KR102457534B1 - 원전 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원전에 관한 것으로서, 원자로용기에서 증기발생기 등의 주요기기를 분리하여 원자로용기의 외부 용기에 배치하고, 원자로용기와 외부용기 간의 연결부를 원자로용기의 손상강도 대비 같거나 크게 강화된 강화 노즐로 구성함으로써, 대형배관파단사고의 가능성을 현저히 낮추면서도 용기 및 격납부의 크기를 축소시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

원전{NUCLEAR POWER PLANT}

본 발명은 원전의 원자로를 구성하는 압력용기의 형상에 관한 것이다.

원자로는 주요기기의 설치위치에 따라 증기발생기, 가압기, 원자로냉각재펌프 등의 주요기기가 설치되는 위치에 따라 분리형 원자로와 일체형 원자로로 나뉠 수 있다.

분리형 원자로(예, 국내 가압경수로, 일본 비등경수로)는 주요기기가 원자로의 외부에 설치된다.

일체형 원자로는 주요기기가 원자로용기 내부에 설치된다.

또한, 원자로는 원자로 내부를 가압하여 원자로냉각재의 비등을 허용하지 않는 가압경수로와 원자로냉각재의 비등을 허용하는 비등경수로로 나뉠 수 있다.

증기발생기는 1차계통과 2차계통의 사이에 위치하고, 1차계통과 2차계통 사이의 압력경계를 형성하고 유지하며, 원자로 노심에서 생산된 1차계통의 열을 증기발생기를 통해 2차계통으로 전달하여 증기를 생산하고, 증기발생기에서 생산된 증기는 터빈으로 공급되어 전력 생산에 사용된다.

일반적으로 분리형 원자로(국내 상용원전, 미국 AP1000)의 원자로용기에는 원자로 노심이 위치한다.

원자로용기와 증기발생기는 대형 배관에 의해 연결된다. 원자로냉각재펌프가 원자로용기와 증기발생기 사이의 대형 배관에 설치되어 원자로냉각재계통 유체에 순환 동력을 제공하게 된다.

또한 가압기는 서지배관을 통해 대형배관과 연결되어 원자로냉각계통의 압력을 제어한다.

이러한 특성으로 분리형 원자로는 대형배관 또는 서지배관 등의 대형배관이 파단되는 대형냉각재상실사고가 발생할 확률이 존재하는 단점이 있다.

반면, 분리형 원자로는 일체형 원자로에 비해 용량대비 원자로용기가 크지 않은 장점이 있다.

한편 일체형 원자로(국내 SMART 원전, 미국 mPower, NuScale, IRIS 등)는 주요기기가 원자로용기 내부에 내장되므로, 일체형 원자로에서는 대형배관 등의 파단으로 인한 대형냉각재상실사고가 근원적으로 배제되는 장점이 있다.

반면, 일체형 원자로는 분리형 원자로에 비해 용량대비 원자로용기가 매우 큰 단점이 있다.

일반적으로 원자력 환경에는 쉘앤튜브(shell and tube)형 증기발생기가 대부분 적용되고 있다. 쉘앤튜브형 증기발생기는 튜브의 형탱에 따라 나선관 형태(국내 SMART 원자로, 미국 Nuscale 원자로) 또는 직관 형태(미국 mPower 원자로) 또는 U자관 형태(대부분의 상용 분리형 가압 경수로)로 나뉠 수 있다.

그러나 원자력 환경에 적용하고 있는 증기발생기는 튜브의 원활한 유지보수(튜브 검사) 조건을 확보하기 위하여 비교적 큰 직경의 열교환 튜브가 이용되며, 설계압력이 높아 튜브의 두께가 두껍고, 이로 인해 비교적 큰 증기발생기가 적용되고 있다.

이러한 특징으로 인해 일체형 원자로는 사고에 대한 저항성은 크게 향상되나, 원자로용기 내부에 증기발생기가 내장형으로 설치됨으로써 원자로용기의 직경 또는 길이가 증가하는 단점이 있다.

원자로용기의 크기 및 중량이 증가하는 경우에, 고중량/대형 용기는 도로를 통한 내륙 이송시 터널, 교량, 고가도로 등 많은 장애물을 극복하기 위해 우회도로를 설치하거나 교량을 강화해서 이송해야 하므로, 많은 비용이 발생한다.

또한, 원자로용기의 직경 또는 길이의 증가는 원자로용기 내부구조물과 증기발생기 등 주요기기를 유지보수하기 위한 격납건물 내부 공간의 증가로 이어져 전반적인 비용 증가를 유발할 수 있다.

아울러, 증기발생기가 원자로용기 내부에 설치되어, 원자로용기의 내부 구조가 복잡해지는 문제가 있다. 이로 인해, 핵연료교체 작업, 내부구조물 및 주요기기의 조립과 해체작업을 포함한 유지보수 작업이 어려워지는 단점이 발생한다.

한편, 쉘앤튜브(shell and tube)형 증기발생기, 원자로냉각재펌프 등을 원자로용기의 외부에 설치하는 모듈형 원자로 설계(러시아 OKBM의 VBER-300 및 KLT-40)가 원자로에 적용되고 있다.

그러나, 이들 원전에는 대형 쉘앤튜브형 증기발생기를 채용함으로써, 원자로용기와 대형 증기발생기가 모듈 형태로 결합된 구조로 구성되어, 이들 구조물의 지지에 어려움이 있으며, 원자로용기 주변 공간이 협소해 원자로용기와 주요기기의 설치, 해체 및 유지보수 작업이 어려운 단점이 있다.

본 발명은 일체형 원자로와 분리형 원자로의 장점을 강화하면서 이들의 단점을 해소할 수 있는 원전을 제공하는데 그 목적이 있다.

구체적으로, 본 발명은 소형화 원자로용기를 적용할 수 있는 원전을 제공하는데 첫번째 목적이 있다.

본 발명은 대형냉각재상실사고를 배제할 수 있는 원전을 제공하는데 두번째 목적이 있다.

본 발명은 증기발생기의 크기를 최소화할 수 있고, 소형 용기로 고출력을 낼 수 있는 원전을 제공하는데 세번째 목적이 있다.

본 발명은 원자로용기와 외부 용기 등 용기의 크기, 직경 및 높이를 축소할 수 있고, 원전의 제작 및 건설비용을 절감할 뿐만 아니라, 원전설비에 대한 수송성을 향상시킴으로, 해안지역과 내륙지역의 건설이 용이하며, 원전설비의 이송비용 절감할 수 있는 원전을 제공하는데 네번째 목적이 있다.

본 발명은 증기발생기의 관리가 용이하고, 원자로용기의 구조가 단순해지고, 핵연료 교체작업 및 원자로용기, 내부구조물과 주요기기에 대한 유지보수작업이 용이한 원전을 제공하는데 다섯번째 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 원전은, 원자로용기; 상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기; 상기 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기; 상기 증기발생기용기의 상부에 배치되는 가압기용기; 상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기; 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기를 연통되게 연결하는 제1연결부; 상기 증기발생기용기와 상기 가압기용기를 연통되게 연결하는 제2연결부; 상기 증기발생기용기에 장착되고, 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기 사이에 원자로냉각재를 순환시키는 복수의 원자로냉각재펌프를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 증기발생기용기는 상기 원자로용기와 교차하는 방향으로 연장되고, 수평하게 설치될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 증기발생기용기는 상기 원자로용기의 중심을 반경방향으로 지나는 중심선에 수직하게 배치될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 가압기용기는 상기 증기발생기용기의 상부 중앙에 수직하게 배치될 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 상기 증기발생기용기는 상기 원자로용기의 중심을 반경방향으로 지나는 중심선과 일직선으로 배치될 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 상기 가압기용기는 상기 증기발생기용기의 상부 전단부 또는 상부 후단부에 수직하게 배치될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 증기발생기용기는 원통형으로 수평하게 길게 형성되고, 상기 복수의 증기발생기는 상기 증기발생기용기의 내부에 상하방향으로 설치되고, 상기 증기발생기용기의 길이방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 복수의 증기발생기는 복수의 열로 병렬로 배치되고, 상기 복수의 증기발생기로 냉각수를 공급하는 주급수관; 상기 주급수관을 통해 유입되는 상기 냉각수를 상기 복수의 증기발생기로 분배하도록, 상기 복수의 증기발생기의 하부에 각각 연결되는 급수관 공통헤더; 상기 복수의 증기발생기에서 생성된 증기를 수집하도록, 상기 복수의 증기발생기의 상부에 연결되는 증기관 공통헤더; 상기 증기관 공통헤더에 수집된 증기를 외부로 유출시키도록, 상기 증기관 공통헤더의 상부에 연결되는 주증기관을 포함할 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 증기발생기용기는, 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부에 각각 연통되게 연결되고, 상기 제1연결부로부터 유입되는 상기 원자로냉각재를 양방향으로 분기시키는 중간용기부; 상기 중간용기부의 일측에 연결되고, 상기 원자로냉각재를 일방향으로 분배받는 제1증기발생기용기부; 및 상기 중간용기부의 타측에 연결되고, 상기 원자로냉각재를 타방향으로 분배받는 제2증기발생기용기부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 증기발생기용기는, 제1구획부; 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부에 각각 연통되게 연결되고, 상기 제1구획부의 상부에 형성되어, 상기 제1연결부로부터 유입되는 상기 원자로냉각재를 상기 증기발생기의 일차측 유로에 전달하는 고온부; 및 상기 제1연결부에 연통되게 연결되고, 상기 제1구획부의 하부에 형성되어, 상기 증기발생기에서 배출된 상기 원자로냉각재를 상기 제1연결부로 전달하는 저온부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 저온부는, 상기 제1구획부의 하부에 이격되게 배치되는 제2구획부; 상기 제1구획부와 상기 제2구획부 사이에 형성되고, 상기 증기발생기의 일차측 유로에 연통되게 연결되어, 상기 증기발생기에서 배출되는 상기 원자로냉각재를 임시 저장하는 상부 저온부; 및 상기 제2구획부의 하부에 형성되고, 상기 제2구획부에 연통되게 연결되는 하부 저온부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 복수의 원자로냉각재펌프 각각은 상기 고온부 또는 상기 저온부에 연통되게 연결될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부는 상기 원자로냉각재가 흐름 가능하게 속이 빈 원통형으로 형성되는 강화 노즐로 각각 구성되고, 상기 강화 노즐은 배관에 비해 두께가 두껍고 길이가 짧게 형성될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 제1연결부와 상기 제2연결부는 상기 원자로냉각재가 흐름 가능하게 속이 빈 원통형으로 형성되는 강화 노즐로 구성되고, 상기 강화 노즐의 손상강도는 상기 원자로용기의 손상강도 대비 더 크거나 같게 구성될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 제1연결부는 이중 배관 구조로 형성되고, 상기 제1연결부는, 상기 이중 배관의 내부에 원통형으로 형성되는 유로분리벽; 상기 원자로냉각재가 상기 원자로용기에서 상기 증기발생기용기로 흐르도록 상기 유로분리벽의 외측에 형성되는 외측유로부; 및 상기 원자로냉각재가 상기 증기발생기용기에서 상기 원자로용기로 흐르도록 상기 유로분리벽의 내측에 형성되는 내측유로부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 제1연결부는, 상기 원자로용기의 측면에서 상기 증기발생기용기를 향해 돌출되게 연장되는 제1강화 노즐; 상기 증기발생기용기의 하부에서 상기 원자로용기를 향해 돌출되게 연장되는 제2강화 노즐; 상기 제1강화 노즐과 상기 제2강화 노즐 각각의 단부에서 반경방향 외측으로 돌출되게 형성되고, 서로 마주보는 방향으로 접촉되게 결합되는 복수의 플랜지부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제3실시예에 따른 원전은, 원자로용기; 상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기; 상기 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기; 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기 사이에 배치되는 하나 이상의 가압기용기; 상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기; 상기 원자로용기와 상기 가압기용기를 연통되게 연결하는 제3연결부; 및 상기 가압기용기와 상기 증기발생기용기를 연통되게 연결하는 제4연결부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1실시예와 제8실시예를 조합함에 따른 원전은, 원자로용기; 상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기; 상기 증기발생기용기의 외부에 배치되는 복수의 증기발생기; 상기 증기발생기용기의 상부에 배치되는 가압기용기; 상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기; 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기를 연통되게 연결하는 제1연결부; 상기 증기발생기용기와 상기 가압기용기를 연통되게 연결하는 제2연결부; 상기 증기발생기용기에 장착되고, 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기 사이에 원자로냉각재를 순환시키는 복수의 원자로냉각재펌프를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따른 원전은, 원자로용기; 상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 가압기용기; 상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기; 상기 가압기용기의 외부에 배치되는 복수의 증기발생기; 상기 원자로용기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 복수의 증기발생기로 전달하는 증기발생기 입구용기; 상기 증기발생기 입구용기의 하부에 이격되게 배치되고, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 원자로용기로 전달하는 증기발생기 출구용기; 상기 원자로용기와 상기 복수의 증기발생기 사이에서 상기 원자로냉각재를 순환시키는 원자로냉각재펌프; 및 상기 원자로용기와 상기 가압기용기를 연결하는 제1커넥터를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 가압기용기는 상하방향으로 길게 연장되는 원통 형태로 형성되고, 상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기 각각은 원통 형태로 상기 가압기용기와 교차하는 방향으로 서로 나란하게 연장되고, 수평하게 설치될 수 있다.

본 발명의 제5실시예 내지 제7실시예 중 일 실시예에 따르면, 상기 원자로용기, 상기 가압기용기, 상기 증기발생기 입구용기 및 상기 증기발생기 출구용기는 위에서 바라볼 때 T자형, 일자형 및 Y자형 중 어느 일 형태로 배치될 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 가압기용기와 상기 증기발생기 입구용기를 연결하는 제2커넥터; 및 상기 증기발생기 출구용기와 상기 가압기용기를 연결하는 제3커넥터를 포함할 수 있다.

본 발명의 제5실시예 내지 제7실시예 중 일 실시예에 따르면, 상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기는 상기 가압기용기에 직접 연결될 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 가압기용기는, 상기 가압기를 수용하는 가압기 수용부; 상기 가압기 수용부의 하부에 연통되게 배치되고, 상기 증기발생기 입구용기와 연결되는 상부 유로연결부; 및 상기 상부 유로연결부의 하부에 연통되게 배치되고, 양측이 상기 증기발생기 출구용기와 상기 원자로용기에 각각 연통되게 연결되는 하부 유로연결부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 가압기용기는, 제1연통홀을 구비하고, 상기 가압기 수용부와 상기 상부 유로연결부 사이를 가로지르도록 연장되는 상부 내부구조물; 제2연통홀을 구비하고, 상기 상부 유로연결부와 상기 하부 유로연결부 사이를 가로지르도록 연장되는 하부 내부구조물; 및 상측은 상기 제2연통홀을 통해 상기 상부 유로연결부와 연통되고, 하측은 상기 원자로용기와 연통되도록, 상기 하부 내부구조물의 내부에 구비되는 중간격벽을 포함하고, 상기 하부 유로연결부는, 상기 원자로용기에서 배출된 상기 원자로냉각재를 상기 상부 유로연결부로 전달하도록, 상기 중간격벽의 내측에 형성되는 내측유로부; 및 상기 증기발생기 출구용기에서 배출된 상기 원자로냉각재를 상기 원자로용기로 전달하도록, 상기 중간격벽의 외측에 형성되는 외측유로부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기는 각각 원통형으로 길게 형성되고, 상기 복수의 증기발생기는 상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기 각각의 외부에 상하방향으로 설치되고, 상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기의 길이방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 복수의 증기발생기는, 상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기를 사이에 두고 양측에 복수의 열로 이격되게 배치되고, 상기 복수의 증기발생기로 냉각수를 공급하는 주급수관; 상기 주급수관을 통해 유입되는 상기 냉각수를 상기 복수의 증기발생기로 분배하도록, 상기 복수의 증기발생기의 하부에 각각 연결되는 급수관 공통헤더; 상기 복수의 증기발생기에서 생성된 증기를 수집하도록, 상기 복수의 증기발생기의 상부에 연결되는 증기관 공통헤더; 및 상기 증기관 공통헤더에 수집된 증기를 외부로 유출시키도록, 상기 증기관 공통헤더의 상부에 연결되는 주증기관을 포함할 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 증기발생기 입구용기는, 상기 제2커넥터에 연통되게 연결되고, 상기 제2커넥터로부터 유입되는 상기 원자로냉각재를 양방향으로 분기시키는 중간입구용기부; 상기 중간입구용기부의 일측에 연결되고, 상기 원자로냉각재를 일방향으로 분배받는 제1증기발생기 입구용기부; 및 상기 중간입구용기부의 타측에 연결되고, 상기 원자로냉각재를 타방향으로 분배받는 제2증기발생기 입구용기부를 포함하고, 상기 증기발생기 출구용기는, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 상기 원자로냉각재를 상기 제3커넥터로 합류시키도록, 상기 제3커넥터에 연통되게 연결되는 중간출구용기부; 상기 원자로냉각재를 상기 중간출구용기부의 일측으로 합류시키도록, 상기 중간출구용기부의 일측에 연결되는 제1증기발생기 출구용기부; 및 상기 원자로냉각재를 상기 중간출구용기부의 타측으로 합류시키도록, 상기 중간출구용기부의 타측에 연결되는 제2증기발생기 출구용기부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 제1커넥터 내지 상기 제3커넥터 각각은 상기 원자로냉각재가 흐름 가능하게 속이 빈 원통형으로 형성되는 강화 노즐로 구성되고, 상기 강화 노즐의 손상강도는 상기 원자로용기의 손상강도 대비 더 크거나 같게 구성될 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 제1커넥터는 이중 배관 구조로 형성되고, 상기 제1커넥터는, 상기 이중 배관의 내부에 원통형으로 형성되는 유로격벽; 상기 원자로냉각재가 상기 원자로용기에서 상기 증기발생기용기로 흐르도록 상기 유로격벽의 내측에 형성되는 고온 유로부; 및 상기 원자로냉각재가 상기 증기발생기용기에서 상기 원자로용기로 흐르도록 상기 유로격벽의 외측에 형성되는 저온 유로부를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 원자로냉각재펌프는 상기 증기발생기 입구용기의 상부 또는 상기 증기발생기 출구용기의 하부에 설치될 수 있다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 상기 복수의 증기발생기는, 상기 가압기용기와 가장 가깝게 이격되게 배치되는 제1증기발생기; 및 상기 증기발생기 입구용기 및 상기 증기발생기 출구용기의 길이방향으로 상기 제1증기발생기와 이격되게 배치되는 제2증기발생기 내지 제N증기발생기를 포함하고, 상기 가압기용기와 상기 제1증기발생기 사이의 이격거리는 상기 제1증기발생기 내지 상기 제N증기발생기 상호 간의 이격거리보다 더 멀리 배치될 수 있다. 이에 의하면, 가압기용기와 제1증기발생기 사이의 거리가 적절한 간격을 두고 이격됨에 따라, 증기발생기 입구용기와 증기발생기 출구용기의 열팽창의 차이를 수용할 수 있다.

본 발명의 제8실시예에 따른 원전은, 원자로용기; 상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 가압기용기; 상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기; 상기 가압기용기의 외부에 배치되는 복수의 증기발생기; 상기 가압기용기의 외부에 수평하게 설치되고, 상기 원자로용기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 복수의 증기발생기로 전달하는 고온부와, 상기 고온부의 하부에 배치되어 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 원자로용기로 전달하는 저온부를 포함하는 증기발생기용기; 상기 원자로용기와 상기 복수의 증기발생기 사이에서 상기 원자로냉각재를 순환시키는 원자로냉각재펌프; 및 상기 원자로용기와 상기 가압기용기를 연결하는 제1용기 커넥터; 상기 가압기용기와 상기 고온부를 연결하는 제2용기 커넥터; 상기 저온부와 상기 가압기용기를 연결하는 제3용기 커넥터를 포함할 수 있다.

본 발명의 제8실시예에 따르면, 상기 복수의 증기발생기와 상기 고온부는 제1강화노즐부로 연결되고, 상기 복수의 증기발생기와 상기 저온부는 제2강화노즐부로 연결되고, 상기 제1강화노즐부와 상기 제2강화노즐부 각각에 격리밸브가 설치될 수 있다.

본 발명의 제1실시예 내지 제8실시예 중 적어도 하나 이상의 실시예에 따르면, 상기 복수의 증기발생기는 판형, 인쇄기판형 및 3D 프린트형 중 일 형태의 열교환기로 구성될 수 있다.

본 발명의 제1실시예 내지 제8실시예 중 적어도 하나 이상의 실시예에 따르면, 상기 원자로용기의 내부 또는 외부에 제어봉 구동장치가 설치될 수 있다.

본 발명의 제9실시예에 따른 원전은, 원자로용기; 상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기; 상기 증기발생기용기의 외부에 배치되는 복수의 증기발생기; 상기 증기발생기용기의 상부에 배치되는 가압기용기; 상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기; 상기 원자로용기와 상기 복수의 증기발생기 사이에서 상기 원자로냉각재를 순환시키는 원자로냉각재펌프; 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기를 연결하는 제1증기발생기 용기 커넥터; 및 상기 증기발생기용기와 상기 가압기용기를 연결하는 제2증기발생기 용기 커넥터를 포함하고, 상기 증기발생기용기는, 상기 원자로용기의 외부에 수평하게 설치되고, 상기 원자로용기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 복수의 증기발생기로 전달하는 고온부와, 상기 고온부의 하부에 배치되어 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 원자로용기로 전달하는 저온부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 원전의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

첫번째, 증기발생기를 원자로용기의 외부에 설치하여, 원자로용기와 주요기기 수용용기의 분리를 통해 분리형 원자로의 가장 큰 장점 중 하나인 원자로용기의 소형화가 가능하고, 용기 제작비를 절감할 수 있다.

두번째, 원자로용기와 주요기기 수용용기를 연결하는 연결부에 배관의 길이가 짧고 두께가 강화된 강화 노즐을 적용하여, 원자로용기와 외부 주요기기 수용용기 사이에 발생할 수 있는 대형냉각재상실사고를 배제할 수 있다.

세번째, 열전달 집적도가 높은 플레이트형 증기발생기를 적용함으로써, 증기발생기의 크기를 최소화할 수 있다. 여기서, 플레이트형 증기발생기라고 함은 인쇄기판형 증기발생기와 같이 압력에 강한 내구성을 갖는 증기발생기를 의미 의미하며, 판의 끝단을 용접하는 방식, 확산접합을 이용하는 방식, 3D 프린팅 기술을 이용한 방식 등을 포괄적으로 지칭한다.

네번째, 원자로용기와 별개로 증기발생기를 수용하는 증기발생기 용기, 가압기를 수용하는 가압기 용기 등의 다중 용기를 이용하여 원자로 및 주요기기를 구성함으로써, 소형용기로 고출력의 원자로를 달성할 수 있다.

다섯번째, 원자로용기의 외부에 주요 기기의 수용을 위한 외부 용기를 설치함으로써, 원자로용기와 외부 용기 등 용기의 직경 및 높이를 축소할 수 있다.

상기 용기의 직경 및 높이와 중량을 크게 축소함에 따라, 격납부 및 보조건물 등 건물 면적을 크게 축소시켜 경제적 비용이 크게 절감되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 용기의 소형화로 원전 설비에 대한 수송성을 향상시켜, 해안 지역뿐만 아니라 내륙 지역에 대한 원전 설비의 건설이 용이하다.

아울러, 기기의 소형화로 원전설비에 대한 건설 공기를 단축할 수 있는 장점이 있다.

게다가, 내륙으로의 이송이 용이하고, 이송비용을 크게 절감할 수 있다.

아울러, 원자로냉각재계통(1차계통)의 체적감소로 화학및체적제어계통 등의 설비용량을 감소시킬 수 있다.

더욱이, 용기의 소형화 및 경량화로 기기/용기의 설치 및 해체가 용이하고, 각각의 용기를 별도로 조립하는 것이 가능하여 조립시간을 단축할 수 있다.

여섯번째, 증기발생기를 별도로 구성함으로써, 증기발생기의 관리가 용이하고, 원자로용기의 구조가 단순해지는 이점이 있다.

일곱번째, 주요기기가 원자로용기의 외부에 별도로 설치되므로, 원자로용기의 내부구조물이 단순해짐으로, 핵연료 교체작업이 용이하고, 원자로용기, 내부구조물 및 주요기기에 대한 유지보수 작업이 매우 원활해지는 장점이 있다.

여덟번째, 주요기기가 원자로용기의 외부에 배치됨으로, 다양한 건물 형태에 적합하도록 변형 배치가 가능하다.

아홉번째, 원자로용기의 내부 공간이 단순화됨으로, 원자로용기의 내부 공간을 제어봉구동장치의 설치 등의 용도로 보다 여유 있게 활용할 수 있다.

열번째, 원자로용기와 기타 용기가 분리되어 주요기기에 대한 설치 및 유지보수 작업이 용이하다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 원전의 구성을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에서 II-II를 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 1에서 원자로용기와 증기발생기용기를 위에서 바라볼 때 T자형으로 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 2에서 IV-IV를 따라 취한 단면도이다.
도 5은 본 발명의 제2실시예에 따른 원전의 원자로용기와 증기발생기용기가 일직선 형태로 배치되고, 가압기용기가 증기발생기용기의 후단부에 배치된 구조를 보여주는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 원전의 원자로용기와 증기발생기용기가 일직선 형태로 배치되고, 가압기용기가 증기발생기용기의 전단부에 배치된 구조를 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 원전의 구성으로, 원자로용기, 가압기용기 및 증기발생기용기가 T자형으로 배치된 모습을 보여주는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 원전의 구성으로, 원자로용기, 가압기용기 및 증기발생기용기가 일자형으로 배치된 모습을 보여준다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 원전의 구성을 보여주는 개념도이다.
도 10은 도 9에서 X-X를 따라 취한 단면을 보여주는 개념도이다.
도 11은 도 10에서 XI-XI를 따라 취한 단면을 보여주는 개념도이다.
도 12는 도 10의 원자로용기, 가압기용기 및 증기발생기 입구용기를 위에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 원자로용기, 가압기용기 및 증기발생기 입구/출구용기가 일자형으로 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 14는 본 발명의 제6실시예에 따른 원자로용기, 가압기용기 및 증기발생기 입구/출구용기가 Y자형으로 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 15는 본 발명의 제7실시예에 따른 원자로용기, 가압기용기 및 증기발생기 입구/출구용기가 T자형으로 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 16은 본 발명의 제8실시예에 따른 복수의 증기발생기가 증기발생기용기의 외부에 배치되고, 원자로냉각재펌프가 증기발생기용기의 상부에 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 17은 본 발명의 제8실시예에 따른 복수의 증기발생기가 증기발생기용기의 외부에 배치되고, 원자로냉각재펌프가 증기발생기용기의 하부에 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 18은 본 발명의 제9실시예에 따른 원전의 원자로용기와 증기발생기용기가 일직선 형태로 배치되고, 가압기용기가 증기발생기용기의 후단부에 배치된 구조를 보여주는 평면도이다.
도 19는 본 발명의 제9실시예에 따른 원전의 원자로용기와 증기발생기용기가 일직선 형태로 배치되고, 가압기용기가 증기발생기용기의 전단부에 배치된 구조를 보여주는 평면도이다.

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.

본 발명에 따른 원자로는 분리형 원자로일 수 있다. 또는 본 발명의 원자로는 모듈형 원자로일 수 있다. 단, 본 발명에서 분리형 또는 모듈형 원자로는 통상적으로 배관으로 연결되는 형태가 아닌 배관파단에 의한 대형냉각재상실사고를 배제하기 위해 강화된 노즐을 이용하여 각 용기 또는 증기발생기 사이의 연결부를 강화시켜 연결한 형태의 원자로를 의미한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 원전의 구성을 보여주는 개념도이다.

도 2는 도 1에서 II-II를 따라 취한 단면도이다.

도 3은 도 1에서 원자로용기(100)와 증기발생기용기(110)를 위에서 바라볼 때 T자형으로 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.

도 4는 도 2에서 IV-IV를 따라 취한 단면도이다.

본 실시예에 따른 원전은 원자로용기(100), 증기발생기용기(110), 가압기용기(120)를 포함하여 구성된다.

원자로용기(100)는 핵연료를 장전하여 연쇄적인 핵분열반응이 안전하게 일어날 수 있도록 1 차계통의 압력경계를 유지하기 위해 내열성이 우수한 탄소강 재질의 금속으로 이루어진 압력용기일 수 있으나, 본 발명에서 용기의 재질을 제한하지는 않는다.

원자로용기(100)는 내부에 수용공간을 구비한다. 원자로용기(100)의 내부에 노심(104)이 구비된다. 노심(104)은 핵연료가 장전되는 곳으로, 핵연료 집합체로 구성될 수 있다.

노심(104)에서 발생하는 열을 냉각하기 위해 원자로용기(100)의 내부에 원자로냉각재가 저장된다.

원자로용기(100)는 용기바디(101), 상부덮개(102) 및 용기바디(101)와 일체로 형성되는 하부바디(103)로 구성될 수 있다.

용기바디(101)는 상하방향으로 길게 연장되며 속이 빈 원통형으로 형성될 수 있다.

상부덮개(102)와 하부바디(103)는 반구 형태로 각각 형성되고, 용기바디(101)의 상부와 하부를 각각 덮도록 형성될 수 있다.

일반적으로 용기바디(101)와 하부바디(103)는 일체로 형성되고, 상부덮개(102)는 용기바디(101)와 분리 가능하게 형성된다.

원전에서는 원자로 노심(104)의 반응도(핵반응)를 조절하기 위해 제어봉이 사용되고 있으며, 제어봉은 제어봉 구동장치(106; control rod drive mechanism ; CRDM or control element drive mechanism ; CEDM)에 의해 작동된다.

제어봉은 크게 제어용 제어봉과 정지용 제어봉으로 구분될 수 있다.

제어용(기동용과 정상운전용) 제어봉은 원자로가 정상운전중일 때 삽입량을 조절하여 노심(104)의 반응도를 조절하는 수단을 제공한다.

정지용 제어봉은 원자로의 정지시 충분한 반응도 억제 수단을 제공한다.

제어용 제어봉과 정지용 제어봉은 원자로의 긴급정지가 필요한 경우에 전원이 차단되면서, 중력 또는 압력 또는 스프링 등의 힘에 의해 긴급히 삽입되어 원자로를 정지하는 기능을 수행한다.

정지용 제어봉은 저온 영출력 상태와 고온 영출력 상태 사이의 반응도 변화를 보상한다.

기동용 제어봉은 고온 영출력 상태와 고온 전출력 상태 사이의 반응도 변화를 보상하며, 운전용 제어봉은 운전 시간의 경과에 따른 연료의 연소도 변화를 보상하는 기능을 수행한다.

일반적으로 상용화되어 원자로에 적용되고 있는 제어봉구동장치는 원자로용기(100) 외부에 설치되며, 상용 가압경수로에서는 원자로 상부에 설치되는 상부 삽입형이, 상용 비등경수로에서는 원자로 하부에 설치되는 하부 삽입형이 이용되고 있다.

본 발명의 제어봉 구동장치(106)는 원자로용기(100)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 제어봉 구동장치(106)가 원자로용기(100)의 내부에 설치된 모습을 보여준다. 단, 본 발명에서 제어봉 구동장치(106)의 설치 위치는 제한하지 않는다.

제어봉 구동장치(106)는 제어봉을 삽입 또는 인출하도록 이루어진다.

원자로용기(100)의 내부에는 상하방향으로 서로 분리 가능한 노심(104)지지배럴과 상부안내구조물이 구비될 수 있다. 노심(104)지지배럴과 상부안내구조물은 핵연료를 상부와 하부에서 지지할 수 있다.

원자로용기(100)의 외부에 격납부가 배치될 수 있다. 격납부는 원자로용기(100) 또는 원자로냉각재계통(분리형 원자로의 경우)의 외부를 보호할 수 있다.

격납부는 강화콘크리트를 이용하여 제작 건설하는 경우 격납건물(또는 원자로 건물)이라 지칭하며, 철재를 이용하여 제작 건설하는 경우 격납용기(소형인 경우 안전보호용기)라고 명명될 수 있다. 본 발명에서는 특별한 언급이 없는 한 격납건물, 원자로건물, 격납용기, 안전보호용기 등을 통칭하여 “격납부”라고 지칭할 수 있다.

원자로용기(100)의 외부에 복수의 증기발생기(118) 및 가압기(121)가 배치된다.

증기발생기(118)는 1차계통과 2차계통의 사이에 위치한다.

증기발생기(118)는 1차계통과 2차계통 사이의 압력경계를 형성하고 유지할 수 있다.

증기발생기(118)는 원자로 노심(104)에서 생산된 1차계통의 열을 증기발생기(118)를 통해 2차계통으로 전달하여 증기를 생산하고, 증기발생기(118)에서 생산된 증기는 터빈으로 공급되어 전력 생산에 사용된다.

1차계통은 원자로 노심(104)과 증기발생기(118) 사이에 원자로냉각재를 순환시킴으로, 1차계통의 열이 원자로냉각재를 통해 증기발생기(118)로 전달된다.

증기발생기(118)는 1차유로와 2차유로를 포함한다. 1차유로는 원자로냉각재가 흐르도록 구성된다. 2차유로는 급수와 증기가 흐르도록 구성된다.

증기발생기(118)는 1차유로의 원자로냉각재와 2차유로의 냉각수를 유체 사이에 열을 교환시킴으로, 2차 유로의 냉각수가 증기로 변하여, 증기가 생성된다.

증기발생기(118)는 판형, 인쇄기판형, 3D 프린트형의 열교환기로 구성될 수 있다.

인쇄기판형 열교환기는 광화학적 식각 기술(Photo-chemical etching technique)에 의한 조밀한 유로배치 및 확산접합 기술을 이용하여 열교환기의 판 사이의 용접을 없앤 구조의 열교환기이다.

이에 따라 인쇄기판형 열교환기는 고온, 고압의 환경에 적용 가능하고, 고집적도와 우수한 열교환 성능을 갖추고 있다.

인쇄기판형 열교환기는 고온/고압의 환경에 대한 내구성, 우수한 열교환 성능과 고집적도 등의 장점으로 냉난방시스템, 연료전지, 자동차, 화학 공정, 의료기기, 원자력, 정보 통신 장비, 극저온 환경 등의 증발기, 응축기, 냉각기, 라디에이터, 열교환기, 반응기 등 매우 다양한 분야로 적용범위가 확대되고 있다.

판형 열교환기는 복수의 판을 압출하여 유로 채널을 형성하고, 복수의 판 사이를 개스킷을 사용하거나 일반 용접 또는 브레이징 용접을 사용하여 결합시킨다.

이에 따라, 판형 열교환기는 적용분야가 인쇄기판형 열교환기와 유사하나 압력이 낮은 저압 환경에서 더 많이 이용되고 있다.

판형 열교환기는 열교환 성능이 인쇄기판형 열교환기 보다는 낮고 쉘&튜브(shell and tube)형 열교환기 보다는 우수한 특성이 있다.

또한, 판형 열교환기는 인쇄기판형 열교환기에 비해서는 제작이 간편한 특징이 있다.

3D 프린팅형 기술은 분말, 액체, 고체 형태의 물질을 적층하여 3D 형태의 입체물로 제조하는 방식의 기술을 의미한다. 3D프린팅 기술은 ‘84년 최초로 개발된 이후로 기술진보에 따라 소비재, 전기전자, 자동차, 항공우주, 의료, 산업기계 등 다양한 산업분야로 확대 적용되고 있다.

본 발명에서 플레이트형 열교환기라 함은, 특별한 언급이 없는 한, 일반적인 판형 열교환기와 인쇄기판형 열교환기뿐만 아니라 3D프린트 기술을 적용한 방식을 포함해서 플레이트(판)의 가공 방법이나 접합 방법에 차이가 있는 경우도 모두 포괄적으로 지칭한다.

증기발생기용기(110)는 원자로용기(100)의 외부에 배치된다. 증기발생기용기(110)는 원자로냉각재를 증기발생기(118)로 전달하도록 내열성이 강한 탄소강 재질의 금속으로 이루어진 압력용기일 수 있으나, 본 발명에서 용기의 재질을 제한하지는 않는다.

증기발생기용기(110)는 수평방향으로 길게 연장되도록 형성된 원통 형태로 형성될 수 있다. 증기발생기용기(110)는 원자로용기(100)와 교차하는 방향으로 배치될 수 있다.

증기발생기용기(110)는 위에서 바라볼 때 원자로용기(100)에 대하여 수직하게 배치될 수 있다(도 3 참조).

원자로용기(100)와 증기발생기용기(110)는 위에서 바라볼 때 T자형으로 배치될 수 있다.

복수의 증기발생기(118)는 증기발생기용기(110)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다.

본 실시예에서는 증기발생기(118)가 증기발생기용기(110)의 내부에 설치된 개념적인 모습을 보여준다(도 1 참조).

원자로용기(100)와 증기발생기용기(110)를 연결하도록, 제1연결부(124)가 원자로용기(100)와 증기발생기용기(110) 사이에 배치된다. 제1연결부(124)는 증기발생기용기(110)의 하부에 배치될 수 있다.

제1연결부(124)의 일측은 원자로용기(100)의 측면에 연통되게 연결되고, 제1연결부(124)의 타측은 증기발생기용기(110)의 하부에 연통되게 연결될 수 있다.

제1연결부(124)는 강화 노즐로 구성될 수 있다.

강화 노즐은 일반 배관 대비 길이가 짧고 두께를 증가시킴으로, 구조적으로 강화된 배관을 의미한다.

강화 노즐은 원자로용기(100)의 손상 강도 대비 같거나 더 작게 형성된다. 강화 노즐의 파손확률이 현저하게 감소된다. 예를 들면, 강화 노즐의 파손확률은 원자로용기(100)의 파손확률 대비 같거나 더 작다.

제1연결부(124)는 제1강화 노즐(1241)과 제2강화 노즐(1242)로 구성될 수 있다.

제1강화 노즐(1241)은 원자로용기(100)의 측면에서 증기발생기용기(110)의 하부를 향해 연장될 수 있다.

제2강화 노즐(1242)은 증기발생기용기(110)의 하부에서 원자로용기(100)의 측면을 향해 연장되게 형성될 수 있다.

제1강화 노즐(1241)과 제2강화 노즐(1242)은 각각 원형의 단면형상을 갖는다.

제1강화 노즐(1241)의 일단부에 제1플랜지부(1243)가 반경방향 외측으로 돌출되게 형성된다.

제2강화 노즐(1242)의 일단부에 제2플랜지부(1244)가 반경방향 외측으로 돌출되게 형성된다.

제1플랜지부(1243)와 제2플랜지부(1244)는 서로 마주하게 접촉된다.

제1플랜지부(1243)와 제2플랜지부(1244)는 스터드 볼트 등과 같은 체결부재에 의해 서로 체결되거나 용접에 의해 결합될 수 있다. 본 실시예에서는 제1플랜지부(1243)와 제2플랜지부(1244)가 스터드 볼트에 의해 체결된 모습을 보여준다.

제1강화 노즐(1241)과 제2강화 노즐(1242)은 각각 이중 배관 구조로 형성될 수 있다.

제1강화 노즐(1241)과 제2강화 노즐(1242) 각각의 내부에 외측유로부(1245), 내측유로부(1246) 및 유로분리벽(1247)이 구비된다.

유로분리벽(1247)은 원형의 단면형상을 갖으나, 본 발명에서 원형단면형상으로 한정하지는 않는다. 유로분리벽(1247)은 외측유로부(1245)와 내측유로부(1246) 사이에 배치된다. 외측유로부(1245)와 내측유로부(1246)는 유로분리벽(1247)에 의해 분리될 수 있다.

외측유로부(1245)는 증기발생기용기(110)에서 배출된 원자로냉각재를 원자로용기(100)로 전달하도록 이루어진다.

내측유로부(1246)는 원자로용기(100)에서 배출된 원자로냉각재를 증기발생기용기(110)로 전달하도록 이루어진다.

외측유로부(1245)를 따라 흐르는 원자로냉각재와 내측유로부(1246)를 따라 흐르는 원자로냉각재의 유동방향은 서로 반대이다. 원자로용기(100)의 내부에 순환유로가 구비된다.

순환유로는 원자로용기(100) 내부의 원자로냉각재를 순환시키도록 이루어진다.

순환유로는 제1순환유로(1051)와 제2순환유로(1052)를 포함한다.

제1순환유로(1051)와 제2순환유로(1052)는 원자로용기(100)의 내부에 구비되는 내부 구조물에 의해 분리될 수 있다. 내부구조물(1053)을 원통형으로 형성될 수 있다.

제1순환유로(1051)는 내부구조물(1053)의 내측에 형성되고, 제2순환유로(1052)는 내부구조물(1053)의 외측에 형성될 수 있다.

제1순환유로(1051)의 일측은 노심(104)의 상부와 연통되게 연결되고, 제1순환유로(1051)의 타측은 제1연결부(124)의 내측유로부(1246)와 연통되게 연결될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 노심(104)에서 배출된 고온의 원자로냉각재는 제1순환유로(1051)를 따라 제1연결부(124)의 내측유로부(1246)로 이동할 수 있다.

제2순환유로(1052)의 일측은 제1연결부(124)의 외측유로부(1245)와 연통되게 연결되고, 제2순환유로(1052)의 타측은 노심(104)의 하부와 연통되게 연결될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 제1연결부(124)의 외측유로부(1245)에서 배출된 원자로냉각재는 노심(104)의 하부로 이동할 수 있다.

증기발생기용기(110)는 증기발생기(118)를 수용할 수 있다. 증기발생기용기(110)는 원형의 단면형태를 갖는다. 증기발생기용기(110)는 원자로용기(100)에 대하여 수평하게 설치될 수 있다. 증기발생기용기(110)는 원자로용기(100)에 대하여 교차하는 방향으로 수평하게 길게 연장될 수 있다.

증기발생기용기(110)는 제1증기발생기용기부(111), 중간용기부(113) 및 제2증기발생기용기부(112)를 구비하여 구성될 수 있다.

제1증기발생기용기부(111)와 제2증기발생기용기부(112)는 중간용기부(113)를 사이에 두고 서로 반대측에 일직선으로 배치될 수 있다.

제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112) 각각은 속이 빈 원통 형태로 형성되고, 각 증기발생기용기(110)부의 일측은 막히도록 형성된다.

제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112)는 복수의 증기발생기(118)를 각각 수용할 수 있다.

중간용기부(113)는 속이 빈 원통 형태로 형성될 수 있다. 중간용기부(113)의 일단부는 제1증기발생기용기부(111)의 일단에 연결되고, 중간용기부(113)의 타단부는 제2증기발생기용기부(112)의 타단에 연결되게 결합될 수 있다.

제1증기발생기용기부(111)와 중간용기부(113)는 플랜지 또는 용접에 의해 결합될 수 있다. 제2증기발생기용기부(112)와 중간용기부(113)도 플랜지 또는 용접에 의해 결합될 수 있다.

제1증기발생기용기부(111)의 타단과 제2증기발생기용기부(112)의 일단은 서로 반대측에 배치되고, 각각 반구 형태로 형성된다.

중간용기부(113)의 하측에 관통홀(1131)이 형성될 수 있다. 제1연결부(124)와 중간용기부(113)는 관통홀(1131)을 통해 서로 연통되게 연결될 수 있다.

원자로용기(100)에서 배출된 원자로냉각재가 관통홀(1131)을 통해 제1연결부(124)에서 중간용기부(113)로 유입될 수 있다.

증기발생기(118)에서 배출된 원자로냉각재가 관통홀(1131)을 통해 중간용기부(113)에서 제1연결부(124)로 유출될 수도 있다.

제1증기발생기용기부(111), 중간용기부(113) 및 제2증기발생기용기부(112) 각각은 고온부(114)와 저온부(115)를 구비할 수 있다.

고온부(114)는 원자로용기(100)에서 배출된 고온의 원자로냉각재가 임시적으로 수용되는 공간이다.

고온부(114)에 복수의 증기발생기(118)가 수용될 수 있다. 복수의 증기발생기(118)는 고온부(114)에 복수 열의 병렬로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 복수의 증기발생기(118)가 2열로 배치된 모습을 보여준다.

복수의 증기발생기(118)는 증기발생기용기(110)의 길이방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

고온부(114)는 복수의 증기발생기(118)에 원자로냉각재를 공급하도록 이루어진다.

저온부(115)는 증기발생기(118)에서 배출된 저온의 원자로냉각재가 임시적으로 수용되는 공간이다.

고온부(114)가 저온부(115)보다 더 크게 형성될 수 있다. 단, 본 발명에서 고온부(114)가 저온부(115)보다 더 크게 형성되는 경우로 한정하지는 않는다.

고온부(114)와 저온부(115)는 제1구획부(116)에 의해 분리될 수 있다. 제1구획부(116)는 수평하게 연장될 수 있다. 제1구획부(116)는 증기발생기용기(110)의 원 중심으로부터 아래로 이격되게 배치될 수 있다.

중간용기부(113)의 제1구획부(116)에 유입홀(1161)이 상하방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 유입홀(1161)은 제1연결부(124)의 내측유로부(1246)로부터 전달되는 원자로냉각재를 유입시키도록 이루어진다.

중간용기부(113)의 저온부(115)에 중간유로격벽(1172)이 구비된다. 중간용기부(113)의 중간유로격벽(1172)은 중간용기부(113)의 관통홀(1131)과 제1구획부(116)의 유입홀(1161) 사이에서 상하방향으로 연장될 수 있다.

중간용기부(113)의 중간유로격벽(1172)은 원통형으로 형성될 수 있다. 중간용기부(113)의 중간유로격벽(1172)은 제1연결부(124)의 유로분리벽(1247)과 같은 크기로 형성되어 제1연결부(124)의 유로분리벽(1247)과 연결되고, 원자로용기(100)에서 배출되는 고온의 원자로냉각재와 증기발생기(118)에서 배출되는 저온의 원자로냉각재를 분리할 수 있다.

제1연결부(124)에서 전달되는 고온의 원자로냉각재는 중간용기부(113)의 중간유로격벽(1172)의 내측에 형성되는 내측유로부를 통해 중간용기부(113)의 저온부(115)를 관통하여 중간용기부(113)의 고온부(114)로 유입될 수 있다.

중간용기부(113)의 고온부(114)에 유입된 원자로냉각재는 제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112)를 향해 각각 2갈래로 분기되어 분배될 수 있다.

제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112)의 원자로냉각재는 제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112) 각각에 수용된 복수의 증기발생기(118)로 공급될 수 있다.

제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112) 각각의 고온부(114)에 수용된 원자로냉각재는 복수의 증기발생기(118) 각각의 1차유로와 연통되어 증기발생기(118)의 내부로 유입되고, 고온부(114)의 원자로냉각재는 증기발생기(118)의 2차유로를 통과하는 냉각수와 열교환함으로 냉각수로 열전달된다.

이에 의하면, 원자로냉각재는 증기발생기(118)의 1차유로를 통과하면서 냉각될 수 있다.

제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112) 각각의 저온부(115)는 제2구획부(117)에 의해 상부 저온부(1151)와 하부 저온부(1152)로 구획될 수 있다.

제2구획부(117)는 제1구획부(116)의 하부에 이격되게 배치될 수 있다. 제2구획부(117)는 수평방향으로 연장될 수 있다. 다만, 중간용기부(113)에는 제2구획부(117)가 불필요하다.

제1구획부(116)에 제1유출홀(1162)이 상하방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 상부 저온부(1151)는 제1유출홀(1162)을 통해 증기발생기(118)의 1차유로와 연통되게 연결될 수 있다.

증기발생기(118)에서 냉각된 원자로냉각재는 제1유출홀(1162)을 통해 상부 저온부(1151)로 유입될 수 있다. 복수의 증기발생기(118)에서 배출된 원자로냉각재는 상부 저온부(1151)에 수집될 수 있다.

제2구획부(117)에 제2유출홀(1171)이 상하방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 하부 저온부(1152)는 제2유출홀(1171)을 통해 상부 저온부(1151)와 연통되게 연결될 수 있다.

상부 저온부(1151)의 원자로냉각재는 제2유출홀(1171)을 통해 하부 저온부(1152)로 유입될 수 있다.

제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112)의 상부 및 하부 저온부(1152)에 수집된 원자로냉각재는 중간용기부(113)의 저온부(115)로 수집될 수 있다.

중간용기부(113)의 중간유로격벽(1172)에 의해 분리된 중간용기부(113)의 저온부(115)는 제1연결부(124)의 외측유로부(1245)와 연통되게 연결된다.

중간용기부(113)의 저온부(115)에 수집된 원자로냉각재는 제1연결부(124)를 통해 원자로용기(100) 내부의 제2순환유로(1052)로 순환될 수 있다.

복수의 원자로냉각재펌프(130)는 제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112)의 상부 또는 하부에 설치되어, 원자로냉각재를 순환시킬 수 있다.

본 실시예에서는 복수의 원자로냉각재펌프(130)가 제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112)의 하부에 설치된 모습을 보여준다.

복수의 원자로냉각재펌프(130)는 제1 및 제2증기발생기용기부(111, 112)의 길이방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

원자로냉각재펌프(130)는 저온부(115)에 수직하게 설치될 수 있다. 원자로냉각재펌프(130)는 수력부(131)와 동력부(133)로 구성될 수 있다. 수력부(131)는 상부 저온부(1151)와 하부 저온부(1152)에 설치될 수 있다. 수력부(131)는 펌프유입구, 펌프유출구 및 임펠러(841; 도 16, 17 참조)를 구비하여 구성될 수 있다.

펌프유입구는 상부 저온부(1151)와 연통되게 형성되고, 펌프유출구는 하부 저온부(1152)와 연통되게 형성될 수 있다. 임펠러(841)는 펌프유입구와 펌프 유출구 사이에 배치되고, 수력부(131)의 케이스 내부에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

임펠러(841)가 회전 작동함에 따라, 원자로냉각재가 상부 저온부(1151)에서 하부 저온부(1152)로 이동할 수 있다.

원자로냉각재는 원자로냉각재펌프(130)의 작동에 의해 고온부(114)에서 증기발생기(118)를 경유하여 저온부(115)로 이동할 수 있다.

동력부(133)는 하부 저온부(1152)에 설치될 수 있다. 동력부(133)는 캔드모터로 구현될 수 있다. 캔드모터는 고정자와 회전자에 냉각재가 스며드는 것을 방지하기 위하여 밀봉캔으로 고정자와 회전자를 감싸서 밀봉함으로 냉각재와 격리될 수 있다. 단, 본 발명에서 원자로냉각재펌프(130)의 형식을 캔드모터 형식으로 한정하는 것은 아니다.

급수계통은 복수의 증기발생기(118)와 연결될 수 있다. 복수의 주급수관(140)은 급수계통과 증기발생기(118)를 연결하여, 증기발생기(118)에 냉각수를 공급하도록 이루어진다.

복수의 주급수관(140)은 증기발생기용기(110)를 관통하도록 설치된다. 복수의 증기발생기(118)로 냉각수를 공급하기 위해, 급수관 공통헤더(142)가 증기발생기용기(110)의 고온부(114)에 수용된다. 급수관 공통헤더(142)는 냉각수가 흐름 가능하도록 배관 형태로 형성될 수 있다. 급수관 공통헤더(142)는 증기발생기(118)의 하측에 배치되고, 증기발생기용기(110)의 길이방향으로 수평하게 연장될 수 있다.

복수의 증기발생기(118)는 복수의 급수관(141)에 의해 급수관 공통헤더(142)에 각각 연결될 수 있다. 복수의 급수관(141)은 증기발생기(118)의 2차유로와 연통되게 연결된다.

주급수관(140)으로 공급된 냉각수는 급수관 공통헤더(142)에서 복수의 급수관(141)을 통해 복수의 증기발생기(118)로 분배될 수 있다.

냉각수는 원자로냉각재로부터 열을 흡수하여 증기로 변하여 증기발생기(118)의 2차유로를 따라 상승할 수 있다.

증기관 공통헤더(145)는 증기발생기용기(110)의 고온부(114)에 수용되고, 복수의 증기발생기(118)의 상부에 배치될 수 있다. 증기관 공통헤더(145)는 복수의 증기발생기(118)의 상부에서 증기발생기용기(110)의 길이방향을 따라 수평하게 연장될 수 있다.

증기관 공통헤더(145)는 복수의 증기관(144)을 통해 증기발생기(118)의 상부에 형성된 증기헤더(1451)에 연결될 수 있다. 증기헤더(1451)는 증기발생기(118)의 2차유로와 연결되어 증기를 수집할 수 있다.

복수의 증기발생기(118)에서 배출된 증기는 증기헤더(1451)에 수집된 후, 복수의 증기관(144)을 통해 증기관 공통헤더(145)로 전달될 수 있다.

복수의 주증기관(143)은 터빈계통과 증기발생기(118)를 연결하여, 증기발생기(118)에서 배출된 증기를 터빈으로 공급하도록 이루어진다.

복수의 주증기관(143)은 증기발생기용기(110)의 상부를 관통하도록 설치된다.

가압기용기(120)는 증기발생기용기(110)의 상부에 배치될 수 있다. 가압기용기(120)는 원통 형태로 형성될 수 있다. 가압기용기(120)는 원자로냉각재의 압력을 일정하게 유지하도록 내열성이 강한 탄소강 재질의 금속으로 이루어진 압력용기일 수 있으나, 본 발명에서 용기의 재질을 제한하지는 않는다.

가압기용기(120)는 증기발생기용기(110)의 중간용기부(113)의 상부에 수직하게 배치될 수 있다.

가압기용기(120)와 증기발생기용기(110)는 제2연결부(125)에 의해 연결될 수 있다. 제2연결부(125)의 상측은 가압기용기(120)의 하부에 연통되게 연결되고, 제2연결부(125)의 하측은 중간용기부(113)의 상부에 연통되게 연결될 수 있다.

제2연결부(125)는 제1연결부(124)와 마찬가지로 강화 노즐로 구성될 수 있다. 다만, 제2연결부(125)는 이중 배관 구조로 형성될 필요가 없다. 이에 의하면, 원자로냉각재는 증기발생기용기(110)의 고온부(114)에서 가압기용기(120)의 하부로 유입될 수 있다.

가압기(121)는 가압기용기(120)의 내부에 수용된다. 가압기(121)는 원자로냉각재계통의 압력을 증기와 원자로냉각재의 열적 평형을 이용하여 기설정된 압력으로 제어하도록 구성된다. 가압기(121)는 살수기(122)와 히터(123)를 포함하여 구성될 수 있다.

살수기(122)는 가압기용기(120)의 상부에 설치되고, 가압기용기(120)의 내부 압력이 기설정된 압력 이상으로 상승 시 물 등의 냉각수를 가압기용기(120)의 상부에서 살포함으로써, 원자로냉각재의 압력을 기설정된 압력으로 유지할 수 있다.

히터(123)는 가압기용기(120)의 하부에 설치되고, 가압기용기(120)의 내부 압력이 기설정된 압력 미만으로 하강 시 원자로냉각재를 가열함으로써, 원자로냉각재의 압력을 기설정된 압력으로 유지할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 원전의 원자로용기(200)와 증기발생기용기(210)가 일직선 형태로 배치되는 구조를 보여주는 평면도이다.

본 실시예는 원자로용기(200)와 증기발생기용기(210)가 일자형으로 배치되고, 가압기용기(220)가 증기발생기용기(210)의 전단부 또는 후단부에 배치된다는 점에서 상술한 도 1 내지 도 4의 실시예와 다르다.

본 실시예에서 도 5는 가압기용기(220)가 증기발생기용기(210)의 후단부에 배치된 모습을 보여준다. 도 6은 가압기용기(220)가 증기발생기용기(210)의 전단부에 배치된 모습을 보여준다.

본 실시예의 원자로용기(200)와 증기발생기용기(210)는 원자로용기(200)의 중심을 반경방향으로 지나는 반경방향 중심선과 일직선으로 배치될 수 있다.

증기발생기용기(210)는 원통 형태로 형성될 수 있다. 증기발생기용기(210)는 상기 일직선 방향으로 길게 연장될 수 있다. 증기발생기용기(210)는 상기 일직선 방향으로 수평하게 설치될 수 있다.

증기발생기용기(210)의 양단부는 각각 반구 형태로 형성될 수 있다. 복수의 증기발생기(218)는 증기발생기용기(210)의 길이방향으로 2열로 이격되게 배치될 수 있다.

가압기용기(220)는 증기발생기용기(210)의 상부에 배치될 수 있다. 가압기용기(220)는 증기발생기용기(210)의 후단부 상측에 배치될 수 있다.

가압기용기(220)는 증기발생기용기(210)에서 원자로용기(200)와 반대측에 배치될 수 있다.

본 실시예(도 5, 도 6)의 증기발생기용기(210)는 중간용기부가 생략되고, 제1 및 제2증기발생기용기부로만 구성되는 것으로 도시하였으나, 제1 연결부(124)로부터 증기발생기용기(210) 고온부로 원자로냉각재를 공급하고, 증기발생기용기(210) 저온부의 원자로냉각재를 수집하여 제1연결부를 통해 원자로용기(200)로 냉각수를 순환시키는 유로는 원자로용기(200)에 근접한 증기발생기용기(210)의 내부에 유사하게 구성되어야 한다.

기타 구성요소는 상술한 도 1 내지 도 4의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 7과 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 원전의 구성을 개념적으로 보여주는 평면도이다.

본 실시예는 가압기용기(320)가 원자로용기(300)와 증기발생기용기(310) 사이에 배치된다는 점에서 상술한 도 1 내지 도 4와 다르다.

가압기용기(320)는 원자로용기(300)와 증기발생기용기(310)를 연결하는 제1연결부의 상부에 연통되게 설치될 수 있다. 제2연결부는 가압기용기(320)의 하부와 제1연결부의 상부를 연통되게 연결할 수 있다.

본 실시예에서 도 7은 원자로용기(300), 가압기용기(320) 및 증기발생기용기(310)가 T자형으로 배치된 모습을 보여준다. 도 8은 원자로용기(300), 가압기용기(320) 및 증기발생기용기(310)가 일자형으로 배치된 모습을 보여준다.

기타 구성요소는 상술한 도 1 내지 도 4의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

상술한 도 1 내지 도 8의 실시예에서는 증기발생기(118, 218, 318)가 증기발생기용기(110, 210, 310)의 내부에 설치된 예를 설명하였으나, 증기발생기가 증기발생기용기의 외부에 설치될 수도 있다.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 원전의 구성을 보여주는 개념도이다.

도 10은 도 9에서 X-X를 따라 취한 단면과, 증기발생기용기 단면과 증기발생기 측면 배치 개념을 함께 도시한 것이다.

도 11은 도 10에서 XI-XI를 따라 취한 단면을 보여주는 개념도이다.

도 12는 도 10의 원자로용기(400), 가압기용기(410) 및 증기발생기 입구용기(430)를 위에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.

본 실시예에 따른 원전은 원자로용기(400), 가압기용기(410), 복수의 증기발생기(420), 증기발생기 입구용기(430) 및 증기발생기 출구용기(434)를 포함하여 구성된다.

원자로용기(400)는 상술한 도 1 내지 도 8의 실시예와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하고, 차이점 위주로 설명하기로 한다.

가압기용기(410)는 원자로용기(400)의 외부에 배치된다. 가압기용기(410)는 상하방향으로 길게 연장되는 속이 빈 원통 형태로 형성될 수 있다. 가압기용기(410)는 수직하게 배치될 수 있다.

가압기용기(410)는 가압기 수용부(411)와 유로연결부로 구성될 수 있다. 가압기 수용부(411)는 가압기용기(410)의 상부에 배치될 수 있다. 가압기 수용부(411)의 내부에 가압기(412)가 수용될 수 있다. 가압기 수용부(411)의 상부에 살수기(413)가 설치되고, 가압기 수용부(411)의 하부에 히터(414)가 설치된다는 점에서 상술한 실시예와 유사하고, 살수기(413)와 히터(414)의 기본 구성은 상술한 실시예와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

유로연결부는 가압기용기(410)의 하부에 배치될 수 있다. 가압기 수용부(411)와 유로연결부는 상부 내부구조물(417)에 의해 구획될 수 있다. 상부 내부구조물(417)은 가압기 수용부(411)와 유로연결부 사이를 가로지르도록 수평방향으로 연장될 수 있다.

상부 내부구조물(417)은 가압기용기(410)의 내부에 수평하게 배치될 수 있다. 상부 내부구조물(417)은 원판 형태로 형성될 수 있다. 상부 내부구조물(417)의 중앙에 제1연통홀(4171)이 상하방향으로 관통되게 형성될 수 있다.

유로연결부는 상부 유로연결부(415)와 하부 유로연결부(416)로 분리될 수 있다.

상부 유로연결부(415)는 제1연통홀(4171)을 통해 가압기 수용부(411)의 하부에 연통되게 연결될 수 있다.

상부 유로연결부(415)와 하부 유로연결부(416)는 하부 내부구조물(418)에 의해 구획될 수 있다. 하부 내부구조물(418)은 상부 유로연결부(415)와 하부 유로연결부(416) 사이를 가로지르도록 수평방향으로 연장될 수 있다.

하부 내부구조물(418)은 상부 내부구조물(417)의 하부에 이격되게 배치될 수 있다.

하부 내부구조물(418)은 가압기용기(410)의 내부에 수평하게 배치될 수 있다. 하부 내부구조물(418)은 원판 형태로 형성될 수 있다. 하부 내부구조물(418)에 제2연통홀(4181)이 상하방향으로 관통되게 형성될 수 있다.

상부 유로연결부(415)는 원자로용기(400)에서 배출된 원자로냉각재를 증기발생기 입구용기(430)로 전달하도록 이루어진다.

하부 유로연결부(416)는 제2연통홀(4181)을 통해 상부 유로연결부(415)의 하부에 연통되게 연결될 수 있다.

제1커넥터(440)는 원자로용기(400)와 가압기용기(410)를 연결할 수 있다. 제1커넥터(440)는 원자로용기(400)와 하부 유로연결부(416)를 연결하도록 구성될 수 있다.

제1커넥터(440)는 제1강화 노즐(441)과 제2강화 노즐(442)로 구성될 수 있다.

제1강화 노즐(441)은 원자로용기(400)의 측면에서 하부 유로연결부(416)를 향해 돌출되게 연장될 수 있다.

제2강화 노즐(442)은 하부 유로연결부(416)의 하부에서 원자로용기(400)를 행해 돌출되게 연장될 수 있다.

제1커넥터(440)의 제1강화 노즐(441)과 제2강화 노즐(442) 각각은 이중 배관 구조로 형성될 수 있다.

제1 및 제2강화 노즐(441, 442) 각각의 외측과 내측에 저온 유로부(444)와 고온 유로부(443)가 각각 형성될 수 있다. 저온 유로부(444)와 고온 유로부(443)는 제1 및 제2강화 노즐(441, 442)의 내부에 형성된 유로격벽(445)에 의해 분리되게 형성될 수 있다.

하부 유로연결부(416)는 외측유로부(4192)와 내측유로부(4191)를 포함하여 구성될 수 있다.

하부 유로연결부(416)의 외측유로부(4192)와 내측유로부(4191)는 중간격벽(419)에 의해 분리될 수 있다.

하부 유로연결부(416)의 중간격벽(419)은 제1커넥터(440)의 유로격벽(445)과 유사한 직경을 갖도록 형성된다.

하부 유로연결부(416)의 중간격벽(419)의 일측은 제1커넥터(440)의 유로격벽(445)과 연결되고, 하부 유로연결부(416)의 중간격벽(419)의 타측은 하부 내부구조물(418)의 제2연통홀(4181)과 연통되게 연결될 수 있다.

하부 유로연결부(416)의 내측유로부(4191)와 제1커넥터(440)의 고온 유로부(443)는 서로 연통되게 연결될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 원자로용기(400)에서 배출되는 원자로냉각재가 하부 유로연결부(416)의 내측유로부(4191)를 따라 상승하여 상부 유로연결부(415)로 이동할 수 있다.

하부 유로연결부(416)의 외측유로부(4192)와 제1커넥터(440)의 저온 유로부(444)는 서로 연통되게 연결될 수 있다.

증기발생기(420)에서 배출되는 원자로냉각재가 하부 유로연결부(416)의 외측유로부(4192)를 따라 하강하여 제1커넥터(440)로 이동할 수 있다.

증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434)는 가압기용기(410)의 외부에 배치될 수 있다.

증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434)는 수평방향으로 길게 연장되는 속이 빈 원통 형태로 형성될 수 있다. 증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434) 각각의 양단부는 반구 형태로 형성될 수 있다.

증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434)는 서로 동일한 크기로 형성되며 서로 나란하게 배치될 수 있다. 단, 본 발명에서 증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434)는 서로 다른 크기로 구성될 수 있으며, 그 크기가 같은 것으로 한정하는 것은 아니다.

증기발생기 출구용기(434)는 증기발생기 입구용기(430)의 하부에 상하방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.

증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434)는 가압기용기(410)와 교차하는 방향으로 수평하게 설치될 수 있다.

증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434)는 상하방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

증기발생기 입구용기(430)는 제1증기발생기 입구용기부(431), 중간입구용기부(433), 제2증기발생기 입구용기부(432)로 구성될 수 있다.

제1증기발생기 입구용기부(431)와 제2증기발생기 입구용기부(432)는 중간입구용기부(433)의 양측에 각각 플랜지로 연결될 수 있다.

제1증기발생기 입구용기부(431)와 제2증기발생기 입구용기부(432) 각각의 서로 반대측의 단부는 반구 형태로 형성될 수 있다.

증기발생기 입구용기(430)의 중간입구용기부(433)는 제2커넥터(446)에 의해 상부 유로연결부(415)와 연통되게 연결될 수 있다.

제2커넥터(446)의 일측은 상부 유로연결부(415)에 연통되게 연결되고, 제2커넥터(446)의 타측은 증기발생기 입구용기(430)의 중간입구용기부(433)와 연통되게 연결될 수 있다.

증기발생기 출구용기(434)는 제1증기발생기 출구용기부(435), 중간출구용기부(437), 제2증기발생기 출구용기부(436)로 구성될 수 있다.

제1증기발생기 출구용기부(435)와 제2증기발생기 출구용기부(436)는 중간출구용기부(437)의 양측에 각각 플랜지 또는 용접으로 연결될 수 있다.

제1증기발생기 출구용기부(435)와 제2증기발생기 출구용기부(436) 각각의 서로 반대측의 단부는 반구 형태로 형성될 수 있다.

제1 및 제2증기발생기 출구용기부(435, 436) 각각은 상부 저온부(4361)와 하부 저온부(4362)를 포함할 수 있다.

상부 저온부(4361)와 하부 저온부(4362)는 구획부(4363)에 의해 분리될 수 있다. 단, 본 발명의 예시에서는 증기발생기 출구용기(434)에 구획부(4363)를 설치하는 것으로 도시하였으나, 원전 특성에 따라 증기발생기 입구용기(430)에 구획부(4363)를 설치할 수도 있다.

구획부(4363)는 상부 저온부(4361)와 하부 저온부(4362) 사이를 가로지르도록 수평하게 연장될 수 있다.

구획부(4363)에 관통부(4364)가 상하방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 상부 저온부(4361)와 하부 저온부(4362)는 관통부(4364)를 통해 서로 연통되게 연결될 수 있다. 이에 의하면, 원자로냉각재가 상부 저온부(4361)에서 하부 저온부(4362)로 이동할 수 있다.

증기발생기 출구용기(434)의 중간출구용기부(437)는 제3커넥터(447)에 의해 하부 유로연결부(416)와 연통되게 연결될 수 있다.

제3커넥터(447)의 일측은 하부 유로연결부(416)에 연통되게 연결되고, 제3커넥터(447)의 타측은 증기발생기 출구용기(434)의 중간출구용기부(437)와 연통되게 연결될 수 있다.

제2커넥터(446)와 제3커넥터(447) 각각은 강화 노즐로 구현될 수 있다.

제2커넥터(446)와 가압기용기(410)의 상부 유로연결부(415)는 플랜지 또는 용접으로 결합될 수 있다. 제2커넥터(446)의 일측에 형성된 플랜지와 상부 유로연결부(415)의 측면에 형성된 플랜지는 복수의 스터드 볼트에 의해 체결될 수 있다.

제2커넥터(446)의 타측과 증기발생기 입구용기(430)는 용접에 의해 결합될 수 있다.

제3커넥터(447)와 가압기용기(410)의 하부 유로연결부(416)는 플랜지 또는 용접으로 결합될 수 있다.

제3커넥터(447)의 일측에 형성된 플랜지와 하부 유로연결부(416)의 측면에 형성된 플랜지는 복수의 스터드 볼트에 의해 체결될 수 있다.

제3커넥터(447)의 타측과 증기발생기 출구용기(434)는 용접에 의해 결합될 수 있다.

복수의 증기발생기(420)는 증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434) 사이에 2열로 배치될 수 있다. 복수의 증기발생기(420)는 증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434)의 외부에 배치될 수 있다.

증기발생기 입구용기(430)는 제1연결노즐(4231)에 의해 복수의 증기발생기(420)의 상부에 연결될 수 있다.

증기발생기 입구용기(430)는 제1연결노즐(4231)을 통해 증기발생기(420)의 1차유로와 연통되게 연결될 수 있다.

증기발생기 입구용기(430)는 상부 유로연결부(415)에서 배출된 원자로냉각재를 복수의 증기발생기(420)로 전달하도록 이루어진다.

복수의 1차유로는 입구유로부, 열전달유로부, 출구유로부로 구성될 수 있다. 입구유로부는 증기발생기(420)의 상단부에 형성될 수 있다. 출구유로부는 증기발생기(420)의 하단부에 형성될 수 있다. 열전달유로부는 입구유로부와 출구유로부 사이에 형성될 수 있다.

제1연결노즐(4231)의 일측은 증기발생기 입구용기(430)에 연통되게 연결되고, 제1연결노즐(4231)의 타측은 증기발생기(420)의 상단부에 형성된 입구유로부와 연통되게 연결될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 증기발생기 입구용기(430)에서 배출된 원자로냉각재가 복수의 증기발생기(420)의 1차유로로 유입될 수 있다.

복수의 증기발생기(420)는 주급수관(450)에 의해 급수계통과 연결될 수 있다.

복수의 증기발생기(420)는 주증기관(453)에 의해 터빈계통과 연결될 수 있다.

복수의 증기발생기(420)는 증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434)의 길이방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

복수의 증기발생기(420)의 일측면 상부와 하부에 급수헤더(451)와 증기헤더(454)가 각각 형성될 수 있다.

급수헤더(451)와 증기헤더(454) 각각은 복수의 증기발생기(420) 각각의 2차유로를 연결하도록 증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434)의 길이방향으로 연장될 수 있다.

급수헤더(451)는 복수의 급수관(4501)을 통해 주급수관(450)에 연결될 수 있다. 복수의 급수관(4501) 각각의 일측은 급수헤더(451)에 연통되게 연결되고, 복수의 급수관(4501) 각각의 타측은 주급수관(450)에 연결될 수 있다. 각 급수관의 타측은 급수관 공통헤더(452)에 의해 주급수관(450)에 연결될 수 있다.

급수헤더(451)는 주급수관(450)을 통해 공급되는 냉각수를 복수의 증기발생기(420)의 2차유로로 분배할 수 있다.

증기헤더(454)는 복수의 증기관(4531)을 통해 주증기관(453)에 연결될 수 있다. 복수의 증기관(4531) 각각의 일측은 증기헤더(454)에 연통되게 연결되고, 복수의 증기관(4531) 각각의 타측은 주증기관(453)에 연결될 수 있다. 각 증기관의 타측은 증기관 공통헤더(455)에 의해 주증기관(453)에 연결될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 증기발생기(420)의 1차유로로 유입된 원자로냉각재는 열전달유로를 따라 하강하며, 증기발생기(420)의 2차유로를 따라 흐르는 냉각수와 열교환함으로, 원자로냉각재는 냉각수로 열전달을 하며 냉각될 수 있다.

증기발생기(420)의 2차유로로 유입된 냉각수는 증기발생기(420)의 1차유로를 따라 흐르는 원자로냉각재로부터 열을 흡수하여 증기로 변한다.

복수의 증기발생기(420)에서 발생된 증기는 증기헤더(454)로 수집될 수 있다. 증기헤더(454)로 수집된 증기는 복수의 증기관과 주증기관(453)을 통해 터빈계통의 터빈으로 전달될 수 있다.

제1 및 제2증기발생기 출구용기부(435, 436)의 상부 저온부(4361)는 제2연결노즐(4232)에 의해 복수의 증기발생기(420)의 하부에 연결될 수 있다.

제1 및 제2증기발생기 출구용기부(435, 436)의 상부 저온부(4361)는 제2연결노즐(4232)을 통해 증기발생기(420)의 1차유로와 연통되게 연결될 수 있다.

복수의 증기발생기(420)에서 배출된 원자로냉각재는 복수의 제2연결노즐(4232)을 통해 제1 및 제2증기발생기 출구용기부(435, 436)의 상부 저온부(4361)로 이동할 수 있다.

원자로냉각재는 제1 및 제2증기발생기 출구용기부(435, 436)의 상부 저온부(4361)에서 관통부(4364)를 통해 제1 및 제2증기발생기 출구용기부(435, 436)의 하부 저온부(4362)로 이동할 수 있다.

증기발생기 출구용기(434)의 중간출구용기부(437)는 제3커넥터(447)를 통해 복수의 증기발생기(420)에서 배출된 원자로냉각재를 하부 유로연결부(416)로 전달할 수 있다.

복수의 증기발생기(420)는 제1증기발생기(421) 내지 제N증기발생기(42N)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1증기발생기(421) 내지 제N증기발생기(42N)는 가압기용기(410)와 가까운 순서로 이격되게 배치될 수 있다. 제1증기발생기(421)는 가압기용기(410)와 가장 가깝게 배치되고, 제2증기발생기(422) 내지 제N증기발생기(42N)는 제1증기발생기(421)보다 가압기용기(410)로부터 더 멀게 배치된다.

다만, 가압기용기(410)와 제1증기발생기(421) 사이의 간격은 제1증기발생기(421) 내지 제N증기발생기(42N) 상호 간의 간격보다 기설정된 거리 이상 더 멀게 이격 배치될 수 있다.

가압기용기(410)의 상부 유로연결부(415)에서 배출된 원자로냉각재의 온도는 복수의 증기발생기(420)에서 배출된 원자로냉각재의 온도 대비 높다.

증기발생기 입구용기(430)의 중간입구용기부(433)와 제1 및 제2증기발생기 입구용기부(432) 사이의 연결부는 증기발생기 출구용기(434)의 중간출구용기부(437)와 제1 및 제2증기발생기 출구용기부(435, 436) 사이의 연결부보다 온도가 높기 때문에, 이러한 온도 차이로 인해 열팽창의 차이가 발생할 수 있다.

이러한 증기발생기 입구용기(430)와 증기발생기 출구용기(434)의 열팽창 차이를 흡수하기 위해, 중간입구용기부(433) 또는 중간출구용기부(437)로부터 가압기용기(410)와 가장 가까운 제1증기발생기(421)는 중간입구용기로부터 기설정된 거리 이상 멀게 이격 배치되는 것이 바람직하다.

원자로냉각재펌프(438)는 원자로용기(400)와 복수의 증기발생기(420) 사이에서 원자로냉각재를 순환시키도록 이루어진다.

원자로냉각재펌프(438)는 증기발생기 입구용기(430)의 상부 또는 증기발생기 출구용기(434)의 하부에 설치될 수 있다.

본 실시예에서는 복수의 원자로냉각재펌프(438)가 증기발생기 출구용기(434)의 하부에 설치된 모습을 보여준다. 원자로냉각재펌프(438)의 임펠러는 제1 및 제2증기발생기 출구용기부(435, 436)의 연통부에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

임펠러가 회전 작동됨에 따라, 원자로냉각재가 제1 및 제2증기발생기 출구용기부(435, 436)의 상부 저온부(4361)에서 연통부를 통해 하부 저온부(4362)로 이동하여 순환될 수 있다.

원자로냉각재펌프(438)의 기타 구성은 상술한 도 1 내지 도 4의 실시예와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 13은 본 발명의 제5실시예에 따른 원자로용기(500), 가압기용기(510) 및 증기발생기(520) 입구/출구용기가 일자형으로 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.

본 실시예는 증기발생기 입구용기(530)와 증기발생기 출구용기(534)가 가압기용기(510)에 직접 연결되고, 원자로용기(500), 가압기용기(510) 및 증기발생기(520)용기가 일직선 형태로 배치된다는 점에서 상술한 도 9 내지 도 12의 실시예와 차이가 있다.

기타 구성요소는 상술한 도 9 내지 도 12의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 14는 본 발명의 제6실시예에 따른 원자로용기(600), 가압기용기(610) 및 증기발생기(620) 입구/출구용기가 Y자형으로 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.

본 실시예는 증기발생기 입구용기(630)와 증기발생기 출구용기(634)가 가압기용기(610)에 직접 연결되고, 원자로용기(600), 가압기용기(610) 및 증기발생기(620)용기가 Y자 형태로 배치된다는 점에서 상술한 도 9 내지 도 12의 실시예와 차이가 있다.

기타 구성요소는 상술한 도 9 내지 도 12의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 15는 본 발명의 제7실시예에 따른 원자로용기(700), 가압기용기(710) 및 증기발생기(720) 입구/출구용기가 T자형으로 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.

본 실시예는 증기발생기 입구용기(730)와 증기발생기 출구용기(734)가 가압기용기(710)에 직접 연결되고, 원자로용기(700), 가압기용기(710) 및 증기발생기(720)용기가 T자 형태로 배치된다는 점에서 상술한 도 9 내지 도 12의 실시예와 차이가 있다.

기타 구성요소는 상술한 도 9 내지 도 12의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 16과 도 17은 제8실시예에 따른 복수의 증기발생기(830)가 증기발생기용기(800)의 외부에 배치된 모습을 보여주는 개념도이다.

본 실시예는 복수의 증기발생기(830)가 증기발생기용기(800)의 외부에 배치된다는 점에 상술한 도 1 내지 도 15의 실시예와 다르다.

증기발생기용기(800)는 원통 형태로 형성될 수 있다. 증기발생기용기(800)는 원형의 단면 형상을 갖는다. 일반적으로 원통형 구조가 내부 또는 외부 압력에 강한 구조를 갖는다. 그러나 원전 특성에 따라 다른 형태의 채용이 가능하므로, 본 발명에서 형상을 원통형으로 한정하는 것은 아니다.

증기발생기용기(800)는 고온부(810), 상부 저온부(820) 및 하부 저온부(821)를 포함한다.

고온부(810)는 원자로용기에서 배출된 원자로냉각재를 복수의 증기발생기(830)로 전달하도록 이루어진다.

상부 저온부(820) 및 하부 저온부(821)는 복수의 증기발생기(830)에서 배출된 원자로냉각재를 원자로용기로 전달하도록 이루어진다.

고온부(810)와 상부 저온부(820)는 제1구획부(822)에 의해 구획될 수 있다.

제1구획부(822)는 고온부(810)와 상부 저온부(820) 사이를 가로지르도록 수평하게 연장될 수 있다.

상부 저온부(820)와 하부 저온부(821)는 제2구획부(823)에 의해 구획될 수 있다.

제2구획부(823)는 상부 저온부(820)와 하부 저온부(821) 사이를 가로지르도록 수평하게 연장될 수 있다.

제2구획부(823)는 제1구획부(822)의 하부에 이격되게 배치될 수 있다. 제1구획부(822)와 제2구획부(823)는 증기발생기용기(800)의 중심으로부터 서로 동일한 간격으로 이격되게 배치될 수 있다.

제2구획부(823)에 연통부(8231)가 상하방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 상부 저온부(820)와 하부 저온부(821)는 연통부(8231)를 통해 서로 연통되게 연결될 수 있다.

복수의 증기발생기(830)는 증기발생기용기(800)를 사이에 두고 증기발생기용기(800)의 양측면 외부에 2열로 이격되게 배치될 수 있다.

복수의 증기발생기(830) 각각은 복수의 제1강화노즐부(831)에 의해 고온부(810)에 연통되게 연결될 수 있다.

제1강화노즐부(831)의 일측은 고온부(810)에 연통되게 연결되고, 제1강화노즐부(831)의 타측은 증기발생기(830)의 상부에 연통되게 연결될 수 있다. 제1강화노즐부(831)는 증기발생기(830)의 2차유로와 연통될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 고온부(810)에 수용된 원자로냉각재는 제1강화노즐부(831)를 통해 증기발생기(830)의 2차유로로 전달될 수 있다.

복수의 증기발생기(830) 각각은 복수의 제2강화노즐부(832)에 의해 하부 저온부(821)에 연통되게 연결될 수 있다.

제2강화노즐부(832)의 일측은 하부 저온부(821)에 연통되게 연결되고, 제2강화노즐부(832)의 타측은 증기발생기(830)의 하부에 연통되게 연결될 수 있다. 제2강화노즐부(832)는 증기발생기(830)의 2차유로와 연통될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 복수의 증기발생기(830)에서 배출된 원자로냉각재는 제2강화노즐부(832)를 통해 하부 저온부(821)로 전달될 수 있다.

제1강화노즐 및 제2강화노즐에 복수의 격리밸브(833)가 설치될 수 있다. 복수의 격리밸브(833)는 제1 및 제2강화노즐을 개폐하도록 이루어진다.

복수의 격리밸브(833)는 제어부에 의해 원격 제어되거나 수동으로 제어될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 원자로냉각재가 제1강화노즐 및 제2강화노즐을 통해 고온부(810)에서 증기발생기(830)로 및/또는 증기발생기(830)에서 하부 저온부(821)로 선택적으로 흐를 수 있다.

본 실시예의 원자로냉각재펌프(840)는 증기발생기용기(800)의 상부 또는 하부에 설치될 수 있다.

예를 들면, 도 16은 원자로냉각재펌프(840)가 증기발생기용기(800)의 상부에 설치된 모습을 보여준다. 도 17은 원자로냉각재펌프(840)가 증기발생기용기(800)의 하부에 설치된 모습을 보여준다.

원자로냉각재펌프(840)의 임펠러(841)는 제2구획부(823)의 연통부(8231)에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

원자로냉각재펌프(840)의 임펠러(841)는 원자로냉각재를 하부 저온부(821)에서 상부 저온부(820)로 이동시키도록 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 원자로냉각재펌프(840)가 작동됨에 따라 증기발생기(830)에서 배출된 원자로냉각재가 하부 저온부(821)에서 상부 저온부(820)로 이동할 수 있다.

제2강화노즐부(832)는 증기발생기(830)의 하부와 하부 저온부(821)를 연결하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 원자로냉각재펌프(840)의 임펠러(841)는 원자로냉각재를 하부 저온부(821)에서 상부 저온부(820)로 이동시키도록 구성될 수 있다.

본 실시예는 상술한 제1실시예 내지 제7실시예 중 어느 하나의 실시예와 조합되어 적용 가능하다.

예를 들어, 본 실시예가 상술한 도 1 내지 도 8의 실시예에 적용될 경우에, 증기발생기용기(800)의 고온부(810)는 제1연결부(124)의 내측유로부(1246)를 통해 원자로용기와 연결될 수 있다. 상기 고온부(810)는 제1강화노즐부(831)를 통해 증기발생기용기(800)의 외부에 배치되는 증기발생기(830)의 2차유로와 연결될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 원자로용기에서 배출된 원자로냉각재(미도시)는 고온부(810)를 거쳐 증기발생기(830)로 전달될 수 있다.

증기발생기용기(800)의 상부 저온부(820)는 제2강화노즐부(832)를 통해 상기 증기발생기(830)의 2차유로와 연결되고, 증기발생기용기(800)의 하부 저온부(821)는 제1연결부(124)의 외측유로부(1245)를 통해 원자로용기와 연결될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 증기발생기(830)에서 배출된 원자로냉각재는 상부 저온부(820)와 하부 저온부(821)를 거쳐 원자로용기(100, 200, 300)로 전달될 수 있다(미도시).

한편, 본 실시예가 상술한 도 9 내지 도 15의 실시예에 적용될 경우에, 증기발생기용기(800)의 고온부(810)는 가압기용기(410)의 상부 유로연결부(415)를 통해 원자로용기(400)와 연결될 수 있다. 상기 고온부(810)는 제1강화노즐부(831)를 통해 증기발생기용기(800)의 외부에 배치되는 증기발생기(830)의 2차유로와 연결될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 원자로용기(400)에서 배출된 원자로냉각재는 상기 상부 유로연결부(415)와 상기 고온부(810)를 거쳐 증기발생기(830)로 전달될 수 있다(미도시).

증기발생기용기(800)의 상부 저온부(820)는 제2강화노즐부(832)를 통해 상기 증기발생기(830)의 2차유로와 연결되고, 증기발생기용기(800)의 하부 저온부(821)는 가압기용기(410)의 하부 유로연결부(416)를 통해 원자로용기(400)와 연결될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 증기발생기(830)에서 배출된 원자로냉각재는 상부 저온부(820), 하부 저온부(821) 및 하부 유로연결부(416)를 거쳐 원자로용기(400)로 전달될 수 있다(미도시).

도 18과 도 19는 본 발명의 제9실시예에 따른 원전의 원자로용기(900)와 증기발생기용기(910)가 일직선 형태로 배치되는 구조를 보여주는 평면도이다.

본 실시예는 복수의 증기발생기(918)가 증기발생기용기(910)의 외부에 배치된다는 점에서 상술한 도 5 내지 도 6의 실시예와 다르다.

원자로용기(900), 증기발생기용기(910) 및 가압기용기(920)는 T자형, 일자형 및 Y자형 중 어느 일 형태로 배치될 수 있다.

본 실시예에서 도 18은 가압기용기(920)가 증기발생기용기(910)의 후단부 상측에 배치된 모습을 보여준다. 도 19는 가압기용기(920)가 증기발생기용기(910)의 전단부 상측에 배치된 모습을 보여준다.

본 실시예에 따른 원전은 원자로용기(900), 증기발생기용기(910), 가압기용기(920), 가압기, 원자로냉각재펌프, 제1증기발생기 용기 커넥터, 제2증기발생기 용기 커넥터를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 증기발생기용기(910)는 원자로용기(900)의 외부에 배치될 수 있다. 가압기용기(920)는 증기발생기용기(910)의 상부에 배치된다. 가압기는 가압기용기(920)의 내부에 수용될 수 있다. 제1증기발생기 용기 커넥터(도 1 내지 도 4의 제1연결부와 대응되는 구성임)는 원자로용기(900)와 증기발생기용기(910)를 연결할 수 있다. 제2증기발생기 용기 커넥터(도 1 내지 도 4의 제2연결부에 대응되는 구성임)는 증기발생기용기(910)와 가압기용기(920)를 연결할 수 있다. 증기발생기용기(910)는 원자로용기(900)의 외부에 수평하게 설치될 수 있다는 점에서, 본 실시예는 도 1 내지 도 8의 실시예와 동일 내지 유사하게 구성될 수 있다.

본 실시예에서 원자로냉각재펌프는 원자로용기(900)와 복수의 증기발생기(918) 사이에서 원자로냉각재를 순환시킬 수 있다. 증기발생기용기(910)는 고온부와 저온부를 구비할 수 있다. 고온부는 원자로용기(900)에서 배출된 원자로냉각재를 복수의 증기발생기(918)로 전달할 수 있다. 저온부(도 16과 도 17의 실시예에서 상부 저온부와 하부 저온부에 대응되는 구성임)는 고온부의 하부에 배치되어 복수의 증기발생기(918)에서 배출된 원자로냉각재를 원자로용기(900)로 전달할 수 있다는 점에서, 본 실시예는 도 16과 도 17의 실시예와 동일 내지 유사하게 구성될 수 있다.

기타 구성요소는 도 1 내지 도 8, 또는 도 16및 도 17의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명에 따른 원전의 이하, 본 발명에 따른 원전의 운전 작동을 설명하면 다음과 같다.

원전 정상 운전 중에 원자로냉각재계통(1차계통)의 원자로냉각재(1차유체, 냉각수)는 원자로냉각재펌프(130, 438, 840)에 의해 강제 순환된다.

핵분열 반응에 의해 노심(104)에서 생성된 열은 원자로냉각재(1차유체)의 온도를 올리고 증기발생기를 통해 2차계통(2차유체)으로 전달되어 증기가 생산된다.

급수계통에 설치된 급수펌프에 의해 증기발생기로 공급된 급수(2차유체)는 증기발생기에서 1차유체와의 열전달을 통해 온도가 상승하고 증기로 바뀐다. 생산된 증기는 터빈계통으로 공급되어 전기 생산을 위한 구동력을 제공한다.

상술한 도 1 내지 도 8의 실시예에서 원자로냉각재의 이동경로를 살펴보면, 원자로냉각재는 원자로용기(100, 200, 300)(원자로노심(104) 상부) → 제1연결부(124)의 내측유로부(1246) → 증기발생기용기(110, 210, 310)(고온부(114)) → 증기발생기(1차유로)→ 증기발생기용기(110, 210, 310)(저온부) → 증기발생기용기(110, 210, 310)(상부 저온부(1151))→ 원자로냉각재펌프(130, 438, 840)(수력부) → 증기발생기용기(110, 210, 310)(하부 저온부(1152))→ 제1연결부(124)의 외측유로부(1245) → 원자로용기(100, 200, 300)(원자로노심(104) 하부)로 순환된다.

상술한 도 9 내지 도 15의 실시예에서 원자로냉각재의 이동경로를 살펴보면, 원자로냉각재는 원자로용기(400, 500, 600, 700)(원자로노심(104) 상부)→제1커넥터(440)의 고온 유로부(443) → 가압기용기(410, 510, 610, 710)((상부 유로연결부(415)) → 증기발생기 입구용기(430, 530, 630, 730) → 증기발생기(1차유로)→ 증기발생기 출구용기(434, 534, 634, 734)(상부 저온부(4361))→ 원자로냉각재펌프(130, 438, 840)(수력부) → 증기발생기 출구용기(434, 534, 634, 734)(하부 저온부(4362))→ 가압기용기(410, 510, 610, 710)(하부 유로연결부(416))→ 제1커넥터(440)(저온 유로부(444)→ 원자로용기(400, 500, 600, 700)(원자로노심(104) 하부)로 순환된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 증기발생기가 원자로용기의 외부에 설치됨으로써, 분리형 원자로의 가장 큰 장점 중의 하나인 “소형 원자로용기”를 적용할 수 있다.

또한, 원자로용기(100~800)와 원자로용기(100~800)의 외부에 배치되는 외부 용기 사이, 예를 들면 원자로용기(100~800)와 증기발생기용기(110, 210, 310)(또는 가압기용기(410, 510, 610, 710)) 사이, 또는 증기발생기용기(110, 210, 310)(증기발생기 입구/출구용기(430, 434) 포함)와 가압기용기(410, 510, 610, 710) 사이, 또는 증기발생기용기(110, 210, 310)(증기발생기 입구/출구용기(430, 434) 포함)와 복수의 증기발생기(118, 218, 318, 420, 520, 620, 720, 830) 사이를 연결하는 연결부(또는 커넥터)를 일반 배관에 비해 길이가 짧고 두께가 두껍게 강화된 강화 노즐로 구성하고, 강화 노즐 사이의 연결은 용접 또는 플랜지 형태로 연결함으로써, 원자로용기와 외부 용기(증기발생기용기(110, 210, 310) 또는 가압기용기(410, 510, 610, 710))사이에서 발생할 수 있는 “대형냉각재상실사고”를 배제할 수 있다.

아울러, 열전달 집적도가 높은 플레이트형, 예를 들면 판형, 인쇄기판형, 3D 프린트형의 증기발생기를 채용함으로써, “증기발생기의 소형화”에 크게 기여할 수 있다.

게다가, 다중 용기를 이용하여 원자로 및 주요기기(증기발생기, 가압기, 원자로냉각재펌프(130, 438, 840)를 구성함으로써, 소형 용기로 고출력의 원자로를 달성할 수 있는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 증기발생기, 가압기 및 원자로냉각재펌프(130, 438, 840)를 원자로용기로부터 분리하여 외부에 배치함으로써, 원자로용기 등의 직경 및 높이를 축소할 수 있다.

이에 따라, 격납부의 크기 축소 및 원자로냉각내계통(1차계통)의 체적 감소로 화학및체적제어계통 등의 설비용량이 감소될 수 있다.

일반적으로 고중량/대형 용기는 도로를 통해 내륙 이송시 터널, 교량, 고가도로 등 많은 장애물을 극복하기 위해 우회도로를 설치하거나 교량을 강화해서 이송해야 하므로 많은 비용이 발생한다.

하지만, 본 발명을 적용하면 용기의 무게와 크기를 크게 줄일 수 있어 이송이 용이해지고 이송비용이 감소하는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 일체형원자로와 같이 대형배관파단사고의 가능성을 현저히 낮추면서도 용기 및 격납부의 크기 축소는 원전의 제작 및 건설비용을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 용기 크기 축소는 원전 설비에 대한 수송성을 향상시켜, 해안 지역뿐만 아니라 내륙 지역에 대한 건설도 용이해지는 장점이 있다.

아울러, 증기발생기를 별도로 구성함으로써 증기발생기의 관리가 용이하고, 원자로용기 구조가 단순해지는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 각각의 용기가 작고 가벼워져 기기/용기의 설치, 해체 및 유지보수 작업이 매우 원활해지고, 각각의 용기의 별도로 조립이 가능해지므로 조립시간을 단축할 수 있다.

특히 주요기기가 원자로 용기 외부의 별도로 설치되므로 원자로용기 내부구조물이 단순해져, 핵연료 교체작업이 용이해지고, 원자로용기 및 내부구조물과 주요기기에 대한 유지보수 작업이 매우 원활해지는 장점이 있다.

제1실시예
100 : 원자로용기 101 : 용기바디
102 : 상부덮개 103 : 하부바디
104 : 노심 1051 : 제1순환유로
1052 : 제2순환유로 1053 : 내부구조물
106 : 제어봉 구동장치 110 : 증기발생기용기
111 : 제1증기발생기용기부 112 : 제2증기발생기용기부
113 : 중간용기부 1131 : 관통홀
114 : 고온부 115 : 저온부
1151 : 상부 저온부 1152 : 하부 저온부
116 : 제1구획부 1161 : 유입홀
1162 : 제1유출홀 117 : 제2구획부
1171 : 제2유출홀 1172 : 중간유로격벽
118 : 증기발생기 120 : 가압기용기
121 : 가압기 122 : 살수기
123 : 히터 124 : 제1연결부
1241 : 제1강화 노즐 1242 : 제2강화 노즐
1243 : 제1플랜지부 1244 : 제2플랜지부
1245 : 외측유로부 1246 : 내측유로부
1247 : 유로분리벽 125 : 제2연결부
130 : 원자로냉각재펌프 131 : 수력부
133 : 동력부 140 : 주급수관
141 : 급수관 142 : 급수관 공통헤더
143 : 주증기관 144 : 증기관
145 : 증기관 공통헤더 1451 : 증기헤더
제2실시예
200 : 원자로용기 210 : 증기발생기용기
218 : 증기발생기 220 : 가압기용기
제3실시예
300 : 원자로용기 310 : 증기발생기용기
318 : 증기발생기 320 : 가압기용기
제4실시예
400 : 원자로용기 410 : 가압기용기
411 : 가압기 수용부 412 : 가압기
413 : 살수기 414 : 히터
415 : 상부 유로연결부 416 : 하부 유로연결부
417 : 상부 내부구조물 4171 : 제1연통홀
418 : 하부 내부구조물 4181 : 제2연통홀
419 : 중간격벽 4191 : 내측유로부
4192 : 외측유로부 420 : 증기발생기
421 : 제1증기발생기 422 : 제2증기발생기
42N : 제N증기발생기 4231 : 제1연결노즐
4232 : 제2연결노즐 430 : 증기발생기 입구용기
431 : 제1증기발생기 입구용기부 432 : 제2증기발생기 입구용기부
433 : 중간입구용기부 434 : 증기발생기 출구용기
435 : 제1증기발생기 출구용기부 436 : 제2증기발생기 출구용기부
4361 : 상부 저온부 4362 : 하부 저온부
4363 : 구획부 4364 : 관통부
437 : 중간출구용기부 438 : 원자로냉각재펌프
440 : 제1커넥터 441 : 제1강화 노즐
442 : 제2강화 노즐 443 : 고온 유로부
444 : 저온 유로부 445 : 유로격벽
446 : 제2커넥터 447 : 제3커넥터
450 : 주급수관 4501 : 급수관
451 : 급수헤더 452 : 급수관 공통헤더
453 : 주증기관 4531 : 증기관
454 : 증기헤더 455 : 증기관 공통헤더
제5실시예
500 : 원자로용기 510 : 가압기용기
520 : 증기발생기 530 : 증기발생기 입구용기
534 : 증기발생기 출구용기
제6실시예
600 : 원자로용기 610 : 가압기용기
620 : 증기발생기 630 : 증기발생기 입구용기
634 : 증기발생기 출구용기
제7실시예
700 : 원자로용기 710 : 가압기용기
720 : 증기발생기 730 : 증기발생기 입구용기
734 : 증기발생기 출구용기
제8실시예
800 : 증기발생기용기 810 : 고온부
820 : 상부 저온부 821 : 하부 저온부
822 : 제1구획부 823 : 제2구획부
8231 : 연통부 830 : 증기발생기
831 : 제1강화노즐부 832 : 제2강화노즐부
833 : 격리밸브 840 : 원자로냉각재펌프
841 : 임펠러
제9실시예
900 : 원자로용기 910 : 증기발생기용기
918 : 증기발생기 920 : 가압기용기

Claims (37)

1. 원자로용기;
   상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기;
   상기 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기;
   상기 증기발생기용기의 상부에 배치되는 가압기용기;
   상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기;
   상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기를 연통되게 연결하는 제1연결부;
   상기 증기발생기용기와 상기 가압기용기를 연통되게 연결하는 제2연결부;
   상기 증기발생기용기에 장착되고, 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기 사이에 원자로냉각재를 순환시키는 복수의 원자로냉각재펌프를 포함하고,
   상기 증기발생기용기는 원통형으로 수평하게 길게 형성되고,
   상기 복수의 증기발생기는 상기 증기발생기용기의 내부에 상하방향으로 설치되고, 상기 증기발생기용기의 길이방향으로 이격되게 배치되는 원전.
2. 제1항에 있어서,
   상기 증기발생기용기는 상기 원자로용기와 교차하는 방향으로 연장되고, 수평하게 설치되는 원전.
3. 제1항에 있어서,
   상기 증기발생기용기는 상기 원자로용기의 중심을 반경방향으로 지나는 중심선에 수직하게 배치되는 원전.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가압기용기는 상기 증기발생기용기의 상부 중앙에 수직하게 배치되는 원전.
5. 제1항에 있어서,
   상기 증기발생기용기는 상기 원자로용기의 중심을 반경방향으로 지나는 중심선과 일직선으로 배치되는 원전.
6. 제5항에 있어서,
   상기 가압기용기는 상기 증기발생기용기의 상부 전단부 또는 상부 후단부에 수직하게 배치되는 원전.
7. 삭제
8. 원자로용기;
   상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기;
   상기 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기;
   상기 증기발생기용기의 상부에 배치되는 가압기용기;
   상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기;
   상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기를 연통되게 연결하는 제1연결부;
   상기 증기발생기용기와 상기 가압기용기를 연통되게 연결하는 제2연결부;
   상기 증기발생기용기에 장착되고, 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기 사이에 원자로냉각재를 순환시키는 복수의 원자로냉각재펌프를 포함하고,
   상기 복수의 증기발생기는 복수의 열로 병렬로 배치되고,
   상기 복수의 증기발생기로 냉각수를 공급하는 주급수관;
   상기 주급수관을 통해 유입되는 상기 냉각수를 상기 복수의 증기발생기로 분배하도록, 상기 복수의 증기발생기의 하부에 각각 연결되는 급수관 공통헤더;
   상기 복수의 증기발생기에서 생성된 증기를 수집하도록, 상기 복수의 증기발생기의 상부에 연결되는 증기관 공통헤더;
   상기 증기관 공통헤더에 수집된 증기를 외부로 유출시키도록, 상기 증기관 공통헤더의 상부에 연결되는 주증기관을 포함하는 원전.
9. 원자로용기;
   상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기;
   상기 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기;
   상기 증기발생기용기의 상부에 배치되는 가압기용기;
   상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기;
   상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기를 연통되게 연결하는 제1연결부;
   상기 증기발생기용기와 상기 가압기용기를 연통되게 연결하는 제2연결부;
   상기 증기발생기용기에 장착되고, 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기 사이에 원자로냉각재를 순환시키는 복수의 원자로냉각재펌프를 포함하고,
   상기 증기발생기용기는,
   상기 제1연결부 및 상기 제2연결부에 각각 연통되게 연결되고, 상기 제1연결부로부터 유입되는 상기 원자로냉각재를 양방향으로 분기시키는 중간용기부;
   상기 중간용기부의 일측에 연결되고, 상기 원자로냉각재를 일방향으로 분배받는 제1증기발생기용기부; 및
   상기 중간용기부의 타측에 연결되고, 상기 원자로냉각재를 타방향으로 분배받는 제2증기발생기용기부를 포함하는 원전.
10. 제1항에 있어서,
    상기 증기발생기용기는,
    제1구획부;
    상기 제1연결부 및 상기 제2연결부에 각각 연통되게 연결되고, 상기 제1구획부의 상부에 형성되어, 상기 제1연결부로부터 유입되는 상기 원자로냉각재를 상기 증기발생기의 일차측 유로에 전달하는 고온부; 및
    상기 제1연결부에 연통되게 연결되고, 상기 제1구획부의 하부에 형성되어, 상기 증기발생기에서 배출된 상기 원자로냉각재를 상기 제1연결부로 전달하는 저온부를 포함하는 원전.
11. 원자로용기;
    상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기;
    상기 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기;
    상기 증기발생기용기의 상부에 배치되는 가압기용기;
    상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기;
    상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기를 연통되게 연결하는 제1연결부;
    상기 증기발생기용기와 상기 가압기용기를 연통되게 연결하는 제2연결부;
    상기 증기발생기용기에 장착되고, 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기 사이에 원자로냉각재를 순환시키는 복수의 원자로냉각재펌프를 포함하고,
    상기 증기발생기용기는,
    제1구획부;
    상기 제1연결부 및 상기 제2연결부에 각각 연통되게 연결되고, 상기 제1구획부의 상부에 형성되어, 상기 제1연결부로부터 유입되는 상기 원자로냉각재를 상기 증기발생기의 일차측 유로에 전달하는 고온부; 및
    상기 제1연결부에 연통되게 연결되고, 상기 제1구획부의 하부에 형성되어, 상기 증기발생기에서 배출된 상기 원자로냉각재를 상기 제1연결부로 전달하는 저온부를 포함하고,
    상기 저온부는,
    상기 제1구획부의 하부에 이격되게 배치되는 제2구획부;
    상기 제1구획부와 상기 제2구획부 사이에 형성되고, 상기 증기발생기의 일차측 유로에 연통되게 연결되어, 상기 증기발생기에서 배출되는 상기 원자로냉각재를 임시 저장하는 상부 저온부; 및
    상기 제2구획부의 하부에 형성되고, 상기 제2구획부에 연통되게 연결되는 하부 저온부를 포함하는 원전.
12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 원자로냉각재펌프 각각은 상기 고온부 또는 상기 저온부에 연통되게 연결되는 원전.
13. 제1항에 있어서,
    상기 제1연결부와 상기 제2연결부는 상기 원자로냉각재가 흐름 가능하게 속이 빈 원통형으로 형성되는 강화 노즐로 각각 구성되고,
    상기 강화 노즐은 배관에 비해 두께가 두껍고 길이가 짧은 원전.
14. 제1항에 있어서,
    상기 제1연결부와 상기 제2연결부는 상기 원자로냉각재가 흐름 가능하게 속이 빈 원통형으로 형성되는 강화 노즐로 구성되고,
    상기 강화 노즐의 손상강도는 상기 원자로용기의 손상강도 대비 더 크거나 같은 원전.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제1연결부는 이중 배관 구조로 형성되고,
    상기 제1연결부는,
    상기 이중 배관의 내부에 원통형으로 형성되는 유로분리벽;
    상기 원자로냉각재가 상기 원자로용기에서 상기 증기발생기용기로 흐르도록 상기 유로분리벽의 외측에 형성되는 외측유로부; 및
    상기 원자로냉각재가 상기 증기발생기용기에서 상기 원자로용기로 흐르도록 상기 유로분리벽의 내측에 형성되는 내측유로부를 포함하는 원전.
16. 제1항에 있어서,
    상기 제1연결부는,
    상기 원자로용기의 측면에서 상기 증기발생기용기를 향해 돌출되게 연장되는 제1강화 노즐;
    상기 증기발생기용기의 하부에서 상기 원자로용기를 향해 돌출되게 연장되는 제2강화 노즐;
    상기 제1강화 노즐과 상기 제2강화 노즐 각각의 단부에서 반경방향 외측으로 돌출되게 형성되고, 서로 마주보는 방향으로 접촉되게 결합되는 복수의 플랜지부를 포함하는 원전.
17. 원자로용기;
    상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기;
    상기 증기발생기용기의 내부에 수용되는 복수의 증기발생기;
    상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기 사이에 배치되는 하나 이상의 가압기용기;
    상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기;
    상기 원자로용기와 상기 가압기용기를 연통되게 연결하는 제3연결부; 및
    상기 가압기용기와 상기 증기발생기용기를 연통되게 연결하는 제4연결부를 포함하는 원전.
18. 원자로용기;
    상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기;
    상기 증기발생기용기의 외부에 배치되는 복수의 증기발생기;
    상기 증기발생기용기의 상부에 배치되는 가압기용기;
    상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기;
    상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기를 연통되게 연결하는 제1연결부;
    상기 증기발생기용기와 상기 가압기용기를 연통되게 연결하는 제2연결부;
    상기 증기발생기용기에 장착되고, 상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기 사이에 원자로냉각재를 순환시키는 복수의 원자로냉각재펌프를 포함하는 원전.
19. 원자로용기;
    상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 가압기용기;
    상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기;
    상기 가압기용기의 외부에 배치되는 복수의 증기발생기;
    상기 원자로용기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 복수의 증기발생기로 전달하는 증기발생기 입구용기;
    상기 증기발생기 입구용기의 하부에 이격되게 배치되고, 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 원자로용기로 전달하는 증기발생기 출구용기;
    상기 원자로용기와 상기 복수의 증기발생기 사이에서 상기 원자로냉각재를 순환시키는 원자로냉각재펌프; 및
    상기 원자로용기와 상기 가압기용기를 연결하는 제1커넥터를 포함하는 원전.
20. 제19항에 있어서,
    상기 가압기용기는 상하방향으로 길게 연장되는 원통 형태로 형성되고,
    상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기 각각은 원통 형태로 상기 가압기용기와 교차하는 방향으로 서로 나란하게 연장되고, 수평하게 설치되는 원전.
21. 제19항에 있어서,
    상기 원자로용기, 상기 가압기용기, 상기 증기발생기 입구용기 및 상기 증기발생기 출구용기는 위에서 바라볼 때 T자형, 일자형 및 Y자형 중 어느 일 형태로 배치되는 원전.
22. 제19항에 있어서,
    상기 가압기용기와 상기 증기발생기 입구용기를 연결하는 제2커넥터; 및
    상기 증기발생기 출구용기와 상기 가압기용기를 연결하는 제3커넥터를 포함하는 원전.
23. 제19항에 있어서,
    상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기는 상기 가압기용기에 직접 연결되는 원전.
24. 제19항에 있어서,
    상기 가압기용기는,
    상기 가압기를 수용하는 가압기 수용부;
    상기 가압기 수용부의 하부에 연통되게 배치되고, 상기 증기발생기 입구용기와 연결되는 상부 유로연결부; 및
    상기 상부 유로연결부의 하부에 연통되게 배치되고, 양측이 상기 증기발생기 출구용기와 상기 원자로용기에 각각 연통되게 연결되는 하부 유로연결부를 포함하는 원전.
25. 제24항에 있어서,
    상기 가압기용기는,
    제1연통홀을 구비하고, 상기 가압기 수용부와 상기 상부 유로연결부 사이를 가로지르도록 연장되는 상부 내부구조물;
    제2연통홀을 구비하고, 상기 상부 유로연결부와 상기 하부 유로연결부 사이를 가로지르도록 연장되는 하부 내부구조물; 및
    상측은 상기 제2연통홀을 통해 상기 상부 유로연결부와 연통되고, 하측은 상기 원자로용기와 연통되도록, 상기 하부 내부구조물의 내부에 구비되는 중간격벽을 포함하고,
    상기 하부 유로연결부는,
    상기 원자로용기에서 배출된 상기 원자로냉각재를 상기 상부 유로연결부로 전달하도록, 상기 중간격벽의 내측에 형성되는 내측유로부; 및
    상기 증기발생기 출구용기에서 배출된 상기 원자로냉각재를 상기 원자로용기로 전달하도록, 상기 중간격벽의 외측에 형성되는 외측유로부를 포함하는 원전.
26. 제19항에 있어서,
    상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기는 각각 원통형으로 길게 형성되고,
    상기 복수의 증기발생기는 상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기 각각의 외부에 상하방향으로 설치되고, 상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기의 길이방향으로 이격되게 배치되는 원전.
27. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 증기발생기는,
    상기 증기발생기 입구용기와 상기 증기발생기 출구용기를 사이에 두고 양측에 복수의 열로 이격되게 배치되고,
    상기 복수의 증기발생기로 냉각수를 공급하는 주급수관;
    상기 주급수관을 통해 유입되는 상기 냉각수를 상기 복수의 증기발생기로 분배하도록, 상기 복수의 증기발생기의 하부에 각각 연결되는 급수관 공통헤더;
    상기 복수의 증기발생기에서 생성된 증기를 수집하도록, 상기 복수의 증기발생기의 상부에 연결되는 증기관 공통헤더; 및
    상기 증기관 공통헤더에 수집된 증기를 외부로 유출시키도록, 상기 증기관 공통헤더의 상부에 연결되는 주증기관을 포함하는 원전.
28. 제22항에 있어서,
    상기 증기발생기 입구용기는,
    상기 제2커넥터에 연통되게 연결되고, 상기 제2커넥터로부터 유입되는 상기 원자로냉각재를 양방향으로 분기시키는 중간입구용기부;
    상기 중간입구용기부의 일측에 연결되고, 상기 원자로냉각재를 일방향으로 분배받는 제1증기발생기 입구용기부; 및
    상기 중간입구용기부의 타측에 연결되고, 상기 원자로냉각재를 타방향으로 분배받는 제2증기발생기 입구용기부를 포함하고,
    상기 증기발생기 출구용기는,
    상기 복수의 증기발생기에서 배출된 상기 원자로냉각재를 상기 제3커넥터로 합류시키도록, 상기 제3커넥터에 연통되게 연결되는 중간출구용기부;
    상기 원자로냉각재를 상기 중간출구용기부의 일측으로 합류시키도록, 상기 중간출구용기부의 일측에 연결되는 제1증기발생기 출구용기부; 및
    상기 원자로냉각재를 상기 중간출구용기부의 타측으로 합류시키도록, 상기 중간출구용기부의 타측에 연결되는 제2증기발생기 출구용기부를 포함하는 원전.
29. 제22항에 있어서,
    상기 제1커넥터 내지 상기 제3커넥터 각각은 상기 원자로냉각재가 흐름 가능하게 속이 빈 원통형으로 형성되는 강화 노즐로 구성되고,
    상기 강화 노즐의 손상강도는 상기 원자로용기의 손상강도 대비 더 크거나 같은 원전.
30. 제19항에 있어서,
    상기 제1커넥터는 이중 배관 구조로 형성되고,
    상기 제1커넥터는,
    상기 이중 배관의 내부에 원통형으로 형성되는 유로격벽;
    상기 원자로냉각재가 상기 원자로용기에서 상기 증기발생기 입구용기로 흐르도록 상기 유로격벽의 내측에 형성되는 고온 유로부; 및
    상기 원자로냉각재가 상기 증기발생기 출구용기에서 상기 원자로용기로 흐르도록 상기 유로격벽의 외측에 형성되는 저온 유로부를 포함하는 원전.
31. 제19항에 있어서,
    상기 원자로냉각재펌프는 상기 증기발생기 입구용기의 상부 또는 상기 증기발생기 출구용기의 하부에 설치되는 원전.
32. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 증기발생기는,
    상기 가압기용기와 가장 가깝게 이격되게 배치되는 제1증기발생기; 및
    상기 증기발생기 입구용기 및 상기 증기발생기 출구용기의 길이방향으로 상기 제1증기발생기와 이격되게 배치되는 제2증기발생기 내지 제N증기발생기를 포함하고,
    상기 가압기용기와 상기 제1증기발생기 사이의 이격거리는 상기 제1증기발생기 내지 상기 제N증기발생기 상호 간의 이격거리보다 더 멀리 배치되는 원전.
33. 원자로용기;
    상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 가압기용기;
    상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기;
    상기 가압기용기의 외부에 배치되는 복수의 증기발생기;
    상기 가압기용기의 외부에 수평하게 설치되고, 상기 원자로용기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 복수의 증기발생기로 전달하는 고온부와, 상기 고온부의 하부에 배치되어 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 원자로용기로 전달하는 저온부를 포함하는 증기발생기용기;
    상기 원자로용기와 상기 복수의 증기발생기 사이에서 상기 원자로냉각재를 순환시키는 원자로냉각재펌프; 및
    상기 원자로용기와 상기 가압기용기를 연결하는 제1용기 커넥터;
    상기 가압기용기와 상기 증기발생기용기를 연결하는 제2용기 커넥터를 포함하는 원전.
34. 제33항에 있어서,
    상기 복수의 증기발생기와 상기 고온부는 제1강화노즐부로 연결되고,
    상기 복수의 증기발생기와 상기 저온부는 제2강화노즐부로 연결되고,
    상기 제1강화노즐부와 상기 제2강화노즐부 각각에 격리밸브가 설치되는 원전.
35. 제1항, 제17항 내지 제19항, 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 증기발생기는 판형, 인쇄기판형 및 3D 프린트형 중 일 형태의 열교환기인 원전.
36. 제1항, 제17항 내지 제19항, 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원자로용기의 내부 또는 외부에 제어봉 구동장치가 설치되는 원전.
37. 원자로용기;
    상기 원자로용기의 외부에 배치되는 하나 이상의 증기발생기용기;
    상기 증기발생기용기의 외부에 배치되는 복수의 증기발생기;
    상기 증기발생기용기의 상부에 배치되는 가압기용기;
    상기 가압기용기의 내부에 수용되는 가압기;
    상기 원자로용기와 상기 복수의 증기발생기 사이에서 원자로냉각재를 순환시키는 원자로냉각재펌프;
    상기 원자로용기와 상기 증기발생기용기를 연결하는 제1증기발생기 용기 커넥터; 및
    상기 증기발생기용기와 상기 가압기용기를 연결하는 제2증기발생기 용기 커넥터를 포함하고,
    상기 증기발생기용기는, 상기 원자로용기의 외부에 수평하게 설치되고, 상기 원자로용기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 복수의 증기발생기로 전달하는 고온부와, 상기 고온부의 하부에 배치되어 상기 복수의 증기발생기에서 배출된 원자로냉각재를 상기 원자로용기로 전달하는 저온부를 포함하고,
    상기 증기발생기용기는 원통형으로 수평하게 길게 형성되고, 상기 복수의 증기발생기는 상기 증기발생기용기의 외부에 상하방향으로 설치되고, 상기 증기발생기용기의 길이방향으로 이격되게 배치되는 원전.

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