KR20100134277A - Passive secondary loop condensation system for light water reactor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A passive secondary loop condensation system for light water reactor is provided to minimize the generation of vibration and noise by using tilted U tube heat exchanger. CONSTITUTION: A condensation bath(30) is filled with the cooling water. A heat exchanger(20) is located on the inner side of the condensation bath. The heat exchanger condenses the steam vapor by being supplied with the steam vapor of a steam generator(10) through a valve(V1). A backflow preventer(40) prevents the backward flowing to the heat exchanger of the condensed water by providing the condensed water of the heat exchanger through the valve(V5, V6).

Description

경수로의 피동형 이차측 응축계통{Passive secondary loop condensation system for light water reactor}Passive secondary loop condensation system for light water reactor

본 발명은 경수로의 피동형 이차측 응축계통에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수조의 높이와 수위를 최소화하며, 계통구성을 단순화할 수 있는 경수로의 피동형 이차측 응축계통에 관한 것이다.The present invention relates to a passive secondary condensation system of a light water reactor, and more particularly, to a passive secondary condensation system of a light water reactor that can minimize the height and level of the cooling water tank and simplify the system configuration.

현재 가동중인 경수로는 일반적으로 원자로 사고 후 급수계통이 작동하지 않을 경우, 펌프를 이용하는 보조급수계통이 작동하여 원자로의 잔열을 증기발생기를 통해 제거하고 있다. 펌프를 사용하는 보조급수계통은 운전원의 실수, 전원상실, 펌프의 오작동 등에 의해 실패의 가능성이 있다.Currently, the light water reactors currently in operation are generally operated after the reactor accident, in which the water supply system does not operate, and a subwater supply system using a pump is activated to remove residual heat of the reactor through the steam generator. Auxiliary water supply systems that use pumps can fail due to operator error, power loss, pump malfunctions, and so on.

이러한 문제점을 해결하기 위해 원자로 사고시에 증기발생기의 이차측에서 발생하는 증기를 응축하여 원자로 잔열을 피동적으로 냉각함으로써, 원자력발전소의 안전성과 경제성을 높일 수 있는 피동형 이차 응축계통의 개념이 제안되고 있다.In order to solve this problem, the concept of a passive secondary condensation system that can increase the safety and economics of a nuclear power plant by passively cooling the remaining heat of the reactor by condensing steam generated in the secondary side of the steam generator during a reactor accident has been proposed.

이와 같은 피동형 이차측 응축계통에 관하여 대한민국 등록특허 0261752호에 기재되어 있으며, 그 대한민국 등록특허의 구성은 비등경수로의 수직형 격리응축기(Isolation condenser)와, 그 격리응축기와 열교환이 일어날 수 있는 냉각수를 포함하는 격리응축기 수조, 증기발생기와 상기 격리응축기를 연결하는 배관 및 보충수 탱크를 포함하고 있다.Such a passive secondary condensation system is described in Republic of Korea Patent No. 0261752, the configuration of the Republic of Korea patent is composed of a vertical isolation condenser (boiling water channel), and the cooling water that can exchange heat with the isolation condenser It includes an isolated condenser tank, a steam generator and a pipe connecting the isolated condenser and a supplementary water tank.

이러한 종래의 구성에서 수직형 격리응축기는 비응축성기체의 배기가 용이하고 수직형 튜브에서 생성된 응축수가 중력에 의해 흐르며, 튜브 내에서 환상류만 형성되므로 유동이 안정적인 장점이 있다.In such a conventional configuration, the vertical isolation condenser has an advantage in that the non-condensable gas is easily evacuated, the condensed water generated in the vertical tube flows by gravity, and only an annular flow is formed in the tube, thereby making the flow stable.

그러나 튜브 상부에서 기포 바인딩을 피하기 위하여 튜브시트 대신 드럼 헤더형 설계가 채택되므로 작동 초기 튜브측은 고온의 이상류가 흐르는 상태에서 응축수조측은 차가운 물과 접촉하므로 드럼헤더에서 큰 열응력이 발생된다.However, since the drum header type design is adopted instead of the tube sheet to avoid bubble binding at the top of the tube, a large thermal stress is generated in the drum header since the initial tube side is in contact with the cold water in a state where the high temperature flow is flowing.

이러한 열응력을 감안하여 종래 드럼헤더의 재질은 스테인리스 강을 사용할 수 없으며, 그 스테인리스 강과 열전달 특성이 유사하며, 기계적 특성이 우수한 반면 고가인 인코넬 600이 사용되고 있다.In consideration of such thermal stress, conventional drum headers cannot be made of stainless steel, and have similar heat transfer characteristics to those of stainless steel.

또한 튜브와 헤더의 접합부 용접에서 용가재(filler metal)를 사용하지 않는 특수한 고가의 인터널 보어 웰딩(internal bore welding)법을 사용하기 때문에 수직형 격리응축기는 매우 고가의 장비가 된다.In addition, the vertical isolation condenser is very expensive because it uses a special expensive internal bore welding method that does not use filler metal in the tube and header joint welding.

또한 수직형의 격리응축기를 수용하기 위한 격리응축기 수조의 높이가 높아 야 하기 때문에 장비의 설치가 용이하지 않고, 지진 등의 진동발생에 매우 취약한 단점을 가지고 있다.In addition, since the height of the isolation condenser tank for accommodating the vertical isolation condenser must be high, the installation of the equipment is not easy and has a disadvantage of being very vulnerable to vibration such as an earthquake.

아울러 수직형 격리응축기의 높이를 무한정 높게 하는 것은 한계가 있기 때문에 열교환 효율이 상대적으로 저하될 수 밖에 없는 단점이 있었으며, 응축계통 대기운전시 응축수 회수관의 차단밸브를 열어 두고 증기공급관의 작동밸브를 닫아 두었으나, 이는 열교환기 내에 수격현상과 열피로현상이 발생하여 장비의 수명을 단축시키는 원인이 되었다.In addition, there is a limitation in that the height of the vertical isolation condenser is infinitely high, so that the heat exchange efficiency is inevitably deteriorated.In operation of the condensation system standby operation, the shutoff valve of the condensate return pipe is opened and the operation valve of the steam supply pipe is opened. Although closed, this caused water hammer and thermal fatigue in the heat exchanger, which shortened the life of the equipment.

이러한 수직형 열교환기와는 별도로 수평에 근접한 경사도를 갖는 수평형의 열교환기를 적용할 경우, 튜브시트형 또는 헤더와 직접 연결하는 설계로도 응축냉각탱크 측의 기포가 응축열교환기를 잘 빠져나가고 튜브와 튜브시트의 재질로 스테인레스강을 사용할 수 있어 열교환기를 상대적으로 저렴한 가격으로 제작할 수 있으며, 높이를 낮춰 진동에 유리한 장점이 있다. In addition to the vertical heat exchanger, when a horizontal heat exchanger having an inclination close to the horizontal is applied, even when the tube sheet type or the direct connection with the header is used, the bubbles in the condensation cooling tank escape the condensation heat exchanger well, and the tube and tube sheet Since stainless steel can be used as the material of the heat exchanger, the heat exchanger can be manufactured at a relatively low price, and the height is reduced, which is advantageous for vibration.

그러나 튜브 구멍이 뚫려 있는 부분이 차가운 가장자리에 의해 둘러싸여 있는 튜브시트의 특성 때문에 작동 초기에 튜브시트에서 큰 열응력이 걸리고 튜브시트와 응축 수조 벽과의 연결부에서도 열응력이 문제가 될 수 있으며, 비응축성기체의 배기가 어렵고 유동에 따라 여러 유형의 2상 유동 및 유동 불안정과 진동 및 소음이 발생하는 문제점이 있었다.However, due to the nature of the tubesheet, in which the perforated part of the tube is surrounded by cold edges, large thermal stresses are applied to the tubesheet early in operation, and thermal stress can also be a problem at the connection between the tubesheet and the condensate tank wall. Digestion of the layering gas is difficult and there are problems of various types of two-phase flow and flow instability, vibration and noise depending on the flow.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 보다 저가격으로 제작이 가능하며, 비응축성 기체의 배기가 용이한 경사형 열교환기를 적용하여 수직형 열교환기에 비하여 높이를 낮춰 진동과 소음 발생을 억제하여 계통의 안정성을 보다 높일 수 있는 경수로의 피동형 이차측 응축계통을 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention in consideration of the above problems, can be manufactured at a lower cost, by applying a gradient heat exchanger that is easy to exhaust non-condensable gas to reduce the height compared to the vertical heat exchanger to reduce vibration and noise generation It is to provide a passive secondary condensation system of a light water reactor to suppress the system stability.

아울러 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 대기운전시의 밸브 작동상태를 개선하여 열교환기내 수격현상과 열피로현상을 최소화할 수 있는 경수로의 피동형 이차측 응축계통을 제공함에 있다.In addition, another problem to be solved by the present invention is to provide a passive secondary condensation system of a hard water reactor that can minimize the water hammer phenomenon and thermal fatigue phenomenon in the heat exchanger by improving the valve operating state during the standby operation.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 경수로의 피동형 이차측 응축계통은, 원자로의 열에 의해 증기를 발생시키는 증기발생기와, 냉각수가 충진된 응축수조와, 상기 응축수조 내에 위치하여, 상기 증기발생기에서 발생된 증기를 증기공급배관을 상부모관에 공급받으며, 하부모관을 통해 응축수를 배출하는 직선구간의 일부 또는 전부가 경사진 튜브를 포함하는 열교환기와, 상기 열교환기의 응축수를 상기 증기발생기로 공급하는 응축수회수배관을 포함한다.The passive secondary condensation system of the light-water reactor of the present invention for solving the above problems is a steam generator for generating steam by the heat of the reactor, a condensate tank filled with cooling water, and located in the condensate tank, generated in the steam generator A heat exchanger including a steam supply pipe to a steam supply pipe to the upper capillary, and including a tube inclined at least partly of a straight section for discharging condensate through the lower capillary, and condensate to supply the condensed water of the heat exchanger to the steam generator. Include return piping.

본 발명 경수로의 피동형 이차측 응축계통은, 증기발생기에서 발생된 증기를 수직형과 수평형의 장점을 모두 가지는 경사형 U 튜브 열교환기를 사용하여 열교환기 높이를 낮춰, 지진 등의 진동에 유리하며, 진동과 소음의 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다. The passive secondary condensation system of the light-water reactor of the present invention uses the inclined U tube heat exchanger having the advantages of vertical and horizontal type steam generated in the steam generator to lower the heat exchanger height, which is advantageous for vibrations such as earthquakes. There is an effect to minimize the occurrence of vibration and noise.

또한 계통 동작개념을 대기운전시 증기공급밸브를 열어두고, 작동시 닫혀있는 응축수 회수배관 차단밸브를 개방함으로서 열교환기내 수격현상과 열피로현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, by operating the system operation concept, the steam supply valve is opened during operation, and the condensate return pipe shutoff valve is closed during operation, thereby minimizing water hammer and thermal fatigue in the heat exchanger.

이하, 상기와 같은 본 발명 경수로의 피동형 이차측 응축계통의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the passive secondary side condensation system of the present invention light water reactor as described above will be described in detail.

도 1은 본 발명 경수로의 피동형 이차측 응축계통의 바람직한 실시예에 따른 구성도이며, 도 2는 도 1에서 열교환기의 상세 구성도이다.1 is a configuration diagram according to a preferred embodiment of the driven secondary side condensation system of the present invention light water reactor, Figure 2 is a detailed configuration diagram of the heat exchanger in FIG.

도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 발명 경수로의 피동형 이차측 응축계통의 바람직한 실시예는, 냉각수가 충진된 응축수조(30)와, 상기 응축수조(30)의 내측에 위치하여 밸브(V1)를 통해 증기발생기(10)의 증기를 공급받아 응축시키는 열교환기(20)와, 상기 열교환기(20)의 응축수를 밸브(V5, V6)를 통해 공급받으며, 그 응축수가 상기 열교환기(20)측으로 역류하는 것을 방지된 상태로 상기 증기발생기(10)로 공급될 수 있도록 하는 역류방지부(40)를 포함하여 구성된다.1 and 2 respectively, a preferred embodiment of the driven secondary side condensation system of the light-water reactor of the present invention is a condensate tank 30 filled with cooling water and a valve V1 located inside the condensate tank 30. The heat exchanger 20 for receiving and condensing the steam of the steam generator 10 through the condensed water, the condensed water of the heat exchanger 20 is supplied through the valve (V5, V6), the condensed water is the heat exchanger (20) It is configured to include a backflow prevention portion 40 to be supplied to the steam generator 10 in a state to prevent backflow to the side.

상기 열교환기(20)는, 상부모관(23)이 상기 증기발생기(10)측에 연결되는 증기공급배관(11)과 연결되며, 하부모관(24)이 응축수회수배관(12)에 연결됨과 아울러 지면과 3 내지 7도의 경사각으로 경사지게 배치되는 다수의 U자형 튜브(21)와, 그 다수의 U자형 튜브(21)를 상기 응축수조(30)의 내에서 지지하는 지지부(22)를 포함하여 구성된다.The heat exchanger 20, the upper capillary 23 is connected to the steam supply pipe 11 is connected to the steam generator 10 side, the lower capillary 24 is connected to the condensate recovery pipe 12 And a plurality of U-shaped tubes 21 arranged to be inclined at an inclination angle of 3 to 7 degrees with the ground, and a support part 22 supporting the plurality of U-shaped tubes 21 in the condensate tank 30. do.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 경수로의 피동형 이차측 응축계통의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the passive secondary condensation system of the light-water reactor of the present invention configured as described above will be described in more detail.

먼저 증기발생기(10)는 원자로에서 발생하는 잔열을 제거하며 격납건물의 내측에 위치하고, 밸브(V7)를 통해 주급수를 공급받으며, 밸브(V0)를 통해 주증기를 도면에는 생략되었지만 터빈으로 공급하여, 터빈의 회전에 의한 전력을 생산할 수 있게 된다. First, the steam generator 10 is located inside the containment building to remove residual heat generated in the reactor, receives main water supply through the valve V7, and supplies main steam through the valve V0 to the turbine although not shown in the drawing. Thus, electric power can be produced by the rotation of the turbine.

이때, 증기공급배관(11)에 마련된 밸브(V1)는 열려 있는 상태이며, 그 응축수회수배관(12)의 상호 병렬 배치된 밸브(V5,V6)은 닫힌 상태로 유지된다.At this time, the valve V1 provided in the steam supply pipe 11 is in an open state, and the valves V5 and V6 arranged in parallel with each other in the condensate return pipe 12 are kept closed.

이와 같은 밸브(V1)의 열림과 밸브(V5,V6)의 닫힘에 의해 본 발명 경수로의 피동형 이차측 응축계통은 동작을 하지 않는 상태에서, 그 열교환기(20)측으로 주증기가 공급되어 응축수조 냉각수 용량과 열 평형 상태로 유지됨으로서 이후 수격현상의 발생이 방지된다.Due to the opening of the valve V1 and the closing of the valves V5 and V6, the primary steam condensation system of the water reactor of the present invention does not operate, and the main steam is supplied to the heat exchanger 20 side to supply the condensate tank. Maintaining thermal equilibrium with the coolant capacity prevents subsequent water hammer.

또한, 상기 증기공급배관(11)의 일부를 경사진 형태로 하여 상기 열교환 기(20)측으로 공급된 증기가 다시 증기발생기(10)측으로 역류하는 것을 방지한다.In addition, a part of the steam supply pipe 11 is inclined to prevent the steam supplied to the heat exchanger 20 side from flowing back to the steam generator 10 side.

이와 같은 상태에서 사고 발생 등의 이유로 경수로의 원자로가 정지되면, 증기발생기(10)에 충수가 요구되는 모든 사고의 발생시 상기 밸브들(V0, V7)이 닫혀 주급수의 증기발생기(10)로의 공급과, 그 증기발생기(10)에서 발생하는 주증기가 터빈으로 공급되는 것을 차단한다.In this state, when the reactor in the light water reactor is stopped due to an accident, the valves V0 and V7 are closed to supply the main water supply to the steam generator 10 when all the accidents in which the steam generator 10 is required to be filled are closed. And main steam generated in the steam generator 10 is blocked from being supplied to the turbine.

이와 같은 밸브들(V0, V7)의 차단에 의하여 증기가 상기 증기발생기(10)와 열교환기(20)를 지나는 폐회로가 형성되도록 한다.By closing the valves V0 and V7, a closed circuit in which steam passes through the steam generator 10 and the heat exchanger 20 is formed.

상기 밸브들(V0, V7)이 닫힌 상태에서 상기 응축수회수배관(12)에 상호 병렬로 배치된 밸브(V5,V6)가 열리면 증기발생기(10)의 증기는 밸브(V1)를 통해 증기공급관(11)을 지나 열교환기(20)로 공급된다.When the valves V5 and V6 arranged in parallel to the condensate return pipe 12 are opened while the valves V0 and V7 are closed, the steam of the steam generator 10 passes through the steam supply pipe through the valve V1. 11) is supplied to the heat exchanger (20).

이때 열교환기(20)는 응축수조(30)에 충진된 냉각수에 잠겨 있으며, 그 증기는 열교환기(20)를 지나면서 응축된다.At this time, the heat exchanger 20 is immersed in the cooling water filled in the condensate tank 30, the steam is condensed while passing through the heat exchanger (20).

상기 열교환기(20)는 다수의 U자형 튜브(21)를 구비하고 있으며, 그 다수의 U자형 튜브(21)의 사용으로 인하여 냉각수와의 접촉면적을 넓혀 응축효율을 보다 높일 수 있게 된다.The heat exchanger 20 is provided with a plurality of U-shaped tube 21, due to the use of the plurality of U-shaped tube 21 it is possible to increase the condensation efficiency by increasing the contact area with the cooling water.

이와 같이 본 발명은 U자형 튜브(21)를 사용함으로써 열교환기 높이를 낮출 수 있으므로 수직형 열교환기에서 나타나는 드럼 헤더의 열응력을 방지할 수 있고, 보다 저가격으로 설비가 가능하게 된다. As described above, the present invention can lower the height of the heat exchanger by using the U-shaped tube 21, thereby preventing the thermal stress of the drum header appearing in the vertical heat exchanger, thereby enabling the installation at a lower cost.

또한 U자형 튜브(21)들은 직선구간을 지면에 대하여 예각이 3 내지 7도의 범위 내에서 경사진 형태의 것을 사용하며, 그 상부모관(23)과 하부모관(24)이 각각 상하 수직방향으로 배치되어 있다.In addition, the U-shaped tube (21) is used in the form of the inclined angle of the straight section in the range of 3 to 7 degrees with respect to the ground, the upper capillary 23 and the lower capillary 24 are arranged in the vertical direction, respectively It is.

이와 같은 배치형태는 원자로의 가동이 중단된 상태에서도 원자로에서는 잔열이 발생하며, 증기발생기(10)에서도 이에 상응하는 증기가 발생되어 압력이 높으며, 응축열교환기의 응축현상과 중력수두에 의한 자연적 대류현상에 의하여 그 증기들이 U자형 튜브(21)들을 지나면서 응축된다.In this arrangement, the residual heat is generated in the reactor even when the operation of the reactor is stopped, and the corresponding steam is generated in the steam generator 10 so that the pressure is high, and convection of the condensation heat exchanger and natural convection caused by gravity head The vapor condenses as it passes through the U-shaped tubes 21.

상기 열교환기(20)의 U자형 튜브들(21)은 열교환되는 증기의 이동 방향이 반대로 변경될 수 있도록 직선구간과 곡선으로 절곡된 구간을 가고 있으며, 그 곡선으로 절곡된 부분의 반대편에는 그 직선구간의 양단이 각각 상부모관(23)과 하부모관(24)에 연결되어 있다.The U-shaped tubes 21 of the heat exchanger 20 have a straight section and a curved section so that the direction of movement of the heat exchanged steam can be reversed. The straight line is opposite the curved section. Both ends of the section are connected to the upper capillary 23 and the lower capillary 24, respectively.

상기 직선구간은 3 내지 7도로 경사져 있어 증기의 압력과 함께 중력이 작용하도록 하여 비응축성기체의 배기가 보다 용이하며, 유동불안정이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.Since the straight section is inclined at 3 to 7 degrees, gravity acts together with the pressure of the steam, so that the non-condensable gas can be easily exhausted, and flow instability can be prevented.

또한 종래 수직형 열교환기의 경우와 달리 U자형의 튜브(21)를 사용하는 열 교환기(20)는 그 상대적인 길이를 보다 길게 제작 할 수 있어 유체 유동양식을 일정하게 유지하여 수격작용을 방지하고, 열교환 효율을 높이며, 응축수조(30)의 높이를 낮출 수 있기 때문에 지진 등의 진동발생에 보다 안정적인 설치상태를 유지할 수 있게 된다.In addition, unlike the case of the conventional vertical heat exchanger, the heat exchanger 20 using the U-shaped tube 21 can be made longer relative length to prevent the water hammer by maintaining a constant fluid flow mode, Since it is possible to increase the heat exchange efficiency and lower the height of the condensate tank 30, it is possible to maintain a more stable installation state in the generation of vibrations such as earthquakes.

도 3은 본 발명에 적용되는 열교환기의 다른 실시예의 구성도이다.3 is a configuration diagram of another embodiment of a heat exchanger applied to the present invention.

도 3을 참조하면 본 발명에 적용되는 열교환기의 다른 실시예는, 응축되는 기체의 흐름의 진행방향이 서로 반대가 되는 방향으로 다수 회 진행할 수 있도록 곡선으로 절곡된 부분을 가지며, 그 절곡부분 이외에는 지면에 대하여 약 3 내지 7도의 예각으로 경사진 구조의 복수의 W자형 튜브(25)를 포함한다.Referring to FIG. 3, another embodiment of the heat exchanger according to the present invention has a curved portion bent so as to proceed a plurality of times in a direction in which the flow direction of the gas to be condensed is opposite to each other, except for the bent portion. A plurality of W-shaped tubes 25 are inclined at an acute angle of about 3 to 7 degrees with respect to the ground.

이와 같은 구조는 상기 열교환기(20)의 U자형 튜브(21)를 상하 이중으로 배치한 것이며, 그 복수의 W자형 튜브(25)를 사용할 때의 효과 또한 상기 설명한 U자형의 튜브(21)를 사용하였을 때와 동일하여 그 상세한 설명은 생략한다.Such a structure is such that the U-shaped tube 21 of the heat exchanger 20 is arranged up and down, and the effect of using the plurality of W-shaped tubes 25 also has the U-shaped tube 21 described above. Same as when used, detailed description thereof will be omitted.

그리고 도 4는 본 발명에 적용되는 열교환기의 또 다른 실시예의 구성도이다.4 is a configuration diagram of another embodiment of a heat exchanger applied to the present invention.

도 4를 참조하면 본 발명에 적용되는 열교환기의 또 다른 실시예는, 응축되는 기체의 진행 방향이 변경되지 않도록 경사진 직선형 튜브(26)를 다수로 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4, another embodiment of the heat exchanger according to the present invention includes a plurality of inclined straight tubes 26 so that the traveling direction of the gas to be condensed is not changed.

상기 직선형 튜브(26)도 하향으로 3 내지 7도 경사진 상태이며, 따라서 다른 실시예들과는 다르게 상부모관(23)과 하부모관(24)이 수직방향으로 배치되지 않는다.The straight tube 26 is also inclined downward to 3 to 7 degrees, and thus, unlike other embodiments, the upper and lower capillaries 23 and 24 are not disposed in the vertical direction.

이와 같은 직선형 튜브(26)도 수직형과 수평형의 열교환기의 장점을 혼합한 것으로, 위에서 설명한 U자형 튜브(21)와 같은 작용을 한다.Such a straight tube 26 is also a mixture of the advantages of the vertical and horizontal heat exchanger, the same function as the U-shaped tube 21 described above.

또한 증기공급배관(11)과 열교환기(20)의 U자형 튜브(21), W자형 튜브(25) 또는 경사진 직선형 튜브(26)의 내에서 발생하는 비응축성기체는 밸브(V2, V4)를 통해 상기 증기발생기(10)에서 발생된 주증기가 터빈에 공급되는 상태에서 외부로 배기된다. In addition, the non-condensable gas generated in the U-shaped tube 21, the W-shaped tube 25, or the inclined straight tube 26 of the steam supply pipe 11 and the heat exchanger 20 is a valve (V2, V4) Through the main steam generated in the steam generator 10 is exhausted to the outside in the state that is supplied to the turbine.

이와 같은 비응축성기체의 배기에 의해 원자로가 정지된 상태에서 그 증기발생기(10)의 잔열을 제거하는 동작에서는 열교환기(20)의 특성에 의해 비응축수 축적에 의한 유체흐름을 방해하지 않기 때문에 주기적인 비응축성기체의 배기가 요구되지 않으며, 따라서 증기발생기(10)의 수위 감소를 고려하여 설치한 종래의 보충수 탱크가 요구되지 않는다.In the operation of removing the residual heat of the steam generator 10 while the reactor is stopped by the exhaust of the non-condensable gas, the characteristics of the heat exchanger 20 do not disturb the fluid flow due to the accumulation of non-condensed water. No exhaustion of the non-condensable gas is required, and therefore, a conventional supplementary water tank installed in consideration of the water level reduction of the steam generator 10 is not required.

또한 대기상태에서 증기공급배관(11)에서 발생될 수 있는 응축수를 배수계통(V3)을 통해 배출하여, 응축수의 역류를 방지할 수 있다.In addition, the condensed water which may be generated in the steam supply pipe 11 in the atmospheric state is discharged through the drainage system V3, thereby preventing backflow of the condensed water.

따라서 본 발명은 설비를 보다 단순화할 수 있으며, 설비비용을 절감할 수 있게 된다.Therefore, the present invention can simplify the installation and reduce the installation cost.

이와 같이 경사형 열교환기(20)를 통해 응축된 응축수는 밸브(V5, V6)을 통해 상기 증기발생기(10)로 재공급되며, 이때 역류방지부(40)를 통해 그 응축수가 다시 경사형 열교환기(20)측으로 역류하는 것을 방지할 수 있게 된다.The condensed water condensed through the inclined heat exchanger 20 is supplied back to the steam generator 10 through the valves V5 and V6, and the condensed water is again inclined heat exchanged through the backflow prevention part 40. It is possible to prevent the backflow to the group 20 side.

상기 서로 병렬 배치된 밸브(V5,V6) 각각은 서로 다른 구동수단에 의해 독립적으로 구동이 가능한 것이며, 예를 들어 각각 직류로 구동하는 전기 모터 밸브와 유압 구동 밸브를 사용하여 어떤 하나의 구동수단에 문제가 발생하는 경우에도 원활한 동작이 가능하다.Each of the valves V5 and V6 arranged in parallel with each other may be independently driven by different driving means. For example, each of the valves V5 and V6 may be driven by any one driving means by using an electric motor valve and a hydraulic driving valve respectively driven by direct current. Even when problems occur, smooth operation is possible.

도 1은 본 발명 경수로의 피동 이차측 응축계통 바람직한 실시예의 구성도이다.1 is a block diagram of a preferred embodiment of the passive secondary side condensation system of the present invention.

도 2는 도 1에서 경사형 열교환기의 상세 구성도이다.FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the inclined heat exchanger in FIG. 1.

도 3과 도 4는 각각 경사형 열교환기의 다른 실시 구성도이다.3 and 4 are another embodiment of the gradient heat exchanger, respectively.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10:증기발생기 11:증기공급배관10: Steam generator 11: Steam supply piping

12:응축수회수배관 20:경사형 열교환기12: condensation recovery piping 20: inclined heat exchanger

21:U자형 튜브 22:지지부21: U-shaped tube 22: support

23:상부모관 24:하부모관23: upper parent tube 24: lower parent tube

25:W자형 튜브 26:직선형 튜브25: W-shaped tube 26: Straight tube

30:응축수조 40:역류방지부30: condensation tank 40: backflow prevention part

Claims (11)

원자로의 열에 의해 증기를 발생시키는 증기발생기;A steam generator generating steam by heat of the reactor; 냉각수가 충진된 응축수조;A condensate tank filled with cooling water; 상기 응축수조 내에 위치하여, 상기 증기발생기에서 발생된 증기를 증기공급배관을 상부모관에 공급받으며, 하부모관을 통해 응축수를 배출하는 직선구간의 일부 또는 전부가 경사진 튜브를 포함하는 열교환기; 및Located in the condensate tank, the heat generated by the steam generator receives the steam supply pipe to the upper capillary, the heat exchanger comprising a tube inclined part or all of the straight section for discharging the condensate through the lower capillary; And 상기 열교환기의 응축수를 상기 증기발생기로 공급하는 응축수회수배관을 포함하는 경수로의 피동 이차측 응축계통.Passive secondary side condensation system of the hard water reactor including a condensate recovery pipe for supplying the condensate of the heat exchanger to the steam generator. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열교환기는,The heat exchanger, 상기 증기공급배관에 상부모관에 연결되고, 상기 응축수회수배관에 하부모관이 연결되는 두 직선구간과 그 두 직선구간을 연결하는 곡선 절곡구간을 포함하는 다수의 튜브를 포함하며, 상기 두 직선구간은 하향 경사진 것을 특징으로 하는 경수로의 피동 이차측 응축계통.The steam supply pipe is connected to the upper capillary, and the condensate recovery pipe includes a plurality of tubes including two straight sections connected to the lower capillary and a curved bending section connecting the two straight sections, the two straight sections A passive secondary condensation system in a light water reactor, characterized by a downward slope. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 두 직선구간은 지면과 이루는 예각이 3 내지 7도인 것을 특징으로 하는 경수로의 피동 이차측 응축계통.And said two straight sections have acute angles of 3 to 7 degrees with the ground. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열교환기는,The heat exchanger, 상기 증기공급배관에 상부모관에 연결되고, 상기 응축수회수배관에 하부모관이 연결되되, 다수의 곡선 절곡구간에 의해 서로 연결되어 증기의 진행방향이 반대로 변경하는 다수의 하향 경사진 직선구간을 포함하는 튜브를 포함하는 경수로의 피동 이차측 응축계통.It is connected to the upper capillary to the steam supply pipe, the lower capillary is connected to the condensate recovery pipe, it is connected to each other by a plurality of curved bending section includes a plurality of downward inclined straight section to change the direction of steam reversed A passive secondary condensation system in a light water reactor containing tubes. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 직선구간은 지면과 이루는 직선구간의 예각이 3 내지 7도인 것을 특징으로 하는 경수로의 피동 이차측 응축계통.The linear section is a secondary secondary condensation system of a light water reactor, characterized in that the acute angle of the straight section forming the ground is 3 to 7 degrees. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열교환기는,The heat exchanger, 상기 증기공급배관에 상부모관에 연결되고, 상기 응축수회수배관에 하부모관 이 연결되는 다수의 직선형 튜브를 포함하며, 그 직선형 튜브는 상기 상부모관으로부터 상기 하부모관까지 3 내지 7도의 예각으로 하향 경사진 것을 특징으로 하는 경수로의 피동 이차측 응축계통.The steam supply pipe is connected to the upper capillary, the condensate recovery pipe includes a plurality of straight tube is connected to the lower capillary, the straight tube is inclined downward at an acute angle of 3 to 7 degrees from the upper capillary to the lower capillary A passive secondary condensation system of a light water reactor, characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 응축수회수배관에는,The condensate recovery pipe, 상기 열교환기에서 응축된 응축수가 다시 상기 열교환기로 역류하는 것을 방지하는 역류방지부가 마련된 것을 특징으로 하는 경수로의 피동 이차측 응축계통.And a backflow prevention unit for preventing condensate condensed from the heat exchanger back to the heat exchanger. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 원자로가 정상상태로 동작할 때 상기 증기공급배관에 마련된 밸브를 열고, 상기 응축수회수배관에 마련된 밸브를 닫아 주증기의 일부가 상기 열교환기로 공급되도록 하며, 주급수가 상실되어 원자로 잔열을 증기발생기를 통하여 제거가 필요한 사고 발생시 상기 응축수회수배관에 마련된 밸브를 열어 상기 증기발생기를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 경수로의 피동 이차측 응축계통When the reactor operates in a normal state, the valve provided in the steam supply pipe is opened, and the valve provided in the condensate recovery pipe is closed so that a part of the main steam is supplied to the heat exchanger. Passive secondary side condensation system of a light water reactor, characterized in that for cooling the steam generator by opening a valve provided in the condensate return pipe when an accident that needs to be removed through 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 응축수회수배관에 마련된 밸브는,The valve provided in the condensate recovery pipe, 다수의 밸브가 서로 병렬로 배치되며,Multiple valves are arranged in parallel with each other, 상호 서로 다른 구동수단에 의해 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 경수로의 피동 이차측 응축계통.A passive secondary side condensation system of a light water reactor, which is driven independently by mutually different driving means. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 병렬 연결된 다수의 밸브는 각각 직류전원에 의해 동작되는 전기 구동 밸브 또는 유압 구동 밸브인 것을 특징으로 하는 경수로의 피동 이차측 응축계통.A plurality of valves connected in parallel is an electric drive valve or a hydraulic drive valve operated by a direct current power source, the secondary secondary side condensation system of the light-water reactor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 증기공급배관에는 상기 원자로가 정상적으로 동작하는 상태에서 상기 증기공급배관에서 응축된 응축수를 배출하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경수로의 피동 이차측 응축계통.The steam supply pipe further includes a valve for discharging condensed water condensed in the steam supply pipe in a state in which the reactor is normally operated.
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