KR20110115559A - Method and equipment of emergency electric power generation for nuclear power plant - Google Patents

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Abstract

본 발명은 쓰나미에 의한 일본의 후쿠시마 원전사고 같은 원자력발전소 비상상태에서 쓰나미에 의한 침수에 의해 모든 원전발전이 정지되었을 때, 원자력발전소의 비상노심냉각장치를 가동시키기 위한 비상 전기를 공급하고 노심용융사고시 발생하는 원자로 내 수소를 가지고 이를 제거하며 발전하는 원자력발전소 비상발전장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention provides emergency electricity for operating the emergency core cooling system of a nuclear power plant when all nuclear power plants are stopped by flooding by a tsunami in an emergency state of a nuclear power plant such as Japan's Fukushima nuclear accident by a tsunami. The present invention relates to a nuclear power plant emergency power generation apparatus and method for generating and removing hydrogen in a reactor.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래기술의 원자력발전소 비상발전장치의 단점을 개선하여 비상발전기를 지상 1층 높이가 아닌 고층에 설치할 수 있는 쓰나미에 침수되지 않는 신기술의 원자력발전소 비상발전장치 및 방법을 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the present invention is to improve the shortcomings of the emergency power plant of the nuclear power plant of the prior art to develop a nuclear power plant emergency power generation apparatus and method of the new technology not to be inundated by the tsunami that can be installed on the high floor rather than the first floor above ground. To provide.

원자력발전소, 비상발전기, 비상노심냉각 Nuclear Power Plant, Emergency Generator, Emergency Core Cooling

Description

원자력발전소 비상발전장치 및 방법{ Method and Equipment of Emergency Electric Power Generation for Nuclear Power Plant }Emergency power plant and method for nuclear power plant {Method and Equipment of Emergency Electric Power Generation for Nuclear Power Plant}

본 발명은 쓰나미에 의한 일본의 후쿠시마 원전사고 같은 원자력발전소 비상상태에서 쓰나미에 의한 침수에 의해 모든 원전발전이 정지되었을 때, 원자력발전소의 비상노심냉각장치를 가동시키기 위한 비상 전기를 공급하고 노심용융사고시 발생하는 원자로 내 수소를 가지고 이를 제거하며 발전하는 원자력발전소 비상발전장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention provides emergency electricity for operating the emergency core cooling system of a nuclear power plant when all nuclear power plants are stopped by flooding by a tsunami in an emergency state of a nuclear power plant such as Japan's Fukushima nuclear accident by a tsunami. The present invention relates to a nuclear power plant emergency power generation apparatus and method for generating and removing hydrogen in a reactor.

종래의 기술의 원자력발전소(이하 원전 )의 비상발전설비는 외부전력, 보조전력, 비상용 디젤발전기가 있다. 원전은 전력이 끊겼을 경우를 대비한 설비를 갖추고 있다. 주 전력이 끊기면 외부 송전선에서 전력을 끌어온다. 송전선이 파손되면 원자로 마다 두 대씩 설치된 비상디젤발전기가 가동된다. 이마저도 끊기면 원전용지에 설치된 비상발전기 발전기에서 전력을 생산한다. 하지만 전문가들이 지적하듯이 비상발전기가 모두 지상 1층 높이에 보관돼 있어 쓰나미에 침수될 가능성이 있다. 일본 후쿠시마 원전 사고의 경우 원전의 비상발전기가 침수되자 나머지 전원공급시스템이 무용지물이 돼서 발생했다.Emergency power generation facilities of nuclear power plants (hereinafter, nuclear power plants) of the prior art include external power, auxiliary power, and emergency diesel generators. The nuclear power plant has facilities in case the power is cut off. When main power is lost, it draws power from an external power line. If a transmission line breaks, two emergency diesel generators are installed per reactor. If this is cut off, the emergency generator generator installed in the nuclear power plant produces electricity. But as experts point out, all of the emergency generators are stored on the ground floor, so they could be flooded by tsunamis. In the case of Japan's Fukushima nuclear plant accident, the remaining power supply system became useless after the emergency generator of the nuclear plant was flooded.

후쿠시마 사고 이전까지는 원전에 전원이 끊기더라도 5단계 전원공급시스템으로 원전이 가동되기 때문에 심각한 사고가 나지 않을 것이라고 예상했다. 5단계 전원공급시스템은 발전소 내 자체발전, 인근 발전소에서 끌어오는 전원, 디젤발전기, 비상배터리, 배터리 차량 등을 통한 대체 전원을 사용하도록 하는 것이다.Until the Fukushima accident, even if the power plant was shut down, it was expected that no serious accident would occur because the nuclear power plant was operated with a five-stage power supply system. The five-stage power supply system allows the use of alternative power sources such as in-house power generation, power from nearby power plants, diesel generators, emergency batteries, and battery vehicles.

때문에 비상용 디젤발전기가 쓰나미에 최후로 견디게 하는 것이 원전안전성을 확보하는 데 매우 중요하다.For this reason, it is very important to ensure nuclear power plant safety last.

일본 후쿠시마 원전사고 이후 정부 대책으로 디젤발전기 건물출입문을 방수문으로 교체하는 방안을 수립하고 시행하고자 하지만 누수나 쓰나미의 강력한 충격에 노출되어 파괴될 경우 비상발전기가 침수하지 않는다는 보장이 없는 단점이 있다.After the Fukushima nuclear accident in Japan, the government plans to establish and implement a plan to replace the doors of diesel generators with watertight doors. However, there is no guarantee that the emergency generators will not flood if they are destroyed due to leakage or strong impact from the tsunami.

때문에 비상발전기가 침수되어 무용지물이 된 상황을 대비하기 위해 수소제거설비를 원자로 격납고 안에 증설하여 만일 사고 시 수소를 제거하여 격납고가 수소 폭발로 파괴되는 중대사고를 미연에 방지하고자 하지만 이것보다 이 수소를 제거하며 이를 활용해 발전하여 다시 비상노심냉각장치를 가동하여 노심을 냉각하는 것이 더 안전한 점이 있음에도 이를 활용하지 못하는 단점이 있다.Therefore, in order to prepare for the situation where the emergency generator was flooded and become useless, the hydrogen removal facility was added to the reactor hangar. If hydrogen accidents were removed, the hydrogen accident would be prevented. Even though it is safer to cool the core by removing the power plant and utilizing it, it is possible to operate the emergency core cooling system again.

또한, 제 3의 이동형 비상 발전기를 산위의 고지에 비치하여 원전 비상발전기가 쓰나미에 무용지물이 되었을 때 옮겨와서 발전시켜 비상노심냉각장치를 가동하려는 대책을 준비하려고 하지만 쓰나미에 의해 이동통로가 파손된 경우 이동해 오기가 불가하고 보수에 시간이 많이 걸려 비상사태를 대처하는 안전에 완벽한 대책이 아닌 단점이 있다. 또한 비상노심냉각장치가 침수로 인해 공급전력로에 전력 공급이 불가하면 이동형 디젤비상발전기를 옮겨와도 무용지물이 될 위험이 있는 단점이 있다.In addition, if a third-generation portable emergency generator is placed on the hilltop, the nuclear emergency generator will be moved and developed when the nuclear power generator becomes useless in the tsunami, and the countermeasures to operate the emergency core cooling system will be prepared. It is impossible to move around and it takes a lot of time to repair, so it is not a perfect measure of safety to cope with an emergency. In addition, if the emergency core cooling system is unable to supply power to the power supply line due to flooding, there is a disadvantage that there is a risk that it becomes useless even if the portable diesel emergency generator is moved.

상기에 설명한 종래 기술들은 모두 지상 1층 높이에 보관돼 있어 쓰나미에 침수될 가능성이 있어 일본 후쿠시마 원전사고처럼 침수돼 무용지물이 돼 원전 중대사고를 일으키는 단점이 있다.The above-described conventional technologies are all stored on the ground level of the ground and may be inundated by a tsunami, so that they are submerged like a Fukushima nuclear accident in Japan, and become useless, resulting in serious nuclear accidents.

또한 비상용 디젤발전기는 가동시 진동 때문에 1층 이상에 설치가 어렵운 단점이 있다.In addition, the emergency diesel generator has a disadvantage that it is difficult to install on more than one floor because of vibration during operation.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 종래기술의 단점을 개선하여 비상발전기를 지상 1층 높이가 아닌 고층에 설치할 수 있는 쓰나미에 침수되지 않는 원자력발전소 비상발전장치 및 방법을 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the present invention is to improve the disadvantages of the prior art to provide a nuclear power plant emergency power generation apparatus and method that is not submerged in the tsunami that can be installed on the high floor rather than the first floor above the ground.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 노심용융사고시 발생하는 수소를 이용하여 비상발전기를 돌려 발전하므로서 격납고 안에 발생하여 폭발할 수 있는 수소를 제거함과 동시에 이 수소를 역으로 연료로 사용하여 비상발전기를 가동시키는 원자력발전소 비상발전장치 및 방법을 제공하는 데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to generate an emergency generator by using the hydrogen generated during the core meltdown accident to remove the hydrogen that can be generated and exploded in the hangar and at the same time using the hydrogen as a fuel to the emergency generator To provide an emergency power plant and method for operating a nuclear power plant.

상기과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 원자력발전소 비상발전장치 및 방법은 비상발전장치의 전체를 제어하는 제어기부, 연료와 공기를 흡입하여 전기를 발생시키는 연료전지부, 연료를 연료전지에 적합한 수소로 개질하기 위한 개질부, 원 자로 격납고 내에 비치된 수소센서부, 원자로 격납고 내에 비치되어 수소만을 분리 흡입하는 흡입구, 연료전지부에서 발생시킨 전기를 비상냉각펌프를 돌리는 모터에 적합한 전기로 조정해 주는 전력변환조정기부, 비상시 외부전력이 공급되지 않을 시에 이를 감지하고 본 발명의 비상발전기장치를 전기선로로 교체해 주는 전력분배부, 본 발명의 비상발전장치를 그 위에 설치하는 발전기기판, 발전기기판을 고층으로 유지하는 고층기둥으로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the nuclear power plant emergency power generation apparatus and method of the present invention is a control unit for controlling the whole of the emergency power generation unit, a fuel cell unit for generating electricity by inhaling fuel and air, hydrogen fuel suitable for fuel cells Reforming unit for reforming the reactor, hydrogen sensor unit in the nuclear reactor hangar, inlet for separating and inhaling hydrogen only in the nuclear reactor hangar, and adjusting the electricity generated from the fuel cell unit to the electricity suitable for the motor running the emergency cooling pump. Power conversion regulator unit, a power distribution unit for detecting this when the external power is not supplied in case of emergency and replacing the emergency generator device of the present invention with an electric line, a generator board for installing the emergency power generator of the present invention, generator board It is characterized by consisting of a high-rise column to maintain a high floor.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자력발전소 비상발전장치의 발전 방법은, 현재의 원자력발전소 비상디젤발전기 건물 위에 고층기둥을 부착하여 설치하는 방법도 포함한다.In order to achieve the above object, the power generation method of the nuclear power plant emergency power generation apparatus according to an embodiment of the present invention also includes a method of installing by mounting a high-rise column on the current nuclear power plant emergency diesel generator building.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 원자력발전소 비상발전장치 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the nuclear power plant emergency power generation apparatus and method of the present invention has one or more of the following effects.

첫째, 상기 종래기술인 디젤비상발전기는 가동 시 진동 때문에 고층에 설치 못하는 단점이 있다. 본 발명에서는 이를 개선하여 본 발명의 원자력 비상발전기 및 방법은 가동시 진동이 없다. 때문에 지상이 아닌 고층에 설치할 수 있어 쓰나미의 침수에 대해 완벽한 방어를 할 수 있다. 이로서 일본 후쿠시마 원전사고를 일으킨 쓰나미 비상시에 최후로 원전의 안전을 지키는 작용효과가 있다.First, the conventional diesel emergency generator has a disadvantage in that it cannot be installed in a high floor because of vibration during operation. In the present invention, the nuclear emergency generator and the method of the present invention is improved so that there is no vibration during operation. This allows them to be installed on high rises rather than on the ground, providing a complete defense against flooding of tsunamis. This has the effect of ensuring the safety of nuclear power plants in the event of a tsunami emergency that caused the Fukushima nuclear accident in Japan.

둘째, 최악의 경우 노심용융사고시 발생하는 수소를 이용하여 비상발전기를 돌려 발전함으로써 격납고 안에 발생하여 폭발할 수 있는 수소를 제거함과 동시에 이 수소를 역으로 연료로 사용하여 비상발전기를 가동시켜 비상냉각장치를 가동시킴으로서 원자력발전소 노심용융같은 비상사고 시 원전의 안전을 지키는 작용효과가 있다.Second, in the worst case, the emergency generator is generated by turning the emergency generator using hydrogen generated in the core melting accident to remove the hydrogen that can be exploded and exploded in the hangar, and operating the emergency generator by using this hydrogen as fuel in reverse. It has the effect of keeping nuclear power plant safe in case of emergency such as core melting of nuclear power plant.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 본 발명의 실시 예들에 의하여 원자력발전소 비상발전장치 및 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for describing an emergency power generation apparatus and method for a nuclear power plant according to embodiments of the present invention.

이하에서, 발전기판는 고층기둥에 비상발전기를 설치하는 것에 국한하여 설명하나, 실시 예에 따라 원자력 발전소 고층 건물이 발전기판과 고층기둥을 대신할 수 있다.In the following, the generator plate is described as being limited to the installation of an emergency generator in a high-rise column, in accordance with an embodiment, a nuclear power plant high-rise building can replace the generator plate and a high-rise column.

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

도 1은 본 발명에 의한 원자력발전소 비상발전장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a nuclear power plant emergency power generator according to the present invention.

연료와 공기를 흡입하여 전기를 발생시키는 연료전지부, 연료를 연료전지에 적합한 수소로 개질하기 위한 개질부, 원자로 격납고 내에 비치된 수소센서부, 원자로 격납고 내에 비치되어 수소만을 분리 흡입하는 흡입구, 연료전지부에서 발생시킨 전기로 비상냉각펌프를 돌리는 모터에 적합한 전기로 조정해 주는 전력변환조정기부, 비상시 외부전력이 공급되지 않을 시에 이를 감지하고 본 발명의 비상발전기장치가 발생한 전기를 사용할 수 있도록 전기선로로 교체해 주는 전력분배부, 본 발명의 비상발전장치를 그 위에 설치하도록 하는 발전기기판, 발전기기판을 고층으로 유지하는 고층기둥으로 구성된 것을 특징으로 한다.Fuel cell unit for generating electricity by inhaling fuel and air, reforming unit for reforming fuel into hydrogen suitable for fuel cell, hydrogen sensor unit in reactor hangar, intake port for separating and inhaling hydrogen only in reactor hangar, fuel Power conversion regulator unit for adjusting the electric power suitable for the motor to turn the emergency cooling pump with electricity generated from the battery unit, to detect this when the external power is not supplied in case of emergency and to use the electricity generated by the emergency generator device of the present invention The power distribution unit for replacing the electric line, the generator substrate to install the emergency power generator of the present invention, characterized in that consisting of a high-rise pillar for maintaining the generator substrate at a high floor.

도 1의 (10)은 본 발명의 비상발전장치의 전체를 제어하는 제어기부이고, (20)은 본 발명의 원자력발전소 비상발전장치의 연료를 저장해 놓은 연료통이며, (30)은 연료통에 있는 연료를 수소로 바꾸어 주는 개질기부이다.1 is a control unit for controlling the whole of the emergency power generator of the present invention, 20 is a fuel container for storing the fuel of the nuclear power plant emergency power generator of the present invention, 30 is the fuel in the fuel container The reformer base converts hydrogen into hydrogen.

(40)은 원자로 격납고 안에 수소가 감지되면 그 수소를 먼저 연료로 하고 나머지를 개질부로부터 수소를 공급 받게 제어하는 연료공급조절기부이고, (50)는 원자로 격납고 내의 수소를 감지하는 수소센서부이며, (60)은 원자로격납고 안에 고인 수소만을 분리하여 흡입하는 수소분리 흡입구이며 (70)은 원자로 격납고이다.Reference numeral 40 is a fuel supply controller for controlling hydrogen to be supplied as a fuel first and then receiving the hydrogen from the reforming unit when hydrogen is detected in the reactor hangar, and 50 is a hydrogen sensor unit for detecting hydrogen in the reactor hangar. , (60) is a hydrogen separation inlet for separating and sucking only hydrogen accumulated in the reactor hangar, and (70) is a reactor hangar.

(80)은 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생산하는 연료전지부이고, (90)은 외부의 공기를 흡입하는 공기흡입구이며, (100)은 연료전지부로부터 생산된 전기를 비상냉각펌프(130)의 사용전기 규격에 맞는 전기로 조정해주는 전력변환 조정기부이다.Numeral 80 is a fuel cell unit for producing electricity by reacting hydrogen and oxygen, numeral 90 is an air intake port for sucking outside air, and 100 is an emergency cooling pump 130 for electricity generated from the fuel cell unit. It is a power conversion controller that adjusts the electricity according to the electrical standard used.

(110)은 외부전원부(120)이 단전되었을 경우 이를 감지하여 본 발명의 비상발전장치 전력을 발전하여 비상냉각펌프에 공급하기 위한 전력분배부이다.110 is a power distribution unit for detecting when the external power supply unit 120 is disconnected to generate the power of the emergency power generator of the present invention to supply to the emergency cooling pump.

(140)은 본 발명의 원자력발전소 비상발전장치를 설치하는 발전기기판이고 (150)은 발전기 기판을 고층에 유지하여 쓰나미나 해일에 의한 해수(170)로부터 본 발명의 원자력발전소 비상발전장치가 침수되지 않도록 하는 고층기둥이며 (160)은 지면이다. 고층기둥은 기존 발전소 건물 상층에 발전기판(140)을 설치하여 본 발명의 원자력발전소 비상발전장치를 장착함으로서 기존 발전소 건물로 대체할 수 있다.Reference numeral 140 is a generator substrate for installing the nuclear power plant emergency power generator of the present invention and 150 is a nuclear power plant emergency power generator of the present invention is not flooded from seawater 170 by the tsunami or tsunami by maintaining the generator substrate on a high floor. It is a high-rise column (160) is the ground. The high-rise column can be replaced by the existing power plant building by installing the generator plate 140 on the upper floor of the existing power plant building by mounting the nuclear power plant emergency power generator of the present invention.

본 발명의 원자력발전소 비상발전장치 및 방법의 작동원리를 도 1에 의거하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation principle of the nuclear power plant emergency power plant and method of the present invention as follows.

먼저 전원이 공급되면 제어부(10)은 제어기 자체를 초기화시키고 본 발명의 원자력발전소 비상발전장치 각 부분을 초기화시킨다.First, when power is supplied, the controller 10 initializes the controller itself and initializes each part of the nuclear power plant emergency power generator of the present invention.

먼저 외부전원부(120)로부터 전원공급이 단전되었는지를 전력분배부(110)에서 감지 하고 단전되지 않았으면 원자로 격납고(70) 내부의 돔 상층에 위치해 돔 상층에 고이는 수소가 규정치 이상 있는지를 수소센서부(50)을 통해 제어부(10)가 체크한다. 만일 수소가 규정치 이상(원자로 노심 연료의 사고 상태를 의미함)이면 제어부(10)은 연료전지부(80)을 가동한다.First, the power distribution unit 110 detects whether the power supply is disconnected from the external power supply unit 120. If the power supply unit 110 is not disconnected, the hydrogen sensor unit is located in the upper part of the dome inside the reactor hangar 70 to check whether the hydrogen accumulated in the upper part of the dome is above a prescribed value. The control unit 10 checks through 50. If the hydrogen is above a prescribed value (meaning an accident state of the reactor core fuel), the control unit 10 operates the fuel cell unit 80.

연료전지부(80)을 가동하면 제어부(10)은 수소분리 흡입구(60)를 가동하여 원자로 격납고(70)의 상층부에 고여 있는 다른 공기와 섞여 있는 수소를 분리하여 연료전지부(80)로 공급한다. 이때 원자로 격납용기로부터 분리되어 공급되는 수소의 양이 미흡할 때는 연료통(20)에서 연료를 개질부(30)으로 공급하여 개질부에서 공급된 연료로부터 수소를 생산하고 연료공급 조절기부(40)에서 보충하여 연료전지 (80)에 공급한다. 동시에 공기흡입구(90)을 가동하여 공기를 연료전지부(80)에 공급하여 연료공급조절기부(40)에서 공급된 수소와 공기흡입구(90)에서 공급한 산소로 연료전지부(80)에서 전기를 발생시키다. 연료전지부(80)에서 발생된 전기는 전력변환조정기부(100)에서 냉각펌프군(130)에 맞는 정격의 전기로 조정된다.When the fuel cell unit 80 is operated, the control unit 10 operates the hydrogen separation inlet 60 to separate hydrogen mixed with other air accumulated in the upper part of the reactor silo 70 and supply it to the fuel cell unit 80. do. At this time, when the amount of hydrogen supplied separately from the reactor containment vessel is insufficient, the fuel tank 20 supplies the fuel to the reforming unit 30 to produce hydrogen from the fuel supplied from the reforming unit, and the fuel supply controller 40 It is supplemented and supplied to the fuel cell 80. At the same time, the air inlet 90 is operated to supply air to the fuel cell unit 80 to supply electricity from the fuel supply regulator unit 40 and the oxygen supplied from the air inlet 90 to the fuel cell unit 80. To generate The electricity generated by the fuel cell unit 80 is adjusted to the electricity rated at the power conversion regulator unit 100 suitable for the cooling pump group 130.

전력변환조정기부(100)에서 나오는 정격의 전기는 전력분배부(110)에서 외부전력원(120)에서 공급되는 전력보다 먼저 비상냉각펌프군(130)으로 공급한다. 비상냉각펌프군(130)으로 전기가 공급되면 비상냉각펌프들이 가동되어 노심에 있는 중수나 경수를 순환시켜 노심의 핵연료에서 발생한 붕괴열을 냉각시켜 비상노심냉각을 함으로서 핵연료의 용융으로 인한 중대사고를 저지시킨다.The electricity of the rating coming from the power conversion regulator unit 100 is supplied to the emergency cooling pump group 130 before the power supplied from the external power source 120 in the power distribution unit 110. When electricity is supplied to the emergency cooling pump group 130, emergency cooling pumps are operated to circulate heavy water or hard water in the core to cool down the decay heat generated in the core fuel to prevent critical accidents due to the melting of the nuclear fuel. Let's do it.

만일 수소가 규정치 이하 이면 제어부(10)은 먼저 외부전원부(120)로부터 전원공급이 단전되었는지를 전력분배부(110)에서 감지하고 단전되었으면 제어부(10)은 연료전지부(80)을 가동한다.If the hydrogen is less than the prescribed value, the control unit 10 first detects whether the power supply is disconnected from the external power supply unit 120, and if the power supply unit 110 is disconnected, the control unit 10 operates the fuel cell unit 80.

이때 연료통(20)에서 연료를 개질부(30)으로 공급하여 개질부에서 공급된 연료로부터 수소를 생산하고 연료공급 조절기부(40)에서 보충하여 연료전지(80)에 공급한다. 동시에 공기흡입구(90)을 가동하여 공기를 연료전지부(80)에 공급하여 연료공급조절기부(40)에서 공급된 수소와 공기흡입구(90)에서 공급한 산소로 연료전지부(80)에서 전기를 발생시키다. 연료전지부(80)에서 발생된 전기는 전력변환조정기부(100)에서 냉각펌프군(130)에 맞는 정격의 전기로 조정된다. 전력변환조정기부(100)에서 나오는 정격의 전기는 전력분배부(110)에서 외부전력원(120)에서 공급되는 전력보다 먼저 비상냉각펌프군(130)으로 공급한다. 비상냉각펌프군(130)으로 전 기가 공급되면 비상냉각펌프들이 가동되어 노심에 있는 중수나 경수를 순환시켜 노심의 핵연료에서 발생한 붕괴열을 냉각시켜 비상노심냉각을 함으로써 핵연료의 용융으로 인한 중대사고를 저지시킨다.At this time, the fuel is supplied from the fuel container 20 to the reforming unit 30 to produce hydrogen from the fuel supplied from the reforming unit, and supplemented by the fuel supply regulator unit 40 to supply the fuel cell 80. At the same time, the air inlet 90 is operated to supply air to the fuel cell unit 80 to supply electricity from the fuel supply regulator unit 40 and the oxygen supplied from the air inlet 90 to the fuel cell unit 80. To generate The electricity generated by the fuel cell unit 80 is adjusted to the electricity rated at the power conversion regulator unit 100 suitable for the cooling pump group 130. The electricity of the rating coming from the power conversion regulator unit 100 is supplied to the emergency cooling pump group 130 before the power supplied from the external power source 120 in the power distribution unit 110. When electric power is supplied to the emergency cooling pump group 130, the emergency cooling pumps are operated to circulate heavy water or hard water in the core to cool down the decay heat generated from the nuclear fuel in the core to emergency cooling to prevent serious accidents due to the melting of the nuclear fuel. Let's do it.

만일 수소가 규정치 이하 이면 제어부(10)은 먼저 외부전원부(120)로부터 전원공급이 단전되었는지를 전력분배부(110)에서 감지하고 단전되지 않았으면 제어부(10)은 연료전지부(80)가 가동되었으면 연료전지부 가동을 중지하고 수소센서부(50)에서 수소 농도가 규정치 이상인지와 전력분배부(110)에서 외부전원부(120)이 단전인지를 계속 감시한다. 만일 수소 농도가 규정치 이상이고 외부전원부(120)이 단전이면 상기에서 설명한 제어 플로우에 따라 본 발명의 원자력발전소 비상발전장치를 가동한다.If the hydrogen is less than the prescribed value, the control unit 10 first detects whether the power supply is disconnected from the external power supply unit 120 in the power distribution unit 110, and if it is not disconnected, the control unit 10 operates the fuel cell unit 80. If the fuel cell unit is stopped, the hydrogen sensor unit 50 continuously monitors whether the hydrogen concentration is greater than or equal to the prescribed value and the external power unit 120 is disconnected from the power distribution unit 110. If the hydrogen concentration is above the prescribed value and the external power supply unit 120 is disconnected, the nuclear power plant emergency power generator of the present invention is operated according to the control flow described above.

만일 쓰나미가 몰려오면 해수는 고층기둥(150)에 의해 발전기판(140)의 아래에 차서 본 발명의 원자력발전소 비상발전장치는 쓰나미나 해일에 의해 범람한 해수로부터 침수되는 것을 방지한다.If the tsunami is driven, the seawater is charged under the generator plate 140 by the high-rise column 150 to prevent the nuclear power plant emergency power generator of the present invention from being flooded from the flooded seawater by the tsunami tsunami.

이상 설명한 동작원리에 의해 본 발명의 원자력발전소 비상발전장치는 다음과 같은 효과를 발휘한다.According to the operation principle described above, the nuclear power plant emergency power generator of the present invention has the following effects.

첫째, 상기 종래기술인 디젤비상발전기의 가동 시 진동 때문에 고층에 설치 못하는 단점을 개선하여, 본 발명의 원자력 비상발전기 및 방법은 가동시 진동이 없으므로 지상 1층 높이가 아닌 고층에 설치할 수 있어 쓰나미의 침수에 완벽한 방어를 하여 일본 후쿠시마 원전사고를 일으킨 쓰나미로 부터 비상시 안전을 지킨다.First, to improve the disadvantage that can not be installed in the high floor due to the vibration of the prior art diesel emergency generator operation, the nuclear emergency generator and the method of the present invention can be installed in the high floor rather than the ground floor because there is no vibration during operation, flooding of tsunami To ensure the safety of the emergency from the tsunami that caused Japan's Fukushima nuclear accident.

둘째, 최악의 경우 노심용융사고 시 발생하는 수소를 이용하여 비상발전기를 돌려 발전함으로서 격납고 안에 발생하여 폭발할 수 있는 수소를 사전에 제거함과 동시에 이 수소를 역으로 연료로 사용하여 비상발전기를 가동시켜 비상냉각장치를 가동시킴으로서 원자력발전소 비상시 안전을 지킨다.Second, in the worst case, by using the hydrogen generated during the core meltdown accident, the emergency generator is used to generate power, thereby removing hydrogen that may explode and explode in the hangar, and operating the emergency generator by using this hydrogen as a fuel in reverse. Operate emergency cooling system to ensure safety in case of nuclear power plant emergency.

본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.

도 1 은 본 발명의 원자력발전소 비상발전장치 전체 구성도1 is a general configuration of the nuclear power plant emergency power generation device of the present invention

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞Description of the Related Art

10 : 전체 제어기부 20 : 연료통10: total controller portion 20: fuel container

30 : 개질기부 40 : 연료공급 조절기부30: reforming unit 40: fuel supply regulator unit

50 : 수소센서부 60 : 수소분리 흡입구50: hydrogen sensor 60: hydrogen separation inlet

70 : 원자로 격납고 80 : 연료전지부70: reactor hangar 80: fuel cell

90 : 공기흡입구 100 : 전력변환조정기부90: air intake 100: power conversion regulator unit

110 : 전력 분배부 120 : 외부 전원부110: power distribution unit 120: external power supply

130 : 비상냉각펌프군 140 : 발전기 기판130: emergency cooling pump group 140: generator board

150 : 고층 기둥부 160 : 지면150: high-rise column 160: ground

170 : 해수170: seawater

Claims (5)

본 발명은 원자력발전소 비상발전장치에 관한 것으로서The present invention relates to an emergency power plant for nuclear power plants 디젤발전기 대신 연료전지를 사용하여 연료로부터 개질된 연료 또는 원자로 격납고에 고인 수소와 공기 중 산소를 사용하여 발전하는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 비상발전장치.An emergency power generation apparatus for a nuclear power plant, characterized in that a fuel cell is used instead of a diesel generator to generate power using hydrogen and oxygen in the air reformed from a fuel or reactor hangar. 전체를 제어하는 제어기부, 연료와 공기를 흡입하여 전기를 발생시키는 연료전지부; 연료를 연료전지에 적합한 수소로 개질하기 위한 개질부; 연료전지부에서 발생시킨 전기를 비상냉각펌프를 돌리는 모터에 적합한 전기로 조정해 주는 전력변환조정기부; 비상시 외부전력이 공급되지 않을 시에 이를 감지하고 본 발명의 비상발전기장치를 전기선로로 교체해 주는 전력분배부; 연료전지부에 공기로부터 산소를 공급하는 공기흡입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 비상발전장치.A controller unit for controlling the whole, a fuel cell unit for generating electricity by sucking fuel and air; A reforming unit for reforming the fuel into hydrogen suitable for the fuel cell; A power conversion regulator unit for adjusting electricity generated by the fuel cell unit to electricity suitable for a motor for turning the emergency cooling pump; A power distribution unit that detects this when an external power is not supplied in an emergency and replaces the emergency generator device of the present invention with an electric line; An emergency power plant for a nuclear power plant, characterized in that it comprises an air inlet for supplying oxygen from the fuel cell to the air. 청구항 2에서 원자로 격납고 내에 비치된 수소센서부, 원자로 격납고 내에 비치되어 수소만을 분리 흡입하는 흡입구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 비상발전장치,The nuclear power plant emergency power generation apparatus further comprises a hydrogen sensor unit provided in the reactor hangar in claim 2, the inlet port is provided in the reactor hangar to separate and suck only hydrogen; 본 발명의 비상발전장치를 그 위에 장착하기 위한 발전기기판을 가설하는 (a) 단계;(A) constructing a generator substrate for mounting the emergency power generator of the present invention thereon; 발전기기판을 고층으로 유지하도록 지면에서 고층기둥으로 구성되는 (b)단계를 포함하는 원자력발전소 비상발전 방법.Emergency power generation method comprising the step (b) consisting of a high-rise column on the ground to maintain the generator substrate at a high level. 청구항 4에서 발전기기판을 고층으로 유지하도록 지면에서 고층기둥으로 구성되는 (b)단계 대신 원자력발전소 비상디젤발전기 건물 지붕에 발전기판을 설치하고 그 위에 본 발명의 비상발전장치를 설치하는(c) 단계를 포함하는 원자력발전소 비상발전 방법.Step (c) to install the generator plate on the roof of the nuclear power plant emergency diesel generator building instead of step (b) consisting of a high-rise column on the ground to maintain the generator board in high-rise (c) step (c) Emergency power generation method comprising a nuclear power plant.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112377882A (en) * 2020-10-13 2021-02-19 中广核工程有限公司 Nuclear power station starting boiler and emergency generator combined working system

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