KR102100552B1 - Emergency cooling and electrical supply of nuclear power plant - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 블랙아웃된 원자력 발전소의 원자로로 붕산수를 공급함과 더불어 원자력 발전소에 전기를 생산한 후 공급하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치에 있어서, 청수가 저장된 청수탱크와 붕산이 저장된 붕산탱크 및 냉매가 저장된 냉매탱크가 적재되고, 자체 동력에 의해 원자력 발전소로 이동이 가능한 이동차량, 이동차량에 설치하며, 냉매탱크의 냉매를 원자로로 공급되게 펌핑하는 냉매펌프, 냉매펌프와 연결되도록 이동차량에 설치하며, 원자로에서 발생된 열에너지를 통해 기화되는 냉매를 이용하여 터빈이 회전하면서 전기를 생산하는 발전기, 청수탱크 및 발전기와 연결되게 이동차량에 설치하며, 발전기로부터 배출되는 냉매를 전달받아 청수탱크로부터 공급되는 청수를 가열하는 응축기, 붕산탱크 및 응축기와 연결되게 이동차량에 설치하며, 응축기로부터 배출되는 가열상태의 청수와 붕산탱크로부터 공급되는 붕산을 혼합하여 붕산수를 만드는 붕산수믹서, 붕산수믹서 및 원자로의 내부와 연결되게 이동차량에 설치하며, 붕산수믹서에서 생성된 붕산수를 원자로의 내부로 공급되게 펌핑하는 붕산수공급펌프를 포함하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치를 제공한다.The present invention provides a nuclear power plant cooling and electric supply device in an emergency in which an electric power is generated and supplied to a nuclear power plant together with supply of boric acid to a nuclear reactor of a blacked out nuclear power plant, a fresh water tank in which fresh water is stored and a boric acid tank in which boric acid is stored, and A refrigerant tank storing refrigerant is installed in a mobile vehicle, a mobile vehicle capable of being moved to a nuclear power plant by its own power, and a refrigerant pump pumping the refrigerant of the refrigerant tank to be supplied to a nuclear reactor, and the mobile vehicle to be connected to the refrigerant pump. It is installed and installed on a moving vehicle to be connected to a generator, a fresh water tank and a generator that generates electricity while the turbine rotates using a refrigerant vaporized through heat energy generated from the nuclear reactor, and receives the refrigerant discharged from the generator, from the fresh water tank. Connected to the condenser, boric acid tank and condenser to heat the supplied fresh water It is installed on a moving vehicle, and is installed on a moving vehicle to be connected to the interior of a boric acid water mixer, a boric acid water mixer, and a reactor that mixes fresh water from a condenser and boric acid supplied from a boric acid tank to create a boric acid water, and is generated from the boric acid water mixer. Provided is an emergency nuclear power plant cooling and electricity supply device including a boric acid water supply pump for pumping boric acid water to be supplied to the inside of a nuclear reactor.

Description

비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치{Emergency cooling and electrical supply of nuclear power plant}Emergency cooling and electrical supply of nuclear power plant

본 발명은 원자력 발전소의 비상 상황 발생시 원자력 발전소로 이동하여 원자로에 대하여 붕산수를 공급하면서 냉각이 이루어지게 함과 더불어 원자력 발전소의 구동을 위한 전기를 생산 공급하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a nuclear power plant cooling and electricity supply device in an emergency in which an emergency situation of a nuclear power plant moves to the nuclear power plant to supply cooling water while supplying boric acid to the nuclear reactor, and also produces and supplies electricity for driving the nuclear power plant. .

일반적으로, 원자력 발전소는 원자로 내부에서의 핵분열에 의해 발생되는 열에너지를 이용하여 물을 가열해 증기를 생성하고, 생성된 증기로 터빈과 발전기를 구동하여 전기에너지를 생산한다.In general, a nuclear power plant generates steam by heating water using thermal energy generated by nuclear fission inside a nuclear reactor, and generates electric energy by driving a turbine and a generator with the generated steam.

이때, 원자로는 2개의 냉각재 회로를 가진 가압경수로로서, 원자로 냉각 계통은 폐쇄회로 내에서 냉각수를 순환시키며, 노심과 내부구조물로부터 열을 제거시켜 이차(증기발생)계통으로 전달한다. 이때 증기발생기는 원자로냉각재(일차)계통과 주증기(이차)계통 간의 경계를 형성한다.At this time, the reactor is a pressurized water reactor with two coolant circuits, and the reactor cooling system circulates the coolant in a closed circuit and removes heat from the core and internal structures to transfer it to a secondary (steam generation) system. At this time, the steam generator forms a boundary between the reactor coolant (primary) system and the main steam (secondary) system.

여기서, 원자력 발전소는 비상 상황 발생에 대비하여 여러 가지 안전 대책이 강구되어 있지만, 이러한 안전 대책은 원자력 발전소에 소정의 전원이 공급되는 상황을 전제로 하고 있다. Here, nuclear power plants have been provided with various safety measures in preparation for an emergency situation, but these safety measures are based on the premise that a predetermined power is supplied to the nuclear power plants.

그러나, 원자력 발전소의 모든 전력 시스템이 기능을 상실하는 블랙아웃(Black out) 상황 발생시, 특히, 후쿠시마 원전사고에서와 같이 지진 및 해일과 같은 자연재해가 발생할 경우에는 준비한 안전 대책을 사용할 수 없게 된다. 이때, 원자로는 냉각 계통이 동작하지 않으므로, 원자로의 붕소로 구성된 제어봉을 제어하지 못하면서 원자로 내부의 온도와 압력이 지속적으로 증가하여 노심까지 용융되거나 폭발이 발생하게 된다.However, in the event of a black out situation in which all power systems of a nuclear power plant fail to function, the prepared safety measures cannot be used, especially in the case of natural disasters such as earthquakes and tsunamis, such as in the Fukushima nuclear accident. At this time, since the cooling system does not operate, the temperature and pressure inside the reactor are continuously increased while the control rod made of boron of the reactor is not controlled to melt or explode.

따라서, 원자력 발전소는 블랙아웃을 대비해 원자력 발전소 내에서 준비한 안전 대책을 사용할 수 없으므로, 냉각수 또는 붕산수를 공급하는 냉각장치와 전기를 공급하는 발전장치를 추가로 외부에서 준비한 후 이를 원자력 발전소로 이동시켜 사용할 필요가 있다. 이때 추가로 냉각수 또는 붕산수를 공급하는 냉각장치의 경우에도 높은 원자로 내부의 온도로 인해 공급되는 냉각수 또는 붕산수가 증기화되면서 원자로 압력이 급격히 높아질 수 있는 문제점이 있다.Therefore, the nuclear power plant cannot use the safety measures prepared in the nuclear power plant in preparation for blackout, so prepare a cooling device that supplies cooling water or boric acid and a power generation device that supplies electricity from the outside and then move it to the nuclear power plant to use it. There is a need. At this time, even in the case of a cooling device that additionally supplies cooling water or boric acid, there is a problem in that the pressure of the reactor may be rapidly increased as the cooling water or the boric acid water is vaporized due to the temperature inside the reactor.

이러한, 종래의 비상시 원자로를 냉각시키는 장치에 대한 기술은, 대한민국 등록특허공보 제10-1742290호(2017.05.30)에 제시된다.A technique for cooling the reactor in the event of a conventional emergency is presented in Korean Patent Registration No. 10-1742290 (2017.05.30).

본 발명은, 블랙아웃 상황 발생시, 원자력 발전소로 이동하여 원자로에 냉각을 위한 고농도의 냉각용 붕산수를 공급되게 함과 더불어 원자력 발전소의 구동을 위한 전기를 생산 공급되게 하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention, in the event of a blackout, moves to a nuclear power plant to supply a high concentration of cooling boric acid water for cooling to a nuclear power plant, and also provides an emergency nuclear power plant cooling and electricity supply device to produce and supply electricity for driving a nuclear power plant. The purpose is to provide.

본 발명은, 블랙아웃된 원자력 발전소의 원자로로 붕산수를 공급함과 더불어 원자력 발전소에 전기를 생산한 후 공급하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치에 있어서, 청수가 저장된 청수탱크와 붕산이 저장된 붕산탱크 및 냉매가 저장된 냉매탱크가 적재되고, 자체 동력에 의해 상기 원자력 발전소로 이동이 가능한 이동차량, 상기 이동차량에 설치하며, 상기 냉매탱크의 냉매를 상기 원자로로 공급되게 펌핑하는 냉매펌프, 상기 냉매펌프와 연결되도록 상기 이동차량에 설치하며, 상기 원자로에서 발생된 열에너지를 통해 기화되는 상기 냉매를 이용하여 터빈이 회전하면서 전기를 생산하는 발전기, 상기 청수탱크 및 상기 발전기와 연결되게 상기 이동차량에 설치하며, 상기 발전기로부터 배출되는 상기 냉매를 전달받아 상기 청수탱크로부터 공급되는 청수를 가열하는 응축기, 상기 붕산탱크 및 상기 응축기와 연결되게 상기 이동차량에 설치하며, 상기 응축기로부터 배출되는 가열상태의 청수와 상기 붕산탱크로부터 공급되는 붕산을 혼합하여 붕산수를 만드는 붕산수믹서, 상기 붕산수믹서 및 상기 원자로의 내부와 연결되게 상기 이동차량에 설치하며, 상기 붕산수믹서에서 생성된 붕산수를 상기 원자로의 내부로 공급되게 펌핑하는 붕산수공급펌프를 포함하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치를 제공한다.The present invention provides a nuclear power plant cooling and electric supply device in an emergency in which an electric power is generated and supplied to a nuclear power plant together with supply of boric acid to a nuclear reactor of a blacked out nuclear power plant, a fresh water tank in which fresh water is stored and a boric acid tank in which boric acid is stored, and A refrigerant tank in which a refrigerant tank in which refrigerant is stored is loaded, is installed in the mobile vehicle capable of being moved to the nuclear power plant by its own power, and installed in the mobile vehicle, and a refrigerant pump for pumping the refrigerant in the refrigerant tank to be supplied to the nuclear reactor, and the refrigerant pump. It is installed on the mobile vehicle to be connected, and is installed on the mobile vehicle to be connected to a generator, the fresh water tank and the generator that generate electricity while the turbine rotates by using the refrigerant vaporized through thermal energy generated from the nuclear reactor, The fresh water tank receiving the refrigerant discharged from the generator A condenser that heats fresh water supplied from, a boric acid tank, and a boric acid mixer that is installed on the moving vehicle to be connected to the condenser and mixes fresh water discharged from the condenser with boric acid supplied from the boric acid tank to make boric acid water , A boric acid water mixer and a boric acid water supply pump that is installed on the mobile vehicle to be connected to the interior of the nuclear reactor and pumps the boric acid water generated by the boric acid water mixer to be supplied to the interior of the nuclear reactor. Provides

또한, 상기 냉매탱크는 상기 원자로와 상기 발전기 및 상기 응축기를 상기 냉매가 순환 이동되게 가이드하는 냉매공급관로와 연결하며, 상기 냉매펌프는 상기 냉매를 상기 원자로와 상기 발전기 및 상기 응축기를 순환 이동되게 펌핑하고, 상기 냉매공급관로는 상기 냉매탱크에서 배출되는 상기 냉매를 상기 원자로의 냉각 계통으로 공급되게 가이드할 수 있다.In addition, the refrigerant tank connects the reactor, the generator, and the condenser to a refrigerant supply pipe that guides the refrigerant to circulate, and the refrigerant pump pumps the refrigerant to be circulated in the reactor, the generator, and the condenser. And, the refrigerant supply pipe may guide the refrigerant discharged from the refrigerant tank to be supplied to the cooling system of the nuclear reactor.

또한, 상기 청수탱크는 청수를 상기 응축기 및 상기 붕산수믹서에 순차적으로 이동되게 가이드하는 청수공급관로와 연결하며, 상기 청수공급관로에는 상기 청수를 상기 응축기와 상기 붕산수믹서에 순차적으로 이동되게 펌핑하는 청수공급펌프를 연결 구비할 수 있다.In addition, the fresh water tank is connected to the fresh water supply pipe for guiding the fresh water to the condenser and the boric acid water mixer sequentially, and the fresh water supply pipe pumps the fresh water to be sequentially moved to the condenser and the boric acid water mixer. A supply pump can be provided.

또한, 상기 붕산탱크에는 저장된 붕산을 붕산수믹서로 공급하고, 상기 붕산수믹서에서 생성된 붕산수를 상기 붕산수공급펌프로 상기 원자로 내부에 공급되게 가이드하는 붕산수공급관로를 연결 구비할 수 있다.In addition, the boric acid tank may be provided with a boric acid water supply line for supplying stored boric acid to a boric acid water mixer, and guiding the boric acid water generated in the boric acid water mixer to be supplied to the reactor inside the boric acid water supply pump.

본 발명에 따른 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치는, 냉매탱크에 저장된 냉매는 원자로의 냉각 계통으로 공급되면서 기화되고, 기화된 냉매로 발전기의 터빈을 회전시켜 생산된 전기를 원자력 발전소로 공급하면서 원자력 발전소의 전기적 기능을 정상화할 수 있게 한다. 그리고, 응축기에서 가열된 냉매가 청수로 열에너지를 전달함으로써, 붕산수믹서에서 가열된 청수와 붕산이 혼합되면서 고농도의 붕산수가 생성되고, 붕산수공급펌프를 통해 고농도의 붕산수가 원자로 내부로 공급되면서 원자로 내부의 제어봉을 안정적으로 냉각시켜 원자로 내부의 온도와 압력이 상승하는 것을 방지할 수 있게 한다.In the emergency, the nuclear power plant cooling and electricity supply device according to the present invention is vaporized while the refrigerant stored in the refrigerant tank is supplied to the cooling system of the nuclear reactor, and rotates the turbine of the generator with the vaporized refrigerant to supply the produced electricity to the nuclear power plant It enables normalization of the electrical function of the power plant. In addition, the coolant heated in the condenser transfers heat energy to the fresh water, whereby the heated fresh water and the boric acid are mixed in the boric acid mixer to generate a high concentration of boric acid water, and a high concentration of boric acid water is supplied into the reactor through the boric acid water supply pump, so that the inside of the reactor By stably cooling the control rod, it is possible to prevent the temperature and pressure inside the reactor from rising.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치의 원자로 연결상태 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치의 구성 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a reactor connection state of a nuclear power plant cooling and electric supply device in an emergency according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration cross-sectional view of a nuclear power plant cooling and electricity supply in an emergency according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치의 원자로 연결상태 개략 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치의 구성 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치는, 이동차량(100), 냉매펌프(200), 발전기(300), 응축기(400), 붕산수믹서(500), 붕산수공급펌프(600)를 구비하고 있다.1 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant cooling and electricity supply device connection state in an emergency according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration cross-sectional view of an emergency nuclear power plant cooling and electricity supply device in accordance with an embodiment of the present invention to be. Referring to Figures 1 and 2, the nuclear power plant cooling and electricity supply in an emergency according to an embodiment, the mobile vehicle 100, the refrigerant pump 200, the generator 300, the condenser 400, the boric acid mixer 500 ), Boric acid water supply pump 600 is provided.

상기 이동차량(100)은 원자력 발전소의 블랙아웃과 같은 비상시, 원자력 발전소로 자체 동력을 이용하여 이동할 수 있는 차량이다. 즉, 상기 이동차량(100)은 이후 설명될 냉매펌프(200), 발전기(300), 응축기(400), 붕산수믹서(500), 붕산수공급펌프(600)를 모두 적재한 상태로 상기 원자력 발전소로 이동할 수 있다. 여기서, 상기 이동차량(100)은 자체 동력을 발생시켜 이동할 수 있도록 엔진을 구비하며, 냉매펌프(200), 발전기(300), 응축기(400), 붕산수믹서(500), 붕산수공급펌프(600)와 더불어 청수가 저장된 청수탱크(110), 붕산이 저장된 붕산탱크(120), 냉매가 저장된 냉매탱크(130)를 적재할 수 있도록 화물적재부가 마련될 수 있다. 여기서, 상기 붕산탱크(120)에 저장되는 붕산은 파우더 형태로 저장되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않음은 물론이다. 더불어, 상기 붕산탱크(120)에는 붕산을 이후 설명될 붕산수믹서(500)로 일정량으로 공급되게 하는 붕산공급수단(122)을 연결 구비할 수 있다.The mobile vehicle 100 is a vehicle that can move using its own power to the nuclear power plant in an emergency, such as a blackout of the nuclear power plant. That is, the mobile vehicle 100 is to the nuclear power plant with all of the refrigerant pump 200, the generator 300, the condenser 400, the boric acid water mixer 500, and the boric acid water supply pump 600 to be described later. Can move. Here, the mobile vehicle 100 is provided with an engine to generate and move its own power, refrigerant pump 200, generator 300, condenser 400, boric acid water mixer 500, boric acid water supply pump 600 In addition, a cargo loading unit may be provided to load the fresh water tank 110 in which fresh water is stored, the boric acid tank 120 in which boric acid is stored, and the refrigerant tank 130 in which refrigerant is stored. Here, the boric acid stored in the boric acid tank 120 is preferably stored in a powder form, but is not limited thereto. In addition, the boric acid tank 120 may be provided with a boric acid supply means 122 that allows boric acid to be supplied in a predetermined amount to the boric acid water mixer 500 to be described later.

여기서, 상기 청수탱크(110)에는 저장된 청수를 이후 설명될 응축기(400)에서 붕산수믹서(500)로 순차적으로 이동되게 가이드하는 청수공급관로(111)를 연결 구비한다. 즉, 상기 청수공급관로(111)는 청수탱크(110)와 응축기(400) 사이를 연결하고, 응축기(400)와 붕산수믹서(500) 사이를 연결한다. 그리고, 상기 청수공급관로(111)의 일측, 보다 상세하게는 상기 청수탱크(110)와 응축기(400) 사이에 위치하는 청수공급관로(111)에는 상기 청수탱크(110)에 저장된 청수를 응축기(400)를 통과한 후 붕산수믹서(500)로 이동되게 펌핑시키는 청수공급펌프(112)를 연결 구비한다.Here, the fresh water tank 110 is provided with a fresh water supply pipe 111 that guides the stored fresh water to be sequentially moved from the condenser 400 to be described later to the boric acid water mixer 500. That is, the fresh water supply pipe 111 connects between the fresh water tank 110 and the condenser 400, and connects between the condenser 400 and the boric acid water mixer 500. In addition, one side of the fresh water supply pipe 111, and more specifically, the fresh water supply pipe 111 located between the fresh water tank 110 and the condenser 400 condensates fresh water stored in the fresh water tank 110 ( After passing through 400), a fresh water supply pump 112 for pumping to be moved to the boric acid mixer 500 is provided.

그리고, 상기 붕산탱크(120)에는 저장된 붕산을 이후 설명될 붕산수믹서(500)로 공급하고, 붕산수믹서(500)에서 생성된 붕산수를 붕산수공급펌프(600)로 상기 원자로 내부에 공급되게 가이드하는 붕산수공급관로(121)를 연결 구비한다. 즉, 상기 붕산수공급관로(121)는 붕산탱크(120)와 붕산수믹서(500) 사이를 연결하고, 붕산수믹서(500)와 원자로 내부를 연결한다. 이때, 상기 붕산수공급관로(121)의 일측, 보다 상세하게는 붕산수믹서(500)와 원자로(10) 내부 사이에 위치하는 붕산수공급관로(121)에 붕산수믹서(500)에서 생성된 붕산수를 상기 원자로(10) 내부로 이동되게 펌핑시키는 붕산수공급펌프(600)를 연결 구비한다.Then, the boric acid tank 120 supplies the stored boric acid to the boric acid water mixer 500 to be described later, and the boric acid water guides the boric acid water generated by the boric acid water mixer 500 to be supplied to the reactor inside the boric acid water supply pump 600. A supply pipe 121 is provided for connection. That is, the boric acid water supply line 121 connects between the boric acid tank 120 and the boric acid water mixer 500, and connects the boric acid water mixer 500 and the inside of the reactor. At this time, one side of the boric acid water supply pipe 121, more specifically, the boric acid water generated in the boric acid water mixer 500 in the boric acid water supply pipe 121 located between the boric acid water mixer 500 and the reactor 10 inside the reactor (10) A boric acid water supply pump 600 for pumping to be moved to the inside is provided.

또한, 상기 냉매탱크(130)에는 저장된 냉매를 원자로(10)에서 발전기(300)로 이동한 후, 발전기(300)에서 응축기(400)로 이동한 후 다시 원자로(10)로 순환 이동되게 가이드하는 냉매공급관로(131)를 연결 구비한다. 즉, 상기 냉매공급관로(131)는 냉매펌프(200)와 발전기(300) 사이를 연결하고, 발전기(300)와 응축기(400) 사이를 연결하고, 응축기(400)와 냉매펌프(200) 사이를 연결되게 한다. 이때, 냉매펌프(200)와 발전기(300) 사이를 연결하는 냉매공급관로(131)는 상기 원자로(10)의 냉각 계통(11), 즉 원자로(10)의 열교환기 부분과 연결되도록 가이드함으로써, 상기 냉매탱크(130)에서 공급되는 냉매가 원자로의 열교환기에서 가열될 수 있게 한다. 그리고, 상기 냉매탱크(130)에는 증발된 냉매의 양에 비례하여 상기 냉매공급관로(131)로 냉매를 공급되게 할 수 있도록 하는 제어밸브(132)를 연결 구비할 수 있다.In addition, the refrigerant tank 130 moves the stored refrigerant from the reactor 10 to the generator 300, and then moves from the generator 300 to the condenser 400, and then guides the circulation to the reactor 10 again. The refrigerant supply pipe 131 is provided. That is, the refrigerant supply pipe 131 connects between the refrigerant pump 200 and the generator 300, connects between the generator 300 and the condenser 400, and between the condenser 400 and the refrigerant pump 200. To be connected. At this time, the refrigerant supply pipe 131 connecting the refrigerant pump 200 and the generator 300 is guided to be connected to the cooling system 11 of the reactor 10, that is, the heat exchanger portion of the reactor 10, The refrigerant supplied from the refrigerant tank 130 can be heated in a heat exchanger of a nuclear reactor. In addition, the refrigerant tank 130 may be provided with a control valve 132 to allow the refrigerant to be supplied to the refrigerant supply pipe 131 in proportion to the amount of refrigerant evaporated.

상기 냉매펌프(200)는 상기 이동차량(100)의 냉매탱크(130)에 저장된 냉매가 상기 냉매공급관로(131)를 통해 이동하도록 펌핑력을 발생시킨다. 즉, 상기 냉매펌프(200)는 상기 냉매탱크(130)의 냉매가 상기 냉매공급관로(131)를 통해 상기 원자로(10)에 미리 설치되어 있던 냉각 계통(11)으로 공급된 후 발전기(300)로 이동하고, 발전기(300)에서 응축기(400)를 거친 후 다시 상기 원자로(10)의 냉각 계통(11)으로 순환 이동할 수 있게 한다. 이러한, 상기 냉매펌프(200)는 상기 이동차량(100)의 화물적재부에 배치한 상태로 발전기(300)와 응축기(400) 사이에 위치하도록 상기 냉매공급관로(131)에 연결되게 설치한다. 여기서, 상기 냉매펌프(200)는 모터(210)를 사용하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 기계식 엔진을 사용할 수도 있음은 물론이다.The refrigerant pump 200 generates a pumping force so that the refrigerant stored in the refrigerant tank 130 of the mobile vehicle 100 moves through the refrigerant supply pipe 131. That is, the refrigerant pump 200 is supplied to the cooling system 11 that is previously installed in the reactor 10 through the refrigerant supply pipe 131, the refrigerant of the refrigerant tank 130, the generator 300 It moves to, and after passing through the condenser 400 in the generator 300, it can be circulated to the cooling system 11 of the reactor 10 again. The refrigerant pump 200 is installed to be connected to the refrigerant supply line 131 so as to be positioned between the generator 300 and the condenser 400 in a state placed in the cargo loading part of the mobile vehicle 100. Here, although the refrigerant pump 200 is illustrated as using the motor 210, it is needless to say that a mechanical engine may be used without being limited thereto.

상기 발전기(300)는 상기 냉매펌프(200)에 의해 상기 원자로(10)의 냉각 계통(11)으로 공급된 후, 상기 원자로(10)에서 발생되는 열에너지를 통해 기화된 냉매를 이용하여 전기를 생산한다. 이러한, 상기 발전기(300)는 상기 냉매펌프(200)를 통해 이동한 후 상기 원자로(10)의 냉각 계통(11)에서 배출되는 상기 냉매를 전달받게 된다. 여기서, 상기 발전기(300)는 상기 이동차량(100)의 화물적재부에 배치한 상태로 냉매공급관로(131)를 통해 상기 냉매펌프(200)와 상기 냉매탱크(130) 및 응축기(400)와 연결되게 설치한다. 이때, 상기 발전기(300)는 기화된 냉매를 이용하여 전기를 생산할 수 있도록 터빈(310)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 발전기(300)는 생산된 전기를 상기 원자력 발전소로 전달할 수 있도록 변압설비나 연결설비를 구비할 수도 있다.The generator 300 is supplied to the cooling system 11 of the reactor 10 by the refrigerant pump 200, and then generates electricity using refrigerant vaporized through thermal energy generated in the reactor 10 do. The generator 300 moves through the refrigerant pump 200 and receives the refrigerant discharged from the cooling system 11 of the nuclear reactor 10. Here, the generator 300 and the refrigerant pump 200 and the refrigerant tank 130 and the condenser 400 through the refrigerant supply pipe 131 in a state arranged in the cargo loading portion of the mobile vehicle 100 Install it connected. At this time, the generator 300 may be provided with a turbine 310 to produce electricity using vaporized refrigerant. In addition, the generator 300 may be provided with a transformer or connection equipment so as to transfer the produced electricity to the nuclear power plant.

상기 응축기(400)는 상기 발전기(300)를 통과한 상기 냉매와 상기 청수탱크(110)로부터 공급되는 청수를 열교환되게 한다. 즉, 상기 응축기(400)는 상기 발전기(300)로부터 배출되는 상기 냉매의 잔여 열에너지에 의해 상기 청수탱크(110)로부터 공급되는 청수를 가열한 후, 가열된 청수가 이후 설명될 붕산수믹서(500)로 공급되게 한다. 이러한, 상기 응축기(400)는 상기 이동차량(100)의 화물적재부에 배치한 상태로 상기 청수탱크(110) 및 상기 발전기(300)와 연결되게 설치한다. 보다 상세하게 상기 응축기(400)는 청수공급펌프(112)와 붕산수믹서(500) 사이에 위치하도록 상기 청수공급관로(111)와 연결됨과 더불어 상기 발전기(300)와 상기 냉매펌프(200) 사이에 위치하도록 상기 냉매공급관로(131)와 연결된다. 이같이, 상기 응축기(400)는 상기 청수를 가열하여 이후 설명될 붕산수믹서(500)와 공급되게 하는 바, 붕산수믹서(500)에서 청수와 붕산이 혼합되면서 붕산수가 생성시 고농도의 붕산수가 생성될 수 있게 한다.The condenser 400 allows heat exchange between the refrigerant passing through the generator 300 and fresh water supplied from the fresh water tank 110. That is, the condenser 400 after heating the fresh water supplied from the fresh water tank 110 by the residual heat energy of the refrigerant discharged from the generator 300, the heated fresh water will be described later boric acid mixer 500 To be supplied. The condenser 400 is installed to be connected to the fresh water tank 110 and the generator 300 in a state placed in the cargo loading part of the mobile vehicle 100. In more detail, the condenser 400 is connected to the fresh water supply pipe 111 to be located between the fresh water supply pump 112 and the boric acid water mixer 500, and also between the generator 300 and the refrigerant pump 200. It is connected to the refrigerant supply pipe 131 to be located. As such, the condenser 400 heats the fresh water to be supplied with the boric acid water mixer 500 to be described later. As the fresh water and boric acid are mixed in the boric acid water mixer 500, a high concentration of boric acid water may be generated when the boric acid water is produced. Have it.

상기 붕산수믹서(500)는 상기 응축기(400)를 통과하면서 가열된 상기 청수와 상기 붕산탱크(120)로부터 공급되는 붕산을 혼합하여 붕산수를 생성되게 한다. 즉, 상기 붕산수믹서(500)는 상기 원자로(10)의 내부를 냉각시킬 붕산수를 생성한다. 여기서, 상기 붕산수믹서(500)는 상기 응축기(400)에서 가열된 청수를 상기 붕산수와 혼합되게 하면서 고농도의 붕산수로 생성되게 할 수 있다. 이러한, 상기 붕산수믹서(500)는 상기 이동차량(100)의 화물적재부에 배치한 상태로 상기 응축기(400) 및 붕산수공급펌프(600)와 연결되게 설치한다. 보다 상세하게 상기 붕산수믹서(500)는 붕산탱크(120)와 상기 붕산수공급펌프(600) 사이에 위치하도록 상기 붕산수공급관로(121)와 연결됨과 더불어 상기 응축기(400)를 통과한 상기 청수를 공급받도록 상기 청수공급관로(111)에 연결된다.The boric acid water mixer 500 mixes the heated fresh water passing through the condenser 400 with the boric acid supplied from the boric acid tank 120 to generate boric acid water. That is, the boric acid water mixer 500 generates boric acid water to cool the inside of the reactor 10. Here, the boric acid water mixer 500 may allow the fresh water heated in the condenser 400 to be mixed with the boric acid water to be produced with high concentration of boric acid water. Such, the boric acid water mixer 500 is installed to be connected to the condenser 400 and the boric acid water supply pump 600 in a state arranged in the cargo loading part of the mobile vehicle 100. In more detail, the boric acid water mixer 500 is connected to the boric acid water supply line 121 so as to be located between the boric acid tank 120 and the boric acid water supply pump 600 and supplies the fresh water that has passed through the condenser 400. It is connected to the fresh water supply pipe 111 to receive.

상기 붕산수공급펌프(600)는 상기 붕산수믹서(500)에서 생성된 붕산수가 상기 붕산수공급관로(121)를 통해 이동하도록 펌핑력을 발생시킨다. 즉, 상기 붕산수공급펌프(600)는 상기 붕산수믹서(500)에서 생성된 붕산수가 상기 붕산수공급관로(121)를 통해 상기 원자로(10)의 내부로 공급되도록 이동할 수 있게 한다. 이러한, 상기 붕산수공급펌프(600)는 상기 이동차량(100)의 화물적재부에 배치한 상태로 상기 붕산수믹서(500)와 상기 원자로(10) 사이에 위치하도록 상기 붕산수공급관로(121)에 연결되게 설치한다.The boric acid water supply pump 600 generates a pumping force so that the boric acid water generated in the boric acid water mixer 500 moves through the boric acid water supply line 121. That is, the boric acid water supply pump 600 allows the boric acid water generated in the boric acid water mixer 500 to move through the boric acid water supply line 121 to be supplied into the reactor 10. The boric acid water supply pump 600 is connected to the boric acid water supply line 121 so as to be located between the boric acid water mixer 500 and the reactor 10 in a state placed in the cargo loading part of the mobile vehicle 100. Install it.

이와 같은 구성으로 이루어진 일 실시예의 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the nuclear power plant cooling and electricity supply in the event of an emergency made of such a configuration as follows.

먼저, 원자력 발전소가 블랙아웃과 같은 비상상황이 발생할 경우, 상기 이동차량(100)은 상기 원자력 발전소로 이동 배치한다.First, when an emergency situation such as a blackout occurs in the nuclear power plant, the mobile vehicle 100 is moved to the nuclear power plant.

그리고, 상기 냉매공급관로(131)가 상기 원자로(10)의 냉각 계통(11), 즉 상기 원자로(10)의 열교환기 부분에 연결되게 하고, 상기 붕산수공급관로(121)는 상기 원자로(10) 내부로 연결되게 배치한다. 더불어, 상기 발전기(300)는 원자력 발전소로 전기를 공급할 수 있는 연결설비를 원자력 발전소에 연결되게 설치한다.Then, the refrigerant supply line 131 is to be connected to the cooling system 11 of the reactor 10, that is, the heat exchanger portion of the reactor 10, the boric acid water supply line 121 is the reactor 10 Arrange to be connected to the inside. In addition, the generator 300 is installed to be connected to a nuclear power plant connected to the nuclear power plant.

이후, 상기 냉매펌프(200)가 작동하면, 상기 냉매탱크(130)에 저장된 상기 냉매가 상기 냉매공급관로(131)를 통해 이동하게 된다. 즉, 상기 냉매탱크(130)에서 공급되는 냉매는 상기 원자로(10)의 냉각 계통(11)을 통과하면서 가열되면서 기화된 상태로 상기 발전기(300)로 이동한다. 그러면, 기화된 상기 냉매에 의해 상기 발전기(300)의 터빈(310)이 회전하면서 전기가 생산된다. 이렇게, 생산된 전기는 상기 원자력 발전소로 공급되면서 원자력 발전소의 전기적 기능을 정상화되게 한다.Thereafter, when the refrigerant pump 200 operates, the refrigerant stored in the refrigerant tank 130 moves through the refrigerant supply pipe 131. That is, the refrigerant supplied from the refrigerant tank 130 moves to the generator 300 in a vaporized state while being heated while passing through the cooling system 11 of the nuclear reactor 10. Then, electricity is produced while the turbine 310 of the generator 300 is rotated by the vaporized refrigerant. In this way, the produced electricity is supplied to the nuclear power plant to normalize the electrical function of the nuclear power plant.

그리고, 상기 발전기(300)를 통과한 상기 냉매는 상기 응축기(400)로 공급된 후, 다시 상기 냉매공급관로(131)를 통해 상기 원자로(10)의 냉각 계통(11)으로 순환 이동이 이루어지게 된다.Then, the refrigerant that has passed through the generator 300 is supplied to the condenser 400, and then circulated through the refrigerant supply pipe 131 to the cooling system 11 of the reactor 10 to be circulated. do.

여기서, 상기 응축기(400)로 공급된 상기 냉매는 남아 있는 열에너지를 상기 응축기(400)로 전달하면서, 상기 청수탱크(110)에서 상기 청수공급펌프(112)에 의해 상기 응축기(400)로 공급되는 상기 청수를 가열하게 된다.Here, while the refrigerant supplied to the condenser 400 transfers the remaining thermal energy to the condenser 400, it is supplied from the fresh water tank 110 to the condenser 400 by the fresh water supply pump 112. The fresh water is heated.

이렇게, 상기 응축기(400)에서 가열된 상기 청수는 상기 청수공급관로(111)를 통해 상기 붕산수믹서(500)로 공급된다. 이와 동시에 상기 붕산탱크(120)에 저장된 붕산도 상기 붕산수믹서(500)로 공급이 이루어진다. 이후, 상기 붕산수믹서(500)에서 가열상태의 상기 청수와 상기 붕산이 혼합되면서 고농도의 붕산수가 생성된다.In this way, the fresh water heated in the condenser 400 is supplied to the boric acid water mixer 500 through the fresh water supply pipe 111. At the same time, the boric acid stored in the boric acid tank 120 is also supplied to the boric acid water mixer 500. Thereafter, the fresh water and the boric acid in a heated state are mixed in the boric acid water mixer 500 to generate a high concentration of boric acid water.

상기 붕산수믹서(500)에서 생성된 붕산수는 상기 붕산수공급펌프(600)의 작동에 의해 상기 붕산수공급관로(121)를 따라 이동하면서 상기 원자로(10) 내부로 공급되면서, 상기 원자로(10) 내부의 제어봉을 냉각시켜 원자로(10) 내부의 온도와 압력이 상승하는 것을 방지되게 한다.The boric acid water generated in the boric acid water mixer 500 is supplied to the reactor 10 while moving along the boric acid water supply line 121 by the operation of the boric acid water supply pump 600, and the inside of the reactor 10 The control rod is cooled to prevent the temperature and pressure inside the reactor 10 from rising.

이와 같이, 일 실시예에 따른 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치는, 상기 냉매탱크(130)에 저장된 냉매는 상기 원자로(10)의 냉각 계통(11)으로 공급되면서 기화되고, 기화된 냉매로 상기 발전기(300)의 터빈(310)을 회전시켜 생산된 전기를 상기 원자력 발전소로 공급하면서 원자력 발전소의 전기적 기능을 정상화할 수 있게 한다. 그리고, 상기 응축기(400)에서 가열된 상기 냉매가 상기 청수로 열에너지를 전달함으로써, 상기 붕산수믹서(500)에서 가열된 상기 청수와 상기 붕산이 혼합되면서 고농도의 붕산수가 생성되고, 상기 붕산수공급펌프(600)를 통해 고농도의 붕산수가 상기 원자로(10) 내부로 공급되면서 상기 원자로(10) 내부의 제어봉을 안정적으로 냉각시켜 원자로(10) 내부의 온도와 압력이 상승하는 것을 방지할 수 있게 한다.As described above, in an emergency, the nuclear power plant cooling and electricity supply device according to an embodiment is vaporized while the refrigerant stored in the refrigerant tank 130 is supplied to the cooling system 11 of the nuclear reactor 10 and vaporized refrigerant. By rotating the turbine 310 of the generator 300 to supply the produced electricity to the nuclear power plant, it is possible to normalize the electrical function of the nuclear power plant. In addition, the coolant heated in the condenser 400 transfers heat energy to the fresh water, so that the high concentration of boric acid water is generated while the fresh water heated in the boric acid water mixer 500 and the boric acid are mixed, and the boric acid water supply pump ( The high concentration of boric acid water is supplied into the reactor 10 through 600 to stably cool the control rod inside the reactor 10 to prevent the temperature and pressure inside the reactor 10 from rising.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

100: 이동차량 110: 청수탱크
111: 청수공급관로 112: 청수공급펌프
120: 붕산탱크 121: 붕산수공급관로
130: 냉매탱크 131: 냉매공급관로
132: 제어밸브 200: 냉매펌프
300: 발전기 310: 터빈
400: 응축기 500: 붕산수믹서
600: 붕산수공급펌프100: moving vehicle 110: fresh water tank
111: fresh water supply pipeline 112: fresh water supply pump
120: boric acid tank 121: boric acid water supply pipeline
130: refrigerant tank 131: refrigerant supply pipe
132: control valve 200: refrigerant pump
300: generator 310: turbine
400: condenser 500: boric acid water mixer
600: boric acid water supply pump

Claims (4)

블랙아웃된 원자력 발전소의 원자로로 붕산수를 공급함과 더불어 원자력 발전소에 전기를 생산한 후 공급하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치에 있어서,
청수가 저장된 청수탱크와 붕산이 저장된 붕산탱크 및 냉매가 저장된 냉매탱크가 적재되고, 자체 동력에 의해 상기 원자력 발전소로 이동이 가능한 이동차량과;
상기 이동차량에 설치하며, 상기 냉매탱크의 냉매를 상기 원자로로 공급되게 펌핑하는 냉매펌프와;
상기 냉매펌프와 연결되도록 상기 이동차량에 설치하며, 상기 원자로에서 발생된 열에너지를 통해 기화되는 상기 냉매를 이용하여 터빈이 회전하면서 전기를 생산하는 발전기와;
상기 청수탱크 및 상기 발전기와 연결되게 상기 이동차량에 설치하며, 상기 발전기로부터 배출되는 상기 냉매를 전달받아 상기 청수탱크로부터 공급되는 청수를 가열하는 응축기와;
상기 붕산탱크 및 상기 응축기와 연결되게 상기 이동차량에 설치하며, 상기 응축기로부터 배출되는 가열상태의 청수와 상기 붕산탱크로부터 공급되는 붕산을 혼합하여 붕산수를 만드는 붕산수믹서; 및
상기 붕산수믹서 및 상기 원자로의 내부와 연결되게 상기 이동차량에 설치하며, 상기 붕산수믹서에서 생성된 붕산수를 상기 원자로의 내부로 공급되게 펌핑하는 붕산수공급펌프;를 포함하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치.In an emergency nuclear power plant cooling and electricity supply device for supplying boric acid to a nuclear reactor of a blacked-out nuclear power plant and producing and supplying electricity to the nuclear power plant,
A fresh water tank in which fresh water is stored, a boric acid tank in which boric acid is stored, and a refrigerant tank in which refrigerant is stored, and a mobile vehicle capable of moving to the nuclear power plant by its own power;
A refrigerant pump installed on the mobile vehicle and pumping the refrigerant in the refrigerant tank to be supplied to the reactor;
A generator installed on the mobile vehicle to be connected to the refrigerant pump, and generating electricity while the turbine rotates using the refrigerant vaporized through thermal energy generated in the nuclear reactor;
A condenser installed on the mobile vehicle to be connected to the fresh water tank and the generator, and heating the fresh water supplied from the fresh water tank by receiving the refrigerant discharged from the generator;
A boric acid water mixer which is installed on the mobile vehicle to be connected to the boric acid tank and the condenser, and mixes fresh water in a heated state discharged from the condenser with boric acid supplied from the boric acid tank to make boric acid water; And
A boric acid water mixer and a boric acid water supply pump that is installed on the mobile vehicle to be connected to the interior of the nuclear reactor and pumps the boric acid water generated by the boric acid mixer to be supplied to the interior of the nuclear reactor. . 청구항 1에 있어서,
상기 냉매탱크는 상기 원자로와 상기 발전기 및 상기 응축기를 상기 냉매가 순환 이동되게 가이드하는 냉매공급관로와 연결하며, 상기 냉매펌프는 상기 냉매를 상기 원자로와 상기 발전기 및 상기 응축기를 순환 이동되게 펌핑하고,
상기 냉매공급관로는 상기 냉매탱크에서 배출되는 상기 냉매를 상기 원자로의 냉각 계통으로 공급되게 가이드하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치.The method according to claim 1,
The refrigerant tank connects the reactor, the generator, and the condenser to a refrigerant supply pipe that guides the refrigerant to circulate, and the refrigerant pump pumps the refrigerant to be circulated in the reactor, the generator, and the condenser,
The refrigerant supply pipe is an emergency nuclear power plant cooling and electric supply device for guiding the refrigerant discharged from the refrigerant tank to be supplied to the cooling system of the nuclear reactor. 청구항 1에 있어서,
상기 청수탱크는 청수를 상기 응축기 및 상기 붕산수믹서에 순차적으로 이동되게 가이드하는 청수공급관로와 연결하며,
상기 청수공급관로에는 상기 청수를 상기 응축기와 상기 붕산수믹서에 순차적으로 이동되게 펌핑하는 청수공급펌프를 연결 구비하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치.The method according to claim 1,
The fresh water tank connects fresh water to the condenser and the fresh water supply line to guide the boric acid mixer sequentially.
A cooling water supply and cooling device for an emergency nuclear power plant having a fresh water supply pipe connected to a fresh water supply pump for sequentially pumping the fresh water to the condenser and the boric acid water mixer. 청구항 1에 있어서,
상기 붕산탱크에는 저장된 붕산을 붕산수믹서로 공급하고, 상기 붕산수믹서에서 생성된 붕산수를 상기 붕산수공급펌프로 상기 원자로 내부에 공급되게 가이드하는 붕산수공급관로를 연결 구비하는 비상시 원자력 발전소 냉각 및 전기 공급장치.

The method according to claim 1,
The boric acid tank is provided with a boric acid water mixer to supply the stored boric acid, and a boric acid water supply pipe for guiding the boric acid water generated in the boric acid water mixer to be supplied to the reactor through the boric acid water supply pump.

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