KR20150041220A - Passive safety facility and nuclear power plant having the same - Google Patents

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KR20150041220A KR20130118741A KR20130118741A KR20150041220A KR 20150041220 A KR20150041220 A KR 20150041220A KR 20130118741 A KR20130118741 A KR 20130118741A KR 20130118741 A KR20130118741 A KR 20130118741A KR 20150041220 A KR20150041220 A KR 20150041220A
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Abstract

Disclosed in the present invention are a passive safety facility which comprises a cooling part formed to cool a first fluid discharged from a reactor coolant system or a steam generator installed inside the reactor coolant system with a second fluid inside a housing part; and a circulation induction spray formed to spray the first fluid by receiving from the reactor coolant system or the steam generator, and having at least one part formed to be connected to the inside of the housing part to putting the second fluid inside the housing part in by pressure drop caused by the first fluid being sprayed to spray with the first fluid, and a nuclear power plant having the same.

Description

피동안전설비 및 이를 구비하는 원전{PASSIVE SAFETY FACILITY AND NUCLEAR POWER PLANT HAVING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a passive safety apparatus,

본 발명은 유체의 자연순환 성능을 향상시켜 격납부 내부의 냉각 성능을 향상시킨 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a passive safety device that improves the natural circulation performance of a fluid and improves the cooling performance inside the compartment, and a nuclear power plant having the same.

원자로는 주요기기의 설치위치에 따라 주요기기(증기발생기, 가압기, 펌프 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 major equipment (steam generator, pressurizer, pump, etc.) is installed outside the reactor vessel depending on the installation position of the main equipment Yes, 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 철재격납용기와 증기발생기 2차측을 이용하는 피동잔열제거계통을 이용하여 피동잔열제거계통과 피동격납건물냉각계통을 구성하였다(특허공개번호: 제10-2013-0047871). 그러나 종래의 기술에서 적용하고 있는 철재격납용기는 제작의 어려움, 유지보수 및 경제성 등의 문제로 강화콘크리트를 이용하는 격납건물 형태로 변화하는 추세에 있다. 이하에서는 피동잔열제거계통과 피동격납건물냉각계통에 대하여 설명한다.
In the prior art, a passive residual heat eliminating system and a passive containment building cooling system were constructed using a steel containment vessel and a driven residual heat eliminating system using a steam generator secondary side (Patent Publication No. 10-2013-0047871). However, the steel containment vessel used in the conventional technology is in the form of a containment building using reinforced concrete due to difficulties in manufacture, maintenance and economical efficiency. Hereinafter, the passive residual heat removal system and the passive containment building cooling system will be described.

먼저, 피동잔열제거계통은 일체형원자로를 포함하여 다양한 원자로에서 사고 시 원자로냉각재계통의 열(원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열)을 제거하는 계통으로 채용되고 있다. 피동잔열제거계통의 냉각수 순환 방식으로는 원자로 1차 냉각수를 직접 순환시켜 원자로냉각재계통를 냉각하는 방식(AP1000: 미국 웨스팅하우스)과 증기발생기를 이용하여 2차 냉각수를 순환시켜 원자로냉각재계통을 냉각하는 방식(SMART 원자로: 국내) 두 가지가 주로 사용되고 있으며, 1차 냉각수를 탱크에 주입하여 직접 응축시키는 방식(CAREM:아르헨티나)도 일부 이용되고 있다.First, the passive residual heat removal system is employed as a system for removing the heat of the reactor coolant system (the sensible heat of the reactor coolant system and the residual heat of the core) at the time of an accident in various reactors including an integrated reactor. The cooling water circulation method of the passive residual heat removal system is a method of cooling the reactor coolant system by circulating the reactor coolant directly (AP1000: Westinghouse, USA) and cooling the reactor coolant system by circulating the second coolant by using the steam generator (SMART reactor: Domestic) are mainly used, and the method of directly condensing the primary cooling water into the tank (CAREM: Argentina) is partially used.

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 원자로냉각재계통으로부터 전달받은 열을 비상냉각수저장부 등을 통해 외부(최종 열침원)로 전달하는 기능을 수행하며, 열교환기 방식으로 열전달 효율이 뛰어난 증기 응축현상을 이용한 응축열교환기가 많이 채용되고 있다.
Cooling the outside of the heat exchanger (condensation heat exchanger) in the passive residual heat removal system includes water-cooled (AP1000) and air-cooled (WWER 1000: Russia) (IMR: Japan) are used in combination. The heat exchanger of the passive residual heat removal system transfers the heat received from the reactor coolant system to the outside (final heat sink) through the emergency cooling water reservoir or the like. The heat exchanger of the passive residual heat elimination system uses the heat condensation phenomenon A lot of exchanges are being adopted.

다음으로, 피동격납건물냉각계통은 일체형원자로를 포함하여 다양한 원자로에서 사고 시 원자로냉각재계통으로부터 냉각수가 방출되어 상승하는 격납건물(원자로건물, 격납용기, 또는 안전보호용기) 내부의 압력을 감소시키고 열을 제거하기 위한 계통으로 채용되고 있다. 피동격납건물냉각계통의 구성방식으로는 격납건물로 방출된 증기를 감압시키는 감압탱크(suppression tank)를 이용하는 방식(상용 BWR, CAREM:아르헨티나, IRIS:미국 웨스팅하우스사 등), 철재격납용기를 적용하고 외벽을 냉각(스프레이, 공기)시키는 방식(AP1000:미국 웨스팅하우스사) 그리고 열교환기를 이용하는 방식(SWR1000:프랑스 프라마톰ANP, AHWR:인도, SBWR:미국 GE) 등이 이용되고 있다.Next, the passive containment building cooling system reduces the pressure inside the containment building (reactor building, containment vessel, or safety protection vessel) where the cooling water is discharged from the reactor coolant system at the time of an accident in various reactors including the integrated reactor, As shown in FIG. As a method of constructing the cooling system of the passive containment building, there is a method of using a suppression tank which decompresses the steam released into the containment building (commercial BWR, CAREM: Argentina, IRIS: Westinghouse Company of USA etc.) (AP1000: Westinghouse, USA) and heat exchanger (SWR1000: France Pramatom ANP, AHWR: India, SBWR: US GE).

이상에서와 같이 증기발생기 2차측을 이용하는 피동잔열제거계통은 일반적으로 격납건물 외부에 열침원(비상냉각수저장부)을 설치하고 응축열교환기에서 냉각된 냉각수를 증기발생기로 공급하고 원자로냉각재계통의 열을 제거하면서 형성된 증기는 다시 응축열교환기로 자연순환하는 방식을 많이 이용하고 있다(특허공개번호: 제10-2013-0047871). 한편, 피동격납건물냉각계통은 별도의 유동을 유발하는 수단이 없이 격납건물 내부에서 형성되는 자연순환 유동에 의해 격납건물 내부의 열을 제거하는 방식이 일반적으로 이용되고 있다. 또한, 피동잔열제거계통과 피동격납건물냉각계통은 별도의 계통으로 구성하는 방식이 일반적으로 이용되고 있다.
As described above, the passive residual heat removal system using the secondary side of the steam generator generally has a structure in which a heat sink (emergency cooling water storage part) is installed outside the containment structure, cooling water cooled in the condensation heat exchanger is supplied to the steam generator, And the steam formed during the removal is again circulated to the condensation heat exchanger (Patent Publication No. 10-2013-0047871). On the other hand, in a passive containment building cooling system, a method of removing heat inside a containment building by means of a natural circulation flow formed inside the containment building is generally used without a means for generating a separate flow. In addition, the passive residual heat removal system and the passive containment building cooling system are generally constructed as separate systems.

종래의 피동격납건물냉각계통은 유동을 형성시켜주기 위한 별도의 기구(device)가 없이 자연순환유동에 의해서만 그 성능이 결정되었다. 이러한 구성에서는 대기(공기와 증기)가 흐르는 면의 열전달계수가 작아 특히 자연대류 조건 등에서 유동이 약한 경우에는 열교환기의 크기를 상대적으로 크게 증가시켜야 하는 문제가 있었다. 한편 열교환기는 격납건물의 압력경계를 형성하는 구조물이므로 열교환기 크기가 증가하는 경우 압력경계의 손상 가능성이 증가하여 안전성을 저하시킬 수 있다는 문제도 있었다.Conventional passive containment building cooling systems have only been determined by natural circulation flow without a separate device to form the flow. In such a configuration, there is a problem that the heat transfer coefficient of the air (steam and air) flowing surface is small, and the size of the heat exchanger must be relatively increased if the flow is weak, especially in natural convection conditions. On the other hand, since the heat exchanger is a structure that forms the pressure boundary of the containment building, there is a problem that if the size of the heat exchanger increases, the possibility of damage of the pressure boundary increases and safety may be lowered.

본 발명의 일 목적은, 단순한 자연순환유동에서 벗어나 자연순환을 향상시키는 설비를 이용하여 격납부의 내부를 냉각하는 성능이 향상된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전을 제안하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a passive safety equipment with improved performance for cooling the interior of a compartment using a facility for improving natural circulation away from a simple natural circulation flow and a nuclear power plant having the same.

본 발명의 다른 일 목적은, 종래의 피동잔열제거계통 및 피동격납건물냉각계통의 기능을 모두 수행하고, 원자로냉각재계통에서 전달된 열을 외부 환경으로 방출할 수 있는 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전을 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide a passive safety equipment capable of performing both functions of a conventional driven residual heat eliminating system and a passive containment building cooling system and releasing heat transferred from a reactor coolant system to an external environment, .

본 발명의 또 다른 일 목적은, 열교환기의 크기 증가 없이도 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전을 개시하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a passive safety device capable of improving heat transfer performance without increasing the size of a heat exchanger and a nuclear power plant having the same.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 격납부 내부의 자연 순환을 향상시켜 격납부 내부의 방사성 물질의 농도를 조기에 낮추어 줄 수 있는 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전을 개시하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a passive safety equipment capable of reducing the concentration of radioactive material inside the compartment by improving natural circulation inside the compartment and a nuclear power plant having the same.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 관련된 피동안전설비는, 원자로냉각재계통 또는 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치되는 증기발생기로부터 방출된 제1유체를 격납부 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성되는 냉각부, 및 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로부터 상기 제1유체를 전달받아 상기 냉각부로 분사하도록 형성되고 적어도 일부가 상기 격납부의 내부와 통하도록 형성되어 상기 제1유체가 분사되면서 유발되는 압력강하에 의해 상기 격납부 내부의 제2유체를 인입시켜 상기 제1유체와 함께 분사하는 순환유도 분사기구를 포함한다.In order to accomplish the object of the present invention, a passive safety equipment according to an embodiment of the present invention is a passive safety apparatus comprising a reactor coolant system or a first fluid discharged from a steam generator installed in the reactor coolant system, A cooling part formed to cool together with the second fluid, and a cooling part formed to receive the first fluid from the reactor coolant system or the steam generator and to be injected into the cooling part, at least a part of which communicates with the inside of the compartment, And a circulation induction injection mechanism that draws a second fluid inside the compartment by a pressure drop caused by the ejection of the first fluid and injects the second fluid together with the first fluid.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 순환유도 분사기구는, 상기 제1유체를 공급받도록 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기와 연결되고 공급받은 상기 제1유체를 분사하도록 형성되는 제1유체 분사부, 및 적어도 일부가 상기 제1유체 분사부보다 큰 내경을 갖도록 형성되어 상기 제1유체 분사부를 둘러싸며 상기 제1유체 분사부와의 사이에 형성되는 환형의 공간을 통해 상기 제2유체를 인입시켜 상기 제1유체 분사부로부터 분사되는 상기 제1유체와 함께 상기 냉각부에 공급하는 순환유체 분사부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the circulation induction injection mechanism includes a first fluid injection part connected to the reactor coolant system or the steam generator to receive the first fluid, And at least a portion of the first fluid ejection portion is formed to have a larger inner diameter than the first fluid ejection portion, and the second fluid is drawn through an annular space formed between the first fluid ejection portion and the first fluid ejection portion, And a circulating fluid jetting unit for supplying the first fluid to the cooling unit together with the first fluid jetted from the first fluid jetting unit.

상기 제1유체 분사부는 상기 제1유체를 상기 순환유체 분사부에 분사하는 노즐을 구비할 수 있다.The first fluid ejection unit may include a nozzle for ejecting the first fluid to the circulating fluid ejection unit.

상기 순환유체 분사부는, 상기 제1유체의 분사 시 국부적인 압력강하를 유발하도록 주변보다 좁은 내경으로 형성되는 목, 상기 제1유체가 분사되면서 상기 목에 유발되는 압력강하에 의해 상기 제2유체가 인입되도록 상기 노즐의 둘레에 환형으로 형성되는 제2유체 인입부, 및 상기 목을 통과한 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 상기 냉각부로 원활히 유도하는 디퓨저를 포함할 수 있다.Wherein the circulating fluid ejection portion comprises a neck having an inner diameter narrower than the circumference to cause a local pressure drop upon ejection of the first fluid, And a diffuser which smoothly guides the first fluid and the second fluid passing through the neck to the cooling unit.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 냉각부는 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 냉각시켜 응축수를 형성하고, 상기 피동안전설비는 상기 냉각부에서 낙하하는 상기 응축수를 집수하도록 상기 냉각부의 하부에 설치되는 냉각수 저장부를 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the cooling unit forms a condensed water by cooling the first fluid and the second fluid, and the passive safety equipment includes a lower part of the cooling part to collect the condensed water falling in the cooling part, And a cooling water storage unit installed in the cooling water storage unit.

상기 피동안전설비는, 상기 냉각부에서 낙하하는 상기 응축수를 집수하여 상기 냉각수 저장부로 회수시키도록 상기 냉각부와 상기 냉각수 저장부 사이에 설치되는 응축수 집수부를 더 포함할 수 있다.The passive safety equipment may further include a condensed water collecting part installed between the cooling part and the cooling water storage part so as to collect the condensed water falling from the cooling part and collect the condensed water into the cooling water storage part.

상기 피동안전설비는, 상기 응축수 집수부에 집수된 응축수를 상기 냉각수 저장부로 전달하는 유로를 형성하도록 상기 응축수 집수부에서 상기 냉각수 저장부로 연장되는 회수배관을 더 포함할 수 있다.The passive safety equipment may further include a recovery pipe extending from the condensed water storage unit to the cooling water storage unit so as to form a passage for transferring the condensed water collected in the condensed water storage unit to the cooling water storage unit.

상기 피동안전설비는, 상기 제1유체를 상기 냉각수 저장부에서 상기 증기발생기 또는 상기 원자로냉각재계통을 거쳐 상기 순환유도 분사기구로 순환시키는 유체 순환부를 더 포함하고, 상기 유체 순환부는, 상기 냉각수 저장부 내부의 냉각수를 상기 증기발생기 또는 상기 원자로냉각재계통으로 공급하도록 상기 원자로냉각재계통에 연결되는 유체공급배관, 및 상기 원자로냉각재계통을 통과한 상기 제1유체를 상기 순환유도 분사기구로 공급하도록 상기 원자로냉각재계통과 상기 순환유도 분사기구를 연결하는 유체순환배관을 포함할 수 있다.Wherein the passive safety equipment further comprises a fluid circulating unit for circulating the first fluid from the cooling water storage unit to the circulation inducing injector through the steam generator or the reactor coolant system, And a reactor coolant system for supplying the first fluid having passed through the reactor coolant system to the circulation inducing system, wherein the reactor coolant system is connected to the reactor coolant system to supply cooling water of the reactor coolant system to the steam generator or the reactor coolant system, And a fluid circulation pipe connecting the circulation induction injection mechanism.

상기 냉각수 저장부는, 상기 원자로냉각재계통 내부의 현열 및 잔열을 제거하도록 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치된 증기발생기로 공급될 순수 냉각수를 저장하는 순수 냉각수 저장부, 및 상기 원자로냉각재계통의 수위를 유지시키도록 상기 원자로냉각재계통 내부로 주입될 붕산수를 저장하는 붕산수 저장부를 포함할 수 있다.The cooling water storage unit includes a pure water storage unit for storing pure water to be supplied to a steam generator installed in the reactor coolant system to remove sensible heat and residual heat in the reactor coolant system, And a boric acid storage unit for storing the boric acid water to be injected into the reactor coolant system.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 냉각부는, 내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부, 및 상기 격납부의 내부에 설치되어 상기 격납부를 관통하는 연결배관에 의해 상기 비상냉각수저장부와 연결되며 상기 비상냉각수저장부 내부의 냉각수를 통과시켜 상기 제1유체 및 상기 제2유체로부터 열을 전달받도록 형성되는 열교환기를 포함하고, 상기 순환유도 분사기구는 상기 열교환기의 표면에 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 분사하도록 형성된다.According to another embodiment of the present invention, the cooling unit is configured to store cooling water therein, and when the temperature rises due to heat transfer, the cooling water is evaporated, A cooling water storage portion and a connection pipe that is installed in the interior of the storage portion and connected to the emergency cooling water storage portion through a connection pipe that passes through the storage portion and passes cooling water in the emergency cooling water storage portion, And a heat exchanger formed to receive heat from the fluid, wherein the circulation inducing injection mechanism is formed to inject the first fluid and the second fluid onto the surface of the heat exchanger.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 냉각부는, 내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부, 및 상기 비상냉각수저장부의 내부에 설치되어 상기 격납부의 내부와 통하도록 상기 격납부를 관통하는 연결배관과 연결되며 상기 격납부에서 유입되는 유체를 통과시켜 상기 비상냉각수저장부 내부의 냉각수와 열교환을 유도하는 열교환기를 포함하고, 상기 순환유도 분사기구는 상기 연결배관 내부로 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 분사하도록 상기 연결배관에 연결된다.According to another embodiment of the present invention, the cooling unit is configured to store cooling water therein, and when the temperature rises due to heat transfer, the cooling water is evaporated, A cooling water storage portion and a connection pipe which is installed in the emergency cooling water storage portion and penetrates the storage portion to communicate with the inside of the storage portion and passes the fluid flowing in the storage portion, And a heat exchanger for inducing heat exchange with the cooling water, wherein the circulation inducing injection mechanism is connected to the connection pipe to inject the first fluid and the second fluid into the connection pipe.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 냉각부는, 내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부, 상기 격납부의 내부에 설치되어 상기 격납부 내부의 유체와 열교환하는 제1열교환, 및 상기 비상냉각수저장부의 내부에 설치되어 폐회로를 형성하도록 상기 격납부를 관통하는 연결배관에 의해 상기 제1열교환기와 연결되며 상기 폐회로를 순환하는 유체에 전달된 열을 상기 비상냉각수저장부 내부의 냉각수에 전달하는 제2열교환기를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the cooling unit is configured to store cooling water therein, and when the temperature rises due to heat transfer, the cooling water is evaporated, A first heat exchanger installed in the interior of the compartment and performing heat exchange with the fluid inside the compartment, and a connection pipe installed inside the emergency cooling water reservoir and passing through the compartment to form a closed circuit, And a second heat exchanger connected to the first heat exchanger and transferring the heat transferred to the fluid circulating through the closed circuit to the cooling water in the emergency cooling water storage.

상기 냉각부는, 내부에 유체를 저장하도록 형성되고 상기 폐회로 내의 유체를 보충하도록 상기 연결배관과 연결되는 보충탱크를 더 포함할 수 있다.The cooling unit may further include a supplementary tank formed to store a fluid therein and connected to the connection pipe to supplement the fluid in the closed circuit.

또한, 이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 관련된 피동안전설비는, 원자로냉각재계통 또는 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치되는 증기발생기로부터 방출된 제1유체를 격납부 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성되는 냉각부, 및 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로부터 상기 제1유체를 전달받아 상기 냉각부로 분사하도록 형성되고 적어도 일부가 상기 격납부의 내부와 통하도록 형성되어 상기 제1유체가 분사되면서 유발되는 터빈의 회전력에 의해 상기 격납부 내부의 제2유체를 인입시켜 상기 제1유체와 함께 분사하는 순환유도 분사기구를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a passive safety system including a reactor coolant system or a first fluid discharged from a steam generator installed in the reactor coolant system, And a cooling part formed to cool together with the second fluid therein, and a cooling part formed to receive the first fluid from the reactor coolant system or the steam generator and to be injected into the cooling part, at least a part of which communicates with the inside of the compartment And a circulation induction injection mechanism that draws a second fluid inside the compartment by the rotational force of a turbine caused by the ejection of the first fluid and injects the second fluid together with the first fluid.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 피동안전설비를 구비하는 원전을 개시한다. 본 발명에서 개시하는 원전은, 원자로냉각재계통, 방사성 물질이 외부 환경으로 누출되는 것을 방지하도록 상기 원자로냉각재계통을 감싸는 격납부, 및 상기 원자로냉각재계통의 열을 제거하도록 상기 원자로냉각재계통 내부로 유체를 순환시키고 상기 원자로냉각재계통에서 방출된 제1유체와 상기 격납부 내부의 제2유체를 함께 냉각하여 상기 격납부 내부의 열을 외부 환경으로 방출하는 피동안전설비를 포함하고, 상기 피동안전설비는, 원자로냉각재계통 또는 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치되는 증기발생기로부터 방출된 제1유체를 격납부 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성되는 냉각부, 및 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로부터 상기 제1유체를 전달받아 상기 냉각부로 분사하도록 형성되고 적어도 일부가 상기 격납부의 내부와 통하도록 형성되어 상기 제1유체가 분사되면서 유발되는 압력강하에 의해 상기 격납부 내부의 제2유체를 인입시켜 상기 제1유체와 함께 분사하는 순환유도 분사기구를 포함한다.Further, in order to realize the above-mentioned problem, the present invention discloses a nuclear power plant equipped with passive safety equipment. The nuclear power plant disclosed in the present invention includes a reactor coolant system, a compartment for enclosing the reactor coolant system to prevent the radioactive material from leaking to the external environment, and a fluid to cool the reactor coolant system to remove heat from the reactor coolant system. And a passive safety equipment for circulating the first fluid discharged from the reactor coolant system and the second fluid inside the compartment together to discharge the heat inside the compartment to the external environment, A cooling section formed to cool the first fluid discharged from the steam generator provided in the reactor coolant system or the reactor coolant system together with the second fluid inside the compartment; and a cooling section formed in the reactor coolant system or the steam generator, 1 fluid, and at least a part of the fluid is injected into the cooling part By a pressure drop is formed to communicate the interior caused while said first fluid is sprayed by a second fluid inlet of the inner housing case includes a circular induction injection mechanism for injecting with said first fluid.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 격납부는, 상기 원자로냉각재계통을 감싸도록 형성되는 철재 격납용기, 및 상기 격납용기와의 사이에 공기순환유로를 형성하도록 상기 격납용기로부터 이격된 위치에서 상기 격납용기를 감싸도록 형성되는 콘크리트재 격납건물을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the containment unit includes an iron material containment vessel formed to enclose the reactor coolant system, and a containment vessel, at a position spaced apart from the containment vessel so as to form an air circulation passage between the containment vessel and the containment vessel, And a concrete re-containment building formed to enclose the container.

상기 격납건물은, 상기 공기순환유로를 순환하면서 상기 격납용기를 냉각할 외부 공기를 유입시키도록 적어도 하나의 공기유입구를 구비할 수 있다.The containment unit may include at least one air inlet for circulating the air circulation passage to introduce outside air to cool the containment vessel.

상기 원전은, 냉각수를 저장하도록 형성되어 상기 격납건물의 상부에 설치되고, 상기 격납용기를 냉각하도록 상기 격납용기의 외부면에 냉각수를 살수하는 피동격납용기살수계통을 더 포함할 수 있다.The nuclear power plant may further include a driven containment sprinkler system which is formed to store cooling water and is installed on the upper portion of the containment building and spouts cooling water on an outer surface of the containment vessel to cool the containment vessel.

상기 순환유도 분사기구는 상기 격납용기의 내벽면에 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 분사하도록 형성될 수 있다.The circulation induction injection mechanism may be formed to inject the first fluid and the second fluid to the inner wall surface of the containment vessel.

상기 격납용기는 상기 순환유도 분사기구로부터 분사된 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 냉각하여 응축수를 형성하고, 상기 원전은 상기 격납용기의 내벽면에서 낙하하는 상기 응축수를 집수하도록 상기 순환유도 분사기구 출구의 하부에 설치되는 냉각수 저장부를 더 포함할 수 있다.Wherein the containment vessel cools the first fluid and the second fluid injected from the circulation induction injection mechanism to form a condensed water, and the nuclear power plant further comprises a circulation induction injection mechanism for collecting the condensed water falling from the inner wall surface of the containment vessel, And a cooling water storage unit installed at a lower portion of the device outlet.

상기 원전은, 상기 피동안전설비는 상기 격납용기의 내벽면에서 낙하하는 상기 응축수를 집수하여 상기 냉각수 저장부로 회수시키도록 상기 냉각부와 상기 냉각수 저장부 사이에 설치되는 응축수 집수부를 더 포함할 수 있다.The nuclear power plant may further include a condensate water collecting part installed between the cooling part and the cooling water storage part so as to collect the condensed water falling from the inner wall surface of the containment vessel and collect the condensed water into the cooling water storage part have.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 순환유도 분사기구는 국부적으로 형성되는 낮은 압력으로 격납부 내부의 제2유체를 인입시켜 증기발생기 또는 원자로냉각재계통의 열을 전달받아 온도가 상승한 제1유체와 함께 분사할 수 있으므로, 피동적인 방법으로 자연순환 이상의 유동을 형성할 수 있다.According to the present invention having the above-described structure, the circulation induction injection mechanism draws the second fluid inside the compartment with a locally formed low pressure to receive the heat from the steam generator or the reactor coolant system, Since they can be injected together, a flow over the natural circulation can be formed in a passive manner.

또한 본 발명은, 자연순환에만 의지하지 않고 격납부 내부의 유체를 냉각부로 유도할 수 있고, 순환유도 분사기구에 의해 형성되는 유동을 이용해 열교환기의 크기 증가 없이 격납부의 냉각성능을 향상시킬 수 있으며, 궁극적으로 경제적인 방법으로 원전의 안전성을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, the fluid inside the compartment can be guided to the cooling section without resorting to the natural circulation, and the cooling performance of the compartment can be improved without increasing the size of the heat exchanger by using the flow formed by the circulation- And can ultimately improve the safety of nuclear power plants in an economical way.

또한 본 발명은, 격납부 내부의 압력과 온도, 그리고 격납부 내부 대기 중 방사성 물질의 농도를 조기에 낮춰 격납부 내부의 대기 중 방사성 물질의 제거 효율을 증가시키고 제한구역경계거리 (Exclusion Area Boundary, EAB)의 축소 등의 효과를 얻을 수 있다.The present invention also improves the removal efficiency of the radioactive material in the inside of the compartment by reducing the pressure and temperature inside the compartment and the concentration of the radioactive material in the compartment inside the compartment, EAB) can be obtained.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 순환유도 분사기구를 확대하여 나타낸 개념도.
도 3은 도 1에 도시된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전의 사고발생 시를 나타내는 개념도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관련된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 5는 도 4에 도시된 순환유도 분사기구를 확대하여 나타낸 개념도.
도 6은 도 4에 도시된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전의 사고발생 시를 나타내는 개념도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 8은 도 7에 도시된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전의 사고발생 시를 나타내는 개념도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타내는 개념도.
도 10은 도 9에 도시된 순환유도 분사기구를 확대하여 나타낸 개념도.
도 11은 도 9에 도시된 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전의 사고발생 시를 나타내는 개념도.
도 12 내지 도 14는 순환유도 분사기구의 변형례를 나타낸 개념도.1 is a conceptual view showing a passive safety equipment according to an embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
FIG. 2 is an enlarged conceptual view of the circulation induction injection mechanism shown in FIG. 1. FIG.
3 is a conceptual diagram showing the passive safety equipment shown in FIG. 1 and a nuclear power plant having the same.
4 is a conceptual diagram showing a passive safety facility according to another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
Fig. 5 is an enlarged conceptual view of the circulation induction injection mechanism shown in Fig. 4. Fig.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing the passive safety equipment shown in FIG. 4 and the occurrence of an accident with a nuclear power plant having the same.
FIG. 7 is a conceptual view showing a passive safety facility according to still another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same. FIG.
FIG. 8 is a conceptual view showing the passive safety equipment shown in FIG. 7 and the occurrence of an accident of a nuclear power plant having the same.
9 is a conceptual diagram showing a passive safety equipment according to still another embodiment of the present invention and a normal operation of a nuclear power plant having the same.
FIG. 10 is an enlarged conceptual view of the circulation induction injection mechanism shown in FIG. 9; FIG.
FIG. 11 is a conceptual view showing the passive safety equipment shown in FIG. 9 and the occurrence of an accident of a nuclear power plant having the same.
12 to 14 are conceptual views showing a modification of the circulation induction injection mechanism.

이하, 본 발명에 관련된 피동안전설비 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, the passive safety equipment according to the present invention and the 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 피동안전설비(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의 정상운전 시를 나타내는 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual view showing a normal operation of a passive safety equipment 100 and a nuclear power plant 10 having the same according to an embodiment of the present invention.

원전(10)은 원자로냉각재계통(11), 격납부(12) 및 피동안전설비(100)를 포함한다.The nuclear power plant 10 includes a reactor coolant system 11, a compartment 12, and a passive safety facility 100.

원자로냉각재계통(11)의 내부에는 노심(11a)과 증기발생기(11b)가 구비되며, 증기발생기(11b)의 하부는 급수관(13a)에 의해 급수계통(13)과 연결되고, 증기발생기(11b)의 상부는 증기관(14a)에 의해 터빈계통(14)과 연결된다.A core 11a and a steam generator 11b are provided inside the reactor coolant system 11. A lower portion of the steam generator 11b is connected to a water supply system 13 by a water supply pipe 13a and a steam generator 11b Is connected to the turbine system 14 by a steam pipe 14a.

격납부(12)는 방사성 물질이 외부 환경으로 누출되는 것을 방지하도록 원자로냉각재계통(11)을 감싼다. 냉각재상실사고 또는 비냉각재상실사고 등의 사고 발생 시 원자로냉각재계통(11)으로부터 방사성 물질이 누출될 우려가 있으므로, 격납부(12)는 원자로냉각재계통(11)의 외부에서 상기 원자로냉각재계통(11)을 감싸도록 형성되어 방사성 물질의 누출을 방지한다.The compartment 12 surrounds the reactor coolant system 11 to prevent the radioactive material from leaking to the external environment. The radioactive material may leak from the reactor coolant system 11 in the event of an accident such as a coolant loss accident or a loss of non-coolant accident. Therefore, the storage part 12 is provided outside the reactor coolant system 11, So as to prevent leakage of the radioactive material.

격납부(12)는 원자로냉각재계통(11)으로부터 외부 환경으로의 방사성 물질의 누출을 방지하는 최종 방벽 역할을 한다. 격납부(12)는 압력경계를 구성하는 재료에 따라 강화콘크리트로 구성하는 격납건물(또는 원자로건물)과 철재용기로 구성하는 격납용기와 안전보호용기로 나뉜다. 격납용기는 격납건물과 같이 저압으로 설계되는 대형용기이며, 안전보호용기는 설계압력을 증가시켜 소형으로 설계되는 소형용기이다. 본 발명에서 격납부(12)는 특별한 언급이 없는 한 격납건물, 원자로건물, 격납용기 또는 안전보호용기 등을 통칭한다. 도 1에 도시된 격납부(12)는 강화콘크리트로 형성된 격납건물이 도시되어 있다.The compartment 12 serves as a final barrier to prevent leakage of the radioactive material from the reactor coolant system 11 to the external environment. The compartment 12 is divided into a containment building (or reactor building) composed of reinforced concrete and a containment vessel and a safety protection container composed of a steel container, depending on the material constituting the pressure boundary. The containment vessel is a large vessel designed to be low pressure like a containment building, and the safety vessel is a small vessel designed to be small by increasing the design pressure. In the present invention, the storage portion 12 is collectively referred to as a containment, a reactor building, a containment or a safety protection container unless otherwise specified. The compartment 12 shown in Fig. 1 shows a containment building formed of reinforced concrete.

격납부(12)의 내부에는 원전(10)의 안전성 유지를 위한 다양한 유체들이 존재한다. 원자로냉각재계통(11)에는 냉각재의 수위를 유지시키기 위한 유체가 채워져 있다. 또한, 격납부(12)의 내부에는 각종 사고를 대비한 유체들도 저장되어 있다. 이하에서는 격납부(12) 내부의 유체들 중 원자로냉각재계통(11)으로부터 방출된 유체를 제1유체로 구분하고, 원자로냉각재계통(11)과 격납부(12) 사이의 공간에 존재하는 유체를 제2유체로 구분하여 설명한다. 다만, 유체에 대한 이러한 구분이 유체의 성질이나 유체를 구성하는 물질과는 관계가 없다. 따라서, 제1유체와 제2유체가 서로 같은 종류의 유체일 수도 있다.There are various fluids in the compartment 12 for maintaining the safety of the nuclear power plant 10. The reactor coolant system 11 is filled with a fluid for maintaining the level of the coolant. In addition, fluids for various accidents are stored in the inside of the compartment 12. The fluid discharged from the reactor coolant system 11 is divided into the first fluid and the fluid present in the space between the reactor coolant system 11 and the compartment 12 And the second fluid. However, this distinction is not related to the nature of the fluid or to the material constituting the fluid. Thus, the first fluid and the second fluid may be the same kind of fluid.

피동안전설비(100)는 1차 냉각수 순환방식 또는 2차 냉각수 순환방식을 이용하여 원자로냉각재계통(11)의 열을 제거하도록 원자로냉각재계통(11)으로 유체를 순환시키고, 원자로냉각재계통(11)으로부터 방출된 제1유체와 격납부(12) 내부의 제2유체를 함께 냉각하여 격납부(12) 내부의 열을 외부 환경으로 방출하도록 이루어진다. 피동안전설비(100)는 격납부(12) 내부에서 발생하는 순수한 자연대류 유동을 이용하는 종래의 방식에서 벗어나, 자연순환을 촉진시키도록 형성되는 구조를 이용하여 피동적인 방법으로 격납부(12) 내부의 열 및 압력 감소 효율과 방사성 물질의 제거 효율을 증가시키도록 이루어진다.The passive safety facility 100 circulates the fluid to the reactor coolant system 11 to remove the heat of the reactor coolant system 11 using the primary cooling water circulation system or the secondary cooling water circulation system, And the second fluid inside the compartment 12 together to discharge the heat inside the compartment 12 to the external environment. The passive safety facility 100 is configured to move out of the conventional manner of using the pure natural convection flow generated inside the compartment 12 and to move the compartment 12 in a passive manner using a structure formed to promote natural circulation So as to increase the heat and pressure reduction efficiency and the removal efficiency of the radioactive material.

피동안전설비(100)는 냉각부(110) 및 순환유도 분사기구(120)를 포함한다.The passive safety equipment (100) includes a cooling unit (110) and a circulation induction injection mechanism (120).

냉각부(110)는 원자로냉각재계통(11)으로부터 방출된 제1유체를 격납부(12) 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성된다. 냉각부(110)는 상기 제1유체와 제2유체를 냉각함에 따라 상기 제1유체와 제2유체로부터 전달받은 열을 외부 환경으로 방출시키고, 냉각된 제1유체와 제2유체를 냉각수 저장부(130)로 회수시키도록 이루어진다.The cooling section 110 is formed to cool the first fluid discharged from the reactor coolant system 11 together with the second fluid inside the compartment 12. [ The cooling unit 110 discharges the heat transferred from the first fluid and the second fluid to the external environment as the first fluid and the second fluid cools and supplies the cooled first fluid and the second fluid to the cooling water storage unit (130).

냉각부(110)는 비상냉각수저장부(111) 및 열교환기(112)를 포함한다.The cooling unit 110 includes an emergency cooling water storage unit 111 and a heat exchanger 112.

비상냉각수저장부(111)는 내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고, 제1유체와 제2유체로부터 열을 전달받아 냉각수의 온도가 상승하게 되면 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부 환경으로 방출한다. 비상냉각수저장부(111)는 냉각수를 외부 환경으로 증발시키는 것이 가능하도록 상부의 적어도 일부가 개방되어 있다.The emergency cooling water storage part 111 is formed to store cooling water therein. When the temperature of the cooling water is increased by receiving heat from the first fluid and the second fluid, the emergency cooling water storage part 111 evaporates the cooling water and discharges the transferred heat to the external environment. At least part of the upper portion of the emergency cooling water storage portion 111 is opened so that the cooling water can be evaporated to the external environment.

열교환기(112)는 비상냉각수저장부(111)의 내부에 설치되어 격납부(12)의 내부와 통하도록 상기 격납부(12)를 관통하는 연결배관(113)에 연결된다. 열교환기(112)는 격납부(12)에서 연결배관(113)을 통해 유입되는 유체를 통과시켜 비상냉각수저장부(111) 내부에 저장된 냉각수와의 열교환을 유도한다. 격납부(12)에서 연결배관(113)을 통해 유입되는 유체는 원자로냉각재계통(11)으로부터 방출된 제1유체와 격납부(12) 내부의 제2유체를 포함한다.The heat exchanger 112 is installed inside the emergency cooling water storage part 111 and connected to the connection pipe 113 passing through the storage part 12 so as to communicate with the inside of the storage part 12. The heat exchanger 112 passes the fluid flowing through the connection pipe 113 in the compartment part 12 to induce heat exchange with the cooling water stored in the emergency cooling water storage part 111. The fluid introduced through the connection piping 113 in the compartment 12 comprises a first fluid discharged from the reactor coolant system 11 and a second fluid inside the compartment 12.

연결배관(113)은 격납부(12)와 비상냉각수저장부(111)를 관통하여 격납부(12)의 내부와 열교환기(112)를 연결한다. 연결배관(113)에는 유지 보수를 위한 격리밸브(114)가 설치될 수 있다.The connection pipe 113 penetrates the storage part 12 and the emergency cooling water storage part 111 and connects the inside of the storage part 12 with the heat exchanger 112. The connection pipe 113 may be provided with an isolation valve 114 for maintenance.

순환유도 분사기구(120)는 제1유체와 제2유체를 냉각부(110)로 분사하도록 형성된다. 제1유체가 분사되면서 유발되는 압력강하에 의해 격납부(12) 내부의 제2유체를 인입시켜 상기 제1유체와 함께 분사한다. 순환유도 분사기구(120)의 구체적인 구조와 작동 매커니즘은 도 2를 참조하여 설명한다.The circulation inducing injection mechanism 120 is configured to inject the first fluid and the second fluid to the cooling part 110. [ The second fluid in the compartment 12 is drawn by the pressure drop caused by the first fluid being ejected and is ejected together with the first fluid. The specific structure and operation mechanism of the circulation induction injection mechanism 120 will be described with reference to Fig.

도 2는 도 1에 도시된 순환유도 분사기구(120)를 확대하여 나타낸 개념도이다.FIG. 2 is an enlarged conceptual view of the circulation induction injection mechanism 120 shown in FIG. 1. FIG.

순환유도 분사기구(120)는 제1유체 분사부(121)와 순환유체 분사부(122)를 포함한다.The circulation induction injection mechanism 120 includes a first fluid injection part 121 and a circulating fluid injection part 122.

제1유체 분사부(121)는 원자로냉각재계통(11)과 연결되어 상기 원자로냉각재계통(11)으로부터 제공된 제1유체를 분사한다. 제1유체 분사부(121)는, 도 1에 도시한 바와 같이 원자로냉각재계통(11) 내부의 증기발생기(11b)와 연결되어 상기 증기발생기(11b)를 통과한 제1유체를 공급받을 수 있다.The first fluid injecting section 121 is connected to the reactor coolant system 11 to inject the first fluid supplied from the reactor coolant system 11. 1, the first fluid injecting unit 121 may be connected to the steam generator 11b in the reactor coolant system 11 to receive the first fluid that has passed through the steam generator 11b .

제1유체를 분사하는 제1유체 분사부(121)는 제1유체를 분사하도록 형성되는 노즐(121a)을 포함한다. 노즐(121a)을 통해 방출된 제1유체는 유로면적이 작은 목(122a)을 통과하면서 급격히 속도가 증가하고 압력이 감소하여 국북적으로 압력강하가 유발된다.The first fluid ejecting part 121 for ejecting the first fluid includes a nozzle 121a formed to eject the first fluid. The first fluid discharged through the nozzle 121a rapidly increases in speed and pressure is decreased while passing through the neck 122a having a small flow path area, causing a pressure drop in the north direction.

순환유체 분사부(122)는 적어도 일부가 제1유체 분사부(121)보다 큰 내경을 갖도록 형성되어 제1유체 분사부(121)를 둘러싼다. 이에 따라 제1유체 분사부(121)와의 사이에 환형의 공간을 형성하게 되고, 환형의 공간을 통해 순환유체 분사부(122)의 내부와 격납부(12)의 내부 공간은 서로 통한다.At least a part of the circulating fluid injecting part 122 is formed to have a larger inner diameter than the first fluid injecting part 121 and surrounds the first fluid injecting part 121. Accordingly, an annular space is formed between the first fluid ejecting portion 121 and the inner space of the circulating fluid ejecting portion 122 and the inner space of the compartment 12 through the annular space.

순환유체 분사부(122)는 압력에 의해 제2유체를 인입시키고, 제1유체와 제2유체를 함께 냉각부(110)로 공급하여 순환시키도록 형성되며, 목(122a), 제2유체 인입부(122b), 디퓨저(122c)를 포함한다.The circulating fluid injector 122 is configured to draw a second fluid by pressure and to circulate the first fluid and the second fluid together to the cooling unit 110 and to circulate the fluid through the neck 122a, A portion 122b, and a diffuser 122c.

목(122a)은 제1유체의 분사 시 국부적인 압력강하를 유발하도록 주변보다 좁은 내경으로 형성된다. 도 2에 도시한 바에 의하면, 목(122a)은 제2유체 인입부(122b)나 디퓨저(122c)보다 좁은 내경을 갖도록 형성된다.The neck 122a is formed with an inner diameter narrower than the circumference to cause a local pressure drop upon ejection of the first fluid. 2, the neck 122a is formed to have an inner diameter narrower than the second fluid inlet 122b and the diffuser 122c.

제2유체 인입부(122b)는 제1유체가 분사되면서 목(122a)에 유발되는 압력강하에 의해 제2유체를 인입시키도록 노즐(121a)의 둘레에 환형으로 형성된다. 제1유체가 분사되면서 목(122a)에 국부적인 압력강하가 발생하면, 격납부(12) 내부에 있던 제2유체는 제2유체 인입부(122b)를 통해 순환유체 분사부(122)의 내부로 인입된다. 압력강하에 의해 제2유체 인입부(122b)로 유입되는 제2유체의 속도는 증가하게 된다.The second fluid inlet 122b is annularly formed around the nozzle 121a to draw the second fluid by a pressure drop caused by the neck 122a while the first fluid is being sprayed. If a localized pressure drop occurs in the neck 122a as the first fluid is dispensed, the second fluid within the compartment 12 passes through the second fluid inlet 122b into the interior of the circulating fluid dispensing portion 122 Lt; / RTI > The pressure drop causes the velocity of the second fluid flowing into the second fluid inlet 122b to increase.

디퓨저(122c)는 목(122a)을 통과한 제1유체 및 제2유체에 압력손실을 크게 발생시키지 않으면서 자연스럽게 냉각부(110)로 유도한다. 목(122a)을 통과한 제1유체와 제2유체의 유동이 자연스럽게 확산되지 않으면 유로 저항이 증가하여 순환 유량이 감소하게 되므로, 디퓨저(122c)는 자연스럽게 동압력을 정압력을 바꾸어 줌으로써 유로저항을 감소시켜 제1유체와 제2유체를 원활하게 냉각부(110)에 공급한다.The diffuser 122c naturally leads to the cooling section 110 without causing significant pressure loss in the first fluid and the second fluid passing through the neck 122a. If the flow of the first fluid and the second fluid passing through the neck 122a does not naturally spread, the flow path resistance increases and the circulation flow rate decreases. Therefore, the diffuser 122c naturally reduces the flow resistance by changing the static pressure Thereby supplying the first fluid and the second fluid to the cooling unit 110 smoothly.

도 2에 도시한 바와 같이 제2유체 인입부(122b), 목(122a), 디퓨저(122c)는 순차적으로 연결되며, 제2유체 인입부(122b)에서 목(122a)으로 가면서 내경이 점점 감소하고, 목(122a)에서 디퓨저(122c)로 가면서 내경이 다시 증가하도록 형성된다.As shown in FIG. 2, the second fluid inlet 122b, the neck 122a, and the diffuser 122c are sequentially connected. As the fluid flows from the second fluid inlet 122b to the neck 122a, the inner diameter gradually decreases And the inner diameter increases again from the neck 122a to the diffuser 122c.

순환유체 분사부(122)는 격납부(12)를 관통하는 연결배관(113)에 연결되어 제1유체와 제2유체를 연결배관(113)의 내부로 분사하며, 분사된 제1유체와 제2유체는 도 1에서 설명한 바와 같이 열교환기(112)를 통과하면서 비상냉각수저장부(111) 내부의 냉각수와 열교환한다.The circulating fluid injector 122 is connected to a connection pipe 113 passing through the compartment 12 to inject the first fluid and the second fluid into the connection pipe 113, The two fluids pass through the heat exchanger 112 and heat exchange with the cooling water in the emergency cooling water storage part 111 as described in FIG.

이와 같은 순환유도 분사기구(120)의 구조적인 특징으로 인해 본 발명은 격납부(12) 내부의 순수한 자연대류에 의존하지 않고 제1유체와 제2유체의 순환을 촉진시켜 격납부(12) 내부의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.The structure of the circulation inducing injection mechanism 120 according to the present invention facilitates the circulation of the first fluid and the second fluid without depending on the pure natural convection inside the compartment 12, Can be improved.

다시 도 1을 참조하면, 피동안전설비(100)는 냉각수 저장부(130), 유체 순환부(140), 응축수 집수부(150), 회수배관(160)을 더 포함한다.1, the passive safety equipment 100 further includes a cooling water storage unit 130, a fluid circulation unit 140, a condensed water collection unit 150, and a recovery pipe 160.

냉각수 저장부(130)는 내부에 원자로냉각재계통(11)으로 주입될 냉각수를 저장하도록 형성된다. 냉각수 저장부(130)는 중력수두에 의한 냉각수의 주입이 가능하도록 원자로냉각재계통(11)보다 높은 위치에 설치된다. 원자로냉각재계통(11)이라 함은 증기발생기(11b)를 이용하는 2차 냉각수 순환방식과 원자로냉각재계통(11)으로 직접 냉각수를 주입하는 1차 냉각수 순환방식의 피동잔열제거계통과 피동안전주입계통의 후반부 안전주입 기능을 포괄적으로 지칭한다.The cooling water storage part 130 is formed to store the cooling water to be injected into the reactor coolant system 11 therein. The cooling water storage part 130 is installed at a position higher than the reactor coolant system 11 so that cooling water can be injected by gravity head. The reactor coolant system 11 includes a secondary cooling water circulation system using a steam generator 11b and a passive residual heat removal system using a primary cooling water circulation system for directly injecting cooling water into the reactor coolant system 11 and a passive safety injection system And the latter safety injection function.

냉각수 저장부(130)에 저장된 냉각수는 용도에 따라 원자로냉각재계통(11)의 잔열제거와 원자로냉각재계통(11)으로의 안전주입 중 적어도 하나에 이용될 수 있다.The cooling water stored in the cooling water storage part 130 may be used for at least one of removal of residual heat of the reactor coolant system 11 and safety injection into the reactor coolant system 11 depending on the application.

사고 발생 시 원자로냉각재계통(11)의 내부에는 현열과 노심(11a)에서 발생하는 잔열이 존재하므로, 상기 현열과 잔열을 제거해 주어야 노심(11a)을 안전하게 유지할 수 있다. 본 실시예에서는 원자로냉각재계통(11) 내부의 증기발생기(11b)로 냉각수를 순환시켜 원자로냉각재계통(11) 내부의 현열 및 잔열을 제거하는 방식을 적용하였다. 냉각수 저장부(130)는 내부에 저장된 냉각수를 잔열제거에 이용하도록 급수관(13a)과 연결될 수 있다.Since the sensible heat and residual heat generated in the core 11a are present in the reactor coolant system 11 in the event of an accident, the sensible heat and residual heat must be removed to safely maintain the core 11a. In this embodiment, the method of circulating cooling water through the steam generator 11b in the reactor coolant system 11 to remove the sensible heat and residual heat in the reactor coolant system 11 is applied. The cooling water storage unit 130 may be connected to the water supply pipe 13a so as to use the cooling water stored therein for the removal of residual heat.

또한, 사고 발생 시 원자로냉각재계통(11)의 수위가 저하되므로 수위를 유지시키기 위해 원자로냉각재계통(11) 내부로 냉각수를 주입해야 한다. 냉각수 저장부(130)는 내부에 저장된 냉각수를 안전주입에 이용하도록 배관(115)에 의해 안전주입배관(15a)과 연결될 수 있다.In addition, since the water level of the reactor coolant system 11 is reduced in the event of an accident, cooling water must be injected into the reactor coolant system 11 to maintain the water level. The cooling water storage part 130 can be connected to the safety injection pipe 15a by the pipe 115 so as to use the cooling water stored therein for safety injection.

냉각수 저장부(130)는, 도 1에 도시한 바와 같이 잔열제거에 이용될 순수 냉각수와 안전주입에 이용될 붕산수를 각각 구분하여 저장하도록 순수 냉각수 저장부(130a)와 붕산수 저장부(130b)를 따로 구비할 수 있다.As shown in FIG. 1, the cooling water storage part 130 includes a pure water storage part 130a and a borated water storage part 130b for separately storing pure cooling water to be used for residual heat removal and boric acid water to be used for safety injection, respectively Can be provided separately.

순수 냉각수 저장부(130a)는 원자로냉각재계통(11) 내부의 현열 및 잔열을 제거하도록 증기발생기(11b)로 공급될 순수 냉각수를 저장하고, 붕산수 저장부(130b)는 원자로냉각재계통(11)의 수위를 유지시키도록 원자로냉각재계통(11) 내부로 직접 주입될 붕산수를 저장한다.The pure cooling water storage part 130a stores pure cooling water to be supplied to the steam generator 11b to remove sensible heat and residual heat in the reactor coolant system 11 and the borated water storage part 130b stores the pure cooling water to be supplied to the reactor coolant system 11 And stores the boric acid water to be injected directly into the reactor coolant system 11 so as to maintain the water level.

유체 순환부(140)는 냉각수 저장부(130)에서 원자로냉각재계통(11)을 거쳐 순환유도 분사기구(120)로 제1유체를 순환시키도록 형성된다. 유체 순환부(140)는 유체공급배관(141)과 유체순환배관(142)을 포함한다.The fluid circulation unit 140 is formed to circulate the first fluid from the cooling water storage unit 130 to the circulation induction injection mechanism 120 through the reactor coolant system 11. The fluid circulating unit 140 includes a fluid supply pipe 141 and a fluid circulation pipe 142.

유체공급배관(141)은 냉각수 저장부(130) 내부의 냉각수를 원자로냉각재계통(11)으로 공급하도록 냉각수 저장부(130)와 원자로냉각재계통(11)을 연결한다. 유체공급배관(141)은 원자로냉각재계통(11)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 유체공급배관(141)은 도시한 바와 같이 원자로냉각재계통(11) 내부의 증기발생기(11b)로 냉각수를 공급하도록 급수관(13a)과 연결될 수 있다.The fluid supply piping 141 connects the cooling water storage part 130 and the reactor coolant system 11 to supply the cooling water in the cooling water storage part 130 to the reactor coolant system 11. The fluid supply piping 141 may be connected to the reactor coolant system 11 directly or indirectly. The fluid supply pipe 141 may be connected to the water supply pipe 13a to supply cooling water to the steam generator 11b inside the reactor coolant system 11 as shown in the figure.

유체순환배관(142)은 원자로냉각재계통(11)을 통과한 제1유체를 순환유도 분사기구(120)로 공급하도록 원자로냉각재계통(11)과 순환유도 분사기구(120)를 연결한다. 유체순환배관(142)은 도시한 바와 같이 증기발생기(11b)와 연결되어 증기발생기(11b)에서 방출되는 제1유체를 순환유도 분사기구(120)로 공급할 수 있다.The fluid circulation pipe 142 connects the reactor coolant system 11 and the circulation induction injection mechanism 120 so as to supply the first fluid that has passed through the reactor coolant system 11 to the circulation induction injection mechanism 120. The fluid circulation pipe 142 may be connected to the steam generator 11b to supply the first fluid discharged from the steam generator 11b to the circulation induction injection mechanism 120 as shown in the figure.

응축수 집수부(150)는 냉각부(110)에 제1유체와 제2유체가 냉각되어 형성된 응축수를 집수한다. 응축수 집수부(150)는 냉각부(110)에서 낙하하는 응축수를 집수하도록 상부의 적어도 일부가 개구되며 냉각부(110)와 냉각수 저장부(130)의 사이에 설치된다.The condensed water collecting unit 150 collects condensed water formed by cooling the first fluid and the second fluid in the cooling unit 110. The condensate water collecting part 150 is installed at least a part of the upper part of the cooling part 110 and between the cooling part 110 and the cooling water storage part 130 so as to collect the condensed water falling from the cooling part 110.

회수배관(160)은 응축수 집수부(150)에 집수된 응축수를 다시 냉각수 저장부(130)로 회수시키도록 응축수 집수부(150)에서 냉각수 저장부(130)로 연장된다. 회수배관(160)에는 응축수의 유량을 조절하는 유량조절기(161)가 설치될 수 있다.The recovery pipe 160 extends from the condensed water collecting part 150 to the cooling water storage part 130 so that the condensed water collected in the condensed water collecting part 150 is returned to the cooling water storing part 130 again. The recovery pipe 160 may be provided with a flow controller 161 for controlling the flow rate of the condensed water.

응축수가 응축수 집수부(150)에서 집수되고, 회수배관(160)을 통해 냉각수 저장부(130)로 회수되면, 냉각수 저장부(130)에서 출발한 유체의 순환이 완료된다. 본 발명은 자연력에 의한 피동적인 방법으로 유체의 순환을 유도하므로, 유체의 순환은 1순환에서 끝나는 것이 아니라 격납부(12) 내에서 유체의 순환을 유도할 수 있는 충분한 피동력 유지되는 한 계속적으로 지속될 수 있다.When the condensed water is collected in the condensed water collecting part 150 and recovered to the cooling water storage part 130 through the recovery pipe 160, the circulation of the fluid starting from the cooling water storage part 130 is completed. Since the present invention induces the circulation of the fluid in a passive manner by the natural force, the circulation of the fluid does not end in one circulation but continues as long as the driven force sufficient to induce the circulation of the fluid in the compartment 12 is maintained Can be sustained.

이하에서는 피동안전설비(100) 및 원전(10)의 사고발생 시 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the passive safety equipment 100 and the nuclear power plant 10 in the event of an accident will be described.

도 3은 도 1에 도시된 피동안전설비(100) 및 이를 구비하는 원전(10)의 사고발생 시를 나타내는 개념도이다.FIG. 3 is a conceptual diagram showing the passive safety facility 100 shown in FIG. 1 and a nuclear power plant 10 having the same.

냉각재상실사고 또는 비냉각재상실사고 등의 사고가 발생하면, 급수관(13a)과 증기관(14a)에 각각 설치된 격리밸브(13b, 14b)는 폐쇄되고, 안전주입배관(15a)에 설치된 밸브(15b)들은 개방되어 안전주입설비(15)로부터 원자로냉각재계통(11)으로 안전주입이 이루어진다. 붕산수 저장부(130b)에 저장된 붕산수도 안전주입배관(15a)과 연결된 배관(115)에 설치된 격리밸브(115a)와 체크밸브(115b)가 개방됨에 따라 원자로냉각재계통(11) 내부의 압력이 감소하면 중력수두에 의해 원자로냉각재계통(11) 내부로 안전주입배관(15a)을 통해 주입된다. 붕산수 저장부(130b)에 저장된 붕산수는 안전주입설비(15)에 이어 원자로냉각재계통(11) 내부의 수위를 유지시키는 역할을 한다.The isolation valves 13b and 14b provided respectively in the water supply pipe 13a and the steam pipe 14a are closed and the valve 15b provided in the safety injection pipe 15a is closed when an accident such as a coolant loss accident or a non- Are opened to provide safety injection from the safety injection facility (15) to the reactor coolant system (11). The isolation valve 115a and the check valve 115b provided in the piping 115 connected to the boric acid water safety infusion piping 15a stored in the boric acid storage part 130b are opened to reduce the pressure inside the reactor coolant system 11 Is injected into the reactor coolant system (11) through the safe injection piping (15a) by gravity head. The boric acid water stored in the boric acid water storage part 130b serves to maintain the water level in the reactor coolant system 11 following the safety injection facility 15.

순수 냉각수 저장부(130a)와 급수관(13a)을 연결하는 유체공급배관(141)에 설치된 격리밸브(141a)와 체크밸브(141b)도 개방되어 중력수두에 의한 냉각수의 공급이 시작된다. 냉각수는 급수관(13a)을 통해 증기발생기(11b)의 하부로 공급되고, 증기발생기(11b)에서 원자로냉각재계통(11) 내부의 현열 및 노심(11a)의 잔열을 제거하고 증기발생기(11b)의 상부로 방출된다.The isolation valve 141a provided in the fluid supply pipe 141 connecting the pure water storage portion 130a and the water supply pipe 13a and the check valve 141b are also opened and the supply of the cooling water by the gravity head is started. The cooling water is supplied to the lower portion of the steam generator 11b through the water supply pipe 13a so that the sensible heat in the reactor coolant system 11 and the residual heat of the core 11a are removed from the steam generator 11b, .

유체순환배관(142)에 설치된 격리밸브(142a)도 개방되며, 증기발생기(11b)의 상부로 방출된 제1유체는 유체순환배관(142)을 통해 증발한다. 제1유체는 순환유도 분사기구(120)로 공급되고, 순환유도 분사기구(120)는 유체순환배관(142)을 통해 공급된 제1유체와 격납부(12) 내부에서 압력강하에 의해 인입된 제2유체를 연결배관(113)에 분사한다.The isolation valve 142a provided in the fluid circulation pipe 142 is also opened and the first fluid discharged to the upper portion of the steam generator 11b evaporates through the fluid circulation pipe 142. [ The first fluid is supplied to the circulation induction injection mechanism 120 and the circulation induction injection mechanism 120 is connected to the first fluid supplied through the fluid circulation pipe 142 and the first fluid supplied through the fluid circulation pipe 142 And the second fluid is sprayed to the connection pipe 113.

순환유도 분사기구(120)에서 분사된 제1유체와 제2유체는 비상냉각수저장부(111) 내부에 설치된 열교환기(112)를 통과하면서 비상냉각수저장부(111) 내부의 냉각수에 열을 전달하고 냉각 및 응축된다. 비상냉각수저장부(111) 내부의 냉각수는 온도가 상승하면, 증발하여 외부 환경으로 열을 방출한다.The first fluid and the second fluid injected from the circulation inducing injection mechanism 120 pass heat to the cooling water inside the emergency cooling water storage part 111 while passing through the heat exchanger 112 installed inside the emergency cooling water storage part 111 And cooled and condensed. When the temperature rises, the cooling water in the emergency cooling water storage part 111 evaporates and releases heat to the external environment.

제1유체와 제2유체가 열교환기(112)에서 냉각 및 응축되어 형성된 응축수는 다시 연결배관(113)을 통해 격납부(12) 내부로 유입되고, 연결배관(113)의 하부에 설치된 응축수 집수부(150)로 낙하하여 집수된다. 연결배관(113)에서 응축수와 함께 배출된 비응축성 가스는 격납부(12) 내부로 배출된다. 응축수 집수부(150)에 집수된 응축수는 회수배관(160)을 통해 다시 냉각수 저장부(130)에 회수되며, 유체의 순환은 연속적이고 지속적으로 이루어진다. 다만, 원전(10)의 특성에 따라 응축수를 냉각수 저장부(130)로 직접 수집되도록 구성하는 경우에는 응축수 집수부(150)를 별도로 구비하지 않을 수도 있다.The condensed water formed by cooling and condensing the first fluid and the second fluid in the heat exchanger 112 is introduced into the compartment 12 through the connection pipe 113 and the condensate water And falls to the catching portion 150 and is collected. Non-condensable gas discharged together with the condensed water in the connection pipe 113 is discharged into the compartment 12. [ The condensed water collected in the condensed water collecting part 150 is returned to the cooling water storing part 130 via the return pipe 160, and the circulation of the fluid is continuously and continuously performed. However, when the condensed water is directly collected into the cooling water storage part 130 according to the characteristics of the nuclear power plant 10, the condensed water storage part 150 may not be separately provided.

이하에서는 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전의 다른 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, another embodiment of a passive safety equipment and a nuclear power plant having the same will be described.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관련된 피동안전설비(200) 및 이를 구비하는 원전(20)의 정상운전 시를 나타내는 개념도이다.FIG. 4 is a conceptual diagram showing a normal operation of the passive safety equipment 200 and the nuclear power station 20 having the same according to another embodiment of the present invention.

피동안전설비(200)는 냉각부(210) 및 순환유도 분사기구(220)를 포함한다.The passive safety equipment 200 includes a cooling unit 210 and a circulation induction injection mechanism 220.

냉각부(210)는 비상냉각수저장부(211), 열교환기(212)를 포함한다.The cooling unit 210 includes an emergency cooling water storage unit 211 and a heat exchanger 212.

비상냉각수저장부(211)는 격납부(22)의 외부에 설치되며, 내부에는 냉각수가 저장된다. 열교환기(212)는 비상냉각수저장부(211)의 내부가 아니라 격납부(22)의 내부에 설치되며, 격납부(22)를 관통하는 연결배관(213)에 의해 비상냉각수저장부(211)와 연결된다. 연결배관(213)의 단부에는 냉각수를 분사하는 스파저(215)가 설치될 수 있다. 열교환기(212)는 비상냉각수저장부(211) 내부의 냉각수를 통과시켜 순환유도 분사기구(220)에서 분사되는 제1유체 및 제2유체와 열교환하도록 이루어진다.The emergency cooling water storage unit 211 is installed outside the compartment 22, and the cooling water is stored therein. The heat exchanger 212 is installed in the interior of the compartment 22 instead of the interior of the emergency cooling water storage 211 and is connected to the emergency cooling water storage 211 by a connection pipe 213 passing through the compartment 22, Lt; / RTI > At the end of the connection pipe 213, a sparger 215 for spraying cooling water may be installed. The heat exchanger 212 exchanges heat with the first fluid and the second fluid injected from the circulation induction injection mechanism 220 through the cooling water in the emergency cooling water storage unit 211.

도 4에 도시된 순환유도 분사기구(220)의 구조 및 작동에 대하여는 도 5를 참조하여 설명한다.The structure and operation of the circulation induction injection mechanism 220 shown in Fig. 4 will be described with reference to Fig.

도 5는 도 4에 도시된 순환유도 분사기구(220)를 확대하여 나타낸 개념도이다. (a)는 순환유도 분사기구(220)를 정면에서 바라본 개념도이고, (b)는 순환유도 분사기구(220)를 측면에서 바라본 개념도이다.5 is an enlarged conceptual view of the circulation induction injection mechanism 220 shown in FIG. (a) is a conceptual view of the circulation induction injection mechanism 220 viewed from the front, and (b) is a conceptual view of the circulation induction injection mechanism 220 as viewed from the side.

열교환기(212)와 연결배관(213) 사이에는 입구헤더(212b)와 출구헤더(212c)가 설치되고, 비상냉각수저장부(211) 내부의 냉각수는 연결배관(213)을 통해 입구헤더(212b)와 출구헤더(212c)를 순차적으로 통과한다. 입구헤더(212b)와 출구헤더(212c) 사이에는 튜브(212a)가 설치되고, 튜브의 둘레에는 사고시 비산물(파편)으로부터 튜브(212a)를 보호하는 케이싱(212d)이 설치된다.An inlet header 212b and an outlet header 212c are provided between the heat exchanger 212 and the connection pipe 213. The cooling water in the emergency cooling water storage 211 is connected to the inlet header 212b And an outlet header 212c sequentially. A tube 212a is provided between the inlet header 212b and the outlet header 212c and a casing 212d is provided around the tube to protect the tube 212a from accidental debris.

순환유도 분사기구(220)는 도 2에 도시된 순환유도 분사기구(220)와 달리 제1유체와 제2유체를 열교환기(212)의 표면에 분사하도록 형성된다. 순환유도 분사기구(220)에서 분사된 제1유체와 제2유체는 열교환기(212)의 표면에서 열교환기(212) 내부를 통과하는 냉각수와 열교환하여 냉각 및 응축된다.The circulation induction injection mechanism 220 is formed to inject the first fluid and the second fluid onto the surface of the heat exchanger 212, unlike the circulation induction injection mechanism 220 shown in FIG. The first fluid and the second fluid ejected from the circulation inducing injection mechanism 220 undergo heat exchange with the cooling water passing through the inside of the heat exchanger 212 at the surface of the heat exchanger 212 to be cooled and condensed.

다시 도 4를 참조하면, 피동안전설비(200)는 냉각수 저장부(230)를 더 포함한다.Referring again to FIG. 4, the passive safety equipment 200 further includes a cooling water storage unit 230.

냉각수 저장부(230)는 순수 냉각수 저장부(230a)와 붕산수 저장부(230b)를 따로 구비하지 않고, 순수 냉각수 저장부(230a)와 붕산수 저장부(230b)가 통합된 탱크 또는 수조로 형성될 수 있다. 냉각수 저장부(230)는 복수로 구비될 수 있으며, 어느 일부의 냉각수 저장부(230')는 유체공급배관(241)에 의해 급수관(23a)과 연결되고 다른 일부의 냉각수 저장부(230")는 안전주입배관(25a)에 연결될 수 있다.The cooling water storage unit 230 does not include the pure water storage 230a and the boric storage water 230b but is formed of a tank or a water tank in which the pure water storage 230a and the borated water storage 230b are integrated . A plurality of cooling water storage units 230 may be provided and some of the cooling water storage units 230 may be connected to the water supply pipes 23a by the fluid supply pipe 241 and may be connected to the cooling water storage units 230 ' May be connected to the safety injection piping 25a.

이하에서는 도 4 및 도 5에서 설명한 피동안전설비(200) 및 이를 구비하는 원전(20)의 사고발생 시 작동을 설명한다.Hereinafter, the operation of the passive safety equipment 200 described in FIGS. 4 and 5 and the nuclear power plant 20 having the safety equipment 200 when an accident occurs will be described.

도 6은 도 4에 도시된 피동안전설비(200) 및 이를 구비하는 원전(20)의 사고발생 시를 나타내는 개념도이다.FIG. 6 is a conceptual diagram showing the occurrence of an accident in the passive safety facility 200 shown in FIG. 4 and the nuclear power plant 20 having the same.

원전(20)에서 사고가 발생하면 급수관(23a)과 증기관(24a)에 각각 설치된 격리밸브(23b, 24b)는 폐쇄된다. 그리고, 냉각수 저장부(230')와 연결된 유체공급배관(241)에 설치된 격리밸브(241a) 및 체크밸브(241b)가 개방되며, 냉각수 저장부(230")와 안전주입배관(25a)을 연결하는 배관(215)에 설치된 격리밸브(215a)와 체크밸브(215b)도 개방된다.When an accident occurs in the nuclear power plant 20, the isolation valves 23b and 24b provided respectively in the water supply pipe 23a and the steam pipe 24a are closed. The isolation valve 241a and the check valve 241b provided in the fluid supply pipe 241 connected to the cooling water storage unit 230 'are opened and the cooling water storage unit 230' 'and the safety injection pipe 25a are connected The isolation valve 215a and the check valve 215b provided in the pipe 215 are also opened.

냉각수 저장부(230")의 냉각수는 안전주입설비(25)와 함께 원자로냉각재계통(21)으로 안전주입되고, 냉각수 저장부(230')의 냉각수는 유체공급배관(241)을 통해 증기발생기(21b)로 공급되어 원자로냉각재계통(21) 내부의 현열 및 노심(21a)의 잔열을 제거한다.The cooling water in the cooling water storage part 230 'is safely injected into the reactor coolant system 21 together with the safety injection facility 25 and the cooling water in the cooling water storage part 230' 21b to remove the sensible heat inside the reactor coolant system 21 and the residual heat of the core 21a.

증기발생기(21b)에서 방출된 제1유체는, 격리밸브(242a)가 개방되어 있는 유체순환배관(242)을 통해 증발하며, 순환유도 분사기구(220)로 공급된다. 제2유체는 순환유도 분사기구(220)로 인입되어 제1유체와 함께 열교환기(212)의 표면에 분사되고, 열교환기(212)의 표면에서 비상냉각수저장부(211)로부터 공급된 냉각수와 열교환하여 냉각 및 응축되고 낙하한다.The first fluid discharged from the steam generator 21b evaporates through the fluid circulation pipe 242 in which the isolation valve 242a is opened and is supplied to the circulation induction injection mechanism 220. [ The second fluid is drawn into the circulating induction injection mechanism 220 and is sprayed on the surface of the heat exchanger 212 together with the first fluid and is discharged from the surface of the heat exchanger 212 to the cooling water supplied from the emergency cooling water storage section 211 Cooled, condensed and dropped by heat exchange.

낙하하는 응축수는 응축수 집수부(250)에서 집수되고, 회수배관(260)을 통해 냉각수 저장부(230)에 회수되며, 유체의 순환은 지속적으로 이루어진다.The falling condensed water is collected in the condensed water collecting part 250 and recovered to the cooling water storage part 230 through the recovery pipe 260, and the circulation of the fluid is continuously performed.

이하에서는 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전의 또 다른 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the passive safety equipment and the nuclear power plant having the same will be described.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전설비(300) 및 이를 구비하는 원전(30)의 정상운전 시를 나타내는 개념도이다.FIG. 7 is a conceptual diagram showing a normal operation of the passive safety equipment 300 and the nuclear power plant 30 having the same according to still another embodiment of the present invention.

피동안전설비(300)는 냉각부(310) 및 순환유도 분사기구(320)를 포함한다.The passive safety equipment 300 includes a cooling unit 310 and a circulation induction injection mechanism 320. [

냉각부(310)는 비상냉각수저장부(311), 제1열교환기(312') 및 제2열교환기(312")를 포함한다.The cooling unit 310 includes an emergency cooling water storage unit 311, a first heat exchanger 312 ', and a second heat exchanger 312 ".

비상냉각수저장부(311)는 도 1 및 도 4에서 설명한 바에 갈음한다.The emergency cooling water storage unit 311 is replaced with the one described with reference to FIG. 1 and FIG.

제1열교환기(312')는 격납부(32)의 내부에 설치되어 격납부(32) 내부의 유체와 열교환한다.The first heat exchanger 312 'is installed inside the compartment 32 and exchanges heat with the fluid inside the compartment 32.

제2열교환기(312")는 비상냉각수저장부(311) 내부에 설치되어 폐회로를 형성하도록 연결배관(313)에 의해 제1열교환기(312')와 연결된다. 폐회로 내부에는 비상냉각수저장부(311) 내부의 냉각수 또는 격납부(32) 내부의 유체와 독립적으로 유체가 순환한다. 제2열교환기(312")는, 제1열교환기(312')에서 폐회로를 순환하는 유체에 전달된 열을 비상냉각수저장부(311) 내부의 냉각수에 전달한다. 비상냉각수저장부(311)로 전달된 열은 냉각수의 증발에 의해 외부 환경으로 방출된다.The second heat exchanger 312 'is installed inside the emergency cooling water storage part 311 and is connected to the first heat exchanger 312' by a connection pipe 313 so as to form a closed circuit. The fluid circulates independently of the fluid in the cooling water or compartment 32 in the first heat exchanger 311. The second heat exchanger 312 " And transfers the heat to the cooling water inside the emergency cooling water storage unit 311. The heat transferred to the emergency cooling water storage section 311 is released to the external environment by the evaporation of the cooling water.

연결배관(313)은 격납부(32)를 관통하여 제1연결배관(313')과 제2연결배관(313")에 각각 연결된다. 보충탱크(326)는 내부에 유체를 저장하도록 형성되고, 폐회로 내의 유체를 보충하도록 연결배관(313)과 연결된다.The connection pipe 313 is connected to the first connection pipe 313 'and the second connection pipe 313 "through the compartment 32. The supplement tank 326 is formed to store the fluid therein And is connected to the connection pipe 313 so as to supplement the fluid in the closed circuit.

냉각수 저장부(330)는 원자로냉각재계통(31) 내부의 현열 및 노심(31a)의 잔열을 제거하는 용도로 사용될 수 있으며, 안전주입설비(35)는 냉각수 저장부(330)와 별개로 구비될 수 있다.The cooling water storage unit 330 may be used to remove the sensible heat in the reactor coolant system 31 and the residual heat of the core 31a and the safety injection facility 35 may be provided separately from the cooling water storage unit 330 .

도 8은 도 7에 도시된 피동안전설비(300) 및 이를 구비하는 원전(30)의 사고발생 시를 나타내는 개념도이다.FIG. 8 is a conceptual diagram showing the accidental occurrence of the passive safety facility 300 shown in FIG. 7 and the nuclear power plant 30 having the same.

원전(30)에서 사고 발생 시 급수관(33a)과 증기관(34a)에 각각 설치된 격리밸브(33b, 34b)는 폐쇄된다.The isolation valves 33b and 34b provided in the water supply pipe 33a and the steam pipe 34a are closed when an accident occurs in the nuclear power plant 30.

그리고, 냉각수 저장부(330)와 증기발생기(31b)를 연결하는 유체공급배관(341)에 설치된 격리밸브(341a)와 체크밸브(341b)는 개방되어 냉각수가 증기발생기(31b)로 공급된다. 증기발생기(31b)로 공급된 냉각수는 증기발생기(31b)에서 증발한다. 증기발생기(31b)에서 방출된 제1유체는 유체순환배관(342)을 통해 증발하고, 순환유도 분사기구(320)로 공급된다.The isolation valve 341a and the check valve 341b provided in the fluid supply pipe 341 connecting the cooling water storage unit 330 and the steam generator 31b are opened and the cooling water is supplied to the steam generator 31b. The cooling water supplied to the steam generator 31b evaporates in the steam generator 31b. The first fluid discharged from the steam generator 31b evaporates through the fluid circulation pipe 342 and is supplied to the circulation induction injection mechanism 320. [

순환유도 분사기구(320)는 유체순환배관(342)을 통해 공급된 제1유체와 격납부(32)로부터 인입된 제2유체를 제1열교환기(312')의 표면에 분사한다. 제1열교환기(312')의 표면으로 분사된 제1유체와 제2유체는, 제1열교환기(312'), 제2열교환기(312") 및 연결배관(313)에 의해 형성된 폐회로 내부를 흐르는 냉각수와 열교환하여 냉각 및 응축되고, 응축수가 되어 낙하한다. 낙하하는 응축수는 응축수 집수부(350)에 집수된다.The circulation inducing injection mechanism 320 injects the first fluid supplied through the fluid circulation pipe 342 and the second fluid introduced from the storage part 32 onto the surface of the first heat exchanger 312 '. The first fluid and the second fluid injected onto the surface of the first heat exchanger 312 'are supplied to the inside of the closed loop formed by the first heat exchanger 312', the second heat exchanger 312 ' The cooling water is cooled and condensed, and the condensed water falls down as condensed water. The condensed water that falls is collected in the condensed water collector 350.

폐회로 내부를 흐르는 유체는 지속적으로 폐회로를 순환하면서 격납부(32) 내부에서 열을 전달받아 비상냉각수저장부(311) 내부의 냉각수에 전달받은 열을 다시 전달한다. 폐회로 내의 유체가 부족할 때에는 보충탱크(326)로부터 유체를 보충받아 순환을 지속한다. 비상냉각수저장부(111) 내부의 냉각수는 열을 전달받음에 따라 온도가 증가하며, 증발하여 외부 환경을 열을 방출한다.The fluid flowing in the closed circuit continuously circulates the closed circuit and receives heat from the inside of the compartment 32 to transfer the heat transferred to the cooling water in the emergency cooling water storage 311 again. When the fluid in the closed circuit is insufficient, the fluid is replenished from the replenishing tank 326 and continues to circulate. The cooling water in the emergency cooling water storage unit 111 increases in temperature as heat is received, and evaporates and releases heat in the external environment.

이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전설비(400) 및 이를 구비하는 원전(40)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the passive safety equipment 400 according to still another embodiment of the present invention and the nuclear power station 40 having the same will be described.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 피동안전설비(400) 및 이를 구비하는 원전(40)의 정상운전 시를 나타내는 개념도이다.FIG. 9 is a conceptual diagram showing a normal operation of the passive safety equipment 400 and the nuclear power station 40 having the same according to still another embodiment of the present invention.

원전(40)은 원자로냉각재계통(41), 격납부(42), 피동격납용기살수계통(46) 및 피동안전설비(400)를 포함한다.The nuclear power plant 40 includes a reactor coolant system 41, a compartment 42, a containment vessel sprinkler system 46, and a passive safety facility 400.

도 9에 도시된 격납부(42)는 앞서 설명한 격납부(42)와 달리 격납용기(42a) 및 격납건물(42b)을 포함한다.The storage portion 42 shown in Fig. 9 includes a storage container 42a and a containment building 42b unlike the storage portion 42 described above.

격납용기(42a)는 철재로 형성되며, 원자로냉각재계통(41)을 감싸도록 형성된다. 격납건물(42b)은 콘크리트로 형성되며, 격납용기(42a)와의 사이에 공기순환유로(42c)를 형성하도록 격납용기(42a)로부터 이격된 위치에서 상기 격납용기(42a)를 감싸도록 형성된다. 격납건물(42b)은, 공기순환유로(42c)를 순환하면서 격납용기(42a)를 냉각할 외부 공기를 유입시키도록 적어도 하나의 공기유입구(42b')를 구비한다.The containment vessel 42a is made of iron and is formed to enclose the reactor coolant system 41. [ The containment structure 42b is formed of concrete and is formed to surround the containment vessel 42a at a position spaced from the containment vessel 42a so as to form an air circulation flow passage 42c between the containment vessel 42a and the containment vessel 42a. The containment building 42b has at least one air inlet 42b 'for circulating the air circulation passage 42c and for introducing outside air to cool the containment vessel 42a.

피동격납용기살수계통(46)은 살수냉각수저장부(46a), 살수배관(46b), 살수격리밸브(46b) 및 살수노즐(46d)을 포함한다. 살수냉각수저장부(46a)는 냉각수를 저장하도록 형성되어 격납건물(42b)의 상부에 설치된다. 살수배관(46b)은 살수냉각수저장부(46a)의 냉각수가 이동하는 유로를 형성하며, 살수배관(46b)에는 살수격리밸브(46b)가 설치될 수 있다. 살수배관(46a)의 단부에는 살수노즐(46d)이 설치될 수 있다. 피동격납용기살수계통(46)은 격납용기(42a)를 냉각하도록 격납용기(42a)의 외부면에 냉각수를 살수한다.The driven containment sprinkler system 46 includes a sprinkler cooling water reservoir 46a, a sprinkling pipe 46b, a sprinkling isolation valve 46b and a sprinkling nozzle 46d. The sprinkler cooling water storage portion 46a is formed to store cooling water and is installed on the upper portion of the containment building 42b. The water spray pipe 46b forms a channel through which the cooling water in the water spray cooling water storage unit 46a moves and the water spray isolation valve 46b may be installed in the water spray pipe 46b. A water spray nozzle 46d may be installed at the end of the water spray pipe 46a. The driven containment sprinkler system 46 distributes cooling water to the outer surface of the containment vessel 42a so as to cool the containment vessel 42a.

피동안전설비(400)는 냉각수 저장부(430), 냉각부(420) 및 순환유도 분사기구(420)를 포함한다.The passive safety equipment 400 includes a cooling water storage unit 430, a cooling unit 420, and a circulation induction injection mechanism 420.

냉각수 저장부(430)는 원자로냉각재계통(41) 내부로 직접 냉각수를 주입하도록 안전주입배관(45a)과 연결된다. 냉각수 저장부(430)에 안전주입된 냉각수는 원자로냉각재계통(41)을 순환하고 원자로냉각재계통(41)으로부터 방출되는 유체는 유체순환배관(442)을 통해 순환유도 분사기구(420)로 공급된다.The cooling water storage portion 430 is connected to the safety injection pipe 45a to directly inject cooling water into the reactor coolant system 41. [ The cooling water injected into the cooling water storage part 430 is circulated through the reactor coolant system 41 and the fluid discharged from the reactor coolant system 41 is supplied to the circulation induction injection mechanism 420 through the fluid circulation pipe 442 .

순환유도 분사기구(420)는 도 10을 참조하여 설명한다.The circulation induction injection mechanism 420 will be described with reference to Fig.

도 10은 도 9에 도시된 순환유도 분사기구(420)를 확대하여 나타낸 개념도이다. (a)는 순환유도 분사기구(420)를 정면에서 바라본 개념도이고, (b)는 순환유도 분사기구(420)를 측면에서 바라본 개념도이다.10 is an enlarged conceptual view of the circulation induction injection mechanism 420 shown in FIG. (a) is a conceptual view of the circulation induction injection mechanism 420 viewed from the front, and (b) is a conceptual view of the circulation induction injection mechanism 420.

순환유도 분사기구(420)는 제1유체와 제2유체를 격납용기(42a)의 내벽면에 분사하도록 형성된다. 순환유도 분사기구(420)의 출구는 격납용기(42a)의 내벽면을 향하도록 설치된다.The circulation induction injection mechanism 420 is formed to inject the first fluid and the second fluid onto the inner wall surface of the containment vessel 42a. The outlet of the circulation induction injection mechanism 420 is installed so as to face the inner wall surface of the containment vessel 42a.

유체순환배관(442, 도 9 참조))에서 공급된 제1유체는 제1유체 분사부(421)에서 분사되며, 제2유체도 압력강하에 의해 인입되어 제1유체와 함께 격납용기(42a)의 내벽면에 분사된다. 격납용기(42a)에 분사된 제1유체와 제2유체는 격납용기(42a)의 내벽면에서 냉각 및 응축된다.The first fluid supplied from the fluid circulating pipe 442 (see FIG. 9) is injected from the first fluid injecting section 421, and the second fluid is also drawn by the pressure drop to be introduced into the containment vessel 42a together with the first fluid. As shown in Fig. The first fluid and the second fluid injected into the containment vessel 42a are cooled and condensed at the inner wall surface of the containment vessel 42a.

다시 도 9를 참조하면, 냉각부(420)는 원전(40)에 별도의 장치가 설치되는 것이 아니라 격납용기(42a)가 냉각부(420)로 기능한다. 공기유입구(42b')를 통해 공기순환유로(42c)를 순환하는 공기와 피동격납용기살수계통(46)에서 살수된 냉각수는 격납용기(42a)를 지속적으로 냉각하고, 순환유도 분사기구(120)에서 분사된 제1유체와 제2유체는 격납용기(42a)에 열을 전달하며, 열은 공기순환유로(42c)를 순환하는 공기 및 격납용기(42a)의 외부면에 살수된 냉각수에 의해 외부 환경으로 방출된다.Referring to FIG. 9 again, the cooling unit 420 is not provided with a separate device in the nuclear power plant 40, but the containment vessel 42a functions as the cooling unit 420. The air circulating through the air circulation passage 42c through the air inlet 42b 'and the cooling water sprayed from the floating containment vessel sprinkler system 46 continuously cool the containment vessel 42a, The heat is transferred to the air circulating through the air circulation passage 42c and the cooling water sprinkled on the outer surface of the containment vessel 42a to the outside of the containment vessel 42a, Environment.

응축수 집수부(미도시)가 설치될 수도 있으나, 원전(40)에는 응축수 집수부가 따로 설치되지 않고 냉각수 저장부(430)가 순환유도 분사기구(420)의 출구 하부에 설치되어 격납용기(42a)의 내벽면에서 응축되어 낙하하는 응축수를 집수할 수 있다.The cooling water storage unit 430 may be installed at the lower portion of the outlet of the circulation induction injection mechanism 420 to prevent the water stored in the containment vessel 42a, It is possible to collect the condensed water which is condensed on the inner wall surface of the condenser.

이하에서는 도 9에 도시된 피동안전설비(400) 및 이를 구비하는 원전(40)의 사고발생 시 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the passive safety equipment 400 shown in FIG. 9 and the nuclear power plant 40 having the safety equipment 400 when an accident occurs will be described.

도 11은 도 9에 도시된 피동안전설비(400) 및 이를 구비하는 원전(40)의 사고발생 시를 나타내는 개념도이다.FIG. 11 is a conceptual diagram showing the accidental occurrence of the passive safety facility 400 shown in FIG. 9 and the nuclear power plant 40 having the same.

원전(40)에서 사고 발생 시 급수관(43a) 및 증기관(44a)에 각각 설치된 격리밸브(43b, 44b)는 폐쇄된다. 안전주입설비(45)와 원자로냉각재계통(41)을 연결하는 안전주입배관(45a)에 설치된 격리밸브(45b)는 개방되고, 안전주입배관(45a)과 냉각수 저장부(430)를 연결하는 배관(415)에 설치된 격리밸브(415a)와 체크밸브(415b)도 개방되어 원자로냉각재계통(11) 내부의 압력이 감소하면 중력수두에 의해 원자로냉각재계통(41) 내부로 안전주입이 이루어진다.The isolation valves 43b and 44b provided in the water supply pipe 43a and the steam pipe 44a are closed when an accident occurs in the nuclear power plant 40. [ The isolation valve 45b provided in the safety injection piping 45a for connecting the safety injection facility 45 and the reactor coolant system 41 is opened and the piping for connecting the safety injection piping 45a and the cooling water storage unit 430 The isolation valve 415a and the check valve 415b provided in the reactor coolant system 415 are also opened to reduce the pressure inside the reactor coolant system 11 so that safety injection is performed into the reactor coolant system 41 by the gravity head.

원자로냉각재계통(41) 내부에서 열을 전달받은 제1유체는 유체순환배관(442)을 통해 증발하며, 순환유도 분사기구(420)를 통해 제2유체와 함께 격납용기(42a)의 내벽면에 분사된다.The first fluid which has received heat in the reactor coolant system 41 evaporates through the fluid circulation pipe 442 and flows through the circulation inducing injection mechanism 420 to the inner wall surface of the containment vessel 42a together with the second fluid .

격납용기(42a)의 외부면에서는, 공기유입구(42b')를 통해 외부 공기가 유입되어 공기순환유로(42c)를 순환하면서 격납용기(42a)를 냉각한다. 격납용기(42a)의 외부면에서 열을 전달받은 공기는 상승하여 격납건물(42b)의 상부의 개구부를 통해 외부로 방출된다. 또한, 피동격납용기살수계통(46)에서는 살수밸브(46c)가 개방됨에 따라 냉각수를 격납용기(42a)의 외부면에 살수하여 격납용기(42a)를 냉각한다. 격납용기(42a)가 공기순환과 살수에 의해 냉각되므로, 순환유도 분사기구(420)에서 격납용기(42a)에 제1유체와 제2유체를 분사함으로써 격납용기(42a)에 전달된 열은 외부 환경으로 방출될 수 있다.External air flows into the outer surface of the containment vessel 42a through the air inlet 42b 'to cool the containment vessel 42a while circulating the air circulation flow channel 42c. The air having received the heat from the outer surface of the containment vessel 42a rises and is discharged to the outside through the opening in the upper portion of the containment building 42b. In the driven containment tank sprinkling system 46, the water sprinkling valve 46c is opened to cool the containment vessel 42a by spraying cooling water on the outer surface of the containment vessel 42a. The heat transferred to the containment vessel 42a by injecting the first fluid and the second fluid into the containment vessel 42a in the circulation induction injection mechanism 420 is transferred to the outside of the containment vessel 42a by the air circulation and spraying, Environment.

격납용기(42a)의 내벽면에서 제1유체와 제2유체가 냉각 및 응축되어 형성된 응축수는 낙하하여 냉각수 저장부(430)에 회수된다.The condensed water formed by cooling and condensing the first fluid and the second fluid on the inner wall surface of the containment vessel 42a falls and is collected in the cooling water storage section 430. [

이하에서는 순환유도 분사기구의 변형례에 대하여 설명한다.Hereinafter, a modification of the circulation induction injection mechanism will be described.

도 12 내지 도 14는 순환유도 분사기구의 변형례를 나타낸 개념도이다.12 to 14 are conceptual views showing a modification of the circulation induction injection mechanism.

도 12는 도 1 내지 도 11에 도시한 순환유도 분사기구(120)를 나타낸 것으로, 제트펌프의 원리를 응용한 것이다. 이에 대한 설명은 앞에서 설명한 것으로 갈음한다.Fig. 12 shows the circulation induction injection mechanism 120 shown in Figs. 1 to 11, applying the principle of the jet pump. This is explained in the previous section.

도 13과 도 14는 도 12와 다른 순환유도 분사기구의 변형례로, 제트펌프가 아니라 터빈펌프의 원리를 응용한 것이다. 순환유도 분사기구(520, 620)는 제1유체 분사부(521, 621), 순환유체 분사부(522, 622), 터빈블레이드(523, 623) 및 펌프임펠러(524, 624)를 포함한다. 터빈블레이드(523, 623)와 펌프임펠러(524, 624)는 제1유체 분사부(521, 621)의 출구에 설치되며, 이들의 회전력을 이용하면 격납부 내부의 제2유체를 인입시켜 격납부 내부의 자연순환을 촉진시킬 수 있다.13 and 14 are modifications of the circulation induction injection mechanism different from that of FIG. 12, applying the principle of a turbine pump, not a jet pump. The circulation inducing injection mechanisms 520 and 620 include first fluid ejecting portions 521 and 621, circulating fluid ejecting portions 522 and 622, turbine blades 523 and 623, and pump impellers 524 and 624. The turbine blades 523 and 623 and the pump impellers 524 and 624 are installed at the outlets of the first fluid ejecting portions 521 and 621. When the rotational force of the turbine blades 523 and 623 is used, The internal natural circulation can be promoted.

도 13을 참조하면, 터빈은 제1유체 분사부(521)의 출구에 배치되는 상대적으로 소형의 터빈블레이드(523)와 상기 제1유체 분사부(521)의 출구로부터 소정 거리 이격된 위치에 배치되는 상대적으로 대형의 펌프임펠러(524)를 포함한다.13, the turbine is disposed at a position spaced a predetermined distance from the outlet of the first fluid jetting section 521 and a relatively small turbine blade 523 disposed at the outlet of the first fluid jetting section 521, Lt; RTI ID = 0.0 > 524 < / RTI >

도 14를 참조하면, 펌프임펠러(624)의 위치가 (b)의 경우보다 터빈블레이드(623)에 가깝게 배치된다.Referring to Fig. 14, the position of the pump impeller 624 is disposed closer to the turbine blade 623 than the case of (b).

도 13과 도 14에 도시된 순환유도 분사기구(520, 620)에서 터빈블레이드(523, 623)는 제1유체의 원활한 분사를 유도하고, 펌프임펠러(524, 624)는 제2유체의 원활한 인입을 유도한다.The turbine blades 523 and 623 in the circulating induction injection mechanisms 520 and 620 shown in Figs. 13 and 14 induce smooth injection of the first fluid and the pump impellers 524 and 624 cause the smooth inflow of the second fluid .

본 발명은 격납부 내부의 단순한 자연순환에만 의지하는 것이 아니라, 순환유도 분사기구를 이용하여 자연순환을 촉진시켜 격납부 내부를 냉각하는 효율을 증가시킬 수 있다. 순환유도 분사기구를 이용하면, 원자로냉각재계통에서 방출된 제1유체를 격납부 내부로 방출하지 않고 열교환기로 직접 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 제1유체의 방출유동에 의해 격납부 내부의 제2유체도 함께 열교환기로 유도할 수 있으므로, 원전에서 격납부를 냉각하기 위한 열교환기의 크기 증가와 비용 증가 및 안전성 저하 문제를 해결할 수 있다.The present invention can increase the efficiency of cooling the inside of the compartment by promoting the natural circulation by using the circulation induction injection mechanism, rather than relying only on the natural circulation inside the compartment. It is possible not only to discharge the first fluid discharged from the reactor coolant system directly to the heat exchanger but to discharge the second fluid inside the compartment by the discharge flow of the first fluid, It is possible to increase the size of the heat exchanger for cooling the compartment of the nuclear power plant, increase the cost, and lower the safety.

이상에서 설명된 피동안전설비 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 passive safety equipment described above 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 : 원전 100 : 피동안전설비
110 : 냉각부 120 : 순환유도 분사기구
130 : 순환유도 분사기구10: Nuclear power plant 100: Passive safety equipment
110: cooling unit 120: circulation induction injection mechanism
130: Circulation inducing injection mechanism

Claims (21)

원자로냉각재계통 또는 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치되는 증기발생기로부터 방출된 제1유체를 격납부 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성되는 냉각부; 및
상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로부터 상기 제1유체를 전달받아 상기 냉각부로 분사하도록 형성되고, 적어도 일부가 상기 격납부의 내부와 통하도록 형성되어 상기 제1유체가 분사되면서 유발되는 압력강하에 의해 상기 격납부 내부의 제2유체를 인입시켜 상기 제1유체와 함께 분사하는 순환유도 분사기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.A cooling unit configured to cool the first fluid discharged from the steam generator installed in the reactor coolant system or the reactor coolant system together with the second fluid inside the compartment; And
The first fluid is formed to communicate with the cooling portion by being received from the reactor coolant system or the steam generator and at least a portion of the first fluid is formed to communicate with the inside of the compartment, And a circulation inducing injection mechanism for drawing the second fluid inside the compartment and injecting the second fluid together with the first fluid. 제1항에 있어서,
상기 순환유도 분사기구는,
상기 제1유체를 공급받도록 상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기와 연결되고, 공급받은 상기 제1유체를 분사하도록 형성되는 제1유체 분사부; 및
적어도 일부가 상기 제1유체 분사부보다 큰 내경을 갖도록 형성되어 상기 제1유체 분사부를 둘러싸며, 상기 제1유체 분사부와의 사이에 형성되는 환형의 공간을 통해 상기 제2유체를 인입시켜 상기 제1유체 분사부로부터 분사되는 상기 제1유체와 함께 상기 냉각부에 공급하는 순환유체 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 1,
The circulation induction injection mechanism includes:
A first fluid ejection unit connected to the reactor coolant system or the steam generator to receive the first fluid and configured to eject the supplied first fluid; And
At least a part of which is formed to have an inner diameter larger than that of the first fluid ejecting part and which surrounds the first fluid ejecting part and draws the second fluid through an annular space formed between the first fluid ejecting part and the first fluid ejecting part, And a circulating fluid ejection unit for supplying the cooling fluid to the cooling unit together with the first fluid ejected from the first fluid ejection unit. 제2항에 있어서,
상기 제1유체 분사부는 상기 제1유체를 상기 순환유체 분사부에 분사하는 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.3. The method of claim 2,
Wherein the first fluid ejection portion includes a nozzle for ejecting the first fluid to the circulating fluid ejection portion. 제2항에 있어서,
상기 순환유체 분사부는,
상기 제1유체의 분사 시 국부적인 압력강하를 유발하도록 주변보다 좁은 내경으로 형성되는 목;
상기 제1유체가 분사되면서 상기 목에 유발되는 압력강하에 의해 상기 제2유체가 인입되도록 상기 노즐의 둘레에 환형으로 형성되는 제2유체 인입부; 및
상기 목을 통과한 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 상기 냉각부로 유도하는 디퓨저를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.3. The method of claim 2,
The circulating fluid jetting unit includes:
A neck formed with a smaller inner diameter than the periphery to cause a local pressure drop upon ejection of the first fluid;
A second fluid inlet formed around the nozzle such that the second fluid is drawn by a pressure drop caused by the neck as the first fluid is sprayed; And
And a diffuser for guiding the first fluid and the second fluid passing through the neck to the cooling section. 제1항에 있어서,
상기 냉각부는 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 냉각시켜 응축수를 형성하고,
상기 냉각부에서 낙하하는 상기 응축수를 집수하도록 상기 냉각부의 하부에 설치되는 냉각수 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 1,
Wherein the cooling unit cools the first fluid and the second fluid to form a condensed water,
Further comprising: a cooling water storage unit installed at a lower portion of the cooling unit to collect the condensed water dropped by the cooling unit. 제5항에 있어서,
상기 냉각부에서 낙하하는 상기 응축수를 집수하여 상기 냉각수 저장부로 회수시키도록 상기 냉각부와 상기 냉각수 저장부 사이에 설치되는 응축수 집수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.6. The method of claim 5,
Further comprising: a condensed water collecting part installed between the cooling part and the cooling water storage part so as to collect the condensed water falling from the cooling part and to collect the condensed water falling into the cooling water storage part. 제6항에 있어서,
상기 응축수 집수부에 집수된 응축수를 상기 냉각수 저장부로 전달하는 유로를 형성하도록 상기 응축수 집수부에서 상기 냉각수 저장부로 연장되는 회수배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 6,
Further comprising a recovery pipe extending from the condensed water collection part to the cooling water storage part so as to form a passage for transferring the condensed water collected in the condensed water collection part to the cooling water storage part. 제5항에 있어서,
상기 제1유체를 상기 냉각수 저장부에서 상기 증기발생기 또는 상기 원자로냉각재계통을 거쳐 상기 순환유도 분사기구로 순환시키는 유체 순환부를 더 포함하고,
상기 유체 순환부는,
상기 냉각수 저장부 내부의 냉각수를 상기 증기발생기 또는 상기 원자로냉각재계통으로 공급하도록 상기 원자로냉각재계통에 연결되는 유체공급배관; 및
상기 증기발생기 또는 상기 원자로냉각재계통을 통과한 상기 제1유체를 상기 순환유도 분사기구로 공급하도록 상기 증기발생기 또는 상기 원자로냉각재계통과 상기 순환유도 분사기구를 연결하는 유체순환배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.6. The method of claim 5,
Further comprising a fluid circulating unit for circulating the first fluid from the cooling water storage unit to the circulation inducing injector through the steam generator or the reactor coolant system,
Wherein the fluid circulation unit comprises:
A fluid supply pipe connected to the reactor coolant system to supply cooling water in the cooling water storage unit to the steam generator or the reactor coolant system; And
And a fluid circulation pipe connecting the steam generator or the reactor coolant system to the circulation induction injection mechanism to supply the first fluid having passed through the steam generator or the reactor coolant system to the circulation induction injector. Passive safety equipment. 제5항에 있어서,
상기 냉각수 저장부는,
상기 원자로냉각재계통 내부의 현열 및 잔열을 제거하도록 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치된 증기발생기로 공급될 순수 냉각수를 저장하는 순수 냉각수 저장부; 및
상기 원자로냉각재계통의 수위를 유지시키도록 상기 원자로냉각재계통 내부로 주입될 붕산수를 저장하는 붕산수 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.6. The method of claim 5,
The cooling water storage unit
A pure water storage for storing pure water to be supplied to a steam generator installed in the reactor coolant system to remove sensible heat and residual heat in the reactor coolant system; And
And a boric acid storage unit for storing the boric acid water to be injected into the reactor coolant system so as to maintain the water level of the reactor coolant system. 제1항에 있어서,
상기 냉각부는,
내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고, 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부; 및
상기 격납부의 내부에 설치되어 상기 격납부를 관통하는 연결배관에 의해 상기 비상냉각수저장부와 연결되며, 상기 비상냉각수저장부 내부의 냉각수를 통과시켜 상기 제1유체 및 상기 제2유체로부터 열을 전달받도록 형성되는 열교환기를 포함하고,
상기 순환유도 분사기구는 상기 열교환기의 표면에 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 분사하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 1,
The cooling unit includes:
An emergency cooling water storage unit configured to store cooling water therein and installed outside the storage unit to discharge the heat received by evaporating the cooling water when the temperature rises due to heat transfer; And
The emergency cooling water storage part is connected to the emergency cooling water storage part by a connection pipe which is installed inside the storage part and penetrates the storage part. The cooling water is passed through the emergency cooling water storage part to heat the first fluid and the second fluid And a heat exchanger formed to receive,
Wherein the circulation inducing injection mechanism is formed to inject the first fluid and the second fluid onto the surface of the heat exchanger. 제1항에 있어서,
상기 냉각부는,
내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고, 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부; 및
상기 비상냉각수저장부의 내부에 설치되어 상기 격납부의 내부와 통하도록 상기 격납부를 관통하는 연결배관과 연결되며, 상기 격납부에서 유입되는 유체를 통과시켜 상기 비상냉각수저장부 내부의 냉각수와 열교환을 유도하는 열교환기를 포함하고,
상기 순환유도 분사기구는 상기 연결배관 내부로 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 분사하도록 상기 연결배관에 연결되는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 1,
The cooling unit includes:
An emergency cooling water storage unit configured to store cooling water therein and installed outside the storage unit to discharge the heat received by evaporating the cooling water when the temperature rises due to heat transfer; And
The emergency cooling water storage unit is connected to a connection pipe which is installed in the emergency cooling water storage unit and passes through the storage unit to communicate with the inside of the storage unit and passes the fluid flowing from the storage unit to heat exchange with the cooling water inside the emergency cooling water storage unit And a heat exchanger
Wherein the circulation inducing injection mechanism is connected to the connection pipe to inject the first fluid and the second fluid into the connection pipe. 제1항에 있어서,
상기 냉각부는,
내부에 냉각수를 저장하도록 형성되고, 열전달에 의한 온도 상승 시 상기 냉각수를 증발시켜 전달받은 열을 외부로 방출하도록 상기 격납부의 외부에 설치되는 비상냉각수저장부;
상기 격납부의 내부에 설치되어 상기 격납부 내부의 유체와 열교환하는 제1열교환기; 및
상기 비상냉각수저장부의 내부에 설치되어 폐회로를 형성하도록 상기 격납부를 관통하는 연결배관에 의해 상기 제1열교환기와 연결되며, 상기 폐회로를 순환하는 유체에 전달된 열을 상기 비상냉각수저장부 내부의 냉각수에 전달하는 제2열교환기를 포함하고,
상기 순환유도 분사기구는 상기 제1열교환기의 표면에 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 분사하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.The method according to claim 1,
The cooling unit includes:
An emergency cooling water storage unit configured to store cooling water therein and installed outside the storage unit to discharge the heat received by evaporating the cooling water when the temperature rises due to heat transfer;
A first heat exchanger installed inside the compartment and performing heat exchange with the fluid inside the compartment; And
And a heat exchanger connected to the first heat exchanger by a connection pipe extending through the compartment so as to form a closed circuit, the heat transferred to the fluid circulating through the closed circuit is circulated through the cooling water To the second heat exchanger,
Wherein the circulation inducing injection mechanism is formed to inject the first fluid and the second fluid onto the surface of the first heat exchanger. 제12항에 있어서,
상기 냉각부는, 내부에 유체를 저장하도록 형성되고 상기 폐회로 내의 유체를 보충하도록 상기 연결배관과 연결되는 보충탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.13. The method of claim 12,
Wherein the cooling section further comprises a supplemental tank formed to store a fluid therein and connected to the connection pipe to supplement the fluid in the closed circuit. 원자로냉각재계통 또는 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치되는 증기발생기로부터 방출된 제1유체를 격납부 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성되는 냉각부; 및
상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로부터 상기 제1유체를 전달받아 상기 냉각부로 분사하도록 형성되고, 적어도 일부가 상기 격납부의 내부와 통하도록 형성되어 상기 제1유체가 분사되면서 유발되는 터빈의 회전력에 의해 상기 격납부 내부의 제2유체를 인입시켜 상기 제1유체와 함께 분사하는 순환유도 분사기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 피동안전설비.A cooling unit configured to cool the first fluid discharged from the steam generator installed in the reactor coolant system or the reactor coolant system together with the second fluid inside the compartment; And
Wherein at least a portion of the first fluid is formed to communicate with the inside of the compartment and is formed to be in contact with the rotating force of the turbine caused by the first fluid being sprayed And a circulation inducing injection mechanism that draws a second fluid inside the compartment by the first fluid and injects the second fluid together with the first fluid. 원자로냉각재계통;
방사성 물질이 외부 환경으로 누출되는 것을 방지하도록 상기 원자로냉각재계통을 감싸는 격납부; 및
상기 원자로냉각재계통의 열을 제거하도록 상기 원자로냉각재계통 내부로 유체를 순환시키고, 상기 원자로냉각재계통에서 방출된 제1유체와 상기 격납부 내부의 제2유체를 함께 냉각하여 상기 격납부 내부의 열을 외부 환경으로 방출하는 피동안전설비를 포함하고,
상기 피동안전설비는,
원자로냉각재계통 또는 상기 원자로냉각재계통의 내부에 설치되는 증기발생기로부터 방출된 제1유체를 격납부 내부의 제2유체와 함께 냉각하도록 형성되는 냉각부; 및
상기 원자로냉각재계통 또는 상기 증기발생기로부터 상기 제1유체를 전달받아 상기 냉각부로 분사하도록 형성되고, 적어도 일부가 상기 격납부의 내부와 통하도록 형성되어 상기 제1유체가 분사되면서 유발되는 압력강하에 의해 상기 격납부 내부의 제2유체를 인입시켜 상기 제1유체와 함께 분사하는 순환유도 분사기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.Reactor coolant system;
A compartment for enclosing the reactor coolant system to prevent the radioactive material from leaking to the external environment; And
Circulating the fluid inside the reactor coolant system to remove heat of the reactor coolant system and cooling the first fluid discharged from the reactor coolant system and the second fluid inside the chamber to heat the inside of the chamber, Including passive safety equipment emitting to the outside environment,
The passive safety equipment comprises:
A cooling unit configured to cool the first fluid discharged from the steam generator installed in the reactor coolant system or the reactor coolant system together with the second fluid inside the compartment; And
The first fluid is formed to communicate with the cooling portion by being received from the reactor coolant system or the steam generator and at least a portion of the first fluid is formed to communicate with the inside of the compartment, And a circulation induction injection mechanism that draws a second fluid inside the compartment and injects the second fluid together with the first fluid. 제15항에 있어서,
상기 격납부는,
상기 원자로냉각재계통을 감싸도록 형성되는 철재 격납용기; 및
상기 격납용기와의 사이에 공기순환유로를 형성하도록 상기 격납용기로부터 이격된 위치에서 상기 격납용기를 감싸도록 형성되는 콘크리트재 격납건물을 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.16. The method of claim 15,
[0027]
An iron material storage container formed to enclose the reactor coolant system; And
And a concrete re-storage structure formed to surround the containment vessel at a position spaced apart from the containment vessel so as to form an air circulation flow path with the containment vessel. 제16항에 있어서,
상기 격납건물은, 상기 공기순환유로를 순환하면서 상기 격납용기를 냉각할 외부 공기를 유입시키도록 적어도 하나의 공기유입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 원전.17. The method of claim 16,
Wherein the containment unit has at least one air inlet for circulating the air circulation passage and for introducing outside air for cooling the containment vessel. 제16항에 있어서,
냉각수를 저장하도록 형성되어 상기 격납건물의 상부에 설치되고, 상기 격납용기를 냉각하도록 상기 격납용기의 외부면에 냉각수를 살수하는 피동격납용기살수계통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.17. The method of claim 16,
Further comprising a driven containment sprinkling system which is formed to store cooling water and is installed on the upper portion of the containment building and spouts cooling water on an outer surface of the containment vessel to cool the containment vessel. 제16항에 있어서,
상기 순환유도 분사기구는 상기 격납용기의 내벽면에 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 분사하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 원전.17. The method of claim 16,
Wherein the circulation induction injection mechanism is formed to inject the first fluid and the second fluid to the inner wall surface of the containment vessel. 제19항에 있어서,
상기 격납용기는 상기 순환유도 분사기구로부터 분사된 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 냉각하여 응축수를 형성하고,
상기 격납용기의 내벽면에서 낙하하는 상기 응축수를 집수하도록 상기 순환유도 분사기구 출구의 하부에 설치되는 냉각수 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.20. The method of claim 19,
Wherein the containment vessel cools the first fluid and the second fluid injected from the circulation induction injection mechanism to form condensed water,
Further comprising a cooling water storage portion provided below the outlet of the circulation induction injection mechanism to collect the condensed water falling from the inner wall surface of the containment vessel. 제20항에 있어서,
상기 피동안전설비는 상기 격납용기의 내벽면에서 낙하하는 상기 응축수를 집수하여 상기 냉각수 저장부로 회수시키도록 상기 냉각부와 상기 냉각수 저장부 사이에 설치되는 응축수 집수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.21. The method of claim 20,
Wherein the passive safety equipment further comprises a condensate water collecting part installed between the cooling part and the cooling water storage part so as to collect the condensed water falling from the inner wall surface of the containment vessel and collect the condensed water into the cooling water storage part. .
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