KR102547982B1 - 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비 및 이를 이용한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법 - Google Patents

해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비 및 이를 이용한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법 Download PDF

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Abstract

해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비 및 이를 이용한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법이 개시된다. 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비 는, 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물을 제거하여 내부에 저장 공간이 형성된 상태로 설치되는 사용후 연료 저장조와, 사용후 연료 저장조의 내부에 설치되어 사용후 연료가 저장되는 저장랙과, 사용후 연료 저장조의 상기 저장 공간에 충진되는 냉각수와, 사용후 연료 저장조의 냉각수가 내부에 유입되어 냉각되는 열교환기와, 열교환기와 사용후 연료 저장조의 사이에 연결되는 냉각수 순환 라인과, 냉각수 순환 라인에 설치되어 냉각수를 사용후 연료 저장조와 열교환기의 사이에서 순환시키는 순환 펌프와, 열교환기로 공급되는 사용후 연료 저장조의 냉각수를 냉각하는 냉각부를 포함한다.

Description

해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비 및 이를 이용한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법{COOLING FACILITY FOR SPENT FUEL POOL BUILDING STORING SPENT FUEL USING DECOMMISION NUCLEAR POWER PLANT AND METHOD FOR COOLING WATER FOR SPENT FUEL POOL BUILDING UISING IT}
본 발명은 해체원전을 활용하여 사용후 연료를 습식으로 저장하는 방법과 사용후연료를 안전하게 보관하기 위해서 사용후 연료를 보관하고 있는 냉각수를 외부에서 물과 공기를 이용하여 냉각하는 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비 및 이를 이용한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전용으로 사용된 후의 핵 연료(이하, "사용후 연료"라 칭함)는 특수 설계된 저장 용기에 수납된 상태에서 저장 장소에 보관된다.
사용후 연료의 저장 방법은 크게 습식 저장 방법과 건식 저장 방법으로 구분된다. 1980년대 중반까지는 적용 경험이 풍부한 습식 저장 방법이 주로 이용되어 왔으나, 용량 확장과 장기 관리 측면에서 유리한 건식 저장 방법이 채택되었으며, 많은 나라에서 건식 저장 방법을 적용한 건식 저장 시설이 이용되고 있다.
한편, 해체가 결정된 원전의 사용후 연료는 사용후 연료 저장조에 이송되어 저장 및 보관된다.
그러나, 사용후 연료는 해체가 결정된 원자로 건물의 외부에서 사용후 연료의 저장을 위한 연료 저장조를 별도로 설치해야하는 바, 사용후 연료 저장을 위한 추가 공간의 확보가 필요한 문제점이 있다.
또한, 사용후 연료를 저장한 저장조의 내부에 충진된 냉각수의 온도가 비정상적으로 상승되는 경우, 일정 온도 미만으로 냉각하는 것이 필요하지만, 냉각수의 적절한 온도 관리가 불가능하여 냉각수의 원활한 냉각이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 사용후 연료의 저장을 위한 추가 공간의 확보가 필요 없고 안정적인 저장이 가능하고 냉각수의 완활한 냉각이 가능한, 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비 및 이를 이용한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물을 제거하여 내부에 저장 공간이 형성된 상태로 설치되는 사용후 연료 저장조와, 사용후 연료 저장조의 내부에 설치되어 사용후 연료가 저장되는 저장랙과, 사용후 연료 저장조의 상기 저장 공간에 충진되는 냉각수와, 사용후 연료 저장조의 냉각수가 내부에 유입되어 냉각되는 열교환기와, 열교환기와 사용후 연료 저장조의 사이에 연결되는 냉각수 순환 라인과, 냉각수 순환 라인에 설치되어 냉각수를 사용후 연료 저장조와 열교환기의 사이에서 순환시키는 순환 펌프와, 열교환기로 공급되는 사용후 연료 저장조의 냉각수를 냉각하는 냉각부를 포함한다.
냉각부는, 사용후 연료 저장조의 외부에 설치되며 내부에는 냉각된 냉각수가 저장되는 외부 냉각조와, 외부 냉각조와 열교환기의 사이에 연결되어 외부 냉각조의 냉각수가 열교환기로 순환 공급되도록 연결되는 외부 냉각수 순환 라인과, 외부 냉각수 순환 라인에 설치되어 외부 냉각조의 냉각수를 열교환기와의 사이에서 순환시키는 외부 순환 펌프를 포함할 수 있다.
냉각부는, 열교환기의 측면에 이격된 위치에 설치되어 열교환기에 냉각 에어를 공급하는 냉각팬과, 냉각팬에 회전 구동력을 제공하는 구동 모터를 포함할 수 있다.
열교환기의 냉각수의 온도를 센싱하는 온도 센서와, 온도 센서의 센싱 신호를 수신하여 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이면 구동모터를 구동하는 제어부를 포함할 수 있다.
사용후 연료 저장조의 저장 공간의 하부에는 보강 구조가 시공될 수 있다.
보강 구조는, 저장 공간의 저면에 시공되며 저장랙이 안착되는 저면 보강부와, 저면 보강부의 상측에서 저장 공간의 내벽면의 둘레를 따라 설치되며 저장랙의 측면을 지지하는 측면 보강부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, (a) 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물을 제거하여 저장 공간이 형성된 사용후 연료 저장조를 설치하는 단계와, (b) 상기 저장 공간의 내부에 저장랙을 설치하는 단계와, (c) 상기 저장 공간의 내부에 냉각수를 충진하는 단계와, (d) 상기 사용후 연료 저장조의 외부에 냉각수 순환라인으로 연결된 열교환기를 설치하고 냉각부를 이용하여 상기 열교환기에 공급된 냉각수를 냉각하는 단계를 포함한다.
(a) 단계는 원자로 격납 건물의 상기 저장 공간의 하부에 보강 구조를 시공하는 단계를 더 포함하고, 보강 구조는, 원자로 격납 건물의 상기 저장 공간의 저면에 시공되며, 상기 저장랙이 안착되는 저면 보강부와, 저면 보강부의 상측에서 저장 공간의 내벽면의 둘레를 따라 설치되며 저장랙의 측면을 지지하는 측면 보강부를 포함할 수 있다.
(a) 단계는 저장 공간의 내부를 제염(Decontamination)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용후 연료 저장조의 내부에 저장된 냉각수를 외부 냉각조에 저장된 저온의 냉각수를 이용하여 열교환기에서 적절한 온도로 냉각할 수 있다. 따라서, 사용후 연료 저장조에 저장된 냉각수의 냉각을 위한 비용의 절감이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비를 개략적으로 도시한 요부 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비를 개략적으로 도시한 요부 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물이 제거된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 원자로 격납 건물의 내부에 보강 구조가 시공된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 원자로 격납 건물의 보강 구조에 저장랙이 설치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 저장랙이 설치된 상태에서 냉각수가 충진된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비를 개략적으로 도시한 요부 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비(200)는, 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물을 제거하여 내부에 저장 공간(20)이 형성된 상태로 설치되는 사용후 연료 저장조(100)와, 사용후 연료 저장조(100)의 내부에 설치되어 사용후 연료가 저장되는 저장랙(40)과, 사용후 연료 저장조(100)의 저장 공간(20)에 충진되는 냉각수(50)와, 사용후 연료 저장조(100)의 냉각수가 내부에 유입되어 냉각되는 열교환기(60)와, 열교환기(60)와 사용후 연료 저장조(100)의 사이에 연결되는 냉각수 순환 라인(61)과, 냉각수 순환 라인(61)에 설치되어 냉각수를 사용후 연료 저장조(100)와 열교환기(60)의 사이에서 순환시키는 순환 펌프(63)와, 열교환기(60)로 공급되는 사용후 연료 저장조의 냉각수를 냉각하는 냉각부(70)를 포함한다.
사용후 연료 저장조(100)는, 해체가 결정된 원전에서 원자로 격납 건물의 내부에 설치된 원자로 관련 내부 설비와 관련된 기타 구조물 등을 제거한 상태로 마련될 수 있다.
즉, 사용후 연료 저장조(100)는 원자로 격납 건물의 건물 바디(10)를 제외한 내부 설비와 구조물을 제거하여, 원자로 격납 건물의 내부를 저장 공간(20)이 형성된 빈 공간 형태로 마련되도록 설치될 수 있다.
저장 공간(20)은 건물 바디(10)의 내부에 원형의 공간으로 형성되는 것을 예시적으로 설명한다. 그러나 저장 공간(20)은 원형으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 사용후 연료의 저장 형태에 따라 다각형 등의 저장 공간(20)으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다. 물론 저장 공간(20)은 원형과 다각형의 조합된 형태로 적용되는 것도 가능하다.
이러한 사용후 연료 저장조(100)의 저장 공간(20)의 하부에는 보강 구조(30)가 시공될 수 있다.
보강 구조(30)는, 사용후 연료 저장조(100)의 저장 공간(20)의 저면에 시공되며 저장랙(40)이 안착되는 저면 보강부(31)와, 저면 보강부(31)의 상측에서 저장 공간(20)의 내벽면의 둘레를 따라 설치되며 저장랙(40)의 측면을 지지하는 측면 보강부(33)를 포함할 수 있다.
저면 보강부(31)는, 사용후 연료 저장조(100)의 저면에 시공되는 보강 콘크리트가 시공되는 것을 예시적으로 설명한다. 그러나, 저면 보강부(31)는 보강 콘크리트로 반드시 한정되는 것은 아니고, 벽돌 등의 내화물 등의 소정의 보강 구조가 적용되는 것으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.
이러한 저면 보강부(31)가 시공된 위치의 측면에서 저장 공간(20)의 내부에는 측면 보강부(33)가 시공될 수 있다.
측면 보강부(33)는 저장 공간(20)의 하부에서 저면 보강부(31)가 시공된 위치의 근접 위치에서 저장 공간(20)의 내벽면의 둘레를 따라 라운드 형상으로 시공될 수 있다.
측면 보강부(33)는 사용후 연료 저장조(100)의 측면 둘레를 따라 저장 공간(20)의 내벽면을 따라 시공되는 것으로, 보강 콘크리트로 시공될 수 있다. 즉, 측면 보강부(33)는 저면 보강부(31)의 재질과 동일 또는 유사 재질로 형성되는 것으로, 벽돌 등의 내화물 등의 소정의 보강 구조가 적용되는 것으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.
이러한 측면 보강부(33)는, 저장랙(40)에 위치된 저장 공간(20)의 측면의 구조 보장을 하는 바, 저장랙(40)에 사용후 연료가 저장되어 보관되는 상태에서 보다 안정적인 사용후 연료 저장이 가능하도록 할 수 있다.
저장랙(40)은, 저면이 저면 보강부(31)에 의해 지지되고, 측면이 측면 보강부(33)에 지지된 상태로 저장 공간(20)에 설치될 수 있다.
즉, 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부에 설치된 내부 설비 및 관련 구조물을 제거한 사용후 연료 저장조(100)의 저장 공간(20)의 저면에 저장랙(40)을 설치하여 사용후 연료를 저장할 수 있다. 이에 따라, 사용후 연료의 저장을 별도의 구조물을 이용하지 않고, 기설치된 원자로 격납 건물을 사용후 연료 저장을 위한 수단으로 활용하는 것이 가능하여, 사용후 연료의 저장을 위한 공간을 용이하게 확보하는 것이 가능하다.
이러한 저장랙(40)은 보강 구조(30)의 상측에 설치된 상태로 길이 방향을 따라 복수개의 수납 공간(41)이 형성되도록 설치될 수 있다.
저장랙(40)은 상부가 개구된 상태로 사용후 연료가 수납 공간(41)의 내부에 삽입되도록 설치되는 것을 예시적으로 설명하지만, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 사용후 연료가 수납 공간(41)의 내부에 수납된 상태에서 개구부를 개폐하는 개폐부(미도시)가 설치되도록 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다. 저장랙(40)에는 저장랙(40)의 상측으로 돌출되는 격벽(42)이 설치되는 것도 가능하다. 따라서, 사용후 연료가 저장랙(40)에 분할 수납된 상태로 보다 안정적으로 수납되는 것이 가능하다.
한편, 사용후 연료 저장조(100)의 저장 공간(20)에는 냉각수(50)가 충진될 수 있다.
따라서, 냉각수(50)는 사용후 연료의 안정적인 저장 상태를 유지하도록 저장 공간(20)의 내부에 충진될 수 있다.
한편, 사용후 연료 저장조(100)의 외부에는 냉각수(50)의 냉각을 위한 냉각부(70)가 설치될 수 있다. 이러한 냉각부(70)는 사용후 연료 저장조(100)의 외부에서 열교환기(60)와 냉각수 순환 라인(61) 및 냉각수 순환 라인(61)에 연결되어 사용후 연료 저장조(100)에 저장된 냉각수를 적절한 온도로 냉각할 수 있다.
사용후 연료 저장조(100)에는 냉각수 순환 라인(61)이 연결될 수 있다.
냉각수 순환 라인(61)은 사용후 연료 저장조(100)의 외부로 연결되는 것으로 사용후 연료 저장조(100)의 내부에 저장된 냉각수가 외부로 순환 가능하도록 설치될 수 있다.
이러한 냉각수 순환 라인(61)에는 냉각수의 순환을 위한 순환 펌프(63)가 설치될 수 있다.
순환 펌프(63)는 냉각수 순환 라인(61)에 설치되어 사용후 연료 저장조(100)의 내부에 저장된 냉각수를 펌핑하도록 설치될 수 있다.
이러한 냉각수 순환 라인(61)에는 열교환기(60)가 설치될 수 있다.
열교환기(60)는 순환 펌프(63)와 사용후 연료 저장조(100)의 사이에서 냉각수 순환 라인(61)에 설치되는 것으로, 순환 펌프(63)의 펌핑력에 의해 냉각수가 내부에 유입되는 바, 냉각부(70)의 작동에 의해 냉각수가 적절한 온도로 냉각되도록 할 수 있다.
냉각부(70)는, 사용후 연료 저장조(100)의 외부에 설치되며 내부에는 냉각된 냉각수가 저장되는 외부 냉각조(71)와, 외부 냉각조(71)와 열교환기(60)의 사이에 연결되어 외부 냉각조(71)의 냉각수가 열교환기(60)로 순환 공급되도록 연결되는 외부 냉각수 순환 라인(73)과, 외부 냉각수 순환 라인(73)에 설치되어 외부 냉각조(71)의 냉각수를 열교환기(60)와의 사이에서 순환시키는 외부 순환 펌프(75)를 포함할 수 있다.
외부 냉각조(71)는 사용후 연료 저장조(100)의 외부에 이격된 상태로 설치되는 것으로 내부에는 일정 온도 이하로 냉각된 냉각수(71a)가 저장될 수 있다.
외부 냉각조(71)는 직육면에 형상으로 형성되어 사용후 연료 저장조(100)로부터 이격된 위치에 설치될 수 있다. 물론 외부 냉각조(71)는 직육면체 형상으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 외표면 일부 또는 전체가 라운드 형상으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.
외부 냉각조(71)와 사용후 연료 저장조(100)는 외부 냉각수 순환 라인(73)으로 연결될 수 있다.
외부 냉각수 순환 라인(73)은 일측은 외부 냉각조(71)에 연결되고 타측은 열교환기(60)에 연결되는 바, 외부 냉각조(71)에 저장된 저온의 냉각수가 열교환기(60)에 공급되도록 설치될 수 있다.
이러한 외부 냉각수 순환 라인(73)에는 외부 순환 펌프(75)가 설치될 수 있다.
외부 순환 펌프(75)는 외부 순환 라인(73)에 설치되어 외부 냉각조(71)에 저장된 냉각수가 열교환기(60) 방향으로 공급되도록 펌핑 구동력을 제공할 수 있다.
이와 같이, 외부 순환 펌프(75)는 외부 냉각조(71)에 저장된 저온의 냉각수가 열교환기(60) 방향으로 공급되도록 하는 바, 사용후 연료 저장조(100)에 충진된 냉각수(50)가 열교환기(60)에 이동된 상태에서 외부 냉각조(71)에 저장된 저온의 냉각수(71a)에 의해 적절하게 냉각되도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비(200)는, 사용후 연료 저장조(100)의 내부에 저장된 냉각수(50)를 외부 냉각조(71)에 저장된 저온의 냉각수(71a)를 이용하여 열교환기(60)에서 적절한 온도로 냉각할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비를 개략적으로 도시한 요부 도면이다. 도 1과 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비(300)의 냉각부(170)는, 열교환기(160)의 측면에 이격된 위치에 설치되어 열교환기(160)에 냉각 에어를 공급하는 냉각팬(171)과, 냉각팬(171)에 회전 구동력을 제공하는 구동 모터(173)를 포함할 수 있다. 참조 번호 161은 냉각수 순환라인이고, 163은 순환 펌프를 말한다.
냉각팬(171)은 열교환기(160)의 근접된 측면에 회전 가능하게 설치되는 것으로 열교환기(160)에 에어를 송풍하도록 설치될 수 있다. 냉각팬(171)은 열교환기(160)의 측면에 하나로 설치되어 열교환기(160)에 에어를 송풍하도록 설치될 수 있다. 물론 냉각팬(171)은 하나로 설치되는 것으로 반드시 한정되는 것은 아니고 열교환기(160)의 크기에 대응하여 복수개로 설치되는 것도 가능하다.
구동 모터(173)는 냉각팬(171)에 회전 구동력을 제공하도록 설치된다.
이러한 구동 모터(173)는 온도 센서(180)에 의한 냉각수의 온도 센싱과, 온도 센서(180)의 센싱 신호를 수신한 제어부(190)에 의해 선택적으로 작동될 수 있다.
온도 센서(180)는 열교환기(160)에 공급된 냉각수의 온도를 센싱하도록 설치될 수 있다.
이와 같이, 온도 센서(180)는 열교환기(160)에 공급된 냉각수의 온도를 센싱하여 제어부(190)로 전송할 수 있다.
제어부(190)는 온도 센서(180)의 센싱 신호를 수신하여 열교환기(160)에 공급된 냉각수가 설정 온도 이상이면 구동 모터(173)를 제어할 수 있다.
따라서, 제어부(190)는 사용후 연료 저장조(100)에 저장된 냉각수가 열교환기(160)에 공급된 상태에서 온도 센서(180)의 센싱신호를 수신하여 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이면, 구동 모터(173)를 구동하여 냉각수의 온도를 적절한 온도로 효과적으로 냉각하도록 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도 1 및 도 2와 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
먼저, 해체가 결정된 해제 원전의 내부에 저장된 사용후 연료를 기설치된 사용후 연료 저장조로 이송하여 저장한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물이 제거된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 해체 원전의 원자로 격납 건물(100)의 내부 설비와 구조물을 제거하여 저장 공간(20)이 형성된 사용후 연료 저장조를 설치한다(S 10).
(S10) 단계는 해체가 결정된 원전에서 원자로 격납 건물(100)의 내부에 설치된 원자로 관련 내부 설비와 관련된 기타 구조물 등을 제거할 수 있다.
즉, (S10) 단계는, 원자로 격납 건물(100)의 건물 바디를 제외한 내부 설비와 구조물을 제거하여, 원자로 격납 건물의 내부를 저장 공간(20)이 형성된 빈 공간 형태로 마련하여 사용후 연료를 저장하는 사용후 연료 저장조(100)를 설치할 수 있다.
(S10) 단계의 저장 공간(20)은 건물 바디(10)의 내부에 원형의 공간으로 형성되는 것을 예시적으로 설명한다.
그러나 (S10) 단계의 저장 공간(20)은 원형으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 사용후 연료의 저장 형태에 따라 다각형 등의 저장 공간(20)으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다. 물론 저장 공간(20)은 원형과 다각형의 조합된 형태로 적용되는 것도 가능하다.
한편, (S10) 단계에서 원자로 격납 건물(100)의 내부 설비와 구조물이 제거된 상태에서 제염 작업이 실시되는 것도 가능하다.
(S10) 단계에서 제염 작업은 원자로 격납 건물(100)의 내부 저장 공간(20)에 잔존하는 방사성 물질을 제거하는 것이다.
도 5는 도 4의 원자로 격납 건물의 내부에 보강 구조가 시공된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 원자로 격납 건물(100)의 저장 공간(20)의 하부에 보강 구조(30)를 시공한다(S20).
(S20) 단계의 보강 구조(30)는 원자로 격납 건물(100)의 저장 공간(20)의 저면에 일정 하중 이상을 안정적으로 지지하도록 시공되는 것을 말한다.
보강 구조(30)는 원자로 격납 건물(100)의 저면의 상측으로 일정 두께로 시공되는 저면 보강부(31)와, 저면 보강부(31)의 상측에서 저장 공간(20)의 내벽면의 둘레를 따라 일정 높이로 시공되는 측면 보강부(33)를 포함할 수 있다.
저면 보강부(31)는 원자로 격납 건물(100)의 저면에 시공되는 보강 콘크리트가 시공되는 것을 예시적으로 설명한다. 그러나, 저면 보강부(31)는 보강 콘크리트로 반드시 한정되는 것은 아니고, 벽돌 등의 내화물 등의 소정의 보강 구조가 적용되는 것으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.
이러한 저면 보강부(31)가 시공된 위치의 측면에서 저장 공간(20)의 내부에는 측면 보강부(33)가 시공될 수 있다.
측면 보강부(33)는 저장 공간(20)의 하부에서 저면 보강부(31)가 시공된 위치의 근접 위치에서 저장 공간(20)의 내벽면의 둘레를 따라 라운드 형상으로 시공될 수 있다.
측면 보강부(33)는 원자로 격납 건물(100)에서 저면 보강부(31)의 측면 둘레를 따라 저장 공간(20)의 내벽면을 따라 시공되는 것으로, 보강 콘크리트로 시공될 수 있다. 즉, 측면 보강부(33)는 저면 보강부(31)의 재질과 동일 또는 유사 재질로 형성되는 것으로, 벽돌 등의 내화물 등의 소정의 보강 구조가 적용되는 것으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.
이러한 측면 보강부(33)는, 저장랙(40)에 위치된 저장 공간(20)의 측면의 구조 보장을 하는 바, 저장랙(40)에 사용후 연료가 저장되어 보관되는 상태에서 보다 안정적인 사용후 연료 저장이 가능하도록 할 수 있다.
도 6은 도 5의 원자로 격납 건물의 보강 구조에 저장랙이 설치된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 보강 구조(30)가 시공된 저장 공간(20)에 저장랙(40)을 설치한다(S30).
(S30) 단계의 저장랙(40)은 저면이 저면 보강부(31)에 의해 지지되고, 측면이 측면 보강부(33)에 지지된 상태로 저장 공간(20)에 설치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법은, 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부에 설치된 내부 설비 및 관련 구조물을 제거한 상태에서, 원자로 격납 건물 내부의 저장 공간(20)의 저면에 저장랙(40)을 설치하여 사용후 연료를 저장할 수 있다.
따라서, 사용후 연료의 저장을 별도의 구조물을 이용하지 않고, 기설치된 원자로 격납 건물을 사용후 연료 저장을 위한 수단으로 활용하는 것이 가능하여, 사용후 연료의 저장을 위한 공간을 용이하게 확보하는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이, 저장랙(40)은 사용후 연료를 저장하기 위한 것으로, 보강 구조(30)에 지지된 상태로 저장 공간(20)의 내부에 안정적으로 설치될 수 있다.
저장랙(40)은 저면이 저면 보강부(31)에 안착 지지된 상태로 설치될 수 있다.
이러한 저장랙(40)은 보강 구조(30)의 상측에 설치된 상태로 길이 방향을 따라 복수개의 수납 공간(41)이 형성되도록 설치될 수 있다. 참조번호 42는 격벽을 말한다.(도 7 참조)
저장랙(40)은 상부가 개구된 상태로 사용후 연료가 수납 공간(41)의 내부에 삽입되도록 설치되는 것을 예시적으로 설명하지만, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 사용후 연료가 수납 공간(41)의 내부에 수납된 상태에서 개구부를 개폐하는 개폐부(미도시)가 설치되도록 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.
도 7은 도 6의 저장랙이 설치된 상태에서 냉각수가 충진된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 저장 공간(20)의 내부에 냉각수(50)를 충진한다(S40).
(S40) 단계는 저장 공간(20)의 내부에 냉각수(50)를 충진하여 사용후 연료의 안정적인 저장 상태를 유지하는 것이 가능하다.
이어서, 사용후 연료 저장조(100)의 외부에 냉각수 순환라인(61)으로 연결된 열교환기(60)를 설치하고, 냉각부(70)를 열교환기(60)에 공급된 냉각수를 냉각한다(S50).
(S50) 단계는 사용후 연료 저장조(100)의 내부에 저장된 냉각수가 설정 온도 이상일 경우, 사용후 연료 저장조(100)의 외부에 설치된 냉각부(70)의 작동에 의해 적절한 온도로 냉각하는 것이다.
보다 구체적으로 설명하면, 냉각부(70)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용후 연료 저장조(100)의 외부에 설치되며 내부에는 냉각된 냉각수(71a)가 저장되는 외부 냉각조(71)와, 외부 냉각조(71)와 열교환기(60)의 사이에 연결되어 외부 냉각조(71)의 냉각수가 열교환기(60)로 순환 공급되도록 연결되는 외부 냉각수 순환 라인(73)과, 외부 냉각수 순환 라인(73)에 설치되어 외부 냉각조(71)의 냉각수를 열교환기(60)와의 사이에서 순환시키는 외부 순환 펌프(75)를 포함할 수 있다.
외부 냉각수 순환 라인(73)은 일측은 외부 냉각조(71)에 연결되고 타측은 열교환기(60)에 연결되는 바, 외부 냉각조(71)에 저장된 저온의 냉각수가 열교환기(60)에 공급되도록 설치될 수 있다.
이러한 외부 냉각수 순환 라인(73)에는 외부 순환 펌프(75)가 설치될 수 있다.
외부 순환 펌프(75)는 외부 순환 냉각수 라인(73)에 설치되어 외부 냉각조(71)에 저장된 냉각수가 열교환기(60) 방향으로 공급되도록 펌핑 구동력을 제공할 수 있다.
이와 같이, 외부 순환 펌프(75)는 외부 냉각조(71)에 저장된 저온의 냉각수가 열교환기(60) 방향으로 공급되도록 하는 바, 사용후 연료 저장조(100)에 충진된 냉각수(50)가 열교환기(60)에 이동된 상태에서 외부 냉각조(71)에 저장된 저온의 냉각수(71a)에 의해 적절하게 냉각되도록 할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 냉각부(170)는 열교환기(160)의 측면에 이격된 위치에 설치되어 열교환기(160)에 냉각 에어를 공급하는 냉각팬(171)과, 냉각팬(171)에 회전 구동력을 제공하는 구동 모터(173)를 포함하는 것으로 변경 적용되는 것도 가능하다. 참조 번호 161은 냉각수 순환라인이고, 163은 순환 펌프를 말한다.
냉각팬(171)은 열교환기(160)의 근접된 측면에 회전 가능하게 설치되는 것으로 열교환기(160)에 에어를 송풍하도록 설치될 수 있다. 냉각팬(171)은 열교환기(160)의 측면에 하나로 설치되어 열교환기(160)에 에어를 송풍하도록 설치될 수 있다. 물론 냉각팬(171)은 하나로 설치되는 것으로 반드시 한정되는 것은 아니고 열교환기(160)의 크기에 대응하여 복수개로 설치되는 것도 가능하다.
구동 모터(173)는 냉각팬(171)에 회전 구동력을 제공하도록 설치된다.
이러한 구동 모터(173)는 온도 센서(180)에 의한 냉각수의 온도 센싱과, 온도 센서(180)의 센싱 신호를 수신한 제어부(190)에 의해 선택적으로 작동될 수 있다.
온도 센서(180)는 열교환기(160)에 공급된 냉각수의 온도를 센싱하도록 설치될 수 있다.
이와 같이, 온도 센서(180)는 열교환기(160)에 공급된 냉각수의 온도를 센싱하여 제어부(190)로 전송할 수 있다.
제어부(190)는 온도 센서(180)의 센싱 신호를 수신하여 열교환기(160)에 공급된 냉각수가 설정 온도 이상이면 구동 모터(173)를 제어할 수 있다.
따라서, 제어부(190)는 사용후 연료 저장조(100)에 저장된 냉각수가 열교환기(160)에 공급된 상태에서 온도 센서(180)의 센싱신호를 수신하여 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이면, 구동 모터(173)를 구동하여 냉각수의 온도를 적절한 온도로 효과적으로 냉각하도록 제어할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...건물 바디 20...저장 공간
30...보강 구조 31...저면 보강부
33...측면 보강부 40...저장랙
41...수납공간 50...냉각수
60, 160...열교환기 61, 161...냉각수 순환 라인
63, 163...순환 펌프 70, 170...냉각부
71...외부 냉각조 73...외부 냉각수 순환 라인
75...외부 순환 펌프 171..냉각팬
173..구동모터

Claims (9)

  1. 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물을 제거하여 내부에 저장 공간이 형성된 상태로 설치되는 사용후 연료 저장조;
    상기 사용후 연료 저장조의 내부에 설치되어 사용후 연료가 저장되는 저장랙;
    상기 사용후 연료 저장조의 상기 저장 공간에 충진되는 냉각수;
    상기 사용후 연료 저장조의 냉각수가 내부에 유입되어 냉각되는 열교환기;
    상기 열교환기와 상기 사용후 연료 저장조의 사이에 연결되는 냉각수 순환 라인;
    상기 냉각수 순환 라인에 설치되어 상기 냉각수를 상기 사용후 연료 저장조와 상기 열교환기의 사이에서 순환시키는 순환 펌프; 및
    상기 열교환기로 공급되는 상기 사용후 연료 저장조의 냉각수를 냉각하는 냉각부;
    를 포함하고,
    상기 사용후 연료 저장조의 저장 공간의 하부에는 보강 구조가 시공되고,
    상기 보강 구조는, 상기 저장랙의 하부와 측면을 지지하도록 상기 저장 공간의 하부와 측면의 일부분에 시공되는, 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 사용후 연료 저장조의 외부에 설치되며 내부에는 냉각된 냉각수가 저장되는 외부 냉각조;
    상기 외부 냉각조와 상기 열교환기의 사이에 연결되어 상기 외부 냉각조의 냉각수가 상기 열교환기로 순환 공급되도록 연결되는 외부 냉각수 순환 라인; 및
    상기 외부 냉각수 순환 라인에 설치되어 상기 외부 냉각조의 냉각수를 상기 열교환기와의 사이에서 순환시키는 외부 순환 펌프;
    를 포함하는, 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    상기 열교환기의 측면에 이격된 위치에 설치되어 상기 열교환기에 냉각 에어를 공급하는 냉각팬; 및
    상기 냉각팬에 회전 구동력을 제공하는 구동 모터;
    를 포함하는, 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열교환기의 냉각수의 온도를 센싱하는 온도 센서; 및
    상기 온도 센서의 센싱 신호를 수신하여 상기 냉각수의 온도가 설정 온도 이상이면 상기 구동모터를 구동하는 제어부;
    를 더 포함하는, 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보강 구조는,
    상기 저장 공간의 저면에 시공되며, 상기 저장랙이 안착되는 저면 보강부; 및
    상기 저면 보강부의 상측에서 상기 저장 공간의 내벽면의 둘레를 따라 설치되며, 상기 저장랙의 측면을 지지하는 측면 보강부;
    를 포함하는, 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비.
  7. (a) 해체 원전의 원자로 격납 건물의 내부 설비와 구조물을 제거하여 저장 공간이 형성된 사용후 연료 저장조를 설치하는 단계;
    (b) 상기 저장 공간의 내부에 저장랙을 설치하는 단계;
    (c) 상기 저장 공간의 내부에 냉각수를 충진하는 단계; 및
    (d) 상기 사용후 연료 저장조의 외부에 냉각수 순환라인으로 연결된 열교환기를 설치하고, 냉각부를 이용하여 상기 열교환기에 공급된 냉각수를 냉각하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 (a) 단계는, 상기 원자로 격납 건물의 상기 저장 공간의 하부에 보강 구조를 시공하는 단계와 상기 저장 공간의 내부를 제염(Decontaimnation)하는 단계를 포함하는, 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보강 구조는,
    상기 원자로 격납 건물의 상기 저장 공간의 저면에 시공되며, 상기 저장랙이 안착되는 저면 보강부; 및
    상기 저면 보강부의 상측에서 상기 저장 공간의 내벽면의 둘레를 따라 설치되며, 상기 저장랙의 측면을 지지하는 측면 보강부;
    를 포함하는 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법.
  9. 삭제
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