KR102046537B1 - Small modular reactor system and the method of rapid reaching to begining critical condition using it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소형 일체로 원자로 시스템 및 이를 이용한 일체형 원자로의 초기 임계조건 급속 도달 방법에 관한 것으로, 특히 원자로 외부에 가열 수단이 구비되어 원자로 내부의 1차 냉각재가 장애물 없이 원활하게 대류 됨으로써 운전초기에 임계조건에 신속하게 도달될 수 있는 일체형 원자로 시스템 및 이를 이용한 일체형 원자로의 초기 임계조건 급속 도달 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a small integrated reactor system and a method for rapidly reaching the initial critical condition of an integrated reactor using the same. In particular, a heating means is provided outside the reactor, so that the primary coolant inside the reactor can be convection smoothly without obstacles, thereby critically initiating the operation. An integrated reactor system capable of quickly reaching conditions and a method for rapidly reaching initial critical conditions of an integrated reactor using the same.
세계 원자력 발전의 주 공급 시장은 대용량 원자로를 중심으로 형성되어 왔다. 그러나 2000년대 이후 열 병합, 해수담수화 에너지원, 지역난방, 선박 추진 동력원 등 비발전 분야 활용에 적합한 규모인 중소형 원자로에 대한 개발 노력이 전 세계적으로 증가되고 있다. 또한 분산 전원 지역이나 전력 그리드 용량이 작은 개도국 또는 원자력을 이용한 해수 담수화를 고려하는 물 부족 국가 등을 중심으로 중소형 원자로에 대한 관심과 수요가 증대되고 있다. 그리고 금융 위기와 대형 원전의 건설비용 급증에 따른 재원 조달의 어려움, 투자위험의 증가로 인해 상대적ㅇ로 건설비용이 저렴하고 공기가 짧으며 소량의 수요에 맞춰 건설이 가능한 모듈형 일체형 중소형 원자로(SMR, Small Modular Reactor)에 대한 관심이 증가되는 추세이다.The main supply market for nuclear power in the world has been formed around large-capacity reactors. Since the 2000s, however, efforts to develop small and medium-sized nuclear reactors, which are suitable for non-power generation, such as heat merger, seawater desalination energy sources, district heating, and ship-propelled power sources, have been increasing worldwide. In addition, interest and demand for small and medium-sized nuclear reactors are increasing, especially in developing countries with distributed power generation areas, small power grid capacity, or water shortage countries considering seawater desalination using nuclear power. In addition, due to the financial crisis, the difficulty of financing due to the rapid increase in the construction cost of large nuclear power plants, and the increase in investment risk, the modular integrated small and medium-sized reactor (SMR), which is relatively inexpensive in construction cost, short in air, and can be built to meet small demand Increasingly, interest in small modular reactors is growing.
일체형 원자로는 일체형인 만큼 증발기가 원자로 용기 내부에 설치된다. 원자로 외부에는 1차 냉각재의 거동이 안정성을 잃을 때 1차 냉각재 및 1차 냉각재와 열 교환하는 2차 냉각재로부터 잔열을 긴급히 제거시킴으로써 1차 냉각재의 이상 고온을 신속하게 낮추기 위해 2차 냉각재 관로 상에 잔열제거계통이 설치된다.As the unitary reactor is an integral unit, the evaporator is installed inside the reactor vessel. Outside the reactor, when the behavior of the primary coolant loses its stability, the secondary coolant is urgently removed from the primary coolant and the secondary coolant that exchanges heat with the primary coolant, thereby rapidly reducing the abnormal high temperature of the primary coolant on the secondary coolant conduit. Residual heat removal system is installed.
또한 일체형 원자로 내부에는 원자로의 초기 기동 상황에서 1차 냉각재의 온도를 임계 조건 온도로 상승시키기 위한 히터가 설치된다. 그런데 히터는 1차 냉각재의 자연 순환 통로 상에 설치되어야만 1차 냉각재의 전량이 히터를 통과하면서 신속하게 가열되지만, 히터가 1차 냉각재의 자연 순환 통로에 설치된다는 점 때문에 오히려 1차 냉각재의 온도와 밀도 차에 의한 자연 순환 흐름 형성에 장해물로 작용하게 되어 임계 조건에 도달되기 힘든 문제가 있다.In addition, the integrated reactor is provided with a heater for raising the temperature of the primary coolant to the critical condition temperature in the initial startup of the reactor. However, the heater must be installed on the natural circulation passage of the primary coolant so that the entire amount of the primary coolant is quickly heated while passing through the heater, but the heater is installed in the natural circulation passage of the primary coolant. There is a problem that it is difficult to reach the critical condition because it acts as an obstacle to the natural circulation flow formed by the density difference.
1차 냉각재 히터를 외부에 설치할 경우에는 주변 설비들과의 간섭 문제 및 추가적인 비용이 소요되므로 생산 전력 대비 종래 대형 상업용 원자력 발전소에 비해 설치비용이 차지하는 비율이 너무 높아지는 문제가 있다.When the primary coolant heater is installed outside, there is a problem that the installation cost is too high compared to the production power of the conventional large commercial nuclear power plant because the interference with the surrounding facilities and additional costs are required.
따라서 원자로 내부에 히터를 설치하지 않고 또한 원자로 외부에도 별도의 히터를 설치하지 않고도 기존 설비를 활용하여 일체형 원자로의 초기 기동시 1차 냉각재 온도를 상승시킬 수 있는 기술이 요청된다.Therefore, there is a need for a technology that can increase the primary coolant temperature during the initial start-up of an integrated reactor by utilizing existing facilities without installing a heater inside the reactor and installing a separate heater outside the reactor.
등록특허공보 제10-1261518호(공고일자: 2013. 05. 06)Registered Patent Publication No. 10-1261518 (Notification Date: May 06, 2013)
이에 본 발명은 원자로 내부에서 1차 냉각제의 흐름에 방해물로 작용되는 히터가 설치되지 않고, 원자로 외부에서도 별도의 히터가 설치되지 않아 주변 설비 점유 공간과 간섭이 일어나는 문제 및 상당한 추가 비용 발생 문제가 방지되면서도, 기존 설비를 활용하여 원자로의 초기 운전시 임계 조건 온도에 신속하게 도달될 수 있는 일체형 원자로 및 이를 이용한 일체형 원자로 시스템의 초기 임계조건 급속 도달 방법을 제공하고자 한다.Therefore, the present invention prevents a heater that acts as an obstacle to the flow of the primary coolant inside the reactor and does not have a separate heater installed outside the reactor, thereby preventing the problem of interference with the occupied space of the surrounding facilities and a considerable additional cost. In the meantime, the present invention provides an integrated reactor capable of rapidly reaching the critical condition temperature during the initial operation of the reactor using an existing facility, and a method for rapidly reaching the initial critical condition of the integrated reactor system using the same.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일체형 원자로 시스템은 원자로 용기(11)와, 원자로 용기(11)에 내장되며, 팰릿 형태의 핵연료가 장전된 연료봉 다발로 이루어지는 핵연료 집합체(101)와, 상기 핵연료 집합체(101)가 안착되며, 핵분열 반응이 진행되는 노심(12)과, 원자로 용기(11)에 내장되며, 핵연료 집합체(101)의 하부를 원기둥 형태로 둘러싸는 구조물인 노심지지 배럴(19)과, 상기 노심지지 배럴(19)의 내주면과 핵연료 집합체(101) 외주면 사이에 형성되어, 원자로 용기(11) 내부에 채워진 1차 냉각재가 노심(12)에서 가열됨으로써 상부로 부상할 수 있는 통로인 라이저(13)와, 상기 노심지지 배럴(19)의 외주면과 원자로 용기(11)의 내주면 사이에 설치되며, 원자로 용기(11)에 채워진 1차 냉각재가 통과 가능한 유입구와 배출구가 형성되고, 내부에는 2차 냉각재가 흐르는 열교환관이 설치되어, 노심(12)에서 가열된 1차 냉각재가 2차 냉각재와 격리된 상태에서 열 교환이 이루어져, 1차 냉각재의 열에너지가 2차 냉각재에 전달되어 2차 냉각재를 기화시키게 제작되는 증기발생기(17)와, 상기 원자로 용기(11) 내부에서 핵연료 집합체(101) 상부에 설치되어 원자로 내부 압력을 조절시켜 노심(12)에서 1차 냉각재가 급격한 상변화 없이 안정적으로 가열되어 대류될 수 있도록 1차 냉각재의 체적 변화를 보상시켜주는 가압기(미도시) 및, 상기 원자로 용기(11) 내부와 원자로 용기(11) 외부에 설치된 터빈을 연결시키는 2차 냉각재가 흐르는 관로에 설치되어, 2차 냉각재를 급히 냉각시켜야 되는 비상 운전시 2차 냉각재의 잔열을 제거시키는 잔열제거계통(20)으로 구성되되, 상기 잔열제거계통(20)은 냉열과 온열이 모두 제공되는 냉온 열 공급부(27)와 연결되어, 원자로의 비상 냉각 상황에서는 냉온 열 공급부(27)로부터 냉열을 공급받아 2차 냉각제의 잔열을 제거시키고, 원자로의 초기 기동시에는 냉온 열 공급부(27)로부터 온열을 공급받아 2차 냉각제를 가열시킴으로써, 원자로 내부의 1차 냉각제 온도를 임계 조건 온도로 상승시킨다.An integrated reactor system according to the present invention for achieving this object is a
여기서 상기 냉온 열 공급부(27)는 바람직하게는 히트싱크 수조(271)와, 히트싱크 수조(271)에 일부가 내장되며 2차 냉각재가 내부에 흐르는 2차 냉각재 추출 관과, 히트싱크 수조(271)에 내장되는 관으로서 내부에 냉매가 흐르면서 2차 냉각재 추출 관과 서로 열 교환 하는 냉온 열전달 유닛(2711)과, 냉온 열전달 유닛(2711)과 차례로 냉매 관으로 연결되는 압축기(274), 응축 유닛(272) 및, 팽창밸브(273)로 이루어져서, 비상 냉각 상황에서 냉매 관을 따라 흐르는 냉매가 냉온 열전달 유닛(2711) 내부에서 증발되면서 냉열을 2차 냉각재 추출 관으로 전달시켜 2차 냉각재의 열량을 제거시키되, 냉온 열 공급부(27)에는 보조 증발기(275)가 더 설치되어, 원자로의 초기 기동시에는 상기 냉매 관을 따라 흐르는 냉매가 보조 증발기(275)에서 증발된 다음 압축기(274)를 통과한 후 냉온 열전달 유닛(2711)에서 응축됨으로써, 냉매에서 2차 냉각재 추출 관으로 온열을 전달시켜 2차 냉각재가 가열된다.Here, the cold and hot
이 경우 상기 냉온 열 공급부(27)에는 바람직하게는 팽창밸브(273)와 냉온 열전달 유닛(2711)을 연결시키는 냉매 관에서 분기되어 냉온 열전달 유닛(2711)과 압축기(274)를 연결시키는 냉매 관에 접속되는 제1바이패스 관(277-1)과, 상기 응축 유닛(272)과 압축기(274)를 연결시키는 냉매 관에서 분기되어 압축기(274)와 냉온 열전달 유닛(2711)을 연결시키는 냉매 관에 접속되는 제2바이패스 관(277-2) 및, 상기 응축 유닛(272)과 팽창밸브(273)를 연결시키는 냉매 관에서 분기되어 팽창밸브(273)와 냉온 열전달 유닛(2711)을 연결시키는 냉매 관에 접속되는 제3바이패스 관(277-3)이 설치되되, 제1바이패스 관(277-1)은 보조 증발기(275)를 통과하게 설치되어 제1바이패스 관(277-1)을 통과하는 냉매는 보조 증발기(275)로 가열되어 증발된 다음, 압축기(274)를 통과한 후에 제2바이패스 관(277-2)을 따라 냉온 열전달 유닛(2711)으로 흘러서 냉온 열전달 유닛(2711)에서 응축됨으로써 2차 냉각재를 가열시킨 후, 제3바이패스 관(277-3)을 통과한 뒤 다시 팽창밸브(273)로 진입되어 순환됨으로써, 2차 냉각재는 원자로의 초기 기동시에 냉온 열전달 유닛(2711)으로 가열되어 임계 조건 온도에 도달된다.In this case, the cold
이때 바람직하게는 상기 제1바이패스 관(277-1)이 냉매 관으로부터 분기되는 지점과 제3바이패스 관(277-3)이 냉매 관으로부터 분기되는 지점 중 제1바이패스 관(277-1)이 분기되는 지점이 제3바이패스 관(277-3)이 분기되는 지점 보다 팽창 밸브(273)에 더 가깝게 형성되고, 제1바이패스 관(277-1)이 분기되는 지점과 제3바이패스 관(277-3)이 분기되는 지점 사이에는 제1차단밸브(278-1)가 설치되며, 상기 제1바이패스 관(277-1)이 냉매 관에 접속되는 지점과 제2바이패스 관(277-2)이 냉매 관에 접속되는 지점 중 제1바이패스 관(277-1)이 냉매 관에 접속되는 지점이 제2바이패스 관(277-2)이 접속되는 지점보다 압축기(274)에 더 가깝게 형성되고, 제1바이패스 관(277-1)이 냉매 관에 접속되는 지점과 제2바이패스 관(277-2)이 냉매 관에 접속되는 지점 사이에는 제2차단밸브(278-2)가 설치되어, 원자로의 초기 기동시에는 상기 제1 및 제2차단 밸브(278-1,278-2)가 차단 상태로 됨으로써, 상기 냉온 열 공급부(27) 내부에서 흐르는 냉매는 차례로 팽창밸브(273), 보조 증발기(275), 압축기(274), 냉온 열전달 유닛(2711)으로 흐르며 순환된다.In this case, preferably, the first bypass pipe 277-1 between the point where the first bypass pipe 277-1 branches from the refrigerant pipe and the point where the third bypass pipe 277-3 branches from the refrigerant pipe. ) Branch is formed closer to the expansion valve (273) than the branch point of the third bypass pipe (277-3), the branch and the third bypass point of the first bypass pipe (277-1) Between the points where the pass pipe 277-3 branches, a first shutoff valve 278-1 is provided, and a point at which the first bypass pipe 277-1 is connected to the refrigerant pipe and a second bypass pipe. The point where the second bypass pipe 277-2 is connected to the point where the first bypass pipe 277-1 is connected to the refrigerant pipe among the points where the 277-2 is connected to the refrigerant pipe is connected to the
한편, 상기 일체형 원자로를 이용한 일체형 원자로 시스템의 초기 임계조건 급속 도달 방법은, 원자로의 초기 기동 상황에서 상기 응축 유닛(272)을 팽창 밸브 및 압축기(274)와 연결시키는 냉매 관을 각각 차단시키는 단계와, 상기 제1 및 제2차단 밸브(278-1,278-2)가를 차단시키는 단계와, 상기 제1 내지 제3바이패스 관(277-1,277-2,277-3)을 개방시키는 단계 및, 상기 압축기(274)와 보조 증발기(275)를 가동시킴으로써, 냉매를 차례로 팽창밸브(273), 보조 증발기(275), 압축기(274), 냉온 열전달 유닛(2711)으로 흐르게 순환시키는 단계로 구성된다.On the other hand, the method for rapidly reaching the initial critical condition of the integrated reactor system using the integrated reactor, the refrigerant pipe connecting the
본 발명에 따른 일체형 원자로 시스템 및 이를 이용한 일체형 원자로 시스템의 초기 임계조건 급속 도달 방법은 원자로 내부에서 1차 냉각제의 흐름에 방해물로 작용되는 히터가 설치되지 않고, 원자로 외부에서도 별도의 히터가 설치되지 않아 주변 설비 점유 공간과 간섭이 일어나는 문제 및 상당한 추가 비용 발생 문제가 방지되면서도, 기존 설비를 활용하여 원자로의 초기 운전시 임계 조건 온도에 신속하게 도달될 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the method for rapidly reaching the initial critical condition of the integrated reactor system and the integrated reactor system using the same does not have a heater installed as an obstacle to the flow of the primary coolant inside the reactor, and no separate heater is installed outside the reactor. While the problem of interference with occupied facilities occupied space and significant additional costs is avoided, the existing equipment can be used to quickly reach critical condition temperatures during initial operation of the reactor.
도 1은 본 발명에 따른 일체형 원자로 시스템에서 일체형 원자로의 정단면도,
도 2는 본 발명에 따른 일체형 원자로 시스템의 전체 구성도,
도 3은 도 2에서 잔열제거계통의 구성도,
도 4는 도 3에서 잔열제거 기동시의 냉매 흐름을 나타낸 도면,
도 5는 도 3에서 초기 임계조건 도달 과정에서의 냉매 흐름을 나타낸 도면,1 is a front cross-sectional view of an integrated reactor in an integrated reactor system in accordance with the present invention;
2 is an overall configuration diagram of an integrated reactor system according to the present invention;
3 is a configuration diagram of the residual heat removal system in FIG.
4 is a view showing a refrigerant flow at the time of residual heat removal start in FIG.
5 is a view showing a refrigerant flow in the process of reaching the initial threshold condition in FIG.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Specific structural or functional descriptions presented in the embodiments of the present invention are only illustrated for the purpose of describing the embodiments according to the inventive concept, and the embodiments according to the inventive concept may be implemented in various forms. In addition, it should not be construed as limited to the embodiments described herein, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.
본 발명에 따른 일체형 원자로 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 원자로 용기(11)와, 원자로 용기(11)에 내장되는 핵연료 집합체(101), 노심(12), 노심지지 배럴(19), 라이저(13), 가압기(미도시) 및, 증기발생기(17)와, 원자로 용기(11) 외부에 설치되는 잔열제거계통(20)으로 구성된다.As shown in FIG. 2, the integrated reactor system according to the present invention includes a
원자로 용기(11)는 원자로 압력용기 라고도 하며, 노심(12) 및 주요 기기를 담는 단일 용기이다. 외부 하중으로부터 내부의 주요 기기를 보호하는 작용을 하며, 정상운전 및 사고시 방사성 물질이 외부로 누출되는 것을 막는 방호벽으로 작용된다.The
핵연료 집합체(101)는 팰릿 형태의 핵연료가 장전된 연료봉이 다발 형태로 엮인 상태이며, 핵연료 다발이 직립된 형태로 지지될 수 있는 지지격자(미도시) 및 상부 구조물(미도시)과 하부 구조물(미도시)이 설치된다. 또한 제어봉(16)과 안내봉이 핵연료 다발 사이에 설치되는 것은 일반 loop형 원자로의 경우와 동일하다.The
노심(12)은 핵연료 집합체(101) 하부에 배치되며, 임계조건 도달 이후 정상운전 과정에서 핵분열이 발생되는 부위이다. 노심(12)에는 노심(12)지지구조물(미도시)가 설치되며, 노심(12)지지구조물은 노심(12) 형상을 유지하여 제어봉(16)이 삽입될 수 있는 요건을 만족하도록 설계된다.The
노심지지 배럴(19)은 핵연료 집합체(101)의 하부를 원기둥 형태로 둘러싸는 구조물로서 핵연료 집합체(101)를 외부에서 지지하는 작용을 한다.The
라이저(13)는 노심지지 배럴(19)의 내주면과 핵연료 집합체(101) 외주면 사이에 형성되어, 원자로 용기(11) 내부에 채워진 1차 냉각재가 노심(12)에서 가열됨으로써 상부로 부상할 수 있는 통로이다.The
증기발생기(17)는 노심지지 배럴(19)의 외주면과 원자로 용기(11)의 내주면 사이에 설치되며, 원자로 용기(11)에 채워진 1차 냉각재가 통과 가능한 유입구와 배출구가 형성되고, 내부에는 2차 냉각재가 흐르는 열교환관이 설치되어, 노심(12)에서 가열된 1차 냉각재가 2차 냉각재와 격리된 상태에서 열 교환이 이루어져, 1차 냉각재의 열에너지가 2차 냉각재에 전달되어 2차 냉각재를 기화시키는 작용을 한다. 1차 냉각재와 2차 냉각재는 서로 단절되어 물질교환은 차단되며 열 교환만 이루어진다. 증기발생기(17)에서 기화되는 2차 냉각재는 정상운전 중에는 터빈 어셈블리(80)로 보내져서 전력을 생산하게 된다.The
가압기(미도시)는 원자로 용기(11) 내부에서 핵연료 집합체(101) 상부에 설치되어 원자로 용기(11)의 내부 압력을 조절시켜 노심(12)에서 1차 냉각재가 급격한 상변화 없이 안정적으로 가열되어 대류 될 수 있도록 1차 냉각재의 체적 변화를 보상해 주는 작용을 한다. 가압기(미도시)는 정상운전 중에는 1차 냉각재의 열팽창을 흡수하며, 별도의 스프레이나 가열기 없이 1차 계통의 압력을 조절할 수 있게 설계된다.A pressurizer (not shown) is installed on the
잔열제거계통(20)은 원자로 용기(11) 내부와 원자로 용기(11) 외부에 설치된 터빈을 연결시키는 2차 계통 냉각재(이하 "2차 냉각재"라 칭함)가 흐르는 관로에 설치되어, 2차 냉각재를 급히 냉각시켜야 되는 비상 운전 상황에서 2차 냉각재의 잔열을 제거시킨다. 즉 사고가 발생되는 경우 잔열제거계통(20)은 1차계통 냉각재(이하 "1차 냉각재"라 칭함)의 온도를 정상운전 온도에서부터 재장전운전 온도까지 낮추는 작용을 한다. 설계기준 사고시 잔열제거계통(20)은 증기발생기(17) 이차측을 통한 자연순환유동을 이용한 피동개념에 의해 운전이 개시되며, 일차계통이 냉각되어 자연순환유동을 위한 충분한 구동력이 확보되지 않을 경우에는 보수냉각펌프(미도시)를 이용한 강제순환유동으로 일차계통을 냉각시킨다.The residual
잔열제거계통(20)은 냉열과 온열이 모두 제공되는 사이클 장치인 냉온 열 공급부(27)를 포함함으로써, 원자로의 비상 냉각 상황에서는 냉온 열 공급부(27)로부터 냉열을 공급받아 2차 냉각재의 잔열을 제거시키고, 원자로의 초기 기동 상황에서는 냉온 열 공급부(27)로부터 온열을 공급받아 2차 냉각제를 가열시킴으로써, 원자로 내부의 1차 냉각제 온도를 임계 조건 온도로 상승시킨다.The residual
즉 본 발명에서는 통상 1차 계통 냉각재의 온도를 낮춰주는 작용을 하는 잔열제거계통(20)이 이용되어, 초기 운전시에 임계조건 도달 과정까지 1차 냉각재를 가열시키는 작용을 수행하게 된다.That is, in the present invention, the residual
보다 구체적으로 냉온 열 공급부(27)는 도 3에 도시된 바와 같이 히트싱크 수조(271)와, 히트싱크 수조(271)에 일부가 내장되며 2차 냉각재가 내부에 흐르는 2차 냉각재 추출 관(23) 및 2차 냉각재 복귀 관(24)과, 히트싱크 수조(271)에 내장되는 관으로서 내부에 냉매가 흐르면서 2차 냉각재 추출 관(23)과 서로 열 교환 하는 냉온 열전달 유닛(2711)과, 냉온 열전달 유닛(2711)과 차례로 냉매 관으로 연결되는 압축기(274), 응축 유닛(272) 및, 팽창밸브(273)로 이루어진다.More specifically, as shown in FIG. 3, the cold
냉온 열 공급부(27)는 정상운전 중 사고발생에 따른 비상 냉각 상황에서는 냉매 관을 따라 흐르는 냉매가 냉온 열전달 유닛(2711) 내부에서 증발되면서 냉열을 2차 냉각재 추출 관(23)으로 전달시켜 2차 냉각재로부터 열량을 회수한다.The cold / hot
여기에 추가적으로 냉온 열 공급부(27)에는 보조 증발기(275)가 더 설치된다. 따라서 원자로의 초기 기동 상황에서는 상기 냉매 관을 따라 흐르는 냉매가 보조 증발기(275)에서 증발된 다음 압축기(274)를 통과한 후 냉온 열전달 유닛(2711)에서 응축됨으로써, 냉매에서 2차 냉각재 추출 관(23)으로 온열을 전달시켜 2차 냉각재가 가열된다. 가열된 2차 냉각재는 증기발생기(17)에서 1차 냉각재에 오히려 열을 전달한다. 이로써 원자로 용기(11) 내부에 별도의 히터가 설치되지 않더라도 1차 냉각재 온도가 임계 조건 온도에 도달될 수 있고, 1차 냉각재는 원자로 용기(11) 내부에서 가열되면서 정상 운전에 필요한 자연 대류가 온도차 및 밀도차로 발생되며, 별도의 히터 구조물이 없으므로 자연 대류에 대한 장해물이 없어 신속하게 대류가 발생될 수 있다.In addition, the
이하에서는 구체적으로 냉온 열 공급부(27)가 잔열제거 또는 2차 냉각재 가열이라는 서로 상반된 작용을 가능하게 하는 구성 및 작용을 살펴보기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the cold / hot
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 냉온 열 공급부(27)는 기본적으로 냉온 열전달 유닛(2711), 압축기(274), 응축 유닛(272), 팽창밸브(273)가 냉매 관으로 차례로 연결되어 냉매가 순환되는 순환 구조로 형성되고, 냉온 열전달 유닛(2711)이 히트싱크 수조(271) 내부에 설치되어 증발기로 작용되면서 히트싱크 수조(271) 내부에서 2차 냉각재의 잔열을 회수하여 비상 냉각 상황에서 2차 냉각재의 잔열을 제거시킨다. 도 4에서 굵은 선으로 표시된 냉매 흐름은 냉온 열 공급부(27)가 2차 냉각재의 잔열을 제거시키는 작용을 하는 경우의 냉매 흐름을 나타낸 것이다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the cold / hot
여기에 세 개의 바이패스 관(277-1,277-2,277-3)과 보조 증발기(275)가 설치됨으로써 히트싱크 수조(271) 내부에 설치된 냉온 열전달 유닛(2711)이 증발기가 아닌 응축기로 작용되어 비상 냉각 상황과는 정 반대로 2차 냉각재에 열을 공급하게 된다.Three bypass tubes (277-1, 277-2, 277-3) and the auxiliary evaporator (275) is installed here, the cold and hot heat transfer unit (2711) installed inside the
세 개의 바이패스 관(277-1,277-2,277-3)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 제1바이패스 관(277-1)과 제2바이패스 관(277-2) 및, 제3바이패스 관(277-3)이다.The three bypass tubes 277-1, 277-2, and 277-3 include the first bypass tube 277-1, the second bypass tube 277-2, and the third, as shown in FIGS. Bypass tube 277-3.
제1바이패스 관(277-1)은 팽창밸브(273)와 냉온 열전달 유닛(2711)을 연결시키는 냉매 관에서 분기되어 냉온 열전달 유닛(2711)과 압축기(274)를 연결시키는 냉매 관에 접속되는 관이다.The first bypass pipe 277-1 branches from the refrigerant pipe connecting the
제2바이패스 관(277-2)은 응축 유닛(272)과 압축기(274)를 연결시키는 냉매 관에서 분기되어 압축기(274)와 냉온 열전달 유닛(2711)을 연결시키는 냉매 관에 접속된다.The second bypass pipe 277-2 branches from the refrigerant pipe connecting the
제3바이패스 관(277-3)은 응축 유닛(272)과 팽창밸브(273)를 연결시키는 냉매 관에서 분기되어 팽창밸브(273)와 냉온 열전달 유닛(2711)을 연결시키는 냉매 관에 접속된다.The third bypass pipe 277-3 is branched from the refrigerant pipe connecting the
보조 증발기(275)는 제1바이패스 관(277-1)에 설치되어 제1바이패스 관(277-1)을 통과하는 냉매를 기화시키는 작용을 한다. 이때 보조 증발기(275)에 열을 공급하는 보일러(276)가 더 설치될 수 있다.The
도 3에 도시된 바와 같이 제1바이패스 관(277-1)의 분기점은 a1, 제1바이패스 관(277-1)의 접속점은 a2, 제2바이패스 관(277-2)의 분기점은 a3, 제2바이패스 관(277-2)의 접속점은 a4, 제3바이패스 관(277-3)의 분기점은 a5, 제3바이패스 관(277-3)의 접속점은 a6라고 할 때, a5 보다 a1 위치가 팽창밸브(273)에 더 가까우며, a4보다 a2가 압축기(274)에 더 가까울 경우, 냉매의 흐름 경로와 흐름 방향은 도 5에 도시된 굵은 선을 따라 화살표 방향으로 형성된다.As shown in FIG. 3, the branch point of the first bypass tube 277-1 is a1, the connection point of the first bypass tube 277-1 is a2, and the branch point of the second bypass tube 277-2 is a3, when the connection point of the second bypass pipe 277-2 is a4, the branch point of the third bypass pipe 277-3 is a5, and the connection point of the third bypass pipe 277-3 is a6, When the a1 position is closer to the
참고로 '분기점'은 냉매가 바이패스 관(277-1,277-2,277-3)으로 진입되는 지점이고 '접속점'은 냉매가 바이패스 관(277-1,277-2,277-3)을 빠져나오는 지점이다.For reference, the 'branch point' is the point where the refrigerant enters the bypass pipes 277-1, 277-2, and 277-3, and the 'junction point' is the point where the refrigerant leaves the bypass pipes 277-1, 277-2 and 277-3.
도 5에 도시된 굵은 선의 경로와 화살표 방향으로 냉매가 흐르면, 냉매는 팽창밸브(273) 및 a1을 통과하여 보조 증발기(275)로 진입되어 증발되고, 증발된 냉매는 a2를 거쳐 압축기(274)를 통과한 다음, a3를 거쳐 제2바이패스 관(277-2)을 통과하여 a4를 지난 후 냉온 열전달 유닛(2711)을 통과하며, 냉온 열전달 유닛(2711)을 통과한 냉매는 a5를 통과하면서 제3바이패스 관(277-3)을 경유한 후 a6를 통과하면서 다시 팽창밸브(273)를 통과하는 순환 경로가 형성된다.When the refrigerant flows in the direction of the thick line and the arrow shown in FIG. 5, the refrigerant enters the
이때 도 5에 도시된 굵은 선의 경로를 따라 화살표 방향으로 냉매가 흐르기 위해서는 제1 내지 제3 바이패스 관(277-1,277-2,277-3)이 합류되는 지점과 분기되는 지점에서 지정된 방향으로만 냉매가 흐르게 만드는 밸브들이 설치될 필요가 있다. 다만 도 3 내지 도 5에 도시된 밸브의 구체적인 위치와 종류는 하나의 예시이며, 냉매의 흐름을 도 5의 굵은 선으로 유지시켜 준다면 밸브의 구체적인 종류와 설치 위치는 변경될 수 있다.At this time, in order for the refrigerant to flow in the direction of the arrow along the path of the thick line shown in FIG. 5, the refrigerant is directed only in the designated direction at the point where the first to third bypass pipes 277-1, 277-2, and 277-3 are joined. Valves that make it flow need to be installed. However, specific positions and types of the valves shown in FIGS. 3 to 5 are just examples, and specific types and installation positions of the valves may be changed if the flow of the refrigerant is maintained in the thick line of FIG. 5.
도 3 내지 도 5의 실시예에서 나타낸 밸브는 도 4의 굵은 선으로 표시된 경로에 설치되는 제1 내지 제4차단밸브(278-1,278-2,278-3,278-4)와, 제1내지 제3바이패스 관(277-1,277-2,277-3)의 양 단 근처에 설치되는 제1내지 제6초기개방밸브(279-1,279-2,279-3,279-4,279-5,279-6)이다. 참고로 '초기개방밸브'라는 명칭은 제1 내지 제6초기개방밸브(279-1,279-2,279-3,279-4,279-5,279-6)가 모두 원자로의 운전 초기에 1차 냉각재 온도를 급속하게 임계조건 온도에 도달시키기 위해 개방되는 밸브들이라는 의미로 정해진 명칭이다.The valves shown in the embodiments of FIGS. 3 to 5 include first to fourth blocking valves 278-1, 278-2, 278-3, 278-4, and first to third bypasses installed in a path indicated by the thick line of FIG. 4. First to sixth initial opening valves 279-1, 279-2, 279-3, 279-4, 279-5, and 279-6 provided near both ends of the pipes 277-1, 277-2, and 277-3. For reference, the term 'initial opening valve' is the first to sixth opening valve (279-1,279-2,279-3,279-4,279-5,279-6) all rapidly cool the temperature of the primary coolant in the initial operation of the reactor It is a fixed name in the sense of valves that are opened to reach.
도 4에 굵은 선과 화살표로 표시된 냉매 흐름 경로는 2차 냉각재의 잔열 제거가 필요한 상황이 발생될 때의 냉매 흐름을 나타낸 것이다. 이때는 제1 내지 제4차단밸브(278-1,278-2,278-3,278-4)는 모두 개방된 상태이고, 제1 내지 제6초기개방밸브(279-1,279-2,279-3,279-4,279-5,279-6)는 모두 차단된 상태이다. 따라서 냉매가 각 바이패스 관(277-1,277-2,277-3)으로 유입되는 것이 방지되고, 냉매는 크게 반시계 방향으로 흐르며 순환된다.The refrigerant flow path indicated by thick lines and arrows in FIG. 4 shows the refrigerant flow when a situation in which residual heat of the secondary coolant needs to be removed is generated. At this time, the first to fourth blocking valves 278-1,278-2,278-3,278-4 are all open, and the first to sixth opening valves 279-1,279-2,279-3,279-4,279-5,279-6 are All are blocked. Therefore, the refrigerant is prevented from flowing into each of the bypass tubes 277-1, 277-2, and 277-3, and the refrigerant is largely circulated in the counterclockwise direction.
도 5에 굵은 선과 화살표로 표시된 냉매 흐름 경로는 원자로 운전 초기에 1차 냉각재 온도를 임계조건 온도로 끌어올리기 위해 냉온 열전달 유닛(2711)이 응축기로 작용되는 사이클의 냉매 흐름 경로이다.The coolant flow path indicated by thick lines and arrows in FIG. 5 is a coolant flow path in a cycle in which the cold / hot
여기서는 제1 내지 제6초기개방밸브(279-1,279-2,279-3,279-4,279-5,279-6)는 모두 개방된 상태이고 제1 내지 제4차단밸브(278-1,278-2,278-3,278-4)는 모두 차단된 상태이다. 따라서 냉매는 냉온 열전달 유닛(2711)에서 응축되면서 열을 2차 냉각재로 전달하여 최종적으로 증기발생기(17)에서 1차 냉각재로 열이 전달되고, 가열된 1차 냉각재는 내부에 흐름을 방해하는 별도의 히터가 없으므로 원활하게 온도차로 생성된 밀도차로 인하여 임계 조건에 신속하게 도달될 수 있다.Here, the first to sixth initial opening valves 279-1, 279-2, 279-3, 279-4, 279-5, and 279-6 are all open, and the first to fourth blocking valves 278-1, 278-2, 278-3, and 278-4 are all open. It is blocked. Therefore, the refrigerant condenses in the cold / hot
한편, 본 발명에 따른 일체형 원자로 시스템을 이용한 일체형 원자로의 초기 임계조건 급속 도달 방법은 원자로의 초기 기동 상황에서 상기 응축 유닛(272)을 팽창 밸브 및 압축기(274)와 연결시키는 냉매 관을 각각 차단시키는 단계와, 제1 및 제2차단 밸브(278-1,278-2)를 차단시키는 단계와, 제1 내지 제3바이패스 관(277-1,277-2,277-3)을 개방시키는 단계 및, 응축기와 보조 증발기(275)를 가동시킴으로써, 냉매를 차례로 팽창밸브(273), 보조 증발기(275), 압축기(274), 냉온 열전달 유닛(2711)으로 흐르게 순환시키는 단계로 구성된다.On the other hand, the method for rapidly reaching the initial critical condition of the integrated reactor using the integrated reactor system according to the present invention is to shut off the refrigerant pipe connecting the
본 초기 임계조건 급속 도달 방법에 대한 내용은 앞서 설명된 일체형 원자로 시스템에 대한 설명과 모두 중복되므로 더 이상 자세한 설명은 생략하기로 한다.
This initial critical condition rapid approach method overlaps with the description of the integrated reactor system described above, so the detailed description thereof will be omitted.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
10 : 일체형 원자로 11 : 원자로 용기
12 : 노심 13 : 라이저
15 : 상부 헤더
16 : 제어봉 17 : 증기발생기
18 : 하부 헤더 19 : 노심지지 배럴
20 : 잔열제거계통 21 : 증기공급관
22 : 회수관 23 : 2차 냉각재 추출 관
24 : 2차 냉각재 복귀관 25 : 열 교환 관
27 : 냉온 열 공급부 30 : 재장전수 탱크
40 : 안전주입계통 50 : 정지냉각계통
60 : 화학 및 체적제어계통 70 : 냉각재펌프
80 : 터빈 어셈블리 101 : 핵연료 집합체
271 : 히트싱크 수조 272 : 응축 유닛
273 : 팽창밸브 274 : 압축기
275 : 보조 증발기 276 : 보일러
277-1 : 제1바이패스관 277-2 : 제2바이패스관
277-3 : 제3바이패스관 278-1 : 제1차단밸브
278-2 : 제2차단밸브 278-3 : 제3차단밸브
278-4 : 제4차단밸브 279-1 : 제1초기개방밸브
279-2 : 제2초기개방밸브 279-3 : 제3초기개방밸브
279-4 : 제4초기개방밸브 279-5 : 제5초기개방밸브
279-6 : 제6초기개방밸브 2711 : 냉온 열전달 유닛10 integrated reactor 11: reactor vessel
12: Core 13: Riser
15: upper header
16: control rod 17: steam generator
18: lower header 19: core support barrel
20: residual heat removal system 21: steam supply pipe
22: recovery pipe 23: secondary coolant extraction pipe
24: secondary coolant return tube 25: heat exchange tube
27: cold and hot heat supply unit 30: reload tank
40: safety injection system 50: stop cooling system
60: chemical and volume control system 70: coolant pump
80
271: heat sink tank 272: condensation unit
273
275: auxiliary evaporator 276: boiler
277-1: 1st bypass pipe 277-2: 2nd bypass pipe
277-3: 3rd bypass pipe 278-1: 1st shutoff valve
278-2: 2nd shutoff valve 278-3: 3rd shutoff valve
278-4: 4th shutoff valve 279-1: 1st initial open valve
279-2: 2nd initial open valve 279-3: 3rd initial open valve
279-4: fourth initial open valve 279-5: fifth initial open valve
279-6: 6th initial release valve 2711: Cold and heat transfer unit
Claims (5)
원자로 용기(11)에 내장되며, 팰릿 형태의 핵연료가 장전된 연료봉 다발로 이루어지는 핵연료 집합체(101)와;
상기 핵연료 집합체(101)가 안착되며, 핵분열 반응이 진행되는 노심(12)과;
원자로 용기(11)에 내장되며, 핵연료 집합체(101)의 하부를 원기둥 형태로 둘러싸는 구조물인 노심지지 배럴(19)과;
상기 노심지지 배럴(19)의 내주면과 핵연료 집합체(101) 외주면 사이에 형성되어, 원자로 용기(11) 내부에 채워진 1차 냉각재가 노심(12)에서 가열됨으로써 상부로 부상할 수 있는 통로인 라이저(13)와;
상기 노심지지 배럴(19)의 외주면과 원자로 용기(11)의 내주면 사이에 설치되며, 원자로 용기(11)에 채워진 1차 냉각재가 통과 가능한 유입구와 배출구가 형성되고, 내부에는 2차 냉각재가 흐르는 열교환관이 설치되어, 노심(12)에서 가열된 1차 냉각재가 2차 냉각재와 격리된 상태에서 열 교환이 이루어져, 1차 냉각재의 열에너지가 2차 냉각재에 전달되어 2차 냉각재를 기화시키게 제작되는 증기발생기(17)와;
상기 원자로 용기(11) 내부에서 핵연료 집합체(101) 상부에 설치되어 원자로 내부 압력을 조절시켜 노심(12)에서 1차 냉각재가 급격한 상변화 없이 안정적으로 가열되어 대류될 수 있도록 1차 냉각재의 체적 변화를 보상시켜주는 가압기; 및,
상기 원자로 용기(11) 내부와 원자로 용기(11) 외부에 설치된 터빈을 연결시키는 2차 냉각재가 흐르는 관로에 설치되어, 2차 냉각재를 급히 냉각시켜야 되는 비상 운전시 2차 냉각재의 잔열을 제거시키는 잔열제거계통(20);으로 구성되되,
상기 잔열제거계통(20)은 냉열과 온열이 모두 제공되는 사이클 장치인 냉온열 공급부(27)를 포함하여, 원자로의 비상 냉각 상황에서는 냉온 열 공급부(27)로부터 냉열을 공급받아 2차 냉각재의 잔열을 제거시키고, 원자로의 초기 기동시에는 냉온 열 공급부(27)로부터 온열을 공급받아 2차 냉각제를 가열시킴으로써, 원자로 내부의 1차 냉각제 온도를 임계 조건 온도로 상승시키고,
상기 냉온 열 공급부(27)는 히트싱크 수조(271)와, 히트싱크 수조(271)에 일부가 내장되며 2차 냉각재가 내부에 흐르는 2차 냉각재 추출 관과, 히트싱크 수조(271)에 내장되는 관으로서 내부에 냉매가 흐르면서 2차 냉각재 추출 관(23) 및 2차 냉각재 복귀 관(24)과 서로 열 교환 하는 냉온 열전달 유닛(2711)과, 냉온 열전달 유닛(2711)과 차례로 냉매 관으로 연결되는 압축기(274), 응축 유닛(272) 및, 팽창밸브(273)로 이루어져서, 비상 냉각 상황에서 냉매 관을 따라 흐르는 냉매가 냉온 열전달 유닛(2711) 내부에서 증발되면서 냉열을 2차 냉각재 추출 관으로 전달시켜 2차 냉각재의 열량을 제거시키되,
냉온 열 공급부(27)에는 보조 증발기(275)가 더 설치되어, 원자로의 초기 기동시에는 상기 냉매 관을 따라 흐르는 냉매가 보조 증발기(275)에서 증발된 다음 압축기(274)를 통과한 후 냉온 열전달 유닛(2711)에서 응축됨으로써, 냉매에서 2차 냉각재 추출 관으로 온열을 전달시켜 2차 냉각재가 가열되는 것을 특징으로 하는 일체형 원자로 시스템.A reactor vessel 11;
A nuclear fuel assembly (101) built into the reactor vessel (11) and comprising a fuel rod bundle loaded with a pellet-type nuclear fuel;
A core 12 on which the nuclear fuel assembly 101 is seated and in which a nuclear fission reaction proceeds;
A core support barrel (19) embedded in the reactor vessel (11), which is a structure surrounding the lower portion of the nuclear fuel assembly (101) in a cylindrical shape;
A riser formed between an inner circumferential surface of the core support barrel 19 and an outer circumferential surface of the nuclear fuel assembly 101, and a primary coolant filled in the reactor vessel 11 may be heated in the core 12 to rise upwards. 13);
It is installed between the outer circumferential surface of the core support barrel 19 and the inner circumferential surface of the reactor vessel 11, the inlet and outlet openings through which the primary coolant filled in the reactor vessel 11 can pass are formed, and inside the heat exchanger through which the secondary coolant flows. The pipe is installed, and the heat exchange is performed in a state in which the primary coolant heated in the core 12 is isolated from the secondary coolant, and heat energy of the primary coolant is transferred to the secondary coolant to vaporize the secondary coolant. A generator 17;
Installed in the nuclear fuel assembly 101 inside the reactor vessel 11 to control the internal pressure of the reactor so that the primary coolant in the core 12 can be stably heated and convection without sudden phase change, thereby changing the volume of the primary coolant. Pressurizer to compensate for; And,
Residual heat which is installed in the pipeline through which the secondary coolant flowing between the reactor vessel 11 and the turbine installed outside the reactor vessel 11 flows to remove the residual heat of the secondary coolant during emergency operation in which the secondary coolant has to be cooled rapidly. Removing system 20; consisting of,
The residual heat removal system 20 includes a cold / hot heat supply unit 27 which is a cycle device that provides both cold and warm heat, and receives residual heat of the secondary coolant by receiving cold heat from the cold / hot heat supply unit 27 in an emergency cooling state of the reactor. In the initial start-up of the reactor, the secondary coolant is heated by receiving heat from the cold / hot heat supply unit 27 to raise the primary coolant temperature inside the reactor to a critical condition temperature,
The cold and hot heat supply unit 27 is embedded in the heat sink tank 271, the heat sink tank 271, a part of the heat sink tank 271, the secondary coolant extraction pipe flowing the secondary coolant therein, and the heat sink tank 271 A coolant heat transfer unit 2711 and a coolant heat transfer unit 2711 which are heat exchanged with the secondary coolant extraction tube 23 and the secondary coolant return tube 24 while the refrigerant flows inside the tube are connected to the refrigerant tube in turn. Compressor 274, condensation unit 272, and expansion valve 273, the refrigerant flowing along the refrigerant pipe in the emergency cooling situation is evaporated inside the cold and hot heat transfer unit 2711 to transfer the cold heat to the secondary coolant extraction pipe To remove heat from the secondary coolant,
A secondary evaporator 275 is further installed in the cold / hot heat supply unit 27, and upon initial start-up of the reactor, the refrigerant flowing along the refrigerant pipe is evaporated in the secondary evaporator 275 and then passed through the compressor 274, followed by cold and heat transfer. Condensing in the unit (2711), thereby transferring heat from the refrigerant to the secondary coolant extraction tube to heat the secondary coolant.
상기 냉온 열 공급부(27)에는 팽창밸브(273)와 냉온 열전달 유닛(2711)을 연결시키는 냉매 관에서 분기되어 냉온 열전달 유닛(2711)과 압축기(274)를 연결시키는 냉매 관에 접속되는 제1바이패스 관(277-1)과,
상기 응축 유닛(272)과 압축기(274)를 연결시키는 냉매 관에서 분기되어 압축기(274)와 냉온 열전달 유닛(2711)을 연결시키는 냉매 관에 접속되는 제2바이패스 관(277-2) 및,
상기 응축 유닛(272)과 팽창밸브(273)를 연결시키는 냉매 관에서 분기되어 팽창밸브(273)와 냉온 열전달 유닛(2711)을 연결시키는 냉매 관에 접속되는 제3바이패스 관(277-3)이 설치되되,
제1바이패스 관(277-1)은 보조 증발기(275)를 통과하게 설치되어 제1바이패스 관(277-1)을 통과하는 냉매는 보조 증발기(275)로 가열되어 증발된 다음, 압축기(274)를 통과한 후에 제2바이패스 관(277-2)을 따라 냉온 열전달 유닛(2711)으로 흘러서 냉온 열전달 유닛(2711)에서 응축됨으로써 2차 냉각재를 가열시킨 후, 제3바이패스 관(277-3)을 통과한 뒤 다시 팽창밸브(273)로 진입되어 순환됨으로써, 2차 냉각재는 원자로의 초기 기동시에 냉온 열전달 유닛(2711)으로 가열되어 임계 조건 온도에 도달되는 것을 특징으로 하는 일체형 원자로 시스템.The method of claim 1,
The first via is branched from the refrigerant pipe connecting the expansion valve 273 and the cold / hot heat transfer unit 2711 to the cold / hot heat supply unit 27 and connected to the refrigerant pipe to connect the cold / hot heat transfer unit 2711 and the compressor 274. Pass pipe 277-1,
A second bypass pipe 277-2 branched from a refrigerant pipe connecting the condensation unit 272 and the compressor 274 and connected to a refrigerant pipe connecting the compressor 274 and the cold / hot heat transfer unit 2711;
A third bypass pipe 277-3 branched from the refrigerant pipe connecting the condensation unit 272 and the expansion valve 273 and connected to the refrigerant pipe connecting the expansion valve 273 and the cold / hot heat transfer unit 2711. Is installed,
The first bypass pipe 277-1 is installed to pass through the auxiliary evaporator 275 so that the refrigerant passing through the first bypass pipe 277-1 is heated by the auxiliary evaporator 275 to be evaporated, and then the compressor ( After passing through 274, the secondary coolant is heated by flowing through the second bypass pipe 277-2 to the cold / hot heat transfer unit 2711 and condensed in the cold / hot heat transfer unit 2711, and then the third bypass tube 277. After passing through -3) and entering the expansion valve 273 and circulating again, the secondary coolant is heated by the cold and heat transfer unit 2711 at the initial start-up of the reactor to reach a critical condition temperature. .
상기 제1바이패스 관(277-1)이 냉매 관으로부터 분기되는 지점과 제3바이패스 관(277-3)이 냉매 관으로부터 분기되는 지점 중 제1바이패스 관(277-1)이 분기되는 지점이 제3바이패스 관(277-3)이 분기되는 지점 보다 팽창밸브(273)에 더 가깝게 형성되고,
제1바이패스 관(277-1)이 분기되는 지점과 제3바이패스 관(277-3)이 분기되는 지점 사이에는 제1차단 밸브(278-1)가 설치되며,
상기 제1바이패스 관(277-1)이 냉매 관에 접속되는 지점과 제2바이패스 관(277-2)이 냉매 관에 접속되는 지점 중 제1바이패스 관(277-1)이 냉매 관에 접속되는 지점이 제2바이패스 관(277-2)이 접속되는 지점보다 압축기(274)에 더 가깝게 형성되고,
제1바이패스 관(277-1)이 냉매 관에 접속되는 지점과 제2바이패스 관(277-2)이 냉매 관에 접속되는 지점 사이에는 제2차단 밸브(278-2)가 설치되어,
원자로의 초기 기동시에는 상기 제1 및 제2차단 밸브(278-1,278-2)가 차단 상태로 됨으로써,
상기 냉온 열 공급부(27) 내부에서 흐르는 냉매는 차례로 팽창밸브(273), 보조 증발기(275), 압축기(274), 냉온 열전달 유닛(2711)으로 흐르며 순환되는 것을 특징으로 하는 일체형 원자로 시스템.The method of claim 3,
The first bypass pipe (277-1) branched from the point where the first bypass pipe (277-1) branched from the refrigerant pipe and the third bypass pipe (277-3) branched from the refrigerant pipe The point is formed closer to the expansion valve 273 than the point at which the third bypass pipe 277-3 diverges,
A first blocking valve 278-1 is installed between the branch point of the first bypass pipe 277-1 and the branch point of the third bypass pipe 277-3,
The first bypass pipe 277-1 is connected to the refrigerant pipe between the first bypass pipe 277-1 and the point where the second bypass pipe 277-2 is connected to the refrigerant pipe. The point connected to the compressor 274 is formed closer to the compressor 274 than the point at which the second bypass pipe 277-2 is connected,
A second blocking valve 278-2 is provided between the point where the first bypass pipe 277-1 is connected to the refrigerant pipe and the point at which the second bypass pipe 277-2 is connected to the refrigerant pipe,
In the initial start-up of the reactor, the first and second shut-off valves 278-1 and 278-2 are shut off,
The refrigerant flowing in the cold / hot heat supply (27) is sequentially integrated into the expansion valve (273), the auxiliary evaporator (275), the compressor (274), the cold and hot heat transfer unit (2711).
원자로의 초기 기동 상황에서 상기 응축 유닛(272)을 팽창 밸브 및 압축기(274)와 연결시키는 냉매 관을 각각 차단시키는 단계와;
상기 제1 및 제2차단 밸브(278-1,278-2)를 차단시키는 단계와;
상기 제1 내지 제3바이패스 관(277-1,277-2,277-3)을 개방시키는 단계; 및,
상기 압축기(274)와 보조 증발기(275)를 가동시킴으로써, 냉매를 차례로 팽창밸브(273), 보조 증발기(275), 압축기(274), 냉온 열전달 유닛(2711)으로 흐르게 순환시키는 단계;로 구성되는 일체형 원자로 시스템의 초기 임계조건 급속 도달 방법A method for rapidly reaching an initial critical condition of an integrated reactor using the integrated reactor system according to any one of claims 1 or 3 or 4,
Blocking each refrigerant pipe connecting the condensation unit (272) with the expansion valve and the compressor (274) in the initial startup of the reactor;
Shutting off the first and second shut-off valves (278-1, 278-2);
Opening the first to third bypass tubes 277-1, 277-2, and 277-3; And,
By operating the compressor 274 and the auxiliary evaporator 275, circulating the refrigerant flows to the expansion valve 273, the auxiliary evaporator 275, the compressor 274, the cold and hot heat transfer unit (2711) in turn. How to quickly reach the initial critical condition of an integrated reactor system
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