KR20110047407A

KR20110047407A - 안전주입탱크

Info

Publication number: KR20110047407A
Application number: KR1020090104021A
Authority: KR
Inventors: 최훈; 하상준; 김요한; 이동혁; 양창근; 김세윤
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-09

Abstract

본 발명에 따른 안전주입탱크는 비상노심냉각수가 저장되는 바디부를 포함한다. 바디부의 내측에는 상기 비상노심냉각수가 고유량일 때, 상기 비상노심냉각수가 유동하는 고유량 유출부를 포함한다. 상기 고유량 유출부의 일측에는 상기 비상노심냉각수가 저유량일 때, 상기 비상노심냉각수를 외부로 유출시키는 저유량 유출부가 형성된다.

상기 저유량 유출부는 상기 비상노심냉각수가 유입되어 유동하는 케이스를 포함한다. 상기 저유량 유출부는 상기 케이스의 일측에 형성되어 상기 비상노심냉각수가 유입되는 저유량 유출구를 포함한다. 상기 케이스의 일측에는 상기 비상노심냉각수를 외부로 안내하는 주입관이 체결된다.

Description

안전주입탱크{Safety injection tank}

본 발명은 안전주입탱크에 관한 것으로서, 안전주입탱크 내측에 저장되는 비상노심냉각수가 주입된 후, 주입관을 폐쇄하여 기체의 누출을 방지하는 안전주입탱크에 관한 것이다.

일반적으로 안전주입탱크는 비상노심냉각수를 저장하였다가 비상시 원자로에 비상노심냉각수를 제공한다. 이 때, 안전주입탱크에는 고압의 기체와 비상노심냉각수가 저장된다.

고압의 기체는 비상노심냉각수에 압력을 가한다. 이 때, 비상노심냉각수는 일차적으로 고유량 유출부를 통하여 저유량 유출부로 유동한다. 저유량 유출부로 유동한 비상노심냉각수는 고유량 유출부를 통하여 비상노심냉각수가 유입됨으로써 외부로 방출된다.

한편, 비상노심냉각수가 유출되는 과정에서 저유량이 되면, 비상노심냉각수는 저유량 유출구를 통하여 저유량 유출부로 유입된다. 비상노심냉각수가 소정수위에 도달하면, 더 이상 비상노심냉각수가 외부로 유출되지 않는다. 이 때, 기체는 저유량 유출구로 유입되어 주입관을 통하여 외부로 유출된다. 유출된 기체는 일차 냉각계통으로 주입되어 원자로의 열수력적 거동에 추가적인 불확실성을 야기한다.

본 발명은 비상노심냉각수의 주입 완료 후, 주입관으로 기체가 누설되는 것을 방지하는 안전주입탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 비상노심냉각수가 저장되는 바디부와, 상기 바디부의 내측에 배치되어 초기 대유량 주입 시 상기 비상노심냉각수가 유입되는 대유량 유입구와, 상기 대유량 유입구의 하측에 배치되어 소유량 주입 시 상기 비상노심냉각수가 유입되는 소유량 유입부와, 상기 소유량 유입부의 내측에 배치되어 상기 소유량 유입구의 상기 비상노심냉각수의 주입이 완료되면, 상기 소유량 유입부로부터 상기 비상노심냉각수가 유출되는 부분을 폐쇄하는 마개를 포함하는 안전주입탱크를 제공한다.

본 발명에 따른 안전주입탱크는 비상노심냉각수의 공급이 종료된 후, 안전주입탱크에 저장된 기체가 외부로 유출되는 것을 방지한다. 따라서 기체가 일차냉각재계통으로 주입되는 것을 방지한다.

도 1은 본 발명에 따른 안전주입탱크(100)의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.

도 1을 참고하면, 안전주입탱크(100)는 비상노심냉각수가 저장되는 바디 부(110)를 포함한다. 안전주입탱(100)는 바디부(110)의 내측에 배치되어 상기 비상노심냉각수가 유동하는 고유량 유출부(120)를 포함한다.

고유량 유출부(120)는 바디부(110)에 배치되는 고유량 유출구(122)를 포함한다. 고유량 유출구(122)의 일측에는 상기 비상노심냉각수의 가압을 저감시키는 커버(121)가 배치된다. 커버(121)는 상기 비상노심냉각수가 상면 및 측면으로 유입되는 것을 방지하도록 굴곡지게 형성된다.

또한, 커버(121)의 내측에는 상기 비상노심냉각수의 수위에 따라 고유량 유출구(122)를 개폐하는 덮개(123)이 배치된다. 덮개(123)는 상기 비상노심냉각수의 부력에 의하여 고유량 유출구(122)를 개폐한다.

덮개(123)는 상기 비상노심냉각수가 고수량인 경우에는 상기 비상노심냉각수에 의하여 부양된다. 덮개(123)는 고유량 유출구(122)를 개방한다.

상기 비상노심냉각수는 덮개(123)와 고유량 유출구(122)의 사이로 유동하여 고유량 유출구(122)의 내측으로 이동한다. 상기 비상노심냉각수가 유동하여 소정수량이하가 되면, 덮개(123)는 고유량 유출구(122)를 폐쇄한다. 따라서 상기 비상노심냉각수는 고유량 유출구(122)의 내측으로 이동하지 못한다.

한편, 고유량 유출구(122)의 일측에는 상기 비상노심냉각수가 저수량일 경우, 상기 비상노심냉각수를 외부로 유출시키는 저유량 유출부(130)가 배치된다.

저유량 유출부(130)는 상기 비상노심냉각수가 유동하여 저장되는 케이스(131)를 포함한다. 케이스(131)는 고유량 유출구(122)와 체결되어 고유량 유출구(122)를 유동하는 상기 비상노심냉각수를 저장한다.

케이스(131)의 일측에는 상기 비상노심냉각수가 저수량인 경우 케이스(131)의 내측으로 상기 비상노심냉각수를 유동시키는 저유량 유출구(132)가 형성된다. 저유량 유출구(132)는 상기 소정수위 이하에서 상기 비상노심냉각수를 케이스(131)로 유동시킨다. 저유량 유출구(132)는 복수개로 형성될 수 있다.

케이스(131)의 내측에는 저유량 유출구(132)를 지지하는 지지부재(미표기)가 배치된다. 케이스(131)의 일측에는 상기 비상노심냉각수를 외부로 배출시키는 주입관(133)가 체결된다.

주입관(133)는 원형으로 형성될 수 있다. 또한, 케이스(131)는 주입관(133)과 체결되는 부분이 경사지도록 형성된다. 상기 경사는 케이스(131)의 일측으로부터 주입관(133)이 체결되는 부분으로 형성될 수 있다. 상기 경사는 케이스(131)의 일측이 주입관(133)과 체결되는 부분보다 높게 형성될 수 있다.

따라서 케이스(131)로 유동한 상기 비상노심냉각수는 신속하게 주입관(133)으로 유동한다. 또한, 상기 비상노심냉각수는 용이하게 주입관(133)으로 유동한다.

한편, 케이스(131)의 내측에는 주입관(133)을 폐쇄하는 마개(140)가 배치된다. 마개(140)는 구형으로 형성될 수 있다. 마개(140)는 주입관(133)의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.

즉, 마개(140)의 단면적은 케이스(131)와 주입관(133)가 체결되는 부분의 단면적보다 크게 형성될 수 있다.

따라서 마개(140)는 주입관(133)을 효과적으로 폐쇄할 수 있다. 또한, 마개(140)는 주입관(133)으로 바디부(110)에 포함된 기체가 유동하는 것을 방지한다.

이하에서는 상기 비상노심냉각수의 수량에 따른 안전주입탱크(100)의 작동을 수량에 따라서 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 안전주입탱크(100)에 저장된 비상노심냉각수(w)가 고수량인 경우를 보여주는 단면도이다.

도 2를 참고하면, 원자로(미도시)에 이상이 발생하면, 안전주입탱크(100)로부터 비상노심냉각수(w)가 외부로 배출된다. 이 때, 비상노심냉각수(w)는 고수량 유입부(120)를 통하여 저수량 유입부(130)로 유동한다.

바디부(110)의 내측에 저장되는 기체는 비상노심냉각수(w)에 압력을 가한다. 이 때, 상기 기체는 질소를 포함할 수 있다. 상기 기체가 비상노심냉각수(w)에 압력을 가하면, 비상노심냉각수(w)는 커버(121)의 하측으로 유동한다. 비상노심냉각수(w)는 커버(121)의 하측에 형성된 공간을 통하여 고수량 유입구(123)으로 유동한다.

이 때, 비상노심냉각수(w)의 수위에 따라 덮개(122)가 부양된다. 덮개(122)가 부양되면, 덮개(122)와 고수량 유입구(123)의 일측에는 공간이 형성된다. 상기 공간을 통하여 비상노심냉각수(w)는 고수량 유입구(123)의 내측으로 유동한다.

한편, 비상노심냉각수(w)가 소정수위이상인 경우에는 상기에서 설명한 바와 비상노심냉각수(w)가 유동한다. 비상노심냉각수(w)가 상기 소정수위 미만인 경우에는 덮개(122)가 고수량 유입구(123)의 일측을 폐쇄한다. 따라서 비상노심냉각수(w)가 고수량 유입구(123)으로 유동할 때, 상기 기체는 고수량 유입구(123)의 유입을 방지한다.

이 때, 비상노심냉각수(w)에 의하여 부유된다. 저수량 유입부(130)의 내측에 배치되는 마개(140)는 주입관(133)을 폐쇄하지 않는다. 마개(140)는 따라서 비상노심냉각수(w)는 외부로 자유롭게 유출될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 안전주입탱크(100)에 저장된 비상노심냉각수(w)가 저수량인 경우를 보여주는 단면도이다.

도 3을 참고하면, 비상노심냉각수(w)가 상기 소정수위 이하가 되면, 비상노심냉각수(w)는 저수량 유입부(130)으로 유입한다.

이 때, 비상노심냉각수(w)는 저수량 유입구(132)로 유동한다. 저수량 유입구(132)를 통하여 유입되는 비상노심냉각수(w)는 케이스(131)에 저장된다.

비상노심냉각수(w)는 케이스(131)에 일시적으로 저장된 후 주입관(133)을 통하여 외부로 배출된다. 케이스(131)의 일측에는 경사가 형성된다. 상기 경사는 주입관(133)로 형성된다.

비상노심냉각수(w)는 상기 소정수위부터 외부로 유출되지 않는 최하수위까지 저수량 유입구(132)를 통하여 외부로 배출된다. 상기 최하수위에 도달하면, 저유량 유입구(132)를 통하여 상기 기체가 케이스(131) 내부로 유입된다.

상기 기체가 유입되면, 케이스(131)의 내부에 존재하는 비상노심냉각수(w)는 주입관(133)를 통하여 외부로 유출된다. 또한, 비상노심냉각수(w)는 상기 경사를 따라 주입관(133)로 이동한다. 따라서 비상노심냉각수(w)는 케이스(131)로부터 대부분이 외부로 유출된다.

도 4는 도 1에 도시된 안전주입탱크(100)에 저장된 비상노심냉각수(w)가 배 출된 후를 보여주는 단면도이다.

도 4를 참고하면, 비상노심냉각수(w)가 상기 최하수위에 해당하면, 상기 기체가 저수량 유입구(132)를 통하여 케이스(131) 내부로 유동한다.

상기 기체는 케이스(131)의 내부로 유동하여 케이스(131)에 잔존하는 비상노심냉각수(w)를 주입관(133)로 유동시킨다. 비상노심냉각수(w)가 주입관(133)를 통하여 외부로 완전히 유출되면, 상기 기체에 의하여 마개(140)가 주입관(133)를 폐쇄한다.

이 때, 마개(140)는 주입관(133)를 폐쇄하여 상기 기체가 외부로 유출되는 것을 방지한다. 마개(140)는 상기에서 설명한 바와 같이 원형으로 형성될 수 있다.

또한, 마개(140)의 일부분은 주입관(133)의 입구부분의 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 마개(140)가 주입관(133)를 폐쇄하면, 상기 기체는 케이스(131)의 내부에 저장하게 된다.

상기 기체에 의하여 케이스(131)의 내부는 일정한 압력이 형성되고, 상기 압력에 의하여 마개(140)는 주입관(133)를 계속해서 폐쇄한다.

한편, 마개(140)는 상기 경사에 의하여 케이스(131)의 내부에 비상노심냉각수(w)가 존재하지 않는 경우 주입관(133)쪽으로 이동하게 된다. 마개(140)는 주입관(133)쪽으로 이동한 후 상기에서 설명한 바와 같이 주입관(133)를 폐쇄한다.

따라서 상기 원자로의 고장시 비상노심냉각수(w)의 공급이 완료되면, 마개(140)가 주입관(133)를 폐쇄하여 상기 기체가 외부로 유출되는 것을 방지한다.

또한, 상기 기체의 유출을 방지하여 상기 기체가 일차냉각재계통으로 주입되 어 원자로의 열수력적 거동에 추가적인 불확실성을 야기하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 안전주입탱크의 일 실시예를 보여주는 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 안전주입탱크에 저장된 비상노심냉각수가 고수량인 경우를 보여주는 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 안전주입탱크에 저장된 비상노심냉각수가 저수량인 경우를 보여주는 단면도이다.

도 4는 도 1에 도시된 안전주입탱크에 저장된 비상노심냉각수가 배출된 후를 보여주는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간략한 설명>

100 : 안전주입탱크 130 : 저수량 유입부

110 : 바디부 131 : 케이스

120 : 고수량 유입부 132 : 저수량 유입구

121 : 커버 133 : 주입관

122 : 덮개 140 : 마개

123 : 고수량 유입구

Claims

비상노심냉각수가 저장되는 바디부와,

상기 바디부의 내측에 배치되어 초기 대유량 주입 시 상기 비상노심냉각수가 유입되는 대유량 유입부와,

상기 대유량 유입구의 하측에 배치되어 소유량 주입 시 상기 비상노심냉각수가 유입되는 소유량 유입부와,

상기 소유량 유입부의 내측에 배치되어 상기 소유량 유입구의 상기 비상노심냉각수의 주입이 완료되면, 상기 소유량 유입부로부터 상기 비상노심냉각수가 유출되는 부분을 폐쇄하는 마개를 포함하는 안전주입탱크.
청구항 1에 있어서,

상기 소유량 유입부는,

외관을 형성하는 케이스와,

상기 케이스의 일측에 형성되어 상기 비상노심냉각수가 소유량일 때, 상기 비상노심냉각수가 유동하는 소유량 유입구와,

상기 케이스의 일측에 체결되어 상기 케이스 내부의 상기 비상노심냉각수를 외부로 안내하는 주입관을 포함하는 안전주입탱크.
청구항 2에 있어서,

상기 케이스의 일측은 상기 주입관으로 갈수록 경사지게 형성되는 안전주입탱크.
청구항 2에 있어서,

상기 주입관은 원형으로 형성되는 안전주입탱크.
청구항 4에 있어서,

상기 마개는 구형으로 형성되는 안전주입탱크.
청구항 2에 있어서,

상기 마개의 일측의 단면적은 상기 케이스와 상기 주입관이 체결되는 부분의 단면적보다 크게 형성되는 안전주입탱크.
청구항 1에 있어서,

상기 마개는 상기 비상노심냉각수의 비중보다 작은 안전주입탱크.