KR102592944B1 - 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로 - Google Patents

판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로 Download PDF

Info

Publication number
KR102592944B1
KR102592944B1 KR1020200171388A KR20200171388A KR102592944B1 KR 102592944 B1 KR102592944 B1 KR 102592944B1 KR 1020200171388 A KR1020200171388 A KR 1020200171388A KR 20200171388 A KR20200171388 A KR 20200171388A KR 102592944 B1 KR102592944 B1 KR 102592944B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steam generator
steam
pipe
generator modules
supply pipe
Prior art date
Application number
KR1020200171388A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220081657A (ko
Inventor
이재호
최선미
문종설
Original Assignee
한국수력원자력 주식회사
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 한국수력원자력 주식회사 filed Critical 한국수력원자력 주식회사
Priority to KR1020200171388A priority Critical patent/KR102592944B1/ko
Publication of KR20220081657A publication Critical patent/KR20220081657A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102592944B1 publication Critical patent/KR102592944B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • G21C15/02—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/101—Tubes having fins or ribs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/14—Supply mains, e.g. rising mains, down-comers, in connection with water tubes
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00—Reactor types
    • G21C1/04—Thermal reactors ; Epithermal 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

일 실시예에 따른 일체형 원자로는 원자로 본체, 상기 원자로 본체 내부에 설치되는 핵연료, 상기 핵연료를 둘러싸며 수평 방향 및 수직 방향으로 배치되는 복수개의 증기 발생기 모듈, 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 모두 연결되어 유체를 공급하는 급수 배관, 그리고 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 모두 연결되며 상기 유체가 상기 복수개의 증기 발생기 모듈을 통과하며 발생한 증기를 외부로 배출하는 증기 배관을 포함하고, 상기 증기 발생기 모듈은 판쉘형 열 교환기를 포함한다.

Description

판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로{INTEGRATED REACTOR INCLUDING PLATE AND SHELL TYPE HEAT EXCHANGER}
본 발명은 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 병렬식으로 배치된 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로에 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, 이러한 일체형 원자로는 복수개의 관류형 증기 발생기를 포함하기 때문에, 무게 및 부피가 증가하게 된다. 따라서, 일체형 원자로를 운반하거나 설치하는 것이 용이하지 않다.
본 실시예는 크기가 최소화되어 운반 및 설치가 용이한 일체형 원자로에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 일체형 원자로는 원자로 본체, 상기 원자로 본체 내부에 설치되는 핵연료, 상기 핵연료를 둘러싸며 수평 방향 및 수직 방향으로 배치되는 복수개의 증기 발생기 모듈, 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 모두 연결되어 유체를 공급하는 급수 배관, 그리고 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 모두 연결되며 상기 유체가 상기 복수개의 증기 발생기 모듈을 통과하며 발생한 증기를 외부로 배출하는 증기 배관을 포함하고, 상기 증기 발생기 모듈은 판쉘형 열 교환기를 포함한다.
상기 급수 배관은 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 각각 연결되는 복수개의 분기 급수 배관, 그리고 상기 분기 급수 배관에 공통으로 연결되는 공통 급수 배관을 포함할 수 있다.
상기 증기 배관은 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 각각 연결되는 복수개의 분기 증기 배관, 그리고 상기 분기 증기 배관에 공통으로 연결되는 공통 증기 배관을 포함할 수 있다.
상기 증기 발생기 모듈은 상기 판쉘형 열 교환기와 상기 분기 급수 배관을 서로 연결하는 제1 플랜지 연결부, 그리고 상기 판쉘형 열 교환기와 상기 분기 증기 배관을 서로 연결하는 제2 플랜지 연결부를 더 포함할 수 있다.
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.
상기 급수 배관을 통해 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 공급된 유체는 상기 복수개의 증기 발생기 모듈을 통과하며 증기로 변하여 상기 증기 배관으로 전달될 수 있다.
상기 열 공급 배관은 상기 복수개의 증기 발생기 모듈과 각각 연결되며 상기 핵연료와 연결되어 고온의 열 교환수를 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 공급하는 고온 배관, 그리고 상기 복수개의 증기 발생기 모듈과 각각 연결되며 상기 고온의 열 교환수보다 낮은 온도를 가지는 저온의 열 교환수를 상기 핵연료로 방출하는 저온 배관을 포함할 수 있다.
상기 증기 발생기 모듈은 상기 판쉘형 열 교환기와 상기 열 공급 배관을 연결하는 제3 플랜지 연결부를 더 포함하고, 상기 제3 플랜지 연결부는 상기 판쉘형 열 교환기와 상기 고온 배관을 연결하는 제3 고온 플랜지 연결부, 그리고 상기 판쉘형 열 교환기와 상기 저온 배관을 연결하는 제3 저온 플랜지 연결부를 포함할 수 있다.
상기 공통 급수 배관의 개수는 상기 복수개의 증기 발생기 모듈의 수직 방향 개수보다 적거나 동일할 수 있다.
상기 공통 증기 배관의 개수는 상기 복수개의 증기 발생기 모듈의 수직 방향 개수보다 적거나 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 병렬식으로 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.
또한, 제1 플랜지 연결부, 제2 플랜지 연결부, 그리고 제3 플랜지 연결부를 이용하여 복수개의 판쉘형 열 교환기를 급수 배관, 증기 배관, 그리고 열 공급 배관에 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.
또한, 복수개의 증기 발생기 모듈를 병렬로 연결함으로써, 안전성을 높이고 원전 가동률을 향상시킬 수 있다.
또한, 원전 사고 발생 시 복수개의 증기 발생기 모듈보다 높은 위치에 설치된 공통 급수 배관을 통해 흐르는 유체는 중력으로 인해 복수개의 증기 발생기 모듈에 공급될 수 있으므로, 안정성을 향상시킬 수 있다.
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.
도 4는 다른 실시예에 따른 일체형 원자로의 확대 부분 사시도이다.
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 원자로의 개략적인 평면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 일체형 원자로의 개략적인 사시도이며, 도 3은 일 실시예에 따른 일체형 원자로의 증기 발생기 모듈의 구체적인 도면이다.
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.
본 실시예에서는 원자로 본체(100)를 원통 형상으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형상이 가능하다.
핵연료(200)는 원자로 본체(100)의 내부에 설치되어 유체를 가열하기 위한 에너지 원을 제공한다.
복수개의 증기 발생기 모듈(300)는 원자로 본체(100) 내부에 위치하고, 핵연료(200)를 원형으로 둘러싸며 수평 방향 및 수직 방향으로 배치될 수 있다. 일체형 원자로의 출력에 따라서 증기 발생기 모듈(300)에서 배출되는 증기량이 변하고 전기 출력이 결정될 수 있다. 따라서, 이러한 증기 발생기 모듈(300)의 총 개수는 일체형 원자로의 출력의 100% 이상을 감당할 수 있도록 설치할 수 있다. 일체형 원자로의 원주 방향으로 증기 발생기 모듈(300)의 개수가 m개, 일체형 원자로의 수직 방향으로 증기 발생기 모듈(300)의 개수가 n개인 경우, 증기 발생기 모듈(300)의 총 개수는 m x n 개 이다. 따라서, 일체형 원자로의 출력 100%를 위해 요구되는 증기 발생기 모듈(300)의 개수를 k 라 하면 k < m x n으로 설계할 수 있다. 이러한 설계는 일체형 원자로의 안전성과 가동률을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서는 32개의 증기 발생기 모듈(300)이 핵연료(200)를 원형으로 둘러싸며 수직 방향으로 4층으로 배치되며, 하나의 층에 8개의 증기 발생기 모듈(300)이 원주 방향으로 배치되는 구조를 도시하였다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 수의 증기 발생기 모듈(300)이 핵연료(200)를 원형으로 둘러싸며 수직 방향으로 배치되는 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.
하나의 증기 발생기 모듈(300)은 판쉘형 열 교환기(310), 제1 플랜지 연결부(320), 제2 플랜지 연결부(330), 그리고 제3 플렌지 연결부(340)를 포함한다.
각 판쉘형 열 교환기(310)는 지지 프레임(F)에 의해 지지되어 설치될 수 있다. 각 판쉘형 열 교환기(310)는 쉘 본체(311), 그리고 쉘 본체(311) 내부에 위치하는 복수개의 열 전달판(312)을 포함할 수 있다.
쉘 본체(311)는 유체가 흐를 수 있는 내부 공간을 가지며 하부 및 상부에 각각 유체가 유입 및 유출될 수 있는 유입관(31d) 및 유출관(31u)을 가질 수 있다.
열 전달판(312)은 마주보는 서브 열 전달판이 서로 용접되어 형성되며, 이웃하는 열 전달판(312) 사이에 열 교환수용 유로가 형성되어 이를 통해 열 교환수가 흐르게 된다.
이때, 쉘 본체(311)에 증기 건도 측정기(도시하지 않음)가 설치될 수 있다. 증기 건도 측정기(도시하지 않음)는 쉘 본체(311) 내부를 흐르는 증기의 건도를 측정할 수 있으며, 이를 피드백하여 열 공급 배관(600)을 흐르는 열 교환수의 온도를 조절할 수 있다.
급수 배관(400)은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)에 모두 연결되어 유체를 동시에 직접 공급할 수 있다. 급수 배관(400)은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)에 각각 연결되는 복수개의 분기 급수 배관(420), 그리고 분기 급수 배관(420)에 공통으로 연결되는 공통 급수 배관(410)을 포함할 수 있다.
공통 급수 배관(410)은 원자로 본체(100)의 외부를 원형으로 둘러싸며 공통 급수 배관(410)의 개수는 증기 발생기 모듈(300)의 수직 방향 개수와 동일할 수 있다.
복수개의 분기 급수 배관(420)은 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)의 유입관(31d)에 제1 플랜지 연결부(320)를 통해 각각 연결될 수 있다.
급수 배관(400)의 직경은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)에 공급 가능한 급수량을 결정하므로, 설계 기준 및 중대 사고를 고려하여 공통 급수 배관(410)의 직경을 설정할 수 있다.
증기 배관(500)은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)에 모두 연결되며, 복수개의 증기 발생기 모듈(300)을 통과하며 발생한 증기를 외부로 배출할 수 있다. 증기 배관(500)은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)에 각각 연결되는 복수개의 분기 증기 배관(520), 그리고 분기 증기 배관(520)에 공통으로 연결되는 공통 증기 배관(510)을 포함할 수 있다.
공통 증기 배관(510)은 원자로 본체(100)의 외부를 원형으로 둘러싸며, 공통 증기 배관(510)의 개수는 증기 발생기 모듈(300)의 수직 방향 개수와 동일할 수 있다.
복수개의 분기 증기 배관(520)은 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)의 유출관(31u)에 제2 플랜지 연결부(330)를 통해 각각 연결될 수 있다.
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.
열 공급 배관(600)은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)과 각각 연결되며 핵연료와 연결되어 고온의 열 교환수를 복수개의 증기 발생기 모듈(300)에 공급하는 고온 배관(610), 그리고 복수개의 증기 발생기 모듈(300)과 각각 연결되며 고온의 열 교환수보다 낮은 온도를 가지는 저온의 열 교환수를 핵연료로 방출하는 저온 배관(620)을 포함할 수 있다.
구체적으로 고온 배관(610) 및 저온 배관(620)은 판쉘형 열 교환기(310) 내부의 복수개의 열 전달판(312)과 제3 플랜지 연결부(340)를 통해 연결될 수 있다. 이 때, 제3 플랜지 연결부(340)는 판쉘형 열 교환기(310)와 고온 배관(610)을 연결하는 제3 고온 플랜지 연결부(341), 그리고 판쉘형 열 교환기(310)와 저온 배관(620)을 연결하는 제3 저온 플랜지 연결부(342)를 포함할 수 있다. 따라서, 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.
이와 같이, 제1 플랜지 연결부(320), 제2 플랜지 연결부(330), 그리고 제3 플랜지 연결부(340)를 이용하여 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)를 급수 배관(400), 증기 배관(500), 그리고 열 공급 배관(600)에 연결할 수 있으므로, 판쉘형 열 교환기(310)를 용이하게 추가하거나 제거할 수 있다. 따라서, 방사능 유출이 의심되어 교체가 필요한 판쉘형 열 교환기(310)를 용이하게 교체하거나, 수명을 고려하여 복수개의 판쉘형 열 교환기(310)들의 위치를 용이하게 변경할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 원자로는 병렬식으로 연결된 증기 발생기 모듈을 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.
한편, 상기 일 실시예에서는 공통 급수 배관의 개수 또는 공통 증기 배관의 개수가 증기 발생기 모듈의 수직 방향 개수와 동일하였으나, 공통 급수 배관의 개수 또는 공통 증기 배관의 개수가 증기 발생기 모듈의 수직 방향 개수보다 작은 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 4를 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 원자로에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 다른 실시예에 따른 일체형 원자로의 확대 부분 사시도이다.
도 4에 도시된 다른 실시예는 도 1 내지 도 3에 도시된 일 실시예와 비교하여 공통 급수 배관의 개수 또는 공통 증기 배관의 개수만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 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.
급수 배관(400)은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)에 각각 연결되는 복수개의 분기 급수 배관(420), 그리고 분기 급수 배관(420)에 공통으로 연결되는 공통 급수 배관(410)을 포함할 수 있다. 이 때, 공통 급수 배관(410)의 개수는 증기 발생기 모듈(300)의 수직 방향 개수보다 적을 수 있다. 이 경우, 하나의 공통 급수 배관(410)은 서로 다른 높이에 위치한 증기 발생기 모듈(300)에 유체를 공급할 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 인접하여 상하로 배치된 하부 증기 발생기 모듈(31) 및 상부 증기 발생기 모듈(32)은 하나의 공통 급수 배관(410)에 연결된 하부 분기 급수 배관(421) 및 상부 분기 급수 배관(422)을 통해 유체를 공급받을 수 있다.
따라서, 공통 급수 배관(410)의 개수를 최소화할 수 있으므로 일체형 원자로의 크기를 줄일 수 있어 일체형 원자로의 제조, 운반 및 설치가 용이하다.
이 때, 공통 급수 배관(410)의 위치는 해당 증기 발생기 모듈(300)보다 높은 위치에 설치될 수 있다. 즉, 공통 급수 배관(410)은 하부 증기 발생기 모듈(31) 및 상부 증기 발생기 모듈(32)보다 높은 위치에 설치될 수 있다.
따라서, 급수 펌프 공장 등 원전 사고가 발생하여 급수 배관으로 유체를 공급하기 어려운 비상 상황에도 복수개의 증기 발생기 모듈(300)보다 높은 위치에 설치된 공통 급수 배관(410)을 통해 흐르는 유체는 중력으로 인해 복수개의 증기 발생기 모듈(300)에 공급될 수 있으므로, 일정 시간 동안 일체형 원자로의 열을 제거할 수 있어, 일체형 원자로의 안정성을 향상시킬 수 있다.
동일하게, 증기 배관(500)은 복수개의 증기 발생기 모듈(300)에 각각 연결되는 복수개의 분기 증기 배관(520), 그리고 분기 증기 배관(520)에 공통으로 연결되는 공통 증기 배관(510)을 포함할 수 있다. 이 때, 공통 증기 배관(510)의 개수는 증기 발생기 모듈(300)의 수직 방향 개수보다 적을 수 있다. 이 경우, 하나의 공통 증기 배관(510)은 서로 다른 높이에 위치한 증기 발생기 모듈(300)로부터 증기를 공급받을 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 인접하여 상하로 배치된 하부 증기 발생기 모듈(31) 및 상부 증기 발생기 모듈(32)은 하나의 공통 증기 배관(510)에 연결된 하부 분기 증기 배관(521) 및 상부 분기 증기 배관(522)을 통해 유체를 공급받을 수 있다.
따라서, 공통 증기 배관(510)의 개수를 최소화할 수 있으므로 일체형 원자로의 크기를 줄일 수 있어 일체형 원자로의 제조, 운반 및 설치가 용이하다.
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: 원자로 본체 200: 핵연료
300: 증기 발생기 모듈 400: 급수 배관
500: 증기 배관 600: 열 공급 배관

Claims (10)

  1. 원자로 본체,
    상기 원자로 본체 내부에 설치되는 핵연료,
    상기 핵연료를 둘러싸며 수평 방향 및 수직 방향으로 배치되는 복수개의 증기 발생기 모듈,
    상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 모두 연결되어 유체를 공급하는 급수 배관, 그리고
    상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 모두 연결되며 상기 유체가 상기 복수개의 증기 발생기 모듈을 통과하며 발생한 증기를 외부로 배출하는 증기 배관
    을 포함하고,
    상기 증기 발생기 모듈은 판쉘형 열 교환기를 포함하고,
    상기 급수 배관은 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 각각 연결되는 복수개의 분기 급수 배관을 포함하고,
    상기 증기 배관은 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 각각 연결되는 복수개의 분기 증기 배관을 포함하며,
    상기 증기 발생기 모듈은
    상기 판쉘형 열 교환기와 상기 분기 급수 배관을 서로 연결하는 제1 플랜지 연결부, 그리고
    상기 판쉘형 열 교환기와 상기 분기 증기 배관을 서로 연결하는 제2 플랜지 연결부를 더 포함하는 일체형 원자로.
  2. 제1항에서,
    상기 급수 배관은
    상기 분기 급수 배관에 공통으로 연결되는 공통 급수 배관
    을 더 포함하는 일체형 원자로.
  3. 제2항에서,
    상기 증기 배관은
    상기 분기 증기 배관에 공통으로 연결되는 공통 증기 배관
    을 더 포함하는 일체형 원자로.
  4. 삭제
  5. 제3항에서,
    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.
  6. 제3항에서,
    상기 급수 배관을 통해 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 공급된 유체는 상기 복수개의 증기 발생기 모듈을 통과하며 증기로 변하여 상기 증기 배관으로 전달되는 일체형 원자로.
  7. 제5항에서,
    상기 열 공급 배관은
    상기 복수개의 증기 발생기 모듈과 각각 연결되며 상기 핵연료와 연결되어 고온의 열 교환수를 상기 복수개의 증기 발생기 모듈에 공급하는 고온 배관, 그리고
    상기 복수개의 증기 발생기 모듈과 각각 연결되며 상기 고온의 열 교환수보다 낮은 온도를 가지는 저온의 열 교환수를 상기 핵연료로 방출하는 저온 배관
    을 포함하는 일체형 원자로.
  8. 제7항에서,
    상기 증기 발생기 모듈은 상기 판쉘형 열 교환기와 상기 열 공급 배관을 연결하는 제3 플랜지 연결부를 더 포함하고,
    상기 제3 플랜지 연결부는
    상기 판쉘형 열 교환기와 상기 고온 배관을 연결하는 제3 고온 플랜지 연결부, 그리고
    상기 판쉘형 열 교환기와 상기 저온 배관을 연결하는 제3 저온 플랜지 연결부
    를 포함하는 일체형 원자로.
  9. 제3항에서,
    상기 공통 급수 배관의 개수는 상기 복수개의 증기 발생기 모듈의 수직 방향 개수보다 적거나 동일한 일체형 원자로.
  10. 제9항에서,
    상기 공통 증기 배관의 개수는 상기 복수개의 증기 발생기 모듈의 수직 방향 개수보다 적거나 동일한 일체형 원자로.
KR1020200171388A 2020-12-09 2020-12-09 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로 KR102592944B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200171388A KR102592944B1 (ko) 2020-12-09 2020-12-09 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200171388A KR102592944B1 (ko) 2020-12-09 2020-12-09 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220081657A KR20220081657A (ko) 2022-06-16
KR102592944B1 true KR102592944B1 (ko) 2023-10-20

Family

ID=82217596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200171388A KR102592944B1 (ko) 2020-12-09 2020-12-09 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102592944B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240149500A (ko) 2023-04-05 2024-10-15 한국원자력연구원 원자로

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595640C2 (ru) * 2014-12-04 2016-08-27 Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт энергетических технологий "АТОМПРОЕКТ" ("АО "АТОМПРОЕКТ") Система пассивного отвода тепла от водоводяного энергетического реактора через парогенератор
KR101734288B1 (ko) * 2015-04-30 2017-05-12 한국원자력연구원 열교환기
KR101878237B1 (ko) * 2016-03-17 2018-08-08 한국에너지기술연구원 용량 변경이 가능한 플레이트-쉘 열교환기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220081657A (ko) 2022-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10636529B2 (en) Reactor vessel reflector with integrated flow-through
RU2515579C2 (ru) Парогенератор
US10854344B2 (en) Air-cooled heat exchanger and system and method of using the same to remove waste thermal energy from radioactive materials
JP7190485B2 (ja) エネルギー変換システムへの接続にプリント回路型熱交換器を用いるプール型液体金属高速スペクトル原子炉
KR20120086358A (ko) 고온 가스 냉각로 증기 발전 시스템 및 방법
KR102592944B1 (ko) 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로
US20120247404A1 (en) Steam generator
US4312703A (en) Nuclear reactor installation
WO2016093736A2 (ru) Горизонтальный парогенератор для реакторной установки с водо-водяным энергетическим реактором и реакторная установка с указанным парогенератором
US10249397B2 (en) Modular reactor steam generator configured to cover a reactor outer wall circumference
US20180033500A1 (en) Externally integrated once-through steam generator type small modular reactor
US3446188A (en) Steam generator or heater for an atomic power generating plant
KR101897984B1 (ko) 모듈형 원자로 및 이를 구비하는 원전
EP4197005A1 (en) Heat exchanger configuration for nuclear reactor
KR102547983B1 (ko) 판쉘형 열 교환기를 포함하는 일체형 원자로
KR20170028334A (ko) 일체형 원자로 및 이를 구비하는 원전
KR101528222B1 (ko) 혼합형 증기발생기 및 이를 구비하는 원전
US4073267A (en) Vapor generator
RU146849U1 (ru) Теплообменный аппарат
WO2017007371A2 (ru) Парогенератор
KR102558554B1 (ko) 원자로용 증기 발생기
KR102556104B1 (ko) 일체형 원자로용 증기 발생기
KR20000000727A (ko) 분리된 관류식 나선형 증기발생기
KR20060098266A (ko) 일체형 원자로 하향수로용 유동혼합헤더
RU2776940C2 (ru) Бассейновый жидкометаллический реактор на быстрых нейтронах, использующий соединение пластинчатого теплообменника с вытравленными каналами и системы преобразования мощности

Legal Events

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