KR102310443B1 - Apparatus for injecting steam - Google Patents

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KR102310443B1
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steam
supply pipe
injection
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KR1020200160212A
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김태우
남경호
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한국수력원자력 주식회사
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Abstract

A steam injection apparatus disposed between a pressurizer and a reloading water tank in a nuclear reactor building according to the present invention comprises: a steam supply pipe which is connected to the pressurizer to form a steam flow path through which steam provided from the pressurizer is injected into the reloading water tank in the nuclear reactor building; a steam injection housing which is disposed inside the reloading water tank in the nuclear reactor building, surrounds the steam supply pipe, receives the steam supplied from the steam supply pipe, and injects the steam into the reloading water tank in the nuclear reactor building; and a heat exchanger which is disposed in the steam injection housing to exchange heat with the steam accommodated in the steam injection housing.

Description

증기 분사장치{APPARATUS FOR INJECTING STEAM}Steam injector {APPARATUS FOR INJECTING STEAM}

본 발명은 증기 분사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원자력 발전소에서 가압기로부터 제공된 증기를 원자로 건물내 재장전수 탱크에 분사하는 증기 분사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steam injector, and more particularly, to a vapor injector for injecting steam provided from a pressurizer in a nuclear power plant to a reloading tank in a nuclear reactor building.

원자력 발전소는 기본적으로 핵 반응이 일어나는 원자로, 원자로로부터 공급된 고온의 1차 냉각재에 의해 증기로 상 변환하는 2차 냉각재의 열 교환 공간을 형성하는 증기발생기 및 증기발생기로부터 발생된 증기의 공급에 의해 작동하는 터빈을 포함한다.A nuclear power plant is basically a nuclear reactor where a nuclear reaction takes place, a steam generator that forms a heat exchange space for a secondary coolant phase-converted into steam by a high-temperature primary coolant supplied from the reactor, and steam generated from the steam generator. It contains a working turbine.

상세하게 원자로의 핵 반응에 의한 고온의 1차 냉각재는 1차 냉각재의 유동관을 통해 증기발생기를 경유하여 저온의 1차 냉각재로 원자로와 증기발생기 사이에서 순환된다. 고온의 1차 냉각재는 증기발생기를 관통한 유동관을 통과할 때 증기발생기 내부에 수용된 2차 냉각재가 증기로 상 변환하도록 2차 냉각재와 열 교환한다.In detail, the high-temperature primary coolant due to the nuclear reaction of the nuclear reactor is circulated between the reactor and the steam generator as the low-temperature primary coolant through the steam generator through the flow pipe of the primary coolant. When the high-temperature primary coolant passes through the flow pipe passing through the steam generator, heat exchange with the secondary coolant is performed so that the secondary coolant accommodated in the steam generator is phase-converted into steam.

여기서, 원자로로부터 증기발생기로 유동되는 고온의 1차 냉각재는 비등점 이하로, 즉 증기로 상 변환되지 않는 액상의 상태를 유지해야 한다. 이렇게 원자로로부터 증기발생기로 유동되는 1차 냉각재가 액상의 상태를 유지하도록 원자로와 증기발생기 사이에는 가압기가 배치된다. 가압기는 원자로냉각계통의 완충탱크 역할을 하며, 원자력 발전소의 정상 운전 중 1차 냉각재의 팽창 및 수축 공간을 제공하고 압력을 일정하게 유지하여 과도 상태시 압력 변화를 수용하는 역할을 한다.Here, the high-temperature primary coolant flowing from the nuclear reactor to the steam generator must be maintained below the boiling point, that is, in a liquid state that is not phase-converted into steam. A pressurizer is disposed between the reactor and the steam generator so that the primary coolant flowing from the reactor to the steam generator maintains a liquid state. The pressurizer acts as a buffer tank for the reactor cooling system, provides a space for expansion and contraction of the primary coolant during normal operation of a nuclear power plant, and maintains a constant pressure to accommodate pressure changes in transient conditions.

한편, 가압기 상부에는 안전방출밸브가 설치되어 있다. 안전방출밸브는 원자로냉각계통이 설계 압력 이상으로 상승할 때 원자로냉각재계통의 증기를 방출시킴으로써 원자로냉각재계통의 압력을 유지하게 된다. 안전방출밸브에서 방출된 증기는 배관을 통해 원자로 건물내 재장전수 탱크(IRWST; In-containment Water Storage Tank) 내부에 설치된 증기 분사장치로 이동된다. 증기 분사장치로 이동된 증기는 증기 분사장치를 통해 원자로 건물내 재장전수 탱크로 분사됨으로써 방사성물질인 원자로 냉각재, 즉 1차 냉각재가 원자로건물 외부로의 방출과 압력 상승을 방지한다.On the other hand, a safety release valve is installed in the upper part of the pressurizer. The safety release valve maintains the pressure of the reactor coolant system by releasing steam from the reactor coolant system when the reactor coolant system rises above the design pressure. The steam discharged from the safety release valve is moved to the steam injection device installed inside the in-containment water storage tank (IRWST) in the reactor building through the pipe. The steam moved to the steam injection device is injected into the reloading tank inside the reactor building through the steam injection device, thereby preventing the discharge of radioactive material, that is, the primary coolant, to the outside of the reactor building and pressure increase.

그런데, 종래의 증기 분사장치를 통해 원자로 건물내 재장전수 탱크로 분사되는 고온 고압의 증기는 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부에서 응축 냉각되며, 이때 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부의 수용된 유체와 증기 분사장치로부터 분사되는 유체의 온도 차이에 따라 열 성층 현상이 발생한다. 이렇게 증기 분사장치를 통해 지속적으로 증기가 분사될 때 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부의 상부 가열 유체와 하부 유체가 혼합되지 않는 열성층 현상이 지속되어 증기의 응축량이 감소하게 되므로, 원자로 건물내 재장전수 탱크의 피로손상 및 원자로 건물내 재장전수 탱크의 건전성 저하를 발생할 수 있는 문제점이 있다.However, the high-temperature and high-pressure steam injected into the reloading water tank in the nuclear reactor building through the conventional steam injection device is condensed and cooled inside the reloading water tank in the reactor building, and at this time, the fluid contained in the reloading water tank in the reactor building and the vapor injection device Thermal stratification occurs according to the temperature difference of the fluid injected from the In this way, when steam is continuously sprayed through the steam injection device, the thermal layer phenomenon in which the upper heating fluid and the lower fluid inside the reloading tank inside the reactor building do not mix continues and the amount of condensation of steam is reduced. There is a problem that may cause fatigue damage to the tank and deterioration of the integrity of the reloading tank in the reactor building.

일본 공개특허공보 특개평7-077595호: 열교환기 노즐의 단열방법 및 장치Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-077595: Method and apparatus for insulating heat exchanger nozzles

본 발명의 목적은 가압기로부터 유동되어 원자로 건물내 재장전수 탱크로 분사되는 증기의 온도와 원자로 건물내 재장전수 탱크에 수용된 유체 사이의 온도 차이를 최소화할 수 있도록 구조 및 분사 방식이 개선된 증기 분사장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to minimize the temperature difference between the temperature of the steam flowing from the pressurizer and injected into the reloading tank in the reactor building and the fluid contained in the reloading tank in the reactor building. is to provide

상기 과제의 해결 수단은 본 발명에 따라 가압기와 원자로 건물내 재장전수 탱크 사이에 배치되는 증기 분사장치에 있어서, 상기 가압기에 연결되어 상기 가압기로부터 제공된 증기가 상기 원자로 건물내 재장전수 탱크로 분사되는 증기의 유로를 형성하는 증기 공급관과, 상기 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부에 배치되며 상기 증기 공급관을 둘러싸고 상기 증기 공급관으로부터 공급된 증기를 수용하여 상기 원자로 건물내 재장전수 탱크로 증기를 분사하는 증기 분사 하우징과, 상기 증기 분사 하우징에 배치되어 상기 증기 분사 하우징에 수용된 증기와 열 교환하는 열 교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 분사장치에 의해 이루어진다.In accordance with the present invention, a means for solving the above problem is a vapor injection device disposed between a pressurizer and a reloading tank in a nuclear reactor building, wherein the steam provided from the pressurizer is connected to the pressurizer and is injected into the reloading tank in the reactor building. a steam supply pipe forming a flow path of and a heat exchanger disposed in the steam injection housing to exchange heat with the steam accommodated in the steam injection housing.

여기서, 상기 증기 분사 하우징은 상기 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부에 배치되는 통 형상의 하우징과, 상기 하우징의 둘레를 따라 상기 증기 공급관으로부터 공급되는 증기의 이동 방향으로 일정 각도를 가지고 배치되어 상기 열 교환부에 의해 열 교환된 증기를 상기 원자로 건물내 재장전수 탱크로 분사하는 복수 개의 분사부를 포함할 수 있다.Here, the steam injection housing includes a tubular housing disposed inside the reloading tank in the reactor building, and a predetermined angle along the periphery of the housing in the direction of movement of the steam supplied from the steam supply pipe to exchange the heat. It may include a plurality of injection units for injecting the heat exchanged steam by the unit to the reloading tank in the reactor building.

복수 개의 상기 분사부는 상기 증기 공급관으로부터 공급되는 증기의 이동 방향을 따라 하향으로 더 큰 분사 각도를 갖도록 상기 하우징으로부터 돌출 형성될 수 있다.The plurality of injection units may be formed to protrude from the housing to have a larger injection angle downward along the moving direction of the steam supplied from the steam supply pipe.

상기 증기 공급관은 상기 하우징의 중앙 영역을 관통하여 배치되고, 상기 열 교환부는 상기 증기 공급관과 복수 개의 상기 분사부 사이에 배치되어 상기 증기 공급관으로부터 공급되어 복수 개의 상기 분사부로 분사되는 증기와 열 교환할 수 있다.The steam supply pipe is disposed through the central region of the housing, and the heat exchange unit is disposed between the steam supply pipe and the plurality of injection units to exchange heat with steam supplied from the steam supply pipe and injected into the plurality of injection units. can

상기 열 교환부는 상기 증기 공급관에 대해 평행하게 배치되어 상기 증기 공급관으로부터 공급된 증기와 열 교환하는 관 형상을 갖는 한 쌍의 제 1열 교환부와, 상기 증기 분사 하우징 외부의 상부에 배치되어, 한 쌍의 상기 제 1열 교환부를 상호 연결하는 제 2열교환부를 포함할 수 있다.The heat exchange unit includes a pair of first heat exchangers disposed parallel to the steam supply pipe and having a tubular shape for heat exchange with steam supplied from the steam supply pipe, and disposed on the outside of the steam injection housing, one and a second heat exchanger interconnecting the pair of the first heat exchangers.

상기 열 교환부는 상기 증기 공급관의 원주 방향을 따라 상기 증기 공급관의 외부와 상기 증기 분사 하우징 내부 사이에 복수 개로 배치될 수 있다.A plurality of heat exchangers may be disposed between the outside of the steam supply pipe and the inside of the steam injection housing along a circumferential direction of the steam supply pipe.

상기 열 교환부에 연결되어 상기 증기 분사 하우징으로부터 분사되는 증기의 온도를 감지하는 온도 감지부를 더 포함할 수 있다.It may further include a temperature sensing unit connected to the heat exchanger to sense the temperature of the steam injected from the steam injection housing.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따른 증기 분사장치의 효과는 다음과 같다.The effects of the steam injector according to the present invention are as follows.

첫째, 가압기로부터 원자로 건물내 재장전수 탱크로 분사되는 증기를 열 교환 후 증기의 온도를 낮추고 분사하여 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부에 수용된 유체와의 온도 차이를 최소화함으로써 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부에서의 열 성층 현상을 완화할 수 있고, 이에 따라 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부의 온도 상승을 억제하여 피로 손상 방지 및 원자력 발전소 안전성을 향상할 수 있다.First, after heat exchange of the steam injected from the pressurizer to the reloading tank in the reactor building, the temperature of the steam is lowered and sprayed to minimize the temperature difference with the fluid contained in the reloading tank in the reactor building. It is possible to alleviate the thermal stratification phenomenon of the nuclear power plant, and accordingly, it is possible to prevent the fatigue damage and improve the safety of the nuclear power plant by suppressing the temperature rise inside the reloading tank in the nuclear reactor building.

둘째, 가압기로부터 공급된 증기와 열 교환하는 열 교환부가 증기를 분사하는 증기 분사 하우징에 결합 및 분리 가능하도록 배치함으로써, 열 교환부 및 증기 분사 하우징의 유지보수 효율성을 향상할 수 있다.Second, by arranging the heat exchanger for heat exchange with the steam supplied from the pressurizer to be coupled to and detachable from the steam injection housing for spraying steam, it is possible to improve the maintenance efficiency of the heat exchanger and the steam injection housing.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전소의 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전소의 증기 분사장치에 대한 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ-Ⅲ 선의 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 Ⅳ-Ⅳ 선의 단면도,
도 5는 도 1에 도시된 원자로 건물내 재장전수 탱크에 배치된 본 발명의 실시 예에 따른 증기 분사장치의 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view of a steam injector of a nuclear power plant according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a block diagram of a steam injector according to an embodiment of the present invention disposed in a reloading tank in the nuclear reactor building shown in FIG. 1 .

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 증기 분사장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a vapor injection device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

설명하기에 앞서, 본 발명의 실시 예에 따른 증기 분사장치의 복수 개의 분사부의 개수 및 분사부의 돌출 각도는 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 미리 밝혀둔다.Prior to the description, it is stated in advance that the number of the plurality of injection units and the protrusion angle of the injection units of the vapor injection device according to an embodiment of the present invention can be variously modified and implemented.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전소의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전소(N)는 기본적으로 원자로(R), 증기발생기(G), 가압기(P) 및 증기 분사장치(10)를 포함한다. 물론, 원자력 발전소(N)는 본 발명에서는 미도시된 정지냉각계통 등 다양한 구조 및 장치를 포함한다.A nuclear power plant (N) according to an embodiment of the present invention basically includes a nuclear reactor (R), a steam generator (G), a pressurizer (P), and a steam injector (10). Of course, the nuclear power plant (N) includes various structures and devices such as a static cooling system not shown in the present invention.

원자로(R)는 핵 연료가 공급되며 핵 연료의 반응에 의해 1차 냉각재를 가열한다. 증기발생기(G)는 원자로(R)와 냉각재가 순환되는 유동관으로 상호 연결된다. 원자로(R)로부터 가열된 고온의 1차 냉각재는 원자로(R)로부터 증기발생기(G)로 공급되고, 증기발생기(G) 내부를 통과하는 고온의 1차 냉각재는 저온의 1차 냉각재로 온도 변화되어 원자로(R)로 유동된다. 이때, 증기발생기(G)를 통과하는 고온의 1차 냉각재는 증기발생기(G)에 수용된 2차 냉각재가 증기로 상 변환하도록 2차 냉각재와 열 교환한다.The nuclear reactor (R) is supplied with nuclear fuel and heats the primary coolant by the reaction of the nuclear fuel. The steam generator (G) is interconnected by a flow pipe through which the reactor (R) and the coolant are circulated. The high-temperature primary coolant heated from the nuclear reactor R is supplied from the nuclear reactor R to the steam generator G, and the high-temperature primary coolant passing through the steam generator G is a low-temperature primary coolant. and flows to the reactor (R). At this time, the high-temperature primary coolant passing through the steam generator (G) exchanges heat with the secondary coolant so that the secondary coolant accommodated in the steam generator (G) is phase-converted into steam.

가압기(P)는 원자로(R)와 증기발생기(G) 사이에 배치되어 원자로(R)로부터 증기발생기(G)로 공급되는 1차 냉각재가 기상으로 상 변환되지 않도록 압력을 제공한다. 가압기(P) 내부는 원자력 발전소(N) 정상 운전 중 1차 냉각재의 팽창 및 수축 공간을 제공한다. 가압기(P)는 원자로 건물내 재장전수 탱크(T)와 연결된다. 여기서, 가압기(P)와 원자로 건물내 재장전수 탱크(T) 사이에는 밸브(V)가 배치된다. 밸브(V)는 원자로냉각재계통이 설계 압력 이상, 즉 1차 냉각재가 유동되는 계통이 설계 압력 이상으로 상승하면 증기를 원자로 건물내 재장전수 탱크(T)로 방출하도록 선택적으로 가압기(P)와 원자로 건물내 재장전수 탱크(T) 사이의 유로를 개폐한다.The pressurizer (P) is disposed between the reactor (R) and the steam generator (G) to provide a pressure so that the primary coolant supplied from the reactor (R) to the steam generator (G) is not phase-converted into a gas phase. The inside of the pressurizer (P) provides a space for expansion and contraction of the primary coolant during normal operation of the nuclear power plant (N). The pressurizer (P) is connected to the reloading tank (T) in the reactor building. Here, a valve V is disposed between the pressurizer P and the reloading tank T in the reactor building. The valve (V) selectively controls the pressurizer (P) and the reactor to discharge steam to the reload tank (T) inside the reactor building when the reactor coolant system rises above the design pressure, that is, the system through which the primary coolant flows rises above the design pressure. Open and close the flow path between the reloading tanks (T) in the building.

다음으로 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전소의 증기 분사장치에 대한 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ-Ⅲ 선의 단면도, 도 4는 도 2에 도시된 Ⅳ-Ⅳ 선의 단면도, 그리고 도 5는 도 1에 도시된 원자로 건물내 재장전수 탱크에 배치된 본 발명의 실시 예에 따른 증기 분사장치의 구성도이다.Next, FIG. 2 is a perspective view of a steam injector of a nuclear power plant according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. And FIG. 5 is a configuration diagram of a vapor injection device according to an embodiment of the present invention disposed in the reload tank in the nuclear reactor building shown in FIG. 1 .

본 발명의 실시 예에 따른 증기 분사장치(10)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 증기 공급관(100), 증기 분사 하우징(300) 및 열 교환부(500)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 증기 분사장치(10)는 온도 감지부(700)를 더 포함한다. 증기 분사장치(10)는 가압기(P)와 원자로 건물내 재장전수 탱크(T) 사이의 유로 상에 배치되어 가압기(P)로부터 유동된 증기를 원자로 건물내 재장전수 탱크(T)로 분사한다. 상세하게 본 발명의 실시 예에 따른 증기 분사장치(10)는 원자로 건물내 재장전수 탱크(T) 내부에 배치된다.As shown in FIGS. 2 to 5 , the steam injection device 10 according to an embodiment of the present invention includes a steam supply pipe 100 , a steam injection housing 300 , and a heat exchange unit 500 . In addition, the vapor injection device 10 according to an embodiment of the present invention further includes a temperature sensing unit (700). The vapor injector 10 is disposed on the flow path between the pressurizer P and the reloading water tank T in the reactor building, and injects the steam flowing from the pressurizer P to the reloading tank T in the reactor building. In detail, the vapor injection device 10 according to an embodiment of the present invention is disposed inside the reloading tank T in the nuclear reactor building.

증기 공급관(100)은 가압기(P)에 연결되어 가압기(P)로부터 제공된 증기가 원자로 건물내 재장전수 탱크(T)로 분사되는 증기의 유로를 형성한다. 증기 공급관(100)은 가압기(P)와 연결된 유로를 형성하는 관에 연결되어 가압기(P)로부터 증기를 원자로 건물내 재장전수 탱크(T)로 안내한다.The steam supply pipe 100 is connected to the pressurizer P to form a flow path of steam in which the vapor provided from the pressurizer P is injected into the reloading tank T in the reactor building. The steam supply pipe 100 is connected to a pipe forming a flow path connected to the pressurizer P to guide steam from the pressurizer P to the reloading tank T in the reactor building.

증기 분사 하우징(300)은 원자로 건물내 재장전수 탱크(T) 내부에 배치된다. 증기 분사 하우징(300)은 증기 공급관(100)을 둘러싸고 증기 공급관(100)으로부터 공급된 증기를 수용하여 원자로 건물내 재장전수 탱크(T)로 증기를 분사한다. 본 발명의 일 실시 예로서, 증기 분사 하우징(300)은 하우징(310) 및 분사부(330)를 포함한다.The vapor injection housing 300 is disposed inside the reloading tank T in the nuclear reactor building. The steam injection housing 300 surrounds the steam supply pipe 100 , receives the steam supplied from the steam supply pipe 100 , and injects the steam into the reloading tank T in the reactor building. As an embodiment of the present invention, the vapor injection housing 300 includes a housing 310 and an injection unit 330 .

하우징(310)은 통 형상을 가지고 원자로 건물내 재장전수 탱크(T) 내부에 배치된다. 하우징(310)의 양측 중 일측은 증기 공급관(100)이 관통된다. 하우징(310)의 중앙 영역에는 증기 공급관(100)이 관통 배치되어 있다. 하우징(310)은 증기 공급관(100)으로부터 공급된 증기가 원자로 건물내 재장전수 탱크(T)로 분사되기 전 수용한다.The housing 310 has a cylindrical shape and is disposed inside the reloading tank T in the nuclear reactor building. The steam supply pipe 100 passes through one side of both sides of the housing 310 . A steam supply pipe 100 is disposed through the central region of the housing 310 . The housing 310 accommodates the steam supplied from the steam supply pipe 100 before being injected into the reloading tank T in the reactor building.

분사부(330)는 하우징(310)의 둘레를 따라 증기 공급관(100)으로부터 공급되는 증기를 원자로 건물내 재장전수 탱크(T)로 분사하도록 마련된다. 분사부(330)는 본 발명의 일 실시 예로서 하우징(310)의 원주 방향을 따라 10개가 배치되고 하우징(310)의 길이 방향을 따라 5개가 배치되나, 이에 한정되지 않고 분사부(330)의 개수는 변경될 수 있다. 분사부(330)는 증기 공급관(100)으로 공급되는 증기의 이동 방향의 가로 방향으로 배치되어 열 교환부(500)에 의해 열 교환된 증기를 원자로 건물내 재장전수 탱크(T)로 분사하도록 복수 개로 배치된다.The injection unit 330 is provided to inject the steam supplied from the steam supply pipe 100 along the circumference of the housing 310 to the reloading tank T in the nuclear reactor building. As an embodiment of the present invention, ten injection units 330 are arranged along the circumferential direction of the housing 310 and five are arranged along the longitudinal direction of the housing 310 , but the present invention is not limited thereto. The number may be changed. The injection unit 330 is disposed in the horizontal direction of the movement direction of the steam supplied to the steam supply pipe 100 so as to inject the steam heat exchanged by the heat exchanger 500 to the reloading tank T in the reactor building. placed as a dog.

복수 개의 분사부(330)는 증기 공급관(100)으로부터 공급되는 증기의 이동 방향을 따라 더 큰 분사 각도를 갖도록 하우징(310)으로부터 돌출 형성된다. 본 발명의 일 실시 예로서, 하우징(310)의 상부로부터 하부로 각각 0도 및 하향 15도, 30도, 45도 및 60도를 갖도록 돌출 형성된다. 물론, 본 발명의 일 실시 예와 달리 복수 개의 분사부(330)는 하우징(310)으로부터 돌출되지 않고 하우징(310)에 상기한 각도를 가지고 관통 형성될 수 있다. 그리고, 분사부(330)는 본 발명의 일 실시 예로서 0도의 제 1분사부(331), 15도의 제 2분사부(333), 30도의 제 3분사부(335), 45도의 제 4분사부(337) 및 60도의 제 5분사부(339)로 구성되나, 이에 한정되지 않고 각도는 임의로 설계 변경될 수 있다. 이렇게 복수 개의 분사부(330)가 하우징(310)의 길이 방향을 따라 각각 다른 하향 각도를 가짐으로써, 증기 공급관(100)에 인접한 하부 영역의 분사부(330)로 고온의 증기가 원자로 건물내 재장전수 탱크(T) 하부로 분사되고 저온의 증기가 원자로 건물내 재장전수 탱크(T)의 상부에서 분사될 수 있다.The plurality of injection units 330 are formed to protrude from the housing 310 to have a larger injection angle along the moving direction of the steam supplied from the steam supply pipe 100 . As an embodiment of the present invention, the housing 310 is formed to protrude from the top to the bottom to have 0 degrees and 15 degrees downward, 30 degrees, 45 degrees and 60 degrees respectively. Of course, unlike the exemplary embodiment of the present invention, the plurality of spraying units 330 may be formed through the housing 310 at the above angle without protruding from the housing 310 . And, the injection unit 330 is an embodiment of the present invention, the first injection unit 331 of 0 degrees, the second injection part 333 of 15 degrees, the third injection part 335 of 30 degrees, the fourth minute of 45 degrees It is composed of a saber 337 and a fifth injection 339 of 60 degrees, but is not limited thereto and the angle may be arbitrarily changed in design. In this way, since the plurality of injection units 330 have different downward angles along the longitudinal direction of the housing 310 , high-temperature steam is reloaded into the injection unit 330 in the lower region adjacent to the steam supply pipe 100 in the reactor building. It is injected into the lower part of the water tank T, and low-temperature steam may be sprayed from the upper part of the reload tank T in the reactor building.

열 교환부(500)는 증기 분사 하우징(300)에 배치되어 증기 분사 하우징(300)에 수용된 증기와 열 교환한다. 열 교환부(500)는 증기 공급관(100)과 복수 개의 분사부(330) 사이에 배치되어 증기 공급관(100)으로부터 공급되어 복수 개의 분사부(330)로 분사되는 증기와 열 교환한다. 열 교환부(500)는 증기 공급관(100)의 원주 방향을 따라 증기 공급관(100)의 외부와 증기 분사 하우징(300) 내부 사이에 복수 개로 배치된다. 상세하게 열 교환부(500)는 본 발명의 일 실시 예로서 증기 공급관(100)의 외부와 증기 분사 하우징(300) 내부 사이에 3개가 배치되나, 이에 한정되지 않고 3개를 초과하여 배치 또는 3개 미만으로 배치될 수도 있다. 본 발명의 열 교환부(500)는 히트 파이프가 사용된다.The heat exchanger 500 is disposed in the steam injection housing 300 to exchange heat with the steam accommodated in the steam injection housing 300 . The heat exchange unit 500 is disposed between the steam supply pipe 100 and the plurality of injection units 330 to exchange heat with steam supplied from the steam supply pipe 100 and injected to the plurality of injection units 330 . A plurality of heat exchangers 500 are disposed between the outside of the steam supply pipe 100 and the inside of the steam injection housing 300 along the circumferential direction of the steam supply pipe 100 . In detail, three heat exchange units 500 are disposed between the outside of the steam supply pipe 100 and the inside of the steam injection housing 300 as an embodiment of the present invention, but are not limited thereto, and more than three are disposed or 3 It may be arranged with fewer than dogs. A heat pipe is used for the heat exchanger 500 of the present invention.

열 교환부(500)는 본 발명의 일 실시 예로서, 제 1열 교환부(510) 및 제 2열 교환부(530)를 포함한다. 제 1열 교환부(510)는 증기 공급관(100)에 대해 평행하게 배치되어 증기 공급관(100)으로부터 공급된 증기와 열 교환하는 관 형상을 갖도록 한 쌍으로 배치된다. 제 2열 교환부(530)는 증기 분사 하우징(300)의 외부의 상부에 배치되어 한 쌍의 제 1열 교환부(510)를 상호 연결한다. 즉, 열 교환부(500)는 역 U자형 튜브 형상을 가지고 증기 분사 하우징(300)에 배치된다. 역 U자형 튜브로 구성된 열 교환부(500)는 증기 분사 하우징(300)의 상부에 결합 및 분리 가능하도록 배치된다.The heat exchange unit 500 includes a first heat exchange unit 510 and a second heat exchange unit 530 as an embodiment of the present invention. The first heat exchanger 510 is arranged in a pair so as to have a tube shape that is parallel to the steam supply pipe 100 to exchange heat with the steam supplied from the steam supply pipe 100 . The second heat exchanger 530 is disposed on the outside of the vapor injection housing 300 to interconnect the pair of first heat exchangers 510 . That is, the heat exchanger 500 has an inverted U-shaped tube shape and is disposed in the vapor injection housing 300 . The heat exchanger 500 configured as an inverted U-shaped tube is disposed on the upper portion of the vapor injection housing 300 to be coupled and detachable.

마지막으로 온도 감지부(700)는 열 교환부(500)에 연결되어 증기 분사 하우징(300)으로부터 분사된 증기의 온도를 감지한다. 여기서, 온도 감지부(700)가 열 교환부(500)의 온도를 감지함에 따라 증기 분사 하우징(300) 내부에서 분사되는 증기의 분사량을 감지할 수 있다. 즉, 온도 감지부(700)는 증기 분사 하우징(300)에 수용된 증기의 양에 따른 열 교환부(500)의 온도의 변화를 고려하여 증기의 분사량을 인지할 수 있도록 실시간으로 열 교환부(500)의 온도를 감지한다.Finally, the temperature sensing unit 700 is connected to the heat exchanger 500 to sense the temperature of the steam injected from the steam injection housing 300 . Here, as the temperature sensing unit 700 senses the temperature of the heat exchange unit 500 , it is possible to detect an injection amount of steam injected inside the steam injection housing 300 . That is, the temperature sensing unit 700 considers the change in the temperature of the heat exchanger 500 according to the amount of steam accommodated in the steam injection housing 300 to recognize the amount of steam injected in real time. ) to detect the temperature.

이에, 가압기로부터 원자로 건물내 재장전수 탱크로 분사되는 증기를 열 교환 후 증기의 온도를 낮추고 분사하여 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부에 수용된 유체와의 온도 차이를 최소화함으로써 원자로 건물내 재장전수 탱크크 내부에서의 열 성층 현상을 완화할 수 있고, 이에 따라 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부의 온도 상승을 억제하여 피로 손상 방지 및 원자력 발전소 안전성을 향상할 수 있다.Accordingly, after heat exchange of the steam sprayed from the pressurizer to the reloading tank in the reactor building, the temperature of the steam is lowered and sprayed to minimize the temperature difference with the fluid contained in the reloading tank in the reactor building. It is possible to alleviate the thermal stratification phenomenon in the reactor building, thereby suppressing the temperature rise inside the reloading tank in the reactor building, thereby preventing fatigue damage and improving the safety of the nuclear power plant.

또한, 가압기로부터 공급된 증기와 열 교환하는 열 교환부가 증기를 분사하는 증기 분사 하우징에 결합 및 분리 가능하도록 배치함으로써, 열 교환부 및 증기 분사 하우징의 유지보수 효율성을 향상할 수 있다.In addition, by arranging the heat exchanger for heat exchange with the steam supplied from the pressurizer to be coupled to and detachable from the steam injection housing that sprays the steam, it is possible to improve the maintenance efficiency of the heat exchanger and the steam injection housing.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. can be understood as Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

10: 증기 분사장치 100: 증기 공급관
300: 증기 분사 하우징 310: 하우징
330: 분사부 500: 열 교환부
510: 제 1열 교환부 530: 제 2열 교환부
700: 온도 감지부 P: 가압기
T: 원자로 건물내 재장전수 탱크 V: 밸브10: steam injector 100: steam supply pipe
300: steam injection housing 310: housing
330: injection unit 500: heat exchange unit
510: first heat exchange unit 530: second heat exchange unit
700: temperature sensing unit P: pressurizer
T: Reload tank in reactor building V: Valve

Claims (7)

가압기와 원자로 건물내 재장전수 탱크 사이에 배치되는 증기 분사장치에 있어서,
상기 가압기에 연결되어, 상기 가압기로부터 제공된 증기가 상기 원자로 건물내 재장전수 탱크로 분사되는 증기의 유로를 형성하는 증기 공급관과;
상기 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부에 배치되며, 상기 증기 공급관을 둘러싸고 상기 증기 공급관으로부터 공급된 증기를 수용하여 상기 원자로 건물내 재장전수 탱크로 증기를 분사하는 증기 분사 하우징과;
상기 증기 분사 하우징에 배치되어, 상기 증기 분사 하우징에 수용된 증기와 열 교환하는 열 교환부를 포함하며,
상기 증기 분사 하우징은,
상기 원자로 건물내 재장전수 탱크 내부에 배치되는 통 형상의 하우징과;
상기 하우징의 둘레를 따라 상기 증기 공급관으로부터 공급되는 증기의 이동 방향으로 일정 각도를 가지고 배치되어, 상기 열 교환부에 의해 열 교환된 증기를 상기 원자로 건물내 재장전수 탱크로 분사하는 복수 개의 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 분사장치.
In the vapor injection device disposed between the pressurizer and the reload tank in the reactor building,
a steam supply pipe connected to the pressurizer to form a flow path through which the vapor provided from the pressurizer is injected into the reloading tank in the reactor building;
a steam injection housing disposed inside the reloading tank in the reactor building, surrounding the steam supply pipe, receiving the steam supplied from the steam supply pipe, and injecting steam into the reloading tank in the reactor building;
It is disposed in the steam injection housing, and comprises a heat exchange unit for heat exchange with the steam accommodated in the steam injection housing,
The vapor injection housing,
a cylindrical housing disposed inside the reloading tank in the reactor building;
A plurality of injection units disposed along the periphery of the housing at a predetermined angle in the moving direction of the steam supplied from the steam supply pipe to inject the steam heat exchanged by the heat exchanger into the reloading tank in the reactor building. Steam injection device, characterized in that.
 삭제delete 제 1항에 있어서,
복수 개의 상기 분사부는 상기 증기 공급관으로부터 공급되는 증기의 이동 방향을 따라 하향으로 더 큰 분사 각도를 갖도록 상기 하우징으로부터 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 증기 분사장치.
The method of claim 1,
A plurality of the injection unit is a steam injection device, characterized in that formed to protrude from the housing to have a larger injection angle downward along the moving direction of the steam supplied from the steam supply pipe.
 제 1항에 있어서,
상기 증기 공급관은 상기 하우징의 중앙 영역을 관통하여 배치되고,
상기 열 교환부는 상기 증기 공급관과 복수 개의 상기 분사부 사이에 배치되어 상기 증기 공급관으로부터 공급되어 복수 개의 상기 분사부로 분사되는 증기와 열 교환하는 것을 특징으로 하는 증기 분사장치.
The method of claim 1,
The steam supply pipe is disposed through the central region of the housing,
The heat exchanger is disposed between the steam supply pipe and the plurality of injection parts to exchange heat with steam supplied from the steam supply pipe and injected into the plurality of injection parts.
 제 1항 또는 4항에 있어서,
상기 열 교환부는
상기 증기 공급관에 대해 평행하게 배치되어, 상기 증기 공급관으로부터 공급된 증기와 열 교환하는 관 형상을 갖는 한 쌍의 제 1열 교환부와;
상기 증기 분사 하우징 외부의 상부에 배치되어, 한 쌍의 상기 제 1열 교환부를 상호 연결하는 제 2열 교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 분사장치.
5. The method of claim 1 or 4,
the heat exchanger
a pair of first heat exchangers disposed parallel to the steam supply pipe and having a tube shape for heat exchange with steam supplied from the steam supply pipe;
and a second heat exchanger disposed on the outside of the steam injection housing and interconnecting a pair of the first heat exchangers.
 제 5항에 있어서,
상기 열 교환부는 상기 증기 공급관의 원주 방향을 따라 상기 증기 공급관의 외부와 상기 증기 분사 하우징 내부 사이에 복수 개로 배치되는 것을 특징으로 하는 증기 분사장치.
6. The method of claim 5,
A plurality of the heat exchangers are disposed between the outside of the steam supply pipe and the inside of the steam injection housing along a circumferential direction of the steam supply pipe.
 제 1항에 있어서,
상기 열 교환부에 연결되어, 상기 증기 분사 하우징으로부터 분사되는 증기의 온도를 감지하는 온도 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 분사장치.The method of claim 1,
The steam injection device according to claim 1, further comprising a temperature sensing unit connected to the heat exchange unit to sense a temperature of the steam injected from the steam injection housing.
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