KR102556104B1 - 일체형 원자로용 증기 발생기 - Google Patents

일체형 원자로용 증기 발생기 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기는 제1 내부 공간을 가지는 본체, 그리고 상기 제1 내부 공간에 위치하는 적어도 하나 이상의 열 교환기를 포함하고, 상기 열 교환기는 서로 이격되어 제1 방향으로 배치되며 제2 내부 공간을 가지는 복수의 열 교환 부재, 그리고 상기 복수의 열 교환 부재의 제2 내부 공간을 서로 연결하는 복수의 연결관을 포함하며, 상기 복수의 연결관은 상기 열 교환 부재 위에 위치하는 복수의 상부 연결관, 그리고, 상기 열 교환 부재 아래에 위치하는 복수의 하부 연결관을 포함하며, 상기 복수의 상부 연결관과 상기 복수의 하부 연결관은 평면상 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.

Description

일체형 원자로용 증기 발생기{STEAM GENERATOR FOR INTEGRATED REACTOR}
본 발명은 일체형 원자로용 증기 발생기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교체 및 유지 보수가 용이한 일체형 원자로용 증기 발생기에 관한 것이다.
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.
그러나, 일체형 원자로가 헬리컬(Helical) 타입의 증기 발생기로 이루어지는 경우, 부피를 줄일 수 있으나, 헬리컬 튜브에 누설이 발생할 경우 전체 헬리컬 튜브를 통째로 교체해야 한다.
본 실시예는 교체가 용이하고 열 전달 효율이 향상된 일체형 원자로용 증기 발생기에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기는 제1 내부 공간을 가지는 본체, 그리고 상기 제1 내부 공간에 위치하는 적어도 하나 이상의 열 교환기를 포함하고, 상기 열 교환기는 서로 이격되어 제1 방향으로 배치되며 제2 내부 공간을 가지는 복수의 열 교환 부재, 그리고 상기 복수의 열 교환 부재의 제2 내부 공간을 서로 연결하는 복수의 연결관을 포함하며, 상기 복수의 연결관은 상기 열 교환 부재 위에 위치하는 복수의 상부 연결관, 그리고, 상기 열 교환 부재 아래에 위치하는 복수의 하부 연결관을 포함하며, 상기 복수의 상부 연결관과 상기 복수의 하부 연결관은 평면상 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.
상기 복수의 상부 연결관은 동일한 열 교환 부재에 위치하며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되어 위치하는 제1 상부 연결관 및 제2 상부 연결관을 포함하며, 상기 복수의 하부 연결관은 동일한 열 교환 부재에 위치하며 상기 제2 방향으로 서로 이격되어 위치하는 제1 하부 연결관 및 제2 하부 연결관을 포함하며, 상기 제1 상부 연결관과 상기 제1 하부 연결관은 평면상 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.
상기 제2 상부 연결관과 상기 제2 하부 연결관은 평면상 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.
상기 열 교환 부재는 서로 마주보는 상판 및 하판을 포함하고, 상기 상판은 상기 제1 상부 연결관과 연결되는 제1 상부 홀을 가지며, 상기 하판은 상기 제1 하부 연결관과 연결되는 제1 하부 홀을 가지고, 상기 제1 상부 홀과 상기 제1 하부 홀은 평면상 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.
상기 상판은 상기 제2 상부 연결관과 연결되는 제2 상부 홀을 더 가지며, 상기 하판은 상기 제2 하부 연결관과 연결되는 제2 하부 홀을 더 가지고, 상기 제2 상부 홀과 상기 제2 하부 홀은 평면상 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.
상기 열 교환 부재는 상기 제2 내부 공간에 위치하며 상기 제2 내부 공간을 복수의 제2 서브 내부 공간으로 분리하는 분리판을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 상부 홀 및 상기 제2 상부 홀은 상기 분리판을 기준으로 서로 반대편에 위치하고, 상기 제1 하부 홀 및 상기 제2 하부 홀은 상기 분리판을 기준으로 서로 반대편에 위치할 수 있다.
상기 본체에 연결되며 고온의 열 교환수가 상기 본체의 제1 내부 공간에 공급되는 고온관, 그리고, 상기 본체에 연결되며 상기 고온의 열 교환수가 상기 적어도 하나의 열 교환기와 접촉하며 저온의 열 교환수로 변화되어 배출되는 저온관을 더 포함할 수 있다.
상기 본체를 관통하여 상기 적어도 하나의 열 교환기와 연결되며 상기 적어도 하나의 열 교환기의 상기 열 교환 부재의 제2 내부 공간에 유체가 공급되는 유입관, 그리고 상기 본체를 관통하여 상기 적어도 하나의 열 교환기와 연결되며 상기 열 교환 부재의 제2 내부 공간을 통과하며 발생한 증기가 유출되는 유출관을 더 포함할 수 있다.
상기 유입관은 상기 열 교환기의 복수의 열 교환 부재 중 최상층 열 교환 부재의 제1 상부 홀과 연결되며, 상기 유출관은 상기 최상층 열 교환 부재의 제2 상부 홀과 연결될 수 있다.
상기 열 교환기의 복수의 열 교환 부재 중 최하층 열 교환 부재는 상기 분리판을 포함하지 않을 수 있다.
상기 상판 및 상기 하판의 표면에는 주름부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 열 교환기가 복수의 열 교환 부재 및 이를 연결하는 복수의 연결관으로 이루어짐으로써, 교체되어야 하는 열 교환 부재는 연결관을 절단하고, 새로운 열 교환 부재로 용이하게 교체할 수 있다. 따라서, 종래의 헬리컬 타입 증기 발생기보다 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.
또한, 종래의 헬리컬 튜브에 비해 열 교환기의 열 전달 면적을 증가시킴으로써 열 전달 효율을 향상시키고, 열 교환기의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 열 교환기의 확대 사시도이다.
도 3은 도 1의 열 교환기의 복수의 열 교환 부재의 상대적인 위치를 평면상으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 열 교환 부재의 구체적인 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기의 열 교환기의 확대 사시도이다.
도 7은 도 6의 열 교환기의 복수의 열 교환 부재의 상대적인 위치를 평면상으로 도시한 도면이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기의 개략적인 도면이다.
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.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기의 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1의 열 교환기의 확대 사시도이며, 도 3은 도 1의 열 교환기의 복수의 열 교환 부재의 상대적인 위치를 평면상으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기는 본체(100), 열 교환기(200), 고온관(300), 저온관(400), 그리고 유체관(500)을 포함한다.
본체(100)는 열 교환수가 흐를 수 있는 제1 내부 공간(P1)을 가지며, 대략 육면체 형상을 가질 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본체(100)는 원통 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
열 교환기(200)는 본체(100)의 제1 내부 공간(P1)에 위치할 수 있다. 제1 내부 공간(P1)에 유입된 고온의 열 교환수는 열 교환기(200)와의 열 교환을 통해 열 교환기(200) 내부의 유체를 증기로 상태 변화시킬 수 있다. 이 때, 고온의 열 교환수는 저온의 열 교환수로 상태 변화될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 열 교환기(200)는 복수의 열 교환 부재(210), 그리고 복수의 연결관(220)을 포함할 수 있다.
복수의 열 교환 부재(210)는 서로 이격되어 제1 방향(Z)으로 적층되어 배치될 수 있다. 복수의 열 교환 부재(210)는 동일한 중심축을 가지며 적층될 수 있다.
이 때, 각각의 열 교환 부재(210)은 유체 및 증기가 유동하는 제2 내부 공간(P2)을 가질 수 있다.
열 교환 부재(210)는 서로 마주보는 상판(211) 및 하판(212), 그리고 상판(211)과 하판(212)을 연결하여 제2 내부 공간(P2)을 만드는 측판(213)을 포함할 수 있다.
열 교환 부재(210)의 평면 형상은 원형 형상일 수 있다. 즉, 상판(211) 및 하판(212)의 평면 형상은 원형 형상일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 열 교환 부재(210)의 평면 형상은 다각 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 제2 내부 공간(P2)을 형성하기 위해 상판과 하판을 연결하는 측판이 형성되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 상판과 하판이 직접 용접 등의 방법으로 부착되는 구조도 가능하다.
상판(211)은 제2 내부 공간(P2)과 연결되는 제1 상부 홀(h1) 및 제2 상부 홀(h2)을 가질 수 있다. 그리고, 하판(212)은 제2 내부 공간(P2)과 연결되는 제1 하부 홀(h3) 및 제2 하부 홀(h4)을 가질 수 있다.
복수의 연결관(220)은 열 교환 부재(210)의 상판(211)에 형성된 제1 상부 홀(h1) 및 제2 상부 홀(h2)을 통해 제2 내부 공간(P2)과 연결되며, 열 교환 부재(210)의 하판(212)에 형성된 제1 하부 홀(h3) 및 제2 하부 홀(h4)을 통해 제2 내부 공간(P2)과 연결될 수 있다.
따라서, 어느 하나의 열 교환 부재(210)의 제2 내부 공간(P2)에 유입된 유체는 연결관(220)을 통해 인접한 다른 하나의 열 교환 부재(210)의 제2 내부 공간(P2)에 전달될 수 있다.
복수의 연결관(220)은 해당 열 교환 부재(210)를 기준으로 해당 열 교환 부재(210) 위에 위치하는 복수의 상부 연결관(220u), 그리고, 해당 열 교환 부재(210) 아래에 위치하는 복수의 하부 연결관(220d)을 포함할 수 있다.
이 때, 복수의 상부 연결관(220u)과 복수의 하부 연결관(220d)은 평면상 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.
복수의 상부 연결관(220u)은 동일한 열 교환 부재(210)에 위치하며 제1 방향(Z)과 교차하는 제2 방향(X)으로 서로 이격되어 위치하는 제1 상부 연결관(221u) 및 제2 상부 연결관(222u)을 포함할 수 있다.
동일하게, 복수의 하부 연결관(220d)은 동일한 열 교환 부재(210)에 위치하며 제2 방향(X)으로 서로 이격되어 위치하는 제1 하부 연결관(221d) 및 제2 하부 연결관(222d)을 포함할 수 있다.
제1 상부 연결관(221u)은 상판(211)의 제1 상부 홀(h1)과 연결되며, 제1 하부 연결관(221d)은 하판(212)의 제1 하부 홀(h3)과 연결될 수 있다. 이 때, 제1 상부 홀(h1)과 제1 하부 홀(h3)은 평면상 서로 다른 위치에 위치하며, 제1 상부 연결관(221u)과 제1 하부 연결관(221d)도 평면상 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.
그리고, 제2 상부 연결관(222u)은 상판(211)의 제2 상부 홀(h2)과 연결되며, 제2 하부 연결관(222d)은 하판(212)의 제2 하부 홀(h4)과 연결될 수 있다. 이 때, 제2 상부 홀(h2)과 제2 하부 홀(h4)은 평면상 서로 다른 위치에 위치하며, 제2 상부 연결관(222u)과 제2 하부 연결관(222d)도 평면상 서로 다른 위치에 위치할 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 열 교환 부재(210)는 평면상 시계 방향(R)으로 점차로 회전된 상태로 적층될 수 있다. 즉, 복수의 열 교환 부재(210)는 동일한 중심축을 기준으로 점차로 회전된 상태로 적층될 수 있다.
따라서, 제1 방향(Z)과 반대되는 방향으로 복수의 열 교환 부재(210)를 통과하는 유체는 제1 비선형 유로(A1)를 형성하며 하강하며, 자연 대류에 의해 제2 방향(X)으로 복수의 열 교환 부재(210)를 통과하는 증기는 제2 비선형 유로(A2)를 형성하며 상승할 수 있다. 따라서, 제1 비선형 유로(A1) 또는 제2 비선형 유로(A2)의 길이를 증가시킬 수 있고, 제1 비선형 유로(A1) 또는 제2 비선형 유로(A2)를 따라 유체 및 증기가 유동하는 시간을 증가시켜 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 열 교환기(200)의 전체 크기를 최소화시킬 수 있다.
여기서, 제1 비선형 유로(A1) 또는 제2 비선형 유로(A2)는 나선형 유로 또는 지그재그형 유로일 수 있다. 제1 비선형 유로(A1) 또는 제2 비선형 유로(A2)의 회전 주기는 1주기 이상일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며 1주기 이하일 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기는 열 교환기(200)가 복수의 열 교환 부재(210) 및 이를 연결하는 복수의 연결관(220)으로 이루어짐으로써, 교체되어야 하는 열 교환 부재(210)는 이에 연결된 연결관(220)을 절단하고, 새로운 열 교환 부재(210)로 용이하게 교체할 수 있다. 따라서, 종래의 헬리컬 타입 증기 발생기보다 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.
도 4는 도 1의 열 교환 부재의 구체적인 평면도이고, 도 5는 도 4의 V-V선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
열 교환 부재(210)의 상판(211) 및 하판(212)의 표면에는 주름부(50)가 형성될 수 있다. 따라서, 열 교환 부재(210)의 상판(211) 및 하판(212)의 표면 면적을 증가시킴으로써, 유체 및 증기가 유동하는 제2 내부 공간(P2)과 열 교환수가 유동하는 제1 내부 공간(P1) 간의 열 전달 면적을 증가시켜 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
고온관(300)은 본체(100)에 설치되며 고온의 열 교환수가 제1 내부 공간(P1)으로 공급될 수 있다. 본 실시예에서는 고온관(300)이 본체(100)의 일측부에 설치되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 본체(100)의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 이러한 고온관(300)은 열원(도시하지 않음)과 연결되며, 열원(도시하지 않음) 에서 가열된 고온의 열 교환수가 고온관(300)을 통해 본체(100)의 제1 내부 공간(P1)으로 유입될 수 있다.
저온관(400)은 본체(100)에 설치되며, 열 교환기(200)와의 열 교환을 통해 상태 변화된 저온의 열 교환수가 다시 열원으로 유출되는 경로일 수 있다. 본 실시예에서는 저온관(400)이 본체(100)의 타측부에 설치되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 본체(100)의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 이러한 저온관(400)은 열원(도시하지 않음)과 연결되며, 저온관(400)을 통해 저온의 열 교환수가 열원으로 다시 이송될 수 있다.
유체관(500)은 본체(100)를 관통하여 열 교환기(200)와 연결될 수 있다. 이러한 유체관(500)을 통해 열 교환기(200)에 유체가 유입되고, 열 교환수와의 열 교환에 의해 상태 변화된 증기가 유출될 수 있다.
유체관(500)은 저온의 유체가 유입되는 유입관(510), 그리고 열 교환기(200)를 통과하며 열 전달에 의해 고온이 된 증기가 자연 대류에 의해 유출되는 유출관(520)을 포함할 수 있다. 유입관(510)은 열 교환기(200)의 복수의 열 교환 부재(210) 중 최상층 열 교환 부재(210u)의 제1 상부 홀(h1)과 연결되며, 저온관(520)은 최상층 열 교환 부재(210u)의 제2 상부 홀(h2)과 연결될 수 있다.
한편, 상기 일 실시예에서는 열 교환 부재의 제2 내부 공간이 일체로 형성되나, 열 교환 부재의 제2 내부 공간이 분리되는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 6을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기에 대해 상세히 설명한다.
도 6은 다른 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기의 열 교환기의 확대 사시도이고, 도 7은 도 6의 열 교환기의 복수의 열 교환 부재의 상대적인 위치를 평면상으로 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7에 도시된 다른 실시예는 도 1 내지 도 5에 도시된 일 실시예와 비교하여 열 교환 부재의 구조만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기는 본체(100), 열 교환기(200), 고온관(300), 저온관(400), 그리고 유체관(500)을 포함한다.
열 교환기(200)는 복수의 열 교환 부재(210), 그리고 복수의 연결관(220)을 포함할 수 있다. 열 교환 부재(210)는 서로 마주보는 상판(211) 및 하판(212), 상판(211)과 하판(212)을 연결하여 제2 내부 공간(P2)을 만드는 측판(213), 그리고 제2 내부 공간(P2)에 위치하며 제2 내부 공간(P2)을 복수의 제2 서브 내부 공간으로 분리하는 분리판(214)을 포함할 수 있다. 이 때, 열 교환기(200)의 복수의 열 교환 부재(210) 중 최하층 열 교환 부재(210d)는 분리판(214)을 포함하지 않을 수 있다.
따라서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 상부 홀(h1) 및 제2 상부 홀(h2)은 분리판(214)을 기준으로 서로 반대편에 위치하고, 제1 하부 홀(h3) 및 제2 하부 홀(h4)은 분리판(214)을 기준으로 서로 반대편에 위치할 수 있다.
따라서, 분리판(214)에 의해 제1 비선형 유로(A1) 및 제2 비선형 유로(A2)가 중첩하지 않으므로, 저온의 유체와 고온의 증기가 섞이지 않고, 최하층 열 교환 부재(210d)까지 하강하여 자연 대류에 의해 다시 상승할 수 있으므로, 제1 비선형 유로(A1) 또는 제2 비선형 유로(A2)의 길이를 증가시킬 수 있고, 제1 비선형 유로(A1) 또는 제2 비선형 유로(A2)를 따라 유체 및 증기가 유동하는 시간을 증가시킬 수 있으므로, 열 전달 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 일 실시예에서는 본체 내에 하나의 열 교환기만이 설치되나, 본체 내에 복수의 열 교환기가 설치되는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 8을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기에 대해 상세히 설명한다.
도 8은 다른 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기의 개략적인 도면이다.
도 8에 도시된 다른 실시예는 도 1 내지 도 5에 도시된 일 실시예와 비교하여 열 교환기의 구조만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기는 본체(100), 복수의 열 교환기(200), 고온관(300), 저온관(400), 그리고 유체관(500)을 포함한다.
복수의 열 교환기(200)는 본체(100)의 제1 내부 공간(P1)에 서로 이격되어 위치할 수 있다. 이 때, 복수의 열 교환기(200)는 각각 복수의 유체관(500)에 연결될 수 있으며, 복수의 유체관(500) 중 복수의 유입관(510)은 서로 연결되어 유체가 동시에 공급되며, 복수의 유출관(520)도 서로 연결되어 증기가 동시에 배출될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 원자로용 증기 발생기는 복수의 유체관(500)을 통해 유체를 대량으로 공급받아 증기를 대량으로 발생시킬 수 있다.
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.
100: 본체 200: 열 교환기
300: 고온관 400: 저온관
500: 유체관

Claims (12)

  1. 제1 내부 공간을 가지는 본체, 그리고
    상기 제1 내부 공간에 위치하는 적어도 하나 이상의 열 교환기
    를 포함하고,
    상기 열 교환기는
    서로 이격되어 제1 방향으로 배치되며 제2 내부 공간을 가지는 복수의 열 교환 부재, 그리고
    상기 복수의 열 교환 부재의 제2 내부 공간을 서로 연결하는 복수의 연결관
    을 포함하며,
    상기 복수의 연결관은 상기 열 교환 부재 위에 위치하는 복수의 상부 연결관, 그리고, 상기 열 교환 부재 아래에 위치하는 복수의 하부 연결관을 포함하며,
    상기 복수의 상부 연결관과 상기 복수의 하부 연결관은 상기 제1 방향과 수직인 평면 위에서 서로 다른 위치에 위치하고,
    상기 복수의 상부 연결관은 동일한 열 교환 부재에 위치하며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되어 위치하는 제1 상부 연결관 및 제2 상부 연결관을 포함하며,
    상기 복수의 하부 연결관은 동일한 열 교환 부재에 위치하며 상기 제2 방향으로 서로 이격되어 위치하는 제1 하부 연결관 및 제2 하부 연결관을 포함하며,
    상기 제1 상부 연결관과 상기 제1 하부 연결관은 상기 제1 방향과 수직인 평면 위에서 서로 다른 위치에 위치하며,
    상기 제1 상부 연결관과 상기 제1 하부 연결관은 상기 제1 방향을 따라 동일선 상에 위치하지 않는 일체형 원자로용 증기 발생기.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 제2 상부 연결관과 상기 제2 하부 연결관은 평면상 서로 다른 위치에 위치하는 일체형 원자로용 증기 발생기.
  4. 제3항에서,
    상기 열 교환 부재는
    서로 마주보는 상판 및 하판을 포함하고,
    상기 상판은 상기 제1 상부 연결관과 연결되는 제1 상부 홀을 가지며,
    상기 하판은 상기 제1 하부 연결관과 연결되는 제1 하부 홀을 가지고,
    상기 제1 상부 홀과 상기 제1 하부 홀은 평면상 서로 다른 위치에 위치하는 일체형 원자로용 증기 발생기.
  5. 제4항에서,
    상기 상판은 상기 제2 상부 연결관과 연결되는 제2 상부 홀을 더 가지며,
    상기 하판은 상기 제2 하부 연결관과 연결되는 제2 하부 홀을 더 가지고,
    상기 제2 상부 홀과 상기 제2 하부 홀은 평면상 서로 다른 위치에 위치하는 일체형 원자로용 증기 발생기.
  6. 제5항에서,
    상기 열 교환 부재는 상기 제2 내부 공간에 위치하며 상기 제2 내부 공간을 복수의 제2 서브 내부 공간으로 분리하는 분리판을 더 포함하는 일체형 원자로용 증기 발생기.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 상부 홀 및 상기 제2 상부 홀은 상기 분리판을 기준으로 서로 반대편에 위치하고,
    상기 제1 하부 홀 및 상기 제2 하부 홀은 상기 분리판을 기준으로 서로 반대편에 위치하는 일체형 원자로용 증기 발생기.
  8. 제6항에서,
    상기 본체에 연결되며 고온의 열 교환수가 상기 본체의 제1 내부 공간에 공급되는 고온관, 그리고,
    상기 본체에 연결되며 상기 고온의 열 교환수가 상기 적어도 하나의 열 교환기와 접촉하며 저온의 열 교환수로 변화되어 배출되는 저온관
    을 더 포함하는 일체형 원자로용 증기 발생기.
  9. 제8항에서,
    상기 본체를 관통하여 상기 적어도 하나의 열 교환기와 연결되며 상기 적어도 하나의 열 교환기의 상기 열 교환 부재의 제2 내부 공간에 유체가 공급되는 유입관, 그리고
    상기 본체를 관통하여 상기 적어도 하나의 열 교환기와 연결되며 상기 열 교환 부재의 제2 내부 공간을 통과하며 발생한 증기가 유출되는 유출관
    을 더 포함하는 일체형 원자로용 증기 발생기.
  10. 제9항에서,
    상기 유입관은 상기 열 교환기의 복수의 열 교환 부재 중 최상층 열 교환 부재의 제1 상부 홀과 연결되며,
    상기 유출관은 상기 최상층 열 교환 부재의 제2 상부 홀과 연결되는 일체형 원자로용 증기 발생기.
  11. 제9항에서,
    상기 열 교환기의 복수의 열 교환 부재 중 최하층 열 교환 부재는 상기 분리판을 포함하지 않는 일체형 원자로용 증기 발생기.
  12. 제4항에서,
    상기 상판 및 상기 하판의 표면에는 주름부가 형성되는 일체형 원자로용 증기 발생기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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