KR20150086451A - 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장 시스템 및 방법 - Google Patents
원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 경수로 원자력발전소의 운영중에 발생하는 고방사능을 지닌 사용후핵연료를 국내 원자력안전법령, 국제원자력기구(IAEA) 미국 10 CFR Part 72등 국내외 사용후핵연료 건식저장 관련규정의 기술기준에 따라 안전하고 효율적으로 저장하며, 저장용량을 가능한 늘리고, 저장에 소요되는 면적을 최소화하도록 한 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템은 소정의 직경 및 길이를 갖는 강화콘크리트로 이루어지고, 하부에 다수개의 공기유입구가 형성되며, 상부에 다수개의 공기유출구가 형성된 저장모듈과; 상기 저장모듈 내에 3개 또는 7개가 설치되며, 소정의 직경 및 길이를 가지며, 내부에 경수로 사용후핵연료가 장전된 캐니스터와; 상기 저장모듈의 상단을 외부와 차폐시키도록 덮는 모듈뚜껑으로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장방법은 소정의 직경 및 길이를 갖는 강화콘크리트로 이루어진 저장모듈 내에 내부에 경수로 사용후핵연료가 장전된 3개 또는 7개의 캐니스터를 동시에 수직으로 설치하고, 상기 저장모듈의 상단을 모듈뚜껑을 덮어 외부와 차폐시키도록 구성함을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템은 소정의 직경 및 길이를 갖는 강화콘크리트로 이루어지고, 하부에 다수개의 공기유입구가 형성되며, 상부에 다수개의 공기유출구가 형성된 저장모듈과; 상기 저장모듈 내에 3개 또는 7개가 설치되며, 소정의 직경 및 길이를 가지며, 내부에 경수로 사용후핵연료가 장전된 캐니스터와; 상기 저장모듈의 상단을 외부와 차폐시키도록 덮는 모듈뚜껑으로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장방법은 소정의 직경 및 길이를 갖는 강화콘크리트로 이루어진 저장모듈 내에 내부에 경수로 사용후핵연료가 장전된 3개 또는 7개의 캐니스터를 동시에 수직으로 설치하고, 상기 저장모듈의 상단을 모듈뚜껑을 덮어 외부와 차폐시키도록 구성함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 경수로 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료의 저장용량을 가능한 늘리고 저장에 필요한 소요면적으로 최소화하여 건식으로 안전하게 저장하기 위한 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템에 관한 것이다.
일반적으로 외국의 경우에는 1980년대부터 여러 종류의 경수로 사용후핵연료 건식저장계통을 이용하여 원자력발전소 부지 내 또는 부지 밖에서 사용후핵연료를 저장하고 있다.
여기서, 개발되어 인허가를 받고 사용중인 건식저장계통은 크게 원형 저장용기방식과 사각형 수평저장방식 등으로 구분되는데, 전자인 원형 저장용기방식은 단일 원통형 저장용기에 사용후핵연료를 하나의 캐니스터를 수직으로 장전하여 저장하며, 사각형 수평저장방식은 단일 사각형 저장용기에 사용후핵연료를 하나의 캐니스터를 수평으로 장전하여 저장하는 방식이다.
여기서, 상기한 원형 저장용기방식 및 사각형 저장용기방식은 단일 저장용기를 수직 및 수평으로 설치하기 때문에 저장에 소요되는 면적이 상대적으로 넓게 차지하는 문제가 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 경수로 원자력발전소의 운영중에 발생하는 고방사능을 지닌 사용후핵연료를 국내 원자력안전법령, 국제원자력기구(IAEA) 미국 10 CFR Part 72등 국내외 사용후핵연료 건식저장 관련규정의 기술기준에 따라 안전하고 효율적으로 저장하며, 저장용량을 가능한 늘리고, 저장에 소요되는 면적을 최소화하도록 한 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템은 소정의 직경 및 길이를 갖는 강화콘크리트로 이루어지고, 하부에 다수개의 공기유입구가 형성되며, 상부에 다수개의 공기유출구가 형성된 저장모듈과; 상기 저장모듈 내에 3개 또는 7개가 설치되며, 소정의 직경 및 길이를 가지며, 내부에 경수로 사용후핵연료가 장전된 캐니스터와; 상기 저장모듈의 상단을 외부와 차폐시키도록 덮는 모듈뚜껑으로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장방법은 소정의 직경 및 길이를 갖는 강화콘크리트로 이루어진 저장모듈 내에 내부에 경수로 사용후핵연료가 장전된 3개 또는 7개의 캐니스터를 동시에 수직으로 설치하고, 상기 저장모듈의 상단을 모듈뚜껑을 덮어 외부와 차폐시키도록 구성함을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템 및 방법은 국내외 사용후핵연료 건식저장 관련규정에 따른 기술기준을 만족시켜 안전성 확보가 가능하며, 경수로 사용후핵연료 건식저장에 최초로 적용한 수직모듈형 대용량 건식저장시스템으로 부지효율성을 증대시킨 경제적인 저장방식이며, 이러한 건식저장시스템의 적용으로 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 경수로 사용후핵연료에 대하여 저장 소요면적을 줄이고, 추가설치가 용이하여 대용량으로 경제적이고 안전하게 저장할 수 있으며, 제한된 면적을 가진 원자력발전소 부지 내에서의 저장효율성을 극대화할 수 있다.
둘째, 본 발명은 국내외 건식저장 관련규정의 기술기준을 만족시켜 사용후핵연료 건식저장에 대한 안전성을 확보하며, 나아가 대국민 신뢰도 향상에 기여할 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 3개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 사시도,
도 1b는 본 발명에 따른 3개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 평면도,
도 1c는 본 발명에 따른 3개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 단면도,
도 2a는 본 발명에 따른 7개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 사시도,
도 2b는 본 발명에 따른 7개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 평면도,
도 2c는 본 발명에 따른 7개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 단면도.
도 1b는 본 발명에 따른 3개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 평면도,
도 1c는 본 발명에 따른 3개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 단면도,
도 2a는 본 발명에 따른 7개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 사시도,
도 2b는 본 발명에 따른 7개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 평면도,
도 2c는 본 발명에 따른 7개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 단면도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[제1실시예]
도 1a는 본 발명에 따른 3개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 사시도이고, 도 1b는 본 발명에 따른 3개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 평면도이며, 도 1c는 본 발명에 따른 3개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(S)은 소정의 직경 및 길이를 갖는 강화콘크리트로 이루어진 저장모듈(10)과; 상기 저장모듈(10) 내에 설치되고, 소정의 직경 및 길이를 가지며, 내부에 경수로 사용후핵연료가 장전된 캐니스터(20)와; 상기 저장모듈(10)의 상단을 외부와 차폐시키도록 덮는 모듈뚜껑(30)으로 구성된다.
또한, 상기 저장모듈(10) 내에 캐니스터(20) 3개가 설치된다.
그리고 상기 저장모듈(10)의 하부에 다수개의 공기유입구(40)가 형성되고, 상부에 다수개의 공기유출구(42)가 형성된다.
즉, 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(S)은 저장모듈(10)과 캐니스터(20) 및 모듈뚜껑(30)이 유기적으로 결합되어 이루어진 시스템이다.
여기서, 상기 저장모듈(10)는 강화콘크리트 재료로부터 전체 구조물을 형성하고, 내부에 설치되는 캐니스터(20)를 보호하며, 내부의 사용후핵연료로부터 나오는 방사선을 차폐시키는 역할을 한다.
또한, 상기 저장모듈(10)의 하부와 상부에 형성되는 공기유입구(40)와 공기유출구(42)는 무동력(passive) 냉각계통을 적용해야 하는 국내외 건식저장 관련규정의 요건에 따라 효과적인 자연대류 냉각을 위해 형성한 것으로, 저장모듈(10)의 하부 공기유입구(40)를 통해 찬 공기가 들어가서, 캐니스터(20)에 장전된 사용후핵연료로부터 발생되는 붕괴열을 냉각시키고, 저장모듈(10)의 상부의 공기유출구(42)로 더운 공기가 나오는 구조이다.
그리고 상기 캐니스터(20)는 저장모듈(10)에 3개가 설치되는 것으로, 경수로 사용후핵연료 캐니스터(20) 3개를 수직으로 배열하는 직경 약 6.3m, 길이 약 5.9m, 두께 약 0.9m로 구성된다.
한편, 상기 모듈뚜껑(30)은 저장모듈(10)의 상부에서 개폐에 의해 캐니스터(20)를 출입시키고, 방사선 차폐 및 방사성 물질 유출을 방지하는 강재부재이다.
[제2실시예]
도 2a는 본 발명에 따른 7개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 사시도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 7개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 평면도이며, 도 2c는 본 발명에 따른 7개 캐니스터 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템을 도시한 단면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(S)은 소정의 직경 및 길이를 갖는 강화콘크리트로 이루어진 저장모듈(10)과; 상기 저장모듈(10) 내에 설치되고, 소정의 직경 및 길이를 가지며, 내부에 경수로 사용후핵연료가 장전된 캐니스터(20)와; 상기 저장모듈(10)의 상단을 외부와 차폐시키도록 덮는 모듈뚜껑(30)으로 구성된다.
또한, 상기 저장모듈(10) 내에 캐니스터(20) 7개가 설치된다.
그리고 상기 저장모듈(10)의 하부에 다수개의 공기유입구(40)가 형성되고, 상부에 다수개의 공기유출구(42)가 형성된다.
즉, 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(S)은 저장모듈(10)과 캐니스터(20) 및 모듈뚜껑(30)이 유기적으로 결합되어 이루어진 시스템이다.
여기서, 상기 저장모듈(10)은 강화콘크리트 재료로부터 전체 구조물을 형성하고, 내부에 설치되는 캐니스터(20)를 보호하며, 내부의 사용후핵연료로부터 나오는 방사선을 차폐시키는 역할을 한다.
또한, 상기 저장모듈(10)의 하부와 상부에 형성되는 공기유입구(40)와 공기유출구(42)는 무동력(passive) 냉각계통을 적용해야 하는 국내외 건식저장 관련규정의 요건에 따라 효과적인 자연대류 냉각을 위해 형성한 것으로, 저장모듈(10)의 하부 공기유입구(40)를 통해 찬 공기가 들어가서, 캐니스터(20)에 장전된 사용후핵연료로부터 발생되는 붕괴열을 냉각시키고, 저장모듈(10)의 상부의 공기유출구(42)로 더운 공기가 나오는 구조이다.
그리고 상기 캐니스터(20)는 저장모듈(10)에 7개가 설치되는 것으로, 경수로 사용후핵연료 캐니스터(20) 7개를 수직으로 배열하는 직경 약 8.3m, 길이 약 5.9m, 두께 약 1.1m로 구성된다.
한편, 상기 모듈뚜껑(30)은 저장모듈(10)의 상부에서 개폐에 의해 캐니스터(20)를 출입시키고, 방사선 차폐 및 방사성물질 유출을 방지하는 강재부재이다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(S) 및 방법은 저장모듈(10) 내에 3개 또는 7개의 캐니스터(20)를 동시에 수직으로 설치하여 저장하는 방식으로, 하나의 저장모듈(10)를 여러 개로 계속 배열하여 추가증설이 가능하고, 대용량의 사용후핵연료를 저장할 수 있으며, 동일 수량의 저장량에 대비하여 기존방식보다 저장부지를 효율적으로 줄일 수 있다.
본 발명은 본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(S)은 저장모듈(10)에 소요되는 차폐구조물을 공용으로 하여 저장계통의 구조물 두께를 얇게 하고, 저장에 소요되는 면적을 보다 줄일 수 있어 부지효율성을 증대시킬 수 있다.
특히, 원자력발전소의 한정된 부지에서 활용성이 유리하다.
본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(S) 및 방법은 동일용량의 저장량을 대비하여 저장부지면적을 구해보면 3 캐니스터(20)의 경우 약 1.3배, 7 캐니스터(20)의 경우 약 1.8배 정도로 원통 모듈형 저장시스템을 이용하면 부지효율을 훨씬 증대시킬 수 있다.
본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(S) 및 방법은 단일용기 또는 단일모듈에 적용되는 방사선차폐 구조물을 한 모듈에만 공동으로 설치하므로 구조재료의 절감 및 저장 캐니스터(20)의 배열면적이 줄어들기에 아주 경제적이다.
본 발명에 따른 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템(S) 및 방법은 국내외 사용후핵연료 건식저장 관련규정의 정상, 비정상, 사고 및 자연재해 조건에 대한 기술기준을 만족시키고 핵임계, 방사선차폐, 열 제거, 내진, 구조적 건전성을 유지할 수 있는 구조로 하여 방사선의 위험으로부터 인간과 환경을 보호하기 위한 안전성을 확보할 수 있으며, 열 제거를 위한 자연대류 냉각방식을 적용하고, 단일 모듈의 크기가 커져 구조물의 강성이 증가하여 내진성능이 월등히 뛰어나며, 또한, 저장에 소요되는 면적을 줄여 대용량을 저장할 수 있는 일괄 모듈방식을 경수로 사용후핵연료 건식저장방식에 도입하였음을 밝혀두는 바이다.
10: 저장모듈
20: 캐니스터
30: 모듈뚜껑 40: 공기유입구
42: 공기유출구
S: 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템
30: 모듈뚜껑 40: 공기유입구
42: 공기유출구
S: 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템
Claims (2)
- 소정의 직경 및 길이를 갖는 강화콘크리트로 이루어지고, 하부에 다수개의 공기유입구(42)가 형성되며, 상부에 다수개의 공기유출구(40)가 형성된 저장모듈(10)과; 상기 저장모듈(10) 내에 3개 또는 7개가 설치되며, 소정의 직경 및 길이를 가지며, 내부에 경수로 사용후핵연료가 장전된 캐니스터(20)와; 상기 저장모듈(10)의 상단을 외부와 차폐시키도록 덮는 모듈뚜껑(30)으로 구성됨을 특징으로 하는 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장시스템.
- 소정의 직경 및 길이를 갖는 강화콘크리트로 이루어진 저장모듈(10) 내에 내부에 경수로 사용후핵연료가 장전된 3개 또는 7개의 캐니스터(20)를 동시에 수직으로 설치하고, 상기 저장모듈(10)의 상단을 모듈뚜껑(30)을 덮어 외부와 차폐시키도록 구성함을 특징으로 하는 원통 모듈형 경수로 사용후핵연료 건식저장방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190226 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200226 Year of fee payment: 5 |