KR20150134321A - 핵발전소를 냉각시키기 위한 취수설비 및 이와 같은 설비를 구비한 핵발전소 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 취수설비는 적어도 하나의 양수장(10)이 물을 냉각서킷(11)에 공급하는 취수조(2) 및 충분한 수위(L₂)를 유지하도록 물을 취수조(22)로 공급하는 적어도 하나의 석션터널(3)을 구비한다. 더욱이, 취수설비는 적어도 하나의 비상 저수지(60)로부터 취수조(2)로 물을 공급할 수 있는 물추가 공급 시스템을 구비한다. 물추가 공급 시스템은 취소(2)를 상기 비상 저수지들(60) 중 하나에 연결한 적어도 하나의 수도관(65) 및 취수조(2)의 수위가 비정상적인 것으로 사전에 정의된 방식으로 떨어질 경우 수도관을 개방할 수 있는 차단장치(19)를 구비한다. 본 발명은 또한, 특히 쓰나미 홍수에 취약할 수 있는 해안선에 설립이 적절한, 이와 같은 취수설비를 구비한 핵발전소에 관한 것이다.

Description

핵발전소에 냉각수를 공급하기 위한 기기 및 이런 기기를 구비한 핵발전소{APPARATUS FOR SUPPLYING WATER FOR COOLING A NUCLEAR POWER STATION, AND NUCLEAR POWER STATION COMPRISING SUCH AN APPARATUS}

본 발명은 하나의 냉각서킷 내에 순환하도록 물이 공급되고 이로부터 핵발전소의 적어도 하나의 양수장이 물을 끌어당기는 취수조를 구비하고, 바다, 호수, 또는 강과 같은 수역에 잠긴 적어도 하나의 주요 취수조에 연결된 적어도 하나의 석션터널을 더 구비하고, 석션터널은 양수장의 작동에 충분한 수위를 취수조에서 유지하도록 상기 취수조에 물을 공급하는 적어도 하나의 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비에 관한 것이다.

열교환기 기반의 냉각서킷은 대표적으로 액체상태로 돌아온 물이 다시 2차 서킷의 증기 발전기에 공급되도록 이 증기를 액화시키기 위해 핵발전소의 원자로의 2차 서킷에서 터빈 발전기를 나가는 증기를 냉각시키도록 설계되어 있다. 증기 발전기는 1차 서킷과 2차 서킷 간에 열교환에 의해 가압된 1차 서킷으로부터의 열을 뽑아 원자로를 냉각시킨다. 1차 및 2차 서킷은 유체식 폐쇄 시스템인 반면, 열 교환기 기반의 냉각서킷은 개방형이고 2차 서킷과 완전히 분리되어 있고, 상기 2차 서킷은 차례로 1차 서킷과 완전히 분리되어 있다. 따라서, 열 교환기를 나가는 물은 방사능이 없고, 가령 서킷에 공급하는 수역으로 복귀하도록 흘려 보낼 수 있다.

상술한 바와 같은 취수설비는 특히 남부 뉴햄프셔(USA)의 해안 부근에 건설되었고 1990년에 위탁된 시브룩 핵발전소가 알려져 있다. 상기 설비는 길이가 수 킬리미터이고 3개의 수직 석션 샤프트에 연결된 하나의 석션터널을 구비한다. 각 석션 샤프트는 해수면 아래 약 15미터 해저 위에 바로 개방되어 있고, 상기 잠긴 취수조들 중 하나를 형성하는 상부를 포함한다.

지하 석션터널에 의해 물이 공급되는 취수조를 구비한 취수설비가 1985년 6월 17일자로 공개된 일본특허출원 JP60111089A에 또한 공지되어 있고, 상기 터널은 바다 속에 상대적으로 얕은 깊이에 잠긴 취수부에 연결되어 있다. 취수부는 쓰나미 파도 전에 노출된 채로 남아 있을 수 있다.

이들 취수설비들은 석션터널에서 인정되듯이 있을 법하지 않은 치명적 붕괴상황을 다루도록 설계되어 있지 않아, 터널이 거의 완전히 폐쇄될 수 있고, 그 결과 취수조에 물공급이 거의 완전히 차단되며 핵발전소의 양수장의 백업 펌프에 물공급이 불충분해지는 위험이 있을 수 있다. 백업 펌프는 대표적으로 발전 동안 사용되는 양수장의 펌프("발전 펌프")를 보완하기 위한 보조펌프이고, 발전펌프가 셧다운될 때 열교환 기반의 냉각서킷에 감소된 유속을 제공하도록 형성된다. 이들 백업 펌프들은 긴 주기 또는 연장된 주기 동안 셧다운될 때 핵원자로 또는 원자로들을 냉각시키도록 되어 있다.

2개의 석션터널이 있더라도, 특히 비교적 고지진 위험지역에서, 취수조 및 이에 따라 양수장에 거의 완전히 물공급을 차단하는 양 석션터널에서 치명적 붕괴 가능성을 무시할 수 없다. 게다가, 바다에 잠긴 취수부에 연결된 터널에 의해 취수조에 물을 공급하는 것은 해수면에서 물의 최대 온도에 비해 취수조내 물의 최대온도를 상당히 낮추는 이점이 있을 수 있고, 이 더 낮은 온도는 취수부가 평균 해수면 아래에 놓인 깊이와 주로 관련 있다. 제 1 터널에서 치명적 붕괴의 경우 취수조에 물공급을 차단할 위험을 제한하기 위해 제 1 석션터널을 보완하기 위한 제 2 석션터널의 추가는 취수조에 있는 물을 크게 가열하는 것을 막기 위해 실질적으로 적어도 제 1 취수부와 같은 깊이에서 새 취수부들을 두는 것을 포함한다.

취수조에 있는 물을 가열함으로써 실제로 발전소의 2차 서킷의 효율(η)이 감소된다. 상기 효율은 열교환기로 들어가는 유입구에서 물의 온도를 의미하는 저온원의 온도(T_f)에 따르며, 이는 다음과 같이 정의된다:

η = (T_c-T_f)/T_c

T_c는 열원의 온도로, 열교환기를 나가는 물의 온도를 말한다. 따라서, 효율(η)은 저온원의 온도(T_f)가 낮아짐에 따라 증가한다.

수중 토폴로지에 따라, 석션터널의 필요한 길이는 일반적으로 취수부들이 배열된 깊이에 따라 증가한다. 또한, 추가 터널을 건설하는 비용 이외에, 특히 큰 지진들에 대한 위험이 있는 지역에서, 터널내 치명적 붕괴위험도 또한 일반적으로 터널의 길이에 따라 증가한다. 따라서, 취수조에 물을 더욱더 안전하게 공급하기 위한 추가 석션터널의 방안은 추가 취수조들이 깊지 않을 경우 발전소의 2차 서킷의 낮은 효율로 인해 또는 추가 취수조들이 더 깊어질 경우 비용 및/또는 안전 면에서 완전히 만족스럽지 않다.

본 발명은 취수조에 물을 공급하는 석션터널 또는 터널들에 치명적 붕괴가 있을 때, 발전소 양수장의 백업 펌프들에 대해 취수조에 물이 계속 공급되는 취수부를 제공하는 것을 목적으로 한다: 이 설비는 발전소의 정상동작 동안 발전소의 2차 서킷의 효율에 영향을 끼치지 않으며, 이는 물이 석션터널 또는 터널들에 의해 물이 취수조에 정상적으로 공급될 경우를 의미한다.

이를 위해, 본 발명은 앞서 정의된 바와 같은 취수 설비에 관한 것으로, 상기 적어도 하나의 석션터널과 구별되고 적어도 하나의 비상 저수지로부터 취수조로 물을 공급할 수 있는 물추가 공급 시스템을 더 구비하고, 상기 물추가 공급 시스템은 취수조를 상기 비상 저수지에 연결시키는 적어도 하나의 수도관 및 상기 수도관을 차단하는 차단장치를 구비하며, 차단장치는 적어도 부분적으로 취수조의 수위가 비정상적으로 사전에 정의된 식으로 떨어지면 상기 수도관을 개방할 수 있어 적어도 하나의 석션터널에 의해 공급된 물이 충분치 않게 되면 상기 물추가 공급 시스템에 의해 취수조에 물이 공급되는 것을 특징으로 한다.

이런 배치로, 취수조의 물은 전반적으로 정상 발전소 동작 동안 비상 저수지에서 나온 물과 섞이지 않으며, 따라서 발전소의 2차 서킷의 효율은 비상 저수지의 존재로 인해 영향받지 않는다. 비상 저수지의 사용은 단지 취수조의 수위가 비상적으로 사전 정의된 방식으로 떨어지면 촉발된다. 비정상적으로 사전 정의된 수의의 하강은 일반적으로 하나 이상의 석션터널들의 치명적인 붕괴에 해당하며, 취수조로 물의 공급이 지속적으로 차단되거나 적어도 크게 저하된다. 이런 수위의 하강은 또한 가령 쓰나미를 입기 쉬운 지역의 해안선을 따라 발생할 수 있기 때문에 비교적 짧은 주기 동안 수역의 예외적인 하강에 해당할 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 드문 경우로, 때로 첫번째 쓰나미 파도 전의 경우처럼, 바다가 썰물 수위 아래로 떨어질 수 있는 해안선에 있는 핵발전소용 취수설비에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 취수설비의 이점적인 실시예에 따르면, 상기 수역은 하나의 상기 비상 저수지를 구성한다. 이런 식으로, 비상 저수지의 수위를 유지하기 위한 펌핑수단이 전혀 필요없이 상기 물추가 공급 시스템에 의해 취수조로 물의 공급이 비제한적인 주기 동안 계속될 수 있다.

본 발명에 따른 취수설비의 다른 바람직한 실시예로, 하기의 수단들 증 하나 이상이 이용된다:

상기 수역은 바다이고, 상기 물추가 공급 시스템은 취수조 및 바다와 통하는 채널의 일부 사이에 배열된다;

상기 물추가 공급 시스템은 상기 수역에 잠긴 적어도 하나의 백업 취수부에 연결된 백업터널을 구비하고, 상기 백업 취수부는 상기 주요 취수부 위에 적어도 10미터의 높이에 배치된다;

상기 적어도 하나의 예시적인 비상 저수지는 상기 적어도 하나의 석션터널에 의해 취수조에 정상적으로 물이 공급될 경우 실질적으로 불변인 채로 남아 있는 수량(水量)을 포함한 저수조를 구비한다;

상기 적어도 하나의 취수부는 상기 수역의 평규 기준수위에 대해 소정 깊이에 배치되고, 상기 깊이는 취수조로 흐르는 물이, 연중 적어도 한 주기 동안, 상기 수역의 표면에서 수위의 최대온도 보다 적어도 4℃ 더 낮은 최대 온도를 갖도록 결정된다;

상기 차단장치는 상기 수도관을 개방시키기 위해 피봇샤프트 주위로 선회할 수 있는 차단부재를 구비한다;

상기 차단장치는 취수조의 수위의 하강에 따라 상기 차단부재의 선회가 자동으로 발생하도록 형성된다;

트리거장치에 대한 트리거명령을 생성할 수 있는 제어시스템에 연결된 트리거장치에 의해 상기 차단부재가 선회하게 되고, 제어시스템은 취수조의 수위를 측정하기 위한 장치에 의해 제공된 데이터를 수신하는 분석시스템과 연계되며, 상기 분석시스템은 비정상적으로 사전 정의된 방식으로 취수조의 수위가 떨어지는지 판단할 수 있다;

상기 트리거장치는 상기 트리거장치가 기능을 수행하지 않을 경우 상기 차단부재의 선회가 상기 차단장치에 의해 자동으로 수행되게 하도록 형성된다;

상기 차단부재는 비상 저수지의 수위와 취수조의 수위 간의 높이차가 기설정된 임계치를 초과할 경우 상기 수도관을 개방하도록 선회한다;

상기 차단장치는 상기 피봇샤프트에 대해 차단부재 맞은편 측면에 배열된 평형추 수단을 구비하고, 상기 평형추 수단은 상기 피봇샤프트로부터 고정된 거리에 위치되며, 상기 평형추 부재는 상기 차단부재 무게의 80% 내지 200% 사이로 무게가 나간다;

상기 차단부재는 상기 적어도 하나의 석션터널에 의해 정상적으로 물이 공급될 경우 물에 완전히 잠기게 하고 취수조의 수위가 기설정된 트리거 수위에 도달하도록 기설정된 썰물 수위 아래로 떨어지면 적어도 부분적으로 노출되도록 배열된 플로트장치를 구비하고, 상기 플로트장치는 상기 트리거 수위에 도달될 때 상기 차단부재를 선회시키도록 형성된다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 취수설비를 구비한 핵발전소로서, 취수조는 실질적으로 방수커버를 이루는 장치에 의해 덮이고, 적어도 하나의 캘리브레이션 개구가 상기 커버장치에 또는 인접해 형성되어 상기 수역의 비정상적 상승으로 인해 취수조가 넘칠 경우 취수조 밖으로 물의 제한된 흐름을 가능하게 하며, 핵발전소는 배출터널로 물을 공급하는 적어도 하나의 방출 샤프트를 더 구비하고, 상기 방출 샤프트에는 또한 적어도 하나의 캘리브레이션 개구를 갖는 커버장치가 제공되어 방출 샤프트의 범람의 경우에 외부로 제한된 흐름을 가능하게 하는 핵발전소에 관한 것이다.

이런 핵발전소의 이점적인 실시예에 따르면, 하나의 상기 비상 저수지는 개구가 외부로 개방되고 상기 적어도 하나의 석션터널에 의해 물이 취수조에 정상적으로 공급될 경우 실질적으로 불변인 채로 남아 있는 수량을 포함한 저수조를 구비하고, 상기 적어도 하나의 캘리브레이션 개구는 상기 제한된 수류를 수집하게 하도록 상기 저수조로 인도된다.

본 발명의 내용에 포함됨.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 도면을 참조로 하기의 몇몇 비제한적인 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다:
도 1은 추가적인 물을 공급하기 위한 시스템이 갖추어지도록 변경될 수 있는 취수설비를 포함한 해안선 부근 핵발전소의 평면도를 개략 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 취수설비뿐만 아니라 설계시 고려되는 다른 조수 수위의 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 3은 붕괴 후 석션터널의 동작이 아주 악화된 상황에서 도 1의 핵발전소의 평면도를 개략 도시한 것이다; 이 상황은 핵발전소가 계속 정상적으로 동작할 수 없게 한다.
도 4는 수도관이 폐쇄된 위치로 표시되 시스템의 막힌 장치로, 본 발명에 따른 추가적인 물을 공급하기 위한 시스템을 구현하기 위한, 도 1의 취수설비에 행해진 변경의 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 5는 채널과 소통하는 취수조를 배치한, 수도관을 개방한 위치에 차단장치가 있는, 도 4의 추가적인 물공급을 위한 시스템을 도시한 것이다.
도 6은 도 4의 추가적인 물공급을 위한 시스템의 부분 평면도를 개략 도시한 것이다.
도 7은 도 5의 개방위치에 차단장치가 있는, 도 4의 추가적인 물공급을 위한 시스템의 부분 평면도를 개략 도시한 것이다.
도 8은 도 4의 차단장치의 일부의 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 9는 도 8의 차단장치의 부분 측면도 및 평형추 조절수단을 개략 도시한 것이다.
도 10은 도 9의 차단장치와 유사한 차단장치의 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 11은 도 4의 물추가 공급을 위한 시스템에 대한 대안으로 사용될 수 있는 본 발명의 물추가 공급을 위한 시스템의 또 다른 실시예의 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 12는 수도관을 완전히 개방한 위치에 차단장치가 있는, 도 11의 물추가 공급을 위한 시스템을 도시한 것이다.
도 13은 수도관이 폐쇄된 위치에 차단장치가 있는 도 11의 물추가 공급을 위한 시스템의 변형에 대한 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 14는 수도관을 완전히 개방한 위치에 차단장치가 있는, 도 13의 물추가 공급을 위한 시스템을 개략 도시한 것이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 차단장치와 함께, 도 11의 시스템과 유사한 물추가 공급 시스템의 또 다른 변형의 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 16은 수도관을 완전히 개방한 위치에 차단장치가 있는 도 15의 물추가 공급 시스템을 도시한 것이다.
도 17은 조석파를 겪을 수 있는 핵발전소에 대해 본 발명의 취수설비의 또 다른 실시예의 부분 측면도를 개략 도시한 것으로, 물공급 시스템의 차단장치는 수도관이 폐쇄된 위치에 있는 것으로 도시되어 있다.
도 18은 도 17의 물추가 공급 시스템을 도시한 것으로, 차단장치는 백업 터널을 통해 취수조가 바다와 통하도록 수도관을 개방한 위치에 있다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 차단장치가 설비된 도 17의 물추가 공급 시스템의 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 20은 조석파를 겪을 수 있는 해안선 가까이 있는 핵발전소에 대해, 특히 쓰나미 상황을 다루기 위해 의도된 저수조를 구비한 제 1 비상 저수지를 갖는, 본 발명의 취수설비의 또 다른 실시예의 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 21은 핵발전소에 접한 바다가 첫번째 쓰나미 파도 이전에 가장 썰물 수위 아래로 떨어진 상황의 도 20의 취수설비를 도시한 것으로, 저수조는 발전펌프에 계속 물을 공급하게 한다.
도 22는 핵발전소에 인접한 해수 수위가 쓰나미 동안 피크에 도달한 상황에서 도 20의 취수설비를 도시한 것이다.
도 23은 석션터널을 통해 취수조로 물의 공급이 붕괴로 인해 차단된 상황의 도 20의 취수설비를 도시한 것으로, 취수조는 백업 펌프의 동작을 유지하기 위해 백업 터널에 의해 간접적으로 물이 공급된다.
도 24는 물추가 공급 시스템을 봉인한 차단 장치의 개구를 조절하기 위해 트리거 장치가 설치된 도 20의 취수설비의 일부를 개략 도시한 것으로, 트리거 장치들 중 하나는 저수조가 채워지게 작동되는 것으로 도시되어 있다.
도 25는 석션터널을 통해 취수조로 물의 공급이 차단된 동일한 상황에서 도 23의 취수설비의 또 다른 실시예를 개략 도시한 것으로, 백업 터널에 의해 직접 물이 취수조에 공급된다.
도 26은 도 25의 취수설비의 물공급 시스템에 이용될 수 있는 유일하게 제어된 개구를 갖는 차단장치의 일실시예의 정면도를 개략 도시한 것으로, 차단장치는 수도관을 차단한 위치에 있는 것으로 도시되어 있다.
도 27은 개방하도록 트리거된 후에 바로 수도관을 폐쇄하지 않는 중간 부분의 도 26의 차단장치를 도시한 것이다.
도 28은 도 26의 차단장치의 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 29는 수도관을 차단하지 않은 중간위치에 도 28의 차단장치를 도시한 것이다.
도 30은 수도관을 폐쇄한 위치에 있을 뿐만 아니라 수도관을 폐쇄하지 않은 중간위치에 있는 도 26의 차단장치의 변경된 부분의 부분 측면도를 개략 도시한 것이다.
도 31은 도 20의 취수설비와 유사한 취수설비의 또 다른 실시예를 개략적으로 및 부분적으로 도시한 것으로, 저수조와 취수조 모두는 커버 장치에 의해 덮여 있다.
도 32는 건설에 적합하지 않은 길쭉한 땅에 의해 바다 가장자리로부터 떨어진 핵발전소에 대한 본 발명의 취수설비의 또 다른 실시예의 부분 측면도를 개략 도시한 것으로, 비상 저수지는 강과 같은 보조 수원으로부터 물이 공급될 수 있는 저수조를 포함한다.

도 1, 도 2, 및 도 3은 동일한 취수설비를 나타내고 하기에 함께 논의되어 있다. 취수설비는 해안선의 핵발전소(1)의 부지에 설비되고 채널(6)의 하단부(63)에 위치된 취수조(2)뿐만 아니라 취수조에 물을 공급하는 지하 석션터널(3)을 구비한다. 발전소 양수장(10)은 적어도 하나의 열교환 냉각서킷에 사용을 위해 물을 취수조(2)에 펌프한다. 수중 터널(3)은 도 2에 도시된 바와 같이 취수조의 하단(2B)에 이르는 전반적인 수직 통로(7)에 의해 각각 형성된 2개의 샤프트에 의해 취수조(2)와 소통된다.

지하 석션터널(3)은 설명 용도로 도 1 및 도 3에서 볼 수 있으나, 이 터널은 해저에 매립되어 있고 따라서 바다에서 볼 수 없음이 이해된다. 터널(3)은 해안선에서 소정 거리로 뻗어 있고, 해저 아래를 지나 취수조에 있는 물이 넘지 않는 최대온도를 기초로 사전에 정의된 해수면(프랑스어로 MSL) 아래 깊이에 도달한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 석션터널(3)은 약 40미터 아래 깊이의 해저 밑에 있고, 서로 떨어진 2개의 취수부들(51 및 52)에 연결되어 있다.

각 취수부(51 및 52)는 평균 해수면(L₀) 아래 깊이(H)에서 해저 위로 수 미터에 위치해 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 석션터널에 연결된 실질적인 수직 석션샤프트(8)의 상단에 위치해 있다. 물은 지하 석션터널에서 거의 열을 받지 않으며, 따라서 취수조에 도달한 물은 실질적으로 취수부(51 또는 52)에서 수집된 물과 온도가 같다. 바람직하기로, 취수조(2)에 도달한 물이 연중 주기 동안 적어도 수역(5)을 구성하는 물의 최대 표면온도보다 적어도 4℃ 더 낮은 최대 온도를 갖도록 깊이(H)가 결정된다.

도 1에 도시된 예에서, 취수조(3)는 적어도 반원을 형성하는 만곡부(3C)를 갖는 루프를 이루고, 전반적인 수직통로(7)에 의해 취수조(2)와 각각 소통하는 2개의 단부들을 갖는다. 취수부(51 및 52)는 양수장(10)의 양수율의 함수인 유량(I₁ 및 I₂)으로 흐르는 각각의 조류의 물을 터널이 당기에 한다. 최대 출력의 원자로 유닛(1A)이 가령 정상동작 동안 초당 약 70㎥의 물을 필요로 한다면, 각 조류의 유량(I₁ 및 I₂)은 초당 약 35㎥의 물이다. 터널(3)의 내직경 뿐만 아니라 통로(7)와 석션샤프트(8)의 내직경도 가령 약 5m로 선택되며, 이는 다른 암이 붕괴에 의해 봉쇄되면 피해입지 않은 암에 실질적인 헤드로스(head loss) 없이 터널의 한 암(3B 또는 3D)에서 초당 약 70㎥의 유량을 보장한다.

본 발명에 따른 취수설비에서, 석션터널(3)이 반드시 루프를 형성하거나 한 석션터널(3)만 발전소의 취수조(2)에 공급할 필요가 없다. 임의의 다른 형태의 석션터널도 가능하며, 2개 또는 심지어 3개의 별개의 석션터널들에 의해 취수조(2)에 물이 공급될 수 있다. 특히, 한 취수조가 발전소의 여러 원자로들에 대한 양수장들에 할당되면, 안전상 이유로 또는 필요한 유량을 유지하기 위해, 나란히 배열된 2개의 루프식 석션터널(3)이 공급되는 취수조를 갖도록 결정될 수 있다. 더욱이, 공지의 방식으로, 양수장은 열교환기(13) 기반의 냉각서킷(11)을 나가는 물을 배출터널(4)에 이르는 방출 샤프트(14)로 보내기 위한 펌프(R)(도 4 참조)를 구비하고, 상기 배출터널은 취수부(51 및 52)로부터 떨어져 위치된 수중 마우스들(41)에서 종료된다. 배출터널(4)에 의해 방출된 물의 유량(I_R)은 통상적으로 유량(I₁ 및 I₂)의 합과 같다.

채널(6)은 바다(5)와 소통하는 취수부(60)를 구비하고, 채널 및 해안선(5B) 사이 제방(61)에 의해 바다로부터 보호된다. 가령 댐 벽 형태의 벽(62)은 하단부(63)와 취수부(60) 간에 분리를 형성하므로, 취수조(2)로부터의 물이 채널의 취수부의 물과 섞이지 않는다. 이런 식으로, 취수조(2)에서 나온 물은 채널(6)의 전체적으로 더 따뜻한 물에 의해 가열되지 않는다. 벽(62)과 터널과 석션샤프트는 취수조가 발전소 양수장에 공급된 물의 최대 온도를 낮추기 위해 본래 채널(6)에 의해 형성된 기 운전중인 핵발전소에 대한 변형의 일부로 건설될 수 있다.

가령, 도 3에 개략적으로 도시된 치명적 붕괴를 당하는 터널의 영역(55)에서, 석션터널(3)의 양 암들에 생각지도 못한 손상이 발생할 경우, 터널의 내부 횡단면적이 크게 국소적으로 협소화될 수 있다. 본 출원인이 수행한 연구에 따르면 터널에 횡방향으로 이동할 수 있는 벽보강 부분들을 포함한 터널과, 고려되는 가장 심각한 붕괴에서, 손상된 영역들 내 터널의 내부 횡단면적은 가령 초당 적어도 5㎥의 물의 유량 및 양수장(10)에 있는 백업 펌프들이 필요로 하는 비상 유량보다 더 큰 유량을 허용하기에 충분할 정도로 유지될 수 있는 것으로 가정한다. 초당 약 4㎥ 물의 비상유량이면 발전이 중단된 원자로 유닛의 양수장의 물공급 요건들을 다루기에 대개 충분하다.

그럼에도 불구하고, 현재 연구상태는 터널의 내부 횡단면적이 가능한 모든 붕괴 상황들에서도 시스템적으로 충분히 유지될 수 있다고 확실하게 예단하지 못한다. 취수조(2)에 물공급을 다소 차단하는 터널의 내부 횡단면적이 심각하게 협소해지는 가능성을 완전히 배제할 수 없으며, 이는 충분한 양의 물이 석션터널로부터 백업펌프에 도달되는 것을 막는 것을 의미한다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 치명적 붕괴의 경우, 심지어 원자로 셧다운 동안, 핵 원자로의 냉각 고장을 야기할 수 있다. 이런 이유로, 본 출원인은 비상 저수지와 소통하는 취수조를 배치할 수 있는 물 추가 공급 시스템을 설계하도록 추구해 왔고, 상기 시스템은 석션터널로부터의 수류가 백업펌프에 공급하기에 불충분해질 때마다 비상 저수지로부터 취수조에 물의 공급이 틀림없이 일어나는 것을 보장하도록 의도되어 있다.

하기의 설명에서, 수역(5)은 조석을 받는 바다인 것으로 가정된다. 기술된 실시예는 또한 수위의 실질적인 변화가 전혀 없는 수역에 적합한 것으로 이해된다. 통로(7)의 각 벽은 가장 큰 조석상수 동안 실질적으로 가장 낮은 썰물수위(L_L)인 수위로 취수조(2)에서 끝난다(도 2 참조). 실제로, 석션터널(3)을 통해 취수조로의 물의 공급은 대기압으로 인해 수위들 간에 확립된 평형에 의해 달성된다. 양수장(10)의 양수율(pumping rate)을 고려하면, 석션샤프트(8)와 터널(3)에서 헤드로스로 인해 취수조에서 수위(L₂)는 취수부(51 및 52) 위에 측정된 해수 수위(L₁) 아래에서 수 cm 또는 수십 cm가 될 수 있고, 해당 수위(L₁)는 너울 파도의 마루와 골 사이에서 평균된다. 이 평균 수위(L₁)는 실질적으로 너울로 인해 수위의 급격한 변화를 평탄화시키는 취수부 위와 채널(6)에서 같다. 해수 수위(L₁)가 썰물 수위(L_L)에 도달하면, 취수조에서 수위(L₂)는 취수조가 양수장(10)의 발전펌프에 의해 점차 비워지는 것을 막기 위해 통로(7)의 마우스(7E) 위에 소정 높이에 있어야 하는 수위(L_2L)에 도달한다. 취수조의 높이는 해수 수위(L₁)가 가장 큰 조석상수 동안 밀물 수위(L_H)에 도달할 때 취수조로부터 물이 넘치지 않도록 된다.

취수조(2)가 채널(6) 내에서 구현되는 도 1에 도시된 실시예에서, 비상 저수지는 바람직하게는 파도와 해안선 설정에서 채널 밖에서 조우될 수 있는 큰 파도로부터 대부분 보호되는 채널의 취부수(60)에 의해 형성된다. 부유물체 또는 해조류와 같은 오염물질 없이 채널의 취수부(60)에 물을 유지하기 위해 가령 이따금 청소될 수 있는 그릴을 구비한, 도면에 미도시된, 여과시스템이 채널의 입구에 제공될 수 있다. 실제로, 석션터널(3)을 통해 들어오는 물은 이런 오염물질을 포함하지 않는 사실로 인해, 양수장(10)용 여과시스템(12)(도 2 참조)은 이러한 타입의 오염물질을 특별히 취급하는 여과 및 청소수단을 이점적으로 생략할 수 있다. 채널의 취수부(60)에 의해 취수조(2)에 물이 신속히 공급되어야 하는 비상상황에서, 여과시스템(12)을 막히게 하는 위험을 원하지 않는다.

도 4, 뿐만 아니라 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 물추가 공급 시스템을 구현하기 위해, 폐쇄된 벽(62)은 개구(65)가 피봇팅 밸브(9) 형태의 차단장치에 의해 봉쇄되는 파티션 벽(620)으로 대체된다. 밸브(9)는 가령 실질적으로 직사각형이고 피봇 샤프트(91) 주위로 선회가능한 전반적으로 평평한 씰링패널 형태의 차단부재(90)를 구비한다. 밸브(9)는 피봇샤프트(91)에 대해 씰링패널(90) 반대편 측에 배열된 평형추 수단을 더 구비한다. 평형추 수단은 피봇샤프트(91)로부터 고정된 거리에 위치된 주 평형추 부재(92)를 구비한다. 평형추 수단은 밸브(9)에 고정된 2개의 암들(93)에 이동가능하게 실장된 보조 평형추(94)를 구비한 조절가능한 보조 평형추 수단을 더 구비한다. 이런 식으로, 도 9를 참조로 하기에 상세히 설명된 바와 같이, 차단장치(9)의 중력(G) 중심의 위치가 다소 조절될 수 있다. 밸브(9)는 피봇샤프트(91)에 대해 밸브의 무게에 의해 작용된 토크가 취수조내 수위(L₂)보다 더 높은 해수 수위(L₁)에도 불구하고 밸드를 닫힌 체 있게 하는 힘을 제공하도록 씰링패널(90)의 평면으로부터 소정 거리에 위치해 있다.

열교환기(13) 기반의 냉각서킷(11)에 물을 공급하는 양수장(10)의 일정한 양수율을 갖도록, 해수 수위(L₁)와 취수조내 수위(L₂) 간의 높이 차(Δh)는 사실상 해수 수위에 따라 변하지 않는다. 상술한 바와 같이 밸브의 무게에 의해 제공된 밸브(9) 폐쇄력은 높이 차(Δh)로 인해 씰링패널(90)의 두 면들 사이 수압 차에 의해 요구되는 밸브 개방력보다 더 크도록 되어 있고, 이 차(Δh)는 최대 출력시 해당 원자로 유닛과의 정상동작 동안 양수장의 양수율에 대해 고려된다. 이런 식으로, 정상적으로 석션터널(3)에 의해 취수조(2)에 물이 공급되는 한, 밸브(9)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 폐쇄된 채로 있으므로, 취수조에 있는 물이 채널의 취수부(60)에 의해 형성된 비상 저수지의 물과 거의 섞이지 않게 된다. 취수조의 수온을 상당히 증가시키지 않는 한 취수부(60)에서 취수조(2)로 물이 새는 것이 허용될 수 있기 때문에, 밸브(9)가 반드시 완벽한 밀봉을 보장할 필요는 없다.

밸브의 무게로 인해 제공된 밸브(9) 폐쇄력은 석션터널 또는 터널들(3)을 통해 취수조(2)로 물의 불충분한 공급을 틀림없이 나타내는 수위의 기설정된 임계차(critical difference)(ΔhV)와 일치하도록 되어 있다. 즉, 이 임계차(ΔhV)로 인해 발생한 밸브 개방력이 높이 차(Δh)가 임계차(ΔhV)를 초과한 다음 밸브 폐쇄력 보다 더 크도록 배열되어 있어, 임계차(ΔhV)에 도달한 다음 밸브를 개방하게 한다. 실제로, 밸브의 피봇요소, 가령 피봇샤프트가 베어링(95) 상에서 회전하면 피봇샤프트(91)와 관련된 베어링의 정지마찰도 또한 고려되어야 한다(도 5 및 도 7 참조).

석션터널(3)의 붕괴는 정확히 해수의 수위(L₁)가 가장 큰 조석상수 동안 가장 낮은 썰물 수위(L_L)만큼 낮을 때의 주기 동안 발생할 것 같지 않다. 그 결과, 터널에서 붕괴 후 임계 높이차(ΔhV)에 도달하면, 밸브(9)는 일반적으로 개방되는 반면 취수조(2)에서의 수위(L₂)는 여전히 도 5에 나타낸 썰물의 경우에 일치하는 임계수위(L_2V) 이상이다.

더욱이, 밸브(9)의 크기는 물추가 공급 시스템의 소정 기능에 따라 변할 수 있다. 물은, 일단 밸브가 개방된 후, 바다 표면의 수온이 소정 값, 가령, 10℃ 내지 20℃ 사이를 넘지 않는 주기 동안 최대 용량으로 전기를 발생하는 원자로 유닛에 대해 양수장(10)의 정상동작을 가능하게 할 정도의 충분한 유량으로 밸브(9)를 통해 이동하게 하는 것이 바람직할 수 있다. 붕괴된 석션터널의 수리는 터널의 여러 암들에서 치명적인 붕괴에 대해 수 개월 또는 심지어 일 년 이상 걸릴 수 있다. 그런 후 핵발전소에 의한 발전은 채널(6)을 이용해 물을 취수조(2)에 공급함으로써 작업 주기 중 일부 또는 전체 동안, 특히 겨울에, 계속될 수 있다. 발전에 필요한 최대 유량을 수용하기 위한 큰 치수의 밸브(9)에 대한 대안으로서, 소형 크기의 밸브(9)가 제공되고, 파티션 벽(620) 내에 설치된 밸브(9) 옆에 레이징 게이트와 같은 메인 게이트 밸브와 나란히 배열될 수 있다. 도면에 미도시된 메인 게이트 밸브는 밸브(9)가 트리거된 후 개방하도록 제어될 수 있고, 게이트 밸브의 개방은 발전펌프를 재시작하는데 필요하다.

핵발전소의 다른 구성으로, 가령, 상대적으로 연중 따뜻한 채로 유지되는 바다 인근에 설비된 핵발전소의 경우, 채널(6)을 통해 물이 취수조로 공급되어야 할 경우 최대 용량으로 전기를 발생하기 위한 양수장(10)의 정상동작은 불가능할 수 있다. 이 경우, 밸브(9)는 양수장(10)의 백업 펌프들에 필요한 물을 신뢰할 수 있게 공급하기 위해 최소 유량, 예컨대 초당 약 5㎥을 달성하도록 충분한 물이 지나게 하는 비교적 작은 치수를 가질 수 있다. 밸브(9)는 발전소에 의해 감소된 전기 생산과 관련해 발전펌프에 감소된 유량을 제공하기 위해 충분한 치수를 갖는 것이 또한 착안될 수 있다.

취수조(2)의 치수는 해수의 수위(L₁)가 가장 큰 조석상수 동안 썰물 수위(L_L)에 도달하는 주기 동안 석션터널(3)에서 치명적인 붕괴가 발생하는 극한 경우를 고려해야 한다. 석션터널에 연결된 통로(7)로부터 물의 공급이 차단되기 바로 전에, 취수조의 수위(L_2L)는 높이가 수위(L_L) 아래에 있다. 물공급이 차단되거나 양수장(10)에 의해 소비되는 물이 적어도 불충분해지면, 취수조에서 수위의 다소 급격한 하강이 발생하여 도 5에 도시된 바와 같이 임계수위(L_2V)에 도달하게 된다. 상술한 바와 같이, 밸브(9)는 그런 후 개방 선회하도록 힘을 받는다. 또한, 발전의 셧다운 및 양수장(10)의 발전펌프로부터 백업펌프로의 전환을 강제하기 위해 수위 및/또는 밸브(9)의 선회를 감지하는 시스템이 이점적으로 제공될 수 있다.

여과시스템(12)이 임계수위(L_2V) 아래에 배열되어 있고, 양수장(10)의 취수부들은 이 수위보다 충분히 아래에 배열되어 있어 발전펌프의 셧다운 단계 동안 취수조의 수위가 계속 떨어짐에 따른 이들의 노출을 방지한다. 개방밸브(9)를 통한 물의 유량에 따라, 취수조에서의 수위는 다소 신속히, 늦어도 발전펌프가 완전히 멈춘 후에 오를 것이다. 밸브(9)의 평형추 수단으로 인해, 피봇샤프트(91)의 수위 위에 차단장치의 중력 중심(G)의 위치로 인해 피봇샤프트(91)에 대한 밸브의 무게로 가해진 토크는 밸브가 개방됨에 따라 감소된다. 그 결과, 밸브는 물의 높이차(Δh)가 다시 한번 임계차(ΔhV) 미만일 경우에 유지되는 동적 평형 위치에 개방된 채로 있게 된다.

상술한 밸브(9)는 선회가 자동으로, 즉 이를 촉발하기 위한 외부 장치가 필요없이 수동으로 일어나는 차단장치이다. 선택적으로, 밸브(9)의 선회는 가령 수위감지시스템과 관련된 제어시스템에 연결된 트리거 장치에 의해 작동될 수 있다. 트리거 장치는, 가령, 피봇샤프트(91)에서 밸브에 부착된 크랭크에 연결된 케이블에 작동되고, 트리거 장치가 기능하지 않을 경우 자동으로 밸브가 선회하도록 이점적으로 적용될 수 있다. 트리거 장치는 또한 트리거된 후 도 5를 참조로 상술한 동적 평형위치에서 보다 더 넓게 개방되는 위치에 밸브(9)를 유지하도록 배열될 수 있다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 보조 평형추(94)는 빔(94)과 피봇샤프트(91) 간의 거리를 평행하게 조절하는 식으로 서로 나란한 2개의 암들(93)에 수직으로 활주될 수 있게 실장된 빔구조로 형성될 수 있다. 또한, 취수조(2)를 채널의 취수부(60)와 분리한 벽(620)에 수도관을 형성한 개구(65)에는 취수부(60) 측에 여과 및/또는 안전 격자가 제공될 수 있다.

이점적으로, 주 평형추 부재(92)는 차단부재(90)의 무게의 80% 내지 200% 사이의 무게가 나간다. 이런 식으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 2개 부재들의 어셈블리의 중력 중심(G1)은 높이 범위(DG1) 내에서 피봇샤프트(91)에 비교적 가깝다. 중력 중심(G1)의 위치를 높이기 위해, 주 평형추(92)의 무게는 증가할 수 있고/있거나 중력중심의 위치가 높아질 수 있다. 이 어셈블리에 부착된 보조 평형추 수단은 전체 어셈블리의 중력중심(G)이 도 9에 도시된 바와 같이 피봇샤프트(91)의 수위(X) 보다 높이 위치되게 배열된다. 소정의 마진(DG2) 내에서 방향(A1)으로 보조 평형추(94)의 위치를 조절하는 것은 보조 평형추 수단의 중력중심(G2)을 이동하게 하고, 따라서 중력중심(G)을 피봇샤프트(91)로부터 다소 더 이동하게 한다. 그러므로, 테스팅 또는 정상동작 동안 석션터널이 기능을 하는 동안, 가령, 해안선(5B)을 강타한 태풍 동안 밸브(9)가 예상치 못하게 개방되면, 보조 평형추(94)의 위치는 상향 재평가된 임계 높이차(ΔhV)와 일치하도록 재조정될 수 있다.

주 평형추 부재(92)와 보조 평형추(94)를 포함한 장치가 모든 의도 및 목적들에 대해 하나의 피스인 어셈블리를 형성할 수 있으며, 이는 도 10에 도시된 바와 같이 끼움으로써 차단장치(90)에 고정된다.

본 발명에 따른 취수설비용의 물추가 공급 시스템의 또 다른 실시예가 도 11 내지 도 14에 도시되어 있다. 이전 실시예에 비해, 이 실시예는 차단장치(9)의 치수 및 특히 차단장치(90)의 치수를 줄이게 한다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 취수조(2)를 채널의 취수부(60)와 분리하는 벽(621)에 수도관을 형성하는 개구(65)가 벽(621)의 하부에 배열되어 있다. 전반적으로 평평한, 가령 실질적으로 직사각형인 씰링 패널이 밸브(9)의 차단장치(90)를 형성한다. 씰링패널(90)의 치수는 개구(65)의 통로의 횡단면적보다 다소 클 수 있고, 상기 횡단면적은 가능하게는 가령, 약 2㎡에서 3㎡로 상대적으로 작아서, 충분한 물이 양수장(10)의 백업펌프들에 믿을 수 있게 공급되게 하는 통로만 허용한다. 상기 실시예에서 설명된 바와 같이, 파티션 벽(621)에 설치된 밸브(9) 외에, 슬라이스 밸브로 또한 알려진 컨트롤에 의해 작동되는 슬라이딩 게이트 밸브와 같은 메인 게이트 밸브를 또한 나란히 배열할 수 있다.

밸브(9)의 피봇샤프트(91)는 씰링패널(90)의 하부 가장자리에 부착된다. 밸브의 피봇요소들은, 가령, 피봇샤프트(91)와 관련되고 취수조의 하단의 베어링 마운트에서 회전하도록 배열된 베어링을 포함한다. 공기 케이슨(Pneumatic caissons) 또는 중공 방수컬럼들이 제공될 수 있고, 각각은 베어링과 마운트를 포함하고 이들을 공기로 둘러싸기 위해 피봇샤프트(91)에 의해 이동되는 벽을 갖는다. 베어링에 대한 대안으로, 하프-튜브 또는 오목면이 바에 나란하고 취수조의 하단에서 지면에 부착되는 유사한 베어링 요소의 내부면에 대해 가압하는, 가령 길이를 따라 스테인레스 강의 리지를 갖는 바에 의해 피봇샤프트(91)가 형성되는 것이 배열될 수 있다. 베어링 요소의 오목면은 전반적으로 밸브(9)가 도 12에 도시된 바와 같이 선회된 후를 포함한 취수조의 방향으로 피봇샤프트(91)의 이동을 막기 위해 채널의 취수부(60)를 향해 지향될 것이다. 리지된 피봇샤프트를 갖는 이런 장치의 정지마찰은 꽤 낮을 수 있고, 특히 장치의 특별한 유지보수를 필요로 하지 않으며 비교적 시간에 걸쳐 안정적일 수 있다.

씰링패널(90)이 다소 유밀식으로 개구를 밀봉하도록 벽(621)의 개구(65) 내에 설치되고, 수직방향에 대해 소정의 경사로 실장된다. 패널(90)의 경사 위치를 유지하는 받침대가 가령 벽(621)의 숄더(622)에 의해 형성된다. 패널(90)의 경사 및 무게는 도 11에 도시된 바와 같이 석션터널의 정상동작의 상황 동안 패널이 적소에 유지되도록 사전에 정의된다. 즉, 패널(90)은 정상조건 하에서 해수의 수위(L₁)와 취수조의 수위(L₂) 간의 높이차(Δh)로 인해 채널 측에 패널의 면에 대한 차등 수압에도 불구하고 선회하지 않아야 하나, 임계 높이차(ΔhV)에 도 12에 도시된 바와 같이 도달하면 밸브(9)를 개방하도록 선회해야 한다.

밸브(9)는 상술한 바와 같이 주 평형추 부재(92)와 같은 부피가 큰 평형추 부재를 필요로 하지 않는다. 실제로, 패널(90)은 선회를 시작한 다음, 수직방향에 대한 패널의 경사는 감소하며, 이는 피봇샤프트(91)에 대한 패널의 무게로 인해 작용된 토크를 줄이고, 따라서, 임계 높이차(ΔhV)에 의해 야기된 개방력에 대한 밸브의 저항을 줄인다. 그러므로, 밸브(9)는 패널(90)이 회전하기 시작할 때 완전히 개방되는 게 확실하다.

도 13에서, 도 11의 물추가 공급 시스템의 변형은 도 4 및 도 6을 참조로 상술한 보조 평형추 수단(94)과 유사한 방식으로, 가령 2개의 평행한 암들(93)에 이동식으로 실장된 평형추(94)를 구비한 조절가능한 평형추 수단을 밸브에 제공하는 것으로 구성된다. 더욱이, 파티션 벽(621)에 개구(65)의 횡단면적을 최적화하기 위해, 플로어는 평형추(94) 아래에서 낮아지고, 패널(90)의 경사진 위치를 유지하는 받침대가 피봇샤프트(91) 부근에 형성된다. 가령 패널(90) 무게의 10% 미만인 비교적 가벼운 평형추(94)는 밸브의 중력중심(G)을 조절하는 테스트에 충분할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 밸브(13)는 2개의 대향 토크들을 받으며, 이는 토크가 피봇샤프트(91)에 대해 반대방향인 것을 의미한다. 밸브의 무게로 인해 작용된 토크는 밸브의 중력중심(G)에 적용된 무게 벡터와 피봇샤프트(91)의 중심축(C) 간의 거리(D1)를 곱한 무게 값(F1)과 같다. 패널(90)에 가해진 수압차의 힘에 의해 작용된 대수적 토크는 힘 벡터(F2)와 중심축(C) 간의 거리(D2)를 곱한 이 힘의 대수값(F2)과 같다. 패널(90)의 각도 뿐만 아니라 밸브의 중력중심과 무게는 사전 정의되므로, 2개의 대향 토크들은 수위의 임계 높이차(ΔhV)에 도달하면 동일한 절대값을 갖는다. 도 14에 도시된 바와 같이, 임계 높이차(ΔhV)가 약간 초과되면, 이는 피봇샤프트(91)를 갖는 장치의 정지마찰을 극복하고, 패널(90)이 선회하게 해 밸브(9)를 개방한다. 저수조에서 수위(L2)는 발전펌프들이 완전히 셧다운되지 않는 한 계속 내려갈 수 있고, 백업펌프들만이 작동될 때 다시 올라갈 수 있다.

본 발명에 따른 취수부용의 도 11의 시스템과 유사한 물추가 공급 시스템의 또 다른 실시예가 도 15에 도시되어 있다. 특히 차단장치(9)의 구현은, 특히, 씰링패널(90)이 취수조(2)와 채널의 취수부(60) 사이의 밸브(9)의 유일한 밀봉요소가 아닌 점에서 이전 실시예와 다르다. 실제로, 상술한 바와 같이, 여기서 주요 평형추 부재(92)는 피봇샤프트(91)로부터 떨어진 패널(90)의 측면에 밀봉면(S3)을 형성한다. 이런 식으로, 밀봉면(S3)에 가해진 수압차의 힘(F3)으로 인해 가해진 토크가 패널(90)에 가해진 수압차의 힘(F2)에 의해 가해진 토크의 반대 회전 방향으로 밸브의 무게(F1)로 인해 가해진 토크에 추가된다.

이 밸브(9) 수단은 특히 큰 평형추 시스템을 필요로 함이 없이 임계 높이차(ΔhV)가 상대적으로 클 때까지 밸브를 계속 닫고 있다. 실제로, 이 설계는 더 큰 임계 높이차(ΔhV)에 대해 상기 밸브를 적용시키기 위해 밀봉면(S3)의 증가된 치수를 대비할 수 있다. 또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 밸브(9)가 개방된 후, 밸브는 개구(65)의 횡단면적과 사실상 같은 횡단면적을 갖는 수도관을 노출한다. 또한, 의도한 중력중심(G)의 위치에 따라, 밸브는 석션터널의 동작이 원상태로 돌아오면 자동으로 폐쇄될 수 있다. 선택적으로, 여과 및/또는 안전격자(12')가 취수조(2) 측의 개구(65)에 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 취수설비용 물추가 공급 시스템은 특히 취수조가 비상 저수지로부터 떨어져 있을 경우 백업 터널을 구비할 수 있다. 이는 가령, 핵발전소가 건설이 불가능한 땅의 한 구역에 의해 바다와 분리될 경우 상황일 수 있으며, 따라서, 취수조에 채널을 건설하지 못하게 하나 상기 땅의 구역 밑으로 백업 터널의 통로를 허용한다. 이는 또한, 가령, 발전소가 수위의 비정상적 상승을 겪을 수 있는 수역 옆에 위치해 있는 상황일 수 있다.

도 17에서, 본 발명에 따른 취수설비는 이런 수역 옆에 위치된 이와 같은 핵발전소에 적합할 수 있다. 수위의 비정상적 상승은 가령 쓰나미 또는 강을 범람시키는 홍수에 의해 야기된 것들과 같은 조석파를 의미하는 것으로 이해된다. 도 1에 도시된 것과 같은 취수설비는 수위의 비정상적 상승에 버티기 위해 상대적으로 몇몇 수단들을 필요로 한다. 제방(61)은 수역(5)이 가장 큰 추정수위의 높이(L_1P)에 도달할 경우 홍수를 방지하기 위해 충분히 높아야 한다. 또한, 제방(61)은 발전소를 완전히 보호해야 하며, 따라서 채널과 같이 바다로의 개방에 대한 어떠한 문제도 없다. 설명을 간략히 하기 위해, 하기에서 수역(5)은 바다인 것이 고려되나, 기술된 설비는 또한 가령 강과 같이 발전소를 냉각시키기 위해 적절한 임의의 수역에 관한 것으로 이해된다.

이점적으로, 취수조(2)를 석션터널(3)에 연결하는 통로(7)의 마우스(7E)가 취수조의 하단(2B) 위의 기설정된 높이에 위치해 있어, 가령 쓰나미로 발생하기 쉬운 영역의 해안선을 따라 발생할 수 있는, 썰물 수위(L_L) 아래로 바다의 예외적인 급하강의 경우에도, 소정량의 물이 취수조에 저수지로서 남아 있다. 해수면 급하강의 가장 치명적인 예상으로는, 해수 수위(L₁)가 소정 시간 동안 통로(7)의 마우스(7E) 수위 아래로 유지될 것이며, 이는, 수분 간 지속될 수 있는 이 시간 동안, 양수장(10)으로의 물은 물보유량으로부터 단지 공급될 것임을 의미한다. 따라서, 이 수량(水量)은 핵원자로에 의한 전기 발생을 셧다운시키고 양수장(10)의 발전펌프로에서 백업펌프로의 전환할 시간이 있하고, 그렇게 함으로써 백업펌프로의 물공급 중단 위험이 전혀 없게 안배되어야 한다. 바다가 통로(7)에 물이 통로의 마우스(7E) 수위 이상으로 복귀하도록 충분히 상승할 때까지, 즉, 터널(3)이 물을 다시 취수조에 공급될 때까지 물 보유량으로부터 백업펌프에 공급할 수 있어야 한다. 제 1 근사로, 하나의 핵 유닛에 대한 한 양수장에 대해 약 10,000㎥의 물 보유량은 최소 15분 정도 지속하며 첫번째 쓰나미 파도 이전에 해수 수위에 있을 수 있는 가장 치명적인 하강을 상쇄하기에 충분한다.

가령, 쓰나미의 첫번째 파도 동안 또는 후에, 해수의 비정상적 상승 동안 취수조(2)의 통제되지않는 범람을 피하기 위해, 취수조는 기본적으로 방수커버(25)를 형성하는 장치로 덮인다. 캘리브레이션 개구들(26)이 커버(25)에 또는 부근에, 가령, 취수조와 그 외부 환경 사이 취수조의 측벽에 형성될 수 있다. 이런 식으로, 취수조(2)가 완전히 채워지면, 캘리브레이션 개구들(26)은 취수조로부터 외부 환경으로 제한된 수류(I_P)를 허용한다. 수류(I_P)는 가령 썰물 때 바다로 방출되기 전에 취수조(2)의 격실(21) 커버에 형성된 소형 취수조(22)로 흐를 수 있다.

또한, 도 1 및 도 4를 참조로 상술한 바와 같이, 핵발전소(1A)에서, 열교환기(13) 기반의 냉각서킷(11)을 나간 물은 배출터널(4)을 통해 바다로 방출하기 위한 방출샤프트(14)로 배수된다. 해수의 비정상적 상승의 경우, 방출샤프트의 통제되지 않는 범람이 방지되어야 한다. 이점적으로, 방출샤프트(14)에는 또한 범람의 경우 방출샤프트 밖으로 물의 제한된 흐름을 허용하기 위한 적어도 하나의 캘리브레이션 개구가 있는 커버장치가 제공된다. 이 수단은 수역(5)의 수위에 있어 비정상적 상승을 겪을 수 있는 본 발명의 취수설비를 구비한 임의의 핵발전소에 적용된다. 게다가, 배출터널(4)의 상대적 봉쇄 가능성을 대비하기 위해, 방출샤프트(14)에는 이점적으로 샤프트내 소정 수압을 넘어설 때만 외부로 개방되는 폐쇄밸브 또는 바다에 이르는 보조 배출통로와 소통하도록 열리게 제어되는 차단장치가 제공될 수 있다. 배출터널(4)이 봉쇄될 경우, 펌프(R)에 의해 제공된 물로 인해, 방출샤프트(14)에 해수 수위가 상승할 것이고(도 4), 보조 배출통로에 의해 물을 배수하기 위해 수위가 샤프트의 상단에 도달하기 바로 전에 밸브 또는 차단장치는 개방하도록 촉발된다.

커버(25)에서 취수조(2)내 최대 수압은, 커버(25)에 대한, 취수부(51 및 52) 바로 위에 있는 해수의 최대 수위(L_1P)의 함수이다. 캘리브레이션 개구(26)를 통한 수류(I_P)에 따라, 취수조(2)내 감압이 다소 중요해질 것이다. 개구들(26)이 없을 수 있고 공기는 들어오게 하고 물은 나가는 것을 막는 밸브로 교체될 수 있다. 이 경우, 취수조(2), 커버(25), 및 여과 시스템(12)의 구조는 추가 압력을 견뎌야 한다.

취수설비는 도 4를 참조로 상술한 것과 기능적으로 유사하고, 바다에 잠긴 적어도 하나의 백업 취수부(15)에 연결된 백업터널(30) 형태의 수도관을 포함한 물추가 공급 시스템을 더 구비한다. 백업 취수부(15)는 쓰나미의 첫번째 파도가 도달하기 전에 발생할 수 있는 해수의 극히 예외적인 하강의 경우를 제외하고 결코 드러나지 않는 것을 보장하는 깊이로 잠겨야 하며, 따라서, 가장 큰 조석상수 동안 썰물의 수위(L_L) 아래에 위치된다. 일반적으로 백업 취수부(15)가 반드시 수위(L_L)의 10m 더 아래에 배열될 필요는 없고, 이 수위(L_L) 아래로 10m 미만의 배열이면 부유물체 또는 해조류에 의한 취수부의 오염물을 막기에 일반적으로 충분하다. 주요 취수부(51 또는 52)는 일반적으로 썰물 수위(L_L)의 20m 더 아래에 배열되므로, 끌어들인 해수의 최대 온도의 저하가 커진다. 따라서, 백업 취수부(15)는 대개 주요 취수부 위로 적어도 10m의 높이(H_E)에 위치될 것이다.

백업터널(30)은 제방(61) 아래를 지나 취수조(2)의 벽을 가로질러 수직 평면을 형성하는 단부(35B)에서 취수조로 통하는 수평통로(35)를 포함한다. 도 4를 참조로 상술한 바와 실질적으로 동일할 수 있는 자동피봇팅밸브 형태의 차단장치가 취수조(2)에, 가령, 물체 또는 작업자가 취수조의 메인챔버(2A)에 빨려들어갈 위험 없이 밸브에 유지보수 접근을 제공하는 취수조의 격실(2B)에 설치된다. 격실(2B)과 챔버(2A) 사이에 제공된 개구(21)에는 안전격자가 설비될 수 있다. 밸브(9)의 폐쇄위치에서, 밸브의 차단부재를 형성하는 평평한 씰링패널(90)이 백업터널(30)의 단부(35B)에 자리를 잡고 있고 따라서 수도관을 막는다.

도 18에 도시된 바와 같이, 석션터널로부터 나온 물을 양수장(10)으로 불충분하게 공급할 경우, 취수조(2)에서의 수위(L₂)는 해수 수위(L₁) 및 취수조의 수위(L₂) 간의 기설정된 임계차(ΔhV)가 초과될 때까지 떨어지며, 이는 밸브(9)가 선회하게 하고 따라서 수도관을 개방시킨다. 백업터널(30)을 통해 바다에서 들어온 물은 취수조의 격실(2B)을 지난 후 개구(21)를 통해 취수조의 메인 챔버(2A)로 들어간다.

도 17의 물추가 공급 시스템의 차단장치는 큰 평형추 수단을 갖는 밸브(9)에 국한되지 않음이 이해된다. 예컨대, 도 11, 13, 또는 15를 참도로 상술한 바와 같은 밸브장치(9)에는 대신 적절히 형성된 통로(35)가, 취수조의 격실(2B)에, 제공될 수 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 차단장치의 또 다른 실시예에 따르면, 피봇팅 밸브장치(16)는 석션터널(3)에 의한 정상적인 물 공급 동안 물에 완전히 잠기도록 배열된 플로트장치(96)를 구비한다. 플로트장치(96)의 부피는 사전정의되므로 완전히 잠긴 플로트장치에 가해진 부력은 백업패널(30) 측의 씰링패널(90) 면에 가해진 수압차로 인해 밸브의 개방력을 카운터밸런스시킴으로써 물의 정상적인 공급 동안 밸브(16)를 막기에 충분하다. 플로트장치(96)는 조석파의 경우 취수조(2)에 높은 수압을 견디도록 형성된 구조를 갖는다.

양수장(10)에 물공급이 불충분할 경우, 취수조(2)의 수위(L₂)가 썰물의 수위(L_2L) 아래로 충분히 떨어져 기설정된 트리거 수위(L_2V)에 도달하면, 플로트장치(96)는 적어도 부분적으로 물에서 나오도록 설계되어, 플로트에 가해진 부력의 감소로 인해 밸브(16) 및 이에 따라 차단부재(90)가 선회된다. 이점적으로, 플로트장치(96)의 부피와 무게는 사전정의되므로 수위의 임계차(ΔhV)가 초과되면, 수압차로 인해 밸브 개방력은 피봇샤프트(91)에 대한 플로트장치의 토크에 기인해 밸브 폐쇄력보다 더 커진다. 그러므로, 해수의 수위(L₁)는 가장 큰 조석상수 동안 실질적으로 썰물의 수위(L_L) 보다 크면, 밸브(16)는 수위의 기설정된 임계차(ΔhV)가 초과되자마자 수도관을 개방하도록 선회하기 시작한다.

플로트장치(96)를 갖는 이와 같은 밸브(16)의 중요한 이점은 취수조의 수위(L₂)가 트리거 수위(L_2V) 아래로 떨어진 후에 아주 곧 바로 밸브가 자동으로 선회하는 것이 사실상 확실하다는데 있다. 유기물로 인해 통로의 단부(35)에 패널(90)의 부착 또는 피봇샤프트(91)의 소정 괄착을 가정해도, 트리거 수위(L_2V) 아래로 수위(L₂)의 하강은 밸브 개방력이 불가피하게 선회를 막는 정지력을 극복하기에 충분히 커지는 지점까지 플로트장치(96)를 드러낸다. 예컨대, 도 19에 나타낸 바와 같은 수위(L₂)로, 밸브(16)는 닫힌 채로 있을 수 없고 도시된 바와 같이 개방하도록 선회되는 것을 알 수 있다. 플로트장치를 가진 이런 밸브는 또한 도 4의 시스템과 같은 물추가 공급 시스템에서 밸브(9) 대신 차단장치로서 사용될 수 있다.

있을 수 있는 장치의 단점은 밸브가 얼마나 멀리 선회할 수 있는지에 대한 한계인데, 이는 해수면의 수온이 저온인 채로 있을 때의 주기 동안 양수장(10)의 발전펌프들이 재가동되면 백업터널(30)을 통해 물이 충분히 흐르게 할 수 없다. 이 경우, 한가지 방안은 백업터널(30)과 통로(35)의 충분한 횡단면적을 제공하고, 밸브(16)와 나란하고 차례로 단순히 소정 유량이 양수장의 백업펌프에 공급하기에 충분해지도록 배열될 수 있는 큰 횡단면적에 적절한 제어밸브를 갖는 것이다. 또한, 도 11에 도시된 실시예와 관련해 상술한 바와 같이 길이를 따라 지지 리지를 갖는 바에 의해 피봇샤프트(91)가 형성될 수 있고, 이는 특별한 유지보수가 필요없이 샤프트의 상당한 괄착을 방지한다.

더욱이, 만조가 쓰나미로 인한 것이고, 그 쓰나미가 발전소에 덮치기 전에 상당히 큰 지진이 전혀 없다면, 발전소의 원자로 유닛을 셧다운 시키지 않고 이에 따라 만조 동안 양수장의 발전펌프를 셧다운 시키지 않는 것이 바람직할 수 있다. 도 17 및 도 18을 참조로 상술한 바와 같은 취수설비는 이런 동작을 가능하게 한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 수 분간 지속될 수 있는 이 주기 동안, 발전펌프로의 물 공급은 통로(7)의 마우스(7E) 아래의 취수조(2)에 담긴 물 보유량으로부터만 발생할 수 있어야 한다. 제 1 근사로, 가령, 하나의 원자로 유닛에 대한 한 양수장에 대해 약 10,000㎥까지의 물 보유량이면 최소 15분 정도 지속되며 첫번째 쓰나미 파도 이전에 해수 수위에 있어 생각될 수 있는 가장 치명적인 하강을 극복하는데 필요할 것으로 평가된다. 예컨대, 취수조(2)의 하단(2B)과 통로(7)의 마우스(7E) 사이 적어도 5m 높이로, 이 같은 물 보유량을 보장하기 위해 약 2 헥타르의 취수조 표면적을 가져야 할 것이다.

통로(7)의 마우스(7E)의 수위 아래로 특히 큰 보유량의 경우에 대해, 도 17에서의 취수조와 같은 취소를 만드는데 단점들이 있다. 첫째, 취수조는 쓰나미 또는 조석파의 경우 물을 담기 위해 취수조에 약 2 바의 수압에 견디는 커버를 형성하는 지붕을 갖기 때문에, 1 헥타 이상의 면적을 덮기 위한 이런 지붕의 구현은 상당한 건설비용을 포함한다. 이는 심지어 다수의 원자로 유닛들에 물을 공급하는 다수의 양수장들에 의해 취수조(2)가 공유될 경우에 더 그러하며, 취수조 지붕의 표면적은 실질적으로 취수설비의 건설비용을 전체적으로 증가시킨다. 게다가, 최대 생산시 원자로 유닛에 공급할 때 양수장의 양수율은 가령 초당 약 70㎥이므로, 2개의 원자로 유닛들에 의해 공유되고 만조 평균으로 측정된 약 500,000㎥를 담는 취수조를 완전히 다시 채우는데 초당 약 140㎥의 유량으로 거의 1시간 들 수 있다. 외부 대기의 온도에 따라, 특히 외부 온도가 그늘에서 30℃를 초과하면, 취수조로 흐르는 물은 석션터널을 나와 양수장으로 들어가는 사이에 약 1℃ 이상 더 따뜻해지게 된다. 따라서, 훨씬 더 적은 용량의 저수조에 비해, 연중 소정 시간 동안 설비의 효율의 상대적 저하가 발생할 수 있다.

이런 있을 수 있는 단점들을 극복하기 위해, 본 발명의 취수설비의 실시예는 석션터널 또는 터널들에 의해 물이 취수조에 정상적으로 공급되면서 실질적으로 변하지 않은 채 있는 수량을 담고 있는 저수조에 비상 저수지를 구축하는 것을 제안한다.

이런 실시예의 예가 도 20에 도시되어 있다. 저수탱크(20)는 물추가 공급 시스템용의 수도관을 형성하는 개구(85)가 제공되는 댐 벽(80)에 의해 취수조(2)로부터 분리되어 있다. 수도관(85)은 도면의 평면에 해당하는 수직면에 원호 또는 몇몇 다른 연속 곡선을 이루는 벽(80)의 곡선 측에서 취수조(2)로 통한다. 도면의 폐쇄위치에 있는 것으로 도시된 차단장치(17)는 지지구조와 관련된 씰링패널(90') 형태의 차단부재를 구비하고, 상기 패널은 벽(80)의 곡선 측에 실질적으로 상보적인 형태의 외부면을 갖는다. 지지구조에 따른 패널(90')은 차단장치(17)를 도 21에 도시된 바와 같이 수도관(85)을 개방하는 위치로 가져오도록 선회하는 수평 피봇샤프트(91')에 연결되어 있다. 피봇샤프트(91')는 실질적으로 벽(80)의 곡선측의 곡률 중심축을 이루는 직선과 일치할 수 있다. 차단장치(17)의 가장 폭넓은 피봇각은 90°미만이고 여기서는 심지어 45°미만이므로, 동일한 직선과 정렬되고 대향 측면들을 향해 마주보며 오목한 실장면에 대해 가압하며 이로써 윤활제가 필요없는 잠긴 피봇샤프트를 제공하는 길이를 따라 리지들을 갖는 바에 의해, 피봇샤프트(91)가 형성되게 준비될 수 있다.

씰링패널(90')의 외부면은 차단장치(17)가 폐쇄위치에 있을 때 벽(80)의 곡선측의 표면과 평평하도록 배열되어, 수도관(85)이 폐쇄될 때 저수조(20)로부터 취수조(2)로 제한된 유량이 새어나오게 하는 작은 갭만을 남긴다. 그러나, 씰링패널(90')과 벽(80)의 곡선 측 간의 갭은 벽에 발견되는 패널의 어떤 위험성을 방지하기에 충분하며, 갭의 두께는 가령 패널의 지지구조의 열팽창으로 요동칠 수 있다. 너무 얇은 갭은 패널과 벽이 잼되는 접촉을 허용할 수 있어, 차단장치(17)가 개방되는 것을 막는다.

차단장치(17)는 피봇샤프트(91')에 대한 차단장치(90')의 맞은 편에 배열된 평형추 수단을 구비한다. 평형추 수단은 패널(90')의 지지구조에 단단히 연결된 지지구조를 포함한 주요 평형추 부재(97)를 구비한다. 차단장치(17)는 취수조의 수위가 주요 평형추 부재(97)의 상당한 부분이 물에서 나타나는 기설정된 트리거 높이(L_2V)에 도달하자마자 폐쇄위치로부터 선회하기 시작하도록 설계되어 있다. 주요 평형추 부재(97)는 바람직하게는 차단부재(90')의 무게의 80% 내지 200% 사이 무게이다. 예컨대, 차단부재의 무게의 200%에 달하는 무게로 인해 피봇샤프트(91')와 주요 평형추 부재(97)는 함께 가까이 두어지게 되고, 이로써 차단장치(17)의 전반적인 크기를 줄이게 하며 또한 취수조의 수위의 소정 감소에 대해 장치의 더 넓은 피봇각과 더 넓은 개구를 가능하게 한다. 또한, 평형추 수단은 주요 평형추의 지지구조에 이동식으로 실장된 보조 평형추를 구비할 수 있다. 또한, 취수조 바닥의 표면적을 줄이고 이로써 취수조의 커버장치(25)를 형성하는 지붕의 표면적을 줄이기 위해, 터널(3)을 취수조(2)에 연결하는 2개의 통로들의 2개 마우스들(7E) 사이에 적어도 하나의 차단장치(17)를 설치할 수 있다.

저수조(20) 바닥은 취수조(2)보다 훨씬 더 큰 표면적에 걸쳐 뻗어 있고, 그 상단은 외부로 개방되어 있다. 저수조(20)는 방수지붕이 필요 없으나, 태양광선에 대한 보호 시스템, 가령, 타플린(tarpaulin)이 남아 있을 수 있다. 저수조(20)의 수위(L₃)는 취수조의 커버장치(25) 아래에서 비교적 일정하게 유지된다. 예컨대, 차단장치(17)를 통해 취수조로 물의 연속적인 누수를 보상하기 위해, 반대로 폭우 동안 취수조에 물을 방출하기 위해, 취수조와 저수조 사이 양방향으로 물을 순환시키기 위한 펌프들이 제공될 수 있다. 저수조(20)에 있는 수량은 석션터널 또는 터널들에 의해 취수조에 물이 정상적으로 공급되는 한 실질적으로 불변인 채로 유지된다. 취수조가 물을 2개의 원자로 유닛들에 공급하는 핵발전소에 대해, 가령, 100,000㎥의 물을 담고 있는 저수조(20)는 해수 수위에 있어 상상될 수 있는 가장 치명적인 하강을 극복하기에 충분할 듯하다.

저수조(20)의 수위(L₃)와 취수조(2)의 수위(L₂) 간의 높이 차는, 특히 썰물 때, 충분할 수 있고, 가령, 해양에 대해 연중 썰물 때 약 10m에 달할 수 있다. 그 결과, 피크에서 1 바의 크기의 수압 차가 저수조(20)와 취수조(2) 사이에 차단부재(90')를 형성하는 씰링패널에 가해진다. 또한, 씰링패널(90')에 의해 차단된 수도관(85)은 양수장의 발전펌프들이 계속 동작하게 할 수 있는 수류, 가령 초당 약 70㎥을 가능하게 하도록 충분한 횡단면적을 가져야 하며, 이는 씰링패널(90')에 대해 상대적으로 큰 표면적을 의미한다. 씰링패널(90')에 대한 수압차에 의해 발생된 힘들로 인해 수도관(85)을 차단한 씰링패널의 표면의 기하학적 중심에 또는 부근에 가해진 벡터(F2)로 힘이 도 20에 도시되어 있다. 이 힘 벡터(F2)는 피봇샤프트(91')와 일치하도록 설계될 수 있는 벽(80)의 곡선측의 곡률 중심축에 수직하게 지향되므로, 상기 힘 벡터는 씰링장치(17)에 전혀 토크를 발생하지 않게 된다. 이점적으로, 벽(80)의 곡선측의 곡률 중심축은 피봇샤프트(91')의 약간 위에 위치될 수 있어, 이 중심축에 수직하게 지향된 힘 벡터(F2)는 장치가 개방하도록 선회를 돕는 차단장치(17)에 토크를 발생한다. 이 배열은, 차단장치(17)가 폐쇄위치에 있을 때 필요한 부력에 대해 이 부재의 부피가 충분히 유지되는 한, 주요 평형추 부재(97)에 필요한 무게를 감소시키는 이점이 있을 수 있다.

도 20에 도시된 실시예에서, 추가 물공급 시스템은 취수조(2)와 이 예에서 바다인 수역(5)을 구성하는 제 2 비상 저수지 간에 간접 소통을 제공할 수 있다. 석션터널 또는 터널들에 의해 취수조로의 물의 공급이 지속적인 주기 동안 불충분해지는 경우, 특히, 석션터널 또는 터널들에서 치명적인 붕괴의 경우, 저수조(20)에 있는 수량이 심각하게 감소된 후 물을 취수조에 공급하기 위한 지속적인 방안이 구현되어야 한다. 바다 부근이면, 도 17을 참조로 상술한 바와 같이, 바다에 잠긴 적어도 하나의 백업 취수부(15)에 연결된 백업터널(30) 형태의 수도관을 제공하는 것이 이점적이다. 발전소가 제 2 비상 저수지에 신뢰할 수 있고 지속가능한 수원일 가능성을 제공하는 강 또는 호수와 같은 수원 부근에 위치되면 이런 수원과 저수조(20) 간에 물을 공급하기 위한 링크가 가능하게는 백업터널(30)의 방안에 대해 바람직할 수 있다. 예컨대, 바다로부터 물을 펌핑함으로써 소정 수준으로 유지되는 해수로 된 작은 인공호수가 저수조(20) 약간 위의 높이로 저수조에 또는 밸브에 의해 폐쇄된 파이프를 통해 취수조에 직접 연결된, 핵발전소 부지에 또는 부근에 제공될 수 있다.

저수조(20)가 커버장치에 의해 막히지 않았다면, 백업터널(30)에 의해 형성된 수도관을 막는 차단장치는 해수가 조석파의 경우 저수조에 들어가게 하지 않아야 하는데, 이는 저수조가 넘쳐 발전소를 잠기게 할 위험이 있을 수 있기 때문이다. 그러므로, 도 17에 언급된 장치(9)와 같은 차단장치는 저수조(20)에 적합하지 않다. 또한, 취수조(2)에서의 수위가 비정상적으로 앞서 정의된 식으로 떨어지면, 취수조의 감소된 수위가 바다의 비정상적인 물러남에 의해 야기된 것인지 판단하기 위해 해수 수위의 상태를 감지하는 것이 이점적일 수 있다. 해수 수위가 크게 변하지 않으면, 석션터널 또는 터널들에서 치명적인 붕괴가 발생한 결론을 끌어내며, 양수장의 발전펌프가 셧다운될 수 있고 백업펌프들로 스위치될 수 있다. 저수조(20)에서 수량(水量)은 대개 적어도 2시간 동안 물을 백업펌프에 공급할 정도로 충분하다. 이는 백업터널(30)을 차단시킨 차단장치를 개방하기 위한 시간을 제공하므로, 비자동 제어밸브, 가령 게이트 밸브 형태의 차단장치가 가능하다. 자동밸브와 달리, 이러한 차단장치는 수동 안전장치를 제공하지 않으며, 밸브가 개방된 후에, 조석파의 경우 폐쇄를 보장할 수 있어야 한다.

백업터널(30)을 차단하기 위해 장치(17)와 유사한 자동 차단장치가 사용될 수 있다. 대안으로, 평형추를 필요로 하지 않는 피봇팅 플로트장치(18)가 이용될 수 있다. 도 20에 도시된 차단장치(18)는 패널의 곡선면의 곡률 중심축을 형성하는 직선과 일치하도록 배열될 수 있는 피봇샤프트(91')에 대해 선회하는 만곡된 씰링패널(90')을 구비한다. 플로트(98)가 씰링패널의 지지구조에 부착되고 플로트가 완전히 잠기는 한 지지구조를 위로 밀도록 형성된다. 플로트가 수면 위로 떠오를 때 유발되는 피봇팅을 조절하기 위해, 소형 조정식 평형추가 장치에 추가될 수 있다.

도 21에 도시된 바와 같이, 첫번째 쓰나미 파도에 앞서 해수의 수위가 중대하게 하강되는 동안, 바다는 수 분의 주기 동안 썰물 수위(L_L) 아래로 후퇴한다. 취수조(2)에서 물의 수위(L₂)는 수위가 해수의 수위(L₁)와 평형을 맞추려 시도하는 통로(7)를 향해 물이 다시 흐르기 때문에 매우 급격히 떨어진다. 차단장치(17)의 주요 평형추 부재(97)의 큰 부분의 급격한 노출로 인해 이 부재에 가해진 부력이 크게 줄어들고 폐쇄장치의 거의 완전한 개방을 야기해, 저수조(20)가 제한된 흐름으로 하지만 셧다운되지 않았다면 발전펌프에 충분하도록 설계된 물을 취수조(2)로 공급하게 한다. 수위(L₂)가 통로(7)의 마우스(7E) 약간 아래의 높이에서 안정화되도록 차단장치(17)가 배열되며, 이로써 통로(7)를 통해 저수조로 가능한 한 거의 물이 손실되지 않는다. 수위(L₂)가 약간 다시 오르면, 차단장치(17)가 선회하고 수도관(85)을 약간 차단하며, 이는 수위(L₂)가 도 21에 도시된 바와 같이 안정화될 수 있게 흐름을 줄이는 것을 알 것이라. 더욱이, 해수의 비정상적 후퇴로 인해 취수조에서 수위가 감소되었는지 체크하기 위해 해수의 수위 상태를 감지하는 것이 이점적일 수 있다. 이 경우에 그리고 쓰나미에 앞서 큰 지진을 발전소에서 느끼지 않았다면, 석션터널 또는 터널들을 통해 저수조로 물이 복귀할 때까지 저수조에 물이 계속 공급되게 할 수 있는 발전펌프를 반드시 셧다운시킬 필요가 없다. 그렇더라도, 발전소 설계시, 발전펌프는 저수조에서 비정상적으로 수위가 낮아지는 경우에 시스템적으로 셧다운될 것이며, 따라서, 저수조에 필요로 하는 양 및 이에 따른 저수조의 건설비용을 제한하게 결정될 수 있다.

도 22에 도시된 바와 같이, 첫번째 쓰나미 파가 도달하면, 바다는 취수조의 커버장치(25) 위로 수 미터에 위치된 수위(L_1p)에 도달할 수 있다. 취수조의 물이 상승하고, 이는 차단장치(17)가 닫히게 한다. 취수조의 물이 커버(25)에 도달한 후, 제한된 수류(I_P)가 캘리브레이션 개구(26)를 통해 외부 환경으로 나가게 허용된다. 이 수류(I_P)는 저수조(20)로 흘러보내질 수 있고, 수위(L₃)는 여전히 취수조의 최대용량 훨씬 아래에 있다. 백업터널(30)을 차단한 차단장치(18)는 차단장치(90')에 가해진 수압차로 인해 선회하도록 촉발되지 않는데, 이는 수압차로 인해 힘 벡터(F2)가 피봇샤프트(91')를 향해 지향되기 때문이다. 핵발전소의 동작은 바다가 정상수위로 돌아오는데 필요한 주기 동안, 가령 약 30분 동안 이 조석파 상황에서 계속될 수 있다.

도 23에서, 치명적인 붕괴가 적어도 하나의 붕괴영역(55)에서 석션터널 또는 터널들에서 발생한 것을 알 수 있다. 차단장치(17)를 개방하게 하여, 실질적으로 동일한 수위(L₂)를 달성하도록, 저수조(20)를 취수조로 크게 배출시켜 취수조(2)의 수위(L₂)가 떨어졌다. 이 물 이송 주기 동안, 양수장의 발전펌프는 셧다운되고 백업펌프들로 스위치된다. 차단장치(18)의 플로트는 부분적으로 수면 위로 노출되어, 차단장치의 부분적 개방과 이에 따라 백업터널(30)을 통해 저수조(20)에 물을 공급하게 한다. 차단장치(18)의 부분적 개방은 자동으로 양수장의 물 소비를 조절하는데, 이는 수위(L₂)가 너무 많이 떨어지면 평형상태가 회복될 때까지 차단장치(18)가 더 개방되기 때문이다.

도 24에 도시된 바와 같이, 개방 및 가능하게는 또한 페쇄하기 위한 차단장치(17 또는 18)의 선회는 가령 적어도 하나의 수위감지시스템과 관련된 제어시스템에 연결된 트리거장치(70)에 의해 선택적으로 작동될 수 있다. 트리거장치(70)는, 가령, 가능하게는 차단장치의 구조에 연결된 케이블(71)에 작동하는 크레인 상의 윈치를 포함할 수 있다. 이런 트리거장치는 윈치가 작동하지 않으면 자동으로 차단장치가 선회하게 하는 이점이 있다. 도 24에 도시된 예에서, 석션터널(3)이 수리되고 취수조(2)에 물이 정상적으로 공급된 후에, 바다가 만조인 동안 백업터널(30)을 통해 저수조를 채우도록 차단장치(18)를 강제 개방하도록 트리거장치가 작동된다. 도 23을 참조로 석션터널(3)의 치명적 붕괴 상황을 고려해서, 백업터널(30)과 취수조(2) 사이에 수류를 증가시켜, 발전펌프를 재시동할 수 있게 하는 것이 바람직하다면, 도 24에 도시된 바와 같이 트리거장치(70)의 설치는 계속 차단장치(17 및 18)를 완전히 개방시키게 할 것임을 알 것이다.

또한, 설계 단계 동안 차단장치(18)를 폐쇄위치에 고정시키기 위한 수단 또는 차단장치(18)를 제거하고 백업터널(30)에 형성된 수도관을 밀봉하기 위한 수단을 제공할 수 있다. 보강된 석션터널을 통해 물이 공급되는 핵발전소의 동작으로 충분한 경험이 획득된 다음, 석션터널에서의 치명적인 붕괴는 백업펌프로의 물공급에 영향을 주고, 백업터널에 의해 제공된 수도관을 일시적으로 또는 명백히 차단하도록 결정될 수 있는 지점까지 수류를 감소시킬 수 없음이 밝혀졌다. 이런 시나리오에서는, 도 20의 설비와 유사한 본 발명의 신규한 취수설비의 건설시 백업터널 없이도 이것이 가능할 수 있다. 이 경우 바다에 인접함으로 인해 필요하다면 저수조(20)에 물을 공급하기 위한 비상대책이 제공되게 한다.

도 25에서, 도 23을 참조로 상술한 실시예와 유사한 본 발명에 따른 취소설비의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 이들은 바다에 잠긴 적어도 하나의 백업 취수부(15)에 연결된 백업터널(31)에 의해 취수조(2)에 직접 물이 공급되는 점에서 기본적으로 다르다. 도 25의 개략도의 목적으로, 백업터널(31)은 저수조(20)를 지나 취수조(2)로부터 저수조(20)를 분리시키는 댐벽(80)의 면을 가로지르는 수평파이프(36)에서 끝나는 것으로 도시되어 있다. 수평파이프(36)는 차단장치(17)와 관련된 수도관(85)으로부터 다소 떨어진 수도관(86)을 형성한다. 저수조(20)를 횡단하지 않는 백업터널(31)을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 더욱이, 도 24를 참조로 상술한 바와 같이, 차단장치(17)는 가령, 케이블(71)에 작동하는 윈치를 구비한 트리거장치(70)와 관련될 수 있다. 트리거장치(70)는 본 명세서에서 취수조(2)에서의 수위가 비정상적으로 사전 정의된 방식으로 떨어졌는지 주로 감지하기 위한 워터센서(28)를 이용해 다수의 수위감지시스템들과 관련된 제어시스템(50)에 연결되고, 가능하기로 수위의 변경속도 측정은 비정상적 하강을 결정하기 위한 파라미터이다.

백업터널(31)에 의해 형성된 수도관(86)을 차단하기 위해, 도 17 및 도 19를 참조로 기술된 한 또는 다른 차단장치(9 및 16)와 같은 자동 폐쇄장치가 사용될 수 있는데, 이는 백업터널을 통해 바다와 통하게 배치될 수 있어야 하는 폐쇄된 취수조와 구성이 동일하기 때문이다. 이와 같은 차단장치(9 및 16)로, 장치의 개방은 취수조와 저수조 간의 수도관(85)을 차단한 폐쇄장치(17)의 개방을 촉발하기 위해 기설정된 수위(L_2V)보다 더 높은 수위(L₂)에 대해 유발되도록 배열될 것이므로, 바다의 비정상적 후퇴가 있을 때를 제외하고, 실질적으로 저수조에 있는 물은 전혀 사용되지 않는다.

그러나, 장치(9 또는 16)와 같은 자동 차단장치가 반드시 필요한 것은 아니며, 특히, 트리거장치에 의해서만 개방되는 차단장치(19)를 사용하는 것이 생각될 수 있다. 이런 차단장치(19)의 자주성 결핍이 반드시 설비의 안전도를 손상시키지 않으며, 특히 차단장치에 할당된 트리거장치에 중복이 있을 수 있다. 또한, 도 25의 설비에서 차단장치(19)는 바람직하게는 석션터널 또는 터널들(3)의 치명적 붕괴가 발생했을 때에만 개방되도록 설계되고, 취수조의 수위(L₂)가 차단장치(17)의 개방을 촉발하기 위한 기설정된 수위(L_2V)에 도달하기 전에 개방되도록 의도되어 있다. 그 결과, 열린 차단장치(19)에 오작동이 있다면, 취수조의 수위(L₂)는 기설정된 수위(L_2V)로 계속 떨어지고, 이는 자동으로 또는 관련된 트리거장치(70)에 의해 차단장치(17)의 개방을 촉발하므로, 저수조로부터 취수조에 물을 공급한다. 저수조(20)에서 수량(水量)은 대개 적어도 2시간 동안 백업 동작을 위한 펌프들에 공급할 정도로 충분하며, 이는 차단장치(19)의 개방을 위한 제어를 회복할 시간을 제공한다.

차단장치(19)가 석션터널 또는 터널들(3)에서 치명적 붕괴의 경우에만 개방되는 것을 보장하기 위해, 취수조의 수위(L₂)의 급격한 하강이 바다의 후퇴로 인한 것이 아님을 확실히 결정할 수 있는 게 필요하다. 이를 달성하기 위해, 제어시스템(50)은 석션탱크 수위의 감소를 감지하기 위한 시스템뿐만 아니라 해수 수위의 감소를 감지하기 위한 시스템과도 관련될 수 있다. 가령 수위를 측정하기 위해 높이가 다른 워터센서들(28)을 구비한 각 감지시스템은 데이터(29)를 제어시스템(50)과 관련된 분석시스템에 보낸다. 분석시스템은 석션탱크(2)의 수위가 비정상적으로 사전 정의된 방식으로 떨어지는지 그리고 해수 수위가 비정상적으로 떨어지지 않는지 결정하도록 되어 있다. 양 조건들이 사실이면, 석션터널 또는 터널들이 치명적 붕괴를 당한 것이 거의 확실하다. 그 후, 제어시스템(50)은 트리거명령(59)을 트리거장치(70)로 보내, 가령 차단장치(19)를 계속 폐쇄되게 한 락킹시스템을 잠금해제시키기 위해 케이블(71)을 당김으로써, 개방 차단장치(19)를 작동시킨다. 트리거명령(59)도 또한 양수장의 발전펌프로부터 백업펌프로 전환을 개시할 수 있다. 도 25에 도시된 바와 같이, 차단장치(19)가 개방된 후에, 백업터널(31)은 물을 취수조(2)에 공급하고 수위(L₂)는 다소 해수의 수위(L₁)로 안정화하도록 상승한다. 백업터널(31)에 의해 형성된 수도관(86)은 도 25에 도시된 도면보다 낮을 수 있고, 가령 수도관(85)과 같은 방식으로 저수조의 하단에 위치될 있음을 알 것이다.

도 26뿐만 아니라 도 27, 28, 및 29는 동일한 차단장치(19)의 다른 위치들을 나타내고 함께 논의된다. 도시된 차단장치(19)는 도 25의 취수설비의 물공급 시스템에 사용될 수 있는 비자동 폐쇄장치의 예시적인 실시예이다. 도 26 및 도 28에서, 차단장치(19)는 폐쇄위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 상기 장치는 피봇샤프트(91) 주위로 선회될 수 있는 전반적으로 평평한 씰링패널의 형태로 차단부재(90)를 구비한다. 패널(90)은 댐 벽(80) 면에 형성된 수도관(86)을 차단한다. 폐쇄위치는 벽(80)에 부착된 브라켓(82)들과 상기 브라켓들(82)과 패널(90)의 자유단부 사이에 삽입된 락킹바(72)를 구비한 락킹시스템에 의해 유지된다. 락킹바(72)는 상술한 바와 같이 트리거장치(70)에 의해 당겨질 수 있는 적어도 하나의 케이블(71)에 연결된다. 롤러(73)는 장치의 잠금해제시 바의 변위를 용이하게 하도록 락킹바(72)의 일측에 제공될 수 있다.

도 27 및 도 29에 도시된 바와 같이, 케이블(71)의 작동은 씰링패널(90)이 저수조(20) 측의 패널면에 가해진 수압차의 영향을 받아 더 이상 선회 못하게 하지 않도록 락킹바(72)를 위로 당긴다. 패널(90)은 백업터널에 의해 형성된 수도관(86)을 완전히 차단하지 않도록 적어도 90°선회하게 설계된다. 도 30에 도시된 바와 같이, 씰링패널(90)의 피봇샤프트(91)는 그 길이를 따른 리지, 가령, 타원형 프로파일을 갖는 리지를 갖는 바(99)에 의해 형성될 수 있고, 바(99)는 상기 바(99)에 나란하고 벽(80)에 고정된 실장부재(81)의 오목면에 대해 가압된다. 바(99)의 상기 리지와 실장부재(81)의 오목면의 외형은 패널이 과도한 재밍(jamming) 또는 마찰없이 적어도 90°선회하게 하도록 형성된다.

도 31에서, 도 20과 유사한 취수설비의 또 다른 실시예는 유일하게 비장동 차단장치(19)를 이용하며, 이는 상기 장치가 단지 트리거 장치에 의해서만 개방되는 것을 의미한다. 각 차단장치(19)의 개방을 개별적으로 제어하기 위해 제어시스템(50)이 형성되고, 수압을 감지하는 센서들(28)을 이용해 취수조(2)와 저수조(20)에서 수위 감소를 감지하기 위한 시스템과 관련된다. 차단장치(19)는 비가역적으로 개방될 수 있는데, 이는 상술한 차단장치(19)의 경우 일단 개방되면 특정 동작을 수행하지 않고는 차단부재(90)를 폐쇄할 수 없음을 말한다. 또한, 차단장치(19)는 가령 버터플라이 밸브 또는 게이트 밸브의 경우에서와 같이 가역적으로 개방될 수도 있다.

취수조의 수위(L₂)가 비정상적으로 떨어지면, 취수조(2)와 저수조(20) 사이에 있는 제 1 차단장치(19)는 개방되게 유발되는 반면 백업터널(30)을 차단한 제 2 차단장치(19)는 여전히 닫힌 채로 있다. 트리거명령(59)도 또한 양수장의 발전펌프들로부터 백업펌프들로 전환을 야기한다. 제 1 차단장치(19)에 의해 개방된 수도관의 횡단면적은 저수조(20)의 수위(L3)가 너무 급격히 떨어지지 않을 정도로 충분히 작도록 되어 있으나, 발전펌프들이 셧다운되는 동안 취수조(2)의 수위는 다만 취수조를 석션터널(3)에 연결한 통로(7)의 마우스(7E) 약간 아래에 있도록 가령 초당 5㎥ 내지 15㎥의 충분한 흐름을 허용해야 한다. 저수조(20)에서 수량(水量)은, 바다의 후퇴로 인해 수위(L₂)가 비정상적으로 떨어질 경우, 바다가 썰물 수위(L_L) 위로 회복되고 저수조(20)의 수위가 제 2 차단장치(19)를 촉발하는 수위(L₄) 이상으로 남아 있을 때까지 백업펌프로의 물이 보장되도록 충분하게 되어 있다. 저수조(20)는, 특히 비가역적으로 개방되는 차단장치(19)의 경우에, 쓰나미의 경우에 저수조가 발전소를 범람해 홍수를 나게 하지 못하도록, 적어도 하나의 캘리브레이션 개구(27)가 제공된 커버장치(25')에 의해 덮인다.

석션터널 또는 터널들(3)의 치명적 붕괴로 인해 수위(L₂)가 비정상적으로 떨어질 경우, 저수조(20)의 수위는 제 2 차단장치(19)를 촉발시키는 수위(L₄)에 도달할 때까지 상대적으로 천천히 떨어직, 저수조(20)의 떨어진 수위를 감지하기 위한 시스템은 트리거명령(59)을 내보내 제 2 차단장치를 개방시킨다. 예비조치로서, 터널(3)에 치명적 붕괴가 있었음을 확실히 한 후에, 수위(L₄)에 도달하기 전에 제 2 차단장치를 개방하도록 명령할 수 있다. 그런 후 저수조에 백업터널(30)에 의해 물이 공급된다. 취수조(2)의 수위(L₂)와 저수조(20)의 수위(L₃)는 실질적으로 해수의 수위(L₁)까지 다시 오른다. 따라서, 또 다른 쓰나미 상황에서도, 안전모드에서 핵발전소의 양수장의 동작이 보장된다.

상기 실시예에 대한 대안으로, 또한 백업터널(30)을 취수조(2)에 직접 연결할 수 있다. 그런 후 백업터널(30)과 관련된 제 2 차단장치(19)의 개방은 석션터널 또는 터널들(3)이 다소 차단되는 것이 확실히 된 다음의 순서일 수 있다. 또한, 도 26-30을 참조로 기술된 차단장치(19)와 같은 비자동 차단장치는 저수조가 없는 물공급 시스템, 가령 밸브자치(9) 대신 도 17을 참조로 기술된 물공급 시스템에서 자동차단장치 대신 사용될 수 있다. 이 경우, 차단장치(19)는 소정 지점까지 개방되어야 하면, 장치는 석션터널에서 나온 물이 백업터널(30)로부터 나온 물에 의해 가열되는 것을 막기 위해 석션터널 또는 터널들(3)이 동작된 다음 발전펌프가 재시동되기 전에 폐쇄위치로 복귀해야 한다.

본 발명에 따른 취수설비는 건설에 적합하지 않는 땅 또는 내륙방향으로 경사진 넓은 스트립의 제방 또는 다른 관개시설에 의해 바다와 분리된 핵발전소를 평균 해수면 이하로 설비하도록 의도될 수 있다. 이는 저수지 바닥이 평균 해수면보다 낮고 적어도 조석이 있는 수역에 대해 썰물 아래로 최소 수 미터 낮게 형성되어야 하는 것이 이해된다. 건설 적합성 및/또는 해안선을 따른 육지의 토폴로지에 따라, 이런 길이의 터널을 가진 설비를 위해 석션터널의 증가된 건설비용을 고려하면, 해안선으로부터, 가령, 약 5km 까지 좀 떨어진 부지에 핵발전소를 건설할 수 있다.

해안선이 쓰나미와 같은 예외적인 조석파를 겪을 수 있다면, 도 17 내지 도 31을 참조로 기술된 설비들 중 하나와 같은 취수설비를 가진 핵발전소가 해안선으로부터 떨어져 시설될 수 있고, 이에 따라 각 석션터널과 각 백업터널을 연장시킬 수 있다. 다른 경우, 이같은 조석파의 위험이 전혀 없으면, 도 17을 참조로 기술된 바와 같으나 취수조용 커버장치가 없는 취수설비가 사용될 수 있다.

취수설비의 건설비용 및 유지보수를 고려한 이유들로 인해 또는 지진활동 영역에서 안전성을 이유로, 해안선으로부터 떨어져 세워진 이 같은 발전소에 대해서는 가령, 강 또는 호수와 같은 보조 수원이 있는 한, 백업터널이 필요없는 이점이 있을 수 있다. 이런 경우, 상술한 바와 같이 물추가 공급 시스템에 의해 설비의 취수조에 물을 공급할 수 있는 저수조를 포함한 비상 저수지가 제공될 수 있다.

도 32에 도시된 바와 같이, 건설에 적합하지 않는 길쭉한 땅(Z)에 의해 해안선으로부터 분리된 핵발전소에 대해 의도된 본 발명에 따른 취수설비의 이 같은 실시예는 취수조와 저수조를 분리하는 벽(80)에 의해 형성된 수도관(86)을 통해 취수조(2)와 소통하게 배치될 수 있는 저수조(20)를 구비한다. 여기서 수도관(86)은 취수조 수위의 감소를 감지하기 위한 시스템과 관련된 제어시스템(50)에 의해 제어되는 비자동 차단장치(19)에 의해 차단된다. 대안으로, 자동 차단장치는 가령 상술한 수동으로 작동되는 차단장치(9,16.17,18) 중 하나로 사용될 수 있다. 차단장치의 타입에 무관하게, 상기 장치는 취수조의 수위(L₂)가 비정상적으로 떨어질 때 그리고 늦어도 수위(L₂)가 기설정된 트리거수위(L_2V) 아래로 썰물 수위(L_2L)보다 밑으로 떨어질 때 개방되어야 한다.

도시된 실시예에서, 워터센서(28)는 수위의 변화율을 측정한다. 수위가 조수 수위의 가장 큰 공지의 공칭변화속도보다 더 큰 기설정된 임계치를 초과한 속도로 떨어지면, 이 경우는 석션터널 또는 터널들(3)의 차단 또는 봉쇄를 나타내거나 바다의 비정상적 후퇴를 나타내는 비정상적 조건의 특징이다. 비정상 조건이 감지되면, 제어시스템(50)은 트리거명령(59)을 도면에 미도시된 트리거장치로 보내어 차단장치(19)의 개방을 작동시킨다. 제어시스템(50)은 또한 취수조(2)와 관련된 원자로 유닛 또는 유닛들에 의한 발전의 셧다운 및 양수장(10)의 정상 발전펌프로부터 백업펌프로 전환을 통제한다.

도 32에 도시된 바와 같은 발전소의 정상적인 발전 상황에서, 차단장치(19)는 수도관(86)을 차단하고 따라서, 특히 여름에 저수조에 있는 물이 더 따뜻할 때, 취수조에 있는 물이 저수조에 있는 물에 의해 가열되는 것을 막는다. 저수지(20)의 수위(L₃)는 상대적으로 일정하게 유지되고 저수조를 완전히 채우는 것에 가깝게, 가령, 밀물 수위(L_H)를 초과한 높이로 채우므로, 폭우의 경우, 저수조에 잉여의 물은 수위(L₂)가 더 낮을 경우 취수조(2)로 흘러 넘친다. 저수조의 물 양은 발전펌프가 셧다운된 후 기설정된 비상주기 동안, 가령 적어도 4시간 동안 백업펌프들에 충분히 공급되게 되어 있다.

기정의된 비상주기 동안, 및 설정 절차에 따라, 강(5')과 같은 보조 수원에 의해 물을 저수조에 또는 취수조에 직접 공급하기 위한 배열들이 신속히 이루어진다. 보조 수원으로부터 끌어들일 수 있는 물의 평균 흐름은 백업펌프의 양수율 이상이어야 한다. 예컨대, 발전을 중단한 원자로 유닛의 양수장의 요구를 충족시키기 위해 대부분의 핵발전소들에서 물의 초당 5㎥의 평균 유량을 보장하도록 물을 충분히 취하는 것이면 대개 충분하다.

물은 가령 저수조(20)의 가장자리에 위치되고 지하 파이핑에 의해 강(5')에 연결된 보조 양수장(10')을 이용해 강(5')에서 끌어들일 수 있다. 보조 양수장(10')의 펌프는 이점적으로 저수조의 만조 수위에 가까운 수위(L₃)를 저수조(20)에 유지하기 위해 보조장치(19)가 개방된 후에 바로 개시된다. 이런 식으로, 강(5')으로부터 물을 끌어들이는데 장기간의 문제, 가령, 보조 양수장(10')의 고장이 발생하더라도, 발전소는 수 시간의 주기를 가져 백업펌프에 적절한 물공급을 복구할 적절한 시간을 갖는다.

Claims (15)

1. 핵발전소의 적어도 하나의 양수장(10)이 냉각서킷(11)내에 순환하도록 물을 끌어들이는 취수조(2); 및
   바다, 호수 또는 강과 같은 수역(5)에 잠긴 적어도 하나의 메인 취수부(51,52)에 연결된 적어도 하나의 석션터널(3)을 구비하고,
   상기 석션터널(3)은 상기 적어도 하나의 양수장(10)의 동작에 충분한 수위(L₂)를 취수조(2)에 유지하도록 취수조(2)에 물을 공급하는, 핵발전소(1)의 적어도 하나의 열교환기(13) 기반의 냉각서킷(11)용 취수설비로서,
   상기 적어도 하나의 석션터널(3)과 구별되고 적어도 하나의 비상 저수지(60,5,20)로부터 취수조(2)로 물을 공급할 수 있는 물추가 공급 시스템을 더 구비하고, 상기 물추가 공급 시스템은 취수조(2)를 상기 비상 저수지(60,5,20)에 연결시키는 적어도 하나의 수도관(65, 30, 31, 85, 86) 및 상기 수도관을 차단하는 차단장치(9, 16, 17, 18, 19)를 구비하며, 차단장치는 적어도 부분적으로 취수조(2)의 수위가 비정상적으로 사전에 정의된 식으로 떨어지면 상기 수도관을 개방할 수 있어 적어도 하나의 석션터널(3)에 의해 공급된 물이 충분치 않게 되면 상기 물추가 공급 시스템에 의해 취수조(2)에 물이 공급되는 것을 특징으로 하는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수역(5)은 하나의 상기 비상 저수지를 구성하는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 수역(5)은 바다이고, 상기 물추가 공급 시스템(620, 65, 9)은 취수조(2) 및 바다(5)와 통하는 채널(6)의 일부(60) 사이에 배열되는 상기 비상 저수지를 구성하는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 물추가 공급 시스템은 상기 수역(5)에 잠긴 적어도 하나의 백업 취수부(15)에 연결된 백업터널(30)을 구비하고, 상기 백업 취수부(15)는 상기 주요 취수부(51) 위에 적어도 10미터의 높이(H_E)에 배치되는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 예시적인 비상 저수지는 상기 적어도 하나의 석션터널(3)에 의해 취수조(2)에 정상적으로 물이 공급될 경우 실질적으로 불변인 채로 남아 있는 수량(水量)을 포함한 저수조(20)를 구비하는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 취수부(51,52)는 상기 수역(5)의 평규 기준수위(L₀)에 대해 소정 깊이(H)에 배치되고, 상기 깊이(H)는 취수조(2)로 흐르는 물이, 연중 적어도 한 주기 동안, 상기 수역(5)의 표면에서 수위의 최대온도보다 적어도 4℃ 더 낮은 최대 온도를 갖도록 결정되는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차단장치(9, 16, 17, 18, 19)는 상기 수도관(65, 30, 31, 85, 86)을 개방시키기 위해 피봇샤프트(91, 91', 98) 주위로 선회할 수 있는 차단부재(90, 90')를 구비하는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 차단장치(9, 16, 17, 18, 19)는 취수조(2)의 수위(L₂)의 하강에 따라 상기 차단부재(90, 90')의 선회가 자동으로 발생하도록 형성되는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   트리거장치에 대한 트리거명령(59)을 생성할 수 있는 제어시스템(50)에 연결된 트리거장치(70,71)에 의해 상기 차단부재(90, 90')의 선회가 작동되고, 제어시스템(50)은 취수조(2)의 수위(L₂)를 측정하기 위한 장치(28)에 의해 제공된 데이터(29)를 수신하는 분석시스템과 관련되며, 상기 분석시스템은 비정상적으로 사전 정의된 방식으로 취수조(2)의 수위(L₂)가 떨어지는지 판단할 수 있는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 트리거장치(70,71)는 상기 트리거장치(70,71)가 기능을 수행하지 않을 경우 상기 차단부재(90, 90')의 선회가 상기 차단장치(9, 16, 17, 18)에 의해 자동으로 수행되게 하도록 형성된 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
11. 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 차단부재(90)는 비상 저수지(60,5,20)의 수위(L₁,L₃)와 취수조(2)의 수위(L₂) 간의 높이차(Δh)가 기설정된 임계치(ΔhV)를 초과할 경우 상기 수도관(65, 30, 31, 85)을 개방하도록 선회하는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단장치(9, 16, 17, 18, 19)는 상기 피봇샤프트(91,91')에 대해 차단부재(90,90') 맞은편 측면에 배열된 평형추 수단(92, 93, 94, 97)을 구비하고, 상기 평형추 수단은 상기 피봇샤프트(91,91')로부터 고정된 거리에 위치되는 평형추 부재(92, 97)를 포함하며, 상기 평형추 부재(92, 97)는 상기 차단부재(90,90') 무게의 80% 내지 200% 사이로 무게가 나가는 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단부재(16, 17, 18)는 상기 적어도 하나의 석션터널(3)에 의해 정상적으로 물이 공급될 경우 물에 완전히 잠기게 하고 취수조(2)의 수위(L₂)가 기설정된 트리거 수위(L_2V)에 도달하도록 기설정된 썰물 수위(L_2L) 아래로 떨어지게 배열된 플로트장치(96, 97, 98)를 구비하고, 상기 플로트장치(96, 97, 98)는 상기 트리거 수위(L_2V)에 도달될 때 상기 차단부재(90,90')를 개방하도록 형성된 열교환기 기반의 냉각서킷용 취수설비.
14. 제 1 항에 따른 취수설비를 구비한 핵발전소로서,
    취수조(2)는 실질적으로 방수커버(25)를 이루는 장치에 의해 덮이고, 적어도 하나의 캘리브레이션 개구(26)가 상기 커버장치에 또는 인접해 형성되어 상기 수역(5)의 비정상적 상승으로 인해 취수조(2)가 넘칠 경우 취수조(2) 밖으로 제한된 수류(I_P)를 가능하게 하며, 핵발전소는 배출터널(4)로 물을 공급하는 적어도 하나의 방출 샤프트(14)를 더 구비하고, 상기 방출 샤프트(14)에는 또한 적어도 하나의 캘리브레이션 개구를 갖는 커버장치가 제공되어 방출 샤프트(14)의 범람의 경우에 외부로 제한된 흐름을 가능하게 하는 핵발전소.
15. 제 14 항에 있어서,
    하나의 상기 비상 저수지는 개구가 외부로 개방되고 상기 적어도 하나의 석션터널(3)에 의해 물이 취수조(2)에 정상적으로 공급될 경우 실질적으로 불변인 채로 남아 있는 수량(水量)을 포함한 저수조(20)를 구비하고, 상기 적어도 하나의 캘리브레이션 개구(26)는 상기 제한된 수류(I_P)를 수집하게 하도록 상기 저수조(20)로 인도되는 핵발전소.

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