KR102192650B1 - Cooling water storage tank passive cooling device for containment passive cooling system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치에 관한 것이다. 이러한 상기 냉각수저장조 냉각장치는, 원자로건물에 공급될 냉각수를 저장하는 냉각수저장조; 일단부는 상기 냉각수저장조에 저장된 냉각수에 잠겨지고, 타단부는 상기 냉각수저장조의 상면을 관통하여 외부로 돌출되도록, 상기 냉각수저장조의 상측에 결합되는 히트파이프;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a cooling system for a cooling water storage tank for a passive cooling system for a nuclear reactor building. The cooling water storage tank cooling apparatus includes: a cooling water storage tank for storing cooling water to be supplied to a nuclear reactor building; And a heat pipe coupled to the upper side of the cooling water storage tank such that one end is immersed in the cooling water stored in the cooling water storage tank, and the other end penetrates the upper surface of the cooling water storage tank and protrudes to the outside.

Figure R1020190030562
Figure R1020190030562

Description

원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치{Cooling water storage tank passive cooling device for containment passive cooling system} Cooling water storage tank passive cooling device for containment passive cooling system}

본 발명은 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치에 관한 것으로, 특히 히트파이프를 사용하여 냉각수저장조의 열에너지를 효과적으로 제거하여 상기 냉각수저장조의 온도를 저온으로 유지함으로써 원자로건물의 피동 냉각시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치에 관한 것이다. The present invention relates to a cooling water storage tank cooling device for a passive cooling system of a nuclear reactor building, and in particular, by effectively removing the thermal energy of the cooling water storage tank using a heat pipe, and maintaining the temperature of the cooling water storage tank at a low temperature, the performance of the passive cooling system of a nuclear reactor building is improved. It relates to a cooling water storage tank cooling system for a passive cooling system of a nuclear reactor building that can be improved.

원자력발전소에서 설계기준사고 또는 중대사고 발생 시 원자로건물의 온도와 압력이 급격하게 상승하여 원자로건물이 위험에 노출될 수 있다. 따라서 원자로건물의 온도 또는 압력을 조절하기 위해서 원자로건물 냉각계통이 마련되어 있다. 나아가, 소외 전력 상실과 같은 상황에 대비하여 상기 냉각계통과 함께 원자로건물 피동 냉각시스템을 적용하고 있다. 즉, 상기 원자로건물 피동 냉각시스템은 전력 공급이 차단된 상태에서도 안정적으로 냉각 기능을 수행하기 위해서 마련된다. In the event of a design standard accident or a major accident at a nuclear power plant, Pressure can rise sharply and the reactor building can be exposed to danger. Therefore, the reactor building cooling system is provided to control the temperature or pressure of the reactor building. Furthermore, a passive cooling system for a nuclear reactor building is applied together with the cooling system in preparation for a situation such as an alienated power loss. That is, the reactor building passive cooling system is provided to stably perform a cooling function even when the power supply is cut off.

도1은 종래 원자로건물 피동 냉각시스템을 도시한다. 1 shows a conventional reactor building passive cooling system.

도1에 도시된 바와 같이, 종래 원자로건물 피동 냉각시스템은, 원자로건물(1)의 외측에 냉각수탱크(2)를 배치하고, 상기 냉각수탱크(2)에 저장된 냉각수는 상기 원자로건물(1)에 설치된 열교환기(3)를 경유하면서, 상기 원자로건물(1) 내의 열을 흡수하여 냉각 기능을 수행하도록 이루어진다. As shown in FIG. 1, in the conventional reactor building passive cooling system, a cooling water tank 2 is disposed outside the reactor building 1, and the cooling water stored in the cooling water tank 2 is stored in the reactor building 1 It is configured to perform a cooling function by absorbing heat in the reactor building 1 while passing through the installed heat exchanger 3.

그러나 종래 원자로건물 피동 냉각시스템은, 반복되는 열교환에 의해 냉각수탱크(2)의 온도가 상승하여, 원자로건물 피동 냉각시스템의 냉각성능이 저하되어 피동 냉각시스템의 설계목표를 달성할 수 없는 문제가 있다.However, the conventional reactor building passive cooling system has a problem in that the temperature of the cooling water tank 2 is increased due to repeated heat exchange, and the cooling performance of the reactor building passive cooling system is degraded, so that the design goal of the passive cooling system cannot be achieved. .

본 발명은 상술한 바와 같은 요구를 해결하기 위해 안출된 것으로, 히트파이프를 사용하여 냉각수저장조의 열에너지를 효과적으로 제거하여 상기 냉각수저장조의 온도를 저온으로 유지함으로써 원자로건물의 피동 냉각시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 한 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above-described requirements, and by effectively removing the thermal energy of the cooling water storage tank by using a heat pipe, it is possible to improve the performance of the passive cooling system of a nuclear reactor building by maintaining the temperature of the cooling water storage tank at a low temperature. Its purpose is to provide a cooling water storage tank cooling system for a passive cooling system of a nuclear reactor building.

본 발명에 따른 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치는, 원자로건물을 냉각시키는 냉각수가 저장되는 냉각수저장조를 냉각하는 냉각수저장조 냉각시스템에 있어서, 원자로건물로부터 열교환된 냉각수가 저장되는 냉각수저장조; 일단부는 상기 냉각수저장조에 저장된 냉각수에 잠겨지고, 타단부는 상기 냉각수저장조의 상면을 관통하여 외부로 돌출되도록, 상기 냉각수저장조의 상측에 결합되는 히트파이프;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the cooling water storage tank cooling system for a passive cooling system for a nuclear reactor building according to the present invention, there is provided a cooling water storage tank cooling system for cooling a cooling water storage tank in which cooling water for cooling a nuclear reactor building is stored, comprising: a cooling water storage tank in which cooling water heat-exchanged from the reactor building is stored; And a heat pipe coupled to the upper side of the cooling water storage tank such that one end is immersed in the cooling water stored in the cooling water storage tank, and the other end penetrates the upper surface of the cooling water storage tank and protrudes to the outside.

또한, 상기 냉각수저장조를 외기로 냉각시키기 위한 에어냉각부를 포함하고, 상기 에어냉각부는, 상기 냉각수저장조의 외주면과 이격되어 배치되는 측벽 및 상부벽을 포함하여 외기가 유입되는 유로를 형성하는 외벽구조체; 상기 상부벽에 상방향으로 연장되는 타워형 배기부; 및 상기 측벽의 하단부에 형성되는 공기유입구;를 포함하여서, 상기 공기유입구로 유입된 에어는 상기 냉각수저장조의 외주면을 따라 상승하고, 상기 배기부를 통해 배출되는 것이 바람직하다. In addition, an outer wall structure including an air cooling unit for cooling the cooling water storage tank to outside air, wherein the air cooling unit includes side walls and an upper wall spaced apart from the outer circumferential surface of the cooling water storage tank to form a flow path through which outside air is introduced; A tower type exhaust unit extending upwardly to the upper wall; And an air inlet formed at a lower end of the side wall, wherein the air introduced into the air inlet rises along the outer circumferential surface of the cooling water storage tank and is discharged through the exhaust unit.

또한, 상기 히트파이프를 보조냉각수에 의해 냉각하는 분사냉각부를 포함하고, 상기 분사냉각부는, 상기 히트파이프에 분사되는 보조냉각수를 저장하는 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 상기 히트파이프 측으로 상기 보조냉각수를 공급하는 공급배관; 상기 공급배관에 마련되어 상기 히트파이프의 상단부에 상기 보조냉각수를 분사하는 분사노즐; 및 상기 공급배관을 개폐하는 제1 개폐밸브;를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it includes a jet cooling unit for cooling the heat pipe by the auxiliary coolant, the jet cooling unit, the storage tank for storing the auxiliary coolant sprayed to the heat pipe; A supply pipe for supplying the auxiliary cooling water from the storage tank to the heat pipe; A spray nozzle provided in the supply pipe and spraying the auxiliary cooling water to an upper end of the heat pipe; And a first on/off valve for opening and closing the supply pipe.

또한, 상기 분사노즐로부터 분사된 보조냉각수가 회수되는 배수배관; 상기 배수배관에 연결되어 상기 회수된 보조냉각수를 저장하는 집수탱크를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, a drain pipe through which the auxiliary cooling water injected from the injection nozzle is recovered; It is preferable to include a water collecting tank connected to the drain pipe to store the recovered auxiliary cooling water.

또한, 상기 집수탱크와 상기 냉각수저장조를 연결하는 재공급배관; 상기 재공급배관을 개폐하는 제2 개폐밸브;를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, a resupply pipe connecting the water collecting tank and the cooling water storage tank; It is preferable to include; a second on-off valve for opening and closing the resupply pipe.

또한, 상기 저장탱크는 상기 분사노즐보다 상측에 배치된 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the storage tank is disposed above the spray nozzle.

또한, 상기 집수탱크는 상기 냉각수저장조의 상면보다 하측에 배치된 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the collecting tank is disposed below the upper surface of the cooling water storage tank.

또한, 상기 냉각수저장조의 온도 또는 상기 히트파이프의 온도가 소정의 설정온도 이상일 때, 상기 제1 개폐밸브는 제어부에 의해 개방되는 것이 바람직하다. In addition, when the temperature of the cooling water storage tank or the temperature of the heat pipe is equal to or higher than a predetermined set temperature, the first on-off valve is preferably opened by a control unit.

또한, 상기 냉각수저장조에 저장된 냉각수의 수위가 소정의 설정수위 아래로 떨어진 경우 또는 상기 냉각수저장조의 온도가 소정의 설정치 이상인 경우, 상기 제2 개폐밸브는 제어부에 의해 개방되어 상기 집수탱크에 저장된 상기 보조냉각수가 상기 냉각수저장조에 유입되는 것이 바람직하다. In addition, when the water level of the cooling water stored in the cooling water storage tank falls below a predetermined set water level or when the temperature of the cooling water storage tank is higher than a predetermined set value, the second opening/closing valve is opened by the control unit and stored in the water collecting tank. It is preferable that cooling water flows into the cooling water storage tank.

또한, 상기 공기유입구에는 이물질의 유입을 방지하는 제1 필터가 마련된 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the air inlet is provided with a first filter to prevent the inflow of foreign substances.

또한, 상기 배기부에는 이물질의 유입을 방지하는 제2 필터가 마련된 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that a second filter is provided in the exhaust part to prevent inflow of foreign substances.

또한, 상기 집수탱크 또는 상기 재공급배관에는 보조냉각수에 포함된 이물질을 제거하는 제3 필터가 마련된 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the collecting tank or the resupply pipe is provided with a third filter for removing foreign substances contained in the auxiliary cooling water.

본 발명에 따른 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치는, 히트파이프를 사용하여 냉각수저장조의 열에너지를 효과적으로 제거하여 상기 냉각수저장조의 온도를 저온으로 유지함으로써 원자로건물 피동 냉각시스템의 성능을 향상시키는 효과를 제공한다. The cooling water storage tank cooling apparatus for a nuclear reactor building passive cooling system according to the present invention effectively removes the thermal energy of the cooling water storage tank using a heat pipe to maintain the temperature of the cooling water storage tank at a low temperature, thereby improving the performance of the nuclear reactor building passive cooling system. Provides.

또한, 본 발명은 외기의 유입에 의해 냉각수저장조의 외벽을 냉각하고, 타워형의 배기부를 통해서 배기효율을 높여 열제거 효율을 향상시킨다. In addition, the present invention cools the outer wall of the cooling water storage tank by the inflow of outside air and improves the heat removal efficiency by increasing the exhaust efficiency through the tower-shaped exhaust part.

또한, 본 발명은 보조냉각수를 히트파이프에 분사하는 분사냉각부를 구비하므로, 히트파이프에 의한 열제거 효율을 향상시키는 효과를 제공한다. In addition, the present invention provides an effect of improving the heat removal efficiency by the heat pipe, because the spray cooling unit for spraying the auxiliary cooling water to the heat pipe is provided.

또한, 상기 보조냉각수가 저장된 저장탱크는 분사노즐보다 상측에 배치되어 중력에 의해 보조냉각수가 자연스럽게 분사노즐 측으로 유동할 수 있다. 그리고 상기 분사노즐을 통해 분사된 상기 보조냉각수를 수집하는 집수탱크는 상기 냉각수저장조의 상면보다 하측에 배치되므로, 상기 보조냉각수가 중력에 의해 자연스럽게 상기 집수탱크로 유동하는 효과를 제공한다. 즉, 보조냉각수의 흐름에 별도의 에너지를 사용하지 않고 상기 보조냉각수를 유동시킬 수 있는 효과를 제공한다. In addition, the storage tank in which the auxiliary cooling water is stored is disposed above the injection nozzle so that the auxiliary cooling water can naturally flow toward the injection nozzle by gravity. And since the collecting tank for collecting the auxiliary coolant sprayed through the spray nozzle is disposed below the upper surface of the cooling water storage tank, the auxiliary coolant naturally flows to the collecting tank by gravity. That is, it provides an effect of allowing the auxiliary cooling water to flow without using separate energy for the flow of the auxiliary cooling water.

또한, 상기 집수탱크에 회수된 보조냉각수는, 냉각수저장조에 저장된 냉각수의 수위가 낮아진 경우 또는 냉각수저장조의 온도가 비등온도에 도달한 경우, 상기 냉각수저장조로 유입되어 냉각수를 보충하거나 상기 냉각수저장조를 냉각시키는데 사용될 수 있다. In addition, the auxiliary cooling water recovered in the collecting tank is introduced into the cooling water storage tank to supplement the cooling water or cool the cooling water storage tank when the water level of the cooling water stored in the cooling water storage tank is lowered or when the temperature of the cooling water storage tank reaches the boiling temperature. Can be used to make.

도1은 종래 냉각수저장조 냉각시스템을 개략적으로 도시한 도면,
도2는 본 발명에 따른 냉각장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도3은 본 발명에 따른 냉각장치의 블럭도이다. 1 is a view schematically showing a conventional cooling water storage tank cooling system,
2 is a schematic view showing a cooling device according to the present invention.
3 is a block diagram of a cooling device according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 따른 냉각장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도3은 본 발명에 따른 냉각장치의 블럭도이다.Fig. 2 is a schematic view of a cooling device according to the present invention, and Fig. 3 is a block diagram of a cooling device according to the present invention.

본 발명 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치(100)는, 원자력발전소에서 설계기준사고 또는 중대사고 발생시 원자로건물을 냉각하기 위해서 마련되는 원자로건물 피동 냉각시스템에 적용되는 것으로, 특히 원자로건물을 냉각시키는 냉각수가 저장된 냉각수저장조를 냉각시키는데 사용되는 것이다. 따라서, 본 발명은 도1과 같은 원자로건물 피동 냉각시스템에서 냉각수저장조를 냉각하기 위한 장치에 관한 것이다. The cooling water storage tank cooling apparatus 100 for a passive cooling system for a nuclear reactor building according to an embodiment of the present invention is applied to a passive cooling system for a reactor building provided to cool a reactor building in the event of a design standard accident or a serious accident in a nuclear power plant. It is used to cool the cooling water storage tank in which the cooling water that cools the reactor building is stored. Accordingly, the present invention relates to an apparatus for cooling a cooling water storage tank in the passive cooling system of a nuclear reactor building as shown in FIG.

본 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치(100)는, 냉각수저장조(10)와 히트파이프(20)를 구비한다. The cooling water storage tank cooling apparatus 100 for a passive cooling system for a nuclear reactor building according to the present embodiment includes a cooling water storage tank 10 and a heat pipe 20.

상기 냉각수저장조(10)는 원자로건물에 공급될 냉각수를 저장한다. 상기 냉각수저장조(10)는 원자로건물의 외측에 마련되고, 상기 냉각수저장조(10)에 저장된 냉각수는 원자로건물로 유입되어 원자로건물의 냉각에 사용된다. 본 실시예에 따르면, 상기 냉각수저장조(10)는 철 재질로 이루어지고, 저면은 바닥에 고정 설치되어 구현된다. The cooling water storage tank 10 stores cooling water to be supplied to the reactor building. The cooling water storage tank 10 is provided outside the reactor building, and the cooling water stored in the cooling water storage tank 10 flows into the reactor building and is used for cooling the reactor building. According to this embodiment, the cooling water storage tank 10 is made of iron, and the bottom surface is fixedly installed on the floor.

상기 냉각수는 원자로건물의 냉각을 위해 원자로건물과 냉각수저장조(10)를 순환한다. 상기 냉각수는 원자로건물을 통과하면서 열을 흡수한 상태이며, 상기 냉각수저장조(10)에 저장된 냉각수는 냉각될 필요가 있다. The cooling water circulates through the reactor building and the cooling water storage tank 10 to cool the reactor building. The cooling water is in a state of absorbing heat while passing through the reactor building, and the cooling water stored in the cooling water storage tank 10 needs to be cooled.

상기 히트파이프(20)는, 상기 냉각수저장조(10) 및 냉각수를 냉각하기 위해 마련된다. 상기 히트파이프(20)의 일단부는 상기 냉각수저장조(10)에 저장된 냉각수에 잠겨지고, 상기 히트파이프(20)의 타단부는 상기 냉각수저장조(10)의 상면을 관통하여 외부로 돌출되도록 설치된다. 따라서, 상기 히트파이프(20)는 상기 냉각수저장조(10)의 상측에 결합된다. 본 실시예에 따르면, 상기 히트파이프(20)는 상기 냉각수저장조(10)의 상측에 복수 개가 마련된다. The heat pipe 20 is provided to cool the cooling water storage tank 10 and the cooling water. One end of the heat pipe 20 is immersed in the cooling water stored in the cooling water storage tank 10, and the other end of the heat pipe 20 penetrates the upper surface of the cooling water storage tank 10 and protrudes to the outside. Accordingly, the heat pipe 20 is coupled to the upper side of the cooling water storage tank 10. According to this embodiment, a plurality of heat pipes 20 are provided on the upper side of the cooling water storage tank 10.

상기 히트파이트(20)에는 열을 흡수하여 기화되고 냉각되어 응축되는 냉매를 포함하고 있으며, 상기 냉매가 기화 및 응축의 상변화를 반복적으로 수행하면서 열을 제거한다. The heat pipe 20 includes a refrigerant that is vaporized by absorbing heat, cooled and condensed, and the refrigerant removes heat while repeatedly performing a phase change of vaporization and condensation.

구체적으로, 상기 냉각수저장조(10)에서 상기 냉각수에 잠겨있는 히트파이프(20)의 일단부에서는 상기 냉각수로부터 열을 흡수하여 냉매가 기화하고, 상기 냉매는 상승하여 타단부에서 응축되면서 열을 외부로 발산한다. Specifically, at one end of the heat pipe 20 immersed in the cooling water in the cooling water storage tank 10, the refrigerant is vaporized by absorbing heat from the cooling water, and the refrigerant rises and condenses at the other end to transfer heat to the outside. Radiates.

한편, 응축된 냉매는 중력에 의해 다시 하측으로 유동하고, 이어서 냉각수에 포함된 열을 다시 흡수하여 기화하는 과정을 반복하면서 상기 냉각수저장조(10)를 냉각한다. 이와 같은 히트파이프(20) 자체의 작용 내지 구성은 이미 공지된 바에 따르므로, 그 구체적인 설명은 생략한다. Meanwhile, the condensed refrigerant flows downwards again by gravity, and then the cooling water storage tank 10 is cooled while repeating the process of vaporizing by re-absorbing heat contained in the cooling water. Since the operation or configuration of the heat pipe 20 itself is already known, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치(100)는, 에어냉각부(30) 및 분사냉각부(40)를 구비한다. The cooling water storage tank cooling apparatus 100 for a passive cooling system for a nuclear reactor building according to an embodiment of the present invention includes an air cooling unit 30 and an injection cooling unit 40.

상기 에어냉각부(30)는 상기 냉각수저장조(10)를 외기로 냉각시키기 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면 상기 에어냉각부(30)는, 외벽구조체(31), 타워형 배기부(32), 및 공기유입구(33)를 포함한다. The air cooling unit 30 is provided to cool the cooling water storage tank 10 to outside air. According to this embodiment, the air cooling unit 30 includes an outer wall structure 31, a tower type exhaust unit 32, and an air inlet 33.

상기 외벽구조체(31)는 상기 냉각수저장조(10)의 외주면과 이격되어 배치되고, 상기 냉각수저장조(10)의 외주면과 함께 외기가 유입되는 유로를 형성한다.The outer wall structure 31 is disposed to be spaced apart from the outer circumferential surface of the cooling water storage tank 10, and together with the outer circumferential surface of the cooling water storage tank 10, forms a flow path through which outside air is introduced.

상기 외벽구조체(31)는 측벽(311) 및 상부벽(312)을 포함한다. 상기 측벽(311)은 상기 냉각수저장조(10)의 측면에 대향하여 소정 간격 이격되어 설치되고, 상기 상부벽(312)은 상기 냉각수저장조(10)의 상면에 대향하여 소정 간격 이격되어 설치된다. The outer wall structure 31 includes a side wall 311 and an upper wall 312. The side wall 311 is installed at a predetermined interval to face the side surface of the cooling water storage tank 10, and the upper wall 312 is installed at a predetermined interval to face the upper surface of the cooling water storage tank 10.

따라서, 상기 외벽구조체(31)는 상기 냉각수저장조(10)와 함께 외기가 유입되는 유로를 형성하고, 상기 외기가 상기 유로를 따라 유동하면서 상기 냉각수저장조(10)의 외주면으로부터 열을 흡수한다. Accordingly, the outer wall structure 31 forms a flow path through which outside air flows together with the cooling water storage tank 10, and absorbs heat from the outer peripheral surface of the cooling water storage tank 10 while the outside air flows along the flow path.

상기 타워형 배기부(32)는 상기 상부벽(312)으로부터 상방향으로 연장되는 부분이다. 상기 타워형 배기부(32)는 상기 상부벽(312)의 중심측에 마련되며, 상기 상부벽(312)으로부터 소정의 곡률을 가지면서 상방향으로 연장되는 연결부(321)와, 상기 연결부(321)의 단부로부터 상방향으로 연장되는 연돌부(322)를 포함한다. 상기 타워형 배기부(32)는 외기가 상방향으로 배출되는 배기효율을 향상시켜서 열 제거 효율을 향상시킨다.The tower type exhaust part 32 is a portion extending upward from the upper wall 312. The tower-type exhaust part 32 is provided at the center side of the upper wall 312, has a predetermined curvature from the upper wall 312 and extends upwardly, a connection part 321, and the connection part 321 It includes a stack portion 322 extending upward from the end of the. The tower-type exhaust unit 32 improves the exhaust efficiency through which outside air is discharged upward, thereby improving heat removal efficiency.

상기 공기유입구(33)는 외부의 공기를 유입시키기 위해 마련된 것으로, 상기 측벽(311)의 하단부에 형성된다. 상기 공기유입구(33)는 상기 측벽(311)의 하단에 복수 개 마련될 수 있다. 상기 공기유입구(33)로 유입된 에어는 상기 냉각수저장조(10)의 외주면을 따라 상승하고 상기 배기부(32)를 통해 배출된다. The air inlet 33 is provided to introduce external air, and is formed at the lower end of the side wall 311. A plurality of air inlets 33 may be provided at the lower end of the side wall 311. The air introduced into the air inlet 33 rises along the outer circumferential surface of the cooling water storage tank 10 and is discharged through the exhaust part 32.

상기 분사냉각부(40)는 상기 히트파이프(20)를 보조냉각수에 의해 냉각하는 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 분사냉각부(40)는 저장탱크(41), 공급배관(42), 분사노즐(43), 및 제1 개폐밸브(44)를 포함한다. The spray cooling unit 40 is provided to cool the heat pipe 20 with auxiliary cooling water. According to this embodiment, the injection cooling unit 40 includes a storage tank 41, a supply pipe 42, an injection nozzle 43, and a first opening/closing valve 44.

상기 저장탱크(41)는 상기 히트파이프(20)에 분사되는 보조냉각수를 저장한다. 본 실시예에 따르면, 상기 저장탱크(41)는 상기 분사노즐(43)보다 상측에 배치된다. 따라서, 상기 저장탱크(41)에 저장된 상기 보조냉각수는, 자연력(중력)에 의해 상기 분사노즐(43) 측으로 유동하므로 별도의 에너지를 요하지 않는다.The storage tank 41 stores auxiliary coolant sprayed to the heat pipe 20. According to this embodiment, the storage tank 41 is disposed above the spray nozzle 43. Accordingly, the auxiliary cooling water stored in the storage tank 41 flows toward the injection nozzle 43 by natural force (gravity), and therefore does not require additional energy.

상기 공급배관(42)은 상기 저장탱크(41)로부터 상기 히트파이프(20) 측으로 상기 보조냉각수를 공급하기 위해 마련된다. The supply pipe 42 is provided to supply the auxiliary cooling water from the storage tank 41 to the heat pipe 20.

상기 분사노즐(43)은 상기 공급배관(42)에 마련되어 상기 히트파이프(20)의 상단부에 상기 보조냉각수를 분사하기 위해 마련된다. The spray nozzle 43 is provided in the supply pipe 42 and is provided to spray the auxiliary coolant to the upper end of the heat pipe 20.

상기 제1 개폐밸브(44)는 상기 공급배관(42)을 개폐하기 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 제1 개폐밸브(44)는 상기 냉각수저장조(10)의 온도 또는 상기 히트파이프(20)의 온도가 소정의 설정온도 이상일 때, 제어부(90)에 의해 개방된다. 상기 제어부(90)는 상기 냉각수저장조(10)의 온도 또는 상기 히트파이프(20)의 온도가 상기 소정의 설정온도 미만으로 떨어지면 상기 제1 개폐밸브(44)를 폐쇄한다. The first on-off valve 44 is provided to open and close the supply pipe 42. According to this embodiment, the first on-off valve 44 is opened by the control unit 90 when the temperature of the cooling water storage tank 10 or the temperature of the heat pipe 20 is higher than a predetermined set temperature. The control unit 90 closes the first opening/closing valve 44 when the temperature of the cooling water storage tank 10 or the heat pipe 20 falls below the predetermined set temperature.

본 실시예에 따르면, 상기 냉각수저장조(10)의 온도 및 상기 히트파이프(20)의 온도를 계측하기 위한 온도감지센서(120)가 마련된다. 상기 제어부(90)는 상기 온도감지센서(120)로부터 상기 냉각수저장조(10) 및 상기 히트파이프(20)의 온도를 수집 분석하고, 이에 기초하여 상기 제1 개폐밸브(44)를 제어한다. According to this embodiment, a temperature sensor 120 for measuring the temperature of the cooling water storage tank 10 and the temperature of the heat pipe 20 is provided. The control unit 90 collects and analyzes the temperatures of the cooling water storage tank 10 and the heat pipe 20 from the temperature sensor 120 and controls the first on/off valve 44 based on this.

본 실시예에 따른 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치(100)는, 배수배관(50), 집수탱크(60), 재공급배관(70), 제2 개폐밸브(80)를 구비한다. The cooling water storage tank cooling apparatus 100 for a nuclear reactor building passive cooling system according to the present embodiment includes a drain pipe 50, a water collecting tank 60, a resupply pipe 70, and a second opening/closing valve 80.

상기 배수배관(50)은 상기 분사노즐(43)로부터 분사된 상기 보조냉각수를 회수하기 위해서 마련된다. 상기 분사노즐(43)로부터 분사된 상기 보조냉각수는 상기 냉각수저장조(10)의 상면에서 일방향으로 유도된다. 상기 냉각수저장조(10)의 상면은 상기 보조냉각수를 일방향으로 유도하기 위해서 적절한 구배가 형성될 수 있다. The drain pipe 50 is provided to recover the auxiliary coolant sprayed from the spray nozzle 43. The auxiliary cooling water injected from the injection nozzle 43 is guided in one direction from the upper surface of the cooling water storage tank 10. The upper surface of the cooling water storage tank 10 may have an appropriate gradient to guide the auxiliary cooling water in one direction.

상기 집수탱크(60)는 상기 배수배관(50)에 연결되어 상기 회수된 보조냉각수를 저장한다. 본 실시예에 따르면 상기 집수탱크(60)는 상기 냉각수저장조(10)의 상면보다 하측에 배치된다. 따라서, 상기 분사노즐(43)로부터 분사된 상기 보조냉각수는, 자연력(중력)에 의해 상기 집수탱크(60) 측으로 유동한다. The collecting tank 60 is connected to the drain pipe 50 to store the recovered auxiliary cooling water. According to this embodiment, the water collecting tank 60 is disposed below the upper surface of the cooling water storage tank 10. Accordingly, the auxiliary cooling water injected from the injection nozzle 43 flows toward the collecting tank 60 by natural force (gravity).

상기 재공급배관(70) 및 상기 제2 개폐밸브(80)는 상기 냉각수저장조(10)에 수용된 냉각수의 수위가 낮아져 보충이 필요한 경우 또는 냉각수저장조(10)의 온도가 높아져 냉각이 필요한 경우에, 상기 집수탱크(60)에 저장된 보조냉각수를 상기 냉각수저장조(10)로 유입시키기 위해서 마련된다. 예컨대, 상기 히트파이프(20)에 의해 열 제거 운전이 장기간 지속될 경우, 상기 냉각수저장조(10) 내의 냉각수 수위가 감소될 수 있다. 이때 상기 집수탱크(60)에 저장된 보조냉각수는 상기 냉각수저장조(10)로 유입될 수 있다. When the resupply pipe 70 and the second opening/closing valve 80 need to be replenished because the water level of the cooling water accommodated in the cooling water storage tank 10 is lowered, or when the temperature of the cooling water storage tank 10 is increased and cooling is required, It is provided to introduce auxiliary cooling water stored in the water collecting tank 60 into the cooling water storage tank 10. For example, when the heat removal operation is continued for a long time by the heat pipe 20, the level of the coolant in the coolant storage tank 10 may be reduced. In this case, the auxiliary cooling water stored in the water collecting tank 60 may be introduced into the cooling water storage tank 10.

상기 재공급배관(70)은 상기 집수탱크(60)와 상기 냉각수저장조(10)를 연결하고, 상기 제2 개폐밸브(80)는 상기 재공급배관(70)을 개폐하기 위해 마련된다. The resupply pipe 70 connects the water collecting tank 60 and the cooling water storage tank 10, and the second opening/closing valve 80 is provided to open and close the resupply pipe 70.

본 실시예에 따르면, 상기 제2 개폐밸브(80)는 제어부(90)에 의해 개폐된다. 상기 제어부(90)는, 상기 냉각수저장조(10)에 저장된 냉각수의 수위가 소정의 설정수위 아래로 떨어진 경우 또는 냉각수저장조(10)의 온도가 소정의 설정치 이상인 경우, 상기 제2 개폐밸브(80)를 개방하여 상기 집수탱크(60)에 저장된 보조냉각수가 상기 냉각수저장조(10)로 유입되도록 한다. According to this embodiment, the second on-off valve 80 is opened and closed by the control unit 90. When the water level of the cooling water stored in the cooling water storage tank 10 falls below a predetermined set water level or when the temperature of the cooling water storage tank 10 is higher than a predetermined set value, the second opening/closing valve 80 Is opened to allow the auxiliary cooling water stored in the water collecting tank 60 to flow into the cooling water storage tank 10.

상기 집수탱크(60)의 보조냉각수를 상기 냉각수저장조(10)로 유입시키기 위해서 펌핑수단(110)이 마련된다. 상기 냉각수저장조(10)의 수위를 계측하기 위해서 상기 냉각수저장조(10) 내에서 수위계측센서(130)가 마련된다. A pumping means 110 is provided to introduce the auxiliary cooling water of the water collecting tank 60 into the cooling water storage tank 10. In order to measure the water level in the cooling water storage tank 10, a water level measurement sensor 130 is provided in the cooling water storage tank 10.

상기 제어부(90)는 상기 수위계측센서(130)에 의해 계측된 수위정보 및 상기 온도감지센서(120)에 의해 센싱된 온도정보를 수신하고, 냉각수의 수위가 소정의 설정수위 아래로 떨어지거나 냉각수저장조(10)의 온도가 소정의 설치치 이상으로 승상하면, 제2 개폐밸브(80) 및 펌핑수단(110)을 제어하여 보조냉각수가 상기 냉각수저장조(10)로 유입되도록 한다.The control unit 90 receives the water level information measured by the water level measurement sensor 130 and the temperature information sensed by the temperature sensor 120, and the water level of the cooling water falls below a predetermined set water level or When the temperature of the storage tank 10 rises above a predetermined installation value, the second opening/closing valve 80 and the pumping means 110 are controlled to allow auxiliary cooling water to flow into the cooling water storage tank 10.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제어부(90)는 상기 제1, 2 개폐밸브(44,80)를 제어하도록 구현된다. 다만, 상기 제1,2 개폐밸브(44,80)는 작업자에 의해 수동으로 개폐되도록 구현될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the control unit 90 is implemented to control the first and second on-off valves 44 and 80. However, the first and second on-off valves 44 and 80 may be implemented to be manually opened and closed by a worker.

본 발명에 따른 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치(100)는, 제1 필터(140), 제2 필터(150), 및 제3 필터(160)를 구비한다. The cooling water storage tank cooling apparatus 100 for a nuclear reactor building passive cooling system according to the present invention includes a first filter 140, a second filter 150, and a third filter 160.

상기 제1 필터(140)는 이물질이 외기와 함께 유입되는 것을 방지하기 위해서 상기 공기유입구(33)에 마련된다. 그리고 상기 제2 필터(150)는 상기 배기부(32)에 설치되어 상기 배기부(32)로 이물질이 유입되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 공기유입구(33)를 통해 유입되는 외기는 제1 필터(140)에 의해 이물질이 제거되고, 제2 필터(150)가 설치된 상기 배기부(32)를 통하여 이물질이 상기 냉각수저장조(10) 측으로 유입되지 않는다. The first filter 140 is provided in the air inlet 33 to prevent foreign matters from entering together with the outside air. In addition, the second filter 150 is installed in the exhaust unit 32 to prevent foreign substances from flowing into the exhaust unit 32. Therefore, the external air introduced through the air inlet 33 is removed by the first filter 140, and the foreign material is removed through the exhaust unit 32 in which the second filter 150 is installed. ) Does not flow into the side.

상기 제3 필터(160)를 보조냉각수가 상기 냉각수저장조(10)로 유입될 때, 상기 보조냉각수에 포함된 이물질을 제거하기 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 제3 필터(160)는 상기 재공급배관(70)에 설치된다. 물론, 상기 제3 필터(160)의 설치 위치는 이에 한정되지 않으며, 예컨대, 상기 집수탱크(60)에 설치될 수 있다. The third filter 160 is provided to remove foreign substances contained in the auxiliary cooling water when the auxiliary cooling water flows into the cooling water storage tank 10. According to this embodiment, the third filter 160 is installed in the resupply pipe 70. Of course, the installation position of the third filter 160 is not limited thereto, and may be installed, for example, in the water collecting tank 60.

이처럼, 본 발명에 따른 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치(100)는, 히트파이프(20)를 사용하여 냉각수저장조(10)의 열에너지를 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 에어냉각부(30) 및 분사냉각부(40)를 함께 이용하여, 냉각수저장조(10)를 효과적으로 냉각시킨다. As such, the cooling water storage tank cooling apparatus 100 for a passive cooling system for a nuclear reactor building according to the present invention can effectively remove the thermal energy of the cooling water storage tank 10 by using the heat pipe 20. In addition, the air cooling unit 30 and the spray cooling unit 40 are used together to effectively cool the cooling water storage tank 10.

또한, 히트파이프(20)를 냉각시키는 보조냉각수는 다시 수집되어, 냉각수저장조(10)에 저장된 냉각수를 보충하는데 재사용되거나 냉각수저장조(10)의 온도를 낮추는데 활용함으로써, 냉각수저장조(10)로부터 효과적으로 열을 제거하는 효과를 제공한다. In addition, the auxiliary cooling water for cooling the heat pipe 20 is collected again and reused to supplement the cooling water stored in the cooling water storage tank 10 or utilized to lower the temperature of the cooling water storage tank 10, thereby effectively heating the cooling water storage tank 10 Provides the effect of eliminating.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.Although the present invention has been described in detail with respect to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be provided within the scope of the present invention.

10... 냉각수저장조 20... 히트파이프
30... 에어냉각부 31... 외벽구조체
311... 측벽 312... 상부벽
32... 배기부 321... 연결부
322... 연돌부 33... 공기유입구
40... 분사냉각부 41... 저장탱크
42... 공급배관 43... 분사노즐
44... 제1 개폐밸브 50... 배수배관
60... 집수탱크 70... 재공급배관
80... 제2 개폐밸브 90... 제어부
110... 펌핑수단 120... 온도감지센서
130... 수위계측센서 140... 제1 필터
150... 제2 필터 160... 제3 필터
100... 원자로 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치10... Cooling water storage tank 20... Heat pipe
30... Air cooling part 31... Exterior wall structure
311... side wall 312... top wall
32... Exhaust part 321... Connection part
322... Stack part 33... Air inlet
40... Spray cooling part 41... Storage tank
42...Supply piping 43...Spray nozzle
44... 1st on-off valve 50... Drain pipe
60... collection tank 70... resupply piping
80... 2nd on/off valve 90... Control section
110... pumping means 120... temperature sensor
130... water level sensor 140... first filter
150... second filter 160... third filter
100... Cooling water storage tank cooling system for passive cooling system of nuclear reactor

Claims (12)

원자로건물에 공급될 냉각수를 저장하는 냉각수저장조(10);
일단부는 상기 냉각수저장조(10)에 저장된 냉각수에 잠겨지고, 타단부는 상기 냉각수저장조(10)의 상면을 관통하여 외부로 돌출되도록, 상기 냉각수저장조(10)의 상측에 결합되는 히트파이프(20); 및
상기 히트파이프(20)를 보조냉각수에 의해 냉각하는 분사냉각부(40)를 포함하고,
상기 분사냉각부(40)는,
상기 히트파이프(20)에 분사되는 보조냉각수를 저장하는 저장탱크(41);
상기 저장탱크(41)로부터 상기 히트파이프(20) 측으로 상기 보조냉각수를 공급하는 공급배관(42);
상기 공급배관(42)에 마련되어 상기 히트파이프(20)의 상단부에 상기 보조냉각수를 분사하는 분사노즐(43); 및
상기 공급배관(42)을 개폐하는 제1 개폐밸브(44);를 포함하며,
상기 분사노즐(43)로부터 분사된 보조냉각수가 회수되는 배수배관(50);
상기 배수배관(50)에 연결되어 상기 회수된 보조냉각수를 저장하는 집수탱크(60)를 포함하고,
상기 집수탱크(60)는 상기 냉각수저장조(10)의 상면보다 하측에 배치된 것을 특징으로 하는 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치.A cooling water storage tank 10 for storing cooling water to be supplied to the nuclear reactor building;
A heat pipe 20 coupled to the upper side of the cooling water storage tank 10 so that one end is immersed in the cooling water stored in the cooling water storage tank 10, and the other end penetrates the upper surface of the cooling water storage tank 10 and protrudes to the outside. ; And
Including a jet cooling unit 40 for cooling the heat pipe 20 with auxiliary cooling water,
The spray cooling unit 40,
A storage tank 41 for storing auxiliary coolant sprayed on the heat pipe 20;
A supply pipe 42 for supplying the auxiliary cooling water from the storage tank 41 to the heat pipe 20;
A spray nozzle (43) provided in the supply pipe (42) and spraying the auxiliary cooling water to the upper end of the heat pipe (20); And
Includes; a first on-off valve 44 for opening and closing the supply pipe 42,
A drain pipe 50 through which the auxiliary cooling water injected from the injection nozzle 43 is recovered;
And a collection tank 60 connected to the drain pipe 50 to store the recovered auxiliary cooling water,
The cooling water storage tank cooling apparatus for a passive cooling system of a nuclear reactor building, characterized in that the water collecting tank (60) is disposed below the upper surface of the cooling water storage tank (10). 제1항에 있어서,
상기 냉각수저장조(10)를 외기로 냉각시키기 위한 에어냉각부(30)를 포함하고,
상기 에어냉각부(30)는,
상기 냉각수저장조(10)의 외주면과 이격되어 배치되는 측벽(311) 및 상부벽(312)을 포함하여 외기가 유입되는 유로를 형성하는 외벽구조체(31);
상기 상부벽(312)에 상방향으로 연장되는 타워형 배기부(32); 및
상기 측벽(311)의 하단부에 형성되는 공기유입구(33);를 포함하여서,
상기 공기유입구(33)로 유입된 에어는 상기 냉각수저장조(10)의 외주면을 따라 상승하고, 상기 배기부(32)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치.The method of claim 1,
Including an air cooling unit 30 for cooling the cooling water storage tank 10 to the outside,
The air cooling unit 30,
An outer wall structure 31 including a side wall 311 and an upper wall 312 disposed to be spaced apart from the outer circumferential surface of the cooling water storage tank 10 to form a passage through which outside air is introduced;
A tower-type exhaust part 32 extending upward from the upper wall 312; And
Including; an air inlet 33 formed at the lower end of the side wall 311
The air flowing into the air inlet (33) rises along the outer circumferential surface of the cooling water storage tank (10), and is discharged through the exhaust part (32). 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 집수탱크(60)와 상기 냉각수저장조(10)를 연결하는 재공급배관(70);
상기 재공급배관(70)을 개폐하는 제2 개폐밸브(80);를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치.The method of claim 1,
A resupply pipe (70) connecting the water collecting tank (60) and the cooling water storage tank (10);
A cooling water storage tank cooling device for a passive cooling system for a nuclear reactor building, comprising: a second on-off valve (80) for opening and closing the resupply pipe (70). 제1항에 있어서,
상기 저장탱크(41)는 상기 분사노즐(43)보다 상측에 배치된 것을 특징으로 하는 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치.The method of claim 1,
The storage tank 41 is a cooling water storage tank cooling apparatus for a passive cooling system of a nuclear reactor building, characterized in that disposed above the injection nozzle (43). 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 냉각수저장조(10)의 온도 또는 상기 히트파이프(20)의 온도가 소정의 설정온도 이상일 때, 상기 제1 개폐밸브(44)는 제어부(90)에 의해 개방되는 것을 특징으로 하는 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치.The method of claim 1,
When the temperature of the cooling water storage tank 10 or the temperature of the heat pipe 20 is equal to or higher than a predetermined set temperature, the first on-off valve 44 is opened by the control unit 90. System cooling water storage tank cooling system. 제5항에 있어서,
상기 냉각수저장조(10)에 저장된 냉각수의 수위가 소정의 설정수위 아래로 떨어진 경우 또는 상기 냉각수저장조(10)의 온도가 소정의 설정치 이상인 경우,
상기 제2 개폐밸브(80)는 제어부(90)에 의해 개방되어 상기 집수탱크(60)에 저장된 상기 보조냉각수가 상기 냉각수저장조(10)에 유입되는 것을 특징으로 하는 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치.The method of claim 5,
When the water level of the cooling water stored in the cooling water storage tank 10 falls below a predetermined set water level, or when the temperature of the cooling water storage tank 10 is higher than a predetermined set value,
A cooling water storage tank for a passive cooling system for a nuclear reactor building, characterized in that the second on/off valve 80 is opened by the control unit 90 and the auxiliary cooling water stored in the collecting tank 60 flows into the cooling water storage tank 10. Cooling system. 제2항에 있어서,
상기 공기유입구(33)에는 이물질의 유입을 방지하는 제1 필터(140)가 마련된 것을 특징으로 하는 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치.The method of claim 2,
A cooling water storage tank cooling apparatus for a passive cooling system of a nuclear reactor building, characterized in that a first filter (140) is provided at the air inlet (33) to prevent the inflow of foreign substances. 제2항에 있어서,
상기 배기부(32)에는 이물질의 유입을 방지하는 제2 필터(150)가 마련된 것을 특징으로 하는 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치.The method of claim 2,
A cooling water storage tank cooling apparatus for a passive cooling system for a nuclear reactor building, characterized in that a second filter 150 is provided in the exhaust part 32 to prevent the inflow of foreign substances. 제5항에 있어서,
상기 집수탱크(60) 또는 상기 재공급배관(70)에는 보조냉각수에 포함된 이물질을 제거하는 제3 필터(160)가 마련된 것을 특징으로 하는 원자로건물 피동 냉각시스템용 냉각수저장조 냉각장치.The method of claim 5,
A cooling water storage tank cooling apparatus for a passive cooling system for a nuclear reactor building, characterized in that a third filter (160) for removing foreign substances contained in the auxiliary cooling water is provided in the water collecting tank (60) or the resupply pipe (70).
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