KR20110075487A - 고온가스로용 노심 - Google Patents

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Abstract

냉각효율을 향상시킬 수 있는 고온가스로용 노심이 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 고온가스로용 노심은, 복수의 핵연료가 장전되며, 복수의 핵연료 사이로 유입되는 냉각재의 유로를 구비하는 핵연료유닛 및, 핵연료유닛을 감싸 지지하여 중성자 누설을 방지하는 반사유닛을 포함하며, 냉각재 유로는 비직선형이다. 이러한 구성에 의한 냉각재 유로의 접촉면적을 확장시킬 수 있어, 냉각효율 향상을 기대할 수 있게 된다.
고온, 가스로, 헬륨, 냉각, 나선, 파동, 접촉면적, 우회유로, 바이패쓰.

Description

고온가스로용 노심{CORE FOR HIGH TEMPERATURE GAS COOLED REACTOR}
본 발명은 고온가스로에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 냉각효율이 향상된 고온가스로용 노심에 관한 것이다.
일반적으로 고온가스를 이용하는 원자로(이하, "고온가스로"로 지칭함)는 기체인 헬륨을 냉각재로 사용하는 원자로로서, 상기 냉각재의 출구 온도가 경수로 또는 액체금속로와 같은 타 방식 원자로에 비교하여 보다 높다. 그로 인해, 상기 고온가스로는 고열효율을 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 수소 생산과 같은 화학공정에 사용될 수 있는 고온의 열을 생산할 수 있는 장점을 가진다. 이러한 일반적인 고온가스로의 일 예가 도 1에 도시된다.
도 1을 참고하면, 일반적인 고온가스로(1)는 육각기둥 형태의 핵연료유닛(2) 및 반사유닛(3)을 포함하는 노심(4), 상/하 플레넘(5)(6) 및, 원자로 제어봉(7) 등으로 구성되며, 이들은 금속재질인 압력용기(8) 내에 설치된다. 이중, 상기 노심(4)은 상기 반사유닛(3)이 적층된 구조 내에 핵연료유닛(2)이 환형(Annular) 형태로 적층됨으로써, 핵연료유닛(2)에서 발생된 중성자의 누설이 차단된다. 여기서, 상기 반사유닛(3)은 적층된 위치에 따라 상부 반사부(3a), 하부 반사부(3b), 내부 반사부(3c) 및, 외부 반사부(3d) 등으로 구분된다.
한편, 상기 복수의 핵연료유닛(2) 및 반사유닛(3)들의 상하 및 좌우 사이에는 항상 수mm 정도의 갭(Gap)이 존재한다. 이러한 갭은 상기 핵연료유닛(2) 및 반사유닛(3)의 재료인 흑연이 중성자 소자와의 반응에 의해 변형됨에 의해 고온가스로(1)의 운전기간 중 가변된다.
이상과 같은 구성을 가지는 일반적인 고온가스로(1)의 노심(4)은 육각형상의 상기 핵연료유닛(2)에 복수의 구멍을 형성시킨 후, 상기 구멍에 핵연료를 장전함과 아울러, 냉각재를 냉각용 구멍으로 유입시켜 핵분열 온도를 적정 온도로 냉각시킨다. 이때, 상기 냉각재는 고온가스로(1)의 저온관(미도시)으로 주입되어 상부 플레넘(5)에서 모인 후, 복수의 핵연료유닛(2) 사이의 냉각용 구멍으로 유입되어 도시된 화살표와 같이 하방향으로 이동하게 된다.
그런데, 상기 냉각재의 일부가 상기 냉각용 구멍이 아닌 유닛들(2)(3) 사이의 갭으로 유입되는 우회유동(bypass flow)(도 1에 도시된 점선 화살표 참고)이 야기된다. 상기 우회유동은 상기 핵연료유닛(2)으로 유입되어야 하는 냉각재가 우회함에 따라, 냉각효율을 저하시키다. 이러한 냉각효율 저하로 인해 핵분열 시의 온도가 정상운전중 온도인 대략 1250℃ 보다 이상인 예컨대 1600℃의 고온을 야기함에 따라, 핵연료가 파손되거나 핵분열생성물이 고온에서 다량 방출되는 성능 저하를 야기시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 냉각성능을 향상시킬 수 있는 고온가스로용 노심을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 냉각재의 우회유로를 차단시킬 수 있는 고온가스로용 노심을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고온가스로용 핵연료유닛 및, 반사유닛을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 핵연료유닛은, 복수의 핵연료가 장전되며, 상기 복수의 핵연료 사이로 유입되는 냉각재의 유로를 구비한다. 여기서, 냉각재 유로는 비직선형이다. 이를 위해, 상기 핵연료유닛은, 흑연재질로 형성되며, 육각기둥 형상을 가지는 복수의 제1몸체, 상기 제1몸체의 길이방향으로 복수개 관통 형성되어 상기 핵연료가 장착되는 핵연료채널 및, 상기 핵연료채널과 이웃하도록 상기 제1몸체의 길이방향으로 복수개 관통 형성되어, 내부에 상기 냉각재의 유로를 제공하는 냉각채널을 포함하며, 상기 냉각채널은 내주면으로부터 내부를 향해 볼록하게 형성되어 상기 냉각재와의 접촉 면적을 확장시키는 확장부를 구비한다. 여기서, 상기 확장부는 나선형 또는 파동형으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 반사유닛은, 상기 핵연료유닛을 감싸 지지하여, 중성자 누설을 방지한다. 여기서, 상기 반사유닛은, 흑연재질로 형성되며, 육각기둥 형상을 가지는 복 수의 제2몸체 및, 상기 제2몸체의 외면에 두께방향으로 상호 나란하게 복수개 형성되어, 상기 복수의 제2몸체 사이로 우회하려는 상기 냉각재의 우회유로(Bypass flow)를 차단시키는 우회 차단홈을 포함한다. 이러한 우회 차단홈의 단면은 다각형, 원형 또는, 파동형 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 상기 핵연료유닛의 상기 핵연료채널은 중심봉을 감싸도록 단면이 상기 중심봉과 동심인 환형으로 형성되며, 상기 냉각채널은 상기 핵연료채널을 감싸도록 단면이 상기 중심봉과 동심인 환형으로 형성된다.
본 발명의 다른 측면에 의한 고온가스로용 노심은, 복수의 핵연료가 장전되는 복수의 핵연료채널과, 상기 핵연료의 핵분열 시 발생되는 열을 냉각시키는 냉각재의 유로를 제공하는 복수의 냉각채널을 구비하는 복수의 제1몸체를 포함하는 핵연료유닛 및, 상기 핵연료유닛을 감싸 지지하여 상기 핵연료의 핵분열 시 발생되는 중성자의 누설을 방지하는 반사유닛을 포함한다. 여기서, 상기 냉각채널의 내주면에는 내부를 향해 돌출 형성되는 확장부를 구비하여 상기 냉각재와의 접촉 면적을 확장시킨다.
본 발명의 또 다른 측면에 의한 고온가스로용 노심은, 복수의 핵연료가 장전되는 복수의 핵연료채널과, 상기 핵연료의 핵분열 시 발생되는 열을 냉각시키는 냉각재의 비직선형 유로를 제공하는 복수의 냉각채널을 구비하는 복수의 제1몸체를 포함하는 핵연료유닛 및, 상기 핵연료유닛을 감싸 지지하여, 상기 핵연료의 핵분열 시 발생되는 중성자의 누설을 방지하는 반사유닛을 포함하며, 상기 반사유닛은, 흑연재질로 형성되는 제2몸체 및, 상기 제2몸체의 외면에 두께방향으로 상호 나란하 게 복수개 형성되어 상기 복수의 제2몸체 사이로 우회하려는 상기 냉각재의 우회유로(Bypass flow)를 차단시키는 우회 차단홈을 포함한다.
상기와 같은 구성을 구비하는 본 발명에 의하면, 첫째, 핵연료의 핵분열시 발생되는 열을 냉각시키는 냉각재가 비직선형으로 핵연료유닛을 통과할 수 있어, 냉각재의 접촉 면적을 넓힐 수 있게 된다. 그로 인해, 핵연료의 냉각효율을 향상시킬 수 있어, 고온가스로의 설계 및 운전의 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
둘째, 핵연료가 적정 온도로 냉각될 수 있음에 따라, 비정상적인 고온 하에서 발생될 수 있는 방사성 물질의 누출을 억제할 수 있게 된다.
셋째, 냉각재의 접촉면적 향상에 의해 냉각재의 출구온도를 종래보다 높일 수 있어, 전기생산, 수소생산 등의 고온가스로의 효율 증진도 기대할 수 있게 된다.
넷째, 반사유닛으로 우회하려는 냉각재의 우회유로를 마찰유동을 극대화시키는 우회 차단홈을 통해 차담함에 따라, 냉각재의 우회유로를 차단하여 냉각재의 낭비를 방지할 수 있게 된다. 이는 결국, 핵연료유닛으로 유입되는 냉각재의 양을 증가시키며 냉각효율 향상에 기여할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 고온가스로용 노심(10)은, 핵연료유닛(20) 및, 반사유닛(60)을 포함한다.
참고로, 본 발명에서 설명하는 고온가스로용 노심(10)은 자세히 도시되지 않았으나, 고온의 열을 생산할 수 있는 원자로로써, 헬륨을 냉각재로 사용하는 것으로 예시한다.
상기 핵연료유닛(20)은 도 3 및 도 4의 도시와 같이, 제1몸체(30), 핵연료채널(40) 및 냉각채널(50)을 포함하여, 상기 복수의 핵연료(31)가 장전되며, 상기 복수의 핵연료(31) 사이로 유입되는 냉각재의 유로(32)(이하, 냉각유로로 지칭함)를 제공한다.
상기 제1몸체(30)는 흑연재질로 형성되며, 단면이 육각형인 기둥형상으로 형성된다. 이러한 제1몸체(30)는 흑연재질로 형성됨에 따라 핵연료(31)로부터 방출되는 중성자를 1차적으로 반사하여 누설을 방지한다. 참고로, 자세히 도시되지 않았으나, 상기 제1몸체(30)는 복수개가 상호 이웃하게 다열 및 다층으로 설치되어, 환형 구조를 형성시킨다.
상기 핵연료채널(40)은 상기 제1몸체(30)의 길이방향으로 복수개 관통 형성된다. 이러한 핵연료채널(40)에는 도 4와 같이 상기 핵연료(31)가 장착된다. 상기 냉각채널(50)은 상기 핵연료채널(40)과 이웃하도록 상기 제1몸체(30)의 길이방향으로 복수개 관통 형성된다. 이러한 냉각채널(50)로 냉각재가 유입됨에 따라, 냉각유로(32)를 제공한다.
상기 냉각채널(50)에 의해 제공되는 냉각유로(32)는 비직선형으로 형성된다. 이를 위해, 상기 냉각채널(50)은 내주면으로부터 내부를 향해 볼록하게 형성되어 냉각재와의 접촉 면적을 확장시키는 확장부(51)가 형성된다. 본 실시예에서는 상 기 확장부(51)가 도 4에 확대 도시한 바와 같이, 냉각채널(50)의 내주면으로부터 나선형으로 볼록하게 형성되는 것으로 예시한다. 이때, 상기 나선형 확장부(51)의 피치 간격 및 형상은 도 3에 도시된 예로 한정하지 않으며, 도 5에 도시된 확장부(50')와 같은 변형 실시예도 가능함은 당연하다. 또한, 도 6의 도시와 같이, 상기 확장부(51")가 상기 냉각채널(50)의 내주면으로부터 물결무늬 즉, 파동형으로 형성되는 또 다른 변형 실시예도 가능하다.
상기 반사유닛(60)은 상기 핵연료유닛(20)을 감싸 지지하여, 중성자 누설을 방지한다. 이를 위해, 상기 반사유닛(60)은 제2몸체(70)와 우회 차단홈(80)을 포함한다.
상기 제2몸체(70)는 도 2의 도시와 같이, 상기 제1몸체(30)와 마찬가지로, 흑연재질로 형성되며, 육각기둥 형상을 가진다. 여기서, 상기 제2몸체(70)는 상기 제1몸체(30)와 마찬가지로 복수개 마련되어, 환형으로 상호 다열 및 다층으로 배치된 복수의 제1몸체(30)를 감싼다. 이러한 제2몸체(70)는 상기 제1몸체(30)로 구성된 핵연료유닛(20)을 기준으로, 상/하, 내/외에 복수개가 다열 및 다층으로 설치된다. 즉, 상기 제2몸체(70)가 상기 핵연료유닛(20)을 기준으로 상부에 위치하는 상부반사부(71), 하부에 위치하는 하부반사부(72), 핵연료유닛(20)의 내주면과 마주하도록 설치되어 내부에 위치하는 내부반사부(73) 그리고, 핵연료유닛(20)의 외주면과 마주하도록 설치되어 외부에 위치하는 외부반사부(74) 등을 형성하도록 복수개 마련되는 것이다.
상기 우회 차단홈(80)은 상기 제2몸체(70)의 외면에 소정 깊이 인입되어 형 성됨으로써, 상기 핵연료유닛(20)이 아닌 복수의 제2몸체(70) 사이의 간격(G) 또는, 제1 및 제2몸체(30)(70) 사이로 우회하려는 냉각재의 우회유로(bypass flow)를 차단시킨다. 이러한 우회 차단홈(80)은 도 7의 도시와 같이, 상기 제2몸체(70)의 외면에 길이방향에 대해 직교하는 방향 즉, 두께방향으로 상호 나란하게 복수개 형성된다. 그로 인해, 상기 제2몸체(70)의 사이 간격(G)으로 냉각재가 유입되더라도 우회 차단홈(80)에 의한 울퉁불퉁한 외면 형상에 의해 마찰유동을 극대화시킬 수 있어, 냉각재가 핵연료유닛(20)이 아닌 제2몸체(70)의 사이에서 길이방향으로 유입됨을 억제할 수 있게 된다.
한편, 상기 우회 차단홈(80)의 단면은 도 8의 도시와 같이, 역삼각형인 것으로 예시한다. 그러나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니며, 도 9a 및 도 9b의 도시와 같이, 상기 우회 차단홈(80')(80")의 단면이 사각형 또는 원형일 수도 있음은 당연하다. 아울러, 자세히 도시되지 않았으나, 상기 우회 차단홈(80)의 단면이 사다리꼴형일 수도 있으며, 상기 제2몸체(70)의 외면을 따라 형성되는 모양이 일직선이 아닌 파동형으로 형성될 수도 있음은 당연하다. 뿐만 아니라, 도 7에서는 상기 우회 차단홈(80)의 너비(d)가 좁은 것으로 도시하였으나, 도 10의 도시와 같이, 우회 차단홈(180)의 너비(d)가 확장된 구조도 가능함은 당연하다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 고온가스로용 노심(10)의 동작을 도 2 내지 도 7을 참고하여 설명한다.
우선, 도 2의 도시와 같이, 상기 복수의 제1몸체(30)로 구성된 핵연료유닛(20)을 사이에 두고 복수의 제2몸체(70)로 구성된 반사유닛(60)이 위치함으로써, 고온가스로용 노심(10)이 마련된다. 이때, 상기 핵연료유닛(20)과 반사유닛(60)은 자세히 도시되지 않았으나, 압력용기(도 1 참고, 8) 내에 장착되어 외부와 격리된다. 또한, 상기 제1몸체(30)의 핵연료채널(40)에는 도 4의 도시와 같이 핵연료(31)가 장착된 상태이다.
이렇게 고온가스로용 노심(10)이 마련되면, 상기 핵연료유닛(20)의 제1몸체(30)의 핵연료채널(40) 내에서 핵연료(31)가 핵반응을 일으켜 고온의 열을 발생시킨다. 이와 동시에, 상기 제1몸체(30)의 냉각채널(50)로 헬륨을 포함한 냉각재가 유입되어, 상부에서 하부를 향하는 냉각유로(32)를 따라 핵연료(31)를 냉각시킨다. 이때, 상기 냉각유로(32)가 도 3 및 도 4의 도시와 같이, 상기 냉각채널(50)의 내주면으로부터 돌출 형성된 확장부(51)에 의해 비직선형으로 형성됨에 따라, 상기 냉각유로(32)를 따라 이동하는 냉각재와 냉각채널(50) 사이의 접촉면적이 넓어진다. 그로 인해, 상기 복수의 핵연료채널(40)들 사이에 위치하는 냉각채널(50)의 외부로 전달되는 냉각재의 온도에 의해 핵연료(31)가 냉각된다. 한편, 상기 냉각채널(50)이 아닌, 상기 반사유닛(60) 측으로 냉각재가 유입되는 경우에는, 도 7의 도시와 같이, 상기 반사유닛(60)을 구성하는 제2몸체(70)의 외면에 마련된 우회 차단홈(80)을 통해 냉각재의 마찰유동이 극대화되어 우회유로가 차단된다.
마지막으로, 상기와 같이 핵연료(31)가 지속적으로 냉각되어 적정 온도에서 핵분열을 일으킬 때, 발생되는 중성자는 반사유닛(60)에 의해 반사되어 누설이 차단된다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 고온가스로용 노심(10)의 핵연료유 닛(120)의 단면이 도시된다. 참고로, 본 발명의 다른 실시예에 의한 고온가스로용 노심(100)은 핵연료유닛(120)을 제외한 반사유닛(60)의 기술구성이 도 2 내지 도 10을 참고하여 설명한 일 실시예와 동일하므로, 자세한 설명 및 도시는 생략한다.
도 11의 도시와 같이, 다른 실시예의 특징적 기술구성인 핵연료유닛(120)은 육각기둥 형상을 가지는 제1몸체(130), 상기 제1몸체(30) 내에 길이방향으로 관통 형성되는 핵연료 및 냉각채널(140)(150)을 구비한다. 여기서, 상기 핵연료채널(140)은 중심봉(130a)을 감싸도록 단면이 중심봉(130a)과 동심인 환형으로 형성되며, 상기 냉각채널(150)은 상기 핵연료채널(140)을 감싸도록 단면이 중심봉(130a)과 동심인 환형으로 형성된다. 즉, 상기 핵연료채널(140)과 냉각채널(150)이 중심봉(130a)을 중심으로 동심원으로 형성되는 것이다. 이때, 상기 중심봉(130a) 또한, 흑연으로 형성된다.
상기와 같은 핵연료채널(140)에는 핵연료(131)가 장착되며, 상기 냉각채널(150)은 냉각재가 유입되어 냉각유로(132)를 제공한다. 여기서, 상기 냉각채널(150)의 내면에도 도 12의 도시와 같이, 나선형으로 내부를 향해 돌출 형성되어 냉각재와의 접촉 면적을 확장시키기 위한 확장부(151)가 형성된다.
이러한 구성에 의해, 상기 제1몸체(130)에 환형으로 관통 형성된 핵연료채널(140)에 장착된 핵연료(131)가 핵분열을 일으킴과 동시에, 핵연료채널(140)의 외면을 감싸는 냉각채널(150)에 냉각재가 공급됨으로써, 핵연료(131)의 온도가 적정 온도로 유지될 수 있게 된다. 이때, 상기 냉각채널(150)의 내면에 확장부(151)가 마련됨에 따라, 상기 핵연료(31)로의 냉각온도 전달이 보다 효율적으로 이루어진 다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 고온가스로를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 고온가스로용 노심을 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 핵연료유닛을 발췌하여 개략적으로 도시한 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 핵연료유닛에 핵연료가 장착된 상태를 개략적으로 도시한 사시도,
도 5 및 도 6은 확장부의 변형예를 개략적으로 도시한 사시도,
도 7은 도 2에 도시된 반사유닛을 발췌하여 개략적으로 도시한 사시도,
도 8은 도 7에 도시된 우회 차단홈을 확대 도시한 부분 사시도,
도 9a 및 도 9b는 우회 차단홈의 변형예들을 개략적으로 도시한 단면도,
도 10은 우회 차단홈의 너비가 넓은 변형예를 개략적으로 도시한 사시도,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 핵연료유닛을 개략적으로 도시한 사시도, 그리고,
도 12는 도 11의 A-A'선 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 고온가스로용 노심 20, 120: 핵연료유닛
30, 130: 제1몸체 40, 140: 핵연료채널
50, 150: 냉각채널 60: 반사유닛
70: 제2몸체 80: 우회 차단홈

Claims (11)

  1. 복수의 핵연료가 장전되며, 상기 복수의 핵연료 사이로 유입되는 냉각재의 유로를 구비하는 핵연료유닛; 및
    상기 핵연료유닛을 감싸 지지하여, 중성자 누설을 방지하는 반사유닛;
    을 포함하며,
    상기 냉각재 유로는 비직선형인 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핵연료유닛은,
    흑연재질로 형성되며, 육각기둥 형상을 가지는 복수의 제1몸체;
    상기 제1몸체의 길이방향으로 복수개 관통 형성되어, 상기 핵연료가 장착되는 핵연료채널; 및
    상기 핵연료채널과 이웃하도록 상기 제1몸체의 길이방향으로 복수개 관통 형성되어, 내부에 상기 냉각재의 유로를 제공하는 냉각채널;
    을 포함하며,
    상기 냉각채널은 내주면으로부터 내부를 향해 볼록하게 형성되어 상기 냉각재와의 접촉 면적을 확장시키는 확장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 확장부는 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 확장부는 파동형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핵연료채널은 흑연재질로 형성된 중심봉을 감싸도록 단면이 상기 중심봉과 동심인 환형으로 형성되며, 상기 냉각채널은 상기 핵연료채널을 감싸도록 단면이 상기 중심봉과 동심인 환형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 반사유닛은,
    흑연재질로 형성되며, 육각기둥 형상을 가지는 복수의 제2몸체; 및
    상기 제2몸체의 외면에 두께방향으로 상호 나란하게 복수개 형성되어, 상기 복수의 제2몸체 사이로 우회하려는 상기 냉각재의 우회유로(Bypass flow)를 차단시키는 우회 차단홈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 우회 차단홈의 단면은 다각형인 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 우회 차단홈의 단면은 원형 또는, 파동형인 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
  9. 복수의 핵연료가 장전되는 복수의 핵연료채널과, 상기 핵연료의 핵분열 시 발생되는 열을 냉각시키는 냉각재의 유로를 제공하는 복수의 냉각채널을 구비하는 복수의 제1몸체를 포함하는 핵연료유닛; 및
    상기 핵연료유닛을 감싸 지지하여, 상기 핵연료의 핵분열 시 발생되는 중성자의 누설을 방지하는 반사유닛;
    을 포함하며,
    상기 냉각채널의 내주면에는 내부를 향해 돌출 형성되는 확장부를 구비하여 상기 냉각재와의 접촉 면적을 확장시키는 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반사유닛은, 흑연재질로 형성되는 제2몸체 및, 상기 제2몸체의 외면에 두께방향으로 상호 나란하게 복수개 형성되어 상기 복수의 제2몸체 사이로 우회하 려는 상기 냉각재의 우회유로(Bypass flow)를 차단시키는 우회 차단홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
  11. 복수의 핵연료가 장전되는 복수의 핵연료채널과, 상기 핵연료의 핵분열 시 발생되는 열을 냉각시키는 냉각재의 비직선형 유로를 제공하는 복수의 냉각채널을 구비하는 복수의 제1몸체를 포함하는 핵연료유닛; 및
    상기 핵연료유닛을 감싸 지지하여, 상기 핵연료의 핵분열 시 발생되는 중성자의 누설을 방지하는 반사유닛;
    을 포함하며,
    상기 반사유닛은, 흑연재질로 형성되는 제2몸체 및, 상기 제2몸체의 외면에 두께방향으로 상호 나란하게 복수개 형성되어 상기 복수의 제2몸체 사이로 우회하려는 상기 냉각재의 우회유로(Bypass flow)를 차단시키는 우회 차단홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온가스로용 노심.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101482018B1 (ko) * 2013-11-15 2015-01-14 한국원자력연구원 우주용 원자로
KR101487713B1 (ko) * 2013-11-22 2015-01-29 한국원자력연구원 초소형 가스냉각로
KR101535480B1 (ko) * 2014-07-03 2015-07-09 한국원자력연구원 판형 핵연료 집합체 및 이를 구비하는 원전
KR20190098611A (ko) 2018-02-14 2019-08-22 한국원자력연구원 핵연료 블록, 상기 핵연료 블록을 구비하는 노심, 상기 노심을 구비하는 초소형 고온가스로
CN110289114A (zh) * 2019-06-10 2019-09-27 清华大学 高温气冷堆功率控制方法、控制系统及高温气冷堆核电站
CN113674880A (zh) * 2021-07-05 2021-11-19 中国核电工程有限公司 一种棱柱式高温气冷堆下反射层、堆芯和高温气冷堆
CN117079842A (zh) * 2023-07-27 2023-11-17 华能核能技术研究院有限公司 一种高温气冷堆侧隙阻流装置
CN117174347A (zh) * 2023-07-26 2023-12-05 华能核能技术研究院有限公司 一种高温气冷堆冷却剂旁流控制方法及其密封性检验装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100871284B1 (ko) 2007-07-30 2008-11-28 한국원자력연구원 블록형 노심 초고온가스로의 냉각압력용기 구조

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101482018B1 (ko) * 2013-11-15 2015-01-14 한국원자력연구원 우주용 원자로
KR101487713B1 (ko) * 2013-11-22 2015-01-29 한국원자력연구원 초소형 가스냉각로
KR101535480B1 (ko) * 2014-07-03 2015-07-09 한국원자력연구원 판형 핵연료 집합체 및 이를 구비하는 원전
KR20190098611A (ko) 2018-02-14 2019-08-22 한국원자력연구원 핵연료 블록, 상기 핵연료 블록을 구비하는 노심, 상기 노심을 구비하는 초소형 고온가스로
CN110289114A (zh) * 2019-06-10 2019-09-27 清华大学 高温气冷堆功率控制方法、控制系统及高温气冷堆核电站
CN110289114B (zh) * 2019-06-10 2021-03-09 清华大学 高温气冷堆功率控制方法、控制系统及高温气冷堆核电站
CN113674880A (zh) * 2021-07-05 2021-11-19 中国核电工程有限公司 一种棱柱式高温气冷堆下反射层、堆芯和高温气冷堆
CN113674880B (zh) * 2021-07-05 2023-11-14 中国核电工程有限公司 一种棱柱式高温气冷堆下反射层、堆芯和高温气冷堆
CN117174347A (zh) * 2023-07-26 2023-12-05 华能核能技术研究院有限公司 一种高温气冷堆冷却剂旁流控制方法及其密封性检验装置
CN117079842A (zh) * 2023-07-27 2023-11-17 华能核能技术研究院有限公司 一种高温气冷堆侧隙阻流装置

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