KR102594178B1 - 증기발생기용 급수공급 장치 - Google Patents

증기발생기용 급수공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 전열관에 급수를 공급하기 위한 급수 헤더; 상기 급수 헤더에 배치되어 상기 복수의 전열관과 연결되는 전열관 시트; 상기 전열관 시트에 인접하게 위치되도록 상기 급수 헤더 내부에 배치되는 적어도 하나의 오리피스 플레이트; 및 상기 복수의 전열관에 유입되는 상기 급수의 압력손실을 조절하기 위해, 상기 전열관 시트에 대한 상기 오리피스 플레이트의 위치를 이동시키는 적어도 하나의 구동장치를 포함하는, 증기발생기용 급수공급 장치가 제공될 수 있다.

Description

증기발생기용 급수공급 장치{WATER SUPPLY APPARATUS FOR STEAM GNENERATOR}
본 발명은 증기발생기용 급수공급 장치에 대한 것이다.
일체형 원자로에서는 압력용기의 제조, 운반 및 설치와 관련된 많은 문제들에 의해 원자로압력용기의 크기가 제한되므로, 일체형 원자로에서 증기발생기가 차지하는 체적을 절감하는 것이 매우 중요하다. 따라서 높은 열전달 효율을 갖는 증기발생기 구조가 필요하며, 관류형 증기발생기는 이러한 목적에 잘 부합한다.
관류형 증기발생기는 전열관 단부에 배치되어 급수를 전열관으로 공급하는 급수 헤더 및 전열관 상단부에 구비된 증기 헤더를 포함할 수 있다. 급수 헤더로 공급된 급수는 과냉각수의 형태로 전열관으로 유동되고, 전열관을 통과하여 전열관 외부의 일차계통 냉각수로부터 열을 전달받아 특정 지점에서 비등할 수 있다. 또한, 급수는 전열관을 통과하면서 해당 압력에서의 포화온도를 유지하면서 온도가 소폭 감소되고 건도가 점차 증가되고, 완전 증기로 변환된 뒤에는 온도가 상승하여 최종적으로 과열증기의 형태가 되어 증기 헤더로 유동된 뒤 이차계통을 따라 터빈으로 이동된다.
또한, 관류형 증기발생기에는 원자력이 특히 저출력 운전조건 하에서 나타날 수 있는 유동불안정성을 억제하기 위해 오리피스가 구비될 수 있다. 다만, 오리피스는 고출력 운전조건에서 불필요한 높은 압력손실을 유발하여 원자로의 운전비용을 증가시킬 수 있다는 문제점이 있다.
이에 따라, 종래의 관류형 증기발생기에는 급수의 압력손실을 조절하기 위해, 전열관에 삽입되고, 삽입되는 깊이가 조절되도록 구성된 오리피스가 구비될 수 있다. 다만, 종래의 관류형 증기발생기의 오리피스를 조절하기 위해서는 원자로가 정지된 상태에서 사용자가 직접 오리피스를 조절해야 하는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 제10-2016-0102977호(2016. 08. 31. 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 구동부에 의해 이동될 수 있는 오리피스 플레이트를 포함하는 증기발생기용 급수공급 장치를 제공하는 것에 있다.
또한, 원자로의 출력에 따라 오리피스 플레이트를 이동시킬 수 있는 증기발생기용 급수공급 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 전열관에 급수를 공급하기 위한 급수 헤더; 상기 급수 헤더에 배치되어 상기 복수의 전열관과 연결되는 전열관 시트; 상기 전열관 시트에 인접하게 위치되도록 상기 급수 헤더 내부에 배치되는 적어도 하나의 오리피스 플레이트; 및 상기 복수의 전열관에 유입되는 상기 급수의 압력손실을 조절하기 위해, 상기 전열관 시트에 대한 상기 오리피스 플레이트의 위치를 이동시키는 적어도 하나의 구동장치를 포함하는, 증기발생기용 급수공급 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 구동부에 의해, 원자로가 정지되지 않은 상태에서 오리피스 플레이트를 이동시킬 수 있다.
또한, 원자로의 출력이 높아지면 오리피스 플레이트를 이동시켜 급수의 압력손실을 낮출 수 있고, 원자로의 출력이 저하되면, 오리피스 플레이트를 이동시켜 급수의 압력손실을 높여 유동불안정성을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증기발생기용 급수공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 증기발생기용 급수공급 장치를 -x축 방향(우측에서 좌측으로)으로 바라보았을 때의 도면이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 오리피스 플레이트 이동의 제1 예시를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8은 도 1의 오리피스 플레이트 이동의 제2 예시를 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 11은 도 1의 오리피스 플레이트 이동의 제3 예시를 나타낸 도면이다.
도 12 내지 도 14는 도 1의 오리피스 플레이트 이동의 제4 예시를 나타낸 도면이다.
도 15 내지 도 17은 도 1의 오리피스 플레이트 이동의 제5 예시를 나타낸 도면이다.
도 18은 도 1의 오리피스 플레이트에 형성된 플레이트유로의 입구부를 나타낸 도면이다.
도 19는 도 1의 증기발생기용 급수공급 장치의 탄성부재를 나타낸 도면이다.
도 20은 제2 실시예에 따른 증기발생기용 급수공급 장치의 오리피스 플레이트가 기울어져 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 21은 제3 실시예에 따른 증기발생기용 급수공급 장치를 나타낸 도면이다.
도 22는 도 21의 증기발생기용 급수공급 장치의 질량부재에 의해 오리피스 플레이트가 이동되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 23은 도 21의 증기발생기용 급수공급 장치의 오리피스 플레이트가 중력에 의해 이동되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 24는 제4 실시예에 따른 증기발생기용 급수공급 장치의 조절장치를 나타낸 도면이다.
도 25는 도 24의 조절장치의 면적조절부의 배치상태를 나타낸 도면이다,
도 26은 도 24의 조절장치의 연결부재를 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, 본 발명의 제1 실시예에 따른 증기발생기용 급수공급 장치(1)에 대해 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 증기발생기용 급수공급 장치(1)는 원자로(3)에 설치된 관류형 증기발생기에 구비되어 급수를 복수의 전열관(2)으로 공급할 수 있다. 이러한 증기발생기용 급수공급 장치(1)는 급수 헤더(100), 전열관 시트(200), 오리피스 플레이트(300), 구동장치(400), 가이드부재(500), 제어장치(600) 및 탄성부재(700)를 포함할 수 있다.
급수 헤더(100)는 증기발생기에 구비되어 복수의 전열관(2)으로 급수를 공급할 수 있다. 또한, 급수 헤더(100)는 원자로(3)의 외벽을 관통하도록 원자로(3)에 배치될 수 있다. 이러한 급수 헤더(100)는 오리피스 플레이트(300) 및 가이드부재(500)를 수용할 수 있다.
전열관 시트(200)는 급수 헤더(100)에 구비되어 급수 헤더(100)와 복수의 전열관(2)을 연결할 수 있다. 이러한 전열관 시트(200)에는 복수의 전열관(2) 각각에 연결되는 시트홀(210)이 형성될 수 있다. 다시 말해, 전열관 시트(200)에는 복수의 시트홀(210)이 서로 이격되어 구비될 수 있다. 예를 들어, 시트홀(210)에 전열관의 단부가 삽입될 수 있다. 이러한 시트홀(210)은 급수를 전열관(2)으로 전달할 수 있다. 또한, 시트홀(210)은 오리피스 플레이트(300)의 이동에 의해 후술할 복수의 오리피스유로(320) 중 일부 사이에 배치되어 복수의 오리피스유로(320) 중 일부와 동시에 연통될 수 있다. 이러한 시트홀(210)에 의해 오리피스 플레이트(300)가 이동되더라도 급수의 압력손실이 급격하게 변경되는 것이 방지될 수 있다.
오리피스 플레이트(300)는 전열관 시트(200)에 인접하게 위치되도록 급수 헤더(100) 내부에 배치될 수 있다. 이러한 오리피스 플레이트(300)는 급수의 압력손실이 조절되도록 구동장치(400)에 의해 이동될 수 있다. 다시 말해, 오리피스 플레이트(300)는 전열관 시트(200)의 하면을 따라 일 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 오리피스 플레이트(300)는 플레이트바디(310) 및 오리피스유로(320)를 포함할 수 있다.
플레이트바디(310)는 오리피스 플레이트(300)의 외관을 제공할 수 있다. 이러한 플레이트바디(310)는 상면이 전열관 시트(200)의 하면에 대향하도록 배치될 수 있다.
오리피스유로(320)는 급수를 시트홀(210)로 전달하기 위해 플레이트바디(310)에 형성될 수 있다. 다시 말해, 오리피스유로(320)는 시트홀(210)과 연통될 수 있다. 또한, 오리피스유로(320)는 플레이트바디(310)를 관통하도록 일 방향에 수직하거나 일방향에 교차하도록 기울어져 연장될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 일 예로, 오리피스유로(320)는 시트홀(210)과 동일한 직경을 가질 수 있다. 이러한 오리피스유로(320)는 오리피스 플레이트(300)가 이동되면서 시트홀(210) 간의 연통되는 면적이 조절될 수 있다. 다시 말해, 오리피스유로(320)와 시트홀(210) 간의 연통되는 면적이 오리피스 플레이트(300)의 이동에 의해 증가되거나 감소될 수 있다. 오리피스유로(320)와 시트홀(210)간의 연통되는 면적이 증가되면, 급수의 압력손실이 낮아질 수 있다. 또한, 오리피스유로(320)와 시트홀(210) 간의 연통되는 면적이 감소되면, 급수의 압력손실이 증가될 수 있다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 다른 예로, 하나의 시트홀(210)에 대응되는 오리피스유로(320)가 복수 개로 형성될 수 있다. 또한, 복수의 오리피스유로(320-1, 320-2, 320-3)는 서로 다른 크기로 형성되고, 오리피스 플레이트(300)가 이동되는 일 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 오리피스유로(320-1, 320-2, 320-3) 중 어느 하나는 오리피스 플레이트(300)의 이동에 의해 시트홀(210)과 연통될 수 있다. 이러한 복수의 오리피스유로(320-1, 320-2, 320-3)에 의해, 오리피스 플레이트(300)가 시트홀(210)에 연통되는 어느 하나의 오리피스유로(320-1, 320-2, 320-3)의 크기가 작아지도록 일 방향으로 이동되면, 급수의 압력손실은 증가될 수 있다. 또한, 오리피스 플레이트(300)가 시트홀(210)에 연통되는 어느 하나의 오리피스유로(320-1, 320-2, 320-3)의 크기가 커지도록 일 방향으로 이동되면 급수의 압력손실은 감소될 수 있다. 복수의 오리피스유로(320-1, 320-2, 320-3)는 제1 오리피스유로(320-1), 제2 오리피스유로(320-2) 및 제3 오리피스유로(320-3)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 오리피스유로(320-1)는 시트홀(210)과 연통되면, 같은 양의 급수를 시트홀(210)로 토출할 때, 제2 오리피스유로(320-2) 및 제3 오리피스유로(320-3)에 의해 형성되는 급수의 압력손실보다 더 낮은 급수의 압력손실을 나타낼 수 있다. 제1 오리피스유로(320-1)는 시트홀(210)과 동일한 직경을 가질 수 있다.
제2 오리피스유로(320-2)는 시트홀(210)과 연통되면, 같은 양의 급수를 시트홀(210)로 토출할 때, 제1 오리피스유로(310-1)에 의해 형성되는 급수의 압력손실보다는 높고, 제3 오리피스유로(320-3)에 의해 형성되는 급수의 압력손실보다는 낮은 급수의 압력손실을 나타낼 수 있다. 제2 오리피스유로(320-2)의 직경은 제1 오리피스유로(320-1)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
제3 오리피스유로(320-3)는 시트홀(210)과 연통되면, 같은 양의 급수를 시트홀(210)로 토출할 때, 제1 오리피스유로(320-1) 및 제2 오리피스유로(320-2)에 의해 형성되는 급수의 압력손실보다는 높은 급수의 압력손실을 나타낼 수 있다. 제3 오리피스유로(320-3)의 직경은 제2 오리피스유로(320-2)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
도 9 내지 도 17을 참조하면, 또 다른 예로, 오리피스유로(320)는 서로 다른 양의 급수를 토출하는 복수의 영역(320a, 320b, 320c)을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 영역(320a, 320b, 320c)은 오리피스유로(320)의 내에서 오리피스 플레이트(300)가 이동되는 방향으로 적어도 일부가 서로 연통되도록 나열될 수 있다. 다시 말해, 복수의 영역(320a, 320b, 320c)은 일 방향으로 나열될 수 있다. 이러한 복수의 영역(320a, 320b, 320c) 중 어느 하나 이상은 오리피스 플레이트(300)가 이동되면 시트홀(210)과 연통될 수 있다. 이러한 복수의 영역(320a, 320b, 320c)에 의해 오리피스 플레이트(300)가 시트홀(210)에 연통되는 영역(320a, 320b, 320c)의 크기가 작아지도록 일 방향으로 이동되면, 급수의 압력손실은 증가될 수 있다. 또한, 오리피스 플레이트(300)가 시트홀(210)에 연통되는 영역(320a, 320b, 320c)의 크기가 커지도록 일 방향으로 이동되면, 급수의 압력손실은 감소될 수 있다. 복수의 영역(320a, 320b, 320c)은 제1 영역(320a), 제2 영역(320b) 및 제3 영역(320c)을 포함할 수 있다.
제1 영역(320a)은 시트홀(210)과 연통되면, 같은 양의 급수를 시트홀(210)로 토출할 때, 제2 영역(320b), 제3 영역(320c)에 의해 형성되는 급수의 압력손실보다는 낮은 급수의 압력손실을 나타낼 수 있다. 제1 영역(320a)은 제2 영역(320b)과 제3 영역(320c)보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 제1 영역(320a)의 시트홀(210)에 투영된 면적은 시트홀(210)과 동일할 수 있다.
제2 영역(320b)은 시트홀(210)과 연통되면, 같은 양의 급수를 시트홀(210)로 토출할 때, 제1 영역(320a)에 의해 형성되는 급수의 압력손실보다는 높고, 제3 영역(320c)에 의해 형성되는 급수의 압력손실보다는 낮은 급수의 압력손실을 나타낼 수 있다. 제2 영역(320b)은 제3 영역(320c)보다 작게 형성될 수 있다. 제2 영역(320b)은 제1 영역(320a)과 제3 영역(320c) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 제2 영역(320b)의 시트홀(210)에 투영된 면적은 시트홀(210)보다 작을 수 있다.
제3 영역(320c)은 시트홀(210)과 연통되면, 같은 양의 급수를 시트홀(210)로 토출할 때, 제1 영역(320a) 및 제2 영역(320b)에 의해 형성되는 급수의 압력손실보다는 높은 급수의 압력손실을 나타낼 수 있다. 제3 영역(320c)은 제1 영역(320a)과 제2 영역(320b)보다 작게 형성될 수 있다.
한편, 오리피스유로(320)는 전열관 시트(200)의 반대측에 구비되어 급수가 유입되는 유입부를 포함할 수 있다. 또한, 도 18에 도시된 바와 같이, 오리피스유로(320)의 유입부는 모따기(chamfer) 또는 모깎기(fillet)가 형성될 수 있다. 다시 말해, 유입부는 전열관 시트(200)로부터 이격되는 부분일수록 넓은 단면적을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 유입부에 의해, 급수의 압력손실이 더 낮아질 있으며, 증기발생기 전열관(2)의 와전류탐상검사(ECT) 등의 가동중 검사를 위한 탐침이 용이하게 삽입될 수 있다.
구동장치(400)는 전열관 시트(200)에 대한 오리피스 플레이트(300)의 위치를 일 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 예로, 구동장치(400)는 시트홀(210)에 투영되는 오리피스유로(320)의 면적이 증감되도록 오리피스 플레이트(300)의 위치를 일 방향으로 이동시킬 수 있다. 다른 예로, 구동장치(400)는 복수의 오리피스유로(320-1, 320-2, 320-3) 중 어느 하나와 시트홀(210)이 연통되도록 오리피스 플레이트(300)의 위치를 이동시킬 수 있다. 또 다른 예로, 구동장치(400)는 복수의 영역(320a, 320b, 320c) 어느 하나와 시트홀(210)이 연통되도록 오리피스 플레이트(300)의 위치를 이동시킬 수 있다.
가이드부재(500)는 급수 헤더(100) 내부에 배치되어 오리피스 플레이트(300)의 이동을 가이드할 수 있다. 또한, 가이드부재(500)는 오리피스 플레이트(300)가 전열관 시트(200)에 인접하게 배치되도록 오리피스 플레이트(300)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 가이드부재(500)는 오리피스 플레이트(300)의 하면을 지지할 수 있다.
제어장치(600)는 오리피스 플레이트(300)가 이동되도록 구동장치(400)를 제어할 수 있다. 이러한 제어장치(600)에 의해 급수의 압력손실이 제어될 수 있다. 다시 말해, 제어장치(600)는 급수의 압력손실이 증가되는 방향으로 오리피스 플레이트(300)의 위치가 이동되도록 구동장치(400)를 제어하거나, 급수의 압력손실이 감소되는 방향으로 오리피스 플레이트(300)의 위치가 이동되도록 구동장치를 제어하거나, 급수의 압력손실을 일정하게 유지하기 위하여 구동장치(400)가 정지 상태에 있도록 제어할 수 있다.
또한, 제어장치(600)는 급수의 압력손실을 조절하기 위해 미리 설정된 복수의 설정위치 중 어느 한 곳에 오리피스 플레이트(300)가 위치하도록 구동장치(400)를 제어할 수 있다.
복수의 설정위치는 제1 설정위치, 제2 설정위치 및 제3 설정위치를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 설정위치에 오리피스 플레이트(300)가 위치되면, 압력손실이 제2 설정위치 또는 제2 설정위치에 위치될 때보다 낮게 형성될 수 있다. 일 예로, 오리피스 플레이트(300)가 제1 설정위치에 위치되면, 시트홀(210)에 투영된 오리피스유로(320)의 면적이 제2 설정위치 또는 제3 설정위치일 때 보다 크게 형성될 수 있다. 다른 예로, 오리피스 플레이트(300)가 제1 설정위치에 위치되면, 제1 영역(320a)과 시트홀(210)이 연통될 수 있다. 또 다른 예로, 오리피스 플레이트(300)가 제1 설정위치에 위치되면, 제1 오리피스유로(320-1)와 시트홀(210)이 연통될 수 있다.
제2 설정위치에 오리피스 플레이트(300)가 위치되면, 압력손실이 제1 설정위치에 위치될 때보다는 높고 제3 설정위치에 위치될 때보다는 낮게 형성될 수 있다. 일 예로, 오리피스 플레이트(300)가 제2 설정위치에 위치되면, 시트홀(210)에 투영된 오리피스유로(320)의 면적이 제3 설정위치일 때보다 크게 형성될 수 있다. 다른 예로, 오리피스 플레이트(300)가 제2 설정위치에 위치되면, 제2 영역(320b)과 시트홀(210)이 연통될 수 있다. 또 다른 예로, 오리피스 플레이트(300)가 제2 설정위치에 위치되면, 제2 오리피스유로(320-2)와 시트홀(210)이 연통될 수 있다.
제3 설정위치에 오리피스 플레이트(300)가 위치되면, 압력손실이 제1 설정위치 및 제2 설정위치일 때보다 높게 형성될 수 있다. 일 예로, 오리피스 플레이트(300)가 제3 설정위치에 위치되면, 시트홀(210)에 투영된 오리피스유로(320)의 면적이 제1 설정위치 및 제2 설정위치일 때보다 낮게 형성될 수 있다. 다른 예로, 오리피스 플레이트(300)가 제3 설정위치에 위치되면, 제3 영역(320c)과 시트홀(210)이 연통될 수 있다. 또 다른 예로, 오리피스 플레이트(300)가 제3 설정위치에 위치되면, 제3 오리피스유로(320-3)와 시트홀(210)이 연통될 수 있다.
또한, 제어장치(600)는 신호에 따라 오리피스 플레이트(300)의 위치를 변경할 수 있다. 신호는 원자로의 출력신호일 수 있고, 급수의 유량신호일 수도 있다. 다시 말해, 제어장치(600)는 원자로의 출력에 따라 변동되는 급수의 유량에 변화에 대응하여 전열관(2) 내부의 급수의 유동불안정성을 억제하기에 적합하면서도 최소의 압력손실계수가 되도록 오리피스 플레이트(300)를 복수의 설정위치 중 어느 한 곳으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제어장치(600)는 원자로가 높은 출력으로 운전된다는 신호가 입력될 경우, 압력손실이 낮아지도록 오리피스 플레이트(300)를 복수의 설정위치 중 어느 한 곳에 이동시키고, 원자로가 낮은 출력으로 운전된다는 신호가 입력될 경우, 압력손실이 높아지도록 오리피스 플레이트(300)를 복수의 설정위치 중 다른 한 곳으로 이동시킬 수 있다.
제어장치(600)는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치, 메모리 등에 의해 구현될 수 있으며, 그 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.
도 19를 참조하면, 탄성부재(700)는 오리피스 플레이트(300)와 급수 헤더(100)의 일측에 각각 연결될 수 있고, 구동장치(400)가 고장 시, 고장직전의 압력손실보다 압력손실이 더 낮아지는 방향으로 오리피스 플레이트(300)를 이동시키도록 복원력을 제공할 수 있다. 탄성부재(700)는 스프링일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도 20을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 증기발생기용 급수공급 장치를 설명한다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때, 전열관 시트(200)와 오리피스 플레이트(300)는 기울어져 배치될 수 있다는 점에 있어서 차이점이 있는 바, 이러한 차이점을 위주로 설명하되, 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예들을 원용한다.
전열관 시트(200)는 일측이 일측의 반대편인 타측보다 하측에 위치하도록 기울어져서 배치될 수 있다.
오리피스 플레이트(300)는 전열관 시트(200)에 대응하여 일측이 일측의 반대편인 타측보다 하측에 위치하도록 기울어져 배치될 수 있다. 또한, 오리피스 플레이트(300)는 구동장치(400)가 고장될 경우, 중력에 의해 일측으로 이동되도록 배치될 수 있다. 이러한 중력에 의해 오리피스 플레이트(300)가 일측으로 이동되면 압력손실은 낮아질 수 있다.
이하, 도 21을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 증기발생기용 급수공급 장치(1)에 대해 설명한다. 제3 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예들과 비교하였을 때, 오리피스 플레이트(300)는 연결부(330)를 더 포함하고, 구동장치(400)는 모터(410) 및 기어(420)를 포함하고, 질량부재(800)를 더 포함할 수 있는 점에 있어서 차이점이 있는바, 이러한 차이점을 위주로 설명하되, 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예들을 원용한다.
도 22를 더 참조하면, 전열관 시트(200)와 오리피스 플레이트(300)는 소정의 곡률을 가지도록 구성될 수 있다. 곡률의 중심은 급수 헤더(100)의 내측에 형성될 수 있다. 다시 말해, 오리피스 플레이트(300)의 일측과 일측의 반대편인 타측은 오리피스 플레이트(300)의 중심보다 하측에 위치할 수 있다. 이러한 오리피스 플레이트(300)는 구동장치(400)에 의해 곡률을 따라 이동될 수 있다.
연결부(330)는 플레이트바디(310)에 구비되고, 구동장치(400)에 연결될 수 있다. 이러한 연결부(330)는 구동장치(400)에 의해 이동되어 플레이트바디(310)와 함께 이동될 수 있다. 또한, 연결부(330)는 구동장치(400)의 후술할 기어(420)에 맞물리도록 복수의 치가 형성될 수 있다.
모터(410)는 오리피스 플레이트(300)를 이동시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다. 모터(410)는 도면 상에 급수 헤더(100) 밖에 구비되는 것으로 도시하였으나. 이에 한정되지 않으며, 급수 헤더(100) 내부에 배치될 수 있다.
기어(420)는 모터(410)의 구동력에 의해 회전되어 오리피스 플레이트(300)를 이동시킬 수 있다. 이러한 기어(420)는 연결부(330)에 맞물려 구동력에 의해 회전될 수 있다.
질량부재(800)는 소정의 질량을 가지도록 구성되고, 오리피스 플레이트(300)의 일측에 배치될 수 있다. 이러한 질량부재(800)에 의해 오리피스 플레이트(300)는 구동장치(400)가 고장 시, 일측이 타측보다 하측에 위치하도록 이동될 수 있다. 또한, 질량부재(800)에 의해 오리피스 플레이트(300)가 이동되면 압력손실은 낮아질 수 있다. 한편, 질량부재(800)는 제3 실시예에서 적용되는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 실시예 및 제2 실시예와 같이 곡률 없이 평평한 형상으로 형성된 전열관 시트(200)와 오리피스 플레이트(300)에 적용될 수 있다.
한편, 도 23을 더 참조하면, 오리피스 플레이트(300)는 구동장치(400) 고장 시, 중력만으로 압력손실이 낮아지는 방향으로 이동되도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 소정의 곡률을 가지는 오리피스 플레이트(300)는 일측이 타측보다 항상 하측에 위치되도록 급수 헤더(100)에 배치될 수 있다. 즉, 구동장치(400) 고장 시, 오리피스 플레이트(300)의 일측과 타측이 중력에 의해 같은 방향으로 회전될 수 있다.
이하, 도 24 내지 도 26을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 증기발생기용 급수공급 장치(1)에 대해 설명한다. 제4 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예들과 비교하였을 때, 조절장치(900)가 포함될 수 있는 점에 있어서 차이점이 있는 바, 이러한 차이점을 위주로 설명하되, 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예들을 원용한다.
조절장치(900)는 급수의 압력손실을 조절하기 위해 오리피스 플레이트(300)에 연결될 수 있다. 이러한 조절장치(900)는 면적조절부(910), 체결부(920) 및 연결부재(930)를 포함할 수 있다.
면적조절부(910)는 오리피스 플레이트(300)의 하면을 보았을 때, 오리피스유로(320)와 급수 헤더(100) 간의 연통면적을 조절할 수 있다. 또한, 면적조절부(910)는 오리피스유로에 대한 위치가 조절되도록 하는 수단을 구비한 상태에서 오리피스유로에 고정될 수 있도록 구성될 수 있다. 면적조절부(910)에 의해 연통면적이 감소되면, 압력손실은 증가될 수 있다. 예를 들어, 오리피스 플레이트(300)의 하면을 보았을 때, 오리피스유로(320)의 유입부의 면적 중 면적조절부(910)에 의해 가려지는 면적이 증가될 수 있다. 또한, 면적조절부(910)에 의해 연통면적이 증가되면, 압력손실이 감소될 수 있다. 예를 들어, 오리피스 플레이트(300)의 하면을 보았을 때, 오리피스유로(320)의 유입부의 면적 중 면적조절부(910)에 의해 가려지는 면적이 감소될 수 있다.
체결부(920)는 면적조절부(910)를 연결부재(930) 또는 오리피스 플레이트(300)에 고정시킬 수 있다. 체결부(920)는 볼트일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 체결부(920)가 회전되면, 면적조절부(910)의 배치상태가 조절될 수 있다. 이러한 체결부(920)를 통해 면적조절부(910)의 배치상태를 조절할 수 있다.
면적조절부(910)는 오리피스 플레이트(300) 상의 각각의 오리피스유로(320) 당 하나씩 구비될 수 있다. 면적조절부(910)는 상기 원리에 따라 원자로의 최초 설치 또는 유지보수 시 각각의 오리피스유로(320)의 압력손실을 미세조정할 수 있는 수단을 제공한다. 이를 통해 각각의 전열관 간의 길이 및 나선형 전열관의 피치(pitch) 등의 개별적 특성 차이에 따른 압력손실의 차이 및 유량 차이를 보정하고, 모든 전열관을 통과하는 유량이 균일하도록 조정하거나, 모든 전열관으로부터 토출되는 주증기의 온도가 균일하도록 조정할 수 있다.
연결부재(930)는 복수 개의 면적조절부(910)를 오리피스 플레이트(300)에 한 번에 연결할 수 있다. 이러한 연결부재(930)에 의해 사용자는 복수의 체결부(920)를 통해 복수 개의 면적조절부(910)를 각각 원하는 배치상태로 조절한 뒤 한 번에 오리피스 플레이트(300)에 결합시키거나, 복수의 체결부(920)와 복수 개의 면적조절부(910)를 한 번에 오리피스 플레이트(300)에 연결한 뒤 복수 개의 면적조절부(910)를 각각 원하는 배치상태로 조절할 수 있다. 또한, 전열관의 가동중검사 등 유지보수를 위해 면적조절부(910)를 탈거해야 할 경우에도 마찬가지로 복수의 면적조절부(910) 및 그와 연결된 복수의 체결부(920)를 한 번에 탈거할 수 있어 유지보수의 편의성을 높이고 유지보수에 소요되는 시간을 최소화할 수 있다. 이는 작업자의 피폭량을 감소시킬 수 있고, 원전의 경제성을 향상시키는 데도 도움이 될 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: 증기발생기용 급수공급 장치
2: 전열관 3: 원자로
100: 급수 헤더 200: 전열관 시트
210: 시트홀 300: 오리피스 플레이트
310: 플레이트바디 320: 오리피스유로
320a: 제1 영역 320b: 제2 영역
320c: 제3 영역 320-1: 제1 오리피스유로
320-2: 제2 오리피스유로 320-3: 제3 오리피스유로
330: 연결부 400: 구동 장치
410: 모터 420: 기어
500: 가이드부재 600: 제어장치
700: 탄성부재 800: 질량부재
900: 조절장치 910: 면적조절부
920: 체결부 930: 연결부재

Claims (14)

  1. 복수의 전열관에 급수를 공급하기 위한 급수 헤더;
    상기 급수 헤더에 배치되어 상기 복수의 전열관과 연결되는 전열관 시트;
    상기 전열관 시트에 인접하게 위치되도록 상기 급수 헤더 내부에 배치되는 적어도 하나의 오리피스 플레이트; 및
    상기 복수의 전열관에 유입되는 상기 급수의 압력손실을 조절하기 위해, 상기 전열관 시트에 대한 상기 오리피스 플레이트의 위치를 이동시키는 적어도 하나의 구동장치를 포함하고,
    상기 오리피스 플레이트는 일측이 상기 일측의 반대편인 타측보다 하측에 위치하여 상기 구동장치가 고장 시 중력에 의해 상기 일측으로 이동되도록 기울어져 배치되고,
    상기 압력손실은 상기 오리피스 플레이트가 상기 중력에 의해 이동됨에 따라 낮아지는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전열관 시트에는,
    상기 복수의 전열관에 각각 연결되는 시트홀이 형성되고,
    상기 오리피스 플레이트에는,
    상기 급수를 상기 시트홀로 전달하기 위해 상기 시트홀과 연통될 수 있는 오리피스유로가 형성되고,
    상기 구동장치는,
    상기 오리피스유로와 상기 시트홀 간의 연통되는 면적의 조절을 위해 상기 전열관 시트와 상기 오리피스 플레이트 간의 상대적 위치가 변화되도록 상기 오리피스 플레이트를 이동시키는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전열관 시트에는,
    상기 복수의 전열관에 각각 연결되는 시트홀이 형성되고,
    상기 오리피스 플레이트에는,
    상기 급수를 상기 시트홀로 전달하기 위해 상기 시트홀과 연통되는 오리피스유로가 형성되고,
    상기 오리피스유로는, 상기 급수를 토출하되 동일한 급수 토출량에 대해 서로 다른 압력손실을 유발하는 복수의 영역을 포함하고,
    상기 복수의 영역의 적어도 일부는 상기 오리피스유로의 내에서 상기 오리피스 플레이트가 이동되는 방향으로 서로 연통되도록 형성되고,
    상기 구동장치는,
    상기 복수의 영역 중 어느 하나가 상기 시트홀과 연통되도록 상기 오리피스 플레이트의 위치를 이동시키는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전열관 시트에는,
    상기 복수의 전열관에 각각 연결되는 시트홀이 형성되고,
    상기 오리피스 플레이트에는,
    상기 급수를 상기 시트홀로 전달하기 위해 서로 다른 크기로 형성된 복수의 오리피스유로가 형성되고,
    상기 구동장치는,
    상기 복수의 오리피스유로 중 어느 하나와 상기 시트홀이 연통되도록 상기 오리피스 플레이트를 이동시키는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 오리피스유로는
    상기 시트홀은, 상기 오리피스 플레이트의 이동에 의해, 상기 복수의 오리피스유로 중 일부 사이에 배치될 경우, 상기 복수의 오리피스유로 중 상기 일부와 연통되는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 오리피스유로는 상기 전열관 시트의 반대측에 구비되어 상기 급수가 유입되는 유입부를 포함하고,
    상기 오리피스유로의 유입부는 상기 전열관 시트로부터 이격되는 부분일수록 넓은 단면적을 가지도록 형성되는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 급수 헤더 내부에 배치되어 상기 오리피스 플레이트의 이동을 가이드하고, 상기 오리피스 플레이트가 상기 전열관 시트에 인접하게 배치되도록 상기 오리피스 플레이트를 지지하는 가이드부재를 더 포함하는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  8. 삭제
  9. 복수의 전열관에 급수를 공급하기 위한 급수 헤더;
    상기 급수 헤더에 배치되어 상기 복수의 전열관과 연결되는 전열관 시트;
    상기 전열관 시트에 인접하게 위치되도록 상기 급수 헤더 내부에 배치되는 적어도 하나의 오리피스 플레이트;
    상기 복수의 전열관에 유입되는 상기 급수의 압력손실을 조절하기 위해, 상기 전열관 시트에 대한 상기 오리피스 플레이트의 위치를 이동시키는 적어도 하나의 구동장치; 및
    상기 오리피스 플레이트의 일측에 배치되고, 소정의 질량을 가지는 질량부재를 포함하고,
    상기 전열관 시트와 상기 오리피스 플레이트는 각각 소정의 곡률을 가지도록 형성되고,
    상기 오리피스 플레이트는, 상기 구동장치가 고장 시, 상기 질량부재에 의해 상기 일측이 상기 일측의 반대편인 타측보다 하측에 위치하도록 이동되고,
    상기 압력손실은 오리피스 플레이트가 상기 질량부재에 의해 이동되면 낮아지는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 오리피스 플레이트와 상기 급수 헤더에 연결되고, 상기 구동장치가 고장 시, 급수의 압력손실이 더 낮아지는 방향으로 상기 오리피스 플레이트를 이동시키도록 복원력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력손실을 조절하기 위해 상기 오리피스 플레이트가 미리 설정된 복수의 설정위치 중 어느 한곳에 위치되도록 상기 구동장치를 제어하는 제어장치를 더 포함하는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  12. 복수의 전열관에 급수를 공급하기 위한 급수 헤더;
    상기 급수 헤더에 배치되고, 상기 복수의 전열관에 각각 연결되는 시트홀이 형성된 전열관 시트;
    상기 전열과 시트에 인접하게 배치되도록 상기 급수 헤더에 수용되고, 상기 급수를 상기 시트홀에 전달하기 위해 상기 시트홀과 연통되는 오리피스유로가 형성된 오리피스 플레이트; 및
    상기 복수의 전열관에 유입되는 상기 급수의 압력손실을 조절하기 위해, 상기 오리피스 플레이트에 연결되는 조절장치를 포함하고,
    상기 조절장치는,
    상기 오리피스 플레이트의 하면을 보았을 때, 상기 오리피스유로와 상기 급수 헤더 간의 연통면적을 조절할 수 있는 면적조절부를 포함하고,
    상기 면적조절부는
    상기 복수 개의 전열관이 연장되는 방향을 중심으로 회전되어 상기 연통면적을 조절하고,
    상기 오리피스유로는 상기 복수의 시트홀과 각각 연통하도록 복수 개로 형성되고,
    상기 면적조절부는 상기 복수 개의 오리피스유로에 대응하여 복수 개로 형성되고,
    상기 조절장치는,
    상기 복수 개의 면적조절부 각각을 상기 오리피스 플레이트에 연결하기 위한 체결부를 더 포함하는,
    증기발생기용 급수공급 장치.
  13. 삭제
  14. 복수의 전열관에 급수를 공급하기 위한 급수 헤더;
    상기 급수 헤더에 배치되고, 상기 복수의 전열관에 각각 연결되는 시트홀이 형성된 전열관 시트;
    상기 전열과 시트에 인접하게 배치되도록 상기 급수 헤더에 수용되고, 상기 급수를 상기 시트홀에 전달하기 위해 상기 시트홀과 연통되는 오리피스유로가 형성된 오리피스 플레이트; 및
    상기 복수의 전열관에 유입되는 상기 급수의 압력손실을 조절하기 위해, 상기 오리피스 플레이트에 연결되는 조절장치를 포함하고,
    상기 조절장치는,
    상기 오리피스 플레이트의 하면을 보았을 때, 상기 오리피스유로와 상기 급수 헤더 간의 연통면적을 조절할 수 있는 면적조절부를 포함하고,
    상기 면적조절부는
    상기 복수 개의 전열관이 연장되는 방향을 중심으로 회전되어 상기 연통면적을 조절하고,
    상기 오리피스유로는 상기 복수의 시트홀과 각각 연통하도록 복수 개로 형성되고,
    상기 면적조절부는 상기 복수 개의 오리피스유로에 대응하여 복수 개로 형성되고,
    상기 조절장치는,
    상기 오리피스 플레이트에 연결되는 연결부재; 및
    상기 복수 개의 면적조절부 각각을 상기 연결부재에 연결하기 위한 체결부를 더 포함하고,
    상기 연결부재는 상기 복수 개의 면적조절부를 한번에 오리피스 플레이트에 장착하거나, 해체하도록 구성된,
    증기발생기용 급수공급 장치.
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