger (212) is installed inside the emergency cooling water storage part (211). The
도 5에 도시된 열교환기(212)는 비상냉각수저장부(211)의 냉각수에 침지되어 있다. 이러한 점에서 도 5의 냉각부(210)는 침지식으로 구분할 수 있다. 단, 본 실시예에서는 침지식을 예로 도시하였으나, 원전(20)의 특성에 따라 비상냉각수저장부(211)를 설치하지 않고 열교환기(212)를 대기 중에 노출시키고 덕트(미도시)를 설치하여 냉각부(210)를 공랭식으로 구성할 수도 있다.The
순환유도 분사기구(220)는 증기발생기(21b)로부터 제1유체를 공급하도록 증기방출배관(242)에 연결된다. 순환유도 분사기구(220)는 증기방출배관(242)으로부터 공급받은 제1유체와 압력강하에 의해 인입된 제2유체를 연결배관(213)으로 분사하도록 연결배관(213)에 연결된다.The circulation inducing
열교환기(212)는 연결배관(213)을 통해 유입되는 제1유체와 제2유체를 내부유로로 통과시켜 비상냉각수저장부(211)의 냉각수와 열교환시킨다.The
여과설비(270)는 격납부(22)의 내부에 설치된다. 격납부(22)는 열교환기(212)로부터 응축수와 비응축성 가스를 공급받도록 연결배관(213)에 의해 열교환기(212)와 연결된다. 회수배관(260)은 여과설비(270)로 공급된 응축수를 제1 냉각수 저장부(230a)로 전달하도록 여과설비(270)의 하부로부터 제1 냉각수 저장부(230a)로 연장된다.The
도 6은 도 5에 도시된 순환유도 분사기구(220)를 확대하여 나타낸 개념도다.FIG. 6 is an enlarged conceptual view of the circulation
순환유도 분사기구(220)의 구조는 앞서 설명한 것으로 갈음한다.The structure of the circulation
제1유체 분사부(221)의 노즐(221a)로부터 제1유체가 분사되면, 제1유체는 유로면적이 작은 목(222a)을 통과하면서 급격히 속도가 증가하고 압력이 감소한다. 이에 따라 순환유도 분사기구(220) 내에는 국부적으로 압력 강하가 유발된다. 그리고, 순환유도 분사기구(220) 내부와 격납부(22)의 내부 공간에는 압력차가 형성된다.When the first fluid is injected from the
제2유체는 상대적으로 고압인 격납부(22)의 내부 공간으로부터 제2유체 인입부(222b)를 통해 순환유도 분사기구(220)의 내부로 인입된다. 제1유체와 제2유체는 디퓨저(222c)를 통해 연결배관(213)으로 분사된다. 순환유도 분사기구(220)와 연결배관(213)이 연결되어 있으므로, 제1유체와 제2유체의 유동은 자연순환에 의지하는 것보다 크게 증가할 수 있다.The second fluid is drawn into the interior of the circulation
도 7은 도 5에 도시된 피동안전설비(200) 및 이를 구비하는 원전(20)의 사고 발생 시를 나타내는 개념도다.FIG. 7 is a conceptual diagram showing the accidental occurrence of the
원전(20)에서 사고가 발생하면 급수관(23a)과 증기관(24a)에 각각 설치된 격리밸브(23b, 24b)는 폐쇄된다. 그리고, 유체공급배관(241)에 설치된 격리밸브(241a) 및 체크밸브(241b)가 개방되며, 제2 냉각수 저장부(230b)와 안전주입배관(25a)을 연결하는 배관(215)에 설치된 격리밸브(215a)와 체크밸브(215b)도 개방된다.When an accident occurs in the
제2 냉각수 저장부(230b)의 냉각수는 안전주입설비(25)과 함께 원자로냉각재계통(21)으로 안전주입된다. 제1 냉각수 저장부(230a)의 냉각수는 유체공급배관(241)을 통해 증기발생기(21b)로 공급되어 원자로냉각재계통(21) 내부의 현열 및 노심(21a)의 잔열을 제거한다.The cooling water in the second cooling
사고 시 증기방출배관(242)의 격리밸브(242a)도 개방된다. 증기발생기(21b)에서 방출된 제1유체는, 증기방출배관(242)을 통해 증발하며, 순환유도 분사기구(220)로 공급된다. 제2유체는 순환유도 분사기구(220)로 인입되어 제1유체와 함께 연결배관(213)으로 분사된다. 제1유체와 제2유체는 연결배관(213)을 통해 열교환기(212)로 공급된다. 제1유체와 제2유체는 열교환기(212)의 내부유로를 통과하면서 비상냉각수저장부(211)의 냉각수에 의해 냉각 및 응축된다.The
열교환기(212)에서 방출되는 응축수와 비응축성 가스는 다른 연결배관(213)을 통해 여과설비(270)로 공급된다. 여과설비(270)에서 응축수는 회수배관(260)을 통해 제1 냉각수 저장부(240a)로 회수된다. 여과설비(270)에서 비응축성 가스는 필터 또는 흡착제(271)를 통과하면서 여과된다. 여과된 비응축성 가스는 가스 방출부(272)를 통해 격납부(22)의 내부로 방출된다.
The condensed water and the non-condensable gas discharged from the
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전설비(300) 및 이를 구비하는 원전(30)의 정상 운전 시를 나타내는 개념도다. 도 9는 도 8에 도시된 피동안전설비(300) 및 이를 구비하는 원전(30)의 사고 발생 시를 나타내는 개념도다.FIG. 8 is a conceptual view showing a normal operation of the
피동안전설비(300)은 제1 냉각수 저장부(330a)를 포함하고, 제2 냉각수 저장부는 포함하지 않는다는 점에서 앞의 실시예와 구별된다. 피동안전설비(300)은 2차계통을 이용하여 원자로냉각재계통(31) 내부의 현열과 노심(31a)을 잔열을 제거한다. 제1 냉각수 저장부(330a)의 순수 냉각수는 피동잔열제거 기능을 위해 증기발생기(31b)로 공급된다.The
도 8 및 도 9에 도시된 냉각부(310)는 도 1에 도시된 냉각부(110)와 동일하므로, 순환식으로 구분될 수 있다. 나머지 구성 및 작동은 도 1 및 도 4에서 설명한 것으로 갈음한다.
The
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전설비(400) 및 이를 구비하는 원전(40)의 정상 운전 시를 나타내는 개념도다. 도 11은 도 9에 도시된 피동안전설비(400) 및 이를 구비하는 원전(40)의 사고 발생 시를 나타내는 개념도다.FIG. 10 is a conceptual view showing a normal operation of the
피동안전설비(400)은 1차계통을 이용한다.The
제2 냉각수 저장부(430b)는 원자로냉각재계통(41)의 수위를 유지시키기 위해 상기 원자로냉각재계통(41)의 내부로 주입될 붕산수를 저장한다. 제2 냉각수 저장부(430b)는 유체공급배관(441)에 의해 안전주입배관(45a)과 연결된다.The second cooling
증기방출배관(442)은 원자로냉각재계통(41)으로부터 방출되는 제1유체를 순환유도 분사기구(420)로 공급하도록 상기 원자로냉각재계통(41)에 연결된다.The
첨가제 주입부(480)는 제2 냉각수 저장부(430b)로 집수되는 응축수에 첨가제를 주입하도록 케이싱(415)의 하부(415b)로부터 냉각수 저장부(430b)로 이어지는 유로에 설치될 수 있다. 예를 들어, 첨가제 주입부(480)는 회수배관(460)의 출구에 설치될 수 있다. 첨가제 주입부(480)는 회수배관(460)을 통해 제2 냉각수 저장부로 회수되는 응축수에 첨가제를 주입할 수 있다.The
이 실시예에서 냉각재상실사고가 발생하는 경우 제1유체와 제2유체는 모두 1차유체다. 단, 증기관파단사고의 경우 제1유체는 1차유체고, 제2유체는 2차유체다. 1차유체는 제2 냉각수 저장부(430b)로부터 출발하여 다시 제2 냉각수 저장부(430b)로 회수될 때까지 피동안전설비(400)을 순환한다. 피동안전설비(400)은 증기발생기(41b)를 이용하지 않고 1차계통을 이용한다는 점에서 앞서 설명한 실시예와 상이하다.
In this embodiment, when a coolant loss event occurs, the first fluid and the second fluid are both primary fluids. However, in case of a steam pipe breakage, the first fluid is the first fluid and the second fluid is the second fluid. The primary fluid circulates in the
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전설비(500) 및 이를 구비하는 원전(50)의 정상 운전 시를 나타내는 개념도다. 도 13은 도 12에 도시된 피동안전설비(500) 및 이를 구비하는 원전(50)의 사고 발생 시를 나타내는 개념도다.FIG. 12 is a conceptual diagram showing the
냉각부(510)는 제1열교환기(512')와 제2열교환기(512")를 포함한다.The
제1열교환기(512')는 순환유도 분사기구(520)로부터 분사된 제1유체와 제2유체를 냉각하도록 격납부(52)의 내부에 설치된다. 이 실시예에서는 침지식을 예로 도시하였다. 그러나 원전(50)의 특성에 따라 비상냉각수저장부(511)를 설치하지 않고, 제2열교환기(512")를 대기중에 노출시키며, 덕트(미도시)를 설치하여 냉각부(510)를 공랭식으로 구성할 수도 있다. 제2열교환기(512")는 비상냉각수저장부(511)의 내부에 설치된다. 그리고 연결배관(513)은 폐유로를 형성하도록 제1열교환기(512')와 제2열교환기(512")를 연결한다. 연결배관(513)에는 격리밸브(514a) 또는 체크밸브(514b)가 설치된다. 제2열교환기(512")는 폐유로를 순환하는 유체에 전달된 열을 비상냉각수저장부(511) 내부의 냉각수로 전달한다.The first heat exchanger 512 'is installed inside the
순환유도 분사기구(520)에서 제1유체와 제2유체가 케이싱(515)으로 분사되면, 제1유체와 제2유체는 제1열교환기(512')의 폐유로를 순환하는 유체에 의해 냉각 및 응축된다. 제1유체와 제2유체의 응축에 의해 형성된 응축수는 케이싱(515)의 하부(515b)에 집수되며, 회수배관(560)을 통해 제1 냉각수 저장부(530a)로 회수된다.When the first fluid and the second fluid are injected into the
제1유체와 제2유체로부터 열을 전달받은 폐유로 내의 유체는 연결배관(513)을 통해 제2열교환기(512")로 유동한다. 제2열교환기(512")에서 열은 폐유로 내의 유체로부터 비상냉각수저장부(511)의 냉각수로 전달된다. 비상냉각수저장부는 냉각수를 증발시켜 열을 외부로 방출한다. 유체는 계속해서 폐유로를 순환하면서 제1유체와 제2유체의 열을 전달받는다.The fluid in the waste oil passage, which has received heat from the first fluid and the second fluid, flows to the
냉각부(510)는 보충탱크(516)를 더 포함할 수 있다.The
보충탱크(516)는 보충수를 저장하도록 형성된다. 보충탱크(516)는 폐유로로 보충수를 공급하거나 폐유로의 잉여수를 수용하도록 연결배관(513)에 연결된다. 보충탱크와 연결배관(513)을 연결하는 배관(516a)에는 격리밸브(516b)가 설치된다. 상기 격리밸브(516b)는 보충수의 공급이 필요한 시점에서 개방되도록 구성되거나, 또는 미리 개방되도록 구성될 수 있다. 폐유로 내의 유체는 보충수를 공급받아 충분한 수위를 유지할 수 있다.
The
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전설비(600) 및 이를 구비하는 원전(60)의 정상 운전 시를 나타내는 개념도다.FIG. 14 is a conceptual diagram showing a
비상냉각수저장부(611)는 격납부(62)의 외부에 설치되고, 열교환기(612)는 격납부(62)의 내부에 설치된다. 연결배관(613)은 제1연결배관(613a) 내지 제4연결배관(613d)을 포함한다.The emergency cooling
제1연결배관(613a)은 비상냉각수저장부(611)의 냉각수를 열교환기(612)로 공급하는 유로를 형성하도록 비상냉각수저장부(611)와 열교환기(612)에 연결된다. 도 14에서 제1연결배관(613a)은 비상냉각수저장부(611)의 하부로부터 열교환기(612)의 입구헤더(612a)까지 연장되는 부분을 가리킨다. 제1연결배관(613a)은 수랭식 냉각을 구현하도록 비상냉각수저장부(211)의 냉각수를 열교환기(612)로 유입시킨다.The
제2연결배관(613b)은 열교환기(612)를 통과한 비상냉각수저장부(611)의 냉각수를 외부로 배출시키도록 열교환기(612)로부터 격납부(62)의 외부로 연장된다. 도 14에서 제2연결배관(613b)은 열교환기(612)의 출구헤더(612b)로부터 격납부(22)의 외부로 연장되고 아래로 절곡되어 계속 연장되는 부분을 가리킨다.The
제3연결배관(613c)은 격납부(62) 외부의 대기를 열교환기(612)로 공급하는 유로를 형성하도록 제2연결배관(613b)으로부터 분기된다. 도 14에서 제3연결배관(613c)은 제2연결배관(613b)으로부터 분기되어 격납부(62)의 외부로 계속 연장되는 부분을 가리킨다. 제3연결배관(613c)은 비상냉각수저장부(611)의 냉각수가 고갈되면 공랭식 냉각을 구현하도록 격납부(62)의 대기를 열교환기(612)로 유입시킨다.The
제4연결배관(613d)은 열교환기(612)를 통과하면서 가열된 대기를 외부로 배출시키도록 제1연결배관(613a)으로부터 분기되어 격납부(62)의 외부로 연장된다. 도 14에서 제4연결배관(613d)은 제1연결배관(613a)으로부터 분기되어 덕트(617)로 연결되는 부분을 가리킨다.The
덕트(617)는 열교환기(612)에서 방출되는 대기를 배출하기 위한 공기순환계통이다.The
각각의 연결배관(613a, 613b, 613c, 613d)에는 격리밸브(614a'. 614a", 614b', 614b", 614c, 614d)가 적어도 하나씩 설치된다. 어느 격리밸브(614a'. 614a", 614b', 614b", 614c, 614d)가 개방되는냐에 따라 열교환기(612)로 유입되는 냉각매체가 달라진다. 격리밸브(614a'. 614a", 614b', 614b", 614c, 614d)의 개폐에 따라 냉각부(610)의 냉각 방식은 수랭식의 냉각과 공랭식의 냉각 중 어느 하나로 전환될 수 있다. 이 실시예에서는 수랭식과 공랭식을 혼합하는 경우에 대하여 도시하였으나, 원전의 특성에 따라 수랭식 관련 설비를 제거하여 공랭식 전용으로 구성될 수도 있다.At least one
도 15와 도 16은 도 14에 도시된 피동안전설비(600) 및 이를 구비하는 원전(60)의 사고 발생 시를 나타내는 개념도다. 피동안전설비(600)은 도 15와 도 16의 순차적인 작동 과정을 거친다.15 and 16 are conceptual diagrams showing the occurrence of an accident in the
먼저 도 15를 참조하면, 원전에서 사고가 발생함에 따라 제1 냉각수 저장부(630a)의 순수 냉각수가 증기발생기(61b)로 공급된다. 증기발생기(61b)에서 방출되는 제1유체는 증기방출배관(642)을 통해 순환유도 분사기구(620)로 공급된다. 순환유도 분사기구(620)는 제1유체와 제2유체는 케이싱(615)의 내부로 분사한다.Referring to FIG. 15, pure cooling water of the first cooling
사고 발생 시 관련신호에 의해 제1연결배관(613a)과 제2연결배관(613b)에 설치되어 있던 격리밸브(614a', 614b")가 개방된다. 제1연결배관(613a)과 제2연결배관(613b)에 설치되는 다른 격리밸브(614a". 614b')는 유지 보수를 위해 필요한 시점에 개폐되고, 사고 시 계통의 파손 등으로 격납부(62)의 격리가 필요한 경우에 닫히도록 설정될 수 있다. 비상냉각수저장부(611)에 저장되어 있던 냉각수는 중력수두에 의해 열교환기(612)로 주입된다. 냉각수는 제1연결배관(613a)을 통해 열교환기(612)로 주입된다.The
열교환기(612)로 주입된 냉각수는 열교환기(612)에서 제1유체 및 제2유체로부터 열을 전달받는다. 냉각수는 제2연결배관(613b)을 통해 격납부(62)의 외부로 배출된다. 제1유체와 제2유체는 냉각되어 응축되고, 케이싱(615)의 하부로 포집된다. 비응축성 가스는 여과설비(670)에 의해 여과된다. 응축수는 회수배관(660)을 통해 다시 제1 냉각수 저장부로 회수된다.The cooling water injected into the
비상냉각수저장부(611)에 저장되어 있던 냉각수가 열교환기(612)로 주입된다는 점에서 도 14 내지 도 16에 도시된 냉각부(610)는 주입식으로 구분될 수 있다. 주입식은 다시 중력 주입식과 가스 주입식으로 구분될 수 있다. 중력 주입식은 중력수두에 근거하여 냉각수를 주입한다. 가스 주입식은 밀폐된 비상냉각수저장부(211)에 채워진 가스로 냉각수를 가압하여 냉각수를 주입한다. 도 14 내지 도 16의 냉각수 주입은 중력에 이루어진다는 점에서, 냉각부(610)는 중력 주입식으로 구분된다.The
중력 주입식 냉각은 비상냉각수저장부(611)의 냉각수가 고갈될 때까지 계속될 수 있다. 비상냉각수저장부(611)의 냉각수가 고갈된 후 피동안전설비(600)의 작동은 도 16을 참조하여 설명한다.Gravity injection cooling may continue until the cooling water in the emergency cooling
도 16을 참조하면 제2연결배관(613b)에 설치된 격리밸브(614b")는 닫히고, 제3연결배관(613c)과 제4연결배관(613d)에 설치된 격리밸브(614c, 614d)는 열린다. 이에 따라 수랭식으로 이루어지던 냉각은 공랭식으로 전환된다. 제3연결배관(613c)을 통해 격납부(62) 외부의 대기가 열교환기(612)로 유입된다. 열교환기(612)에서 제1유체와 제2유체로부터 열을 전달받은 대기는 다시 제4연결배관(613d)을 통해 덕트(617)로 유동한다. 대기는 덕트(617)를 통해 외부로 방출된다.16, the
도 15 내지 도 16에서 설명한 바와 같이 수랭식과 공랭식의 혼합식으로 냉각이 이루어지면, 피동안전설비(600)은 사고에 더욱 확실하게 대비할 수 있다. 열적 부하가 많은 사고 초반에는 냉각 효율이 좋은 수랭식으로 냉각을 하고, 열적 부하가 줄어드는 사고 후반에는 냉각수의 보충이 필요없는 공랭식으로 지속적인 냉각을 할 수 있다.
As described with reference to FIGS. 15 to 16, if the cooling is performed by the water-cooling type and the air-cooling type mixing type, the
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전설비(700) 및 이를 구비하는 원전(70)의 정상운전 시를 나타내는 개념도다. 도 18은 도 17에 도시된 피동안전설비(700)의 일부분을 확대하여 도시한 개념도다.FIG. 17 is a conceptual diagram showing the
회수배관(760)은 케이싱(715)의 하부에 연결되고, 케이싱(715)의 하부(715b)로부터 제1 냉각수 저장부(730a)까지 연장된다. 회수배관(760)은 케이싱(715)에 집수된 응축수의 유로를 형성한다. 응축수는 회수배관(760)을 통해 케이싱(715)으로부터 제1 냉각수 저장부(730a)로 회수된다.The
케이싱(715)의 하부(715b)에 연결된 회수배관(760)과 별도로 여과설비(770)의 하부에도 회수배관(774)이 연결된다. 두 회수배관(760, 774)을 구분하기 위해 케이싱(715)에 연결되는 회수배관(760)을 제1회수배관(760)으로 명명하고, 여과설비(770)의 하부에 연결되는 회수배관(774)을 제2회수배관(774)으로 구분한다. 제2회수배관(774)은 제1회수배관(760)에 연결된다.A
냉각부(710)의 냉각 과정에서 생성된 응축수는 케이싱(715)의 하부에 집수되나 일부는 여과설비(770)의 하부로 유입될 수도 있다. 케이싱(715)의 하부(715b)에 집수된 응축수는 제1회수배관(760)을 통해 제1 냉각수 저장부(730a)로 회수된다. 여과설비(770)의 하부에 집수된 응축수는 제2연결배관(774)을 통해 제1 냉각수 저장부(730a)로 회수된다.The condensed water generated in the cooling process of the
도 18을 참조하면, 제1회수배관(760')의 적어도 일부가 다른 일부와 높이차를 형성한다. 이러한 구조의 제1회수배관(760')을 이용하면 공기의 방출을 차단하여 방사성 물질을 함유한 비응축성 가스가 제1회수배관(760')을 통해 방출되는 것을 방지할 수 있다.
Referring to FIG. 18, at least a part of the first recovery pipe 760 'forms a height difference from the other part. The use of the first recovery pipe 760 'having such a structure can prevent the discharge of air and prevent the non-condensable gas containing the radioactive material from being discharged through the first recovery pipe 760'.
도 19 내지 도 21은 순환유도 분사기구(120)와 그 변형례(820, 920)를 나타낸 개념도다.Figs. 19 to 21 are conceptual diagrams showing the circulation
도 19는 도 1에 도시한 순환유도 분사기구(120)를 나타낸 것으로, 제트펌프의 원리를 응용한 것이다. 이에 대한 설명은 앞에서 설명한 것으로 갈음한다.Fig. 19 shows the circulation
도 20과 도 21은 도 19와 다른 순환유도 분사기구(820, 920)의 변형례로, 제트펌프가 아니라 터빈펌프의 원리를 응용한 것이다. 순환유도 분사기구(820, 920)는 제1유체 분사부(821, 921), 제2유체 인입부(822b, 922b), 순환유체 분사부(822, 922), 터빈블레이드(823, 923) 및 펌프임펠러(924, 924)를 포함한다.20 and 21 are modifications of the circulation
터빈블레이드(823, 923)와 펌프임펠러(824, 924)는 제1유체 분사부(821, 921)의 출구에 설치되며, 이들의 회전력을 이용하면 격납부 내부의 제2유체를 인입시켜 격납부 내부의 순환유동을 촉진시킬 수 있다.The
도 20을 참조하면, 터빈은 제1유체 분사부(821)의 출구에 배치되는 상대적으로 소형의 터빈블레이드(823)와 상기 제1유체 분사부(821)의 출구로부터 소정 거리 이격된 위치에 배치되는 상대적으로 대형의 펌프임펠러(824)를 포함한다.20, the turbine is disposed at a position spaced a predetermined distance from the outlet of the first
도 21을 참조하면, 펌프임펠러(924)의 위치가 도 20의 경우보다 터빈블레이드(923)에 가깝게 배치된다.Referring to FIG. 21, the position of the
도 20과 도 21에 도시된 순환유도 분사기구(820, 920)에서 터빈블레이드(823, 923)는 제1유체의 원활한 분사를 유도하고, 펌프임펠러(824, 924)는 제2유체의 원활한 인입을 유도한다.
In the circulating
본 발명은 격납부 내부의 단순한 자연순환에만 의지하는 것이 아니라, 순환유도 분사기구를 이용하여 순환유동을 촉진시켜 격납부 내부를 냉각하는 효율을 증가시킬 수 있다. 순환유도 분사기구를 이용하면, 원자로냉각재계통에서 방출된 제1유체를 격납부 내부로 방출하지 않고 열교환기로 직접 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 제1유체의 방출유동에 의해 격납부 내부의 제2유체도 함께 열교환기로 유도할 수 있으므로, 원전에서 격납부를 냉각하기 위한 열교환기의 크기 증가와 비용 증가 및 안전성 저하 문제를 해결할 수 있다.The present invention can increase the efficiency of cooling the inside of the compartment by promoting the circulation flow by using the circulation induction injection mechanism instead of merely relying on the natural circulation inside the compartment. It is possible not only to discharge the first fluid discharged from the reactor coolant system directly to the heat exchanger but to discharge the second fluid inside the compartment by the discharge flow of the first fluid, It is possible to increase the size of the heat exchanger for cooling the compartment of the nuclear power plant, increase the cost, and lower the safety.
또한, 본 발명은 비응축수를 격납부의 내부로 그대로 방출하지 않고 여과설비를 이용하여 여과한다. 따라서 본 발명은 격납부 내부의 방사성 물질 농도를 조기에 낮출 수 있다. 본 발명은 방사성 물질의 농도를 낮춤에 따라 제한구역경계거리를 축소시킬 수 있다.In addition, the present invention filters non-condensed water by using a filtration facility without releasing it to the inside of the compartment. Therefore, the present invention can lower the concentration of the radioactive material inside the compartment early. The present invention can reduce the boundary zone boundary distance as the concentration of the radioactive material is lowered.
이상에서 설명된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The passive safety equipment described above and the nuclear power plant having the same are not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but the embodiments may be modified such that all or some of the embodiments are selectively combined .
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70: 원전
11, 21, 31, 41, 51, 61, 71: 원자로냉각재계통
11a, 21a, 31a, 41a, 51a, 61a, 71a: 노심
11b, 21b, 31b, 41b, 51b, 61b, 71b: 증기발생기
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700: 피동안전설비
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710: 냉각부
120, 220, 320, 420, 520, 620, 720: 순환유도 분사기구
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730: 냉각수 저장부
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740: 유체 순환부
160, 260, 360, 460, 560, 660, 760: 회수배관
170, 270, 370, 470, 570, 670, 770: 여과설비
180, 280, 380, 480, 580, 680, 780: 첨가제 주입부10, 20, 30, 40, 50, 60, 70: Nuclear power plant
11, 21, 31, 41, 51, 61, 71: reactor coolant system
11a, 21a, 31a, 41a, 51a, 61a, 71a: core
11b, 21b, 31b, 41b, 51b, 61b, 71b:
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700: Passive safety equipment
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710:
120, 220, 320, 420, 520, 620, 720:
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730:
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740:
160, 260, 360, 460, 560, 660, 760:
170, 270, 370, 470, 570, 670, 770: Filtration equipment
180, 280, 380, 480, 580, 680, 780:
Claims (21)
상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로부터 방출된 상기 제1유체를 상기 냉각부로 분사하도록 형성되고, 상기 제1유체를 분사하면서 유발되는 압력강하에 의해 상기 제2유체를 인입시키도록 적어도 일부가 상기 격납부의 내부를 향해 개방되어 있으며, 인입된 상기 제2유체를 상기 제1유체와 함께 분사하는 순환유도 분사기구; 및
상기 냉각부에서 방출되는 비응축성 가스를 여과하도록 상기 냉각부의 출구에 연결되고, 상기 비응축성 가스로부터 여과된 방사성 물질을 포집하는 여과설비를 포함하는 피동안전설비.A cooling unit configured to cool a first fluid discharged from a steam generator discharged from a reactor coolant system or installed inside the reactor coolant system together with a second fluid inside the chamber;
At least a part of which is formed to inject the first fluid discharged from the reactor coolant system or the steam generator to the cooling part and to draw the second fluid by a pressure drop caused by spraying the first fluid, A circulation induction injection mechanism that opens toward the inside of the pouring part and injects the second fluid that has been introduced together with the first fluid; And
And a filtration facility connected to an outlet of the cooling section to filter the non-condensable gas discharged from the cooling section, and to collect the radioactive material filtered from the non-condensable gas.
상기 순환유도 분사기구는,
상기 제1유체를 공급받도록 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기와 연결되고, 공급받은 상기 제1유체를 분사하도록 형성되는 제1유체 분사부;
상기 격납부 내부의 제2유체를 인입시키도록 제1유체 분사부의 둘레에 환형으로 형성되는 제2유체 인입부; 및
상기 제2유체 인입부를 형성하도록 상기 제1유체 분사부보다 큰 내경을 갖는 부분으로 상기 제1유체 분사부를 감싸고, 상기 제1유체와 상기 제2유체를 상기 냉각부로 공급하는 순환유체 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 1,
The circulation induction injection mechanism includes:
A first fluid ejection unit connected to the reactor coolant system or the steam generator to receive the first fluid and configured to eject the supplied first fluid;
A second fluid inlet formed annularly around the first fluid injection portion to draw a second fluid inside the compartment; And
And a circulating fluid ejection unit that encloses the first fluid ejection unit at a portion having an inner diameter larger than that of the first fluid ejection unit to form the second fluid intake unit and supplies the first fluid and the second fluid to the cooling unit Wherein the passive safety device comprises:
상기 제1유체 분사부는 상기 제1유체를 상기 순환유체 분사부에 분사하는 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.3. The method of claim 2,
Wherein the first fluid ejection portion includes a nozzle for ejecting the first fluid to the circulating fluid ejection portion.
상기 순환유체 분사부는,
상기 제1유체를 분사하면서 국부적인 압력 강하를 유발하도록 주변보다 좁은 내경으로 형성되는 목;
상기 목을 통과한 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 상기 냉각부로 유도하는 디퓨저를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.3. The method of claim 2,
The circulating fluid jetting unit includes:
A neck formed with a smaller inner diameter than the periphery to cause a localized pressure drop while spraying the first fluid;
And a diffuser for guiding the first fluid and the second fluid passing through the neck to the cooling section.
상기 여과설비는,
상기 비응축성 가스로부터 상기 방사성 물질을 분리하도록 이루어지는 필터 또는 흡착제;
상기 필터 또는 흡착제를 통과하면서 여과된 비응축성 가스를 상기 격납부의 내부로 방출하도록 이루어지는 가스 방출부; 및
상기 비응축성 가스를 상기 필터 또는 흡착제로 공급하도록 상기 냉각부의 출구에 연결되는 가스배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 1,
The filtration system comprises:
A filter or adsorbent configured to separate the radioactive material from the non-condensable gas;
A gas discharge unit configured to discharge the non-condensable gas filtered while passing through the filter or the adsorbent to the inside of the compartment; And
And a gas piping connected to an outlet of the cooling section to supply the non-condensable gas to the filter or the adsorbent.
상기 냉각부에서는 상기 제1유체 및 상기 제2유체의 냉각에 의해 응축수가 형성되며,
상기 피동안전설비는 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로 주입될 냉각수를 저장하도록 형성되는 냉각수 저장부를 더 포함하고,
상기 냉각수 저장부는 상기 응축수를 집수하도록 상기 냉각부의 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 1,
Wherein the cooling unit forms a condensed water by cooling the first fluid and the second fluid,
Wherein the passive safety equipment further comprises a coolant storage unit configured to store coolant to be injected into the reactor coolant system or the steam generator,
Wherein the cooling water storage portion is installed at a lower portion of the cooling portion to collect the condensed water.
상기 냉각수 저장부는,
상기 원자로냉각재계통 내부의 현열 및 노심의 잔열을 제거하기 위해 상기 증기발생기로 공급될 순수 냉각수를 저장하는 제1 냉각수 저장부; 및
상기 원자로냉각재계통의 수위를 유지시키기 위해 상기 원자로냉각재계통의 내부로 주입될 붕산수를 저장하는 제2 냉각수 저장부; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 6,
The cooling water storage unit
A first cooling water storage unit for storing pure cooling water to be supplied to the steam generator to remove sensible heat and nuclear residual heat in the reactor coolant system; And
A second cooling water storage part for storing the boric acid water to be injected into the reactor coolant system to maintain the water level of the reactor coolant system; Wherein the at least one of the first and second passages comprises at least one of:
상기 피동안전설비는 상기 냉각수 저장부에 집수된 응축수의 재휘발을 억제하는 첨가제를 상기 응축수로 주입하는 첨가제 주입부를 더 포함하고,
상기 첨가제는 상기 응축수의 pH를 기설정된 값 이상으로 유지시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.8. The method of claim 7,
The passive safety equipment further comprises an additive injection unit for injecting an additive for suppressing re-volatilization of condensed water collected in the cooling water storage unit into the condensed water,
Wherein the additive is configured to maintain the pH of the condensed water above a predetermined value.
상기 첨가제 주입부는 상기 냉각수 저장부로 집수되는 응축수에 상기 첨가제를 주입하도록 상기 냉각부로부터 상기 냉각수 저장부로 이어지는 유로에 설치되는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.9. The method of claim 8,
Wherein the additive injection unit is installed in a flow path from the cooling unit to the cooling water storage unit to inject the additive into the condensed water collected by the cooling water storage unit.
상기 냉각수 저장부는 상기 제1 냉각수 저장부에 상기 응축수를 집수하고, 집수된 응축수의 수위가 기준 수위를 넘어서면 상기 냉각수 저장부는 상기 제1 냉각수 저장부에 집수된 응축수를 상기 제2 냉각수 저장부로 유입시키도록 이루어지며,
상기 첨가제 주입부는 상기 제2 냉각수 저장부로 유입되는 응축수에 상기 첨가제를 주입하도록 상기 제1 냉각수 저장부에서 상기 제2 냉각수 저장부로 이어지는 유로에 설치되는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.9. The method of claim 8,
The cooling water storage part collects the condensed water in the first cooling water storage part. When the water level of the collected condensed water exceeds the reference water level, the cooling water storage part introduces the condensed water collected in the first cooling water storage part into the second cooling water storage part , ≪ / RTI >
Wherein the additive injection unit is installed in a flow path leading from the first cooling water storage unit to the second cooling water storage unit to inject the additive into the condensed water flowing into the second cooling water storage unit.
상기 피동안전설비는 상기 냉각수 저장부의 냉각수를 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기를 거쳐 상기 순환유도 분사기구로 순환시키도록 이루어지는 유체 순환부를 더 포함하고,
상기 유체 순환부는,
상기 냉각수 저장부 내부의 냉각수를 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로 공급하도록 상기 냉각수 저장부에 연결되는 유체공급배관; 및
상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기에서 방출되는 상기 제1유체를 상기 순환유도 분사기구로 공급하도록 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기와 상기 순환유도 분사기구에 연결되는 증기방출배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 6,
Wherein the passive safety equipment further comprises a fluid circulation unit configured to circulate the cooling water of the cooling water storage unit to the circulation induction injector through the reactor coolant system or the steam generator,
Wherein the fluid circulation unit comprises:
A fluid supply pipe connected to the cooling water storage unit to supply cooling water in the cooling water storage unit to the reactor coolant system or the steam generator; And
And a steam discharge pipe connected to the reactor coolant system or the steam generator and the circulation induction injection mechanism to supply the reactor coolant system or the first fluid discharged from the steam generator to the circulation induction injector. Passive safety equipment.
상기 냉각부는,
내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고, 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부;
상기 격납부의 내부에 설치되어 상기 격납부를 관통하는 연결배관에 의해 상기 비상냉각수저장부와 연결되며, 상기 비상냉각수저장부의 냉각수를 통과시켜 상기 순환유도 분사기구로부터 분사된 상기 제1유체 및 상기 제2유체와 열교환시키는 열교환기; 및
적어도 일부가 상기 열교환기를 보호하도록 상기 열교환기를 감싸고, 상기 순환유도 분사기구에서 분사되는 제1유체와 제2유체를 수용하도록 이루어지는 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.6. The method of claim 5,
The cooling unit includes:
An emergency cooling water storage unit configured to store cooling water therein and installed outside the storage unit to discharge the heat received by evaporating the cooling water when the temperature rises due to heat transfer;
The first fluid and the second fluid injected from the circulation induction injection mechanism are connected to the emergency cooling water storage part by a connection pipe installed inside the compartment and passing through the compartment, A heat exchanger for exchanging heat with the second fluid; And
And a casing enclosing the heat exchanger so as to at least partially protect the heat exchanger and configured to receive the first fluid and the second fluid ejected from the circulation induction injection mechanism.
상기 연결배관은,
상기 비상냉각수저장부의 냉각수를 상기 열교환기로 공급하는 유로를 형성하도록 상기 비상냉각수저장부와 상기 열교환기에 연결되고, 수랭식 냉각을 구현하도록 상기 비상냉각수저장부의 냉각수를 상기 열교환기로 유입시키는 제1연결배관;
상기 열교환기를 통과한 상기 비상냉각수저장부의 냉각수를 외부로 배출시키도록 열교환기로부터 상기 격납부의 외부로 연장되는 제2연결배관;
상기 격납부 외부의 대기를 상기 열교환기로 공급하는 유로를 형성하도록 상기 제2연결배관으로부터 분기되며, 상기 비상냉각수저장부의 냉각수가 고갈되면 공랭식 냉각을 구현하도록 상기 격납부 외부의 대기를 열교환기로 유입시키는 제3연결배관; 및
상기 열교환기를 통과하면서 가열된 대기를 외부로 배출시키도록 상기 제1연결배관으로부터 분기되어 상기 격납부의 외부로 연장되는 제4연결배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.13. The method of claim 12,
The connection piping includes:
A first connection pipe connected to the emergency cooling water storage part and the heat exchanger so as to form a flow path for supplying cooling water of the emergency cooling water storage part to the heat exchanger and for introducing the cooling water of the emergency cooling water storage part to the heat exchanger so as to realize water cooling;
A second connection pipe extending from the heat exchanger to the outside of the storage part to discharge the cooling water of the emergency cooling water storage part that has passed through the heat exchanger to the outside;
Wherein the air is branched from the second connection pipe so as to form a flow path for supplying the air outside the compartment to the heat exchanger, and when the cooling water in the emergency cooling water storage part is exhausted, the air outside the compartment is introduced into the heat exchanger A third connecting pipe; And
And a fourth connection pipe branched from the first connection pipe and extending to the outside of the compartment so as to discharge the heated air passing through the heat exchanger to the outside.
상기 제1연결배관 내지 상기 제4연결배관에 각각 설치되고, 상기 비상냉각수저장부의 냉각수가 고갈되면 상기 수랭식 냉각에서 상기 공랭식 냉각으로 전환하도록 기설정된 신호에 의해 개폐되는 복수의 격리밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.14. The method of claim 13,
And a plurality of isolation valves provided respectively in the first connection pipe and the fourth connection pipe and being opened and closed by a predetermined signal so as to switch from the water cooling type cooling to the air cooling type cooling water when the cooling water in the emergency cooling water storage part becomes exhausted Wherein the passive safety device comprises:
상기 케이싱의 상부는 상기 순환유도 분사기구로부터 상기 제1유체와 상기 제2유체를 공급받도록 개방되어 있고,
상기 케이싱의 하부는 상기 제1유체와 제2유체의 냉각에 의해 형성되는 응축수를 집수하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.13. The method of claim 12,
An upper portion of the casing is opened to receive the first fluid and the second fluid from the circulation induction injection mechanism,
Wherein the lower portion of the casing is configured to collect condensate formed by cooling of the first fluid and the second fluid.
상기 피동안전설비는 상기 냉각부의 냉각 과정에서 생성된 응축수를 상기 냉각수 저장부로 공급하도록 상기 냉각수 저장부로 연장되는 회수배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.16. The method of claim 15,
Wherein the passive safety equipment includes a recovery pipe extending to the cooling water storage unit to supply condensed water generated in the cooling process of the cooling unit to the cooling water storage unit.
상기 회수배관은,
상기 케이싱에 집수된 응축수의 유로를 형성하도록 상기 케이싱의 하부에 연결되는 제1회수배관; 및
상기 여과설비에 집수된 응축수의 유로를 형성하도록 상기 여과설비의 하부에 연결되는 제2회수배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.17. The method of claim 16,
Wherein the recovery pipe
A first recovery pipe connected to a lower portion of the casing to form a passage for condensed water collected in the casing; And
And a second recovery pipe connected to a lower portion of the filtration facility to form a passage for condensed water collected in the filtration facility.
상기 냉각부는,
내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고, 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부; 및
상기 비상냉각수저장부의 내부에 설치되어 상기 격납부를 관통하는 연결배관과 연결되며, 상기 연결배관을 통해 상기 순환유도 분사기구로부터 유입되는 상기 제1유체와 제2유체를 통과시켜 상기 비상냉각수저장부의 냉각수와 열교환시키는 열교환기를 포함하고,
상기 여과설비는 상기 격납부의 내부에 설치되고, 상기 열교환기로부터 비응축성 가스와 응축수를 공급받도록 상기 연결배관에 의해 상기 열교환기와 연결되는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.6. The method of claim 5,
The cooling unit includes:
An emergency cooling water storage unit configured to store cooling water therein and installed outside the storage unit to discharge the heat received by evaporating the cooling water when the temperature rises due to heat transfer; And
And a second fluid flowing from the circulation induction injection mechanism through the connection pipe to pass the second fluid and the second fluid to the emergency cooling water storage unit, And a heat exchanger for exchanging heat with the cooling water,
Wherein the filtration facility is installed inside the compartment and is connected to the heat exchanger by the connection pipe to receive non-condensable gas and condensed water from the heat exchanger.
상기 냉각부는,
내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고, 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부;
상기 순환유도 분사기구로부터 분사된 상기 제1유체와 제2유체를 냉각하도록 상기 격납부의 내부에 설치되는 제1열교환기; 및
상기 비상냉각수저장부의 내부에 설치되고, 폐유로를 형성하도록 상기 격납부를 관통하는 연결배관에 의해 상기 제1열교환기와 연결되며, 상기 폐유로를 순환하는 유체에 전달된 열을 상기 비상냉각수저장부 내부의 냉각수에 전달하는 제2열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.6. The method of claim 5,
The cooling unit includes:
An emergency cooling water storage unit configured to store cooling water therein and installed outside the storage unit to discharge the heat received by evaporating the cooling water when the temperature rises due to heat transfer;
A first heat exchanger installed inside the compartment to cool the first fluid and the second fluid injected from the circulation induction injection mechanism; And
The emergency cooling water storage unit being connected to the first heat exchanger by a connection pipe passing through the storage unit to form a waste oil path, the heat transferred to the fluid circulating the waste oil path is stored in the emergency cooling water storage unit And a second heat exchanger for transferring the cooling water to the internal cooling water.
상기 냉각부는 내부에 보충수를 저장하도록 형성되는 보충탱크를 더 포함하고,
상기 보충탱크는 상기 폐유로로 보충수를 공급하거나 상기 폐유로의 잉여수를 수용하도록 상기 연결배관에 연결되는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.20. The method of claim 19,
Wherein the cooling section further comprises a supplementary tank formed to store supplemental water therein,
Wherein the supplemental tank is connected to the connection pipe to supply supplemental water to the waste oil passage or to receive surplus water to the waste oil.
방사성 물질이 외부 환경으로 누출되는 것을 방지하도록 상기 원자로냉각재계통을 감싸는 격납부; 및
상기 원자로냉각재계통의 열을 제거하도록 상기 원자로냉각재계통 내부로 유체를 순환시키고, 상기 원자로냉각재계통에서 방출된 제1유체와 상기 격납부 내부의 제2유체를 함께 냉각하여 상기 격납부 내부의 열을 외부 환경으로 방출하는 피동안전설비를 포함하고,
상기 피동안전설비는,
원자로냉각재계통으로부터 방출되거나 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치되는 증기발생기로부터 방출된 제1유체를 격납부 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성되는 냉각부;
상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로부터 상기 제1유체를 전달받아 상기 냉각부로 분사하도록 형성되고, 상기 제1유체를 분사하면서 유발되는 압력강하에 의해 상기 제2유체를 인입시키도록 적어도 일부가 상기 격납부의 내부를 향해 개방되어 있으며, 인입된 상기 제2유체를 상기 제1유체와 함께 분사하는 순환유도 분사기구; 및
상기 냉각부에서 방출되는 비응축성 가스를 여과하도록 상기 냉각부의 출구에 연결되고, 상기 비응축성 가스로부터 여과된 방사성 물질을 포집하는 여과설비를 포함하는 원전.Reactor coolant system;
A compartment for enclosing the reactor coolant system to prevent the radioactive material from leaking to the external environment; And
Circulating the fluid inside the reactor coolant system to remove heat of the reactor coolant system and cooling the first fluid discharged from the reactor coolant system and the second fluid inside the chamber to heat the inside of the chamber, Including passive safety equipment emitting to the outside environment,
The passive safety equipment comprises:
A cooling unit configured to cool a first fluid discharged from a steam generator discharged from a reactor coolant system or installed inside the reactor coolant system together with a second fluid inside the chamber;
At least a part of the second fluid is introduced to the cooling unit by the pressure drop caused by the injection of the first fluid, A circulation induction injection mechanism that opens toward the inside of the pouring part and injects the second fluid that has been introduced together with the first fluid; And
And a filtration facility connected to an outlet of the cooling section to filter the non-condensable gas emitted from the cooling section, and to collect the radioactive material filtered from the non-condensable gas.
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