KR101802840B1 - Reactor coolant pump and integral reactor having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원자로냉각재의 순환유량을 보다 효율적으로 이용할 수 있는 원자로냉각재펌프 및 이를 구비한 일체형 원자로에 관한 것이다.The present invention relates to a reactor coolant pump capable of more efficiently utilizing a circulating flow rate of a reactor coolant and an integrated reactor having the same.
원자로는 주요기기의 설치위치에 따라 주요기기(증기발생기, 가압기, 원자로냉각재펌프의 임펠러 등)가 원자로용기의 외부에 설치되는 분리형원자로(예, 상용 원자로: 대한민국)와, 주요기기가 원자로용기의 내부에 설치되는 일체형 원자로(예, SMART 원자로: 대한민국)로 나뉜다.Nuclear reactors consist of a separate reactor (eg commercial reactor: Korea) in which the main equipment (steam generator, pressurizer, impeller of the reactor coolant pump, etc.) is installed outside the reactor vessel depending on the installation position of the main equipment (For example, SMART reactor: Korea).
또한, 경수형 원자로는 원자로냉각재의 비등을 허용하는 비등경수로와, 비등을 허용하지 않고 가압기에 의해 과냉각상태를 유지하는 가압경수로로 분류될 수 있다.In addition, the water-tight reactor can be classified into a boiling light-water reactor that allows the boil-off of the reactor coolant and a pressurized light-water reactor that does not allow boiling and maintains a supercooled state by the pressurizer.
상기 가압경수로에서 원자로냉각재펌프는 원자로냉각재를 순환시켜 노심에서 생성된 열을 증기발생기로 전달하는 기능을 수행한다.In the pressurized light water reactor, the reactor coolant pump circulates the reactor coolant to transfer heat generated from the core to the steam generator.
원자로냉각재펌프는 회전동력을 발생시키는 전동기와, 회전동력을 유체동력으로 전환하는 임펠러를 포함한다. The reactor coolant pump includes an electric motor that generates rotational power and an impeller that converts rotational power into fluid power.
원자로냉각재펌프는 펌프 설치 방향에 따라 수평형과 수직형으로 구분되며, 임펠러의 형태에 따라서는 원심형, 사류형, 축류형 등으로 구분된다. The reactor coolant pump is divided into a horizontal type and a vertical type according to the installation direction of the pump, and is classified into a centrifugal type, a quadrature type, and an axial type depending on the type of the impeller.
또한, 분리형원자로에서 원자로냉각재펌프는 증기발생기와 원자로를 연결하는 주배관에 설치된다.In a separate reactor, the reactor coolant pump is installed in the main pipe connecting the steam generator and the reactor.
일체형 원자로에서 원자로냉각재펌프는 전동기가 원자로용기의 외벽에 외측으로 돌출되고 임펠러가 원자로용기의 내부에 수용되는 형태로 원자로용기에 장착되거나, 임펠러 및 전동기를 포함한 펌프 전체가 원자로용기 내부에 수용되는 형태로 장착될 수 있다. In the integrated reactor, the reactor coolant pump is a type in which the motor is mounted on the reactor vessel in such a manner that the motor protrudes outwardly from the outer wall of the reactor vessel and the impeller is accommodated in the reactor vessel or the entire pump including the impeller and the motor is accommodated in the reactor vessel As shown in FIG.
한편, 두 개의 영구자석을 서로 격리되는 판 사이에 설치하여 하나의 (주동)자석이 회전하면 (종동)자석이 회전하면서 펌프를 구동하는 형식의 무누출 자석펌프가 종래의 기술로 제안된바 있다(아래의 선행특허문헌 1 참조). 또한, 원자로냉각재펌프를 터빈구동 전용방식을 구성하는 방식이 제안되었다(아래의 선행특허문헌 2 참조).On the other hand, a non-leakage magnetic pump of a type in which two permanent magnets are installed between plates separated from each other to drive the pump while one (main) magnet is rotated (driven) (Refer to the following patent document 1). In addition, a system in which a reactor coolant pump is configured to drive a turbine is proposed (refer to the
도 1은 일체형 원자로(10)를 보여주는 개념도이고, 도 2는 도 1에서 원자로냉각재펌프(1)의 펌프유로구조물(3)과 원자로용기(11)의 내부구조물(18) 사이의 간극(6)으로 우회유량(7)이 발생하는 모습을 보여주는 개념도이다. Fig. 1 is a conceptual view showing an integral
일체형 원자로(10)는 원자로냉각재계통의 주요기기인 노심(12), 증기발생기(13), 원자로냉각재펌프(1)의 임펠러(2), 가압기(16) 등을 원자로용기(11)의 내부에 수용하도록 구성될 수 있다. The integrated
일체형 원자로(10)에서 원자로냉각재펌프(1)는 원자로용기(11)의 측면에 장착되고, 임펠러(2) 및 펌프유로구조물(3)은 원자로용기(11) 내부의 원자로냉각재계통의 유로 상에 삽입되며, 전동기는 원자로용기(11)의 외벽 연결노즐(17)에 연결된다.The
상기 원자로용기(11)의 내부에는 원자로냉각재를 원자로냉각재펌프(1)의 임펠러(2)로 안내하는 내부구조물(18)이 구비되어 있다.Inside the
그리고, 펌프유로구조물(3)은 내부구조물(18)로부터 임펠러(2)를 통과한 원자로냉각재를 증기발생기(13)의 전열관 외측으로 방출하도록 이루어진다.The
원자로냉각재계통에서 원자로냉각재의 이동경로를 살펴보면, 원자로냉각재는 노심(12), 원자로냉각재펌프(1), 증기발생기(13), 노심(12) 순으로 순환된다. The reactor coolant is circulated in the order of the
원자로냉각재는 원자로용기(11)의 측면에 장착된 원자로냉각재펌프(1)에 의해 순환되고, 원자로용기(11) 중앙하부에 위치하는 노심(12)과, 노심(12)지지배럴과 원자로용기(11)의 내벽 사이의 환형공간에 위치하는 증기발생기(13) 사이에 원자로냉각재의 강제 순환 유동이 형성되어 노심(12)에서 발생한 열이 증기발생기(13)의 전열관 내의 2차측으로 전달될 수 있다.The reactor coolant is circulated by a
원자로냉각재계통 내의 열전달은 증기발생기(13)의 전열관 외측을 통과하는 원자로냉각재와 증기발생기(13)의 전열관 내측을 통과하는 2차측 급수 사이에서 이루어진다. 전열관 내측의 급수는 원자로냉각재와 열교환을 통해 가열되면서 과냉각유동에서 이상유동(액체와 기체의 혼합유체)으로, 이상유동에서 과열증기유동으로 상 변환된 후 증기발생기(13)의 헤더를 통해 터빈으로 방출된다.The heat transfer in the reactor coolant system is made between the reactor coolant passing through the heat transfer tube outside of the
종래의 원자로냉각재펌프(1)는 전동기(4)로부터 동력을 받아 임펠러(2)의 회전에 의해 원자로냉각재를 상기 원자로용기(11)의 내부구조물(18)에서 펌프유로구조물(3)의 내측으로 흡입하고, 펌프유로구조물(3) 후단의 방출부(5)를 통해 증기발생기(13)로 방출하는 구조로 되어 있다.The conventional
하지만, 상기와 같은 구조에서는 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(3) 사이의 간극(6)을 용접 등을 통한 밀봉 구조를 형성하기 어려워서, 펌프유로구조물(3)에서 방출된 원자로냉각재는 상기 원자로냉각재계통의 유로를 통해 순환하지 않고 상기 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(3) 사이의 간극(6)으로 유입되어, 상기 간극(6)을 통해 우회하는 우회유량(7)이 발생하는 문제점이 있다. 상기 우회유량(7)의 발생은 원자로냉각재펌프(1)의 동력 손실로 이어져 펌프 소요 용량을 증가시키는 문제점이 있다.However, in such a structure, it is difficult to form the sealing structure through welding or the like between the
따라서, 본 발명의 목적은, 일체형 원자로의 측면에 장착되는 원자로냉각재펌프의 장착 구조에 있어서 원자로용기의 내부구조물과 펌프유로구조물 사이의 간극으로 인해 발생가능한 우회유량을 최소화할 수 있는 원자로냉각재펌프 및 이를 구비한 일체형 원자로를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a reactor coolant pump capable of minimizing a bypass flow that can be generated due to a clearance between an internal structure of a reactor vessel and a pump flow path structure in a mounting structure of a reactor coolant pump mounted on a side surface of an integral reactor And to provide an integrated reactor having the same.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 원자로냉각재펌프는 원자로용기의 외벽 측면에 장착되는 전동기; 상기 원자로용기의 내부에 수용되고, 상기 전동기로부터 동력을 전달받아 상기 원자로용기 내부의 원자로냉각재를 순환시키는 임펠러; 상기 원자로용기의 내부구조물과 상기 임펠러를 둘러싸는 펌프유로구조물 사이의 간극에 구비되고, 탄성 및 상기 원자로냉각재의 온도 상승에 따른 길이 팽창 중 적어도 하나를 이용하여 상기 원자로용기의 내부구조물과 펌프유로구조물 사이의 간극을 밀봉하여 상기 간극을 통해 우회할 원자로냉각재의 우회유량을 저감하는 우회유량 저감부를 포함한다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a reactor coolant pump comprising: an electric motor mounted on an outer wall of a reactor vessel; An impeller which is accommodated in the reactor vessel and receives power from the motor to circulate the reactor coolant inside the reactor vessel; Wherein the inner structure of the reactor vessel and the pump flow path structure surrounding the impeller are formed by using at least one of elasticity and expansion due to temperature rise of the reactor coolant, And a bypass flow rate reducing section for reducing the bypass flow rate of the reactor coolant to bypass through the gap.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 우회유량 저감부는, 벨로우즈 또는 스프링을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the bypass flow reducing portion may include a bellows or a spring.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 우회유량 저감부는, 일측이 상기 펌프유로구조물에 고정되고 타측이 상기 원자로용기의 내부구조물로 길이 팽창할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the bypass flow reducing section may have one side fixed to the pump flow path structure and the other side expanding to an internal structure of the reactor vessel.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 우회유량 저감부는, 일측이 상기 원자로용기의 내부구조물에 고정되고 타측이 상기 펌프유로구조물로 길이 팽창할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the bypass flow reducing portion may have one side fixed to the internal structure of the reactor vessel and the other side expanding to the pump flow path structure.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 우회유량 저감부는, 상기 벨로우즈와 일체형으로 형성되고, 상기 벨로우즈의 길이 팽창에 의해 이동되어 상기 원자로용기의 내부구조물 또는 펌프유로구조물에 밀착되는 밀봉부재를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the bypass flow reducing unit further includes a sealing member formed integrally with the bellows and moved by the expansion of the bellows to closely contact the internal structure of the reactor vessel or the pump flow path structure can do.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 우회유량 저감부는, 상기 스프링과 일체형으로 형성되고, 상기 스프링의 길이 팽창에 의해 이동되어 상기 원자로용기의 내부구조물 또는 펌프유로구조물에 밀착되는 밀봉부재를 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the bypass flow reducing portion is formed integrally with the spring, and the sealing member is moved by the expansion of the spring to closely contact the inner structure of the reactor vessel or the pump flow path structure .
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따르면, 상기 우회유량 저감부는, 상기 스프링의 외측과 내측을 감싸도록 상기 스프링의 일부가 수용되고, 상기 스프링의 길이 팽창에 의해 이동되어 상기 원자로용기의 내부구조물 또는 펌프유로구조물에 밀착되는 밀봉부재를 더 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the bypass flow reduction unit may include a portion of the spring to enclose the outer side and the inner side of the spring, And a sealing member which is in close contact with the pump flow path structure.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 우회유량 저감부는, 상기 펌프유로구조물에 구비되어 상기 스프링의 길이팽창을 안내하는 안내부를 포함하고, 상기 안내부는, 상기 스프링의 내측을 감싸는 내측 안내부분; 및 상기 스프링의 외측을 감싸는 외측 안내부분 중 적어도 하나의 안내부분을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the bypass flow reducing portion includes a guide portion provided in the pump channel structure to guide the expansion of the spring, wherein the guide portion includes: an inner guide portion surrounding the inside of the spring; And an outer guiding portion surrounding the outer side of the spring.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 우회유량 저감부는, 상기 펌프유로구조물에 구비되어 상기 벨로우즈의 길이팽창을 안내하는 안내부를 포함하고, 상기 안내부는, 상기 벨로우즈의 내측을 감싸는 내측 안내부분; 및 상기 벨로우즈의 외측을 감싸는 외측 안내부분 중 적어도 하나의 안내부분을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the bypass flow reducing section includes a guide portion provided in the pump channel structure to guide the expansion of the bellows, wherein the guide portion includes: an inner guide portion surrounding the inside of the bellows; And an outer guiding portion surrounding the outer side of the bellows.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 우회유량 저감부는 스크류 또는 용접에 의해 체결될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the bypass flow reducing portion may be fastened by a screw or welding.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스프링은 코일 스프링, 디스크 스프링 및 벌류트 스프링 중 어느 하나일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the spring may be any one of a coil spring, a disk spring, and a volute spring.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 밀봉부재는 상기 벨로우즈의 전단에 일체형으로 형성되고, 상기 밀봉부재의 끝이 부분적으로 절개되는 절개부가 원주방향을 따라 이격되게 배치되며, 상기 밀봉부재의 단부는 밀봉부재의 반경방향 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌려질 수 있다.According to an embodiment related to the present invention, the sealing member is integrally formed on the front end of the bellows, and an incision part in which the end of the sealing member is partially cut is disposed so as to be spaced apart in the circumferential direction, It can be pushed radially inward of the sealing member or can be spread outward.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 밀봉부재는 상기 스프링의 전단에 일체형으로 형성되고, 상기 밀봉부재의 끝이 부분적으로 절개되는 절개부가 원주방향을 따라 이격되게 배치되어, 상기 밀봉부재의 단부는 밀봉부재의 반경방향 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌려질 수 있다.According to an embodiment related to the present invention, the sealing member is integrally formed at the front end of the spring, and a cutout portion in which the end of the sealing member is partially cut is disposed so as to be spaced apart in the circumferential direction, It can be pushed radially inward of the sealing member or can be spread outward.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 밀봉부재의 단부는 상기 절개부에 의해 원주방향으로 교번하면서 서로 엇갈리게 배치되어 밀봉부재의 반경방향 내측과 외측으로 교번하여 오므려지거나 벌려질 수 있다.According to one example related to the present invention, the end portions of the sealing member may be alternately arranged in the circumferential direction and alternately arranged in the circumferential direction by the cut-out portion, and may be alternately pinched or widened radially inwardly and outwardly of the sealing member.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 전동기는, 전자기적 상호 작용에 의해 회전력을 생성하는 고정자 및 회전자; 일측이 상기 회전자와 연결되고, 타측이 상기 원자로용기의 내측으로 돌출되어 상기 임펠러와 연결되는 회전축; 및 상기 원자로용기의 외벽 측면에서 외측으로 돌출되고, 상기 고정자 및 회전자와 상기 회전축의 일부를 감싸는 케이싱을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electric motor includes: a stator and a rotor that generate a rotational force by an electromagnetic interaction; A rotary shaft having one side connected to the rotor and the other side projecting to the inside of the reactor vessel and connected to the impeller; And a casing that protrudes outward from an outer wall side of the reactor vessel and surrounds the stator and the rotor and a part of the rotation shaft.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 회전축은 원자로용기의 반경방향으로 연장되게 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the rotary shaft may be disposed to extend in the radial direction of the reactor vessel.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 일체형 원자로는, 노심, 증기발생기 및 가압기를 내부에 수용하는 원자로용기; 상기 원자로용기의 내부에 회전 가능하게 수용되는 임펠러와 상기 임펠러를 회전시키는 전동기를 구비하여 상기 원자로용기에 저장된 원자로냉각재를 순환시키는 원자로냉각재펌프; 상기 원자로용기의 내부에 수용되어 상기 임펠러의 둘레를 감싸고, 상기 임펠러에 의해 송출된 원자로냉각재를 상기 증기발생기로 방출하는 방출부를 구비하는 펌프유로구조물; 상기 원자로용기의 내부에 구비되고, 상기 원자로냉각재를 상기 노심에서 상기 임펠러의 전단으로 안내하는 내부구조물; 및 상기 펌프유로구조물과 내부구조물 사이에 스프링 또는 벨로우즈를 구비하고, 상기 스프링 또는 벨로우즈의 탄성 또는 상기 원자로냉각재의 열에 따른 상기 스프링 또는 벨로우즈의 길이 팽창을 이용하여 상기 펌프유로구조물과 내부구조물 사이의 간극을 밀봉하는 우회유량 저감부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an integrated nuclear reactor comprising: a reactor vessel for receiving therein a core, a steam generator, and a pressurizer; A reactor coolant pump for circulating the reactor coolant stored in the reactor vessel, the reactor coolant pump including an impeller rotatably received in the reactor vessel and an electric motor rotating the impeller; A pump channel structure accommodated in the reactor vessel and surrounding a periphery of the impeller and discharging the reactor coolant discharged by the impeller to the steam generator; An internal structure provided inside the reactor vessel for guiding the reactor coolant from the core to a front end of the impeller; And a spring or a bellows between the pump channel structure and the internal structure, wherein a gap between the pump channel structure and the internal structure is formed by elasticity of the spring or the bellows or by expansion of the spring or bellows due to heat of the reactor coolant, And a bypass flow rate reducing section for sealing the bypass flow rate.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, the following effects can be obtained.
첫째, 일체형 원자로에서 원자로냉각재펌프와 원자로내부 구조물 사이에 형성되는 간극을 최소화하여 우회유량을 감소시킴에 따라 원자로냉각재펌프에 의해 순환하는 원자로냉각재의 순환유량을 효율적으로 이용할 수 있다.First, the circulation flow rate of the reactor coolant circulated by the reactor coolant pump can be efficiently utilized by reducing the bypass flow rate by minimizing the gap formed between the reactor coolant pump and the reactor internal structure in the integral reactor.
둘째, 원자로냉각재의 순환유량이 증가됨에 따라 노심의 열적마진을 증가시켜 원전의 안전성을 증진시킬 수 있다.Second, as the circulation flow rate of the reactor coolant increases, the thermal margin of the core can be increased to enhance the safety of the nuclear reactor.
셋째, 원자로의 냉각에 참여하지 않는 원자로냉각재의 우회유량이 감소됨에 따라 원자로냉각재계통의 냉각성능은 유지하면서 원자로냉각재펌프의 용량을 효율적으로 줄일 수 있어, 원자로냉각재펌프를 소형화할 수 있고, 원전의 경제성을 향상시킬 수 있다.Third, as the bypass flow rate of the reactor coolant not participating in the cooling of the reactor is reduced, the capacity of the reactor coolant pump can be efficiently reduced while maintaining the cooling performance of the reactor coolant system, and the reactor coolant pump can be downsized. The economic efficiency can be improved.
도 1은 일체형 원자로를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에서 원자로냉각재펌프의 펌프유로구조물과 원자로용기의 내부구조물 사이의 간극으로 우회유량이 발생하는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 3에서 밀봉부재의 내부에 스프링이 수용된 모습을 입체적으로 보여주는 개념도이다.
도 5는 도 3에서 원자로냉각재펌프의 운전 시 모습을 보여주는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 7는 도 6에서 원자로냉각재펌프의 운전 시 모습을 보여주는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 14는 본 발명의 제9실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 15는 본 발명의 제10실시예에 따른 우회유량 저감장치를 보여주는 개념도이다.
도 16은 본 발명의 제11실시예에 따른 우회유량 저감장치를 보여주는 개념도이다.
도 17은 본 발명의 제12실시예에 따른 우회유량 저감장치를 보여주는 개념도이다.
도 18은 본 발명은 제13실시예에 따른 우회유량 저감장치를 보여주는 개념도이다.
도 19 내지 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 스프링 및 벨로우즈의 형상을 보여주는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing an integral nuclear reactor.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a bypass flow rate generated by a gap between a pump flow path structure of a reactor coolant pump and an internal structure of a reactor vessel in FIG.
3 is a conceptual diagram showing a state in which a reactor coolant pump to which a bypass flow reduction apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied is installed in an integrated reactor.
FIG. 4 is a conceptual view showing a state in which a spring is accommodated in the interior of the sealing member in FIG. 3 in a stereoscopic manner.
FIG. 5 is a conceptual view showing the operation of the reactor coolant pump in FIG. 3.
6 is a conceptual diagram showing a state in which a reactor coolant pump to which a bypass flow reduction apparatus according to a second embodiment of the present invention is applied is installed in an integrated reactor.
FIG. 7 is a conceptual view showing the operation of the reactor coolant pump in FIG.
8 is a conceptual diagram showing a state where a reactor coolant pump to which a bypass flow reduction apparatus according to a third embodiment of the present invention is applied is installed in an integrated reactor.
9 is a conceptual diagram showing a state in which a reactor coolant pump to which a bypass flow reduction apparatus according to a fourth embodiment of the present invention is applied is installed in an integrated reactor.
10 is a conceptual diagram showing a state where a reactor coolant pump to which a bypass flow reducing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention is applied is installed in an integrated reactor.
11 is a conceptual diagram showing a state in which a reactor coolant pump to which a bypass flow reducing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention is applied is installed in an integrated reactor.
12 is a conceptual diagram showing a state in which a reactor coolant pump to which a bypass flow reduction apparatus according to a seventh embodiment of the present invention is applied is installed in an integrated reactor.
13 is a conceptual diagram showing a state where a reactor coolant pump to which a bypass flow reduction apparatus according to an eighth embodiment of the present invention is applied is installed in an integrated reactor.
FIG. 14 is a conceptual diagram showing a state in which a reactor coolant pump to which a bypass flow reduction apparatus according to a ninth embodiment of the present invention is applied is installed in an integrated reactor.
15 is a conceptual diagram showing a bypass flow reducing apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.
16 is a conceptual diagram showing a bypass flow reducing apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention.
17 is a conceptual diagram showing a bypass flow reducing apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention.
18 is a conceptual diagram showing a bypass flow reducing apparatus according to a thirteenth embodiment of the present invention.
19 to 24 are conceptual diagrams showing various spring and bellows shapes according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 관련된 원자로냉각재펌프 및 이를 구비한 일체형 원자로에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, a reactor coolant pump according to the present invention and an integral nuclear reactor having the same will be described in detail with reference to the drawings. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be obscured.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이고, 도 4는 도 3에서 밀봉부재의 내부에 스프링이 수용된 모습을 입체적으로 보여주는 개념도이고, 도 5는 도 3에서 원자로냉각재펌프의 운전 시 모습을 보여주는 개념도이다.3 is a conceptual view showing a state where a reactor coolant pump to which a bypass flow reduction apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied is installed in an integrated reactor, FIG. 4 is a cross- FIG. 5 is a conceptual view showing the operation of the reactor coolant pump in FIG. 3. FIG.
도 1을 참고하면, 원자로냉각재계통은 노심(12)에서 핵분열에 의해 발생하는 열에너지를 수송하여 증기발생기(13)를 통해 2차 계통으로 전달하는 계통이다. 일체형 원자로(10)에서 원자로냉각재계통은 원자로용기(11)와 원자로용기(11) 내부에 설치된 설비들을 포함한다. Referring to FIG. 1, the reactor coolant system is a system for transferring thermal energy generated by nuclear fission in a core 12 to a secondary system through a
원자로용기(11)의 내부에는 핵연료를 냉각하는 1차 유체('원자로냉각재'로 칭하기도 함)가 채워져 있으며, 노심(12)으로부터 열에너지를 전달받아 2차 계통의 급수를 증기로 변환하는 증기발생기(13)가 설치된다.The
증기발생기(13)는 노심(12)으로부터 열을 전달받고, 하부의 입구 헤더에 연결된 주급수관(14)을 통해 공급된 2차 계통의 급수(2차 유체)를 공급받아 증기(2차 유체)를 발생 시킨다. 급수는 증기발생기(13)에서 증기로 변환되어 주증기관(15)을 통해 터빈계통(미도시)으로 전달된다.The
원자로냉각재계통은 원자로용기(11)의 내부에 수용된 1차 유체와 증기발생기(13)를 통과하는 2차 유체의 압력 경계를 형성하여 1차 유체 및 2차 유체를 서로 격리시키며, 방사성물질이 외부로 유출되는 것을 방지한다.The reactor coolant system forms a pressure boundary between the primary fluid accommodated in the
원자로냉각재펌프(20)는 원자로냉각재계통의 내부에 채워진 1차 유체를 순환시켜 핵연료를 냉각한다. 노심(12)을 냉각하면서 노심(12)에서 열을 전달받은 고온의 1차 유체는 상승하며, 원자로냉각재펌프(20)는 1차 유체(이하, 원자로냉각재로 칭함)를 다시 하부로 순환시킨다.The
원자로용기(11)의 내부에는 내부구조물(18)이 구비되며, 원자로냉각재펌프(20)에 의해 원자로냉각재를 순환시키기 위해, 노심(12)과 원자로냉각재펌프(20) 사이의 내부구조물(18)이 원자로냉각재의 순환을 위한 유로를 제공할 수 있다.An
도 1과 도 3을 참고하면, 원자로용기(11)의 내부 하측 중심부에 노심(12)이 배치된다. 원자로냉각재펌프(20)는 원자로용기(11)의 외벽 측면 상측에 연결노즐(17)을 통해 장착된다. 단, 원자로냉각재펌프(20)의 설치 위치는 원전의 특성에 따라 다를 수 있으므로, 설치 위치를 원자로용기(11)의 외벽 측면 상측으로 한정하는 것은 아니다.Referring to FIGS. 1 and 3, a
원자로냉각재펌프(20)는 임펠러(IMPELLER;21), 회전축(23), 전동기(25), 디퓨져(22) 및 펌프유로구조물(24)을 포함하여 구성될 수 있다. 원자로냉각재펌프(20)의 임펠러(21), 회전축(23), 디퓨져(22) 및 펌프유로구조물(24) 등은 원자로용기(11) 측면의 연결노즐(17)을 통해 원자로용기(11)의 내측에 횡방향으로 삽입되고, 원자로냉각재펌프(20)의 전동기(25)는 원자로용기(11)의 외벽으로부터 돌출되도록, 원자로냉각재펌프(20)는 원자로용기(11)의 측면에 장착될 수 있다.The
원자로냉각재펌프(20)는 펌프 축 밀봉장치를 사용하지 않는 캔드모터펌프(canned motor pump)일 수 있다.The
임펠러(21)는 회전동력을 유체동력으로 전환시킴으로 원자로냉각재에 순환동력을 제공한다. 임펠러(21)는 회전축(23)의 전단부에 결합되어, 회전축(23)과 함께 회전될 수 있다.The
디퓨저(22)(diffuser)는 원자로용기(11)의 내부에 배치되고, 임펠러(21)에서 토출되는 원자로냉각재(유체)의 동적 에너지(유속)가 정적 에너지(정압, 靜壓)로 바뀌는 과정에 압력 손실이 작게 하기 위해 설치된다.The
펌프유로구조물(24)은 임펠러(21)와 디퓨저(22)를 감싸도록 원통형으로 형성될 수 있다. 원자로냉각재가 유입되는 방향을 기준으로 펌프유로구조물(24)의 전방면에 유입구(24a)가 형성되고, 펌프유로구조물(24)의 후단부에 반경방향(radial direction)으로 방출부(24b)가 형성될 수 있다.The pump
원자로용기(11)의 내부에 원자로냉각재의 순환을 위한 유로를 제공하는 내부구조물(18)이 구비된다.An internal structure (18) is provided inside the reactor vessel (11) to provide a flow path for the circulation of the reactor coolant.
내부구조물(18)의 하측은 노심(12)과 연결되고, 내부구조물(18)의 상측은 펌프유로구조물(24)의 전방면과 연통되게 연결되며, 원자로용기(11)의 원자로냉각재는 노심(12)의 열을 받아 내부구조물(18)을 따라 상승하여 펌프유로구조물(24)의 유입구(24a)를 통해 원자로냉각재펌프(20)의 임펠러(21)에 도달할 수 있다.The lower side of the
노심(12)과 증기발생기(13)는 내부구조물(18)을 사이에 두고 내부구조물(18)에 의해 서로 구획될 수 있다. 노심(12)은 내부구조물(18)의 하부 내측에 수용되고, 증기발생기(13)는 노심(12)보다 높게 위치하고 내부구조물(18)의 외측에 배치될 수 있다. The
노심(12)으로부터 가열된 원자로냉각재는 내부구조물(18)의 외측에 위치한 증기발생기(13)로 유출되지 않고 내부구조물(18)의 내부유로를 따라 상승하면서 원자로냉각재펌프(20)로 전달될 수 있다.The reactor coolant heated from the core 12 can be transferred to the
또한, 임펠러(21)에 의해 송출된 냉각재는 펌프유로구조물(24)의 방출부(24b)를 통해 내부구조물(18)의 외측과 원자로용기(11)의 내벽 사이로 빠져나와 하강하여 증기발생기의 전열관 외측으로 유입될 수 있다.The coolant discharged by the
내부구조물(18)의 하측은 노심(12)에서 하방향으로 개방되어, 증기발생기(13)로부터 배출된 원자로냉각재를 노심(12)으로 유도할 수 있다.The lower side of the
회전축(23)은 임펠러(21)와 전동기(25)를 연결하며 전동기(25)의 동력을 임펠러(21)에 전달한다. 회전축(23)의 일측은 원자로용기(11)의 내부에 배치되고, 회전축(23)의 일부는 디퓨져(22) 및 펌프유로구조물(24)의 내부에 수용될 수 있다. The rotating
회전축(23)의 타측은 원자로용기(11)의 외부에 배치되고, 전동기(25)의 케이싱(CASING;251) 내부에 수용될 수 있다. 회전축(23)은 연결노즐(17)을 통해 원자로용기(11)의 측면을 관통할 수 있다. 회전축(23)은 케이싱(251)의 내부에 구비되는 베어링(254)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.The other side of the
전동기(25)는 임펠러(21)를 구동시키기 위한 동력원으로 사용될 수 있다. 전동기(25)는 케이싱(251), 회전축(23), 회전자(252) 및 고정자(253) 등을 포함하여 구성될 수 있다.The
케이싱(251)은 전동기(25)의 몸체 역할을 한다. 케이싱(251)의 내부에 회전축(23)의 일부, 회전자(252) 및 고정자(253)가 수용될 수 있다. 케이싱(251)은 고정자(253)의 외측을 감싸도록 이루어질 수 있다.The casing (251) serves as a body of the electric motor (25). A part of the
고정자(253)와 회전자(252)는 전자기적인 상호작용에 의해 회전동력을 생성한다. 회전자(252)는 고정자(253)의 내부에 배치되고, 고정자(253)에 대하여 회전 가능하게 설치될 수 있다.The
회전자(252)는 내측에 회전축(23)의 일부를 수용하고, 회전자(252)와 회전축(23) 사이에 베어링(254)이 설치되어, 베어링(254)에 의해 회전자(252)가 회전가능하게 지지될 수 있다.The
원자로용기(11)의 외벽에 연결노즐(17)이 돌출되게 형성되고, 연결노즐(17)의 내측에 관통부가 형성되며, 케이싱(251)의 일측이 관통부에 삽입되어 장착된다. 연결노즐(17)은 원자로냉각재펌프(20)와 원자로용기(11)의 결합력을 강화하기 위해 원자로용기(11)의 일 부분을 두껍게 형성하여 이루어질 수 있다.A connecting
케이싱(251)의 외측 상부와 하부에 각각 결합부가 돌출되게 형성되고, 결합부와 원자로용기(11)의 연결노즐(17)이 스터드 볼트(256;STUD BOLT)에 의해 체결되어, 원자로냉각재펌프(20)가 원자로용기(11)의 측면에 견고하게 고정될 수 있다.The joint portions are formed at the upper and lower portions of the outer side of the
회전축(23)의 다른 일부는 케이싱(251)의 일측에 형성된 관통홀을 통해 케이싱(251)에서 원자로용기(11)의 내측으로 연장될 수 있다. 이때, 원자로용기(11)의 내측에 수용된 회전축(23)의 다른 일부는 디퓨저(22)에 의해 감싸지고, 회전축(23)의 단부는 임펠러(21)와 결합되어, 전동기(25)의 회전동력이 회전축(23)을 통해 임펠러(21)로 전달된다.The other part of the
펌프유로구조물(24)의 후단부에 방출부(24b)와 체결부(미도시)가 원주방향으로 교번되게 형성될 수 있다. 체결부(미도시)는 스크류 등과 같은 체결요소에 의해 전동기(25)의 케이싱(251)과 체결되거나 용접 체결되어 펌프유로구조물(24)이 전동기(25)의 케이싱(251)과 결합될 수 있다. 방출부(24b)는 원자로용기(11)의 내벽과 인접하게 배치되어, 디퓨저(22)로부터 배출된 원자로냉각재가 방출부(24b)를 통해 원자로용기(11)의 내벽과 내부구조물(18) 사이의 공간으로 방출될 수 있다.The
내부구조물(18)은 펌프유로구조물(24)의 일부와 연결을 위해 연결부(18b)를 더 포함할 수 있다. 연결부(18b)는 펌프유로구조물(24)의 일부를 덮도록 내부구조물(18)의 외측면으로부터 돌출되게 형성될 수 있다. 연결부(18b)와 펌프유로구조물(24)의 일부는 반경방향 또는 두께방향으로 오버랩(OVERLAP)되게 배치될 수 있다. 펌프유로구조물(24)의 전단부는 내부구조물(18)의 연결부(18b)의 내측으로 삽입되어 서로 결합될 수 있다.The
이때, 상기 내부구조물(18)의 연결부(18b)와 펌프유로구조물(24)의 전단부 사이에 간극(24c)이 형성된다.At this time, a
여기서, 본 발명은 우회유량 저감부(26)를 제공한다.Here, the present invention provides a bypass
우회유량 저감부(26)는 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이에 형성되는 간극(24c)에 구비되고, 스프링(261) 또는 벨로우즈(262) 등과 같은 탄성부재를 이용하여 탄성 및 온도 상승에 따른 길이 팽창을 통해 상기 간극(24c)을 밀봉한다. 상기 우회유량 저감부(26)를 적용하면, 펌프유로구조물(24)의 방출부(24b)에서 방출된 원자로냉각재가 상기 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)으로 유입되는 것을 최소화할 수 있다.The bypass
도 3에 도시된 우회유량 저감부(26)는 스프링(261), 밀봉부재(263), 안내부(264)를 포함하여 구성될 수 있다.3 may include a
원자로용기(11)의 내부구조물(18)은 펌프유로구조물(24)의 유입구(24a)와 연통되게 형성되는 유입부(18a)를 구비하고, 유입부(18a)를 사이에 두고 펌프유로구조물(24)의 전단부에 대하여 수직하게 배치될 수 있다.The
원자로용기(11)의 내부구조물(18)은 원자로냉각재가 유입되는 방향을 기준으로 펌프유로구조물(24)의 전단부와 간극(24c)을 두고 마주하고, 내부구조물(18)의 연결부(18b)는 펌프유로구조물(24)의 전단부 외측면과 일정한 간극(24c)을 두고 상기 펌프유로구조물(24)을 감싸도록 이루어진다.The
스프링(261)은 펌프유로구조물(24)의 전단과 원자로용기(11)의 내부구조물(18) 사이의 간극(24c)에 구비될 수 있다. 스프링(261)의 일측(원자로냉각재의 유입방향을 기준으로 스프링(261)의 후단부)은 용접 등에 의해 펌프유로구조물(24)에 부착되거나 원자로용기(11)의 내부구조물(18)에 부착될 수 있다. 도 3a는 스프링(261)의 일측(도면에서 우측 단부)이 펌프유로구조물(24)에 부착된 상태를 보여준다.The
밀봉부재(263)는 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)에 구비되고, 스프링(261)의 탄성 또는 온도 상승에 따른 길이 팽창을 이용하여 상기 간극(24c)을 밀봉하도록 이루어질 수 있다.The sealing
도 4에 도시된 밀봉부재(263)는 상기 스프링(261)의 탄성 및/또는 온도 상승에 따른 길이 팽창을 이용하기 위해 스프링(261)의 일부를 수용하도록 이루어질 수 있다. The sealing
구체적으로, 밀봉부재(263)는 외주면부(263b), 내주면부(263a), 밀착부(263c)를 포함하여 구성될 수 있다. Specifically, the sealing
외주면부(263b)는 스프링(261)의 외측을 감싸도록 스프링(261)의 외측에 원주방향으로 배치되고, 내주면부(263a)는 스프링(261)의 내측을 감싸도록 스프링(261)의 내측에 원주방향으로 배치된다. 밀봉부재(263)는 외주면부(263b)와 내주면부(263a) 사이의 내측에 스프링(261)을 수용하도록 이루어진다.The outer
밀착부(263c)는 외주면부(263b)와 내주면부(263a)의 일측에 배치되어 외주면부(263b)와 내주면부(263a)의 일단부를 연결한다. 밀착부(263c)는 외주면부(263b)와 내주면부(263a)의 일측(왼쪽 단부) 또는 타측(오른쪽 단부)에 구비될 수 있다. 도 4에 도시된 밀봉부재(263)는 외주면부(263b)와 내주면부(263a)의 왼쪽 단부에 구비되어, 외주면부(263b)와 내주면부(263a)의 사이 공간을 가로막도록 이루어진다. 밀착부(263c)와 반대방향으로 외주면부(263b)와 내주면부(263a)의 타측에 개구부가 형성되어, 스프링(261)이 개구부를 통해 외주면부(263b)와 내주면부(263a) 사이의 수용공간으로 삽입될 수 있다.The
스프링(261)이 밀봉부재(263)의 내측에 수용된 상태에서 스프링(261)의 일측(오른쪽 단부)이 펌프유로구조물(24)의 전단에 부착될 경우에, 밀착부(263c)는 스프링(261)의 탄성 또는 온도 상승에 따른 길이 팽창에 의해 원자로용기(11)의 내부구조물(18)로 밀착될 수 있다.When one side (right end) of the
안내부(264)는 펌프유로구조물(24)의 전단에 구비되어 스프링(261)의 길이 팽창을 안내하는 역할을 한다. The
안내부(264)는 내측 안내부분(264a)과 외측 안내부분(264b)을 포함하여 구성될 수 있다. 내측 안내부분(264a)과 외측 안내부분(264b)은 밀봉부재(263)와 스프링(261)을 사이에 두고 상호 이격되게 배치된다. 내측 안내부분(264a)은 밀봉부재(263) 및 스프링(261)의 내측을 감싸고, 외측 안내부분(264b)은 밀봉부재(263)와 스프링(261)의 외측을 감싸도록 이루어진다.The
내측 안내부분(264a)은 펌프유로구조물(24)과 일체형으로 형성될 수 있다. 외측 안내부분(264b)은 펌프유로구조물(24)과 별개로 구비되어, 스크류 등과 같은 체결요소나 용접에 의해 외측 안내부분(264b)과 펌프유로구조물(24)이 체결될 수 있다.The
도 5를 참고하면, 원자로냉각재펌프(20)의 운전시 원자로냉각재펌프(20)의 전동기(25)가 가동되면, 전동기(25) 내부의 고정자(253)와 회전자(252)의 전자기적인 상호 작용에 의해 회전자(252)가 고정자(253)에 대하여 회전하기 시작한다. 회전축(23)은 회전자(252)와 연동되어 회전하고, 회전축(23)의 전단부에 결합된 임펠러(21)가 회전한다.5, when the
상기 임펠러(21)가 회전함에 따라 임펠러(21)의 전방에서 후방으로 원자로냉각재의 유동이 형성된다. 임펠러(21)는 원자로냉각재를 흡입하여 디퓨저(22)로 이동시키고, 디퓨저(22)는 흡입되는 유체의 속도를 줄이고 압력에너지로 전환시킴으로 방출부(24b)를 통해 유체를 원활하게 방출시키도록 해준다.As the
펌프유로구조물(24)의 방출부(24b)를 통해 배출되는 원자로냉각재는 증기발생기(13)로 향해 이동한다.The reactor coolant discharged through the
여기서, 우회유량 저감부(26)는 스프링(261)의 탄성 또는 열팽창을 이용하여 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉할 수 있다. 도 3은 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)를 조립할 때 스프링(261)의 탄성을 이용하여 밀봉부재(263)가 밀착된 상태를 보여준다.Here, the bypass
예를 들면, 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)를 조립할 때 스프링(261)의 탄성을 이용하여 밀봉부재(263)가 스프링(261)의 탄성을 의해 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이에 밀착되어 상기 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉한다.For example, when the
다시 도 5를 참고하면, 스프링(261)의 탄성 및 열팽창을 모두 이용할 수도 있다. 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)를 조립할 때 스프링(261)의 탄성을 이용하여 밀봉부재(263)를 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이에 1차 밀착시키고, 원자로냉각재의 온도가 상승할 때 온도 상승에 따른 스프링(261)의 길이 팽창을 이용하여 2차 밀착시켜 상기 간극(24c)을 밀봉할 수 있다.Referring again to FIG. 5, both elasticity and thermal expansion of the
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 우회유량 저감장치가 적용된 원자로냉각재펌프(20)가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이고, 도 7는 도 6에서 원자로냉각재펌프(20)의 운전 시 모습을 보여주는 개념도이다.FIG. 6 is a conceptual view showing a state where a
본 실시예의 우회유량 저감부(126)는 스프링 대신에 벨로우즈(262)를 채용하여 구성될 수 있다.The bypass
제2실시예에서는 제1실시예와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 하고, 차이점 위주로 설명하기로 한다.In the second embodiment, description of the same components as those in the first embodiment will be omitted, and differences will be mainly described.
벨로우즈(262)는 주름관 형태로 이루어질 수 있다.The
벨로우즈(262)는 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)에 구비되어, 벨로우즈(262)의 탄성 및/또는 열팽창을 이용하여 상기 간극(24c)을 밀봉할 수 있다. 도 6은 벨로우즈(262)의 열팽창을 이용하여 상기 간극(24c)을 밀봉한 모습을 보여준다.The bellows 262 is provided in a
벨로우즈(262)의 일측은 펌프유로구조물(24)에 부착되거나 원자로용기(11)의 내부구조물(18)에 부착될 수 있다. 도 6은 벨로우즈(262)의 일측이 원자로용기(11)의 내부구조물(18)에 부착된 모습을 보여준다.One side of the
도 6과 도 7을 참고하면, 벨로우즈(262)의 타측은 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)가 조립되는 단계(도 6 참조)에는 조금 떨어져 있다가 원자로냉각재의 온도가 상승할 때 온도 상승에 따른 벨로우즈(262)의 길이 팽창으로 원자로용기(11)의 내부구조물(18)에 밀착되어(도 7 참조), 벨로우즈(262)는 상기 간극(24c)을 밀봉할 수 있다. 벨로우즈(262)의 타측, 즉 벨로우즈(262)의 오른쪽 단부는 펌프유로구조물(24)에 용접 등에 의해 부착될 수 있다. 안내부(264)의 외측 안내부분(264b)은 제거될 수 있다. 6 and 7, the other side of the
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 우회유량 저감장치(226)가 적용된 원자로냉각재펌프(20)가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.8 is a conceptual diagram showing a state in which a
본 실시예는 도 3의 제1실시예와 구성요소가 동일 내지 유사하므로, 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Since the present embodiment is the same as or similar to the first embodiment shown in FIG. 3, duplicated description will be omitted.
다만, 본 실시예는 도 3의 제1실시예와 달리 스프링(261)의 열팽창을 이용하여 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉하는 구조이다.3, the
도 8에 도시된 우회유량 저감부(226)는 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)가 조립되는 단계에는 조금 떨어져 있다가 원자로냉각재의 온도가 상승할 때 온도 상승에 따른 스프링(261)의 길이 팽창으로 밀봉부재(263)가 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)에 밀착되어 상기 간극(24c)을 밀봉한다.The bypass
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 우회유량 저감장치(326)가 적용된 원자로냉각재펌프(20)가 일체형 원자로에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.9 is a conceptual diagram showing a state in which a
본 실시예는 도 6의 제2실시예와 구성요소가 동일 내지 유사하므로, 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Since the present embodiment is the same as or similar to the second embodiment shown in FIG. 6, a duplicate description will be omitted.
다만, 본 실시예는 벨로우즈(262)의 탄성을 이용하여 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉하는 구조이다.The present embodiment is a structure for sealing the
도 9에 도시된 우회유량 저감부(326)는 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)가 조립될 때 벨로우즈(262)의 탄성을 이용하여 벨로우즈(262)가 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이에 밀착되어 상기 간극(24c)을 밀봉한다.The bypass
또한, 벨로우즈(262)는 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)가 조립될 때 벨로우즈(262)의 탄성을 이용하여 벨로우즈(262)가 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이에 1차 밀착되고, 원자로냉각재의 온도가 상승할 때 벨로우즈(262)의 길이 팽창으로 2차 밀착되어 상기 간극(24c)을 밀봉할 수도 있다.The
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 우회유량 저감장치(426)가 적용된 원자로냉각재펌프(20)가 일체형 원자로(10)에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.10 is a conceptual diagram showing a state in which a
본 실시예는 도 3의 제1실시예와 구성요소가 동일 내지 유사하므로, 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Since the present embodiment is the same as or similar to the first embodiment shown in FIG. 3, duplicated description will be omitted.
다만, 본 실시예에서 안내부(264)의 외벽 안내부분(264b)은 삭제되어 있지만, 스프링(261)의 탄성을 이용하여 밀봉부재(263)가 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이에 밀착되어 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24)의 간극(24c)을 밀봉할 수 있다.In this embodiment, however, the outer
도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 우회유량 저감장치(526)가 적용된 원자로냉각재펌프(20)가 일체형 원자로(10)에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.11 is a conceptual diagram showing a state in which a
본 실시예는 도 6의 제2실시예와 구성요소가 동일 내지 유사하므로, 중복되는 설명을 생략하기로 한다.Since the present embodiment is the same as or similar to the second embodiment shown in FIG. 6, a duplicate description will be omitted.
다만, 본 실시예에서 안내부(264)의 내측 안내부분(264a)과 함께 외측 안내부분(264b)도 구비되어, 벨로우즈(262)의 일측이 고정된 상태에서 벨로우즈(262)의 길이 팽창을 안내할 수 있다. 상기 외측 안내부분(264b)은 스크류와 같은 체결요소나 용접에 의해 펌프유로구조물(24)에 체결될 수 있다.However, in this embodiment, the
또한, 본 실시예에서는 밀봉부재(263)가 벨로우즈(262)의 내측과 외측을 감싸며 벨로우즈(262)를 내측에 수용할 수 있다. 밀봉부재(263)는 벨로우즈(262)의 내측을 감싸는 내주면부(263a), 벨로우즈(262)의 외측을 감싸는 외주면부(263b), 상기 내주면부(263a)와 외주면부(263b)를 연결하고 벨로우즈(262)의 길이 팽창을 이용하여 원자로용기(11)의 내부구조물(18)에 밀착되는 밀착부(263c)를 포함하여 구성될 수 있다.Also, in this embodiment, the sealing
상기 밀봉부재(263)는 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)가 조립될 때 원자로용기(11)의 내부구조물(18)로부터 조금 떨어졌다가 원자로냉각재의 온도가 상승할 때 벨로우즈(262)의 온도 상승에 따른 길이 팽창으로 밀봉부재(263)가 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이에 밀착됨으로써, 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉할 수 있다.The sealing
도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 우회유량 저감장치(626)가 적용된 원자로냉각재펌프(20)가 일체형 원자로(10)에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.12 is a conceptual diagram showing a state in which a
본 실시예에 따른 우회유량 저감부(626)는 벨로우즈(262)와 밀봉부재(263)가 일체로 형성된 형태의 밀봉 구조를 형성한다.The bypass
예를 들면, 밀봉부재(262b)는 벨로우즈(262)의 전단부에 일체로 형성된다. 체결부(262a)가 벨로우즈(262)의 후단부에 일체로 형성되어, 벨로우즈(262)는 펌프유로구조물(24)에 체결부(262a)를 통해 부착될 수 있다. 체결부(262a)는 펌프유로구조물(24)의 전단에 용접될 수 있다.For example, the sealing
본 실시예에서 안내부(264)의 외측 안내부분(264b)은 삭제될 수 있다.In this embodiment, the outer guiding
밀봉부재(262b)는 벨로우즈(262)의 열팽창을 이용하여 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉할 수 있다.The sealing
즉, 밀봉부재(262b))는 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)가 조립될 때 원자로용기(11)의 내부구조물(18)로부터 조금 떨어져 있다가 원자로냉각재의 온도가 상승할 때 벨로우즈(262)의 온도 상승에 따른 길이 팽창으로 밀봉부재(262b)가 전진하여 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이에 밀착되어 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉할 수 있다.The sealing
도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 우회유량 저감장치(726)가 적용된 원자로냉각재펌프(20)가 일체형 원자로(10)에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.FIG. 13 is a conceptual diagram showing a state in which a
본 실시예에 따른 우회유량 저감장치는 스프링(261)과 밀봉부재(261b)가 일체로 형성된 형태의 밀봉 구조를 형성한다.The bypass flow reducing apparatus according to the present embodiment forms a sealing structure in which the
예를 들면, 밀봉부재(261b)는 스프링(261)의 전단부에 일체로 형성된다. 체결부가 스프링(261)의 후단부에 일체로 형성되어, 스프링(261)은 펌프유로구조물(24)에 체결부(261a)를 통해 부착될 수 있다. 스프링(261)의 체결부(261a)는 펌프유로구조물(24)의 전단에 용접될 수 있다.For example, the sealing
본 실시예에서 안내부(264)의 외측 안내부분(264b)은 삭제될 수 있다.In this embodiment, the outer guiding
밀봉부재(261b)는 스프링(261)의 열팽창을 이용하여 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉할 수 있다.The sealing
즉, 밀봉부재(261b)는 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)가 조립될 때 원자로용기(11)의 내부구조물(18)로부터 조금 떨어져 있다가 원자로냉각재의 온도가 상승할 때 스프링(261)의 온도 상승에 따른 길이 팽창으로 밀봉부재(261b)가 전진하여 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이에 밀착되어 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉할 수 있다.That is, the sealing
상술한 바와 같이, 우회유량 저감부(26)는 밀봉부재(263)의 내부에 스프링(261)이 수용된 형태(도 3,5,10 참조), 밀봉부재 없이 벨로우즈(262)로만 구성된 형태(도 6,7,9 참조), 밀봉부재(263)의 내부에 벨로우즈(262)가 수용된 형태(도 11 참조), 밀봉부재(262b) 및 벨로우즈(262)가 일체로 이루어진 형태(도 12,16,18 참조), 밀봉부재(263) 및 스프링(261)이 일체로 이루어진 형태(도 13,14,15,17 참조), 특수한 경우 밀봉부재 없이 "디스크 스프링 와셔"와 같은 스프링(미도시)으로만 구성된 형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.As described above, the bypass
도 14는 본 발명의 제9실시예에 따른 우회유량 저감장치(826)가 적용된 원자로냉각재펌프(20)가 일체형 원자로(10)에 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.14 is a conceptual diagram showing a state in which a
본 실시예는 우회유량 저감부(826)는 원자로용기(11)의 내부구조물(18)에 부착된 형태로 밀봉 구조를 형성할 수 있다.In this embodiment, the bypass
예를 들어, 밀봉부재(261b) 일체형 스프링(261)의 일측은 원자로용기(11)의 내부구조물(18)에 부착될 수 있다. 도 14에 도시된 밀봉부재(261b)는 스프링(261)의 후단(유체의 이동방향을 기준함)에 일체로 형성되고, 스프링(261)의 전단부에 체결부가 형성된다. 체결부(261a)는 용접에 의해 스프링(261)의 전단부와 원자로용기(11)의 내부구조물(18)을 체결할 수 있다.For example, one side of the
본 실시예에서는 일체형 스프링(261)의 열팽창을 이용하여 밀봉부재(263)가 밀봉 구조를 형성할 수 있다.In the present embodiment, the sealing
밀봉부재(261b)는 원자로용기(11)에 원자로냉각재펌프(20)가 조립될 때 펌프유로구조물(24)의 전단으로부터 조금 떨어져 있다가 원자로냉각재의 온도가 상승할 때 온도 상승에 따른 길이 팽창으로 펌프유로구조물(24)과 원자로용기(11)의 내부구조물(18) 사이에 밀착되어 펌프유로구조물(24)과 원자로용기(11)의 내부구조물(18) 사이의 간극(24c)을 밀봉한다.The sealing
본 실시예에서 안내부(264)는 삭제되었지만, 원자로용기(11)의 내부구조물(18)의 연결부(18b)가 안내부(264) 역할을 하여 밀봉부재(263) 일체형 스프링(261)의 길이팽창을 안내할 수 있다. The connecting
도 15는 본 발명의 제10실시예에 따른 우회유량 저감장치(926)를 보여주는 개념도이다.15 is a conceptual diagram showing a bypass
본 실시예에 따른 우회유량 저감장치(926)는 밀봉부재(261b) 일체형 스프링(261)으로 구성될 수 있다. 스프링(261)의 상단에 밀봉부재(261b)가 일체로 형성되고, 스프링(261)의 하단에 체결부(261a)가 일체로 형성된다. 체결부(261a)는 스프링(261)을 펌프유로구조물(24) 또는 원자로용기(11)의 내부구조물(18)에 일체형 스프링(261)을 체결하기 위한 부분이다.The bypass
밀봉부재(261b)의 일부에 절개부(261b')가 원주방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다.An
절개부(261b')는 밀봉부재(261b)의 길이방향(도 15의 오른쪽 그림에서는 상하방향임)으로 절개 형성될 수 있다. 하지만, 밀봉부재(261b)가 절개부(261b')로 인해 조각나지 않도록 밀봉부재(261b)의 일부분이 절개된다.The
절개부(261b')는 밀봉부재(261b)가 밀착될 원자로용기(11)의 내부구조물(18)의 표면이나 펌프유로구조물(24)의 표면에 굴곡이 발생할 경우에 돌출된 부분과 상대적으로 돌출되지 않은 부분 모두에 밀봉부재(261b)를 균일하게 밀착시키기 위해 이루어지도록 밀봉부재(261b)를 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌려지도록 할 수 있다.The cutout portion 261b'is relatively protruded from the protruding portion when the surface of the
만약, 절개부(261b')가 없는 경우에 밀봉부재(261b)는 원자로용기(11)의 내부구조물(18)의 돌출된 부분에 밀착되고 상대적으로 돌출되지 않은 부분에는 밀착되지 않을 수 있다.In the absence of the
하지만, 절개부(261b')가 형성된 경우에 밀봉부재(261b)는 스프링(261)의 탄성 또는 온도 상승에 따른 길이 팽창으로 밀봉부재(261b)의 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌려짐으로써 원자로용기(11)의 내부구조물(18)의 돌출된 부분에 밀착된다. 또한, 밀봉부재(261b)는 내부구조물(18)의 상대적으로 돌출되지 않은 부분에서도 밀착될 수 있다.However, when the cut-out
도 16은 본 발명의 제11실시예에 따른 우회유량 저감장치(1026)를 보여주는 개념도이다.16 is a conceptual diagram showing a bypass
본 실시예에 따른 우회유량 저감부(1026)는 벨로우즈(262)의 상단부에 일체로 형성되는 밀봉부재(262b)와, 밀봉부재(262b)에 원주방향으로 이격되게 배치되는 복수의 절개부(262b')를 포함한다.The bypass
절개부(262b')는 밀봉부재(262b)가 조각나지 않도록 밀봉부재(262b)의 일부에 형성된다. 밀봉부재(262b)는 절개부(262b')에 의해 밀봉부재(262b)의 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌려질 수 있다.The
상기 절개부(262b')가 형성된 밀봉부재(262b)는 벨로우즈(262)의 탄성 또는 온도 상승에 따른 길이 팽창으로 밀봉부재(262b)의 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌려짐으로써 원자로용기(11)의 내부구조물(18)의 돌출된 부분뿐만 아니라 상대적으로 돌출되지 않은 부분에도 밀착될 수 있다.The sealing
도 17은 본 발명의 제12실시예에 따른 우회유량 저감장치(1126)를 보여주는 개념도이다.17 is a conceptual diagram showing a bypass
본 실시예에 따른 우회유량 저감부(1126)는 스프링(261)의 상단부에 일체로 형성되는 밀봉부재(261b)와, 밀봉부재(261b)의 원주방향으로 이격되게 배치되는 복수의 절개부(261b")를 포함한다.The bypass
밀봉부재(261b)의 단부는 복수의 절개부(261b")에 의해 절개되어 원주방향으로 교번하며 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 예를 들어, 밀봉부재(261b)의 단부는 원주방향을 따라 교번하면서 서로에 대하여 외측 반경방향 또는 내측 반경방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이에 의해, 밀봉부재(261b)는 스프링(261)의 탄성 또는 온도 상승에 따른 길이 팽창을 통해 밀봉부재(261b)의 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌려질 수 있다.The ends of the sealing
도 18은 본 발명은 제13실시예에 따른 우회유량 저감장치(1226)를 보여주는 개념도이다.18 is a conceptual diagram showing a bypass
본 실시예에 따른 우회유량 저감부(1226)는 벨로우즈(262)의 상단부에 일체로 형성되는 밀봉부재(262b)와, 밀봉부재(262b)의 원주방향으로 이격되게 배치되는 복수의 절개부(262b")를 포함한다.The bypass
밀봉부재(262b)의 단부는 복수의 절개부(262b")에 의해 절개되어 원주방향으로 교번하며 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 예를 들어, 밀봉부재(262b))의 단부는 원주방향을 따라 교번하면서 서로에 대하여 외측 반경방향 또는 내측 반경방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이에 의해, 밀봉부재(262b)는 벨로우즈(262)의 탄성 또는 온도 상승에 따른 길이 팽창을 통해 밀봉부재(262b)의 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌려질 수 있다.The ends of the sealing
도 19 내지 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 스프링(261) 및 벨로우즈(262)의 형상을 보여주는 개념도이다.19 to 24 are conceptual diagrams showing the shapes of
도 19에 도시된 스프링(261)은 헬리컬 디스크 스프링이다. 스프링(261)은 직경이 일정한 원통형의 원주 상에서 원형 또는 타원형 단면형태의 소선(2611)이 나선 방향으로 연장되는 것을 의미할 수 있다. 헬리컬 디스크 스프링(261)은 타원형의 단면형상을 갖는 소선(2611)이 나선 방향을 따라 연장되는 형태로 이루어질 수 있다.The
도 20에 도시된 스프링(261)은 디스크 스프링 와셔이다. 디스크 스프링 와셔는 직사각형의 단면형상을 갖는 두 겹의 소선(2612)이 나선 방향을 따라 연장되는 형태로 이루어질 수 있다.The
도 21에 도시된 스프링(261)은 볼류트 스프링 (VOLUTE SPRING)은 평판형의 단면형상을 갖는 소선(2613)이 나선 방향을 따라 연장되는 형태로 이루어질 수 있다.In the
도 22에 도시된 스프링(261)은 코일 스프링이다. 코일 스프링(261)은 원통형의 원주 상에서 원형의 단면형상을 갖는 소선(2614)이 나선 방향으로 연장되는 형태로 이루어질 수 있다.The
도 23에 도시된 스프링(261)은 밀봉부재(261b) 일체형 스프링(261)이다. 도 23에서 스프링(261)의 좌측 단부에 밀봉부재(261b)가 일체로 형성되고, 스프링(261)의 우측 단부에 체결부(261a)가 형성되고, 체결부(261a)에 복수의 체결홀이 원주방향으로 이격되게 형성될 수 있다.The
도 24에 도시된 벨로우즈(262)는 밀봉부재(262b) 일체형 벨로우즈(262)이다. 도 24에서 벨로우즈(262)의 전단부에 밀봉부재(262b)가 일체로 형성되고, 벨로우즈(262)의 후단부에 체결부(261a)가 일체로 형성된다.The
따라서, 본 발명에 의하면, 우회유량 저감부(26,126,226,326,426,526,626,726,826)는 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)에 구비되고, 스프링(261) 또는 벨로우즈(262)의 탄성 및 온도 상승에 따른 길이 팽창 중 적어도 하나를 이용하여 밀봉부재(263)를 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이에 밀착시켜 상기 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉할 수 있다.According to the present invention, the bypass
또한, 원자로용기(11)의 내부구조물(18)과 펌프유로구조물(24) 사이의 간극(24c)을 밀봉함에 따라 상기 간극(24c)으로 유입됨으로 인해 발생하는 우회유량을 차단할 수 있다.In addition, by sealing the
또한, 일체형 원자로(10)에서 원자로냉각재펌프(20)와 원자로내부 구조물 사이에 형성되는 간극(24c)으로의 우회유량을 최소화함에 따라 원자로냉각재펌프(20)에 의해 순환하는 원자로냉각재의 순환유량을 효율적으로 이용할 수 있다.In addition, as the bypass flow to the
또한, 원자로냉각재의 순환유량이 증가됨에 따라 노심(12)의 열적마진을 증가시켜 원전의 안전성을 증진시킬 수 있다.In addition, as the circulation flow rate of the reactor coolant increases, the thermal margin of the core 12 can be increased to enhance the safety of the nuclear power plant.
또한, 원자로의 냉각에 참여하지 않는 원자로냉각재의 우회유량이 감소됨에 따라 원자로냉각재계통의 냉각성능은 유지하면서 원자로냉각재펌프(20)의 용량을 효율적으로 줄일 수 있어, 원자로냉각재펌프(20)를 소형화할 수 있고, 원전의 경제성을 향상시킬 수 있다.In addition, as the bypass flow rate of the reactor coolant not participating in the cooling of the reactor is reduced, the capacity of the
이상의 설명은 본원발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본원발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and alterations can be made hereto without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. will be.
또한, 본원발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본원발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본원발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. .
본원발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본원발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10 : 일체형 원자로 11 : 원자로용기
12 : 노심 13 : 증기발생기
14 : 주급수관 15 : 주증기관
16 : 가압기 17 : 연결노즐
18 : 내부구조물 18a : 유입부
18b : 연결부 20 : 원자로냉각재펌프
21 : 임펠러 22 : 디퓨저
23 : 회전축 24 : 펌프유로구조물
24a : 유입구 24b : 방출부
24c : 간극 25 : 전동기
251 : 케이싱 252 : 회전자
253 : 고정자 254 : 베어링
255 : 결합부 256 : 스터드볼트
26,126,226,326,426,526,626,726,826 : 우회유량 저감부
261 : 스프링 261a : 체결부
261b : 밀봉부재 261b',261b" : 절개부
262 : 벨로우즈 262a : 체결부
262b : 밀봉부재 262b',262b" : 절개부
263 : 밀봉부재 263a : 내주면부
263b : 외주면부 263c : 밀착부
263d : 개구부 264 : 안내부
264a : 내측 안내부분 264b : 외측 안내부분10: Integrated reactor 11: Reactor vessel
12: core 13: steam generator
14: main water supply line 15: main engine
16: pressurizer 17: connection nozzle
18:
18b: connection 20: reactor coolant pump
21: impeller 22: diffuser
23: rotating shaft 24: pump channel structure
24a:
24c: clearance 25: electric motor
251: casing 252: rotor
253: stator 254: bearing
255: engaging portion 256: stud bolt
26,126,226,326,426,526,626,726,826: Bypass flow reduction unit
261:
261b: Sealing
262:
262b: sealing
263: sealing
263b: outer
263d: opening 264:
264a:
Claims (17)
상기 원자로용기의 내부에 수용되고, 상기 전동기로부터 동력을 전달받아 상기 원자로용기 내부의 원자로냉각재를 순환시키는 임펠러;
상기 원자로용기의 내부구조물과 상기 임펠러를 둘러싸는 펌프유로구조물 사이의 간극에 양측이 상기 내부구조물 및 펌프유로구조물과 각각 접촉 가능하게 배치되고, 상기 펌프유로구조물의 방출부에서 방출된 원자로냉각재가 상기 간극을 통해 상기 임펠러로 다시 유입되어 우회하는 원자로냉각재의 우회유량을 저감하는 우회유량 저감부;
를 포함하고,
상기 우회유량 저감부는,
원자로냉각재펌프의 조립 시 상기 내부구조물 및 펌프유로구조물에 의해 압축되면서 탄성을 이용하여 상기 간극을 밀봉하거나,
상기 원자로냉각재의 온도 상승 시 길이가 팽창함에 따라 양측이 상기 내부구조물 및 펌프유로구조물로 밀착되어 상기 간극을 밀봉하거나,
원자로냉각재펌프의 조립 시 상기 내부구조물 및 펌프유로구조물에 의해 압축되면서 탄성을 이용하여 간극을 밀봉하고, 상기 원자로냉각재의 온도 상승 시 길이가 팽창함과 동시에 압축되어 탄성에 의해 상기 길이의 팽창량을 흡수함에 따라 상기 밀봉을 유지하는 원자로냉각재펌프.An electric motor mounted on an outer wall side of the reactor vessel;
An impeller which is accommodated in the reactor vessel and receives power from the motor to circulate the reactor coolant inside the reactor vessel;
Wherein the reactor coolant discharged from the discharge portion of the pump flow path structure is disposed in the gap between the internal structure of the reactor vessel and the pump flow path structure surrounding the impeller so that both sides thereof are in contact with the internal structure and the pump flow path structure, A bypass flow reduction unit that reduces the bypass flow rate of the reactor coolant flowing back into the impeller through the gap;
Lt; / RTI >
Wherein the bypass flow-
When the reactor coolant pump is assembled, the gap is sealed by elasticity while being compressed by the internal structure and the pump flow path structure,
As the length of the reactor coolant increases, the both sides are closely contacted with the internal structure and the pump flow path structure to seal the gap,
Wherein the gap is sealed by elasticity while being compressed by the internal structure and the pump flow path structure when the reactor coolant pump is assembled, and when the temperature of the reactor coolant is increased, the length is expanded and compressed, Thereby maintaining the seal as it is absorbed.
상기 우회유량 저감부는,
벨로우즈 또는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.The method according to claim 1,
Wherein the bypass flow-
A bellows or a spring.
상기 우회유량 저감부는,
일측이 상기 펌프유로구조물에 고정되고 타측이 상기 원자로용기의 내부구조물로 길이 팽창하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.The method according to claim 1,
Wherein the bypass flow-
Wherein one side is fixed to the pump channel structure and the other side is expanded to an internal structure of the reactor vessel.
상기 우회유량 저감부는,
일측이 상기 원자로용기의 내부구조물에 고정되고 타측이 상기 펌프유로구조물로 길이 팽창하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.The method according to claim 1,
Wherein the bypass flow-
Wherein one side is fixed to the inner structure of the reactor vessel and the other side is expanded in length to the pump channel structure.
상기 우회유량 저감부는,
상기 벨로우즈와 일체형으로 형성되고, 상기 벨로우즈의 길이 팽창에 의해 이동되어 상기 원자로용기의 내부구조물 또는 펌프유로구조물에 밀착되는 밀봉부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.3. The method of claim 2,
Wherein the bypass flow-
Further comprising a sealing member formed integrally with the bellows and moved by the expansion of the bellows to closely contact the internal structure of the reactor vessel or the pump flow path structure.
상기 우회유량 저감부는,
상기 스프링과 일체형으로 형성되고, 상기 스프링의 길이 팽창에 의해 이동되어 상기 원자로용기의 내부구조물 또는 펌프유로구조물에 밀착되는 밀봉부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.3. The method of claim 2,
Wherein the bypass flow-
Further comprising a sealing member formed integrally with the spring, the sealing member being moved by the expansion of the spring to closely contact the internal structure of the reactor vessel or the pump flow path structure.
상기 우회유량 저감부는,
상기 스프링의 외측과 내측을 감싸도록 상기 스프링의 일부가 수용되고, 상기 스프링의 길이 팽창에 의해 이동되어 상기 원자로용기의 내부구조물 또는 펌프유로구조물에 밀착되는 밀봉부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.3. The method of claim 2,
Wherein the bypass flow-
Further comprising a sealing member which receives a part of the spring to cover an outer side and an inner side of the spring and is moved by the expansion of the spring to closely contact the inner structure of the reactor vessel or the pump flow path structure, Coolant pump.
상기 우회유량 저감부는,
상기 펌프유로구조물에 구비되어 상기 스프링의 길이팽창을 안내하는 안내부를 포함하고,
상기 안내부는,
상기 스프링의 내측을 감싸는 내측 안내부분; 및
상기 스프링의 외측을 감싸는 외측 안내부분 중 적어도 하나의 안내부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.3. The method of claim 2,
Wherein the bypass flow-
And a guide portion provided in the pump channel structure to guide a length expansion of the spring,
The guide portion
An inner guide portion surrounding the inside of the spring; And
And at least one guiding portion of the outer guiding portion surrounding the outside of the spring.
상기 우회유량 저감부는,
상기 펌프유로구조물에 구비되어 상기 벨로우즈의 길이팽창을 안내하는 안내부를 포함하고,
상기 안내부는,
상기 벨로우즈의 내측을 감싸는 내측 안내부분; 및
상기 벨로우즈의 외측을 감싸는 외측 안내부분 중 적어도 하나의 안내부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.3. The method of claim 2,
Wherein the bypass flow-
And a guide portion provided in the pump channel structure to guide a length expansion of the bellows,
The guide portion
An inner guide portion surrounding the inside of the bellows; And
And at least one guiding portion of the outer guiding portion surrounding the outside of the bellows.
상기 우회유량 저감부는 스크류 또는 용접에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.3. The method of claim 2,
Wherein the bypass flow reducing portion is fastened by a screw or welding.
상기 스프링은 코일 스프링, 디스크 스프링 및 벌류트 스프링 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.3. The method of claim 2,
Wherein the spring is one of a coil spring, a disk spring, and a volute spring.
상기 밀봉부재는 상기 벨로우즈의 전단에 일체형으로 형성되고, 상기 밀봉부재의 끝이 부분적으로 절개되는 절개부가 원주방향을 따라 이격되게 배치되며, 상기 밀봉부재의 단부는 밀봉부재의 반경방향 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌려지는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.6. The method of claim 5,
Wherein the sealing member is integrally formed at a front end of the bellows, and an incision portion in which the end of the sealing member is partially cut is disposed so as to be spaced apart in the circumferential direction, and an end portion of the sealing member is radially inwardly Or open to the outside of the reactor coolant pump.
상기 밀봉부재는 상기 스프링의 전단에 일체형으로 형성되고, 상기 밀봉부재의 끝이 부분적으로 절개되는 절개부가 원주방향을 따라 이격되게 배치되어, 상기 밀봉부재의 단부는 밀봉부재의 반경방향 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌려지는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.The method according to claim 6,
Wherein the sealing member is integrally formed at the front end of the spring and the incision portion in which the end of the sealing member is partially cut is disposed so as to be spaced apart in the circumferential direction so that the end portion of the sealing member is radially inward of the sealing member Or open to the outside of the reactor coolant pump.
상기 밀봉부재의 단부는 상기 절개부에 의해 원주방향으로 교번하면서 서로 엇갈리게 배치되어 밀봉부재의 반경방향 내측과 외측으로 교번하여 오므려지거나 벌려지는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.The method according to claim 12 or 13,
Wherein the end portions of the sealing member are alternately arranged alternately in the circumferential direction by the cutout portions and alternately pushed or spread radially inwardly and outwardly of the sealing member.
상기 전동기는,
전자기적 상호 작용에 의해 회전력을 생성하는 고정자 및 회전자;
일측이 상기 회전자와 연결되고, 타측이 상기 원자로용기의 내측으로 돌출되어 상기 임펠러와 연결되는 회전축; 및
상기 원자로용기의 외벽 측면에서 외측으로 돌출되고, 상기 고정자 및 회전자와 상기 회전축의 일부를 감싸는 케이싱;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.The method according to claim 1,
The motor includes:
A stator and a rotor for generating a rotational force by electromagnetic interaction;
A rotary shaft having one side connected to the rotor and the other side projecting to the inside of the reactor vessel and connected to the impeller; And
A casing protruding outward from an outer wall side of the reactor vessel and surrounding the stator and the rotor and a part of the rotation shaft;
And a reactor coolant pump.
상기 회전축은 원자로용기의 반경방향으로 연장되게 배치되는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.16. The method of claim 15,
Wherein the rotating shaft is disposed to extend in the radial direction of the reactor vessel.
상기 원자로용기의 내부에 회전 가능하게 수용되는 임펠러와 상기 임펠러를 회전시키는 전동기를 구비하여 상기 원자로용기에 저장된 원자로냉각재를 순환시키는 원자로냉각재펌프;
상기 원자로용기의 내부에 수용되어 상기 임펠러의 둘레를 감싸고, 상기 임펠러에 의해 송출된 원자로냉각재를 상기 증기발생기로 방출하는 방출부를 구비하는 펌프유로구조물;
상기 원자로용기의 내부에 구비되고, 상기 원자로냉각재를 상기 노심에서 상기 임펠러의 전단으로 안내하는 내부구조물; 및
상기 펌프유로구조물과 내부구조물 사이에 양측이 상기 펌프유로구조물 및 내부구조물과 각각 접촉 가능하게 배치되는 스프링 또는 벨로우즈를 구비하고, 상기 펌프유로구조물의 방출부에서 방출된 원자로 냉각재가 상기 펌프유로구조물 및 내부구조물 사이의 간극을 통해 상기 임펠러로 다시 유입되어 우회하는 원자로냉각재의 우회유량을 저감하는 우회유량 저감부;
를 포함하고,
상기 우회유량 저감부는,
원자로냉각재펌프의 조립 시 상기 내부구조물 및 펌프유로구조물에 의해 압축되면서 탄성을 이용하여 상기 간극을 밀봉하거나,
상기 원자로냉각재의 온도 상승 시 길이가 팽창함에 따라 양측이 상기 내부구조물 및 펌프유로구조물로 밀착되어 상기 간극을 밀봉하거나,
원자로냉각재펌프의 조립 시 상기 내부구조물 및 펌프유로구조물에 의해 압축되면서 탄성을 이용하여 간극을 밀봉하고, 상기 원자로냉각재의 온도 상승 시 길이가 팽창함과 동시에 압축되어 탄성에 의해 상기 길이의 팽창량을 흡수함에 따라 상기 밀봉을 유지하는 일체형 원자로.A reactor vessel accommodating therein a core, a steam generator, and a pressurizer;
A reactor coolant pump for circulating the reactor coolant stored in the reactor vessel, the reactor coolant pump including an impeller rotatably accommodated in the reactor vessel and an electric motor rotating the impeller;
A pump channel structure accommodated in the reactor vessel and surrounding a periphery of the impeller and discharging the reactor coolant discharged by the impeller to the steam generator;
An internal structure provided inside the reactor vessel for guiding the reactor coolant from the core to a front end of the impeller; And
And a spring or a bellows disposed between the pump flow path structure and the internal structure so that both sides thereof can be in contact with the pump flow path structure and the internal structure, respectively, and the reactor coolant discharged from the discharge portion of the pump flow path structure, A bypass flow reduction unit for reducing the bypass flow rate of the bypass coolant flowing into the impeller through a gap between the internal structures;
Lt; / RTI >
Wherein the bypass flow-
When the reactor coolant pump is assembled, the gap is sealed by elasticity while being compressed by the internal structure and the pump flow path structure,
As the length of the reactor coolant increases, the both sides are closely contacted with the internal structure and the pump flow path structure to seal the gap,
Wherein the gap is sealed by elasticity while being compressed by the internal structure and the pump flow path structure when the reactor coolant pump is assembled, and when the temperature of the reactor coolant is increased, the length is expanded and compressed, Thereby maintaining the seal as it is absorbed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160094377A KR101802840B1 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Reactor coolant pump and integral reactor having the same |
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KR1020160094377A KR101802840B1 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Reactor coolant pump and integral reactor having the same |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100454040B1 (en) | 2001-12-31 | 2004-10-26 | 한국씰마스타주식회사 | Mechanical Face Seal Structure for High Pressure |
KR101605725B1 (en) | 2014-12-18 | 2016-03-23 | 한국원자력연구원 | Nuclear reactor |
-
2016
- 2016-07-25 KR KR1020160094377A patent/KR101802840B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100454040B1 (en) | 2001-12-31 | 2004-10-26 | 한국씰마스타주식회사 | Mechanical Face Seal Structure for High Pressure |
KR101605725B1 (en) | 2014-12-18 | 2016-03-23 | 한국원자력연구원 | Nuclear reactor |
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