KR20010076565A - Passive Secondary Condensing System - Google Patents

Passive Secondary Condensing System Download PDF

Info

Publication number
KR20010076565A
KR20010076565A KR1020000003771A KR20000003771A KR20010076565A KR 20010076565 A KR20010076565 A KR 20010076565A KR 1020000003771 A KR1020000003771 A KR 1020000003771A KR 20000003771 A KR20000003771 A KR 20000003771A KR 20010076565 A KR20010076565 A KR 20010076565A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steam
tank
condenser
secondary condensation
supply pipe
Prior art date
Application number
KR1020000003771A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
백종훈
김한곤
김병섭
조성제
박수기
Original Assignee
이종훈
한국전력공사
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 이종훈, 한국전력공사 filed Critical 이종훈
Priority to KR1020000003771A priority Critical patent/KR20010076565A/en
Publication of KR20010076565A publication Critical patent/KR20010076565A/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PURPOSE: A passive secondary condensing system of an atomic power station is provided to safely stop a reactor by a natural circulation without an external power when a total loss of a feed water occurs. CONSTITUTION: A steam generator(20) generates steam due to heat generated in a reactor(10). A main steam line(21) sends the steam from the steam generator through an outside wall(30) of a containment vessel toward a turbine. A steam supply line(40) is diverged from the main steam line(21) and supplies the steam. A condenser(60) condenses the supplied steam. A passive secondary condensing tank(50) settles the condenser(60) in a cooling water and permits a condensing operation. A condensate collecting line(70) collects the condensate from the condenser(60) and sends the same to the steam generator through a main supply line(23). The steam supply line(40) is diverged on a front end of a main steam interrupting valve(22). A condensate discharging valve is connected to a rear end of the main steam interrupting valve(22). A check valve of the condensate collecting line(70) is connected to a front end of the main supply interrupting valve(23).

Description

원자력 발전소의 피동이차응축시스템{Passive Secondary Condensing System}Passive Secondary Condensing System of Nuclear Power Plant

본 발명은 가압 경수로형 원자력 발전소에 있어서 동력을 요구하는 보조급수 계통의 정상적인 작동이 안될 경우를 대비하여 증기 발생기 냉각에 동력을 요구하지 않는 자연순환 원리를 이용하여 증기발생기를 냉각시킬 수 있도록 한 원자력 발전소의 피동이차응축 시스템에 관한 것이다.In the present invention, in the pressurized light water reactor-type nuclear power plant, the nuclear power generator can be cooled using a natural circulation principle that does not require power to cool the steam generator in preparation for the normal operation of the auxiliary water supply system that requires power. A passive secondary condensation system of a power plant.

원자력 발전소는 연료의 핵분열에 따른 열을 생성하고, 또한 이를 제어하므로서 여기서 얻은 열에너지를 증기발생기로부터 열교환을 하여 증기 터빈 및 발전기를 가동시켜 전기에너지를 얻는 궁극적인 목표는 다른 종류의 발전소와 동일하다. 그러나, 원자력발전소는 이와 동시에 핵연료를 보유하고 있는 원자로 노심 및발생한 열을 이차측으로 전달하는 원자로 냉각재 계통을 안전하고, 설계기준 범위내에서 운전되게 함으로서 발전소의 안전상태를 유지하고, 방사능 외부누출을 억제하여야 한다. 이를 달성하기 위하여 원자력발전소는 사고시 발전소를 안전하게 정지시킬 수 있도록 원자로 보호 계통(Reactor Protection System), 공학적 안전설비 계통(Engineering Safety Feature System), 비상 전원 계통(Emergency Electrical System), 격납용기 건물(Containment Vessel)같은 안전 설비를 갖추고 있다.Nuclear power plants generate heat according to the nuclear fission of fuel, and also control it, so that the heat energy obtained from heat exchange from the steam generator to operate steam turbines and generators to obtain electrical energy is the same as other types of power plants. At the same time, however, the nuclear power plant maintains the safety of the power plant and suppresses radioactive external leakage by keeping the reactor core containing nuclear fuel and the reactor coolant system that transfers generated heat to the secondary side safely and operating within the design criteria. shall. To achieve this, nuclear power plants are equipped with a reactor protection system, an engineering safety feature system, an emergency electrical system, and a containment vessel to safely shut down the plant in the event of an accident. Equipped with the same safety equipment.

이 안전설비 중 공학적 안전설비 계통은 원전에서 일어날 수 있는 사고 중 냉각재 상실 사고, 다량의 이차계통 배관 파열, 증기발생기 튜브파열, 1대의 원자로 냉각재 펌프 회전자 고착, 핵연료 취급사고, 제어봉 구동기구 보호관 파열에 해당하는 설계기준 사고에도 고유의 설계기능을 완전히 발휘하여 핵분열 생성물의 외부누출을 최대한 방지하는 계통이다.Among these safety facilities, the engineering safety system system includes the loss of coolant during accidents that may occur in nuclear power plants, a large number of secondary system pipe ruptures, steam generator tube ruptures, one reactor coolant pump rotor stuck, nuclear fuel handling accidents, control rod drive mechanism protection tube rupture. It is a system that prevents the leakage of nuclear fission products to the maximum by fully exhibiting its unique design function even in the case of accidents of design standards.

공학적 안전설비는 격납용기 계통(Containment System), 비상노심 냉각계통(Emergency Core Cooling system), 원자로 건물 핵분열 생성물질 제거 및 제어계통(Fission Product Remove and Control System)과 보조급수 계통(Auxiliary Feedwater System) 같이 크게 4가지로 나눌 수 있다.Engineering safety facilities include containment systems, emergency core cooling systems, nuclear reactor fission product removal and control systems, and auxiliary feedwater systems. It can be divided into four types.

이 공학적 안전설비 중의 하나인 보조급수계통은 어떠한 사고시 증기발생기에 급수를 공급하여 원자로 냉각시킴으로서 노심손상을 방지하기 위한 주요수단을 제공한다.The auxiliary water supply system, one of these engineering safety installations, provides the main means of preventing core damage by supplying steam generators and cooling the reactor in the event of an accident.

CE 발전소 형태의 보조급수계통은 독립된 2개의 부속계통으로 전동기 구동펌프와 증기터빈에 의해 직접 구동되는 터빈 구동펌프로 구성된다. 각 부속계통은 해당 증기발생기에 급수를 공급할 수 있도록 설계되며, 보조 급수계통의 단일 고장과 동시에 발생될 수 있는 주급수 혹은 주증기배관 파열사고시 증기발생기에 충분한 급수를 공급할 수 있도록 설계 되었다.The auxiliary water supply system in the form of a CE power plant consists of two independent sub-systems consisting of a motor drive pump and a turbine drive pump driven directly by a steam turbine. Each subsidiary system is designed to supply water to the steam generator and to supply sufficient water to the steam generator in the event of a main water supply or main steam pipe rupture that can occur simultaneously with a single failure of the auxiliary water supply system.

증기발생기에서 보조급수계통을 통해 공급된 물이 비등되어 발생된 증기는 주증기 대기 방출밸브를 통하여 대기로 방출됨으로서 원자로에서 발생된 열을 제거한다. 복수기가 이용가능한 경우에는 터빈 우회계통에 의하여 복수기로 증기를 방출시킬 수도 있다. 이렇게 하여 냉각재 온도 및 압력이 각각 177℃, 28.8kg/cm2이하로 낮아지면 정지 냉각계통으로 냉각기능을 수행한다.In the steam generator, steam generated by boiling water supplied through the auxiliary water supply system is discharged to the atmosphere through the main steam atmospheric release valve to remove heat generated in the reactor. Where a condenser is available, steam may be released to the condenser by a turbine bypass system. In this way, when the coolant temperature and pressure are lowered to 177 ° C. and 28.8 kg / cm 2 or less, respectively, the cooling function is performed by the stationary cooling system.

이런 보조급수계통이 어떠한 원인에 의해 작동되지 않거나 혹은 작동 중 멈추었을 때가 급수완전상실(Total Loss Of Feedwater, TLOFW)사고이다.The total loss of feedwater (TLOFW) is when these subwater supply systems fail to work or stop during operation.

급수완전상실의 경우, 원자로냉각재 계통내 압력이 열제거가 안돼 높아지면 1차계통의 압력이 올라가게 된다. 증가된 압력은 가압기안전밸브(PSV:Pressurizer Safety Valve)의 설정압력 초과시 밸브가 개방되어 과압방지 기능을 수행한다. 이후 압력이 설정압력치 이하로 떨어지면 밸브는 닫히게 되고, 이런식으로 밸브가 계속해서 열리고 닫힘을 반복하다가 어느 순간 운전원이 수동으로 안전감압밸브(SDS)를 열어줌으로서 원자로냉각재 계통내 압력을 수동으로 감압시켜 고압 안전 주입펌프가 기동되어 붕산수를 냉각재 계통에 주입, 원자로냉각재 재고량을 복구시키는 안전주입을 가능하게 만든다. 즉, 안전감압계통 (Safety Depressurization System, SDS)과 안전주입계통 (Safety Injection System, SIS)을 이용한 주입방출운전 (Feed and Bleed Operation)을 함으로서 냉각재 온도 및 압력이 각각 177℃,28.8kg/cm2이하로 낮아지면 정지 냉각계통으로 냉각기능을 수행한다. 이와 같이 기존 CE형 원전(영광 3,4, 울진 3,4)은 급수완전상실사고 경우 주입방출운전(Feed & Bleed)을 통해 노심의 열을 제거하게 된다.In case of complete loss of water supply, if the pressure in the reactor coolant system becomes too high to remove heat, the pressure in the primary system will rise. The increased pressure prevents the overpressure by opening the valve when the set pressure of the PSV (Pressurizer Safety Valve) is exceeded. After that, when the pressure falls below the set pressure value, the valve closes. In this way, the valve continues to open and closes repeatedly, and at some point, the operator manually opens the safety pressure reducing valve (SDS) to manually reduce the pressure in the reactor coolant system. The high pressure safety injection pump is activated to inject boric acid into the coolant system to enable safe injection of the reactor coolant inventory. That is, the coolant temperature and pressure are 177 ° C and 28.8kg / cm 2 by the fed and bleed operation using the safety depressurization system (SDS) and the safety injection system (SIS). When it is lowered below, the cooling function is performed by the static cooling system. As such, the existing CE type nuclear power plants (Gwanggwang 3,4, Uljin 3,4) will remove the core heat through feed and bleed in case of complete water supply loss.

그러나 급수완전상실시 안전감압계통 (Safety Depressurization System, SDS)과 안전주입계통 (Safety Injection System, SIS)을 이용한 주입방출운전 (Feed and Bleed Operation)대한 기기들의 작동 불확실성과 운전원에게 심적 부담을 주고 있다.However, the operational uncertainty of the equipment for fed and bleed operation using the safety depressurization system (SDS) and the safety injection system (SIS) in the case of complete water supply is putting a heavy burden on the operator. .

따라서, 본 발명은 차세대 원자로에서 상기한 문제점을 미연에 방지할 수 있도록하기 위하여, 주급수계통 및 보조급수계통이 작동불능인 경우, 즉 급수완전상실사고시 외부동력없이 자연순환에 의해 원자로를 안전하게 정지시킬수 있는 원자력 발전소의 피동이차응축 시스템을 제공하기 위한 것이다.Therefore, in order to prevent the above problems in the next generation reactor, the main water supply system and the auxiliary water supply system are inoperable, that is, safely shut down the reactor by natural circulation without external power in the event of a complete water loss. To provide a passive secondary condensation system of a nuclear power plant.

본 발명의 피동이차응축계통의 기능들은 운전원의 조작이나 외부 교류전원 (AC Power)의 공급 없이 완전한 피동작동에 의하여 이루어진다. 즉, 피동이차응축계통은 원자로 과도사고시나 소형 냉각재 상실 사고 (Small Break LOCA ; SBLOCA)시 보조급수계통 (Auxiliary Feedwater System, AFWS)이 상실되어 그 기능을 발휘하지 못할 때, 노심에서 발생되는 붕괴열과 원자로 냉각재계통 냉각에 필요한 열을 이차계통을 통해 제거함으로써 안전주입에 의한 주입방출운전 없이 노심 손상을 방지하므로서 외부로의 방사선 누출을 최대한 억제할 수 있다.The functions of the passive secondary condensation system of the present invention are achieved by the fully driven operation without operator's manipulation or supply of external AC power. In other words, the passive secondary condensation system may be damaged in the core when the secondary feed system (AFWS) is lost due to a nuclear reactor transient accident or a small break LOCA (SBLOCA). By removing the heat required for cooling the reactor coolant system through the secondary system, it is possible to prevent the leakage of radiation to the outside while preventing core damage without the injection discharge operation by safe injection.

피동이차응축계통 운전의 작동원리는 수직관 내부의 막응축현상(film-wise condensation process)에 의존한다. 계통 기동 후, 증기는 차가운 튜브 내벽 표면에서 응축된다. 튜브가 물 속에 잠긴 상태로 유지되기 때문에 표면 온도는 포화온도보다 충분히 낮게 유지된다. 응축 과정에서 증기가 제거되어 국부 압력이 감소하며, 응축기가 증기를 함유한 가압 상태의 증기발생기에 연결되어 있으므로 증기가 증기발생기에서 응축기로 흐른다. 한편 응축수는 중력으로 배수, 증기발생기로 회수되어 연속적이고 안정된 응축과정이 형성되며, 피동이차응축계통 연속운전이 가능하게 된다. 피동이차응축계통의 배치설계와 연계하여, 응축수의 수두는 자연순환을 수행하기에 충분하도록 설계된다.The principle of operation of the driven secondary condensation system operation depends on the film-wise condensation process inside the vertical tube. After system start-up, steam condenses on the cold tube inner wall surface. Since the tube remains submerged in water, the surface temperature is kept sufficiently below the saturation temperature. Steam is removed during the condensation to reduce the local pressure. Steam flows from the steam generator to the condenser because the condenser is connected to a pressurized steam generator containing steam. On the other hand, the condensate is recovered by the drainage and steam generator by gravity to form a continuous and stable condensation process, which enables continuous operation of the driven secondary condensation system. In conjunction with the layout design of the passive secondary condensation system, the head of the condensate is designed to be sufficient to carry out natural circulation.

피동이차측응축 계통은 보조급수계통의 전 기능을 수용하여 인허가상의 관점에서 보조급수계통을 완전 대체하는 안전등급 피동이차응축계통보다는 보조급수계통을 보완하는 비안전등급으로 계열당 피동이차응축계통 탱크 한 대, 응축기 한 대, 기타 밸브 및 배관으로 구성되어 있다.The passive secondary condensation system is a non-safety class that supplements the auxiliary water supply system rather than the safety grade passive secondary condensation system, which accepts all the functions of the auxiliary water supply system and completely replaces the auxiliary water supply system from a licensing perspective. It consists of one condenser, other valves and piping.

이 계통이 대기하는 동안 증기공급관 밸브를 닫고 소형 우회밸브를 개방한다. 이것은 피동이차응축계통 기동시 계통 대기 상태에서 증기공급관 밸브를 열으므로서 발생할 수 있는 스팀헤머를 방지하지 위해 약 3/4 인치 크기의 증기공급관 우회관이 추가한 것이다. 또한 피동이차응축계통 탱크 내부에 응축수가 잠긴 부분에서 예상되는 파단에 의해 발생하는 부하가 현저하게 감소될 것이다. 따라서 증기공급관 격리밸브 유출부의 배관 파단으로 인한 인허가 문제를 감소시킬 것이다. 또한 증기공급관에는 자동 배수 기능이 갖추어져야 한다.While the system is waiting, close the steam supply valve and open the small bypass valve. This is added by a steam supply line bypass of approximately 3/4 inch to prevent steam hammers that may occur by opening the steam supply line valves in system standby when starting the passive secondary condensation system. In addition, the load caused by the expected failure in the part where the condensate is submerged inside the passive secondary condensation system tank will be significantly reduced. This will reduce the problem of licensing due to pipe rupture at the steam supply line isolation valve outlet. In addition, the steam supply line should be equipped with automatic drainage.

도 1은 본 발명에 의한 피동이차응축계통의 구성도.1 is a block diagram of a passive secondary condensation system according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 피동이차응축계통의 상세 구성도.2 is a detailed configuration diagram of a passive secondary condensation system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 피동이차응축계통의 화학제첨가 루프 개략도.Figure 3 is a schematic diagram of the chemical additive loop of the passive secondary condensation system according to the present invention.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 피동이차응축계통의 응축기를 보인 구성도.4a and 4b is a block diagram showing a condenser of a passive secondary condensation system according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

10 : 원자로 20 : 증기발생기10 reactor 20 steam generator

21 : 주증기관 22 : 주증기차단밸브21: main steam engine 22: main steam shutoff valve

23 : 주급수관 24 : 주급수차단밸브23: main water supply pipe 24: main water supply shutoff valve

30 : 격납건물 외벽 40 : 증기공급관30: outer wall of the containment building 40: steam supply pipe

41, 42 : 증기공급관 밸브 43 : 증기공급관 우회밸브41, 42: steam supply pipe valve 43: steam supply pipe bypass valve

44 : 증기공급관 격리밸브 45 : 증기공급관 배수밸브44: steam supply pipe isolating valve 45: steam supply pipe drain valve

46 : 비응축성기체 배기밸브 50 : 피동이차응축계통(PSCS) 탱크46 non-condensable gas exhaust valve 50 passive secondary condensation system (PSCS) tank

60 : 응축기(열교환기) 61a, 61b : 응축기 모듈60: condenser (heat exchanger) 61a, 61b: condenser module

62 : 증기 분배기 70 : 응축수 회수관62: steam distributor 70: condensate recovery pipe

71, 72 : 응축수회수관 밸브 73 : 응축수회수관 체크밸브71, 72: condensate return pipe valve 73: condensate return pipe check valve

80 : 비응축성기체 회수관 90 : 화학제첨가 루프80: non-condensable gas recovery tube 90: chemical additive loop

91 : 순환펌프 92 : 화학제첨가 탱크91: circulation pump 92: chemical additive tank

93 : 출구노즐 94: 시료채취관93: exit nozzle 94: sample collection pipe

95 : 화학제첨가 깔대기 96 : 배수로95: chemical addition funnel 96: drainage

97 : 입구노즐 100 : 습분 분리기97: inlet nozzle 100: moisture separator

110 : 보충수 급수수단 111 : 비상급수(Emergency water supply)110: supplementary water supply means 111: emergency water supply

112 : 순수급수(Demi water supply)112: Demi water supply

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 피동이차응축계통의 구성도이다.1 is a block diagram of a passive secondary condensation system according to the present invention.

원자로(10)에서 발생된 열에 의해 증기를 발생시키는 증기발생기(20)로부터 격납건물 외벽(30)통과하여 터빈측으로 증기를 보내는 주증기관(21)이 있으며, 이 주증기관(21)으로부터 증기공급관(40)을 분기시켜, 증기공급관(40)을 통해 증기를 공급 받는다. 공급받은 증기를 응축시키는 응축기(60)와, 그 응축기(60)를 냉각수 내에 침적시켜 응축 작동이 이루어지도록 하는 피동이차응축 탱크(50)와, 응축기(60)로부터 응축된 물을 회수하여 주급수관(23)을 통해 증기발생기로 보내주는 역할을 하는 응축수 회수관(70)과 터빈을 돌리고 나온 물을 증기발생기로 공급하는 주급수관(23)으로 구성된다. 상기 증기공급관(40)은 주증기 차단밸브(MSIV)(22)의 앞단에서 분기되고, 상기 응축수 배기밸브(46)는 상기 주증기 차단밸브(22)의 후단에 연결되고, 상기 응축수 회수관(70)의 체크밸브(73)는 상기 주급수 차단밸브(23)의 앞단에 연결되어 구성된다.There is a main steam engine 21 passing steam from the steam generator 20 that generates steam by heat generated in the reactor 10 to the turbine side through the outer wall 30 of the containment building, and from the steam engine 21, the steam supply pipe ( 40 is branched to supply steam through the steam supply pipe 40. A condenser 60 for condensing the supplied steam, a driven secondary condensation tank 50 for condensing the condenser 60 in cooling water, and condensation operation to be performed, and water condensed from the condenser 60 to recover the main water supply pipe. Consists of the condensate water recovery pipe 70 that serves to send to the steam generator through the 23 and the main water supply pipe 23 for supplying water to the steam generator after turning the turbine. The steam supply pipe 40 is branched from the front end of the main steam shutoff valve (MSIV) 22, the condensate exhaust valve 46 is connected to the rear end of the main steam shutoff valve 22, the condensate recovery pipe ( The check valve 73 of 70 is connected to the front end of the main water supply shutoff valve (23).

여기서, 상기 피동이차응축탱크(50)는 격납건물 외벽(30)의 외측에 설치되고 그 피동이차응축탱크(50)의 바닥면 높이는, 응축수 침수방지를 위하여 증기발생기 최대수위 또는 응축수 회수 노즐 높이와 최대유량에서의 총수두손실의 합보다 충분히 높은 위치하여야 한다. 응축기(60)가 침수되면, 튜브들 간에 유동 불안정을 수반하거나 또는 모듈 간에 유동 불안정을 수반하며, 열제거 능력이 감소한다. 이는단상 열전달이 응축 열전달보다 열전달 효율이 훨씬 떨어지기 때문이다.Here, the driven secondary condensation tank 50 is installed on the outside of the containment building outer wall 30 and the height of the bottom surface of the driven secondary condensation tank 50, the maximum level of the steam generator or the condensate recovery nozzle height to prevent the condensate ingress The head must be positioned sufficiently higher than the sum of the total head losses at maximum flow. When the condenser 60 is submerged, it entails flow instability between the tubes or flow instability between modules and the heat removal capacity is reduced. This is because single phase heat transfer is much lower in heat transfer efficiency than condensation heat transfer.

도 2는 본 발명에 의한 피동이차응축계통의 상세 구성도이다.2 is a detailed configuration diagram of a passive secondary condensation system according to the present invention.

격납건물 외벽(30)과 주증기차단밸브(22) 사이부분의 주증기관(21)의 한 라인에서 분기시킨 증기공급관(40)을 통하여 증기를 받는데, 계통 운전동 증기공급관 파단시 피동이차계통과의 격리를 위한 증기공급관 격리밸브(44)와 증기공급관 격리밸브 유출부의 파단으로 인한 증기발생기 재고량 손실을 방지하기 위하여 다중 설계된 증기공급관 밸브(41)(42)가 있으며 그 증기공급관 격리밸브(41)(42)와 병렬로 연결되어 피동이차응축계통의 대기상태에서 응축기를 예열 및 가압하기 위한 증기공급관 우회밸브(43)가 있다. 또한 증기공급관밸브(41)(42)와 증기공급관격리밸브(44) 사이의 증기공급관(40)에서 배수관을 분기시켜 열손실에 의해서 증기공급관(40)에 형성되는 응축수를 제거하기 위하여 루프 밀봉을 갖춘 배수밸브(45)와, 응축기(60)의 상단에서 두 개의 응축모듈로 분배되는 증기 분배기로부터 주증기관(21)으로 비응축성기체를 방출하기 위한 배기관이 있으며 이 배기관에 비응축성기체 배기밸브(46)가 포함되어 대기상태에서 열려있다.Steam is received through the steam supply pipe 40 branched from one line of the main steam engine 21 between the containment outer wall 30 and the main steam shutoff valve 22. Steam supply line isolation valve (44) and steam supply line isolation valve (41) for the isolation of the steam supply line. In parallel with (42) there is a steam supply pipe bypass valve (43) for preheating and pressurizing the condenser in the standby state of the driven secondary condensation system. In addition, the loop sealing is performed to branch the drain pipe from the steam supply pipe 40 between the steam supply pipe valves 41 and 42 and the steam supply pipe isolation valve 44 to remove condensed water formed in the steam supply pipe 40 due to heat loss. Equipped with a drain valve 45 and an exhaust pipe for discharging the non-condensable gas from the steam distributor distributed to the two condensation modules at the upper end of the condenser 60 to the main steam engine 21. 46) is included and open in standby.

응축수회수관에는 계통 대기중 오작동이나 피동이차응축 계통 운전 중에 주증기 안전밸브/ 주증기 대기밸브(MSSV/MSADV)가 열림으로 인하여 피동이차응축계통 유동이 역류하는 것을 방지하기 위하여 응축수 회수관(70)에 체크 밸브(73)를 설치하였으며 특히 격리밸브의 수를 줄이기 위하여 격리기능을 함께 제공하는 스톱체크밸브를 채택하여 설치되었다. 또한 피동이차응축계통의 작동시 자동으로 열려 계통을 작동시키며, 체크밸브의 파단시 피동이차계통과의 격리를 위한 다중 설계된응축수회수관 격리밸브(71)(72)가 있다.The condensate return pipe has a condensate return pipe (70) to prevent the secondary secondary condensing system flow from flowing back due to the malfunction of the system atmosphere or the main steam safety valve (MSSV / MSADV) opened during operation of the passive secondary condensation system. ), Check valves (73) were installed, and in particular, in order to reduce the number of isolation valves, it was installed by adopting stop check valves that provide isolation functions. In addition, the system automatically opens upon operation of the driven secondary condensed system, and there are multiple designed condensed recovery tube isolation valves 71 and 72 for isolation from the driven secondary system when the check valve is broken.

또한 응축기(60)의 하부헤더에 축적되는 비응축성 기체를 피동이차응축계통 탱크(50) 내부로 배기시키도록 4개의 직류구동 밸브가 직병렬 연결된 응축기의 비응축성기체 회수관(80)과, 피동이차응축계통 탱크(50)내의 생물체 번식에 의한 열효율 저하 등을 방지하기 위한 방청제투입 및 정화 처리를 위한 화학제 첨가루프(90)와, 피동이차응축계통 탱크(50)에서 대기중으로 방출되는 증기/물의 습분 동반을 회복시켜 물을 다시 탱크내로 회수시키기 위한 습분분리기(100)가 있다.In addition, the non-condensable gas recovery pipe 80 of the condenser connected with four direct current valves in series and parallel to exhaust the non-condensable gas accumulated in the lower header of the condenser 60 into the driven secondary condensation system tank 50, and the driven Steam to be released into the atmosphere from the chemical addition loop 90 and the secondary secondary condensation system tank 50 for the anticorrosive injection and purification treatment to prevent thermal degradation due to the propagation of organisms in the secondary condensation system tank 50. There is a moisture separator (100) for recovering the moisture accompanying the water to recover the water back into the tank.

상기 본 발명에 의한 피동이차응축계통의 각 밸브는 주전원 및 비상 보조전원 상실시에도 구동될 수 있도록 밧데리 전원을 더 구비하고, 직류전원 구동 밸브들을 사용한다.Each valve of the driven secondary condensation system according to the present invention further includes a battery power source to be driven even when the main power supply and the emergency auxiliary power supply are always used, and DC power supply valves are used.

도 3은 본 발명에 의한 피동이차응축계통의 화학제첨가 루프 개략도로서, 이에 도시된 바와 같이, 탱크재순환펌프(91)은 흡입노즐(97)로부터 피동이차응축계통탱크(50)물을 취하여 방청제를 첨가하여 출구노즐(93)을 통해 다시 탱크속으로 재순환을 가능하게 한다. 시료채취로(94)를 통하여 주기적으로 과산화수소농도를 검사하며 기준치(50ppm)를 벗어나는 경우 재순환 펌프(91)를 정지시켜 화학제첨가 깔대기(95)을 통해 화학제를 공급받아 화학제첨가 탱크(92)에 공급하거나 배수로(96)를 통해 물을 배수함으로서 계통의 농도를 맞춘 후 다시 재순환시켜 기준치를 맞춘다. 또한 비상급수(Emergency water suppy)(111)와 순수급수(112)(Demi water supply)를 통해 피동이차응축계통탱크내의 물을 공급하여 수위조절을 하도록 되어있다.3 is a schematic diagram of a chemical additive loop of a driven secondary condensation system according to the present invention. As shown in FIG. 2, the tank recirculation pump 91 takes the water of the driven secondary condensation system tank 50 from the suction nozzle 97 to prevent corrosion. It is possible to recirculate back into the tank through the outlet nozzle (93) by the addition. The hydrogen peroxide concentration is periodically checked through the sampling furnace 94, and when the reference value (50 ppm) is out of the standard, the recycling pump 91 is stopped to receive the chemical through the chemical addition funnel 95, and the chemical addition tank 92 ) By adjusting the concentration of the system by supplying or by draining the water through the drainage passage (96) and recycle again to meet the reference value. In addition, the water level is controlled by supplying the water in the passive secondary condensation system tank through emergency water suppy 111 and pure water supply 112.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 피동이차응축계통의 응축기를 보인 구성도이다. 피동이차응축계통 탱크(50)는, 응축기(60)의 열침원으로 작용한다. 피동이차응축계통 응축기(60)는 증기 분배기(62)와 두 개의 모듈(61a)(61b)로 구성된다. 각 모듈은 수직 튜브와 상부 헤더/하부 헤더로 구성된다. 튜브 내부는 이상(two phase)자연순환 유동에 의하여 열이 전달되며, 외부는 비등에 의해 전달된다.4a and 4b is a block diagram showing a condenser of a passive secondary condensation system according to the present invention. The driven secondary condensation system tank 50 acts as a heat source of the condenser 60. The driven secondary condensation system condenser 60 is composed of a steam distributor 62 and two modules 61a and 61b. Each module consists of a vertical tube and an upper header / lower header. Inside the tube, heat is transferred by two-phase natural circulation flow, and outside is by boiling.

이와 같이 구성된 본 발명의 피동이차응축계통의 각 구성요성들의 기능요건과 그에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the functional requirements and the operation of each of the components of the passive secondary condensation system of the present invention configured as described above are as follows.

피동이차응축계통 응축기(60)는, 이상자연순환 회로의 열침원으로서 잔열을 탱크에 전달한다. 응축기(60)는 증기를 두 개의 응축기 모듈로 분배하는 증기 분배기(62)와 열교환기 역할을 하는 두 개의 모듈(61a, 61b)로 구성된다. 각 모듈(61a, 61b)은 증기가 응축되는 수직 튜브와 상부 헤더/하부 헤더로 구성된다. 차가운 튜브 내벽에서 증기는 응축되며 응축 과정에서 증기가 제거되어 국부압력이 감소하여, 증기가 계속하여 증기발생기에서 응축기로 흐로고 응축수는 중력에 의해 증기발생긱로 회수되어 연속적이며 안정적인 응축과정이 형성된다.The driven secondary condensing system condenser 60 transmits the residual heat to the tank as a heat source of the abnormal natural circulation circuit. The condenser 60 is composed of a steam distributor 62 for distributing steam to two condenser modules and two modules 61a and 61b acting as heat exchangers. Each module 61a, 61b consists of a vertical tube and an upper header / lower header through which steam is condensed. Steam condenses on the inner wall of the cold tube and vapor is removed in the condensation process, reducing the local pressure, and the steam continues to flow from the steam generator to the condenser and the condensate is returned to the steam generator by gravity to form a continuous and stable condensation process. do.

습분분리기(Moisture Separator)(100)는 피동이차응축계통이 운전 중에 대기 중으로 방출되는 증기에 포함되어 있는 물을 회수하기 위한 장치이다. 증기에서 물을 회수함에 따라 상대적으로 적은 양의 물을 가지고도 응축기를 냉각시킬수 있음에 따라 습분분리기(100)는 탱크 용량을 감소시킨다.Moisture Separator (100) is a device for recovering the water contained in the steam discharged to the atmosphere during the operation of the driven secondary condensation system. The moisture separator 100 reduces the tank capacity as it can cool the condenser with a relatively small amount of water as the water is recovered from the steam.

화학제첨가(Chemical Addition )루프(90)는, 순환펌프(91)를 이용하여 피동이차응축계통 탱크(50)에 생물에 의한 열효율 저하를 방지하기 위한 방청제(bio-fouling inhibitor)를 주입한다. 이는 응축기 튜브 표면 외부에 생물이 부착될 경우 응축기의 열제거 능력이 감소하기 때문이다. 탱크 정화 운전과 관련하여 탱크내의 조류(藻類) 제어용 과산화수소(hydrogen peroxide) 농도 요건(50 ppm)과 탈염기의 수질 요건을 만족시키도록 수질이 유지되어야 한다. 따라서 도 3과 같은 정화 계통이 필요하다. 수질은 주기적으로 그랩 시료채취에 의해 감시한다. 시료분석 결과 과산화수소 농도가 기준치 이하이면, 재순환 펌프(91)를 정지하고, 격리밸브를 잠그며, 화학제첨가탱크(92)를 배기 및 배수하고, 깔때기를 통하여 필요한 화학제를 첨가하며, 정화 운전을 위하여 계통을 재배치한다. 피동이차응축계통 운전은 수질에 의한 어떠한 제한도 받지 않으나, 수질이 기준치를 벗어나는 경우, 조류가 피동이차응축계통 탱크에서 번식할 가능성이 매우 높으며, 궁극적으로 열효율 면적 감소로 인한 응축기 성능에 영향을 줄 가능성이 있다. 주기적인 시료채취로 수질의 기준치 만족 여부를 감시하며 루프 배관은 피동이차응축계통 탱크 용량과 운전 형태(연속 운전 또는 간헐 운전)에 따라 그 크기를 정한다.The chemical addition loop 90 injects a bio-fouling inhibitor to prevent the degradation of thermal efficiency by living things in the driven secondary condensation system tank 50 using the circulation pump 91. This is because condenser heat removal is reduced when organisms adhere to the outside of the condenser tube surface. Regarding tank cleaning operations, the water quality should be maintained to meet the hydrogen peroxide concentration requirements (50 ppm) and the desalter water quality requirements for algae control in the tank. Therefore, a purification system as shown in FIG. 3 is required. Water quality is monitored periodically by grab sampling. As a result of sample analysis, if the hydrogen peroxide concentration is below the reference value, the recirculation pump 91 is stopped, the isolation valve is shut off, the chemical addition tank 92 is exhausted and drained, the necessary chemical is added through the funnel, and the purification operation is performed. Rearrange the system for The passive secondary condensation system operation is not subject to any restrictions due to water quality, but if the water quality is outside the standard, it is very likely that algae will breed in the passive secondary condensation system tank, ultimately affecting condenser performance due to reduced thermal efficiency area. There is a possibility. Periodic sampling is used to monitor the quality of the water quality. Loop pipes are sized according to the secondary secondary condensing system tank capacity and type of operation (continuous or intermittent operation).

그리고 피동이차응축계통의 밸브들은, 도 2에 도시된 바와 같이, 증기공급관밸브(41, 42), 응축수회수관밸브(72), 응축수회수관 체크밸브(73), 증기공급관 우회밸브(43), 증기공급관 배수밸브(45), 비응축성기체 배기밸브 들이 있으며 이들은 Class 1E DC 전원으로 작동 되며, 보조 전원으로 밧데리 전원을 사용한다. 이는 원자력발전소의 주전원이나 보조전원이 상실되어도 작동될 수 있도록 하기 위한 것으로, 정상전원에 의해 충전상태를 유지하는 밧데리 전원을 비상전원으로 구비하여각 직류구동밸브들을 작동시킬 수 있도록 구성한다.And the valves of the driven secondary condensation system, as shown in Figure 2, steam supply pipe valve 41, 42, condensate return pipe valve 72, condensate return pipe check valve 73, steam supply pipe bypass valve 43 There are steam supply pipe drain valve (45) and non-condensable gas exhaust valve. They are operated with Class 1E DC power and use battery power as auxiliary power. This is to operate even if the main power source or auxiliary power of the nuclear power plant is lost, it is configured to operate each DC drive valve by having a battery power as an emergency power supply to maintain the state of charge by the normal power supply.

증기공급관(40)/응축수회수관(70) 격리 역할을 하는 밸브(41, 42, 44)/(71, 72. 73)는, 계통 운전중 격리밸브 유출부의 파단으로 인한 증기발생기 재고량 손실을 방지하기 위하여 다중 설계한다.The valves 41, 42, 44/71, 72. 73 serving as the steam supply pipe 40 / condensate recovery pipe 70 isolate the steam generator from loss of inventory due to breakage of the outlet of the isolation valve during system operation. To design multiple.

응축수회수관 체크밸브(73)는, 만일 응축수 회수관(70)에 체크밸브가 설치되지 않을 경우, 오작동으로 인한 역유동이 주증기배관을 침수시키고 터빈과 주증기배관에 손상을 입힐 수 있다. 또한 피동이차응축계통이 운전 중에 MSSV(Main Steam Safety Valve)/MSADV(Main Steam Atmospheric Dump Valve)가 열리는 경우 역류가 응축기와 증기공급관(40)을 침수시킬 수 있다. 응축기가 침수될 경우 응축기 내부에서 유동 진동이 수반된다. 증기공급관(40) 및 주증기배관에서의 응축수 슬러그(water slug)는 피동이차응축계통이 재기동될 때 배관과 응축기를 손상시킬 수 있다. 오작동이나 계통 운전 중에 MSSV/MSADV가 열림으로 인하여 피동이차응축계통 유동이 역류하는 것을 방지하기 위하여 응축수 회수관(70)에 체크 밸브를 설치하는 것이 요구된다. 특히 격리밸브의 수를 줄이기 위하여 격리기능을 함께 제공하는 스톱체크밸브(73)를 채택한다.The condensate return pipe check valve 73, if the check valve is not installed in the condensate return pipe 70, the reverse flow due to malfunction may immerse the main steam pipe and damage the turbine and the main steam pipe. In addition, when the secondary secondary condensation system is in operation, when the MSSV (Main Steam Safety Valve) / MSADV (Main Steam Atmospheric Dump Valve) is opened, backflow may flood the condenser and the steam supply pipe 40. When the condenser is submerged, it is accompanied by flow vibrations inside the condenser. Water slug in the steam supply line 40 and the main steam line can damage the piping and condenser when the secondary secondary condensation system is restarted. It is required to install a check valve in the condensate return pipe 70 to prevent backflow of the driven secondary condensed system flow due to MSSV / MSADV opening during malfunction or system operation. In particular, in order to reduce the number of isolation valves, a stop check valve 73 is provided that provides isolation functions.

증기공급관 우회 밸브(43)는, 이 밸브의 기능은 계통 대기 조건 동안 응축기를 가압하기 위한 것이다.The steam supply bypass valve 43 is designed to pressurize the condenser during system atmospheric conditions.

증기공급관 배수 밸브(45)는 열 손실에 의하여 증기공급관(40)에 형성되는 응축수를 제거하기 위하여 증기공급관(40)에 루프 밀봉을 갖춘 배수관과 배수 밸브를 설치한다.The steam supply pipe drain valve 45 installs a drain pipe and a drain valve with a loop seal in the steam supply pipe 40 to remove condensed water formed in the steam supply pipe 40 due to heat loss.

비응축성기체 배기밸브(46)는 비응축성기체는 응축기의 열제거 능력을 크게 떨어뜨리므로 계통 운전을 위하여 완전히 제거되어야 한다. 계통 대기중, 비응축성기체는 계통내 가장 높은 지점인 증기 분배기로부터 주증기배관으로 배기된다. 따라서 비응축성기체 배기밸브는 계통 대기 상태에서 열려 있게 된다.The non-condensable gas exhaust valve 46 must be completely removed for system operation because the non-condensable gas greatly degrades the heat removal capability of the condenser. In the system atmosphere, non-condensable gases are exhausted from the steam distributor, the highest point in the system, to the main steam pipe. Thus, the non-condensable gas exhaust valve is left open in system standby.

또한, 상기 피동이차응축계통 탱크(50)에는 비응축성기체 배기루프(80)를 더 포함시켜 설치하는데, 이는 계통 운전 동안 유동 면적이 하부 헤더에서 응축기 배수관으로 급격히 감소되기 때문에 비응축성기체는 하부 헤더에 축적된다. 계통이 운전되는 동안 비응축성기체는 응축기의 하부 헤더로부터 피동이차응축계통 탱크로 배기된다. 비응축성기체 배기밸브의 개폐는 증기발생기 압력 설정치에 의해 자동으로 이루어진다. 계통 운전을 위하여 밸브 기동이 요구되기 때문에 비응축성기체 배기밸브에는 DC 전원이 공급된다.In addition, the passive secondary condensation system tank 50 further includes a non-condensable gas exhaust loop 80, which is installed in the non-condensable gas because the flow area is rapidly reduced from the lower header to the condenser drain pipe during system operation. Accumulates in. Non-condensable gases are exhausted from the lower header of the condenser to the passive secondary condensing system tank while the system is running. Opening and closing of the non-condensable gas exhaust valve is automatically performed by the steam generator pressure setpoint. DC power is supplied to the non-condensable gas exhaust valve because a valve start is required for system operation.

정상 및 비상 보충 급수수단(110)은, 피동이차응축계통 탱크(50) 용수의 정상 보충은 계통 대기 동안 증발에 의한 손실을 보충하기 위하여 요구된다. 정상 보충은 탱크의 수위 설정치를 이용하여 탈염수 보충계통으로부터 자동으로 공급된다. 피동이차응축계통 탱크(50)의 비상 보충은 안전정지 인입 조건에 도달할 때까지 탱크를 다시 보충하는데 필요하다. 이는 도3에 도시된 바와 같이 화학제 첨가계통에 비상급수(111)와, 탈염수 보충을 위한 정상급수(112) 수단을 연결하여 급수하도록 구성된다.Normal and emergency replenishment water supply means 110, the normal replenishment of the driven secondary condensed system tank 50 water is required to compensate for the loss by evaporation during the system atmosphere. Normal replenishment is automatically supplied from the demineralized replenishment system using the tank level setpoint. Emergency replenishment of the driven secondary condensation system tank 50 is necessary to replenish the tank again until a safe stop entry condition is reached. It is configured to connect the emergency water supply 111 and the normal water supply 112 for demineralized water supply to the chemical addition system as shown in FIG.

피동이차응축계통 작동 계통으로는, 피동이차응축계통 작동 신호는 폐 루프를 형성하기 위하여 주증기차단밸브(MSIV), 주증기차단밸브우회밸브(MSIVBV), 배수격리밸브, 주증기 계통의 AF 펌프 터빈 증기공급밸브, 증기발생기 취출계통 격납건물 격리밸브, 증기발생기 취출관 시료채취관 격리밸브 등을 닫는다. 위의 밸브들은 MSIS 신호시에 닫혀야 하는 안전등급 밸브들이다. 그러므로 10 CFR 50, 부록 A, GDC 24의 보호 및 제어 계통 분리 요건을 만족하기 위하여 피동이차응축계통 작동 계통(PSCSAS)은 안전등급이 되어야 한다.As the driven secondary condensed system operating system, the driven secondary condensed system operating signal is the main steam shutoff valve (MSIV), the main steam shutoff valve bypass valve (MSIVBV), the drain isolation valve, and the AF pump of the main steam system to form a closed loop. Close the turbine steam supply valve, the steam generator blowoff system containment building containment valve, and the steam generator blowoff pipe sampling tube isolation valve. The above valves are safety class valves that must be closed upon MSIS signal. Therefore, in order to meet the protection and control system disconnection requirements of 10 CFR 50, Annex A, GDC 24, the PSCSAS shall be rated for safety.

차세대 원자로에는 두 대의 증기발생기가 있으며, 각 증기발생기에는 두 개의 주증기관(Main Steam Line, MSL)(21)과, 두 개의 급수관 (Feedwater Line)(23)이 연결되어 있다. 각 루프의 주증기배관에 설치되어 있는 피동이차응축계통 폐회로는 서로 동일하고 독립적이다. 각 피동이차응축계통 폐회로는 증기공급관(40) (Steam Supply Line), 응축기(60) 즉, 열교환기 (Heat Exchanger, or Condenser), 응축수배관 (Condensate Return Line) 및 직류구동밸브 (DC-operated Valve)로 구성되어 있다. 상기 열교환기인 응축기(60)는 주증기밸브실(Main Steam Valve House, MSVH) 위에 위치하고 있는 피동이차응축계통 탱크(50)의 풀 (Pool)에 잠겨있는 수직형 튜브들의 다발(Bundle)과, 이 다발들에 상하로 연결되어 있는 상부 및 하부헤더 (Header, 또는 Plenum)로 이루어져 있다. 주증기관으로부터 분기된 증기공급관(40)은 상부헤더에 연결되며 증기공급관(40)의 중간에는 피동이차응축계통을 필요시 격리하기 위한 직류구동형 격리밸브가 설치되어 있다. 하부헤더로부터 아래방향으로 연결되어 있는 응축수회수관(70)은 주급수관(23)에 연결되고, 발전소 정상운전시 닫혀있는 (Normally-closed) 직류구동형 피동이차응축계통 작동밸브(71, 72)가 응축수공급관(70) 중간에 설치되어 있다가, 피동이차응축계통 작동요구시 열리게 된다.There are two steam generators in the next-generation reactor, and each steam generator is connected with two main steam lines (MSL) 21 and two feedwater lines 23. The passive secondary condensation system closed circuits installed in the main steam pipe of each loop are identical and independent of each other. Each passive secondary condensation system closed circuit includes a steam supply line 40, a condenser 60, that is, a heat exchanger, a condenser, a condensate return line, and a DC-operated valve. It consists of). The heat exchanger condenser 60 is a bundle of vertical tubes immersed in the pool of the driven secondary condensation system tank 50 located above the main steam valve house (MSVH), and It consists of an upper and lower header (Header, or Plenum) connected up and down to the bundles. The steam supply pipe 40 branched from the main steam engine is connected to the upper header, and a DC drive type isolation valve is installed in the middle of the steam supply pipe 40 to isolate the driven secondary condensation system when necessary. The condensate return pipe (70) connected downward from the lower header is connected to the main water supply pipe (23), and the normally driven DC secondary type driven secondary condensing system operating valve (71, 72) closed during normal operation of the power plant. Is installed in the middle of the condensate water supply pipe 70, and is opened when the driven secondary condensation system is operated.

피동이차응축계통 작동시 피동이차응축계통 폐회로 내부에는 자연순환 (Natural Circulation)이 형성되는데, 이 자연순환의 원동력 (Driving Force)은 물과 증기의 밀도차 및 증기발생기 수위와 피동이차응축계통 수위차이다. 그러므로 피동이차응축계통 회로내의 원활한 자연순환이 형성되기 위해서는 피동이차응축계통이 증기발생기에 비해 충분히 높은 지점에 위치하여야 한다.When the driven secondary condensation system is operated, a natural circulation is formed inside the closed secondary condensation system.The driving force of the natural circulation is the difference between the density of water and steam, the level of the steam generator, and the level of the driven secondary condensation system. . Therefore, the passive secondary condensation system must be located at a point sufficiently higher than the steam generator in order to form a smooth natural circulation in the passive secondary condensation system circuit.

피동이차응축계통이 작동되면 증기발생기(20)에서 발생한 증기는 주증기관(21)과 피동이차응축계통 회로의 증기공급관(40)을 거쳐 피동이차응축계통의 열교환기인 응축기(60)로 들어가게 된다. 응축기(60)에 들어간 증기는 증기온도와 피동이차응축계통 풀 내의 물의 온도차이로 인해 응축기 튜브내벽에서 응축되며, 응축수는 응축수회수관(70)과 주급수관(23)을 거쳐 다시 증기발생기(20)의 예열관(economizer)로 회수된다.When the driven secondary condensation system is operated, the steam generated in the steam generator 20 enters the condenser 60, which is a heat exchanger of the driven secondary condensation system, through the steam supply pipe 40 of the main secondary engine 21 and the driven secondary condensation system circuit. The steam entering the condenser 60 is condensed on the inner wall of the condenser tube due to the temperature difference between the steam temperature and the water in the passive secondary condensing system pool, and the condensate is again passed through the condensate return pipe 70 and the main water supply pipe 23. Return to the economizer.

증기가 보유하고 있던 열은 피동이차응축계통 응축기 튜브의 내부표면, 튜브 벽을 거쳐 피동이차응축계통 탱크의 풀로 각각 응축(Condensation), 전도(Conduction) 및 비등(Boiling)에 의해 전달된다. 열전달로 인해 피동이차응축계통 탱크(50)의 풀에서 발생한 증기는 최종열제거원 (Ultimate Heat Sink)인 대기로 방출된다. 피동이차응축계통 탱크(50) 물의 양은 원자로냉각재 상태가 정지냉각계통 (Shutdown Cooling System, SCS)이 작동 가능한 상태로 될 때까지, 또는 보조급수계통이 회복되어 그 기능을 수행할 때까지 일정한 시간동안 피동이차응축계통이 노심잔열제거 기능과 계통냉각기능을 담당할 수 있도록 충분하여야 한다.The heat retained by the steam is transferred by condensation, conduction and boiling to the pool of the driven secondary condenser system via the inner surface of the driven secondary condenser tube and the tube wall, respectively. Due to heat transfer, steam generated in the pool of the driven secondary condensation system tank 50 is discharged to the atmosphere, which is the ultimate heat sink. The amount of water in the passive secondary condensation system tank (50) may be maintained for a certain period of time until the reactor coolant state becomes available for the Shutdown Cooling System (SCS) or until the auxiliary water supply system recovers and performs its function. Sufficient secondary secondary condensation systems are to be available for core residual heat removal and system cooling.

노심잔열제거를 위하여 피동이차응축계통을 운전할 때 피동이차응축계통 탱크 내부 응축기 튜브가 물 속에 잠겨있는 총 시간은 계통 작동 후 8시간이며 이 시간 이내에 정지 냉각계통이 운전될 수 있는 인입온도(176.67℃)까지 냉각된다. 이 때 8시간은 근본적으로 일체의 외부수원으로부터 추가적인 물공급이 없을 때 피동이차응축계통 탱크 내부의 물로서만 잔열을 제거할 수 있는 시간을 의미하여, 외부로부터 피동이차응축계통 탱크로 추가적인 냉각수의 공급이 가능하도록 만들어 무한 시간동안 노심의 잔열을 제거할 수도 있도록 설계되어 있다.When operating the passive secondary condensation system for core residual heat removal, the total time that the condenser tube inside the passive secondary condensation system tank is submerged in water is 8 hours after system operation and within this time the inlet temperature (176.67 ° C) at which the stationary cooling system can be operated Cool down to). At this time, 8 hours means the time to remove residual heat only by the water inside the passive secondary condensation system tank when there is no additional water supply from any external water source. It is designed to be able to supply and eliminate the residual heat of the core for infinite time.

따라서, 계통기동되면 증기발생기에서 비등되어 발생된 증기는 피동이차계통의 응축기 튜브내부로 흘러 원자로 냉각재의 잔열을 제거되면서 응측되어 물의 상태로 증기발생기로 회수된다.Therefore, when the system is started, the steam generated by boiling in the steam generator flows into the condenser tube of the driven secondary system and is coagulated while removing residual heat of the reactor coolant, and is recovered to the steam generator as water.

이 설비의 추가로 인하여, 계통 기능 수행시 동력 필요없이 피동적으로 자연순환원리에 의하여 직류구동밸브 외에 능동기기를 사용하지 않기 때문에 계통이 단순화되고 신뢰도가 향상된다. 또한 충전 및 유출운전(Feed & Bleed Operation)에 선행하여 작동하도록 함으로써 운전원의 심적부담을 감소시키며, 충전 및 유출운전에 수반하는 IRWST등 격납건물 내외부의 방사능 오염 가능성을 줄일 수 있으며, 환경으로의 방사성 물질 방출 가능성이 감소되는 효과가 얻을수 있으며, 원자력안전성과 직관된 노심 손상빈도가 16.7%정도 크게 감소되여 원전 고유 안전성 향상을 꾀할 수 있으며, 원전 개발 선진국으로서의 기반을 다지기 위한 고유기술 보유 및축적, 그리고 원전에 대한 대 국민 홍보 관점에서 탁월한 효과를 얻을 수 있다Due to the addition of this facility, the system is simplified and reliability is improved because the active circuit is not used by the natural circulation principle without the need for power when performing the system function. In addition, it is possible to reduce the mental burden on the operator by operating in advance of the feed and bleed operation, and to reduce the possibility of radioactive contamination inside and outside the containment building such as IRWST. It is possible to achieve the effect of reducing the possibility of material release, and the core damage frequency that is directly related to nuclear safety is reduced by 16.7%, which can improve the intrinsic safety of nuclear power plants, possessing and accumulating unique technology to lay the foundation as a developed country of nuclear power plants, and Outstanding effect in terms of public relations about nuclear power plants

Claims (7)

원자로(10)에서 발생된 열에 의해 증기를 발생시키는 증기발생기(20)로부터 격납건물 외벽(30)을 통과하여 터빈측으로 증기를 보내는 주증기관(21)로 부터 증기공급 배관을 분기시켜 계통 격리 및 작동을 위한 직류구동 밸브들을 통해 증기를 응축기에 공급하는 증기공급관(40)과,The system is isolated and operated by branching the steam supply pipe from the main steam engine 21, which sends steam to the turbine side from the steam generator 20 generating steam by the heat generated in the reactor 10, passing through the containment outer wall 30. Steam supply pipe 40 for supplying steam to the condenser through a DC drive valve for, 그 증기공급관(40)을 통해 공급받은 증기를 응축시키는 응축기(60)와,A condenser (60) for condensing the steam supplied through the steam supply pipe (40), 그 응축기(60)를 냉각수 내에 침적시켜 응축 작동이 이루어지도록 하는 피동이차응축 탱크(50)와,A secondary secondary condensation tank (50) which deposits the condenser (60) in the cooling water so that condensation can be performed; 응축기(60)로부터 응축된 물을 회수하여 주급수관(23)을 통해 증기발생기로 보내주도록 직류구동 밸브를 통해 주급수관에 연결된 응축수 회수관(70)을 포함하여 구성되어,It comprises a condensate recovery pipe 70 connected to the main water supply pipe through the DC drive valve to recover the condensed water from the condenser 60 to send to the steam generator through the main water supply pipe 23, 정상운전 및 사고시 급수펌프를 포함한 주급수 계통이 이용 불능일 경우, 증기 발생기 냉각에 동력을 요구하지 않는 자연순환 원리를 이용하여 증기발생기를 냉각시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 피동이차응축 시스템.Passive secondary condensation of a nuclear power plant characterized in that the steam generator can be cooled using a natural circulation principle that requires no power to cool the steam generator when the main water supply system including the water supply pump is unavailable during normal operation and accidents. system. 제 1 항에 있어서, 상기 피동이차응축탱크는The method of claim 1, wherein the driven secondary condensation tank 격납건물 외벽(30)의 외측에 설치되고,It is installed outside the containment building outer wall 30, 그 피동이차응축탱크(50)의 바닥면 높이는,The height of the bottom surface of the driven secondary condensation tank 50, 응축수 침수방지를 위하여 증기발생기 최대수위와, 응축수 회수 노즐 높이와, 최대유량에서의 총수위 손실의 합에 다른 높이 보다 더 높은 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 피동이차응축 시스템.2. A passive secondary condensation system of a nuclear power plant, characterized in that it is installed at a position higher than the other height of the sum of the steam generator maximum level, the condensate return nozzle height, and the total water level loss at the maximum flow rate. 제 1 항에 있어서, 상기 증기공급관은,According to claim 1, wherein the steam supply pipe, 계통 운전중 증기공급관 파단시 피동이차계통과의 격리를 위한 증기공급관 격리밸브(44)와;A steam supply pipe isolation valve 44 for isolating the driven secondary system when the steam supply pipe is broken during system operation; 증기공급관 격리밸브(44) 유출부의 파단으로 인한 증기발생기 재고량 손실을 방지하기 위하여 다중 설계된 증기공급관 밸브(41)(42)와;Steam supply pipe valves 41 and 42 designed to prevent steam generator inventory loss due to breakage of the steam supply pipe isolation valve 44; 그 증기공급관 밸브(41)(42)와 병렬로 연결되어 피동이차응축계통의 대기상태에서 응축기를 예열 및 가압하기 위한 증기공급관 우회밸브(43)와;A steam supply pipe bypass valve 43 connected in parallel with the steam supply pipe valves 41 and 42 to preheat and pressurize the condenser in the standby state of the driven secondary condensation system; 증기공급관 밸브(41)(42)와 증기공급관 격리밸브(44) 사이의 증기공급관(40)에서 배수관을 분기시켜 열손실에 의해서 증기공급관(40)에 형성되는 응축수를 제거하기 위하여 루프 밀봉을 갖춘 배수밸브(45)와;A loop seal is provided to branch the drain pipe from the steam supply pipe 40 between the steam supply pipe valves 41 and 42 and the steam supply pipe isolation valve 44 to remove condensate formed in the steam supply pipe 40 by heat loss. A drain valve 45; 응축기(60)의 상단에서 두 개의 응축모듈로 분배되는 증기 분배기로부터 주증기관(21)으로 비응축성기체를 방출하기 위한 배기관에 설치되고 대기상태에서 열려있는 상태로 되어 있는 응축기 비응축성 기체 배기밸브(46)가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 피동이차응축 시스템.A condenser non-condensable gas exhaust valve installed in an exhaust pipe for discharging non-condensable gas from the steam distributor distributed to the two condensation modules from the top of the condenser 60 to the main steam engine 21 and open in the atmospheric state ( 46) A passive secondary condensation system of a nuclear power plant, characterized in that it is configured to include. 제 1 항에 있어서, 상기 응축수회수관은,According to claim 1, wherein the condensate recovery pipe, 계통 대기중 오작동이나 계통 운전 중에 MSSV/MSADV가 열림으로 인하여 피동이차응축계통 유동이 역류하는 것을 방지하기 위하여 설치된 체크 밸브(73)와;A check valve (73) installed to prevent a reverse flow of the driven secondary condensation system due to malfunction of the system atmosphere or opening of the MSSV / MSADV during system operation; 피동이차응축계통의 작동시 자동으로 열려 계통을 작동시키며, 체크밸브의 파단시 피동이차계통과의 격리를 위한 다중 설계된 응축수회수관 격리밸브(71)(72)와;A multi-designed condensate return pipe isolation valve (71) (72) for automatically opening the system during operation of the driven secondary condensation system and for isolating the driven secondary system upon breakage of the check valve; 응축기(60)의 하부헤더에 축적되는 비응축성 기체를 피동이차응축계통 탱크(50)내부로 배기시키도록 4개의 직류구동 밸브가 직병렬 연결된 응축기의 비응축성기체 회수관(80)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 피동이차응축 시스템.The non-condensable gas recovery pipe 80 of the condenser connected in series and in parallel with four DC driving valves to exhaust the non-condensable gas accumulated in the lower header of the condenser 60 into the driven secondary condensation system tank 50. A passive secondary condensation system of a nuclear power plant, characterized in that. 제 1항에 있어서, 상기 피동이차응축시스템은,The method of claim 1, wherein the passive secondary condensation system, 상기 피동이차응축 탱크(50)내의 생물체 번식에 의한 열효율 저하 등을 방지하기 위한 방청제투입 및 정화 처리를 위한 화학제 첨가루프(90)와;A chemical addition loop (90) for adding a rust inhibitor and purifying treatment to prevent thermal efficiency deterioration due to breeding of organisms in the driven secondary condensation tank (50); 피동이차응축계통 탱크(50)에서 대기중으로 방출되는 증기/물의 습분 동반을 회복시켜 물을 다시 탱크내로 회수시키기 위한 습분분리기(100)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 피동이차응축 시스템.A passive secondary condensation system of a nuclear power plant, characterized in that it further comprises a moisture separator 100 for recovering the water back into the tank by recovering the moisture of the vapor / water discharged into the atmosphere from the passive secondary condensation system tank (50) . 제 5 항에 있어서, 상기 화학제첨가 루프는,The method of claim 5, wherein the chemical additive loop, 피동이차응축탱크내에 설치된 흡입구(94)로부터 피동이차응축계통탱크(50)물을 취하여 재순환을 위해 펌핑하는 탱크재순환펌프(91)와;A tank recirculation pump 91 which takes the driven secondary condensing system tank 50 from the inlet 94 installed in the driven secondary condensation tank and pumps it for recirculation; 그 탱크재순환펌프(91)에 의해 펌핑된 피동이차응축 탱크(50)의 냉각수에 방청제를 첨가하여 상기 피동이차 응축탱크(50)내부로 재순환시키기 위한 화학제 첨가탱크(92)와;A chemical addition tank (92) for adding a rust preventive agent to the cooling water of the driven secondary condensation tank (50) pumped by the tank recirculation pump (91) to recycle it into the driven secondary condensation tank (50); 주기적으로 과산화수소농도를 검사하여 기준치(50ppm)를 벗어나는 경우 재순환 펌프(91)를 정지시키기 위해 상기 탱크재순환펌프(91)와 상기 화학제첨가 탱크(92) 사이에서 시료를 채취하기 위한 시료재취로(94)와;Periodically inspecting the hydrogen peroxide concentration to deviate from the reference value (50ppm) sample retrieval for sampling between the tank recirculation pump 91 and the chemical addition tank 92 to stop the recirculation pump 91 ( 94); 그 시료채취에 의해 상기 재순환 펌프(91) 정지시 화학제를 주입하여 화학제첨가탱크(92)에 공급하여 계통의 농도를 맞춘 후 다시 재순환시켜 기준치를 맞추기 위해 상기 탱크재순환펌프(91)와 상기 화학제첨가 탱크(92) 사이에서 화학제를 투입하기 위한 화학제 투입 깔대기(95)와;When the recirculation pump 91 is stopped by sampling, the chemicals are injected and supplied to the chemical addition tank 92 to adjust the concentration of the system, and then recycle again to meet the reference value. A chemical addition funnel 95 for introducing chemicals between the chemical addition tanks 92; 상기 화학재 첨가 탱크(92)의 후단에서 계통의 물을 배수시켜 상기 화학제 첨가와 관련시켜 계통의 농도를 맞춘 후 다시 재순환시켜 기준치를 맞추기 위한 배수로(96)와를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 피동이차응축 시스템.And a drainage passage 96 configured to drain the water of the system at the rear end of the chemical addition tank 92 to adjust the concentration of the system in relation to the chemical addition and then recycle again to meet the reference value. Passive secondary condensation system of a power plant. 제 1 항에 있어서, 상기 피동이차응축 계통은,The method of claim 1, wherein the passive secondary condensation system, 피동이차응축계통 탱크내로 물을 공급하여 수위조절을 하기 위한 비상급수(Emergency water suppy)(111)와 순수급수(112)(Demi water supply) 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 피동이차응축 시스템.Passive secondary of a nuclear power plant comprising an emergency water suppy (111) and a pure water supply (112) for supplying water into the secondary tank of the driven condensation system Condensation system.
KR1020000003771A 2000-01-26 2000-01-26 Passive Secondary Condensing System KR20010076565A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000003771A KR20010076565A (en) 2000-01-26 2000-01-26 Passive Secondary Condensing System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000003771A KR20010076565A (en) 2000-01-26 2000-01-26 Passive Secondary Condensing System

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010076565A true KR20010076565A (en) 2001-08-16

Family

ID=19641733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000003771A KR20010076565A (en) 2000-01-26 2000-01-26 Passive Secondary Condensing System

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010076565A (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100448876B1 (en) * 2001-11-09 2004-09-18 한국수력원자력 주식회사 Emergency feed water system in nuclear power plant
KR101005711B1 (en) * 2010-09-29 2011-01-05 한국기계연구원 Loss-of-coolant accident test system and method of controlling loss-of-coolant accident test system
KR101015438B1 (en) * 2010-09-29 2011-02-22 한국기계연구원 Loca test system
KR101022164B1 (en) * 2009-06-15 2011-03-17 한국수력원자력 주식회사 Passive secondary loop condensation system for light water reactor
KR101242746B1 (en) * 2011-12-14 2013-03-12 한국과학기술원 Integrated passive safety system outside containment for nuclear power plants
WO2014058089A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 한국수력원자력 주식회사 Apparatus for replenishing coolant for passive auxiliary feedwater syatem of nuclear power plant
WO2014058090A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 한국수력원자력 주식회사 Apparatus for replenishing coolant for passive auxiliary feedwater syatem of nuclear power plant
KR101403334B1 (en) * 2012-09-06 2014-06-03 한국수력원자력 주식회사 Heat exchanging apparatus for preventing thermal shock using main steam
CN104882169A (en) * 2014-02-27 2015-09-02 韩国原子力研究院 Air-water Combined Cooling Passive Feedwater Device And System
KR101601743B1 (en) * 2014-10-14 2016-03-09 한국원자력연구원 Facilites for containment of nuclear reactors
KR20180111334A (en) * 2017-03-31 2018-10-11 킹 압둘라 시티 포 어토믹 앤드 리뉴어블 에너지 Preheating and cooling system for nuclear reactor and nuclear power plant having the same
US10134493B2 (en) 2014-08-11 2018-11-20 Korea Atomic Energy Research Institute Reactor and operating method for the reactor
US10325688B2 (en) 2014-07-23 2019-06-18 Korea Atomic Energy Research Institute Passive heat removal system for nuclear power plant
KR20220096377A (en) * 2020-12-31 2022-07-07 한국수력원자력 주식회사 Nuclear Power Plant Having Improved Safety by Double Containment

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100448876B1 (en) * 2001-11-09 2004-09-18 한국수력원자력 주식회사 Emergency feed water system in nuclear power plant
KR101022164B1 (en) * 2009-06-15 2011-03-17 한국수력원자력 주식회사 Passive secondary loop condensation system for light water reactor
KR101005711B1 (en) * 2010-09-29 2011-01-05 한국기계연구원 Loss-of-coolant accident test system and method of controlling loss-of-coolant accident test system
KR101015438B1 (en) * 2010-09-29 2011-02-22 한국기계연구원 Loca test system
KR101242746B1 (en) * 2011-12-14 2013-03-12 한국과학기술원 Integrated passive safety system outside containment for nuclear power plants
KR101403334B1 (en) * 2012-09-06 2014-06-03 한국수력원자력 주식회사 Heat exchanging apparatus for preventing thermal shock using main steam
CN104854661A (en) * 2012-10-12 2015-08-19 韩国水力原子力株式会社 Apparatus for replenishing coolant for passive auxiliary feedwater syatem of nuclear power plant
WO2014058090A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 한국수력원자력 주식회사 Apparatus for replenishing coolant for passive auxiliary feedwater syatem of nuclear power plant
WO2014058089A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 한국수력원자력 주식회사 Apparatus for replenishing coolant for passive auxiliary feedwater syatem of nuclear power plant
CN104882169A (en) * 2014-02-27 2015-09-02 韩国原子力研究院 Air-water Combined Cooling Passive Feedwater Device And System
US10043596B2 (en) 2014-02-27 2018-08-07 Korea Atomic Energy Research Institute Water-air combined passive feed water cooling apparatus and system
US10325688B2 (en) 2014-07-23 2019-06-18 Korea Atomic Energy Research Institute Passive heat removal system for nuclear power plant
US10134493B2 (en) 2014-08-11 2018-11-20 Korea Atomic Energy Research Institute Reactor and operating method for the reactor
KR101601743B1 (en) * 2014-10-14 2016-03-09 한국원자력연구원 Facilites for containment of nuclear reactors
KR20180111334A (en) * 2017-03-31 2018-10-11 킹 압둘라 시티 포 어토믹 앤드 리뉴어블 에너지 Preheating and cooling system for nuclear reactor and nuclear power plant having the same
KR20220096377A (en) * 2020-12-31 2022-07-07 한국수력원자력 주식회사 Nuclear Power Plant Having Improved Safety by Double Containment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0389231B1 (en) Containment heat removal system
CN1041569C (en) Mitigation of steam generator tube rupture in a pressurized water reactor with passive safety systems
KR100189168B1 (en) Passive containment cooling system of nuclear reactor
US9031183B2 (en) Emergency core cooling system
KR20010076565A (en) Passive Secondary Condensing System
JPH07253492A (en) Boiling water nuclear reactor having active/passive composite safety system
US20040196948A1 (en) Integral pwr with diverse emergency cooling and method of operating same
EP0418701B1 (en) Reactor core decay heat removing system in a pressurized water reactor
US11830631B2 (en) Nuclear reactor cooling system that can discharge steam into refueling water
JPH0659077A (en) Passive cooler for nuclear reactor
JP2018136172A (en) Emergency core cooling system and boiling-water nuclear power plant using the same
CN102867548A (en) Active and passive combined secondary side reactor core heat derivation device
CN113808764B (en) Method and system for guiding out residual heat of reactor core in containment
CN104205239A (en) System for discharging residual power of pressurized water nuclear reactor
JP2012207917A (en) Cooling device
KR20060020756A (en) Integral pwr with diverse emergency cooling and method of operating same
KR100363574B1 (en) Method for controling of passive secondary condensing system in nuclear power plant
KR101278906B1 (en) Apparatus for preventing thermal shock having a condensate mixing storage tank on condensate return line
JP2011052970A (en) Reactor water cooling method and nuclear power plant
JPH04109197A (en) Reactor core decay heat removing device for pressurized water reactor
WO2022233141A1 (en) Passive special safety system and water supply system for nuclear power plant
JPS6346397B2 (en)
CN108447570B (en) Marine reactor and secondary side passive waste heat discharging system thereof
RU2697652C1 (en) Method and system of bringing a nuclear power plant into a safe state after extreme impact
JPH03269297A (en) Emergency core cooling system for nuclear power station

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application