KR102573326B1 - 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통 - Google Patents
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Abstract
선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통은 제1 격납 구조물, 상기 제1 격납 구조물의 내부 공간에 위치하는 제1 냉각수를 포함하는 냉각 용기, 상기 제1 격납 구조물을 격납하며 상기 제1 격납 구조물을 감싸는 제2 냉각수를 포함하는 제2 격납 구조물, 상기 선박용 일체형 원자로로부터 연장되어 상기 냉각 용기의 상기 제1 냉각수에 잠기는 제1 냉각 배관, 및 상기 제1 격납 구조물과 상기 제2 격납 구조물 사이로부터 연장되어 상기 냉각 용기의 상기 제1 냉각수에 잠기며 상기 제2 냉각수가 순환되는 제2 냉각 배관을 포함한다.
Description
본 기재는 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통에 관한 것이다.
일반적으로, 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통은 일체형 원자로와 연결된 배관 파손 등의 사고 발생 시 일체형 원자로의 냉각을 수행한다.
종래의 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통은 일체형 원자로를 격납하는 격납 용기 및 격납 용기가 잠긴 냉각수를 포함하는 수조를 포함한다.
일체형 원자로 중 선박 또는 잠수함 등에 장착되는 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통은 선박이 파도에 의해 항상 흔들리기 때문에, 냉각수를 포함하는 수조가 밀폐되어야 하고, 피동 잔열 제거 시 냉각수가 고갈되면 선박용 일체형 원자로의 냉각이 수행되지 못하는 문제가 있다.
일 실시예는, 선박 또는 잠수함 등에 장착되는 선박용 일체형 원자로를 안전하게 냉각시키는 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통을 제공하고자 한다.
일 측면은 노심 및 증기 발생기를 포함하는 선박용 일체형 원자로를 격납하는 제1 격납 구조물, 상기 제1 격납 구조물의 내부 공간에서 상기 선박용 일체형 원자로와 상기 제1 격납 구조물 사이에 위치하며, 제1 냉각수를 포함하는 냉각 용기, 상기 제1 격납 구조물을 격납하며, 상기 제1 격납 구조물을 감싸는 제2 냉각수를 포함하는 제2 격납 구조물, 상기 선박용 일체형 원자로로부터 연장되어 상기 냉각 용기의 상기 제1 냉각수에 잠기며, 상기 선박용 일체형 원자로 내부의 냉각재가 순환되는 제1 냉각 배관, 및 상기 제1 격납 구조물과 상기 제2 격납 구조물 사이로부터 연장되어 상기 냉각 용기의 상기 제1 냉각수에 잠기며, 상기 제1 격납 구조물과 상기 제2 격납 구조물 사이에 위치하는 상기 제2 냉각수가 순환되는 제2 냉각 배관을 포함하는 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통을 제공한다.
상기 선박용 일체형 원자로를 격납하는 상기 제1 격납 구조물의 수평을 유지하는 6축 자유도를 가지는 수평 유지부를 더 포함할 수 있다.
상기 선박용 일체형 원자로는, 상기 노심과 상기 증기 발생기 사이에 위치하며 상부 및 하부가 개방된 라이저를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 격납 구조물은 상기 제2 격납 구조물 외부의 해수와 접촉할 수 있다.
상기 제2 격납 구조물은, 상기 해수를 상기 제1 격납 구조물과 상기 제2 격납 구조물 사이로 유입시키는 제1 개폐부, 및 상기 제1 격납 구조물과 상기 제2 격납 구조물 사이로 유입된 상기 해수를 상기 제2 격납 구조물 외부로 배출시키는 제2 개폐부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 선박 또는 잠수함 등에 장착되는 선박용 일체형 원자로를 안전하게 냉각시키는 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통이 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통을 나타낸 도면이다.
도 2는 선박용 일체형 원자로를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통의 제2 격납 구조물의 제1 개폐부 및 제2 개폐부를 나타낸 도면이다.
도 2는 선박용 일체형 원자로를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통의 제2 격납 구조물의 제1 개폐부 및 제2 개폐부를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통을 설명한다. 이하에서, 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통은 일체형 원자로와 연결된 배관 파손 등의 사고 발생 시 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거를 수행하나, 이에 한정되지 않고 분리형 원자로의 피동 잔열 제거를 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통(1000)은 사고 발생 시 선박 또는 잠수함 등의 선박에 장착된 선박용 일체형 원자로(10)의 냉각을 수행한다.
도 2는 선박용 일체형 원자로를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 선박용 일체형 원자로(10)는 해양을 운항하는 선박 또는 잠수함 등에 장착되며, 노심(11), 노심(11)과 이웃하는 증기 발생기(12), 노심(11) 및 증기 발생기(12)를 수납하는 원자로 용기(13), 노심(11)과 증기 발생기(12) 사이에 위치하는 라이저(14)를 포함한다. 선박용 일체형 원자로(10)는 운전을 위해 공지의 배관들 및 공지의 계통들이 연결될 수 있다.
한편, 다른 실시예에서 선박용 일체형 원자로(10)는 선박 또는 잠수함뿐만 아니라, 해양에 위치하는 다양한 해양 구조물에 장착될 수 있다.
선박용 일체형 원자로(10)의 노심(11)은 선박용 일체형 원자로(10)의 하부에 위치하며, 증기 발생기(12)는 선박용 일체형 원자로(10)의 상부에 위치한다. 라이저(14)는 노심(11)과 증기 발생기(12)사이에 위치하며 상부 및 하부가 개방되어 있다.
선박용 일체형 원자로(10)의 노심(11)에 의해 가열된 제1 냉각재(HCO)는 라이저(14)의 연장 방향을 따라 선박용 일체형 원자로(10)의 하부로부터 상부로 이동하여 증기 발생기(12)와 열교환하여 제2 냉각재(CCO)로 열교환된다. 증기 발생기(12)에 의해 냉각된 제2 냉각재(CCO)는 라이저(14)의 연장 방향을 따라 선박용 일체형 원자로(10)의 상부로부터 하부로 이동하여 노심(11)과 열교환하여 제1 냉각재(HCO)로 가열된다. 선박용 일체형 원자로(10)는 노심(11), 증기 발생기(12), 라이저(14)를 내부에 포함함으로써, 내부의 냉각재가 자연 순환되어 원자로 냉각재 펌프(Reactor Coolant Pump, RCP)가 필요치 않아 원자로 냉각재 펌프 구동에 의한 소음 및 증기 발생기(12)의 열교환 소음이 외부로 전달되는 것이 억제된다.
이하에서, 피동 잔열 제거 계통(1000)은 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통을 의미한다.
다시 도 1을 참조하면, 피동 잔열 제거 계통(1000)은 제1 격납 구조물(100), 냉각 용기(200), 제2 격납 구조물(300), 제1 냉각 배관(400), 제2 냉각 배관(500), 수평 유지부(600)를 포함한다.
제1 격납 구조물(100)은 선박용 일체형 원자로(10)를 격납한다. 제1 격납 구조물(100)은 원 형태를 가지나, 이에 한정되지 않고 실린더 형태 또는 캡슐 형태 등을 가질 수 있다. 제1 격납 구조물(100)은 선박용 일체형 원자로(10)를 감싸고 있다. 제1 격납 구조물(100)의 내부에는 내부 공간이 위치한다.
냉각 용기(200)는 제1 격납 구조물(100)의 내부 공간에서 선박용 일체형 원자로(10)와 제1 격납 구조물(100) 사이에 위치한다. 냉각 용기(200)는 냉각 용기(200) 내부에 저장된 제1 냉각수(CW1)를 포함한다. 제1 냉각수(CW1)에는 제1 냉각 배관(400) 및 제2 냉각 배관(500)이 서로 이격되어 잠겨있다.
제2 격납 구조물(300)은 제1 격납 구조물(100)을 격납한다. 제2 격납 구조물(300)은 제1 격납 구조물(100)을 감싸는 제2 냉각수(CW2)를 포함한다. 제2 격납 구조물(300)은 원 형태를 가지나, 이에 한정되지 않고 실린더 형태 또는 캡슐 형태 등을 가질 수 있다. 제2 격납 구조물(300)은 제1 격납 구조물(100)을 감싸고 있으며, 제2 냉각수(CW2)는 제2 격납 구조물(300)의 내부에서 제1 격납 구조물(100)과 제2 격납 구조물(300) 사이에 위치한다. 제2 격납 구조물(300)은 제2 격납 구조물(300)의 외부에 위치하는 해수와 접촉한다. 제2 냉각수(CW2)는 제2 격납 구조물(300)의 외부에 위치하는 해수에 의해 냉각된다. 제2 냉각수(CW2)는 제2 냉각 배관(500)을 통해 냉각 용기(200)의 제1 냉각수(CW1)와 열교환된다.
도 3은 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통의 제2 격납 구조물의 제1 개폐부 및 제2 개폐부를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 제2 격납 구조물(300)은 제1 개폐부(310) 및 제2 개폐부(320)를 포함한다. 선박용 일체형 원자로(10)의 중대 사고 발생 시 제1 개폐부(310) 및 제2 개폐부(320)가 오픈(open)되고, 제2 격납 구조물(300) 외부의 해수는 제1 개폐부(310)를 통해 제1 격납 구조물(100)과 제2 격납 구조물(300) 사이로 유입되고, 제1 격납 구조물(100)과 제2 격납 구조물(300) 사이로 유입된 해수는 제2 개폐부(320)를 통해 제2 격납 구조물(300) 외부로 배출된다. 선박용 일체형 원자로(10)의 중대 사고 발생 시 제1 개폐부(310) 및 제2 개폐부(320)를 통해 유입 및 배출되는 해수가 제2 냉각수(CW2) 역할을 대체할 수 있다. 제1 개폐부(310) 및 제2 개폐부(320)는 선박용 일체형 원자로(10)의 정상 운전 시 클로즈(close)될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
다시, 도 1을 참조하면, 제1 냉각 배관(400)은 선박용 일체형 원자로(10)로부터 연장되어 냉각 용기(200)를 거쳐 다시 선박용 일체형 원자로(10)로 연장된다. 제1 냉각 배관(400)은 냉각 용기(200)의 제1 냉각수(CW1)에 잠기며, 제1 냉각 배관(400)을 통해 선박용 일체형 원자로(10) 내부의 냉각재가 순환된다. 제1 냉각 배관(400)을 통해 선박용 일체형 원자로(10)의 내부와 냉각 용기(200) 사이를 순환하는 냉각재는 냉각 용기(200)의 제1 냉각수(CW1)에 의해 열교환되어 냉각된다.
제2 냉각 배관(500)은 제1 격납 구조물(100)과 제2 격납 구조물(300) 사이로부터 연장되어 냉각 용기(200)를 거쳐 다시 제1 격납 구조물(100)과 제2 격납 구조물(300) 사이로 연장된다. 제2 냉각 배관(500)은 냉각 용기(200)의 제1 냉각수(CW1)에 잠기며, 제2 냉각 배관(500)을 통해 제1 격납 구조물(100)과 제2 격납 구조물(300) 사이에 위치하는 제2 냉각수(CW2)가 순환된다. 제2 냉각 배관(500)을 통해 제1 격납 구조물(100)과 제2 격납 구조물(300) 사이와 냉각 용기(200) 사이를 순환하는 제2 냉각수(CW2)는 냉각 용기(200)의 제1 냉각수(CW1)를 열교환하여 냉각한다.
수평 유지부(600)는 선박용 일체형 원자로(10)를 격납하는 제1 격납 구조물(100)의 수평을 유지한다. 수평 유지부(600)는 제1 격납 구조물(100)을 지지하는 동시에 6축 자유도를 가질 수 있다. 수평 유지부(600)는 6축 자유도를 가지는 공지된 다양한 지지 수단, 회전 수단, 수평 유지 수단 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통(1000)은 선박용 일체형 원자로(10)의 사고 발생시 선박용 일체형 원자로(10) 내부의 냉각재가 제1 냉각 배관(400)을 통해 냉각 용기(200)의 제1 냉각수(CW1)와 열교환하여 냉각된다. 그리고, 제1 냉각 배관(400)에 의해 가열된 냉각 용기(200)의 제1 냉각수(CW1)는 제1 격납 구조물(100)과 제2 격납 구조물(300) 사이에 위치하는 제2 냉각수(CW2)가 통하는 제2 냉각 배관(500)과 열교환하여 냉각된다. 그리고, 제1 냉각수(CW1)에 의해 가열된 제1 격납 구조물(100)과 제2 격납 구조물(300) 사이에 위치하는 제2 냉각수(CW2)는 제2 격납 구조물(300) 외부와 접촉하는 해수에 의해 냉각된다. 이와 같이, 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통(1000)은 선박용 일체형 원자로(10)에 대한 피동 잔열 제거를 수행한다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통(1000)은, 선박용 일체형 원자로(10)의 사고 발생 시, 제1 냉각수(CW1)를 이용해 제1 냉각 배관(400)을 순환하는 선박용 일체형 원자로(10) 내부의 냉각재를 냉각하고, 제2 냉각 배관(500)을 순환하는 제2 냉각수(CW2)를 이용해 제1 냉각수(CW1)를 냉각하고, 제2 격납 구조물(300) 외부의 해수를 이용해 제2 냉각수(CW2)를 냉각함으로써, 해수를 이용한 선박용 일체형 원자로(10)의 피동 잔열 제거를 수행한다.
또한, 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통(1000)은 선박용 일체형 원자로(10)를 격납하는 제1 격납 구조물(100)의 수평을 유지하는 6축 자유도를 가지는 수평 유지부(600)를 포함함으로써, 해양 날씨나 파고에 상관없이 선박 운전 중 적정 수준의 수평을 유지한다.
또한, 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통(1000)은, 선박용 일체형 원자로(10)의 중대 사고 발생 시, 제2 격납 구조물(300)의 제1 개폐부(310) 및 제2 개폐부(320)가 오픈(open)되고, 제1 개폐부(310) 및 제2 개폐부(320)를 통해 유입 및 배출되는 해수가 제2 냉각수(CW2) 역할을 대체하여 선박용 일체형 원자로(10) 내부의 냉각재를 냉각함으로써, 해수를 이용한 선박용 일체형 원자로(10)의 피동 잔열 제거를 수행한다
또한, 일 실시예에 따른 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통(1000)에 연결된 선박용 일체형 원자로(10)는 노심(11), 증기 발생기(12), 라이저(14)를 내부에 포함함으로써, 내부의 냉각재가 자연 순환되어 원자로 냉각재 펌프(Reactor Coolant Pump, RCP)가 필요치 않아 원자로 냉각재 펌프 구동에 의한 소음 및 증기 발생기(12)의 열교환 소음을 억제한다.
즉, 선박용 일체형 원자로(10)의 사고 발생 시, 선박용 일체형 원자로(10)의 피동 잔열 제거를 수행하여 원자로 안전성 향상하는 동시에 해수를 이용한 냉각 안전성 확보하는 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통(1000)이 제공된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
선박용 일체형 원자로(10), 제1 격납 구조물(100), 냉각 용기(200), 제2 격납 구조물(300), 제1 냉각 배관(400), 제2 냉각 배관(500)
Claims (5)
- 노심 및 증기 발생기를 포함하는 선박용 일체형 원자로를 격납하는 제1 격납 구조물;
상기 제1 격납 구조물의 내부 공간에서 상기 선박용 일체형 원자로와 상기 제1 격납 구조물 사이에 위치하며, 제1 냉각수를 포함하는 냉각 용기;
상기 제1 격납 구조물을 격납하며, 상기 제1 격납 구조물을 감싸는 제2 냉각수를 포함하는 제2 격납 구조물;
상기 선박용 일체형 원자로로부터 연장되어 상기 냉각 용기의 상기 제1 냉각수에 잠기며, 상기 선박용 일체형 원자로 내부의 냉각재가 순환되는 제1 냉각 배관;
상기 제1 격납 구조물과 상기 제2 격납 구조물 사이로부터 연장되어 상기 냉각 용기의 상기 제1 냉각수에 잠기며, 상기 제1 격납 구조물과 상기 제2 격납 구조물 사이에 위치하는 상기 제2 냉각수가 순환되는 제2 냉각 배관; 및
상기 선박용 일체형 원자로를 격납하는 상기 제1 격납 구조물의 수평을 유지하는 6축 자유도를 가지는 수평 유지부
를 포함하는 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통. - 삭제
- 제1항에서,
상기 선박용 일체형 원자로는, 상기 노심과 상기 증기 발생기 사이에 위치하며 상부 및 하부가 개방된 라이저를 더 포함하는 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통. - 제1항에서,
상기 제2 격납 구조물은 상기 제2 격납 구조물 외부의 해수와 접촉하는 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통. - 제4항에서,
상기 제2 격납 구조물은,
상기 해수를 상기 제1 격납 구조물과 상기 제2 격납 구조물 사이로 유입시키는 제1 개폐부; 및
상기 제1 격납 구조물과 상기 제2 격납 구조물 사이로 유입된 상기 해수를 상기 제2 격납 구조물 외부로 배출시키는 제2 개폐부
를 포함하는 선박용 일체형 원자로의 피동 잔열 제거 계통.
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2021
- 2021-02-04 KR KR1020210016391A patent/KR102573326B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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