KR102417678B1 - 유동혼합헤더 및 이를 구비하는 원자로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 다른 구역의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합하여 노심으로 전달하는 유동혼합헤더 및 이를 구비한 원자로에 관한 것으로서, 유동혼합헤더는 노심의 하부에 배치되고, 혼합헤더바디 내부의 혼합공간을 상하방향으로 복수의 분리층으로 구획하고, 서로 다른 구역의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재가 복수의 분리층으로 유입되고, 복수의 분리층을 구획하는 복수의 유동판에 복수의 유동홀이 형성되어, 복수의 유동홀을 통해 복수의 분리층 간에 원자로냉각재의 이동이 가능함으로써, 증기발생기의 위치와 원자로용기의 형상에 관계없이 원자로냉각재를 균일하게 혼합할 수 있다.

Description

유동혼합헤더 및 이를 구비하는 원자로{FLOW MIXING HEADER AND REACTOR EQUIPPED WITH IT}
본 발명은 서로 다른 구역의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합하여 노심으로 유입시키는 유동혼합헤더 및 이를 구비한 원자로에 관한 것이다.
원자로는 주요기기의 설치위치에 따라 분리형 원자로와 일체형 원자로로 나뉠 수 있다.
분리형 원자로(예, 상용 원자로: 국내)는 주요기기(증기발생기, 가압기, 펌프 등)가 원자로용기의 외부에 설치된다.
SMART(대한민국) 등과 같은 일체형 원자로는 증기발생기, 원자로냉각재펌프 및 가압기 등의 주요기기가 원자로용기의 내부에 설치된다.
일체형 원자로는 주요기기가 원자로용기 내부에 설치되고 원자로용기 내부 구조물에 의해 주요기기 사이의 유로가 형성되므로 주요기기를 연결하는 대형배관이 필요 없어서, 원자로의 안전성을 저해하는 큰 위험요소 중의 하나인 대형냉각재상실사고가 근원적으로 배제되는 이점이 있어 다양한 형태의 일체형 원자로가 개발되고 있다.
일체형 원자로는 원자로냉각재펌프에 의해 원자로용기의 내부에서 원자로냉각재를 노심, 원자로냉각재펌프, 증기발생기 및 노심 순서로 순환시킴으로 노심에서 발생하는 열을 냉각시킨다.
원자로냉각재는 증기발생기를 통해 냉각수와 열교환하여 냉각된 후 노심으로 유입된다.
그러나, 원자로용기의 내부에 설치되는 복수의 증기발생기 중 일부 구역의 증기발생기가 운전되지 않을 경우에, 운전 중인 증기발생기에서 노심으로 유입되는 원자로냉각재는 온도가 낮고, 운전 정지된 증기발생기에서 노심으로 유입되는 원자로냉각재는 온도가 높아서, 노심 입구의 온도가 불균일해지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, KR 10-0647808 B1(이하, 특허문헌 1이라고 함)에는 노심의 외곽에 배치되는 환형 구조물의 유동혼합헤더가 개시되어 있다.
도 1은 특허문헌 1의 유동혼합헤더(5)가 적용된 SMART 원자로(1)를 보여주는 개념도이다.
도 1에 도시된 유동혼합헤더(5)는 증기발생기(4)의 하단부에 배치된다. 유동혼합헤더(5)는 원자로용기(2)와 노심(3) 사이의 환형 공간에 배치된다.
기존의 SMART 원자로는 유동혼합헤더(5)를 설치하기 위해 원자로용기(2)와 노심(3) 사이에 넓은 공간을 제공한다.
그러나, 특허문헌 1의 유동혼합헤더(5)는 원자로용기(2)와 노심(3) 사이의 공간에 증기발생기(4)가 설치되지 않고, 원자로용기(2)와 노심(3) 사이의 공간에 유동혼합헤더(5)를 설치할 수 있는 공간이 충분히 제공되지 않는 경우에, 설치공간의 제약을 받아 적용 불가능한 문제가 있다.
예를 들면, 증기발생기가 원자로용기의 내부에서 노심의 상부에 배치되거나, 원자로용기와 분리되는 별도의 용기에 배치되는 경우에, 특허문헌 1의 유동혼합헤더(5)는 설치공간의 부족으로 인해 적용이 불가능하다.
도 2은 미국의 NuScale 일체형 원자로(10)를 보여주는 개념도이다.
도 2에 도시된 원자로(10)의 경우에, 증기발생기(13)가 원자로용기(11)의 내부에서 노심(12)의 상부에 배치되어 있다.
그러나, 도 2의 원자로(10)는 증기발생기(13)의 하부에 유동혼합헤더를 설치하거나 원자로용기(11)의 내벽과 노심(12)의 외곽 사이에 유동혼합헤더를 설치할 수 있는 공간이 제공되지 않는다.
도 3은 러시아의 VBER-300 모듈형 원자로(20)를 보여주는 개념도이다.
도 3에 도시된 원자로(20)의 경우에, 노심이 수용된 원자로용기(21)의 외측에 복수의 증기발생기(22)가 원주방향으로 상호 이격되게 배치되어 있다.
원자로용기(21)와 대형 증기발생기(22)가 모듈 형태로 결합된 구조로 구성되어 있다.
그러나, 도 3의 원자로(20)는 증기발생기(22)의 하부에 유동혼합헤더를 설치하거나 원자로용기(21)의 내벽과 노심의 외곽 사이에 유동혼합헤더를 설치할 수 있는 공간이 제공되지 않는다.
본 발명은 중소형 원자로에서 증기발생기가 노심의 상부에 위치하거나 원자로용기와 별도의 용기에 설치되어도 증기발생기의 배치 위치 및 원자로용기의 형상 및 크기에 제한을 받지 않고 노심으로 유입되는 원자로냉각재의 온도를 균일하게 할 수 있는 유동혼합헤더 및 이를 구비한 원자로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유동혼합헤더는, 내부에 상하방향으로 분리되는 제1분리층 내지 제M분리층을 구비하는 혼합헤더바디; 서로 다른 구역의 증기발생기에서 각각 배출된 원자로냉각재를 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층으로 유입시키도록, 상기 혼합헤더바디의 측면에 형성된 복수의 유입구; 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층을 구획하도록 상기 혼합헤더바디의 내부에 상하방향으로 이격되게 배치되고, 복수의 유동홀을 구비하여 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층 간에 상기 원자로냉각재의 이동을 허용하는 복수의 유동판을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층에서 혼합된 원자로냉각재를 노심으로 유출시키도록 상기 혼합헤더바디의 상단부에 형성되는 유출구를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 혼합헤더바디는 상방향으로 개방되고 하방향으로 막힌 원통형 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층은 상기 혼합헤더바디의 하부에서 상방향으로 순서대로 이격되게 배치되고, 상기 복수의 유입구는, 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층과 각각 대응되는 높이에 위치하도록, 상기 혼합헤더바디의 측면에 상하방향으로 이격되게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 유동판은, 상기 혼합헤더바디의 최상층인 상기 제M분리층의 상부에 배치되는 상부유동판; 상기 혼합헤더바디의 최하층인 상기 제1분리층과 상기 제M분리층 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 중간유동판을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 유동홀은, 상기 혼합헤더바디의 최하층인 상기 제1분리층과 최상층인 상기 제M분리층 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 중간유동판에 각각 두께방향으로 관통되게 형성되는 복수의 제1유동홀 내지 제L-1유동홀; 상기 혼합헤더바디의 상기 제M분리층의 상부에 배치되는 상부유동판에 두께방향으로 관통되게 형성되는 복수의 제L유동홀을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 유입구는, 상기 혼합헤더바디의 최하층인 상기 제1분리층 내지 최상층인 상기 제M분리층에 각각 연통되게 형성되고, 상기 분리층 별로 서로 다른 높이로 배치되는 제1유입구 내지 제M유입구를 포함하고, 상기 제1유입구 내지 제M유입구는 상기 원자로용기의 원주방향으로 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 유출구는 노심의 하부에 연통되게 배치되고, 상기 노심을 지지하는 노심지지배럴과 상기 유출구 사이에 배치되어, 상기 노심지지배럴과 상기 유출구 사이를 밀봉하는 밀봉부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 밀봉부재는, 상기 유출구의 내측에 수용되고, 상단부가 상기 노심지지배럴에 접촉되어 눌리고, 하단부가 상기 혼합헤더바디의 상단부에 형성되는 플랜지부에 지지되는 누름스프링; 및 상기 누름스프링을 고정하도록, 일측이 상기 유출구의 내벽면에 고정되고, 타측이 상기 누름스프링의 하단부에 고정되는 고정링을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 누름스프링은, 원형의 링 형태로 형성되고, 상기 누름스프링의 중심부에서 반경방향 외측을 향해 상향 경사지게 형성되는 상부경사부; 상기 노심지지배럴의 하단에 접촉 가능하게 상기 상부경사부에서 수평하게 연장되는 제1아우터 림부; 상기 누름스프링의 중심부에서 반경방향 외측으로 하향 경사지게 형성되는 하부경사부; 및 상기 플랜지부에 접촉 가능하게 상기 하부경사부에서 수평하게 연장되는 제2아우터 림부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 원자로는, 노심을 수용하는 원자로용기; 상기 원자로용기의 내부에서 상기 노심의 상부에 배치되고, 냉각수와 상기 원자로용기의 내부에서 순환하는 원자로냉각재를 열교환시켜 증기를 발생하는 복수의 증기발생기; 상기 원자로용기 내부에서 상기 노심 하부에 배치되고, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합하는 유동혼합헤더를 포함할 수 있다.
본 발명의 원자로와 관련된 일실시예에 따르면, 상기 유동혼합헤더는, 상기 원자로냉각재가 유입되도록 측면에 형성된 복수의 유입구와, 상기 원자로냉각재가 상기 노심으로 유출되도록 상단부에 형성되는 유출구와, 상기 복수의 유입구와 상기 유출구에 연결되며 내부에 상기 원자로냉각재의 혼합을 위한 혼합영역을 구비하는 혼합헤더바디; 상기 혼합헤더바디의 내부에 상하방향으로 이격되게 배치되어, 상기 혼합영역을 하부에서 상방향으로 제1분리층 내지 제M분리층으로 구획하는 복수의 유동판; 상기 복수의 유동판에 각각 두께방향으로 관통되게 형성되어, 상기 제1분리층에서 상기 제M분리층으로 원자로냉각재를 이동시키는 복수의 유동홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 원자로와 관련된 일실시예에 따르면, 상기 복수의 증기발생기는 상기 원자로용기의 내부에서 원주방향을 따라 등간격으로 구획되는 복수의 구역에 배치되고, 상기 복수의 유입구는, 상기 복수의 증기발생기에서 각각 배출된 원자로냉각재를 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층으로 유입시키도록 상기 혼합헤더바디의 측면에서 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층과 각각 동일한 높이로 배치되는 제1유입구 내지 제M유입구를 포함할 수 있다.
본 발명의 원자로와 관련된 일실시예에 따르면, 상기 복수의 유동판은, 상기 혼합헤더바디의 내부에서 최하층인 상기 제1분리층과 최상층인 상기 제M분리층 사이에 배치되는 제1 내지 제M-1중간유동판; 및 상기 제M분리층의 상부에 배치되는 상부유동판을 포함하고, 상기 복수의 유동홀은, 상기 제1 내지 제M-1중간유동판 각각에 형성되는 복수의 제1 내지 제L-1유동홀; 및 상기 상부유동판에 형성되는 복수의 제L유동홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 원자로와 관련된 일실시예에 따르면, 상기 유출구의 내측에 수용되고, 상기 노심을 지지하는 노심지지배럴에 의해 눌림으로, 상기 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재가 상기 혼합영역을 우회하는 유로를 차단하는 밀봉부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 원자로는, 노심을 수용하는 원자로용기; 상기 원자로용기의 외부에 원주방향으로 이격되게 배치되고, 연결배관에 의해 상기 원자로용기와 연결되는 복수의 증기발생기용기; 상기 복수의 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기; 상기 원자로용기 내부에서 상기 노심 하부에 배치되고, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합하는 유동혼합헤더를 포함할 수 있다.
본 발명의 원자로와 관련된 다른 실시예에 따르면, 상기 유동혼합헤더는, 상기 원자로냉각재가 유입되도록 측면에 형성된 복수의 유입구와, 상기 원자로냉각재가 상기 노심으로 유출되도록 상단부에 형성되는 유출구와, 상기 복수의 유입구와 상기 유출구에 연결되며 내부에 상기 원자로냉각재의 혼합을 위한 혼합영역을 구비하는 혼합헤더바디; 상기 혼합헤더바디의 내부에 상하방향으로 이격되게 배치되어, 상기 혼합영역을 하부에서 상방향으로 제1분리층 내지 제M분리층으로 구획하는 복수의 유동판; 상기 복수의 유동판에 각각 두께방향으로 관통되게 형성되어, 상기 제1분리층에서 상기 제M분리층으로 이동시키는 복수의 유동홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 원자로와 관련된 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 증기발생기는 상기 원자로용기의 내부에서 원주방향을 따라 등간격으로 구획되는 복수의 구역에 배치되고, 상기 복수의 유입구는, 상기 복수의 증기발생기에서 각각 배출된 원자로냉각재를 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층으로 유입시키도록 상기 혼합헤더바디의 측면에서 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층과 각각 동일한 높이로 배치되는 제1유입구 내지 제M유입구를 포함할 수 있다.
본 발명의 원자로와 관련된 다른 실시예에 따르면, 상기 복수의 유동판은, 상기 혼합헤더바디의 내부에서 최하층인 상기 제1분리층과 최상층인 상기 제M분리층 사이에 배치되는 제1 내지 제M-1중간유동판; 및 상기 제M분리층의 상부에 배치되는 상부유동판을 포함하고, 상기 복수의 유동홀은, 상기 제1 내지 제M-1중간유동판 각각에 형성되는 복수의 제1 내지 제L-1유동홀; 및 상기 상부유동판에 형성되는 복수의 제L유동홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 원자로와 관련된 다른 실시예에 따르면, 상기 유출구의 내측에 수용되고, 상기 노심을 지지하는 노심지지배럴에 의해 눌림으로, 상기 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재가 상기 혼합영역을 우회하는 유로를 차단하는 밀봉부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 원자로와 관련된 예에 따르면, 상기 유동혼합헤더의 측면 하부에 돌출되게 형성되는 복수의 방진기; 상기 원자로용기의 하부에 상기 증기발생기를 수용하도록 형성되는 하부 헤드를 더 포함하고, 상기 하부 헤드는, 상기 유동혼합헤더의 저면을 지지하는 복수의 지지턱; 및 상기 방진기의 양측면을 가로막도록 상기 복수의 지지턱에서 돌출되게 형성되는 복수의 지지대를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유동혼합헤더 및 이를 구비한 원자로의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
첫째, 원자로집합체에서 증기발생기가 노심의 위쪽에 배치되거나 원자로용기와 별도의 용기 내부에 설치되어, 원자로용기의 직경이 작아지거나 노심의 측면에 유동혼합헤더의 설치공간이 협소한 환경에서도, 유동혼합헤더를 노심의 하부공간에 배치함으로써, 증기발생기의 설치 위치 혹은 원자로용기의 형상 및 크기에 제한을 받지 않고 원자로용기의 내부에 유동혼합헤더를 설치할 수 있다.
둘째, 유동혼합헤더는 혼합헤더바디의 내부에서 상하방향으로 이격되게 배치된 상부유동판 및 복수의 중간유동판에 의해 원자로냉각재의 혼합을 위한 혼합헤더바디 내부의 혼합영역을 상하방향을 따라 복수의 분리층으로 분할한다. 유동혼합헤더는 서로 다른 구역의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합헤더바디의 측면에 분리층별로 관통되게 형성된 복수의 유입구를 통해 해당 분리층으로 각각 유입시킨 후, 원자로냉각재가 상부유동판 및 중간유동판에 각각 형성된 복수의 유동홀을 통해 혼합헤더바디의 바닥판에서 중간유동판을 거쳐 상부유동판으로 이동하도록 유도함으로써, 원자로냉각재를 균일하게 혼합할 수 있다.
셋째, 복수의 중간유동판과 상부유동판에 각각 형성된 복수의 유동홀은 원자로냉각재를 하부 분리층에서 바로 위의 상부 분리층으로 분사하거나 노심으로 분사함으로써, 서로 다른 분리층 간의 원자로냉각재의 혼합 성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다.
넷째, 유동혼합헤더는 혼합헤더바디의 상단부에 노심 하부와 연통되게 형성되는 유출구를 구비하고, 유출구를 통해 혼합된 원자로냉각재를 노심으로 전달할 수 있다.
다섯째, 유동혼합헤더는 혼합헤더바디의 상단 플랜지부에 설치되는 누름스프링을 구비한다. 누름스프링은 노심지지배럴의 하중에 의해 눌림으로 가압되어 노심지지배럴과 혼합헤더바디의 상단부 사이를 밀봉함으로써, 원자로냉각재가 유동혼합헤더를 우회하여 노심으로 유입되는 유로를 차단할 수 있다.
도 1은 특허문헌 1의 유동혼합헤더가 적용된 SMART 원자로를 보여주는 개념도이다.
도 2은 미국의 NuScale 일체형 원자로를 보여주는 개념도이다.
도 3은 러시아의 VBER-300 모듈형 원자로를 보여주는 개념도이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 유동혼합헤더가 노심의 하부에 배치된 일체형 원자로를 보여주는 개념도이다.
도 5는 도 4에서 유동혼합헤더가 하부 헤드의 내부에 수용된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 5의 유동혼합헤더를 하부 헤드의 상부에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 5의 유동혼합헤더를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7의 유동혼합헤더를 분해한 모습을 보여주는 분해도이다.
도 9는 도 5에서 하부 헤드의 내부를 보여주는 절개사시도이다.
도 10은 도 5에서 누름스프링와 고정링이 서로 고정된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 11은 도 7에서 유동혼합헤더의 각 층별 유입구가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 12는 도 4에서 "XII"를 확대하여 유동혼합헤더에서 원자로냉각재의 흐름 경로를 보여주는 개념도이다.
도 13은 도 12에서 "XIII"를 확대하여 유동혼합헤더에서 원자로냉각재의 혼합작용을 설명하기 위한 개념도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동혼합헤더의 내부에 2개의 분리층을 구비하고, 각 층별 유입구가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유동혼합헤더의 내부에 3개의 분리층을 구비하고, 각 층별 유입구가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 헤드의 내부에 방진기 지지대가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 원자로의 하부에 유동혼합헤더가 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 유동혼합헤더(120)가 노심(105)의 하부에 배치된 일체형 원자로를 보여주는 개념도이다.
도 5는 도 4에서 유동혼합헤더(120)가 하부 헤드(104)의 내부에 수용된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 5의 유동혼합헤더(120)를 하부 헤드(104)의 상부에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 5의 유동혼합헤더(120)를 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7의 유동혼합헤더(120)를 분해한 모습을 보여주는 분해도이다.
도 9는 도 5에서 하부 헤드(104)의 내부를 보여주는 절개사시도이다.
도 10은 도 5에서 누름스프링(126)와 고정링(127)이 서로 고정된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 11은 도 7에서 유동혼합헤더(120)의 각 층별 유입구(122)가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 12는 도 4에서 "XII"를 확대하여 유동혼합헤더(120)에서 원자로냉각재의 흐름 경로를 보여주는 개념도이다.
도 13은 도 12에서 "XIII"를 확대하여 유동혼합헤더(120)에서 원자로냉각재의 혼합작용을 설명하기 위한 개념도이다.
일체형 원자로는 원자로용기(100), 노심(105), 복수의 증기발생기(110), 복수의 원자로냉각재펌프(미도시), 가압기(106), 노심지지배럴(107), 상부안내구조물(108), 제어봉 구동장치를 포함하여 구성된다.
일체형 원자로는 노심(105), 복수의 증기발생기(110), 가압기(106), 복수의 원자로냉각재펌프 등이 배관 연결 없이 하나의 용기 안에 내장된 원자로이다.
원자로용기(100)는 일체로 원자로의 외관을 형성할 수 있다.
원자로용기(100)는 핵연료를 장전하여 연쇄적인 핵분열반응이 안전하게 일어날 수 있도록 탄소강 재질의 금속으로 이루어진 압력용기일 수 있다.
원자로용기(100)는 상부 용기 바디(102), 하부 용기 바디(103) 및 원자로헤드(101)로 구성될 수 있다.
상부 용기 바디(102)는 원통형으로 형성될 수 있다. 상부 용기 바디(102)는 상하방향으로 개방되게 형성될 수 있다.
상부 용기 바디(102)는 증기발생기(110)를 수용하기 위한 수용공간을 구비할 수 있다.
하부 용기 바디(103)는 원통형으로 형성될 수 있다. 원자로용기(100)는 직경에 비해 상하방향으로 길이가 길게 형성될 수 있다.
하부 용기 바디(103)의 하부에 반구형의 하부헤드가 장착될 수 있다.
원자로헤드(101)는 상부 용기 바디(102)의 상부를 덮도록 스터드 볼트를 이용해 플랜지로 연결될 수 있다. 원자로헤드(101)의 외부에는 핵분열반응 속도를 제어하는 제어봉을 삽입 또는 인출하기 위한 제어봉 구동장치가 장착될 수 있다.
일차계통이란 일차계통유체인 원자로냉각재를 순환시킴으로 노심(105)으로부터 직접적으로 열을 전달받아 노심(105)을 냉각하는 계통이다. 일차계통은 원자로냉각재펌프, 증기발생기(110), 가압기(106) 등을 포함한다.
이차계통이란 상기 일차계통과 압력경계를 유지하면서 상기 일차계통으로부터 전달받은 열을 이용해 전기를 생산하는 계통이다. 이차계통은 터빈, 발전기를 구비하고, 발전기를 통해 전기를 생산한다.
노심(105)은 원자로용기(100)의 하부에 배치된다. 노심(105)은 핵연료가 장전되는 곳으로, 핵연료 집합체로 구성될 수 있다.
원자로용기(100)의 내부에는 서로 분리 가능한 내부구조물인 노심지지배럴(107)과 상부안내구조물(108)이 설치될 수 있다.
노심지지배럴(107)과 상부안내구조물(108)은 핵연료를 위 아래에서 지지하도록 이루어진다.
원자로용기(100)의 내부에는 일차계통유체가 채워져 있으며, 노심(105)에서 전달받은 열을 증기발생기(110)에서 이차계통유체에 전달한다.
원자로용기(100)에 복수의 노즐이 두께방향으로 관통되게 형성된다. 복수의 노즐에는 원자로냉각재펌프와 증기발생기(110)가 설치될 수 있다.
원자로냉각재펌프는 증기발생기(110)의 상부에 설치될 수 있다.
원자로냉각재펌프의 임펠러는 전동기와 회전축으로 연결된다. 전동기가 가동함에 따라, 임펠러가 회전하여 원자로냉각재를 순환시킬 수 있다.
증기발생기(110)는 노심(105)의 상부에 위치할 수 있다. 증기발생기(110)는 노심(105)보다 높게 위치할 수 있다.
복수의 증기발생기(110)는 원자로용기(100)의 내부에 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 증기발생기(110)는 제1그룹 내지 제N그룹의 증기발생기(110)로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 제1그룹 내지 제4그룹의 증기발생기(110)로 구성될 수 있다.
원자로용기(100)의 내부는 원자로용기(100)의 위에서 하방향으로 바라볼 때 원주방향을 따라 90도 간격으로 4등분되어 원주방향(반시계방향) 순서로 4개의 구역, 예를 들면 A 구역(1091) 내지 D구역(1094)으로 구성될 수 있다.
제1그룹의 증기발생기(110)는 A 구역(1091)에 배치될 수 있다. 제2그룹의 증기발생기(110)는 B 구역(1092)에 배치될 수 있다. 제3그룹의 증기발생기(110)는 C구역(1093)에 배치될 수 있다. 제4그룹의 증기발생기(110)는 D구역(1094)에 배치될 수 있다.
노심지지배럴(107)과 상부안내구조물(108)은 원자로용기(100)의 내부에 원자로냉각재의 순환유로를 형성할 수 있다.
순환유로는 제1순환유로와 제2순환유로를 포함할 수 있다.
제1순환유로는 노심(105)에서 노심지지배럴(107)과 상부안내구조물(108)을 통하여 증기발생기(110)로 형성될 수 있다.
원자로냉각재는 노심(105)에서 제1순환유로를 따라 상승하고, 증기발생기(110)의 상단부로 유입될 수 있다.
제2순환유로는 원자로용기(100)의 내벽과 노심지지배럴(107) 외벽 사이의 환형공간에 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 일차계통의 원자로냉각재는 노심(105), 원자로냉각재펌프, 증기발생기(110), 노심(105) 순서로 순환하며, 노심(105)에서 발생된 열을 증기발생기(110)로 전달할 수 있다.
증기발생기(110)는 관류식 나선형 형태로 구성될 수 있다. 증기발생기(110)는 쉘과 나선형 전열관으로 구성될 수 있다. 원자로냉각재는 전열관의 외측으로 흐르고, 2차측 급수는 전열관의 내부로 흐르도록 구성될 수 있다.
증기발생기(110)의 하단부는 급수관(32)을 통해 급수계통(30)과 연결되어, 급수계통(30)으로부터 물을 공급받는다.
급수관(32)에 급수밸브(31)가 설치되어, 급수관(32)을 개폐할 수 있다.
증기발생기(110)의 상단부는 증기관(34)을 통해 터빈계통(33)과 연결되어, 증기발생기(110)에서 발생된 증기를 터빈계통(33)에 공급한다.
증기관(34)에 증기밸브(35)가 설치되어, 증기관(34)을 개폐할 수 있다.
원전의 정상 운전시 급수관(32)을 통해 급수계통(30)으로부터 증기발생기(110)로 급수가 공급되면, 증기발생기(110)는 노심(105)에서 전달된 열을 이용해 증기를 발생시킨다. 증기는 증기관(34)을 통해 터빈계통(33)으로 공급되며, 터빈계통(33)은 공급받은 증기를 이용하여 전기를 생산한다.
가압 경수형 원전의 건전성을 위해 일차계통과 이차계통 사이에는 반드시 압력경계가 유지되어야 한다.
증기발생기(110)는 일차계통과 이차계통 경계에 배치되어 일차계통유체와 이차계통유체 사이의 열교환을 유도한다.
유동혼합헤더(120)는 노심(105)의 하부에 설치될 수 있다.
제2순환유로는 증기발생기(110)의 하단부에서 유동혼합헤더(120)로 연장된다.
원자로냉각재는 A 구역(1091) 내지 D 구역(1094)의 증기발생기(110)에서 제2순환유로를 따라 하강하여 유동혼합헤더(120)로 유입될 수 있다.
원자로냉각재는 A 구역(1091) 내지 D구역(1094)의 증기발생기(110)로부터 직하방으로 각각 하강하기 때문에, 서로 다른 구역의 증기발생기(110)로부터 배출되는 원자로냉각재는 혼합되지 않는다.
예를 들면, A 구역(1091)의 증기발생기(110)에서 하강하는 원자로냉각재와 B구역의 증기발생기(110)에서 하강하는 원자로냉각재가 서로 혼합되지 않는다.
유동혼합헤더(120)는 서로 다른 구역의 증기발생기(110)에서 배출되는 원자로냉각재를 혼합하도록 이루어진다.
유동혼합헤더(120)는 하부 헤드(104)의 내부에 수용되게 설치될 수 있다.
이를 위해, 유동혼합헤더(120)는 혼합헤더바디(121), 누름스프링(126), 상부유동판(1244), 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243), 방진기(128)를 포함하여 구성된다.
혼합헤더바디(121)는 원통형으로 형성될 수 있다. 혼합헤더바디(121)는 상방향으로 개방되고, 하방향으로 막힌 구조이다. 혼합헤더바디(121)의 내측에 원통형의 혼합공간이 형성될 수 있다.
하부 헤드(104)의 내측면과 혼합헤더바디(121)의 외주면 사이에 하부환형공간이 형성될 수 있다. 하부환형공간은 원자로냉각재가 유동혼합헤더(120)의 내측으로 유입되기 위해 통과하는 공간이다.
혼합헤더바디(121)는 복수의 유입구(122), 유출구(123)를 구비한다.
복수의 유입구(122)는 혼합헤더바디(121)의 측면, 즉 원주면에 반경방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
복수의 유입구(122)는 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재를 유동혼합헤더(120)의 내부로 유입시킬 수 있다.
유입구(122)는 증기발생기(110)의 구역별로 적어도 1개 이상 형성될 수 있다. 복수의 유입구(122)는 증기발생기(110)의 구역별로 제1유입구(1221) 내지 제4유입구(1224)로 구성될 수 있다.
복수의 유입구(122)는 증기발생기(110)의 그룹수에 따라 증기발생기(110)의 해당구역에 대응되게 위치할 수 있다.
예를 들면, 복수의 유입구(122) 중 일부의 제1유입구(1221)는 A 구역(1091)의 증기발생기(110)와 상하방향으로 서로 대응되게(또는 중첩되게) 배치될 수 있다. 나머지 제2 내지 제4유입구(1224)는 B 구역(1092) 내지 D 구역(1094)의 증기발생기(110)와 상하방향으로 각각 중첩되게 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, A 구역(1091)의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 제1유입구(1221)를 통해 유동혼합헤더(120)의 내부로 유입되고, B 구역(1092)의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 제2유입구(1222)를 통해 유동혼합헤더(120)의 내부로 유입되고, C 구역(1093)의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 제3유입구(1223)를 통해 유동혼합헤더(120)의 내부로 유입되며, D 구역(1094)의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 제4유입구(1224)를 통해 유동혼합헤더(120)의 내부로 유입될 수 있다.
혼합영역의 분리층은 증기발생기(110)가 위치하는 구역의 개수와 대응되는 개수로 분할될 수 있다.
혼합헤더바디(121)의 혼합영역은 혼합헤더바디(121)의 높이에 따라 혼합헤더의 바닥면에서 상방향을 향해 제1분리층(1211) 내지 제M분리층으로 분할될 수 있다.
본 실시예에서는 혼합헤더바디(121)의 혼합영역은 제1분리층(1211) 내지 제4분리층(1214)으로 분할된 모습을 보여준다.
유입구(122)는 분리층 별로 적어도 한 개 이상 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 유입구(122)가 분리층 별로 2개씩 쌍을 이루도록 형성된 모습을 보여준다.
복수의 유입구(122)는 혼합헤더바디(121)의 원주방향으로 2개씩 쌍을 이루어 이격되게 배치될 수 있다.
예를 들면, 혼합헤더바디(121)의 원주면을 90도 간격으로 4등분할 때, 2개의 제1유입구(1221)는 제1분리층(1211)의 제1원호구간(0~90도 구간)에 배치되고, 2개의 제2유입구(1222)는 제2분리층(1212)의 제2원호구간(90~180도 구간)에 배치되고, 2개의 제3유입구(1223)는 제3분리층(1213)의 제3원호구간(180~270도 구간)에 배치되고, 2개의 제4유입구(1224)는 제4분리층(1214)의 제4원호구간(270~360도 구간)에 배치될 수 있다.
혼합영역의 제1분리층(1211) 내지 제4분리층(1214)은 상부유동판(1244), 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243)에 의해 각각 구획될 수 있다.
복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243)은 제1중간유동판(1241) 내지 제3중간유동판(1243)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1중간유동판(1241) 내지 제3중간유동판(1243)은 혼합헤더바디(121)의 바닥판에서 상부유동판(1244)을 향해 순서대로 이격 배치될 수 있다.
제1분리층(1211)은 혼합헤더바디(121)의 바닥면과 제1중간유동판(1241) 사이에 형성될 수 있다.
제2분리층(1212)은 제1중간유동판(1241)과 제2중간유동판(1242) 사이에 형성될 수 있다.
제3분리층(1213)은 제2중간유동판(1242)과 제3중간유동판(1243) 사이에 형성될 수 있다.
제4분리층(1214)은 제3중간유동판(1243)과 상부유동판(1244) 사이에 형성될 수 있다.
상부유동판(1244) 및 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243) 각각은 원판 형태로 형성될 수 있다.
상부유동판(1244) 및 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243) 각각은 혼합헤더바디(121)의 내주면에 장착 가능하도록 혼합헤더바디(121)의 내주면 직경과 동일 내지 약간 작은 직경(크기)으로 형성될 수 있다.
상부유동판(1244) 및 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243)은 혼합헤더바디(121)의 내주면에 상하방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
상부유동판(1244) 및 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243) 각각은 서로 동일한 직경(크기)으로 형성될 수 있다.
상부유동판(1244) 및 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243) 각각은 혼합헤더바디(121)의 내주면에서 상하방향으로 동일한 간격으로 이격되도록 배치될 수 있다.
상부유동판(1244) 및 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243) 각각은 혼합헤더바디(121)의 내주면에 용접에 의해 결합될 수 있다.
상부유동판(1244) 및 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243)은 복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254)을 각각 구비한다.
복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254)은 복수의 제1유동홀(1251) 내지 복수의 제L유동홀로 구성될 수 있다.
본 실시예에서는 복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254)은 복수의 제1 유동홀(1251) 내지 제4유동홀(1254)로 구성된 모습을 보여준다.
복수의 제1유동홀(1251)은 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243) 중 가장 낮게 위치하는 제1중간유동판(1241)에 등간격으로 관통되게 형성될 수 있다.
복수의 제2유동홀(1252)은 제1중간유동판(1241)의 위쪽에 있는 제2중간유동판(1242)에 등간격으로 관통되게 형성될 수 있다.
복수의 제3유동홀(1253)은 제2중간유동판(1242)의 위쪽에 위치한 제3중간유동판(1243)에 등간격으로 관통되게 형성될 수 있다.
복수의 제4유동홀(1254)은 제3중간유동판(1243)의 위쪽에 위치한 상부유동판(1244)에 등간격으로 관통되게 형성될 수 있다.
복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254) 각각은 상부유동판(1244) 및 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243)의 두께방향으로 각각 관통되게 형성된다.
복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254)은 복수의 분리층(1211, 1212, 1213, 1214) 간을 연통시키도록 이루어진다.
원자로냉각재는 복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254)을 통해 서로 다른 분리층으로 이동할 수 있다.
복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254)은 원통형으로 형성될 수 있다. 복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254) 직경은 분리층의 최외곽 직경보다 훨씬 작기 때문에, 유동홀을 관통하는 원자로냉각재의 유동속도가 분리층 내에서의 유동속도에 비해 훨씬 빠르다.
이러한 구성에 의하면, 복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254)은 서로 다른 분리층 간의 이동 시 원자로냉각재를 분사함으로써, 서로 다른 분리층 간의 혼합성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254)은 중간유동판 및 상부유동판(1244)에 균일하게 등간격으로 분포되어, 같은 분리층에 있는 원자로냉각재의 온도를 균일하게 혼합할 수 있다.
따라서, 서로 다른 구역의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 복수의 유입구(122)를 통해 서로 다른 제1 내지 제M 분리층으로 유입되고, 제1 내지 제M분리층의 원자로냉각재가 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243)과 상부유동판(1244)에 각각 형성되는 복수의 유동홀(1251, 1252, 1253, 1254)을 관통하여 제1분리층(1211) 내지 제M분리층 순서로 이동함으로 혼합될 수 있다.
상부유동판(1244)의 상부에 복수의 인양구(131)가 돌출되게 형성될 수 있다. 복수의 인양구(131)는 유동혼합헤더(120)를 인양하거나 설치할 수 있도록 이루어진다. 인양구(131)의 내측에 결합부가 함몰되게 형성될 수 있다.
인양구(131)의 결합부에 나사부가 형성되어, 인양장비와 나사 체결될 수 있다.
크레인 등의 인양장비가 인양구(131)에 체결되어, 유동혼합헤더(120)를 인양하거나 노심(105)의 하부에 설치할 수 있다.
혼합헤더바디(121)의 상단부에 유출구(123)가 형성될 수 있다.
유출구(123)는 혼합헤더바디(121)의 직경보다 더 큰 직경을 가질 수 있다.
유출구(123)는 혼합헤더바디(121)의 직경에 비해 직경이 더 크게 혼합헤더바디(121)의 상단부에서 상방향으로 연장될 수 있다.
유출구(123)의 하단과 혼합헤더바디(121)의 상단 사이에서 플랜지부가 반경방향으로 연장되어, 유출구(123)가 혼합헤더바디(121)에 한 몸체로 연결될 수 있다.
유출구(123)는 노심지지배럴(107)의 외주면 직경보다 직경이 더 크게 형성될 수 있다.
유출구(123)는 노심지지배럴(107)을 감싸도록 이루어진다. 노심지지배럴(107)의 하단부 외주면은 유출구(123)의 내주면에 접촉될 수 있다.
유출구(123)는 노심(105)의 하부에 형성된 연통홀을 통해 노심(105)과 연통되게 연결된다.
이러한 구성에 의하면, 혼합헤더바디(121)에서 혼합된 원자로냉각재는 유출구(123)를 통해 노심(105)으로 유입될 수 있다.
플랜지부의 상부에 누름스프링(126)이 설치될 수 있다. 누름스프링(126)은 원형의 링 형태로 형성될 수 있다. 누름스프링(126)은 폐루프(Closed Loop) 형태로 형성될 수 있다.
누름스프링(126)은 탄성을 갖도록 구성된다.
누름스프링(126)은 단면형상이 "V"자 형태로 형성될 수 있다. 누름스프링(126)의 상단부와 하단부는 누름스프링(126)의 반경방향 외측 가장자리에 배치될 수 있다.
누름스프링(126)은 반경방향 외측으로 개방되게 형성될 수 있다.
누름스프링(126)은 상하방향으로 누름 가능하게 형성될 수 있다.
누름스프링(126)은 상부경사부(1261), 중심부 및 하부경사부(1262)로 구성될 수 있다.
누름스프링(126)의 상부경사부(1261)는 누름스프링(126)의 중심부에서 누름스프링(126)의 상단부로 갈수록 유출구(123)의 최외곽벽을 향해 상향 경사지게 형성될 수 있다.
누름스프링(126)의 하부경사부(1262)는 누름스프링(126)의 중심부에서 누름스프링(126)의 하단부로 갈수록 유출구(123)의 최외곽벽을 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다.
누름스프링(126)의 중심부는 상부경사부(1261)와 하부경사부(1262)를 연결하도록 이루어진다.
누름스프링(126)의 상부경사부(1261)와 하부경사부(1262)에 제1 및 제2아우터 림부(1263, 1264; first and second outer rim portions)가 각각 수평하게 연장될 수 있다.
누름스프링(126)의 상부경사부(1261)에 수평하게 연장된 제1아우터 림부(1263)는 노심지지배럴(107)의 하부에 가압될 수 있다.
누름스프링(126)의 하부경사부(1262)에 수평하게 연장된 제2아우터 림부(1264)는 혼합헤더바디(121) 상단의 플랜지부에 접촉되게 지지될 수 있다.
노심지지배럴(107)의 하중이 누름스프링(126)의 상단부에 가해지면, 누름스프링(126)은 상단부와 하단부의 간격이 좁아지도록 탄성 변형될 수 있다.
누름스프링(126)은 노심지지배럴(107)의 하부를 탄성 지지하도록 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 누름스프링(126)은 노심지지배럴(107)의 하중을 받아 눌려짐으로, 노심지지배럴(107)과 플랜지부 사이를 밀봉할 수 있다.
누름스프링(126)은 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재가 유동혼합헤더(120)를 우회하는 유로를 차단할 수 있다.
누름스프링(126)은 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재가 유동혼합헤더(120)를 경유하지 않고 유동혼합헤더(120)의 유입구(122)를 통해 유입되지 않고 유출구(123)와 노심지지배럴(107) 사이로 유입되어 노심(105)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
누름스프링(126)은 고정링(127)에 의해 플랜지부에 고정될 수 있다.
고정링(127)은 원형의 링 형태로 형성될 수 있다. 고정링(127)은 폐루프 형태로 형성될 수 있다. 고정링(127)은 단면 형상이 직각으로 꺽인 "ㄴ"자 형태로 형성될 수 있다.
고정링(127)은 제1부분(1271)과 제2부분(1272)으로 구성될 수 있다.
제1부분(1271)은 누름스프링(126)의 하단부에 형성된 제2아우터 림부(1264)에 접촉되도록 수평하게 연장될 수 있다. 제1부분(1271)은 누름스프링(126)의 제2아우터 림부(1264)를 누름으로 고정시킬 수 있다.
제2부분(1272)은 제1부분(1271)의 외측단에서 상방향으로 연장될 수 있다.
제2부분(1272)은 유출구(123)의 내주면에 접촉되도록 원주방향으로 연장될 수 있다.
제2부분(1272)은 유출구(123)의 내주면에 용접 등에 의해 고정될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 고정링(127)은 유출구(123)의 내주면에 고정되면서 누름스프링(126)의 제2아우터 림부(1264)를 고정시킬 수 있다.
하부 헤드(104)의 하부 내주면에 복수의 지지턱(129)이 상방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
복수의 지지턱(129)의 상면은 평면으로 형성되어, 혼합헤더바디(121)의 바닥판을 지지하도록 이루어진다.
복수의 지지턱(129)은 하부 헤드(104) 내측의 동일 원주상에 원주방향으로 등간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 지지턱(129)은 2개씩 쌍을 이루어, 90도 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 복수의 지지턱(129)은 유동혼합헤더(120)가 하방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다.
누름스프링(126)은 노심지지배럴(107)에 의해 눌림으로, 유동혼합헤더(120)가 상방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다.
유동혼합헤더(120)는 복수의 방진기(128)를 구비할 수 있다. 복수의 방진기(128)는 직사각체 형태로 형성될 수 있다.
방진기(128)는 높이가 가로 또는 세로길이보다 더 길게 형성될 수 있다.
방진기(128)는 유동혼합헤더(120)로 전달되는 충격 및 진동을 최소화하도록 이루어진다.
방진기(128)는 금속 재료를 사용할 수 있다.
복수의 방진기(128)는 혼합헤더바디(121)의 외주면에서 돌출되게 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 4개의 방진기(128)가 원주방향으로 90도 간격으로 이격되게 배치된 모습을 보여준다.
하부 헤드(104)의 하부 내주면에 복수의 방진기(128)를 지지하도록 복수의 지지대(130)가 상방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
복수의 지지대(130)는 2개씩 한 쌍을 이루어 하부 헤드(104)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서 지지대(130)는 2개씩 쌍을 이루어 총 4쌍으로 이격 배치될 수 있다. 4쌍의 지지대(130)는 90도 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
한 쌍의 지지대(130)는 한 개의 방진기(128)를 사이에 두고 방진기(128)의 양측면과 각각 접촉되게 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 복수의 지지대(130)는 방진기(128)의 양측면을 가로막음으로, 유동혼합헤더(120)가 하부 헤드(104)의 원주방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다.
복수의 지지대(130)는 복수의 지지턱(129)보다 높게 배치될 수 있다.
복수의 지지대(130)는 복수의 지지턱(129)과 일체로 형성될 수 있다.
지지대(130)는 지지턱(129)의 외측단에서 상방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
지지대(130)의 반경방향 내측면은 지지턱(129)의 외측단에서 상방향으로 연장될 수 있다.
지지대(130)의 반경방향 내측면은 혼합헤더바디(121)의 외주면과 접촉되게 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 복수의 지지대(130)는 유동혼합헤더(120)가 지지턱(129) 상에서 지지된 상태로 수평방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 유동혼합헤더(120)의 작용 및 효과를 설명하기로 한다.
이러한 구성에 의하면, 제1구역의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 복수의 제1유입구(1221)를 통해 제1분리층(1211)으로 유입되고, 제1중간유동판(1241)의 제1유동홀(1251)을 통해 제1분리층(1211)에서 제2분리층(1212)으로 분사될 수 있다.
제2구역의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 복수의 제2유입구(1222)를 통해 제2분리층(1212)으로 유입되고, 제1유동홀(1251)을 통해 분사된 제1분리층(1211)의 원자로냉각재와 제2분리층(1212)으로 유입된 원자로냉각재가 서로 혼합될 수 있다.
제3구역의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 복수의 제3유입구(1223)를 통해 제3분리층(1213)으로 유입되고, 서로 혼합된 제1분리층(1211)과 제2분리층(1212)의 원자로냉각재와 제3분리층(1213)으로 유입된 원자로냉각재가 서로 혼합될 수 있다.
제4구역의 증기발생기(110)에 배출된 원자로냉각재는 복수의 제4유입구(1224)를 통해 제4분리층(1214)으로 유입되고, 서로 혼합된 제1분리층(1211) 내지 제3분리층(1213)의 원자로냉각재와 제4분리층(1214)으로 유입된 원자로냉각재가 서로 혼합될 수 있다.
제1분리층(1211) 내지 제4분리층(1214)의 원자로냉각재는 상부유동판(1244)의 유동홀을 통해 상부유동판(1244)의 상부로 이동하여 유출구(123)를 통해 노심(105)으로 유입된다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동혼합헤더(220)의 내부에 2개의 분리층(2211, 2212)을 구비하고, 각 층별 유입구(222)가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 유동혼합헤더(220) 내부의 원자로냉각재 혼합영역이 2개의 분리층(2211, 2212)으로 분할된다는 점에서 도 4 내지 도 13의 실시예와 다르다.
기타 구성은 도 4 내지 도 13의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명하기로 한다.
본 실시예에서 복수의 증기발생기(110)는 원자로용기(100)의 내부공간을 원주방향으로 180도 간격으로 2등분되어 제1그룹 내지 제2그룹으로 나뉘어질 수 있다.
제1그룹의 증기발생기(110)는 제1구역(0도~180도의 구간)에 배치되고, 제2그룹의 증기발생기(110)는 제2구역(180도~360도의 구간)에 배치될 수 있다.
복수의 유입구(222)는 혼합헤더바디(221)의 측면에 90도마다 2개씩 짝을 지어, 총 8개로 형성될 수 있다. 8개의 유입구(222) 중 4개의 유입구(222)는 동일한 분리층에 연속적으로 배치될 수 있다.
각 분리층(2211, 2212)의 유입구(222)는 혼합헤더바디(221)의 원주방향을 따라 180도로 구분될 수 있다.
복수의 유입구(222)는 복수의 제1유입구(2221)와 복수의 제2유입구(2222)로 구성될 수 있다.
복수의 제1유입구(2221)와 복수의 제2유입구(2222)는 혼합헤더바디(221)의 원주면을 원주방향으로 2등분할 때 서로 반대측에 형성될 수 있다.
복수의 제1유입구(2221)는 증기발생기(110)의 제1구역과 대응되며 제1분리층(2211)과 연통되게 형성될 수 있다.
복수의 제1유입구(2221)는 혼합헤더바디(221)의 원주면 중 0도~180도 구간에 연속적으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 제1분리층(2211)의 원주면(0도~180도 구간)을 따라 4개의 제1유입구(2221)가 연속해서 배치된 모습을 보여준다.
복수의 제2유입구(2222)는 증기발생기(110)의 제2구역과 대응되며 제2분리층(2212)과 연통되게 형성될 수 있다.
복수의 제2유입구(2222)는 혼합헤더바디(221)의 원주면 중 180도~360도 구간에 연속적으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 제2분리층(2212)의 원주면(180도~360도 구간)을 따라 4개의 제2유입구(2222)가 연속해서 배치된 모습을 보여준다.
이러한 구성에 의하면, 제1구역의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 복수의 제1유입구(2221)를 통해 제1분리층(2211)으로 유입되고, 중간유동판(2241)의 제1유동홀(2251)을 통해 제1분리층(2211)에서 제2분리층(2212)으로 분사될 수 있다.
제2구역의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 복수의 제2유입구(2222)를 통해 제2분리층(2212)으로 유입되고, 제1분리층(2211)에서 분사된 원자로냉각재와 제2분리층(2212)으로 유입된 원자로냉각재는 서로 혼합될 수 있다.
혼합된 제1분리층(2211)과 제2분리층(2212)의 원자로냉각재는 상부유동판(2242)의 제2유동홀(2252)을 통해 상부유동판(2242)의 상부로 이동하여 유출구(223)를 통해 노심(105)으로 유입된다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유동혼합헤더(320)의 내부에 3개의 분리층을 구비하고, 각 층별 유입구(322)가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 유동혼합헤더(320) 내부의 원자로냉각재 혼합영역이 3개의 분리층으로 분할된다는 점에서 도 4 내지 도 13의 실시예와 다르다.
기타 구성은 도 4 내지 도 13의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명하기로 한다.
본 실시예에서 복수의 증기발생기(110)는 원자로용기(100)의 내부공간을 원주방향으로 180도 간격으로 3등분되어 제1그룹 내지 제3그룹으로 나뉘어질 수 있다.
제1그룹의 증기발생기(110)는 제1구역(0도~120도의 구간)에 배치되고, 제2그룹의 증기발생기(110)는 제2구역(120도~240도의 구간)에 배치되고, 제3그룹의 증기발생기(110)는 제3구역(240도~360도의 구간)에 배치될 수 있다.
복수의 유입구(322)는 혼합헤더바디(321)의 측면에 60도 간격으로 1개씩 배치되고, 총 6개로 형성될 수 있다. 6개의 유입구(322) 중 2개의 유입구(322)는 동일한 분리층에 연속적으로 배치될 수 있다.
각 분리층의 유입구(322)는 혼합헤더바디(321)의 원주방향을 따라 120도로 구분될 수 있다.
복수의 유입구(322)는 복수의 제1유입구(3221) 내지 복수의 제3유입구(3223)로 구성될 수 있다.
복수의 제1유입구(3221) 내지 복수의 제3유입구(3223)는 혼합헤더바디(321)의 원주면에 원주방향을 따라 등간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 제1유입구(3221)는 증기발생기(110)의 제1구역과 상하방향으로 대응되며 제1분리층(3211)과 연통되게 형성될 수 있다.
복수의 제1유입구(3221)는 혼합헤더바디(321)의 원주면 중 0도~120도 구간에 연속적으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 제1분리층(3211)의 원주면(0도~120도 구간)을 따라 2개의 제1유입구(3221)가 연속해서 배치된 모습을 보여준다.
복수의 제2유입구(3222)는 증기발생기(110)의 제2구역과 대응되며 제2분리층(3212)과 연통되게 형성될 수 있다.
복수의 제2유입구(3222)는 혼합헤더바디(321)의 원주면 중 120도~240도 구간에 연속적으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 제2분리층(3212)의 원주면(120도~240도 구간)을 따라 2개의 제2유입구(3222)가 연속해서 배치된 모습을 보여준다.
복수의 제3유입구(3223)는 증기발생기(110)의 제3구역과 대응되며 제3분리층(3213)과 연통되게 형성될 수 있다.
복수의 제3유입구(3223)는 혼합헤더바디(321)의 원주면 중 240도~360도 구간에 연속적으로 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제1구역의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 복수의 제1유입구(3221)를 통해 제1분리층(3211)으로 유입되고, 중간유동판의 유동홀을 통해 제1분리층(3211)에서 제2분리층(3212)으로 분사될 수 있다.
제2구역의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 복수의 제2유입구(3222)를 통해 제2분리층(3212)으로 유입되고, 제1분리층(3211)에서 분사된 원자로냉각재와 제2분리층(3212)으로 유입된 원자로냉각재는 서로 혼합될 수 있다.
제3구역의 증기발생기(110)에서 배출된 원자로냉각재는 복수의 제3유입구(3223)를 통해 제3분리층(3213)으로 유입되고, 서로 혼합된 제1분리층(3211) 및 제2분리층(3212)의 원자로냉각재와 제3분리층(3213)으로 유입된 원자로냉각재는 서로 혼합될 수 있다.
서로 혼합된 제1분리층(3211) 내지 제3분리층(3213)의 원자로냉각재는 상부유동판(3243)의 유동홀을 통해 상부유동판(3243)의 상부로 이동하여 유출구(323)를 통해 노심(105)으로 유입된다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 헤드(404)의 내부에 방진기 지지대(430)가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 하부 헤드(404)의 내부에 지지턱(429)이 2개씩 짝을 지어 총 6쌍으로 이격되게 배치된다는 점에서 도 4 내지 도 13의 실시예와 다르다.
본 실시예는 하부 헤드(404)의 내부에 지지대(430)가 2개씩 짝을 지어 총 6쌍으로 이격되게 배치된다는 점에서 도 4 내지 도 13의 실시예와 다르다.
복수의 지지턱(429)과 지지대(430)는 일체로 형성될 수 있다.
기타 구성은 도 4 내지 도 13의 실시예와 유사하므로, 중복된 설명은 생략하고 차이점 위치로 설명하기로 한다.
한 쌍의 지지대(430)는 한 개의 방진기(128)를 사이에 두고 방진기(128)의 양측면과 각각 접촉되게 배치될 수 있다.
6쌍의 지지대(430)는 하부 헤드(404)의 원주방향으로 60도 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
본 실시예의 하부 헤드(404)는 3개의 분리층을 구비하는 유동혼합헤더(320)를 수용할 수 있다.
본 실시예의 지지턱(429) 및 지지대(430)는 도 15의 유동혼합헤더(320)를 지지할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 원자로의 하부에 유동혼합헤더(520)가 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 증기발생기(510)가 원자로용기(500)와 별개의 용기에 수용된다는 점에서 도 4 내지 도 13의 실시예와 다르다.
본 실시예에서 복수의 증기발생기(510)는 원자로용기(500)의 외부에 배치되므로, 원자로용기(500)에서 상부 용기 바디(102)가 생략될 수 있다.
복수의 증기발생기(510)는 증기발생기용기(511)의 내부에 각각 수용되게 설치될 수 있다.
복수의 증기발생기용기(511)는 원자로용기(500)의 외부에 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
제1그룹 내지 제N그룹의 증기발생기(510)는 복수의 증기발생기용기(511)에 각각 수용되게 설치될 수 있다.
복수의 증기발생기용기(511)는 원자로용기(500)의 측면에 연결배관(512)에 의해 연결될 수 있다. 연결배관(512)은 원자로용기(500)와 증기발생기용기(511) 사이에서 반경방향으로 연장되어, 원자로용기(500)와 증기발생기(510)를 연통시킬 수 있다.
유동혼합헤더(520)는 원자로용기(500)의 내부에 설치될 수 있다.
유동혼합헤더(520)는 노심(105)의 하부에 설치될 수 있다.
기타 구성은 도 4 내지 도 13의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 원자로집합체에서 증기발생기(110, 510)가 노심(105)의 위쪽에 배치되거나 원자로용기(100, 500)와 별도의 용기 내부에 설치되어, 원자로용기(100, 500)의 직경이 작아지거나 노심(105)의 측면에 유동혼합헤더(120, 220, 320, 520)의 설치공간이 협소한 환경에서도, 유동혼합헤더(120, 220, 320, 520)를 노심(105)의 하부공간에 배치함으로써, 증기발생기(110, 510)의 설치 위치 혹은 원자로용기(100, 500)의 형상 및 크기에 제한을 받지 않고 원자로용기(100, 500)의 내부에 유동혼합헤더(120, 220, 320, 520)를 설치할 수 있다.
또한, 유동혼합헤더(120, 220, 320, 520)는 혼합헤더바디(121, 221, 321)의 내부에서 상하방향으로 이격되게 배치된 상부유동판(3243) 및 복수의 중간유동판(1241, 1242, 1243)에 의해 원자로냉각재의 혼합을 위한 혼합헤더바디(121, 221, 321) 내부의 혼합영역을 상하방향을 따라 복수의 분리층(1211/2211/3211, 1212/2212/3212, 1213/3213, 1214)으로 분할한다. 유동혼합헤더(120, 220, 320, 520)는 서로 다른 구역의 증기발생기(110, 510)에서 배출된 원자로냉각재를 혼합헤더바디(121, 221, 321)의 측면에 분리층별로 관통되게 형성된 복수의 유입구(122, 222, 322)를 통해 해당 분리층으로 각각 유입시킨 후, 원자로냉각재가 상부유동판(3243) 및 중간유동판에 각각 형성된 복수의 유동홀(1251/2251/3251, 1252/2252/3252, 1253/3253, 1254)을 통해 혼합헤더바디(121, 221, 321)의 바닥판에서 중간유동판을 관통하여 상부유동판(1244, 2242, 3243)으로 이동하도록 유도함으로써, 원자로냉각재를 균일하게 혼합할 수 있다.
게다가, 복수의 중간유동판(1241/1242/1243, 2241, 3241/3242)과 상부유동판(3243)에 각각 형성된 복수의 유동홀(1251/2251/3251, 1252/2252/3252, 1253/3253, 1254)은 원자로냉각재를 하부 분리층에서 바로 위의 상부 분리층으로 분사하거나 노심(105)으로 분사함으로써, 서로 다른 분리층 간의 원자로냉각재의 혼합 성능 및 효율을 높일 수 있다.
아울러, 유동혼합헤더(120, 220, 320, 520)는 혼합헤더바디(121, 221, 321)의 상단부에 노심(105) 하부와 연통되게 형성되는 유출구(123, 223, 323)를 구비하고, 유출구(123, 223, 323)를 통해 혼합된 원자로냉각재를 노심(105)으로 전달할 수 있다.
게다가, 유동혼합헤더(120, 220, 320, 520)는 혼합헤더바디(121, 221, 321)의 상단 플랜지부에 설치되는 누름스프링(126)을 구비한다. 누름스프링(126)은 노심지지배럴(107)의 하중에 의해 눌림으로 가압되어 노심지지배럴(107)과 혼합헤더바디(121, 221, 321)의 상단부 사이를 밀봉함으로써, 원자로냉각재가 유동혼합헤더(120, 220, 320, 520)를 우회하여 노심(105)으로 유입되는 유로를 차단할 수 있다.
제1실시예
30 : 급수계통 31 : 급수밸브
32 : 급수관 33 : 터빈계통
34 : 증기관 35 : 증기밸브
100 : 원자로용기 101 : 원자로헤드
102 : 상부 용기 바디 103 : 하부 용기 바디
104 : 하부 헤드 105 : 노심
106 : 가압기 107 : 노심지지배럴
108 : 상부안내구조물 1091 : A 구역
1092 : B 구역 1093 : C 구역
1094 : D 구역 110 : 증기발생기
120 : 유동혼합헤더 121 : 혼합헤더바디
1211 : 제1분리층 1212 : 제2분리층
1213 : 제3분리층 1214 : 제4분리층
122 : 유입구 1221 : 제1유입구
1222 : 제2유입구 1223 : 제3유입구
1224 : 제4유입구 123 : 유출구
1241 : 제1중간유동판 1242 : 제2중간유동판
1243 : 제3중간유동판 1244 : 상부유동판
1251 : 제1유동홀 1252 : 제2유동홀
1253 : 제3유동홀 1254 : 제4유동홀
126 : 누름스프링 1261 : 상부경사부
1262 : 하부경사부 1263 : 제1아우터 림부
1264 : 제2아우터 림부 127 : 고정링
1271 : 제1부분 1272 : 제2부분
128 : 방진기 129 : 지지턱
130 : 지지대 131 : 인양구
132 : 플랜지부
제2실시예
220: 유동혼합헤더 221 : 혼합헤더바디
2211 : 제1분리층 2212 : 제2분리층
222 : 유입구 2221 : 제1유입구
2222 : 제2유입구 223 : 유출구
2241 : 중간유동판 2242 : 상부유동판
2251 : 제1유동홀 2252 : 제2유동홀
제3실시예
320 : 유동혼합헤더 321 : 혼합헤더바디
3211 : 제1분리층 3212 : 제2분리층
3213 : 제3분리층 322 : 유입구
3221 : 제1유입구 3222 : 제2유입구
3223 : 제3유입구 323 : 유출구
3241 : 제1중간유동판 3242 : 제2중간유동판
3243 : 상부유동판 3251 : 제1유동홀
3252 : 제2유동홀 3253 : 제3유동홀
제4실시예
404 : 하부 헤드 429 : 지지턱
430 : 지지대
제5실시예
500 : 원자로용기 510 : 증기발생기
511 : 증기발생기용기 512 : 연결배관
520 : 유동혼합헤더

Claims (22)

  1. 내부에 상하방향으로 분리되는 제1분리층 내지 제M분리층을 구비하는 혼합헤더바디;
    서로 다른 구역의 증기발생기에서 각각 배출된 원자로냉각재를 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층으로 유입시키도록, 상기 혼합헤더바디의 측면에 형성된 복수의 유입구;
    상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층을 구획하도록 상기 혼합헤더바디의 내부에 상하방향으로 이격되게 배치되고, 복수의 유동홀을 구비하여 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층 간에 상기 원자로냉각재의 이동을 허용하는 복수의 유동판을 포함하고,
    상기 혼합헤더바디는 상방향으로 개방되고 하방향으로 막힌 원통형 형태로 형성되고,
    상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층은 상기 혼합헤더바디의 하부에서 상방향으로 순서대로 이격되게 배치되고,
    상기 복수의 유입구는,
    상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층과 각각 대응되는 높이에 위치하도록, 상기 혼합헤더바디의 측면에 상하방향으로 이격되게 형성되는 유동혼합헤더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층에서 혼합된 원자로냉각재를 노심으로 유출시키도록 상기 혼합헤더바디의 상단부에 형성되는 유출구를 포함하는 유동혼합헤더.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유동판은,
    상기 혼합헤더바디의 최상층인 상기 제M분리층의 상부에 배치되는 상부유동판;
    상기 혼합헤더바디의 최하층인 상기 제1분리층과 상기 제M분리층 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 중간유동판을 포함하는 유동혼합헤더.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유동홀은,
    상기 혼합헤더바디의 최하층인 상기 제1분리층과 최상층인 상기 제M분리층 사이에 배치되는 적어도 하나 이상의 중간유동판에 각각 두께방향으로 관통되게 형성되는 복수의 제1유동홀 내지 제L-1유동홀;
    상기 혼합헤더바디의 상기 제M분리층의 상부에 배치되는 상부유동판에 두께방향으로 관통되게 형성되는 복수의 제L유동홀을 포함하는 유동혼합헤더.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 유입구는,
    상기 혼합헤더바디의 최하층인 상기 제1분리층 내지 최상층인 상기 제M분리층에 각각 연통되게 형성되고, 상기 분리층 별로 서로 다른 높이로 배치되는 제1유입구 내지 제M유입구를 포함하고,
    상기 제1유입구 내지 제M유입구는 원자로용기의 원주방향으로 서로 다른 위치에 배치되는 유동혼합헤더.
  8. 내부에 상하방향으로 분리되는 제1분리층 내지 제M분리층을 구비하는 혼합헤더바디;
    서로 다른 구역의 증기발생기에서 각각 배출된 원자로냉각재를 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층으로 유입시키도록, 상기 혼합헤더바디의 측면에 형성된 복수의 유입구;
    상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층을 구획하도록 상기 혼합헤더바디의 내부에 상하방향으로 이격되게 배치되고, 복수의 유동홀을 구비하여 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층 간에 상기 원자로냉각재의 이동을 허용하는 복수의 유동판; 및
    상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층에서 혼합된 원자로냉각재를 노심으로 유출시키도록 상기 혼합헤더바디의 상단부에 형성되는 유출구를 포함하고,
    상기 유출구는 노심의 하부에 연통되게 배치되고,
    상기 노심을 지지하는 노심지지배럴과 상기 유출구 사이에 배치되어, 상기 노심지지배럴과 상기 유출구 사이를 밀봉하는 밀봉부재를 더 포함하는 유동혼합헤더.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 밀봉부재는,
    상기 유출구의 내측에 수용되고, 상단부가 상기 노심지지배럴에 접촉되어 눌리고, 하단부가 상기 혼합헤더바디의 상단부에 형성되는 플랜지부에 지지되는 누름스프링; 및
    상기 누름스프링을 고정하도록, 일측이 상기 유출구의 내벽면에 고정되고, 타측이 상기 누름스프링의 하단부에 고정되는 고정링을 포함하는 유동혼합헤더.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 누름스프링은,
    원형의 링 형태로 형성되고,
    상기 누름스프링의 중심부에서 반경방향 외측을 향해 상향 경사지게 형성되는 상부경사부;
    상기 노심지지배럴의 하단에 접촉 가능하게 상기 상부경사부에서 수평하게 연장되는 제1아우터 림부;
    상기 누름스프링의 중심부에서 반경방향 외측으로 하향 경사지게 형성되는 하부경사부; 및
    상기 플랜지부에 접촉 가능하게 상기 하부경사부에서 수평하게 연장되는 제2아우터 림부를 포함하는 유동혼합헤더.
  11. 노심을 수용하는 원자로용기;
    상기 원자로용기의 내부에서 상기 노심의 상부에 배치되고, 냉각수와 상기 원자로용기의 내부에서 순환하는 원자로냉각재를 열교환시켜 증기를 발생하는 복수의 증기발생기;
    상기 원자로용기 내부에서 상기 노심 하부에 배치되고, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합하는 유동혼합헤더를 포함하고,
    상기 유동혼합헤더는,
    상기 원자로냉각재가 유입되도록 측면에 형성된 복수의 유입구와, 상기 원자로냉각재가 상기 노심으로 유출되도록 상단부에 형성되는 유출구와, 상기 복수의 유입구와 상기 유출구에 연결되며 내부에 상기 원자로냉각재의 혼합을 위한 혼합영역을 구비하는 혼합헤더바디;
    상기 혼합헤더바디의 내부에 상하방향으로 이격되게 배치되어, 상기 혼합영역을 하부에서 상방향으로 제1분리층 내지 제M분리층으로 구획하는 복수의 유동판;
    상기 복수의 유동판에 각각 두께방향으로 관통되게 형성되어, 상기 제1분리층에서 상기 제M분리층으로 원자로냉각재를 이동시키는 복수의 유동홀을 포함하고,
    상기 복수의 유입구는,
    상기 복수의 증기발생기에서 각각 배출된 원자로냉각재를 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층으로 유입시키도록 상기 혼합헤더바디의 측면에서 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층과 각각 동일한 높이로 배치되는 제1유입구 내지 제M유입구를 포함하는 원자로.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 유동판은,
    상기 혼합헤더바디의 내부에서 최하층인 상기 제1분리층과 최상층인 상기 제M분리층 사이에 배치되는 제1 내지 제M-1중간유동판; 및
    상기 제M분리층의 상부에 배치되는 상부유동판을 포함하고,
    상기 복수의 유동홀은,
    상기 제1 내지 제M-1중간유동판 각각에 형성되는 복수의 제1 내지 제L-1유동홀; 및
    상기 상부유동판에 형성되는 복수의 제L유동홀을 포함하는 원자로.
  15. 노심을 수용하는 원자로용기;
    상기 원자로용기의 내부에서 상기 노심의 상부에 배치되고, 냉각수와 상기 원자로용기의 내부에서 순환하는 원자로냉각재를 열교환시켜 증기를 발생하는 복수의 증기발생기;
    상기 원자로용기 내부에서 상기 노심 하부에 배치되고, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합하는 유동혼합헤더를 포함하고,
    상기 유동혼합헤더는,
    상기 원자로냉각재가 유입되도록 측면에 형성된 복수의 유입구와, 상기 원자로냉각재가 상기 노심으로 유출되도록 상단부에 형성되는 유출구와, 상기 복수의 유입구와 상기 유출구에 연결되며 내부에 상기 원자로냉각재의 혼합을 위한 혼합영역을 구비하는 혼합헤더바디;
    상기 혼합헤더바디의 내부에 상하방향으로 이격되게 배치되어, 상기 혼합영역을 하부에서 상방향으로 제1분리층 내지 제M분리층으로 구획하는 복수의 유동판;
    상기 복수의 유동판에 각각 두께방향으로 관통되게 형성되어, 상기 제1분리층에서 상기 제M분리층으로 원자로냉각재를 이동시키는 복수의 유동홀을 포함하고,
    상기 유출구의 내측에 수용되고, 상기 노심을 지지하는 노심지지배럴에 의해 눌림으로, 상기 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재가 상기 혼합영역을 우회하는 유로를 차단하는 밀봉부재를 더 포함하는 원자로.
  16. 노심을 수용하는 원자로용기;
    상기 원자로용기의 외부에 원주방향으로 이격되게 배치되고, 연결배관에 의해 상기 원자로용기와 연결되는 복수의 증기발생기용기;
    상기 복수의 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기;
    상기 원자로용기 내부에서 상기 노심 하부에 배치되고, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합하는 유동혼합헤더를 포함하고,
    상기 유동혼합헤더는,
    상기 원자로냉각재가 유입되도록 측면에 형성된 복수의 유입구와, 상기 원자로냉각재가 상기 노심으로 유출되도록 상단부에 형성되는 유출구와, 상기 복수의 유입구와 상기 유출구에 연결되며 내부에 상기 원자로냉각재의 혼합을 위한 혼합영역을 구비하는 혼합헤더바디;
    상기 혼합헤더바디의 내부에 상하방향으로 이격되게 배치되어, 상기 혼합영역을 하부에서 상방향으로 제1분리층 내지 제M분리층으로 구획하는 복수의 유동판;
    상기 복수의 유동판에 각각 두께방향으로 관통되게 형성되어, 상기 제1분리층에서 상기 제M분리층으로 원자로냉각재를 이동시키는 복수의 유동홀을 포함하고,
    상기 복수의 유입구는,
    상기 복수의 증기발생기에서 각각 배출된 원자로냉각재를 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층으로 유입시키도록 상기 혼합헤더바디의 측면에서 상기 제1분리층 내지 상기 제M분리층과 각각 동일한 높이로 배치되는 제1유입구 내지 제M유입구를 포함하는 원자로.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 유동판은,
    상기 혼합헤더바디의 내부에서 최하층인 상기 제1분리층과 최상층인 상기 제M분리층 사이에 배치되는 제1 내지 제M-1중간유동판; 및
    상기 제M분리층의 상부에 배치되는 상부유동판을 포함하고,
    상기 복수의 유동홀은,
    상기 제1 내지 제M-1중간유동판 각각에 형성되는 복수의 제1 내지 제L-1유동홀; 및
    상기 상부유동판에 형성되는 복수의 제L유동홀을 포함하는 원자로.
  20. 노심을 수용하는 원자로용기;
    상기 원자로용기의 외부에 원주방향으로 이격되게 배치되고, 연결배관에 의해 상기 원자로용기와 연결되는 복수의 증기발생기용기;
    상기 복수의 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기;
    상기 원자로용기 내부에서 상기 노심 하부에 배치되고, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합하는 유동혼합헤더를 포함하고,
    상기 유동혼합헤더는,
    상기 원자로냉각재가 유입되도록 측면에 형성된 복수의 유입구와, 상기 원자로냉각재가 상기 노심으로 유출되도록 상단부에 형성되는 유출구와, 상기 복수의 유입구와 상기 유출구에 연결되며 내부에 상기 원자로냉각재의 혼합을 위한 혼합영역을 구비하는 혼합헤더바디;
    상기 혼합헤더바디의 내부에 상하방향으로 이격되게 배치되어, 상기 혼합영역을 하부에서 상방향으로 제1분리층 내지 제M분리층으로 구획하는 복수의 유동판;
    상기 복수의 유동판에 각각 두께방향으로 관통되게 형성되어, 상기 제1분리층에서 상기 제M분리층으로 이동시키는 복수의 유동홀을 포함하고,
    상기 유출구의 내측에 수용되고, 상기 노심을 지지하는 노심지지배럴에 의해 눌림으로, 상기 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재가 상기 혼합영역을 우회하는 유로를 차단하는 밀봉부재를 더 포함하는 원자로.
  21. 노심을 수용하는 원자로용기;
    상기 원자로용기의 내부에서 상기 노심의 상부에 배치되고, 냉각수와 상기 원자로용기의 내부에서 순환하는 원자로냉각재를 열교환시켜 증기를 발생하는 복수의 증기발생기;
    상기 원자로용기 내부에서 상기 노심 하부에 배치되고, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합하는 유동혼합헤더를 포함하고,
    상기 유동혼합헤더의 측면 하부에 돌출되게 형성되는 복수의 방진기;
    상기 원자로용기의 하부에 상기 유동혼합헤더를 수용하도록 형성되는 하부 헤드를 더 포함하고,
    상기 하부 헤드는,
    상기 유동혼합헤더의 저면을 지지하는 복수의 지지턱; 및
    상기 방진기의 양측면을 가로막도록 상기 복수의 지지턱에서 돌출되게 형성되는 복수의 지지대를 포함하는 원자로.
  22. 노심을 수용하는 원자로용기;
    상기 원자로용기의 외부에 원주방향으로 이격되게 배치되고, 연결배관에 의해 상기 원자로용기와 연결되는 복수의 증기발생기용기;
    상기 복수의 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기;
    상기 원자로용기 내부에서 상기 노심 하부에 배치되고, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 혼합하는 유동혼합헤더를 포함하고,
    상기 유동혼합헤더의 측면 하부에 돌출되게 형성되는 복수의 방진기;
    상기 원자로용기의 하부에 상기 유동혼합헤더를 수용하도록 형성되는 하부 헤드를 더 포함하고,
    상기 하부 헤드는,
    상기 유동혼합헤더의 저면을 지지하는 복수의 지지턱; 및
    상기 방진기의 양측면을 가로막도록 상기 복수의 지지턱에서 돌출되게 형성되는 복수의 지지대를 포함하는 원자로.
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