KR101990760B1 - 원자로의 보충수 내 용존 가스 제거 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수냉식 원자로 내의 보충수로부터 용존 가스를 제거하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 용존 가스를 포함하는 보충수를 수용하기 위한 저장 탱크와, 보충수로부터 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거하기 위해 저장 탱크의 하류에 위치된 멤브레인 시스템과, 수냉식 원자로에서 사용하기 위해, 멤브레인 시스템의 출구로부터 보충수를 이송하기 위한 이송 기구를 포함한다. 용존 가스는 용존 산소, 용존 질소, 용존 아르곤 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 수냉식 원자로, 특히 수냉식 원자로의 보충수 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 보충수 내의 용존 가스를 적어도 부분적으로 분리 및 제거하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
가압수형 원자로(pressurized water reactors; PWRs)와 같은 수냉식 원자로에서, 물은 원자로의 노심(core)으로 지속적으로 공급된다. 물은 1차 보충수(Primary Makeup Water; PMW) 시스템과 같은 보충수원(water source)으로부터 계속해서 보충된다. 물은 원자로 노심 내부의 중성자 선속을 제어하는 데 쓰이는 붕소(boron)와 같은 적어도 하나의 화학 원소를 포함하고 있다.
PMW 시스템은 일반적으로 보충수를 수용하기 위한 1차 보충수 저장 탱크를 포함한다. 1차 보충수 저장 탱크 내의 보충수는 공기가 저장 탱크로 유입되는 것을 방지하기 위해 보통 덮여 있다(예를 들어, 고무 블래더(rubber bladder)로 덮여 있다.) 그러나, 덮여 있다 할지라도, 저장 탱크로 유입될 수 있는 일정량의 공기는 여전히 존재한다는 것이 발견되었다. 공기는 물에 용존될 수 있는 질소, 산소 및 아르곤과 같은 가스를 포함하고 있기 때문에, 공기가 저장 탱크로 유입되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 다음에, 용존 가스를 포함하고 있는 보충수는 궁극적으로 원자로 노심 및, 관련 시스템 및 구성요소들에 공급된다. 산소와 같은 용존 가스가 보충수 시스템 내 부식의 원인이 된다고 알려져 있기 때문에, 이는 중요한 사항일 수 있다. 보충수 내의 용존 산소 레벨을 제어하기 위해 보충수에 하이드라진(hydrazine)과 같은 화학 원소를 첨가하는 것이 본 기술 분야에 알려져 있다. 그러나, 하이드라진의 첨가와 관련된 단점들이 있다. 예를 들어, 하이드라진은 분해될 수 있고, 결과적으로 보충수 내의 용존 질소의 양을 증가시킨다. 나아가, 보충수 내의 용존 질소량을 또한 증가시킬 수 있는 질소 블랭킷(nitrogen blanket)이 원자로 보충수 저장 탱크 내에 사용될 수도 있다. 보충수가 궁극적으로 원자로 노심으로 공급될 때, 보충수 내의 용존 질소가 카본-14(carbon-14)의 생성을 증가시킬 수 있다는 것이 발견되었다. 질소는 원자로의 노심에서 중성자를 흡수할 때 카본-14를 형성한다. 카본-14는 환경 오염물질로 알려져 있고, 그에 따라 물질의 생성을 최소화하거나 배제하는 것이 바람직하다. 덧붙여, 아르곤은 질소와 유사한 바람직하지 못한 영향을 미치고, 그에 따라 보충수로부터 용존 산소, 질소 및 아르곤 중 적어도 하나를 제거하는 것이 바람직하다.
따라서, 수냉식 원자로의 노심 또는 연관된 시스템으로 궁극적으로 공급되는 보충수 내 용존 가스의 레벨을 제어, 예를 들면 저감, 최소화, 또는 제거하기 위한 개선된 시스템 및 방법을 설계하고 개발하는 것이 필요하다. 더 나아가, PMW 시스템이 필요하지 않을 때는 대기 또는 비작동 모드(non-operational mode)에 있을 수 있는 온 디맨드식으로 이용될 수 있고, 그리고 보충수 공급이 요구되는 상황 또는 사건의 발생에 대응하여 개시 또는 시동될 수 있는 시스템 및 방법을 제공할 필요가 있다.
본 발명의 일 양태는 수냉식 원자로 내에서 사용하기 위한 보충수로부터 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거하는 시스템을 제공한다. 본 시스템은 배출구를 갖는 저장 탱크를 포함한다. 저장 탱크에는 용존 가스를 포함하는 보충수가 들어 있다. 또한, 본 시스템은 입구와 출구를 갖는 멤브레인(membrane) 시스템을 포함한다. 멤브레인 시스템은 저장 탱크의 배출구의 하류에 위치되어, 보충수를 수용하고, 그리고 보충수로부터 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거한다. 또한, 시스템은 멤브레인 시스템의 출구로부터의 보충수를 수냉식 원자로 내에서 사용하기 위해 이송하기 위한 메커니즘을 포함한다.
용존 가스는 용존 산소, 용존 질소, 용존 아르곤 및 이들의 혼합물로부터 선택된 적어도 하나의 용존 가스를 포함한다. 용존 가스는 공기 포화의 결과로서 보충수 내에 존재할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 양태는 수냉식 원자로 내의 보충수로부터 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거하는 방법을 제공한다. 본 방법은 용존 가스를 포함하는 보충수를 수용하는 저장 탱크를 제공하는 단계와, 상기 저장 탱크의 출구로부터 상기 멤브레인 시스템의 입구까지 보충수를 배출하는 단계와, 상기 멤브레인 시스템을 통해 보충수를 통과시키는 단계와, 상기 멤브레인 시스템 내의 보충수로부터 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거하는 단계와, 상기 멤브레인 시스템의 출구부터의 보충수를 수냉식 원자로 내의 구성요소 및/또는 시스템으로 구성된 그룹으로부터 선택된 최종 유저까지 이송하는 단계를 포함한다.
특허청구범위에 기재된 본 발명은 단지 예로서 설명된 특정 바람직한 실시예의 하기 상세한 설명과 첨부 도면으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 1차 보충수(PMW) 시스템의 대기 정렬에 대한 개략도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 수냉식 원자로의 화학 및 체적 제어 계통(Chemical and Volume Control System)에 보충수를 공급하기 위한 1차 보충수(PMW) 시스템의 정렬에 대한 개략도.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 1차 보충수(PMW) 시스템의 대기 정렬에 대한 개략도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 수냉식 원자로의 화학 및 체적 제어 계통(Chemical and Volume Control System)에 보충수를 공급하기 위한 1차 보충수(PMW) 시스템의 정렬에 대한 개략도.
본 발명은 수냉식 원자로 내의 보충수로부터 용존 가스를 적어도 부분적으로 분리 또는 제거하는 시스템 또는 방법에 관한 것이다. 용존 가스는 산소, 질소, 아르곤 및 이들의 혼합물과 같은, 공기에 포함된 적어도 하나의 가스를 포함한다. 용존 가스는 공기 포화의 결과로 보충수에 존재할 수 있다. 보충수는 1차 보충수(PMW) 시스템과 같은 시스템 구성 내에 포함되어있고, 궁극적으로 수냉식 원자로 내의 최종 유저(end-user), 예를 들면 구성요소 혹은 시스템에 공급된다. 예를 들면, 보충수는 PMW 시스템으로부터 공급되고 원자로 냉각재 시스템(Reactor Coolant System; RCS)에서 순환되며, 이에 의해 보충수는 수냉식 원자로의 노심 내에 공급된다. 변형 실시예에서, 보충수는 노심 내로 공급되기 전에 원자로의 다른 시스템 및 구성요소들을 통해 순환될 수 있다. 보충수 내의 용존 가스의 레벨 또는 양은 다양할 수 있다. 일 실시예에서, 보충수 내 용존 가스의 백분율은 보충수의 공기에 대한 노출과 보충수 내 공기의 결과적 포화에 따라 좌우될 수 있는데, 예를 들면, 증가된 노출 및 포화는 보충수 내 용존 가스의 백분율 증가를 야기한다.
PMW 시스템은 보충수를 수용하여 저장하는 저장 탱크를 포함한다. 보충수는 탈염수(demineralized water)를 포함한다. 또한, 보충수는 붕소(이것으로 제한되지 않음)와 같은 다른 화학 원소를 선택적으로 포함한다. 예를 들면, PWR에서, 붕소-함유 물은 원자로의 노심 내에서 중성자 선속을 제어하기 위해 원자로를 통해 순환된다. 일 실시예에서, 탈염수는 탈염수 공급 탱크로부터 공급되고, PMW 시스템의 저장 탱크의 입구 안으로 공급된다. 다른 실시예에서, 탈염수 공급 탱크로부터 제공된 탈염수는 붕소를 포함한다. 붕소의 양은 원자로의 다양한 매개변수에 따라 달라질 수 있고, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 일반적으로, 붕소의 양은 상업적 수냉식 원전에서 공지된 범위 내에서 활용된다. PMW 시스템 저장 탱크의 크기, 형상 및 재료 조성은 각기 상이할 수 있고, 또한 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 저장 탱크는 고무 블래더(이것으로 제한되지 않음)와 같은 덮개를 포함할 수 있고, 질소 블랭킷을 포함할 수 있다. 보충수는 저장 탱크에 저장되어 있고, 최종 사용자, 예를 들면 수냉식 원자로 내의 다른 구성요소와 시스템에 보충수 공급이 필요할 때까지 PMW 시스템 내에 수용되어 있다.
PMW 시스템은 수냉식 원자로에서 다른 시스템을 지지하는데 사용된 보조 시스템이다. 일 예로, PMW 시스템은 화학 및 체적 제어 시스템(Chemical and Volume Control System; CVCS)에 연결될 수 있고, 이 CVCS는 RCS에 연결될 수 있고, RCS는 보충수를 원자로 노심으로 전달할 수 있다. 따라서, PMW 시스템의 저장 탱크 내의 보충수는 저장 탱크로부터 CVCS까지 이어서 RCS까지, 그리고 궁극적으로 수냉식 원자로의 원자로 노심으로 유입될 수 있다. 저장 탱크는 다양한 파이프와 피팅(fitting)을 이용하여 CVCS로 연결되어 있으며, 그 결과 보충수는 저장 탱크를 CVCS(또는 수냉식 원자로 내의 다른 구성요소나 시스템)에 연결하는 배관을 통해 저장 탱크의 출구 또는 배출구를 통해 빠져나간다. 배관 내에는 다양한 다른 구성요소들이 있을 수 있다. 예를 들면, PMW 시스템을 통해 저장 탱크의 배출구로부터 PMW 시스템의 출구 또는 배출구까지 그리고 CVS, RCS, 원자로 노심과 같은 최종 유저 구성요소 또는 시스템까지 보충수를 펌핑하기 위해 저장 탱크의 하류에 펌프가 위치될 수 있다. 최종 유저 구성요소 또는 시스템으로의 유입되는 흐름을 제어하기 위해 저장 탱크의 하류에 밸브가 위치될 수 있다. 보충수의 유속(flow rate)은 밸브의 개방을 조정함으로써 증가 또는 감소될 수 있다. 또한, 최종 유저 구성요소 또는 시스템으로의 보충수의 유속은 밸브를 완전히 폐쇄시킴으로써 차단될 수 있다.
PMW 시스템의 저장 탱크를 PMW 시스템의 출구(그리고 수냉식 원자로의 다른 구성요소 또는 시스템의 입구)에 연결하는 배관 내에 멤브레인 시스템이 위치된다. 멤브레인 시스템은 보충수에 용해된 가스를 적어도 부분적으로 제거할 수 있다. 상술한 바와 같이, 공기는 보충수를 수용하는 PMW 시스템 내의 저장 탱크에 유입될 수 있고, 결과적으로 산소, 질소, 아르곤 및 이들의 혼합물과 같은 가스가 보충수에 용해될 수 있다. 보충수는 궁극적으로 원자로 노심을 포함하는 수냉식 원자로의 다양한 시스템 및 구성요소로 공급되고, 그리고 용존 산소와 같은 용존 가스가 원자로 구성요소에 부식을 일으킬 수 있기 때문에, 보충수 내의 용존 산소를 저감, 최소화 또는 제거하는 것이 필요하다. 용존 산소에 추가로, 질소는 저장 탱크 내의 공기 또는 질소 블랭킷의 포화 결과로써 보충수에 용해될 수 있다. 용존 질소는 반응하여 원자로 노심 내의 중성자를 흡수하는 결과로 카본-14를 형성하며, 카본-14는 환경 오염물질로 알려져 있다. 용존 아르곤은 용존 질소와 유사한 바람직하지 못한 효과를 가지며, 그에 따라서 용존 산소 및 용존 질소의 제거에 추가해서, 보충수로부터 용존 아르곤을 제거하는 것이 또한 바람직하다.
본 발명에 사용하기 적합한 멤브레인 시스템은, 용존 산소, 용존 질소, 용존 아르곤 및 이들의 혼합물과 같은 용존 가스를 보충수와 같은 액체 스트림(liquid stream)으로부터 적어도 부분적으로 분리 및 제거할 수 있는 광범위한 종류의 멤브레인을 포함할 수 있다. 멤브레인 시스템은 보충수로부터 다양한 레벨 및 양의 용존 가스를 제거할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 멤브레인 시스템은 용존 산소, 용존 질소, 용존 아르곤 및 이들의 혼합물을 포함하는 용존 가스를 보충수로부터 근본적으로 모두 제거하는 것이 가능하다. 다른 실시예에서, 멤브레인 시스템은 보충수로부터 근본적으로 모든 용존 산소를 제거할 수 있다. 제거량 및 제거율은 멤브레인 시스템 내의 멤브레인의 종류 및 개수와 같은 다양한 인자(이것으로 제한되지 않음)에 따라 좌우된다. 멤브레인 시스템의 특정 디자인, 예를 들면 크기, 형상, 및 재료 조성은 본 발명에 제한되지 않는다. 본 발명에 사용하기 적합한 멤브레인은 본 기술 분야에 공지된 것들로부터 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 액체 탈가스 멤브레인이 사용된다. 다른 실시예에서는, Liqui-Cel(등록상표) 멤브레인 접촉기로 시중에서 입수 가능한 가스 제거 멤브레인이 이용되었다. 나아가, 멤브레인의 개수는 본 발명에 제한되지 않는다. 변형 실시예에서, 멤브레인 시스템은 하나 또는 복수의 멤브레인을 포함할 수 있다. 멤브레인 시스템은 입구 및 출구를 포함한다. PMW 시스템의 저장 탱크로부터의 보충수는 멤브레인 시스템으로 들어가고, 그 안에 포함된 멤브레인(들)을 통과하여, 멤브레인 시스템의 출구를 통해 나온다. 멤브레인 시스템의 출구로부터 배출된 보충수는 멤브레인 시스템의 입구로 들어간 보충수보다 더 적은 양의 용존 가스를 함유한다. 나아가, 멤브레인 시스템의 출구로부터 배출된 보충수 내에 잔류할 수 있는 용존 가스는, 상업적인 수냉식 원자로에 대해 명시된 제한 요건과 같은 소망의 용존 가스 사양을 충족한다.
일 양태에서, 본 발명의 시스템 및 방법은 PMW 시스템의 저장 탱크로부터 배출된 후에 보충수로부터 용존 가스를 제거한다. 따라서, 본 발명은 (멤브레인 시스템을 통해) 보충수의 스트림을 처리하고, 저장 탱크 내 용존 가스의 레벨이 소망의 또는 수용 가능한 제한요건 내에서 유지되도록 저장 탱크에 수용된 보충수의 용적을 처리하는 것과는 달리, 스트림 내의 용존 가스의 레벨은 수용 가능한 제한 요건 내에서 유지된다.
일 실시예에서, 멤브레인 시스템을 빠져나갈 시에, 보충수는 PMW 시스템의 저장 탱크로 돌아와 재순환될 수 있다. 이 실시예에서, PMW 시스템은 PMW 시스템이 작동되지 않고 그리고 보충수가 PMW 시스템에서 CVCS, RCS, 또는 원자로 노심과 같은 수냉식 원자로 내의 다른 구성요소 또는 시스템으로 배출되지 않는다는 것을 의미하는 대기 정렬 상태에 있다. 이러한 정렬은, 일 실시예에서, 보충수가 공급되어야 하는 수냉식 원자로 내에서 야기되는 상황 또는 사고가 없을 때 이용된다. 다른 실시예에서, 이러한 정렬은 보충수가 공급되어야 하는 사건의 발생에 응답하여 PMW 시스템의 시동을 개시할 때 사용된다. 이 실시예에서, 예를 들면 시작 모드에서, 보충수는 짧은 시간 주기 동안 PMW 시스템 내, 예를 들면 저장 탱크부터 멤브레인 시스템까지 그리고 다시 저장 탱크로 재순환되고, 그 이후에는, PMW 시스템은 시작 모드에서 공급 또는 전달 모드로 전환된다.
다른 실시예에서, 예를 들면 공급 또는 전달 모드에서, PMW 시스템은, 보충수가 멤브레인 시스템을 통해 저장 탱크로부터 수냉식 원자로의 최종 유저 구성 요소 또는 시스템으로 배출되도록 작동 및 정렬된다. 이 정렬은 시작 모드(상기 설명된 바와 같이) 다음으로 사용되거나 또는 사전에 시작 모드를 이용하지 않고 사용될 수 있다. 이러한 공급/전달 정렬은 수냉식 원자로 내의 다양한 시스템 및 구성 요소들에 보충수를 공급하도록 작동 가능하다. 본 발명에 따르면, 보충수는 요구에 따라서 공급될 수 있다. 즉, 수냉식 원자로 내에서 보충수를 요구하는 상황이나 사건이 발생했을 때, PMW 시스템은 상황 또는 사건을 완화하기 위하여 필요한 보충수를 전달하기 위해 정렬 및 개시될 수 있다. 보충수를 요하는 상황이나 사건이 없을 때는, PMW 시스템은 비공급 모드(non-supplying mode), 예를 들면 대기 모드 또는 간단하게 비작동 모드에 있을 수 있다. 예를 들면 요구에 응답하여 단지 요구 기반에 의거한 시스템의 개시 및 작동은 다양한 작동 이점을 갖는데, 예를 들면 (ⅰ) PMW 시스템의 구성요소에서의 적은 마모 및 찢어짐으로 야기되는 PMW 저장 탱크의 계속적인 관리를 요하지 않는 점, 및/또는 (ⅱ) PMW 저장 탱크에 공급되는 용존 가스 배제 시설(dissolved gas exclusion provisions)의 성능에 의존하지 않는 점을 갖는데, 이것으로 제한되지 않는다.
일 실시예에서, PMW 시스템은 RCS 붕소 희석(boron dilution)을 위한 보충수를 공급하기 위해 작동된다. RCS 붕소 희석은 전출력(full power)을 유지하기 위해 원자로 노심 감손(depletion)의 후속 조치를 요구한다. 이러한 실시예에서, 붕소가 포함되지 않은 보충수는 1차 보충수 저장 탱크에서 배출된 후, 그 안에 있는 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거하기 위해 멤브레인 시스템을 통과하고, CVCS 안으로 배출된 후, 결국 RCS로 공급되고 수냉식 원자로의 노심 내에서 순환된다.
멤브레인 시스템은 다양한 구성을 사용하여 PMW 시스템 내에서 시행될 수 있다. 멤브레인 시스템은 저장 탱크의 하류 및 PMW 시스템으로부터의 모든 출구의 상류에 위치되며, 그 결과 보충수는 최종 유저 구성요소 또는 시스템, 예를 들면 CVCS, RCS, 그리고 원자로 노심(이것으로 제한되지 않음)에 들어가기 이전에 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거하기 위해 멤브레인 시스템을 통과한다. 일 실시예에서, 멤브레인 시스템은 바이패스 라인에 위치되어 있다. 바이패스 라인은 저장 탱크의 하류의 배출 배관(예를 들면, 보충수 펌프의 하류)에 연결되어 있고, 바이패스 라인은 PMW 시스템의 출구의 상류의 배출 배관 및 최종 유저 구성요소 또는 시스템의 입구에 다시 연결된다.
본 발명의 실시예에 따른 수냉식 원자로의 PMW 시스템의 2개의 예시적인 시범 정렬이 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1에서, PMW 시스템은 대기 정렬로 도시되어 있다. PMW 시스템은 보충수를 함유하고 저장하는 1차 보충수 탱크(10)를 포함한다. 보충수는 탈염 보충수 공급 탱크(도시하지 않음)로부터 공급될 수 있다. 1차 보충수 저장 탱크(10)는 배출 라인(15)에 의해 1차 보충수 펌프(20)에 연결된다. 펌프(20)의 하류에서, 배출 라인(15)은 제어 밸브(3)와, PMW 시스템으로부터 CVCS(도시하지 않음)까지의 출구(25)를 포함한다. 대기 정렬에서, 밸브(3)는 PMW 시스템의 출구(25)로부터의 보충수의 배출을 방지하기 위해 폐쇄된 위치에 있다. 나아가, 대기 모드에서는, 보충수는 배출 라인(15)(펌프(20)의 하류)에 연결되어 있는 바이패스 라인(30)으로 펌핑된다. 멤브레인 시스템(35)은 바이패스 라인(30)에 위치해 있다. 멤브레인 시스템(35)은 멤브레인을 통과하는 보충수로부터 용존 가스를 적어도 부분적으로 분리 및 제거하기 위해 작동 가능한 하나 또는 그 이상의 멤브레인(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 멤브레인 시스템(35)은 증기 배기가스를 배기하기 위한 배기 라인(50)을 포함한다. 더 나아가, 바이패스 라인(30)에서 멤브레인 시스템(35)의 하류에는 제어 밸브(2)가 위치되어 있다. 다음에, 바이패스 라인(30)은 제어 밸브의 하류의 배출 라인(15)에 연결된다. 대기 정렬 동안, 밸브(2)는 배출 라인(15)을 통해 PMW 시스템을 빠져나가는 보충수의 흐름을 방지하기 위하여 밸브의 폐쇄 위치에 있다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 멤브레인 시스템(35)의 하류 및 조절 밸브(2)의 상류에서, 재순환 라인(40)인 바이패스 라인(30)에 연결되어 있다. 대기 정렬에서, 재순환 라인(40)은 보충수를 멤브레인 시스템(35)의 출구로부터 1차 보충수 저장 탱크(10)로 다시 이송한다. 제어 밸브(1)는 재순환 라인(40)에 위치된다. 대기 정렬에서, 제어 밸브(1)는 보충수가 멤브레인 시스템(35)을 통해 1차 보충수 저장 탱크(10)로부터 1차 보충수 저장 탱크(10)로 다시 흐르는 것을 허용하도록 개방된다.
도 2는 보충수를 수냉식 원자로 내의 구성요소 또는 시스템으로 공급 또는 전달하기 위한 작동 정렬로 구성된 것을 제외한 도 1의 PMW 시스템과 동일하다. 도 2는 도 1의 1차 보충수 저장 탱크(10), 배출 라인(15), 펌프(20), PMW 시스템 출구(25), 바이패스 라인(30), 멤브레인 시스템(35), 재순환 라인(40), 환기 라인(50) 및 밸브(1, 2, 3)를 포함한다. 도 2에서, 제어 밸브(1)는 보충수가 멤브레인 시스템(35)을 통하여 1차 보충수 저장 탱크(10)로부터 재순환 라인(40)으로 유입되고 다시 1차 보충수 저장 탱크로 돌아오는 재순환을 방지하기 위해 밸브의 폐쇄 위치에 있다. 나아가, 제어 밸브(3)는, 보충수가 바이패스 라인(30)으로 처음에 유입되고 멤브레인 시스템(35)을 통과하는 일이 없이, 1차 보충수 저장 탱크(10)로부터 PMW 시스템 출구(25)로의 보충수 흐름을 방지하기 위해 밸브의 폐쇄 위치에 있다. 도 2에서, 밸브(2)는 보충수가 1차 보충수 탱크(10)로부터 배출 라인(15)을 통과하고, 펌프(20)를 거쳐, 바이패스 라인(30)으로 유입되고, 멤브레인 시스템(35)을 통과한 후, 바이패스 라인(30)으로 다시 유입되어, 배출 라인(15)으로 유입되고, PMW 시스템의 출구(25)를 통과하여 CVCS의 입구로 들어가는 것을 허용하기 위해 밸브의 개방 위치에 있다.
본 발명의 시스템 및 방법은 다음의 장점 중 적어도 하나를 제공한다. PMW 시스템은 요구 기반에 이용될 수 있고, 온 디맨드식이 가능하다. 보충수가 최종 유저 구성요소 또는 시스템에 의해 필요해질 때, PMW 시스템은 도 1의 정렬에 따라 개시 및 구성되고, 도 2의 작동 정렬로 전환 또는 변환될 수 있다. 또는, PMW 시스템은 도 1의 정렬(예를 들면, 대기)로 유지할 수 있고, 보충수가 필요할 때, 이 정렬은 도 2의 정렬로 전환될 수 있다. 본 발명에 따르면, 보충수에 함유된 용존 가스를 제거하기 위해 보충수에 화학 물질을 넣을 필요가 없다. 나아가, 1차 보충수 저장 탱크를 위한 용존 가스 배제 시설이나, 본 발명이 보충수가 저장 탱크에서 배출된 이후에 보충 스트림을 처리하는 즉시 처리 시스템 및 온 디맨드식 방법을 사용할 때, 특정 용존 가스 제한요건 내에서 1차 보충수 저장 탱크의 모든 사전 처리를 유지할 필요는 없다.
본 발명의 특정한 실시예를 설명의 목적으로 기재하였지만, 첨부된 특허청구범위에 기재된 발명을 벗어남이 없이 상세 사항의 많은 변경이 본 기술 분야에 숙련된 자들에 의해 이뤄질 수 있다.
Claims (18)
- 수냉식 원자로 내 1차 보충수 시스템 내의 보충수로부터 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거하기 위한 처리 시스템으로서, 상기 1차 보충수 시스템은,
배출구(15)를 갖는 저장 탱크(10)로서, 용존 가스를 포함하는 보충수를 수용하는, 상기 저장 탱크(10)와,
제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 배출 라인으로서, 상기 제 1 단부는 상기 저장 탱크(10)의 배출구(15)에 연결되고, 상기 제 2 단부는 상기 1차 보충수 시스템의 출구에 연결되는, 상기 배출 라인을 포함하는, 상기 처리 시스템에 있어서,
입구 및 출구를 갖는 멤브레인 시스템(35)으로서, 상기 멤브레인 시스템(35)은 상기 저장 탱크(10)의 배출구의 하류에서 상기 배출 라인에 연결되고 상기 1차 보충수 시스템의 출구의 상류에서 상기 배출 라인에 연결되는 바이패스 라인(30)에 위치하며, 상기 저장 탱크(10)의 배출구(15)로부터 상기 멤브레인 시스템(35)의 입구를 통해 상기 용존 가스를 포함하는 보충수의 스트림을 수용하여, 상기 보충수의 스트림으로부터 상기 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거하고 상기 멤브레인 시스템(35)의 출구로부터 처리된 보충수의 스트림을 생성하는, 상기 멤브레인 시스템(35)과,
상기 1차 보충수 시스템의 출구로부터 상기 수냉식 원자로 내로 상기 처리된 보충수의 스트림을 이송하기 위한 이송 기구와,
상기 처리된 보충수의 스트림을 상기 멤브레인 시스템(35)의 출구로부터 상기 저장 탱크(10)로 다시 이송하기 위한 재순환 라인(40)을 포함하고,
상기 처리 시스템이 공급 모드에 있을 때, 상기 처리된 보충수의 스트림은 상기 멤브레인 시스템(35)의 출구로부터 상기 수냉식 원자로 내의 구성 요소 또는 시스템으로 공급되고, 상기 처리 시스템이 비공급 모드에 있을 때, 상기 처리된 보충수의 스트림은 상기 재순환 라인(40)을 통해 상기 저장 탱크(10)로 다시 이송되며,
상기 재순환 라인(40)은, 상기 멤브레인 시스템(35)의 하류에서, 상기 바이패스 라인(30)으로부터 분기되는 것인
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 용존 가스는 용존 산소, 용존 질소, 용존 아르곤 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 용존 가스를 포함하는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 용존 가스는 공기 포화의 결과로써 보충수에 존재하는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 저장 탱크(10)의 배출구의 하류 및 상기 멤브레인 시스템(35)의 입구의 상류에 위치하는 펌프(20)를 더 포함하는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 멤브레인 시스템(35)의 출구의 하류에 위치된 밸브를 더 포함하는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 보충수는 붕소가 없는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 용존 가스는 용존 산소를 포함하는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 멤브레인 시스템(35)은 상기 보충수의 스트림으로부터 모든 용존 가스를 제거하는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 멤브레인 시스템(35)은 상기 보충수의 스트림으로부터 모든 용존 가스를 제거하는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 멤브레인 시스템(35)은 복수의 멤브레인을 포함하는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 복수의 멤브레인은 액체 탈가스(degassing) 멤브레인을 포함하는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
수냉식 원자로에서 상기 처리된 보충수의 스트림의 공급이 요구되는 사건의 발생에 응답하여 온 디맨드식으로 작동되는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 제 1 항에 있어서,
대기 정렬로 유지되고, 수냉식 원자로에서 상기 처리된 보충수의 스트림이 필요한 사건의 발생에 응답하여 작동 정렬로 변형되는
용존 가스 제거용 처리 시스템. - 삭제
- 수냉식 원자로 내 1차 보충수 시스템 내의 보충수로부터 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거하기 위한 처리 방법에 있어서,
용존 가스를 포함하는 보충수를 수용하는 저장 탱크(10)를 제공하는 단계와,
상기 저장 탱크(10)의 출구로부터 상기 저장 탱크(10)의 출구 및 상기 1차 보충수 시스템의 출구에 연결된 배출 라인 내로 보충수의 스트림을 배출하는 단계와,
상기 저장 탱크(10)의 하류에서 상기 배출 라인에 연결되고 상기 1차 보충수 시스템의 출구의 상류에서 상기 배출 라인에 연결되는 바이패스 라인(30)에 위치하는 멤브레인 시스템(35)을 통해 상기 보충수의 스트림을 통과시키는 단계와,
상기 멤브레인 시스템(35) 내의 상기 보충수의 스트림으로부터 용존 가스를 적어도 부분적으로 제거하여 처리된 보충수의 스트림을 생성하는 단계와,
상기 처리된 보충수의 스트림을 상기 1차 보충수 시스템의 출구로부터 수냉식 원자로 내의 구성요소 및/또는 시스템으로 구성된 그룹으로부터 선택된 최종 유저까지 이송하는 단계와,
상기 처리된 보충수의 스트림을 상기 멤브레인 시스템(35)의 출구로부터 상기 저장 탱크(10)로 다시 이송하는 단계를 포함하고,
상기 1차 보충수 시스템이 공급 모드에 있을 때, 상기 처리된 보충수의 스트림은 상기 멤브레인 시스템(35)의 출구로부터 이송 기구를 통해 상기 수냉식 원자로 내의 최종 유저로 공급되고, 상기 1차 보충수 시스템이 비공급 모드에 있을 때, 상기 처리된 보충수의 스트림은 재순환 라인(40)을 통해 상기 저장 탱크(10)로 다시 이송되며,
상기 재순환 라인(40)은, 상기 멤브레인 시스템(35)의 하류에서, 상기 바이패스 라인(30)으로부터 분기되는 것인
용존 가스 제거용 처리 방법. - 제 15 항에 있어서,
수냉식 원자로에서 상기 처리된 보충수의 스트림의 공급이 요구되는 사건의 발생에 응답하여 온 디맨드식으로 작동되는
용존 가스 제거용 처리 방법. - 제 15 항에 있어서,
대기 정렬에 있으며, 수냉식 원자로에서 상기 처리된 보충수의 스트림을 요구하는 사건의 발생에 응답하여 작동 정렬로 변환되는
용존 가스 제거용 처리 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 처리된 보충수의 스트림은 상기 멤브레인 시스템(35)의 출구로부터 수냉식 원자로의 노심까지 이송되는
용존 가스 제거용 처리 방법.
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