KR102643962B1 - 소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법 - Google Patents

소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102643962B1
KR102643962B1 KR1020220029773A KR20220029773A KR102643962B1 KR 102643962 B1 KR102643962 B1 KR 102643962B1 KR 1020220029773 A KR1020220029773 A KR 1020220029773A KR 20220029773 A KR20220029773 A KR 20220029773A KR 102643962 B1 KR102643962 B1 KR 102643962B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling
coolant
passive
external
reactor
Prior art date
Application number
KR1020220029773A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230132919A (ko
Inventor
김문수
김대헌
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 KR1020220029773A priority Critical patent/KR102643962B1/ko
Priority to PCT/KR2023/003288 priority patent/WO2023172097A1/ko
Publication of KR20230132919A publication Critical patent/KR20230132919A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102643962B1 publication Critical patent/KR102643962B1/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
    • G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • 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
    • 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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법을 제공한다. 소형원자로 냉각시스템은 소형원자로가 내부에 위치되며, 상기 소형원자로가 중대사고 발생에 따라 상기 냉각시스템에서 상기 중대사고에 대응하는 냉각처리를 수행하는 냉각유닛을 포함하되, 상기 냉각유닛은, 상기 중대사고에 따른 발열에 대응하여 상기 냉각처리를 수행하도록 제1냉각유체를 제공한다.

Description

소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법{Small reactor cooling system and method}
본 발명은 소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법에 관한 것이다.
현재 여러 가지 피동안전설비를 갖추어 혁신적인 안전성 향상을 목표로 하는 SMR이 연구 개발되고 있다. 현재 가장 진보된 SMR 로형으로 평가받는 NuScale은 50MW의 원자로를 모듈화하여 600MW의 출력을 갖추고 있다. 아울러 사고시 피동적인 안전성을 확보하기위해 냉각수조에 원자로를 포함하는 격납건물(예: 철재 용기 형태 등)을 커다란 수조에 담아 놓은 형태로 제공될 수 있다. 이러한 구조는 냉각수조의 주기적인 관리가 어려우며 수조 냉각수의 수질 관리에 많은 노력이 필요하다. 뿐만 아니라 주기적인 계획예방정비시 모든 물을 전부 배출시켜야 하고 이러한 물들을 보관해야 하는 2차 시설이 필요하다. 이러한 경우 관리체계가 복잡성을 갖게 된다. 더욱이 중대사고 발생확률을 감안하면 대비시설로서 비용대비 효율이 매우 낮다.
한국공개특허 제10-2018-0079737호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 냉각수단에 의한 피동적 즉시 냉각을 시작함으로써 본격적인 노심용융물의 냉각이 시작 되기전에 소형원자로와 이를 포함한 원자로건물의 건전성을 확보할 수 있도록 하는 것이다.
또한 외부의 탱크(예: 물탱크 등)에 대한 수질관리 불필요한 원자로 냉각을 수행하는 것이다.
또한 이러한 탱크에 연결된 열전달 장치에 의해 소형원자로의 격납구획내 물과 열교환이 수행되도록 하며, 별도의 운전원 개입이 없이도 원자로의 장기적인(예: 운전원조치 기준시간인 72시간 이상 등）피동냉각이 가능한 원자로 냉각을 수행하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 소형원자로 냉각시스템으로서 상기 냉각시스템은, 소형원자로가 내부에 위치되며, 상기 소형원자로가 중대사고 발생에 따라 상기 냉각시스템에서 상기 중대사고에 대응하는 냉각처리를 수행하는 냉각유닛을 포함하되, 상기 냉각유닛은, 상기 중대사고에 따른 발열에 대응하여 상기 냉각처리를 수행하도록 제1냉각유체를 제공한다.
또한 상기 냉각유닛은 원자로수용체 및 피동냉각체를 포함하되, 상기 원자로수용체는, 바닥을 이루는 저면패널부와, 상기 저면패널부의 일측 상부로 구비되는 일측외부패널부와, 상기 저면패널부의 타측 상부로 구비되는 타측외부패널부를 포함하며, 상기 타측외부패널부는, 상기 일측외부패널부와 상기 타측외부패널부 사이에서 상기 소형원자로 주위로 위치되고, 상기 중대사고에 따른 발열에 기반하여 상기 소형원자로에 대한 제1냉각유체를 제공한다.
또한 상기 원자로수용체는, 상기 일측외부패널부와 상기 타측외부패널부 사이에 구비되는 다수의 내부패널부를 더 포함하며, 상기 소형원자로는 상기 일측외부패널부와 상기 타측외부패널부 및 상기 내부패널부 사이에 각각 위치되며, 상기 피동냉각체는 상기 각 소형원자로 둘레부 적어도 일부에 위치되어 상기 제1냉각유체가 제공되도록 한다.
또한 상기 피동냉각체는 상기 일측외부패널부 내측면에 구비되는 제1피동냉각체와, 상기 타측외부패널부 내측면에 구비되는 제2피동냉각체와, 상기 내부패널부들 상호간의 대향면 중 적어도 일부에 구비되는 제3피동냉각체와 상기 제1외부패널부의 상기 제1피동냉각체와 대향하는 상기 내부패널부의 대향면 중 적어도 일부에 구비되는 제4피동냉각체와, 상기 내부패널부의 상기 제2피동냉각체와 대향하는 상기 내부패널부의 대향면 중 적어도 일부에 구비되는 제5피동냉각체를 포함한다.
또한 상기 냉각유닛은, 일방이 상기 피동냉각체에 접하고 타방이 상기 소형원자로에 접하도록 구비되어, 상기 피동냉각체와 상기 소형원자로를 연동시키는 내부열전달체를 더 포함하며, 상기 내부열전달체는, 상기 소형원자로의 상기 중대사고에 따른 상기 발열을 상기 피동냉각체로 열전달을 수행하며, 상기 피동냉각체는, 내부에 상기 제1냉각유체를 수용하며, 상기 내부열전달체의 상기 열전달에 대응하여 상기 제1냉각유체를 외부로 유출시킨다.
또한 상기 내부열전달체는 니들형 구조물, 바(bar)형 구조물, 패널형 구조물 중 어느 하나를 포함한다.
또한 상기 제1피동냉각체 내지 상기 제5피동냉각체 중 적어도 어느 하나는 다수로 구획되어 상기 제1냉각유체가 각기 내장된다.
또한 상기 피동냉각체는 상기 저면패널부에 구비되는 제6피동냉각체를 더 포함한다.
또한 상기 냉각시스템은, 상기 냉각유닛과 연동되는 외부냉각유닛과, 상기 냉각유닛과 상기 외부냉각유닛 상호간을 연동시키기 위한 외부열전달체를 더 포함하며, 상기 외부냉각유닛은, 내부에 제2냉각유체가 충진되는 외부수용체와, 중공형 구조로서 상기 외부수용체에서 상기 제2냉각유체에 침지(浸漬)　되며 다층으로 절곡되는 다층형냉각체를 포함한다.
또한 상기 외부냉각유닛은, 상기 다층형냉각체와 연동되어 상기 소형원자로에 굴뚝효과에 기반하는 피동형 냉각처리가 수행되도록 하는 굴뚝형냉각체를 더 포함한다.
또한 상기 굴뚝형냉각체는 중공형 구조로서 상기 외부수용체에서 상기 제2냉각유체에 침지되는 침지형냉각체와, 중공형 구조로서 상기 침지형냉각체와 연결되며, 상기 외부수용체에서 상기 제2냉각유체에 침지되고 높이방향 일부가 외부로 노출되는 제1노출형냉각체와, 중공형 구조로서 상기 침지형냉각체를 매개로 상기 제1노출형냉각체와 연통되며, 상기 외부수용체에서 상기 제2냉각유체에 침지되고 높이방향 일부가 상기 제1노출형냉각체 보다 더 높이 외부로 노출되는 제2노출형냉각체를 포함한다.
또한 상기 외부열전달체는 상기 다층형냉각체를 매개로 상기 제1냉각유체와 상기 제2냉각유체를 연동시키되, 상기 외부냉각유닛은, 상기 소형원자로의 상기 발열에 대응하여 자연증발방식을 통해 상기 피동형 냉각처리가 수행되도록 한다.
또한 상기 외부냉각유닛은, 상기 냉각유닛에 대한 열교환을 매개로 상기 냉각유닛의 상기 제1냉각유체가 상기 발열에 의하여 수위가 저하되는 것을 방지하며, 상기 외부수용체의 상기 제2냉각유체는 일정주기 동안 별도의 취급없이 상기 열교환이 지속적으로 이루어지도록 하되, 상기 일정주기는 72시간의 주기를 포함한다.
또한 상기 외부냉각유닛은, 상기 소형원자로 또는 상기 냉각유닛에서 발생되는 총 열당량에 대응되도록 상기 제2냉각유체가 구비된다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 소형원자로 냉각방법은 소형원자로가 냉각시스템에서 위치되는 단계; 및 상기 소형원자로가 중대사고 발생에 따라 상기 냉각시스템에서 상기 중대사고에 대응하는 냉각처리가 수행되는 단계를 포함하며, 상기 냉각시스템은, 내부에 상기 소형원자로가 위치되며, 상기 중대사고에 따른 발열에 대응하여 제1냉각유체를 제공하는 냉각유닛을 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
본 발명은 냉각수단에 의한 피동적 즉시 냉각을 시작함으로써 본격적인 노심용융물의 냉각이 시작 되기전에 소형원자로와 이를 포함한 원자로건물의 건전성을 확보할 수 있다.
또한 외부의 탱크(예: 물탱크 등)에 대한 수질관리 불필요한 원자로 냉각을 수행할 수 있다.
또한 이러한 탱크에 연결된 열전달 장치에 의해 소형원자로의 격납구획내 물과 열교환이 수행되도록 하며, 별도의 운전원 개입이 없이도 원자로의 장기적인(예: 운전원조치 기준시간인 72시간 이상 등）피동냉각이 가능한 원자로 냉각을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형원자로 냉각시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 따른 소형원자로 냉각시스템의 구성을 세부적으로 도시한 블록도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 따른 소형원자로 냉각시스템의 구성을 도시한 구성도이다.
도 6 내지 도 7은 도 1에 따른 소형원자로 냉각시스템의 전체적인 구성을 도시한 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형원자로 냉각방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 소형원자로 냉각시스템(100)은 소형원자로(130), 냉각유닛(110) 및 외부냉각유닛(120)을 포함한다. 도 2를 참조하면 상기 소형원자로 냉각시스템의 상기 냉각유닛(110)은 원자로수용체(111) 및 피동냉각체(112)를 포함한다.
여기서 상기 원자로수용체(111)는 저면패널부(1111), 일측외부패널부(1112), 타측외부패널부(1113) 및 내부패널부(1114)를 포함한다. 상기 피동냉각체(112)는 제1피동냉각체(112), 제2피동냉각체(112), 제3피동냉각체(112), 제4피동냉각체(112) 및 제5피동냉각체(112)를 포함한다.
상기 외부냉각유닛(120)은 수용체(121), 다층형냉각체(122), 굴뚝형냉각체(123) 및 외부열전달체(124)를 포함한다. 상기 굴뚝형냉각체(123)는 침지형냉각체(1231), 제1노출형냉각체(1232) 및 제2노출형냉각체(1233)를 포함한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면 상기 냉각시스템(100)의 상기 냉각유닛(110)은 소형원자로(130)가 내부에 위치된다. 이러한 상기 냉각유닛(110)은 상기 소형원자로(130)가 중대사고 발생에 따라 상기 냉각시스템(100)에서 상기 중대사고에 대응하는 냉각처리를 수행한다.
상기 냉각유닛(110)은 상기 중대사고에 따른 발열에 대응하여 상기 냉각처리를 수행하도록 제1냉각유체(W1)를 제공한다. 상기 냉각시스템(100)의 상기 원자로수용체(111)는 상기 저면패널부(1111)가 바닥을 이룬다.
여기서 상기 일측외부패널부(1112)는 상기 저면패널부(1111)의 일측 상부로 구비되어 벽을 이룬다. 상기 타측외부패널부(1113)는 상기 저면패널부(1111)의 타측 상부로 구비되어 벽을 이룬다.
상기 냉각시스템(100)의 상기 냉각유닛(110)은 상기 일측외부패널부(1112)와 상기 타측외부패널부(1113) 사이에서 상기 소형원자로(130) 주위로 위치된다.
이때 상기 냉각유닛(110)은 상기 중대사고에 따른 발열에 기반하여 상기 소형원자로(130)에 대한 제1냉각유체(W1)를 제공하도록 구비된다. 상기 원자로수용체(111)의 상기 내부패널부(1114)는 상기 일측외부패널부(1112)와 상기 타측외부패널부(1113) 사이에 단수 혹은 다수로 벽을 이룬다.
상기 소형원자로(130)는 상기 일측외부패널부(1112)와 상기 타측외부패널부(1113) 및 상기 내부패널부(1114) 사이에 각각 위치된다. 상기 피동냉각체(112)는 상기 각 소형원자로(130) 둘레부 적어도 일부에 위치되어 상기 제1냉각유체(W1)가 제공되도록 한다.
아울러 상기 피동냉각체(112)의 상기 제1피동냉각체(112)는 상기 일측외부패널부(1112) 내측면에 구비된다. 상기 피동냉각체(112)의 상기 제2피동냉각체(112)는 상기 타측외부패널부(1113) 내측면에 구비된다.
상기 피동냉각체(112)의 상기 제3피동냉각체(112)는 상기 내부패널부(1114)들 상호간의 대향면 중 적어도 일부에 구비된다. 상기 제4피동냉각체(1124)는 상기 제1외부패널부(1112)의 상기 제1피동냉각체(1121)와 대향하는 상기 내부패널부(1114)의 대향면 중 적어도 일부에 구비된다.
상기 피동냉각체(112)의 상기 제5피동냉각체(1125)는 상기 내부패널부(1114)의 상기 제2피동냉각체(1122)와 대향하는 상기 내부패널부(1114)의 대향면 중 적어도 일부에 구비된다.
아울러 상기 피동냉각체(112)의 상기 제1피동냉각체(112) 내지 상기 제6피동냉각체(112)는 상기 중대사고의 상기 발열에 대응함에 있어 수동방식과 자동방식으로 분류된다.
상기 수동방식의 경우 상기 발열에 대응하기 위한 액추에이터(actuator) 기반의 트리거수단(미도시)에 의한 물리적 힘에 기반한다. 예컨데 상기 트리거수단에 의하여 상기 제1피동냉각체(112) 내지 상기 제6피동냉각체(112)의 내부에서 상기 제1냉각유체(W1)되도록 한다. (도 3 참조)
여기서 상기 트리거수단은 상기 제1피동냉각체(112) 내지 상기 제6피동냉각체(112)에 누름방식, 찌름방식, 절개방식 등이 가능하도록 구비된다. 이를 통해 상기 제1피동냉각체(112) 내지 상기 제6피동냉각체(112)는 상기 제1냉각유체(W1)를 외부로 유출시킨다. (도 5 참조)
상기 수동방식의 경우 작업자 혹은 제어장치에 의하여 구동될 수 있다. 상기 자동방식의 경우 상기 내부열전달체(113)가 상기 소형원자로(130)와 상기 제1피동냉각체(112) 내지 상기 제6피동냉각체(112) 사이에 직접 접촉되도록 구비된다.(도 4 참조)
이러한 직접 접촉을 통해 상기 중대사고에 따른 상기 발열이 상기 제1피동냉각체(112) 내지 상기 제6피동냉각체(112)에 전달된다. 상기 제1피동냉각체(112) 내지 상기 제6피동냉각체(112)는 열에 의하여 적어도 일부가 녹아 내부에 상기 제1냉각유체(W1)를 외부로 유출시킨다. (도 5 참조)
상기 냉각유닛(110)의 상기 내부열전달체(113)는 일방이 상기 피동냉각체(112)에 접하고 타방이 상기 소형원자로(130)에 접하도록 구비되어, 상기 피동냉각체(112)와 상기 소형원자로(130)를 연동시킨다.
아울러 상기 내부열전달체(113)는 상기 소형원자로(130)의 상기 중대사고에 따른 상기 발열을 상기 피동냉각체(112)로 열전달을 수행한다. 상기 피동냉각체(112)는 내부에 상기 제1냉각유체(W1)를 수용한다.
상기 내부열전달체(113)의 상기 열전달에 대응하여 상기 제1냉각유체(W1)를 외부로 유출되도록 한다. 상기 내부열전달체(113)는 니들형 구조물, 바(bar)형 구조물, 패널형 구조물 등을 포함한다.
이때 상기 제1피동냉각체(1121) 내지 상기 제5피동냉각체(1125) 중 적어도 어느 하나는 다수로 구획되어 상기 제1냉각유체(W1)가 각기 내장된다. 상기 피동냉각체(112)의 상기 제6피동냉각체(1126)는 상기 저면패널부(1111)에 구비된다.
도 6 내지 도 7을 참조하면 상기 냉각시스템(100)의 외부냉각유닛(120)은 상기 냉각유닛(110)과 연동된다. 상기 냉각시스템(100)의 상기 외부열전달체(124)는 상기 냉각유닛(110)과 상기 외부냉각유닛(120) 상호간을 연동시킨다.
상기 외부냉각유닛(120)의 상기 외부수용체(121)는 내부에 제2냉각유체(W2)가 충진된다. 상기 외부냉각유닛(120)의 상기 다층형냉각체(122)는 중공형 구조를 가진다.
이러한 상기 외부냉각유닛(120)의 상기 외부수용체(121)는 상기 외부수용체(121)에서 상기 제2냉각유체(W2)에 침지(浸漬)　되며 다층으로 절곡된다.
상기 외부냉각유닛(120)의 상기 굴뚝형냉각체(123)는 상기 다층형냉각체(122)와 연동되어 상기 소형원자로(130)에 굴뚝효과에 기반하는 피동형 냉각처리가 수행되도록 한다.
아울러 상기 굴뚝형냉각체(123)의 상기 침지형냉각체(1231)는 중공형 구조로서 상기 외부수용체(121)에서 상기 제2냉각유체(W2)에 침지된다. 상기 굴뚝형냉각체(123)의 상기 제1노출형냉각체(1232)는 중공형 구조를 가진다.
상기 굴뚝형냉각체(123)의 상기 침지형냉각체(1231)는 상기 침지형냉각체(1231)와 연결된다. 상기 외부수용체(121)의 상기 제1노출형냉각체(1232)는 상기 제2냉각유체(W2)에 침지되고 높이방향 일부가 외부로 노출된다.
여기서 상기 굴뚝형냉각체(123)의 상기 제2노출형냉각체(1233)는 중공형 구조로서 상기 침지형냉각체(1231)를 매개로 상기 제1노출형냉각체(1232)와 연통된다.
한편 상기 제2노출형냉각체(1233)는 상기 외부수용체(121)에서 상기 제2냉각유체(W2)에 침지되고 높이방향 일부가 상기 제1노출형냉각체(1232) 보다 더 높이 외부로 노출된다.
상기 외부열전달체(124)는 상기 다층형냉각체(122)를 매개로 상기 제1냉각유체(W1)와 상기 제2냉각유체(W2)를 연동시킨다. 상기 외부냉각유닛(120)은 상기 소형원자로(130)의 상기 발열에 대응하여 자연증발방식을 통해 상기 피동형 냉각처리가 수행되도록 한다.
아울러 상기 외부냉각유닛(120)은 상기 냉각유닛(110)에 대한 열교환을 매개로 상기 냉각유닛(110)의 상기 제1냉각유체(W1)가 상기 발열에 의하여 수위가 저하되는 것을 방지한다.
상기 외부냉각유닛(120)은 상기 외부수용체(121)의 상기 제2냉각유체(W2)는 일정주기 동안 별도의 취급없이 상기 열교환이 지속적으로 이루어지도록 한다. 상기 일정주기는 적어도 72시간의 주기를 포함한다.
여기서 상기 외부냉각유닛(120)은 상기 소형원자로(130) 또는 상기 냉각유닛(110)에서 발생되는 총 열당량에 대응되도록 상기 제2냉각유체(W2)가 구비된다.
도 8을 참조하면 본 발명의 일 실시에에 따른 소형원자로 냉각방법(S100)은 소형원자로(130)가 냉각시스템(100)에서 위치된다. 아울러 상기 소형원자로(130)가 중대사고 발생에 따라 상기 냉각시스템(100)에서 상기 중대사고에 대응하는 냉각처리가 수행된다.
이러한 상기 냉각시스템(100)은 내부에 상기 소형원자로(130)가 위치된다. 상기 냉각시스템(100)은 상기 중대사고에 따른 발열에 대응하여 제1냉각유체(W1)를 제공하는 냉각유닛(110)을 포함한다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 냉각유닛 111: 원자로수용체
112: 피동냉각체 113: 내부열전달체
120: 외부냉각유닛 121: 수용체
122: 다층형냉각체 123: 침지형냉각체
1231: 침지형냉각체 1232: 제1노출형냉각체
1233: 제2노출형냉각체 124: 외부열전달체
130: 소형원자로

Claims (15)

  1. 소형원자로 냉각시스템으로서,
    소형원자로가 내부에 위치되며, 상기 소형원자로가 중대사고 발생에 따라 상기 냉각시스템에서 상기 중대사고에 대응하는 냉각처리를 수행하는 냉각유닛을 포함하되,
    상기 냉각유닛은,
    상기 중대사고에 따른 발열에 대응하여 상기 냉각처리를 수행하도록 제1냉각유체를 제공하고,
    상기 냉각유닛은 원자로수용체 및 피동냉각체를 포함하되,
    상기 원자로수용체는,
    바닥을 이루는 저면패널부와, 상기 저면패널부의 일측 상부로 구비되는 일측외부패널부와, 상기 저면패널부의 타측 상부로 구비되는 타측외부패널부를 포함하며,
    상기 냉각유닛은,
    상기 일측외부패널부와 상기 타측외부패널부 사이에서 상기 소형원자로 주위로 위치되고, 상기 중대사고에 따른 발열에 기반하여 상기 소형원자로에 대한 제1냉각유체를 제공하며,
    상기 원자로수용체는,
    상기 일측외부패널부와 상기 타측외부패널부 사이에 구비되는 다수의 내부패널부를 더 포함하며,
    상기 소형원자로는 상기 일측외부패널부와 상기 타측외부패널부 및 상기 내부패널부 사이에 각각 위치되며,
    상기 피동냉각체는 상기 각 소형원자로 둘레부 적어도 일부에 위치되어 상기 제1냉각유체가 제공되도록 하고,
    상기 피동냉각체는
    상기 일측외부패널부 내측면에 구비되는 제1피동냉각체와,
    상기 타측외부패널부 내측면에 구비되는 제2피동냉각체와,
    상기 내부패널부들 상호간의 대향면 중 적어도 일부에 구비되는 제3피동냉각체와
    상기 일측외부패널부의 상기 제1피동냉각체와 대향하는 상기 내부패널부의 대향면 중 적어도 일부에 구비되는 제4피동냉각체와,
    상기 내부패널부의 상기 제2피동냉각체와 대향하는 상기 내부패널부의 대향면 중 적어도 일부에 구비되는 제5피동냉각체를 포함하는, 소형원자로 냉각시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 냉각유닛은,
    일방이 상기 피동냉각체에 접하고 타방이 상기 소형원자로에 접하도록 구비되어, 상기 피동냉각체와 상기 소형원자로를 연동시키는 내부열전달체를 더 포함하며,
    상기 내부열전달체는,
    상시 소형원자로의 상기 중대사고에 따른 상기 발열을 상기 피동냉각체로 열전달을 수행하며,
    상기 피동냉각체는,
    내부에 상기 제1냉각유체를 수용하며, 상기 내부열전달체의 상기 열전달에 대응하여 상기 제1냉각유체를 외부로 유출시키는, 소형원자로 냉각시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내부열전달체는 니들형 구조물, 바(bar)형 구조물, 패널형 구조물 중 어느 하나를 포함하는, 소형원자로 냉각시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1피동냉각체 내지 상기 제5피동냉각체 중 적어도 어느 하나는 다수로 구획되어 상기 제1냉각유체가 각기 내장되는, 소형원자로 냉각시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 피동냉각체는 상기 저면패널부에 구비되는 제6피동냉각체를 더 포함하는, 소형원자로 냉각시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 냉각시스템은,
    상기 냉각유닛과 연동되는 외부냉각유닛과,
    상기 냉각유닛과 상기 외부냉각유닛 상호간을 연동시키기 위한 외부열전달체를 더 포함하며,
    상기 외부냉각유닛은,
    내부에 제2냉각유체가 충진되는 외부수용체와,
    중공형 구조로서 상기 외부수용체에서 상기 제2냉각유체에 침지(浸漬)　되며 다층으로 절곡되는 다층형냉각체를 포함하는, 소형원자로 냉각시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 외부냉각유닛은,
    상기 다층형냉각체와 연동되어 상기 소형원자로에 굴뚝효과에 기반하는 피동형 냉각처리가 수행되도록 하는 굴뚝형냉각체를 더 포함하는, 소형원자로 냉각시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 굴뚝형냉각체는
    중공형 구조로서 상기 외부수용체에서 상기 제2냉각유체에 침지되는 침지형냉각체와,
    중공형 구조로서 상기 침지형냉각체와 연결되며, 상기 외부수용체에서 상기 제2냉각유체에 침지되고 높이방향 일부가 외부로 노출되는 제1노출형냉각체와,
    중공형 구조로서 상기 침지형냉각체를 매개로 상기 제1노출형냉각체와 연통되며, 상기 외부수용체에서 상기 제2냉각유체에 침지되고 높이방향 일부가 상기 제1노출형냉각체 보다 더 높이 외부로 노출되는 제2노출형냉각체를 포함하는, 소형원자로 냉각시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 외부열전달체는 상기 다층형냉각체를 매개로 상기 제1냉각유체와 상기 제2냉각유체를 연동시키되,
    상기 외부냉각유닛은,
    상기 소형원자로의 상기 발열에 대응하여 자연증발방식을 통해 상기 피동형 냉각처리가 수행되도록 하는, 소형원자로 냉각시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 외부냉각유닛은,
    상기 냉각유닛에 대한 열교환을 매개로 상기 냉각유닛의 상기 제1냉각유체가 상기 발열에 의하여 수위가 저하되는 것을 방지하며,
    상기 외부수용체의 상기 제2냉각유체는 일정주기 동안 별도의 취급없이 상기 열교환이 지속적으로 이루어지도록 하는, 소형원자로 냉각시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 외부냉각유닛은,
    상기 소형원자로 또는 상기 냉각유닛에서 발생되는 총 열당량에 대응되도록 상기 제2냉각유체가 구비되는, 소형원자로 냉각시스템.
  15. 삭제
KR1020220029773A 2022-03-10 2022-03-10 소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법 KR102643962B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220029773A KR102643962B1 (ko) 2022-03-10 2022-03-10 소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법
PCT/KR2023/003288 WO2023172097A1 (ko) 2022-03-10 2023-03-10 소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220029773A KR102643962B1 (ko) 2022-03-10 2022-03-10 소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230132919A KR20230132919A (ko) 2023-09-19
KR102643962B1 true KR102643962B1 (ko) 2024-03-05

Family

ID=87935524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220029773A KR102643962B1 (ko) 2022-03-10 2022-03-10 소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102643962B1 (ko)
WO (1) WO2023172097A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102067396B1 (ko) * 2018-11-02 2020-01-17 한국수력원자력 주식회사 자연 순환되는 2차 냉각 계통이 구비된 일체형 원자로 시스템

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013145161A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Toshiba Corp 使用済燃料貯蔵設備
US10395782B2 (en) * 2015-03-18 2019-08-27 Nuscale Power, Llc Reactor module support structure
KR101925702B1 (ko) 2017-01-02 2018-12-05 한국수력원자력 주식회사 Smr 원자로와 원자로 시스템 기동방법
KR102071595B1 (ko) * 2018-03-09 2020-01-30 한국원자력연구원 피동 원자로 공동 냉각장치
KR20210108767A (ko) * 2020-02-26 2021-09-03 한국수력원자력 주식회사 소형 일체형 원자로를 포함하는 원자로건물 피동냉각 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102067396B1 (ko) * 2018-11-02 2020-01-17 한국수력원자력 주식회사 자연 순환되는 2차 냉각 계통이 구비된 일체형 원자로 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023172097A1 (ko) 2023-09-14
KR20230132919A (ko) 2023-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Varma et al. AHTR mechanical, structural, and neutronic preconceptual design
EP2224452B1 (en) Ph adjusting system and method of adjusting ph
US8873697B2 (en) Liquid metal cooled nuclear reactor and heat removal method for the same
JP6411739B2 (ja) 原子炉、及び原子炉から熱を除去する方法
HUE035234T2 (hu) Integrált sóolvadékos nukleáris reaktor
GB2268618A (en) Collecting and recirculating condensate in a nuclear reactor containment
JP2014506998A5 (ko)
KR102643962B1 (ko) 소형원자로 냉각시스템 및 냉각방법
EP0928488B1 (en) Gap forming and cooling structure for a nuclear reactor
EP1233423B1 (de) Vorrichtung zum Kühlen und zum Schutz eines Reaktordruckbehälters bei Kernschmelzunfällen
JP2009052951A (ja) 炉心溶融物冷却装置および原子炉格納容器
EP2224453B1 (en) Ph adjusting unit
DE1764737A1 (de) Nukleares Energieversorgungssystem mit thermoelektrischem Konverter
US20230106712A1 (en) Liquid metal cooled nuclear reactor incorporating a fully passive decay heat removal (dhr) system with a modular cold source
JP2014173984A (ja) 原子炉
EP3963603B1 (en) Modular core molten salt nuclear reactor
JP6990097B2 (ja) 液体金属ナトリウムの回収方法及び回収装置
Guidez et al. ESFR SMART: A European Sodium Fast Reactor concept including the European feedback experience and the new safety commitments following Fukushima accident
McLean In-Vessel Retention (IVR) Design Features, Phenomenology and Technical Basis in the CANDU Reactor
US11837374B2 (en) Zamak stabilization of spent sodium-cooled reactor fuel assemblies
JP6924656B2 (ja) 原子炉格納容器
Pesic et al. Yugoslav spent nuclear fuel management program and international perspectives
DE2505532C2 (de) Kernreaktor-Kraftwerksanlage mit Kühlflüssigkeitszufuhr bei unfallbedingtem Verlust an Reaktorkühlmittel
JP2024514626A (ja) 使用済みナトリウム冷却炉燃料アセンブリのザマック安定化
JP3534591B2 (ja) 使用済み燃料輸送容器内の流体の置換方法及び装置

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