KR101764111B1 - Apparatus for reducing steam condensing of hybrid safety injection tank - Google Patents

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KR101764111B1
KR101764111B1 KR1020160047022A KR20160047022A KR101764111B1 KR 101764111 B1 KR101764111 B1 KR 101764111B1 KR 1020160047022 A KR1020160047022 A KR 1020160047022A KR 20160047022 A KR20160047022 A KR 20160047022A KR 101764111 B1 KR101764111 B1 KR 101764111B1
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safety injection
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류성욱
김혜승
전우진
이성재
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한국원자력연구원
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for reducing steam condensation of a hybrid safety injection tank, which includes the safety injection tank which is filled with nitrogen at low pressure, accommodates emergency core cooling water and is connected by a reactor vessel by an emergency core cooling water injection pipe, and a tubular part which is installed on an inner wall of the safety injection tank to move steam condensate formed on the surface of the emergency core cooling water by steam injected into the safety injection tank by a pressurizer by a capillary force, thereby reducing the amount of heat loss transmitted to the inner wall of the safety injection tank from the steam injected into the safety injection tank by the pressurizer to reduce a steam condensation phenomenon and to effectively inject the emergency core cooling water to a reactor.

Description

혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치 { APPARATUS FOR REDUCING STEAM CONDENSING OF HYBRID SAFETY INJECTION TANK }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus for reducing steam condensation of a mixed safety injection tank,

본 발명은 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가압기에 의해 안전주입탱크 내로 주입된 증기로부터 안전주입탱크 내벽으로 전달되는 열손실량을 저감시키는 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for reducing steam condensation in a mixed safety injection tank, and more particularly, to a steam condensation reducing apparatus for a mixed safety injection tank for reducing heat loss transferred from a steam injected into a safety injection tank by a pressurizer to an inner wall of a safety injection tank Reduction device.

혼합형 안전주입탱크(HYBRID SIT; HYBRID SAFETY INJECTION TANK)는 원자로계통의 저압(약 4.3MPa 이하) 및 고압(약 17MPa 이상) 상태에서의 전원상실사고(SBO; STATION BLACK OUT), 냉각수유출사고(LOCA; LOSS OF COOLANT ACCIDENT) 등의 사고 발생 시, 안전주입탱크 내의 비상노심냉각수를 비상노심냉각수주입관을 통해 원자로용기 내로 주입시킴으로써 노심의 가열을 방지하는 장치이다.The HYBRID SIT (HYBRID SAFETY INJECTION TANK) is a system designed to prevent the occurrence of a power loss accident (SBO: STATION BLACK OUT), a cooling water leakage accident (LOCA) at the low pressure (about 4.3 MPa or less) ; LOSS OF COOLANT ACCIDENT) is an apparatus that prevents the core from being heated by injecting the emergency core cooling water in the safety injection tank into the reactor vessel through the emergency core cooling water injection pipe.

특히, 원자로계통이 가압되는 사고 발생 시에는 별도의 가압기로부터 고압의 증기가 제트 유동의 형태로 안전주입탱크로 주입되어 안전주입탱크와 가압기가 평형압력(약 15MPa)에 이를 때까지 안전주입탱크를 가압시키게 된다.In particular, when an accident occurs in which the reactor system is pressurized, a high-pressure steam is injected from a separate pressurizer into the safety injection tank in the form of a jet flow, and the safety injection tank is pressurized until the safety injection tank and the pressurizer reach a pressure of about 15 MPa Respectively.

이와 관련하여, 혼합형 안전주입탱크(HYBRID SIT)에 관련된 선행기술로서, 대한민국등록특허 제1071415호(특허문헌 1) 및 대한민국등록특허 제1555570호(특허문헌 2)이 개시된 바 있다.In this regard, as a prior art related to the hybrid safety infusion tank (HYBRID SIT), Korean Patent Registration No. 1071415 (Patent Document 1) and Korean Patent Registration No. 1555570 (Patent Document 2) have been disclosed.

특허문헌 1은 ＳＢＯ와 ＬＯＣＡ 대처 피동 고압안전주입탱크 시스템에 관한 것으로, 저압의 질소가 충진되고 비상노심냉각수가 수용되며 원자로용기에 비상냉각수주입관에 의해 연결된 안전주입탱크와, 고압 증기가 수용되며 고압 증기가 배출되는 안전밸브관이 장착된 가압기, 및 가압기와 안전주입탱크가 압력평형이 되도록 안전주입탱크의 상부와 가압기의 상부를 연결하면서 선택적으로 개폐되는 압력평형관을 포함하여 구성되어, 저압 및 고압 하의 상황에서 원자로계통에 비상노심냉각수의 주입이 모두 가능하도록 구성되는 기술을 개시한다.Patent Document 1 relates to a SBO and LOCA passive high-pressure safety infusion tank system, which includes a safety injection tank filled with nitrogen at a low pressure and accommodating emergency core cooling water and connected to the reactor vessel by an emergency cooling water injection pipe, And a pressure equalizing pipe selectively opened and closed while connecting the upper portion of the safety injection tank and the upper portion of the pressurizer so that the pressurizer and the safety injection tank are pressure balanced, And injection of emergency core cooling water into the reactor system under high pressure conditions.

특허문헌 2는 혼합형 안전주입탱크 상부에 설치된 증기 가압용 디퓨져에 관한 것으로, 가압기로부터 안전주입탱크로 분사되는 증기제트가 비상노심냉각수 수면과 직접 충돌하지 않도록 제트유동의 운동량을 분산시키도록 구성하여, 탱크 내 분사된 증기와 저장된 저온수 간의 열전달 면적을 줄이며 수면에 도달하는 유동의 운동량 감소에 의해 증기 응축률을 획기적으로 감소시켜 가압기에 의한 안전주입탱크의 가압능력 저하를 최소화하는 기술을 개시한다.Patent Document 2 relates to a diffuser for pressurizing a vapor installed on a mixed type safety injection tank and is configured to disperse the momentum of the jet flow so that the steam jet injected from the pressurizer into the safety injection tank does not directly collide with the emergency core cooling water surface, Discloses a technique for reducing heat transfer area between injected steam and stored low temperature water and drastically reducing steam condensation rate by decreasing the momentum of flow reaching the water surface, thereby minimizing deterioration of pressurizing ability of the safety injection tank by the pressurizer.

그러나, 특허문헌 1의 경우, 안전주입탱크 내부로 유입된 증기의 증기응축 현상을 저감시키기 위한 기술을 개시하고 있지 않은 문제점이 있다.However, in the case of Patent Document 1, there is a problem that the technique for reducing the vapor condensation phenomenon of the steam introduced into the safety injection tank has not been disclosed.

또한, 특허문헌 2의 경우, 증기 가압용 디퓨저를 이용하여 안전주입탱크의 비상노심냉각수 표면에서의 증기응축 현상을 저감시킬 수 있으나, 안전주입탱크의 내벽에서 발생하는 증기응축 현상을 저감시키기 위한 기술을 개시하고 있지 않은 문제점이 있다.In the case of Patent Document 2, the vapor condensation phenomenon on the surface of the emergency core cooling water of the safety injection tank can be reduced by using the vapor pressurizing diffuser, but a technique for reducing the vapor condensation phenomenon occurring in the inner wall of the safety injection tank Is not disclosed.

아울러, 안전주입탱크의 내벽에서 발생하는 증기응축 현상은 가압기에 의한 안전주입탱크의 가압능력을 저하시켜 원자로계통의 사고 발생 시 비상노심냉각수를 원자로용기 내로 효과적으로 주입하지 못하게 하는 문제점이 있다.In addition, the steam condensation phenomenon occurring in the inner wall of the safety injection tank lowers the pressing capability of the safety injection tank by the pressurizer, thereby failing to effectively inject the emergency core cooling water into the reactor vessel when an accident occurs in the reactor system.

대한민국등록특허 제1071415호Korea Patent No. 1071415 대한민국등록특허 제1555570호Korean Patent No. 1555570

전술한 문제점을 해소함에 있어, 본 발명의 목적은 가압기에 의해 안전주입탱크 내로 주입된 증기로부터 안전주입탱크 내벽으로 전달되는 열손실량을 저감시켜 증기응축 현상을 감소시키는 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to reduce the steam condensation of a mixed safety injection tank that reduces the amount of heat loss transferred from the steam injected into the safety injection tank by the pressurizer to the inner wall of the safety injection tank, Device.

아울러, 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 현상을 감소시켜 안전주입탱크와 가압기가 평형압력(약 15MPa)에 이르는 시간을 최소화하여 원자로계통의 사고 발생 시 비상노심냉각수의 주입 시간을 단축하게 하는 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치를 제공함에 있다.In addition, a mixed safety injection system that reduces the steam condensation of the mixed safety injection tank and minimizes the time required for the safety injection tank and the pressurizer to reach the equilibrium pressure (about 15 MPa), thereby shortening the injection time of the emergency core cooling water Thereby reducing the vapor condensation of the tank.

본 발명의 실시예에 따른 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치는 저압의 질소가 충진되고 비상노심냉각수가 수용되며 원자로용기와 비상노심냉각수주입관에 의해 연결된 안전주입탱크, 및 가압기에 의해 안전주입탱크 내로 주입된 증기에 의해 비상노심냉각수 표면에 형성되는 증기응축수를 모세관력에 의해 이동시키도록 안전주입탱크의 내벽에 설치되는 세관부를 포함하여 구성된다.The apparatus for reducing steam condensation of a mixed safety injection tank according to an embodiment of the present invention includes a safety injection tank filled with nitrogen at a low pressure and accommodated with emergency core cooling water and connected by a reactor vessel and an emergency core cooling water injection pipe, And a tubular portion provided on the inner wall of the safety injection tank for moving the vapor condensate formed on the surface of the emergency core cooling water by the capillary force by the steam injected into the tank.

이 경우, 세관부는 안전주입탱크의 내벽 둘레를 따라 서로 인접하여 형성되는 복수개의 세관들로 구성되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the tubule portion is composed of a plurality of tubules formed adjacent to each other along the inner wall of the safety injection tank.

이 때, 세관은 파이프 형상으로 이루어질 수 있다.At this time, the tubule may be formed into a pipe shape.

또한, 세관부는 안전주입탱크의 내벽과 일정 간격 이격되어 구비되는 관형부재, 및 안전주입탱크의 내벽과 관형부재의 외벽을 연결시키면서 안전주입탱크의 내주와 관형부재의 외주를 따라 그 길이 방향으로 복수개 구비되는 격벽부재를 포함하여 구성될 수 있다. The tubular member is connected to the inner wall of the safety infusion tank and the outer wall of the tubular member by a tubular member provided at a certain distance from the inner wall of the safety infusion tank, And may include a partition wall member.

한편, 증기응축수는 비상노심냉각수와 혼합된 혼합층과 순수증기층으로 구분되고, 세관부는 순수증기층으로부터 상측으로 설치되는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the steam condensate is divided into a mixed layer and a pure steam layer mixed with the emergency core cooling water, and the tubular portion is installed upward from the pure steam layer.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치는 가압기에 의해 안전주입탱크 내로 주입된 증기로부터 안전주입탱크 내벽으로 전달되는 열손실량을 저감시켜 증기응축 현상을 감소시킨다.As described above, the apparatus for reducing steam condensation of the mixed safety infusion tank according to the present invention reduces the amount of heat loss transferred from the steam injected into the safety infusion tank by the pressurizer to the inner wall of the safety infusion tank, thereby reducing the steam condensation phenomenon.

또한, 본 발명에 의한 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치는 증기응축 현상을 감소시켜 안전주입탱크와 가압기가 평형압력(약 15MPa)에 이르는 시간을 최소화하여 원자로계통의 사고 발생 시 비상노심냉각수의 주입 시간을 단축하게 한다.In addition, the apparatus for reducing steam condensation of the mixed safety injection tank according to the present invention reduces the vapor condensation phenomenon and minimizes the time required for the safety injection tank and the pressurizer to reach the equilibrium pressure (about 15 MPa) Thereby shortening the injection time.

도 1은 증기응축량 변화에 따른 혼합형 안전주입탱크의 압력 거동 변화 분석을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치를 개략적으로 표현한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 세관부의 부분 단면도이다.
도 4는 세관부의 다른 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 5는 혼합형 안전주입탱크의 수직 위치별 유체 온도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 5의 그래프에 대응되는 혼합형 안전주입탱크의 열전대 수직 위치 및 수위 변화를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a graph showing an analysis of a change in pressure behavior of a mixed safety injection tank according to a change in steam condensation amount.
2 is a perspective view schematically showing an apparatus for reducing steam condensation of a mixed safety injection tank according to an embodiment of the present invention.
3 is a partial cross-sectional view of the tubular portion shown in Fig.
4 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the tubular portion.
5 is a graph showing the fluid temperature for each vertical position of the mixed safety injection tank.
FIG. 6 is a graph showing changes in vertical position and level of the thermocouple of the mixed safety injection tank corresponding to the graph of FIG. 5; FIG.

본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로써, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.The accompanying drawings in the present invention may be exaggerated for clarity, clarity, and descriptive convenience. In addition, since the following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, they may vary depending on the intention or custom of the user or the operator, and therefore the definition of these terms should be based on the technical contents throughout this specification will be. On the contrary, the embodiments are merely illustrative of the constituent elements set forth in the claims of the present invention and do not limit the scope of the present invention, and the scope of the rights should be interpreted on the basis of technical ideas throughout the specification of the present invention .

도 1은 증기응축량 변화에 따른 혼합형 안전주입탱크의 압력 거동 변화 분석을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing an analysis of the change in pressure behavior of a mixed safety injection tank according to a change in steam condensation amount.

혼합형 안전주입탱크는 원자로계통이 가압되는 사고 발생 시에는 가압기로부터 고압의 증기가 제트 유동의 형태로 안전주입탱크로 주입되어 안전주입탱크와 가압기가 평형압력(약 15MPa)에 이를 때까지 안전주입탱크를 가압시키게 된다.In the mixed safety injection tank, when an accident occurs in which the reactor system is pressurized, high-pressure steam is injected from the pressurizer into the safety injection tank in the form of a jet flow so that the safety injection tank and the pressurizer reach a balanced pressure (about 15 MPa) .

하기의 식 (1)은 혼합형 안전주입탱크 내부의 혼합가스(증기+질소)의 압력거동을 결정하는 관계식이다.The following equation (1) is a relational expression for determining the pressure behavior of the mixed gas (steam + nitrogen) in the mixed type safety injection tank.

Figure 112016036913845-pat00001
...(1)
Figure 112016036913845-pat00001
...(One)

Figure 112016036913845-pat00002
Figure 112016036913845-pat00002

(Pm: 혼합가스의 압력 [kPa], Zm: 혼합가스의 압축성 계수, R: 기체상수 [J/Kmol], Tm: 혼합가스의 온도 [K], Vm: 혼합가스의 부피 [m3], Nm: 혼합가스의 몰수 [kmol], NN2: 질소의 몰수 [kmol], Nnon-condensed water: 응축되지 않은 증기의 몰수[kmol])(Pm: pressure of the mixed gas [kPa], Zm: compressibility coefficient of the mixed gas, R: gas constant [J / Kmol], Tm: temperature of the mixed gas [ : Mols of mixed gas [kmol], N N2 : Mole of nitrogen [kmol], Nnon-condensed water: Mole of non-condensed steam [kmol]

상기 식 (1)을 바탕으로 본 출원인이 수행한 실험결과를 나타낸 도 1을 참조하면, 증기응축량이 10% 감소하는 경우 안전주입탱크와 가압기의 평형압력(약 15MPa)에 도달하는데 소요되는 시간이 약 250초 감소되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 혼합형 안전주입탱크의 가압을 증진시켜 안전주입탱크의 냉각수 주입시간을 단축시키기 위해서는 증기의 응축 현상을 감소시키기 위한 물리적인 방안이 요구됨을 확인할 수 있다.1, which shows experimental results performed by the present applicant based on the above equation (1), when the steam condensation amount is reduced by 10%, the time required to reach the equilibrium pressure (about 15 MPa) between the safety injection tank and the pressurizer It is confirmed that it is reduced by about 250 seconds. Therefore, it can be confirmed that a physical plan for reducing the condensation phenomenon of the steam is required to increase the pressurization of the mixed safety injection tank to shorten the injection time of the cooling water in the safety injection tank.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치를 개략적으로 표현한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 세관부의 부분 단면도이며, 도 4는 세관부의 다른 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.FIG. 2 is a perspective view schematically showing an apparatus for reducing steam condensation of a mixed safety injection tank according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the tubular portion shown in FIG. 2, and FIG. Fig.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치는 안전주입탱크(10) 및 세관부(20)를 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 2 to 4, an apparatus for reducing steam condensation of a mixed safety injection tank according to an embodiment of the present invention includes a safety injection tank 10 and a tubular section 20.

안전주입탱크(10)는 저압의 질소가 충진되고 비상노심냉각수(11)가 수용되는 공간을 형성한다.The safety injection tank 10 is filled with nitrogen at a low pressure and forms a space in which the emergency core cooling water 11 is accommodated.

아울러, 안전주입탱크(10)는 원자로용기(미도시)와 비상노심냉각수주입관(미도시)에 의해 연결되어, 원자로계통의 저압 및 고압 상태에서의 전원상실사고(SBO), 냉각수유출사고(LOCA) 등의 사고 발생 시, 안전주입탱크(10) 내의 비상노심냉각수(11)를 비상노심냉각수주입관을 통해 원자로용기 내로 주입시킴으로써 노심의 가열을 방지하게 된다.In addition, the safety injection tank 10 is connected to a reactor vessel (not shown) and an emergency core cooling water injection tube (not shown), so that a power loss accident (SBO) and a cooling water leakage accident LOCA), the emergency core cooling water (11) in the safety injection tank (10) is injected into the reactor vessel through the emergency core cooling water injection tube to prevent the core from being heated.

특히, 원자로계통이 가압되는 사고 발생 시, 가압기(미도시)에 의해 고압의 증기가 제트 유동의 형태로 안전주입탱크(10)로 주입되어 안전주입탱크(10)와 가압기가 평형압력(약 15MPa)에 이를 때까지 안전주입탱크(10)를 가압시키게 된다.In particular, when an accident occurs in which the reactor system is pressurized, a high pressure steam is injected into the safety injection tank 10 in the form of a jet flow by a pressurizer (not shown) so that the safety injection tank 10 and the pressurizer are operated at a balanced pressure The pressure of the safety injection tank 10 is increased.

이 경우, 안전주입탱크(10) 내로 유입된 고온의 증기는 안전주입탱크(10) 내부에서 온도 및 압력 차에 의해 응축되어, 도 2에 도시된 바와 같이, 일정 이상의 증기응축수(12)가 비상노심냉각수(11)위에 층구조를 형성하게 된다.In this case, the high-temperature steam introduced into the safety injection tank 10 is condensed by the temperature and pressure difference within the safety injection tank 10, so that a certain amount of steam condensed water 12, as shown in FIG. 2, So that a layer structure is formed on the core cooling water 11.

아울러, 특허문헌 1(대한민국등록특허 제1071415호)에 개시된 바와 같이, 안전주입탱크(10) 내로 주입된 증기에 의해 질소가 배출되도록 하는 구성이 더 부가될 수 있음은 물론이다.It is needless to say that, as disclosed in Patent Document 1 (Korean Patent Registration No. 1071415), nitrogen may be discharged by the steam injected into the safety injection tank 10.

세관부(20)는 가압기에 의해 안전주입탱크(10) 내로 주입된 증기에 의해 비상노심냉각수(11) 표면에 형성되는 증기응축수(12)를 모세관력에 의해 이동시키도록 안전주입탱크(10)의 내벽에 설치된다.The tubular section 20 is connected to the safety injection tank 10 so as to move the vapor condensed water 12 formed on the surface of the emergency core cooling water 11 by the capillary force by the steam injected into the safety injection tank 10 by the pressurizer. As shown in FIG.

즉, 세관부(20)는 고온의 증기응축수(12)를 모세관력(Capillary force)에 의해 관 내부에서 상측으로 이동시켜, 안전주입탱크(10)의 내벽을 일정 부분 보온함으로써 가압기에 의해 주입된 증기와 안전주입탱크(10)의 내벽 사이의 열저항을 증가시킨다. 이를 통해, 세관부(20)는 증기로부터 안전주입탱크(10)의 내벽으로 발생하는 열손실량을 저감시켜 증기응축 현상을 감소시키는 것이다.That is, the tubular portion 20 moves the high-temperature steam condensed water 12 upward from the inside of the tube by capillary force, insulates the inner wall of the safety injection tank 10 by a certain amount, Thereby increasing the thermal resistance between the steam and the inner wall of the safety injection tank 10. [ Accordingly, the tubular portion 20 reduces the amount of heat loss generated from the steam to the inner wall of the safety injection tank 10, thereby reducing the steam condensation phenomenon.

따라서, 세관부(20)는 안전주입탱크(10)와 가압기가 평형압력에 이르는 시간을 최소화하여 원자로계통의 사고 발생 시 비상노심냉각수(11)의 주입 시작 시간을 단축하여 효과적인 노심 냉각 기능을 수행하게 한다.Accordingly, the tubular section 20 minimizes the time required for the safety injection tank 10 and the pressurizer to reach the equilibrium pressure, thereby shortening the injection start time of the emergency core cooling water 11 in the event of an accident of the reactor system, .

세관부(20)는 안전주입탱크(10)의 내벽 둘레를 따라 서로 인접하여 형성되는 복수개의 세관(21)들로 구성되는 것이 바람직하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 세관(21)들은 서로 밀착되게 형성되는 것이 열손실량 저감에 효과적일 것이나, 소정 간격 이격되게 형성될 수 있음은 물론이다.The tubular portion 20 is preferably composed of a plurality of tubules 21 formed adjacent to each other along the inner wall of the safety injection tank 10. As shown in FIG. 3, it is needless to say that the adjacent tubes 21 are formed to be in close contact with each other, but they may be spaced apart from each other by a predetermined distance.

이 경우, 세관(21)은 중공부를 가지는 파이프 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 세관(21)은 원형의 중공부 단면을 갖도록 구성될 수 있으나, 그 단면 형상은 원형에 한정되지는 않는다.In this case, the tubule 21 may be formed in a pipe shape having a hollow portion. At this time, as shown in FIG. 3, the tubule 21 may be configured to have a circular hollow section, but the sectional shape thereof is not limited to a circular shape.

예를 들어, 도 4에서와 같이, 모세관력을 이용할 수 있는 균등한 구성으로서, 세관부(20)는 안전주입탱크(10)의 내벽과 일정 간격 이격되어 구비되는 관형부재(22), 및 안전주입탱크(10)의 내벽과 관형부재(22)의 외벽을 연결시키면서 안전주입탱크(10)의 내주와 관형부재(22)의 외주를 따라 그 길이 방향으로 복수개 구비되는 격벽부재(23)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, as shown in Fig. 4, the capillary tube 20 has a tubular member 22 spaced apart from the inner wall of the safety injection tank 10, And a plurality of partition members 23 provided in the longitudinal direction along the outer periphery of the tubular member 22 and the inner periphery of the safety injection tank 10 while connecting the inner wall of the injection tank 10 and the outer wall of the tubular member 22 .

세관부(20)를 구성하는 세관(21)의 중공부 단면적(서로 인접한 격벽(23)과 관형부재(22)에 의해 형성되는 단면적 포함)은 하기의 식 (2)를 통하여 산출되는 반경(R)로부터 산출할 수 있다.The cross sectional area of the hollow portion of the tubular portion 21 constituting the tubular portion 20 (including the cross sectional area formed by the partition wall 23 and the tubular member 22 which are adjacent to each other) is calculated by the following equation (2) ). ≪ / RTI >

Figure 112016036913845-pat00003
...(2)
Figure 112016036913845-pat00003
...(2)

(R: 모세관의 반경,σ: 응축수의 표면장력, θ: 접촉각, ρ: 응축수 밀도, g: 중력가속도, h: 모세관의 높이)(R: radius of capillary, σ: surface tension of condensate, θ: contact angle, ρ: condensate density, g: gravitational acceleration, h: capillary height)

한편, 세관(21)은 증기응축수(12)를 이동시키도록 비상노심냉각수(11) 층보다 상부에 그 하측 단부가 형성되며 안전주입탱크(10)의 길이방향을 따라 설치되도록 구성하는 것이 바람직하다. 세관(21)의 설치 높이에 관하여는 도 5 및 도 6을 참조하여 상술하기로 한다.It is preferable that the lower end of the tubular portion 21 is formed above the emergency core cooling water layer 11 so as to move the steam condensed water 12 and is installed along the longitudinal direction of the safety injection tank 10 . The installation height of the tubule 21 will be described in detail with reference to Figs. 5 and 6. Fig.

도 5는 혼합형 안전주입탱크의 수직 위치별 유체 온도를 나타낸 그래프이고, 도 6은 도 5의 그래프에 대응되는 혼합형 안전주입탱크의 열전대 수직 위치 및 수위 변화를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a graph showing the fluid temperature of the mixed safety injection tank according to the vertical position, and FIG. 6 is a graph showing the change of the vertical position and the water level of the thermostatic valve of the mixed safety injection tank corresponding to the graph of FIG.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 출원인이 수행한 실험 결과, 가압기로부터 고압의 증기가 안전주입탱크(10)로 주입되도록 밸브를 개방한 후 약 10초 경과한 시점에서 탱크 상부의 기체(N2+증기) 공간에 설치된 열전대(TF-HSIT-201~204)들의 온도값이 급격히 상승하다가, ②시점에서 증기응축수(12)로 인한 수위 상승으로 인해 열전대 TF-HSIT-204는 증기응축수(12)에 잠기기 시작하여 ②'시점에서는 완전히 잠긴 것으로 판단된다. 이 때, ②'시점에서의 열전대 TF-HSIT-204의 온도값은 대략 125 ℃로 증기응축수(12)와 그 하부의 30 ℃ 수준의 비상노심냉각수(11)가 혼합되어 나타난 결과로 예측된다.Referring to FIGS. 5 and 6, when the applicant performed the experiment, it was found that when the valve was opened so that high-pressure steam was injected into the safety injection tank 10 from the pressurizer, the gas (N2 + The thermocouple TF-HSIT-204 installed in the steam space (TF-HSIT-201-204) rises rapidly, and the thermocouple TF-HSIT-204 is connected to the steam condensate 12 due to the rise of the water level due to the steam condensate It seems to be completely locked at ② '. At this time, the temperature value of the thermocouple TF-HSIT-204 at the point of "②" is estimated to be 125 ° C. as a result of mixing the steam condensed water (12) with the emergency core cooling water (11)

아울러, 열전대 TF-HSIT-203는 그 변화 추이(③ - ③')를 토대로 하부 냉각수의 영향을 거의 받지 않은 순수 증기 영역의 열전대로 판단되며, 온도값은 대략 220 ~ 230 ℃ 수준이다.In addition, the thermocouple TF-HSIT-203 is judged to be a thermocouple in the pure steam region which is hardly influenced by the lower cooling water based on the change (③ - ③ '), and the temperature value is about 220 ~ 230 ℃.

이를 토대로, 증기응축수(12)는 비상노심냉각수(11)와 혼합된 혼합층과 순수증기층으로 구분될 수 있고, 세관부(20)는 열저항이 증가되는 효과를 극대화하도록 순수증기층으로부터 상측으로 설치되는 것이 바람직하다.Based on this, the steam condensed water 12 can be divided into a mixture layer mixed with the emergency core cooling water 11 and a pure steam layer, and the tubular portion 20 can be separated from the pure steam layer upward from the pure steam layer to maximize the effect of increasing the thermal resistance. .

한편, 필요에 따라 세관부(20)를 돔 영역까지 설치할 수도 있음은 물론이다.Needless to say, the tubular portion 20 may be provided up to the dome region if necessary.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치는 가압기에 의해 안전주입탱크 내로 주입된 증기로부터 안전주입탱크 내벽으로 전달되는 열손실량을 저감시켜 증기응축 현상을 감소시키며, 안전주입탱크와 가압기가 평형압력에 이르는 시간을 최소화하여 원자로계통의 사고 발생 시 비상노심냉각수의 효과적인 주입을 가능하게 한다.As described above, the apparatus for reducing steam condensation of the mixed type safety injection tank according to the present invention reduces the amount of heat loss transferred from the steam injected into the safety injection tank by the pressurizer to the inner wall of the safety injection tank, This minimizes the time required for the injection tank and the pressurizer to reach equilibrium pressure, thus enabling effective injection of emergency core cooling water in the event of an accident in the reactor system.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 기초로 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하 기술할 특허청구범위에 의하며, 상술한 발명의 구체적 내용을 토대로 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings. However, it should be understood that the present invention is by way of example only and that various modifications and equivalent embodiments are possible on the basis of common knowledge in the art . Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined based on the specific contents of the above-mentioned invention in accordance with the claims to be described below.

본 발명은 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치에 관한 것으로, 원자로의 설계, 유지, 및 정비와 관련된 산업 분야에 이용 가능하다. The present invention relates to an apparatus for reducing steam condensation in a hybrid safety injection tank and is applicable to industrial fields related to the design, maintenance, and maintenance of nuclear reactors.

10: 안전주입탱크
11: 비상노심냉각수
12: 증기응축수
20: 세관부
21: 세관
22: 관형부재
23: 격벽부재10: Safety injection tank
11: emergency core cooling water
12: Steam condensate
20: Customs Department
21: Customs
22: tubular member
23: partition member

Claims (5)

저압의 질소가 충진되고, 비상노심냉각수가 수용되며, 원자로용기와 비상노심냉각수주입관에 의해 연결된 안전주입탱크; 및
가압기에 의해 상기 안전주입탱크 내로 주입된 증기에 의해 상기 비상노심냉각수 표면에 형성되는 증기응축수를 모세관력에 의해 이동시키도록 상기 안전주입탱크의 내벽에 설치되는 세관부;
를 포함하고,
상기 세관부는 상기 안전주입탱크의 내벽 둘레를 따라 서로 인접하여 형성되는 복수개의 세관들로 구성되고,
상기 세관부는 증기응축수를 이동시키도록 상기 비상노심냉각수 층보다 상부에 그 하측 단부가 형성되며 상기 안전주입탱크의 길이방향을 따라 설치되고, 고온의 증기응축수를 모세관력에 의해 관 내부에서 상측으로 이동시켜 안전주입탱크의 내벽을 보온함으로써 증기로부터 안전주입탱크의 내벽으로 발생하는 열손실량을 저감시키고,
상기 증기응축수는 상기 비상노심냉각수와 혼합된 혼합층과 순수증기층으로 구분되고, 상기 세관부는 상기 순수증기층으로부터 상측으로 설치되는 것을 특징으로 하는 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치.
A safety infusion tank filled with nitrogen at low pressure, accommodating emergency core cooling water and connected by a reactor vessel and an emergency core cooling water inlet tube; And
A tubular portion provided on an inner wall of the safety injection tank for moving vapor condensate formed on a surface of the emergency core cooling water by capillary force by steam injected into the safety injection tank by a pressurizer;
Lt; / RTI >
Wherein the tubule portion is composed of a plurality of tubules formed adjacent to each other along the inner wall of the safety injection tank,
The tubular section is provided at its lower end above the emergency core cooling water layer so as to move vapor condensate and is installed along the longitudinal direction of the safety injection tank and moves the hot vapor condensed water upward from inside the tube by the capillary force The amount of heat loss generated from the steam to the inner wall of the safety injection tank is reduced by keeping the inner wall of the safety injection tank warm,
Wherein the vapor condensed water is divided into a mixed layer and a pure steam layer mixed with the emergency core cooling water and the tubular portion is installed upward from the pure steam layer.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 세관은,
파이프 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the steam-condensing-reduction tank is formed in a pipe shape.
제1항에 있어서, 상기 세관부는,
상기 안전주입탱크의 내벽과 일정 간격 이격되어 구비되는 관형부재; 및
상기 안전주입탱크의 내벽과 상기 관형부재의 외벽을 연결시키면서 상기 안전주입탱크의 내주와 상기 관형부재의 외주를 따라 그 길이 방향으로 복수개 구비되는 격벽부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합형 안전주입탱크의 증기응축 감소 장치.
The apparatus according to claim 1,
A tubular member provided at a predetermined distance from an inner wall of the safety injection tank; And
A plurality of partition walls arranged in the longitudinal direction along the inner periphery of the safety injection tank and the outer periphery of the tubular member while connecting the inner wall of the safety injection tank and the outer wall of the tubular member;
Wherein the steam condensation reducing device of the mixed safety injection tank is a steam condensation reducing device.
삭제delete
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