KR20150014787A - Passive safety system and nuclear reactor having the same - Google Patents

Passive safety system and nuclear reactor having the same Download PDF

Info

Publication number
KR20150014787A
KR20150014787A KR1020130090452A KR20130090452A KR20150014787A KR 20150014787 A KR20150014787 A KR 20150014787A KR 1020130090452 A KR1020130090452 A KR 1020130090452A KR 20130090452 A KR20130090452 A KR 20130090452A KR 20150014787 A KR20150014787 A KR 20150014787A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
heat
containment building
steam
steam generator
Prior art date
Application number
KR1020130090452A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101502393B1 (en
Inventor
김영인
김긍구
하재주
박천태
유승엽
배영민
문주형
정서윤
강경준
이규만
정영종
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020130090452A priority Critical patent/KR101502393B1/en
Publication of KR20150014787A publication Critical patent/KR20150014787A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101502393B1 publication Critical patent/KR101502393B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/24—Promoting flow of the coolant
    • G21C15/257—Promoting flow of the coolant using heat-pipes
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0054—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for nuclear applications
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

The purpose of the present invention is to provide a passive safety system capable of preparing for a coolant loss accident and a non-coolant loss accident by a single maximum thermal load. The present invention comprises; a fluid storage unit which is formed to store a coolant and is installed on the location higher than a steam generator to form flux by gravitational head of water; a fluid circulation unit connected with the steam generator to circulate a fluid which receives a specific heat and a residual heat from the steam generator; and passive housing building cooling system which exchanges a heat on the inner side or outer side of a housing building to discharge the heat which is delivered inside the housing building by the fluid evaporated in the fluid storage unit or the fluid passing through the fluid circulation unit to the outside and condenses the fluid and returns the fluid to the fluid storage unit.

Description

피동안전계통 및 이를 구비하는 원전{PASSIVE SAFETY SYSTEM AND NUCLEAR REACTOR HAVING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a passive safety system,

본 발명은 원전의 증기발생기와 피동격납건물냉각계통을 이용하여 피동잔열제거 기능과 피동격납건물냉각 기능을 동시에 수행할 수 있도록 형성되는 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전에 관한 것이다.The present invention relates to a passive safety system configured to simultaneously perform a passive residual heat eliminating function and a passive containment building cooling function using a nuclear steam generator and a passive containment building cooling system, and a nuclear power plant having the passive safety system.

원자로는 주요기기의 설치위치에 따라 주요기기(증기발생기, 가압기, 펌프 임펠러 등)가 원자로용기 외부에 설치되는 분리형원자로(예, 상용 원자로: 국내)와 주요기기가 원자로용기 내부에 설치되는 일체형원자로(예, SMART 원자로: 국내)로 나뉜다.A nuclear reactor is a separate reactor (eg commercial reactor: domestic) in which main equipment (steam generator, pressurizer, pump impeller, etc.) is installed outside the reactor vessel depending on the installation position of main equipment (Eg SMART reactor: domestic).

또한 원자로는 안전계통의 구현 방식에 따라 능동형원자로와 피동형원자로로 나뉜다. 능동형원자로는 안전계통을 구동하기 위해 비상발전기 등의 전력에 의해 작동하는 펌프와 같은 능동 기기를 사용하는 원자로이며, 피동형원자로는 안전계통을 구동하기 위해 중력 또는 가스압력 등의 피동력에 의해 작동하는 피동 기기를 사용하는 원자로이다. 피동형원자로에서 피동안전계통(passive safety system)은 사고가 발생하는 경우 규제요건에서 요구하는 시간 (72시간) 이상 동안 운전원 조치나 비상 디젤 발전기와 같은 안전등급의 교류(AC) 전원이 없이 계통에 내장되어 있는 자연력만으로도 원자로를 안전하게 유지하고, 72시간 이후는 안전계통이 운전원 조치나 비안전계통의 도움을 받아도 되는 계통이다.Reactors are divided into active reactors and passive reactors depending on the implementation of the safety system. An active reactor is a reactor that uses active equipment such as a pump operated by an electric power such as an emergency generator to drive the safety system. The passive reactor is operated by gravity or gas pressure to drive the safety system It is a reactor that uses passive devices. Passive safety systems in passive reactors are built into the system without an AC source of safety grade, such as an operator action or emergency diesel generator, for more than the time (72 hours) required by regulatory requirements in the event of an accident. It is a system in which the safety system maintains the nuclear reactor safely with only the natural force and after 72 hours, the safety system can be assisted by the operator measures or the non-safety system.

종래의 기술에서는 철재격납용기과 증기발생기 이차측을 이용하는 피동잔열제거계통을 이용하여 피동잔열제거계통과 피동격납건물냉각계통을 구성하였다(국내특허출원번호: 10-2011-0112673). 종래의 기술에서 적용하고 있는 철재격납용기은 철재격납용기의 제작의 어려움, 유지보수 및 경제성 등의 문제로 강화콘크리트를 이용하는 격납건물 형태로 변화하는 추세에 있다. 이하에서는 먼저 피동잔열제거계통과 피동격납건물냉각계통의 배경기술에 대하여 설명한다.In the conventional technology, a passive residual heat eliminating system using a secondary containment vessel and a secondary side of a steam generator is used to construct a passive residual heat eliminating system and a passive containment building cooling system (Korean Patent Application No. 10-2011-0112673). The steel containment vessel used in the conventional technology is changing to the form of a containment building using reinforced concrete due to difficulties in manufacturing a steel containment vessel, maintenance and economical efficiency. Hereinafter, the background of the passive residual heat removal system and the passive containment building cooling system will be described first.

피동잔열제거계통은 일체형원자로를 포함하여 다양한 원자로에서 사고시 원자로의 열(원자로 현열 및 노심의 잔열)을 제거하는 계통으로 채용되고 있다.The passive residual heat removal system is employed as a system for eliminating the heat of the reactor (heat of the nuclear reactor and residual heat of the reactor core) in case of an accident in various reactors including an integrated reactor.

피동잔열제거계통의 냉각수 순환 방식으로는 원자로 1차 냉각수를 직접 순환시켜 원자로를 냉각하는 방식(AP1000: 미국 웨스팅하우스)과 증기발생기를 이용하여 2차 냉각수를 순환시켜 원자로를 냉각하는 방식(SMART 원자로: 국내) 두 가지가 주로 사용되고 있으며, 일차냉각수를 탱크에 주입하여 직접 응축시키는 방식(CAREM:아르헨티나)도 일부 이용되고 있다.The cooling water circulation system of the passive residual heat removal system is a system of cooling the reactor by directly circulating the reactor primary cooling water (AP1000: Westinghouse, USA) and a method of cooling the reactor by circulating the secondary cooling water by using the steam generator : Domestic) are mainly used, and a method of directly condensing primary cooling water into a tank (CAREM: Argentina) is used in some cases.

또한 피동잔열제거계통의 열교환기(응축열교환기)의 외부를 냉각하는 방식으로는 대부분의 원자로에서 적용하고 있는 수랭식(water-cooled, AP1000)과, 일부 공랭식(air-cooled, WWER 1000:러시아)과 수-공랭식 병용 방식(IMR:일본)이 이용되고 있다. 피동잔열제거계통의 열교환기는 원자로로부터 전달받은 열을 비상냉각탱크 등을 통해 외부(최종 열침원)로 전달하는 기능을 수행하며, 열교환기 방식으로 열전달 효율이 뛰어난 증기 응축현상을 이용한 응축열교환기가 많이 채용되고 있다.In addition, the cooling system outside the heat exchanger (condensation heat exchanger) of the passive residual heat removal system is water-cooled (AP1000) and some air-cooled (WWER 1000: Russia) (IMR: Japan) is used. The heat exchanger of the passive residual heat removal system transfers the heat received from the reactor to the outside (final heat sink) through the emergency cooling tank or the like, and the condensation heat exchanger using the vapor condensation phenomenon Has been adopted.

피동격납건물냉각계통은 일체형원자로를 포함하여 다양한 원자로에서 사고시 원자로로부터 냉각수가 방출되어 상승하는 격납건물(원자로건물, 격납용기, 또는 안전보호용기) 내부의 압력을 감소시키고 열을 제거하기 위한 계통으로 채용되고 있다. 격납건물의 감압 목적으로 사용되고 있는 피동 설비의 구성방식으로는 격납건물로 방출된 증기를 감압시키는 감압탱크(suppression tank)를 이용하는 방식(상용 BWR, CAREM:아르헨티나, IRIS:웨스팅하우스사), 철재격납용기를 적용하고 외벽을 냉각(스프레이, 공기)시키는 방식(AP1000:웨스팅하우스) 그리고 열교환기를 이용하는 방식(SWR1000:프라마톰ANP, AHWR:인도, SBWR:GE) 등이 이용되고 있다.The passive containment building cooling system is a system for reducing the pressure inside the containment building (reactor building, containment vessel, or safety protection vessel) and removing heat from various reactors, including integrated reactors, Has been adopted. As a method of constructing the passive equipment used for decompression of the containment building, there is a method of using a suppression tank for depressurizing the steam released into the containment building (commercial BWR, CAREM: Argentina, IRIS: Westinghouse Company) (SW1000: Pramatom ANP, AHWR: India, SBWR: GE) which uses a container (AP1000: Westinghouse) and a method of cooling (spray and air) the outer wall are used.

증기발생기 2차측을 이용하는 피동잔열제거계통은 일반적으로 격납건물 외부에 열침원(비상냉각탱크)를 설치하는 방식을 많이 이용하고 있다. 피동격납건물냉각계통 또한 냉각탱크(비상냉각탱크)를 별도로 구비되는 방식을 일반적으로 이용하고 있다.Generally, the passive residual heat removal system using the steam generator secondary side uses a method of installing a heat sink (emergency cooling tank) outside the containment building. The passive containment building cooling system is also generally used in which a cooling tank (emergency cooling tank) is separately provided.

냉각재상실사고 또는 비냉각재상실사고 발생시 원자로로로부터 제거해야 하는 열은 현열 및 잔열이다. 냉각재상실사고 시에는 일반적으로 원자로에서 격납건물 내부로 방출되는 열이 잔열제거계통을 통해 제거되는 열보다 매우 크다. 반대로 비냉각재상실사고 시에는 원자로에서는 일반적인 열손실 이외에는 열이 방출되지 않으며 상대적으로 잔열제거계통을 통해 제거되는 열이 대부분을 차지한다. 따라서, 잔열제거계통과 격납건물냉각계통을 분리해 설계하는 경우, 두 가지 사고의 경우 각각에 대비해 이중으로 각각의 최대 열적 부하로 설계해야 하는 문제가 있었다.The heat that must be removed from the reactor furnace in the event of a coolant loss or non-coolant loss event is sensible heat and residual heat. In case of a coolant loss event, the heat released from the reactor to the containment building is generally much larger than the heat removed through the residual heat removal system. On the contrary, in the case of a non-coolant loss accident, heat is not emitted except the normal heat loss in the reactor, and most of the heat is removed through the residual heat removal system. Therefore, when the residual heat removal system and the containment building cooling system are separately designed, there is a problem in that, in case of two types of accidents, the maximum thermal load must be designed for each double.

본 발명의 일 목적은 단일의 최대 열적 부하로 냉각재상실사고 비냉각재상실사고를 모두 대비할 수 있는 피동안전설비를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a passive safety equipment capable of coping with both a coolant loss accident and a non-coolant loss accident with a single maximum thermal load.

본 발명의 다른 일 목적은 격납용기를 적용하는 원전에서 피동잔열제거계통을 간소화하는 방식을 격납건물을 적용하는 원전에도 확장하고, 증기발생기와 피동격납건물냉각계통을 이용하여 피동잔열제거기능과 피동격납건물냉각기능을 동시에 수행하도록 구성하여 구조를 단순화한 피동안전계통을 제안하는 것이다.Another object of the present invention is to extend the method of simplifying the passive residual heat removal system in a nuclear power plant to which the containment vessel is applied, before the application of the containment building, and to use the steam generator and the passive containment building cooling system, And to provide a passive safety system that simplifies the structure by being configured to simultaneously perform the containment building cooling function.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 피동안전계통은, 사고 발생시 원자로의 현열 및 노심의 잔열을 제거하는 유체를 저장하도록 형성되며 중력수두에 의한 유량 형성이 가능하도록 상기 증기발생기보다 높은 위치에 설치되는 유체 저장부, 상기 증기발생기에서 현열 및 잔열을 전달받은 유체를 순환시키도록 상기 증기발생기와 연결되는 유체 순환부, 및 상기 유체 저장부에서 증발된 유체 또는 상기 유체 순환부를 통과한 유체에 의해 격납건물 내부로 전달된 열을 외부로 방출하도록 상기 격납건물의 내부와 외부에서 열교환하며 상기 유체를 응축시켜 상기 유체 저장부에 회수시키도록 이루어지는 피동격납건물냉각계통을 포함한다.In order to accomplish the object of the present invention, a passive safety system according to an embodiment of the present invention is configured to store a fluid for eliminating sensible heat of a reactor and residual heat of a core when an accident occurs, A fluid circulation unit connected to the steam generator to circulate the fluid that receives the sensible heat and the residual heat from the steam generator; and a fluid circulation unit connected to the steam generator, Exchanging heat between the inside and outside of the containment so as to discharge the heat transferred to the inside of the containment building to the outside by the fluid passing through the fluid circulating part, and collecting the fluid in the fluid storage part, .

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 유체 저장부는 순수 냉각수와 붕산수를 분리하여 공급하도록 서로 분리된 냉각수 저장부와 붕산수 저장부를 각각 구비한다.According to an embodiment of the present invention, the fluid storage unit includes a cooling water storage unit and a boric acid water storage unit, which are separated from each other to separately supply pure water and boric acid water.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 피동안전계통은, 상기 유체 저장부에서 상기 증기발생기에 냉각수를 공급하도록 상기 증기발생기의 하부에서 연장되는 급수관과 연결되는 연결배관을 더 포함한다.According to another example of the present invention, the passive safety system further includes a connection pipe connected to a water supply pipe extending from a lower portion of the steam generator to supply cooling water to the steam generator in the fluid storage portion.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유체 순환부는 상기 유체가 상기 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기를 상기 격납건물 내부로 방출시키도록 상기 증기발생기에서 상기 격납건물 내부로 연장되는 증기방출관을 구비한다.According to another embodiment of the present invention, the fluid circulation unit may include a steam discharge pipe extending from the steam generator into the containment building to discharge steam generated by receiving the sensible heat and residual heat into the containment building, Respectively.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유체 순환부는 상기 유체가 상기 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기를 상기 유체 저장부에 분사시키도록 상기 증기발생기에서 상기 유체 저장부의 내부까지 연장되는 증기응축관을 구비한다.According to another aspect of the present invention, the fluid circulation unit may include a steam condenser extending from the steam generator to the inside of the fluid reservoir to inject the generated steam into the fluid reservoir, Tube.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유체 순환부는, 상기 유체가 상기 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기를 순환시키도록 상기 증기발생기에 연결되는 증기순환관, 상기 증기순환관을 통과하는 증기 중 어느 일부를 상기 격납건물 내부로 방출시키도록 상기 증기순환관에서 상기 격납건물 내부로 연장되는 증기방출관, 및 상기 증기순환관을 통과하는 증기 중 다른 일부를 상기 유체 저장부에 분사시키도록 상기 증기순환관에서 분기되어 상기 유체 저장부의 내부까지 연장되는 증기응축관을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the fluid circulation unit includes a steam circulation pipe connected to the steam generator to circulate the generated steam by receiving the sensible heat and the residual heat, a steam passing through the steam circulation pipe A steam discharge pipe extending from the steam circulation pipe to the inside of the containment building so as to discharge any part of the steam passing through the steam circulation pipe into the containment building, And a vapor condensing pipe branched from the steam circulation pipe and extending to the inside of the fluid storage portion.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유체 순환부는, 상기 유체가 상기 원자로의 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기를 상기 유체 저장부 내부에서 열교환시키도록 상기 유체 저장부 내부에 설치되는 열교환기, 및 상기 유체를 상기 증기발생기와 상기 열교환기에 순환시키도록 상기 증기발생기와 상기 열교환기에 연결되어 폐회로를 형성하는 연결배관을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the fluid circulation unit may include a heat exchanger installed inside the fluid reservoir to heat heat generated in the fluid reservoir by receiving the sensible heat and residual heat of the reactor, And a connection pipe connected to the steam generator and the heat exchanger to form a closed circuit to circulate the fluid to the steam generator and the heat exchanger.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 피동격납건물냉각계통은, 상기 격납건물의 열을 전달받는 유체를 수용하도록 형성되며 상기 유체를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납건물 외부에 설치되는 비상냉각수저장부, 상기 비상냉각수저장부 내부의 유체와 열교환하도록 상기 비상냉각수저장부 내부에 설치되는 열교환기, 및 상기 격납건물 내부의 유체를 상기 열교환기에 통과시키도록 상기 격납건물 내부와 통하며 상기 열교환기와 연결되는 복수의 배관을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the passive containment building cooling system is formed to accommodate a fluid that receives the heat of the containment building, and evaporates the fluid to discharge the heat transferred to the outside of the containment building And a heat exchanger installed in the emergency cooling water storage unit to heat-exchange the fluid in the emergency cooling water storage unit, and a heat exchanger installed in the containment building to pass the fluid in the containment building to the heat exchanger, And a plurality of pipes connected to the heat exchanger.

상기 피동안전계통은, 낙하하는 유체를 수용하도록 상부에 개구부를 구비하고, 상기 격납건물 내부의 유체가 상기 열교환기를 통과하면서 응축된 응축수를 집수하도록 상기 배관의 출구 하부에 설치되는 응축수 집수부를 더 포함할 수 있다.The passive safety system further includes a condensed water collecting portion provided at an upper portion of the outlet of the pipe so as to collect the condensed condensed water while the fluid in the containment building passes through the heat exchanger, .

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 피동격납건물냉각계통은, 상기 격납건물의 열을 전달받는 유체를 수용하도록 형성되며 상기 유체를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납건물 외부에 설치되는 비상냉각수저장부, 상기 격납건물 내부의 유체와 열교환하도록 상기 격납건물 내부에 설치되는 열교환기, 및 상기 비상냉각수저장부 내부의 유체를 상기 열교환기에 통과시키도록 상기 비상냉각수저장부 내부와 통하며 상기 열교환기에 연결되는 복수의 배관을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the passive containment building cooling system is formed to accommodate a fluid that receives the heat of the containment building, and evaporates the fluid to discharge the heat transferred to the outside of the containment building And a heat exchanger installed inside the containment structure to heat-exchange the fluid inside the containment building, and a heat exchanger interposed between the inside of the emergency cooling water storage section and the emergency cooling water storage section so as to allow the fluid in the emergency cooling water storage section to pass through the heat exchanger. And a plurality of pipes connected to the heat exchanger.

상기 피동안전계통은, 낙하하는 유체를 수용하도록 상부에 개구부를 구비하고, 상기 격납건물 내부의 유체가 상기 열교환기와 열교환하고 응축되어 낙하하는 응축수를 집수하도록 상기 열교환기의 하부에 설치되는 응축수 집수부를 더 포함할 수 있다.The passive safety system includes an opening at an upper portion to receive a fluid to be dropped, a condensate water collecting portion provided at a lower portion of the heat exchanger for collecting condensed water falling in a condensed state in the heat exchange with the fluid in the containment building, As shown in FIG.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 피동격납건물냉각계통은, 상기 격납건물의 열을 전달받는 유체를 수용하도록 형성되며 상기 유체를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납건물 외부에 설치되는 비상냉각수저장부, 내부에 유체를 독립적으로 순환시켜 상기 격납건물의 열을 상기 비상냉각수저장부로 전달하도록 상기 격납건물 내부와 상기 비상냉각수저장부 내부에 각각 설치되는 복수의 열교환기, 및 상기 복수의 열교환기 사이에 폐회로를 형성하도록 상기 격납건물을 관통하여 상기 복수의 열교환기 사이를 연결하는 복수의 배관을 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the passive containment building cooling system is formed to accommodate a fluid that receives the heat of the containment building, and evaporates the fluid to discharge the heat transferred to the outside of the containment building A plurality of heat exchangers installed inside the containment building and inside the emergency cooling water storage unit so as to independently circulate the fluid in the emergency cooling water storage unit and transfer the heat of the containment building to the emergency cooling water storage unit; And a plurality of pipes connecting the plurality of heat exchangers through the containment building so as to form a closed circuit between the plurality of heat exchangers.

상기 피동안전계통은, 낙하하는 유체를 수용하도록 상부에 개구부를 구비하고 상기 격납건물 내부의 유체가 상기 격납건물 내부에 설치된 열교환기와 열교환하고 응축되어 낙하하는 응축수를 집수하도록 상기 격납건물 내부에 설치된 열교환기의 하부에 설치되는 응축수 집수부를 더 포함할 수 있다.Wherein the passive safety system includes an opening at the top to receive a fluid to be dropped and a fluid in the containment building is heat-exchanged with a heat exchanger installed in the containment building, And a condensed water collecting part installed at a lower part of the machine.

상기 유체 저장부는 응축되어 낙하하는 응축수를 수용하도록 상부에 개구부를 구비할 수 있다.The fluid reservoir may have an opening at the top to receive condensed water that condenses down.

상기 응축수 집수부는 집수된 응축수를 상기 유체 저장부로 회수시키도록 상기 유체 저장부로 유입되는 유로를 형성하는 회수배관을 구비할 수 있다.The condensed water collecting unit may include a recovery pipe for forming a flow path to the fluid storage unit to recover collected condensed water to the fluid storage unit.

상기 유체 저장부는 순수 냉각수와 붕산수를 분리하여 공급하도록 서로 분리된 냉각수 저장부와 붕산수 저장부를 각각 구비하고, 상기 응축수 집수부는, 상기 증기발생기로 공급될 유량을 상기 냉각수 저장부에 분배하고 원자로냉각재계통에 공급될 유량을 상기 붕산수 저장부에 분배하도록 형성되는 유량분배기를 구비할 수 있다.Wherein the fluid storage part includes a cooling water storage part and a boric acid water storage part which are separated from each other so as to separately supply pure water and boric acid water and the condensate water collecting part distributes the flow rate to be supplied to the steam generator to the cooling water storage part, And a flow rate distributor configured to distribute a flow rate to be supplied to the boron-containing water storage section.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 피동안전계통은, 사고 발생시 상기 유체 저장부에 저장된 유체를 상기 원자로냉각재계통의 내부로 주입하도록 상기 유체 저장부와 상기 원자로냉각재계통 사이를 연결하는 안전주입배관을 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the passive safety system includes a safety injection system for connecting the fluid storage unit and the reactor coolant system to inject fluid stored in the fluid storage unit into the reactor coolant system, And further includes piping.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 피동안전계통을 구비하는 원전을 개시한다. 원전은, 방사능 물질의 유출을 차단하도록 원자로냉각재계통의 외부에 설치되는 격납건물, 및 사고 발생시 상기 원자로냉각재계통 내부의 증기발생기와 상기 격납건물 내부에 유체를 순환시켜 원자로의 현열 및 잔열을 제거하고 상기 격납건물을 냉각하는 피동안전계통을 포함하고, 상기 피동안전계통은, 사고 발생시 상기 증기발생기로 유입될 냉각수를 저장하도록 형성되며 중력수두에 의한 유량 형성이 가능하도록 상기 증기발생기보다 높은 위치에 설치되는 유체 저장부, 상기 증기발생기에서 상기 원자로의 현열 및 잔열을 전달받은 유체를 순환시키도록 상기 증기발생기와 연결되는 유체 순환부, 및 상기 유체의 순환에 의해 격납건물 내부로 전달된 열을 외부로 방출하도록 상기 격납건물의 내부 또는 외부에서 열교환하며 상기 유체를 응축시켜 상기 유체 저장부에 회수되도록 이루어지는 피동격납건물냉각계통을 포함한다.Further, in order to realize the above-mentioned problem, the present invention discloses a nuclear power plant having a passive safety system. Nuclear power plants are equipped with a containment structure installed outside the reactor coolant system to prevent the leakage of radioactive materials and a steam generator inside the reactor coolant system and an inside of the containment building in case of an accident to remove the sensible heat and residual heat of the reactor And a passive safety system for cooling the containment building, wherein the passive safety system is configured to store cooling water to be introduced into the steam generator in the event of an accident and installed at a higher position than the steam generator, A fluid circulating part connected to the steam generator for circulating the fluid having received the sensible heat and the residual heat of the reactor in the steam generator, and a fluid circulating part for circulating the heat transferred to the inside of the containment building by circulation of the fluid, Heat exchange inside or outside the containment building to discharge the fluid, It includes a passive containment cooling system made to recover to the fluid reservoir.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 비상냉각수저장부가 피동잔열제거 및 피동격납건물냉각계통의 열침원 역할을 동시에 수행하므로 추가적인 별도의 비상냉각수저장부 설치 없이 원자로의 현열 및 잔열을 제거하고, 격납건물을 냉각할 수 있다.According to the present invention having the above-described structure, the emergency cooling water storage portion simultaneously performs the heat sinking function of the driven residual heat elimination and the cooling system of the driven containment building. Therefore, sensible heat and residual heat of the reactor can be removed without installing an additional emergency cooling water storage portion, The building can be cooled.

또한 본 발명은, 철재격납용기에 적용되던 단순화된 피동안전계통의 구조를 콘크리트 격납건물에도 적용할 수 있다.Further, the present invention can be applied to a concrete containment structure in which a simplified passive safety system applied to an iron storage container is used.

또한 본 발명은, 다중 계열로 구성되는 피동잔열제거 기능의 일부 고장에도 피동격납건물냉각계통은 영향을 받지 않고 작동될 수 있어 격납건물 내부의 냉각이 가능하고, 방사능 물질에 대한 최종 방벽 역할을 하는 격납건물의 안전성을 보장하여 원전의 안전성을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention is also applicable to a system in which the cooling system of the passive containment building can be operated without being influenced even in the case of a partial failure of the passive residual heat removal function composed of multiple systems, cooling inside the containment building, The safety of nuclear power plants can be improved by ensuring the safety of containment buildings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상 운전시 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고시 작동 상태도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상 운전시 개념도.
도 4는 도 3에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고시 작동 상태도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상 운전시 개념도.
도 6은 도 5에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고시 작동 상태도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 정상 운전시 개념도.
도 8은 도 7에 도시된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전의 사고시 작동 상태도.
도 9는 사고시 피동안전계통의 작동에 의해 격납건물 내부의 압력 변화를 시간에 따라 나타내는 그래프.1 is a conceptual view of a passive safety system according to an embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
Fig. 2 is a view showing the passive safety system shown in Fig.
3 is a conceptual view of a passive safety system according to another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
Fig. 4 is a view showing the passive safety system shown in Fig.
5 is a conceptual view of a passive safety system according to another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
FIG. 6 is a view showing the passive safety system shown in FIG.
7 is a conceptual view of a passive safety system according to another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
Fig. 8 is a view showing the passive safety system shown in Fig.
Fig. 9 is a graph showing a change in the pressure inside the containment building over time by the operation of the passive safety system in the event of an accident. Fig.

이하, 본 발명에 관련된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, a passive safety system according to the present invention and a nuclear power plant having the same will be described in detail with reference to the drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 피동안전계통(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의 정상 운전시 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a passive safety system 100 and a nuclear power plant 10 having the same in accordance with an embodiment of the present invention.

원전(10)은 원자로냉각재계통(11)과 격납건물(12) 및 피동안전계통(100)을 포함한다. 원자로냉각재계통(11)의 내부에는 냉각재가 채워져 있어 노심(11a)에서 발생하는 열을 제거한다. 원자로냉각재계통(11)의 내부에는 증기발생기(11b)가 설치되며, 원자로냉각재계통(11)의 외부에는 방사능 물질을 누출을 방지하기 위한 격납건물(12)이 설치된다.The nuclear power plant 10 includes a reactor coolant system 11, a containment building 12, and a passive safety system 100. The inside of the reactor coolant system 11 is filled with a coolant to remove heat generated in the core 11a. A steam generator 11b is installed inside the reactor coolant system 11 and a containment structure 12 is installed outside the reactor coolant system 11 to prevent leakage of the radioactive material.

본 발명에서 제안하는 피동안전계통(100)은 피동잔열제거 기능과 피동격납건물냉각 기능을 모두 수행하며, 증기발생기(11b)를 순환하는 2차계통을 이용하여 방사능 물질의 유출 위험이 매우 적은 안전계통이다.The passive safety system 100 proposed in the present invention performs both the passive residual heat eliminating function and the passive containment building cooling function and uses a secondary system circulating the steam generator 11b to minimize the risk of leakage of radioactive materials System.

피동안전계통(100)은 유체 저장부(110), 유체 순환부(120) 및 피동격납건물냉각계통(130)을 포함한다.The passive safety system 100 includes a fluid reservoir 110, a fluid circulation unit 120, and a containment building cooling system 130.

유체 저장부(110)는 냉각재상실사고 또는 비냉각재상실사고와 같은 사고 발생시 원자로냉각재계통(11) 내부의 증기발생기(11b)로 유입될 냉각수를 저장하도록 형성된다. 유체 저장부(110)는 순수 냉각수나 붕산수를 수용하는 탱크 형태로 형성될 수 있다.The fluid storage part 110 is formed to store cooling water to be introduced into the steam generator 11b inside the reactor coolant system 11 in the event of an accident such as a coolant loss accident or a non-coolant loss accident. The fluid storage part 110 may be formed in the form of a tank for receiving pure cooling water or boric acid water.

유체 저장부(110)는 낙하하는 유체를 수용하도록 상부에 개구부를 구비할 수 있다. 사고 발생시 격납건물(12) 내부로 고온의 증기가 방출될 수 있으며, 그 중 일부는 격납건물(12)에 설치된 안전설비에 열을 빼앗기고 응축된다. 유체 저장부(110)는 저장된 유체를 증기발생기(11b)에 공급할 뿐만 아니라 응축되어 낙하하는 유체를 회수하도록 형성된다.The fluid storage part 110 may have an opening at the top to receive the fluid to be dropped. In case of an accident, high temperature steam may be released into the containment building (12), some of which is deprived of heat and condensed in the safety equipment installed in the containment building (12). The fluid storage part 110 is formed not only to supply the stored fluid to the steam generator 11b, but also to recover the fluid that is condensed and falls.

유체 저장부(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이 순수 냉각수와 붕산수를 분리하여 공급하도록 서로 분리된 냉각수 저장부(110a)와 붕산수 저장부(110b)를 각각 구비할 수 있다. 사고 발생시 붕산수가 증기발생기(11b)로 유입되면 붕산의 석출에 의해 증기발생기(11b)의 열전달 성능 저하의 문제가 발생할 수 있다. 냉각수 저장부(110a)에서는 순수 냉각수가 공급되고 붕산수 저장부(110b)에서는 붕산수가 공급되어, 순수 냉각수는 증기발생기(11b)를 순환하고 붕산수는 원자로냉각재계통(11)에 주입되면 증기발생기(11b)로 유입된 냉각수에서는 붕산의 석출 현상이 발생하지 않으므로 증기발생기(11b)의 열전달 성능 저하 문제를 해결할 수 있다.The fluid storage part 110 may include a cooling water storage part 110a and a boric acid water storage part 110b separated from each other to separately supply pure water and boric acid water as shown in FIG. If the boric acid water flows into the steam generator 11b in the event of an accident, the problem of the heat transfer performance of the steam generator 11b may be deteriorated by the precipitation of boric acid. Pure water is supplied from the cooling water storage part 110a and boron water is supplied from the boron water storage part 110b so that pure water is circulated through the steam generator 11b and boric acid water is injected into the reactor coolant system 11, The precipitation phenomenon of boric acid does not occur in the cooling water flowing into the steam generator 11b, and thus the problem of the heat transfer performance deterioration of the steam generator 11b can be solved.

유체 순환부(120)는 증기발생기(11b)에서 원자로의 현열 및 노심의 잔열을 전달받은 유체를 순환시키도록 증기발생기(11b)와 연결된다. 증기발생기(11b)를 통과한 유체가 원자로의 현열 및 잔열을 전달받아 증기가 생성되며, 증기는 다시 유체 저장부(110)로 회수된다. 증기는 유체 저장부(110)로 바로 회수될 수 있고, 격납건물(12)에서 냉각과정을 거쳐 회수될 수도 있다. 유체 저장부(110)로 회수된 유체는 중력수두에 의해 다시 증기발생기(11b)로 유입되며 계속적으로 순환한다.The fluid circulating unit 120 is connected to the steam generator 11b so as to circulate the fluid having received the sensible heat of the reactor and the residual heat of the core in the steam generator 11b. The fluid that has passed through the steam generator 11b receives the sensible heat and residual heat of the reactor to generate steam, and the steam is recovered to the fluid storage part 110 again. The steam may be recovered directly to the fluid storage part 110, and may be recovered through the cooling process in the containment building 12. The fluid recovered into the fluid storage part 110 flows into the steam generator 11b again by the gravity head and circulates continuously.

유체 순환부(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이 증기를 격납건물(12) 내부로 방출시키도록 증기발생기(11b)에서 격납건물(12) 내부로 연장되는 증기방출관(120)을 구비한다. 증기방출관(120)에는 원전(10)의 정상 운전시 닫혀 있다가 사고 발생시 관련신호에 의해 개방되는 격리밸브(120a)가 설치될 수 있으며, 증기방출관(120)을 통해 증기는 격납건물(12) 내부로 방출된다. 격납건물(12) 내부로 방출된 증기는 열을 빼앗기고 다시 응축되어 유체 저장부(110)로 회수된다.The fluid circulation unit 120 includes a steam discharge pipe 120 extending from the steam generator 11b into the containment building 12 to discharge the steam into the containment building 12 as shown in FIG. do. An isolation valve 120a which is closed during normal operation of the nuclear power plant 10 and is opened by a related signal when an accident occurs can be installed in the steam discharge pipe 120. The steam can be supplied to the containment building 12). The steam discharged into the containment building 12 is deprived of heat, condensed again, and recovered to the fluid storage part 110.

피동격납건물냉각계통(130)은 격납건물(12) 내부로 전달된 열을 외부로 방출하도록 격납건물(12) 내부를 순환하는 유체를 열교환기(132)로 유도하여 열교환한다. 그리고, 유체를 응축시켜 다시 유체 저장부(110)에 회수시키도록 이루어진다.The passive containment building cooling system 130 guides the fluid circulating inside the containment building 12 to the heat exchanger 132 to heat-exchange the heat transferred to the inside of the containment building 12 to the outside. The fluid is condensed and returned to the fluid storage part 110.

피동격납건물냉각계통(130)은, 도 1에 도시된 바와 같이 격납건물(12)의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부(131), 비상냉각수저장부(131)의 내부에 설치되는 열교환기(132), 배관(133a, 133b) 및 격리밸브(134)를 포함한다.The passive containment building cooling system 130 includes an emergency cooling water storage unit 131 installed outside the containment building 12 as shown in FIG. 1, a heat exchanger (not shown) installed inside the emergency cooling water storage unit 131 132, piping 133a, 133b, and an isolation valve 134. As shown in Fig.

비상냉각수저장부(131)는 격납건물(12)의 열을 전달받는 유체를 수용하도록 형성된다. 비상냉각수저장부(131)는 상부의 적어도 일부가 개방되도록 형성되며, 비상냉각수저장부(131)의 내부에 수용된 유체는 격납건물(12)의 열을 전달받아 증발한다. 이에 따라 격납건물(12)에서 비상냉각수저장부(131)로 전달된 열은 외부로 배출될 수 있다.The emergency cooling water storage part 131 is formed to receive the fluid to be transferred to the heat of the containment building 12. At least part of the upper part of the emergency cooling water storage part 131 is opened so that the fluid contained in the emergency cooling water storage part 131 is evaporated by receiving the heat of the containment building 12. Accordingly, the heat transferred from the containment building 12 to the emergency cooling water storage part 131 can be discharged to the outside.

냉각재상실사고나 비냉각재상실사고나 현열 및 잔열은 비슷한 수준이므로, 유사한 비상냉각수저장부(131)로 열 제거가 가능하다.Since the coolant loss accident, non-coolant loss accident, sensible heat and residual heat are at similar levels, heat can be removed by a similar emergency coolant storage part 131.

열교환기(132)는 비상냉각수저장부(131) 내부에 설치되어 비상냉각수저장부(131) 내부의 유체와 열교환하도록 형성되며, 복수의 배관(133a, 133b)은 격납건물(12)을 관통하여 일단이 각각 열교환기(132)에 연결되고 타단이 각각 격납건물(12) 내부와 통한다.The heat exchanger 132 is installed inside the emergency cooling water storage part 131 and is configured to exchange heat with the fluid inside the emergency cooling water storage part 131. A plurality of pipes 133a and 133b pass through the containment building 12 One end is connected to the heat exchanger 132 and the other end is connected to the inside of the containment building 12, respectively.

사고시 격납건물(12) 내부로 방출된 고온의 유체는 배관(133a)을 통해 열교환기(132)의 상부로 유입되고, 비상냉각수저장부(131) 내부의 유체와 열교환하여 냉각 및 응축된다. 열교환기(132)의 하부로 이동하면서 냉각 및 응축된 유체는 배관(133b)을 통과해 다시 격납건물(12) 내부로 배출되고, 이를 통해 격납건물(12)의 열은 비상냉각수저장부(131)를 통해 외부로 배출될 수 있다.The hot fluid discharged into the containment building 12 at the time of an accident flows into the upper part of the heat exchanger 132 through the pipe 133a and is heat-exchanged with the fluid inside the emergency cooling water storage part 131 to be cooled and condensed. The fluid cooled and condensed while moving to the lower part of the heat exchanger 132 is discharged to the inside of the containment building 12 through the pipe 133b and the heat of the containment building 12 is supplied to the emergency cooling water storage part 131 ). ≪ / RTI >

열교환기(132)와 격납건물(12) 내부를 연결하는 각 배관(133a, 133b)에는 격리밸브(134)가 설치될 수 있다. 격리밸브(134)는 개방된 상태를 유지하나, 피동격납건물냉각계통(130)의 유지와 보수를 위해 필요한 경우에 폐쇄될 수 있다.The isolation valves 134 may be installed in the pipes 133a and 133b connecting the heat exchanger 132 and the interior of the containment structure 12. The isolation valve 134 remains open but may be closed if necessary for maintenance and repair of the containment building cooling system 130. [

냉각재상실사고의 최대 열부하에 대비해 피동격납건물냉각계통(130)을 설계하므로, 피동잔열제거기능에 의해 조절된 열부하가 방출되는 경우에도 열교환기(132)의 용량은 크게 증가하지 않는다. 또한, 이 경우 격납건물(12) 내부의 공간이 크므로, 증기발생기(11b)로부터 증기가 방출되는 경우에도 격납건물(12) 내부의 압력은 크게 상승하지 않는다.Since the passive containment building cooling system 130 is designed in consideration of the maximum heat load of the coolant loss accident, the capacity of the heat exchanger 132 does not greatly increase even when the heat load controlled by the passive residual heat removal function is released. In this case, since the space inside the containment building 12 is large, even when steam is discharged from the steam generator 11b, the pressure inside the containment building 12 does not increase greatly.

그리고, 격납용기를 본 발명과 같이 격납건물(12)로 대체하는 경우, 피동격납건물냉각계통(130)의 열교환기(132)는 비교적 1MPa 이하의 저압 설비로 제작비용이 많이 소요되지는 않는다.In the case of replacing the containment vessel with the containment building 12 as in the present invention, the heat exchanger 132 of the driven containment building cooling system 130 does not require a large production cost due to the low pressure facility of relatively less than 1 MPa.

격납건물(12) 내부의 유체가 열교환기(132)를 통과하면서 응축되어 응축수가 형성되며, 응축수 집수부(140)는 응축수를 집수하도록 배관의 출구 하부에 설치된다. 응축수 집수부(140)는 낙하하는 유체를 수용하도록 상부에 개구부를 구비한다. 응축수는 배관의 출구에서 낙하하고, 개구부를 통해 응축수 집수부(140)에 집수된다.The fluid in the containment building 12 is condensed while passing through the heat exchanger 132 to form condensed water, and the condensed water collecting part 140 is installed below the outlet of the pipe to collect the condensed water. The condensate collector 140 has an opening at the top thereof to receive the fluid to be dropped. The condensed water falls at the outlet of the pipe, and is collected in the condensed water collecting part (140) through the opening part.

응축수 집수부(140)는 집수된 응축수를 유체 저장부(110)에 회수시키기 위한 회수배관(141)을 구비하고 회수배관(141)은 응축수 집수부(140)의 하부에서 유체 저장부(110)로 유입되는 유로를 형성한다.The condensate collector 140 includes a recovery pipe 141 for recovering collected condensed water to the fluid storage unit 110. The recovery pipe 141 is connected to the fluid storage unit 110 at a lower portion of the condensate collection unit 140, As shown in Fig.

응축수 집수부(140)에 집수된 응축수가 회수배관(141)을 통해 다시 유체 저장부(110)로 회수되면, 처음 유체 저장부(110)에서 증기발생기(11b)로 유입된 유체는 1순환을 완료하게 된다. 본 발명에서 제시하는 피동안전계통(100)은 자연 현상을 이용하므로, 유체의 순환은 1순환에서 끝나는 것이 아니라 노심(11a)에서 발생하는 현열 및 잔열이 현저히 감소할 때까지 계속된다. 응축수 집수부(140)에 회수된 냉각수는 다시 증기발생기(11b)로 유입되어 앞서 설명한 순환을 계속한다.When the condensed water collected in the condensed water collecting part 140 is recovered to the fluid storage part 110 through the recovery pipe 141, the fluid first introduced into the steam generator 11b from the fluid storage part 110 is circulated . Since the passive safety system 100 proposed in the present invention uses a natural phenomenon, the circulation of the fluid does not end in one cycle but continues until the sensible heat and residual heat generated in the core 11a are significantly reduced. The cooling water recovered in the condensed water collecting part (140) flows into the steam generator (11b) again and continues the circulation described above.

응축수 집수부(140)는 순수 냉각수와 붕산수를 분리하여 유체 저장부(110)로 유입시키도록 형성되는 유량분배기(142)를 구비한다. 유량분배기(142)는 증기발생기(11b)로 공급될 유량을 냉각수 저장부(110a)에, 원자로냉각재계통(11)에 공급될 유량을 붕산수 저장부(110b)에 분배하도록 형성된다.The condensate collector 140 includes a flow distributor 142 for separating pure water and boric acid from the fluid and storing it in the fluid reservoir 110. The flow distributor 142 is configured to distribute the flow rate to be supplied to the steam generator 11b to the cooling water storage section 110a and the flow rate to be supplied to the reactor coolant system 11 to the boric acid storage section 110b.

원전(10)은 사고 발생시 원자로냉각재계통(11) 내부로 냉각재를 주입하기 위한 안전주입설비(15)를 구비할 수 있다. 안전주입설비(15)는, 예를 들어 자연력을 이용하여 냉각재를 주입하는 피동안전주입계통일 수 있다. 안전주입배관(112)은 안전주입설비(15)와 원자로냉각재계통(11)에 연결되어 안전주입을 위한 유로를 형성한다.The nuclear power plant 10 may include a safety injection facility 15 for injecting a coolant into the reactor coolant system 11 in the event of an accident. The safety injection system 15 may be, for example, a passive safety injection system for injecting coolant using natural forces. The safety infusion piping 112 is connected to the safety injection facility 15 and the reactor coolant system 11 to form a flow path for safety infusion.

피동안전계통(100)은 사고 발생시 유체 저장부(110)에 저장된 유체를 원자로냉각재계통(11)의 내부로 주입하도록 유체 저장부(110)와 원자로냉각재계통(11) 사이를 연결하는 안전주입배관(112)을 더 포함할 수 있다.The passive safety system 100 includes a safety injection piping 110 connecting the fluid storage unit 110 and the reactor coolant system 11 to inject the fluid stored in the fluid storage unit 110 into the reactor coolant system 11 in the event of an accident, (112).

안전주입배관(112)은 안전주입설비(15)와 원자로냉각재계통(11)을 연결할 뿐만 아니라, 유체 저장부(110)와 원자로냉각재계통(11)을 연결한다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이 유체 저장부(110)가 냉각수 저장부(110a)와 붕산수 저장부(110b)를 분리하여 구비하는 경우에는, 안전주입배관(112)은 붕산수 저장부(110b)와 원자로냉각재계통(11) 사이에 연결되어 붕산수를 원자로냉각재계통(11) 내부로 주입하는 유로를 형성할 수 있다.The safety injection piping 112 not only connects the safety injection facility 15 and the reactor coolant system 11 but also connects the fluid storage part 110 and the reactor coolant system 11. 1, when the fluid storage part 110 includes the cooling water storage part 110a and the boric acid water storage part 110b separately, the safety injection pipe 112 is connected to the boric acid water storage part 110b, And the reactor coolant system 11 so as to form a flow path for injecting the boric acid water into the reactor coolant system 11.

냉각수 저장부(110a)에 저장되어 있던 순수 냉각수는 배관을 통해 증기발생기(11b)로 유입되며, 유체 순환부(120)와 피동격납건물냉각계통(130) 및 응축수 집수부(140)를 거쳐 다시 유체 저장부(110)로 회수된다. 냉각재상실사고가 발생하는 경우 붕산수 저장부(110b)에 저장되어 있던 붕산수는 원자로냉각재계통(11)의 내부로 주입된다. 붕산은 원자로냉각재계통(11)의 내부에 대부분 잔류하고, 냉각수는 유체 순환부(120)와 피동격납건물냉각계통(130) 및 응축수 집수부를 거쳐 다시 유체 저장부(110)로 회수된다.Pure cooling water stored in the cooling water storage part 110a flows into the steam generator 11b through the pipe and passes through the fluid circulation part 120 and the passive containment building cooling system 130 and the condensate water collection part 140, And is returned to the fluid storage portion 110. When a coolant loss accident occurs, the boric acid water stored in the boric acid storage portion 110b is injected into the reactor coolant system 11. The boric acid is mostly retained in the reactor coolant system 11 and the cooling water is recovered to the fluid storage part 110 via the fluid circulation part 120, the driven containment building cooling system 130 and the condensed water collection part.

냉각수 저장부(110a)에 저장된 냉각수는 배관을 통해 증기발생기(11b)로 유입되며 유체 순환부(120)를 거쳐 다시 냉각수 저장부(110a)로 회수되고, 냉각재상실사고가 발생하는 경우 붕산수 저장부(110b)에 초기 저장된 붕산수는 원자로냉각재계통(11) 내부로 주입되며 유체 순환부(120)를 거쳐 다시 붕산수 저장부(110b)로 회수될 수 있다.The cooling water stored in the cooling water storage part 110a flows into the steam generator 11b through the pipe and is returned to the cooling water storage part 110a via the fluid circulation part 120. In case of a loss of the coolant, The boric acid water initially stored in the water storage portion 110b may be injected into the reactor coolant system 11 and may be recovered to the boric acid storage portion 110b via the fluid circulation portion 120. [

상용 분리형 원자로는 대형냉각재상실사고가 발생할 수 있고, 통상적으로 대용량 감압설비를 갖추고 있다. 이에 따라 사고시 원자로는 대기압까지 신속하게 감압될 수 있고, 냉각재상실사고발생시에는 원자로로 냉각수를 직접 주입하여 순환시키는 방법을 채택한다.Commercial separable reactors can cause large coolant loss accidents, and usually have large capacity decompression facilities. Accordingly, the reactor can be quickly depressurized to atmospheric pressure in the event of an accident, and when a coolant loss event occurs, the coolant is directly injected into the reactor and circulated.

그러나, 일체형 원자로에서 대용량 감압설비를 갖추는 것을 대형냉각재상실사고의 발생 원인이 될 수 있어, 통상적으로 대용량 감압설비를 갖추지 않는다. 따라서 본 발명은, 일체형 원자로에서 중력으로 냉각수를 주입하여 냉각하기 가장 용이한 곳은 증기발생기라는 점을 이용한 것이다. 다만, 본 발명의 적용범위를 오로지 일체형 원자로에 한정하는 것은 아니고, 본 발명은 상용 분리형 원자로에도 적용될 수 있다.However, the provision of large-capacity depressurization facilities in integrated reactors can cause large-scale coolant loss accidents, and usually does not provide large-capacity depressurization facilities. Therefore, the present invention is based on the fact that the coolant is injected into gravity from the integral reactor and the coolest one is the steam generator. However, the scope of application of the present invention is not limited to an integral type reactor, and the present invention can also be applied to commercial separated type reactors.

도 2는 도 1에 도시된 피동안전계통(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의 사고시 작동 상태도이다.Fig. 2 is an operational state diagram of the passive safety system 100 shown in Fig. 1 and the nuclear power plant 10 having the same.

냉각재상실사고 또는 비냉각재상실사고와 같은 사고가 발생하면, 관련신호에 의해 증기관(13a)과 급수관(14a)에 설치된 격리밸브(13b, 14b)가 폐쇄되고, 유체 저장부(110)와 연결된 연결배관(111), 유체 순환부(120) 및 안전주입배관(112)에 설치된 격리밸브들(111a, 120a, 112a)은 개방된다. 그리고, 유체의 일방향 유동만을 통과시키는 체크밸브(111b, 112b)들도 유동에 의해 개방된다.The isolation valves 13b and 14b provided in the steam pipe 13a and the water supply pipe 14a are closed by an associated signal when an accident such as a coolant loss accident or a non-coolant loss accident occurs, The isolation valves 111a, 120a and 112a provided in the pipe 111, the fluid circulation part 120 and the safety injection pipe 112 are opened. The check valves 111b and 112b, which pass only the unidirectional flow of the fluid, are also opened by the flow.

냉각수 저장부(110a)에 저장되어 있던 냉각수는 연결배관(111)을 통해 증기발생기(11b)로 유입되고, 증기발생기(11b)에서 현열 및 잔열을 제거한다. 냉각수가 증기발생기(11b)를 통과하면서 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기는 증발되어 증기방출관(120)을 통해 격납건물(12) 내부로 방출된다.The cooling water stored in the cooling water storage part 110a flows into the steam generator 11b through the connection pipe 111 and removes sensible heat and residual heat from the steam generator 11b. The cooling water passes through the steam generator 11b to receive sensible heat and residual heat, and the generated steam is evaporated and discharged into the containment building 12 through the steam discharge pipe 120.

격납건물(12) 내부로 방출된 증기는 배관(133a)을 통해 격납건물(12) 외부에 설치된 열교환기(132)를 통과하면서 비상냉각수저장부(131) 내부에 저장된 유체에 열을 전달한다. 비상냉각수저장부(131) 내부에 저장된 유체는 열을 전달받아 증발되고, 열교환기(132)를 통과하는 유체는 냉각 및 응축된다.The steam discharged into the containment building 12 passes through the heat exchanger 132 provided outside the containment building 12 through the pipe 133a and transfers heat to the fluid stored in the emergency cooling water storage part 131. [ The fluid stored in the emergency cooling water storage part 131 is evaporated by receiving heat, and the fluid passing through the heat exchanger 132 is cooled and condensed.

냉각 및 응축된 유체는 다시 배관(133b)을 통해 격납건물(12) 내부로 되돌아오고, 응축된 유체는 배관(133b)의 출구에서 낙하되어 응축수 집수부(140)에 집수된다.The cooled and condensed fluid is returned to the inside of the containment building 12 through the piping 133b again and the condensed fluid falls at the outlet of the piping 133b and is collected in the condensed water collection part 140. [

붕산수 저장부(110b)에 저장되어 있던 붕산수도 격리밸브(112a)와 체크밸브(112b)가 개방됨에 따라 원자로냉각재계통(11)의 압력이 낮아지면 안전주입배관(112)을 통해 원자로냉각재계통(11)의 내부로 주입된다. 그리고, 안전주입배관(112)에 연결된 안전주입설비(15)들도 함께 작동된다. 냉각재상실사고가 발생하는 경우 원자로냉각재계통(11)의 내부로 주입된 붕산수는 원자로냉각재계통(11) 내부에서 열을 전달받아 격납건물(12) 내부로 증발되며, 냉각수 저장부(110a)에서 출발한 냉각수와 마찬가지로 피동격납건물냉각계통(130)을 거쳐 냉각 및 응축되어 응축수 집수부(140)에 집수된다.When the pressure of the reactor coolant system 11 is lowered as the isolation valve 112a and the check valve 112b are opened in the boric acid storage unit 110b, the reactor coolant system 11). The safety injection equipment 15 connected to the safety injection pipe 112 is also operated. When the coolant loss accident occurs, the boric acid water injected into the reactor coolant system 11 is transferred to the interior of the containment building 12 by receiving heat from the inside of the reactor coolant system 11, and is discharged from the coolant storage unit 110a The cooling water is cooled and condensed through the passive containment building cooling system 130 as in the case of one cooling water, and is collected in the condensed water collecting part 140.

응축수 집수부(140)에 집수된 응축수는 유량분배기(142)에 의해 분배되고, 회수배관(141)을 통해 각각 냉각수 저장부(110a)와 붕산수 저장부(110b)에 회수된다. 회수된 응축수는 유체 저장부(110)에 남아있는 순수 냉각수 또는 붕산수와 혼합되어 다시 증기발생기(11b) 또는 원자로냉각재계통(11)에 주입된다.The condensed water collected in the condensed water collecting part 140 is distributed by the flow distributor 142 and recovered to the cooling water storage part 110a and the borated water storage part 110b through the recovery pipe 141, respectively. The recovered condensed water is mixed with the pure water or boric acid water remaining in the fluid storage part 110 and then injected into the steam generator 11b or the reactor coolant system 11 again.

본 발명에 제시하는 피동안전계통(100)은, 증기발생기(11b)를 이용하여, 현열 및 잔열을 제거하는 피동잔열제거계통의 기능을 수행할 뿐만 아니라, 유체 순환부(120)에 의해 격납건물(12) 내부를 순환하는 유체를 연교환기(132)로 유도하여 피동격납건물냉각계통(130)의 기능도 수행한다. 피동안전계통(100)은 피동잔열제거기능과 피동격납건물냉각기능이 유체의 순환에 의해 연속적으로 작동한다.The passive safety system 100 according to the present invention not only performs the function of a driven residual heat removal system for removing sensible heat and residual heat by using the steam generator 11b, And the fluid circulating in the main body 12 is guided to the soft exchanger 132 to perform the function of the driven containment building cooling system 130 as well. The passive safety system (100) operates continuously by means of circulation of the fluid, with the passive residual heat removal function and the passive containment building cooling function.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관련된 피동안전계통(200) 및 이를 구비하는 원전(20)의 정상 운전시 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a passive safety system 200 according to another embodiment of the present invention and a nuclear power plant 20 having the same.

유체 저장부(210)는 증기발생기(21b)보다 높은 위치에 설치된다. 유체 저장부(210)는 연결배관(211)에 의해 급수관(24a)과 연결되며, 연결배관(211)에는 격리밸브(211a)와 체크밸브(211b)가 설치된다. 원자로의 정상 운전시 밸브(211a, 211b)는 폐쇄된 상태로 유지된다.The fluid storage part 210 is installed at a higher position than the steam generator 21b. The fluid storage part 210 is connected to the water supply pipe 24a by the connection pipe 211 and the isolation valve 211a and the check valve 211b are installed in the connection pipe 211. [ During normal operation of the reactor, the valves 211a and 211b remain closed.

연결배관(211)과 연결된 급수관(24a)은 증기발생기(21b) 하부와 연결되고, 증기발생기(21b) 상부에는 증기관(23a)이 연결된다. 유체 순환부(220)는 증기관(23a)으로부터 분기되어 형성될 수 있다. 증기발생기(21b)에서 배출된 증기를 유체 저장부(210)에 분사시키도록 증기발생기(21b)에서 유체 저장부(210)의 내부까지 연장되는 증기응축관(220)을 구비할 수 있다. 증기응축관(220)은 증기를 유체 저장부(210) 내부에 원활하게 분사하도록 스파저(220b)를 구비할 수 있다.The water supply pipe 24a connected to the connection pipe 211 is connected to the lower portion of the steam generator 21b and the steam pipe 23a is connected to the upper portion of the steam generator 21b. The fluid circulating unit 220 may be branched from the steam pipe 23a. The steam condenser tube 220 may extend from the steam generator 21b to the interior of the fluid reservoir 210 so as to inject steam discharged from the steam generator 21b into the fluid reservoir 210. [ The steam condenser tube 220 may include a sparger 220b to smoothly inject steam into the fluid reservoir 210.

증기응축관(220)에는 격리밸브(220a)가 설치되어 사고 발생시 관련 신호에 의해 개방되기 전까지는 폐쇄된 상태를 유지한다. 따라서 원전(20)의 정상 운전시 증기발생기(21b)에서 생성된 증기는 증기관(23a)을 거쳐 터빈계통(23)으로 유입되고, 증기응축관(220)으로 유입되지 않는다.The steam condenser tube 220 is provided with an isolation valve 220a and remains closed until it is opened by an associated signal in the event of an accident. The steam generated in the steam generator 21b in the normal operation of the nuclear power plant 20 flows into the turbine system 23 via the steam pipe 23a and is not introduced into the steam condenser pipe 220. [

피동격납건물냉각계통(230)은 비상냉각수저장부(231), 열교환기(232), 배관(233a, 233b), 격리밸브(234)를 포함한다.The passive containment building cooling system 230 includes an emergency cooling water storage section 231, a heat exchanger 232, pipes 233a and 233b, and an isolation valve 234. [

비상냉각수저장부(231)는 격납건물(22)의 외부에 설치되며, 열교환기(232)는 격납건물(22) 내부의 유체와 열교환하도록 격납건물(22)의 내부에 설치된다.The emergency cooling water storage part 231 is installed outside the containment building 22 and the heat exchanger 232 is installed inside the containment building 22 to heat exchange with the fluid inside the containment building 22.

배관(233a, 233b)은 비상냉각수저장부(231) 내부의 유체를 열교환기(232)에 통과시키도록 비상냉각수저장부(231) 내부와 통하며 열교환기(232)에 연결된다.The pipes 233a and 233b communicate with the inside of the emergency cooling water storage unit 231 and pass through the heat exchanger 232 so as to allow the fluid in the emergency cooling water storage unit 231 to pass through the heat exchanger 232. [

격납건물(22) 내부의 유체는, 열교환기(232)에서 상기 열교환기(232) 내부를 통과하는 유체와 열교환에 의해 냉각되어 응축된다. 응축수 집수부(240)는 낙하하는 응축수를 집수하도록 열교환기(232)의 하부에 설치되며, 상부에 개구부를 구비한다.The fluid in the containment building 22 is cooled and condensed by heat exchange with the fluid passing through the heat exchanger 232 in the heat exchanger 232. The condensate water collecting part 240 is installed at the lower part of the heat exchanger 232 to collect the falling condensed water, and has an opening at the upper part.

회수배관(241)은 응축수 집수부(240)에서 유체 저장부(210)로 유입되는 유로를 형성하여, 응축수 집수부(240)에 집수된 응축수를 다시 유체 저장부(210)로 회수할 수 있도록 형성된다.The recovery pipe 241 forms a flow path to the fluid storage part 210 from the condensed water collection part 240 so that the condensed water collected in the condensed water collection part 240 can be returned to the fluid storage part 210 .

도 4는 도 3에 도시된 피동안전계통(200) 및 이를 구비하는 원전(20)의 사고시 작동 상태도이다.Fig. 4 is an accidental operational state diagram of the passive safety system 200 shown in Fig. 3 and the nuclear power plant 20 having the same.

사고 발생시 관련 신호에 의해 증기관(23a)과 급수관(24a)에 설치된 격리밸브(23b, 24b)들은 폐쇄되고, 유체 저장부(110)와 연결된 연결배관(211), 증기응축관(220)에 설치된 격리밸브(211a, 220a)들 및 체크밸브(211b)는 개방된다.The isolation valves 23b and 24b provided in the steam pipe 23a and the water pipe 24a are closed by a related signal in the event of an accident and are connected to the connection pipe 211 connected to the fluid reservoir 110 and the steam pipe The isolation valves 211a and 220a and the check valve 211b are opened.

유체 저장부(210)에 저장된 냉각수는 급수관(24a)을 통해 증기발생기(21b)로 유입되고, 증기발생기(21b)에서 노심(21a)의 현열 및 잔열을 제거한다. 그리고 현열 및 잔열에 의해 증발되어, 증기응축관(220)을 통해 다시 유체 저장부(210)에 분사된다.The cooling water stored in the fluid storage part 210 flows into the steam generator 21b through the water supply pipe 24a and removes the sensible heat and residual heat of the core 21a from the steam generator 21b. And is evaporated by sensible heat and residual heat, and is again injected into the fluid reservoir 210 through the vapor condenser tube 220.

유체의 순환에 의해 유체 저장부(210)에 저장된 냉각수의 온도는 점점 올라가고 일부 유체는 증발한다. 유체 저장부(210)에서 유체가 증발하여 생성된 증기는 열교환기(232)에서 비상냉각수저장부(231) 내부에 저장되어 있던 유체와 열교환하여 냉각 및 응축된다. 응축수는 낙하하여 응축수 집수부(240)에 집수되고, 회수배관(241)을 통해 다시 유체 저장부(210)로 회수된다.The temperature of the cooling water stored in the fluid reservoir 210 by the circulation of the fluid gradually rises and some of the fluid evaporates. The steam generated by the evaporation of the fluid in the fluid storage part 210 is heat-exchanged with the fluid stored in the emergency cooling water storage part 231 in the heat exchanger 232 to be cooled and condensed. The condensed water falls and is collected in the condensed water collecting part (240), and is returned to the fluid storing part (210) through the return pipe (241).

비상냉각수저장부(231) 내부에 저장된 유체는 열교환기(232)에서 열을 전달받아 증발하여 열을 외부로 방출한다.The fluid stored in the emergency cooling water storage part 231 is transferred to the heat exchanger 232 to be evaporated to discharge heat.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전계통(300) 및 이를 구비하는 원전(30)의 정상 운전시 개념도이다.5 is a conceptual diagram of a passive safety system 300 and a nuclear power plant 30 having the same in accordance with still another embodiment of the present invention.

유체 순환부(320)는 증기순환관(321), 증기방출관(322) 및 증기응축관(323)을 포함한다.The fluid circulation unit 320 includes a steam circulation pipe 321, a steam discharge pipe 322, and a steam condensation pipe 323.

증기순환관(321)은 증기발생기(31b)에서 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기를 순환시키도록 상기 증기발생기(31b)에 연결된다.The steam circulation pipe 321 is connected to the steam generator 31b to circulate the generated steam by receiving sensible heat and residual heat from the steam generator 31b.

증기방출관(322)은 증기순환관(321)을 통과하는 증기 중 어느 일부를 격납건물(32) 내부로 방출하도록 증기순환관(321)에서 격납건물(32) 내부로 연장된다.The steam discharge pipe 322 extends into the containment building 32 from the steam circulation pipe 321 to discharge any part of the steam passing through the steam circulation pipe 321 into the containment building 32.

증기응축관(323)은 증기순환관(321)을 통과하는 증기 중 다른 일부를 유체 저장부(310)에 분사시키도록 증기순환관(321)에서 분기되어 유체 저장부(310)의 내부까지 연장된다.The steam condensing pipe 323 branches off from the steam circulation pipe 321 to inject another part of the steam passing through the steam circulation pipe 321 into the fluid storage part 310 and extends to the inside of the fluid storage part 310 do.

증기순환관(321), 증기방출관(322) 및 증기응축관(323)에는 각각 사고 발생시 관련신호에 의해 개방되는 격리밸브(321a, 322a, 323a)가 설치될 수 있다.The steam circulation pipe 321, the steam discharge pipe 322 and the steam condensation pipe 323 may be provided with isolation valves 321a, 322a and 323a which are opened by a related signal in the event of an accident.

피동격납건물냉각계통(330)은 복수의 비상냉각수저장부(331), 복수의 열교환기(332a, 332b), 복수의 배관(333a, 333b) 및 격리밸브(334)을 포함한다.The passive containment building cooling system 330 includes a plurality of emergency cooling water reservoirs 331, a plurality of heat exchangers 332a and 332b, a plurality of pipes 333a and 333b and an isolation valve 334.

비상냉각수저장부(331)는 격납건물(32) 외부에 설치되며, 내부에 격납건물(32)의 열을 전달받는 유체를 수용하도록 형성된다. 열교환기(332a, 332b)는 내부에 유체를 독립적으로 순환시켜 격납건물(32)의 열을 비상냉각수저장부(331)로 전달하도록 격납건물(32) 내부와 비상냉각수저장부(331) 내부에 각각 설치된다.The emergency cooling water storage unit 331 is installed outside the containment building 32 and is formed to receive the fluid that receives the heat of the containment building 32 therein. The heat exchangers 332a and 332b are disposed inside the containment building 32 and inside the emergency cooling water storage unit 331 so as to independently circulate the fluid therein to transfer the heat of the containment building 32 to the emergency cooling water storage unit 331 Respectively.

배관(333a, 333b)은 열교환기(332) 사이에 폐회로를 형성하도록 격납건물(32)을 관통하여 격납건물(32) 내부의 열교환기(332a)와 비상냉각수저장부(331) 내부의 열교환기(332b)를 서로 연결한다. 이에 따라 유체는 두 열교환기(332a, 332b)를 순환하면서 격납건물(32) 내부의 유체로부터 전달받은 열을 비상냉각수저장부(331) 내부의 유체에 전달한다.The pipes 333a and 333b pass through the containment building 32 so as to form a closed circuit between the heat exchangers 332 so that the heat exchanger 332a inside the containment building 32 and the heat exchanger 332a inside the emergency cooling water storage section 331 (332b). Accordingly, the fluid circulates through the two heat exchangers 332a and 332b and transfers the heat received from the fluid inside the containment building 32 to the fluid inside the emergency cooling water storage unit 331.

폐회로 냉각수의 온도에 따른 밀도변화를 수용하고 냉각수의 누설량을 보충해주기 위한 보충탱크(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.A supplementary tank (not shown) may be additionally provided to accommodate the change in density of the closed-loop cooling water according to the temperature and to supplement the leakage of the cooling water.

도 6은 도 5에 도시된 피동안전계통(300) 및 이를 구비하는 원전(30)의 사고시 작동 상태도이다.Fig. 6 is an accidental operational state diagram of the passive safety system 300 shown in Fig. 5 and the nuclear power plant 30 having the same.

사고 발생시 관련신호에 의해 증기관(33a)과 급수관(34a)에 설치된 격리밸브(33b, 34b)들은 폐쇄되고, 유체 저장부(310)와 연결된 연결배관(311), 증기순환관(321), 증기방출관(322) 및 증기응축관(323)에 설치된 격리밸브(321a, 322a, 323a)들은 개방된다.The isolation valves 33b and 34b provided in the steam pipe 33a and the water supply pipe 34a are closed by a related signal in the event of an accident and the connection pipe 311 connected to the fluid storage unit 310, the steam circulation pipe 321, The isolation valves 321a, 322a and 323a provided in the discharge pipe 322 and the vapor condensation pipe 323 are opened.

유체 저장부(310)에 저장된 냉각수는 급수관(34a)을 거쳐 증기발생기(31b)로 유입되고, 증기발생기(31b)에서 노심(31a)의 현열 및 잔열을 전달받아 증기가 된다. 원전(30)의 특성에 따라 붕산수가 이용될 수도 있다. 증기발생기(31b)에서 생성된 증기는 증기순환관(321)을 통해 배출된다. 증기순환관(321)을 통과하는 증기 중 어느 일부는 증기방출관(322)을 통해 격납건물(32) 내부로 방출되고, 다른 일부는 증기응축관(323)을 통해 유체 저장부(310)에 분사된다. 증기응축관(323)을 통해 유체 저장부(110)에 분사된 증기에 의해 유체 저장부(310)의 온도는 점점 증가하고, 일부 유체는 격납건물(32) 내부로 증발한다.The cooling water stored in the fluid storage part 310 flows into the steam generator 31b through the water supply pipe 34a and the sensible heat and remaining heat of the core 31a is received by the steam generator 31b. Depending on the characteristics of the nuclear power plant 30, boric acid water may be used. The steam generated in the steam generator 31b is discharged through the steam circulation pipe 321. [ Any part of the steam passing through the steam circulation pipe 321 is discharged into the containment building 32 through the steam discharge pipe 322 and the other part is discharged into the fluid storage part 310 through the steam condensation pipe 323 . The temperature of the fluid reservoir 310 is gradually increased by the vapor injected into the fluid reservoir 110 through the vapor condenser tube 323 and some of the fluid evaporates into the containment building 32.

증기방출관(322)에서 격납건물(32) 내부로 방출된 증기와, 유체 저장부(310)에서 증발된 증기는 열교환기(332a)에서 열교환에 의해 냉각 및 응축된다. 증기가 응축되어 형성된 응축수는 낙하하여 응축수 집수부(340)에 집수되고, 회수배관(341)을 거쳐 유체 저장부(310)에 다시 회수된다.The vapor discharged from the vapor discharge pipe 322 into the containment building 32 and the vapor evaporated from the fluid storage portion 310 are cooled and condensed by heat exchange in the heat exchanger 332a. The condensed water formed by condensing the steam drops down and is collected in the condensed water collecting part 340 and is returned to the fluid storing part 310 via the recovering pipe 341.

비상냉각수저장부(331) 내부의 유체는 열교환기(332b)에서 열을 전달받아 온도가 증가한다. 이에 따라 비상냉각수저장부(331) 내부의 유체 중 일부는 증발하고 열을 외부로 방출하게 된다.The fluid in the emergency cooling water storage unit 331 receives heat from the heat exchanger 332b and the temperature thereof increases. Accordingly, a part of the fluid in the emergency cooling water storage unit 331 evaporates and the heat is released to the outside.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전계통(400) 및 이를 구비하는 원전(40)의 정상 운전시 개념도이다.FIG. 7 is a conceptual diagram of a passive safety system 400 and a nuclear power station 40 having the same in accordance with still another embodiment of the present invention.

급수관(44a)은 증기발생기(41b)에 급수를 공급하도록 증기발생기(41b)의 하부에 연결되고, 증기관(43a)은 증기발생기(41b)에서 발생된 증기를 터빈계통(43)으로 전달하도록 증기발생기(41b)의 상부에 연결된다.The water supply pipe 44a is connected to the lower portion of the steam generator 41b so as to supply water to the steam generator 41b and the steam pipe 43a is connected to the steam generator 41b to supply the steam generated in the steam generator 41b to the steam turbine system 43, Generator 41b.

유체 순환부(420)는 열교환기(421)와 연결배관(422)을 포함한다.The fluid circulating unit 420 includes a heat exchanger 421 and a connection pipe 422.

열교환기(421)는 유체 저장부(410)에 저장되어 있던 유체가 증기발생기(41b)에서 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기를 유체 저장부(410) 내부에서 열교환시키도록 상기 유체 저장부(410)에 설치된다.The heat exchanger 421 is connected to the fluid storage part 410 so that the fluid stored in the fluid storage part 410 can receive sensible heat and residual heat from the steam generator 41b, 410).

연결배관(422)은 유체를 증기발생기(41b)와 열교환기(421) 사이에서 순환시키도록 급수관(44a)과 증기관(43a)에 각각 연결되어 폐회로를 형성한다.The connection pipe 422 is connected to the water supply pipe 44a and the steam pipe 43a to circulate the fluid between the steam generator 41b and the heat exchanger 421 to form a closed circuit.

따라서 유체 순환부(420) 내부의 유체가 열교환기(421)와 증기발생기(41b)를 순환하며, 연결배관(422)에 의해 폐회로가 형성되므로 유체 저장부(410) 내부의 유체와는 독립적이다. 열교환기(421)를 유체 저장부(410)의 내부에 설치하는 경우에는 격납건물(42) 외부로 직접 방사능 물질이 누출되지 않으므로 연계계통냉각재상실사고(ISLOCA:inter-system loss-of-coolant-accident)의 기준이 크게 완화될 수 있다.The fluid inside the fluid circulating unit 420 circulates through the heat exchanger 421 and the steam generator 41b and is independent of the fluid inside the fluid storing unit 410 because the closed circuit is formed by the connecting pipe 422 . When the heat exchanger 421 is installed inside the fluid storage part 410, the radioactive material does not leak directly to the outside of the containment building 42, so inter-system loss-of-coolant- accident can be greatly mitigated.

도 8은 도 7에 도시된 피동안전계통(400) 및 이를 구비하는 원전(40)의 사고시 작동 상태도이다.Fig. 8 is an operational state diagram of the passive safety system 400 shown in Fig. 7 and the nuclear power plant 40 including the same.

사고 발생시 증기관(43a)과 급수관(44a)에 설치된 격리밸브(43b, 44b)들은 폐쇄되고, 유체 순환부(420)의 연결배관(422)과 안전주입배관(412)에 설치된 격리밸브(422a, 412a)들과 체크밸브(422b, 412b)들은 개방된다.The isolation valves 43b and 44b provided in the steam pipe 43a and the water supply pipe 44a are closed and the isolation valves 422a and 422b provided in the connection pipe 422 of the fluid circulation unit 420 and the safety injection pipe 412, 412a and check valves 422b, 412b are opened.

유체 순환부(420) 내부를 순환하는 유체는 급수관(44a)을 통해 증기발생기(41b)로 유입되고, 증기발생기(41b)에서 현열 및 잔열을 전달받아 증기가 된다. 증기는 다시 연결배관(422)을 통해 유체 저장부(410) 내부에 설치된 열교환기(421)를 통과하고, 열교환기(421)에서 유체 저장부(410) 내부의 유체에 열을 전달한다. 유체 순환부(420) 내부의 유체는 계속적으로 증기발생기(41b)와 열교환기(421) 사이를 순환한다.The fluid circulating in the fluid circulating unit 420 flows into the steam generator 41b through the water supply pipe 44a and receives the sensible heat and the residual heat from the steam generator 41b. The steam passes through a heat exchanger 421 installed inside the fluid reservoir 410 through the connection pipe 422 and transfers heat to the fluid inside the fluid reservoir 410 in the heat exchanger 421. The fluid inside the fluid circulating unit 420 continuously circulates between the steam generator 41b and the heat exchanger 421. [

유체 저장부(410) 내부의 유체는 열을 전달받아 온도가 점점 상승하고, 일부는 격납건물(42) 내부로 증발한다. 증발된 증기는 피동격납건물냉각계통(430)의 열교환기(432)와 열교환하여 다시 냉각 및 응축된다. 응축수는 열교환기(432) 밑에 설치된 응축수 집수부(440)로 낙하하고, 응축수 집수부(440)에서 집수되어 유체 저장부(410)로 회수된다.The fluid in the fluid storage part 410 is heated by the heat and gradually evaporates into the containment building 42. The vaporized vapor is heat exchanged with the heat exchanger 432 of the passive containment building cooling system 430 and cooled and condensed again. The condensed water drops to the condensed water collector 440 provided below the heat exchanger 432, is collected in the condensed water collector 440 and is recovered to the fluid storage unit 410.

도 9는 사고시 피동안전계통의 작동에 의해 격납건물 내부의 압력 변화를 시간에 따라 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing a change in pressure inside the containment building with time according to the operation of the passive safety system in the event of an accident.

사고 발생시 피동안전설비는 피동잔열제거계통의 기능과 피동격납건물냉각계통의 기능을 동시에 수행한다.In the event of an accident, the passive safety facility simultaneously performs the function of the driven residual heat removal system and the cooling system of the passive containment building.

격납건물의 허용 안전 기준은 크게 두 가지인데, 하나는 첨두압력이 기설정된 값 이하여야 한다는 것이고, 다른 하나는 사고 발생 후 24시간이 지난 때의 압력이 첨두압력의 절반 이하의 값으로 낮아져야 한다는 것이다.The allowable safety standards for containment buildings are roughly two: one is that the peak pressure should be less than a predetermined value, and the other is that the pressure at 24 hours after the accident should be reduced to less than half of the peak pressure will be.

피동안전설비 미작동시 피동잔열제거 및 피동격납건물냉각 기능이 수행되지 않으므로, 첨두압력이 기설정된 값 이상이나, 피동안전설비의 작동시에는 첨두압력이 기설정된 값 이하일 뿐만 아니라, 사고 발생 후 24시간이 지난 때의 압력도 첨두압력의 절반 이하로 낮아진 것을 확인할 수 있다.Since the passive safety facility is not operated and the cooling function of the containment building is not performed, the peak pressure is not less than a predetermined value, but the peak pressure is not more than a predetermined value when the passive safety equipment is operated, It can be seen that the pressure at the time past the time is lower than half of the peak pressure.

본 발명에서는 격납건물 내부 또는 외부에 피동격납건물냉각계통의 열교환기를 설치하고 피동잔열제거계통이 피동격납건물냉각계통의 열교환기를 통해 비상냉각수저장부로 열을 전달하도록 구성함에 따라, 비상냉각수저장부가 피동잔열제거계통과 피동격납건물냉각계통의 열침원 역할을 동시에 수행함으로서 추가적인 별도의 비상냉각수저장부가 없이도 잔열과 현열을 제거할 수 있다.In the present invention, the heat exchanger of the passive containment building cooling system is installed inside or outside the containment building, and the driven residual heat eliminating system is configured to transfer heat to the emergency cooling water storage through the heat exchanger of the passive containment building cooling system, Residual heat and sensible heat can be eliminated without additional additional emergency cooling water storage by simultaneously performing the heat sink function of the residual heat removal system and the passive containment building cooling system.

본 발명에서는 격납건물(또는 원자로건물)을 적용하는 원전에서 냉각재상실사고 시 격납건물의 압력 및 온도 상승을 억제하기 위해 적용하는 격납건물냉각계통을 원자로의 현열과 잔열을 제거하기 위한 잔열제거설비가 공동으로 활용할 수 있도록 열교환기 및 비상냉각수저장부의 설비를 통합하여 구성하였다. 이러한 설계는 설계를 단순화하고 용량을 최적화할 수 있는 효과적인 설계 방법이다.In the present invention, a containment building cooling system, which is applied to suppress the pressure and temperature rise of a containment building in case of a coolant accident in a nuclear power plant where a containment building (or a nuclear reactor building) is applied, And the facilities of the heat exchanger and the emergency cooling water storage are integrated to be jointly used. This design is an effective design method to simplify the design and optimize the capacity.

본 발명은 격납용기를 적용하지 않는 경우에도 피동잔열게거 기능과 피동격납건물냉각기능을 동시에 수행하는 피동안전계통을 구성할 수 있다. 이에 따라 계통을 크게 단순화하여 구성할 수 있으므로, 경제성이 향상되고 사고(증기관파단사고, 냉각재상실사고 및 비냉각재상실사고 등)가 발생하는 경우 단순화된 피동안전계통을 작동시켜 장시간(비상냉각수저장부의 용량에 따라 결정) 동안 노심의 현열 그리고 격납건물 내부의 열을 제거할 수 있어 원자로의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.The present invention can constitute a passive safety system that simultaneously performs the functions of the passive retracting function and the passive containment building cooling function even when the containment vessel is not used. Accordingly, when the economy is improved and an accident (such as a steam pipe breakage accident, a coolant loss accident, or a non-coolant loss accident) occurs, a simplified passive safety system can be operated for a long time The heat of the core and the heat inside the containment building can be removed during the determination of the reactor capacity, thereby greatly improving the safety of the reactor.

이상에서 설명된 피동안전계통 및 이를 구비하는 원전은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described passive safety system and the nuclear power plant having the same are not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but the embodiments may be modified such that all or some of the embodiments are selectively combined .

10, 20, 30, 40 : 원전
100, 200, 300, 400 : 피동안전계통
110, 210, 310, 410 : 유체 저장부
120, 220, 320, 420 : 유체 순환부
130, 230, 330, 430 : 피동격납건물냉각계통
140, 240, 340, 440 : 응축수 집수부10, 20, 30, 40: Nuclear power plant
100, 200, 300, 400: Passive safety system
110, 210, 310, 410:
120, 220, 320, 420: fluid circulation unit
130, 230, 330, 430: Passive containment building cooling system
140, 240, 340, 440: Condensate water collecting part

Claims (18)

사고 발생시 원자로의 현열 및 노심의 잔열을 제거하는 유체를 저장하도록 형성되며, 중력수두에 의한 유량 형성이 가능하도록 상기 증기발생기보다 높은 위치에 설치되는 유체 저장부;
상기 증기발생기에서 현열 및 잔열을 전달받은 유체를 순환시키도록 상기 증기발생기와 연결되는 유체 순환부; 및
상기 유체 저장부에서 증발된 유체 또는 상기 유체 순환부를 통과한 유체에 의해 격납건물 내부로 전달된 열을 외부로 방출하도록 상기 격납건물의 내부와 외부에서 열교환하며, 상기 유체를 응축시켜 상기 유체 저장부에 회수시키도록 이루어지는 피동격납건물냉각계통을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.A fluid reservoir formed to store a fluid for eliminating the sensible heat of the reactor and the residual heat of the core in the event of an accident and installed at a higher position than the steam generator so as to form a flow rate due to gravity head;
A fluid circulation unit connected to the steam generator for circulating the fluid having received the sensible heat and the residual heat from the steam generator; And
Exchanges heat between the inside and the outside of the containment so as to discharge heat transferred to the inside of the containment building by the fluid evaporated in the fluid storage part or the fluid passing through the fluid circulation part, And a passive containment building cooling system for recovering the passive containment building cooling system to the passive containment building cooling system. 제1항에 있어서,
상기 유체 저장부는 순수 냉각수와 붕산수를 분리하여 공급하도록 서로 분리된 냉각수 저장부와 붕산수 저장부를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to claim 1,
Wherein the fluid storage part comprises a cooling water storage part and a boric acid water storage part separated from each other so as to separately supply pure water and boric acid water. 제1항에 있어서,
상기 유체 저장부에서 상기 증기발생기에 냉각수를 공급하도록 상기 증기발생기의 하부에서 연장되는 급수관과 연결되는 연결배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to claim 1,
Further comprising a connection pipe connected to a water supply pipe extending from a lower portion of the steam generator to supply cooling water to the steam generator in the fluid storage portion. 제1항에 있어서,
상기 유체 순환부는 상기 유체가 상기 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기를 상기 격납건물 내부로 방출시키도록 상기 증기발생기에서 상기 격납건물 내부로 연장되는 증기방출관을 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to claim 1,
Wherein the fluid circulation unit includes a steam discharge pipe extending from the steam generator to the inside of the containment building so that the fluid discharges the generated steam due to the sensible heat and the residual heat to the inside of the containment building, . 제1항에 있어서,
상기 유체 순환부는 상기 유체가 상기 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기를 상기 유체 저장부에 분사시키도록 상기 증기발생기에서 상기 유체 저장부의 내부까지 연장되는 증기응축관을 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to claim 1,
Wherein the fluid circulation part includes a vapor condensation tube extending from the steam generator to the inside of the fluid storage part so that the fluid injects the generated heat due to the sensible heat and residual heat into the fluid storage part. system. 제1항에 있어서,
상기 유체 순환부는,
상기 유체가 상기 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기를 순환시키도록 상기 증기발생기에 연결되는 증기순환관;
상기 증기순환관을 통과하는 증기 중 어느 일부를 상기 격납건물 내부로 방출시키도록 상기 증기순환관에서 상기 격납건물 내부로 연장되는 증기방출관; 및
상기 증기순환관을 통과하는 증기 중 다른 일부를 상기 유체 저장부에 분사시키도록 상기 증기순환관에서 분기되어 상기 유체 저장부의 내부까지 연장되는 증기응축관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to claim 1,
Wherein the fluid circulation unit comprises:
A steam circulation pipe connected to the steam generator to circulate the generated steam by receiving the sensible heat and residual heat;
A steam discharge pipe extending from the steam circulation pipe into the containment building to discharge any part of the steam passing through the steam circulation pipe into the containment building; And
And a steam condensing pipe branched from the steam circulation pipe and extending to the inside of the fluid storage part to inject another part of the steam passing through the steam circulation pipe to the fluid storage part. 제1항에 있어서,
상기 유체 순환부는,
상기 유체가 상기 원자로의 현열 및 잔열을 전달받아 생성된 증기를 상기 유체 저장부 내부에서 열교환시키도록 상기 유체 저장부 내부에 설치되는 열교환기; 및
상기 유체를 상기 증기발생기와 상기 열교환기에 순환시키도록 상기 증기발생기와 상기 열교환기에 연결되어 폐회로를 형성하는 연결배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to claim 1,
Wherein the fluid circulation unit comprises:
A heat exchanger installed in the fluid reservoir to exchange heat generated in the fluid by receiving the sensible heat and residual heat of the reactor in the fluid reservoir; And
And a connection pipe connected to the steam generator and the heat exchanger to form a closed circuit to circulate the fluid to the steam generator and the heat exchanger. 제1항에 있어서,
상기 피동격납건물냉각계통은,
상기 격납건물의 열을 전달받는 유체를 수용하도록 형성되며, 상기 유체를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납건물 외부에 설치되는 비상냉각수저장부;
상기 비상냉각수저장부 내부의 유체와 열교환하도록 상기 비상냉각수저장부 내부에 설치되는 열교환기; 및
상기 격납건물 내부의 유체를 상기 열교환기에 통과시키도록 상기 격납건물 내부와 통하며 상기 열교환기와 연결되는 복수의 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to claim 1,
The passive containment building cooling system includes:
An emergency cooling water storage unit configured to receive a fluid to which heat is transferred from the containment building and installed outside the containment building to discharge the heat transferred to the fluid by evaporating the fluid;
A heat exchanger installed inside the emergency cooling water storage part to exchange heat with the fluid inside the emergency cooling water storage part; And
And a plurality of pipes connected to the heat exchanger and communicating with the inside of the containment building to allow fluid in the containment building to pass through the heat exchanger. 제8항에 있어서,
낙하하는 유체를 수용하도록 상부에 개구부를 구비하고, 상기 격납건물 내부의 유체가 상기 열교환기를 통과하면서 응축된 응축수를 집수하도록 상기 배관의 출구 하부에 설치되는 응축수 집수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통. 9. The method of claim 8,
Further comprising a condensed water collecting portion provided at an upper portion of the outlet of the pipe so as to collect the condensed condensed water while the fluid inside the containment building passes through the heat exchanger, Passive safety system. 제1항에 있어서,
상기 피동격납건물냉각계통은,
상기 격납건물의 열을 전달받는 유체를 수용하도록 형성되며, 상기 유체를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납건물 외부에 설치되는 비상냉각수저장부;
상기 격납건물 내부의 유체와 열교환하도록 상기 격납건물 내부에 설치되는 열교환기; 및
상기 비상냉각수저장부 내부의 유체를 상기 열교환기에 통과시키도록 상기 비상냉각수저장부 내부와 통하며 상기 열교환기에 연결되는 복수의 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to claim 1,
The passive containment building cooling system includes:
An emergency cooling water storage unit configured to receive a fluid to which heat is transferred from the containment building and installed outside the containment building to discharge the heat transferred to the fluid by evaporating the fluid;
A heat exchanger installed in the containment building to exchange heat with fluid in the containment building; And
And a plurality of pipes connected to the heat exchanger and communicating with the inside of the emergency cooling water storage unit to pass the fluid inside the emergency cooling water storage unit to the heat exchanger. 제10항에 있어서,
낙하하는 유체를 수용하도록 상부에 개구부를 구비하고, 상기 격납건물 내부의 유체가 상기 열교환기와 열교환하고 응축되어 낙하하는 응축수를 집수하도록 상기 열교환기의 하부에 설치되는 응축수 집수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.11. The method of claim 10,
And a condensed water collecting part provided on the lower part of the heat exchanger so as to collect the condensed water falling down due to heat exchange between the fluid inside the containment building and the heat exchanger, The safety system of the passenger. 제1항에 있어서,
상기 피동격납건물냉각계통은,
상기 격납건물의 열을 전달받는 유체를 수용하도록 형성되며, 상기 유체를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납건물 외부에 설치되는 비상냉각수저장부;
내부에 유체를 독립적으로 순환시켜 상기 격납건물의 열을 상기 비상냉각수저장부로 전달하도록 상기 격납건물의 내부와 상기 비상냉각수저장부의 내부에 각각 설치되는 복수의 열교환기; 및
상기 복수의 열교환기 사이에 폐회로를 형성하도록 상기 격납건물을 관통하여 상기 복수의 열교환기 사이를 연결하는 복수의 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to claim 1,
The passive containment building cooling system includes:
An emergency cooling water storage unit configured to receive a fluid to which heat is transferred from the containment building and installed outside the containment building to discharge the heat transferred to the fluid by evaporating the fluid;
A plurality of heat exchangers installed in the interior of the containment building and inside the emergency cooling water storage unit to independently circulate the fluid inside the containment building to transfer the heat of the containment building to the emergency cooling water storage unit; And
And a plurality of pipes connecting the plurality of heat exchangers through the containment building to form a closed circuit between the plurality of heat exchangers. 제12항에 있어서,
낙하하는 유체를 수용하도록 상부에 개구부를 구비하고, 상기 격납건물 내부의 유체가 상기 격납건물 내부에 설치된 열교환기와 열교환하고 응축되어 낙하하는 응축수를 집수하도록 상기 격납건물 내부에 설치된 열교환기의 하부에 설치되는 응축수 집수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.13. The method of claim 12,
And the fluid inside the containment building is installed at a lower portion of the heat exchanger installed inside the containment structure so as to collect the condensed water which is condensed and dropped by heat exchange with the heat exchanger installed in the containment building And a condensed water collecting part (20) for condensing the condensed water. 제8항, 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체 저장부는 응축되어 낙하하는 응축수를 수용하도록 상부에 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to any one of claims 8, 10 and 12,
Wherein the fluid reservoir has an opening at the top to receive condensed water that condenses and falls. 제9항, 제11항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 응축수 집수부는 집수된 응축수를 상기 유체 저장부로 회수시키도록 상기 유체 저장부로 유입되는 유로를 형성하는 회수배관을 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to any one of claims 9, 11, and 13,
Wherein the condensed water collecting unit includes a recovery pipe for forming a flow path to the fluid storage unit to recover collected condensed water to the fluid storage unit. 제15항에 있어서,
상기 유체 저장부는 순수 냉각수와 붕산수를 분리하여 공급하도록 서로 분리된 냉각수 저장부와 붕산수 저장부를 각각 구비하고,
상기 응축수 집수부는, 상기 증기발생기로 공급될 유량을 상기 냉각수 저장부에 분배하고 원자로냉각재계통에 공급될 유량을 상기 붕산수 저장부에 분배하도록 형성되는 유량분배기를 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.16. The method of claim 15,
Wherein the fluid storage part comprises a cooling water storage part and a boric acid water storage part separated from each other to separately supply purified water and boric acid water,
Wherein the condensed water collecting unit includes a flow distributor configured to distribute a flow rate to be supplied to the steam generator to the cooling water storage unit and to distribute a flow rate to be supplied to the reactor coolant system to the stored boron water storage unit. 제1항에 있어서,
사고 발생시 상기 유체 저장부에 저장된 유체를 원자로냉각재계통의 내부로 주입하도록 상기 유체 저장부와 상기 원자로냉각재계통 사이를 연결하는 안전주입배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전계통.The method according to claim 1,
Further comprising a safety infusion line connecting the fluid reservoir and the reactor coolant system to inject fluid stored in the fluid reservoir into the interior of the reactor coolant system when an accident occurs. 방사능 물질의 유출을 차단하도록 원자로냉각재계통의 외부에 설치되는 격납건물; 및
사고 발생시 상기 원자로냉각재계통 내부의 증기발생기와 상기 격납건물 내부에 유체를 순환시켜 원자로의 현열 및 잔열을 제거하고, 상기 격납건물을 냉각하는 피동안전계통을 포함하고,
상기 피동안전계통은,
사고 발생시 상기 증기발생기로 유입될 냉각수를 저장하도록 형성되며, 중력수두에 의한 유량 형성이 가능하도록 상기 증기발생기보다 높은 위치에 설치되는 유체 저장부;
상기 증기발생기에서 상기 원자로의 현열 및 잔열을 전달받은 유체를 순환시키도록 상기 증기발생기와 연결되는 유체 순환부; 및
상기 유체의 순환에 의해 격납건물 내부로 전달된 열을 외부로 방출하도록 상기 격납건물의 내부 또는 외부에서 열교환하며, 상기 유체를 응축시켜 상기 유체 저장부에 회수되도록 이루어지는 피동격납건물냉각계통을 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.A containment structure installed outside the reactor coolant system to block leakage of radioactive material; And
And a passive safety system for circulating a fluid in the steam generator inside the reactor coolant system and the inside of the containment building to remove sensible heat and residual heat of the reactor and to cool the containment building when an accident occurs,
In the passive safety system,
A fluid reservoir formed to store cooling water to be introduced into the steam generator in the event of an accident and installed at a position higher than the steam generator so that a flow rate due to gravity head can be formed;
A fluid circulation unit connected to the steam generator to circulate the fluid having received the sensible heat and residual heat of the reactor in the steam generator; And
And a fluid storage system cooling system for heat exchange inside or outside the containment building to discharge heat transferred to the inside of the containment building by circulation of the fluid and to recover the fluid to the fluid storage part by condensing the fluid Nuclear power plant.
KR1020130090452A 2013-07-30 2013-07-30 Passive safety system and nuclear reactor having the same KR101502393B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130090452A KR101502393B1 (en) 2013-07-30 2013-07-30 Passive safety system and nuclear reactor having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130090452A KR101502393B1 (en) 2013-07-30 2013-07-30 Passive safety system and nuclear reactor having the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150014787A true KR20150014787A (en) 2015-02-09
KR101502393B1 KR101502393B1 (en) 2015-03-13

Family

ID=52571582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130090452A KR101502393B1 (en) 2013-07-30 2013-07-30 Passive safety system and nuclear reactor having the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101502393B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107403650A (en) * 2017-08-25 2017-11-28 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 The Passive residual heat removal system of floating nuclear power plant
KR20180095547A (en) * 2015-12-17 2018-08-27 뉴스케일 파워, 엘엘씨 Multi-module power plant with dedicated power grid
KR20200135006A (en) * 2019-05-24 2020-12-02 한국수력원자력 주식회사 Passive containment cooling system of integral reactor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220161740A (en) 2021-05-31 2022-12-07 한국원자력연구원 Integral metal heat exchanger and nuclear power plant having the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5282230A (en) * 1992-11-25 1994-01-25 General Electric Company Passive containment cooling system
JP3149606B2 (en) * 1993-03-11 2001-03-26 株式会社日立製作所 Reactor containment cooling system
JP5687440B2 (en) * 2010-06-03 2015-03-18 株式会社東芝 Reactor containment heat removal apparatus and heat removal method
JP2012233711A (en) * 2011-04-28 2012-11-29 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Reactor cooling method and reactor cooling system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180095547A (en) * 2015-12-17 2018-08-27 뉴스케일 파워, 엘엘씨 Multi-module power plant with dedicated power grid
CN107403650A (en) * 2017-08-25 2017-11-28 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 The Passive residual heat removal system of floating nuclear power plant
CN107403650B (en) * 2017-08-25 2023-11-03 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 Secondary side passive waste heat discharging system of offshore floating nuclear power station
KR20200135006A (en) * 2019-05-24 2020-12-02 한국수력원자력 주식회사 Passive containment cooling system of integral reactor

Also Published As

Publication number Publication date
KR101502393B1 (en) 2015-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180350472A1 (en) Passive safe cooling system
US10115488B2 (en) Passive safety equipment for a nuclear power plant
CN105810256B (en) A kind of nuclear power station passive residual heat removal system
CN202887748U (en) Passive heat discharge device for dealing with plant switch-off accident
KR101463440B1 (en) Passive safety system and nuclear power plant having the same
KR101229954B1 (en) Passive cooling system for nuclear power plant
KR101242743B1 (en) Integrated nuclear power plants using integral passive safety tank
KR101242746B1 (en) Integrated passive safety system outside containment for nuclear power plants
US10811148B2 (en) Self-diagnosis and accident-handling unmanned nuclear reactor
CN104520939A (en) Small modular reactor safety systems
CN103617815A (en) Passive residual heat exhausting system of pressurized water reactor nuclear power plant
CN104285258A (en) Passive containment air cooling for nuclear power plants
WO2014029306A1 (en) Secondary-side passive residual heat discharge system for nuclear power plant steam generator
CN104205239B (en) System for discharging residual power of pressurized water nuclear reactor
KR101404647B1 (en) Passive reactor and containment cooling system for pressurized water reactors
US20200072087A1 (en) External reactor vessel cooling and electric power generation system
KR100813939B1 (en) Passive type emergency core cooling system for an integral reactor with a safeguard vessel
CN110517796A (en) A kind of improved passive residual heat removal system
KR101502393B1 (en) Passive safety system and nuclear reactor having the same
CN104916334A (en) Separated heat pipe type passive residual heat removal system for pressurized water reactor nuclear power plant
US20170004892A1 (en) Passive cooling system of containment building and nuclear power plant comprising same
KR101250479B1 (en) Apparatus for safety improvement of passive type emergency core cooling system with a safeguard vessel and Method for heat transfer-function improvement using thereof
US20140241484A1 (en) Pressurized water reactor depressurization system
KR101559017B1 (en) Inherent-safety Reactor after nuclear decay and operating method for the reactor
CN113593733A (en) Passive steel containment heat exporting system

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171207

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 6