KR102490327B1

KR102490327B1 - Radiation detector shielding apparatus for reactor coolant leak detection

Info

Publication number: KR102490327B1
Application number: KR1020200146391A
Authority: KR
Inventors: 김용균; 박준식; 손재범; 박기홍; 김종헌; 박종해; 한일수; 권태순; 조영식
Original assignee: 한양대학교 산학협력단; 한국원자력연구원; 주식회사 리얼게인
Priority date: 2020-11-04
Filing date: 2020-11-04
Publication date: 2023-01-20
Also published as: KR20220060417A

Abstract

개시된 본 발명에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 차페장치는, 원자로의 1차 냉각계통으로부터 누설된 냉각재가 포함된 증기가 수집되는 캐비티(Cavity)와, 캐비티에 수집된 증기로부터 방사선을 검출하는 적어도 하나의 감지부재가 마련되며, 차폐된 공간을 제공하는 차폐부, 캐비티와 감지부재 사이를 밀폐시키도록 탈부착 가능한 격벽부, 외력으로부터 차폐부가 유동되지 않도록 지지하는 지지부 및, 감지부재의 노이즈를 감쇄시키는 절연성 재질로 마련되며, 차폐부가 놓여지는 받침부를 포함하며, 1차 냉각계통과 같은 공간에 마련된다. 이러한 구성에 의하면, 1차 냉각계통으로부터 누설되는 냉각재의 검출 건전성을 향상시킬 수 있다. A shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor according to the present invention disclosed herein includes a cavity in which steam containing coolant leaked from a primary cooling system of a nuclear reactor is collected, and at least one device for detecting radiation from the steam collected in the cavity. A sensing member is provided, a shielding portion providing a shielded space, a detachable partition wall portion to seal between the cavity and the sensing member, a support portion supporting the shielding portion to prevent movement from external force, and an insulating material attenuating noise of the sensing member. It is provided, includes a support on which the shield is placed, and is provided in the same space as the primary cooling system. According to this configuration, detection integrity of the coolant leaking from the primary cooling system can be improved.

Description

Radiation detector shielding device for detecting reactor coolant leakage {RADIATION DETECTOR SHIELDING APPARATUS FOR REACTOR COOLANT LEAK DETECTION}

본 발명은 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치에 관한 것으로서, 원자로의 1차 냉각계통으로부터 누설되는 냉각재의 검출 건전성을 향상시킬 수 있는 차폐 공간을 제공하는 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치에 관한 것이다. The present invention relates to a shielding device for a radiation detector for detecting a leakage of coolant in a nuclear reactor, and more particularly, to a shielding device for a radiation detector for detecting a leak in a coolant in a nuclear reactor, which provides a shielding space capable of improving the detection integrity of coolant leaking from a primary cooling system of a nuclear reactor. will be.

일반적인 원자력발전소에서는 1차 냉각계통 증기발생기의 전열관 파단에 따른 2차 냉각계통으로의 원자로 냉각수 누설을 감지하기 위해, 섬광체 검출기가 사용된다. 2차 냉각계통의 주증기관 인근에 설치되는 섬광체 검출기는 원자로 용기에서 중성자 방사화로 생기는 방사성핵종 중에서 상당량을 차지하는 ¹⁶N에서 방출되는 감마선을 검출한다. 여기서, 섬광체 검출기에 의한 방사선 검출 시, 배경 방사선에 의한 신호 간섭을 방지하기 위해 납을 포함하는 차폐 수단이 요구되기도 한다. In a typical nuclear power plant, a scintillator detector is used to detect leakage of reactor cooling water into a secondary cooling system due to a rupture of a heat pipe of a steam generator in a primary cooling system. The scintillator detector installed near the main combustion engine of the secondary cooling system detects gamma rays emitted from ¹⁶ N, which account for a significant amount of radionuclides generated by neutron radiation in the reactor vessel. Here, when detecting radiation by the scintillator detector, a shielding means containing lead may be required to prevent signal interference caused by background radiation.

한편, 이러한 냉각수 누설 감지는 배경 방사선이 적은 2차 냉각계통 구역에 설치됨으로써, 차폐 수단의 구성이 단순하며 1차 및 2차 냉각계통 사이의 냉각수 누설만을 감지할 수 있다. 그로 인해, 1차 냉각계통에서 누설되는 냉각수로부터 발생되는 방사선 중 대다수를 차지하는 ¹⁶N이 짧은 반감기를 가짐으로써, 냉각수 누설 감지 정확도가 낮다. Meanwhile, since the cooling water leakage detection is installed in a secondary cooling system area with little background radiation, the shielding unit has a simple configuration and can detect only cooling water leakage between the primary and secondary cooling systems. Therefore, since ¹⁶ N, which accounts for the majority of radiation generated from cooling water leaking in the primary cooling system, has a short half-life, the accuracy of detecting cooling water leakage is low.

이에 따라, 근래에는 1차 냉각계통으로부터 발생되는 냉각수의 누설을 신속하고 정확하게 감지하기 위한 다양한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. Accordingly, in recent years, various studies have been continuously conducted to quickly and accurately detect leakage of cooling water generated from the primary cooling system.

대한민국 특허출원번호 제10-2013-00040076호Korean Patent Application No. 10-2013-00040076 대한민국 특허출원번호 제10-2011-0014086호Republic of Korea Patent Application No. 10-2011-0014086

본 발명의 목적은 1차 냉각계통으로부터 발생된 냉각재의 누설 감지를 위한 차폐된 공간을 제공하여 냉각재 누설 검출 건전성을 향상시킬 수 있는 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치를 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a shielding device for a radiation detector for detecting coolant leakage in a nuclear reactor capable of improving the integrity of coolant leakage detection by providing a shielded space for detecting coolant leakage generated from a primary cooling system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치는, 원자로의 1차 냉각계통으로부터 누설된 냉각재가 포함된 증기가 수집되는 캐비티(Cavity)와, 상기 캐비티에 수집된 상기 증기로부터 방사선을 검출하는 적어도 하나의 감지부재가 마련되며, 차폐된 공간을 제공하는 차폐부, 상기 캐비티와 감지부재 사이를 밀폐시키도록 탈부착 가능한 격벽부, 외력으로부터 상기 차폐부가 유동되지 않도록 지지하는 지지부 및, 상기 감지부재의 노이즈를 감쇄시키는 절연성 재질로 마련되며, 상기 차폐부가 놓여지는 받침부를 포함하며, 상기 1차 냉각계통과 같은 공간에 마련된다. In order to achieve the above object, a radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor according to the present invention includes a cavity in which vapor containing coolant leaked from a primary cooling system of a nuclear reactor is collected, and the collected vapor in the cavity At least one sensing member for detecting radiation from steam is provided, a shielding unit providing a shielded space, a detachable partition wall unit to seal between the cavity and the sensing member, and a support unit supporting the shielding unit to prevent movement from external forces. And, it is provided with an insulating material for attenuating noise of the sensing member, and includes a support on which the shield is placed, and is provided in the same space as the primary cooling system.

또한, 상기 차폐부는, 차폐 물질로 마련된 제1차폐부재가 내벽을 따라 마련되며, 상기 캐비티가 내부에 마련되는 제1차폐함 및, 제2차폐부재가 내벽을 따라 마련되며, 상기 캐비티와 마주하도록 상기 감지부재가 내부에 마련되는 제2차폐함을 포함하며, 상기 제1 및 제2차폐부재는 납을 포함하는 차폐 물질로 마련되고, 상기 제1 및 제2차폐함은 상호 분리될 수 있다. In addition, the shielding unit has a first shielding member made of a shielding material provided along an inner wall, a first shielding box having the cavity provided therein, and a second shielding member provided along the inner wall so as to face the cavity. The detecting member may include a second shielding box provided therein, the first and second shielding members may be provided with a shielding material containing lead, and the first and second shielding boxes may be separated from each other.

또한, 상기 제1차폐함은 서로 다른 용량의 상기 캐비티를 구비하도록 복수개 마련되어 교체 가능하며, 상기 제2차폐함은 서로 다른 종류의 감지부재를 각각 포함하도록 복수개 마련되어, 상기 제1차폐함에 대해 적어도 하나가 교체 가능할 수 있다. In addition, the first shielding box is provided in plurality to have the cavity of different capacity and is replaceable, and the second shielding box is provided in plurality to include different types of sensing members, respectively, and at least one of the first shielding box may be interchangeable.

또한, 상기 제1 및 제2차폐함은 양단이 개방된 중공 형상을 가지며, 상기 격벽부는 상기 제1 및 제2차폐함 중 적어도 어느 하나의 일단에 결합되고, 상기 캐비티와 마주하는 영역은 상대적으로 두께가 얇은 가이드영역이 마련될 수 있다. In addition, the first and second shields have a hollow shape with both ends open, the partition wall is coupled to one end of at least one of the first and second shields, and an area facing the cavity is relatively A thin guide area may be provided.

또한, 상기 차폐부는 납(Pb)을 포함하는 차폐 물질로 마련되고, 상기 격벽부는 방사선을 감쇄시킬 수 있는 알루미늄 및 스테인레스 스틸을 포함하는 금속 재질로 마련되는 적어도 하나의 격벽을 포함하되, 상기 캐비티와 마주하는 영역은 상대적으로 두께가 얇은 가이드영역이 마련될 수 있다.In addition, the shielding part is made of a shielding material containing lead (Pb), and the partition wall part includes at least one partition wall made of a metal material including aluminum and stainless steel capable of attenuating radiation, and The facing area may be provided with a guide area having a relatively thin thickness.

또한, 상기 지지부는, 외력에 의해 상기 차폐부가 유동되지 않도록, 상기 차폐부의 외부를 지지하는 제1지지대 및, 외력에 의해 상기 차폐부 내부의 상기 감지부재가 유동되지 않도록, 상기 차폐부의 내부에서 상기 감지부재를 지지하는 제2지지대를 포함할 수 있다. In addition, the support may include a first support for supporting the outside of the shield so that the shield does not move due to an external force, and the inside of the shield so that the sensing member inside the shield does not move due to an external force. A second support for supporting the sensing member may be included.

또한, 상기 지지부는, 상기 제1 및 제2차폐함의 하부 외주면에 밀착되는 제1지지부재와, 상기 제1 및 제2차폐함의 상부 외주면에 밀착되는 제2지지부재를 포함하며, 상기 제1 및 제2지지부재는 상호 결합된 상태로 상기 받침부에 고정되는 제1지지대 및, 상기 감지부재가 내부에 결합된 상태로 상기 제2차폐함의 내부에 마련되는 제2지지대를 포함할 수 있다. In addition, the support part includes a first support member in close contact with the lower outer circumferential surfaces of the first and second shield boxes, and a second support member in close contact with the upper outer circumferential surfaces of the first and second shield boxes, The second support member may include a first support member fixed to the supporting portion in a mutually coupled state, and a second support member provided inside the second shielding box in a state in which the sensing member is coupled therein.

또한, 상기 제2차폐함은 상기 캐비티와 연통하는 개구가 양단에 마련되되, 상기 캐비티와 마주하지 않는 끝단에는 상기 개구에 삽입되는 커버 돌기가 마련되는 커버에 의해 밀폐되고, 상기 제2지지대는 상기 커버 돌기에 일체로 마련될 수 있다. In addition, the second shielding box is provided with an opening communicating with the cavity at both ends, and is sealed by a cover having a cover protrusion inserted into the opening at an end that does not face the cavity, and the second support is It may be provided integrally with the cover protrusion.

또한, 상기 커버 돌기는 납을 포함하는 차폐 물질로 마련될 수 있다. In addition, the cover protrusion may be provided with a shielding material containing lead.

또한, 상기 제2지지대는 상기 감지부재가 출입 가능한 조립홀이 일측에 관통 형성되며, 상기 제2지지대와 상기 감지부재 사이의 결합 부위에는 실링부재가 마련될 수 있다. In addition, an assembly hole through which the sensing member can come in and out of the second support may be formed through one side, and a sealing member may be provided at a joint between the second support and the sensing member.

또한, 상기 받침부는 상기 차폐부의 바닥을 지지하는 절연체로 마련되는 받침대를 포함할 수 있다. In addition, the support portion may include a support provided with an insulator supporting a bottom of the shielding portion.

본 발명의 바람직한 다른 측면에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치는, 원자로의 1차 냉각계통과 같은 공간에 마련되어 차폐 공간을 제공하며, 상기 1차 냉각계통으로부터 누설된 냉각재가 포함된 증기가 수집되는 캐비티(Cavity)가 마련되는 적어도 하나의 제1차폐함 및, 상기 캐비티와 마주하도록 상기 제1차폐함과 이웃하게 연결되어 상기 증기로부터 방사선을 검출하는 감지부재가 마련되는 적어도 하나의 제2차폐함을 포함하는 차폐부, 상기 제1 및 제2차폐함 사이를 밀폐시키도록 탈부착되는 격벽부, 외력으로부터 상기 차폐부가 유동되지 않도록 지지하는 지지부 및, 상기 감지부재의 노이즈를 감쇄시키는 절연성 재질로 마련되며, 상기 차폐부가 놓여지는 받침부를 포함한다. A radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor according to another preferred aspect of the present invention is provided in the same space as a primary cooling system of a nuclear reactor to provide a shielding space, and steam containing coolant leaked from the primary cooling system At least one first shielding box provided with a cavity to be collected, and at least one second shielding box provided with a sensing member that is adjacently connected to the first shielding box to face the cavity and detects radiation from the vapor. A shielding unit including a shielding box, a partition wall that is attached and detached to seal between the first and second shielding boxes, a support unit that supports the shielding unit so that it does not flow from an external force, and an insulating material that attenuates noise of the sensing member. It is provided, and includes a supporting portion on which the shielding portion is placed.

또한, 상기 제1 및 제2차폐함은 각각의 내벽을 따라 납을 포함하는 차폐 물질로 마련된 차폐부재가 마련되도록 각각 마련되며, 상기 격벽부에 의해 밀폐된 상태로 상호 분리 가능할 수 있다. In addition, the first and second shielding boxes are provided so that a shielding member made of a shielding material containing lead is provided along each inner wall, and may be separated from each other in a sealed state by the partition wall portion.

또한, 상기 제1 및 제2차폐함은 납(Pb)을 포함하는 차폐 물질로 마련되고, 상기 격벽부는 방사선을 감쇄시킬 수 있는 알루미늄 및 스테인레스 스틸을 포함하는 금속 재질로 마련되는 적어도 하나의 격벽을 포함하되, 상기 캐비티와 마주하는 영역은 상대적으로 두께가 얇은 가이드영역이 마련될 수 있다. In addition, the first and second shielding boxes are made of a shielding material containing lead (Pb), and the partition wall portion includes at least one partition wall made of a metal material including aluminum and stainless steel capable of attenuating radiation. Including, the region facing the cavity may be provided with a guide region having a relatively thin thickness.

또한, 상기 지지부는, 상기 제1 및 제2차폐함의 외면에 밀착되는 제1지지대 및, 상기 제2차폐함의 내부에서 상기 감지부재를 지지하는 제2지지대를 포함할 수 있다. In addition, the support unit may include a first support unit in close contact with outer surfaces of the first and second shield boxes, and a second support unit supporting the sensing member inside the second shield box.

또한, 상기 제1지지대는, 상기 제1 및 제2차폐함의 하부 외주면에 밀착되는 제1지지부재 및 상기 제1 및 제2차폐함의 상부 외주면에 밀착되는 제2지지부재를 포함하며, 상기 제1 및 제2지지부재는 상호 결합되어 상기 받침부에 고정될 수 있다. In addition, the first support includes a first support member in close contact with the lower outer circumferential surfaces of the first and second shield boxes and a second support member in close contact with the upper outer circumferential surfaces of the first and second shield boxes. And the second support member may be coupled to each other and fixed to the receiving portion.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 원자로의 1차 냉각계통과 같은 공간내에 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치를 마련하여 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치의 내부에서 1차 냉각계통으로부터 누설된 냉각재를 신속 및 정확하게 검출할 수 있다. According to the present invention having the above configuration, first, a radiation detector shielding device for detecting leakage of nuclear reactor coolant is provided in the same space as the primary cooling system of the nuclear reactor, and primary cooling is performed inside the radiation detector shielding device for detecting leakage of nuclear reactor coolant. Coolant leaking from the system can be quickly and accurately detected.

둘째, 배경 방사선을 포함하는 잡음에 대한 간섭을 저하시킬 수 있는 차폐된 공간을 제공함으로써, 검출 건전성을 확보할 수 있다. Second, detection soundness can be secured by providing a shielded space capable of reducing interference with respect to noise including background radiation.

셋째, 검출 조건 및 환경과 같은 다양한 조건에 대응하여 차폐함을 분리하여 교체할 수 있어, 사용 다양성 확보에 유리하다. Third, since the shielding box can be separated and replaced in response to various conditions such as detection conditions and environments, it is advantageous to secure diversity of use.

넷째, 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치의 외력에 의한 구조적 및 기능적 안전성을 확보할 수 있어, 고품질의 검출 성능을 구현할 수 있다. Fourth, it is possible to secure structural and functional safety due to external force of the radiation detector shielding device for detecting leakage of nuclear reactor coolant, so that high-quality detection performance can be realized.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치를 분해하여 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치의 유무에 따른 배경 방사선에 의한 잡음의 변화 전화를 모사하여 개략적으로 도시한 그래프이다. 그리고,
도 6은 도 1에 도시된 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치의 유무에 따른 감지부재에서 발생하는 배경 방사선의 잡음과 냉각재 내 ¹⁶N 방사선 신호를 모사하여 개략적으로 비교한 그래프이다. 1 is a perspective view schematically illustrating a shielding device for a radiation detector for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view schematically illustrating an exploded view of a shielding device for a radiation detector for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor shown in FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view schematically cut along line III-III shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. 1 .
FIG. 5 is a graph schematically illustrating a change in noise caused by background radiation according to the presence or absence of a shielding device for a radiation detector for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor shown in FIG. And,
FIG. 6 is a graph schematically comparing noise of background radiation generated from the sensing member according to the presence or absence of the radiation detector shielding device for detecting leakage of the nuclear reactor coolant shown in FIG. 1 and ¹⁶ N radiation signal in the coolant by simulation.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to such embodiments, and the spirit of the present invention may be proposed differently by adding, changing, and deleting components constituting the embodiments, but this is also included in the spirit of the present invention. It will be.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)를 개략적으로 분해 도시한 분해 사시도이다. 또한, 도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선 및 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 각각 절단한 단면도이다. 1 is a schematic perspective view of a radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a shielding device for a radiation detector for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor shown in FIG. 1 ( 1) is an exploded perspective view schematically exploded. 3 and 4 are cross-sectional views respectively taken along lines III-III and IV-IV shown in FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)는 차폐부(10), 격벽부(40), 지지부(50) 및 받침부(60)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 2 , a radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor according to an embodiment of the present invention includes a shielding part 10, a partition wall part 40, a support part 50, and a support part ( 60).

참고로, 본 발명에서 설명하는 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)는 원자력발전소와 같은 핵반응((nuclear reaction)을 발생시키는 원자로(미도시)의 1차 냉각계통에서의 냉각재 누설 감지하기 위한 차폐 구조이다. 보다 구체적으로, 본 발명에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)는 집수조나 격납건물과 같은 격납시설의 내부에 위치하는 원자로의 1차 냉각계통과 같은 공간인 격납시설의 내부에서 마련되는 것으로 예시 및 도시한다. 즉, 본 발명은 격납시설 외부가 아닌 격납시설의 내부에서. 냉각재(C)의 누설 감지를 위한 차폐 공간을 제공하는 것이다. For reference, the radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor described in the present invention is used to detect leakage of coolant in a primary cooling system of a nuclear reactor (not shown) generating a nuclear reaction such as a nuclear power plant. More specifically, the radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor according to the present invention is contained in a space such as the primary cooling system of a nuclear reactor located inside a containment facility such as a water collection tank or a containment building. It is illustrated and illustrated as being provided inside the facility, that is, the present invention provides a shielded space for detecting leakage of the coolant (C) inside the containment facility, not outside the containment facility.

차폐부(10)는 원자로의 1차 냉각계통(미도시)과 같은 공간에 마련되어, 1차 냉각계통(미도시)로부터 누설된 냉각재가 포함된 증기(C)가 수집되는 차폐된 공간을 제공한다. 이를 위해, 차폐부(10)는 제1 및 제2차폐함(20)(30)을 포함한다. The shield 10 is provided in the same space as the primary cooling system (not shown) of the nuclear reactor, and provides a shielded space in which steam (C) containing coolant leaked from the primary cooling system (not shown) is collected. . To this end, the shielding unit 10 includes first and second shielding boxes 20 and 30.

제1차폐함(20)은 내벽을 따라 납(Pb)과 같은 차폐 물질로 마련된 제1차폐부재(21)가 마련되며, 중심 영역에는 증기(C)가 수집되는 캐비티(Cavity)(22)가 내부에 마련된다. 여기서, 캐비티(22)의 양 옆은 개방된 형상을 가짐으로써, 제1차폐함(20)은 양단이 개방된 중공의 원통 형상을 가진다. 이러한 제1차폐함(20)의 일측에는 증기(C)가 캐비티(22)로 유입 및 배출되는 유입관(23) 및 배출관(24)이 상호 나란하게 마련되나, 유입관(23) 및 배출관(24)의 위치 및 개수는 도시된 예로만 한정되지 않는다. The first shielding box 20 is provided with a first shielding member 21 made of a shielding material such as lead (Pb) along an inner wall, and a cavity 22 in which vapor C is collected in the central region. provided inside. Here, both sides of the cavity 22 have an open shape, so that the first shield 20 has a hollow cylindrical shape with both ends open. On one side of the first shielding box 20, an inlet pipe 23 and a discharge pipe 24 through which steam C is introduced into and discharged from the cavity 22 are provided side by side with each other, but the inlet pipe 23 and the discharge pipe ( The location and number of 24) are not limited to the illustrated example.

참고로, 제1차폐함(20)의 캐비티(22)로 유입 및 배출되는 증기(C)는 1차 냉각계통(미도시)의 배관 인근에서 포집되어 캐비티(22)의 내부로 흡입된다. 또한, 제1차폐함(20)은 에어 펌프(Air pump)(미도시)를 구비함으로써, 캐비티(22)의 내외로 증기(C)를 순환시킬 수 있다. For reference, the steam (C) introduced into and discharged from the cavity 22 of the first shielding box 20 is collected near the piping of the primary cooling system (not shown) and sucked into the cavity 22. In addition, the first shielding box 20 may circulate the vapor C into and out of the cavity 22 by having an air pump (not shown).

제2차폐함(30)은 내벽을 따라 납(Pb)을 포함하는 차폐물질로 마련되는 제2차폐부재(31)가 마련된다. 또한, 제2차폐함(30)은 제1차폐함(20)과 이웃하도록 제1차폐함(20)에 대해 적어도 하나 연결되도록 마련되어, 증기(C)에 포함된 냉각재를 검출하는 감지부재(32)(도 2 참조)가 마련된다. 이를 위해, 제2차폐함(30)은 제1차폐함(20)의 캐비티(22)와 마주하여 연통하도록 양측면에 개방된 개구(33)가 마련되며, 내부에 감지부재(32)가 설치될 수 있는 공간이 마련되는 중공의 원통 형상을 가진다. The second shielding box 30 is provided with a second shielding member 31 made of a shielding material containing lead (Pb) along an inner wall. In addition, the second shielding box 30 is provided to be connected to at least one of the first shielding boxes 20 so as to be adjacent to the first shielding box 20, and the sensing member 32 for detecting the coolant contained in the steam C. ) (see FIG. 2) is provided. To this end, the second shielding box 30 is provided with openings 33 open on both sides so as to face and communicate with the cavity 22 of the first shielding box 20, and the sensing member 32 is installed therein. It has a hollow cylindrical shape in which a space is provided.

한편, 본 실시예에서는 제2차폐함(30)이 도 1의 도시와 같이, 제1차폐함(20)의 양측에 캐비티(22)를 사이에 두고 마주하도록 한 쌍으로 마련되는 것으로 도시 및 예시하나, 제2차폐함(30)의 개수 및 설치 위치는 한정되지 않는다. 즉, 제1차폐함(20)은 대략 직육면체 형상과 같이 다양하게 형상 변형 가능하며 이러한 제1차폐함(20)의 형상에 대응하여 제2차폐함(30)이 제1차폐함(20)의 측면, 상면, 하면 등과 같은 다양한 위치에 복수개 연결되도록 마련되는 변형예도 가능하다. On the other hand, in this embodiment, the second shield 30 is shown and illustrated as being provided in pairs to face each other with the cavity 22 on both sides of the first shield 20, as shown in FIG. However, the number and installation location of the second shield box 30 is not limited. That is, the first shielding box 20 can be variously shaped like a rectangular parallelepiped, and the second shielding box 30 corresponds to the shape of the first shielding box 20. Modifications provided to connect a plurality to various positions such as the side surface, top surface, and bottom surface are also possible.

여기서, 제2차폐함(30)의 개수 및 설치 위치는 내부에 마련되는 감지부재(32)의 감지 특성에 대응하여 가변될 수 있다. 예컨대, 제2차폐함(30)이 한 쌍으로 제1차폐함(20)의 양 측면에 결합되고, 한 쌍의 제2차폐함(30)의 내부에는 방사선의 베타선 및 감마선을 각각 감지할 수 있는 서로 다른 감지부재(32)가 각각 마련될 수 있다. Here, the number and installation position of the second shield box 30 may be varied in response to the sensing characteristics of the sensing member 32 provided therein. For example, a pair of second shielding boxes 30 are coupled to both sides of the first shielding box 20, and the inside of the pair of second shielding boxes 30 can detect beta rays and gamma rays of radiation, respectively. Different sensing members 32 may be provided, respectively.

제1 및 제2차폐함(20)(30)은 1차 냉각계통(미도시)이 마련되는 격리된 격납시설과 같은 공간에 마련된다. 즉, 제1 및 제2차폐함(20)(30)은 1차 냉각계통(미도시)이 놓여지는 격납시설 내부의 환영복도에 마련되며, 1차 냉각계통(미도시) 인근에 마련되어 1차 냉각계통(미도시)으로부터 누설된 냉각수와 같은 냉각재가 기화된 습도가 높은 증기(C)가 유입된다. 이때, 제1 및 제2차폐함(20)(30)은 납(Pb)과 같은 차폐 물질로 마련됨에 따라, 배경 방사선을 차폐시킬 수 있는 차폐 공간을 제공한다. 그로 인해, 차폐부(10)의 내부에 마련된 감지부재(32)는 캐비티(22)로 유입된 증기(C)에 대한 외부 간섭 요인이 제거된 감지 신호를 획득할 수 있다. The first and second shielding boxes 20 and 30 are provided in the same space as an isolated containment facility in which a primary cooling system (not shown) is provided. That is, the first and second shielding boxes 20 and 30 are provided in the welcome corridor inside the containment facility where the primary cooling system (not shown) is placed, and are provided near the primary cooling system (not shown). Steam (C) with high humidity, in which a coolant such as coolant leaked from a cooling system (not shown) is vaporized, is introduced. At this time, as the first and second shielding boxes 20 and 30 are made of a shielding material such as lead (Pb), they provide a shielding space capable of shielding background radiation. As a result, the sensing member 32 provided inside the shield 10 may obtain a sensing signal from which external interference factors for the vapor C introduced into the cavity 22 are removed.

또한, 제1 및 제2차폐함(20)(30)은 상호 분리 가능하다. 보다 구체적으로, 제1차폐함(20)은 서로 다른 용량의 캐비티(22)를 가지도록 복수개 마련되어 교체 가능하며, 제2차폐함(20)은 서로 다른 종류의 감지부재(32)를 각각 포함하도록 복수개 마련되어 교체 가능하다. 즉, 제1 및 제2차폐함(20)(30)은 사용 조건에 따라 작업자에 의해 다양하게 교체 가능한 것이다. 예컨대, 제2차폐함(30)는 섬광체 검출기 및 반도체 검출기 등과 같이 서로 다른 종류의 감지부재(32)를 각각 구비하도록 복수개 마련되며, 검출하고자 하는 방사선 종류에 대응하여 작업자에 의해 교체 가능할 수 있다. In addition, the first and second shielding boxes 20 and 30 are mutually separable. More specifically, the first shielding box 20 is provided in plurality to have cavities 22 of different capacities and can be replaced, and the second shielding box 20 includes different types of sensing members 32, respectively. There are several and can be replaced. That is, the first and second shields 20 and 30 can be replaced in various ways by a worker according to use conditions. For example, the second shield 30 is provided with a plurality of different types of sensing members 32, such as a scintillator detector and a semiconductor detector, respectively, and can be replaced by an operator corresponding to the type of radiation to be detected.

제1 및 제2차폐함(20)(30)이 분리 가능함에 따라, 분리된 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 이동 편의를 고려하여 제1 및 제2차폐함(20)(30)에는 각각 제1 및 제2손잡이(25)(34)가 마련된다. 그러나, 꼭 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 및 제2손잡이(25)(34)를 비롯하여 리프트(Lift)와 같은 다양한 이동수단이 제1 및 제2차폐함(20)(30)에 마련될 수 있다. As the first and second shield boxes 20 and 30 are separable, the first and second shield boxes 20 in consideration of the convenience of movement of the separated first and second shield boxes 20 and 30 (30) is provided with first and second handles (25, 34), respectively. However, it is not necessarily limited to this, and various means of movement, such as a lift, including the first and second handles 25 and 34 may be provided in the first and second shield boxes 20 and 30. there is.

또한, 제2차폐함(30)의 양단 중에서, 제1차폐함(20)과 연결되지 않는 끝단부에는 커버(35)가 결합된다. 커버(35)는 제2차폐함(30) 내부에 마련되는 감지부재(32)에 대한 신호 입출력을 위한 연결라인을 제공하면서, 누설되는 선량을 최소화할 수 있도록 금속 재질로 마련되어, 제2차폐함(30)에 결합된다. In addition, among both ends of the second shielding box 30, a cover 35 is coupled to an end portion that is not connected to the first shielding box 20. The cover 35 is made of a metal material to minimize the leaking dose while providing a connection line for signal input/output for the sensing member 32 provided inside the second shielding box 30, and is provided in the second shielding box. coupled to (30).

여기서, 커버(35)에는 제2차폐함(30)의 개구(33)에 소정 깊이 삽입되는 커버 돌기(36)가 마련되어, 제2차폐함(30)의 차폐성을 향상시킴이 좋다. 이러한 커버 돌기(36)는 납을 포함하는 차폐 물질로 마련된다. 즉, 커버 돌기(36)는 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 제1 및 제2차폐부재(21)(31)과 동일한 재질로 마련되어, 차폐성을 가질 수 있다. Here, the cover 35 is preferably provided with a cover protrusion 36 inserted into the opening 33 of the second shield 30 to a predetermined depth to improve the shielding properties of the second shield 30 . The cover protrusion 36 is made of a lead-containing shielding material. That is, the cover protrusion 36 is made of the same material as the first and second shielding members 21 and 31 of the first and second shield boxes 20 and 30, and may have shielding properties.

참고로, 도 2에 도시된 감지부재(32)는 냉각재로부터 방출되는 방사선핵종 중에서 가장 높은 비율을 차지하는 ¹⁶N에서 방출되는 감마선을 감지할 수 있는 섬광체 검출기인 것으로 예시한다. 그러나, 감지부재(32)의 종류는 이에 한정되지 않으며, 검출하고자 하는 대상 방사선의 종류에 따라 다양하게 가변 가능하다. For reference, the sensing member 32 shown in FIG. 2 is exemplified as a scintillator detector capable of sensing gamma rays emitted at ¹⁶ N, which occupy the highest ratio among radionuclides emitted from the coolant. However, the type of the sensing member 32 is not limited thereto, and can be varied in various ways according to the type of target radiation to be detected.

격벽부(40)는 캐비티(22)와 감지부재(32)의 사이를 밀폐시키도록 탈부착 가능한 얇은 격벽으로 마련된다. 본 실시예에서는 제1차폐함(20)에 대해 양단에 대응하여 제2차폐함(30)이 한 쌍으로 마련되어 결합되는 것으로 예시함에 따라, 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 사이에 결합되도록, 격벽부(40)가 한 쌍으로 마련된다. 여기서, 격벽부(40)는 제1 및 제2차폐함(20)(30)에 대해 분리 가능하게 결합됨이 좋다. The barrier rib portion 40 is provided as a detachable thin barrier rib to seal between the cavity 22 and the sensing member 32 . In this embodiment, as illustrated in that the second shield box 30 is provided as a pair and coupled to correspond to both ends of the first shield box 20, the first and second shield boxes 20 and 30 A pair of barrier rib portions 40 are provided so as to be coupled therebetween. Here, the bulkhead portion 40 is detachably coupled to the first and second shield boxes 20 and 30.

이러한 격벽부(40)는 방사선의 감쇄 특성을 고려하여, 알루미늄(Al), 스테인레스 스틸(Stainless Steel) 등과 같은 감쇄 특성을 가지는 금속 물질로 마련된다. 이때, 격벽부(40)는 캐비티(22)와 마주하는 영역에는 상대적으로 두께가 얇은 가이드영역(41)이 마련된다. 즉, 격벽부(40)는 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 외경에 대응되는 링 형상을 가지며, 링 형상의 격벽부(40)의 중심 영역에는 상대적으로 두께가 얇은 가이드영역(41)이 마련된다. 여기서, 가이드영역(41)이 상대적으로 얇은 두께로 마련됨으로써, 제2차폐함(30)의 내부에 마련된 감지부재(31)가 캐비티(22)에 대한 냉각재 누설 검출을 간섭하지 않는다. The barrier rib portion 40 is made of a metal material having attenuation characteristics such as aluminum (Al) and stainless steel in consideration of radiation attenuation characteristics. At this time, a guide area 41 having a relatively thin thickness is provided in an area of the barrier rib portion 40 facing the cavity 22 . That is, the partition wall portion 40 has a ring shape corresponding to the outer diameters of the first and second shield boxes 20 and 30, and a guide area having a relatively thin thickness in the central region of the ring-shaped partition wall portion 40. (41) is provided. Here, since the guide area 41 is provided with a relatively thin thickness, the detecting member 31 provided inside the second shielding box 30 does not interfere with detection of leakage of the coolant into the cavity 22 .

한편, 제2차폐함(30)은 양단에 개구(33)가 마련됨에 따라, 제2차폐함(30)이 제1차폐함(20)으로부터 분리되면 개구(33)가 노출되어 제2차폐함(30)으로 외부 공기와 같은 이물질이 유입될 수 있다. 이에 따라, 제1차폐함(20)과 마주하는 제2차폐함(30)의 일측에 격벽부(40)가 결합됨으로써, 제1차폐함(20)으로부터 분리된 제2차폐함(30)의 개구(33)를 격벽부(40)에 의해 폐쇄시킬 수 있다. On the other hand, as the opening 33 is provided at both ends of the second shielding box 30, when the second shielding box 30 is separated from the first shielding box 20, the opening 33 is exposed to the second shielding box. Foreign substances such as outside air may be introduced into (30). Accordingly, the partition wall portion 40 is coupled to one side of the second shield box 30 facing the first shield box 20, so that the second shield box 30 separated from the first shield box 20 The opening 33 may be closed by the partition wall portion 40 .

또한, 격벽부(40)는 제1차폐함(20) 내부의 캐비티(22)와 제2차폐함(30)을 물리적으로 분리시킬 수 있음으로써, ¹⁶N과 같은 방사성핵종이 포함된 누설 냉각재로부터 감지부재(32)가 직접 노출됨을 차단할 수 있다. 그로 인해, 냉각재로 인한 감지부재(32)의 물리적, 화학적 손상을 방지할 수 있어, 내구성 향상에 유리하다.In addition, the partition wall portion 40 can physically separate the cavity 22 inside the first shielding box 20 and the second shielding box 30, thereby preventing leaking coolant containing radionuclides such as ¹⁶ N. Direct exposure of the sensing member 32 may be blocked. As a result, it is possible to prevent physical and chemical damage to the sensing member 32 due to the coolant, which is advantageous for improving durability.

본 실시예에서는 격벽부(40)가 제1차폐함(20)과 마주하는 제2차폐함(30)의 일측에 결합되는 것으로 예시하나, 제1 및 제2차폐함(20)(30)에 모두 설치되는 변형예도 가능하다. 만약, 제1 및 제2차폐함(20)(30)에 격벽부(40)가 모두 설치될 경우, 감지부재(31)의 냉각재 누설 검출 신호를 간섭하지 않도록 가이드영역(41)의 두께는 더 얇게 조절됨이 좋다. In this embodiment, the partition wall portion 40 is illustrated as being coupled to one side of the second shield box 30 facing the first shield box 20, but in the first and second shield boxes 20 and 30 A variant in which all are installed is also possible. If the partition walls 40 are installed in both the first and second shielding boxes 20 and 30, the thickness of the guide area 41 is further increased so as not to interfere with the coolant leakage detection signal of the sensing member 31. It is good that it is thinly adjusted.

지지부(50)는 외력으로부터 차폐부(10)가 유동되지 않도록 지지한다. 지지부(50)는 차폐부(10)를 구조적으로 지지하는 제1지지대(51) 및 차폐부(10)를 기능적으로 지지하는 제2지지대(54)를 포함한다. The support part 50 supports the shield part 10 so that it does not flow from an external force. The support unit 50 includes a first support unit 51 that structurally supports the shield unit 10 and a second support unit 54 that functionally supports the shield unit 10 .

제1지지대(51)는 외력에 의해 차폐부(10)가 유동되지 않도록 차폐부(10)의 외부를 지지한다. 이를 위해, 제1지지대(51)는 도 2 및 도 3의 도시와 같이, 원통 형상을 가지는 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 외주면에 밀착되는 제1 및 제2지지부재(52)(53)를 포함한다. 여기서, 제1지지부재(52)는 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 하부 외주면에 밀착되어 지지하는 제1지지면(52a)이 마련되고, 제2지지부재(53)는 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 상부 외주면에 밀착되어 지지하는 제2지지면(53a)이 마련된다. The first support 51 supports the outside of the shield 10 so that the shield 10 does not move due to an external force. To this end, as shown in FIGS. 2 and 3, the first support 51 is a first and second support member that is in close contact with the outer circumferential surfaces of the first and second shield boxes 20 and 30 having a cylindrical shape ( 52) (53). Here, the first support member 52 is provided with a first support surface 52a supported by being in close contact with the lower outer circumferential surfaces of the first and second shield boxes 20 and 30, and the second support member 53 A second support surface 53a is provided in close contact with the upper outer circumferential surfaces of the first and second shield boxes 20 and 30 to support them.

이때, 제1 및 제2지지부재(52)(53) 각각의 제1 및 제2지지면(52a)(53a)은 모두, 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 외주면에 대응되는 곡률진 형상을 가진다. 또한, 제1 및 제2지지부재(52)(53)는 소정 두께를 가지도록 마련된다. 이러한 제1 및 제2지지부재(52)(53)는 도 4의 도시와 같이, 상호 결합된 상태로 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 외주면에 밀착됨으로써, 지진과 같은 외력에 의해 제1 및 제2차폐함(20)(30)이 유동되지 않도록 지지하여 구조적인 안전성을 제공한다. At this time, both the first and second support surfaces 52a and 53a of the first and second support members 52 and 53 correspond to the outer circumferential surfaces of the first and second shield boxes 20 and 30. has a curvature shape. In addition, the first and second support members 52 and 53 are provided to have a predetermined thickness. As shown in FIG. 4, the first and second support members 52 and 53 are in close contact with the outer circumferential surfaces of the first and second shield boxes 20 and 30 in a mutually coupled state, so that an external force such as an earthquake By supporting the first and second shields 20 and 30 so as not to flow, structural safety is provided.

제2지지대(54)는 도 2 및 도 3의 도시와 같이, 제2차폐함(30)의 내부에 마련된 감지부재(32)를 지지하여, 지진과 같은 외력 발생시 감지부재(32)가 유동되어 기능 저하가 야기되지 않도록 지지한다. As shown in FIGS. 2 and 3, the second support 54 supports the sensing member 32 provided inside the second shield 30, so that the sensing member 32 moves when an external force such as an earthquake occurs. support so as not to cause functional deterioration.

이러한 제2지지대(54)는 내부에 감지부재(32)가 지지되도록 중공의 원통 형상을 가지며, 일측에 개방된 조립홀(55)이 관통 마련된다. 조립홀(55)은 제2지지대(54)의 내부로 감지부재(32)를 출입시켜 조립하기 위한 개구이다. 또한, 제2지지대(54)는 감지부재(32)와 결합되는 단부에 실링부재(56)가 마련됨으로써, 제2지지대(54)와 감지부재(32) 사이를 기밀성 있게 조립시킬 수 있다. The second support 54 has a hollow cylindrical shape so that the sensing member 32 is supported therein, and an assembly hole 55 open at one side is provided therethrough. The assembly hole 55 is an opening for assembling the sensing member 32 into and out of the second support 54 . In addition, the sealing member 56 is provided at the end of the second support 54 coupled to the sensing member 32, so that the second support 54 and the sensing member 32 can be assembled airtightly.

이상과 같이, 제2지지대(54)가 감지부재(32)가 유동되지 않도록 지지함으로써, 외력 발생시에도 감지부재(32)를 보호하여 기능적인 안전성을 확보할 수 있다. As described above, since the second support 54 supports the sensing member 32 so that it does not move, it is possible to secure functional safety by protecting the sensing member 32 even when an external force is generated.

참고로, 도 3의 도시와 같이, 제2지지대(54)는 제2차폐함(30)의 끝단에 결합되는 커버(35)에 설치될 수 있다. 즉, 제2지지대(54)는 커버(35)로부터 제2차폐함(30)의 개구(33)에 삽입되어 결합되는 커버 돌기(36)에 설치됨으로써, 제2차폐함(30) 내부에서 감지부재(32)를 지지한다. 여기서, 커버(35)와 제2지지대(54)가 일체로 마련될 경우, 지진과 같은 외력에 의한 감지부재(32)를 보다 효과적으로 안전하게 지지할 수도 있다. For reference, as shown in FIG. 3, the second support 54 may be installed on the cover 35 coupled to the end of the second shield 30. That is, the second support 54 is inserted into the opening 33 of the second shield box 30 from the cover 35 and installed on the cover protrusion 36 coupled thereto, so that it is detected inside the second shield box 30. The member 32 is supported. Here, when the cover 35 and the second support 54 are integrally provided, the sensing member 32 may be more effectively and safely supported by an external force such as an earthquake.

받침부(60)는 감지부재(32)의 노이즈를 감쇄시키는 절연성 재질로 마련되며, 차폐부(10)가 놓여진다. 이를 위해 받침부(60)는 도 1 내지 도 4의 도시와 같이, 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 바닥을 지지하는 절연체로 마련되는 받침대(61)와, 받침대(61)를 지지하는 바닥 프레임(62)을 포함한다. 여기서, 받침대(61)는 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 하부 외주면을 감싸 지지하는 제1지지대(51)의 제1지지부재(52)가 고정됨으로써, 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 신호 간섭을 감쇄하여, 감지부재(32)의 신호에 대한 신뢰성을 높일 수 있다. The supporting part 60 is made of an insulating material that attenuates the noise of the sensing member 32, and the shielding part 10 is placed thereon. To this end, as shown in FIGS. 1 to 4, the supporting portion 60 includes a pedestal 61 provided with an insulator supporting the bottoms of the first and second shield boxes 20 and 30, and the pedestal 61 Includes a bottom frame 62 for supporting. Here, the pedestal 61 is fixed by the first support member 52 of the first support 51 for wrapping and supporting the outer circumferential surfaces of the lower portions of the first and second shield boxes 20 and 30, so that the first and second Reliability of the signal of the sensing member 32 may be increased by attenuating signal interference of the shield boxes 20 and 30 .

또한, 받침부(60)는 차폐부(10)가 측방향으로 유동되지 않도록 양측단을 지지하는 측면 프레임(63)을 포함한다. 측면 프레임(63)은 제2차폐함(30)의 단부에 결합되는 커버(35)를 지지하도록 지지홀(63a)이 관통 형성되며, 차폐성을 가지는 금속 재질로 마련될 수 있다. In addition, the supporting part 60 includes a side frame 63 supporting both ends so that the shielding part 10 does not flow in the lateral direction. The side frame 63 has a support hole 63a formed therethrough to support the cover 35 coupled to the end of the second shield box 30, and may be made of a metal material having shielding properties.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)에 의한 냉각재 누설 감지 동작을 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한다. An operation of detecting leakage of coolant by the radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of coolant of a nuclear reactor according to the present invention having the configuration described above will be described with reference to FIGS. 1 to 4 .

도 1과 같이, 미도시된 1차 냉각계통과 같은 공간에 마련되는 차폐부(10)의 제1차폐함(20)으로 증기(C)가 유입관(23)을 통해 유입된다. 여기서, 증기(C)는 원자로의 1차 냉각계통(미도시) 인근에서 흡입된 냉각재를 포함할 수 있으며, 제1차폐함(20) 내부에 마련된 캐비티(22)로 유입된다. As shown in FIG. 1 , steam (C) is introduced into the first shielding box 20 of the shielding unit 10 provided in the same space as the primary cooling system (not shown) through the inlet pipe 23 . Here, the steam (C) may include a coolant sucked in the vicinity of the primary cooling system (not shown) of the nuclear reactor, and flows into the cavity 22 provided inside the first shielding box 20 .

캐비티(22)로 유입된 증기(C)는 이웃하는 제2차폐함(30)에 마련된 감지부재(32)에 의해 증기(C)에 포함된 냉각재의 방사선이 감지된다. 이렇게 감지된 방사선 신호는 외부의 제어기(미도시)로 전달됨으로써, 작업자에게 냉각재 누설 여부를 판별하여 전달할 수 있다. In the vapor C introduced into the cavity 22, the radiation of the coolant included in the vapor C is sensed by the sensing member 32 provided in the adjacent second shielding box 30. The detected radiation signal is transferred to an external controller (not shown), so that it is possible to determine whether or not coolant leaks and transmit the detected radiation signal to an operator.

이때, 캐비티(22)에 유입된 증기(C)에 대한 냉각재 누설 동작 중, 지진과 같은 외력이 가해질 경우, 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 외주면에 밀착된 제1지지대(51)와, 제2차폐함(30)의 내부에서 감지부재(32)를 지지하는 제2지지대(54)로 인해, 차폐부(10)의 구조적 및 기능적 안전성이 유지될 수 있다. 아울러, 감지부재(32)의 감지 동작 중 발생될 수 있는 노이즈는 받침부(60)의 받침대(61)에 의해 감쇄될 수 있어, 정확한 신호 검출이 가능하다. At this time, when an external force such as an earthquake is applied during the coolant leakage operation for the vapor C introduced into the cavity 22, the first support ( 51) and the second support 54 supporting the sensing member 32 inside the second shield 30, structural and functional safety of the shield 10 can be maintained. In addition, noise that may be generated during the sensing operation of the sensing member 32 can be attenuated by the pedestal 61 of the pedestal 60, so that accurate signal detection is possible.

한편, 작업자는 검출하고자 하는 증기(C)의 용량, 방사선 종류 등과 같은 조건이 변경될 경우, 제1 및 제2차폐함(20)(30)을 상호 분리하여 교체할 수 있다. 이때, 제1 및 제2차폐함(20)(30)은 격벽부(40)에 의해 밀폐되어 보호됨으로써, 분리시에도 외부 이물질 유입을 방지할 수 있다.Meanwhile, when conditions such as the amount of vapor C to be detected and the type of radiation are changed, the operator may separate and replace the first and second shielding boxes 20 and 30 from each other. At this time, since the first and second shielding boxes 20 and 30 are sealed and protected by the partition wall portion 40, the inflow of external foreign substances can be prevented even when separated.

도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)를 이용한 방사선에 의한 잡음 변화 전후를 모사한 결과가 개략적으로 도시된다. 참고로, 도 5는 5cm 두께를 가지는 원통형 차폐부(10)와 실리콘 반도체 검출기를 포함하는 감지부재(32)를 이용한 결과 그래프이다. 또한, 도 5에서 배경방사선속은 원자로의 정상 운전시에 발생하는 방사선에 의해 방사선 검출기가 위치하는 원전의 환형복도에서 형성되는 배경 방사선을 의미한다. Referring to FIG. 5 , results of simulating before and after changes in noise due to radiation using the radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor according to an embodiment of the present invention are schematically illustrated. For reference, FIG. 5 is a graph showing results using a cylindrical shield 10 having a thickness of 5 cm and a sensing member 32 including a silicon semiconductor detector. In addition, in FIG. 5 , the background radiation flux refers to background radiation formed in an annular corridor of a nuclear power plant where a radiation detector is located due to radiation generated during normal operation of a nuclear reactor.

도 5의 그래프에서와 같이, 본 발명에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)가 적용된 경우, 기존의 차폐장치(1)가 마련되지 않는 경우와 비교하여 대략 92%의 배경 방사선에 의한 잡음 차폐율을 확인할 수 있다. 여기서, 도 5의 그래프는 실리콘 반도체 검출기를 포함하는 감지부재(32)에 의한 배경 베타선의 의한 신호이다. As shown in the graph of FIG. 5, when the radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of nuclear reactor coolant according to the present invention is applied, approximately 92% of the background radiation is reduced compared to the case where the conventional shielding device 1 is not provided. The noise shielding rate can be confirmed by Here, the graph of FIG. 5 is a signal caused by a background beta ray by the sensing member 32 including a silicon semiconductor detector.

참고로, 도 5의 그래프는 제1 및 제2차폐함(20)(30)이 5cm의 두께를 가지는 것으로 예시하나, 꼭 이에 한정하지 않는다. 즉, 제1 및 제2차폐함(20)(30)의 두께는 6cm, 7cm 또는 그 이상이나 이하로 다양하게 변경 가능함은 당연하다. For reference, the graph of FIG. 5 illustrates that the first and second shielding boxes 20 and 30 have a thickness of 5 cm, but are not necessarily limited thereto. That is, it is natural that the thickness of the first and second shield boxes 20 and 30 can be variously changed to 6 cm, 7 cm, or more or less.

도 6을 참고하면, 5cm의 두께를 가지는 차폐부(10)를 이용하여 감지되는 방사선 신호를 비교한 그래프이다. 참고로, 도 6의 그래프 또한, 실리콘 반도체 검출기를 포함하는 감지부재(32)를 이용하여 본 발명에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)의 유무에 따른 방사선의 베타 신호를 비교하였다. Referring to FIG. 6 , it is a graph comparing radiation signals detected using the shield 10 having a thickness of 5 cm. For reference, the graph of FIG. 6 also compares the beta signal of radiation according to the presence or absence of the radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of the nuclear reactor coolant according to the present invention using the sensing member 32 including the silicon semiconductor detector. .

도 6과 같이, 배경 방사선 신호와 비교하여 본 발명에 의해 감지되는 냉각재 내의 ¹⁶N 방사선 신호의 검출 성능이 우수함을 확인할 수 있다. 즉, 배경 방사선 신호와 냉각재 내 ¹⁶N 방사선 신호 사이의 넓은 간격을 통해, 배경 방사선 차폐를 통한 누설된 냉각재의 검출 성능을 확인할 수 있는 것이다. As shown in FIG. 6 , it can be confirmed that the detection performance of the ¹⁶ N radiation signal in the coolant sensed by the present invention is excellent compared to the background radiation signal. That is, through a wide interval between the background radiation signal and the ^16N radiation signal in the coolant, the performance of detecting the leaked coolant through the background radiation shielding can be confirmed.

이상과 같은 본 발명에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)를 구비함에 따른 60년간의 누적 흡수선량의 변화를 개략적으로 모사한 결과가 하기 표 1에 정리된다. Table 1 below summarizes the results of schematically simulating changes in cumulative absorbed dose for 60 years according to the radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of nuclear reactor coolant according to the present invention as described above.

60년간 누적된
흡수선량accumulated over 60 years
absorbed dose 구분division 차폐 전 흡수선량 (kGy)Absorbed dose before shielding (kGy) 차폐 후 흡수선량 (kGy)Absorbed dose after shielding (kGy) 실리콘 반도체 검출기silicon semiconductor detector 17.317.3 2.22.2 전치 증폭기preamplifier 9.59.5 1.11.1

표 1은 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)의 유무에 따른 실리콘 반도체 검출기 및 전치증폭기에 대한 원자력발전소의 설계 수명인 60년간의 누적 흡수선량을 모사하여 비교하였다. 표 1과 같이, 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)를 구비하는 경우, 대략 88%의 누적 흡수선량이 감소되는 효과를 확인할 수 있다. 이러한 누적 흡수선량의 증가는 고장의 원인임에 따라, 본 발명에 의한 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치(1)를 구비할 경우, 방사선 취화에 대한 감지부재(32)의 기능적 건전성 보장에 유리하다. Table 1 simulates and compares the cumulative absorbed dose for 60 years, which is the design life of a nuclear power plant, for silicon semiconductor detectors and preamplifiers according to the presence or absence of the radiation detector shielding device 1 for detecting reactor coolant leakage. As shown in Table 1, when the radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of coolant in the nuclear reactor is provided, an effect of reducing the cumulative absorbed dose by approximately 88% can be confirmed. Since this increase in the accumulated absorbed dose is a cause of failure, the case where the radiation detector shielding device 1 for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor according to the present invention is provided is advantageous in ensuring the functional integrity of the sensing member 32 against radiation embrittlement. Do.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although it has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.

1: 원자로 냉각재 누설 감지용 방사선 검출기 차폐장치
10: 차폐부
20: 제1차폐함
30: 제2차폐함
40: 격벽부
50: 지지부
60: 받침부1: Radiation detector shield for detecting reactor coolant leakage
10: shield
20: first shield box
30: second shield box
40: partition wall
50: support
60: supporting part

Claims

A cavity in which steam containing coolant leaked from a primary cooling system of a nuclear reactor is collected, and at least one sensing member for detecting radiation from the steam collected in the cavity is provided, providing a shielded space shield;
Detachable barrier rib portion to seal between the cavity and the sensing member;
a support for supporting the shield to prevent movement from an external force; and
a supporting portion made of an insulating material for attenuating noise of the sensing member and on which the shielding portion is placed;
Including,
A radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor provided in the same space as the primary cooling system.

According to claim 1,
the shield,
A first shielding box in which a first shielding member made of a shielding material is provided along an inner wall and the cavity is provided therein; and
a second shielding box in which a second shielding member is provided along an inner wall and the sensing member is provided therein so as to face the cavity;
Including,
The first and second shielding members are provided with a shielding material containing lead,
The first and second shielding boxes are separated from each other, and a radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor.

According to claim 2,
The first shielding box is provided with a plurality of cavities having different capacities and is replaceable,
The second shielding box is provided in plurality to include different types of sensing members, and at least one is replaceable with respect to the first shielding box.

According to claim 2,
The first and second shields have a hollow shape with both ends open,
The partition wall portion is coupled to one end of at least one of the first and second shielding boxes, and a radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor, wherein a guide area having a relatively thin thickness is provided in an area facing the cavity.

According to claim 1,
The shielding part is provided with a shielding material containing lead (Pb),
The barrier rib portion includes at least one barrier rib made of a metal material including aluminum and stainless steel capable of attenuating radiation, and a region facing the cavity is provided with a guide region having a relatively thin thickness to detect leakage of coolant of the nuclear reactor. For radiation detector shielding.

According to claim 1,
the support,
a first support for supporting the outside of the shield so that the shield does not move due to an external force; and
a second support for supporting the sensing member inside the shielding unit so that the sensing member inside the shielding unit does not move due to an external force;
A radiation detector shielding device for detecting a reactor coolant leak comprising a.

According to claim 2,
the support,
It includes a first support member in close contact with lower outer circumferential surfaces of the first and second shielding boxes and a second supporting member in close contact with upper outer circumferential surfaces of the first and second shielding boxes, wherein the first and second supporting members are mutually connected. A first support that is fixed to the receiving part in a coupled state; and
a second support provided inside the second shielding box in a state where the sensing member is coupled therein;
A radiation detector shielding device for detecting a reactor coolant leak comprising a.

According to claim 7,
The second shield is sealed by a cover provided with openings communicating with the cavity at both ends and having cover protrusions inserted into the openings at the ends not facing the cavity,
The second support is provided integrally with the cover protrusion.

According to claim 8,
The cover protrusion is provided with a shielding material containing lead.

According to claim 7,
The second support is formed through an assembly hole through which the sensing member can enter and exit,
A radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor, wherein a sealing member is provided at a joint between the second support and the sensing member.

According to claim 1,
The radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor, wherein the support part includes a support provided with an insulator supporting a bottom of the shielding part.

At least one first shielding box provided in the same space as the primary cooling system of a nuclear reactor to provide a shielding space and provided with a cavity in which steam containing coolant leaked from the primary cooling system is collected; a shielding unit including at least one second shielding box connected adjacent to the first shielding box to face the cavity and provided with a sensing member for detecting radiation from the vapor;
Partition walls detachable to seal between the first and second shielding boxes;
a support for supporting the shield to prevent movement from an external force; and
a supporting portion made of an insulating material for attenuating noise of the sensing member and on which the shielding portion is placed;
A radiation detector shielding device for detecting a reactor coolant leak comprising a.

According to claim 12,
The first and second shielding boxes are each provided with a shielding member made of a lead-containing shielding material along their inner walls, and a radiation detector for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor that can be separated from each other in a sealed state by the partition wall shielding device.

According to claim 12,
The first shielding box is provided with a plurality of cavities having different capacities and is replaceable,
The second shielding box is provided in plurality to include different types of sensing members, and at least one is replaceable with respect to the first shielding box.

According to claim 12,
The first and second shields have a hollow shape with both ends open,
The partition wall portion is coupled to one end of at least one of the first and second shielding boxes, and a radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor, wherein a guide area having a relatively thin thickness is provided in an area facing the cavity.

According to claim 12,
The first and second shielding boxes are provided with a shielding material containing lead (Pb),
The barrier rib portion includes at least one barrier rib made of a metal material including aluminum and stainless steel capable of attenuating radiation, and a region facing the cavity is provided with a guide region having a relatively thin thickness to detect leakage of coolant of the nuclear reactor. For radiation detector shielding.

According to claim 12,
the support,
a first support in close contact with outer surfaces of the first and second shield boxes; and
a second support for supporting the sensing member inside the second shielding box;
A radiation detector shielding device for detecting a reactor coolant leak comprising a.

According to claim 17,
The first support,
a first support member in close contact with the outer circumferential surfaces of the lower portions of the first and second shield boxes; and
a second support member in close contact with the outer circumferential surfaces of the upper portions of the first and second shield boxes;
Including,
The radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor wherein the first and second support members are coupled to each other and fixed to the supporting part.

According to claim 17,
The second shield is sealed by a cover provided with openings communicating with the cavity at both ends and having cover protrusions inserted into the openings at the ends not facing the cavity,
The second support is provided integrally with the cover protrusion.

According to claim 19,
The cover protrusion is provided with a shielding material containing lead.

According to claim 18,
The second support is formed through an assembly hole through which the sensing member can enter and exit,
A radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor, wherein a sealing member is provided at a joint between the second support and the sensing member.

According to claim 12,
The radiation detector shielding device for detecting leakage of coolant in a nuclear reactor, wherein the support part includes a support provided with an insulator supporting a bottom of the shielding part.