KR20130029485A - The core barrel safty injection apparatus - Google Patents

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문형근
윤중수
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한국수력원자력 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for injecting a core support tube in a nuclear reactor is provided to increase the amount of safety injection water by directly supplying the safety injection water between a core shroud and the core support tube. CONSTITUTION: Safety injection water is injected from the outside. A safety injection water pipe(30) injects the safety injection water between a core support tube(20) and a core shroud(40). A front pipe part(31) passes through a reactor container(10). A rear pipe part(32) passes through the core support tube.

Description

원자로 노심지지통 안전주입 장치{The core barrel safty injection apparatus}Core core safty injection apparatus

본 발명은 원자로 노심지지통 안전주입 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전중 발생되는 진동에 대한 배관 건전성을 유지할 수 있는 원자로 노심지지통 안전주입 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a reactor core support safety injection device, and more particularly to a nuclear reactor core support safety injection device that can maintain the integrity of the pipe to the vibration generated during operation.

일반적으로, 원자력 발전소에는 충분한 안전 여유도를 고려하여 설계를 함에도 불구하고 예상과 다른 안전사고들이 발생될 수 있으며, 대량의 냉각수가 누수되는 안전사고의 발생시 비상노심 냉각수가 충분하게 공급되지 못하면 원자로 노심이 과열되어, 원자로가 손상되는 사고로 진행될 수 있다.
In general, nuclear power plants may have different safety accidents than anticipated even though they are designed with sufficient safety margin, and in case of safety accidents in which a large amount of coolant leaks, the emergency core coolant is not sufficiently supplied. This can lead to accidents that overheat and damage the reactor.

따라서 냉각수의 누수 사고의 발생과 무관하게 항상 노심을 냉각시키기 위하여 안전주입수를 외부로부터 공급하여야 하며, 이를 위해 안전주입펌프와 안전주입탱크를 구비하여 충분한 안전주입수가 공급될 수 있도록 한다.Therefore, the safety injection water must be supplied from the outside to always cool the core irrespective of the leakage of the cooling water. For this purpose, the safety injection pump and the safety injection tank should be provided to supply sufficient safety injection water.

이러한 안전주입수의 공급은 그 비상노심냉각수를 공급하는 노즐의 위치에 따라 저온관 주입방식과 원자로 노심에 직접 주입하는 직접 주입방식이 있다.
The supply of safety injection water includes a cold tube injection method and a direct injection method that directly injects the reactor core according to the position of the nozzle for supplying the emergency core coolant.

상기 저온관 주입방식의 경우 원자로 용기 측면에 연결된 저온관에 안전주입을 위한 배관이 연결되어, 안전주입수가 저온관을 통하여 원자로 및 원자로노심으로 주입된다. In the case of the low temperature pipe injection method, the pipe for safety injection is connected to the low temperature pipe connected to the reactor vessel side, and the safety injection water is injected into the reactor and the reactor core through the low temperature pipe.

이러한 방식의 구조에서 저온관 파단이 발생될 경우, 오히려 저온관으로 주입된 안전주입수가 파손된 저온관으로 누수되는 문제점이 발생할 수 있다. 저온관의 파단은 원자로의 정상운전 중에 발생하는 진동에 의해서도 발생될 수 있으며, 외부 충격이나 기타의 사고로 발생할 수 있다.
When cold tube breakage occurs in such a structure, a problem may occur that the safety injection water injected into the cold tube leaks into the damaged cold tube. Failure of the cold tube can also be caused by vibrations that occur during normal operation of the reactor and can be caused by external shocks or other accidents.

이러한 안전주입수 공급관로의 파단에 의한 문제점을 해결하기 위한 선행기술이 공개특허 10-2009-0099194호에 기재되어 있으나, 이는 직접 주입방식에서 관의 파단시 직접 우회 배출현상을 차단하기 위한 것이다.
Prior art for solving the problem caused by the breakage of the safety injection water supply pipe is disclosed in the Patent Publication No. 10-2009-0099194, but this is to block the direct bypass discharge phenomenon when the pipe is broken in the direct injection method.

상기 저온관의 파단으로 안전주입수가 저온관을 통해 누수되는 경우, 안전주입펌프 또는 안전주입탱크를 이용하여 원자로에 안전주입수를 주입하는 과정에서 일부만이 핵연료를 냉각시키는데 사용되고, 많은 양의 안전주입수는 파단된 저온관의 배관을 통해 유실되어, 안전주입효율이 저하되는 문제점이 있었다.
When the safety injection water leaks through the low temperature pipe due to breakage of the low temperature pipe, only a part is used to cool the nuclear fuel in the process of injecting the safety injection water into the reactor using a safety injection pump or a safety injection tank, and a large amount of safety injection Water is lost through the pipe of the broken low temperature pipe, there is a problem that the safety injection efficiency is lowered.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는, 진동에 의해 파단이 발생되지 않으며, 주입된 안전주입수가 직접 노심쉬라우드와 노심지지통의 사이로 공급되어, 노심 하부로 주입될 수 있도록 하는 원자로 노심지지통 안전주입 장치를 제공함에 있다.
The problem of the present invention for solving the above problems, the fracture does not occur by vibration, the injected safety injection water is directly supplied between the core shroud and the core support, the reactor to be injected into the lower core It provides a core container safety injection device.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 원자로용기의 저온배관노즐과 고온배관노즐의 사이에서 상기 원자로용기와 노심지지통을 관통하도록 설치되어, 외부에서 주입되는 안전주입수를 상기 노심지지통과 노심쉬라우드의 사이로 주입하여, 상기 노심지지통과 상기 노심쉬라우드의 하부측 하부지지부를 통해 노심에 주입되도록 하는 안전주입수 배관을 포함한다.
The present invention for achieving the above object is installed between the reactor vessel and the core support cylinder between the low-temperature piping nozzle and the high-temperature piping nozzle of the reactor vessel, the safety injection water injected from the outside through the core support passage Injecting between the core shroud, and includes a safety injection pipe to be injected into the core through the lower support and the lower support of the core shroud.

본 발명 원자로 노심지지통 안전주입 장치는, 원자로용기에 삽입되는 전단 부분과 노심지지통에 삽입 설치되는 후단 부분이 분할된 안전주입수 배관을 마련하여, 원자로의 운전중 발생되는 진동에 의해 파단이 발생하는 것을 방지하고, 상기 안전주입수 배관의 후단 부분이 하향으로 연장되어 노심쉬라우드의 상부까지 연장되도록 함으로써, 안전주입수의 주입량을 상대적으로 증가시킴으로써, 원자로 노심의 냉각 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
The nuclear reactor core support safety injection device of the present invention provides a safety injection water pipe in which the front end portion inserted into the reactor vessel and the rear end portion inserted into the core support cylinder are divided, and the fracture is caused by the vibration generated during operation of the reactor. By preventing the occurrence, and by extending the rear end portion of the safety injection water pipe to extend to the upper portion of the core shroud, by increasing the injection amount of the safety injection water relatively, it is possible to increase the cooling efficiency of the reactor core There is.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자로 노심지지통 안전주입 장치의 단면 구성도이다.
도 2는 도 1에서 A-A 방향 단면 구성도이다.1 is a cross-sectional view of a nuclear reactor core supporter safety injection device according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the AA direction in FIG. 1.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자로 노심지지통 안전주입 장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the nuclear reactor core supporter safety injection device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자로 노심지지통 안전주입 장치의 단면 구성도이고, 도 2는 도 1에서 A-A 방향의 단면 구성도이다.1 is a cross-sectional view of the reactor core supporter safety injection device according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the A-A direction in FIG.

도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자로 노심지지통 안전주입 장치는, 원자로용기(10)의 저온관노즐(11)과 고온관노즐(12)의 사이측에서 그 원자로용기(10)의 내측으로 관통삽입된 전단배관부(31)와, 상기 원자로용기(10)의 내측에서 하향유로(21)가 마련되도록 그 원자로용기(10)와는 이격되어 위치하는 노심지지통(20)과, 상기 전단배관부(31)와 마주하는 위치의 상기 노심지지통(20)의 외측에 유입구가 마련되어 있으며, 하향으로 소정길이 연장되어 안전주입수를 노심쉬라우드(core shroud, 40)의 상단부로 공급하는 후단배관부(32)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the reactor core supporter safety injection device according to a preferred embodiment of the present invention, the reactor between the low-temperature tube nozzle 11 and the hot tube nozzle 12 of the reactor vessel (10) A core support tube 31 spaced apart from the reactor vessel 10 so that the shear pipe portion 31 penetrated and inserted into the reactor vessel 10 and the downward passage 21 is provided inside the reactor vessel 10. (20), and an inlet is provided on the outer side of the core support cylinder 20 at the position facing the shear pipe portion 31, the predetermined length is extended downward to secure the safety injection water core shroud (40) It is configured to include a rear end pipe portion 32 to supply to the upper end of the).

상기 전단배관부(31)와 후단배관부(32)는 원자로용기(10)의 외부에서 안전주입수를 노심(50)에 공급하기 위한 안전주입수 배관(30)을 이루며, 그 전단배관부(31)와 후단배관부(32)가 서로 분리되어, 원자로의 운전중 발생하는 진동에 의해 안전주입수 배관(30)이 파단되는 것을 방지할 수 있다.
The front pipe portion 31 and the rear pipe portion 32 forms a safety injection water pipe 30 for supplying the safety injection water to the core 50 from the outside of the reactor vessel 10, the front pipe portion ( 31 and the rear end pipe part 32 are separated from each other, and the safety injection water pipe 30 can be prevented from being broken by vibration generated during operation of the reactor.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자로 노심지지통 안전주입 장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the nuclear reactor core supporter safety injection device according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above in more detail.

먼저, 노심(50)의 외측에는 노심쉬라우드(40)가 마련되어 있으며, 그 노심쉬라우드(40)의 외측으로는 노심(50)을 지지하는 노심지지통(20)이 마련되어 있다.First, a core shroud 40 is provided outside the core 50, and a core support cylinder 20 supporting the core 50 is provided outside the core shroud 40.

상기 노심지지통(20)은 앞서 설명한 바와 같이 원자로용기(10)와의 사이에 하항유로(21)가 마련되도록 이격되어 설치되어 있으며, 원자로용기(10)에는 냉각수가 공급되는 저온관노즐(11)과, 상기 저온관노즐(11)을 통해 공급된 냉각수가 하향유로(21)를 통해 이동하여 노심지지통(30)과 열교환된 후 그 열교환된 냉각수가 배출되는 고온관노즐(12)이 각각 다수로 마련되어 있다.
As described above, the core support cylinder 20 is spaced apart from the reactor vessel 10 so as to provide a lower passage passage 21, and the reactor vessel 10 is provided with a low temperature pipe nozzle 11 to which cooling water is supplied. And a plurality of hot pipe nozzles 12 through which the coolant supplied through the low temperature pipe nozzle 11 moves through the downward flow passage 21 to be heat-exchanged with the core support cylinder 30, and then the heat-exchanged coolant is discharged. It is provided with.

상기 저온관노즐(11)과 고온관노즐(12) 사이에는 상기 안전주입수 배관(30)의 전단배관부(31)가 삽입 고정되어 있다. 이때 상기 전단배관부(31)의 내측끝단은 상기 노심지지통(20)과 1~5mm 간격으로 이격되어 있는 것이 바람직하다.The shear pipe portion 31 of the safety injection water pipe 30 is inserted and fixed between the low temperature pipe nozzle 11 and the high temperature pipe nozzle 12. At this time, the inner end of the shear pipe portion 31 is preferably spaced apart from the core support cylinder 20 by 1 to 5mm intervals.

상기 전단배관부(31)의 외측끝단으로는 외부에서 안전주입수가 주입되는 것이며, 그 전단배관부(31)가 노심지지통(20)과 직접 연결되지 않음으로써, 정비를 위하여 노심지지통(20)을 원자로용기(10)로부터 인출하기가 용이하게 된다.
The safety injection water is injected from the outside to the outer end of the shear pipe 31, the shear pipe 31 is not directly connected to the core support cylinder 20, the core support cylinder 20 for maintenance ) Can be easily withdrawn from the reactor vessel (10).

상기 노심지지통(20)에는 상기 전단배관부(31)와 마주하는 위치에 관통설치되는 후단배관부(32)가 마련되어 있다. 따라서 상기 후단배관부(32)와 전단배관부(31)는 1~5mm의 간격으로 이격되어 있는 상태이며, 그 전단배관부(31)를 통해 주입된 안전주입수를 노심지지통(20)의 내측으로 공급할 수 있게 된다.The core support cylinder 20 is provided with a rear end pipe part 32 which is installed through at the position facing the front pipe part 31. Therefore, the rear end pipe part 32 and the front end pipe part 31 are in a state of being spaced apart at intervals of 1 to 5 mm, and the safety injection water injected through the front end pipe part 31 of the core support cylinder 20. It can supply inward.

상기 반응을 제어하는 반응도 제어물질을 포함하는 것이며, 노심지지통(20)과 노심쉬라우드(40)의 사이로 안전주입수를 주입하고, 그 노심쉬라우드(40)의 하부측을 통해 노심(50)으로 그 안전주입수를 주입하게 된다.
Reaction to control the reaction is also to include a control material, injecting the safety injection between the core support cylinder 20 and the core shroud 40, the core 50 through the lower side of the core shroud (40) ), The safety injection water is injected.

상기 전단배관부(31)와 후단배관부(32)의 사이 간격부분에서의 안전주입수 유출을 방지하기 위하여 상기 전단배관부(31)와 후단배관부(32)를 연결하는 링크배관(도면 미도시)을 더 포함할 수 있으며, 이러한 링크배관을 사용하지 않더라도 그 전단배관부(31)와 후단배관부(32)의 간격이 미세하여 유출량이 적기 때문에 분리된 전단배관부(31)와 후단배관부(32)를 사용하는 것도 가능하다.
Link pipe connecting the front pipe part 31 and the rear pipe part 32 in order to prevent the safety injection water leakage in the gap portion between the front pipe portion 31 and the rear pipe portion 32 (not shown) May be further included, and even if the link pipe is not used, the front pipe part 31 and the rear pipe part 32 are minutely spaced apart so that the amount of outflow is small. It is also possible to use the part 32.

이처럼 안전주입수를 공급하는 안전주입수 배관(30)을 전단배관부(31)와 후단배관부(32)로 분리함으로써, 원자로의 정상적인 운전시에 발생하는 진동에 의해 그 안전주입수 배관(30)이 파단되는 것을 방지할 수 있어, 배관의 건전성을 향상시킬 수 있게 된다.
Thus, by separating the safety injection water pipe 30 for supplying the safety injection water into the front pipe portion 31 and the rear pipe portion 32, the safety injection water pipe (30) by the vibration generated during the normal operation of the reactor (30). ) Can be prevented from breaking, and the soundness of the pipe can be improved.

또한, 상기 후단배관부(32)는 상기 노심지지통(20)과 노심쉬라우드(40)의 사이에 안정적으로 안전주입수를 주입하기 위하여, 상기 노심지지통(20)의 내측에서 하향으로 절곡되어 그 끝단이 노심쉬라우드(40)의 상부판에 연결되는 구조를 갖는다.In addition, the rear end pipe portion 32 is bent downward from the inner side of the core support cylinder 20 in order to stably inject safety injection water between the core support cylinder 20 and the core shroud 40. End is connected to the top plate of the core shroud (40).

따라서 상기 전단배관부(31)를 통해 주입된 안전주입수는 후단배관부(32)를 따라 하향으로 이동하여 상기 노심쉬라우드(40)의 상부판으로 유입되어, 노심쉬라우드(40)의 외면과 상기 노심지지통(20)의 내면이 이루는 공간을 통해 분산되어 하향 이동하게 된다.
Therefore, the safety injection water injected through the front pipe part 31 is moved downward along the rear pipe part 32 and flows into the upper plate of the core shroud 40, and thus the outer surface of the core shroud 40. And the inner surface of the core support cylinder 20 is dispersed through the space to move downward.

이처럼 이동된 안전주입수는 상기 노심쉬라우드(40)와 노심지지통(20)의 하단부인 하부지지부(22)를 통해 노심(50)의 하부로 주입되어, 노심(50)의 반응도를 제어할 수 있게 된다.
The safety injection water thus moved is injected into the lower portion of the core 50 through the lower support portion 22, which is the lower end of the core shroud 40 and the core support container 20, to control the reactivity of the core 50. It becomes possible.

이처럼 본 발명은 종래 안전주입수가 하향유로(21)를 통해 하향 이동하는 방식에 비하여 안전주입수를 노심지지통(20)과 노심쉬라우드(40)의 사이로 공급함으로써, 노심(50)에 주입되는 안전주입수의 양을 상대적으로 증가시킬 수 있게 된다.
As described above, the present invention is supplied to the core 50 by supplying the safety injection water between the core support container 20 and the core shroud 40 as compared to the conventional safety injection water moving downwardly through the downward flow passage 21. It is possible to increase the amount of safety injection relatively.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.

10:원자로용기 11:저온관노즐
12:고온관노즐 20:노심지지통
21:하향유로 22:하부지지부
30:안전주입수 배관 31:전단배관부
32:후단배관부 40:노심쉬라우드
50:노심10: Nuclear reactor 11: Low temperature tube nozzle
12: high-temperature tube nozzle 20: core support cylinder
21: Downward passage 22: Lower support part
30: Safety injection water piping 31: Shear piping
32: rear piping 40: core shroud
50: Core

Claims (5)

원자로용기의 저온배관노즐과 고온배관노즐의 사이에서 상기 원자로용기와 노심지지통을 관통하도록 설치되어,
외부에서 주입되는 안전주입수를 상기 노심지지통과 노심쉬라우드의 사이로 주입하여, 상기 노심지지통과 상기 노심쉬라우드의 하부측 하부지지부를 통해 노심에 주입되도록 하는 안전주입수 배관을 포함하는 원자로 노심지지통 안전주입 장치.
Between the low temperature pipe nozzle and the high temperature pipe nozzle of the reactor vessel is installed to penetrate the reactor vessel and the core support cylinder,
Reactor core support including a safety injection pipe for injecting the safety injection water injected from the outside between the core support and the core shroud, to be injected into the core through the bottom support of the core support and the lower side of the core shroud Keg safety injection device.
제1항에 있어서,
상기 안전주입수 배관은,
상기 원자로용기를 관통하여 설치되되 내측 끝단이 상기 노심지지통의 외면과 이격되는 전단배관부; 및
상기 전단배관부와 마주하는 상기 노심지지통의 위치에 관통설치되는 후단배관부를 포함하는 원자로 노심지지통 안전주입 장치.
The method of claim 1,
The safety injection water pipe,
A shear pipe portion installed through the reactor vessel and having an inner end spaced apart from an outer surface of the core support cylinder; And
Reactor core support safety injection device comprising a rear end pipe that is installed through the position of the core support facing the front pipe portion.
제2항에 있어서,
상기 전단배관부와 상기 후단배관부는 1~5mm 이격된 것을 특징으로 하는 원자로 노심지지통 안전주입 장치.
The method of claim 2,
Reactor core support safety injection device, characterized in that the front pipe portion and the rear end pipe portion is spaced 1 ~ 5mm apart.
제3항에 있어서,
상기 전단배관부와 상기 후단배관부의 사이를 연결하는 링크배관을 더 포함하는 원자로 노심지지통 안전주입 장치.
The method of claim 3,
The reactor core support safety injection device further comprises a link pipe connecting between the front pipe and the rear pipe.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후단배관부는 상기 노심지지통의 내측에서 하향 절곡되어 끝단이 상기 노심쉬라우드의 상부판에 연결되는 것을 특징으로 하는 원자로 노심지지통 안전주입 장치.5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The rear end pipe portion is bent downward from the inside of the core support to the nuclear reactor core support safety injection device, characterized in that the end is connected to the upper plate of the core shroud.
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