KR101744319B1 - 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로 - Google Patents

증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원자로 외벽 용기 원주를 따라 증기발생기를 배치하고 증기발생기 원주를 따라 증기 드럼을 배치하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로에 관한 것으로, 반구형의 상부헤드, 상기 상부헤드에 결합되고 상기 상부헤드 하부로 연장되며 원통형으로 이루어진 원자로 외벽 용기, 상기 원자로 외벽 용기 하부에 마련되는 반구형의 하부헤드로 이루어지며, 내부에 노심이 마련되어 있는 원자로; 상기 원자로 외벽 용기 원주를 둘러싸고 있으며, 상기 원자로 내부와 연통되는 제1통공이 마련되어 있는 증기발생기; 및 상기 증기발생기 원주를 둘러쌓고 있으며, 상기 증기발생기 내부와 연통되는 제2통공이 마련되어 있는 증기 드럼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로에 관한 것이다.

Description

증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로 {Externally Integrated Steam generator Small Modular Reactor}
본 발명은 원자력 발전소에 이용되는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자로 외벽 용기 원주를 따라 증기발생기를 배치하고 증기발생기 원주를 따라 증기 드럼을 배치함으로써, 증기발생기의 전열면적을 극대화하고 구조가 단순하며 공간활용이 높은 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로에 관한 것이다.
일반적으로 대형 가압경수로 원자력발전소의 원자로냉각계통은 원자로, 증기발생기, 원자로 냉각재 펌프와 이 기기들을 연결하는 배관으로 구성되어 있다. 원자로를 중심으로 2개 내지 4개의 증기발생기가 위치하며, 증기발생기 당 1개 내지 2개의 원자로 냉각재 펌프가 배치되고, 기기들의 노즐에 배관들이 용접으로 연결되어 계통을 구성하는 루프형으로 이루어져 있다. 증기발생기는 U-tube형 전열관을 포함하며, 증발기, 습분분리기, 증기건조기들이 증기발생기 내부에 설치되어 있다.
이러한 대형 가압경수로 원자력발전소의 원자로냉각계통은 원자로, 증기발생기, 원자로 냉각재 펌프와 기기들을 연결하는 배관을 별도로 설치해야 한다. 그러나 이러한 배관의 설치는 배관 유지 관리에 어려움이 있으며, 배관의 파단에 의한 냉각재 상실 사고 등을 근원적으로 유발할 가능성이 있는 문제점이 있다.
즉, 대형 원자력발전소는 높은 압력 및 온도를 포함하는 배관의 양단 파단을 가정해야 하고, 이 파단에 의한 동적 하중, 압력 상승 등을 고려하여 설계를 진행하여야 하고 냉각수 유출에 의한 방사능 및 증기 환경조건에 대한 건전성 및 기능 유지를 위한 기기 내 환경 검증이 요구되는 복잡한 설계 요건을 만족해야 하는 문제점이 있다.
한편, 중소 모듈형 원자로에서는 원자로용기 내부에 증기발생기와 원자로냉각재 펌프 등을 설치하여 기기들 사이의 연결배관과 배관용접을 제거한 일체형 설계를 채택하고 있다. 도 1은 종래의 증기발생기가 원자로용기 내부에 마련되어 있는 중소모듈형 원자로를 나타내는 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 원자로는 원자로용기(10), 원자로용기 내부에 마련되어 있는 증기발생기(20), 노심(30), 터빈(40), 모터 펌프(50) 등으로 구성된다. 종래의 원자로는 원자로용기(10) 내부에 증기발생기(20)를 설치함에 따라 배관을 제거할 수 있다. 그러나 종래의 원자로는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 원자로는 원자로용기(10) 내부에 설치되는 증기발생기(20)에서 사용되는 이차 냉각수와, 노심(30)에서 발생하는 열을 순환시키는 일차 냉각수의 압력경계들을 구별하기 위해 복잡한 구조가 요구된다. 즉, 원자로용기(10) 내부에 증기발생기(20)가 설치되어 있는 원자로는 일차냉각수와 이차냉각수의 압력경계가 원자로용기(10) 내부에 혼재되어 있기 때문에, 이를 구별하기 위한 복잡한 구조가 요구된다.
또한, 종래의 원자로는 원자로용기(10) 내부에 증기발생기(20)가 마련됨에 따라 공간활용에 제한이 발생하며, 구조가 복잡해지는 문제점이 있다. 특히 냉각재펌프 유로를 구성하기 위하여 별도의 구조물(터빈(40) 등)이 원자로용기(10) 내부에 설치되는데 이와 같은 구조물에 의해 원자로 구조는 대단히 복잡해진다. 원자로의 구조가 복잡해지면 원자로의 접근이 제한되어 가동중 검사, 유지, 보수 등이 대단히 어려우며, 작업성 제한 및 방사능 피복 증가와 같은 문제가 발생하여 기기의 작동성 및 안정성 등이 취약해지게 된다.
이외에도 원자로용기(10) 내부에 증기발생기(20)가 마련되는 원자로는 증기발생기의 습분분리기 및 증기건조기를 증기발생기 내에 설치하지 못하게 되고, 이에 외부에 별도의 기기를 설치해야 하는 문제점이 있다.
대형 원자력발전소 가압기의 경우 하나의 독립기기로 원자로 냉각재 계통 내에 설치되는데, 운전상태에 따라 가압기의 유체온도와 냉각재 배관의 유체온도가 크게 차이가 나게 된다. 이때, 가압기와 냉각재 배관을 연결하는 밀림관에서 열성층 유동이 발생하며 이에 큰 응력을 유발시키게 되며, 가압기를 별도로 설치하기 위한 공간과 지지구조가 요구되는 문제점이 있다.
한편, 종래의 원자로용기(10) 내부에 증기발생기(20)가 설치되어 있는 원자로는 가압기(60)를 상부헤드(70)내에 일체화시켜 밀림관과 설치공간을 배제시키고 있다. 그러나 종래의 원자로는 복잡한 내부 구조로 인하여 가압기(60) 내부와 원자로 상부헤드(70) 관통부 등에 대한 검사와 유지 보수를 위한 접근통로가 제한되는 문제점이 발생할 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0021121호(2014.02.20)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 원자로 외벽 용기 원주를 따라 증기발생기를 배치하고 증기발생기 원주를 따라 증기 드럼을 배치함으로써, 증기발생기의 전열면적을 극대화하고 구조가 단순하며 공간활용이 높은 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 상부헤드, 상기 상부헤드에 결합되며 원통형으로 이루어진 원자로 외벽 용기, 상기 원자로 외벽 용기 하부에 마련되는 하부헤드로 이루어지며, 내부에 노심이 마련되어 있는 원자로; 상기 원자로 외벽 용기 원주를 둘러싸고 있으며, 상기 원자로 내부와 연통되는 제1통공이 마련되어 있는 증기발생기; 및 상기 증기발생기 원주를 둘러쌓고 있으며, 상기 증기발생기 내부와 연통되는 제2통공이 마련되어 있는 증기 드럼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 상기 증기발생기는, 상기 원자로 외벽 용기와 일체화되어 상기 원자로 외벽 용기 원주를 360도로 둘러싸고, 상기 원자로 외벽 용기와 공유되며 상기 원자로 외벽 용기의 길이 방향으로 연장되는 증기발생기 내벽과, 상기 증기발생기 내벽과 이격되어 상기 원자로 외벽 용기 원주를 360도로 둘러싸며, 상기 원자로 외벽 용기의 길이방향으로 연장되는 증기발생기 외벽으로 이루어져 있으며, 상기 증기 드럼은, 상기 증기발생기 외벽과 일체화되어 상기 증기발생기 원주를 360도로 둘러싸고, 상기 증기발생기 외벽과 공유되며 상기 원자로 외벽 용기의 길이 방향으로 연장되는 증기 드럼 내벽과, 상기 증기 드럼 내벽과 이격되어 상기 증기발생기 원주를 360도로 둘러싸며, 상기 원자로 외벽 용기의 길이방향으로 연장되는 증기 드럼 외벽으로 이루어져 있으며, 상기 제1통공은 상기 원자로 외벽 용기와 상기 증기발생기 내벽이 일체화된 곳에 마련되어, 상기 원자로 내부와 상기 증기발생기 내부 사이에 유체를 이동시킬 수 있는 유로로 사용되고, 상기 제2통공은 상기 증기발생기 외벽과 상기 증기 드럼 내벽이 일체화된 곳에 마련되어, 상기 증기발생기 내부와 상기 증기 드럼 내부 사이에 유체를 이동시킬수 있는 유로로 사용되는 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 상기 증기발생기는 상기 증기발생기 내벽의 상부와 상기 증기발생기 외벽의 상부를 연결하는 증기발생기 상부헤드와, 상기 증기발생기 외벽의 하부와 상기 원자로 외벽 용기를 연결하는 증기발생기 하부헤드를 더 포함하며, 상기 증기발생기 상부헤드는 반원형 또는 반타원형 단면을 이루며, 상기 증기발생기 원주를 따라 환형으로 연장되어 있으며, 상기 증기발생기 하부헤드는 원호형 단면을 이루며, 상기 증기발생기 원주를 따라 환형으로 연장되는 것이 바람직하며, 상기 증기발생기 상부헤드 또는 상기 증기발생기 하부헤드에는 상기 증기발생기 상부헤드 또는 상기 증기발생기 하부헤드와 분리 가능하게 결합되어 있는 맨웨이가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 상기 증기발생기 내부에는, 상기 증기발생기 원주를 따라 간격을 두고 복수 개의 제1분리판의 마련되어 있고, 복수 개의 상기 제1분리판에 의해 분리된 공간에 고온부 및 저온부로 이루어진 증기발생기 모듈이 마련되어 있으며, 상기 증기발생기 모듈에는 상기 고온부와 상기 저온부를 분리하는 제2분리판이 구비되어 있는 것이 바람직하며, 상기 제1통공은 상기 고온부와 연통되는 제1입구 통공과, 상기 저온부와 연통되는 제1출구 통공으로 이루어지며, 상기 원자로 내부에는, 상기 원자로 외벽 용기 길이방향으로 연장되며, 상기 노심이 배치되는 원통형의 노심지지배럴집합체가 마련되며, 상기 노심지지배럴집합체에는 상기 제1입구 통공과 연통되는 노심 통공이 마련되어 있으며, 상기 제1출구 통공은 상기 원자로 외벽 용기와 상기 노심지지배럴집합체 사이의 공간과 연통되는 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 상기 증기발생기 하부에는 상기 증기발생기 내벽과 상기 증기발생기 외벽에 결합되며, 상기 증기발생기의 원주를 따라 판 형상으로 이루어진 하부전열관판이 마련되어 있고, 상기 증기발생기 상부에는 상기 증기발생기 내벽과 상기 증기발생기 외벽에 결합되며, 상기 증기발생기의 원주를 따라 판 형상으로 이루어진 상부전열관판이 마련되어 있으며, 상기 하부전열관판과 상기 상부전열관판에 결합되며, 상기 하부전열관판에서 상기 상부전열관판까지 직선으로 연장되는 전열관을 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 하부전열관판 또는 상부전열관판은 상기 증기발생기 내벽 및 상기 증기발생기 외벽과 일체형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 상기 증기 드럼은 상기 증기 드럼 내벽의 상부와 상기 증기 드럼 외벽의 상부를 연결하는 증기 드럼 상부헤드와, 상기 증기 드럼 외벽의 하부와 상기 증기발생기 외벽을 연결하는 증기 드럼 하부헤드를 더 포함하며, 상기 증기 드럼 상부헤드는 반원형 또는 반타원형 단면을 이루며, 상기 증기 드럼 원주를 따라 환형으로 연장되어 있으며, 상기 증기 드럼 하부헤드는 원호형 단면을 이루며, 상기 증기 드럼 원주를 따라 환형으로 연장되는 것이 바람직하며, 상기 증기 드럼 상부헤드에는 증기 배출구가 마련되어 있는 것이 바람직하며, 상기 증기 드럼 내부에는, 습분분리기와 증기건조기가 마련되어 있는 것이 바람직하며, 상기 증기 드럼 하부헤드 내부에서 상기 증기발생기 외벽 내부로 연장되며, 상기 증기 드럼 하부헤드 및 상기 증기발생기 외벽의 원주를 따라 환형으로 연장되는 판 형상으로 이루어진 슈라우드를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 상기 원자로 내부에는, 유체를 가열할 수 있는 전열기가 설치되어 있는 가압기 판이 마련되어 있고, 상기 가압기 판에는 유체가 통과할 수 있는 서지홀이 마련되어 있는 것이 바람직하며, 상기 원자로에는 상기 원자로 내측으로 돌출되며, 나사구멍이 있는 돌출부가 마련되어 있으며, 상기 가압기 판은 상기 돌출부에 나사 결합되는 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 상기 원자로 외벽 용기에는 상기 원자로 외벽 용기 내측으로 돌출되며, 나사구멍이 있는 외벽 플렌지가 마련되어 있고, 상기 상부헤드에는 상기 상부헤드 외측으로 돌출되며, 나사구멍이 있는 상부헤드 플렌지가 마련되어 있으며, 상기 상부헤드와 상기 원자로 외벽 용기는 상기 외벽 플렌지와 상기 상부헤드 플렌지의 나사결합을 통해 결합되는 것이 바람직하며, 상기 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 복수 개의 단조재가 결합되어 제작되는 것이 바람직하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 상기 원자로 외벽 용기 상부의, 상기 증기발생기 내벽으로 둘러싸인 공간은 유체로 채워질 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 원자로 외벽 용기 원주를 따라 증기발생기를 배치하고 증기발생기 원주를 따라 증기 드럼을 배치함으로써, 증기발생기의 전열면적을 증가시킬 수 있으며, 가상배관 파단 배제에 따른 하중을 저감할 수 있고, 내 환경검증 조건 완화 및 비상 노심 냉각 안전주입계통 용량을 저감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 증기발생기 및 증기 드럼을 원자로 외부에 일체화시킴에 따라 공간활용이 높아지고 이에 유지보수가 용이한 효과가 있으며, 증기발생기가 원자로 외부에 마련됨에 따라 증기발생기의 용량과 크기를 탄력적으로 변형 가능한 장점이 있다.
도 1은 증기발생기가 원자로 내부에 일체화되어 있는 종래의 원자로를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A 기준으로 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 상부를 바라본 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 고온부 및 저온부와 고온부 및 저온부에서의 유체 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 B-B 기준으로 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 하부를 바라본 단면을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2의 C-C 기준으로 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 하부를 바라본 단면을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 원자로 외벽 용기와 상부헤드의 결합을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 원자로 내부에 가압기가 설치되어 있는 것을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 상부헤드에 맨웨이가 설치되어 것을 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로를 단조재로 분리한 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 원자로 외벽 용기-하부전열관판-증기발생기 외벽으로 이루어진 단조재를 나타내는 평면도이다.
본 발명은 원자로 외벽 용기 원주를 따라 증기발생기를 배치하고, 증기발생기 원주를 따라 증기 드럼을 배치함으로써, 증기발생기의 전열면적을 극대화하고 구조가 단순하며 공간활용이 높은 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로에 관한 것이다.
본 발명은 증기발생기의 전열면적을 극대화하고 구조가 단순하며 공간활용이 높은 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로에 관한 것으로, 상부헤드(111), 원자로 외벽 용기(112), 하부헤드(113)로 이루어진 원자로(110)와 증기발생기(130), 증기 드럼(160)을 포함하며 구성된다. 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 상기 증기발생기(130)는 상기 원자로 외벽 용기(112) 원주를 둘러싸고 있으며, 상기 원자로(110) 내부와 연통되는 제1통공(120)이 마련되어 있으며, 상기 증기 드럼(160)은 상기 증기발생기(130) 원주를 둘러쌓고 있으며 상기 증기발생기(130) 내부와 연통되는 제2통공(150)이 마련되어 있는 것이다.
도 2를 참조하면, 상기 원자로(110)는 상부헤드(111)와 상기 상부헤드(111)에 결합 되며 원통형으로 이루어진 원자로 외벽 용기(112), 상기 원자로 외벽 용기(112) 하부에 마련되는 하부헤드(113)로 이루어지며, 내부에 노심(114)이 마련되어 있는 것이다. 상기 상부헤드(111)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 반구형으로 이루어질 수 있다. 상기 원자로 외벽 용기(112)는 상기 상부헤드(111)에 결합되는 것으로, 상기 상부헤드(111) 하부로 연장되는 것이다. 상기 상부헤드(111)와 상기 원자로 외벽 용기(112)는 상기 상부헤드(111)에 마련되어 있는 상부헤드 플렌지(118)와 상기 원자로 외벽 용기(112)에 마련되어 있는 외벽 플렌지(117)를 통해서 결합될 수 있다. 상기 하부헤드(113)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 반구형으로 이루어질 수 있다.
상기 증기발생기(130)는 상기 원자로 외벽 용기(112) 원주를 둘러싸고 있으며, 상기 원자로(110)로 내부와 연통되는 상기 제1통공(120)이 마련되어 있는 것이다.
상기 증기발생기(130)는 상기 원자로 외벽 용기(112)와 일체화되어 상기 원자로 외벽 용기(112) 원주를 360도로 둘러싸고, 상기 원자로 외벽 용기(112)와 공유되며 상기 원자로 외벽 용기(112)의 길이방향으로 연장되는 증기발생기 내벽(131)과 상기 증기발생기 내벽(131)과 이격되어 상기 원자로 외벽 용기(112) 원주를 360도로 둘러싸며, 상기 원자로 외벽 용기(112)의 길이방향으로 연장되는 증기발생기 외벽(132)으로 이루어져 있다.
상기 증기발생기 내벽(131)은 상기 원자로 외벽 용기(112)와 일체화되어 형성되는 것으로, 상기 증기발생기 내벽(131)은 상기 원자로 외벽 용기(112)와 벽체를 일부 공유하며 상기 원자로 외벽 용기(112)로부터 상기 원자로 외벽 용기(112)의 길이방향으로 상향 연장되어 있다. (여기서, 상기 원자로 외벽 용기(112)의 길이방향은 상기 상부헤드(111)-상기 원자로 외벽 용기(112)-상기 하부헤드(113)가 배치되는 방향이다.)
상기 증기발생기 내벽(131)과 상기 증기발생기 외벽(132)은 상기 원자로 외벽 용기(112)를 둘러싸면서 단면이 도넛 형상으로 되어 있는 것이다. 도 3을 참조하면, 상기 증기발생기 외벽(132)과 상기 증기발생기 내벽(131)의 단면은 도넛 형태로 이루고 있으며, 도넛 형태의 내부에 상기 원자로(110)가 배치되는 것이다.
상기 증기발생기(130)는 상기 증기발생기 내벽(131)의 상부와 상기 증기발생기 외벽(132)의 상부를 연결하는 증기발생기 상부헤드(133)와 상기 증기발생기 외벽(132)의 하부와 상기 원자로 외벽 용기(112)를 연결하는 증기발생기 하부헤드(134)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 증기발생기 상부헤드(133)는 반원형 단면을 이루며, 상기 증기발생기 원주를 따라 환형으로 연장되어 있는 것이다. 즉, 상기 증기발생기 상부헤드(133)는 반원형 단면을 이루며 도넛 형태로 상기 증기발생기(130)의 상부를 둘러싸고 있는 것이다. 상기 증기발생기 상부헤드(133)는 반원형 단면으로 이루어짐에 따라 유체를 머무르게 할 수 있는 공간이 발생할 수 있게 된다. 상기 증기발생기 상부헤드(133)는 반원형 단면을 이루고 있는 것이 바람직하나, 반타원형 등의 형상으로도 이루어질 수 있다.
상기 증기발생기 하부헤드(134)는 원호형 단면을 이루며 상기 증기발생기(130) 원주를 따라 환형으로 연장되는 것이다. 즉, 상기 증기발생기 하부헤드(134)는 원호형 단면을 이루며 상기 증기발생기 외벽(132)과 상기 원자로 외벽 용기(112)를 연결 시키는 것이며, 도넛 형태로 상기 증기발생기(130)의 하부를 둘러싸고 있는 것이다. 상기 증기발생기 하부헤드(134)는 원호형으로 이루어짐에 따라, 유체가 상기 증기발생기 하부헤드(134)의 형상을 따라 원활하게 흐를 수 있게 된다. 상기 증기발생기 하부헤드(134)는 1/4 원 단면이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며 다양한 원호형의 형태로 이루어질 수 있다.
상기 제1통공(120)은 상기 원자로(110) 내부와 상기 증기발생기(130) 내부 사이에 유체를 흐르게 할 수 있는 유로 역할을 하는 것이다. 즉, 상기 증기발생기(130)에는 상기 원자로(110) 내부로 유체를 흐르게 할 수 있는 개구부가 마련되어 있는 것으로, 상기 제1통공(120)을 통해 상기 증기발생기(130)는 배관 없이 상기 원자로(110)와 연결되어 유체를 유동시킬 수 있게 된다. 상기 제1통공(120)은 상기 증기발생기 내벽(131)과 상기 원자로 외벽 용기(112)가 일체화되는 곳에 마련될 수 있으며, 바람직하게는 상기 증기발생기 하부헤드(134)와 상기 원자로 외벽 용기(112)가 결합 되는 곳과 상기 증기발생기 내벽(131) 하부 사이에 마련되는 것이 좋다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 증기발생기(130) 내부에는 상기 증기발생기(130) 원주를 따라 간격을 두고 복수 개의 제1분리판(143)이 마련되어 있다. 상기 제1분리판(143)은 상기 원자로 외벽 용기(112)의 길이방향으로 연장된 판으로, 복수 개의 상기 제1분리판(143)에 의해 상기 증기발생기(130) 내부의 공간이 분리된다. 상기 증기발생기(130) 내부의 분리된 공간에는 고온부(141) 및 저온부(142)로 이루어진 증기발생기 모듈(140)이 마련되어 있다. 즉, 상기 증기발생기(130)는 제1분리판(143)을 통해 분리된 공간에 독립적인 상기 증기발생기 모듈(140)이 마련되어 있는 것이다. 상기 증기발생기 모듈(140)은 제2분리판(144)을 통해 상기 고온부(141)와 상기 저온부(142)를 분리하게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 고온부(141) 및 상기 저온부(142)는 후술할 원자로 내부의 유체 흐름과 관련 있는 것이다. 상기 고온부(141)는 상기 노심(114)에서 발생한 고온의 일차냉각수가 상기 증기발생기(130)의 상부로 흐르는 곳이고, 상기 저온부(142)는 상기 고온부(141)를 통해 상기 증기발생기(130)를 통과한 일차 냉각수가 상기 증기발생기(130)에서 상기 노심(114) 방향으로 흐르는 곳이다. 상기 고온부(141) 및 상기 저온부(142)는 전열관(137)이 마련되어 있다.
상기 증기발생기(130) 하부에는 상기 증기발생기 내벽(131)과 상기 증기발생기 외벽(132)에 결합 되며, 상기 증기발생기(130)의 원주를 따라 판 형상으로 이루어진 하부전열관판(135)이 마련되어 있으며, 상기 증기발생기(130) 상부에는 상기 증기발생기 내벽(131)과 상기 증기발생기 외벽(132)에 결합 되며, 상기 증기발생기(130)의 원주를 따라 판 형상으로 이루어진 상부전열관판(136)이 마련되어 있다.
상기 하부전열관판(135)과 상기 상부전열관판(136)은 상기 증기발생기(130) 상부와 하부에 마련되어 있는 것으로 상기 증기발생기(130)를 원주를 따라 연장되어 있는 것으로 도넛 형태의 판 형상으로 이루어진 것이다.
상기 하부전열관판(135)은 상기 증기발생기 하부헤드(134) 위에 마련되고, 상기 상부전열관판(136)은 상기 증기발생기 상부헤드(133) 아래에 마련된다. 상기 하부전열관판(135)과 상기 상부전열관판(136)은 상기 증기발생기 내벽(131)과 상기 증기발생기 외벽(132)과 일체형으로 이루어질 수 있다.
상기 하부전열관판(135) 및 상기 상부전열관판(136)에는 전열관(137)이 결합될 수 있도록 구멍이 마련되어 있으며, 상기 전열관(137)이 구멍에 끼워져 상기 하부전열관판(135) 및 상기 상부전열관판(136)에 결합된다. 상기 전열관(137)은 상기 하부전열관판(135)에서 상기 상부전열관판(136)까지 직선형으로 이루어져 있으며, 유체가 이동할 수 있는 관 형상으로 이루어져 있다.
상기 전열관(137)에 상기 노심(114)에서 나온 고온의 일차냉각수가 흐르면 상기 고온부(141)가 되며, 상기 전열관(137)에 상기 고온부(141)를 통해 상기 증기발생기(130)를 통과한 일차 냉각수가 상기 증기발생기(130)에서 상기 노심(114) 방향으로 흐르면 상기 저온부(142)가 된다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 증기 드럼(160)은 상기 증기발생기(130) 원주를 둘러싸고 있으며, 상기 증기발생기(130) 내부와 연통 되는 제2통공(150)이 마련되어 있는 것이다. 즉, 상기 증기 드럼(160)은 상기 증기발생기(130)를 360도로 둘러싸고 있는 형태이다.
상기 증기 드럼(160)은 상기 증기발생기 내벽(131)과 일체화되어 상기 증기발생기 내벽(131) 원주를 360도로 둘러싸며, 상기 원자로 외벽 용기(112)의 길이방향으로 연장되는 증기 드럼 내벽(161)과 상기 증기 드럼 내벽(161)과 이격 되어 상기 증기발생기(130) 원주를 둘러싸며, 상기 원자로 외벽 용기(112)의 길이방향으로 연장되는 증기 드럼 외벽(162)으로 이루어져 있다.
상기 증기 드럼 내벽(161)은 상기 증기발생기 외벽(132)과 일체화되어 형성되는 것으로 서로 벽을 공유하는 것이다. 상기 증기 드럼 내벽(161)은 상기 증기발생기 외벽(132)과 일체화될 수 있으며, 상기 증기발생기 상부헤드(133)의 일부와도 일체화되어 형성될 수 있다. 상기 증기 드럼 내벽(161)은 상기 증기발생기 외벽(132)에서 상기 원자로 외벽 용기(112) 길이방향으로 상향으로 연장되어 있다.
상기 증기 드럼 외벽(162)은 상기 증기 드럼 내벽(161)에서 이격 되어 설치되는 것으로 상기 증기발생기(130)를 360도 둘러싸고 있는 것이다. 즉, 상기 증기 드럼 내벽(161)과 상기 증기 드럼 외벽(162)은 상기 증기발생기(130)를 둘러싸면서 단면이 도넛 형상으로 되어 있는 것이다. 도 6을 참조하면, 상기 증기 드럼 내벽(161)과 상기 증기 드럼 외벽(162)의 단면은 도넛형태로 이루고 있으며, 도넛 형태의 내부에 상기 증기발생기(130)가 배치되는 것이다.
상기 증기 드럼(160)은 상기 증기 드럼 내벽(161)의 상부와 상기 증기 드럼 외벽(162)의 상부를 연결하는 증기 드럼 상부헤드(163)와 상기 증기 드럼 외벽(162)의 하부와 상기 증기발생기 외벽(132)을 연결하는 증기 드럼 하부헤드(164)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 증기 드럼 상부헤드(163)는 반원형 단면을 이루며, 상기 증기 드럼(160) 원주를 따라 환형으로 연장되어 있는 것이다. 즉, 상기 증기 드럼 상부헤드(163)는 반원형 단면을 이루며 도넛 형태로 상기 증기 드럼(160)의 상부를 둘러싸고 있는 것이다. 상기 증기 드럼 상부헤드(163)의 상부에는 외부와 연통 되는 증기배출구(165)가 마련될 수 있다. 상기 증기배출구(165)는 상기 증기발생기(130) 및 상기 증기 드럼(160)에서 발생한 증기가 외부로 배출될 수 있는 구멍이다. 상기 증기 드럼 상부헤드(163)는 반원형으로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 반타원형 등의 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
상기 증기 드럼 하부헤드(164)는 원호형 단면을 이루며 상기 증기 드럼(160) 원주를 따라 환형으로 연장되는 것이다. 즉, 상기 증기 드럼 하부헤드(164)는 원호형 단면을 이루며 상기 증기 드럼 외벽(162)과 상기 증기발생기 외벽(132)을 연결시키는 것이며, 도넛 형태로 상기 증기 드럼(160)의 하부를 둘러싸고 있는 것이다. 상기 증기 드럼 하부헤드(164)는 원호형으로 이루어짐에 따라, 유체가 상기 증기 드럼 하부헤드(164)의 형상을 따라 원활하게 흐를 수 있게 된다. 상기 증기 드럼 하부헤드(164)는 1/4 원 단면이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며 다양한 원호형으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 6을 참조하면, 상기 제2통공(150)은 상기 증기발생기(130) 내부와 상기 증기 드럼(160) 내부 사이에 유체를 흐르게 할 수 있는 유로 역할을 하는 것이다. 즉, 상기 증기 드럼(160)에는 상기 증기발생기(130) 내부로 유체를 흐르게 할 수 있는 개구부가 마련되어 있는 것으로, 상기 제2통공(150)을 통해 상기 증기 드럼(160)은 배관 없이 상기 증기발생기(130)와 연결되어 유체를 유동시킬 수 있게 된다. 상기 제2통공(150)은 상기 증기 드럼 내벽(161)과 상기 증기발생기 외벽(132)이 일체화되는 곳에 마련될 수 있다.
상기 증기 드럼(160) 내부에는 습분분리기(166) 및 증기건조기(167)가 마련될 수 있다. 상기 습분분리기(166) 및 상기 증기건조기(167)는 증기에서 습분을 제거하여 건조된 순수 증기를 배출할 수 있는 것으로, 상기 습분분리기(166) 및 상기 증기건조기(167)는 공지된 기술인바 상세한 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 상기 증기 드럼 하부헤드(164) 내부에서 상기 증기발생기 외벽(132) 내부로 연장되며, 상기 증기 드럼 하부헤드(164) 및 상기 증기발생기 외벽(132)의 원주를 따라 환형으로 연장되는 판 형상의 슈라우드(170)가 마련될 수 있다. 즉, 상기 슈라우드(170)는 상기 증기 드럼 하부헤드(164)의 원호형상을 따라 연장되고, 상기 증기발생기 외벽(132)을 따라서 추가적으로 연장되는 것이다.
상기 슈라우드(170)는 상기 증기 드럼(160) 내부 및 상기 증기발생기(130) 내부를 분리시킬 수 있는 판으로, 상기 증기발생기 외벽(132)과 상기 전열관(137) 사이에 놓일 수 있다. (즉, 상기 슈라우드(170)를 중심으로 상기 증기발생기(130) 내부로는 상기 전열관(137)이 마련되어 있고, 상기 슈라우드(170)를 중심으로 상기 증기발생기(130) 외측으로는 분리된 공간이 생기는 것이다.)
상기 슈라우드(170)에 의해서 상기 증기발생기(130) 내부를 분리시킬 수 있으나, 상기 슈라우드(170)는 상기 증기발생기(130) 하부까지는 연장되지 않는다. 따라서, 상기 증기발생기(130) 하부는 공간이 분리되지 않게 된다.
상기 슈라우드(170)에 의해 분리된 공간은 상기 증기 드럼(160) 내부에 마련된 상기 습분분리기(166) 및 상기 증기건조기(167)에서 발생한 응축된 유체가 흐를 수 있다. 상기 유체는 상기 슈라우드(170)에 의해 분리된 공간을 통해 흐르다가 상기 증기발생기(130) 하부에서 다시 상기 증기발생기(130) 내부로 흐르게 된다. 이와 같은 상기 슈라우드(170)를 통해 상기 습분분리기(166) 및 상기 증기건조기(167)에서 발생한 응축된 유체를 재사용할 수 있게 된다.
상기 원자로(110)의 상기 상부헤드(111)에는 제어봉 구동장치(190)가 설치되고, 원자로 냉각재 계통의 배기계통 및 가압기 분사계통과 연결되는 노즐이 설치되어 있다. 상기 제어봉 구동장치(190)는 상기 상부헤드(111)를 관통하여 설치되고, 안내관을 통하여 상기 노심(114)까지 연결된다.
상기 원자로 외벽 용기(112)에는 상기 원자로 외벽 용기(112) 내측으로 돌출되며, 나사구멍이 있는 외벽 플렌지(117)가 마련되어 있고, 상기 상부헤드(111)에는 상기 상부헤드(111) 외측으로 돌출되며 나사구멍이 있는 상부헤드 플렌지(118)가 마련되어 있다. 도 2 및 도 7을 참조하면, 상기 상부헤드(111)와 상기 원자로 외벽 용기(112)는 상기 외벽 플렌지(117)와 상기 상부헤드 플렌지(118)의 나사결합을 통해 결합된다. 상기 상부헤드(111)와 상기 원자로 외벽 용기(112)는 스터드 볼트(119)를 통해 결합 되는 것이 바람직하며, 이와 같은 결합을 통해 상기 상부헤드(111)를 상기 원자로 외벽 용기(112)에서 쉽게 분리할 수 있게 된다.
도 8을 참조하면, 상기 원자로(110) 내부에는 유체가 통과할 수 있는 서지홀(182)이 마련되어 있으며, 유체를 가열할 수 있는 전열기(183)가 설치되어 있는 가압기 판(181)이 마련될 수 있다. 구체적으로 상기 원자로(110) 중 상부헤드(111)에 서지홀(182), 전열기(183), 가압기 판(181)로 이루어진 가압기(180)가 마련될 수 있다. 상기 가압기(180)는 상기 노심(114) 내부의 압력을 조절하는 것으로, 상기 가압기 판(181)과 상기 상부헤드(111) 사이에 유체를 마련하여 압력을 조절할 수 있는 것이다. 상기 가압기(180)에는 상기 유체의 압력 조절을 위해 스프레이(184)가 마련될 수 있다. 상기 가압기(180)를 통해 상기 노심(114)의 압력을 조절하는 방법은 공지된 기술인 바, 상세한 설명은 생략한다.
상기 가압기 판(181)은 상기 상부헤드(111)의 하부 또는 상기 원자로 외벽 용기(112)와 상기 상부헤드(111)가 만나는 지점에 설치될 수 있다. 상기 가압기 판(181)은 상기 원자로(110)로부터 상기 원자로(110)의 내측을 향하여 환형으로 돌출되며, 나사구멍이 있는 돌출부(185)를 통하여 설치될 수 있다. 상기 가압기 판(181)은 상기 돌출부(185)에 나사 결합을 통하여 결합 된다.
도 9를 참조하면, 상기 증기발생기 상부헤드(133) 또는 상기 증기발생기 하부헤드(134)에는 상기 증기발생기 상부헤드(133) 또는 상기 증기발생기 하부헤드(134)와 분리 가능하게 결합 되는 맨웨이(138)가 마련되어 있다. 상기 맨웨이(138)는 상기 증기발생기 상부헤드(133) 또는 상기 증기발생기 하부헤드(134)에 나사결합을 통해 분리 가능하게 결합된 것으로, 상기 맨웨이(138)를 분리하여 상기 증기발생기(130) 내부의 유지 보수를 할 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 내부에 마련된 유체를 통하여 상기 노심(114)에서 발생하는 열을 분산하게 된다. 상기 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 내부 유체 흐름은 다음과 같다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 증기발생기(130)와 상기 원자로(110)를 연통시키는 상기 제1통공(120)은 상기 증기발생기(130)의 상기 고온부(141)와 연통되는 제1입구 통공(121)과 상기 증기발생기(130)의 상기 저온부(142)와 연통되는 제1출구 통공(122)으로 이루어져 있다. 이와 함께 상기 원자로(110) 내부에는 상기 원자로 외벽 용기(112) 길이방향으로 연장되며, 상기 노심(114)이 배치되는 원통형의 노심지지배럴집합체(115)가 마련되어 있다.
즉, 상기 노심(114)은 상기 원자로(110) 내부에 마련되어 있는 원통형의 상기 노심지지배럴집합체(115)에 배치된다. 상기 노심지지배럴집합체(115)에는 상기 제1입구 통공(121)과 연통 되는 노심 통공(116)이 마련되어 있어 상기 노심(114)에서 발생한 일차 냉각수가 상기 노심 통공(116)을 통해 상기 제1입구 통공(121)으로 흐르게 된다. 상기 제1입구 통공(121)은 상기 고온부(141)와 연통되어 있어, 상기 노심(114)에서 발생한 일차 냉각수는 상기 고온부(141)로 유입되게 된다.
상기 제1출구 통공(122)은 상기 원자로 외벽 용기(112)와 상기 노심지지배럴집합체(115) 사이에 마련된 공간과 연통되어 있다. 즉, 상기 저온부(142)를 통과한 일차 냉각수는 상기 제1출구 통공(122)을 통해 상기 원자로 외벽 용기(112)와 상기 노심지지배럴집합체(115) 사이의 공간으로 유입된다.
도 2를 참조하면 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화의 유체 흐름을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 상기 노심(114)에서는 고온의 일차 냉각수가 발생하고, 일차 냉각수는 상기 노심지지배럴집합체(115)에 마련된 상기 노심 통공(116)을 통해 상기 제1입구 통공을 통과한 후 상기 고온부(141)로 유입된다. 이때, 상기 노심 통공(116) 하부에는 상기 원자로 외벽 용기(112)에서 상기 노심지지배럴집합체(115)로 연결되는 출구 노즐(1161)이 마련된다. 상기 출구 노즐(1161)을 통해 일차 냉각수가 상기 원자로 외벽 용기(112)와 상기 노심지지배럴집합체(115) 사이 공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 고온부(141)로 유입된 일차 냉각수는 상기 하부전열관판(135)을 통해 상기 전열관(137)을 따라 상기 증기발생기(130) 상부로 이동하게 된다. 이때, 상기 증기발생기 내벽(131) 및 상기 증기발생기 외벽(132)과 상기 전열관(137) 사이는 이차 냉각수로 채워지게 되는데, 상기 전열관(137) 내부에 흐르는 일차 냉각수와 상기 전열관(137) 외부에 있는 이차 냉각수 사이에 열교환이 발생한다. (즉, 상기 전열관(137)을 제외한 상기 증기발생기(130) 내부는 이차 냉각수로 채워진다.)
도 4를 참조하면, 상기 고온부(141)로 유입된 일차 냉각수는 상기 상부전열관판(136)과 상기 증기발생기 상부헤드(133)를 지나서 상기 저온부(142)로 유입된다. 상기 저온부(142)로 유입된 일차 냉각수는 상기 전열관(137)을 따라 상기 증기발생기(130) 하부로 이동하게 되고, 이때 상기 전열관(137) 내부의 일차 냉각수와 상기 전열관(137) 외부의 이차 냉각수 사이에 열교환이 한 번 더 발생하게 된다. 상기 저온부(142)의 일차 냉각수는 상기 하부전열관판(135)을 통하여 상기 제1출구 통공(122)으로 유입되고, 상기 제1출구 통공(122)으로 유입된 일차 냉각수는 상기 원자로 외벽 용기(112)와 상기 노심지지배럴집합체(115) 사이의 공간으로 유입되어 상기 하부헤드(113)로 이동하게 된다. 상기 하부헤드(113)로 이동한 일차 냉각수는 상기 노심(114)으로 다시 유입되어 재사용되게 된다. 여기서 상기 제1출구 통공(122)에는 원자로 냉각재 펌프(123)가 마련되어 유체의 흐름을 원활하게 할 수 있다.
상기 증기발생기 내벽(131) 및 상기 증기발생기 외벽(132)과 상기 전열관(137) 사이에 채워지는 이차 냉각수는 상기 증기발생기 외벽(132) 하부에 마련된 급수노즐(139) 및 급수배분기(1391)를 통하여 공급된다. 이차 냉각수는 상기 전열관(137) 외부에서 상기 증기발생기(130) 상부로 흐르면서 상기 전열관(137) 내부의 일차 냉각수와 열교환을 하게 되며, 일차 냉각수로부터 받은 열을 통하여 가열되어 증기로 변하게 된다. 증기 및 가열된 이차 냉각수는 상기 제2통공(150)을 통해 상기 증기 드럼(160)으로 유입되고, 상기 증기 드럼(160)의 상기 습분분리기(166)와 상기 증기건조기(167)를 거쳐 건조도를 높인 후 포화증기로 바뀌고, 상기 증기배출구(165)를 통하여 배출된다.
상기 슈라우드(170)는 상기 습분분리기(166) 및 상기 증기건조기(167)에서 발생한 응축된 유체를 이차 냉각수로 재사용할 수 있는 것이다. 상기 슈라우드(170)는 상기 증기 드럼 하부헤드(164)에서 상기 증기발생기 외벽(132)으로 연장되는 것으로, 상기 증기 드럼(160) 내부 및 상기 증기발생기(130) 내부의 공간을 분리시킬 수 있는 판이다.
상기 습분분리기(166) 및 상기 증기건조기(167)에서 발생한 응축된 유체는 상기 슈라우드(170)를 따라 상기 증기발생기(130) 하부로 흐르게 되고, 상기 증기발생기(130) 하부에서 다시 이차 냉각수로 재사용되게 된다. 여기서 상기 슈라우드(170)는 상기 증기발생기(130) 하부까지 연장되어 있지 않아, 상기 증기발생기(130) 하부는 상기 슈라우드(170)에 의해 공간이 분리되지 않는다. 따라서 상기 슈라우드(170)를 지나온 이차 냉각수는 상기 증기발생기(130) 하부에서 상기 급수배분기(1391)를 통해 상기 증기발생기(130) 내부로 유입되어 재사용될 수 있는 것이다.
본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 상기 노심(114) 내의 핵연료를 교체할 때, 상기 상부헤드(111)를 분해하여 인양한 후 상기 원자로(110)의 상부로 방출되는 방사선을 차폐하기 위해 상기 원자로(110) 상부에 물(핵연료재장전수)을 채워야 한다.
상기 증기발생기 내벽(131)은 상기 원자로 외벽 용기(112) 상부로 연장되어 있기 때문에, 상기 원자로 외벽 용기(112) 상부에서 상기 증기발생기 내벽(131)으로 둘러싸인 공간(1311)이 발생하게 된다. (상기 증기발생기 내벽(131)은 상기 원자로 외벽 용기(112)를 환형으로 둘러싸고 있기 때문에 상기 증기발생기 내벽(131)으로 둘러싸인 공간은 원통형 공간(1311)이 된다.) 상기 상부헤드(111)를 분해하여 인양한 후에 상기 증기발생기 내벽(131)으로 둘러싸인 상기 원통형 공간(1311)은 유체로 채워질 수 있고, 이에 상기 증기발생기 내벽(131)은 수조(재장전수조)의 역할을 할 수 있게 된다. 이를 통해 상기 원자로(110)의 상부로 방출되는 방사선을 차폐하기 위해 필요한 물을 상기 증기발생기 내벽(131)으로 둘러싸인 상기 원통형 공간(1311)에 채울 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로의 효과는 다음과 같다.
본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 원자로 외벽 용기(112) 원주를 따라 증기발생기(130)를 배치하고 증기발생기(130) 원주를 따라 증기 드럼(160)을 배치함으로써, 증기발생기(130)의 전열면적을 극대화할 수 있으며, 구조가 단순하여 공간활용이 높은 장점이 있다. 즉, 원자로(110) 외주에 증기발생기(130), 증기발생기(130) 외주에 증기 드럼(160)을 마련하는 동심원 구조를 통하여 공간적인 문제를 해결할 수 있는 것이다.
증기발생기(130), 증기 드럼(160) 등을 공간적으로 분리시킴에 따라 원자로(110) 내부의 공간활용이 유리하며, 이를 통해 원자로(110) 내부에 가압기(180) 등의 설치가 용이하다. 이와 함께 증기 드럼(160)을 증기발생기(130) 원주를 따라 배치하고 제2통공(150)을 마련함에 따라 증기발생기(130)의 전열관(137)이 액체 상태의 유체에 완전히 잠겨서 전열관(137)의 온도가 높아지는 것을 방지하여 전열관(137)의 열화를 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 원자로 외벽 용기(112)와 증기발생기 내벽(131)을 일체화시키며 제1통공(120)을 마련하고, 증기발생기 외벽(132)과 증기 드럼 내벽(161)을 일체화시키며 제2통공(150)을 마련하여 배관이 없는 설계를 구현할 수 있다. 종래의 대형 원자력발전소는 배관을 사용하여야 하며, 배관 파단의 위험성이 항상 존재하였다. 그러나 본 발명은 배관이 없는 설계를 구현함에 따라 기기, 구조물, 및 계통에 대한 배관 파단 동적 하중을 근원적으로 배제시킬 수 있고 이에 설계 및 분석을 위한 엔지니어링 업무를 저감시킬 수 있다.
본 발명은 증기발생기(130)를 원자로 외벽 용기(112) 원주에 마련함에 따라 증기발생기(130)의 설계변경이 용이한 장점이 있다. 종래의 중소형 원자로는 증기발생기(130)를 원자로(110) 내부에 일체화시켰으나, 원자로(110)의 제한공간으로 인해 증기발생기(130)의 설계 변경이 어려운 문제점이 있었다. 그러나 본 발명은 증기발생기(130)를 원자로 외벽 용기(112) 원주에 마련함에 따라 필요에 따라 증기발생기(130)의 설계를 쉽게 변경할 수 있다. 같은 이유로 증기 드럼(160)의 설계 변경 또한 용이하게 할 수 있다.
종래의 원자로는 원자로용기(10) 내부에 설치되는 증기발생기(20)에서 사용되는 이차 냉각수와, 노심(30)에서 사용하는 일차 냉각수의 압력경계들을 구별하기 위해 복잡한 구조가 요구되며, 일차냉각수와 이차냉각수의 압력경계가 원자로용기(10) 내부에 혼재되어 있기 때문에 이를 구별하기 위한 복잡한 구조가 요구되었다. 그러나 본 발명은 증기발생기(130)를 원자로 외벽 용기(112) 원주를 따라 마련함에 따라 공간 활용이 용이하고, 증기발생기(130)에 마련된 하부전열관판(135), 상부전열관판(136), 직선의 전열관(137)을 이용하여 간단한 구조로 냉각수들의 압력경계를 구별할 수 있는 장점이 있다.
또한, 증기발생기(130) 내부에 고온부(141) 및 저온부(142)로 이루어진 독립적인 증기발생기 모듈(140)을 복수 개 마련함에 따라, 원자로 냉각재 계통의 설계 및 용량 특성에 따라 다수의 증기발생기 모듈(140)을 구성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 슈라우드(170)를 통하여 이차 냉각수를 재사용할 수 있다. 또한 본 발명은 직선의 전열관(137)을 사용하지만, 증기발생기 상부헤드(133)를 통하여 U-tube 형의 증기발생기와 동일한 기능을 할 수 있다.
이와 함께, 본 발명은 증기발생기 상부헤드(133) 또는 증기발생기 하부헤드(134)에 분리가능 하게 설치된 맨웨이(138)가 마련되어 있다. 맨웨이(138)를 통해 증기발생기(130)의 유지보수가 용이하며, 특히 증기발생기(130)의 전열관(137)이 직선으로 이루어져 있어 U-tube 형의 전열관보다 교체가 용이한 장점이 있다.
종래의 원자로에 가압기를 배치시키는 일체형 가압기 설계는 가압기 내부와 원자로 상부헤드 관통부에 대한 검사 및 유지 보수를 위한 접근통로가 제한되는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명의 증기발생기 일체화 소형 모듈화는 원자로(110) 내부에 돌출부(185)를 마련하고, 가압기 판(181)을 돌출부(185)에 나사 결합시킨다. 이를 통해 가압기 판(181)의 쉽게 분리할 수 있으며, 가압기 내부에 대한 검사및 유지 보수가 용이한 장점이 있다.
이와 함께 본 발명은 원자로 외벽 용기(112)에 마련되어 있는 외벽 플렌지(117)와 상부헤드(111)에 마련되어 있는 상부헤드 플렌지(118)를 스터드 볼트(119)로 결합시켜 상부헤드(111)와 원자로 외벽 용기(112)를 결합한다. 이를 통해 상부헤드(111)를 원자로 외벽 용기(112)에서 쉽게 분리할 수 있으며, 원자로 상부헤드 관통부에 대한 검사 및 유지 보수를 위한 접근통로를 제공할 수 있는 장점이 있다.
한편, 노심(114) 내의 핵연료를 교체할 때 상부헤드(111)를 분해하여 인양한 후 노심(114)을 교체하게 된다. 노심(114)을 교체할 때 원자로(110) 상부로 방출되는 방사선을 차폐시켜야 하며, 이를 위해 원자로(110) 상부는 물(핵연료재장전수)을 채워야 한다. 본 발명은 원자로 외벽 용기(112) 상부에 증기발생기 내벽(131)으로 둘러싸인 원통형 공간(1311)이 마련되어 있다. 이와 같은 원통형 공간(1311)은 노심(114) 교체를 할 때, 물(핵연료재장전수)을 채울 수 있는 재장전수조로 활용될 수 있고, 이에 노심(114)을 교체할 때 원자로(110) 상부로 방출되는 방사선을 차폐할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 증기발생기의 전열면적을 증가시킬 뿐만 아니라, 가상 배관 파단 배제에 따른 하중 저감, 내 환경검증 조건 완화 및 비상 노심 냉각 안전주입계통 용량 저감 등의 효과가 있으며, 증기발생기 및 증기 드럼을 원자로 외부에 일체화시킴에 따라 공간활용이 높아지고 이에 유지보수가 용이한 효과가 있다. 또한, 증기발생기가 원자로 외부에 마련됨에 따라 증기발생기의 용량과 크기를 탄력적으로 변형 가능한 장점이 있다.
상술한 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 다음과 같이 제작될 수 있다.
본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 복수 개의 단조재가 결합 되어 제작될 수 있다. 증기발생기(130) 및 증기 드럼(160)은 원자로(110) 원주를 따라 환형으로 배치함에 따라 용기, 벽체들의 결합 및 용접 등 특수한 구조에 대한 제작 가능성이 뒷받침되어야 한다. 이에 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 복수 개의 단조재로 제작되고, 이를 용접하여 제작될 수 있다.
도 10을 참조하면, 단조재는 다음과 같이 분리될 수 있다. 외벽 플렌지(117)-증기발생기 내벽(131) 단조재, 증기발생기 내벽(131)과 일체화되는 원자로 외벽 용기(112) 단조재, 원자로 외벽 용기(112)-하부전열관판(135)-증기발생기 외벽(132) 단조재, 증기발생기 하부헤드(134) 단조재, 증기발생기 내벽(131)-상부전열관판(136)-증기발생기 외벽(132) 단조재, 증기발생기 상부헤드(133)-증기 드럼 내벽(161) 단조재, 증기발생기 내벽(131) 단조재, 증기발생기 외벽(132) 단조재, 원자로 외벽 용기(112) 단조재, 증기 드럼 하부헤드(164) 단조재, 증기 드럼 외벽(162) 단조재, 증기 드럼 내벽(161) 단조재, 증기 드럼 상부헤드(163) 단조재, 상부헤드(111) 단조재 등으로 분리되어 제작될 수 있다.
상술한 단조재는 기본적으로 환형으로 제작되는 것이다. 가령 증기발생기 하부헤드(134)는 원형 단면을 갖는 도넛 형태의 단조재이며, 도 11을 참조하면, 원자로 외벽 용기(112)-하부전열관판(135)-증기발생기 외벽(132) 단조재는 링형의 단조재이다.
이와 같은 분리된 단조재가 용접되어 본 발명의 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로가 제작된다. 단조재를 분리하는 것은 이에 한정되는 것은 아니며, 제작의 필요성에 따라 다양한 형태의 단조재로 분리되어 형성될 수 있다. 이와 같은 특수한 형태의 단조재 및 제작방법을 통해 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로를 제작하면, 제작작업을 단순화시킬 수 있으며, 제작비용 절감, 건설공기 단축 등의 효과가 있다.
이상에서 다양한 실시 예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 권리범위로부터 합리적으로 해석될 수 있는 것이라면 무엇이나 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연하다.
110...원자로 111...상부헤드
112...원자로 외벽 용기 113...하부헤드
114...노심 115...노심지지배럴집합체
116...노심 통공 1161...출구 노즐
117...외벽 플렌지 118...상부헤드 플렌지
119...스터드 볼트 120...제1통공
121...제1입구 통공 122...제1출구 통공
123...원자로 냉각재 펌프 130...증기발생기
131...증기발생기 내벽 1311...원통형 공간
132...증기발생기 외벽 133...증기발생기 상부헤드
134...증기발생기 하부헤드 135...하부전열관판
136...상부전열관판 137...전열관
138...맨웨이 139...급수노즐
1391...급수배분기 140...증기발생기 모듈
141...고온부 142...저온부
143...제1분리판 144...제2분리판
150...제2통공 160...증기 드럼
161...증기 드럼 내벽 162...증기 드럼 외벽
163...증기 드럼 상부헤드 164...증기 드럼 하부헤드
165...증기 배출구 166...습분분리기
167...증기건조기 170...슈라우드
180...가압기 181...가압기 판
182...서지홀 183...전열기
184...스프레이 185...돌출부
190...제어봉 구동장치

Claims (17)

  1. 상부헤드, 상기 상부헤드에 결합되며 원통형으로 이루어진 원자로 외벽 용기, 상기 원자로 외벽 용기 하부에 마련되는 하부헤드로 이루어지며, 내부에 노심이 마련되어 있는 원자로;
    상기 원자로 외벽 용기 원주를 둘러싸고 있으며, 상기 원자로 내부와 연통되는 제1통공이 마련되어 있는 증기발생기; 및
    상기 증기발생기 원주를 둘러쌓고 있으며, 상기 증기발생기 내부와 연통되는 제2통공이 마련되어 있는 증기 드럼;을 포함하며,
    상기 증기발생기는,
    상기 원자로 외벽 용기와 일체화되어 상기 원자로 외벽 용기 원주를 360도로 둘러싸고, 상기 원자로 외벽 용기와 공유되며 상기 원자로 외벽 용기의 길이 방향으로 연장되는 증기발생기 내벽과,
    상기 증기발생기 내벽과 이격되어 상기 원자로 외벽 용기 원주를 360도로 둘러싸며, 상기 원자로 외벽 용기의 길이방향으로 연장되는 증기발생기 외벽으로 이루어져 있으며,
    상기 증기 드럼은,
    상기 증기발생기 외벽과 일체화되어 상기 증기발생기 원주를 360도로 둘러싸고, 상기 증기발생기 외벽과 공유되며 상기 원자로 외벽 용기의 길이 방향으로 연장되는 증기 드럼 내벽과,
    상기 증기 드럼 내벽과 이격되어 상기 증기발생기 원주를 360도로 둘러싸며, 상기 원자로 외벽 용기의 길이방향으로 연장되는 증기 드럼 외벽으로 이루어져 있으며,
    상기 제1통공은 상기 원자로 외벽 용기와 상기 증기발생기 내벽이 일체화된 곳에 마련되어, 상기 원자로 내부와 상기 증기발생기 내부 사이에 유체를 이동시킬 수 있는 유로로 사용되고,
    상기 제2통공은 상기 증기발생기 외벽과 상기 증기 드럼 내벽이 일체화된 곳에 마련되어, 상기 증기발생기 내부와 상기 증기 드럼 내부 사이에 유체를 이동시킬수 있는 유로로 사용되는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 증기발생기는 상기 증기발생기 내벽의 상부와 상기 증기발생기 외벽의 상부를 연결하는 증기발생기 상부헤드와, 상기 증기발생기 외벽의 하부와 상기 원자로 외벽 용기를 연결하는 증기발생기 하부헤드를 더 포함하며,
    상기 증기발생기 상부헤드는 반원형 또는 반타원형 단면을 이루며, 상기 증기발생기 원주를 따라 환형으로 연장되어 있으며, 상기 증기발생기 하부헤드는 원호형 단면을 이루며, 상기 증기발생기 원주를 따라 환형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 증기발생기 상부헤드 또는 상기 증기발생기 하부헤드에는 상기 증기발생기 상부헤드 또는 상기 증기발생기 하부헤드와 분리 가능하게 결합되어 있는 맨웨이가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증기발생기 내부에는, 상기 증기발생기 원주를 따라 간격을 두고 복수 개의 제1분리판의 마련되어 있고, 복수 개의 상기 제1분리판에 의해 분리된 공간에 고온부 및 저온부로 이루어진 증기발생기 모듈이 마련되어 있으며,
    상기 증기발생기 모듈에는 상기 고온부와 상기 저온부를 분리하는 제2분리판이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1통공은 상기 고온부와 연통되는 제1입구 통공과, 상기 저온부와 연통되는 제1출구 통공으로 이루어지며,
    상기 원자로 내부에는, 상기 원자로 외벽 용기 길이방향으로 연장되며 상기 노심이 배치되는 원통형의 노심지지배럴집합체가 마련되며,
    상기 노심지지배럴집합체에는 상기 제1입구 통공과 연통되는 노심 통공이 마련되어 있으며, 상기 제1출구 통공은 상기 원자로 외벽 용기와 상기 노심지지배럴집합체 사이의 공간과 연통되는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 증기발생기 하부에는 상기 증기발생기 내벽과 상기 증기발생기 외벽에 결합되며, 상기 증기발생기의 원주를 따라 판 형상으로 이루어진 하부전열관판이 마련되어 있고,
    상기 증기발생기 상부에는 상기 증기발생기 내벽과 상기 증기발생기 외벽에 결합되며, 상기 증기발생기의 원주를 따라 판 형상으로 이루어진 상부전열관판이 마련되어 있으며,
    상기 하부전열관판과 상기 상부전열관판에 결합되며, 상기 하부전열관판에서 상기 상부전열관판까지 직선으로 연장되는 전열관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하부전열관판 또는 상부전열관판은 상기 증기발생기 내벽 및 상기 증기발생기 외벽과 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 증기 드럼은 상기 증기 드럼 내벽의 상부와 상기 증기 드럼 외벽의 상부를 연결하는 증기 드럼 상부헤드와, 상기 증기 드럼 외벽의 하부와 상기 증기발생기 외벽을 연결하는 증기 드럼 하부헤드를 더 포함하며,
    상기 증기 드럼 상부헤드는 반원형 또는 반타원형 단면을 이루며, 상기 증기 드럼 원주를 따라 환형으로 연장되어 있으며, 상기 증기 드럼 하부헤드는 원호형 단면을 이루며, 상기 증기 드럼 원주를 따라 환형으로 연장되는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 증기 드럼 상부헤드에는 증기 배출구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 증기 드럼 내부에는, 습분분리기와 증기건조기가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 증기 드럼 하부헤드 내부에서 상기 증기발생기 외벽 내부로 연장되며, 상기 증기 드럼 하부헤드 및 상기 증기발생기 외벽의 원주를 따라 환형으로 연장되는 판 형상으로 이루어진 슈라우드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  13. 제1항에 있어서
    상기 원자로 내부에는,
    유체가 통과할 수 있는 서지홀이 마련되어 있으며, 유체를 가열할 수 있는 전열기가 설치되어 있는 가압기 판이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 원자로에는 상기 원자로 내측으로 돌출되며, 나사구멍이 있는 돌출부가 마련되어 있으며,
    상기 가압기 판은 상기 돌출부에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 원자로 외벽 용기에는 상기 원자로 외벽 용기 내측으로 돌출되며, 나사구멍이 있는 외벽 플렌지가 마련되어 있고,
    상기 상부헤드에는 상기 상부헤드 외측으로 돌출되며, 나사구멍이 있는 상부헤드 플렌지가 마련되어 있으며,
    상기 상부헤드와 상기 원자로 외벽 용기는 상기 외벽 플렌지와 상기 상부헤드 플렌지의 나사결합을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로는 복수 개의 단조재가 결합되어 제작되는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 원자로 외벽 용기 상부의, 상기 증기발생기 내벽으로 둘러싸인 공간은 유체로 채워질 수 있는 것을 특징으로 하는 증기발생기 외부 일체화 소형 모듈화 원자로.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220111560A (ko) * 2021-02-02 2022-08-09 한국수력원자력 주식회사 원자로의 증기 발생 시스템
KR20220111558A (ko) * 2021-02-02 2022-08-09 한국수력원자력 주식회사 원자로 시스템
KR20230088111A (ko) 2021-12-10 2023-06-19 김홍범 소형 원자로용 단열조립체의 제조방법
WO2023172096A1 (ko) * 2022-03-10 2023-09-14 한국수력원자력 주식회사 소형원자로 장치 및 그 운용방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100286518B1 (ko) * 1998-06-03 2001-04-16 이종훈 분리된 관류식 나선형 증기발생기

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1115078A (en) * 1964-06-29 1968-05-22 Atomic Energy Authority Uk Improvements in and relating to pressure vessels
US4818476A (en) * 1988-02-25 1989-04-04 Westinghouse Electric Corp. Reactor vessel stud thread protector
US9558855B2 (en) * 2011-11-10 2017-01-31 Bwxt Nuclear Energy, Inc. Pressurized water reactor with upper plenum including cross-flow blocking weir
US9523496B2 (en) * 2012-01-17 2016-12-20 Bwxt Nuclear Energy, Inc. Integral pressurized water reactor with external steam drum
US9478317B2 (en) 2012-05-21 2016-10-25 Westinghouse Electric Company Llc Pressurizer surge-line separator for integral pressurized water reactors
US9206978B2 (en) 2012-06-13 2015-12-08 Westinghouse Electric Company Llc Pressurized water reactor compact steam generator
KR101677978B1 (ko) 2014-12-30 2016-11-21 한국원자력연구원 모듈형 원자로 및 이를 구비하는 원전

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100286518B1 (ko) * 1998-06-03 2001-04-16 이종훈 분리된 관류식 나선형 증기발생기

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220111560A (ko) * 2021-02-02 2022-08-09 한국수력원자력 주식회사 원자로의 증기 발생 시스템
KR20220111558A (ko) * 2021-02-02 2022-08-09 한국수력원자력 주식회사 원자로 시스템
KR102562339B1 (ko) * 2021-02-02 2023-07-31 한국수력원자력 주식회사 원자로 시스템
KR102573325B1 (ko) * 2021-02-02 2023-08-30 한국수력원자력 주식회사 원자로의 증기 발생 시스템
KR20230088111A (ko) 2021-12-10 2023-06-19 김홍범 소형 원자로용 단열조립체의 제조방법
WO2023172096A1 (ko) * 2022-03-10 2023-09-14 한국수력원자력 주식회사 소형원자로 장치 및 그 운용방법

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