KR101575523B1 - Hydrogen getting apparatus for nuclear power plant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원자로건물 내부에 산소가 존재하거나, 또는 원전사고의 발생여부와 무관하게 원자로건물 내부에 산소가 고갈된 경우 무전원 산소공급수단에 의하여 산소를 발생시켜 공급함으로써 원자로건물 내부에 산소가 고갈되는 것을 방지하고, 또한 폴리머게터를 이용한 포집체가 도입됨으로써 산소가 고갈된 경우에 특히 계속적으로 수소를 제거하여 원전의 수소폭발에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있는 원자력 발전소용 수소포집장치에 관한 것이다.
In the present invention, when oxygen is exhausted from inside a nuclear reactor building regardless of whether oxygen exists in a nuclear reactor building or whether a nuclear accident occurs, oxygen is generated and supplied by a non-powered oxygen supplying means, And a hydrogen collecting device for a nuclear power plant capable of preventing an accident caused by a hydrogen explosion of a nuclear power plant by removing hydrogen continuously, particularly when oxygen is exhausted due to the introduction of a collector using a polymer getter.
종래의 원자력 발전소의 격납용기 내부의 수소를 제거하기 위한 장치로는 일본 공개특허공보 제1996-297194호(1996.11.12. 이하 '배경기술'이라 함) "수소 제거 시스템"이 개시되어 있다.As a device for removing hydrogen from the inside of a containment vessel of a conventional nuclear power plant, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1996-297194 (hereinafter referred to as "Background Art") discloses a "hydrogen removal system".
상기 배경기술은 원자로 압력용기를 내포하는 상부 드라이 웰과 압력 억제 수영장물이 저장되는 압력억제실을 포함하여 이루어진 격납용기 내의 수소가스를 제거하는 수소 제거 장치에 있어서, 상기 격납용기 내에 개구부를 갖는 기체류로에 접속된 송풍수단과 촉매식 수소제거수단이 상기 격납용기 내에 설치되어 상기 송풍수단의 송풍측이 상기 촉매식 수소제거수단에 접속되거나, 또는 상기 송풍수단의 송풍측이 상기 촉매식 수소제거수단의 근방에 배치되도록 구성되어 있다.The above background art discloses a hydrogen removing apparatus for removing hydrogen gas in a containment vessel including an upper dry well containing a reactor pressure vessel and a pressure control chamber in which a pressure suppressing pool water is stored, Wherein the blowing means and the catalytic hydrogen removing means connected to the staying furnace are provided in the containment vessel so that the blowing side of the blowing means is connected to the catalytic hydrogen removing means or the blowing side of the blowing means is the catalytic hydrogen removing Is arranged in the vicinity of the means.
그러나 상기 배경기술은 냉각재상실사고나, 중대사고시 발생하는 수소를 제거하기 위해 설치되고 있으나,However, the background art is installed to remove hydrogen generated from a coolant loss accident or a serious industrial accident,
이 경우 수소 제거는 사고 초기 산소가 가용한 범위(약 50시간내)에서만 가능하여 수소가 본격적으로 생성되는 노심용융물과 콘크리트 반응(MCCI, Molten Core Concrete Interaction) 동안에는 산소 고갈로 수소의 제어 역할을 하지 못하는 문제가 있다.In this case, the hydrogen removal is only possible within the range of available oxygen (within about 50 hours), and it plays a role of hydrogen control due to depletion of oxygen during the concrete reaction (MCCI, Molten Core Concrete Interaction) There is a problem that can not be done.
또한 원자로 격납건물 배기여과계통(CFVS, Containment Filtered Venting System)를 통한 수소 배출도 수증기와 동시에 방출되므로 농도 자체를 낮추는 데는 한계가 있다.In addition, since the hydrogen discharge through the Containment Filtered Venting System (CFVS) is also released simultaneously with the water vapor, there is a limit to lowering the concentration itself.
나아가 원자로건물이 건전할 경우에는 내부의 산소 고갈로 수소 폭발의 위험성은 줄어들지만, 원자로 건물의 결함이 조금이라도 발생하여 결함부위로 공기가 유입되는 경우 공기와 격납용기 내부에 축적된 수소와의 접촉으로 수소폭발이 발생할 위험이 커지기 때문에 이를 극복하기 위한 기술로 산소가 고갈된 경우에도 수소포집이 가능한 기술의 개발이 절실하다.
In addition, if the reactor building is sound, the risk of hydrogen explosion is reduced due to internal depletion of oxygen. However, if air is introduced into a defective part of the reactor building due to a slight defect, contact between air and hydrogen accumulated in the containment vessel The risk of hydrogen explosion increases. Therefore, it is urgent to develop a technology capable of collecting hydrogen even when oxygen is depleted.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems,
원자로건물 내부에 산소가 존재하거나, 또는 원전사고의 발생여부와 무관하게 원자로건물 내부에 산소가 고갈된 경우 무전원 산소공급수단에 의하여 산소를 발생시켜 공급함으로써 원자로건물 내부에 산소가 고갈되는 것을 방지하고, 또한 폴리머게터를 이용한 포집체가 도입됨으로써 산소가 고갈된 경우에 특히 계속적으로 수소를 제거하여 원전의 수소폭발에 의한 사고를 미연에 방지하고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.When oxygen is depleted inside the reactor building regardless of whether there is oxygen inside the reactor building or whether or not there is a nuclear accident, oxygen is supplied and supplied by the non-powered oxygen supply means to prevent depletion of oxygen inside the reactor building And an object of the present invention is to prevent the accident caused by the hydrogen explosion of the nuclear power plant by removing the hydrogen continuously when the oxygen is depleted by introducing the collector using the polymer getter.
본 발명은 탄소결합의 폴리머게터로 구성되는 포집체로 구성되는 수소포집수단이 원자로건물 천장에 부착되어 상부로 이동하는 공기 중의 수소를 제거함으로써 수소의 포집효율을 증대시키고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.The present invention aims at enhancing the collection efficiency of hydrogen by removing hydrogen in the air moving upward by adhering hydrogen collecting means composed of an aggregate composed of a carbon bond polymer getter to the reactor building ceiling for another purpose do.
본 발명은 수소포집수단의 제2 포집체의 판상부재는 제1 포집체 상부에 수직방향으로 배치되어 판상부재 사이에 슬릿을 형성하여 산소가 고갈되지 않은 경우 촉매식 제1 포집체에 의하여 수소가 제거된 공기가 슬릿을 통하여 원활한 이동을 가능하게 하고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
The present invention is characterized in that the plate-shaped members of the second collecting body of the hydrogen collecting means are arranged in the vertical direction on the first collecting body to form slits between the plate-shaped members so that when oxygen is not exhausted, Another object is to allow the removed air to smoothly move through the slit.
본 발명에 따른 원자력 발전소용 수소포집장치는 원자로건물; 원자로건물 내부에 배치되는 하우징과, 하우징에 내장되는 촉매식 제1 포집체와, 하우징에 내장되어 제1 포집체 상부 또는 하부, 또는 상하로 배치되고, 탄소 결합의 폴리머게터로 구성되는 제2 포집체를 포함하는 수소포집수단; 및 수소포집수단의 하우징 하부에 배치되는 산소공급수단;을 포함하여 이루어진다.A hydrogen collecting apparatus for a nuclear power plant according to the present invention comprises: a reactor building; A first collector disposed in the housing; a first collector disposed in the housing and disposed above or below the first collector; and a second collector disposed in the upper and the lower, A hydrogen collecting means including a sieve; And an oxygen supply means disposed at a lower portion of the housing of the hydrogen collecting means.
본 발명에 따른 원자로건물 상부에는 탄소결합의 폴리머게터로 구성되는 제3 포집체를 더 포함하여 구성된다.The upper part of the reactor building according to the present invention further comprises a third collector formed of a carbon getter polymer getter.
본 발명에 따른 수소포집수단의 제2 포집체는 다수의 제1 판상부재에 상기 폴리머게터가 도포되어 구성되고, 판상부재는 상호 이격되어 다수의 슬릿을 형성하는 것을 특징으로 한다.
The second collector of the hydrogen collecting means according to the present invention is characterized in that a plurality of first plate members are coated with the polymer getter, and the plate members are spaced apart from each other to form a plurality of slits.
본 발명에 따른 원자력 발전소용 수소포집장치는 원자로건물 내부에 산소가 존재하거나, 또는 원전사고의 발생여부와 무관하게 원자로건물 내부에 산소가 고갈된 경우 무전원 산소공급수단에 의하여 산소를 발생시켜 공급함으로써 원자로건물 내부에 산소가 고갈되는 것을 방지하고, 또한 폴리머게터를 이용한 포집체가 도입됨으로써 산소가 고갈된 경우에 특히 계속적으로 수소를 제거하여 원전의 수소폭발에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.The hydrogen collecting apparatus for a nuclear power plant according to the present invention generates and supplies oxygen by the non-powered oxygen supplying means in the case where oxygen exists in the inside of the reactor building or oxygen is exhausted inside the reactor building regardless of occurrence of the nuclear accident It is possible to prevent depletion of oxygen in the inside of the reactor building and to prevent the accident caused by the hydrogen explosion of the nuclear power plant by removing the hydrogen continuously, especially when the oxygen is depleted by introducing the collector using the polymer getter.
본 발명은 탄소결합의 폴리머게터로 구성되는 포집체로 구성되는 수소포집수단이 원자로건물 천장에 부착되어 상부로 이동하는 공기 중의 수소를 제거함으로써 수소의 포집효율을 증대시킬 수 있게 된다.The present invention can increase the collection efficiency of hydrogen by removing hydrogen in the air moving upward by attaching hydrogen collecting means composed of an aggregate composed of carbon bond polymer getters to the reactor building ceiling.
본 발명은 수소포집수단의 제2 포집체의 판상부재는 제1 포집체 상부에 수직방향으로 배치되어 판상부재 사이에 슬릿을 형성하여 산소가 고갈되지 않은 경우 촉매식 제1 포집체에 의하여 수소가 제거된 공기가 슬릿을 통하여 원활한 이동을 담보할 수 있게 된다.
The present invention is characterized in that the plate-shaped members of the second collecting body of the hydrogen collecting means are arranged in the vertical direction on the first collecting body to form slits between the plate-shaped members so that when oxygen is not exhausted, The removed air can secure smooth movement through the slit.
도 1은 본 발명에 따른 원자력 발전소용 수소포집장치를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 수소포집수단을 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 수소포집수단의 제2 포집체를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 산소공급수단의 또 다른 변형례를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 산소공급수단은 나타내는 사시도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 산소공급수단의 개폐도어를 나타내는 개념 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 제3 포집체의 공기유동공간을 나타내는 평면도,
도 9는 본 발명에 따른 수소포집수단의 제3 및 제4 포집체의 배치구조를 나타내는 측면도,
도 10은 본 발명에 따른 설치물을 나타내는 사시도.1 is a schematic view showing a hydrogen collecting apparatus for a nuclear power plant according to the present invention,
2 is a perspective view showing a hydrogen collecting means according to the present invention,
3 is a perspective view showing a second collector of the hydrogen collecting means according to the present invention,
4 is a perspective view showing still another modification of the oxygen supplying means according to the present invention,
5 is a perspective view showing an oxygen supply means according to the present invention,
6 and 7 are conceptual perspective views showing the opening and closing door of the oxygen supply means according to the present invention,
8 is a plan view showing an air flow space of a third collector according to the present invention,
9 is a side view showing the arrangement structure of the third and fourth collectors of the hydrogen collecting means according to the present invention,
10 is a perspective view showing an installation according to the present invention;
이하에서는 본 발명에 따른 수소포집장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, a hydrogen collecting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
일반적으로 원자력 발전소에 있어서 원자로 일차계 배관 등이 만일 파손했을 경우, 원자로를 냉각하기 위한 냉각재는 배관 파손부분으로부터 원자로 격납용기 내 드라이 웰 부분에 증기 형태로 방출되어 원자로(압력용기) 내의 냉각재가 감소하게 된다Generally, in a nuclear power plant, if the reactor primary piping is damaged, the coolant for cooling the reactor is discharged in the form of vapor to the dry well portion in the reactor containment vessel from the broken portion of the pipe, so that the coolant in the reactor (pressure vessel) Be made
이때 드라이 웰 부분은 증기 형태로 방출된 냉각재에 의해, 드라이 웰 내의 압력과 온도가 급격하게 상승하고, 냉각재 감소 상태가 장기적인 경우, 경수로형 원자력발전소의 원자로내에서는 냉각재인 물이 방사선 분해되어 수소가스와 산소가스가 발생하게 한다.In this case, when the pressure and temperature in the dry well are rapidly increased due to the coolant discharged in the form of vapor in the drywell portion, and the coolant reduction state is long-term, in the reactor of the light water reactor type nuclear power plant, And oxygen gas.
또한, 연료 피복관의 지르코늄 사이에서 반응을 일으켜 수소가스가 발생하게 되고, 이들 가스는 배관의 파단부분으로부터 격납용기 내로 방출된다.Further, hydrogen gas is generated by causing a reaction between zirconium in the fuel cladding tube, and these gases are released from the rupture portion of the pipe into the containment vessel.
이러한 상태가 계속되어 수소가스 농도가 4 vol%, 한편 산소가스 농도가 5 vol%를 초과하는 경우 기체는 가연상태가 되어 계속 그대로 방치되면 폭발의 위험성이 생기게 된다.When the hydrogen gas concentration is 4 vol% and the oxygen gas concentration exceeds 5 vol%, the gas becomes flammable and the risk of explosion is generated if it is left as it is.
따라서, 경수로형 원자력발전소에서는 그 대책으로서 격납용기로부터 수소 가스를 포함한 기체를 송풍수단, 예를 들면 블로어로 격납용기 밖으로 배출시켜 전기히터로 승온하여 수소와 산소를 물에 재결합시키고, 나머지의 기체는 쿨러로 냉각 후, 격납용기로 되돌리는 가열식재 결합기를 이용한 수소제거시스템을 사용하고 있다.Therefore, in the light-water reactor type nuclear power plant, a gas containing hydrogen gas is discharged from the containment vessel out of the containment vessel by a blowing means, for example, a blower, heated to an electric heater to recombine hydrogen and oxygen into water, And a hydrogen removing system using a heating plant combiner which is cooled by a cooler and then returned to a containment vessel is used.
또, 대형의 격납용기를 갖는 원자력발전소에서는, 점화기로 불리는 강제점화방식을 채용하고 있거나, 또는 격납용기 내에 불활성가스인 질소를 주입하여 격납용기 분위기를 희석(CAD)하는 방식 등이 있다.Also, in a nuclear power plant having a large containment vessel, a forced ignition system called an igniter is employed, or a system of injecting nitrogen as an inert gas into the containment vessel to dilute the containment vessel atmosphere (CAD).
상기한 바와 같은 종래에는 블로어나 히터 등의 강제 구동력이나, 전기를 사용하고 있지만, 최근 구동 동력원이나, 전기 등을 이용하지 않는 정적인 장치로서 촉매식의 재결합기가 개발되고 있다.Conventionally, a forced driving force such as a blower or heater or electricity is used, but a catalytic re-coupling device has recently been developed as a static device that does not use a driving power source or electricity.
이 장치는 상자안에 촉매형 수소 반응재를 펠렛 등과 같은 다양한 형태로 제작되어 카트리지가 상자안에 적층 배열되어 카트리지 사이의 유로를 통하여 수소와 산소를 재결합시켜 수소를 제거하게 된다.The apparatus is manufactured in various forms such as a pellet or the like with a catalytic type hydrogen reaction material in a box, and the cartridges are stacked in a box to recombine hydrogen and oxygen through the flow path between cartridges to remove hydrogen.
즉 상기한 바와 같은 종래의 수소제거장치는 냉각재상실사고나, 중대사고시 발생하는 수소를 제거하기 위해 설치되고 있으나,That is, although the conventional hydrogen removing apparatus as described above is installed to remove hydrogen from a coolant loss accident or a serious industrial accident,
이 경우 수소 제거는 사고 초기 산소가 가용한 범위(약 50시간내)에서만 가능하여 수소가 본격적으로 생성되는 노심용융물과 콘크리트 반응(MCCI, Molten Core Concrete Interaction) 동안에는 산소 고갈로 수소의 제어 역할을 하지 못할 뿐 아니라, 원자로 격납건물 배기여과계통(CFVS, Containment Filtered Venting System)를 통한 수소 배출도 수증기와 동시에 방출되므로 농도 자체를 낮추는 데는 한계가 있다.In this case, the hydrogen removal is only possible within the range of available oxygen (within about 50 hours), and it plays a role of hydrogen control due to depletion of oxygen during the concrete reaction (MCCI, Molten Core Concrete Interaction) In addition, hydrogen emissions through the Containment Filtered Venting System (CFVS) are also released simultaneously with water vapor, so there is a limit to lowering the concentration itself.
또한 원자로건물이 건전할 경우에는 내부의 산소 고갈로 수소 폭발의 위험성은 줄어들지만, 원자로 건물의 결함이 조금이라도 발생하는 순간 공기 유입으로 수소 폭발로 이어 질 수 있는 위험이 있기 때문에 이를 극복하기 위한 기술로 산소가 고갈된 경우에도 수소포집이 가능한 기술의 개발이 절실하다.
In addition, if the reactor building is sound, the risk of hydrogen explosion is reduced due to internal depletion of oxygen. However, there is a danger that the explosion of hydrogen may be caused by the air inflow at the moment when even a slight defect occurs in the reactor building. It is necessary to develop a technology capable of collecting hydrogen even when oxygen is depleted.
이를 구현하기 위한 본 발명에 따른 원자력 발전용 수소포집장치는The hydrogen collecting apparatus for nuclear power generation according to the present invention for realizing this
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이 원자로건물(1)과, 이 원자로건물(1) 내부에 배치되는 수소포집수단(20)(110)과, 산소공급수단(30)을 포함하여 이루어진다.
As shown in Figs. 1 to 10, comprises a
먼저 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 원자로건물(1) 내부에는 원자로(3)와 냉각계통이 설치되고, 다양한 부속장치들과, 안전 방호설비 등이 격납된다.
First, as shown in FIG. 1, a
다음으로 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 수소포집수단(20)은Next, as shown in FIGS. 1 to 4, the hydrogen collecting means 20 according to the present invention includes:
원자로건물(1) 안에 배치되는 하우징(10)과, 이 하우징(10)에 내장되는 촉매식 제1 포집체(21)와, 제1 포집체(21)의 상부 또는 하부에 배치되는 제2 포집체(23)를 포함하여 구성된다.
A catalytic
본 발명에 따른 수소포집수단의 하우징(10)은 박스 형태나, 또는 원통형 등 다양한 형태로 제작이 가능하나, 포집체의 배치나, 취급 등을 고려할 때, 박스 형태로 제작이 바람직하다.
The
본 발명에 따른 수조포집수단의 제1 포집체(21)는 판상의 형태로 이루어진 포집체가 다수 구비되어 하우징(10) 내부에 층상구조로 상하 배치되고, 이 포집체는 메쉬, 또는 그물망(21a) 형태로 구성된다.The first
아울러 하우징(10)의 일측면에는 제1 포집체(21)가 삽입 가능하도록 삽입부(미도시)가 형성되고, 내측면에는 서로 대향하는 위치에 제1 포집체(21)가 거치될 수 있도록 거치부(미도시)가 형성될 수 있다.In addition, an insertion portion (not shown) is formed on one side of the
이 경우 제1 포집체(21)는 삽입부를 통하여 삽입하게 되면, 제1 포집체(21)의 양측부가 거치부를 타고 슬라이드되어 하우징(10) 내부로 인입되고, 반대로 인출이 가능하게 된다.In this case, when the first
또한 제1 포집체(21)는 서랍형태로 제작되는 것도 가능하고, 이때 서랍형 포집체의 하면은 다공판 패널로 제작되는 것이 바람직하다.In addition, the
그리고 제1 포집체(21)에는 수소와 산소와의 결합이 용이하도록 백금촉매나, 또는 니켈촉매가 메쉬나 그물망(21a)에 도포되거나,A platinum catalyst or a nickel catalyst is applied to the mesh or
또는 백금촉매나 니켈촉매를 펠릿과 같은 입자상 형태의 구조로 제작되어 서랍형 포집체의 다공판 패널에 배치되는 것도 가능하다.Alternatively, the platinum catalyst or the nickel catalyst may be formed in a particulate structure such as pellets and disposed on the porous plate panel of the drawer collector.
촉매가 펠릿 형태로 제작되는 경우에는 펠릿 형태의 촉매는 다공판 패널의 입도보다 크게 제작되어야 촉매가 메쉬나 그물망(21a)으로부터 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
When the catalyst is produced in the form of pellets, the catalyst in the form of pellets must be made larger than the particle size of the perforated plate panel to prevent the catalyst from being detached from the mesh or
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 수소포집수단의 제2 포집체(23)는 제1 포집체(21) 상부 또는 하부, 또는 상하로 배치되고, 탄소 결합의 폴리머게터(23b)로 구성된다.As shown in FIGS. 2 to 4, the second collecting
먼저 제2 포집체(23)는 제1 판상부재(23a)에 메쉬 또는 그물망(21a)이 설치된 구조체로 구성되어 폴리머게터(23b)가 메쉬나 그물망(21a)에 도포되거나, 또는 펠릿이나, 분말 형태로 제작되어 서랍식 포집부에 수용되는 것도 가능하다.The
특히 제2 포집체(23)는 원자로건물(1) 내부에 산소가 고갈된 경우 폴리머게터(23b)에 의하여 수소를 포집하여 제거하게 되지만,Particularly, the second
산소가 고갈되지 않은 경우에는 제1 포집체(21)에 의하여 수소가 제거된 공기를 유동을 방해하지 않도록 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.If the oxygen is not depleted, it is preferable that the hydrogen-depleted air can be arranged by the
이를 위하여 제2 포집체(23)는 제1 포집체(21)의 상부에 배치되는 경우 다수의 판상부재가 수직방향으로 배치되고, 서로 이격되어 이격 공간상에 슬릿(23c)(slit)을 형성하게 된다.To this end, when the
즉 제2 포집체(23)의 슬릿(23c)은 제1 포집체(21)에 의하여 수소가 제거된 공기의 이동을 위한 유동공간을 형성함으로써 산소가 고갈되지 않은 경우에 수소가 제거된 공기의 원활한 유동을 담보할 수 있어 장치의 효율적인 운용이 가능하게 된다.That is, the
이 경우, 즉 산소가 고갈되지 않은 경우에 수소가 제거된 공기가 제2 포집체(23)를 이동하는 경우에는 공기 중에 수소가 포함되지 있지 않기 때문에 폴리머게터(23b)와 수소와의 결합이 이루어지지 않기 때문에 제2 포집체(23)의 폴리머게터(23b)가 소모되는 문제는 발생하지 않게 된다.In this case, that is, when the oxygen is not depleted, when the hydrogen-removed air moves through the
본 발명에 따른 제2 포집체(23)는 상기한 바와 같이 제1 판상부재(23a)가 서로 이격되고, 일정한 공간, 즉 슬릿(23c)을 유지할 수 있도록 제1 판상부재(23a)들을 연결하는 지지부재(23d)가 구비된다.The
이 지지부재(23d)는 각 제1 판상부재(23a)의 모서리 부분에 장착되어 다수의 제1 판상부재(23a)가 일정한 간격을 유지하면서 제1 판상부재(23a)들을 일체로 연결하는 역할을 하게 된다.The
그리고 제2 포집체(23)는 양 측단부에 배치되는 제1 판상부재(23a)에 외측방향으로 돌출되는 고정부재(23e)가 구비되고, 이 고정부재(23e)는 하우징(10)의 내벽면 결합되어 제2 포집부체가 하우징(10)에 고정 설치될 수 있도록 하여 제2 포집체(23)의 안정적 배치구조를 유지할 수 있게 된다.The
이 경우 고정부재(23e)는 하우징(10)의 내측면에 용접에 의하여 접합되거나, 또는 하우징(10)에 고정부재(23e)를 끼울 수 있는 삽입공이나, 삽입홈(미도시) 등이 형성되어 삽입고정되는 방식 등으로 고정이 가능하다.In this case, the fixing
한편 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만 제2 포집체(23)는 제1 포집체(21)의 하부에 배치되는 것도 가능하나, 산소가 고갈되지 않은 경우 공기가 제1 포집체(21)보다 제2 포집체(23)에 먼저 접촉되기 때문에 장치의 효율적인 운용이라는 측면에서 효율성이 떨어지게 되므로 제2 포집체(23)는 제1 포집체(21)의 상부에 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
Although not shown in the accompanying drawings, the
나아가 도 1, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 수소포집수단은 원자로건물 상부, 즉 천장에 또 다른 수소포집수단(110)으로 제3 포집체(111)가 설치될 수 있다.Further, as shown in FIGS. 1 and 8 to 10, the hydrogen collecting means according to the present invention may be provided with a
이는 수소를 포함하는 공기는 상부로 이동할 수 있는데,This means that the air containing hydrogen can move upwards,
이러한 경우 공기가 제1 및 제2 포집체(21)(23)를 거치지 않고 바로 상부로 이동하거나, 또는 제1 및 제2 포집체(21)(23)를 거쳐 이동하는 경우에도 각 포집체의 기능이 상실되어 공기 중에 수소가 잔존하는 경우 수소를 제거할 필요가 있다.In this case, even when the air moves directly to the upper portion without passing through the first and
이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 또 다른 수소포집수단(110)으로 원자로건물(1) 상부, 즉 천장(5)에 설치물(100)이 고정되고, 이 설치물(100)에 장착된다.1, the
이는 수소를 포함하는 공기는 촉매식 포집장치나, 다른 형태의 포집장치를 통과하면서 수소가 포집되어 제거되나, 이러한 포집장치들을 거치지 않거나, 또는 이러한 포집장치들이 기능을 상실하여 그대로 배출된 공기가 상부로 이동하는 경우에는 원자로건물(1) 내부에서 산소의 고갈 여부와 상관없이 수소를 제거하기 어렵다는 문제가 있다.This is because the hydrogen-containing air passes through the catalytic type collecting device or another type of collecting device to collect and remove the hydrogen, but does not pass through these collecting devices, There is a problem that it is difficult to remove hydrogen in the
따라서 본 발명에서는 원자로건물(1) 상부로 이동하는 공기 중 수소를 포집하기 위해 원자로건물(1) 천장(5)에 수소포집수단(110)을 배치시켜 수소의 포집량을 높이고자 제안되었다.Therefore, in the present invention, it is proposed to arrange the hydrogen collecting means 110 in the
이를 위하여 수소포집수단(110)은 원자로건물(1) 천장(5)에 장착되는 설치물(100)과, 이 설치물(100)에 장착되는 제3 포집체(111)로 구성된다.
The hydrogen collecting means 110 is composed of a
먼저 도 1, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 제3 포집체(111)는 그물망(또는 메쉬)으로 구성되는 판상구조체(111a)로 이루어지고, 이 판상구조체(111a)의 그물망에는 탄소결합의 폴리머게터가 도포된다.First, as shown in FIGS. 1 and 8 to 10, the
그리고 도 8에 도시된 바와 같이 재3 포집체(111)는 판상구조체(111a)가 층상으로 적층되어 일정한 용량을 확보하게 되는데,As shown in FIG. 8, the
이 경우 수소 포집율을 보다 높이기 위해 층상으로 적층되는 판상구조체(111a)의 그물망은 상호 엇갈린 형태로 배치되어 각 층간 공기유동공간(111b)을 조밀하게 배치시키게 된다.In this case, in order to further increase the hydrogen collection rate, the network of the plate-shaped
따라서 조밀한 공기유동공간(111b)을 통과하는 공기는 제3 포집체(111)와 접촉률이 높아지고, 이를 통하여 수소의 포집효율을 높일 수 있게 되므로 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, the air passing through the dense
상기한 바와 같이 제3 포집체(111)는 원자로건물(1) 내부에 산소가 고갈된 경우에 산소를 포집하기 위해 폴리머게터로 구성되나,As described above, the
산소가 고갈되지 않은 상태에서 상부로 이동하는 수소를 고려할 때 백금촉매나, 니켈촉매 등을 이용한 촉매식 제4 포집체(113)의 도입을 고려할 수 있다.Considering the hydrogen moving upward in a state in which oxygen is not depleted, the introduction of the catalytic
이러한 경우 설치물(100) 내부에는 제4 포집체(113)가 단독으로 내장되거나, 제3 포집체(111)와 제4 포집체(113)가 함께 내장될 수 있다.In this case, the
그리고 산소가 고갈된 경우를 대비한 경우에도 설치물(100)에는 제4 포집체(113)가 제3 포집체(111)와 함께 내장되는 것도 가능하다.Also, in the case where the oxygen is depleted, the
도 9의 도시된 바와 같이 제3 포집체(111)와 제4 포집체(113)가 함께 내장되는 경우에는 각 포집체는 상하로 배치되는 것이 바람직한데,As shown in FIG. 9, when the
이는 산소의 고갈 여부에 상관없이 수소가 포함된 공기가 원자로건물(1) 상부로 이동하여 포집체를 통과하는 경우 적어도 어느 하나의 포집체에 의하여 수소가 제거될 수 있도록 하기 위함이다.This is for the purpose of enabling hydrogen to be removed by at least one collector when the air containing hydrogen is moved to the upper portion of the
즉 산소가 고갈되지 않은 경우 제3 포집체(111)만으로 수소를 제거하게 되면 상대적으로 폴리머게터로 이루어진 제3 포집체(111)의 소모율이 많아지고, 이는 장시간 사용하는 경우 제3 포집체(111)의 포집효율이 떨어지거나, 또는 기능이 상실될 수 있다.That is, when oxygen is not depleted, if hydrogen is removed only by the
따라서 제3 포집체(111)의 수명을 연장하고, 원전사고와 같은 극단적인 상황에서도 본래의 기능을 수행할 수 있도록 제3 포집체(111)와 제4 포집체(113)가 함께 사용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Therefore, the
도 9 (a) 도시와 같이 제3 및 제4 포집체(111)(113)가 상하로 배치되는 형태는 상부와 하부에 영역에 각각 배치되거나, 도 9 (b) 도시와 같이 각 포집체가 상호 교번하여 배열되는 것도 가능하다.As shown in Fig. 9 (a), a configuration in which the third and
또한 도 9 (c) 도시와 같이 상단층(113A)과 하단층(113B)에는 제4 포집체(113)가 배치되고, 제4 포집체(113)의 상단층(113A)과 하단층(113B) 사이에 제3 포집체(111)가 배치되는 것도 가능하다.9C, a
이는 산소가 고갈되지 않은 경우에는 상단층(113A)과 하단층(113B)에 배치되는 제4 포집체(113)에 의하여 수소가 제거되기 때문에 제3 포집체(111)의 소모율을 낮출 수 있다.If the oxygen is not depleted, the consumption of the
반면 산소가 고갈된 경우에는 유입된 공기가 제4 포집체(113)를 그대로 통과하고, 이렇게 통과한 공기는 제3 포집체(111)에 의하여 수소가 제거된 후 배출된다.On the other hand, when the oxygen is depleted, the introduced air passes through the
따라서 산소가 고갈되지 않은 경우에는 폴리머게터의 불필요한 소모를 감소시켜 제3 포집체(111)의 소모율을 낮추고, 이에 의하여 제4 포집체(111)의 수명을 연장하여 산소가 고갈된 경우를 대비함으로써 장치의 효율적인 운용이 가능하게 된다.
Therefore, when the oxygen is not depleted, unnecessary consumption of the polymer getter is reduced to lower the consumption rate of the
아울러 도 1 및 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 설치물(100)은 포집체를 수용하는 수용체(101)와, 이 수용체(101)를 원자로건물(1)의 천장(5)에 고정시키기 위한 연결부재(103)를 포함하여 구성된다.1 and 10, a
설치물(100)의 수용체(101)는 평판형, 아치형 등 다양한 형태로 제작이 가능하고, 첨부된 도면에는 아치형 수용체(101)가 도시되어 있다.The receptacle 101 of the
이 경우 수소포집수단(110)의 제3 포집체(111)는 연결부재(103)에 의하여 직접 천장(5)에 장착되거나(도 1 참조), 또는 설치물(100)의 수용체(101)에 내장되는 형태로 배치되는 것이 가능하다(도 10 참조).In this case, the
도 4의 도시와 같이 포집체(111)가 수용체(101)는 내장되는 경우에는 설치물(100)의 수용체(101)는 다공판 형태의 패널(101a)로 구성되어 수소가 포함된 공기가 다공판 패널(101a)을 통하여 유입되고,4, the receiver 101 of the
유입된 공기는 포집체(111)에 의하여 수소가 제거된 후, 다공판 패널(101a)을 통하여 배출된다.The introduced air is discharged through the
아울러 설치물(100)의 연결부재(103)는 길이조절이 가능하도록 구성되는 것도 가능한데,In addition, the connecting
이는 수용체(101)를 승하강시켜 포집체를 교체하거나, 폴리머게터 포집체만 사용하다가 촉매식 포집체를 추가 설치하는 경우와 같이 유지 및 보수를 위한 작업을 보다 쉽고 용이하게 하기 위함이다.
This is for easier and easier maintenance and repair work, such as when the collector 101 is moved up and down to replace the collector, or when only the polymer getter collector is used and then the catalyst collector is additionally installed.
도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 산소공급수단(30)은1, 2, and 4, the oxygen supply means 30 according to the present invention includes:
하우징(10) 하측부에 장착되고, 제1 포집체(21) 하부에 배치되어 산소가 고갈된 경우 산소를 발생시켜 제1 포집체(21)로 공급하여 촉매반응을 활성화시키게 된다.When the oxygen is depleted, the oxygen is generated and supplied to the
이를 위하여 평판형 층상구조체(31)로 이루어지고, 이 층상구조체(31)는 메쉬나, 또는 그물망 형태로 허니콤(honey-comb) 형상을 갖는 제2 판상부재(31a)로 구성된다.The layered
제2 판상부재(31a)의 메쉬나, 그물망(21a)에는 초산화칼륨(33)(potassium superoxide : KO2)이 도포되거나, 또는 펠릿 형태로 제작되어 층상구조체(31)에 상부에 수용되는 형태로 배치될 수 있다.The net of the
이 경우 도 2 및 도 5 (b) 도시와 같이 층상구조체(31)가 다수의 제2 판상부재(31a)로 구성되는 경우에는 제2 판상부재(31a)들이 방사형태로 부채꼴 형상으로 배치되거나,In this case, when the
또는 도 4 및 도 5 (a) 도시와 같이 함체(35)에 수용되는 형태로 적층 배치되는 것도 가능하다.Or may be stacked and arranged in the form of being housed in the
특히 초산화칼륨(33)은 하기 화학식에 의해 이산화탄소와 반응하여 산소를 발생시키게 된다.Particularly, potassium oxide (33) reacts with carbon dioxide by the following formula to generate oxygen.
즉 '4KO2 + 2CO2 -> 2K2CO3 + 3O2', 상기 화학 반응식으로부터 발생되는 탄산칼륨(K2CO3)은 화학적으로 매우 안정되어 있다.That is, '4KO 2 + 2CO 2 -> 2K 2 CO 3 + 3O 2 ', potassium carbonate (K 2 CO 3 ) generated from the chemical reaction formula is chemically very stable.
따라서 산소공급수단(30)은 공기 중 이산화탄소와 초산화칼륨(33)이 화학 반응을 통하여 산소를 발생시켜 공급할 수 있어 전원공급 없이도 산소의 발생 및 공급이 가능하게 된다.Therefore, the oxygen supply means 30 can generate and supply oxygen through the chemical reaction between the carbon dioxide and the
이는 원전사고 시, 원자로건물(1)은 전기 공급이 중단되기 때문에 전기공급을 필요로 하는 산소공급수단(30)의 경우 산소를 발생시켜 공급할 수 없고,This is because, in the event of a nuclear accident, the
따라서 원전사고 시, 원자로건물(1) 내부에 산소가 모두 고갈되는 경우 산소를 공급할 수 없어 수소 제거가 어려울 뿐만 아니라, 종국에는 수소폭발의 위험이 있게 된다.Therefore, in case of a nuclear accident, if oxygen is depleted in the reactor building (1), it is difficult to remove hydrogen because it can not supply oxygen, and eventually there is a risk of hydrogen explosion.
즉 본 발명은 상기한 바와 같이 무전원 산소공급수단(30)을 통하여 원전사고 시, 전기공급이 없는 경우에도 산소를 발생시켜 공급할 수 있어 수소폭발의 위험을 미연이 방지할 수 있게 된다.
That is, according to the present invention, oxygen can be generated and supplied in the event of a nuclear accident through the non-powered oxygen supply means 30, so that the risk of hydrogen explosion can be prevented.
아울러 도 4, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 산소공급수단(30)은 층상구조체(31)는 함체(35)에 배치될 수 있는데,4, 6 and 7, the oxygen supply means 30 may be arranged such that the
이 경우 층상구조체(31)가 방사형태의 부채꼴 형상으로 이루어진 경우에는 함체(35) 역시 부채꼴 형태로 이루어지고, 함체(35)의 하단과 측면부는 개방되거나, 함체(35)의 하단과 측면부 패널(35a)이 다공판 형태로 이루어져 층상구조체(31)의 하단으로 공기가 유입되도록 하며, 공기 중 이산화탄소와 초산화칼륨(33)의 반응으로 발생된 산소가 층상구조체(31)의 측면부로 방출되어 공기유입부(50) 측으로 산소를 방출된다.In this case, when the
또한 층상구조체(31)는 함체(35)의 내부에 다수의 제2 판상부재(31a)가 적층되는 구조로 수용될 수 있다.The layered
층상구조체(31)가 어떠한 형태로 배치되든지 함체(35)는 다수 구비되어 하우징(10)의 하부 양측면 또는 전후면에 상호 이격되도록 장착되고, 이 이격공간에는 공기유입부(50)가 형성된다.No matter how the layered
다만 첨부된 도면에는 함체(35)가 하우징(10)의 양측면 또는 전후면에 장착된 것을 도시하고 있으나, 필요에 따라서는 하우징(10)의 각 측면에 모두 장착되는 것도 가능하다.In the drawings, the
그리고 층상구조체(31)가 함체(35) 내부에 상하로 적층되는 경우 각 함체(35)는 박스 형상의 프레임과, 이 프레임에 장착되는 다수의 패널(35a)로 이루어진다.When the layered
이 패널(35a)들 중 적어도 공기유입부(50)측 패널(35a)과, 하단 또는 측면 패널(35a)은 다공판 형태의 패널(35a)이 구비되는 것이 바람직한데,It is preferable that at least the
이는 함체(35)의 하부 또는 측면 패널(35a)의 통하여 함체(35) 내부로 공기가 유입되고, 발생된 산소가 공기유입부(50)측으로 방출되어야 하기 때문이다.This is because air must be introduced into the
이 경우 각 함체(35)의 상부 패널(35a)은 역시 다공판으로 형성되는 것이 가능하나, 발생된 산소가 공기유입부(50)측 이외의 방향, 즉 상부 방향으로 방출되는 것을 방지하기 위해 일반적인 패널(35a)로 제작될 수 있다.In this case, the
또한 각 함체(35)는 함체(35) 내부로 공기 유입될 수 있도록 하우징(10) 저면부로부터 각 함체(35)가 일정한 높이까지 이격되도록 공간부(60)를 형성하여 각 함체(35) 내부로 원활한 공기의 유입이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
Each of the
나아가 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 산소공급수단(30)에는 산소감지센서(40)가 더 구비되고,Furthermore, as shown in FIG. 1, the
각 함체(35)에는 산소감지센서(40)에 의한 감지신호에 따라 열리고 닫히는 개폐도어(37)가 구비될 수 있다.The
이는 원전사고 시나, 또는 원전사고가 발생하지 않은 상태에서도 원자로건물(1) 내부에 산소가 고갈된 경우 산소감지센서(40)가 산소고갈 신호를 감지하여 개폐도어(37)를 개방됨으로써 산소고갈 시에만 산소가 방출되도록 구성되는 것이다.This is because, when oxygen is depleted inside the
즉 산소공급수단(30)의 초산화칼륨(33)은 이산환탄소와 반응을 통하여 산소를 발생시킴으로써 소진되기 때문에, 원전사고 여부와 관계없이 산소가 고갈된 경우에만 개폐도어(37)가 개방되고, 원자로건물(1) 내부에 산소가 존재하는 경우에는 개폐도어(37)가 닫혀 있도록 하여 초산화칼륨(33)이 소진되는 것을 방지하게 된다.That is, the
이를 통하여 산소공급수단(30)의 사용연한을 장시간으로 연장할 수 있게 된다.Whereby the service life of the oxygen supply means 30 can be prolonged for a long time.
이때 개폐도어(37)는 다양한 형태로 제작이 가능한데, 일반적인 모터나, 액추에이터에 의하여 작동되는 것도 가능하고,At this time, the opening and closing
원전사고 시, 전원공급이 차단되는 것을 감안하여 무동력에 의한 작동이 가능하도록 구성되는 것도 가능하다.It is also possible that the power supply is cut off in the event of a nuclear accident so that operation by non-power can be performed.
도 6에 도시된 바와 같이 무동력 방식으로 개폐도어(37)가 작동하는 경우로는 개폐도어(37)가 공기유입부(50)측 패널(35a)은 수직방향으로 배치되기 때문에, 개폐도어(37)의 상단부에 와이어나 로프(39)가 연결되어 폐쇄상태가 유지되고, 산소가 고갈된 경우에는 원격지에서 작업자가 와이어나, 로프(39)를 끊거나, 느슨하게 하여 개폐도어(37)가 자중에 의하여 하강하여 개방될 수 있도록 하는 것이 가능하다.Closing
또한 원격지에서 작업자가 와이어나 로프(39)를 잡아당겨 개폐도어(37)를 승강시켜 개방되도록 구성되는 것도 가능하다.Further, it is also possible that the worker pulls the wire or the
다만 이러한 경우 개폐도어(37)가 닫힌 상태에서 정지된 상태를 유지하기 위해 공기유입부(50)측 패널(35a)에 근접한 양측 프레임 하단에 개폐도어(37)를 지지하기 위한 스토퍼(38)가 구비될 수 있고,In this case, a
이러한 경우에는 개폐도어(37)를 상부로 승강시키거나, 스토퍼(38)를 하방으로 회전시켜 개폐도어(37)가 자중에 의하여 하강할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the opening / closing
나아가 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 각 함체(35)의 측면 패널(35a)과, 하부 패널(35a)에도 개폐도어(37)가 설치되는 것이 가능한데,Furthermore, as shown in FIGS. 6 and 7, the
이는 원자로건물(1) 내부에 산소가 존재하는 경우에는 개폐도어(37)가 닫혀 있어 각 함체(35) 내부로 공기가 유입되는 것을 차단하였다고, 산소가 고갈된 경우에 개폐도어(37)가 개방되어 각 함체(35) 내부로 공기가 유입되도록 하기 위함이다.When oxygen is present in the
이 경우 각 함체(35)의 측면 패널(35a)에는 개폐도어(37)가 수직방향으로 배치되기 때문에, 공깁유입부측 개폐도어(37)와 같이 자중에 의한 개방이나, 상부방향으로 승강되어 개방되는 것이 가능하고,In this case, since the opening / closing
이러한 경우에는 공기유입부(50)측 패널(35a)과 동일한 방식으로 개폐도어(37)의 개방이 가능하다.In this case, the opening / closing
또한 또한 도 5에 도시된 바와 같이 각 함체(35)의 하부 패널(35a)에 배치되는 개폐도어(37)는 수평방향으로 배치되므로 와이어와 로프(39)를 이용하는 경우 도르래나, 링크를 사용하여 원격지에서 와이어나, 로프(39)를 당겨 개폐도어(37)가 측방향으로 슬라이드 동작을 통하여 개방될 수 있도록 하는 것이 가능하다.5, the opening / closing
아울러 층상구조체(31)가 방사형태의 부채꼴 형상으로 배치되는 경우에는 공기유입부(50)측 패널(35a), 즉 측면부 패널(35a) 또는 하단 패널(35a), 또는 이들 모두에 개폐도어(37)의 도입이 가능하다.In addition, when the
이러한 경우 측면부 패널(35a)에 배치되는 개폐도어(37)의 경우에는 자중에 의하거나, 또는 승강동작을 토한 개방구조로 이루어지고, 하단 패널(35a)에 배치되는 개폐도어(37)의 경우에는 측방향으로 슬라이드되는 개방구조로 이루어진다.
In this case, in the case of the opening / closing
한편 수소포집수단의 각 포집체는 하우징이나, 설치물에 상하로 적층 배열되고, 산소공급수단의 판상부재 역시 함체에 상하로 적층 배열되며, 이들 설치 개수는 첨부된 도면과 달리 필요에 따라, 즉 처리용량이나, 설계기준, 수소가스의 유동 특성 등과 같은 사항을 설계 시 고려하여 증감이 가능하다.On the other hand, the collectors of the hydrogen collecting means are stacked vertically on the housing or on the installation, and the plate-shaped members of the oxygen supplying means are also stacked on the housing in the vertical direction. Capacity, design criteria, flow characteristics of hydrogen gas, etc. can be increased or decreased in consideration of design.
또한 본 발명에 따른 수소포집수단은 원자력 발전소뿐만 아니라, 핵폐기물을 위한 설비나, 수소가스 발생으로 수소폭발의 위험이 있는 설비 등에 적용이 가능하다.
Further, the hydrogen collecting means according to the present invention can be applied not only to a nuclear power plant, but also to facilities for nuclear waste, or to facilities where there is a risk of hydrogen explosion due to the generation of hydrogen gas.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 원자력 발전소용 수소포집장치를 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the exemplary embodiments disclosed herein, but is capable of numerous modifications and alterations, The present invention is not limited thereto.
1 : 원자로건물 3 : 원자로
5 : 천장 10 : 하우징
11 : 배출부 20 : 수소포집수단
21 : 제1 포집체 21a : 메쉬 또는 그물망
23 : 제2 포집체 23a : 제1 판상부재
23b : 폴리머게터 23c : 슬릿
23d : 지지부재 23e : 고정부재
30: 산소공급수단 31 : 제2 판상부재
33 : 초산화칼륨 35 : 함체
35a : 패널 37 : 개폐도어
38 : 스토퍼 39 : 와이어 또는 로프
40 : 산소감지센서 50 : 공기유입부
60 : 공간부 100 : 설치물
101 : 수용체 101a : 다공
103 : 연결부재 110 : 수소포집수단
111 : 제3 포집체 111a : 판상구조체
111b : 공기유동공간 113 : 제4 포집체
113A : 상단층 113B : 하단층1: Reactor building 3: Reactor
5: ceiling 10: housing
11: discharging portion 20: hydrogen collecting means
21:
23:
23b:
23d:
30: oxygen supply means 31: second plate member
33: Potassium oxide 35: Enclosure
35a: panel 37: opening / closing door
38: Stopper 39: Wire or rope
40: oxygen sensor 50: air inlet
60: Space part 100: Fixture
101:
103: connecting member 110: hydrogen collecting means
111:
111b: air flow space 113: fourth collector
113A:
Claims (14)
상기 원자로건물(1) 내부에 배치되는 하우징(10)과,
상기 하우징(10)에 내장되는 촉매식 제1 포집체(21)와,
상기 하우징(10)에 내장되어 상기 제1 포집체(21) 상부 또는 하부, 또는 상하로 배치되고, 탄소 결합의 폴리머게터로 구성되는 제2 포집체(23)를 포함하는 수소포집수단(20); 및
상기 수소포집수단(20)의 하우징(10) 하부에 배치되는 산소공급수단(30);을 포함하여 이루어지며,
상기 수소포집수단의 제2 포집체(23)는 다수의 제1 판상부재(23a)에 상기 폴리머게터가 도포되어 구성되고,
상기 제1 판상부재(23a)는 상호 이격되어 다수의 슬릿(23c)을 형성하며,
상기 수소포집수단의 제2 포집체(23)는 상기 제1 포집체(21)의 상부에 배치되고,
상기 제1 판상부재(23a)는 수직방향으로 배열되어 상기 슬릿(23c)이 상하로 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
Reactor building (1);
A housing 10 disposed inside the reactor building 1,
A catalytic first collector 21 embedded in the housing 10,
A hydrogen collecting means 20 built in the housing 10 and arranged above or below the first collecting body 21 or up and down and including a second collecting body 23 composed of a carbon getter polymer getter, ; And
And oxygen supplying means 30 disposed under the housing 10 of the hydrogen collecting means 20,
The second collector (23) of the hydrogen collecting means is constituted by applying the polymer getter to a plurality of first plate members (23a)
The first plate-shaped members 23a are spaced apart from each other to form a plurality of slits 23c,
The second collecting body (23) of the hydrogen collecting means is disposed above the first collecting body (21)
Wherein the first plate members (23a) are arranged in a vertical direction so that the slits (23c) are arranged vertically.
상기 원자로건물(1) 상부에는 탄소결합의 폴리머게터로 구성되는 제3 포집체(111)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a third collector (111) composed of a carbon getter polymer getter on the reactor building (1).
상기 제2 포집체(23)는 상기 제1 판상부재(23a)를 일체로 연결하는 지지부재(23d)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second collector (23) further comprises a support member (23d) integrally connecting the first plate member (23a).
상기 제2 포집체(23)의 양측에 배치된 제1 판상부재(23a)에는 상기 하우징(10)의 내벽에 결합되는 고정부재(23e)가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
6. The method of claim 5,
The first sheet member (23a) disposed on both sides of the second collector (23) further comprises a fixing member (23e) coupled to the inner wall of the housing (10) Device.
상기 산소공급수단(30)은 초산화칼륨(KO2)이 구비된 평판형 층상구조체(31)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
The method according to claim 1,
Wherein the oxygen supplying means (30) comprises a flat plate-like layered structure (31) provided with potassium oxide (KO2).
상기 산소공급수단(30)의 층상구조체(31)는 다수의 허니콤(honey-comb) 형상의 제2 판상부재(31a)에 상기 초산화칼륨이 도포되고,
상기 제2 판상부재(31a)는 방사형태의 부채꼴 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
8. The method of claim 7,
The layered structure 31 of the oxygen supply means 30 is coated with the potassium oxide on a plurality of honeycomb-shaped second plate-shaped members 31a,
And the second plate-shaped member (31a) is arranged in a radial fan shape.
상기 산소공급수단(30)의 층상구조체(31)는 복수로 구비되어 상기 제1 포집체(21)의 하부에 배치되고, 각 층상구조체는 서로 이격되어 공기유입부(50)를 형성하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
8. The method of claim 7,
The plurality of layered structures 31 of the oxygen supplying means 30 are disposed below the first collecting body 21 and the layered structures are spaced apart from each other to form the air inflow portion 50 Hydrogen capture equipment for nuclear power plants.
상기 층상구조체(31)와 상기 하우징(10)의 저면부에는 서로 이격된 공간부(60)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
8. The method of claim 7,
Further comprising a space (60) spaced from the bottom surface of the laminated structure (31) and the housing (10).
상기 원자로건물(1) 내부에는 상기 산소공급수단(30)이 산소고갈 시에만 산소가 방출되도록 산소감지센서(40)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the oxygen sensor (40) is further provided in the reactor building (1) so that oxygen is released only when the oxygen supplying means (30) is depleted of oxygen.
함체(35)와,
상기 함체(35)에는 상기 산소감지센서(40)에 의한 감지신호에 따라 열리고 닫히는 개폐도어(37)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
12. The apparatus according to claim 11, wherein the oxygen supply means (30)
The housing 35,
Wherein the housing (35) further comprises an opening / closing door (37) for opening and closing according to a sensing signal of the oxygen sensing sensor (40).
상기 제3 포집체(111)는 그물망 형태의 판상구조체(111a)가 층상으로 적층 배열되고,
상기 판상구조체(111a)의 그물망에는 상기 폴리머게터가 도포되는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.
3. The method of claim 2,
In the third collecting body 111, the plate-like structures 111a in the form of a network are layered and arranged in layers,
Wherein the polymer getter is applied to a mesh network of the plate structure (111a).
상기 제3 포집체(111)의 상기 판상구조체(111a)의 그물망이 엇갈린 형태로 배치되어 각 층간 공기유동공간(111b)을 조밀하게 형성하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소용 수소포집장치.14. The method of claim 13,
Wherein the mesh structures of the plate-shaped structures (111a) of the third collector (111) are arranged in a staggered fashion to densely form the inter-layer air flow space (111b).
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002509262A (en) * | 1998-01-17 | 2002-03-26 | フォルシュングスツェントルム ユーリッヒ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Equipment for catalytic conversion of hydrogen |
JP2013083470A (en) * | 2011-10-06 | 2013-05-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Hydrogen treatment facility for nuclear power plant |
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2014
- 2014-08-28 KR KR1020140113558A patent/KR101575523B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002509262A (en) * | 1998-01-17 | 2002-03-26 | フォルシュングスツェントルム ユーリッヒ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Equipment for catalytic conversion of hydrogen |
JP2013083470A (en) * | 2011-10-06 | 2013-05-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Hydrogen treatment facility for nuclear power plant |
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