KR102547983B1 - Integrated reactor including plate and shell type heat exchanger - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기는 원자로 본체, 상기 원자로 본체 내부에 설치되는 핵연료, 상기 핵연료를 둘러싸며 수평 방향으로 배치되는 복수개의 증기 발생기 모듈, 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 유체를 공급하는 급수 배관, 그리고 상기 복수개의 증기 발생기 모듈을 통과하며 발생한 증기를 외부로 배출하는 증기 배관을 포함하고, 상기 증기 발생기 모듈은 수직 방향으로 연결되는 복수개의 판쉘형 열 교환기를 포함한다.A steam generator for an integral nuclear reactor according to an embodiment includes a reactor body, nuclear fuel installed inside the reactor body, a plurality of steam generator modules disposed in a horizontal direction while surrounding the nuclear fuel, and supplying fluid to the plurality of steam generator modules. A water supply pipe and a steam pipe for discharging steam generated while passing through the plurality of steam generator modules to the outside, and the steam generator module includes a plurality of plate-shell heat exchangers connected in a vertical direction.

Description

판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로{INTEGRATED REACTOR INCLUDING PLATE AND SHELL TYPE HEAT EXCHANGER}Integrated reactor including a plate-shell heat exchanger {INTEGRATED REACTOR INCLUDING PLATE AND SHELL TYPE HEAT EXCHANGER}

본 발명은 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직렬식으로 배치된 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로에 관한 것이다. The present invention relates to an integrated nuclear reactor including plate-shell heat exchangers, and more particularly, to an integrated nuclear reactor including plate-shell heat exchangers arranged in series.

일체형 원자로는 인구가 적은 소외 지역이나 벽지 등에 전력을 공급할 수 있는 원자로이다. 일체형 원자로는 주요 기기들이 대형 배관으로 연결된 종래의 원자로와는 달리, 증기 발생기, 가압기, 원자로 냉각재 펌프 등 원자로 계통을 이루는 주요 기기들을 하나의 압력 용기 안에 모두 설치한 일체형 구조를 가진다. 또한, 피동 안전 계통을 채택하여 기존 원자로보다 안전성이 향상된 특징을 가진다.An integrated nuclear reactor is a nuclear reactor capable of supplying power to isolated areas or remote areas with low population. Unlike conventional nuclear reactors in which major devices are connected by large pipes, the integrated reactor has an integrated structure in which all major devices constituting the reactor system, such as a steam generator, a pressurizer, and a reactor coolant pump, are installed in one pressure vessel. In addition, by adopting a passive safety system, safety is improved compared to existing nuclear reactors.

그러나, 이러한 일체형 원자로는 복수개의 관류형 증기 발생기를 포함하기 때문에, 무게 및 부피가 증가하게 된다. 따라서, 일체형 원자로를 운반하거나 설치하는 것이 용이하지 않다.However, since this integrated reactor includes a plurality of once-through steam generators, weight and volume increase. Therefore, it is not easy to transport or install the integrated nuclear reactor.

본 실시예는 크기가 최소화되어 운반 및 설치가 용이한 일체형 원자로에 관한 것이다. The present embodiment relates to an integrated nuclear reactor that has a minimized size and is easy to transport and install.

일 실시예에 따른 일체형 원자로는 원자로 본체, 상기 원자로 본체 내부에 설치되는 핵연료, 상기 핵연료를 둘러싸며 수평 방향으로 배치되는 복수개의 증기 발생기 모듈, 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 유체를 공급하는 급수 배관, 그리고 상기 복수개의 증기 발생기 모듈을 통과하며 발생한 증기를 외부로 배출하는 증기 배관을 포함하고, 상기 증기 발생기 모듈은 수직 방향으로 연결되는 복수개의 판쉘형 열 교환기를 포함한다.An integrated nuclear reactor according to an embodiment includes a reactor body, nuclear fuel installed inside the reactor body, a plurality of steam generator modules disposed in a horizontal direction while surrounding the nuclear fuel, a water supply pipe supplying fluid to the plurality of steam generator modules, and a steam pipe passing through the plurality of steam generator modules and discharging generated steam to the outside, and the steam generator module includes a plurality of plate-shell heat exchangers connected in a vertical direction.

상기 증기 발생기 모듈은 인접하는 판쉘형 열 교환기 사이에 설치되어 상기 복수개의 판쉘형 열 교환기를 직렬로 연결하는 제1 플랜지 연결부를 더 포함할 수 있다.The steam generator module may further include a first flange connecting portion installed between adjacent plate-shell heat exchangers to connect the plurality of plate-shell heat exchangers in series.

상기 복수개의 판쉘형 열 교환기는 최하층에 위치하는 제1 판쉘형 열 교환기, 최상층에 위치하는 제2 판쉘형 열 교환기, 그리고 상기 제1 판쉘형 열 교환기와 상기 제2 판쉘형 열 교환기 사이에 위치하는 복수개의 제3 판쉘형 열 교환기를 포함하고, 상기 증기 발생기 모듈은 상기 제1 판쉘형 열 교환기와 상기 급수 배관을 연결하는 제2 플랜지 연결부, 그리고 상기 제2 판쉘형 열 교환기와 상기 증기 배관을 연결하는 제3 플랜지 연결부를 더 포함할 수 있다.The plurality of plate-shell heat exchangers include a first plate-shell heat exchanger located on the lowermost layer, a second plate-shell heat exchanger located on the uppermost layer, and located between the first plate-shell heat exchanger and the second plate-shell heat exchanger A plurality of third plate-and-shell heat exchangers are included, and the steam generator module includes a second flange connection connecting the first plate-and-shell heat exchanger and the water supply pipe, and connecting the second plate-and-shell heat exchanger and the steam pipe. It may further include a third flange connection to do.

상기 급수 배관을 통해 상기 제1 판쉘형 열 교환기에 공급된 유체는 상기 제2 플랜지 연결부, 상기 제1 플랜지 연결부, 그리고 상기 제3 플랜지 연결부를 통해 상기 복수개의 제3 판쉘형 열 교환기 및 상기 제2 판쉘형 열 교환기를 통과하며 증기로 변하여 상기 증기 배관으로 전달될 수 있다.The fluid supplied to the first plate-shell heat exchanger through the water supply pipe is supplied to the plurality of third plate-shell heat exchangers and the second plate-shell heat exchanger through the second flange connection part, the first flange connection part, and the third flange connection part. It passes through the plate-shell heat exchanger and is converted into steam, which can then be transferred to the steam pipe.

상기 판쉘형 열 교환기는 쉘 본체, 그리고 상기 쉘 본체 내부에 위치하는 복수개의 열 전달판을 포함할 수 있다.The plate-shell heat exchanger may include a shell body and a plurality of heat transfer plates positioned inside the shell body.

상기 핵연료와 상기 복수개의 판쉘형 열 교환기를 연결하며 상기 복수개의 판쉘형 열 교환기에 열 교환수를 공급하는 열 공급 배관을 더 포함하고, 상기 열 공급 배관은 상기 복수개의 열 전달판을 통과하며 상기 핵연료에서 공급되는 고온의 열 교환수의 열을 상기 급수 배관을 통해 상기 판쉘형 열 교환기 내부에 공급되는 유체에 전달할 수 있다. A heat supply pipe connecting the nuclear fuel and the plurality of plate-and-shell heat exchangers and supplying heat exchanged water to the plurality of plate-and-shell heat exchangers, wherein the heat supply pipe passes through the plurality of heat transfer plates and Heat of high-temperature heat exchange water supplied from nuclear fuel may be transferred to the fluid supplied to the inside of the plate-shell heat exchanger through the water supply pipe.

상기 열 공급 배관은 상기 제1 판쉘형 열 교환기와 연결되는 저온 배관, 상기 제2 판쉘형 열 교환기와 연결되는 고온 배관, 그리고 상기 복수개의 제3 판쉘형 열 교환기와 연결되는 중간 배관을 포함할 수 있다. The heat supply pipe may include a low temperature pipe connected to the first plate and shell heat exchanger, a high temperature pipe connected to the second plate and shell heat exchanger, and an intermediate pipe connected to the plurality of third plate and shell heat exchangers. there is.

상기 쉘 본체에 설치되는 증기 건도 측정기를 더 포함할 수 있다.A vapor dryness meter installed on the shell body may be further included.

일 실시예에 따르면, 수직 방향으로 직렬식으로 연결된 복수개의 판쉘형 열 교환기를 포함하는 증기 발생기 모듈을 포함함으로써, 관류 및 헬리컬 타입 증기 발생기를 포함하는 일체형 원자로에 비해 크기를 줄일 수 있으므로, 일체형 원자로의 제조, 운반 및 설치가 용이하다. According to an embodiment, by including a steam generator module including a plurality of plate-shell heat exchangers connected in series in a vertical direction, the size can be reduced compared to an integrated nuclear reactor including once-through and helical steam generators, so that the integrated nuclear reactor It is easy to manufacture, transport and install.

또한, 제1 플랜지 연결부, 제2 플랜지 연결부, 그리고 제3 플랜지 연결부를 이용하여 복수개의 판쉘형 열 교환기를 서로 연결할 수 있으므로, 판쉘형 열 교환기를 용이하게 추가하거나 제거할 수 있다. 따라서, 교체가 필요한 판쉘형 열 교환기를 용이하게 교체하거나, 수명을 고려하여 복수개의 판쉘형 열 교환기의 위치를 용이하게 변경할 수 있다. In addition, since the plurality of plate-shell heat exchangers can be connected to each other using the first flange connection part, the second flange connection part, and the third flange connection part, the plate-shell heat exchanger can be easily added or removed. Therefore, it is possible to easily replace a plate-and-shell heat exchanger that needs to be replaced or to easily change the positions of a plurality of plate-and-shell heat exchangers in consideration of lifespan.

도 1은 일 실시예에 따른 일체형 원자로의 개략적인 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 일체형 원자로의 개략적인 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 일체형 원자로의 증기 발생기 모듈의 구체적인 도면이다.1 is a schematic plan view of an integral nuclear reactor according to one embodiment.
2 is a schematic perspective view of an integrated nuclear reactor according to an embodiment.
3 is a detailed diagram of a steam generator module of an integrated nuclear reactor according to an embodiment.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the shown bar.

도 1은 일 실시예에 따른 일체형 원자로의 개략적인 평면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 일체형 원자로의 개략적인 사시도이며, 도 3은 일 실시예에 따른 일체형 원자로의 증기 발생기 모듈의 구체적인 도면이다.1 is a schematic plan view of an integrated nuclear reactor according to an embodiment, FIG. 2 is a schematic perspective view of the integrated nuclear reactor according to an embodiment, and FIG. 3 is a specific view of a steam generator module of the integrated nuclear reactor according to an embodiment. .

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 원자로는 원자로 본체(100), 핵연료(200), 복수개의 증기 발생기 모듈(300), 급수 배관(400), 증기 배관(500), 그리고 열 공급 배관(600)을 포함한다. 1 to 3, the integrated nuclear reactor according to an embodiment of the present invention includes a reactor main body 100, a nuclear fuel 200, a plurality of steam generator modules 300, a water supply pipe 400, and a steam pipe. 500, and a heat supply pipe 600.

본 실시예에서는 원자로 본체(100)를 원통 형상으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상이 가능하다. In this embodiment, the reactor body 100 is shown in a cylindrical shape, but is not necessarily limited thereto and various shapes are possible.

핵연료(200)는 원자로 본체(100)의 내부에 설치되어 유체를 가열하기 위한 에너지 원을 제공한다.The nuclear fuel 200 is installed inside the reactor body 100 to provide an energy source for heating the fluid.

복수개의 증기 발생기 모듈(300)는 원자로 본체(100) 내부에 위치하고, 핵연료(200)를 원형으로 둘러싸며 수평 방향으로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 8개의 증기 발생기 모듈(300)이 핵연료(200)를 원형으로 둘러싸는 구조를 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 수의 증기 발생기 모듈(300)이 핵연료(200)를 원형으로 둘러싸는 구조가 가능하며, 이는 열 공급 배관(600) 내부의 열 교환수의 온도차, 급수 배관(400) 내부의 유체의 온도, 증기 배관(500) 내부의 증기량 등에 의해 결정될 수 있다. The plurality of steam generator modules 300 are located inside the reactor body 100 and may be arranged in a horizontal direction while surrounding the nuclear fuel 200 in a circular shape. In the present embodiment, a structure in which eight steam generator modules 300 surround the nuclear fuel 200 in a circular shape is shown, but is not necessarily limited thereto, and various numbers of steam generator modules 300 surround the nuclear fuel 200 in a circular shape. A structure surrounded by is possible, which can be determined by the temperature difference of the heat exchange water inside the heat supply pipe 600, the temperature of the fluid inside the water supply pipe 400, the amount of steam inside the steam pipe 500, and the like.

하나의 증기 발생기 모듈(300)은 수직 방향으로 연결되는 복수개의 판쉘형 열 교환기(310), 제1 플랜지 연결부(320), 제2 플랜지 연결부(330), 그리고 제3 플랜지 연결부(340)를 포함한다. One steam generator module 300 includes a plurality of plate-shell type heat exchangers 310 connected in a vertical direction, a first flange connection part 320, a second flange connection part 330, and a third flange connection part 340. do.

복수개의 판쉘형 열 교환기(310)는 최하층에 위치하는 제1 판쉘형 열 교환기(31), 최상층에 위치하는 제2 판쉘형 열 교환기(32), 그리고 제1 판쉘형 열 교환기(31)와 제2 판쉘형 열 교환기(32) 사이에 위치하는 복수개의 제3 판쉘형 열 교환기(33)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 1개의 제1 판쉘형 열 교환기(31), 1개의 제2 판쉘형 열 교환기(32), 그리고 2개의 제3 판쉘형 열 교환기(33)를 포함하는 4개의 판쉘형 열 교환기가 수직 방향으로 연결된 구조가 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 수의 판쉘형 열 교환기가 수직 방향으로 연결될 수 있다. The plurality of plate-and-shell heat exchangers 310 include the first plate-shell heat exchanger 31 located on the lowermost layer, the second plate-shell heat exchanger 32 located on the uppermost layer, and the first plate-shell heat exchanger 31. A plurality of third plate-shell heat exchangers 33 positioned between the two plate-shell heat exchangers 32 may be included. In this embodiment, four plate and shell heat exchangers including one first plate and shell heat exchanger 31, one second plate and shell heat exchanger 32, and two third plate and shell heat exchangers 33 are provided. Although a structure connected in the vertical direction is shown, it is not necessarily limited thereto, and various numbers of plate-shell heat exchangers may be connected in the vertical direction.

이러한 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)는 지지 프레임(F)에 의해 지지되며 수직 방향으로 설치될 수 있다. The plurality of plate-shell heat exchangers 310 are supported by the support frame F and may be installed in a vertical direction.

각 판쉘형 열 교환기(310)는 쉘 본체(311), 쉘 본체(311) 내부에 위치하는 복수개의 열 전달판(312), 그리고 쉘 본체(311)에 설치되는 증기 건도 측정기(313)를 포함할 수 있다. Each plate-shell heat exchanger 310 includes a shell body 311, a plurality of heat transfer plates 312 located inside the shell body 311, and a vapor dryness meter 313 installed on the shell body 311. can do.

쉘 본체(311)는 유체가 흐를 수 있는 내부 공간을 가지며 하부 및 상부에 각각 유체가 유입 및 유출될 수 있는 유입관(31d, 32d, 33d) 및 유출관(31u, 32u, 33u)을 가질 수 있다. The shell body 311 has an internal space through which fluid can flow, and may have inlet pipes 31d, 32d, and 33d and outlet pipes 31u, 32u, and 33u through which the fluid flows in and out, respectively, at the lower and upper portions. there is.

열 전달판(312)은 마주보는 서브 열 전달판이 서로 용접되어 형성되며, 이웃하는 열 전달판(312) 사이에 열 교환수용 유로(P)가 형성되어 이를 통해 열 교환수가 흐르게 된다. The heat transfer plate 312 is formed by welding sub heat transfer plates facing each other, and a heat exchange water flow path P is formed between adjacent heat transfer plates 312 through which heat exchange water flows.

증기 건도 측정기(313)는 쉘 본체 내부를 흐르는 증기의 건도를 측정할 수 있으며, 이를 피드백하여 열 공급 배관(600)을 흐르는 열 교환수의 온도를 조절할 수 있다. The vapor dryness meter 313 may measure the dryness of steam flowing inside the shell body, and may adjust the temperature of the heat exchange water flowing through the heat supply pipe 600 by feeding back the dryness.

제1 플랜지 연결부(320)는 인접하는 판쉘형 열 교환기(310) 사이에 설치되며 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)를 직렬로 연결할 수 있다. 즉, 제1 플랜지 연결부(320)는 제1 판쉘형 열 교환기(31)의 유출관(31u)과 제3 판쉘형 열 교환기(33)의 유입관(33d)을 연결하고, 인접하는 제3 판쉘형 열 교환기(33)의 유출관(33u)과 제3 판쉘형 열 교환기(33)의 유입관(33d)을 연결하며, 제3 판쉘형 열 교환기(33)의 유출관(33u)과 제2 판쉘형 열교환기의 유입관(32d)을 연결할 수 있다.The first flange connection part 320 is installed between adjacent plate-and-shell heat exchangers 310 and can connect a plurality of plate-and-shell heat exchangers 310 in series. That is, the first flange connection portion 320 connects the outlet pipe 31u of the first plate-shell heat exchanger 31 and the inlet pipe 33d of the third plate-shell heat exchanger 33, and is adjacent to the third plate. The outlet pipe 33u of the shell heat exchanger 33 and the inlet pipe 33d of the third plate-shell heat exchanger 33 are connected, and the outlet pipe 33u of the third plate-shell heat exchanger 33 and the second plate-shell heat exchanger 33 are connected. The inlet pipe 32d of the plate-shell heat exchanger may be connected.

제2 플랜지 연결부(330)는 제1 판쉘형 열 교환기(31)와 급수 배관(400)을 연결할 수 있다. 이 때, 급수 배관(400)은 제1 판쉘형 열 교환기(31)의 유입관(31d)과 연결될 수 있다. The second flange connection part 330 may connect the first plate-shell type heat exchanger 31 and the water supply pipe 400 . At this time, the water supply pipe 400 may be connected to the inlet pipe 31d of the first plate-shell heat exchanger 31 .

제3 플랜지 연결부(340)는 제2 판쉘형 열 교환기(32)와 증기 배관(500)을 연결할 수 있다. 이 때, 증기 배관(500)은 제2 판쉘형 열 교환기(32)의 유출관(33u)과 연결될 수 있다. The third flange connection part 340 may connect the second plate-shell type heat exchanger 32 and the steam pipe 500 . At this time, the steam pipe 500 may be connected to the outlet pipe 33u of the second plate-shell heat exchanger 32 .

이와 같이, 제1 플랜지 연결부(320), 제2 플랜지 연결부(330), 그리고 제3 플랜지 연결부(340)를 이용하여 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)를 서로 연결할 수 있으므로, 판쉘형 열 교환기(310)를 용이하게 추가하거나 제거할 수 있다. 따라서, 교체가 필요한 판쉘형 열 교환기(310)를 용이하게 교체하거나, 수명을 고려하여 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)들의 위치를 용이하게 변경할 수 있다. As such, since the plurality of plate-shell heat exchangers 310 can be connected to each other using the first flange connection part 320, the second flange connection part 330, and the third flange connection part 340, the plate-shell type heat exchanger ( 310) can be easily added or removed. Therefore, it is possible to easily replace the plate-and-shell heat exchanger 310 that needs to be replaced or to easily change the positions of the plurality of plate-and-shell heat exchangers 310 in consideration of lifespan.

급수 배관(400)은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)에 유체를 공급할 수 있다. 급수 배관(400)은 원자로 본체(100)의 외부를 원형으로 둘러싸며 위치할 수 있다. 그리고, 급수 배관(400)은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)의 하단부, 즉, 제1 판쉘형 열 교환기(31)의 유입관(31d)에 제2 플랜지 연결부(330)를 통해 연결될 수 있다. The water supply pipe 400 may supply fluid to the plurality of steam generator modules 300 . The water supply pipe 400 may be positioned while circularly surrounding the outside of the reactor body 100 . In addition, the water supply pipe 400 may be connected to the lower end of the plurality of steam generator modules 300, that is, to the inlet pipe 31d of the first plate-shell heat exchanger 31 through the second flange connection part 330.

증기 배관(500)은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)을 통과하며 발생한 증기를 외부로 배출할 수 있다. 증기 배관(500)은 원자로 본체(100)의 외부를 둘러싸며 복수개의 증기 발생기 모듈(300)의 상단부, 즉 제2 판쉘형 열 교환기(32)의 유출관(32u)에 제3 플랜지 연결부(340)를 통해 연결될 수 있다. The steam pipe 500 may pass through the plurality of steam generator modules 300 and discharge generated steam to the outside. The steam pipe 500 surrounds the outside of the reactor body 100 and connects the third flange connection 340 to the upper end of the plurality of steam generator modules 300, that is, to the outlet pipe 32u of the second plate-shell heat exchanger 32. ) can be connected.

열 공급 배관(600)은 핵연료(200)와 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)를 연결하며 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)에 열 교환수를 공급할 수 있다. 이러한 열 공급 배관(600)은 원자로 본체(100) 내부에 위치하므로, 냉각재 상실 사고 등을 방지할 수 있다.The heat supply pipe 600 connects the nuclear fuel 200 and the plurality of plate-and-shell heat exchangers 310 and may supply heat exchanged water to the plurality of plate-and-shell heat exchangers 310 . Since the heat supply pipe 600 is located inside the reactor main body 100, it is possible to prevent a coolant loss accident.

열 공급 배관(600)은 제1 판쉘형 열 교환기(31) 내부의 복수개의 열 전달판(312)과 연결되는 저온 배관(610), 제2 판쉘형 열 교환기(32) 내부의 복수개의 열 전달판(312)과 연결되는 고온 배관(620), 그리고 복수개의 제3 판쉘형 열 교환기(33) 내부의 복수개의 열 전달판(312)과 연결되는 중간 배관(630)을 포함할 수 있다.The heat supply pipe 600 is a low-temperature pipe 610 connected to a plurality of heat transfer plates 312 inside the first plate-shell heat exchanger 31 and a plurality of heat transfers inside the second plate-shell heat exchanger 32 A high-temperature pipe 620 connected to the plate 312 and an intermediate pipe 630 connected to the plurality of heat transfer plates 312 inside the plurality of third plate-shell type heat exchangers 33 may be included.

즉, 열 공급 배관(600)은 판쉘형 열 교환기(310) 내부의 복수개의 열 전달판(312)을 통과하며 핵연료(200)에서 공급되는 고온의 열 교환수의 열을 급수 배관(400)을 통해 판쉘형 열 교환기(310) 내부에 공급되는 유체에 전달하여 유체를 증기로 상태 변화시킬 수 있다.That is, the heat supply pipe 600 passes through the plurality of heat transfer plates 312 inside the plate-shell heat exchanger 310 and transfers the heat of the high-temperature heat exchange water supplied from the nuclear fuel 200 to the water supply pipe 400. Through this, the fluid can be transferred to the fluid supplied to the inside of the plate-shell heat exchanger 310 to change the state of the fluid into steam.

따라서, 급수 배관(400)을 통해 제1 판쉘형 열 교환기(31)에 공급된 유체는 제2 플랜지 연결부(330)를 통해 제3 판쉘형 열 교환기(33)로 전달되고, 이어서 제1 플랜지 연결부(320)를 통해 인접하는 제3 판셀형 열 교환기(33)를 통과하며, 이어서 제3 플랜지 연결부(340)를 통해 제2 판쉘형 열 교환기(32)를 통과하며 증기로 변하여 증기 배관(500)으로 전달될 수 있다. Therefore, the fluid supplied to the first plate-shell heat exchanger 31 through the water supply pipe 400 is transferred to the third plate-shell heat exchanger 33 through the second flange connection portion 330, and then to the first flange connection portion. It passes through the adjacent third plate-shell heat exchanger 33 through the 320, and then passes through the second plate-shell heat exchanger 32 through the third flange connection 340 and turns into steam to form a steam pipe 500 can be forwarded to

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 원자로는 수직 방향으로 직렬식으로 연결된 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)를 포함하는 증기 발생기 모듈(300)을 복수 개 설치하여 제조함으로써, 관류 및 헬리컬 타입 증기 발생기를 포함하는 일체형 원자로에 비해 크기를 줄일 수 있으므로, 일체형 원자로를 용이하게 운반 및 설치할 수 있다. As such, the integrated nuclear reactor according to an embodiment of the present invention is manufactured by installing a plurality of steam generator modules 300 including a plurality of plate-shell heat exchangers 310 connected in series in a vertical direction, thereby producing once-through and helical Since the size can be reduced compared to an integrated nuclear reactor including a type steam generator, the integrated nuclear reactor can be easily transported and installed.

본 개시를 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.Although the present disclosure has been described through preferred embodiments as described above, the present invention is not limited thereto and various modifications and variations are possible without departing from the scope of the claims described below. Those in the field will easily understand.

100: 원자로 본체 200: 핵연료
300: 증기 발생기 모듈 400: 급수 배관
500: 증기 배관 600: 열 공급 배관100: reactor body 200: nuclear fuel
300: steam generator module 400: water supply pipe
500: steam pipe 600: heat supply pipe

Claims (8)

원자로 본체,
상기 원자로 본체 내부에 설치되는 핵연료,
상기 핵연료를 둘러싸며 수평 방향으로 배치되는 복수개의 증기 발생기 모듈,
상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 유체를 공급하는 급수 배관, 그리고
상기 복수개의 증기 발생기 모듈을 통과하며 발생한 증기를 외부로 배출하는 증기 배관
을 포함하고,
상기 증기 발생기 모듈은 수직 방향으로 연결되는 복수개의 판쉘형 열 교환기를 포함하고,
상기 증기 발생기 모듈은
인접하는 판쉘형 열 교환기 사이에 설치되어 상기 복수개의 판쉘형 열 교환기를 직렬로 연결하는 제1 플랜지 연결부
를 더 포함하며,
상기 복수개의 판쉘형 열 교환기는
최하층에 위치하는 제1 판쉘형 열 교환기,
최상층에 위치하는 제2 판쉘형 열 교환기, 그리고
상기 제1 판쉘형 열 교환기와 상기 제2 판쉘형 열 교환기 사이에 위치하는 복수개의 제3 판쉘형 열 교환기
를 포함하고,
상기 증기 발생기 모듈은
상기 제1 판쉘형 열 교환기와 상기 급수 배관을 연결하는 제2 플랜지 연결부, 그리고
상기 제2 판쉘형 열 교환기와 상기 증기 배관을 연결하는 제3 플랜지 연결부
를 더 포함하는 일체형 원자로.reactor body,
Nuclear fuel installed inside the reactor body;
A plurality of steam generator modules arranged in a horizontal direction while surrounding the nuclear fuel;
A water supply pipe supplying fluid to the plurality of steam generator modules, and
A steam pipe passing through the plurality of steam generator modules and discharging generated steam to the outside.
including,
The steam generator module includes a plurality of plate-shell heat exchangers connected in a vertical direction,
The steam generator module
A first flange connection unit installed between adjacent plate-shell heat exchangers and connecting the plurality of plate-shell heat exchangers in series.
Including more,
The plurality of plate-shell heat exchangers
A first plate-shell heat exchanger located on the lowermost layer,
A second plate-shell heat exchanger located on the uppermost layer, and
A plurality of third plate-shell heat exchangers located between the first plate-shell heat exchanger and the second plate-shell heat exchanger
including,
The steam generator module
A second flange connection connecting the first plate-shell heat exchanger and the water supply pipe, and
A third flange connection connecting the second plate-shell type heat exchanger and the steam pipe
An integrated nuclear reactor further comprising a. 삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 급수 배관을 통해 상기 제1 판쉘형 열 교환기에 공급된 유체는 상기 제2 플랜지 연결부, 상기 제1 플랜지 연결부, 그리고 상기 제3 플랜지 연결부를 통해 상기 복수개의 제3 판쉘형 열 교환기 및 상기 제2 판쉘형 열 교환기를 통과하며 증기로 변하여 상기 증기 배관으로 전달되는 일체형 원자로.In paragraph 1,
The fluid supplied to the first plate-shell heat exchanger through the water supply pipe is supplied to the plurality of third plate-shell heat exchangers and the second plate-shell heat exchanger through the second flange connection part, the first flange connection part, and the third flange connection part. An integrated nuclear reactor that passes through a plate-shell heat exchanger and is converted into steam and transferred to the steam pipe. 제1항에서,
상기 판쉘형 열 교환기는
쉘 본체, 그리고
상기 쉘 본체 내부에 위치하는 복수개의 열 전달판
을 포함하는 일체형 원자로.In paragraph 1,
The plate-shell heat exchanger
shell body, and
A plurality of heat transfer plates positioned inside the shell body
Integral reactor comprising a. 제5항에서,
상기 핵연료와 상기 복수개의 판쉘형 열 교환기를 연결하며 상기 복수개의 판쉘형 열 교환기에 열 교환수를 공급하는 열 공급 배관을 더 포함하고,
상기 열 공급 배관은 상기 복수개의 열 전달판을 통과하며 상기 핵연료에서 공급되는 고온의 열 교환수의 열을 상기 급수 배관을 통해 상기 판쉘형 열 교환기 내부에 공급되는 유체에 전달하는 일체형 원자로.In paragraph 5,
Further comprising a heat supply pipe connecting the nuclear fuel and the plurality of plate and shell heat exchangers and supplying heat exchange water to the plurality of plate and shell heat exchangers,
The heat supply pipe passes through the plurality of heat transfer plates and transfers the heat of the high-temperature heat exchange water supplied from the nuclear fuel to the fluid supplied to the inside of the plate-shell heat exchanger through the water supply pipe. 제6항에서,
상기 열 공급 배관은
상기 제1 판쉘형 열 교환기와 연결되는 저온 배관,
상기 제2 판쉘형 열 교환기와 연결되는 고온 배관, 그리고
상기 복수개의 제3 판쉘형 열 교환기와 연결되는 중간 배관
을 포함하는 일체형 원자로.In paragraph 6,
The heat supply pipe
A low-temperature pipe connected to the first plate-shell heat exchanger;
A high-temperature pipe connected to the second plate-shell heat exchanger, and
Intermediate pipes connected to the plurality of third plate-shell heat exchangers
Integral reactor comprising a. 제5항에서,
상기 쉘 본체에 설치되는 증기 건도 측정기를 더 포함하는 일체형 원자로.In paragraph 5,
An integrated reactor further comprising a vapor dryness meter installed on the shell body.
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