KR102352152B1 - 밸브 개폐 장치 및 이를 구비한 원자로의 피동무한 냉각 구조체 - Google Patents

Abstract

밸브 개폐 장치 및 이를 구비한 원자로의 피동무한 냉각 구조체가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체는 원자로 노심이 수용된 원자로 용기가 수용되고 에너지 방출공간을 가지는 제1격납용기; 상기 제1 격납용기와 구획되는 제2격납용기로서, 열매체가 수용되고 상기 에너지 방출공간의 압력이 전달되는 에너지 흡수공간과, 상기 에너지 흡수공간의 상측에 위치하고 상기 원자로 용기에서 전달된 열을 흡수하여 냉각하며 흡수한 열을 외부로 방출하는 에너지 전달공간을 구비하는 제2격납용기; 상기 에너지 흡수공간과 상기 에너지 전달공간을 구획하도록 상기 제2격납용기 내에 구비되는 제1분리벽; 상기 에너지 방출공간과 상기 에너지 흡수공간을 연결하여, 상기 에너지 방출공간의 압력을 상기 에너지 흡수공간으로 전달하는 압력평형관; 상기 에너지 흡수공간과 상기 에너지 전달공간을 연결하여, 상기 압력평형관에 의해 가압된 에너지 흡수공간의 열매체를 상기 에너지 전달공간으로 유동시키는 분사관; 상기 에너지 전달공간과 상기 에너지 방출공간을 연결하고 주입관 개폐밸브가 구비되어, 상기 주입관 개폐밸브가 개방되면 상기 열매체를 상기 에너지 방출공간 하부로 유동시키는 주입관; 및 상기 에너지 전달공간에 저장된 열매체가 소정의 수위를 초과할 경우 상기 주입관 개폐밸브가 개폐될 수 있도록 상기 에너지 전달공간에 형성되는 밸브 개폐부;를 포함할 수 있다.

Description

밸브 개폐 장치 및 이를 구비한 원자로의 피동무한 냉각 구조체{VALVE OPENING AND CLOSING DEVICE AND PASSIVE COOLING STRUCTURE OF THE REACTOR HAVING THE SAME}

본 발명은 밸브 개폐 장치 및 이를 구비한 원자로의 피동무한 냉각 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 장기간 사용하지 아니한 밸브가 오염 또는 부식으로 인하여 고착되더라도 밸브의 초기 개방을 유도하여 밸브 개방의 신뢰성을 높이기 위한 밸브 개폐 장치 및 이를 구비한 원자로의 피동무한 냉각 구조체에 관한 것이다.

원자력 발전은 핵분열시 발생되는 에너지를 이용해 터빈을 운전하여 전기 에너지를 생산시키는 방식으로서, 발전과정에서 이산화탄소를 발생시키지 아니하며 적은 연료로서 막대한 전기를 생산할 수 있어 여러 국가에서 발전방식 중 하나로 채택 운용 되고 있다.

이러한 원자력 발전은 막대한 열이 발생함으로 인해 냉각이 필수적인데, 일반적인 원자력 발전은 도 1에 도시된 바와 같이, 원자로 용기(10) 내의 원자로 노심(20)이 핵분열함에 따라 발생된 엄청난 열에너지가 원자로 용기(10) 내의 냉각제로 전달되며, 냉각제는 열교환기(30)에서 열을 교환한 뒤에 다시 원자로 용기(10) 내로 순환된다. 또한 상기 냉각제와는 독립된 경로로서 구동계통(50)의 물을 순환시키며, 상기 열교환기(30)에서는 상기 냉각제로부터 흡수한 열로서 구동계통(50)에 증기를 발생시기고, 이를 통해 터빈(52)을 돌려 발전기(54)로 전기에너지로 전환된 후에 다시 물로 응축되어 열교환기(30)로 순환되는 방식으로 이루어진다.

이러한 원자로에서는 엄청난 열에너지가 발생되며, 평상시에는 이러한 원자로의 열이 적절히 냉각되고 있지만, 예기치 못한 사고 등이 발생하여 원자로의 열이 적절히 냉각되지 않을 경우 원자로 시설 자체가 파괴되는 대형 사고가 발생할 수 있으며, 이는 시설의 유실 이외에도 주변환경의 방사능 오염을 야기할 수 있는 아주 위험한 상황을 초래할 수 있다.

따라서, 비상 상황 시 원자로를 냉각시켜 주기 위한 다양한 안전계통들이 필수적으로 구비된다. 이러한 안전계통들은 원자로의 각 부에 냉각제를 보충 공급하는 형태 및 냉각제를 적절하게 순환시켜 회수된 열을 히트싱크를 통해 외부로 방출하는 형태로 구비된다.

이러한 히트싱크는 내부의 냉각제의 누설 없이 열 만을 배출하기 위한 열교환기 형태로 이루어지며, 이러한 열교환기는 해수나 강 등의 물 속에 잠겨 열교환함으로써 열을 방출할 수 있다.

이러한 안전계통들은 대형 사고 발생 시 조작원이 부상 또는 사망하거나 대피하여 부재중이거나 복잡한 매뉴얼을 숙지하기 어려워 조작 실수를 하는 상황이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 이러한 안전계통들에는 조작원의 조작 없이도 작동으로 작동하도록 부력을 이용한 정수위 밸브가 활용되고 있다.

다만, 냉각제를 근처에 두는 정수위 밸브는 장기간 사용하지 아니하는 경우 오염 또는 부식이 되어 고착되는 문제가 있다. 따라서 대형 사고 발생 시 고착된 밸브의 개폐가 원활히 이루어지지 않아서 사고를 차단하지 못하게 되는 상황이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1731817호(사이펀 원리를 이용한 냉각계통을 가지는 원자로 및 그 동작 방법)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 장기간 사용하지 아니한 밸브가 오염 또는 부식으로 인하여 고착되더라도 밸브의 초기 개방을 유도하여 밸브 개방의 신뢰성을 높이기 위한 밸브 개폐 장치 및 이를 구비한 원자로의 피동무한 냉각 구조체를 제공하고자 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체는, 원자로 노심이 수용된 원자로 용기가 수용되고 에너지 방출공간을 가지는 제1격납용기; 상기 제1격납용기와 구획되는 제2격납용기로서, 열매체가 수용되고 상기 에너지 방출공간의 압력이 전달되는 에너지 흡수공간과, 상기 에너지 흡수공간의 상측에 위치하고 상기 원자로 용기에서 전달된 열을 흡수하여 냉각하며 흡수한 열을 외부로 방출하는 에너지 전달공간을 구비하는 제2격납용기; 상기 에너지 흡수공간과 상기 에너지 전달공간을 구획하도록 상기 제2격납용기 내에 구비되는 제1분리벽; 상기 에너지 방출공간과 상기 에너지 흡수공간을 연결하여, 상기 에너지 방출공간의 압력을 상기 에너지 흡수공간으로 전달하는 압력평형관; 상기 에너지 흡수공간과 상기 에너지 전달공간을 연결하여, 상기 압력평형관에 의해 가압된 에너지 흡수공간의 열매체를 상기 에너지 전달공간으로 유동시키는 분사관; 상기 에너지 전달공간과 상기 에너지 방출공간을 연결하고 주입관 개폐밸브가 구비되어, 상기 주입관 개폐밸브가 개방되면 상기 열매체를 상기 에너지 방출공간 하부로 유동시키는 주입관; 및 상기 에너지 전달공간에 저장된 열매체가 소정의 수위를 초과할 경우 상기 주입관 개폐밸브가 개폐될 수 있도록 상기 에너지 전달공간에 형성되는 밸브 개폐부; 를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 원자로의 피동무한 냉각 구조체는, 상기 제2격납용기에는 상기 에너지 전달공간을 상부 공간과 하부 공간으로 분리하도록 상기 에너지 전달공간 내부에 횡방향으로 제2분리벽이 구비되고, 상기 제2분리벽에는 상기 하부 공간으로 유입된 열매체가 상기 상부 공간으로 유동가능하도록 관통부가 형성되며, 상기 밸브 개폐부는 상기 주입관 개폐밸브에 일측이 연결되고 일단이 상기 에너지 전달공간의 상기 상부 공간 내부에 피벗 회전 가능하게 설치되는 밸브 연결암; 및 상기 밸브 연결암의 타단에 결합되어 상기 에너지 전달공간의 상부 공간의 수위에 따라 상하 이동 가능하며, 상기 관통부의 상측 방향 단부에 배치되는 부력부재; 를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 원자로의 피동무한 냉각 구조체는, 상기 부력부재가 상기 관통부의 상측 방향 단부에 접한 상태에서 상기 주입관 개폐밸브는 폐쇄 상태이며, 상기 하부 공간으로부터 상기 관통부를 통하여 유동하는 상기 열매체에 의하여 상기 부력부재가 상기 관통부의 상측 방향 단부로부터 상측 방향으로 이동된 후 상기 부력부재가 소정의 높이일 때, 상기 주입관 개폐밸브가 개방 상태가 되도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 원자로의 피동무한 냉각 구조체는, 일측이 상기 밸브 연결암에 결합되고 타측이 상기 주입관 개폐밸브에 연결되어 상기 밸브 연결암의 작동에 따라 상기 주입관 개폐밸브를 개폐하는 밸브 레버를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 관통부는, 관통홀 또는 원통형 관 형태로 이루어 질 수 있다.

이 때, 상기 관통부의 상측 방향 단부는, 상기 제2분리벽으로부터 상기 상부 공간 측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.

이 때, 상기 원자로의 피동무한 냉각 구조체는, 상기 관통부의 상부 일측면에 형성되어 상기 관통부 내부와 상기 상부 공간을 유체 소통 가능하게 연결시키는 연통홀을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 밸브 개폐 장치는, 수조 본체, 상기 수조 본체 내부를 상부 공간 및 하부 공간으로 구획하는 횡방향 분리벽, 상기 하부 공간 일측에 구비된 유체 유입구 및 유체 배출구, 및 상기 유체 배출구에 형성된 밸브를 포함하는 밸브 개폐 장치로서, 상기 분리벽에는 상기 하부 공간으로 유입된 유체가 상기 상부 공간으로 유동가능하도록 형성되는 관통부; 상기 밸브에 일측이 연결되고 일단이 상기 수조의 상부 공간 내부에 피벗 회전 가능하게 설치되는 밸브 연결암; 상기 밸브 연결암의 타단에 결합되어 상기 수조의 상부 공간의 수위에 따라 상하 이동 가능하며, 상기 관통부의 상측 방향 단부에 배치되는 부력부재; 를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 밸브 개폐 장치는, 상기 부력부재가 상기 관통부의 상측 방향 단부에 접한 상태에서 상기 밸브는 폐쇄 상태이며, 상기 하부 공간으로부터 상기 관통부를 통하여 유동하는 상기 유체에 의하여 상기 부력부재가 상기 관통부의 상측 방향 단부로부터 상측 방향으로 이동된 후 상기 부력부재가 소정의 높이일 때, 상기 밸브가 개방 상태가 되도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 밸브 개폐 장치는, 일측이 상기 밸브 연결암에 결합되고 타측이 상기 밸브에 연결되어 상기 밸브 연결암의 작동에 따라 상기 밸브를 개폐하는 밸브 레버를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 관통부는, 관통홀 또는 원통형 관 형태로 이루어질 수 있다.

이 때, 상기 관통부의 상측 방향 단부는, 상기 분리벽으로부터 상기 상부 공간 측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.

이 때, 상기 밸브 개폐 장치는, 상기 관통부의 상부 일측면에 형성되어 상기 관통부 내부와 상기 상부 공간을 유체 소통 가능하게 연결시키는 연통홀을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체는 에너지 전달공간에 관통부가 형성된 제2분리벽을 구비함으로써, 에너지 전달공간의 열매체가 단면적이 좁은 관통부를 통과하면서 유속이 증가하고 부력부재에 닿아 충돌하면서 에너지 전달공간에 열매체의 운동량이 급격히 변하면서 부력부재에 수충격을 가하게 되므로, 장기간 사용하지 아니한 밸브가 오염 또는 부식으로 인하여 고착되더라도 수충격에 의해 밸브의 초기 개방을 유도함으로써 밸브 개방의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 종래의 원자로를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3 (a) 내지 (b)는 도 2에 표시된 A 부분을 확대하여 부력부재가 작동하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 4 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체의 관통홀의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관통부가 연장된 형상을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관통부가 구부러진 형상을 도시한 도면이다.
도 7 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체의 연통홀의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 흡수공간 가압상태를 도시한 도면이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 부력부재 수격상태를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 주입관 개폐밸브 개방상태를 도시한 도면이다.
도 11 (a) 내지 (d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 부력밸브에 수충격을 가하는 단계를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 참조부호를 붙였다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 도 2에 표시된 A 부분을 확대하여 부력부재가 작동하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체의 관통홀의 다른 실시예를 도시한 단면도이고, 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체의 연통홀의 다른 실시예를 도시한 단면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 흡수공간 가압상태를 도시한 도면이다. 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 부력부재 수격상태를 도시한 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 주입관 개폐밸브 개방상태를 도시한 도면이다. 도 3 내지 7 및 도 11은 발명의 설명을 위하여 필요한 구성 외의 구성을 생략하여 도시하였으며, 본 발명은 설명을 위하여 도면에서 일부 구성이 생략되더라도 다른 도면에 의하여 파악될 수 있는 구성을 포함한다.

도 2 및 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체는 제1격납용기(100), 제2격납용기(200), 제1분리벽(201), 압력평형관(214), 분사관(228), 주입관(242), 및 밸브 개폐부(300)를 구비한다.

제1격납용기(100)는 원자로 용기(122)가 수용되는 에너지 방출공간(110)(ERS; Energy Release Space)을 가진다. 제1격납용기(100)는 원자로 용기(122)에서 방출된 고온고압의 증기 또는 비응축기체가 외부로 나가지 못하도록 하기 위하여 고온고압을 견디도록 제조된다.

따라서, 제1격납용기(100)는 콘크리트 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 제1격납용기(100)는 콘크리트 또는 금속 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 내폭성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 제1격납용기(100)는 특정한 형태에 구애받지 않고 원자로 용기(122)를 수용할 수 있는 크기와 형태를 갖추면 족하나, 일반적으로 원통형 모양의 형태로 형성된다.

그리고, 제1격납용기(100)는 설치되는 장소가 지상이나 지하에 구애받지 않는다. 다만, 바람직하게는 지하에 매립되거나 토양(L)에 의해 둘러싸인다.

제1격납용기(100)에 수용된 원자로 용기(122)에는 원자로 노심(124)이 수용될 수 있다. 그리고, 에너지 방출공간(110)에는 원자로 노심(124)으로부터 발생된 열을 이용하여 증기가 생성될 수 있다. 또한, 원자로 용기(122)에는 증기를 외부의 터빈(미도시)으로 순환시키기 위한 증기 발생기 및 유로를 포함하는 원자로 구동 계통을 포함할 수 있다.

제2격납용기(200)는 제1격납용기(100)와 연결되면서 제1격납용기(100)와 구획될 수 있다. 제2격납용기(200)는 에너지 방출공간(110)의 압력을 전달받는 에너지 흡수공간(210)(EAS; Energy Absorbing Space) 및 원자로 용기(122)로부터 전달된 열을 흡수하여 제2격납용기(200)의 외부로 방출하는 에너지 전달공간(220)(ETS; Energy Transfer Space)을 가질 수 있다. 제2격납용기(200)는 에너지 방출공간(110)에서 전달받은 고온고압의 증기 또는 비응축기체가 외부로 나가지 못하도록 하기 위하여 고온고압을 견디도록 제조된다.

따라서, 제2격납용기(200)는 제1격납용기(100)와 마찬가지로 콘크리트 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 제2격납용기(200)는 콘크리트 또는 금속 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 내폭성 및 내부식성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 제2격납용기(200)는 특정한 형태에 구애받지 않고 원자로 용기(122)로부터 방출된 증기를 냉각시키기 충분한 양의 열매체를 수용할 수 있는 크기와 형태를 갖추면 족하나, 일반적으로 원통형 모양의 형태로 형성된다. 또한, 제1격납용기(100)와 제2격납용기(200)가 전체로서 하나의 원통형 모양의 형태를 갖되 격벽으로 구획되는 형태로 형성될 수 있다.

그리고, 제2격납용기(200)는 설치되는 장소가 지상이나 지하 또는 수중에 구애받지 않는다. 다만, 바람직하게는 물(S)에 의해 둘러싸이거나 수중에 배치되고, 제1격납용기(100) 근처에 설치된다. 이 때, 물은 해수일 수 있다.

제2격납용기(200)에 구비되는 에너지 흡수공간(210)은 에너지 방출공간(110)과 구획되면서 열매체가 수용될 수 있다. 이 때, 열매체는 물일 수 있다. 에너지 흡수공간(210)의 열매체의 수위는 에너지 방출공간(110)의 압력에 따라 높아지거나 낮아질 수 있다.

이러한 에너지 흡수공간(210)은 에너지 방출공간(110)의 압력을 전달받아 사이펀 효과를 이용하여 에너지 흡수공간(210)에 수용된 열매체를 에너지 전달공간(220)으로 이동시키면서, 에너지 방출공간(110) 내부의 급격한 압력상승을 완화한다.

에너지 흡수공간(210) 상측에 구비되는 에너지 전달공간(220)은 에너지 방출공간(110)과 구획되면서 에너지 흡수공간(210)과 구획된다. 이 때, 제1분리벽(201)을 통하여 에너지 흡수공간(210)과 구획된다. 에너지 전달공간(220)의 압력은 에너지 방출공간(110)의 압력에 따라 변할 수 있다. 또한, 압력평형관(214)을 통해 에너지 방출공간(110)과 에너지 흡수공간(210)을 연결하여 에너지 방출공간(110)과 에너지 흡수공간(210)은 압력이 서로 잘 전달된다.

한편, 제1분리벽(201)은 에너지 전달공간(220)과 에너지 흡수공간(210) 사이에 배치되고, 제2격납용기(200)와 마찬가지로 고온고압의 증기 또는 비응축기체가 외부로 나가지 못하도록 하기 위하여 고온고압을 견디도록 제조된다.

따라서, 제1분리벽(201)은 제2격납용기(200)와 마찬가지로 콘크리트 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 제1분리벽(201)은 콘크리트 또는 금속 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 내폭성 및 내부식성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 압력평형관(214)은 역 U자형으로 형성되어, 에너지 흡수공간(210)의 열매체가 압력평형관(214)을 통해 에너지 방출공간(110)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 압력평형관(214)의 상측은 에너지 전달공간(220)의 상측보다 높게 위치할 수 있다. 에너지 방출공간(110)의 압력이 증가하면, 증가된 압력은 압력평형관(214)을 통해 에너지 흡수공간(210)으로 전달될 수 있다.

이에 따라, 원자로 용기(122)가 과열되어 에너지 방출공간(110)의 온도가 증가하면, 증가한 온도에 의해 압력이 증가하며, 증가한 압력은 압력평형관(214)을 통해 에너지 흡수공간(210)으로 전달될 수 있다. 에너지 흡수공간(210)의 압력이 증가하면, 에너지 흡수공간(210)에 수용된 열매체를 가압할 수 있다.

분사관(228)는 압력평형관(214)에 의해 가압된 에너지 흡수공간(210)의 열매체를 에너지 전달공간(220)으로 유동시킬 수 있다. 또한, 분사관(228)는 열매체를 에너지 전달공간(220)으로 분사하는 방식으로 유동시킬 수 있으며, 분사관(228)의 에너지 전달공간(220)측 일단이 노즐 형태를 갖거나, 노즐이 설치될 수 있다.

열매체 주입관(242)은 에너지 전달공간(220)의 열매체를 에너지 방출공간(110)으로 유입시키도록 에너지 전달공간(220)과 에너지 방출공간(110)을 연결할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원자로의 피동무한 냉각 구조체는 주입관 개폐밸브(244)를 구비한다. 주입관 개폐밸브(244)는 열매체 주입관(242)에 설치되어 열매체 주입관(242)을 선택적으로 개폐할 수 있다.

주입관 개폐밸브(244)는 원자로가 정상 동작 시 열매체 주입관(242)을 폐쇄할 수 있다. 주입관 개폐밸브(244)는 원자로 용기(122) 또는 에너지 방출공간(110)의 온도나 압력이 지나치게 상승 시, 열매체 주입관(242)을 개방할 수 있다. 주입관 개폐밸브(244)가 열매체 주입관(242)을 개방하면, 에너지 전달공간(220)의 열매체는 에너지 방출공간(110)으로 이동된다. 에너지 방출공간(110)으로 이동된 열매체는 원자로 용기(122) 또는 에너지 방출공간(110)을 냉각시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 원자로의 피동무한 냉각 구조체는 제2분리벽(301), 관통부(340) 및 밸브 개폐부(300)를 구비한다.

제2분리벽(301)은 제2격납용기(200)에 에너지 전달공간(220)을 상부 공간(223)과 하부 공간(224)으로 분리하도록 에너지 전달공간(220) 내부에 횡방향으로 구비될 수 있다.

특히, 제2분리벽(301)은 열을 흡수한 열매체의 고온을 견디도록 제조된다. 따라서, 제2분리벽(301)은 콘크리트 또는 금속 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 내폭성 및 내부식성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 관통부(340)는 제2분리벽(301)에 하부 공간(224)으로 유입된 열매체가 상부 공간(223)으로 유동가능하도록 형성될 수 있다.

도 4의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관통부(340a)는 관통홀 또는 원통형 관 형태로 상기 열매체가 좁은 단면적을 통과하며 유속이 증가하도록 소정의 길이를 갖도록 형성된다. 이 때, 관통부(340)의 길이가 길수록 열매체가 부력부재(310)에 닿을 때 부력부재(310)에 가하게 되는 수충격을 높일 수 있다.

도 4의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관통부(340b)는 상측 방향 단부가 제2분리벽(301)으로부터 상부 공간(223) 측으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 상측 방향 단부가 돌출된 관통부(340b)는 관통홀 또는 원통형 관 형태로 형성된 관통부(340a)보다 제2분리벽(301) 제조가 용이하고 제조 단가가 낮으면서도, 부력부재(310)에 동일한 수충격을 가할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 도 5를 참조하면, 관통부(340)는 부력부재(310)가 배치되는 위치에 수충격을 주기 위해 상부 공간(223) 내에서 연장될 수 있다. 도 6을 참조하면, 관통부(340)의 상측 단부는 상측을 향하기만 하면 관통부(340)의 형상이 구부러져도 무관한다.

한편, 밸브 개폐부(300)는 에너지 전달공간(220)에 저장된 열매체가 소정의 수위를 초과할 경우 주입관 개폐밸브(244)가 개폐될 수 있도록 에너지 전달공간(220)에 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 밸브 개폐부(300)는 밸브 연결암(320), 부력부재(310) 및 밸브 레버(330)을 구비한다.

밸브 연결암(320)은 주입관 개폐밸브(244)에 일측이 연결되고 일단이 에너지 전달공간(220)의 상부 공간(223) 내부에 피벗 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이 때, 밸브 연결암(320)의 일단이 설치되는 장소는, 부력부재(310)의 상하 운동을 방해하지 않으면 에너지 전달공간(220)의 상부 공간(223) 내부 어느 공간에 설치되어도 무방하다. 또한 피벗 회전 가능하도록 하기 위하여 힌지를 사용할 수 있다.

한편, 부력부재(310)는 밸브 연결암(320)의 타단에 결합되어 에너지 전달공간(220)의 상부 공간의 수위에 따라 상하 이동 가능하며, 관통부(340)의 상측 방향 단부에 배치될 수 있다. 부력부재(310)와 밸브 연결암(320)은 일체로 움직일 수 있다면 결합방식에 구애받지 않으며, 일체로 형성될 수도 있다.

도 10을 참조하면, 부력부재(310)가 관통부(340)의 상측 방향 단부에 접한 상태에서 주입관 개폐밸브(244)는 폐쇄 상태이며, 하부 공간(224)으로부터 관통부(340)를 통하여 유동하는 열매체에 의하여 부력부재(310)가 관통부(340)의 상측 방향 단부로부터 상측 방향으로 이동된 후 부력부재(310)가 소정의 높이일 때, 주입관 개폐밸브(244)가 개방 상태가 되도록 형성될 수 있다.

부력부재(310)는 상부 공간(223) 내부에 수용된 열매체에 의하여 상하 운동하므로, 부력부재(310)는 특정 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 에너지 전달공간(220)으로 유동되는 열매체에 둘러 쌓이는 경우 중력 반대 방향으로 부력을 받도록 열매체보다 밀도가 낮은 재질로 이루어진다.

한편, 밸브 레버(330)는 일측이 밸브 연결암(320)에 결합되고 타측이 주입관 개폐밸브(244)에 연결되어 밸브 연결암(320)의 작동에 따라 주입관 개폐밸브(244)를 개폐할 수 있다. 밸브 레버(330)는 주입관 개폐밸브(244)를 개폐할 수 있으면 밸브 연결암(320) 연결지점이 구애받지 않는다. 따라서 밸브 레버(330)는 밸브 연결암(320)과 일체로 형성될 수도 있으며, 주입관 개폐밸브(244)와 일체로 형성될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상측 방향 단부가 돌출된 관통부(340b)는 연통홀(350)을 구비한다.

장기간 미사용으로 인해 부력부재(310)와 관통부(340) 상측 방향 단부에 이물질이 생기거나 부식으로 인하여 밀폐되도록 고착화되면 하부 공간(224) 상부에 수용된 기체가 상부 공간(223)으로 빠져나가지 못하여, 열매체 상승에 의하여 부력부재(310)에 수충격을 가하는 것을 방해할 수 있다. 따라서, 연통홀(350)은 하부 공간(224) 상부에 수용된 기체가 열매체보다 먼저 상부 공간(223)으로 빠져나가도록 한다. 따라서, 연통홀(350)의 직경은 관통부(340) 보다 충분히 작다. 또한 연통홀(350)은 상측 방향 단부가 돌출된 관통부(340b) 상측 방향 단부에 형성될 때 부력부재(310)에 수충격을 주기 용이하다.

도 7의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연통홀(350a)은 관통부(340)의 일측면에 형성되어 관통부(340) 내부와 상부 공간(223)을 유체 소통 가능하게 연결시키도록 홀의 형태로 형성된다. 따라서 제조가 용이한 장점이 있다.

도 7의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연통홀(350b)은 상부 공간(223) 내부 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 내부 방향으로 돌출된 연통홀(350b)은 홀 형태의 연통홀(340a) 보다 제조가 용이하지 않고 제조비용이 높지만 열매체가 연통홀(350)을 통해 빠져나가면서 부력부재(310)에 수축적을 주는 효과가 감소하는 것을 막을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체는 제1 냉각 유로(130)를 구비한다.

제1 냉각 유로(130)는 원자로 용기(122)의 열을 에너지 전달공간(220)으로 전달할 수 있다. 제1 냉각 유로(130)에는 열흡수매체가 이동될 수 있다. 열흡수매체는 물일 수 있다. 제1 냉각 유로(130)에는 원자로 용기(122)로부터 열을 흡수하는 제1열교환기(132) 및 흡수한 열을 방열하는 제2열교환기(134)가 설치될 수 있다. 열흡수매체는 제1열교환기(132)로부터 열을 흡수하고, 제2열교환기(134)에서 열을 방출할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1열교환기(132)는 전술한 원자로 구동 계통의 증기 발생기일 수 있다. 제1열교환기(132)가 원자로 구동 계통의 증기 발생기인 경우, 제1 냉각 유로(130)는 원자로 구동 계통의 유로 배관의 어느 지점에서 분기되거나 합류될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1열교환기(32)는 증기 발생기와 다른 별개의 구성일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체는 에너지 전달공간(220)에 배치되는 포화증기압 냉각챔버(226) 및 기준기압챔버(227)를 구비한다.

포화증기압 냉각챔버(226)는 대략적으로 구 형태로 이루어질 수 있다. 포화증기압 냉각챔버(226)의 내부(222)에는 열매체가 수용된다. 포화증기압 냉각챔버(226)는 분사관(228)과 연결될 수 있다. 포화증기압 냉각챔버(226)는 분사관(228)을 통해 열매체를 공급받을 수 있다.

기준기압챔버(227)는 포화증기압 냉각챔버(226)의 하측에 배치될 수 있다. 기준기압챔버(227)는 열매체를 수용할 수 있다. 기준기압챔버(227)는 포화증기압 냉각챔버(226)의 하측과 연통될 수 있다. 기준기압챔버(227)의 열매체는 에너지 전달공간(220)의 압력을 받으면서 동시에 포화증기압 냉각챔버(226)의 열매체의 압력을 받을 수 있다. 기준기압챔버(227)의 열매체의 수위는 에너지 전달공간(220)의 압력과 포화증기압 냉각챔버(226)의 열매체의 압력에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 포화증기압 냉각챔버(226)의 압력이 증가하면, 포화증기압 냉각챔버(226)의 열매체가 기준기압챔버(227)로 유입될 수 있다. 반대로, 포화증기압 냉각챔버(226)의 압력이 감소하면, 기준기압챔버(227)의 열매체가 포화증기압 냉각챔버(226)로 유입될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체는 제2 냉각 유로(231)를 더 포함할 수 있다.

제2 냉각 유로(231)는 에너지 전달공간(220) 내에 구비되며, 에너지 전달공간(220) 내의 열을 제2격납용기(200)의 외부로 방출할 수 있다. 제2 냉각 유로(231)의 일단(236)은 제2격납용기(200)의 측면을 관통하여 제2격납용기(200)의 외부와 연결될 수 있다. 제2격납용기(200)의 외부의 냉각수는 제2 냉각 유로의 일단(236)을 통해 제2 냉각 유로(231)로 유입될 수 있다. 제2 냉각 유로(231)의 타단(238)은 제2 냉각 유로의 일단(236)보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 제2 냉각 유로의 타단(238)은 제2격납용기(200)의 상측을 관통하여 제2격납용기(200)의 외부와 연결될 수 있다. 제2 냉각 유로(231)의 냉각수는 제2 냉각 유로(231)의 타단(238)을 통해 제2격납용기(200) 외부로 배출될 수 있다.

제2 냉각 유로(231)에는 제3열교환기(232) 및 제4열교환기(233)가 설치될 수 있다.

제3열교환기(232)는 에너지 전달공간(220)에 배치될 수 있다. 제3열교환기(232)는 에너지 전달공간(220)의 열을 제2 냉각 유로(231)의 냉각수로 전달할 수 있다.

제4열교환기(233)는 포화증기압 냉각챔버(226)의 내부(222)에 배치될 수 있다. 제4열교환기(233)는 포화증기압 냉각챔버(226)의 열을 제2 냉각 유로(231)의 냉각수로 전달할 수 있다. 그리고, 제2 냉각 유로(231)의 냉각수가 제2 냉각 유로의 타단(238)을 통해 제2격납용기(200)의 외부로 방출됨에 따라, 제2 냉각 유로(231)는 에너지 전달공간(220)의 열을 냉각시킬 수 있다.

또한, 제1 냉각 유로(130)에는 증기방출밸브(138)가 설치될 수 있다. 증기방출밸브(138)는 에너지 방출공간(110)으로 제1 냉각 유로(130)를 통해 흐르는 열흡수매체(예: 증기)를 방출할 수 있다.

상기 열흡수매체(예: 증기)가 증기방출밸브(138)에 의해 에너지 방출공간(110)으로 방출되면, 에너지 방출공간(110)의 압력이 증가할 수 있다. 에너지 방출공간(110)의 압력이 증가하면, 전술한 설명과 마찬가지로, 에너지 전달공간(220)의 열매체의 수위가 증가하고 부력부재(310)의 상승에 의해 주입관 개폐밸브(244)가 개방될 수 있다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체의 가동상태를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 원자로가 정지되면, 증기 및 비응축기체(G1)가 에너지 방출공간(110)으로 방출되어 에너지 방출공간(110)의 압력이 증가한다.

에너지 방출공간(110)의 압력의 증가에 따라 압력평형관(214)을 통해 에너지 흡수공간(210) 내부로 증기 및 비응축기체(G2)가 방출되고 에너지 흡수공간(210)의 압력이 증가한다.

에너지 흡수공간(210)의 압력이 증가하면, 에너지 흡수공간(210)의 열매체(W1)는 분사관(228)을 통해 포화증기압 냉각챔버(226)로 이동되어 수위가 B1에서 B2로 낮아진다. 그리고, 포화증기압 냉각챔버(226)로 이동된 열매체(W2)는 기준기압챔버(227)를 통해 에너지 전달공간(220)으로 이동된다. 열매체(W2)가 에너지 전달공간(220)으로 이동됨에 따라, 에너지 전달공간(220) 내부의 열매체(W2)의 수위가 C1에서 C2로 증가한다.

도 9을 참조하면, 에너지 전달공간(220) 내부의 열매체(W2) 수위가 증가하면, 열매체(W2) 수위가 제2분리벽(301)에 도달하고 열매체(W2)가 관통부(340)를 통해 에너지 전달공간(220)의 상부 공간(223)으로 유출되면서 유속이 증가한다.

열매체(W2)가 관통부(340)를 통해 상부 공간(223)으로 유출되면서 유속이 증가하면, 유속이 증가한 열매체가 부력부재(310)에 도달하여 부력부재(310)에 수충격을 주게 된다.

이때, 장기간 미사용으로 인하여 관통부(340)의 상측 방향 단부에 부력부재(310)가 고착되어 관통부(340)를 통해 하부 공간(224)의 기체가 상부 공간(223)으로 유출되기 어렵더라도 부력부재(310)에 수충격을 주기 전 연통홀(350)을 통하여 하부 공간(224)의 기체가 먼저 상부 공간(223)으로 이동하여 부력부재(310)에 수충격을 줄 수 있다.

부력부재(310)가 수충격을 받게 되면, 부력부재(310)에 연결된 주입관 개폐밸브(244)가 장기간 미사용으로 인해 고착되어 있더라도 수충격에 의해 개방되기 시작한다.

도 10을 참조하면, 주입관 개폐밸브(244)가 개방되기 시작하면, 열매체가 관통부(340)를 통해 상부 공간(223)으로 유출되어 수위가 C3까지 올라감에 따라 부력부재(310)가 부력을 받아 움직인다.

부력부재(310)가 움직이면, 부력부재(310)의 이동에 따라 밸브 연결암(320)이 피벗 회전하게 되고, 밸브 연결암(320)의 피벗 회전에 따라 밸브 레버(330)가 움직인다.

밸브 레버(330)가 움직이면, 밸브 레버(330)에 연결된 주입관 개폐밸브(244)가 개방되고 에너지 전달공간(220) 내 하부 공간(224)의 열매체(W3)가 주입관(242)를 통해 에너지 방출공간(110)으로 유출된다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부력부재(310)에 수충격이 이루어지는 과정을 구체적으로 도시한 도면이다.

도 11(a)을 참조하면, 에너지 흡수공간(210)의 열매체가 에너지 전달공간(220) 지속적으로 공급되면서 에너지 전달공간(220) 내부의 수위가 높아진다.

도 11(b)를 참조하면, 에너지 전달공간(220) 내부의 수위가 제2분리벽(301)까지 도달하면 단면적이 좁은 관통부(340)를 통과하면 열매체가 상승하는 유속이 증가하게 되고, 부력부재(310)와 충돌하면서 순간적으로 정지하게 된다. 따라서, 상승하던 열매체의 운동량이 모두 충격량으로 부력부재(310)에 전달되어 부력부재(310)가 수충격을 받게 된다.

도 11(c)를 참조하면, 수충격을 받은 부력부재(310)는 오염 또는 부식으로 고착화된 주입관 개폐밸브(244)의 개폐를 유도하게 되고, 하부 공간(224)의 열매체가 관통부(340)를 통하여 상부 공간(223)으로 이동하게 된다.

도 11(d)를 참조하면, 부력부재(310)는 상부 공간(223)으로 이동한 열매체에 의해 상측 방향으로 부력을 받고 상승하게 되며 주입관 개폐밸브는 개방 또는 폐쇄 상태를 유지하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로의 피동무한 냉각 구조체는 밸브 개폐부(300)가 장기간 사용되지 아니하여 고착되더라도, 밸브 개폐의 신뢰성을 얻을 수 있어서 원자로를 안정적으로 냉각시킬 수 있다.

한편, 상술한 원자로의 피동무한 냉각 구조체에 사용되는 밸브 개폐 장치는 원자로의 피동무한 냉각 구조체가 아니더라도 그와 유사한 구조를 갖는 수조에 설치되어 수조에 설치된 밸브를 개폐하기 위한 장치로 사용될 수 있다.

이 때, 밸브 개폐 장치가 설치되는 수조 본체는 수조 본체 내부를 상부 공간 및 하부 공간으로 구획하는 횡방향 분리벽이 설치되며, 하부 공간 일측에 구비된 유체 유입구 및 유체 배출구, 및 유체 배출구에 형성된 밸브를 구비한다.

한편, 분리벽에는 하부 공간으로 유입된 유체가 상부 공간으로 유동가능하도록 형성되는 관통부를 구비하고, 유체 배출구에 형성된 밸브에 일측이 연결되고 일단이 상기 수조의 상부 공간 내부에 피벗 회전 가능하게 설치되는 밸브 연결암을 구비한다. 이 때, 유체 배출구에 형성된 밸브의 위치는 유체 배출구의 근처가 아니더라도 유체 배출구를 개폐할 수 있으면 어느 곳에 위치되어도 무방하다.

이 때, 밸브가 형성된 유체 배출구는 유로로서 유체를 유동시키는 것이라면 수조에 저장된 유체를 배출하는 용도가 아니더라도 무방하다.

또한, 밸브 개폐 장치는 밸브 연결암의 타단에 결합되어 상기 수조의 상부 공간의 수위에 따라 상하 이동 가능하며, 상기 관통부의 상측 방향 단부에 배치되는 부력부재를 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 개폐 장치가 설치되는 수조는, 유체 유입구로부터 유체가 수조의 하부 공간으로 이동하면서 하부 공간 내의 유체 수위가 증가한다. 수조내의 수위가 증가하면, 유체 수위가 횡방향 분리벽에 도달하고 유체가 관통부를 통해 상부 공간으로 유출되면서 유속이 증가한다. 이 때, 유속이 증가한 유체가 부력부재에 도달하여 부력부재에 수충격을 주게 되고, 부력부재에 연결된 밸브가 장기간 미사용으로 인해 고착되어 있더라도 수충격에 의해 개방되기 시작하며, 유체가 관통부를 통해 상부 공간으로 유출되어 수위가 올라감에 따라 부력부재가 부력을 받아 움직인다. 따라서, 부력부재의 이동에 따라 부력부재와 연결된 밸브가 개폐된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 개폐 장치의 작동 원리는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 상술한 원자로의 피동무한 냉각 구조체가 작동하는 원리를 통하여 용이하게 이해할 수 있다. 또한, 본 발명은 부력부재를 이용하여 밸브를 개폐하는 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 다른 곳에 적용되더라도 본 발명의 권리범위에 포함된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 제1격납용기 228: 분사관
110: 에너지 방출공간 231: 제2냉각유로
122: 원자로 용기 232: 제3열교환기
124: 원자로 노심 233: 제4열교환기
130: 제1냉각유로 236: 제2냉각유로의 일단
132: 제1열교환기 238: 제2냉각유로의 타단
134: 제2열교환기 242: 주입관
138: 증기방출밸브 244: 주입관 개폐밸브
200: 제2격납용기 300: 밸브 개폐부
201: 제1분리벽 301: 제2분리벽
210: 에너지 흡수공간 310: 부력부재
214: 압력평형관 320: 밸브 연결암
220: 에너지 전달공간 330: 밸브 레버
222: 기준기압챔버 내부 340: 관통부
223: 상부 공간 350: 연통홀
224: 하부 공간
226: 포화증기압 냉각챔버
227: 기준기압챔버

Claims (19)

1. 원자로 노심이 수용된 원자로 용기가 수용되고 에너지 방출공간을 가지는 제1격납용기;
   상기 제1격납용기와 구획되는 제2격납용기로서, 열매체가 수용되고 상기 에너지 방출공간의 압력이 전달되는 에너지 흡수공간과, 상기 에너지 흡수공간의 상측에 위치하고 상기 원자로 용기에서 전달된 열을 흡수하여 냉각하며 흡수한 열을 외부로 방출하는 에너지 전달공간을 구비하는 제2격납용기;
   상기 에너지 흡수공간과 상기 에너지 전달공간을 구획하도록 상기 제2격납용기 내에 구비되는 제1분리벽;
   상기 에너지 방출공간과 상기 에너지 흡수공간을 연결하여, 상기 에너지 방출공간의 압력을 상기 에너지 흡수공간으로 전달하는 압력평형관;
   상기 에너지 흡수공간과 상기 에너지 전달공간을 연결하여, 상기 압력평형관에 의해 가압된 에너지 흡수공간의 열매체를 상기 에너지 전달공간으로 유동시키는 분사관;
   상기 에너지 전달공간과 상기 에너지 방출공간을 연결하고 주입관 개폐밸브가 구비되어, 상기 주입관 개폐밸브가 개방되면 상기 열매체를 상기 에너지 방출공간 하부로 유동시키는 주입관; 및
   상기 에너지 전달공간에 저장된 열매체가 소정의 수위를 초과할 경우 상기 주입관 개폐밸브가 개폐될 수 있도록 상기 에너지 전달공간에 형성되는 밸브 개폐부; 를 포함하고,
   상기 제2격납용기에는 상기 에너지 전달공간을 상부 공간과 하부 공간으로 분리하도록 상기 에너지 전달공간 내부에 횡방향으로 제2분리벽이 구비되고,
   상기 제2분리벽에는 상기 하부 공간으로 유입된 열매체가 상기 상부 공간으로 유동가능하도록 관통부가 형성되며,
   상기 밸브 개폐부는
   상기 주입관 개폐밸브에 일측이 연결되고 일단이 상기 에너지 전달공간의 상기 상부 공간 내부에 피벗 회전 가능하게 설치되는 밸브 연결암; 및
   상기 밸브 연결암의 타단에 결합되어 상기 에너지 전달공간의 상부 공간의 수위에 따라 상하 이동 가능하며, 상기 관통부의 상측 방향 단부에 배치되는 부력부재; 를 포함하는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 부력부재가 상기 관통부의 상측 방향 단부에 접한 상태에서 상기 주입관 개폐밸브는 폐쇄 상태이며,
   상기 하부 공간으로부터 상기 관통부를 통하여 유동하는 상기 열매체에 의하여 상기 부력부재가 상기 관통부의 상측 방향 단부로부터 상측 방향으로 이동된 후 상기 부력부재가 소정의 높이일 때, 상기 주입관 개폐밸브가 개방 상태가 되도록 형성되는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
4. 제 1 항에 있어서,
   일측이 상기 밸브 연결암에 결합되고 타측이 상기 주입관 개폐밸브에 연결되어 상기 밸브 연결암의 작동에 따라 상기 주입관 개폐밸브를 개폐하는 밸브 레버를 포함하는 피동무한 냉각 구조체.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 관통부는 관통홀 또는 원통형 관 형태로 이루어지는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 관통부의 상측 방향 단부는 상기 제2분리벽으로부터 상기 상부 공간 측으로 돌출되도록 형성되는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 관통부의 상부 일측면에 형성되어 상기 관통부 내부와 상기 상부 공간을 유체 소통 가능하게 연결시키는 연통홀을 더 포함하는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
8. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 원자로 용기의 열을 상기 에너지 전달공간으로 전달하는 제1 냉각 유로를 더 포함하는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 에너지 전달공간에 배치되며, 상기 열매체가 수용되고, 상기 분사관과 연결되는 포화증기압 냉각챔버를 더 포함하는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 포화증기압 냉각챔버의 상기 열매체의 수위는 상기 에너지 전달공간의 압력에 따라 변하는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 냉각 유로는,
    상기 원자로 용기의 열을 흡수하는 제1 열교환기;
    상기 포화증기압 냉각챔버에 구비되고, 상기 제1 열교환기로부터 흡수한 열을 상기 열매체로 전달하는 제2 열교환기를 포함하는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 에너지 전달공간에 배치되고, 상기 에너지 전달공간의 열을 상기 제2격납용기의 외부로 배출하는 제2 냉각 유로를 더 포함하는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 냉각 유로는,
    상기 포화증기압 냉각챔버 내에 배치되고, 상기 열매체의 열을 흡수하는 제3열교환기; 및
    상기 에너지 전달공간에 배치되고, 상기 에너지 전달공간의 열을 흡수하는 제4 열교환기를 포함하는 원자로의 피동무한 냉각 구조체.
14. 수조 본체, 상기 수조 본체 내부를 상부 공간 및 하부 공간으로 구획하는 횡방향 분리벽, 상기 하부 공간 일측에 구비된 유체 유입구 및 유체 배출구, 및 상기 유체 배출구에 형성된 밸브를 포함하는 밸브 개폐 장치로서,
    상기 분리벽에는 상기 하부 공간으로 유입된 유체가 상기 상부 공간으로 유동가능하도록 형성되는 관통부;
    상기 밸브에 일측이 연결되고 일단이 상기 수조의 상부 공간 내부에 피벗 회전 가능하게 설치되는 밸브 연결암;
    상기 밸브 연결암의 타단에 결합되어 상기 수조의 상부 공간의 수위에 따라 상하 이동 가능하며, 상기 관통부의 상측 방향 단부에 배치되는 부력부재;
    를 포함하는 밸브 개폐 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 부력부재가 상기 관통부의 상측 방향 단부에 접한 상태에서 상기 밸브는 폐쇄 상태이며,
    상기 하부 공간으로부터 상기 관통부를 통하여 유동하는 상기 유체에 의하여 상기 부력부재가 상기 관통부의 상측 방향 단부로부터 상측 방향으로 이동된 후 상기 부력부재가 소정의 높이일 때, 상기 밸브가 개방 상태가 되도록 형성되는 밸브 개폐 장치.
16. 제 14 항에 있어서,
    일측이 상기 밸브 연결암에 결합되고 타측이 상기 밸브에 연결되어 상기 밸브 연결암의 작동에 따라 상기 밸브를 개폐하는 밸브 레버를 포함하는 밸브 개폐 장치.
17. 제 14항에 있어서,
    상기 관통부는 관통홀 또는 원통형 관 형태로 이루어지는 밸브 개폐 장치.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 관통부의 상측 방향 단부는 상기 분리벽으로부터 상기 상부 공간 측으로 돌출되도록 형성되는 밸브 개폐 장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 관통부의 상부 일측면에 형성되어 상기 관통부 내부와 상기 상부 공간을 유체 소통 가능하게 연결시키는 연통홀을 더 포함하는 밸브 개폐 장치.

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