KR101695363B1 - 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 사고 시 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하도록 이루어지는 피동격납부냉각계통과, 사고 시 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하도록 이루어지는 피동잔열제거계통과, 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통과 각각 연결되며 내부에 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통으로부터 전달받은 열을 제거하는 냉각수를 각각 저장하도록 형성되는 제1 및 제2 비상냉각탱크를 구비하는 비상냉각수저장부, 및 상기 제2 비상냉각탱크에서 발생되는 증기를 전달받아 응축시키고 상기 응축시킨 냉각수를 상기 제1 비상냉각탱크로 공급하며 상기 제1 비상냉각탱크에서 승온된 냉각수는 상기 제2 비상냉각탱크로 공급되도록 이루어지는 것에 의해 순환루프를 형성하는 비상냉각수저장부 냉각계통을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통을 제공한다.

Description

피동안전계통 및 이를 구비하는 원전{PASSIVE SAFETY SYSTEM AND NUCLEAR POWER PLANT HAVING THE SAME}

본 발명은 피동격납부냉각계통과 피동잔열제거계통이 하나의 비상냉각수저장부 냉각계통을 공유하도록 이루어지는 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전에 관한 것이다.

원자로는 안전계통의 구성방식에 따라 펌프와 같은 능동력을 사용하는 능동형원자로와 중력 또는 가스압력 등의 피동력을 사용하는 피동형원자로로 나뉜다. 한편으로, 주요기기의 설치위치에 따라 주요기기(증기발생기, 가압기, 펌프 임펠러 등)가 원자로 외부에 설치되는 분리형원자로(예, 국내 가압경수로)와 주요기기가 원자로용기 내부에 설치되는 일체형원자로(예, SMART 원자로)로 나뉜다.

일반적으로 원자로용기(또는 분리형원자로의 원자로냉각재계통) 외부를 보호하는 격납구조물은 강화콘크리트를 이용하여 제작 건설하는 경우 격납건물(또는 원자로건물)이라 지칭하며, 철재를 이용하여 제작 건설하는 경우 격납용기(소형인 경우 안전보호용기)라 지칭한다. 본 발명에서는 특별한 언급이 없는 한 격납건물, 원자로건물, 격납용기, 안전보호용기 등을 통칭하여 “격납부“라 지칭한다.

또한 원전의 안전계통 기기들은 격납부 내부뿐만 아니라 외부에도 설치된다. 격납부뿐만 아니라 외부(보조건물 내부 또는 외부)에 설치되는 원전의 안전계통 기기들은 항공기 충돌 등의 외부 충격으로부터 보호되도록 설계된다.

한편, 원전산업분야에서 피동격납부냉각계통(또는 격납부냉각계통)은, 일체형원자로를 포함하여 다양한 원자로에서 냉각재상실사고나 증기관파단사고 등의 발생으로 냉각수 또는 증기가 방출되어 격납부 내부의 압력이 상승하는 경우에, 증기를 응축시키고 내부 대기를 냉각시켜 압력을 낮추도록 이루어지고, 이를 통해 격납부의 건전성을 유지시키는 계통으로 많이 이용되고 있다. 또한, 피동격납부냉각계통과 유사한 목적으로 사용되는 방식으로는, 격납부로 방출된 증기를 감압탱크로 유도하여 응축시키는 감압탱크(suppression tank)를 이용하는 방식(상용 BWR, CAREM : 아르헨티나, IRIS : 미국 웨스팅하우스사 등), 철재격납용기을 적용하고 외벽을 냉각(스프레이, 공기)시키는 방식(AP1000 : 미국 웨스팅하우스) 그리고, 열교환기를 이용하는 방식(SWR1000 : 프랑스 프라마톰 ANP, AHWR : 인도, SBWR : 미국 GE) 등이 이용되고 있다.

또한, 원전산업분야에서 잔열제거계통(보조급수계통 또는 피동잔열제거계통)은 일체형원자로를 포함하여 다양한 원전에서 사고가 발생하는 경우 원자로냉각재계통의 열(원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열)을 제거하는 계통으로 채용되고 있다.

잔열제거계통 중에서 일반적으로 증기와 물의 밀도 차이에 의한 자연순환을 이용하는 피동잔열제거계통의 유체 순환 방식으로는 원자로냉각재계통의 일차냉각수를 직접 순환시켜 원자로를 냉각하는 방식(AP1000 : 미국 웨스팅하우스)과 증기발생기를 이용하여 이차냉각수를 순환시켜 간접적으로 원자로를 냉각하는 방식(SMART 원자로 : 국내) 두 가지가 주로 사용되고 있으며, 일차냉각수를 탱크에 주입하여 직접 응축시키는 방식(CAREM : 아르헨티나)도 일부 이용되고 있다.

또한, 피동잔열제거계통의 열교환기(응축열교환기)의 외부를 냉각하는 방식으로는 대부분의 원자로에서 적용하고 있는 수랭식(water-cooled, 미국 AP1000)과, 일부 공랭식(air-cooled, 러시아 WWER1000)과 수-공랭식 병용 방식(IMR : 일본)이 이용되고 있다. 피동잔열제거계통의 열교환기는 원자로로부터 전달받은 열을 비상냉각수저장부 등을 통해 외부(최종 열침원)로 전달하는 기능을 수행하며, 열교환기 방식으로 열전달 효율이 뛰어난 증기 응축현상을 이용한 응축열교환기가 많이 채용되고 있다. 한편 원전의 안전성을 더욱 향상시키기 위해 피동잔열제거계통의 열교환기로 공랭 및 수랭 혼합식 또는 공랭식 열교환기를 채용하여 피동잔열제거계통의 기능을 장기간 유지하도록 구현되는 경우도 있다.

또한, 일반 보일러와는 다르게 원자로는 원자로의 노심이 정지한 후에도 상당한 기간 노심에서 잔열이 발생한다. 원자로가 사고 등으로 정지하는 경우에 사고초기에는 많은 양의 잔열이 노심에서 방출되며, 시간이 지남에 따라 방출되는 잔열은 현저하게 감소하는 특성이 있다.

한편, 열교환기의 성능이 우수하여 소형으로 제작 가능한 장점으로 피동잔열제거계통과 피동격납부냉각계통에서 일반적으로 적용하고 있는 비상냉각수저장부는, 사고 시 냉각수가 증발하여 고갈되므로 냉각수를 주기적으로 보충해주어야 하는 수랭식 냉각방식의 채용에 따른 공통적인 단점을 갖는다.

따라서, 사고 시, 피동잔열제거계통과 피동격납부냉각계통에 채용되는 비상냉각수저장부의 주기적인 재충수 작업에 따르는 문제들을 효과적으로 해결할 수 있는 방안이 고려될 수 있다.

1. 한국 공개특허공보 제10-2014-0126187호 (2014.10.30.) 2. 일본 공개특허공보 특개2013-228281호 (2013.11.07.) 3. 한국 공개특허공보 제10-2014-0132613호 (2014.11.18.) 4. 국제공개공보 WO2013/081148 (2013.06.06.)

본 발명은, 피동격납부냉각계통과 피동잔열제거계통이 비상냉각수저장부 냉각계통을 공유하고, 비상냉각수저장부에서 증발하는 증기를 회수하고 응축시키는 과정을 통하여 지속적으로 냉각수가 순환되도록 이루어지는 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전을 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 피동안전계통은, 사고 시 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하도록 이루어지는 피동격납부냉각계통과, 사고 시 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하도록 이루어지는 피동잔열제거계통과, 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통과 각각 연결되며 내부에 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통으로부터 전달받은 열을 제거하는 냉각수를 각각 저장하도록 형성되는 제1 및 제2 비상냉각탱크를 구비하는 비상냉각수저장부, 및 상기 제2 비상냉각탱크에서 발생되는 증기를 전달받아 응축시키고 상기 응축시킨 냉각수를 상기 제1 비상냉각탱크로 공급하며 상기 제1 비상냉각탱크에서 승온된 냉각수는 상기 제2 비상냉각탱크로 공급되도록 이루어지는 것에 의해 순환루프를 형성하는 비상냉각수저장부 냉각계통을 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 비상냉각수저장부 냉각계통은, 공랭식으로 냉각이 이루어지며 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크와 연결되어 상기 순환루프를 흐르는 유체를 응축 및 냉각시키도록 이루어지는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부를 포함할 수 있다.

상기 순환루프를 흐르는 냉각수가 외부 환경으로 증발되지 않도록, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 내부에 저장되는 냉각수는, 상기 외부 환경과 격리된 상태로 순환하도록 이루어질 수 있다.

상기 비상냉각수저장부 냉각계통은, 상기 제2 비상냉각탱크에서 증발되는 냉각수를 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부로 공급하도록 상기 제2 비상냉각탱크의 상부와 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 상부 사이에 연결되어 유로를 형성하는 증기 공급관, 및 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부에서 응축된 냉각수를 상기 제1 비상냉각탱크로 공급하도록 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 하부와 상기 제1 비상냉각탱크 사이에 연결되어 유로를 형성하는 응축수 회수관을 더 구비할 수 있다.

상기 응축수 회수관은, 상기 제1 비상냉각탱크 상부보다 하부에 저온의 냉각수가 위치하도록 유로의 출구가 상기 제1 비상냉각탱크의 하부에 형성될 수 있다.

상기 비상냉각수저장부 냉각계통은, 상기 제2 비상냉각탱크에서 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부로 공급되는 유체 중 비응축성 가스 또는 응축되지 않은 증기를 배출하도록, 상기 제2 비상냉각탱크 상부와 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 하부를 연결하여 유로를 형성하는 증기 회수관을 더 구비할 수 있다.

상기 비상냉각수저장부 냉각계통은, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 사이에 배치되고 기 설정된 수위를 초과하는 냉각수를 상기 제2 비상냉각탱크로 공급하도록 유로를 형성하는 냉각수 공급관을 더 구비할 수 있다.

상기 피동안전계통은, 외부의 공기가 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부 하부로부터 유입되어 상부로 배출되며 순환하도록, 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 상부 방향으로 연장되게 형성되어 순환하는 공기의 유로를 제공하는 덕트부를 더 포함할 수 있다.

상기 비상냉각수저장부 냉각계통은, 사고 발생 시 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 열교환 용량을 초과하는 열량을 제거하도록, 상기 제2 비상냉각탱크 내부의 압력이 기 설정된 값 이상으로 상승하면 개방되어 증기를 외부로 방출시키고, 상기 제2 비상냉각탱크 내부의 압력이 기 설정된 값 이하로 하강하면 폐쇄되도록 이루어지는 개폐부를 더 포함할 수 있다.

상기 개폐부는, 기 설정된 압력 이상에서 개방되고, 기 설정된 압력 이하에서 폐쇄되도록 이루어지는 체크밸브(check valve) 또는 플랩밸브(flap valve)로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 피동격납부냉각계통은, 상기 격납부 내부 및 외부 중 적어도 하나에 배치되고 사고 시 상기 격납부 내부의 대기를 냉각시키도록 이루어지는 피동격납부냉각계통 열교환부를 포함하고, 상기 피동잔열제거계통은, 적어도 일부가 상기 제2 비상냉각탱크에 저장된 냉각수에 침지되게 배치되고, 상기 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 전달받아 제거하도록 이루어지는 피동잔열제거계통 열교환부를 포함할 수 있다.

상기 피동격납부냉각계통 열교환부는, 상기 격납부 내부에 배치되고, 사고 시 상기 격납부 내부의 대기를 냉각시키도록 이루어지는 제1 열교환부, 및 적어도 일부가 상기 제1 비상냉각탱크에 저장된 냉각수에 침지되게 배치되며 상기 제1 열교환부에서 승온된 냉각수를 전달받아 냉각시켜시고, 냉각시킨 냉각수를 상기 제1 열교환부로 공급하도록 이루어지는 제2 열교환부를 포함할 수 있다.

상기 제1 열교환부는 상기 격납부의 하부공간에 배치되고, 상기 피동격납부냉각계통은, 상기 격납부의 상부공간에 위치하는 고온의 대기를 상기 제1 열교환부로 유도하도록 상기 격납부 상부공간과 상기 제1 열교환부 사이에 유로를 형성하는 인입덕트를 더 포함할 수 있다.

상기 피동격납부냉각계통은, 상기 제1 및 제2 열교환부 사이에 배치되어 냉각수의 순환유로를 제공하도록 이루어지는 제1 및 제2 순환배관을 더 구비할 수 있다.

상기 피동격납부냉각계통은, 사고 시 상기 제1 및 제2 열교환부와 상기 제1 및 제2 순환배관의 유로에 냉각수를 공급하도록 이루어지는 순환수저장부를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 피동안전계통은, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 중 적어도 하나에 설치되고, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 내부의 압력이 기 설정된 값 이상으로 상승하는 경우, 높아진 압력을 감소시키도록 이루어지는 감압부를 더 포함할 수 있다.

상기 감압부는, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 내부의 기 설정된 압력 값을 기준으로 개폐가 이루어지는 안전밸브, 및 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 내부의 압력 값에 따라 사용자에 의해 선택적으로 개폐가 이루어지는 감압밸브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 원자로냉각재계통과, 격납부, 및 피동안전계통을 포함하는 원전을 제안한다. 여기서, 상기 격납부는 상기 원자로냉각재계통을 감싸도록 형성되고, 사고 시 상기 원자로냉각재계통과 상기 격납부 내부의 열을 제거하도록 형성되는 피동안전계통은, 사고 시 상기 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하도록 이루어지는 피동격납부냉각계통과, 사고 시 상기 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하도록 이루어지는 피동잔열제거계통과, 상기 격납부 외부에 배치되고 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통과 각각 연결되며 내부에 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통으로부터 전달받은 열을 제거하는 냉각수를 각각 저장하도록 형성되는 제1 및 제2 비상냉각탱크를 구비하는 비상냉각수저장부, 및 상기 제2 비상냉각탱크에서 발생되는 증기를 전달받아 응축시키고 상기 응축시킨 냉각수를 상기 제1 비상냉각탱크로 공급하며 상기 제1 비상냉각탱크에서 승온된 냉각수는 상기 제2 비상냉각탱크로 공급되도록 이루어지는 것에 의해 순환루프를 형성하는 비상냉각수저장부 냉각계통을 포함한다.

본 발명의 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전에 의하면, 피동격납부냉각계통과 피동잔열제거계통이 하나의 비상냉각수저장부 냉각계통을 공유하고, 비상냉각수저장부 냉각계통은, 제2 비상냉각탱크에서 증발되는 증기를 전달받아 응축 및 냉각시켜 제1 비상냉각탱크로 공급한다. 이에 따라, 제1 비상냉각탱크를 낮은 온도로 유지하여 피동격납부냉각계통의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 비상냉각탱크에 저장된 냉각수는 다시 제2 비상냉각탱크로 공급되며 순환루프를 형성하므로, 냉각수 증발에 의한 비상냉각수저장부의 재충수 작업 없이도 피동격납부냉각계통과 피동잔열제거계통의 성능을 지속적으로 유지시켜 원전의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 비상냉각수저장부 냉각계통에 구비되는 개폐부에 의해, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 열교환 용량을 초과하는 열량을 효과적으로 제거하도록 이루어지므로, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 용량이 적절하게 조절 가능하여 원전의 건설 및 유지보수 작업의 경제적 효과를 보다 높일 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도.
도 1b는 도 1a에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고 시를 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도.
도 7은 도 6에 도시된 비상냉각수저장부 냉각계통의 열 흐름을 나타낸 그래프.
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통이 일체형 원전에 적용된 일 예의 정상운전 시를 나타낸 개념도.
도 8b는 도 8a에 도시된 피동안전계통이 적용된 일체형 원전의 사고 시를 나타낸 개념도.

이하, 본 발명의 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 피동안전계통(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 피동안전계통(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의 사고 시를 나타낸 개념도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 피동안전계통(100)은, 피동격납부냉각계통(110), 피동잔열제거계통(120), 비상냉각수저장부(130), 비상냉각수저장부 냉각계통(140)을 포함한다.

피동격납부냉각계통(110)은, 냉각재상실사고 또는 증기관파단사고 등에 의해 상승하는 격납부(11) 내부의 압력 상승을 억제하고 높아진 열을 제거하도록 이루어지는 원전(10)의 안전계통 중 하나이다. 상기 격납부(11)는, 내부에 배치되는 원자로(미도시)를 보호하며, 사고 시 격납부(11) 내부에 포함된 방사성 물질이 외부로 누출되는 것을 차단하도록 형성된다.

또한, 피동격납부냉각계통(110)은, 피동격납부냉각계통 열교환부(111)를 포함할 수 있다.

피동격납부냉각계통 열교환부(111)는, 격납부(11)의 내부 및 외부 중 적어도 하나에 배치되고, 원전(10)의 사고 시, 격납부(11) 내부의 대기를 냉각시키도록 이루어진다. 또한, 피동격납부냉각계통 열교환부(111)는, 제1 및 제2 열교환부(111a,111b)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 열교환부(111a)는, 격납부(11) 내부에 배치되고, 사고 시 열교환에 의해 격납부(11) 내부의 대기를 냉각시키도록 이루어진다. 그리고, 제2 열교환부(111b)는, 제1 열교환부(111a)에서 승온된 냉각수를 전달받아 냉각시키고, 냉각시킨 냉각수를 제1 열교환부(111a)로 다시 공급하도록 이루어진다. 예를 들어, 제2 열교환부(111b)는, 도시된 바와 같이, 격납부(11) 외부에 배치되어 피동격납부냉각계통(110)의 열침원 역할을 수행하는 제1 비상냉각탱크(131)에 저장된 냉각수에 적어도 일부가 침지되게 배치될 수 있다.

또한, 피동격납부냉각계통(110)은, 제1 및 제2 순환배관(161,162)을 더 구비할 수 있다.

제1 및 제2 순환배관(161,162)는, 제1 및 제2 열교환부(111a,111b) 사이에 배치되고, 냉각수의 순환유로를 제공하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 순환배관(161)은, 도시된 바와 같이, 제1 열교환부(111a)의 상부와 제2 열교환부(111b)의 상부에 각각 연결되고, 제2 열교환부(111b)는, 제1 열교환부(111a)의 하부와 제2 열교환부(111b)의 하부에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 열교환부(111a)에서 온도가 상승하여 밀도가 감소한 냉각수는 제2 열교환부(111b)로 전달되고, 제2 열교환부(111b)에서 온도가 감소하여 밀도가 증가한 냉각수는 제1 열교환부(111a)로 전달되는 과정을 통하여 자연순환에 의한 유동이 형성될 수 있다.

또한, 피동격납부냉각계통(110)은, 순환수저장부(113)를 더 포함할 수 있다.

순환수저장부(113)는, 원전(10)의 사고 시 제1 및 제2 열교환부(111a,111b)와 제1 및 제2 순환배관(161,162)의 유로에 냉각수를 공급하도록 이루어진다. 예를 들어, 상기 순환수저장부(113)는, 냉각수를 저장한 상태에서 원전(10)의 정상운전 중에는 냉각수를 공급하지 않고, 사고 시 격리밸브(113a)가 개방되어 제1 및 제2 열교환부(111a,111b)와 제1 및 제2 순환배관(161,162)의 유로에 냉각수를 공급하도록 이루어질 수 있다. 이에 따라, 원전(10)의 정상운전 중에는 제1 및 제2 열교환부(111a,111b)와 제1 및 제2 순환배관(161,162)의 유로가 냉각수와 접촉되지 않아 유지보수의 필요성이 완화될 수 있으며, 사고 시에는 저장된 냉각수가 계통의 유로에 공급되어 피동격납부냉각계통(110)의 압력변동을 수용하고 누설 등에 의한 부족한 유량이 보충될 수 있다. 결과적으로, 피동격납부냉각계통(110)의 기능은 그대로 유지하면서 유지보수에 따르는 비용을 절감할 수 있다.

피동잔열제거계통(120)은, 원전(10)의 사고 시, 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하도록 이루어지는 원전(10)의 사고와 관련된 안전계통 중 하나이다. 상기 원자로냉각재계통은, 격납부(11) 내부에 배치되고, 노심에서 발생되는 열에너지를 전달하고 수송하는 냉각재와 관련된 계통이다.

또한, 피동잔열제거계통(120)은, 피동잔열제거계통 열교환부(121)를 포함할 수 있다.

피동잔열제거계통 열교환부(121)는, 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 전달받아 제거하도록 이루어진다. 예를 들어, 피동잔열제거계통 열교환부(121)는, 도시된 바와 같이, 피동잔열제거계통(120)의 열침원 기능을 수행하는 제2 비상냉각탱크(132)에 저장된 냉각수에 적어도 일부가 침지되게 배치될 수 있다. 또한, 피동잔열제거계통 열교환부(121)는, 도시된 바와 같이 증기발생기(미도시)와 연결되어 순환하는 유로를 형성하는 증기관(123)과 급수관(124)를 구비할 수 있다. 증기관(123)은 상기 증기발생기로부터 전달되는 고온의 증기를 피동잔열제거계통 열교환부(121)로 공급하도록 형성되며, 급수관(124)은, 피동잔열제거계통 열교환부(121)에서 열교환된 응축수를 상기 증기발생기로 공급하도록 형성될 수 있다. 또한, 급수관(124)의 어느 일 구간에는, 원전(10)의 정상운전 시에는 폐쇄되며 사고 시에 개방되도록 형성되는 격리밸브(124a)와 피동잔열제거계통 열교환부(121)로부터 배출되는 냉각수의 역류를 방지하는 체크밸브(124b)가 설치될 수 있다.

비상냉각수저장부(130)는, 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132)를 구비한다. 도 1a 및 도 1b에서 비상냉각수저장부(130)는 격납부(11) 외부에 배치되는 것으로 도시되었으나, 격납부(11) 내부에 배치될 수도 있다. 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132)는 각각, 피동격납부냉각계통(110) 및 피동잔열제거계통(120)과 각각 연결되고, 내부에 상기 피동격납부냉각계통(110)과 피동잔열제거계통(120)으로부터 전달받은 열을 제거하는 냉각수를 각각 저장하도록 형성된다. 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132)에 저장된 냉각수는, 피동격납부냉각계통(110)과 피동잔열제거계통(120)으로부터 전달받은 열에 의해 온도가 상승하여 증발될 수 있다.

비상냉각수저장부 냉각계통(140)은, 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132)와 연결되어, 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132) 내부에 저장된 냉각수를 지속적으로 순환 및 냉각시키도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 비상냉각수저장부 냉각계통(140)은, 피동잔열제거계통(110)과 연결된 제2 비상냉각탱크(132)에서 발생되는 증기를 전달받아 열교환에 의해 응축시키고, 응축시킨 냉각수를 피동격납부냉각계통(120)과 연결된 제1 비상냉각탱크(131)로 공급하도록 이루어지며, 이러한 과정을 통해 비상냉각수저장부 냉각계통(140)을 흐르는 냉각수의 순환루프를 형성할 수 있다.

또한, 비상냉각수저장부 냉각계통(140)은, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)를 포함할 수 있다.

비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)는, 공기를 냉각 매체로 이용하는 공랭식으로 이루어지며, 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132)와 연결되어 상기 순환루프를 흐르는 유체를 열교환에 의해 응축 및 냉각시키도록 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 순환루프를 흐르는 냉각수가 외부 환경으로 증발되지 않도록, 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132) 내부에 저장되는 냉각수는, 상기 외부 환경과 격리된 상태에서 순환하도록 이루어질 수 있다. 이를 위하여, 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132)는, 도시된 바와 같이 내부에 저장된 냉각수가 외부 환경과 밀폐되도록 형성될 수 있다.

또한, 비상냉각수저장부 냉각계통(140)은, 증기 공급관(141) 및 응축수 회수관(142)을 더 구비할 수 있다.

증기 공급관(141)은, 피동잔열제거계통(120)의 열침원 역할을 하는 제2 비상냉각탱크(132)에서 열교환에 의해 증발되는 냉각수(증기)를 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)로 공급하도록, 제2 비상냉각탱크(132)의 상부와 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)의 상부 사이에 연결되어 증기의 유로를 형성하도록 이루어질 수 있다.

응축수 회수관(142)은, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)에서 열교환에 의해 응축 및 냉각된 냉각수(응축수)를 피동격납부냉각계통(110)의 열침원 역할을 하는 제1 비상냉각탱크(131)로 공급하도록, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)의 하부와 제1 비상냉각탱크(131) 사이에 연결되어 냉각수의 유로를 형성하도록 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 응축수 회수관(142)은, 도시된 바와 같이, 제1 비상냉각탱크(131) 하부에 저온의 냉각수가 공급되도록, 제1 비상냉각탱크(131)로 흐르는 유로의 출구가 제1 비상냉각탱크(131) 하부에 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 열교환부(111b)가 위치하는 제1 비상냉각탱크(131)의 하부에는 저온의 유체가 지속적으로 공급되어 제2 열교환부(111b)의 열교환 성능을 높일 수 있으며, 온도 성층화(thermal stratification) 현상에 의해 제1 비상냉각탱크(131)의 상부에는 하부보다 상대적으로 높은 온도의 냉각수가 위치할 수 있다.

또한, 비상냉각수저장부 냉각계통(140)은 증기 회수관(143)을 더 구비할 수 있다.

증기 회수관(143)은, 제2 비상냉각탱크(132)에서 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)로 공급되는 유체 중, 비응축성 가스 또는 응축되지 않은 증기가 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)에서 배출될 수 있도록, 제2 비상냉각탱크(132) 상부와 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)의 하부를 연결하여 유체의 유로를 형성하도록 이루어질 수 있다. 여기서, 증기 회수관(143)은 상기 응축수 회수관(142)보다 약간 높은 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 비상냉각수저장부 냉각계통(140)은 냉각수 공급관(144)을 더 구비할 수 있다.

냉각수 공급관(144)은, 제1 비상냉각탱크(131) 내부에 수용되는 냉각수의 양이 기 설정된 수위를 초과하는 경우, 상기 기 설정된 수위를 초과하는 냉각수를 제2 비상냉각탱크(132)로 공급하는 유로를 형성하도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 비상냉각탱크(131)에서 상기 기 설정된 수위는 제2 비상냉각탱크(132)의 수위보다 높은 위치에 형성되어, 상기 기 설정된 수위를 초과하는 냉각수가 중력에 의해 제2 비상냉각탱크(132)로 공급 가능하도록 형성될 수 있다.

또한, 피동안전계통(100)은 덕트부(150)를 더 포함할 수 있다.

덕트부(150)는, 외부의 공기가 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a) 하부로부터 유입되어 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)의 상부로 배출되며 순환하도록, 공랭식으로 냉각이 이루어지는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)의 적어도 일부를 감싸도록 형성되며, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)의 상부 방향으로 연장되게 형성되어, 순환하는 공기의 유로를 제공하도록 이루어진다.

이에 따라, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)는, 굴뚝 효과(stack effect)에 의해 순환하는 공기의 통풍(draft) 유량이 증가하여 열교환 효율이 보다 향상될 수 있다. 상기 굴뚝효과는, 굴뚝 내부의 온도가 외부의 온도보다 높아 밀도가 낮을 때 굴뚝 내의 공기가 부력을 받아 빠르게 상승하는 효과를 말하며, 굴뚝효과는 굴뚝의 높이가 높아질수록 증가한다. 여기서, 덕트부(150)는 도 1a 및 도 1b에서 그 높이가 고정된 형태로 도시되었으나, 덕트부(150)의 높이가 고정된 형태가 아닌, 높이를 형성하는 덕트부(150)의 적어도 일부가 가변적으로 높이 조절이 가능하도록 이루어질 수도 있다.

이상에서 설명한 본원발명의 구성에 의하면, 피동격납부냉각계통(110)과 피동잔열제거계통(120)이 하나의 비상냉각수저장부 냉각계통(140)을 공유하며, 상기 비상냉각수저장부 냉각계통(140)은, 제2 비상냉각탱크(132)에서 증발되는 증기를 전달받아 응축시켜 제1 비상냉각탱크(131)로 공급하고, 제1 비상냉각탱크(131)에 저장된 냉각수는 다시 제2 비상냉각탱크(132)로 공급되며 순환루프를 형성하므로, 냉각수 증발에 의한 비상냉각수저장부(130)의 재충수 작업 없이도 피동격납부냉각계통(110)과 피동잔열제거계통(120)의 성능을, 별도의 운전원 조치 없이도 장기간(반영구적)으로 유지시켜 원전(10)의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 피동안전계통(100)은, 격납부냉각계통 열교환부(111)가 격납부(11) 내부에 배치되는 경우를 제외하고, 대부분의 안전설비가 격납부(11) 외부에 구비되므로 원전(10)의 유지 보수 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 피동격납부냉각계통(110)은, 피동잔열제거계통(120)에 비해 상대적으로 저온의 열을 제거하기 위한 계통으로 피동잔열제거계통의 열교환부(121)보다 낮은 온도의 냉각수가 흐르도록 이루어진다. 반면, 피동잔열제거계통(120)은, 피동격납부냉각계통(110)에 비하여 상대적으로 고온의 증기를 공급받아 열교환되도록 이루어지므로, 피동격납부냉각계통 열교환부(111)보다 높은 온도의 냉각수가 흐르도록 이루어진다. 이에 따라, 본 발명의 제2 비상냉각탱크(132)는 제1 비상냉각탱크(131) 상부에 위치하는 고온의 냉각수를 공급받도록 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명에 구비되는 피동격납부냉각계통(110) 및 피동잔열제거계통(120)의 서로 다른 성능요구 특성에 부합하도록 이루어지는 피동안전계통(100)의 특성에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 피동잔열제거계통(120)은, 비냉각재상실사고 및 냉각재상실사고 시 비교적 고온의 안전정지(safe shutdown) 조건을 달성 및 유지하는 것을 핵심 기능으로 하고 있으며, 100℃ 정도의 고온의 냉각수을 사용하는 것이 가능하다.

또한, 원전(10)에서는 일부 사고 시에는 급격한 냉각에 의한 원자로용기의 구조적 손상을 방지하기 위해 냉각률을 제한하고 있다. 그리고, 사고 시 원자로 노심의 정지를 위해 제어봉이 삽입되며, 추가로 붕산수가 주입된다. 이때, 붕산수 주입속도에 비해 원자로냉각재의 냉각 속도가 너무 빠르면 감속재(냉각수)의 밀도가 증가하여 핵반응이 다시 발생(재임계)할 수 있어 이러한 현상을 억제하기 위해 적절한 냉각률의 유지가 필요하다. 이상에서 설명한 피동잔열제거계통(120)의 특징을 이유로, 피동잔열제거계통(120)을 위한 비상냉각수는 100℃ 정도의 고온의 비상냉각수를 이용하는 것에 제약을 받지 않는다.

한편, 피동격납부냉각계통(110)을 위한 비상냉각수는 사고 시 격납부(11) 내부의 높아진 열과 압력을 낮추는 것을 핵심 기능으로 있으며, 상기 피동잔열제거계통(110)과 달리 저온의 냉각수를 사용할수록 유리하다는 특징을 갖는다.

그리고, 본 발명은, 비상냉각수저장부(130)가 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132)로 분리되어, 피동잔열제거계통(120)의 제2 비상냉각탱크(132)가 사고 발생 후 일정 시간 뒤에 100℃ 정도의 고온에서 작동할 수 있으며, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)를 거쳐 응축 및 냉각된 냉각수가 제1 비상냉각탱크(131)로 공급되도록 이루어지므로, 제1 비상냉각탱크(131)의 온도 상승을 억제할 수 있으며, 피동격납부냉각계통(110)의 작동 온도를 장시간 저온상태로 유지시킬 수 있다.

또한, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)에서 응축 냉각된 냉각수를 제1 비상냉각탱크(131)로 공급하고, 제1 비상냉각탱크(131)에서 1차적으로 온도가 상승된 냉각수를 제2 비상냉각탱크(132)로 공급하며, 제2 비상냉각탱크(132)에서 증발되는 증기를 다시 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)로 공급하는 과정을 통하여, 지속적으로 순환루프를 형성하도록 구성되므로, 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132)의 수위를 유지할 수 있으며, 아울러 피동격납부냉각계통(110)과 피동잔열제거계통(120)의 기능을 장시간 유지시킬 수 있다.

또한, 공랭식으로 이루어지는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)로는 약 100℃ 이상의 고온의 증기가 공급되므로 외부 공기와의 온도차가 증가하여 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)의 용량을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기와 같이 증발되는 증기를 회수하는 순환루프 구조로 이루어지므로, 제1 및 제2 비상냉각탱크(131,132)의 크기를 적절한 크기로 조절할 수 있다. 또한, 피동격납부냉각계통(110)과 피동잔열제거계통(120)에 각각 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)를 별도로 적용하지 않고, 두 계통이 서로 공유하는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(140a)를 적용하는 것으로 동일한 목적을 달성할 수 있어 원전(10)의 건설 및 운영상에 경제성이 향상될 수 있다.

또한, 냉각수의 순환루프 구조에 의해, 비상냉각수저장부(130)의 재충수 없이도 피동격납부냉각계통(110)과 피동잔열제거계통(120)의 성능을 지속적으로 유지시키는 것이 가능하여, 원전(10)의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 피동격납부냉각계통(110)과 피동잔열제거계통(120)을 통합하여 상호 연동되도록 이루어지므로, 원전(10)의 건설 및 운영상에 나타나는 비용 증가를 최소화하면서도 안전성을 효과적으로 증진시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 피동안전계통(200) 및 이를 구비하는 원전(20)에 대하여 도 2을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 피동안전계통(200) 및 이를 구비하는 원전(20)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.

도 2를 참조하면, 피동안전계통(200)은, 피동격납부냉각계통(210), 피동잔열제거계통(220), 비상냉각수저장부(230), 비상냉각수저장부 냉각계통(240), 덕트부(250)를 포함한다. 여기서, 피동격납부냉각계통(210), 피동잔열제거계통(220), 비상냉각수저장부(230), 비상냉각수저장부 냉각계통(240), 덕트부(250)는, 위에서 설명한 피동안전계통(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의, 피동격납부냉각계통(110), 피동잔열제거계통(120), 비상냉각수저장부(130), 비상냉각수저장부 냉각계통(140), 덕트부(150)와 기능 및 효과적인 측면에서 유사한 특징들을 갖는다.

피동격납부냉각계통(210)은, 피동격납부냉각계통 열교환부(211)를 포함할 수 있다. 상기 피동격납부냉각계통 열교환부(211)는, 도 2에 도시된 바와 같이 격납부(21) 내부에 배치되거나, 이와 달이 도시되지는 않았으나, 격납부(21) 외부에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 피동격납부냉각계통 열교환부(211)는, 격납부(21) 내부에 배치되며, 사고 시 격납부(21) 내부의 대기와 열교환을 통해 열을 전달받고, 전달받은 열을 제1 비상냉각탱크(231)로 전달하는 과정을 통하여 격납부(21) 내부의 압력상승을 억제하도록 이루어질 수 있다. 이를 위하여, 피동격납부냉각계통(210)은, 피동격납부냉각계통 열교환부(211)와, 제1 비상냉각탱크(231) 사이에 배치되어, 냉각수의 순환유로를 제공하도록 이루어지는 제1 및 제2 순환배관(261,262)을 더 구비할 수 있다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통(300) 및 이를 구비하는 원전(30)에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통(300) 및 이를 구비하는 원전(30)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.

도 3을 참조하면, 피동안전계통(300)은, 피동격납부냉각계통(310), 피동잔열제거계통(320), 비상냉각수저장부(330), 비상냉각수저장부 냉각계통(340), 덕트부(250)를 포함한다. 여기서, 피동격납부냉각계통(310), 피동잔열제거계통(320), 비상냉각수저장부(330), 비상냉각수저장부 냉각계통(340), 덕트부(250)는, 위에서 설명한 피동안전계통(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의, 피동격납부냉각계통(110), 피동잔열제거계통(120), 비상냉각수저장부(130), 비상냉각수저장부 냉각계통(140), 덕트부(150)와 기능 및 효과적인 측면에서 유사한 특징들을 갖는다.

피동격납부냉각계통(310)은, 사고 시 격납부(31) 내부의 대기를 냉각시키도록 이루어지는 피동격납부냉각계통 열교환부(311)를 구비할 수 있고, 상기 피동격납부냉각계통 열교환부(311)는, 격납부(31) 내부와 외부에 각각 배치되는 제1 및 제2 열교환부(311a,311b)를 구비할 수 있다.

또한, 피동격납부냉각계통 열교환부(311)는, 제1 및 제2 열교환부(311a,311b) 사이에 배치되어, 냉각수의 순환유로를 제공하도록 이루어지는 제1 및 제2 순환배관(361,362)을 더 구비할 수 있다. 여기서, 제1 순환배관(361)에는 원전(30)의 유지 보수 등을 위한 격리밸브(361a)가 설치될 수 있고, 제2 순환배관(362)에는, 원전(30)의 유지 보수 등을 위한 격리밸브(362a)와, 냉각수의 역류를 방지하는 체크밸브(362b)가 설치될 수 있다.

또한, 비상냉각수저장부 냉각계통(340)은, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(340a)의 하부와 제1 비상냉각탱크(332) 사이에 연결되어 유로를 형성하는 응축수 회수관(342)과, 제2 비상냉각탱크(332) 상부와 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(340a)의 하부를 연결하여 유로를 형성하는 증기 회수관(343)과, 제1 및 제2 비상냉각탱크(331,332) 사이에 배치되어 제1 비상냉각탱크(331)의 기 설정된 수위를 초과하는 냉각수를 제2 비상냉각탱크(332)로 공급하도록 유로를 형성하는 냉각수 공급관(344a)을 더 구비할 수 있다.

여기서, 상기 응축수 회수관(342)에는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(340a)에서 제1 비상냉각탱크(331)로 흐르는 냉각수의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(342a)가 설치될 수 있고, 상기 증기회수관(343) 및 냉각수 공급관(344a)에는 각각, 원전(30)의 유지 보수 등을 위한 격리밸브들(343a,344a)이 설치될 수 있다. 단, 이상에서 설명한 격리밸브들(343a,344a,361a,362a)과 체크밸브들(342a,362b)은 원전(30)의 배치 여건 또는 특성에 따라 설치되지 않을 수도 있고, 개수, 위치 등이 다양한 조합으로 구성될 수 있으며, 본 발명에서 특정한 형태의 구성을 한정하는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통(400) 및 이를 구비하는 원전(40)에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통(400) 및 이를 구비하는 원전(40)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.

도 4를 참조하면, 피동안전계통(400)은, 피동격납부냉각계통(410), 피동잔열제거계통(420), 비상냉각수저장부(430), 비상냉각수저장부 냉각계통(440), 덕트부(450)를 포함한다. 여기서, 피동격납부냉각계통(410), 피동잔열제거계통(420), 비상냉각수저장부(430), 비상냉각수저장부 냉각계통(440), 덕트부(250)는, 위에서 설명한 피동안전계통(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의, 피동격납부냉각계통(110), 피동잔열제거계통(120), 비상냉각수저장부(130), 비상냉각수저장부 냉각계통(140), 덕트부(150)와 기능 및 효과적인 측면에서 유사한 특징들을 갖는다.

피동안전계통(400)은 감압부(470)를 더 포함할 수 있다.

감압부(470)는, 비상냉각수저장부(430)에 구비되는 제1 및 제2 비상냉각탱크(431,432) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 도 4에서는, 감압부(470)가 제1 비상냉각탱크(431)에 설치되는 일 예를 도시하고 있다. 그리고, 감압부(470)는 제1 및 제2 비상냉각탱크(431,432) 내부의 압력이 기 설정된 값 이상으로 상승하는 경우, 높이진 압력을 감소시키도록 이루어진다.

예를 들어, 감압부(470)는, 안전밸브(471) 및 감압밸브(472) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

안전밸브(471)는, 제1 및 제2 비상냉각탱크(431,432) 내부의 기 설정된 압력 값을 기준으로 개폐가 이루어질 수 있다. 또한, 안전밸브(471)는, 스프링의 힘과 계통의 압력의 차이에 의해 열리고 닫히는 형태의 밸브로 형성될 수 있다. 예를 들어, 안전밸브(471)는 압력이 급격히 상승하는 경우, 이러한 압력 상승을 억제하기 위하여, 계통의 압력이 기 설정치 이상이 되면 열리고, 기 설정치 이하가 되면 닫히도록 이루어질 수 있다.

감압밸브(472)는, 제1 및 제2 비상냉각탱크(431,432) 내부의 압력 값에 따라 사용자(운전원)에 의해 선택적으로 개폐가 이루어질 수 있다. 감압밸브(472)는 운전원의 작동신호에 따라 전기 등의 구동력에 의해 개폐가 이루어지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 안전밸브(471)의 작동이 반복되거나, 계통이 설정압력(예를 들어, 설계기준 압력)을 초과하는 고압상태를 계속 유지하는 경우에 계통의 압력을 감소시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통(500) 및 이를 구비하는 원전(50)에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통(500) 및 이를 구비하는 원전(50)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.

도 5를 참조하면, 피동안전계통(500)은, 피동격납부냉각계통(510), 피동잔열제거계통(520), 비상냉각수저장부(530), 비상냉각수저장부 냉각계통(540), 덕트부(550)를 포함한다. 여기서, 피동격납부냉각계통(510), 피동잔열제거계통(520), 비상냉각수저장부(530), 비상냉각수저장부 냉각계통(540), 덕트부(550)는, 위에서 설명한 피동안전계통(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의, 피동격납부냉각계통(110), 피동잔열제거계통(120), 비상냉각수저장부(130), 비상냉각수저장부 냉각계통(140), 덕트부(150)와 기능 및 효과적인 측면에서 유사한 특징들을 갖는다.

피동격납부냉각계통(510)은, 인입덕트(570)를 더 포함할 수 있다.

인입덕트(570)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 열교환부(511a)가 격납부(51)의 하부공간에 배치되는 경우, 격납부(51)의 상부공간에 위치하는 고온의 대기를 격납부(51)의 하부공간에 위치하는 제1 열교환부(511a)유도하도록 이루어진다. 이를 위해, 인입덕트(570)는 도시된 바와 같이, 격납부(51) 상부공간과 제1 열교환부(511a) 사이에 유로를 형성하도록 이루어진다. 여기서, 인입덕트(570)는, 제1 열교환부(511a)에서의 증기 응축에 의한 압력 감소 현상과, 인입덕트(570) 내부와 외부 사이의 밀도차에 의해 격납부(51) 내부 대기의 유동을 발생시킨다. 이때, 인입덕트(570)의 내부는, 제1 열교환부(511a)의 대기 냉각 작용에 의해 밀도가 증가한다.

이에 따라, 사고 시 격납부(51)의 상부공간에 머무는 상기 성층화된 대기는, 자연대류에 의해 인입덕트(570)로 인입된 후, 격납부(51)의 하부공간에 배치되는 제1 열교환부(511a)로 공급되어 열전달을 통해 증기는 응축되고 대기의 온도는 내려가면서 밀도가 증가하여 위에서 아래쪽으로 하강한다. 또한, 사고 시 방출된 수용성 방사성 물질은 응축되는 과정에서 흡수되어 농도가 줄어든다.

또한, 인입덕트(570)는 덕트 개폐부(573)를 구비할 수 있다.

덕트 개폐부(573)는, 인입덕트(570)에 의해 전체적으로 감싸지게 배치되는 제1 열교환부(511a)의 적어도 일부를 선택적으로 노출시키도록, 인입덕트(570)에 형성되며 제1 열교환부(511a)와 대응되는 위치에서 개폐 가능하도록 이루어진다. 예를 들어, 덕트 개폐부(573)는, 경첩 또는 슬라이드 구조를 갖는 도어(door) 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 덕트 개폐부(573)는 정기적인 유지보수 작업 등을 위하여 개폐 가능하도록 이루어질 수 있다.

또한, 인입덕트(570)는 덕트 방출부(575)를 구비할 수 있다.

덕트 방출부(135)는, 상기 인입덕트(570) 내부와 외부 사이의 밀도차를 증가시키도록, 격납부(51)의 상부공간에서 인입되는 대기의 출구 측 단부로부터 대기의 배출 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 덕트부(130)가 제1 열교환부(120)의 전체를 감싸도록 형성된 상태에서, 인입덕트(570)의 출구 측 단부로부터 대기의 배출방향으로 연장되게 형성될 수 있다.

이에 따라, 인입덕트(570) 내부와 외부의 밀도차가 증가하여, 인입덕트(570)를 통해 순환되는 대기의 양이 늘어남에 따라 제1 열교환부(511a)를 통한 열교환 효율이 보다 향상될 수 있다.

또한, 본 도면에서는 도시되지 않았으나, 인입덕트(570)는, 격납부(51) 상부공간에서 대기가 인입되는 유입구가 하나가 아닌 복수로 형성될 수도 있다. 또한, 인입덕트(570)의 높이는, 고정된 형태가 아닌 가변적으로 조절 가능하도록 이루어질 수도 있다. 또한, 인입덕트(570)는, 금속, 플라스틱, 고무, 섬유 및 합성재료 중 적어도 하나를 포함하도록 이루어질 수 있다. 본 발명의 이와 같은 구조에 의하면, 인입덕트(570)에 의해 격납부(51)의 상부공간에 위치하는 고온의 대기가 유입되어 제1 열교환부(511a)로 직접 공급되므로, 제1 열교환부(511a)의 열교환 효율이 증가하여, 결과적으로 격납부(51) 내부의 압력 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통(600) 및 이를 구비하는 원전(60)에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통(600) 및 이를 구비하는 원전(60)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이고, 도 7은 도 6에 도시된 비상냉각수저장부 냉각계통(640)의 열 흐름을 나타낸 그래프이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 피동안전계통(600)은, 피동격납부냉각계통(610), 피동잔열제거계통(620), 비상냉각수저장부(630), 비상냉각수저장부 냉각계통(640), 덕트부(650)를 포함한다. 여기서, 피동안전계통(600)은, 피동격납부냉각계통(610), 피동잔열제거계통(620), 비상냉각수저장부(630), 비상냉각수저장부 냉각계통(640), 덕트부(650)는, 위에서 설명한 피동안전계통(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의, 피동격납부냉각계통(110), 피동잔열제거계통(120), 비상냉각수저장부(130), 비상냉각수저장부 냉각계통(140), 덕트부(150)와 기능 및 효과적인 측면에서 유사한 특징들을 갖는다.

비상냉각수저장부 냉각계통(640)은, 개폐부(670)를 더 포함할 수 있다.

개폐부(670)는, 원전(60)의 사고 발생 시 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(640a)의 열교환 용량을 초과하는 열량을 제거하도록 이루어진다. 이를 위하여 개폐부(670)는, 제2 비상냉각탱크(632) 내부의 압력이 기 설정된 값 이상으로 상승하면 개방되어 증기를 외부로 방출시키고, 제2 비상냉각탱크(632) 내부의 압력이 기 설정된 값 이하로 하강하면 폐쇄되도록 이루어질 수 있다.

예를 들어, 개폐부(670)는, 기 설정된 압력 이상에서 개방되고, 기 설정된 압력 이하에서 폐쇄되도록 이루어지는 체크밸브 또는 플랩밸브(flap valve)로 형성될 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 비상냉각수저장부 냉각계통(640)에 구비되는 개폐부(670)에 의해, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(640a)의 열교환 용량을 초과하는 열량을 효과적으로 제거하도록 이루어진다. 구체적으로, 사고 초기에 비상냉각수저장부(630)로 전달되는 열량이 많은 상황에서는 비상냉각수저장부(630)에 저장된 냉각수의 온도상승에 의해 전달되는 열을 흡수하고, 개폐부(670)를 통하여 사고 중반에 제2 비상냉각탱크(632)로 전달되는 열량이 일정수준 이하로 감소할 때까지는 증기를 방출시켜 초과용량을 제거하고, 이후 제2 비상냉각탱크(632)로 전달되는 열량이 일정수준 이하로 감소하면 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(640a)가 전달 열을 감당할 수 있도록 구성함으로써, 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(640a)가 공랭식인 경우에 그 크기가 크게 증가하는 현안을 완화할 수 있다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통(700)이 일체형 원전(70)에 적용된 일 예에 대하여 도 7을 참조하여 설명한다.

도 8a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피동안전계통(700)이 일체형 원전(70)에 적용된 일 예의 정상운전 시를 나타낸 개념도이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 피동안전계통(700)이 적용된 일체형 원전(70)의 사고 시를 나타낸 개념도이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 피동안전계통(700)은, 피동격납부냉각계통(710), 피동잔열제거계통(720), 비상냉각수저장부(730), 비상냉각수저장부 냉각계통(740), 덕트부(750), 인입덕트(770)를 포함한다. 여기서, 피동격납부냉각계통(710), 피동잔열제거계통(720), 비상냉각수저장부(730), 비상냉각수저장부 냉각계통(740), 덕트부(750), 인입덕트(770)는, 위에서 설명한 피동안전계통(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의, 피동격납부냉각계통(110), 피동잔열제거계통(120), 비상냉각수저장부(130), 비상냉각수저장부 냉각계통(140), 덕트부(150)와, 피동안전계통(500) 및 원전(50)의, 인입덕트(570)와 기능 및 효과적인 측면에서 유사한 특징들을 갖는다.

먼저, 일체형 원전(70)의 정상운전 시에는, 원자로용기(72) 내부에 수용되는 노심(72a)의 핵반응에 의해 열이 생산되고, 원자로냉각재펌프(72b)에 의해 원자로용기(72) 내부의 냉각재가 순환하게 된다. 그리고, 원자로용기(72) 내부에 배치되는 증기발생기(73)는 2차측의 급수계통(W) 및 터빈계통(T)과 연결되고, 상기 노심(72a)에서 발생되는 열에 의해 급수를 증기로 변환하여 터빈계통(T)으로 공급하며 일체형 원전(70)의 발전이 이루어진다. 이때, 원자로용기(72)와 연결된 화학 및 체적제어계통(74)에서 유체의 유입 및 방출이 이루어질 수 있다.

다음으로, 일체형 원전(70)에 냉각재상실사고와 같은 사고가 발생하면, 관련신호에 의해 밸브가 개폐되면서 피동잔열제거계통(720), 피동안전주입계통(미도시), 피동격납부냉각계통(710)이 작동한다.

피동잔열제거계통(720)은 자연순환에 의해 2차계통을 순환시켜 원자로냉각재계통을 냉각하며, 원자로냉각재계통의 현열 및 노심(72a)의 잔열을 제거한다. 또한, 피동격납부냉각계통(710)은 자연순환에 의해 격납부(71) 내부의 대기를 순환시켜 증기를 응축시키고, 공기를 냉각시켜 격납부(71) 내부의 압력상승을 억제한다. 한편, 상기 피동안전주입계통에 의해 원자로냉각재계통으로 냉각수가 보충되어 노심(72a)이 수위 밖으로 노출되지 않도록 이루어진다.

그리고, 피동격납부냉각계통(710)의 제1 열교환부(711a)와 제2 열교환부(711b)를 통해 제1 비상냉각탱크(731)에 저장된 냉각수로 열이 전달되고, 피동잔열제거계통 열교환부(721)를 통해 제2 비상냉각탱크(732)로 열이 전달된다. 전달된 열은 비상냉각수저장부(730)의 온도를 점차 상승시킨다. 제2 비상냉각탱크(732)는 피동잔열제거계통(720)으로부터 전달되는 열이 상대적으로 많아 더욱 빠르게 온도가 상승하며, 이에 따라 제2 비상냉각탱크(732)의 냉각수는 비등하기 시작한다.

그리고, 제2 비상냉각탱크(732)에서 형성된 증기는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(740a)로 공급되고, 응축 및 냉각된 저온의 응축수가 응축수 회수관(742)를 통해 제1 비상냉각탱크(731)의 하부로 공급된다. 제1 비상냉각탱크(731)는 공급되는 유량에 수위가 상승한다. 이후, 제1 비상냉각탱크(731)의 수위가 기설정 수위 즉, 냉각수 공급관(744)의 높이에 도달하면, 제1 비상냉각탱크(731)의 기설정 수위를 넘는 냉각수는 제2 비상냉각탱크(732)로 공급된다. 이때, 온도 성층화 현상에 의해 제1 비상냉각탱크(731) 상부에 위치하는 고온의 냉각수가 제2 비상냉각탱크(732)로 공급된다.

한편, 격납부(71) 내부의 대기(방출된 증기 및 격납부(71)내부의 공기)는, 인입덕트(770)를 따라 제1 열교환부(711a)로 공급되어 응축 및 냉각된다. 인입덕트(770)에 의해 격납부(71) 상부의 고온 대기가 유입되므로 제1 열교환부(711a)의 효율이 증가하게 되어 격납부(71) 내부의 압력 상승이 효과적으로 억제된다. 또한, 대기의 증기가 응축되면서 대기에 함유된 수용성 방사성 물질도 응축수에 함께 용해되어 대기의 방사성 물질 농도가 저감된다. 이후, 제1 열교환부(711a)에서 열교환된 응축수와 공기는 다시 격납부(71) 내부로 방출된다. 그리고, 증기발생기(73)에서 형성된 증기는 피동잔열제거계통 열교환부(721) 상부로 공급되어 응축되고, 응축된 응축수는 다시 연결배관을 통해 증기발생기(73)로 급수된다. 한편, 공랭식으로 이루어지는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부(740a) 외부로는 외부 환경의 공기가 공급되고, 공급된 공기는 온도가 상승하면서 밀도가 감소하여 외부로 방출된다.

이상에서 설명한 피동안전계통(700)의 작동 과정은, 모두 밀도차와 수두차에 의한 자연순환과 같은 피동력에 의해 이루어지며, 피동안전계통(700)의 작동으로 원자로는 장기간 안전정지(safe shutdown) 상태를 유지할 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 재충수, 운전원 조치 및 외부 동력의 지원 없이도 피동안전설비의 상호 연동되는 순환 구조를 통하여 제1 및 제2 비상냉각탱크(731,732)의 수위가 지속적으로 유지되어, 피동격납부냉각계통(710)과 피동잔열제거계통(720)의 성능이 장기간 유지될 수 있다. 또한, 사고 시 원전(70)을 장기간 안전한 상태로 유지할 수 있으므로 원전(70)의 전반적인 안전성 향상에 크게 기여할 수 있다.

다만, 본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정됨은 아니고, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. 또한, 특허청구범위로부터 파악되는 본 발명의 권리범위와 비교하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자 수준에서 변형, 부가, 삭제, 치환 가능한 발명 등 모든 균등한 수준의 발명에 대하여는 모두 본 발명의 권리 범위에 속함은 자명하다.

10 : 원전 100 : 피동안전계통
110 : 피동격납부냉각계통 120 : 피동잔열제거계통
130 : 비상냉각수저장부 140 : 비상냉각수저장부 냉각계통

Claims (18)

1. 사고 시, 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하도록 이루어지는 피동격납부냉각계통;
   사고 시, 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하도록 이루어지는 피동잔열제거계통;
   상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통과 각각 연결되며, 내부에 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통으로부터 전달받은 열을 제거하는 냉각수를 각각 독립적으로 저장하도록 형성되는 제1 및 제2 비상냉각탱크를 구비하는 비상냉각수저장부; 및
   상기 제2 비상냉각탱크에서 발생되는 증기를 전달받아 응축시키고, 상기 응축시킨 냉각수를 상기 제1 비상냉각탱크로 공급하여 상기 제1 비상냉각탱크의 냉각수 온도를 낮추며, 상기 제1 비상냉각탱크에서 승온된 냉각수는 상기 제2 비상냉각탱크로 공급되도록 이루어지는 것에 의해 순환루프를 형성하는 비상냉각수저장부 냉각계통을 포함하고,
   상기 비상냉각수저장부 냉각계통은,
   공랭식으로 냉각이 이루어지며, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크와 연결되어 상기 순환루프를 흐르는 유체를 응축 및 냉각시키도록 이루어지는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부를 포함하고,
   상기 순환루프를 흐르는 냉각수가 외부 환경으로 증발되지 않도록, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 내부에 저장되는 냉각수는, 상기 외부 환경과 격리된 상태로 순환하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 비상냉각수저장부 냉각계통은,
   상기 제2 비상냉각탱크에서 증발되는 냉각수를 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부로 공급하도록, 상기 제2 비상냉각탱크의 상부와 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 상부 사이에 연결되어 유로를 형성하는 증기 공급관; 및
   상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부에서 응축된 냉각수를 상기 제1 비상냉각탱크로 공급하도록, 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 하부와 상기 제1 비상냉각탱크 사이에 연결되어 유로를 형성하는 응축수 회수관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
5. 제4항에 있어서,
   상기 응축수 회수관은, 상기 제1 비상냉각탱크 상부보다 하부에 저온의 냉각수가 위치하도록, 유로의 출구가 상기 제1 비상냉각탱크의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
6. 사고 시, 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하도록 이루어지는 피동격납부냉각계통;
   사고 시, 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하도록 이루어지는 피동잔열제거계통;
   상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통과 각각 연결되며, 내부에 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통으로부터 전달받은 열을 제거하는 냉각수를 각각 독립적으로 저장하도록 형성되는 제1 및 제2 비상냉각탱크를 구비하는 비상냉각수저장부; 및
   상기 제2 비상냉각탱크에서 발생되는 증기를 전달받아 응축시키고, 상기 응축시킨 냉각수를 상기 제1 비상냉각탱크로 공급하여 상기 제1 비상냉각탱크의 냉각수 온도를 낮추며, 상기 제1 비상냉각탱크에서 승온된 냉각수는 상기 제2 비상냉각탱크로 공급되도록 이루어지는 것에 의해 순환루프를 형성하는 비상냉각수저장부 냉각계통을 포함하고,
   상기 비상냉각수저장부 냉각계통은,
   공랭식으로 냉각이 이루어지며, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크와 연결되어 상기 순환루프를 흐르는 유체를 응축 및 냉각시키도록 이루어지는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부를 포함하고,
   상기 비상냉각수저장부 냉각계통은, 상기 제2 비상냉각탱크에서 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부로 공급되는 유체 중, 비응축성 가스 또는 응축되지 않은 증기를 배출하도록, 상기 제2 비상냉각탱크 상부와 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 하부를 연결하여 유로를 형성하는 증기 회수관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
7. 사고 시, 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하도록 이루어지는 피동격납부냉각계통;
   사고 시, 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하도록 이루어지는 피동잔열제거계통;
   상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통과 각각 연결되며, 내부에 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통으로부터 전달받은 열을 제거하는 냉각수를 각각 독립적으로 저장하도록 형성되는 제1 및 제2 비상냉각탱크를 구비하는 비상냉각수저장부; 및
   상기 제2 비상냉각탱크에서 발생되는 증기를 전달받아 응축시키고, 상기 응축시킨 냉각수를 상기 제1 비상냉각탱크로 공급하여 상기 제1 비상냉각탱크의 냉각수 온도를 낮추며, 상기 제1 비상냉각탱크에서 승온된 냉각수는 상기 제2 비상냉각탱크로 공급되도록 이루어지는 것에 의해 순환루프를 형성하는 비상냉각수저장부 냉각계통을 포함하고,
   상기 비상냉각수저장부 냉각계통은,
   공랭식으로 냉각이 이루어지며, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크와 연결되어 상기 순환루프를 흐르는 유체를 응축 및 냉각시키도록 이루어지는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부를 포함하고,
   상기 비상냉각수저장부 냉각계통은, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 사이에 배치되고, 기 설정된 수위를 초과하는 냉각수를 상기 제2 비상냉각탱크로 공급하도록 유로를 형성하는 냉각수 공급관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
8. 제1항에 있어서,
   외부의 공기가 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부 하부로부터 유입되어 상부로 배출되며 순환하도록, 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 상부 방향으로 연장되게 형성되어, 순환하는 공기의 유로를 제공하는 덕트부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
9. 제1항에 있어서,
   상기 비상냉각수저장부 냉각계통은,
   사고 발생 시 상기 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부의 열교환 용량을 초과하는 열량을 제거하도록, 상기 제2 비상냉각탱크 내부의 압력이 기 설정된 값 이상으로 상승하면 개방되어 증기를 외부로 방출시키고, 상기 제2 비상냉각탱크 내부의 압력이 기 설정된 값 이하로 하강하면 폐쇄되도록 이루어지는 개폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
10. 제9항에 있어서,
    상기 개폐부는, 기 설정된 압력 이상에서 개방되고, 기 설정된 압력 이하에서 폐쇄되도록 이루어지는 체크밸브(check valve) 또는 플랩밸브(flap valve)로 형성되는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
11. 제1항에 있어서,
    상기 피동격납부냉각계통은,
    상기 격납부 내부 및 외부 중 적어도 하나에 배치되고, 사고 시 상기 격납부 내부의 대기를 냉각시키도록 이루어지는 피동격납부냉각계통 열교환부를 포함하고,
    상기 피동잔열제거계통은,
    적어도 일부가 상기 제2 비상냉각탱크에 저장된 냉각수에 침지되게 배치되고, 상기 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 전달받아 제거하도록 이루어지는 피동잔열제거계통 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
12. 제11항에 있어서,
    상기 피동격납부냉각계통 열교환부는,
    상기 격납부 내부에 배치되고, 사고 시 상기 격납부 내부의 대기를 냉각시키도록 이루어지는 제1 열교환부; 및
    적어도 일부가 상기 제1 비상냉각탱크에 저장된 냉각수에 침지되게 배치되며, 상기 제1 열교환부에서 승온된 냉각수를 전달받아 냉각시켜시고, 냉각시킨 냉각수를 상기 제1 열교환부로 공급하도록 이루어지는 제2 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 열교환부는 상기 격납부의 하부공간에 배치되고,
    상기 피동격납부냉각계통은, 상기 격납부의 상부공간에 위치하는 고온의 대기를 상기 제1 열교환부로 유도하도록, 상기 격납부 상부공간과 상기 제1 열교환부 사이에 유로를 형성하는 인입덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
14. 제12항에 있어서,
    상기 피동격납부냉각계통은,
    상기 제1 및 제2 열교환부 사이에 배치되어, 냉각수의 순환유로를 제공하도록 이루어지는 제1 및 제2 순환배관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
15. 제14항에 있어서,
    상기 피동격납부냉각계통은,
    사고 시, 상기 제1 및 제2 열교환부와 상기 제1 및 제2 순환배관의 유로에 냉각수를 공급하도록 이루어지는 순환수저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 중 적어도 하나에 설치되고, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 내부의 압력이 기 설정된 값 이상으로 상승하는 경우, 높아진 압력을 감소시키도록 이루어지는 감압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
17. 제16항에 있어서,
    상기 감압부는,
    상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 내부의 기 설정된 압력 값을 기준으로 개폐가 이루어지는 안전밸브; 및
    상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 내부의 압력 값에 따라 사용자에 의해 선택적으로 개폐가 이루어지는 감압밸브; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.
18. 원자로냉각재계통;
    상기 원자로냉각재계통을 감싸도록 형성되는 격납부; 및
    사고 시, 상기 원자로냉각재계통과 상기 격납부 내부의 열을 제거하도록 형성되는 피동안전계통을 포함하고,
    상기 피동안전계통은,
    사고 시, 상기 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하도록 이루어지는 피동격납부냉각계통;
    사고 시, 상기 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하도록 이루어지는 피동잔열제거계통;
    상기 격납부 외부에 배치되고, 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통과 각각 연결되며, 내부에 상기 피동격납부냉각계통 및 피동잔열제거계통으로부터 전달받은 열을 제거하는 냉각수를 각각 독립적으로 저장하도록 형성되는 제1 및 제2 비상냉각탱크를 구비하는 비상냉각수저장부; 및
    상기 제2 비상냉각탱크에서 발생되는 증기를 전달받아 응축시키고, 상기 응축시킨 냉각수를 상기 제1 비상냉각탱크로 공급하여 상기 제1 비상냉각탱크의 냉각수 온도를 낮추며, 상기 제1 비상냉각탱크에서 승온된 냉각수는 상기 제2 비상냉각탱크로 공급되도록 이루어지는 것에 의해 순환루프를 형성하는 비상냉각수저장부 냉각계통을 포함하고,
    상기 비상냉각수저장부 냉각계통은,
    공랭식으로 냉각이 이루어지며, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크와 연결되어 상기 순환루프를 흐르는 유체를 응축 및 냉각시키도록 이루어지는 비상냉각수저장부 냉각계통 열교환부를 포함하고,
    상기 순환루프를 흐르는 냉각수가 외부 환경으로 증발되지 않도록, 상기 제1 및 제2 비상냉각탱크 내부에 저장되는 냉각수는, 상기 외부 환경과 격리된 상태로 순환하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 원전.

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