KR20130079286A - Insulation device of internal structure at reactor cooling pump and reactor cooling pump having the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An insulation device of the inner structure of a reactor coolant pump (RCP) is provided to block the heat from being delivered to the shaft system of the RCP by the primary first cooling water, as much as possible, thereby enabling the safe driving of the RCP without affecting to the rotation of the shaft system. CONSTITUTION: A RCP includes the thermal insulators (310, 320) which block the heat of the coolant from being delivered to a rotator (111) through the component such as an air tight housing (210), in order to suppress the thermal effect due to the coolant. The RCP has a structure which consecutively reduces the thermal delivery by adding an insulation pipe (330) in which the fluid flows. [Reference numerals] (251) Injection line

Description

원자로냉각재펌프(ＲＣＰ) 내부구조물의 단열장치 및 이를 구비한 원자로냉각재펌프{ INSULATION DEVICE OF INTERNAL STRUCTURE AT REACTOR COOLING PUMP AND REACTOR COOLING PUMP HAVING THE SAME }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an insulation device for an internal structure of a reactor coolant pump (RCP), and a reactor coolant pump having the same. 2. Description of the Related Art [0002]

본 발명은 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치에 관한 것으로서, 특히 원자로 냉각재 펌프 내부에 흐르는 냉각재에 의한 열이 원자로 냉각재 펌프의 축계로 전달되는 것을 차단하여 원자로 냉각재 펌프의 구동시 축계의 회전에 영향이 없도록 하는 원자로냉각재펌프(RCP)에서 내부구조물의 열영향을 최소화하기 위한 단열구조물에 관한 것이다.
The present invention relates to an insulation device for an internal structure of a reactor coolant pump (RCP), and more particularly, to a heat insulation device for an internal structure of a nuclear reactor coolant pump (RCP), in which heat generated by a coolant flowing inside a reactor coolant pump is prevented from being transmitted to an axis of a reactor coolant pump, (RCP) that minimizes the thermal effects of the internal structure of the reactor coolant pump (RCP).

일반적으로 원자력 발전은 원자로에서 발생된 에너지로 물을 가열하고 이 때 발생되는 증기를 이용하여 터빈 발전기를 가동시키는 원리이다. 이를 위해, 원자력 발전소는 크게 에너지를 발생시키는 원자로, 물을 공급하는 펌프, 상기 물을 증기로 변환시키는 증기발생기 및 원자로 냉각재 계통의 압력 및 체적 제어를 위한 가압기로 구성되어 있다. 상기 원자로 냉각재 계통에는 냉각재를 순환시키기 위한 원자로 냉각재 펌프가 구비되어 있다.Generally, nuclear power is the principle of heating the water with the energy generated from the reactor and using the generated steam to start the turbine generator. To this end, a nuclear power plant is composed of a large energy generating reactor, a pump for supplying water, a steam generator for converting the water into steam, and a pressurizer for pressure and volume control of the reactor coolant system. The reactor coolant system is equipped with a reactor coolant pump for circulating the coolant.

상기 원자로 냉각재 펌프는 약 45ton 이상이나 나가는 중량체로서 상측에는 구동원인 모터유닛이 설치되어 있고, 하측에는 상기 모터유닛에 의해 작동하면서 냉각재를 펌핑하여 순환시키기 위한 펌핑유닛이 설치되어 있으며, 이들 모터유닛의 축(이하, 모터축)과 펌핑유닛의 축(이하, 회전축)은 커플링으로 연결되어 동시 회전하도록 되어 있다.The reactor coolant pump includes a pumping unit for pumping the coolant and circulating the coolant while being operated by the motor unit. (Hereinafter referred to as the motor shaft) and the shaft of the pumping unit (hereinafter referred to as the rotating shaft) are connected by a coupling and are allowed to rotate at the same time.

상기 펌핑유닛은 전형적으로 높은 온도와 압력, 예를 들면 287.5℃(550 F)와 15.525㎫(2250psi)에서 많은 양의 원자로 냉각재를 이동시킬수 있도록 하단에 임펠러(impeller)를 가지는 수직형 원심펌프로 이루어져 있다.The pumping unit typically consists of a vertical centrifugal pump with an impeller at the bottom to move large amounts of reactor coolant at high temperatures and pressures, for example 287.5 ° C. (550 F) and 15.525 MPa (2250 psi). have.

이에 종래의 원자로 냉각재 펌프는 회전체가 밀폐하우징에 직접 연결되는 구조로 인해 케이싱 내부의 유체에 의해 열이 직접 전달됨에 따라 운전 중에 열변형이 3차원적으로 발생되어 운전중 열영향에 대한 예측을 최소한으로 감소시켜 운전중 회전체를 능동적으로 제어할 수 있는 설계가 요구되었다.Therefore, the conventional reactor coolant pump has a structure in which the rotating body is directly connected to the closed housing, so that the heat is directly transferred by the fluid inside the casing, so thermal deformation is generated three-dimensionally during operation, It is required to design a structure capable of actively controlling the rotating body during operation.

또한 종래의 원자로냉각재펌프는 냉각재의 열이 회전체로 전달되는 것을 막기 위한 별도의 기기나 장치가 설치되어 있지 않고, 현재 장착되어 운전되는 원자로냉각재펌프는 냉각재의 열이 펌프케이싱과 밀폐하우징 그리고 회전체로 전달되는 구조로 형성되어 있다.Also, in the conventional reactor coolant pump, there is no separate apparatus or device for preventing the heat of the coolant from being transferred to the rotating body. In the reactor coolant pump currently installed and operated, the heat of the coolant is transmitted to the pump casing, And is formed as a whole structure.

도 1에는 종래의 원자로 냉각재펌프의 회전축과 그 주변부의 단면을 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 종래에는 밀폐하우징(50)이 카본베어링(40) 및 축계인 회전축(11)과 직접 연결되는 구조를 갖게 된다. 이에 따라 종래의 냉각재 펌프구조물은 회전축(11)의 회전에 따른 열이 차단되지 않고 주변부로 전달되게 된다.1 is a cross-sectional view of a rotating shaft of a conventional reactor coolant pump and a periphery thereof. Referring to FIG. 1, the closed housing 50 is directly connected to the carbon bearing 40 and the rotary shaft 11 as a shaft. Accordingly, the conventional coolant pump structure is transmitted to the peripheral portion without being blocked by heat due to the rotation of the rotary shaft 11. [

이에 축계를 통해 전달된 열은 제어 가능한 1차원적 열변형을 발생시키고 있으나 케이싱으로 전달되는 열은 장비 간의 기하학적 형상에 따라 회전체의 반경방향으로 균일한 열전달이 이루어지지 않아 회전체의 반경방향으로 불규칙적인 열변형을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.
However, the heat transferred to the casing is not uniformly transferred in the radial direction of the rotating body according to the geometrical shape of the rotating machine, so that the radial direction of the rotating body There is a problem that irregular heat deformation can be caused.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의은 1차 냉각수에 의한 열이 원자로 냉각재 펌프의 축계로 전달되는 것을 최대한 차단하여 원자로 냉각재 펌프의 구동시 축계의 회전에 영향이 없도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is to block the heat transfer by the primary coolant to the shaft system of the reactor coolant pump as much as possible to affect the rotation of the shaft system when the reactor coolant pump is driven The purpose is to ensure that there is no.

본 발명의 다른 목적은, 원자로 냉각재 펌프에 단열체를 적용하여 운전 중 원자로 냉각재 펌프의 열영향을 예측가능하고 능동적으로 제어 가능하기 때문에 안정적인 원자로 냉각재 펌프의 운전이 가능하도록 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a nuclear reactor coolant pump (RCP) which enables stable operation of the reactor coolant pump because the heat effect of the reactor coolant pump can be predicted and actively controlled during the operation by applying an insulator to the reactor coolant pump. And to provide an insulation device for an internal structure.

본 발명은 앞서 상술한 목적을 달성하기 위하여 바람직한 양태로써 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현될 것이다. 본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 기술적인 구성을 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention will be realized by an embodiment having the following constitution as a preferred embodiment. The present invention provides the following technical constructions to solve the above problems.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원자로냉각재펌프에 설치되는 내부구조물로서 회전축과 펌프케이싱 사이에 구비되어 냉각재와 회전축 사이의 열전달을 차단하는 단열체(Insulator);를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an internal structure installed in a reactor coolant pump, wherein the internal coolant is provided between a rotary shaft and a pump casing to block heat transfer between the coolant and the rotary shaft. It is possible to provide an insulation device for a pump (RCP) internal structure.

이에 상기 단열체는, 상부단열체 및 하부단열체로 구비될 수 있다.The heat insulating member may be provided as an upper insulating member and a lower insulating member.

그리고, 일측이 상기 펌프케이싱에 고정되어 상기 단열체를 지지하는 지지관;을 추가로 포함할 수 있다.And a support pipe having one side fixed to the pump casing to support the heat insulating member.

또한, 상기 회전축 외주에 냉매가 흐르도록 하여 전달되는 열을 방열하는 단열관;을 추가로 포함하여 방열 및 열차단 기능을 향상시킬 수 있다.In addition, a heat insulating tube for radiating heat transmitted through the outer circumference of the rotating shaft so as to allow the refrigerant to flow therethrough is further included, thereby improving heat radiation and heat shielding function.

이때, 상기 회전축은 상기 단열관을 길이방향으로 관통할 수도 있다.At this time, the rotary shaft may pass through the heat insulating pipe in the longitudinal direction.

또한, 상기 단열관은 상기 단열체와 상기 회전축 사이에 설치될 수도 있다.Further, the heat insulating pipe may be provided between the heat insulating member and the rotary shaft.

그리고, 상기 단열관은 상기 회전축의 외주를 둘러싸는 내관; 및 상기 내관을 둘러싸고, 상기 내관의 외면과 소정간격 이격되어 냉매의 유로를 형성하는 외관;을 포함할 수도 있다.The heat insulating tube includes an inner tube surrounding the outer periphery of the rotary shaft; And an outer tube surrounding the inner tube and spaced from the outer surface of the inner tube by a predetermined distance to form a coolant flow path.

이때, 상기 단열관은 상기 내관과 상기 외관 사이에 냉매의 유로를 형성하는 격벽;을 더 포함할 수도 있다.In this case, the heat insulating tube may further include a partition wall defining a refrigerant passage between the inner tube and the outer tube.

그리고 상기 외관과 상기 내관은 하부가 연결되어 냉매가 수용될 수도 있다.The outer tube and the inner tube may be connected to each other to receive the refrigerant.

한편 본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동모터; 상기 구동모터에 의해 회전하고 냉각재를 가속하는 임펠러; 상기 임펠러와 연결되어 상기 구동모터에서 발생한 토크를 상기 임펠러로 전달하는 회전축; 상기 회전축과 상기 임펠러가 삽입되고, 상기 임펠러에 의해 흡입되는 냉각재가 가압되어 토출되는 공간이 형성된 펌프케이싱; 상기 펌프케이싱에 구비되고, 상기 냉각재와 상기 회전축 사이의 열 전달을 차단하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, An impeller rotating by the drive motor and accelerating the coolant; A rotating shaft connected to the impeller and transmitting a torque generated by the driving motor to the impeller; A pump casing into which the rotary shaft and the impeller are inserted and in which a space is formed in which a coolant sucked by the impeller is pressed and discharged; And a heat insulation device of a nuclear reactor coolant pump (RCP) internal structure provided in the pump casing and interrupting heat transfer between the coolant and the rotary shaft.

이에 상기 단열체는, 상부단열체 및 하부단열체로 구비될 수 있다.The heat insulating member may be provided as an upper insulating member and a lower insulating member.

그리고, 일측이 상기 펌프케이싱에 고정되어 상기 단열체를 지지하는 지지관;을 추가로 포함할 수 있다.And a support pipe having one side fixed to the pump casing to support the heat insulating member.

또한, 상기 회전축 외주에 냉매가 흐르도록 하여 전달되는 열을 방열하는 단열관;을 추가로 포함하여 방열 및 열차단 기능을 향상시킬 수 있다.In addition, a heat insulating tube for radiating heat transmitted through the outer circumference of the rotating shaft so as to allow the refrigerant to flow therethrough is further included, thereby improving heat radiation and heat shielding function.

이때, 상기 회전축은 상기 단열관을 길이방향으로 관통할 수도 있다.At this time, the rotary shaft may pass through the heat insulating pipe in the longitudinal direction.

또한, 상기 단열관은 상기 단열체와 상기 회전축 사이에 설치될 수도 있다.Further, the heat insulating pipe may be provided between the heat insulating member and the rotary shaft.

그리고, 상기 단열관은 상기 회전축의 외주를 둘러싸는 내관; 및 상기 내관을 둘러싸고, 상기 내관의 외면과 소정간격 이격되어 냉매의 유로를 형성하는 외관;을 포함할 수도 있다.The heat insulating tube includes an inner tube surrounding the outer periphery of the rotary shaft; And an outer tube surrounding the inner tube and spaced from the outer surface of the inner tube by a predetermined distance to form a coolant flow path.

이때, 상기 단열관은 상기 내관과 상기 외관 사이에 냉매의 유로를 형성하는 격벽;을 더 포함할 수도 있다.In this case, the heat insulating tube may further include a partition wall defining a refrigerant passage between the inner tube and the outer tube.

그리고 상기 외관과 상기 내관은 하부가 연결되어 냉매가 수용될 수도 있다.
The outer tube and the inner tube may be connected to each other to receive the refrigerant.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전술한 과제 해결 수단 및 후술할 구성과 결합, 작동관계에 의해서 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention can achieve the following effects according to the above-described problem solving means and the construction and operation to be described later.

본 발명은, 원자로 냉각재 펌프에 단열체를 적용하여 운전 중 원자로 냉각재 펌프의 열 영향을 예측가능하고 능동적으로 제어 가능하기 때문에 안정적인 원자로 냉각재 펌프의 운전이 가능하게 된다.In the present invention, since the heat effect of the reactor coolant pump can be predicted and actively controlled during the operation by applying the insulator to the reactor coolant pump, stable reactor coolant pump operation becomes possible.

본 발명은, 원자로 냉각재 펌프 내부에 흐르는 냉각수의 열이 회전체로 전달되는 것을 최대한 감소시키므로 축의 반경 방향에서 전달되는 열이 차단되어 축계 방향의 열만 고려하여 회전체의 온도변화 및 열변형이 예측 가능한 효과가 있다.The present invention minimizes the transfer of the heat of the cooling water flowing into the reactor coolant pump to the rotating body as much as possible, so that the heat transmitted in the radial direction of the shaft is cut off so that the temperature change and thermal deformation of the rotating body can be predicted It is effective.

본 발명은, 원자로냉각재펌프의 운전 중 및 다른 조건에 대해서도 회전체의 거동을 쉽게 예측 가능하여 운전중 회전체의 제어를 손쉽게 할 수 있으므로 원자로 냉각제 펌프의 안정적 운전이 가능하다.
The present invention makes it possible to easily predict the behavior of the rotating body during operation of the reactor coolant pump and other conditions, so that the control of the rotating body during operation can be easily performed, thereby enabling stable operation of the reactor coolant pump.

도 1은 종래의 원자로냉각재펌프(RCP)의 회전축과 그 주변부를 도시한 부분상세 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예가 장착된 상태의 원자로냉각재펌프(RCP)를 도시한 단면 개략도.
도 3은 도 2의 A 부분의 확대단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로냉각재펌프 내부구조물의 단열장치를 구성하는 단열관의 개략적인 측단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partial detail sectional view showing a rotary shaft of a conventional reactor coolant pump (RCP) and a periphery thereof.
2 is a schematic cross-sectional view showing a reactor coolant pump (RCP) with an embodiment of the present invention mounted;
3 is an enlarged sectional view of a portion A in Fig.
FIG. 4 is a schematic side cross-sectional view of a heat insulating pipe constituting an insulating device of an internal structure of a nuclear reactor coolant pump according to an embodiment of the present invention. FIG.

이하에서는 본 발명에 따른 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치 및 이를 구비한 원자로냉각재펌프에 대한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an insulation device for a nuclear reactor coolant pump (RCP) internal structure and a reactor coolant pump having the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately define the concept of the term to describe its invention in the best way The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

이하에서는 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 to FIG.

본 발명의 일 실시예는 원자로 냉각재 펌프 내부의 냉각재에 의한 열영향을 억제하기 위해 냉각재의 열이 밀폐하우징(210)과 같은 부품을 통해 회전체(111)로 전달되는 것을 차단하는 단열체(310, 320)를 포함한다.One embodiment of the present invention includes an insulator 310 that blocks the heat of the coolant from being transmitted to the rotating body 111 through a component such as the hermetic housing 210 to suppress the heat effect by the coolant inside the reactor coolant pump , 320).

또한, 본 발명의 일 실시예는 유체가 흐르는 단열관(330)을 더 포함하여 순차적으로 열전달을 감소시키는 구조를 채용할 수도 있다.In addition, one embodiment of the present invention may employ a structure that further includes a heat insulating pipe 330 through which a fluid flows to sequentially reduce heat transfer.

이에 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자로 냉각재 펌프는, 모터축(미도시)에 결합되는 회전축(111)이 구비되어 냉각재를 펌핑하는 펌핑유닛(100)과, 상기 회전축(111)과 그 회전축(111)을 지지하는 축수부(미부호) 사이에 밀봉수를 공급하는 실링유닛(200)을 포함한다.2, a reactor coolant pump according to an embodiment of the present invention includes a pumping unit 100 having a rotating shaft 111 coupled to a motor shaft (not shown) to pump a coolant, (Not shown) for supporting the rotating shaft 111 and a sealing unit 200 for supplying a sealing water between the rotating shaft 111 and the shaft bearing (not shown) supporting the rotating shaft 111.

도 2를 참조하면, 상기 펌핑유닛(100)은 펌프케이싱(112)의 내부에 임펠러(113)가 회전 가능하게 설치되고, 상기 임펠러(113)의 토출 측에는 그 임펠러(113)를 통해 펌핑되는 냉각재의 압력을 높이도록 디퓨져(114)가 설치된다. 2, the pumping unit 100 includes an impeller 113 rotatably installed inside a pump casing 112, and a coolant 113 pumped through the impeller 113 at a discharge side of the impeller 113 The diffuser 114 is installed to increase the pressure of the gas.

펌프케이싱(112)의 하부에는 냉각재 흡입구(121)가 형성되어 임펠러(113)에 의해 냉각재가 펌프케이싱(112)으로 유입된다. 임펠러(113)는 냉각재 흡입구(121) 상방에 설치되고 임펠러 스터드 볼트(115)에 의해 회전축(111)과 결합된다. 상기 회전축(111)의 하단부위에는 축수부를 이루는 하부베어링(116)이 설치되며, 상기 하부베어링(116)과 임펠러(113)의 사이에는 펌프 케이싱(112)의 내부공간에 담긴 냉각재가 하부베어링 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 서비싱 실(servicing seal)(117)이 고정 설치된다. 상기 서비싱 실(117)은 그 저면이 상기 임펠러(113)의 상면과 소정의 간극(gap)만큼 이격되도록 설치된다.A coolant inlet 121 is formed in the lower portion of the pump casing 112 so that the coolant is introduced into the pump casing 112 by the impeller 113. The impeller 113 is installed above the coolant inlet 121 and is coupled to the rotating shaft 111 by an impeller stud bolt 115. A lower bearing 116 is formed on the lower end of the rotary shaft 111. A coolant contained in the inner space of the pump casing 112 is disposed between the lower bearing 116 and the impeller 113 in the lower bearing direction And a servicing seal 117 for preventing reverse flow is fixedly installed. The servicing chamber 117 is installed such that its bottom surface is spaced apart from the upper surface of the impeller 113 by a predetermined gap.

회전축(111)은 구동모터(미도시)의 모터축이 회전하면 함께 회전하여 임펠러(113)를 회전시키고, 임펠러(113)가 회전하면서 냉각재가 냉각재 흡입구(121)로 유입되고 가속된다. 임펠러(113)에서 가속된 냉각재는 디퓨저(114)에 의해 가압되어 펌프케이싱(112)의 측방향으로 개방된 냉각재 배출구(122)를 통해 토출된다.When the motor shaft of the driving motor (not shown) rotates, the rotating shaft 111 rotates together with the impeller 113 to rotate the impeller 113, and the coolant flows into the coolant inlet 121 and is accelerated. The coolant accelerated by the impeller 113 is discharged by the diffuser 114 through the coolant discharge port 122 which is opened laterally of the pump casing 112.

실링유닛(200)은 밀폐 하우징(210)을 포함하고 밀봉수가 흘러 회전축(111)을 밀봉한다. 도 2를 참조하면, 밀폐하우징(210)은 하부가 펌프케이싱(112)의 상부에 결합되고 상부가 회전축(111)을 둘러싸면서 축방향으로 연장된다. 회전축(111)은 밀폐 하우징(210)을 관통하여 임펠러(113)에서 모터축으로 연장되어 모터축과 결합된다. The sealing unit 200 includes a sealed housing 210, and the sealing water flows to seal the rotating shaft 111. Referring to FIG. 2, the closed housing 210 has a lower portion coupled to the upper portion of the pump casing 112 and an upper portion extending in the axial direction surrounding the rotary shaft 111. The rotating shaft 111 passes through the closed housing 210 and extends from the impeller 113 to the motor shaft and is coupled to the motor shaft.

본 발명의 일 실시예에 따른 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치는 단열체(310, 320), 회전축(111) 외주에 냉매가 흐르는 공간을 형성하는 단열관(330) 및 상기 단열체를 지지하는 지지관(600)을 포함한다. The heat insulation device of the internal structure of the reactor coolant pump (RCP) according to an embodiment of the present invention includes the heat insulators 310 and 320, a heat insulation pipe 330 forming a space through which refrigerant flows on the outer periphery of the rotary shaft 111, And a support pipe 600 for supporting the support pipe 600.

상기 단열체는 펌프케이싱(112)과 회전축(111) 사이에 구비되고, 상측은 밀폐하우징(210)에 의해 하측은 지지관(600)에 의해 회전축(111)에 고정 결합될 수 있다. 그리고 상기 단열체는 회전체(111)의 축방향으로 연장되어 회전체(111)의 외주를 둘러싸는 형상으로 형성된다. 이러한 상기 단열체는, 상부단열체(310) 및 하부단열체(320)로 구비되도록 한다. 도 3을 참조하면, 상부단열체(310)가 밀폐하우징(210)에 의해 고정되고, 하부단열체(320)가 지지관(600)에 의해 고정되도록 한다.The heat insulating member may be provided between the pump casing 112 and the rotary shaft 111 and the upper side thereof may be fixedly coupled to the rotary shaft 111 by the closed housing 210 and the lower side thereof may be fixed to the rotary shaft 111 by the support pipe 600. The heat insulating body is formed in a shape extending in the axial direction of the rotating body 111 and surrounding the outer circumference of the rotating body 111. The heat insulator is provided with the upper heat insulator 310 and the lower heat insulator 320. 3, the upper heat insulating member 310 is fixed by the hermetic housing 210, and the lower heat insulating member 320 is fixed by the support pipe 600.

본 발명의 일 실시예는 단열체가 회전축(111) 및 그 주변부품 사이에 구비되어, 냉각재의 열이 펌프케이싱(112)이나 그 외 주변부품을 통해 회전축(111)까지 반경방향으로 전달되는 것을 차단한다. 또한 본 발명의 일 실시예는 단열체가 상부단열체(310)와 하부단열체(320)로 복수개 구비되므로 단일한 단열체가 구비되어 발생하는 열변형에 비하여 그 열변형의 변화가 분산되어 주변부품에 미치는 영향을 감소시킨다.In one embodiment of the present invention, the heat insulator is provided between the rotary shaft 111 and the peripheral parts thereof to prevent the heat of the coolant from being transmitted to the rotary shaft 111 in the radial direction through the pump casing 112 and other peripheral parts do. In an embodiment of the present invention, since a plurality of heat insulators are provided as the upper heat insulator 310 and the lower heat insulator 320, variations in thermal deformation of the heat insulators are dispersed relative to the heat distortion generated by a single heat insulator, Reduce the effect.

이러한 단열체의 형상은 상술한 구성에 한정되는 것은 아니고, 냉각재의 열이 회전축(111)이나 기타 회전체로 전달되는 것을 차단할 수 있고, 열변형에 따른 영향을 최소화 할 수 있는 어떠한 형상과 개수로 구비되어도 좋다.The shape of the heat insulator is not limited to the above-described configuration, and it is possible to prevent the heat of the coolant from being transmitted to the rotary shaft 111 and other rotors, .

단열관(330)은 단열체와 회전축(111) 사이에 구비되고, 회전축(111) 외주에 냉매가 흐르는 유로(331)를 형성하여 단열체에서 전달되는 열을 방열시킨다. 이에 상기 단열관(330)은 상기 회전축(111)에 접촉하도록 설치될 수도 있으나, 이격 설치되어 순차적으로 열을 방열시킬 수도 있게 된다. 단열관(330)에는 냉매로서 냉각수가 흘러 열이 반경방향으로 전달되는 것을 차단한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 단열관(330)은 회전축(111)의 축방향으로 연장되고 회전축(111)이 단열관(330)을 관통하여 설치된다. 이러한 단열관(330)은 내측면이 회전축(111)과 소정간격 이격되어 냉매의 유로를 형성한다.The heat insulating pipe 330 is provided between the heat insulating member and the rotary shaft 111 and forms a flow path 331 through which the refrigerant flows on the outer circumference of the rotary shaft 111 to dissipate heat transmitted from the heat insulating member. The heat insulating pipe 330 may be installed to contact the rotary shaft 111, but it may be spaced apart to heat heat sequentially. In the heat insulating pipe 330, cooling water flows as a refrigerant to block heat from being transmitted in the radial direction. 2 and 3, the heat insulating tube 330 extends in the axial direction of the rotary shaft 111 and the rotary shaft 111 penetrates through the heat insulating tube 330. The inner surface of the heat insulating pipe 330 is spaced apart from the rotary shaft 111 by a predetermined distance to form a refrigerant passage.

지지관(600)은 단열체의 하부, 구체적으로 하부단열체(320)의 하부을 감싸 지지한다. 또한 지지관(600)은 일단이 밀폐하우징(210)과 펌프케이싱(112)에 고정되어 단열체를 고정한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 지지관(600)은 일측이 펌프 케이싱(112)과 함께 냉각재의 수용공간을 형성할 수도 있다. 이러한 지지관(600)은 밀폐하우징(210)에서 회전축(111)이 임펠러(113)와 결합되는 일단부까지 연장되어 형성될 수 있다. The support tube 600 surrounds and supports the lower portion of the insulator, specifically, the lower portion of the lower insulator 320. The support tube 600 is fixed to the closed housing 210 and the pump casing 112 at one end thereof to fix the heat insulating member. 2 and 3, the support pipe 600 may form a space for receiving the coolant together with the pump casing 112 on one side. The support pipe 600 may extend from the closed housing 210 to one end of the rotating shaft 111 coupled to the impeller 113.

상술한 바와 같은 일 실시예에 따른 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치가 밀폐하우징(210)에 장착되어 펌프 케이싱(112) 내부의 유체가 지닌 열이 축계인 회전축(111)으로 전달되는 것을 감소시킨다. The heat insulating device of the internal structure of the reactor coolant pump (RCP) according to one embodiment as described above is mounted to the closed housing 210 and the heat of the fluid inside the pump casing 112 is transferred to the rotary shaft 111 .

도 4는 다른 실시예에 따른 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치 를 구성하는 단열관(330)을 도시한 측단면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 다른 실시예에 따른 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치를 상세하게 설명한다.4 is a side cross-sectional view showing a heat insulating pipe 330 constituting a heat insulating device of a reactor coolant pump (RCP) internal structure according to another embodiment. Referring to FIGS. 2 to 4, a heat insulating device of a nuclear reactor coolant pump (RCP) internal structure according to another embodiment will be described in detail.

본 발명의 다른 실시예는 단열관(330)을 제외하고 상술한 본 발명의 일 실시예와 구성이 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.Other embodiments of the present invention are the same as those of the above-described embodiment of the present invention except for the heat insulation pipe 330, and therefore, detailed description thereof will be omitted.

단열관(330)은 상술한 단열관(330)과 동일하게 원자로냉각재펌프를 구성하는 부품과 결합된다. 즉, 단열관(330)은 단열체(310, 320)와 회전축(111) 사이에 구비되고, 회전축(111) 외주에 냉매가 흐르는 유로를 형성하여 단열체에서 전달되는 열을 방열시킨다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 단열관(330)은 회전축(111)의 축방향으로 연장되고 회전축(111)이 단열관(330)을 관통하여 설치된다.The heat insulating pipe 330 is joined to the parts constituting the reactor coolant pump in the same manner as the heat insulating pipe 330 described above. That is, the heat insulating pipe 330 is provided between the heat insulating bodies 310 and 320 and the rotary shaft 111, and forms a flow path through which the refrigerant flows on the outer circumference of the rotary shaft 111 to dissipate the heat transmitted from the heat insulating body. 2 to 4, the heat insulating tube 330 extends in the axial direction of the rotary shaft 111 and the rotary shaft 111 penetrates the heat insulating tube 330.

이러한 단열관(330)은 회전축(111)이 삽입되는 내관(336), 내관(336)과 소정간격 이격되고, 하부가 내관(336)과 연결되어 냉매의 유로(331)를 형성하는 외관(335), 외관(335)에 일단이 고정되고 유로(331)를 나누는 격벽(337)을 포함한다.The heat insulating pipe 330 is connected to the inner pipe 336 and the inner pipe 336 through which the rotary shaft 111 is inserted and is connected to the inner pipe 336 to form an outer pipe 335 And a partition wall 337 having one end fixed to the outer pipe 335 and dividing the flow path 331.

외관(335)은 상부 측면에 제1관통공(332)이 형성되어 냉매가 유로(331)로 유입될 수 있다. 외관(335)과 내관(336) 사이의 이격공간은 냉매가 흐르는 유로(331)로써 격벽(337)에 의해 축방향을 따라 이중으로 분리된다. A first through hole 332 is formed in the upper side of the outer pipe 335 to allow the refrigerant to flow into the flow path 331. The spacing space between the outer pipe 335 and the inner pipe 336 is diverged along the axial direction by the partition wall 337 as a flow path 331 through which the refrigerant flows.

내관(336)과 격벽(337) 사이는 제1관통공(332)과 연통되어 냉매가 유입되고, 하방으로 냉매가 흐른다. 외관(335) 하부는 격벽(337)의 일단부와의 사이에 공간이 형성되어 내관(336)과 격벽(337) 사이로 흘러내린 냉매가 격벽(337)과 외관(335) 사이로 유입되고 상방으로 흐른다.The inner pipe 336 and the partition 337 are communicated with the first through-hole 332 to allow the refrigerant to flow therein and the refrigerant to flow downward. A space is formed between the lower portion of the outer pipe 335 and one end of the partition wall 337 so that the refrigerant flowing between the inner pipe 336 and the partition wall 337 flows between the partition wall 337 and the outer pipe 335 and flows upward .

격벽(337)과 외관(335)은 상부에서 서로 연결되어 폐쇄되고, 폐쇄된 외관(335) 상부의 측벽에는 제2관통공(333)이 형성된다. 외관(335)과 격벽(337) 사이를 흐르면서 열을 흡수한 냉매는 제2관통공(333)을 통해 외부로 토출된다.The partition 337 and the outer pipe 335 are connected to each other at the upper portion and the second through hole 333 is formed at a side wall above the closed outer pipe 335. The refrigerant absorbed heat while flowing between the outer pipe 335 and the partition wall 337 is discharged to the outside through the second through hole 333.

다만, 냉매의 유동경로는 이에 한정되는 것은 아니고, 제2관통공(333)을 통해 냉매가 유입되고 제1관통공(332)을 통해 냉매가 유출되어도 좋다. However, the flow path of the refrigerant is not limited thereto, and the refrigerant may flow through the second through hole 333 and the refrigerant may flow out through the first through hole 332.

내관(336)의 내벽에는 이격부재(338)가 더 형성될 수 있다. 이격부재(338)는 복수개가 상호 소정간격 이격되고, 회전축(111)의 반경방향 외주면을 원형으로 둘러싸는 형상으로 소정높이로 돌출되어 형성된다. 이격부재(338)와 이격부재(338) 사이는 공간이 형성되어 회전축(111)을 보호하고 열전달을 차단한다. A spacing member 338 may be further formed on the inner wall of the inner pipe 336. The plurality of spacing members 338 are spaced apart from each other by a predetermined distance and are formed so as to protrude at a predetermined height in a shape that surrounds the radially outer peripheral surface of the rotating shaft 111 in a circular shape. A space is formed between the spacing member 338 and the spacing member 338 to protect the rotating shaft 111 and prevent heat transfer.

또한, 본 발명에 따른 원자로냉각재펌프 내부구조물의 단열장치의 각 구성은 부분적으로 서로 이격되어 단열을 위한 공기층이 더 형성될 수도 있다.Further, each structure of the heat insulation device of the internal structure of the reactor coolant pump according to the present invention may be partially separated from each other to further form an air layer for heat insulation.

상술한 본 발명의 원자로냉각재펌프 내부구조물의 단열장치와 이를 구비한 원자로냉각재펌프는 상기의 구성으로 인하여 냉각재의 열이 축방향으로 전달되는 것이 방지된다.The heat insulation device of the internal structure of the reactor coolant pump of the present invention and the reactor coolant pump having the same are prevented from transferring the heat of the coolant in the axial direction due to the above-described configuration.

이에 따라 최종적으로 회전축(111)에 전달되는 열은 임펠러(113)를 통해 전달되는 축방향 열만 전달되고 반경방향 열이 차단됨에 따라 축계의 열변형을 1차원으로만 고려하여 제어하면 되므로 원자로 냉각재 펌프가 운전될 때 축계의 열변형을 충분히 예측 및 제어할 수 있게 된다.
As a result, only the axial heat transmitted through the impeller 113 is transmitted to the rotary shaft 111, and the radial heat is blocked. Therefore, thermal deformation of the shaft is controlled by considering only one dimension, The thermal deformation of the shaft system can be sufficiently predicted and controlled.

앞서 살펴본 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명에 따른 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치 및 이를 구비한 원자로냉각재펌프를 용이하게 실시할 수 있도록 하는 일 실시예일 뿐, 전술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and thus the scope of the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, substitutions, and alterations can be made hereto without departing from the spirit of the present invention, and it is obvious that those parts easily changeable by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention.

11 : 회전축 15 : 스터드 볼트
40 : 카본베어링 50 : 밀폐하우징
100 : 펌핑유닛 111 : 회전축
112 : 펌프 케이싱 114 : 디퓨져
113 : 임펠러 115 : 스터드볼트
116 : 하부베어링 117 : 서비싱 씰(Servicing Seal)
121 : 냉각재 흡입구 122 : 냉각재 배출구
200 : 실링유닛 210 : 밀폐하우징
212 : 배수라인 213 : 배수펌프
251 : 인젝션 라인 310 : 상부단열체
320 : 하부단열체 330 : 단열관
331 : 냉매 유로 332, 333 : 제1,2 관통공
335 : 외관 336 : 내관
337 : 격벽 338 : 이격부재
400 : 카본베어링 600 : 지지관 11: rotating shaft 15: stud bolt
40: Carbon bearing 50: Closed housing
100: pumping unit 111:
112: pump casing 114: diffuser
113: impeller 115: stud bolt
116: Lower bearing 117: Servicing Seal
121: coolant inlet port 122: coolant outlet port
200: sealing unit 210: sealed housing
212: Drain line 213: Drain pump
251: injection line 310: upper insulator
320: Lower heat insulating body 330: Heat insulating tube
331: refrigerant flow path 332, 333: first and second through holes
335: appearance 336: inner tube
337: bulkhead 338: spacing member
400: Carbon bearing 600: Supporting tube

Claims (11)

원자로냉각펌프에 설치되는 내부구조물로서 회전축과 펌프케이싱 사이에 구비되어 냉각재와 회전축 사이의 열전달을 차단하는 단열체(Insulator);를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치.
Insulation structure of the reactor coolant pump (RCP) internal structure comprising a; internal structure installed in the reactor cooling pump is provided between the rotating shaft and the pump casing to block heat transfer between the coolant and the rotating shaft (Insulator) .
제 1 항에 있어서,
상기 단열체는,
상부단열체 및 하부단열체로 구비되는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치.
The method of claim 1,
The heat insulator,
Insulation device of the reactor coolant pump (RCP), characterized in that the upper insulation and the lower insulation is provided.
제 1 항에 있어서,
일측이 상기 펌프케이싱에 고정되어 상기 단열체를 지지하는 지지관;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치.
The method of claim 1,
One side is fixed to the pump casing, the support pipe for supporting the heat insulator; Reactor coolant pump (RCP) internal structure of the internal structure further comprises a.
제 1 항에 있어서,
상기 회전축 외주에 유체가 흐르도록 하여 전달되는 열을 방열하는 굴절관;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치.
The method of claim 1,
Insulation device of the reactor coolant pump (RCP) further comprising a; refraction tube for radiating heat transmitted by the fluid flows to the outer periphery of the rotary shaft.
제 4 항에 있어서,
상기 회전축은 상기 단열관을 길이방향으로 관통하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치.
The method of claim 4, wherein
Wherein the rotary shaft passes through the heat insulating pipe in a longitudinal direction thereof.
제 4 항에 있어서,
상기 단열관은 상기 단열체와 상기 회전축 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치.
The method of claim 4, wherein
Wherein the heat insulating pipe is installed between the heat insulating member and the rotary shaft.
제 4 항에 있어서,
상기 단열관은 상기 회전축의 외주를 둘러싸는 내관; 및
상기 내관을 둘러싸고, 상기 내관의 외면과 소정간격 이격되어 냉매의 유로를 형성하는 외관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치.
The method of claim 4, wherein
Wherein the heat insulating tube includes an inner tube surrounding an outer periphery of the rotary shaft; And
And an outer pipe surrounding the inner pipe and spaced from the outer surface of the inner pipe by a predetermined distance to form a coolant flow path.
제 7항에 있어서,
상기 단열관은 상기 내관과 상기 외관 사이에 냉매의 유로를 형성하는 격벽;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the heat insulating tube further comprises a partition wall for forming a refrigerant flow path between the inner tube and the outer tube.
제 7 항에 있어서,
상기 외관과 상기 내관은 하부가 연결되어 냉매가 수용되는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치.
The method of claim 7, wherein
Wherein the outer tube and the inner tube are connected to each other to receive the refrigerant.
구동모터에 의해 회전하고, 냉각재를 가속하는 임펠러;
상기 임펠러와 연결되어 상기 구동모터에서 발생한 토크를 상기 임펠러로 전달하는 회전축;
상기 회전축과 상기 임펠러가 삽입되고, 상기 임펠러를 통과한 냉각재가 가압되는 공간이 형성된 펌프케이싱;
상기 펌프케이싱에 구비되고, 상기 냉각재와 상기 회전축 사이의 열전달을 차단하는 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.
An impeller rotating by the drive motor and accelerating the coolant;
A rotating shaft connected to the impeller and transmitting a torque generated by the driving motor to the impeller;
A pump casing into which the rotating shaft and the impeller are inserted and in which a space through which the coolant passing through the impeller is pressed is formed;
And a heat insulation device of a reactor coolant pump (RCP) internal structure provided in the pump casing to block heat transfer between the coolant and the rotating shaft.
제 10 항에 있어서,
상기 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치는 제1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 원자로냉각재펌프(RCP) 내부구조물의 단열장치인 것을 특징으로 하는 원자로냉각재펌프.11. The method of claim 10,
10. The reactor coolant pump of claim 1, wherein the insulation device of the internal structure of the reactor coolant pump (RCP) is an insulation device of the reactor coolant pump (RCP) structure of any one of claims 1 to 9.
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