KR102036458B1 - 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장 모듈 및 이를 포함하는 저장 시스템 - Google Patents

수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장 모듈 및 이를 포함하는 저장 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경수로에 사용된 사용후핵연료를 저장하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈에 있어서, 육면체 형상의 수용공간을 형성하는 케이스;및 상기 수용공간 내에서 행렬 형태로 2열 배치되고, 상기 사용후핵연료를 저장하며 각각 길게 연장되어 있는 복수의 저장부;를 포함하며, 상기 저장부를 상기 저장부의 연장방향이 지면에 수직방향과 나란하게 되도록 상기 수용공간에 수용하는 육면체 형상의 모듈부;를 포함하고, 상기 각 저장부는 상기 사용후핵연료가 장전되는 캐니스터; 상기 캐니스터가 공기에 접촉되지 않도록 상기 캐니스터 외부를 감싸고 있는 실린더본체;를 포함하며, 상기 모듈부는, 상기 케이스 측면의 하부에 위치한 두 개 이상의 공기유입구; 및 상기 케이스 상면에 위치하여 상기 공기유입구에 유입된 공기가 배출되는 두 개 이상의 공기유출구;를 포함하며, 상기 공기유입구와 상기 공기유출구 사이에 공기유로가 형성되며, 상기 공기유입구와 상기 공기유출구는 상기 공기유로가 상기 저장부의 연장 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되어 있고, 상기 공기유로는 행렬 형태로 2열 배치된 상기 저장부의 바깥쪽에 형성되어 있으며, 상기 실린더본체와 상기 케이스의 하부면 사이에 위치하여 지진 발생 시 진동이 상기 저장부에 전파되는 것을 감소시켜주는 면진부;를 더 포함하고, 상기 실린더본체와 상기 면진부 사이에 위치하는 실린더지지대;를 더 포함하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈에 관한 것이다.

Description

수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장 모듈 및 이를 포함하는 저장 시스템{VERTICAL TYPE DRY STORAGE MODULE FOR STORING PRESSURIZED WATER REACTOR SPENT NUCLEAR FUEL AND STORAGE SYSTEM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장 모듈 및 이를 포함하는 저장 시스템에 관한 것이다.
원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료는 저장수조의 물속에 보관되다가 저장용량을 초과하게 되면 별도의 건식저장계통에 저장하게 된다. 건식저장계통은 사용후핵연료가 장전된 캐니스터를 개별 용기나 개별 모듈에 넣어 외부공기를 내부로 자연순환시켜 핵연료의 열을 냉각시켜 저장된다.
종래의 건식저장계통은 핵연료가 장전된 캐니스터를 단일 원통형 저장용기에 수직으로 저장하는 저장용기(storage cask) 방식과, 단일 사각형 저장모듈에 수평으로 저장하는 수평모듈(horizontal module) 방식으로 분류되며, 도 1 및 도 2는 각각 이러한 종래의 저장용기 방식과 수평모듈 방식의 건식저장계통을 도시한 것이다.
도시된 바와 같이 종래의 건식저장계통은, 핵연료가 장전된 캐니스터가 개별로 저장용기 또는 모듈에 저장되어 있고, 복수개의 저장용기 또는 모듈이 원자력발전소 부지에서 행렬형태로 배치되어 저장되는데, 이러한 경우 넓은 부지 면적을 필요로 한다.
또한 외부공기를 내부로 순환시키기 위한 공기유입구와 공기유출구가 핵연료 저장 용기 또는 모듈 측면에 형성되어있는데, 같은 측면에 형성되면 공기의 유동저항으로 인해 냉각성능의 효율성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
따라서 냉각성능이 뛰어나며 한정된 부지에서 효율적으로 저장 가능한 사용후핵연료의 건식저장장치 모듈 및 시스템이 필요하다.
미국 특허 공개 제2016-0035446호(2016년 2월 4일 공개)
따라서 본 발명의 목적은 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은, 경수로에 사용된 사용후핵연료를 저장하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈에 있어서, 사용후핵연료를 저장하며 각각 길게 연장되어 있는 복수의 저장부 및 육면체 형상의 수용공간을 형성하는 케이스를 포함하며 저장부를 저장부의 연장방향이 지면에 수직방향과 나란하게 되도록 수용공간에 수용하는 육면체 형상의 모듈부 포함하고, 각 저장부는 사용후핵연료가 장전되는 캐니스터, 캐니스터가 공기에 접촉되지 않도록 캐니스터 외부를 감싸고 있는 실린더본체를 포함하며, 모듈부는, 케이스 측면의 하부에 위치한 두 개 이상의 공기유입구 및 케이스 상면에 위치하여 공기유입구에 유입된 공기가 배출되는 두 개 이상의 공기유출구를 포함하는 것에 의해 달성된다.
케이스는 가로의 길이가 15m 내지 25m, 세로의 길이가 5m 내지 10m 범위일 수 있다.
공기유입구와 공기유출구 사이에 공기유로가 형성되며, 공기유입구와 공기유출구는 공기유로가 저장부의 연장방향을 따라 길게 연장되도록 배치될 수 있다.
실린더본체와 케이스의 하부면 사이에 위치하여 지진 발생 시 진동이 상기 저장부에 전파되는 것을 감소시켜주는 면진부를 더 포함할 수 있다.
실린더본체와 면진부 사이에 위치하는 실린더지지대를 더 포함할 수 있다.
케이스의 상부면에는 관통공이 형성되어 있으며, 모듈부는, 저장부의 출입이 가능하도록 관통공을 개폐하며, 사용후핵연료의 방사성물질의 유출을 방지하는 밀봉덮개를 더 포함할 수 있다.
관통공은 행렬 형태로 배치될 수 있다.
수용공간 내에서 저장부는 행렬 형태로 배치될 수 있다.
실린더본체는 탄소강, 텅스텐, 주석, 구리, 알루미늄 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 소재로 이루어질 수 있다.
실린더본체는. 탄소강 소재로 이루어진 본체부와, 본체부 표면의 적어도 일부에 형성되어 있으며, 아연, 알루미늄 및 구리 중 적어도 어느 하나로 이루어진 코팅부를 포함할 수 있다.
밀봉덮개는 1 내지 5mm 두께의 철판 라이너로 둘러싸인 철근 콘크리트 소재로 이루어질 수 있다.
상기 본 발명의 또 다른 목적은, 수직형 사용후핵연료 건식저장시스템에 있어서, 상기 중 적어도 어느 하나의 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈을 복수 개 포함하며, 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈이 행렬형태로 배치되는 것에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈 및 이를 포함하는 시스템이 제공된다.
도 1은 종래의 사용후핵연료의 건식 저장용기를, 도 2는 건식 저장수평모듈을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수직 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈을 도시한 것이다.
도 4a 내지 4c는 각각 종래의 사용후핵연료의 건식 저장용기, 건식 저장수평모듈, 본 발명에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈의 소요 부지 면적을 비교하여 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈의
저장부를 도시한 것이다.
도 6은 도 3의 VI-VI’의 단면도를 도시한 것이다.
도 7a는 공기유출구가 케이스측면에 위치한 종래의 중수로 모듈, 7b은 공기유출구가 케이스 상면에 위치한 본 발명에 따른 모듈을 컴퓨터 유체 역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 통한 열유동 전산해석으로 냉각 성능 측정 결과를 그래프로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈을 도시한 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
이하 도 3 내지 도 7a, 7b를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈(1), 도 4a 내지 4c는 각각 종래의 사용후핵연료의 건식 저장용기, 건식 저장수평모듈, 본 발명에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(1000)의 소요 부지 면적을 비교하여 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈(1)의 저장부(20)를, 도 6은 도 3의 VI-VI’의 단면도를, 도 7a는 공기유출구가 케이스 측면에 위치한 종래의 중수로 모듈, 7b은 공기유출구가 케이스 상면에 위치한 본 발명에 따른 모듈을 컴퓨터 유체 역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 통한 열유동 전산해석으로 냉각 성능 측정 결과를 그래프로 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 경수로에 사용된 사용후핵연료(201)를 저장하는 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈(1)는, 육면체 형상의 모듈부(10)와 복수개의 저장부(20)를 포함한다. 복수개의 저장부(20)는 사용후핵연료(201)를 저장하며 각각 길게 연장되어 있고, 모듈부(10)는 저장부(20)의 연장방향이 지면에 수직방향과 나란하게 되도록 저장부(20)를 수용하는 육면체 형상의 수용공간을 형성하는 케이스(101)를 포함한다.
저장부(20)는 케이스(101)의 수용공간 내에서 행렬 형태로 배치될 수 있다.
저장부(20)가 케이스(101)의 수용공간 내에서 수직으로 배치되면, 같은 다발의 사용후핵연료(201)를 저장할 경우, 종래 하나의 용기 또는 수평 모듈에 하나의 캐니스터(205)를 장전하여 배열하는 시스템인 도 4a 및 도 4b의 시스템보다 각각의 용기 및 모듈이 차지하는 면적이 줄어들기 때문에, 설치되는 소요 부지면적이 줄어들 수 있다. 즉, 같은 면적 대비 핵연료 저장용량이 증가하여 보다 효율적으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 약 2m, 높이 약 5m로 형성된 하나의 캐니스터를 각각 저장하는 경우 저장 용기는 약 3.7m, 높이 약 6m의 용기로 형성되는데(각 간격 1m), 이를 수직으로 총 10개를 저장하기 위해서는 도 4a에 도시된 바와 같이 약 190m2 (22.5m X 8.4m)의 부지 면적을 필요로 한다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 약 2m, 높이 약 5m로 형성된 하나의 캐니스터를 수평으로 저장하는 수평모듈은 가로 약 3.2m, 세로 약 5.6m로 형성되어, 이를 총 10개를 저장하기 위해서는 4b에 도시된 바와 같이 약 180m2 (32m X 5.6m)의 부지 면적을 필요로 한다.
그러나 본 발명에 따른 수직 모듈형 건식저장장치(1)는 각 캐니스터의 간격(1m) 및 밀봉덮개(109)와 모듈부(10) 끝부분의 간격(2m)을 고려하더라도 약 140m2의 부지 면적(17m X 8m)만이 소요된다.
즉, 본 발명에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈(1)은 같은 개수의 캐니스터를 저장할 경우 부지 면적이 효과적으로 감소될 수 있는 효과가 있음을 알 수 있다.
케이스(101)는, 가로(d1)는 10m 내지 40m, 적절하게는 12m 내지 35m, 더 적절하게는 15m 내지 25m 범위의 길이로 형성될 수 있으며, 세로(d2)는 1m 내지 20m, 적절하게는 3m 내지 25m. 더 적절하게는 5m 내지 10m 범위의 길이로 형성될 수 있으나, 모듈부(10)에 수용되는 캐니스터(205)의 개수 및 배열 형태에 따라 달라질 수 있다. 바람직하게는 종래 크기의 캐니스터(205)가 2x5 배열로 수용될 수 있도록 적절한 범위로 형성될 수 있다. 케이스(101)의 높이(h) 또한, 캐니스터(205)의 높이, 실린더 지지대(30) 및 면진부(40) 등의 추가 구성, 공기유로 등에 따라 다양한 높이(h)의 범위로 구성될 수 있다.
케이스(101)의 상부면에는 관통공(107)이 형성되어 있다. 모듈부(10)는 저장부(20)의 출입이 가능하도록 관통공(107)을 개폐하며, 사용후핵연료(201)의 방사성물질의 유출을 방지하는 밀봉덮개(109)를 포함한다. 관통공(107) 또한 저장부(20)와 같이 행렬 형태로 배치되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.
각 저장부(20)는 사용후핵연료(201)가 장전되는 핵연료바스켓(203) 및 캐니스터(205), 캐니스터(205)가 외부를 감싸고 있는 실린더본체(207)를 포함한다. 실린더본체(207)는 캐니스터(205)를 밀봉하여, 캐니스터(205) 표면이 직접 외부공기와 접촉되지 않게 한다. 따라서 캐니스터(205)의 부식을 방지하고, 방사선을 차폐하며, 방사성 물질의 유출을 방지하는 효과가 있다. 또한 실린더가 본체(207) 상부에 뚜껑 형태의 밀봉덮개(109)가 형성되어 캐니스터(205)의 출입이 용이하다.
밀봉덮개(109)는 철판 라이너로 둘러싸인 철근 콘크리트 소재로 이루어질 수 있다. 밀봉덮개(109)의 두께는 0.5 내지 10mm, 0.8 내지 8mm, 0.9mm 내지 7mm 범위로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 5mm 범위로 형성될 수 있다.
실린더본체(207)는 높이 약 5m, 직경 약 2m의 일반적인 캐니스터(205) 외부를 감싸는 크기의 원통형으로 형성되며, 다양한 크기와 형태로 형성되는 다른 실시예가 가능하다.
실린더본체(207)는 염분에 내부식성 특성을 가지는 소재로 형성되며, 일반적인 캐니스터(205) 소재인 스테인리스 강과 다른 소재로 형성될 수 있다. 바람직하게는 탄소강, 텅스텐, 주석, 구리, 알루미늄 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 소재로 이루어질 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니며, 경제적, 재료 강도 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실린더본체(207)는 본체부(2071)와 본체부(2071) 표면의 적어도 일부에 코팅부(2073)를 포함하며, 본체부는 탄소강 소재로, 코팅부(2073)는 아연, 알루미늄 및 구리 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
실린더본체(207) 하부에는 실린더지지대(30)가 위치한다. 실린더지지대(30)는 사용후핵연료(201)가 포함된 실린더본체(207)의 하중을 견딜 뿐 아니라, 케이스(101)의 수용공간 내에서 저장부(20)의 연장방향이 지면에 수직방향으로 고정시켜주는 역할을 한다.
실린더본체(207)와 실린더지지대(30) 사이에는, 면진부(40)가 위치한다. 면진부(40)는 지진 발생 시 진동이 저장부(20)에 전파되는 것을 감소시키며, 0.5 이상의 지진에 따른 충격 하중을 대비할 수 있도록 설치될 수 있다.
면진부(40)의 직경은 실린더본체(207)의 직경과 동일할 수 있으며, 설치 환경, 견딜 수 있는 지진 하중, 사용후핵연료(201)가 포함된 실린더본체(207)의 무게 등에 따라 다양한 직경 및 두께로 형성될 수 있다. 바람직하게는 10~50cm, 더 바람직하게는 15~35cm, 가장 바람직하게는 20~40cm 두께로 형성될 수 있다.
모듈부(10)는, 케이스(101) 측면의 하부에 위치한 두 개 이상의 공기유입구(103) 및 케이스(101) 상면에 위치하여 공기유입구(103)에 유입된 공기가 배출되는 두 개 이상의 공기유출구(105)를 포함한다.
공기유입구(103)는 케이스(101) 측면에서 실린더본체(207) 하단부와 유사 높이의 위치로 형성될 수 있으며, 지면, 지질 상황에 따라 위치, 형태, 직경, 개수 등이 다양하게 변형될 수 있다.
공기유출구(105)는 사용후핵연료(201)의 붕괴열이 외부로 잘 방출될 수 있도록 케이스(101) 상면에서, 밀봉덮개(109)과 밀접하게 형성될 수 있다.
공기유입구(103)와 공기유출구(105) 사이에는 공기유로가 형성되며, 기유입구(103)와 공기유출구(105)는 공기유로가 저장부(20)의 연장방향을 따라 길게 연장되도록 배치되어 있다. 공기유입구(103)에 유입된 공기는 공기유로를 통해 공기유출구(105)로 배출되고, 이러한 자연대류 냉각을 통해 캐니스터(205)에 저장된 사용후핵연료(201)로부터 발생하는 붕괴열을 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명과 같이 공기유출구(105)가 케이스(101) 상면에 위치하면, 케이스(101) 측면에 위치한 종래 모듈보다 stack(굴뚝) 효과가 형성되어 냉각성능이 향상될 수 있다. 이러한 효과는 이하 실험예를 통해 상세히 설명한다.
<실험예>
1. 실험방법
- 공기유출구(105)가 케이스(101) 측면에 위치한 종래의 중수로 수직 모듈을 비교예로, 공기유출구(105)가 케이스(101) 상면에 위치한 본 발명에 따른 수직 모듈의 컴퓨터 유체 역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 통해 열유동 전산해석으로 냉각 성능을 측정함
- 열유동 전산 해석을 통한 냉각성능은, 각 모듈의 공기유입구(103) 및 공기유출구(105)의 온도(K), 질량유량(kg/s), 열용량 Cp(J/K)을 측정하여 열전달량(Q)을 측정하여 계산함
2. 가정 사항
- 종래의 중수로 모듈과 본 발명에 따른 모듈의 각 공기유출구(105) 면적은 동일한 수력직경을 사용
- 1/4 해석 모델을 사용 (대칭 조건)
- 열전달량 계산식
Q=m*Cp*(Toutlet - Tinlet)
여기서 Q= 열전달량, m= 질량유량(Kg/s), Cp= 열용량(J/kg*K), Toutlet=공기유출구 켈빈온도(K), Tinlet=공기유입구 켈빈온도(K)
3. 실험결과
도 7a는 비교예로서 공기유출구(105)가 케이스(101) 측면에 위치한 종래의 중수로 모듈, 7b은 실험예로서 공기유출구(105)가 케이스(101) 상면에 위치한 본 발명에 따른 모듈을 컴퓨터 유체 역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 통해 열유동 전산해석으로 냉각 성능 측정 결과를 그래프로 도시한 것이며, 표 1은 상기 실험방법을 통한 열유동 평가 결과를 나타낸 것이다.
열유동 평가 결과
분류 질량유량
(kg/s)		 온도(K) 열용량 Cp
(J/kg*K)		 열전달량
(J/s)
공기유입구 공기유출구
비교예 1.607 311.1 332.5 1008 34,665
실험예 1.879 333.3 42,048
도 7a, 도 7b 및 표 1과 같이, 공기유출구(105)가 케이스(101) 상면에 위치한 본 발명에 따른 수직 모듈의 열전달량은 42,048J/s, 비교예는 34,665J/s로 냉각성능이 비교예에 비해 약 1.2배(17.6%) 향상된 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈(1)은 도 8에 도시된 바와 같이 행렬형태로 여러 개로 배치되어, 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(1000)을 형성할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈(1)은 추가 설치가 용이한 장점이 있다.
본 발명에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈(1)은 저장부(20)가 행렬형태로 수직으로 배치되어, 종래 수평 또는 단일 용기의 저장 시스템보다, 모듈이 설치되는 소요 부지면적이 줄어들 수 있으며, 같은 면적 대비 핵연료 저장용량이 증가하는 장점이 있다. 또한, 캐니스터(205)가 외부를 감싸고 있는 실린더본체(207) 는 캐니스터(205)의 부식 방지, 방사선 차폐, 방사성 물질의 유출 방지 효과가 있다. 게다가 실린더본체(207)와 케이스(101)의 하부면 사이에 위치한 면진부(40)를 더 포함하여 지진 발생 시 진동이 저장부(20)에 전파되는 것을 감소시킬 수 있다.
케이스(101) 상부에 위치한 공기유출구(105)는 종래보다 캐니스터(205)에 저장된 사용후핵연료(201)로부터 발생하는 붕괴열의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 수직형 경수로 사용후핵연료 건식저장모듈(1)는 행렬형태로 여러 개로 배치되어, 추가 증설이 가능한 장점이 있다.
전술한 실시 예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 경수로에 사용된 사용후핵연료를 저장하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈에 있어서,
    육면체 형상의 수용공간을 형성하는 케이스;및
    상기 수용공간 내에서 행렬 형태로 2열 배치되고, 상기 사용후핵연료를 저장하며 각각 길게 연장되어 있는 복수의 저장부;를 포함하며,
    상기 저장부를 상기 저장부의 연장방향이 지면에 수직방향과 나란하게 되도록 상기 수용공간에 수용하는 육면체 형상의 모듈부;를 포함하고,
    상기 각 저장부는
    상기 사용후핵연료가 장전되는 캐니스터;
    상기 캐니스터가 공기에 접촉되지 않도록 상기 캐니스터 외부를 감싸고 있는 실린더본체;를 포함하며,
    상기 모듈부는,
    상기 케이스 측면의 하부에 위치한 두 개 이상의 공기유입구; 및
    상기 케이스 상면에 위치하여 상기 공기유입구에 유입된 공기가 배출되는 두 개 이상의 공기유출구;를 포함하며,
    상기 공기유입구와 상기 공기유출구 사이에 공기유로가 형성되며,
    상기 공기유입구와 상기 공기유출구는 상기 공기유로가 상기 저장부의 연장 방향을 따라 길게 연장되도록 배치되어 있고,
    상기 공기유로는 행렬 형태로 2열 배치된 상기 저장부의 바깥쪽에 형성되어 있으며,
    상기 실린더본체와 상기 케이스의 하부면 사이에 위치하여 지진 발생 시 진동이 상기 저장부에 전파되는 것을 감소시켜주는 면진부;를 더 포함하고,
    상기 실린더본체와 상기 면진부 사이에 위치하는 실린더지지대;를 더 포함하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는
    가로의 길이가 15m 내지 25m, 세로의 길이가 5m 내지 10m 범위인 것을 특징으로 하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이스의 상부면에는 관통공이 형성되어 있으며
    상기 모듈부는,
    상기 저장부의 출입이 가능하도록 상기 관통공을 개폐하며, 상기 사용후핵연료의 방사성물질의 유출을 방지하는 밀봉덮개;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상기 관통공은 행렬 형태로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 실린더본체는 탄소강, 텅스텐, 주석, 구리, 알루미늄 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 소재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 실린더본체는.
    탄소강 소재로 이루어진 본체부와;
    상기 본체부 표면의 적어도 일부에 형성되어 있으며, 아연, 알루미늄 및 구리 중 적어도 어느 하나로 이루어진 코팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 밀봉덮개는 1 내지 5mm 두께의 철판 라이너로 둘러싸인 철근 콘크리트 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈.
  12. 제1항, 제2항, 제6항, 제7항, 제9항, 제10항 및 제11항 중 어느 한 항에 따른 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈을 복수 개 포함하며,
    상기 수직형 사용후핵연료 건식저장모듈이 행렬형태로 배치되어 있는 수직형 사용후핵연료 건식저장시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110867269A (zh) * 2019-11-27 2020-03-06 中广核工程有限公司 一种乏燃料干式贮存立式贮存模块
CN112466493A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 中广核工程有限公司 核电厂乏燃料卧式贮存模组

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001318189A (ja) * 2000-05-09 2001-11-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd キャニスタおよびこれを備えたコンクリート製貯蔵容器
JP2004028939A (ja) * 2002-06-28 2004-01-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd キャスクの耐震装置
KR20140074335A (ko) * 2011-09-08 2014-06-17 홀텍 인터내셔날, 인크. 고준위 방사성 폐기물을 저장하는 것을 위한 환기 시스템
KR20150086451A (ko) * 2015-07-07 2015-07-28 한국수력원자력 주식회사 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장 시스템 및 방법
KR20160035446A (ko) 2014-09-23 2016-03-31 (주)대국산기 공장 자동화 시스템의 제어방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001318189A (ja) * 2000-05-09 2001-11-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd キャニスタおよびこれを備えたコンクリート製貯蔵容器
JP2004028939A (ja) * 2002-06-28 2004-01-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd キャスクの耐震装置
KR20140074335A (ko) * 2011-09-08 2014-06-17 홀텍 인터내셔날, 인크. 고준위 방사성 폐기물을 저장하는 것을 위한 환기 시스템
KR20160035446A (ko) 2014-09-23 2016-03-31 (주)대국산기 공장 자동화 시스템의 제어방법
KR20150086451A (ko) * 2015-07-07 2015-07-28 한국수력원자력 주식회사 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장 시스템 및 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110867269A (zh) * 2019-11-27 2020-03-06 中广核工程有限公司 一种乏燃料干式贮存立式贮存模块
CN110867269B (zh) * 2019-11-27 2021-12-03 中广核工程有限公司 一种乏燃料干式贮存立式贮存模块
CN112466493A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 中广核工程有限公司 核电厂乏燃料卧式贮存模组
CN112466493B (zh) * 2020-11-25 2023-07-07 中广核工程有限公司 核电厂乏燃料卧式贮存模组

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