KR20030039056A

KR20030039056A - 원자력발전소의 핵연료 재장전수조 내장형 격납구조물

Info

Publication number: KR20030039056A
Application number: KR1020010069857A
Authority: KR
Inventors: 이재곤; 강용철; 임혁순
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-17

Abstract

본 발명은 원자력발전소의 핵연료 재장전수조 내장형 격납구조물에 관한 것으로서, 원자로가 배치되는 격납구조물의 외부 벽체를 재장전수조의 벽체로 활용하는 것을 목적으로 하여, 상기 목적을 실현하기 위한 본 발명은 콘크리트 기초부; 기초부 상에 세워짐과 지붕을 지지하는 격납구조물의 외부 벽과, 외부 벽과 일정간격을 유지하여 콘크리트 기초부 상에 세워져 외부 벽 사이에 수조공간의 테두리를 이루는 콘크리트 수조벽과, 외부 벽과 수조벽에 지지되는 콘크리트 슬라브, 슬라브와 수조벽 및 외부 벽과 기초부에 부착되어 수조공간의 기밀유지를 위한 차폐면을 이루는 수조틀로 이루어진 재장전수조를 특징적 구성으로 한다.

Description

원자력발전소의 핵연료 재장전수조 내장형 격납구조물{Reactor structure inner type refueling water storage tank for nuclear fuel of nuclear power plant}

본 발명은 원자로가 배치되는 격납구조물 내에 별도의 설치면적을 확장함이 없이 핵연료 재장전수조가 구축됨과 격납구조물의 외부 벽을 재장전수조의 일부벽체로한 원자력발전소의 핵연료 재장전수조 내장형 격납구조물에 관한 것이다.

일반적으로 핵연료 재장전수조는 보론수를 저장하는 것으로서, 원자력발전소의 운전중 정상시에는 저장된 보론수를 핵연료 저장 또는 취급 공간에 방사선 누출을 방지하기 위하여 공급되며, 사고시에는 원자로에서 발생하는 붕괴열을 제거하기 위하여 다양한 방법으로 원자로 및 원자로 건물 내에 공급된다.

그러나 이러한 기능을 갖는 종래의 핵연료 재장전수조는 원자로가 배치되는 격납구조물의 밖에 배치함으로서, 설치의 어려움과 사고발생시 보다 신속하게 보론수를 공급하는데 어려움이 따르는 문제점이 있었다.

즉, 일반적으로 원자로에 장전되어 핵분열을 일으키는 핵연료는 시간이 지남에 따라 농축도가 낮아지기 때문에 주기적인 교체작업을 수행하여야 한다. 이러한 핵연료 교체작업은 방사선의 외부누출을 차단하여야 하기 때문에 수중에서 작업하여야 한다. 이때 사용되는 수용액은 핵분열 억제효과가 있는 보론수가 일반적으로사용되며 이러한 목적으로 다량의 보론수를 저장할 수 있는 수조가 필요하며 이를 핵연료 재장전수조라고 한다.

이러한 핵연료 재장전수조에 저장된 보론수는 일차적으로 핵연료 교체작업시에 사용되지만 어떠한 원인으로 원자로의 핵분열 제어가 불가능한 사고가 발생할 경우 대량으로 원자로에 주입되거나 또는 원자로 건물 전체에 분사되어 사고를 완화시키는 기능을 갖는다.

이에 종래의 핵연료 재장전수조는 원자로가 배치되는 격납구조물 외부에 별도의 구조물로 설계됨과 원자로 등으로 공급되기 위한 별도의 공급경로를 갖게되어 설치의 어려움과 신속한 대처의 어려움이 있는 것이다.

이러한 문제점은 재장전수조를 원자로가 배치되는 격납구조물 내에 구축함으로서, 해소가 가능하나, 이는 한정된 격납구조물의 공간 내에서 기밀유지를 위한 차단면적의 확장 없이 재장전수조의 설치 어려움과 설치 후 재장전수조의 구조물이 장해물로 작용하여 격납구조물 벽체를 비롯한 주변구조물에 대한 시공의 어려움이 부가되는 또다른 문제점이 되었다.

본 발명은 상기한 제반문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 본 발명의 목적은 원자로가 배치되는 격납구조물의 외부 벽체를 재장전수조의 벽체로 활용하는 원자력발전소의 핵연료 재장전수조 내장형 격납구조물을 제공하는데 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명은 콘크리트 기초부; 기초부 상에 세워짐과 지붕을 지지하는 격납구조물의 외부 벽과, 외부 벽과 일정간격을 유지하여 콘크리트 기초부 상에 세워져 외부 벽 사이에 수조공간의 테두리를 이루는 콘크리트 수조벽과, 외부 벽과 수조벽에 지지되는 콘크리트 슬라브, 슬라브와 수조벽 및 외부 벽과 기초부에 부착되어 수조공간의 기밀유지를 위한 차폐면을 이루는 수조틀로 이루어진 재장전수조를 특징적 구성으로 한다.

상기 수조틀은 스테인레스재로 하고, 외부 벽의 내측에 부착되어 수조공간의 일측 둘레면을 이루는 하부차폐판과, 수조벽의 내측에 부착되어 수조공간의 다른 둘레면을 이루는 수조측판과, 수조측판과 하부차폐판에 지지된 상태로 탑재되는 수조상판과 수조공간의 저면에 놓이는 수조하판을 갖추고, 수조측판과 하부차폐판에 수조상판과 수조하판이 용접에 의해 융착된다.

도1a와 도1b는 본 발명에 의한 재장전수조 내장형 격납구조물의 구성을 나타낸 단면도로서,

도1a는 종단면도, 도1b는 평단면도,

도2는 본 발명의 수조틀에 적용한 철골재의 구성을 나타낸 요부 단면도,

도3은 본 발명의 수조틀에 적용한 철골재의 구성을 나타낸 요부 단면도.

＊도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊

10 : 격납구조물20 : 기초부

30 : 외부 벽32 : 상부차폐틀

40 : 재장전수조42 : 수조벽

43 : 슬라브44 : 수조틀

45 : 수조공간60 : 철골재

62 : 티형바442 : 수조측판

444 : 하부차폐틀446 : 수조상판

448 : 수조하판

이하 상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 실시예를 첨부한 도면 도1 내지 도4를 참조하여 상세히 설명한다.

도1에서 부호 10은 본 발명에 의한 격납구조물을 나타낸다.

상기 격납구조물(10)은 지반 상에 구축되어 평활면을 이루는 콘크리트 기초부(20)와, 기초부(20) 상에 세워짐과 미도시한 지붕을 지지하는 원형 또는 환형과 같은 밀폐된 테두리를 이루는 외부 벽(30)을 하나의 구성요소로 하여 격납구조물 내에 구축되는 재장전수조(40)의 구성을 갖춘다.

재장전수조(40)는 도1a에서 기초부(20) 상에 세워짐과 지붕을 지지하는 격납구조물(10)의 외부 벽(30)과, 외부 벽(30)과 일정간격을 유지하여 콘크리트 기초부(20) 상에 세워져 외부 벽 (30)사이에 수조공간(45)의 테두리를 이루는 콘크리트 수조벽(42)과, 외부 벽(30)과 수조벽(42)에 지지되는 콘크리트 슬라브(43)와, 슬라브(43)와 수조벽(42) 및 외부 벽(30)과 기초부(20)에 부착되어 수조공간(45)의 기밀유지를 위한 차폐면을 이루는 수조틀(44)로 이루어진다.

이러한 수조틀(44)은 외부 벽(30)의 내측에 부착되어 수조공간의 일측 둘레면을 이루는 하부차폐판(444)과, 수조벽의 내측에 부착되어 수조공간(45)의 다른 둘레면을 이루는 수조측판(442)과, 수조측판(442)과 하부차폐판(444)에 지지된 상태로 탑재되는 수조상판(446)과 수조공간(45)의 저면에 놓이는 수조하판(448)을 갖추고 있다. 그리고 수조측판(442)과 하부차폐판(444)에 수조상판(446)과 수조하판(448)이 용접에 의해 융착된다.

이러한 수조틀(44)은, 즉 수조공간(45)의 내측면을 이루어 기밀을 유지하는 수조틀(44)의 구성요소인 하부차폐판(444), 수조측판(442), 수조상판(446), 수조하판(448)은 재장전수조(40) 내의 재장전수의 오염을 방지하기 위하여 스테인레스재로 한다.

즉, 외부 벽(30)의 내측에는 기초부(20)에 접하여 외부 벽(30)의 내측면을 이룸과 동시에 수조공간(45)의 하부차폐판(444)과 상부차폐판(32)이 용접된 상태로 부착된다. 이에 하부차폐판(444)과 이 하부차폐판(444)이 부착되는 외부 벽(30)은재장전수조(40)의 벽체을 이루게 된다.

또한 하부차폐판(444)과 상부차폐판(32), 수조측판(442)과 수조상판(446)에 외부 벽(30)과 콘크리트 수조벽(42)에 매설되기 위한 철골재(60)가 융착되어, 들뜸현상을 방지한다.

이러한 철골재(60)는 도2와 도3에서와 같이 수조측판(442)과 하부차폐판(444) 그리고 수조상판(446)에 융착되어 돌출된 부재로서,티형바(62), 벤딩플레이트(64), 바플레이트(66), 앵글(68)로 이루어지나, 이러한 형상에 한정함이 없이 콘크리트 유입이 간섭없이 이루어짐과 충진된 콘크리트와의 접합면적이 확보되기 위한 면적을 갖는 형상의 철골재(60)이면 실시가 가능하다.

즉, 도2에서와 같이 수조측판(442)과 하부차폐판(444)은 외측면에 철골재(60)로서 티형바(62)들과 벤딩플레이트(64)들이 교번적으로 융착되고, 이 벤딩플레이트(64)와 티형바(62)를 연결하여 융착되는 바플레이트(66)들로 구성하여, 수조내벽(42)과 외부 벽(30)의 타설시 바플레이트(66)와 벤딩플레이트(64)에 걸리는 측압을 균형있게 분산하여 접합을 양호하게 한다.

아울러 도3에서와 같이 수조상판(446)은 상부에 철골재(60)로서 티형바(62)들과 앵글(68)이 일정간격을 두고 융착하며, 티형바(62)는 철근(80)이 배설되는 철근공(622)들이 형성된다. 이때 앵글(68)은 티형바(62)들에 융착되어 슬라브(43) 타설시 지지력이 확보되는 기능을 갖는다.

상기 구성에 의한 본 발명의 시공 및 그 작용은 다음과 같다.

우선 본 발명에 의한 격납구조물(10)은 콘크리트 기초부(20), 외부 벽(30)과 재장전수조(40)의 시공순으로 한다.

이러한 외부 벽(30)과 재장전수조(40)의 공사는 스테인레스재인 수조틀(44)을 제작장에서 환형 또는 원형의 밀폐된 테두리를 갖는 일체모듈로 사전에 제작한 다음 벽체 철근조립이 완료된 상태에서 인양설치하여 콘크리트를 타설한다.

즉, 수조틀(44)에서 하부차폐판(444)과 수조측판(442)은 직경을 달리하는 2개의 모듈로 사전제작하여 기초부(20) 상에 안치한 후 하부차폐판(444)의 상단에 상부차폐판(32)을 용접으로 융착하여 철근 작업을 포함한 기존의 외부거푸집을 상부차폐판(32)과 하부차폐판(444)의 외부 면과 수조측판(442)의 외부 면에 설치한다.

이때 수조측판(442)과 하부차폐판(444)은 동심축이 일치하도록 기초부(20)에 안치되어 그 내측면이 재장전수조(40)의 둘레면을 이루게 됨과 각각 외부거푸집에 대해 내부거푸집을 이루어 콘크리트 타설 시 하부차폐판(444)과 상부차폐판(32) 및수조측판(442)이 철골재(60)에 의해 들뜸이 방지된 상태로 긴밀히 부착되는 콘크리트 외부 벽(30)과 수조벽(42)이 구축되도록 한다.

이후 수조하판(448)을 하부차폐판(444)과 수조측판(442)에 융착하여 재장전수조(40) 내의 바닥공정을 수행한다.

천장공사는 수조상판(446)을 제작장에서 사전조립한 뒤 벽체상단에 인양설치한 다음 철근을 조립하고 콘크리트를 타설한다. 이에 콘크리트 타설 시수조상판(446) 상부에 융착된 철골재(60)에 의해 들뜸이 방지된 상태로 긴밀히 부착되는 콘크리트 슬라브(43)가 구축된다.

즉, 철골재(60)인 티형바(62)들, 벤딩플레이트(64)들, 바플레이트(66)들, 앵글(68)들이 수조벽(42), 수조상판(446), 외부 벽(30)의 타설시 측압을 균형있게 분산하여 접합을 양호하게 하는 접합면적으로 작용한다.

따라서 본 발명은 원자로 증기발생기 등과 같은 기기가 배치되는 원자력발전소의 격납구조물 내에 재장전수조가 구축됨으로서, 안전성 및 중대사고의 대처능력이 향상되는 효과가 있다.

또한 원자로가 배치되는 격납구조물의 외부 벽체를 재장전수조의 벽체로 활용함으로서, 격납구조물 내에 보수공간을 위한 유효공간이 확충되는 것과, 구조물의 시공물량 및 시공기간의 단축과 시공비용이 절감되는 효과가 있다.

Claims

콘크리트 기초부(20);

기초부(20) 상에 세워짐과 지붕을 지지하는 격납구조물(10)의 외부 벽(30)과, 외부 벽(30)과 일정간격을 유지하여 콘크리트 기초부(20) 상에 세워져 외부 벽 (30) 사이에 수조공간(45)의 테두리를 이루는 콘크리트 수조벽(42)과, 외부 벽(30)과 수조벽(42)에 지지되는 콘크리트 슬라브(43), 슬라브(43)와 수조벽(42) 및 외부 벽(30)과 기초부(20)에 부착되어 수조공간(45)의 기밀유지를 위한 차폐면을 이루는 수조틀(44)로 이루어진 재장전수조(40)로 구성한 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 핵연료 재장전수조 내장형 격납구조물.
제1항에 있어서,

수조틀(44)은 외부 벽(30)의 내측에 부착되어 수조공간(45)의 일측 둘레면을 이루는 하부차폐판(444)과, 수조벽(42)의 내측에 부착되어 수조공간(45)의 다른 둘레면을 이루는 수조측판(442)과, 수조측판(442)과 하부차폐판(444)에 지지된 상태로 탑재되는 수조상판(446)과 수조공간(45)의 저면에 놓이는 수조하판(448)을 갖추고, 수조측판(442)과 하부차폐판(444)에 수조상판(446)과 수조하판(448)이 용접에 의해 융착된 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 핵연료 재장전수조 내장형 격납구조물.
제1항 또는 제2항에 있어서,

수조틀(44)은 스테인레스재인 것을 특징으로 하는 원자력발전소의 핵연료 재장전수조 내장형 격납구조물.