KR102582425B1 - 원전이 구비된 선박 - Google Patents

원전이 구비된 선박 Download PDF

Info

Publication number
KR102582425B1
KR102582425B1 KR1020210115555A KR20210115555A KR102582425B1 KR 102582425 B1 KR102582425 B1 KR 102582425B1 KR 1020210115555 A KR1020210115555 A KR 1020210115555A KR 20210115555 A KR20210115555 A KR 20210115555A KR 102582425 B1 KR102582425 B1 KR 102582425B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
passive
medium
reactor
power plant
Prior art date
Application number
KR1020210115555A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230032572A (ko
Inventor
강경준
유용환
김수형
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020210115555A priority Critical patent/KR102582425B1/ko
Publication of KR20230032572A publication Critical patent/KR20230032572A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102582425B1 publication Critical patent/KR102582425B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
    • B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking
    • B63B43/04—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability
    • B63B43/06—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability using ballast tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
    • B63J2/12—Heating; Cooling
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/004—Pressure suppression
    • G21C9/012—Pressure suppression by thermal accumulation or by steam condensation, e.g. ice condensers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/4446—Floating structures carrying electric power plants for converting nuclear energy into electric energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2209/00—Energy supply or activating means
    • B63B2209/16—Energy supply or activating means nuclear energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S376/00—Induced nuclear reactions: processes, systems, and elements
    • Y10S376/909—Mobile reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 격납실 및 해수가 유입되는 밸러스트탱크가 구비되는 선체; 상기 격납실에 배치되고, 노심 및 냉각재를 수용하고 제2 매체를 발생시키는 원자로; 및 사고가 발생되어 상기 원자로가 정지상태인 사고발생상태일 때, 상기 원자로의 압력을 낮추기 위한 감압유닛을 포함하고, 상기 냉각재는 상기 노심에 의해 가열되어 제1 매체로 형성되고, 상기 감압유닛은, 상기 밸러스트탱크에 배치되어 상기 해수를 통해 상기 제1 매체를 응축시키는 감압열교환기를 포함하는, 원전이 구비된 선박이 제공될 수 있다.

Description

원전이 구비된 선박{Vessel with nuclear power plant}
본 발명은 원전이 구비된 선박에 대한 발명이다.
후쿠시마 사고 이후, 원자력 시설의 피동냉각에 대한 설계 최적화에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 피동냉각 설비는 원자로에 사고 등이 발생하는 경우, 원자로의 운전이 정지된 상태에서 노심에 남아있는 잔열을 제거하기 위한 설비이다.
피동냉각 설비는, 사고 시 원자로로부터 방출되는 증기발생기내의 증기를 격납건물 외부에 설치되어 있는 비상냉각탱크내의 응축열교환기를 통해 비상냉각탱크내의 냉각수를 이용하여 증기의 잔열을 제거한 후 응축수를 증기발생기 급수부로 재순환시키는 방식이다.
이러한 피동냉각에 대한 설비는 육상에 설치된 원자로뿐만 아니라, 선박에 설치된 원자로에도 적용할 필요가 있다. 다만, 선박의 경우, 육상에서보다 가혹한 환경에 의해 종래의 냉각탱크방식이 선박에 적용될 경우, 비상냉각탱크가 동결될 수 있고, 시간이 지나면서 고갈되는 비상냉각탱크의 냉각수를 재 충수하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 비상냉각방식의 냉각성능이 감소되어 장기냉각이 불가능할 경우, 원자로가 구비된 선박의 격납실의 압력이 상승하고 원자로에서 방출되는 수소 등에 의해 격납실이 폭할 수 있다는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 10-2014-0133290
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 사고에 의해 원자로가 사고발생상태일 때, 해수를 이용하여 원자로의 잔열을 제거할 수 있는 원전이 구비된 선박을 제공하는 것에 있다.
또한, 원자로가 사고발생상태일 때, 격납실의 압력을 줄이고, 원자로에서 방출되는 방사성물질을 제거할 수 있는 원전이 구비된 선박을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 격납실 및 해수가 유입되는 밸러스트탱크가 구비되는 선체; 상기 격납실에 배치되고, 노심 및 냉각재를 수용하고 제2 매체를 발생시키는 원자로; 및 사고가 발생되어 상기 원자로가 정지상태인 사고발생상태일 때, 상기 원자로의 압력을 낮추기 위한 감압유닛을 포함하고, 상기 냉각재는 상기 노심에 의해 가열되어 제1 매체로 형성되고, 상기 감압유닛은, 상기 밸러스트탱크에 배치되어 상기 해수를 통해 상기 제1 매체를 응축시키는 감압열교환기를 포함하는, 원전이 구비된 선박이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 원자로가 사고발생상태일 때, 피동장치가 밸러스트탱크에 구비될 수 있으므로, 해수를 이용하여 원자로의 열을 제거할 수 있다.
또한, 원자로가 사고발생상태일 때, 밸러스트탱크에 구비된 제거유닛을 통해 원자로에서 발생되는 방사성물질을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원전이 구비된 선박을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 피동장치가 구비된 선박을 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원전이 구비된 선박(1)에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 원전이 구비된 선박(1)에는 바다 위로 이동하는 쇄빙선, 상선, 군함, 어선 및 특수 작업선 등 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이러한 원전이 구비된 선박(1)은 선체(100), 원자로(200), 감압유닛(300), 피동냉각유닛(400), 제거유닛(500) 및 열전도장치(600)를 포함할 수 있다.
선체(100)는 선박(1)의 형상을 유지하기 위한 구조물로 프레임이나 빔 등으로 형성된 선박의 몸통 부분을 나타낸다. 이러한 선체(100)는 격납실(110) 및 하나 이상의 밸러스트탱크(120, 130)를 포함할 수 있다.
격납실(110)은 원자로(200)를 수용할 수 있다. 이러한 격납실(110)은 원자로(200)를 외부 환경으로부터 보호하면서, 원자로(200)부터 방출되는 방사성물질이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 격납실(110)은 밸러스트탱크(120, 130)로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다.
밸러스트탱크(120, 130)는 선체(100)의 하측에 배치되고, 해수를 유입하거나 배출하여 선체(100)의 중심을 잡아주는 역할을 할 수 있다. 이러한 밸러스트탱크(120, 130)는 복수 개로 형성될 수 있다. 복수 개의 밸러스트탱크(120, 130)는 제1 밸러스트탱크(120) 및 제2 밸러스트탱크(130)를 포함할 수 있다. 제1 밸러스트탱크(120)에는 감압유닛(300) 및 피동냉각유닛(400)을 수용할 수 있고, 제2 밸러스트탱크(130)는 제거유닛(500)을 수용할 수 있다.
원자로(200)는 격납실에 배치되어 선박(1)을 가동시키기 위한 증기를 발생시킬 수 있다. 이러한 원자로(200)는 노심(210), 원자로용기(220), 가압기(230) 및 증기발생기(240)를 포함할 수 있다.
노심(210)은 핵연료봉을 포함하여 핵반응에 의해 열을 발생시킬 수 있다. 핵연료봉은 우라늄을 가공한 복수의 우라늄 페렛을 포함할 수 있다. 이러한 노심(210)은 냉각재에 의해 냉각되어 파손되는 것이 방지될 수 있다.
원자로용기(220)는 노심(210), 증기발생기(240) 및 냉각재를 수용할 수 있다. 냉각재는 노심(210)에 의해 가열되어 제1 매체를 형성할 수 있다. 제1 매체는 증기일 수 있다.
가압기(230)는 원자로용기(220)에 연결되어 원자로용기(220) 내부의 압력을 제어할 수 있다. 또한, 가압기(230)는 냉각재의 비등을 억제할 수 있다.
증기발생기(240)는 노심(210)에서 발생되는 열과 열교환하여 제2 매체를 발생시킬 수 있다. 이러한 증기발생기(240)에서 발생된 제2 매체는 선박(1)을 구동시킬 수 있다. 제2 매체는 증기일 수 있다. 또한, 제2 매체는 원자로(200)가 사고에 의해 동작이 정지되는 사고발생상태일 때, 피동냉각유닛(400)로 유동될 수 있다.
감압유닛(300)은 사고가 발생되어 원자로(200)가 정지상태인 사고발생상태일 때, 원자로(200)의 압력을 낮출 수 있다. 다시 말해, 감압유닛(300)은 원자로(200)의 압력을 낮추기 위해, 제1 매체를 원자로(200)로부터 배출할 수 있다. 이러한 감압유닛(300)은 감압열교환기(310), 감압전달유로(320), 감압밸브(330) 및 감압회수유로(340)를 포함할 수 있다.
감압열교환기(310)는 밸러스트탱크(120, 130)에 배치되어 원자로(200)로부터 배출된 제1 매체가 유입될 수 있다. 예를 들어, 감압열교환기(310)는 제1 밸러스트탱크(120)에 배치될 수 있다. 또한, 감압열교환기(310)는 해수를 통해 제1 매체를 응축시킬 수 있다.
감압전달유로(320)는 가압기(230)와 감압열교환기(310)를 연결할 수 있다. 이러한 감압전달유로(320)에는 제1 매체가 유동될 수 있다. 다시 말해, 제1 매체는 감압전달유로(320)를 통해 가압기(230)로부터 감압열교환기(310)로 유동될 수 있다. 제1 매체가 원자로(200)가 사고발생상태일 때, 격납실 외부로 유동될 수 있으므로, 격납실(110) 내부의 압력이 상승되는 것이 방지될 수 있다.
감압밸브(330)는 감압전달유로(320)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 이러한 감압밸브(330)는 가압기(230)의 압력이 기 설정된 압력보다 높으며, 상기 제1 매체가 감압열교환기(310)로 유동되도록, 감압전달유로(320)를 개방할 수 있다. 다시 말해, 감압밸브(330)는 원자로(200)가 사고발생상태일 때, 감압전달유로(320)를 개방할 수 있다.
감압회수유로(340)는 감압열교환기(310)와 격납실(110)을 연결할 수 있다. 또한, 감압회수유로(340)에는 감압열교환기(310)로부터 배출된 응축된 제1 매체가 유동될 수 있다. 응축 제1 매체는 응축수일 수 있다. 이러한 응축된 제1 매체는 감압회수유로(340)에 의해 격납실(110)로 유동될 수 있다. 응축된 제1 매체는 방사성물질을 포함되어 있어 선체(100) 또는 선체(100) 외부로 배출될 경우, 외부 환경이 방사성물질에 오염될 수 있다. 감압회수유로(340)에 의해 응축 제1 매체는 격납실(110)로 유동될 수 있으므로 외부 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
피동냉각유닛(400)은 원자로(200)가 사고발생상태일 때, 원자로(200)의 열을 제거할 수 있다. 다시 말해, 노심(210)에서 발생되는 열을 제거할 수 있다. 이러한 피동냉각유닛(400)은 제1 피동장치(410) 및 제2 피동장치(420)를 포함할 수 있다.
제1 피동장치(410)는 피동으로 증기발생기(240)로부터 발생된 제2 매체와 열교환하여 원자로(200)의 열을 제거할 수 있다. 이러한 제1 피동장치(410)는 제1 피동열교환기(411), 제2 피동열교환기(412), 제1 피동전달유로(413), 제1 피동연결유로(414), 제1 피동회수유로(415) 및 제1 피동밸브(416)를 포함할 수 있다.
제1 피동열교환기(411)는 선체(100)의 상부에 배치될 수 있다. 다시 말해, 제1 피동열교환기(411)는 외부 환경에 노출될 수 있다. 또한, 제1 피동열교환기(411)에는 증기발생기(240)로부터 배출된 제2 매체가 유입될 수 있다. 이러한 제1 피동열교환기(411)는 제2 매체를 응축할 수 있다. 제1 피동열교환기(411)는 공기를 이용하여 냉각하는 공기냉각기이거나 물과 공기를 모두 이용하여 냉각하는 냉각기일 수 있다.
제2 피동열교환기(412)는 밸러스트탱크(120, 130)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 피동열교환기(412)는 제1 밸러스트탱크(120)에 배치될 수 있다. 또한, 제2 피동열교환기(412)에는 제1 피동열교환기(411)에서 배출된 응축 제2 매체가 유입될 수 있다. 응축된 제2 매체는 응축수일 수 있다. 제2 피동열교환기(412)는 해수를 통해 응축된 제2 매체를 재 응축할 수 있다. 또한, 제2 피동열교환기(412)에서 응축된 제2 매체는 다시 증기발생기(240)로 유입되어 원자로(200)의 열과 열 교환할 수 있다.
제1 피동전달유로(413)는 증기발생기(240)와 제1 피동열교환기(411)를 연결할 수 있다. 제1 피동전달유로(413)는 격납실(110)과 밸러스트탱크(120, 130)를 관통하여 증기발생기(240)와 제1 피동열교환기(411)에 연결될 수 있다. 또한, 제1 피동전달유로(413)는 제2 매체가 유동될 수 있다. 다시 말해, 제2 매체는 제1 피동전달유로(413)를 통해 증기발생기(240)에서 제1 피동열교환기(411)로 유동될 수 있다.
제1 피동연결유로(414)는 제1 피동열교환기(411)와 제2 피동열교환기(412)를 연결할 수 있다. 제1 피동연결유로(414)는 밸러스트탱크(120, 130)를 관통하여 제1 피동열교환기(411)와 제2 피동열교환기(412)를 연결할 수 있다. 또한, 제1 피동연결유로(414)에는 제1 피동열교환기(411)에서 응축된 제2 매체가 유동될 수 있다. 이러한 제1 피동연결유로(414)에 의해 웅축수로 응축된 제2 매체는 제2 피동열교환기(412)로 유동될 수 있다.
제1 피동회수유로(415)는 제2 피동열교환기(412)와 증기발생기(240)를 연결할 수 있다. 제1 피동회수유로(415)는 격납실(110)과 밸러스트탱크(120, 130)를 관통하여 증기발생기(240)와 제2 피동열교환기(412)에 연결될 수 있다. 또한, 제1 피동회수유로(415)에는 제2 피동열교환기(412)에서 응축수로 재 응축된 제2 매체가 유동될 수 있다. 다시 말해, 웅축수로 재 응축된 제2 매체는 제1 피동회수유로(415)를 통해 증기발생기(240)로 유동될 수 있다.
제1 피동밸브(416)는 선택적으로 제1 피동전달유로(413)를 개폐할 수 있다. 다시 말해, 제1 피동밸브(416)는 원자로(200)가 사고발생상태일 때, 제2 매체가 제1 피동전달유로(413)를 통해 제1 피동열교환기(411)로 유동되도록 제1 피동전달유로(413)를 개방할 수 있다.
도 2를 더 참조하면, 제2 피동장치(420)는 피동으로 격납실(110) 내부 고온의 기체를 냉각시킬 수 있다. 원자로(200)가 사고발생상태일 때, 원자로(200)의 열에 의해 격납실(110)의 내부 기체는 가열되어 격납실(110)의 내부 압력이 상승될 수 있다. 다시 말해, 제2 피동장치(420)는 격납실(110)의 고온의 기체를 외부로 배출하여 격납실(110)의 압력이 상응되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 제2 피동장치(420)는 제3 피동열교환기(421), 분리부(422), 제2 피동전달유로(423), 제2 피동연결유로(424), 제2 피동회수유로(425) 및 제2 피동밸브(426)를 포함할 수 있다.
제3 피동열교환기(421)는 선체(100)의 상부에 배치될 수 있다. 다시 말해, 제3 피동열교환기(421)는 외부 환경에 노출될 수 있다. 또한, 제3 피동열교환기(421)에는 격납실(110)로부터 배출된 고온의 기체가 유입될 수 있다. 이러한 제3 피동열교환기(421)는 고온의 기체를 응축시킬 수 있다. 제3 피동열교환기(421)는 공기를 이용하여 냉각하는 공기냉각기일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
분리부(422)는 제3 피동열교환기(421)에서 응축된 기체를 액체와 가스로 분리할 수 있다. 가스는 분리부(422)에서 외부로 배출되고, 액체는 격납실(110)로 유동될 수 있다. 분리부(422)는 선체(100)의 상부에 배치될 수 있다.
제2 피동전달유로(423)는 격납실(110)과 제3 피동열교환기(421)를 연결할 수 있다. 제2 피동전달유로(423)에는 고온의 기체가 유동될 수 있다. 또한, 제2 피동전달유로(423)는 고온의 기체가 격납실(110)의 내부 상측에 위치될 수 있으므로, 격납실(110)의 내부 상측에 제공될 수 있다. 이러한 제2 피동전달유로(423)에 의해 기체는 격납실(110)로부터 제3 피동열교환기(421)로 유동될 수 있다.
제2 피동연결유로(424)는 제3 피동열교환기(421)와 분리부(422)를 연결할 수 있다. 제2 피동연결유로(424)에는 제3 피동열교환기(421)에서 응축된 기체가 유동될 수 있다. 이러한 응축된 기체는 제2 피동연결유로(424)를 통해 분리부(422)로 유동될 수 있다.
제2 피동회수유로(425)는 분리부(422)와 격납실(110)을 연결할 수 있다. 제2 피동회수유로(425)에는 분리부(422)에서 배출된 액체가 유동될 수 있다. 이러한 액체는 제2 피동회수유로(425)를 통해 격납실 내부로 유동될 수 있다.
제2 피동밸브(426)는 제2 피동전달유로(423)에 구비되어 제2 피동전달유로(423)를 선택적을 개폐할 수 있다. 다시 말해, 원자로(200)가 사고발생상태일 때, 공온의 기체가 제3 피동열교환기(421)로 유동되도록 제2 피동전달유로(423)를 개방할 수 있다.
제거유닛(500)은 원자로(200)가 사고발생상태일 때, 원자로(200)로부터 방출되는 방사성물질을 제거할 수 있다. 여기서 방사성물질은 수소, 아이오다인, 등을 포함할 수 있다. 이러한 제거유닛(500)은 제거장치(510), 방출유로(520), 방출밸브(530)를 포함할 수 있다.
제거장치(510)는 방사성물질을 제거할 수 있다. 또한, 제거장치(510)는 밸러스트탱크(120, 130)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 제거장치(510)는 제2 밸러스트탱크(130)에 수용될 수 있다. 이러한 제거장치(510)는 냉각탱크(511), 수소제거부(512), 아이오다인필터(513) 및 냉각수유로(514)를 포함할 수 있다.
냉각탱크(511)는 아이오다인을 제거하기 위한 냉각수를 포함할 수 있다. 이러한 냉각탱크(511)에는 방사성물질이 유입될 수 있다. 또한, 방사성물질에 포함되어 있는 아이오다인은 냉각수에 의해 응축되어 제거될 수 있다.
수소제거부(512)는 수소를 제거할 수 있다. 이러한 수소제거부(PAR(), 512)는 내부에 수소를 수용하는 공간을 포함하며, 소정의 양의 수소가 수집되면 개방되도록 구성됨으로써, 수소를 외부로 배출시킬 수 있다. 또한, 수소제거부(512)는 냉각탱크(511)의 상측에 배치되고, 냉각탱크(511)와 연통될 수 있다. 예를 들어, 수소제거부(512)의 적어도 일부는 선체(100)의 상부에 배치될 수 있다. 이러한 수소제거부(512)에는 냉각탱크(511)에서 상승되는 수소가 유입될 수 있다.
아이오다인필터(513)는 냉각탱크(511)와 수소제거부(512) 사이에 배치되어 냉각탱크(511)의 냉각수에 의해 제거되지 않은 아이오다인을 제거할 수 있다. 냉각수에 의해 제거되지 않은 아이오다인은 수소와 함께 냉각탱크(511) 내부에서 상승되어 아이오다인필터(513)로 유입될 수 있다.
냉각수유로(514)는 냉각탱크(511)와 격납실(110)을 연결할 수 있다. 이러한 냉각수유로(514)에는 냉각탱크(511)로부터 배출된 냉각수가 유동될 수 있다. 다시 말해, 냉각수는 냉각탱크(511)에서 격납실(110)로 유동될 수 있다. 냉각수가 격납실(110)로 유동됨에 따라 냉각탱크(511)와 격납실(110)의 압력 차이가 유지되어 방사성물질이 유입될 수 있다.
방출유로(520)는 격납실(110)과 제거장치(510)를 연결할 수 있다. 다시 말해, 방출유로(520)는 격납실(110)과 냉각탱크(511)를 연결할 수 있다. 이러한 방출유로(520)에는 방사성물질과 증기가 유동될 수 있다. 원자로(200)가 사고발생상태일 때, 격납실(110)의 내부에는 원자로(200)로부터 방출된 물이 수용될 수 있다. 예를 들어, 격납실(110)의 내부에는 감압유닛(300), 피동냉각유닛(400) 및 냉각탱크(511)에서 제1 매체, 제2 매체 및 냉각수가 배출되어 물이 수용될 수 있다. 또한, 격납실(110)의 물은 원자로(200)의 열에 의해 가열되어 증기로 형성되고 방출유로(520)를 통해 제거장치(510)로 유동할 수 있다. 이러한 증기를 통해 방사성물질은 방출유로(520) 및 제거장치(510)로 유동할 수 있다. 또한, 증기는 냉각탱크(511)에서 응축될 수 있다.
방출밸브(530)는 방출유로(520)에 구비되어 방출유로(520)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 이러한 방출밸브(530)는 원자로(200)가 사고발생상태일 때, 방사성물질 및 증기가 방출유로(520)를 통해 제거장치(510)로 유동되도록, 방출유로(520)를 개방할 수 있다.
열전도장치(600)는 격납실(110)의 물과 밸러스트탱크(120, 130)의 해수가 열 교환되도록, 격납실(110)과 밸러스트탱크(120, 130)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 열전도장치(600)는 격납실(110)과 제2 밸러스트탱크(130)를 연결할 수 있다. 이러한 열전도장치(600)는 제1 방열판(610), 제2 방열판(620) 및 전도체(630)를 포함할 수 있다.
제1 방열판(610)은 밸러스트탱크(120, 130)의 내부에 배치되어 해수에 잠겨있을 수 있다. 제2 방열판(620)은 격납실(110)의 내부에 배치되어 격납실(110) 내부에 물이 수용될 경우, 물에 잠길 수 있다. 전도체(630)는 제1 방열판(610)과 제2 방열판(620)을 연결할 수 있다. 전도체(630)는 금속 빔 등일 수 있다.
이러한 제1 방열판(610), 제2 방열판(620) 및 전도체(630)에 의해, 격납실(110)의 물은 밸러스트탱크(120, 130)에 수용된 해수의 열을 교환할 수 있다. 다시 말해, 격납실(110)의 열이 밸러스트탱크(120, 130)로 전도될 수 있으므로 격납실(110)의 압력이 감소될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 원전이 구빈된 선박(1)의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
원자로(200)는 격납실(110)에 배치되고, 감압유닛(300)은 밸러스트탱크(120, 130)에 배치될 수 있으므로, 협소한 격납실(110)의 압력이 상승하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 원자로(200)가 사고발생상태일 때, 감압열교환기(310) 및 제2 피동열교환기(412)는 해수를 통해 원자로(200)의 열을 제거하고, 제1 피동열교환기(411) 및 제3 피동열교환기(421)는 공기에 의해 원자로(200)의 열을 제거할 수 있으므로 선체(100)의 격납실(110)의 압력이 상승하는 것을 효율적으로 방지할 수 있다. 또한, 격납실(110)의 물의 열은 밸러스트탱크(120, 130)의 해수로 전도할 수 있으므로, 격납실(110)의 압력이 상승하는 것을 방지할 수 있다.
또한 원자로(200)에서 방출되는 방사성물질이 제거유닛(500)으로 유동되고 제거유닛(500)에서 제거될 수 있으므로, 방사성물질이 선박 외부로 배출되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 방사성물질에 의해 격납실이 폭발하는 것을 방지할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
1: 선박 100: 선체
110: 격납실 120: 제1 밸러스트탱크
130: 제2 밸러스트탱크 200: 원자로
210: 노심 220: 원자로용기
230: 가압기 240: 증기발생기
300: 감압유닛 310: 감압열교환기
320: 감압전달유로 330: 감압밸브
340: 감압회수유로 400: 피동냉각유닛
410: 제1 피동장치 411: 제1 피동열교환
412: 제2 피동열교환기 413: 제1 피동전달유로
414: 제1 피동연결유로 415: 제1 피동회수유로
416: 제1 피동밸브 420: 제2 피동장치
421: 제3 피동열교환기 422: 분리부
423: 제2 피동전달유로 424: 제2 피동연결유로
425: 제2 피동회수유로 426: 제2 피동밸브
500: 제거유닛 510: 제거장치
511: 냉각탱크 512: 수소제거부
513: 아이오다인필터 514: 냉각수유로
520: 방출유로 530: 방출밸브
600: 열전도장치 610: 제1 방열판
620: 제2 방열판 630: 전도체

Claims (10)

  1. 격납실 및 해수가 유입되는 밸러스트탱크가 구비되는 선체;
    상기 격납실에 배치되고, 노심 및 냉각재를 수용하고 제2 매체를 발생시키는 원자로; 및
    사고가 발생되어 상기 원자로가 정지상태인 사고발생상태일 때, 상기 원자로의 압력을 낮추기 위한 감압유닛을 포함하고,
    상기 냉각재는 상기 노심에 의해 가열되어 제1 매체로 형성되고,
    상기 감압유닛은,
    상기 밸러스트탱크의 내부에 배치되어 상기 밸러스트탱크의 내부로 유입된 상기 해수를 통해 상기 제1 매체를 응축시키는 감압열교환기를 포함하는,
    원전이 구비된 선박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 원자로는
    상기 노심 및 상기 냉각재를 수용하는 원자로용기; 및
    상기 원자로용기 내부의 압력을 제어하기 위한 가압기를 포함하고,
    상기 감압유닛은,
    상기 가압기와 상기 감압열교환기를 연결하는 감압전달유로; 및
    상기 감압전달유로를 선택적으로 개폐시키는 감압밸브를 더 포함하고,
    상기 감압밸브는 상기 가압기의 압력이 기 설정된 압력보다 높으면 상기 제1 매체가 상기 감압열교환기로 유동되도록, 상기 감압전달유로를 개방하는,
    원전이 구비된 선박.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 감압유닛은,
    상기 감압열교환기와 상기 격납실을 연결하는 감압회수유로를 더 포함하고,
    상기 제1 매체는 상기 감압열교환기에서 응축되어, 상기 감압회수유로를 통해 상기 격납실로 유동되는,
    원전이 구비된 선박.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원자로가 상기 사고발생상태일 때, 상기 원자로의 열을 제거하는 피동냉각유닛을 더 포함하고,
    상기 원자로는,
    상기 노심의 열과 열 교환하여 상기 제2 매체를 발생시키는 증기발생기를 더 포함하고,
    상기 피동냉각유닛은,
    상기 선체의 상부에 배치되어 상기 제2 매체가 유입되어 상기 제2 매체를 응축시키는 제1 피동열교환기; 및
    상기 밸러스트탱크에 포함되고, 상기 제1 피동열교환기로부터 전달된 응축수로 응축된 상기 제2 매체를 상기 해수를 통해 재 응축시키는 제2 피동열교환기를 포함하고,
    상기 제2 피동열교환기에서 응축수로 재 응축된 제2 매체는 상기 증기발생기로 유동되는,
    원전이 구비된 선박.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피동냉각유닛은,
    상기 선체 상부에 상기 격납실의 고온의 기체가 유입되어 상기 기체를 응축시키는 제3 피동열교환기; 및
    상기 제3 피동열교환기에서 응축된 기체로부터 가스와 액체를 분리하는 분리부를 더 포함하고,
    상기 분리부로부터 배출되는 상기 액체는 상기 격납실로 유동되는,
    원전이 구비된 선박.
  6. 격납실 및 해수가 유입되는 밸러스트탱크가 구비되는 선체;
    상기 격납실에 배치되는 원자로; 및
    사고가 발생되어 상기 원자로가 정지상태인 사고발생상태일 때, 상기 원자로로부터 방출되는 방사성물질을 제거하기 위한 제거유닛을 포함하고,
    상기 제거유닛은,
    상기 밸러스트탱크에 구비되고, 상기 방사성물질을 제거하는 제거장치; 및
    상기 방사성물질이 상기 격납실로부터 상기 밸러스트 탱크를 향하여 유동되도록 상기 제거장치와 상기 격납실을 연결하는 방출유로를 포함하고,
    상기 방사성물질은 상기 방출유로를 통해 상기 제거장치로 유입되는,
    원전이 구비된 선박.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 방사성물질은 수소 및 아이오다인을 포함하고,
    상기 제거장치는,
    상기 아이오다인을 제거하기 위한 냉각수를 포함하는 냉각탱크; 및
    상기 방사성물질에 포함된 상기 수소를 제거하기 위한 수소제거부를 포함하는
    원전이 구비된 선박.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제거장치는,
    상기 냉각탱크 및 상기 수소제거부 사이에 배치되어 상기 방사성물질에 포함된 상기 아이오다인을 제거하기 위한 아이오다인필터를 더 포함하는,
    원전이 구비된 선박.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제거장치는,
    상기 냉각탱크와 상기 격납실을 연결하는 냉각수유로를 더 포함하고,
    상기 냉각탱크의 냉각수는 상기 냉각수유로를 통해 상기 격납실로 유동되는,
    원전이 구비된 선박.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 격납실과 상기 밸러스트탱크를 연결하는 열전도장치를 더 포함하고,
    상기 격납실에는 사고가 발생되어 상기 원자로가 정지상태인 사고발생상태일 때, 상기 원자로부터 방출된 물이 수용되고,
    상기 물은 열전도부를 통해 상기 해수와 열교환하는,
    원전이 구비된 선박.
KR1020210115555A 2021-08-31 2021-08-31 원전이 구비된 선박 KR102582425B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210115555A KR102582425B1 (ko) 2021-08-31 2021-08-31 원전이 구비된 선박

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210115555A KR102582425B1 (ko) 2021-08-31 2021-08-31 원전이 구비된 선박

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230032572A KR20230032572A (ko) 2023-03-07
KR102582425B1 true KR102582425B1 (ko) 2023-09-25

Family

ID=85513578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210115555A KR102582425B1 (ko) 2021-08-31 2021-08-31 원전이 구비된 선박

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102582425B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101447514B1 (ko) * 2013-03-13 2014-10-06 대우조선해양 주식회사 해상 소형 원전용 안전 시스템
KR101738444B1 (ko) * 2013-10-23 2017-05-22 라사 인더스트리즈, 리미티드 방사성 요오드 흡착제, 및 방사성 요오드의 처리 방법
KR101937206B1 (ko) * 2017-03-09 2019-01-10 한국원자력연구원 방사성 물질 저감 설비 및 이를 구비하는 원전

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120058973A (ko) * 2010-11-30 2012-06-08 대우조선해양 주식회사 스마트 원자로를 갖는 선박
KR101490177B1 (ko) 2013-05-10 2015-02-05 한국원자력연구원 피동잔열제거계통 및 이를 구비하는 원전

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101447514B1 (ko) * 2013-03-13 2014-10-06 대우조선해양 주식회사 해상 소형 원전용 안전 시스템
KR101738444B1 (ko) * 2013-10-23 2017-05-22 라사 인더스트리즈, 리미티드 방사성 요오드 흡착제, 및 방사성 요오드의 처리 방법
KR101937206B1 (ko) * 2017-03-09 2019-01-10 한국원자력연구원 방사성 물질 저감 설비 및 이를 구비하는 원전

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230032572A (ko) 2023-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0389231B1 (en) Containment heat removal system
US6795518B1 (en) Integral PWR with diverse emergency cooling and method of operating same
US10115488B2 (en) Passive safety equipment for a nuclear power plant
JP6305936B2 (ja) 水中発電モジュール
US10762995B2 (en) Shutdown cooling system and nuclear facility having same
KR101490177B1 (ko) 피동잔열제거계통 및 이를 구비하는 원전
RU2682901C2 (ru) Плавучий ядерный энергетический реактор с самоохлаждающейся конструкцией защитной оболочки реактора и системой аварийного теплообмена
JP2024500458A (ja) 原子炉受動的安全システム
KR101742644B1 (ko) 공냉 이중 격납건물을 갖는 피동보조급수 냉각계통
JP6203196B2 (ja) 発電モジュール
KR101658476B1 (ko) 원자로냉각재계통 감압 시스템 및 이를 구비하는 원전
KR102582425B1 (ko) 원전이 구비된 선박
KR20210118626A (ko) 피동 잔열 제거 계통
JP6305935B2 (ja) 潜水エネルギー生成モジュール
EP3492811B1 (en) Nuclear power plants
KR101677981B1 (ko) 원전안전계통 및 이를 구비하는 원전
JP6305937B2 (ja) 潜水または水中発電モジュール
KR102349942B1 (ko) 선박의 피동냉각 설비
KR102369705B1 (ko) 선박의 피동냉각 설비 및 피동냉각 방법
JP6307443B2 (ja) 潜水発電モジュール
KR20220011364A (ko) 재해사고 원자로 냉각 시스템 및 이를 이용한 원자로 냉각 방법
KR101404646B1 (ko) 열담수화를 위한 고유안전 수냉각형 원자로 계통
RU2650504C2 (ru) Аварийная система охлаждения ядерного реактора
KR102582411B1 (ko) 피동냉각 설비
KR102653881B1 (ko) 피동냉각 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant