KR102128055B1 - Apparatus and method for opening and closing of sodium-air heat exchanger - Google Patents

Apparatus and method for opening and closing of sodium-air heat exchanger Download PDF

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Abstract

소듐-공기 열교환기의 개폐 장치는 소듐-공기 열교환기의 상부에 위치하고 고온의 공기가 이동하는 덕트, 덕트와 연결되고 덕트 내부에서 회전하고 덕트를 개폐하는 개폐구, 개폐구와 연결되고 개폐구를 일측 방향으로 회전시키는 탄성력을 가지는 탄성체, 그리고 개폐구와 연결되고 개폐구를 타측 방향으로 회전시키는 복원력을 가지는 합금체를 포함하고, 탄성체의 탄성력과 합금체의 복원력의 상호 작용에 의해 개폐구의 위치가 개폐구의 회전 방향을 따라 변화함으로써 덕트의 개폐가 조절되는 것을 포함한다.The opening and closing device of the sodium-air heat exchanger is located at the top of the sodium-air heat exchanger and is connected to a duct, duct through which high-temperature air moves, rotates inside the duct, opens and closes the duct, opens and closes, and opens and closes the opening in one direction. An elastic body having an elastic force to rotate, and an alloy body connected to the opening and closing and having a restoring force to rotate the opening in the other direction, and the interaction between the elastic force of the elastic body and the restoring force of the alloy body allows the position of the opening and closing to change the direction of rotation of the opening and closing. It includes controlling the opening and closing of the duct by changing accordingly.

Description

소듐-공기 열교환기의 개폐 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR OPENING AND CLOSING OF SODIUM-AIR HEAT EXCHANGER}Switching device and method of sodium-air heat exchanger {APPARATUS AND METHOD FOR OPENING AND CLOSING OF SODIUM-AIR HEAT EXCHANGER}

소듐-공기 열교환기의 개폐 장치 및 방법이 제공된다.A device and method for opening and closing a sodium-air heat exchanger are provided.

일반적으로 원자력 발전소에서 이용되는 소듐냉각 고속로는 사고 발생 시 원자로의 정지에 따른 노심(Reactor Core)의 잔열을 제거하기 위한 잔열제거계통을 포함한다. 잔열제거계통은 원자로 풀(Pool)에 설치된 소듐-소듐 열교환기로부터 루프 내부로 유입된 열을 자연 순환에 의해 원자로 상단에 설치된 소듐-공기 열교환기로 전달하여 잔열을 제거한다.In general, a sodium-cooled high-speed reactor used in a nuclear power plant includes a residual heat removal system for removing residual heat of a reactor core due to a reactor shutdown in the event of an accident. The residual heat removal system removes residual heat by transferring heat from the sodium-sodium heat exchanger installed in the reactor pool to the sodium-air heat exchanger installed at the top of the reactor by natural circulation.

지속적으로 잔열을 제거할 경우, 소듐-공기 열교환기 내부에 위치하는 소듐이 일정 온도 이하에서 고화될 수 있으며, 소듐 고화에 의해 잔열 제거 통로가 막힐 수 있으므로 원자로의 온도가 급격하게 상승할 수 있다. 따라서, 원자로의 온도에 따라 원자로의 잔열을 제거하여 안전성을 높이는 기술개발이 요구되고 있다. 관련 선행문헌으로, 한국등록특허 1,436,497은 “나선형 소듐대-소듐 열교환기를 이용하여 자연순환 냉각 성능을 강화한 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템”을 개시한다.When the residual heat is continuously removed, the sodium located inside the sodium-air heat exchanger may solidify below a certain temperature, and the residual heat removal passage may be blocked by sodium solidification, so that the temperature of the reactor may rapidly increase. Accordingly, there is a demand for technology development that increases safety by removing residual heat of the reactor according to the temperature of the reactor. As a related prior document, Korean Patent Registration No. 1,436,497 discloses a “completely passive residual heat removal system of a sodium cooling reactor with enhanced natural circulation cooling performance using a spiral sodium-to-sodium heat exchanger”.

한국등록특허 1,436,497Korean Registered Patent 1,436,497

본 발명의 한 실시예는 소듐-공기 열교환기 내부의 소듐이 고화되는 것을 방지하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to prevent the solidification of sodium in the sodium-air heat exchanger.

본 발명의 한 실시예는 소듐냉각 고속로에 정전이 발생할 경우에도 소듐-공기 열교환기를 안정적으로 개폐하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to stably open and close the sodium-air heat exchanger even when a power failure occurs in the sodium cooling high-speed furnace.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.In addition to the above problems, embodiments according to the present invention may be used to achieve other problems not specifically mentioned.

본 발명의 한 실시예에 따른 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치는 소듐-공기 열교환기의 상부에 위치하고 고온의 공기가 이동하는 덕트, 덕트와 연결되고 덕트 내부에서 회전하고 덕트를 개폐하는 개폐구, 개폐구와 연결되고 개폐구를 일측 방향으로 회전시키는 탄성력을 가지는 탄성체, 그리고 개폐구와 연결되고 개폐구를 타측 방향으로 회전시키는 복원력을 가지는 합금체를 포함하고, 탄성체의 탄성력과 합금체의 복원력의 상호 작용에 의해 개폐구의 위치가 개폐구의 회전 방향을 따라 변화함으로써 덕트의 개폐가 조절되는 것을 포함한다.The opening and closing device of the sodium-air heat exchanger according to an embodiment of the present invention is located at the top of the sodium-air heat exchanger, and is connected to a duct, duct through which high-temperature air moves, and rotates inside the duct and opens and closes the duct. And an elastic body having an elastic force to rotate the opening and closing direction in one direction, and an alloy body connected to the opening and closing and having a restoring force to rotate the opening and closing direction in the other direction, and opening and closing by interaction of the elastic force of the elastic body and the restoration force of the alloy body. The position of the opening and closing of the duct is adjusted by changing along the rotation direction of the opening and closing.

본 발명의 한 실시예는 소듐냉각 고속로의 온도 변화에 따라 소듐-공기 열교환기의 출구를 개폐하여 소듐의 고화 현상과 소듐 고화에 의해 잔열 제거 통로의 막힘 현상을 미연에 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the opening of the sodium-air heat exchanger is opened and closed according to the temperature change of the sodium cooling high-speed reactor to prevent the solidification phenomenon of sodium and clogging of the residual heat removal passage by sodium solidification.

본 발명의 한 실시예는 소듐-공기 열교환기의 출구 개폐 구동에서 전자 제어 장치를 생략할 수 있으므로 소듐냉각 고속로에 정전 또는 사고 등의 문제가 발생할 경우에도 온도 변화에 따라 소듐-공기 열교환기의 출구를 안정적으로 개폐하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electronic control device may be omitted from the outlet opening/closing operation of the sodium-air heat exchanger. Reliability can be improved by stably opening and closing the outlet.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치가 적용된 소듐-공기 열교환기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치가 닫힌 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치가 열린 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치의 개폐구를 나타내는 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a sodium-air heat exchanger to which a switching device of a sodium-air heat exchanger according to an embodiment of the present invention is applied.
Figure 2 is a perspective view showing a closed state of the opening and closing device of the sodium-air heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing an open and close device of a sodium-air heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view showing the opening and closing of the opening and closing device of the sodium-air heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.The embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are used for the same or similar elements throughout the specification. In the case of well-known technology, detailed description thereof will be omitted.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

그러면, 본 발명의 실시예에 따른 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치에 대하여 설명한다. Next, a description will be given of a switching device for a sodium-air heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

도1은 본 발명의 한 실시예에 따른 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치가 적용된 소듐-공기 열교환기를 나타내는 단면도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치가 닫힌 상태를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치가 열린 상태를 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치의 개폐구를 나타내는 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a sodium-air heat exchanger to which a switching device of a sodium-air heat exchanger according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a switching device of a sodium-air heat exchanger according to an embodiment of the present invention 3 is a perspective view showing a closed state, and FIG. 3 is a perspective view showing an open/close device of a sodium-air heat exchanger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sodium-air heat exchanger according to an embodiment of the present invention It is a perspective view showing the opening and closing of the opening and closing device.

도 1을 참고하면, 원자력 발전소에서 이용되는 소듐냉각 고속로는 노심(Reactor Core)의 잔열을 제거하기 위한 잔열제거계통을 포함할 수 있다. 잔열제거계통은 소듐-소듐 열교환기(200)와 원자로 건물 상단에 소듐-공기 열교환기(100)를 포함하고, 열교환기(100, 200)들 사이를 연결한 루프(300)를 통해서 자연 순환하여 열을 제거할 수 있다.Referring to FIG. 1, a sodium cooling fast reactor used in a nuclear power plant may include a residual heat removal system for removing residual heat of a reactor core. The residual heat removal system includes a sodium-sodium heat exchanger (200) and a sodium-air heat exchanger (100) at the top of the reactor building, and naturally circulates through a loop (300) connected between the heat exchangers (100, 200). Heat can be removed.

지속적인 잔열 제거 시, 소듐-공기 열교환기(100) 내부의 온도가 낮아지므로, 소듐-공기 열교환기(100) 내부의 소듐이 고화될 수 있다. 소듐-공기 열교환기(100)에서 소듐 고화 현상이 발생될 경우, 열을 제거하는 통로가 막혀 원자로의 온도가 급격하게 상승할 수 있다.When the residual residual heat is removed, the temperature inside the sodium-air heat exchanger 100 is lowered, so that the sodium inside the sodium-air heat exchanger 100 can be solidified. When a sodium solidification phenomenon occurs in the sodium-air heat exchanger 100, the passage for removing heat may be blocked, and the temperature of the reactor may rapidly increase.

소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 소듐-공기 열교환기(100)에 위치할 수 있다. 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 소듐-공기 열교환기(100) 내부의 온도가 미리 설정된 온도 이상이 될 경우 열리고, 미리 설정된 온도 이하일 경우 닫힐 수 있다. 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 소듐-공기 열교환기(100)의 내부 온도에 따라 개폐할 수 있으므로, 미리 설정된 온도 이상일 경우 내부의 열을 제거할 수 있으며, 미리 설정된 온도 이하일 경우, 소듐 고화 현상을 미연에 방지할 수 있다. 이하에서는 도 2 내지 도 4를 통해 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)의 구조를 좀더 상세하게 설명한다.The switching device 1 of the sodium-air heat exchanger may be located in the sodium-air heat exchanger 100. The opening/closing device 1 of the sodium-air heat exchanger may be opened when the temperature inside the sodium-air heat exchanger 100 is higher than or equal to a preset temperature, and may be closed when it is lower than or equal to a preset temperature. Since the opening and closing device 1 of the sodium-air heat exchanger can be opened and closed according to the internal temperature of the sodium-air heat exchanger 100, when the temperature is higher than or equal to a preset temperature, internal heat can be removed. The sodium solidification phenomenon can be prevented. Hereinafter, the structure of the switching device 1 of the sodium-air heat exchanger will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4.

도 2 및 도 3을 참고하면, 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 덕트(10), 개폐구(20), 탄성체(30) 그리고 합금체(40)를 포함할 수 있다. 덕트(10)는 소듐 공기 열교환기(100)의 상부에 위치할 수 있다. 덕트(10)는 z축 방향으로 뻗은 원통형 형상을 가질 수 있다. 덕트(10)의 내부에는 고온의 공기가 이동할 수 있다. 2 and 3, the opening and closing device 1 of the sodium-air heat exchanger may include a duct 10, an opening 20, an elastic body 30, and an alloy body 40. The duct 10 may be located above the sodium air heat exchanger 100. The duct 10 may have a cylindrical shape extending in the z-axis direction. High temperature air may move inside the duct 10.

개폐구(20)는 연결바(21a, 21b)를 포함할 수 있다. 연결바(21a, 21b)는 개폐구(20)의 양측면에 위치할 수 있다. 개폐구(20)는 연결바(21a, 21b)를 통해 덕트(10)와 연결될 수 있다. 개폐구(20)는 덕트(10)의 내부에 위치할 수 있다. 개폐구(20)는 덕트(10)의 내부에서 화살표 방향을 따라 회전할 수 있다.The opening and closing port 20 may include connection bars 21a and 21b. The connecting bars 21a and 21b may be located on both sides of the opening/closing opening 20. The opening and closing port 20 may be connected to the duct 10 through the connecting bars 21a and 21b. The opening and closing port 20 may be located inside the duct 10. The opening/closing opening 20 may rotate in the direction of the arrow inside the duct 10.

개폐구(20)는 덕트(10) 내부의 원주와 맞닿는 형상을 가질 수 있다. 개폐구(20)는 원형 형상을 가질 수 있다. 개폐구(20)는 화살표 방향을 따라 회전하면서 덕트(10)를 개폐할 수 있다.The opening/closing opening 20 may have a shape in contact with a circumference inside the duct 10. The opening and closing port 20 may have a circular shape. The opening and closing port 20 may open and close the duct 10 while rotating along the direction of the arrow.

도 2와 같이, 덕트(10)가 닫힌 상태일 경우, 개폐구(20)의 상면과 하면은 덕트(10)가 뻗은 방향과 직교하는 방향인 x축 방향으로 위치할 수 있다. 도 3과 같이, 덕트(10)가 열린 상태일 경우, 개폐구(20)의 상면과 하면은 덕트(10)가 뻗은 z축 방향으로 위치할 수 있다.As shown in FIG. 2, when the duct 10 is closed, the upper and lower surfaces of the opening/closing opening 20 may be positioned in the x-axis direction, which is a direction perpendicular to the direction in which the duct 10 extends. As shown in FIG. 3, when the duct 10 is open, the upper and lower surfaces of the opening/closing opening 20 may be positioned in the z-axis direction in which the duct 10 extends.

탄성체(30)는 개폐구(20)와 연결될 수 있다. 탄성체(30)는 개폐구(20)를 일측 방향으로 회전시키는 탄성력을 가질 수 있다. 탄성체(30)는 제1 탄성부(31), 제2 탄성부(33) 그리고 제3 탄성부(35)를 포함할 수 있다.The elastic body 30 may be connected to the opening and closing 20. The elastic body 30 may have an elastic force that rotates the opening and closing 20 in one direction. The elastic body 30 may include a first elastic portion 31, a second elastic portion 33 and a third elastic portion 35.

제1 탄성부(31)는 덕트(10)와 연결될 수 있다. 제1 탄성부(31)는 z축 방향으로 뻗으며 덕트(10) 내측면과 연결될 수 있다. 제2 탄성부(33)는 개폐구(20)와 연결될 수 있다. 제3 탄성부(35)는 제1 탄성부(31)와 제2 탄성부(33)를 연결할 수 있다. 제3 탄성부(35)는 코일형 형상을 가질 수 있다.The first elastic part 31 may be connected to the duct 10. The first elastic portion 31 extends in the z-axis direction and may be connected to the inner surface of the duct 10. The second elastic part 33 may be connected to the opening/closing opening 20. The third elastic part 35 may connect the first elastic part 31 and the second elastic part 33. The third elastic part 35 may have a coil shape.

탄성체(30)의 탄성력이 x축 방향으로 작용하면 개폐구(20)는 회전할 수 있다. 탄성체(30)는 제1 탄성부(31)가 덕트(10)의 내부에 고정되고, 제2 탄성부(33)가 개폐구(20)에 고정된 상태에서 제3 탄성부(35)가 가진 탄성력으로 개폐구(20)를 회전시켜 도 2와 같이, 덕트(10)를 닫을 수 있다.When the elastic force of the elastic body 30 acts in the x-axis direction, the opening/closing opening 20 may rotate. The elastic body 30 has the elastic force of the third elastic part 35 while the first elastic part 31 is fixed inside the duct 10 and the second elastic part 33 is fixed to the opening/closing port 20. 2, the duct 10 may be closed by rotating the opening/closing opening 20.

덕트(10)가 닫힌 상태일 경우, 제1 탄성부(31)와 제2 탄성부(33)는 상호 각을 이루는 형상을 가질 수 있다. 도 3과 같이, 덕트(10)가 열린 상태일 경우, 제1 탄성부(31)와 제2 탄성부(33)는 z축 방향으로 뻗은 형상을 가질 수 있다.When the duct 10 is closed, the first elastic portion 31 and the second elastic portion 33 may have a shape that forms an angle with each other. 3, when the duct 10 is open, the first elastic portion 31 and the second elastic portion 33 may have a shape extending in the z-axis direction.

합금체(40)는 개폐구(20)와 연결될 수 있다. 합금체(40)는 개폐구(20)를 타측 방향으로 회전시키는 복원력을 가질 수 있다. 합금체(40)는 니켈-티타늄(Ni-Ti)계를 포함할 수 있다. 합금체(40)는 형상기억합금으로 제조될 수 있다. 합금체(40)는 온도에 따라 형상이 가변 될 수 있다. 합금체(40)는 미리 설정된 온도 범위를 벗어날 경우 형상이 가변 될 수 있다. 미리 설정된 온도는 140℃ 내지 200℃의 범위일 수 있다. The alloy body 40 may be connected to the opening and closing 20. The alloy body 40 may have a restoring force to rotate the opening and closing 20 in the other direction. The alloy body 40 may include a nickel-titanium (Ni-Ti) system. The alloy body 40 may be made of a shape memory alloy. The shape of the alloy body 40 may vary depending on temperature. The shape of the alloy body 40 may vary when it is out of a preset temperature range. The preset temperature may range from 140°C to 200°C.

합금체(40)는 제1 합금부(41) 및 제2 합금부(43)를 포함할 수 있다. 제1 합금부(41)와 제2 합금부(43)는 상호 다른 반응 온도를 가질 수 있다. 제1 합금부(41)는 z축 방향으로 뻗으며 덕트(10) 내측면과 연결될 수 있다. 제2 합금부(43)는 개폐구(20)와 연결될 수 있다.The alloy body 40 may include a first alloy portion 41 and a second alloy portion 43. The first alloy part 41 and the second alloy part 43 may have different reaction temperatures. The first alloy portion 41 extends in the z-axis direction and may be connected to the inner surface of the duct 10. The second alloy part 43 may be connected to the opening/closing opening 20.

합금체(40)의 복원력이 -x축 방향으로 작용하면 개폐구(20)는 회전할 수 있다. 제1 합금부(41)가 덕트(10)의 내부에 고정되고 제2 합금부(43)가 개폐구(20)에 고정된 상태에서 제2 합금부(43)의 복원력으로 개폐구(20)를 회전시켜 도 3과 같이, 덕트(10)를 열 수 있다.When the restoring force of the alloy body 40 acts in the -x axis direction, the opening/closing opening 20 may rotate. The first alloy portion 41 is fixed to the inside of the duct 10 and the second alloy portion 43 is fixed to the opening and closing of the opening 20, the second alloy portion 43 rotates the opening 20 with the restoring force of the 3, the duct 10 can be opened.

덕트(10)가 열린 상태일 경우, 제1 합금부(41)와 제2 합금부(43)는 z축 방향으로 뻗은 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 합금부(41)와 제2 합금부(43)는 상호 일직선상에 위치할 수 있다. 도 2와 같이, 덕트(10)가 닫힌 상태일 경우, 제1 합금부(41)와 제2 합금부(43)는 상호 각을 이루는 형상을 가질 수 있다.When the duct 10 is open, the first alloy portion 41 and the second alloy portion 43 may have a shape extending in the z-axis direction. In this case, the first alloy portion 41 and the second alloy portion 43 may be positioned in a straight line with each other. As shown in FIG. 2, when the duct 10 is closed, the first alloy part 41 and the second alloy part 43 may have a shape forming an angle.

소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 탄성체(30)와 합금체(40)를 통해서 개폐구(20)를 회전시켜 덕트(10)를 개폐할 수 있다. 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 탄성체(30)의 탄성력과 합금체(40)의 복원력의 상호 작용에 의해 개폐구(20)의 위치가 가변될 수 있다. 이에, 개폐구(20)는 개폐구(20)의 회전 방향을 따라 개폐구의 위치가 변화하면서 덕트(10)의 개폐를 조절할 수 있다.The opening and closing device 1 of the sodium-air heat exchanger may open and close the duct 10 by rotating the opening 20 through the elastic body 30 and the alloy body 40. In the opening and closing device 1 of the sodium-air heat exchanger, the position of the opening and closing port 20 may be changed by the interaction of the elastic force of the elastic body 30 and the restoring force of the alloy body 40. Accordingly, the opening/closing opening 20 may adjust the opening/closing of the duct 10 while the position of the opening/closing opening changes along the rotational direction of the opening/closing opening 20.

도 2와 같이, 덕트(10)가 닫힌 상태에서, 덕트(10)의 내부 온도가 미리 설정된 온도 이상일 경우, 각을 이루는 형상인 합금체(40)가 직선 형상으로 가변 되면서 개폐구(20)에 복원력을 가할 수 있다.As shown in FIG. 2, when the duct 10 is closed, when the internal temperature of the duct 10 is equal to or higher than a preset temperature, the alloy body 40, which is an angled shape, is changed in a linear shape while restoring force to the opening and closing 20. You can apply

합금체(40)의 복원력이 탄성체(30)의 탄성력보다 커지면서 합금체(40)는 개폐구(20)를 -x축 방향으로 밀어 개폐구(20)를 회전시키고 도 3과 같이 덕트(10)를 열 수 있다. 합금체(40)의 복원력에 의해 덕트(10)가 완전 열린 상태일 경우, 합금체(40)의 복원력과 탄성체(30)의 탄성력은 평형을 이룬 상태일 수 있다.As the restoring force of the alloy body 40 becomes larger than the elastic force of the elastic body 30, the alloy body 40 pushes the opening and closing 20 in the -x axis direction to rotate the opening and closing 20 and open the duct 10 as shown in FIG. Can. When the duct 10 is completely opened by the restoring force of the alloy body 40, the restoring force of the alloy body 40 and the elastic force of the elastic body 30 may be in a balanced state.

미리 설정된 온도는 140℃ 내지 200℃의 범위일 수 있다. 예를 들면, 합금체(40)의 미리 설정된 온도가 140℃인 경우, 덕트(10)의 내부 온도가 140℃ 이상이 되면, 덕트(10)가 열릴 수 있으며, 합금체(40)의 미리 설정된 온도가 200℃인 경우, 덕트(10)의 내부 온도가 200℃ 이상이 되면, 덕트(10)가 열릴 수 있다.The preset temperature may range from 140°C to 200°C. For example, when the preset temperature of the alloy body 40 is 140°C, when the internal temperature of the duct 10 becomes 140°C or higher, the duct 10 may be opened, and the preset temperature of the alloy body 40 may be set. When the temperature is 200°C, when the internal temperature of the duct 10 is 200°C or more, the duct 10 may be opened.

개폐구(20)가 열리면 덕트(10)의 내부 온도는 지속적으로 낮아질 수 있다. 개폐구(20)가 열린 상태에서 덕트(10)의 내부 온도가 미리 설정된 온도 이하가 될 경우, 합금체(40)의 복원력은 작아지고, 직선 형상인 합금체(40)가 각을 이루는 형상으로 가변 될 수 있다. 합금체(40)의 복원력이 탄성체(30)의 탄성력보다 작아지면서 탄성체(30)는 개폐구(20)를 x축 방향으로 밀어 개폐구(20)를 회전시키고 도 2와 같이 덕트(10)를 닫을 수 있다. When the opening 20 is opened, the internal temperature of the duct 10 may be continuously lowered. When the internal temperature of the duct 10 is less than or equal to a preset temperature in the state in which the opening/closing opening 20 is opened, the restoring force of the alloy body 40 decreases, and the alloy body 40, which is a linear shape, is variable to an angled shape. Can be. As the restoring force of the alloy body 40 becomes smaller than the elastic force of the elastic body 30, the elastic body 30 pushes the opening and closing 20 in the x-axis direction to rotate the opening and closing 20 and close the duct 10 as shown in FIG. 2. have.

미리 설정된 온도는 140℃ 내지 200℃의 범위일 수 있다. 예를 들면, 합금체(40)의 미리 설정된 온도가 140℃인 경우, 덕트(10)의 내부 온도가 140℃ 이하가 되면, 덕트(10)가 닫힐 수 있으며, 합금체(40)의 미리 설정된 온도가 200℃인 경우, 덕트(10)의 내부 온도가 200℃ 이하가 되면, 덕트(10)가 닫힐 수 있다.The preset temperature may range from 140°C to 200°C. For example, when the preset temperature of the alloy body 40 is 140°C, when the internal temperature of the duct 10 becomes 140°C or less, the duct 10 may be closed, and the preset temperature of the alloy body 40 may be set. When the temperature is 200°C, when the internal temperature of the duct 10 is 200°C or less, the duct 10 may be closed.

소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 덕트(10) 내부의 온도가 미리 설정된 온도 이상일 경우 합금체(40)의 복원력이 탄성체(30)의 탄성력보다 커지므로 개폐구(20)를 덕트(10)가 뻗은 방향으로 회전시켜 덕트(10)를 열 수 있다. 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 미리 설정된 온도 이하일 경우 탄성체(30)의 탄성력이 합금체(40)의 복원력보다 커지므로 개폐구(20)를 덕트(10)가 뻗은 방향의 반대 방향으로 회전시켜 덕트(10)를 닫을 수 있다.The opening-closing device 1 of the sodium-air heat exchanger ducts the opening 20 through the duct 10 because the restoring force of the alloy body 40 is greater than the elastic force of the elastic body 30 when the temperature inside the duct 10 is higher than a preset temperature. ) Can be rotated in the extended direction to open the duct 10. In the opening and closing device 1 of the sodium-air heat exchanger, the elastic force of the elastic body 30 is greater than the restoring force of the alloy body 40 when the temperature is lower than or equal to a predetermined temperature, so that the opening and closing of the opening 20 in the opposite direction to the direction in which the duct 10 extends By rotating, the duct 10 can be closed.

소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 덕트(10)의 내부 온도에 따라서 미리 설정된 온도 이상일 경우, 덕트(10)를 열어 잔열 등을 제거할 수 있으므로 덕트(10) 내부의 온도를 조절할 수 있다. 또한 미리 설정된 온도 이하일 경우, 덕트(10)를 닫아 소듐이 고화되는 것을 미연에 방지할 수 있으므로 통로의 막힘 현상이 발생되지 않아 소듐-공기 열교환기(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.The opening and closing device 1 of the sodium-air heat exchanger can open the duct 10 to remove residual heat, etc., according to the internal temperature of the duct 10, so that the temperature inside the duct 10 can be adjusted. have. In addition, when the temperature is lower than the preset temperature, it is possible to prevent the sodium from solidifying by closing the duct 10, so that the passage is not blocked and thus the safety of the sodium-air heat exchanger 100 can be improved.

소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 탄성체(30)의 탄성력과 합금체(40)의 복원력을 통해 피동적으로 작동될 수 있으므로, 전원 공급 장치 또는 액추에이터 등의 부가적인 장치를 생략할 수 있다. 이에, 소듐냉각 고속로에 정전 등의 사고가 발생할 경우에도, 온도 변화에 따라 소듐-공기 열교환기의 출구를 안정적으로 개폐할 수 있으므로 신뢰성이 높을 수 있다. 또한, 소듐-공기 열교환기(100)의 정기적인 보수 과정을 생략할 수 있으므로 유지 비용이 낮아질 수 있다.Since the opening and closing device 1 of the sodium-air heat exchanger can be driven passively through the elastic force of the elastic body 30 and the restoring force of the alloy body 40, additional devices such as a power supply device or an actuator can be omitted. . Accordingly, even when an accident such as a power failure occurs in the sodium cooling high-speed furnace, it is possible to stably open and close the outlet of the sodium-air heat exchanger according to the temperature change, thereby increasing reliability. In addition, since the regular repair process of the sodium-air heat exchanger 100 can be omitted, the maintenance cost can be lowered.

도 4를 참고하면, 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치(1)는 덕트(10)와 개폐구(20)를 포함할 수 있다. 덕트(10)는 삽입홀(11a, 11b)을 포함할 수 있다. 삽입홀(11a, 11b)은 덕트(10)를 y축 방향으로 관통하는 홀 형상일 수 있다. 삽입홀(11a, 11b)에는 연결바(21a, 21b)가 삽입될 수 있다.Referring to FIG. 4, the opening and closing device 1 of the sodium-air heat exchanger may include a duct 10 and an opening 20. The duct 10 may include insertion holes 11a and 11b. The insertion holes 11a and 11b may have a hole shape penetrating the duct 10 in the y-axis direction. Connection bars 21a and 21b may be inserted into the insertion holes 11a and 11b.

개폐구(20)는 연결바(21a, 21b), 고정캡(23a, 23b) 그리고 결합면(25)을 포함할 수 있다. 연결바(21a, 21b)는 개폐구(20)의 측면에 위치할 수 있다. 연결바(21a, 21b)는 개폐구(20)의 측면에서 y축 방향으로 볼록한 바 형상을 가질 수 있다.The opening and closing 20 may include a connecting bar (21a, 21b), a fixing cap (23a, 23b) and the engaging surface (25). Connection bars (21a, 21b) may be located on the side of the opening and closing (20). The connecting bars 21a and 21b may have a convex bar shape in the y-axis direction from the side surface of the opening/closing opening 20.

연결바(21a)는 개폐구(20)의 일측면에 위치할 수 있다. 연결바(21b)는 개폐구(20)의 타측면에 위치할 수 있다. 연결바(21a, 21b)는 상호 대향하며 위치할 수 있다. 연결바(21a, 21b)는 각각 삽입홀(11a, 11b)에 삽입될 수 있다. 이 경우, 연결바(21a, 21b)의 일측 단부는 덕트(10)의 외부에 위치할 수 있다. 개폐구(20)는 연결바(21a, 21b)를 통해 덕트(10)의 내부에 설치될 수 있다.The connecting bar 21a may be located on one side of the opening/closing opening 20. The connection bar 21b may be located on the other side of the opening/closing opening 20. The connecting bars 21a and 21b may be positioned to face each other. The connecting bars 21a and 21b may be inserted into the insertion holes 11a and 11b, respectively. In this case, one end of the connecting bars 21a and 21b may be located outside the duct 10. The opening and closing port 20 may be installed inside the duct 10 through the connecting bars 21a and 21b.

고정캡(23a, 23b)은 원통형 형상을 가질 수 있다. 고정캡(23a, 23b)은 덕트(10)의 외부에 위치한 연결바(21a, 21b)의 일측 단부에 삽입될 수 있다. 고정캡(23a, 23b)은 연결바(21a, 21b)의 일측 단부를 감싸며 위치할 수 있으므로, 연결바(21a, 21b)의 내구성을 높일 수 있다.The fixing caps 23a and 23b may have a cylindrical shape. The fixing caps 23a and 23b may be inserted at one end of the connecting bars 21a and 21b located outside the duct 10. Since the fixing caps 23a and 23b may be positioned around one end of the connecting bars 21a and 21b, durability of the connecting bars 21a and 21b may be increased.

결합면(25)은 고정캡(23a, 23b)과 연결될 수 있다. 결합면(25)은 한 쌍으로 고정캡(23a, 23b)의 양측 단부에 위치할 수 있다. 결합면(25)은 상호 대향하며 위치할 수 있다. 고정캡(23a, 23b)이 연결바(21a, 21b)에 삽입될 경우 결합면(25)은 덕트(10)의 외면과 맞닿을 수 있다. 결합면(25)은 덕트(10)의 외면에 고정될 수 있다.The engaging surface 25 may be connected to the fixing caps 23a and 23b. The coupling surface 25 may be located at both ends of the fixing caps 23a and 23b in a pair. The engaging surfaces 25 may be positioned to face each other. When the fixing caps 23a and 23b are inserted into the connecting bars 21a and 21b, the engaging surface 25 may contact the outer surface of the duct 10. The engagement surface 25 may be fixed to the outer surface of the duct 10.

고정캡(23a, 23b)과 결합면(25)은 개폐구(20)가 회전할 경우에도 삽입홀(11a, 11b)에 삽입된 연결바(21a, 21b)를 지지할 수 있으므로, 개폐구(20)의 회전 안전성을 높일 수 있다. 결합면(25)은 일측 단부에 진동 흡수 부재를 포함하여 개폐구(20)가 회전하면서 발생될 수 있는 진동을 흡수할 수 있다.Since the fixing caps 23a, 23b and the engaging surface 25 can support the connecting bars 21a, 21b inserted into the insertion holes 11a, 11b even when the opening 20 is rotated, the opening 20 Can improve the rotational safety. The coupling surface 25 includes a vibration absorbing member at one end, and can absorb vibrations that may be generated while the opening/closing opening 20 rotates.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

1: 개폐 장치 10: 덕트
20. 개폐구 21. 연결바
23. 고정캡 25. 결합면
30. 탄성체 31. 제1 탄성부
33. 제2 탄성부 35. 제3 탄성부
40. 합금체 41. 제1 합금부
43. 제2 합금부 100. 소듐-공기 열교환기
200. 소듐-소듐 열교환기 300. 루프1: Switchgear 10: Duct
20. Opening and closing 21. Connecting bar
23. Fixing cap 25. Coupling surface
30. Elastic body 31. First elastic portion
33. Second elastic part 35. Third elastic part
40. Alloy body 41. First alloy part
43. Second alloy part 100. Sodium-air heat exchanger
200. Sodium-sodium heat exchanger 300. Loop

Claims (12)

소듐-공기 열교환기의 상부에 위치하고 고온의 공기가 이동하는 덕트,
상기 덕트와 연결되고 상기 덕트 내부에서 회전하고 상기 덕트를 개폐하는 개폐구,
상기 개폐구와 연결되고 상기 개폐구를 일측 방향으로 회전시키는 탄성력을 가지는 탄성체, 그리고
상기 개폐구와 연결되고 상기 개폐구를 타측 방향으로 회전시키는 복원력을 가지는 합금체
를 포함하고,
상기 탄성체의 탄성력과 상기 합금체의 복원력의 상호 작용에 의해 상기 개폐구의 위치가 상기 개폐구의 회전 방향을 따라 변화함으로써 상기 덕트의 개폐가 조절되며,
상기 합금체는 상기 덕트와 연결되는 제1 합금부 및 상기 개폐구와 연결되는 제2 합금부를 포함하고 상기 제1 합금부와 상기 제2 합금부는 상호 다른 반응 온도를 가지며, 상기 제1 합금부가 상기 덕트의 내부에 연결되고 상기 제2 합금부가 상기 개폐구에 연결된 상태에서 상기 제2 합금부의 복원력으로 상기 개폐구를 회전시키는 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치.A duct located above the sodium-air heat exchanger and through which hot air moves,
The opening and closing that is connected to the duct and rotates inside the duct and opens and closes the duct,
An elastic body connected to the opening and closing and having an elastic force to rotate the opening and closing in one direction, and
An alloy body connected to the opening and closing and having a restoring force to rotate the opening and closing in the other direction
Including,
The opening and closing of the duct is adjusted by changing the position of the opening and closing along the rotational direction of the opening and closing by the interaction of the elastic force of the elastic body and the restoring force of the alloy body,
The alloy body includes a first alloy portion connected to the duct and a second alloy portion connected to the opening and closing, and the first alloy portion and the second alloy portion have different reaction temperatures, and the first alloy portion is the duct The opening and closing device of the sodium-air heat exchanger which is connected to the inside and rotates the opening and closing with the restoring force of the second alloy part while the second alloy part is connected to the opening and closing. 제1항에서,
상기 합금체는 형상기억합금인 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치.In claim 1,
The alloy body is a shape memory alloy opening and closing device of the sodium-air heat exchanger. 제1항에서,
상기 합금체의 복원력은 미리 설정된 온도 이상일 경우, 상기 탄성체의 탄성력보다 커지고 상기 개폐구를 상기 덕트가 뻗은 방향으로 회전시켜 상기 덕트가 열리는 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치.In claim 1,
When the recovery force of the alloy body is greater than or equal to a predetermined temperature, it is greater than the elastic force of the elastic body, and the opening and closing device of the sodium-air heat exchanger is opened by rotating the opening and closing in the direction in which the duct extends. 제3항에서,
상기 탄성체의 탄성력은 미리 설정된 온도 이하일 경우, 상기 합금체의 복원력보다 커지고 상기 개폐구를 상기 덕트가 뻗은 방향의 반대 방향으로 회전시켜 상기 덕트가 닫히는 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치.In claim 3,
When the elastic force of the elastic body is below a predetermined temperature, the opening and closing device of the sodium-air heat exchanger is larger than the restoring force of the alloy body and rotates the opening and closing in the opposite direction to the direction in which the duct extends. 삭제delete 제1항에서,
상기 탄성체는 상기 덕트와 연결되는 제1 탄성부, 상기 개폐구와 연결되는 제2 탄성부, 그리고 상기 제1 탄성부와 상기 제2 탄성부의 사이에 위치하고 상기 제1 탄성부와 상기 제2 탄성부를 연결하는 제3 탄성부를 포함하는 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치.In claim 1,
The elastic body is located between the first elastic portion connected to the duct, the second elastic portion connected to the opening and closing, and the first elastic portion and the second elastic portion connected to the first elastic portion and the second elastic portion Opening and closing device of the sodium-air heat exchanger comprising a third elastic portion. 제1항에서,
상기 개폐구는 양측 단부에 위치하는 연결바를 포함하고, 상기 연결바는 상기 덕트에 삽입 고정되는 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치.In claim 1,
The opening and closing includes a connecting bar located at both ends, and the connecting bar is an opening and closing device for a sodium-air heat exchanger that is fixedly inserted into the duct. 제7항에서,
상기 개폐구는 상기 덕트 외부에 위치하고, 상기 연결바의 일측 단부와 연결되고 상기 연결바를 상기 덕트에 고정하는 고정캡을 포함하는 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치.In claim 7,
The opening and closing device of the sodium-air heat exchanger is located outside the duct, and includes a fixing cap connected to one end of the connecting bar and fixing the connecting bar to the duct. 덕트, 상기 덕트를 개폐하는 개폐구, 상기 개폐구를 일측 방향으로 회전시키는 탄성체, 상기 개폐구를 타측 방향으로 회전시키는 합금체를 포함하는 소듐-공기 열교환기의 개폐 장치를 제공하는 단계, 및
상기 덕트 내부의 공기의 온도에 따라 상기 합금체의 복원력과 상기 탄성체의 탄성력의 차이가 생기고 그에 따라 개폐구가 회전하여 상기 덕트를 개폐하는 단계
를 포함하며,
상기 합금체는 상기 덕트와 연결되는 제1 합금부 및 상기 개폐구와 연결되는 제2 합금부를 포함하고 상기 제1 합금부와 상기 제2 합금부는 상호 다른 반응 온도를 가지며, 상기 제1 합금부가 상기 덕트의 내부에 연결되고 상기 제2 합금부가 상기 개폐구에 연결된 상태에서 상기 제2 합금부의 복원력으로 상기 개폐구를 회전시키는 소듐-공기 열교환기의 개폐 방법.Providing a switching device for a sodium-air heat exchanger comprising a duct, an opening and closing opening and closing the duct, an elastic body for rotating the opening and closing in one direction, and an alloy body for rotating the opening and closing in the other direction, and
The difference between the restoring force of the alloy body and the elastic force of the elastic body is generated according to the temperature of the air inside the duct, and the opening and closing is rotated accordingly to open and close the duct.
It includes,
The alloy body includes a first alloy portion connected to the duct and a second alloy portion connected to the opening and closing, and the first alloy portion and the second alloy portion have different reaction temperatures, and the first alloy portion is the duct A method of opening and closing the sodium-air heat exchanger connected to the inside and rotating the opening and closing with the restoring force of the second alloy while the second alloy is connected to the opening and closing. 제9항에서,
상기 덕트를 개폐하는 단계는,
상기 덕트 내부의 공기의 온도가 미리 설정된 온도 이상일 경우, 상기 합금체의 복원력이 상기 탄성체의 탄성력 보다 커지는 단계,
상기 합금체의 복원력으로 상기 개폐구가 회전하는 단계,
상기 덕트가 열리는 단계,
상기 합금체의 복원력이 상기 탄성체의 탄성력과 평형을 이루는 단계,
상기 덕트 내부의 공기의 온도가 미리 설정된 온도 이하일 경우, 상기 합금체의 복원력이 상기 탄성체의 탄성력 보다 작아지는 단계,
상기 탄성체의 탄성력으로 상기 개폐구가 회전하는 단계,
상기 덕트가 닫히는 단계
를 포함하는 소듐-공기 열교환기의 개폐 방법.In claim 9,
The step of opening and closing the duct,
When the temperature of the air inside the duct is equal to or higher than a preset temperature, the recovery force of the alloy body is greater than the elastic force of the elastic body,
The opening and closing of the opening and closing by the restoring force of the alloy body,
The opening of the duct,
A step in which the restoring force of the alloy body is balanced with the elastic force of the elastic body,
When the temperature of the air in the duct is less than or equal to a preset temperature, the restoring force of the alloy body becomes smaller than the elastic force of the elastic body,
The opening and closing of the opening and closing by the elastic force of the elastic body,
The duct is closed
Method of opening and closing the sodium-air heat exchanger comprising a. 제10항에서,
상기 합금체의 복원력이 상기 탄성체의 탄성력 보다 커지는 단계는 상호 각을 이룬 상기 합금체의 상부와 하부가 상호 직선으로 복원되는 단계를 포함하는 소듐-공기 열교환기의 개폐 방법.In claim 10,
The step in which the restoring force of the alloy body is greater than the elastic force of the elastic body includes the step of restoring the upper and lower portions of the alloy body at an angle to each other in a straight line with each other. 제10항에서,
상기 합금체의 복원력이 상기 탄성체의 탄성력 보다 작아지는 단계는 상기 합금체의 상부와 하부가 상호 각을 이루며 휘어지는 단계를 포함하는 소듐-공기 열교환기의 개폐 방법.In claim 10,
The step in which the restoring force of the alloy body becomes smaller than the elastic force of the elastic body includes a step in which the upper and lower portions of the alloy body are angled and bent, thereby opening and closing the sodium-air heat exchanger.
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