KR102062958B1 - 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템 - Google Patents

냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102062958B1
KR102062958B1 KR1020170167353A KR20170167353A KR102062958B1 KR 102062958 B1 KR102062958 B1 KR 102062958B1 KR 1020170167353 A KR1020170167353 A KR 1020170167353A KR 20170167353 A KR20170167353 A KR 20170167353A KR 102062958 B1 KR102062958 B1 KR 102062958B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
storage tank
cooling water
coolant
passively
level
Prior art date
Application number
KR1020170167353A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190067426A (ko
Inventor
김대헌
임상규
이재민
Original Assignee
한국수력원자력 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국수력원자력 주식회사 filed Critical 한국수력원자력 주식회사
Priority to KR1020170167353A priority Critical patent/KR102062958B1/ko
Publication of KR20190067426A publication Critical patent/KR20190067426A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102062958B1 publication Critical patent/KR102062958B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • G21C15/182—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat comprising powered means, e.g. pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Abstract

본 발명은 원자로건물을 피동으로 냉각시킬 수 있는 원자로건물 피동 냉각 시스템에 있어서, 상기 원자로건물 외부에 위치하며 냉각수가 저장되는 저장탱크; 상기 원자로건물 내부에 위치하는 열교환기; 상기 저장탱크의 제1 부분과 상기 열교환기의 일측을 연결하는 제1 냉각수 순환라인; 상기 제1 부분보다 높은 상기 저장탱크의 제2 부분과 상기 열교환기의 또 다른 일측을 연결하며, 각각 상기 저장탱크의 냉각수가 출입하는 연결단부를 가지는 복수의 제2 냉각수 순환라인; 및 냉각수 수위에 따라 상기 연결단부의 적어도 일부의 개폐를 피동적으로 조절하는 개폐 유닛을 포함하고, 상기 연결단부는 복수 개로 마련되며, 상기 복수 개의 연결단부는 서로 다른 높이에 위치하고, 상기 저장탱크 내 냉각수의 수위에 따라 상기 연결단부가 최상위 연결단부부터 단계적으로 개방되어 피동적으로 냉각수가 공급되고, 상기 개폐 유닛은, 상기 저장탱크 내부의 냉각수 수위에 따라 상하이동하는 부유체; 상기 부유체와 연결되어 있으며, 적어도 하나의 힌지에 의해 서로 상하방향 이동 가능하도록 결합되어 있는 다수의 링크; 및 상기 링크와 연결되어 있으며, 상기 부유체의 위치에 따라 상기 연결단부와 접촉 및 이격하는 관마개를 포함하며, 상기 관마개는, 냉각수의 수위 감소에 따라 상기 부유체가 하강하면, 상기 연결단부로부터 피동적으로 이격되는 원자로건물 피동 냉각 시스템에 관한 것이다.

Description

냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템{COOLANT TANK AND PASSIVE COOLING SYSTEM FOR NUCLEAR REACTOR BUILDING INCLUDING THE SAME}
본 발명은 원자로건물이 냉각되도록 하는 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각시스템에 관한 것이다.
일반적으로 원자로발전소에서 냉각수 유출사고 발생 시 원자로건물 내에서 증기와 함께 방사성 물질이 배출되고, 이로 인해 원자로건물 내의 온도와 압력이 급격하게 상승하게 된다. 이때, 상승하는 온도와 압력을 조절하지 못하면 원자로건물의 파손이 발생하게 된다. 이에, 원자로건물 상부에 원자로건물살수계통(수조, 펌프, 배관, 노즐, 밸브가 기본으로 구성)과 같은 냉각계통이 마련되어, 사고 발생 시 상승하는 온도와 기체의 압력을 낮추어 원자로건물의 파손을 방지하게 된다.
다만, 이러한 냉각계통 동작을 위해서는 전원공급이 필수적이며, 소외 전원 상실시 동작 가능시간이 제한적이며, 사고 발생 시 냉각계통을 제어하기 위한 작업자의 접근이 어려워 냉각계통의 사용이 제한되는 문제점이 있다. 이에, 피동 냉각시스템이 적용되고 있다. 피동 냉각시스템은 보조건물 상부에 설치되는 저장탱크 및 원자로건물 내측에 위치하는 열교환기를 포함한다.
사고 발생 시 열교환기가 작동함에 따라 원자로건물 내부의 열을 순환라인 내의 냉각수에 전달하고, 가열된 물이 자연 순환에 의해 외부의 저장탱크에 회수됨에 따라 원자로건물이 냉각된다.
여기서, 저장탱크의 냉각수 온도가 끊는 점 이상이 되면 증기로 상변화를 일으켜 대기로 방출되면서 저장탱크의 수위가 감소하게 되고, 고정된 순환라인 이하로 수위가 감소할 경우 냉각 방식이 증발에만 의존하는 형태로 변하게 된다. 이 상황에서 냉각 방식은 자연 순환에서 증발로 갑자기 바뀌게 되며, 이로 인한 순환라인 내 유동장 변화로 배관 내 압력이 불안정한 상태가 지속적으로 야기되어 안정된 냉각계통의 냉각성능을 기대할 수 없게 되는 문제점이 발생하게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1552511호 (2015년 09월 07일 등록)
따라서 본 발명의 목적은 원자로건물이 안정되게 냉각되도록 하는 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 본 발명의 목적은 원자로건물을 피동으로 냉각시킬 수 있는 원자로건물 피동 냉각 시스템에 있어서, 상기 원자로건물 외부에 위치하며 냉각수가 저장되는 저장탱크; 상기 원자로건물 내부에 위치하는 열교환기; 상기 저장탱크의 제1 부분과 상기 열교환기의 일측을 연결하는 제1 냉각수 순환라인; 상기 제1 부분보다 높은 상기 저장탱크의 제2 부분과 상기 열교환기의 또 다른 일측을 연결하며, 각각 상기 저장탱크의 냉각수가 출입하는 연결단부를 가지는 복수의 제2 냉각수 순환라인; 및 냉각수 수위에 따라 상기 연결단부의 적어도 일부의 개폐를 피동적으로 조절하는 개폐 유닛을 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템에 의해 달성된다.
상기 연결단부는 복수 개로 마련되며, 상기 복수 개의 연결단부는 서로 다른 높이에 위치하고, 상기 저장탱크 내 냉각수의 수위에 따라 상기 연결단부가 단계적으로 개방되어 피동적으로 냉각수가 공급될 수 있다.
상기 개폐 유닛은, 상기 저장탱크 내부의 냉각수 수위에 따라 상하이동하는 부유체; 상기 부유체와 연결되어 있으며, 적어도 하나의 힌지에 의해 서로 상하방향 이동 가능하도록 결합되어 있는 다수의 링크; 및 상기 링크와 연결되어 있으며, 상기 부유체의 위치에 따라 상기 연결단부와 접촉 및 이격하는 관마개를 포함할 수 있다.
상기 관마개는, 냉각수의 수위 감소에 따라 상기 부유체가 하강하면, 상기 연결단부로부터 피동적으로 이격 될 수 있다.
상기 힌지 중 적어도 어느 하나는 위치가 고정되어 있을 수 있다.
본 발명의 목적은 원자로건물을 피동으로 냉각시킬 수 있는 냉각수 저장조에 있어서, 상기 원자로건물 외부에 위치하며, 냉각수가 저장되는 저장탱크; 상기 저장탱크의 하부영역에 마련되어 있는 제1 부분; 상기 저장탱크의 측면에 마련되어 상기 제1 부분보다 높은 곳에 위치하고, 상기 저장탱크의 냉각수가 출입하는 연결단부를 포함하는 제2 부분: 및 냉각수 수위에 따라 상기 연결단부의 적어도 일부의 개폐를 피동적으로 조절하는 개폐 유닛을 포함하는 냉각수 저장조에 의해 달성된다.
상기 연결단부는 복수 개로 마련되며, 상기 복수 개의 연결단부는 서로 다른 높이에 위치하고, 상기 저장탱크 내 냉각수의 수위에 따라 상기 연결단부가 단계적으로 개방되어 피동적으로 냉각수가 공급될 수 있다.
상기 개폐 유닛은, 상기 저장탱크 내부의 냉각수 수위에 따라 상하이동하는 부유체; 상기 부유체와 연결되어 있으며, 적어도 하나의 힌지에 의해 서로 상하방향 이동 가능하도록 결합되어 있는 다수의 링크; 및 상기 링크와 연결되어 있으며, 상기 부유체의 위치에 따라 상기 연결단부와 접촉 및 이격하는 관마개를 포함할 수 있다.
상기 관마개는, 냉각수의 수위 감소에 따라 상기 부유체가 하강하면, 상기 연결단부로부터 피동적으로 이격 될 수 있다.
상기 힌지 중 적어도 어느 하나는 위치가 고정되어 있을 수 있다.
본 발명에 따른 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템은, 냉각 계통 동작 시 냉각수 수위에 따라 단계적으로 냉각수 공급이 조절되어, 자연 순환을 최대한 유지할 수 있다. 이에 따라 냉각수 순환라인 내 유동장 변화로 인해 야기될 수 있는 불안정 요인을 제거할 수 있기 때문에 원자로건물 피동 냉각 시스템의 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각 시스템을 간략하게 나타낸 단면도이고,
도 2는 도 1의 II-II‘를 따른 단면도이고,
도 3은 도 1의 A를 확대한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각 시스템의 냉각수 저장조 내 개폐 유닛을 나타낸 단면도이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각 시스템의 냉각수 저장조 내 개폐 유닛의 동작을 예시로 나타낸 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 뜻한다.
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로 건물 피동 냉각 시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각 시스템을 간략하게 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 II-II‘를 따른 단면도이고, 도 3은 도 1의 A를 확대한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각 시스템의 냉각수 저장조 내 개폐 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각 시스템(10, 이하, 냉각 시스템이라 칭한다.)은 냉각수 저장조(100), 열교환기(200), 제1 냉각수 순환라인(300) 및 제2 냉각수 순환라인(400)을 포함한다.
도면에는 도시하지 않았지만, 냉각 시스템(10)은 냉각수를 원자로건물(20)에 공급하기 위한 추가적인 냉각수 공급 펌프 시설을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서 냉각수 저장조(100)는 원자로건물(20) 외주면 상부 영역에 배치 되어 있다. 냉각수 저장조(100)는 필요에 따라 원자로건물(20) 내부로 냉각수를 공급할 수 있으며, 이 때 원자로시설의 주 전력이 차단되더라도 수두차에 의해 냉각수를 공급할 수 있도록 원자로건물(20) 보다 상부 영역에 배치되어 있다. 한편, 원자로건물(20) 내부로 냉각수 공급이 불필요하거나, 능동적인 냉각수 공급이 이루어지는 경우에는 냉각수 저장조(100)의 높이가 변경될 수 있다.
냉각수 저장조(100)는 저장탱크(110) 및 내부에 위치하는 개폐 유닛(130)을 포함한다. 개폐 유닛(130)에 대해서는 이하 첨부된 도 3을 설명할 때 구체적으로 설명하도록 한다.
저장탱크(110)는 냉각수 저장조(100)의 외형을 형성하고 있다. 저장탱크(110)는 내부에 냉각수가 수용되는 공간을 형성하며, 대략 정육면체로 마련될 수 있으나 저장탱크(110)의 형태는 이에 한정되지 않는다.
저장탱크(110)의 하부영역에는 제1 부분(111a)이 마련되어 있으며, 저장탱크(110)의 측면에는 제2 부분(111b)이 마련되어 있다.
제1 부분(111a)은 원자로건물(20) 내부에 위치하는 열교환기(200)의 일측과 제1 냉각수 순환라인(300)에 의해 서로 연결되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 제1 냉각수 순환라인(300)이 1개 마련되어 있는 것으로 도시 하고 있으나, 다른 실시예에서는 복수개로 마련될 수 있다.
사고 발생 시 저장탱크(110) 내부에 수용 되어 있던 냉각수가 제1 냉각수 순환라인(300)을 통해 원자로건물(20) 내부의 열교환기(200)로 자연 순환하면서 원자로건물(20)이 냉각된다.
한편, 저장탱크(110)의 측면에 마련되어 제1 부분(111a) 보다 높은 곳에 위치하고 있는 제2 부분(111b)은, 원자로건물(20) 내부에 위치하는 열교환기(200)의 또 다른 일측과 연결되어 있다.
여기서 또 다른 일측과의 연결은 열교환기(200)가 제1 냉각수 순환라인(300)과 연결되어있는 일측과 반대되는 측면이 될 수 있으나, 반드시 그렇게 연결되는 것은 아니며 연결 될 수 있는 부위는 한정되지 않고, 냉각수 순환이 자연스럽게 이루어질 수 있는 연결이면 충분하다.
이러한 제2 부분(111b)과 열교환기(200)는 저장탱크(110)에서 각각 냉각수가 출입할 수 있는 연결단부(120)를 가지는 복수의 제2 냉각수 순환라인(400)에 의해 상호 연결될 수 있다. 이러한 제2 냉각수 순환라인(400)은 원자로건물(20) 내부의 열교환기(200)로부터 저장탱크(110)로 냉각수가 유입될 수 있는 경로를 형성하게 된다.
도 2에서는, 제2 냉각수 순환라인(400)이 5개로 마련되어 있는 것으로 도시하고 있으나, 제2 냉각수 순환라인(400)의 개수는 한정하지 않는다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는 제2 냉각수 순환라인(400)의 단면형태가 원형으로 되어 있으나 이에 한정되지 않고, 다른 실시예에서는 슬릿 및 도넛 형태 등 다양한 형태로 마련될 수 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 연결단부(120)는 복수 개로 마련되어 있으며 복수 개의 연결단부(120)는 서로 다른 높이에 위치하고, 저장탱크(110) 내 냉각수의 수위에 따라 원자로건물(20) 내부의 열교환기(200)로부터 저장탱크(110)로 유입되는 냉각수를 단계적으로 공급할 수 있게 된다.
더 자세히 설명하면, 초기에는 미리 개방되어 있는 최상위 연결단부(121)로부터 냉각수가 공급되며, 이후 저장탱크(110) 내 냉각수 수위가 감소하게 되면, 냉각수 수위에 따라 피동적으로 하부의 연결단부(122)로부터 차례대로 개방되어 단계적으로 냉각수가 공급 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 원자로건물(20) 내부에는 열교환기(200)가 위치한다. 열교환기(200)의 일측이 제1 냉각수 순환라인(300)과 연결되어 저장탱크(110)의 제1 부분(111a)까지 연장되고, 또 다른 일측이 제2 냉각수 순환라인(400)과 연결되어 저장탱크(110)의 제2 부분(111b)까지 연장될 수 있다. 이에, 열교환기(200)는 중대사고 시 냉각수 저장조(100)에 수용된 냉각수를 기반으로 원자로건물(20)이 냉각될 수 있도록 한다.
도 3은 도 1의 A를 확대한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각 시스템의 냉각수 저장조 내 개폐 유닛을 나타낸 단면도이다.
개폐 유닛(130)은 중대사고 시 냉각수 수위에 따라 연결단부(120)의 적어도 일부의 개폐를 피동적으로 조절할 수 있다. 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐 유닛(130)에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 원자로건물 피동 냉각 시스템(10)의 냉각수 저장조(100) 내 개폐 유닛(130)은 부유체(131), 링크(132) 및 관마개(133)를 포함한다. 또한, 개폐 유닛(130)은 냉각수 저장조(100) 내 복수 개로 배치되어 있으며, 서로 다른 높이에 위치하게 된다. 또한, 각각의 개폐 유닛(130)은 연결단부(122)를 향해 가압되어 연결단부(122) 주변의 저장탱크(110) 내벽에 밀착되어 있는 상태를 유지하게 된다.
복수 개의 링크(132)는 서로 연결되어 있으며, 적어도 하나의 힌지(132a)에 의해 서로 상하방향으로 이동 가능하도록 결합되어 있다. 또한 연결되어 있는 링크(132)의 일단에는 저장탱크(110) 내부의 냉각수 수위에 따라 상하이동이 가능한 부유체(131)가 연결되어 있으며, 또 다른 일단에는 링크(132)와 연결되어 있으며 냉각수 수위에 따른 부유체(131)의 움직임에 따라 연결단부(122)와 접촉 및 이격될 수 있는 관마개(133)가 위치한다.
개폐 유닛(130)은 저장탱크(110) 내 냉각수 수위가 점차 감소할수록 피동적으로 개폐되고, 이에 연결단부(120)를 통한 냉각수가 제2 냉각수 순환라인(400)을 통해 순차적으로 저장탱크(110) 내로 공급되게 된다.
도 1 및 도 3에서는 냉각수 수위에 따라 개폐 가능한 개폐 유닛(130)이 4개로 마련되어있는 실시예를 도시하고 있으나, 개폐 유닛(130)의 개수는 한정되지 않으며, 냉각수 저장조(100) 내 저장탱크(110)의 크기와 규격에 따라 마련될 수 있는 개수는 조절 가능하다.
부유체(131)는 속이 비거나 낮은 밀도를 가지는 물질로 이루어 질 수 있으며 냉각수 수위에 따라 상승 또는 하강할 수 있다. 또한, 실시예에서는 부유체(131)의 형태가 구형으로 도시되어 있으나 이에 한정하지 않고 다양한 형태로 마련될 수 있다.
링크(132)는 힌지(132a)에 의해 서로 결합되어 있는 형태로 구성될 수 있으며, 적어도 하나의 힌지(132a)의 고정에 의해 각각의 링크(132)의 움직임 또한 제한적으로 조절될 수 있다. 또한, 인접한 링크(132)는 다수의 링크(132)를 적어도 하나 이상의 힌지(132a) 결합에 의해 연결시킬 수 있으며, 링크(132)의 연결에 따른 개폐 유닛(130)의 전체 길이가 조정될 수 있다.
링크(132)는 냉각수 수위에 따라 유동적으로 움직이는 부유체(131)의 움직임에 따라 상하이동 되며, 움직임의 범위는 각각 연결되어 있는 링크(132)의 길이 및 연결 개수에 따라 달라질 수 있다.
한편, 도 1 및 도 3에서는 서로 연결 가능한 링크(132)의 개수가 6개로 도시되어 있으나, 링크(132)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 또한, 서로 연결되어 있는 링크(132)의 일단에 연결되어 있는 부유체(131)의 경우 반드시 링크(132)의 일단에만 연결될 수 있는 것은 아니며, 연결 될 수 있는 부위는 한정되지 않는다.
관마개(133)는 부유체(131)와 연결되어 있는 링크(132)의 일측과 상호 연결되어 있으며, 연결단부(122)를 향해 가압되어 연결단부(122) 주변의 저장탱크(110) 내벽에 밀착되어 있다.
관마개(133)가 연결단부(122) 주변의 저장탱크(110) 내벽에 밀착된 상태에서는 냉각수가 연통되지 않는다. 도면에는 도시하지 않았지만, 관마개(133)가 연결단부(122) 주변의 저장탱크(110) 내벽에 더 잘 밀착될 수 있도록 하는 고무 부재 등이 추가 설치되어 있을 수 있다.
사고 발생 시 저장탱크(110)내 냉각수의 수위 감소가 발생하게 되면, 수위에 따라 부유체(131)의 상하이동이 발생하게 되며, 부유체(131)와 상호 연결되어 있는 링크(132)가 상하운동하게 된다.
이 상태에서 연결단부(122)를 향해 가압되어 있어 연결단부(122) 주변의 저장탱크(110) 내벽에 밀착되어 있던 관마개(133)가 연결단부(122)로부터 피동적으로 이격하게 된다.
관마개(133)가 이격되는 시점은 수조의 수위에 따라 링크(132)의 길이를 조절하여 조정 할 수도 있다. 도시하지는 않았지만, 링크(132)의 움직임을 조절하기 위해 힌지(132a) 중 적어도 어느 하나의 위치를 고정시키는 구성이 설치되어 있을 수 있으며, 예를 들어, 부유체(131)와 링크(132) 사이에 고정핀이 추가로 설치되어 있을 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각 시스템(10)의 개폐 유닛(130)은 저장탱크(110) 내의 냉각수 수위가 낮아지면 피동적으로 관마개(133)가 이격되고, 연결단부(122)가 단계적으로 개방되어 피동적으로 냉각수가 공급되는데, 이를 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각 시스템의 냉각수 저장조 내 개폐 유닛의 동작을 예시로 나타낸 것이다.
도 4는 냉각수 수위가 감소하지 않은 상태에서 개폐 유닛(130)이 연결단부(122)를 향해 가압되어 연결단부(122) 주변의 저장탱크(110) 내벽에 밀착되어 있는 상태를 나타낸 것이며, 도 5는 사고 발생 시 저장탱크(110) 내 냉각수 수위가 감소함에 따라, 연결단부(122)를 향해 가압되어 있던 개폐 유닛(130)이 연결단부(122)로부터 이격됨으로써 냉각수가 공급되는 것을 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전원상실 등의 문제로 고압의 냉각재가 원자로건물(20)의 내부에 기체 형태로 방출되는 사고 발생 시, 피동형 원자로건물(20) 냉각 계통 동작에 따른 저장탱크(110) 내 냉각수 수위는 감소하게 된다.
이 상태에서 저장탱크(110) 내 미리 개방되어 있는 최상위 연결단부(121)로부터 냉각수가 공급 된다. 이후 냉각수 수위가 감소하게 되면, 도 5와 같이 저장탱크(110) 내 부유체(131)가 하강하게 되면서 부유체(131)와 힌지(132a)에 의해 서로 연결되어 있는 링크(132)도 상하방향으로 이동하게 되며, 관마개(133)가 연결단부(122)로부터 이격하게 된다.
이에 따라 최상위 연결단부(121) 보다 아래에 위치한 연결단부(122) 부터 차례대로 개방되어, 저장탱크(110)와 연결단부(122)가 서로 연통되면서, 제2 냉각수 순환라인(400)을 통해 냉각수가 저장탱크(110) 내로 공급되게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템은, 냉각 계통 동작 시 냉각수 수위에 따라 단계적으로 냉각수 공급이 조절되어, 자연 순환을 최대한 유지할 수 있다. 이에 따라 냉각수 순환라인 내 유동장 변화로 인해 야기될 수 있는 불안정 요인을 제거할 수 있기 때문에 원자로건물 피동 냉각 시스템의 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (10)

  1. 원자로건물을 피동으로 냉각시킬 수 있는 원자로건물 피동 냉각 시스템에 있어서,
    상기 원자로건물 외부에 위치하며 냉각수가 저장되는 저장탱크;
    상기 원자로건물 내부에 위치하는 열교환기;
    상기 저장탱크의 제1 부분과 상기 열교환기의 일측을 연결하는 제1 냉각수 순환라인;
    상기 제1 부분보다 높은 상기 저장탱크의 제2 부분과 상기 열교환기의 또 다른 일측을 연결하며, 각각 상기 저장탱크의 냉각수가 출입하는 연결단부를 가지는 복수의 제2 냉각수 순환라인; 및
    냉각수 수위에 따라 상기 연결단부의 적어도 일부의 개폐를 피동적으로 조절하는 개폐 유닛을 포함하고,
    상기 연결단부는 복수 개로 마련되며,
    상기 복수 개의 연결단부는 서로 다른 높이에 위치하고,
    상기 저장탱크 내 냉각수의 수위에 따라 상기 연결단부가 최상위 연결단부부터 단계적으로 개방되어 피동적으로 냉각수가 공급되고,
    상기 개폐 유닛은,
    상기 저장탱크 내부의 냉각수 수위에 따라 상하이동하는 부유체;
    상기 부유체와 연결되어 있으며, 적어도 하나의 힌지에 의해 서로 상하방향 이동 가능하도록 결합되어 있는 다수의 링크; 및
    상기 링크와 연결되어 있으며, 상기 부유체의 위치에 따라 상기 연결단부와 접촉 및 이격하는 관마개를 포함하며,
    상기 관마개는, 냉각수의 수위 감소에 따라 상기 부유체가 하강하면,
    상기 연결단부로부터 피동적으로 이격되는 원자로건물 피동 냉각 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 힌지 중 적어도 어느 하나는 위치가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 원자로건물 피동 냉각 시스템.
  6. 원자로건물을 피동으로 냉각시킬 수 있는 냉각수 저장조에 있어서,
    상기 원자로건물 외부에 위치하며,
    냉각수가 저장되는 저장탱크;
    상기 저장탱크의 하부영역에 마련되어 있는 제1 부분;
    상기 저장탱크의 측면에 마련되어 상기 제1 부분보다 높은 곳에 위치하고, 상기 저장탱크의 냉각수가 출입하는 연결단부를 포함하는 제2 부분: 및
    냉각수 수위에 따라 상기 연결단부의 적어도 일부의 개폐를 피동적으로 조절하는 개폐 유닛을 포함하고,
    상기 연결단부는 복수 개로 마련되며,
    상기 복수 개의 연결단부는 서로 다른 높이에 위치하고,
    상기 저장탱크 내 냉각수의 수위에 따라 상기 연결단부가 최상위 연결단부부터 단계적으로 개방되어 피동적으로 냉각수가 공급되며,
    상기 개폐 유닛은,
    상기 저장탱크 내부의 냉각수 수위에 따라 상하이동하는 부유체;
    상기 부유체와 연결되어 있으며, 적어도 하나의 힌지에 의해 서로 상하방향 이동 가능하도록 결합되어 있는 다수의 링크; 및
    상기 링크와 연결되어 있으며, 상기 부유체의 위치에 따라 상기 연결단부와 접촉 및 이격하는 관마개를 포함하며,
    상기 관마개는,
    냉각수의 수위 감소에 따라 상기 부유체가 하강하면,
    상기 연결단부로부터 피동적으로 이격되는 냉각수 저장조.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제6항에서,
    상기 힌지 중 적어도 어느 하나는 위치가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각수 저장조.
KR1020170167353A 2017-12-07 2017-12-07 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템 KR102062958B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170167353A KR102062958B1 (ko) 2017-12-07 2017-12-07 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170167353A KR102062958B1 (ko) 2017-12-07 2017-12-07 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190067426A KR20190067426A (ko) 2019-06-17
KR102062958B1 true KR102062958B1 (ko) 2020-01-06

Family

ID=67064520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170167353A KR102062958B1 (ko) 2017-12-07 2017-12-07 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102062958B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102280895B1 (ko) 2019-10-28 2021-07-23 한국수력원자력 주식회사 원자력 발전소의 통합형 피동냉각시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015227830A (ja) * 2014-06-02 2015-12-17 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 原子力格納容器の冷却システム
KR101790451B1 (ko) * 2016-09-29 2017-10-25 한국수력원자력 주식회사 냉각수 충수 시스템 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각시스템

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101552511B1 (ko) 2014-07-08 2015-09-15 한국수력원자력 주식회사 원자로 건물 피동 냉각 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015227830A (ja) * 2014-06-02 2015-12-17 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 原子力格納容器の冷却システム
KR101790451B1 (ko) * 2016-09-29 2017-10-25 한국수력원자력 주식회사 냉각수 충수 시스템 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190067426A (ko) 2019-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4834349B2 (ja) 原子炉格納容器冷却設備
CN111316373B (zh) 浮动式核反应堆和浮动地支撑核反应堆的方法
US9905320B2 (en) Separate type safety injection tank and integral type reactor having the same
KR102062958B1 (ko) 냉각수 저장조 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각 시스템
US11646124B2 (en) Prevention device for LOCA and nuclear reactor having the same
KR101650681B1 (ko) 해양 천연 자원 유/출입구의 높이 조절이 가능한 벙커링 스테이션 및 셔틀
KR101790451B1 (ko) 냉각수 충수 시스템 및 이를 포함하는 원자로건물 피동 냉각시스템
RU2543999C2 (ru) Способ наполнения водой основного контура ядерного реактора и соединительное устройство для внедрения указанного способа
KR101677981B1 (ko) 원전안전계통 및 이를 구비하는 원전
KR101553888B1 (ko) 열교환기의 무전원 외부공기조절 자동댐핑장치
KR101407918B1 (ko) 로카테스트 챔버의 압력조절장치
KR101873493B1 (ko) 사용후연료저장조의 냉각수상실 완화 시스템
KR101621420B1 (ko) 다중 액체금속 충수를 통한 원자로용기 외벽 냉각 방법 및 이를 이용한 원자로용기 외벽 냉각 시스템
KR102172837B1 (ko) 원자로 가압가스 주입 방지를 위한 탄성중합체 구조가 포함된 안전주입탱크
KR101868336B1 (ko) 보일러 보충수 수위조절장치
KR101042067B1 (ko) 온수 매트용 온수 보일러
KR20130140670A (ko) 밸브장치
KR100556288B1 (ko) 피동형 유량조절기구용 기체 누출 방지장치를 구비한차세대 안전주입탱크
KR102627650B1 (ko) 소형모듈원전의 잔열 냉각 및 방사성 물질 저감 시스템
KR102248238B1 (ko) 보충수 주입 장치, 방법 및 원자력 발전 시스템
KR20230041526A (ko) 원자로 밸브 장치
KR200209260Y1 (ko) 온수자동 제어밸브
WO2000009918A2 (en) Lpg (liquefied petroleum gas) overflow blocking apparatus
CA3055388A1 (en) Nuclear facility with a fuel pool and an according cooling module
CN100365736C (zh) 沸水反应堆及运行该沸水反应堆的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant