KR20180047849A

KR20180047849A - 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전

Info

Publication number: KR20180047849A
Application number: KR1020160144631A
Authority: KR
Inventors: 김영인; 송재승; 김석; 조현준; 장정봉; 이민규; 박기선
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2018-05-10
Also published as: KR101892550B1

Abstract

본 발명은, 격납부 내부에 배치되며, 상기 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 냉각수저장부; 사용후핵연료를 수용하고, 상기 사용후핵연료의 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 사용후핵연료저장부; 및 상기 격납부 외부에 배치되고, 상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부와 연결되어 자연순환에 의해 상기 냉각수저장부와 상기 사용후핵연료저장부로부터 고온의 냉각수를 전달받아 냉각시킨 후 냉각된 저온의 냉각수를 상기 냉각수저장부와 상기 사용후핵연료저장부로 공급하도록 이루어지는 외부냉각수저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전을 개시한다.

Description

중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전{NUCLEAR POWER PLANT HAVING INTERMEDIATE HEAT SINK COOLING DEVICE}

본 발명은 중간열침원에 대한 냉각설비를 구비하는 원전에 관한 것이다.

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.

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.

원자로로부터 외부 환경으로의 방사성 물질의 누출을 방지하는 최종방벽 역할을 하는 격납부(격납건물, 원자로건물, 격납용기, 안전보호용기 등)는 압력경계를 구성하는 재료에 따라 강화콘크리트로 구성하는 격납건물(또는 원자로건물이라 함)과 철재용기로 구성하는 격납용기와 안전보호용기로 나뉜다. 격납용기는 격납건물과 같이 저압으로 설계되는 대형용기이며, 안전보호용기는 설계압력을 증가시켜 소형으로 설계되는 소형용기이다.

격납부 내부의 압력 및 온도 그리고 방사성 물질의 농도를 낮추는 방식으로는 격납부 살수계통, 격납부 냉각계통, 감압탱크 또는 감압수조 등의 다양한 형태의 능동 및 피동계통이 이용되고 있다.

능동 격납부살수계통(국내 상용 원자로, SMART 원자로 등) 방식은 사고 시 펌프를 이용하여 대량의 냉각수를 살수하고 냉각수를 격납부내재장전수탱크 또는 pump 등으로 회수하고 이를 재살수하여 장기간 격납부 내부의 압력, 온도 및 방사성 물질의 농도를 낮추는 기능을 수행한다. 능동 격납부살수계통은 장기간 살수 기능을 수행할 수 있으나 반드시 펌프와 펌프 구동을 위한 전력계통이 사용 가능해야 하는 특성이 있다.

피동 격납부살수계통(캐나다 CANDU 등) 방식은 격납부 상부에 냉각수 저장탱크를 구비하고 사고 시 대량의 냉각수를 살수하여 격납부 내부의 압력, 온도 및 방사성 물질의 농도를 낮추는 기능을 수행한다. 피동 격납부살수계통은 냉각수 저장용량의 한계가 있으므로 일정 시간 이상은 가동할 수 없는 특성이 있다. 따라서 피동 격납부살수계통을 장기간 이용하려면, 펌프를 이용하여 냉각수 저장탱크를 주기적으로 보충해주어야 하므로 펌프와 펌프 구동을 위한 전력계통이 사용 가능해야 하는 특성이 있다.

감압탱크(suppression tank, 상용 BWR, CAREM:아르헨티나, IRIS:웨스팅하우스사) 방식은 격납부 내부로 방출된 증기를 격납부와 감압탱크 내부의 압력차를 이용하여 감압탱크로 유도하여 증기를 응축시켜 격납부 내부의 압력, 온도 및 방사성 물질의 농도를 낮추는 기능을 수행한다. 감압탱크 방식은 격납부 내부의 압력이 감압탱크 내부의 압력보다 높을 때까지만 작동하는 특성이 있다.

피동격납부냉각계통 방식은 격납용기 내부 또는 외부에 열교환기 및 냉각수탱크를 설치하고 열교환기를 이용하여 격납용기 내부의 증기를 응축시켜 격납부 내부의 압력, 온도 및 방사성 물질의 농도를 낮추는 기능을 수행한다. 피동격납부냉각계통 방식은 격납부 내부의 자연 순환을 이용하므로 능동 살수계통에 비해 상대적으로 압력, 온도 및 방사성 물질의 저감 능력이 감소하는 특성이 있다.

이밖에 피동격납부냉각계통 방식의 일환으로 철재격납용기를 적용하고 외벽을 냉각(스프레이, 공기)시키고 격납용기 내부의 증기를 격납용기 내벽에 응축시켜 격납용기 내부의 압력, 온도 및 방사성 물질의 농도를 낮추는 기능을 수행하도록 구성한 방식 (AP1000:웨스팅하우스) 등이 있다. 이 방식은 피동격납부냉각계통 방식과 동일하게 격납부 내부의 자연 순환을 이용하므로 능동 살수계통에 비해 상대적으로 압력, 온도 및 방사성 물질의 저감 능력이 감소하는 특성이 있다.

이들 계통 대부분은 격납용기 내부의 압력 및 온도를 낮추는 성능은 매우 우수하다. 그러나 원전 사고 시 외부환경으로의 방사성 물질의 확산 농도를 가장 높일 수 있는 방사성 물질은 요오드(Iodine) 등이며 요오드는 물과 접촉하는 경우 대부분 용해된다 (용해도 0.029g/100g(20℃)). 이에 따라 이들 격납부관련 안전계통 중에 격납부 내부 방사성 물질의 농도를 낮추는 성능이 가장 우수한 것은, 물과 접촉 면적이 가장 많은, 능동 펌프를 이용하여 대량의 냉각수를 살수하고 냉각수를 장기간 재순환시키는 방식의 능동 격납부 살수계통(국내 상용 원자로 채용 방식)이다.

한편, 냉각수에 용해된 방사성 요오드는 격납부내재장전수조 등으로 집수되어, 음이온의 형태로 존재하게 된다. 그런데 방사성 요오드는 용해되어 있는 냉각수의 pH가 낮은 경우 재휘발되는 양이 크게 증가하는 현상이 있다. 이는 pH가 7 이하인 경우 용해된 방사성 요오드가 휘발이 가능한 원소형요오드(I2)의 형태로 변환되는 양이 크게 증가하기 때문이다. 이밖에 원소형 요오드로의 변환량은 용해 냉각수의 온도 및 용액 내 요오드 농도 등이 관련되어 있다. 변환된 원소형요오드는 냉각수 중의 요오드 농도와 대기 중의 요오드 농도비로 정의되는 분리계수에 따라 대기 중으로 재휘발된다. 한편, 관련 규제요건 따르면 용해 냉각수의 pH가 7.0 이상인 경우 변환양이 급격히 감소하여 재휘발은 무시할 수 있다. 일반적으로 pH 조절을 위해서는 인산삼나트륨이 많이 이용되고 있다.

한편, 능동 안전계통은 원전 사고 시 펌프 등의 능동 기기를 가동시키기 위한 비상 교류전력이 반드시 공급되어야 하므로, 상대적으로 안전성이 높은 피동 안전계통에 대한 요구가 증대되고 있다. 그러나 일반적으로 대량의 물을 살수하는 능동 안전계통 방식이 가정한 원전 사고 시 방사성 물질의 저감 성능이 우수하므로, 피동 안전계통 방식을 격납부의 안전계통으로 채용하는 경우 격납부 내부의 방사성 물질의 농도가 높아 지게 된다. 원전에는 원전 사고를 가정하여 사고 시 일반 대중의 안전을 위해 제한구역경계거리(Exclusion Area boundary, EAB)를 설정하고 일반인의 거주를 제한하고 있다. 이에 따라 피동 안전계통을 적용하는 경우에는 능동 안전계통을 적용하는 경우보다 상대적으로 원전의 안전성을 크게 증가시킬 수 있으나, 가정한 원전 사고 시 상대적으로 제한구역경계거리(EAB)를 넓게 확보해야 하는 단점이 나타난다. 제한구역경계거리의 확대는 결과적으로 원전의 건설비용을 크게 증가시키는 단점을 야기할 수 있다.

이에 따라, 격납부 내부에 대형 수조 또는 탱크(종래의 격납부내재장전수조와 유사)를 설치하고 일반적으로 저압설계로 구현 가능한 방사성 물질 저감설비를 구비하며, 원전에서 가상 사고가 발생하는 경우 원자로냉각재계통으로부터 방출되는 일부 제한된 누설을 제외한 대부분의 방사성 물질은 저감설비의 분사부를 통해 대형 수조 내부로 분사되도록 구성된 방사성 물질 저감설비가 제안되었다. (대한민국 등록특허 제10-1538932호) 종래의 기술에서는 원자로냉각재계통의 외부를 감싸도록 저압 압력 경계를 구성하고, 저감설비 내부와 격납부 내부 사이는 저감설비 분사부를 통해 대형수조 하부로 연결되도록 구성하여, 방사성 물질 저감 능력을 향상시켰다. 그러나 방사성 물질 저감설비에 관한 종래의 기술에서는 최종열침원에 대한 구체적 내용이 제시되지 않았다.

한편, 피동잔열제거계통은 사고 시 작동하여 원자로 노심으로부터 방출되는 잔열과 원자로냉각재계통의 현열을 제거하는 매우 중요한 기능을 수행한다. 피동잔열제거계통의 냉각수 순환 방식으로는 원자로 1차 냉각수를 직접 순환시켜 원자로를 냉각하는 방식(AP1000: 미국 웨스팅하우스)과 증기발생기를 이용하여 2차 냉각수를 순환시켜 원자로를 냉각하는 방식(SMART 원자로: 대한민국) 두 가지가 주로 사용되고 있으며, 1차 냉각수를 탱크에 주입하여 직접 응축시키는 방식(CAREM:아르헨티나)도 일부 이용되고 있다.

2차 냉각수 순환 방식을 적용하는 피동잔열제거계통에는 가압식 보충탱크를 적용하고 정상운전 시 피동잔열제거계통의 증기배관과 급수배관 양방향이 격리밸브로 격리되어 있는 형태(대한민국 공개특허공보 특2002-0037105)와 중력수두식 보충탱크를 적용하고 피동잔열제거계통의 급수관 한 방향만 격리밸브로 격리되어 있는 형태(IRIS: 미국 웨스팅하우스, SMART 원자로: 대한민국) 두 가지가 이용되고 있다.

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(hybrid, IMR: 일본)이 이용되고 있다. 피동잔열제거계통의 열교환기는 원자로로부터 전달받은 열을 비상냉각탱크(열침원) 등을 통해 외부(대기)로 전달하는 기능을 수행하며, 열교환기 방식으로는 열전달 효율이 뛰어난 증기 응축현상을 이용한 응축열교환기 방식이 많이 이용되고 있다.

일반적으로 수랭식 피동잔열제거계통에는 비상냉각수저장부가 설치되며, 피동잔열제거계통이 작동 시 피동잔열제거계통으로부터 열을 전달받아 비상냉각수저장부의 냉각수의 온도가 상승하고 이후 증발하면서, 원자로의 현열과 잔열을 제거한다. 그런데 비상냉각수저장부의 용량에는 한계가 있으므로 냉각수가 부족하면 주기적으로 비상냉각수저장부의 냉각수를 재충수해주어야 한다.

한편, 핵연료는 원전이 정지한 후에도 잔열이 발생하며, 잔열은 시간에 따라 서서히 감소하는 특성이 있다. 이에 따라 원전에서 핵연료 교체 후 발생하는 사용 후 핵연료도 잔열이 상당기간 발생하게 된다. 이에 따라 원전에는 사용후 핵연료를 저장하는 사용후 핵연료저장부가 설치되며, 사용후 핵연료저장부도 원전 사고 시에 지속적으로 냉각해야 하므로, 사고에 대비한 냉각계통이 설치되며, 대부분의 원전에서 펌프를 이용한 능동 냉각계통이 적용되고 있다. 그런데 피동안전계통을 적용하는 원전에서는 사용후 핵연료저장부의 냉각계통에도 피동안전 개념이 적용되어야 한다. 이를 위해 별도의 피동안전계통을 도입하는 것은 원전의 비용 증가를 유발할 수 있다.

본 발명의 일 목적은, 하나로 통합 구성되는 최종열침원을 구비하는 원전을 제공하는 데에 있다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 원전은, 격납부 내부에 배치되며, 상기 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 냉각수저장부; 사용후핵연료를 수용하고, 상기 사용후핵연료의 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 사용후핵연료저장부; 및 상기 격납부 외부에 배치되고, 상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부와 연결되어 자연순환에 의해 상기 냉각수저장부와 상기 사용후핵연료저장부로부터 고온의 냉각수를 전달받아 냉각시킨 후 냉각된 저온의 냉각수를 상기 냉각수저장부와 상기 사용후핵연료저장부로 공급하도록 이루어지는 외부냉각수저장부를 포함한다.

상기 원전은 상기 격납부 내부에 배치되며, 사고 시 상기 격납부 내부로 방출되는 방사성 물질의 농도를 낮추도록 구성되는 방사성물질 저감설비를 더 포함하고, 상기 냉각수저장부는 상기 방사성물질 저감설비에서 방출되는 열을 제거하도록 이루어질 수 있다.

상기 사용후핵연료저장부는 상기 격납부 내부에 배치될 수 있다.

상기 원전은, 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 비상냉각수저장부를 더 포함하고, 상기 외부냉각수저장부에 저장된 냉각수 중 일부를 상기 비상냉각수저장부로 공급 가능하도록 구성될 수 있다.

상기 원전은, 공랭식으로 냉각이 이루어지고, 상기 외부냉각수저장부 상부에 배치되며 상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부로부터 회수되는 냉각수를 냉각시켜 상기 외부냉각수저장부로 공급하도록 구성되는 회수냉각수 냉각설비를 더 포함할 수 있다.

상기 회수냉각수 냉각설비는, 상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부로부터 회수되는 냉각수가 흐르는 회수유로; 및 상기 회수유로를 흐르는 냉각수와 열교환하는 공기의 유량을 증가시키도록, 상기 회수유로를 감싸도록 형성되며 내부와 외부의 밀도차에 의해 굴뚝효과(stack effect)를 증가시키도록 이루어지는 덕트부를 포함할 수 있다.

상기 외부냉각수저장부는 상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부보다 높은 위치에 배치될 수 있다.

상기 원전은, 상기 냉각수저장부 내부에 배치되는 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기; 및 상기 외부냉각수저장부 내부에 배치되고, 상기 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기와 연결되어 열교환되도록 이루어지는 제2 냉각수저장부 냉각계통 열교환기를 더 포함할 수 있다.

상기 원전은, 상기 사용후핵연료저장부 내부에 배치되는 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기; 및 상기 외부냉각수저장부 내부에 배치되고, 상기 제1 사용후연료저장부 냉각계통 열교환기와 연결되어 열교환되도록 이루어지는 제2 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 냉각수저장부 냉각계통 열교환기 간 형성되는 제1 연결유로 또는 상기 제1 및 제2 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기 간 형성되는 제2 연결유로 중 적어도 하나에는, 상기 제1 연결유로 또는 상기 제2 연결유로의 압력을 제어하도록 구성되는 보충탱크가 설치될 수 있다.

상기 제1 연결유로 또는 상기 제2 연결유로의 압력변동을 흡수하거나 냉각수를 보충하도록, 상기 보충탱크의 내부에는 냉각수가 저장되도록 형성되며 적어도 일부분이 빈 공간으로 이루어질 수 있다.

상기 원전은, 상기 냉각수저장부 내부에 배치되는 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기를 더 포함하고, 상기 외부냉각수저장부는 서로 구획되어 독립된 공간으로 형성되는 제1 외부냉각수탱크와 제2 외부냉각수탱크로 이루어지며, 상기 제1 외부냉각수탱크는 저장된 유체를 상기 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기로 주입시키도록 구성되고, 상기 제2 외부냉각수탱크는 상기 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기로부터 방출되는 유체가 저장되도록 구성될 수 있다.

상기 원전은, 상기 사용후핵연료저장부 내부에 배치되는 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기를 더 포함하고, 상기 외부냉각수저장부는 서로 구획되어 독립된 공간으로 형성되는 제1 외부냉각수탱크와 제2 외부냉각수탱크로 이루어지며, 상기 제1 외부냉각수탱크는 저장된 유체를 상기 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기로 주입시키도록 구성되며, 상기 제2 외부냉각수탱크는 상기 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기로부터 방출되는 유체가 저장되도록 구성될 수 있다.

상기 원전은, 원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 비상냉각수저장부를 더 포함하고, 상기 제2 외부냉각수탱크에 저장된 냉각수 중 일부를 상기 비상냉각수저장부로 공급 가능하도록 구성될 수 있다.

아울러 본 발명은, 격납부 내부에 배치되며, 상기 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 냉각수저장부; 사용후핵연료를 수용하고, 상기 사용후핵연료의 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 사용후핵연료저장부; 및 상기 격납부 외부에 배치되고, 상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부와 연결되어 자연순환에 의해 상기 냉각수저장부와 상기 사용후핵연료저장부로부터 증기를 전달받아 응축 냉각시킨 후 응축 냉각된 저온의 냉각수를 상기 냉각수저장부와 상기 사용후핵연료저장부로 공급하도록 이루어지는 외부냉각수저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전을 개시한다.

본 발명에 의하면, 격납부 내부에 배치되어 격납부 내부의 압력 상승을 억제하는 냉각수저장부와, 사용후핵연료의 잔열을 제거하도록 이루어지는 사용후핵연료저장부와, 냉각수저장부 및 사용후핵연료저장부와 연결되어 전달받은 고온의 냉각수를 냉각시킨 후 냉각된 저온의 냉각수를 냉각수저장부 및 사용후핵연료저장부로 공급하도록 이루어지는 외부냉각수저장부를 포함한다. 이에 따라, 사용후핵연료저장부나 냉각수저장부에 대한 최종열침원을 별도 구성하지 않아도 되므로 콤팩트한 원전의 구현이 가능하고, 외부냉각수저장부와 연결 구성되는 다른 안전계통들의 지속시간을 연장시킬 수 있다.

또한, 외부냉각수저장부의 냉각을 위한 열교환기가 수랭식으로 구성되어 공랭식에 비해 열교환기의 크기를 크게 감소시킬 수 있으며, 열교환 효율 또한 증가시킬 수 있다. 또한, 피동잔열제거계통의 재충수원을 별도로 구비하지 않고도 상대적으로 높은 온도를 갖는 외부냉각수저장부의 상부에 위치하는 냉각수를 활용하여 피동잔열제거계통의 동작을 위한 충분한 수원을 확보할 수 있다는 장점이 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전의 사고 시를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전의 사고 시를 나타낸 개념도이다.
도 7a은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 회수냉각수 냉각설비의 측면도와 평면도를 나타낸 개념도이다.

이하, 본 발명에 관련된 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

서로 다른 실시예라고 하더라도, 앞선 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일·유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전(100)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전(100)의 사고 시를 나타낸 개념도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 원전(100)은 냉각수저장부(110), 사용후핵연료저장부(120) 및 외부냉각수저장부(130)를 포함한다.

우선 원전(100)의 격납부(111) 내부에는 원자로(10)가 배치되고, 원자로(10)의 내부에는 노심(10a)이 수용된다. 또한 노심(10a)에서 발생되는 열은 증기발생기(11)를 통해 액체에서 고압의 증기로 바뀌는 과정을 통하여 발전이 이루어도록 구성된다. 본 발명에서는 격납건물, 원자로건물, 격납용기 또는 안전보호용기 등을 통칭하여 상기 격납부(111)라 지칭한다.

또한, 원전(100)은 피동형 안전주입계통(12)를 포함할 수 있다. 상기 안전주입계통(12)은 상기 원자로(10)의 수위를 유지시키도록 원자로(10)로 냉각재를 주입하도록 구성된다. 안전주입계통(12)은 본 도면들에 도시된 바와 같이 노심보충탱크(12a)와 안전주입탱크(12b)를 포함할 수 있으며, 노심보충탱크(12a)와 안전주입탱크(12b)에 관한 설명은 종래의 일반적인 기술에 해당하여 생략하기로 한다.

냉각수저장부(110)는 격납부(101) 내부에 배치되고, 격납부(101) 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성된다. 예를 들어, 냉각수저장부(110)는 탱크 또는 수조 형태로 구성될 수 있다. 냉각수저장부(110)의 내부에는 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)가 설치될 수 있으며, 상기 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)는 후술할 외부냉각수저장부(130)에 연결되어 외부냉각수저장부(130)에 저장된 냉각수와 열교환되도록 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)와 상기 외부냉각수저장부(130)는 제1 연결유로(114)를 통해 열교환 유체가 흐르도록 구성될 수 있으며, 제1 연결유로(114)는 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)에서 외부냉각수저장부(130)로 이동하는 유체가 흐르는 주입배관(110a)과 외부냉각수저장부(130)에서 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)로 이동하는 유체가 흐르는 방출배관(110b)으로 이루어질 수 있다.

사용후핵연료저장부(120)는 내부에 사용후핵연료(120c)가 수용 배치된다. 사용후핵연료저장부(120)는 내부에 수용된 사용후핵연료(120c)에서 발생하는 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성된다. 사용후핵연료저장부(120)의 내부에는 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)가 설치될 수 있으며, 상기 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)는 후술할 외부냉각수저장부(130)에 연결되어 외부냉각수저장부(130)에 저장된 냉각수와 열교환되도록 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)와 상기 외부냉각수저장부(130)는 제2 연결유로(124)를 통해 열교환 유체가 흐르도록 구성될 수 있으며, 제2 연결유로(124)는 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)에서 외부냉각수저장부(130)로 이동하는 유체가 흐르는 주입배관(120a)과 외부냉각수저장부(130)에서 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)로 이동하는 유체가 흐르는 방출배관(120b)으로 이루어질 수 있다. 본 발명에서는 원전(100) 정상운전 중에 사용되는 사용후핵연료저장부(120) 냉각계통에 대해서는 별도로 기술하지 않는다.

외부냉각수저장부(130)는 상기 격납부(101)의 외부에 배치되고, 상기 냉각수저장부(110)와 상기 사용후핵연료저장부(120)와 연결 구성되어 자연순환에 의해 냉각수저장부(110)와 사용후핵연료저장부(120)로부터 고온의 냉각수를 전달받아 냉각시킨 후 냉각된 저온의 냉각수를 다시 냉각수저장부(110)와 사용후핵연료저장부(120)로 공급하도록 이루어진다. 외부냉각수저장부(130)는 저장된 냉각수의 이동이 밀도 차에 의한 중력수두를 이용하는 자연순환에 의해 이루어질 수 있도록, 상기 냉각수저장부(110) 및 상기 사용후핵연료저장부(120)보다 높은 위치에 배치되도록 이루어질 수 있다. 한편, 외부냉각수저장부(130)는 도시된 바와 같이 외부에 노출된 개방형 형태로 구성되거나, 또는 본 도면에서는 도시되지 않았으나 지하에 설치된 개방형 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 원전(100)은 외부냉각수저장부(130) 외부 대기 및 구조물과의 열전달에 의해 냉각되고, 온도가 상승하거나 냉각수가 부족해지는 경우, 외부 자원을 이용하여 외부냉각수저장부(130)로 재충수가 이루어지도록 구성될 수 있다.

한편, 외부냉각수저장부(130)는, 냉각수저장부(110)와 사용후핵연료저장부(120)로부터 증기를 전달받아 응축 냉각시킨 후 응축 냉각된 저온의 냉각수를 냉각수저장부(110)와 사용후핵연료저장부(120)로 공급하도록 이루어질 수도 있다. 이러한 실시예의 경우, 냉각수저장부(110)와 사용후핵연료저장부(120)에 연결되는 배관은 냉각수저장부(110)와 사용후핵연료저장부(120)의 증기 공간에 위치하도록 구성된다.

한편, 원전(100)은 방사성물질 저감설비(140)를 더 포함할 수 있다.

방사성물질 저감설비(140)는 상기 격납부(101) 내부에 배치되고, 사고 시 방사성물질 저감설비(140) 내부로부터 격납부(101) 내부로 방출되는 방사성물질의 농도를 낮추도록 이루어진다. 한편, 방사성물질 저감설비(140)는 본 발명의 배경이 되는 기술에서 설명한 종래의 기술이 적용될 수 있으며, 그에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다. (대한민국 등록특허 제10-1538932호) 여기서, 본 발명의 원전(100)에 구비되는 냉각수저장부(110)는 상기 방사성물질 저감설비(140)에서 방출되는 열을 제거하도록 이루어질 수 있다.

한편, 원전(100)은 비상냉각수저장부(150)를 더 포함할 수 있다.

비상냉각수저장부(150)는 원자로냉각재계통(10)과 연결되어 원자로냉각재계통(10)의 현열 및 노심(10a)의 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성된다. 여기서, 원전(100)은 상기 외부냉각수저장부(130)에 저장된 냉각수 중 일부를 비상냉각수저장부(150)로 공급 가능하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 비상냉각수저장부(150)와 외부냉각수저장부(130) 사이에 형성되는 유로 상에는 도시된 바와 같이 냉각수의 유동을 위한 재충수 펌프(153)가 설치될 수 있다.

이하, 상기 외부냉각수저장부(130)의 운전에 관하여 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한다.

우선, 피동격납부냉각계통 냉각수저장부(100) 내부의 냉각수 온도는 방사성물질 저감설비(140) 내부에서 방출되는 증기에 의해 지속적으로 상승한다. 관련신호에 의해 냉각수저장부(110) 냉각계통의 격리밸브(110a')가 개방되면, 외부냉각수저장부(130)로부터 주입배관(110a)으로 따라 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)로 냉각수가 주입된다.

다음, 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)로 주입된 냉각수는 냉각수저장부(110)의 고온 냉각수와 열전달에 의해 온도가 상승하고 온도가 상승한 고온 냉각수는 방출배관(110b)을 따라 외부냉각수저장부(130)로 다시 전달된다. 냉각수저장부(100)와 외부냉각수저장부(130)의 각각의 냉각수는 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)의 서로 다른 쪽(쉘 또는 튜브) 유로를 이용하므로 상호 혼합되지 않는다. 또한, 이러한 자연순환은 유동은 냉각수저장부(110)와 외부냉각수저장부(130) 사이의 온도차에 의한 밀도차가 유지되는 동안 지속된다.

다음으로, 사고로 인하여 정상운전용 사용후핵연료저장부(120) 냉각계통의 작동이 중지되면, 관련신호에 따라 사용후핵연료저장부(120) 냉각계통이 작동한다. 정상운전용과 사고용을 별도로 구비하지 않고 통합하여 구성될 수도 있다. 사용후핵연료(120a)에서 방출되는 잔열에 의해 사용후핵연료저장부(120)의 내부 냉각수 온도는 점차 상승한다. 다음, 사용후핵연료저장부(120) 냉각계통이 작동하면, 외부냉각수저장부(130)로부터 주입배관(120a)을 따라 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)로 냉각수가 공급된다.

제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)로 주입된 냉각수는 사용후핵연료저장부(120)의 고온 냉각수와 열전달에 의해 온도가 상승하고 온도가 상승한 고온 냉각수는 방출배관(120b)을 따라 외부냉각수저장부(130)로 다시 전달된다. 사용후핵연료저장부(120)와 외부냉각수저장부(130)의 각각의 냉각수는 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)의 서로 다른 쪽(쉘 또는 튜브) 유로를 이용하므로 상호 혼합되지 않는다. 또한, 이러한 자연순환은 유동은 사용후핵연료저장부(120)와 외부냉각수저장부(130) 사이의 온도차에 의한 밀도차가 유지되는 동안 지속된다.

또한, 비상냉각수저장부(150)의 냉각수가 부족한 경우 관련신호에 의해 비상냉각수저장부(150) 재충수 계통 격리밸브(150a)가 개방되고 재충수 펌프(153)가 기동되어 외부냉각수저장부(130)의 고온 유체를 비상냉각수저장부(150)로 이송시킨다.

또한, 원전(100)은 외부냉각수저장부(130)의 냉각수 온도가 상승해 냉각이 필요하거나 냉각수가 부족한 경우, 외부 자원(예를 들어, 소방차)으로부터 냉각수를 보충 또는 냉각하거나, 냉각수 온도가 상승한 경우 얼음을 공급하여 냉각시키도록 구성될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 격납부(101) 내부에 배치되어 격납부(101) 내부의 압력 상승을 억제하는 냉각수저장부(110)와, 사용후핵연료(120c)의 잔열을 제거하도록 이루어지는 사용후핵연료저장부(120)와, 냉각수저장부(110) 및 사용후핵연료저장부(120)와 연결되어 전달받은 고온의 냉각수를 냉각시킨 후 냉각된 저온의 냉각수를 냉각수저장부(110) 및 사용후핵연료저장부(120)로 공급하도록 이루어지는 외부냉각수저장부(130)를 포함한다. 이에 따라, 사용후핵연료저장부(10)나 냉각수저장부(110)에 대한 최종열침원을 별도 구성하지 않아도 되므로 콤팩트한 원전(100)의 구현이 가능하고, 외부냉각수저장부(130)와 연결 구성되는 다른 안전계통들의 지속시간을 연장시킬 수 있다.

또한, 외부냉각수저장부(130)의 냉각을 위한 열교환기가 수랭식으로 구성되어 공랭식에 비해 열교환기의 크기를 크게 감소시킬 수 있으며, 열교환 효율 또한 증가시킬 수 있다. 또한, 피동잔열제거계통의 재충수원을 별도로 구비하지 않고도 상대적으로 높은 온도를 갖는 외부냉각수저장부(130) 상부에 위치하는 냉각수를 활용하여 피동잔열제거계통의 동작을 위한 충분한 수원을 확보할 수 있다는 장점을 갖는다.

이하, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전(100)에 대하여 설명한다. 이하 설명에서는 앞서 설명한 원전(100)의 구성요소들과 동일·유사한 부분들에 대하여 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전(100)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.

도 2를 참조하면, 원전(100)은 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)와 제2 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(112)를 더 포함할 수 있다.

제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)는 냉각수저장부(110) 내부에 배치된다.

여기서, 제2 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(112)는 격납부(101) 외부에 배치되는 외부냉각수저장부(130) 내부에 배치되며, 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)와 연결되어 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)와 열교환되도록 이루어질 수 있다. 이러한 구성을 채용하는 경우 비용은 증가하나 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)와 제2 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(112) 사이의 파단이 발생하는 경우에 격리밸브의 작동 없이도 격납부(101)의 압력 경계가 유지될 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전(100)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.

도 3을 참조하면, 상기 격납부(101)의 경계가 사용후핵연료저장부(120)를 포함하도록 구성될 수 있다.

한편, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전(100)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.

도 4를 참조하면, 원전(100)은 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)와 제2 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(122)를 더 포함할 수 있다.

제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)는 상기 사용후핵연료저장부(120) 내부에 배치된다.

여기서, 제2 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(122)는 외부냉각수저장부(130) 내부에 배치되고, 상기 제1 사용후연료저장부 냉각계통 열교환기(121)와 연결되어, 상기 제1 사용후연료저장부 냉각계통 열교환기(121)와 열교환되도록 이루어지는 질 수 있다. 격납부(101) 경계 내에 사용후핵연료저장부(120)가 위치하는 경우, 비용은 증가하나 제1 사용후연료저장부 냉각계통 열교환기(121)와 제2 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(122) 사이의 파단이 발생하는 경우에 격리밸브의 작동 없이도 격납부(101)의 압력 경계가 유지될 수 있다.

한편, 상기 제1 및 제2 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111,112) 간 형성되는 제1 연결유로(114) 또는 상기 제1 및 제2 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121,122) 간 형성되는 제2 연결유로(124) 중 적어도 하나에는, 제1 연결유로(124) 또는 제2 연결유로(124)의 압력을 제어하도록 구성되는 보충탱크(115,125)가 설치될 수 있다. 또한, 상기 제1 연결유로(114) 또는 상기 제2 연결유로(124)의압력변동을 흡수하거나 냉각수를 보충하도록, 상기 보충탱크(115,125)의 내부에는 냉각수가 저장되도록 형성되며 적어도 일부분이 빈 공간으로 이루어져 가압기의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전(100)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이다.

도 5를 참조하면, 사용후핵연료저장부(120)는 격납부(101) 내부에 배치될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 원전(100)의 격납부(101)와 유사하게 상기 격납부(101)의 경계가 사용후핵연료저장부(120)를 포함하도록 구성될 수 있다.

한편, 도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전(100)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전(100)의 사고 시를 나타낸 개념도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 외부냉각수저장부(130)는 서로 구획되어 독립된 공간으로 형성되는 제1 외부냉각수탱크(131)와 제2 외부냉각수탱크(132)로 이루어질 수 있다.

여기서, 제1 외부냉각수탱크(131)는 저장된 유체를 상기 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)로 주입시키도록 구성되고, 제2 외부냉각수탱크(132)는 상기 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기(111)로부터 방출되는 유체가 저장되도록 구성될 수 있다.

또한, 도시된 바와 같이 제1 외부냉각수탱크(131)는 저장된 유체를 상기 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)로 주입시키도록 구성되며, 제2 외부냉각수탱크(132)는 상기 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기(121)로부터 방출되는 유체가 저장되도록 구성될 수 있다.

또한, 원전(100)은 제2 외부냉각탱크(132)로 주입되는 고온 냉각수를 상기 비상냉각수저장부(150)로 공급하도록 구성될 수 있으며, 이를 위하여, 비상냉각수저장부(150)와 제2 외부냉각수탱크(132) 사이에 형성되는 유로 상에는 도시된 바와 같이 냉각수의 유동을 위한 재충수 펌프(153)가 설치될 수 있다. 이러한 구성을 적용하는 경우 가열 전 저온 냉각수와 가열 후 고온 냉각수를 분리할 수 있다.

한편, 도 7a은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중간열침원 냉각설비를 구비하는 원전(100)의 정상운전 시를 나타낸 개념도이고, 도 7b는 도 7a에 도시된 회수냉각수 냉각설비(160)의 측면도와 평면도를 나타낸 개념도이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 원전(100)은 회수냉각수 냉각설비(160)를 더 포함할 수 있다.

회수냉각수 냉각설비(160)는 외부 대기와 열교환되는 공랭식으로 냉각이 이루어지며, 상기 외부냉각수저장부(130) 상부에 배치되고 사고 발생 시 냉각수저장부(110) 및 사용후핵연료저장부(120)로부터 회수되는 냉각수를 냉각시켜 하부에 배치되는 외부냉각수저장부(130)로 공급하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 회수냉각수 냉각설비(160)는 회수유로(161)와 덕트부(163)를 포함할 수 있다.

회수유로(161)는 냉각수저장부(110)와 사용후핵연료저장부(120)로부터 회수되는 냉각수가 흐르도록 유로를 형성한다. 회수유로(161)의 입구 측에는, 방출배관(110b,120b)에서 방출되는 고온 냉각수를 회수유로(161)의 각 유로로 분배시키도도록 이루어지는 유량분배부(160a)가 형성될 수 있다.

덕트부(163)는 상기 회수유로(161)를 흐르는 냉각수와 열교환하는 공기의 유량을 증가시키도록, 회수유로(161)를 감싸도록 형성되고 내부와 외부의 밀도차에 의해 굴뚝효과(stack effect)를 증가시키도록 이루어질 수 있다. 상기 굴뚝효과는, 굴뚝 내부의 온도가 외부의 온도보다 높아 밀도가 낮을 때 굴뚝 내의 공기가 부력을 받아 빠르게 상승하는 효과를 의미한다. 이러한 구성에 의해 외부냉각수저장부(130)의 냉각수 유량을 장기간 유지할 수 있다.

100 : 원전 110 : 냉각수저장부
120 : 사용후핵연료저장부 130 : 외부냉각수저장부
131 : 제1 외부냉각수탱크 132 : 제2 외부냉각수탱크
140 : 방사성물질 저감설비 150 : 비상냉각수저장부
160 : 회수냉각수 냉각설비

Claims

격납부 내부에 배치되며, 상기 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 냉각수저장부;
사용후핵연료를 수용하고, 상기 사용후핵연료의 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 사용후핵연료저장부; 및
상기 격납부 외부에 배치되고, 상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부와 연결되어 자연순환에 의해 상기 냉각수저장부와 상기 사용후핵연료저장부로부터 고온의 냉각수를 전달받아 냉각시킨 후 냉각된 저온의 냉각수를 상기 냉각수저장부와 상기 사용후핵연료저장부로 공급하도록 이루어지는 외부냉각수저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.
제1항에 있어서,
상기 격납부 내부에 배치되며, 사고 시 상기 격납부 내부로 방출되는 방사성 물질의 농도를 낮추도록 구성되는 방사성물질 저감설비를 더 포함하고,
상기 냉각수저장부는 상기 방사성물질 저감설비에서 발생되는 열을 제거하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 원전.
제2항에 있어서,
상기 사용후핵연료저장부는 상기 격납부 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 원전.
제1항에 있어서,
원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 비상냉각수저장부를 더 포함하고,
상기 외부냉각수저장부에 저장된 냉각수 중 일부를 상기 비상냉각수저장부로 공급 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원전.
제1항에 있어서,
공랭식으로 냉각이 이루어지고, 상기 외부냉각수저장부 상부에 배치되며 상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부로부터 회수되는 냉각수를 냉각시켜 상기 외부냉각수저장부로 공급하도록 구성되는 회수냉각수 냉각설비를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.
제5항에 있어서,
상기 회수냉각수 냉각설비는,
상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부로부터 회수되는 냉각수가 흐르는 회수유로; 및
상기 회수유로를 흐르는 냉각수와 열교환하는 공기의 유량을 증가시키도록, 상기 회수유로를 감싸도록 형성되며 내부와 외부의 밀도차에 의해 굴뚝효과(stack effect)를 증가시키도록 이루어지는 덕트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.
제1항에 있어서,
상기 외부냉각수저장부는 상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부보다 높은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 원전.
제1항에 있어서,
상기 냉각수저장부 내부에 배치되는 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기; 및
상기 외부냉각수저장부 내부에 배치되고, 상기 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기와 연결되어 열교환되도록 이루어지는 제2 냉각수저장부 냉각계통 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.
제1항에 있어서,
상기 사용후핵연료저장부 내부에 배치되는 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기; 및
상기 외부냉각수저장부 내부에 배치되고, 상기 제1 사용후연료저장부 냉각계통 열교환기와 연결되어 열교환되도록 이루어지는 제2 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 냉각수저장부 냉각계통 열교환기 간 형성되는 제1 연결유로 또는 상기 제1 및 제2 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기 간 형성되는 제2 연결유로 중 적어도 하나에는, 상기 제1 연결유로 또는 상기 제2 연결유로의 압력을 제어하도록 구성되는 보충탱크가 설치되는 것을 특징으로 하는 원전.
제10항에 있어서,
상기 제1 연결유로 또는 상기 제2 연결유로의 압력변동을 흡수하거나 냉각수를 보충하도록, 상기 보충탱크의 내부에는 냉각수가 저장되도록 형성되며 적어도 일부분이 빈 공간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원전.
제1항에 있어서,
상기 냉각수저장부 내부에 배치되는 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기를 더 포함하고,
상기 외부냉각수저장부는 서로 구획되어 독립된 공간으로 형성되는 제1 외부냉각수탱크와 제2 외부냉각수탱크로 이루어지며,
상기 제1 외부냉각수탱크는 저장된 유체를 상기 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기로 주입시키도록 구성되고,
상기 제2 외부냉각수탱크는 상기 제1 냉각수저장부 냉각계통 열교환기로부터 방출되는 유체가 저장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원전.
제1항에 있어서,
상기 사용후핵연료저장부 내부에 배치되는 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기를 더 포함하고,
상기 외부냉각수저장부는 서로 구획되어 독립된 공간으로 형성되는 제1 외부냉각수탱크와 제2 외부냉각수탱크로 이루어지며,
상기 제1 외부냉각수탱크는 저장된 유체를 상기 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기로 주입시키도록 구성되며,
상기 제2 외부냉각수탱크는 상기 제1 사용후핵연료저장부 냉각계통 열교환기로부터 방출되는 유체가 저장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원전.
제12항 또는 제13항에 있어서,
원자로냉각재계통의 현열 및 노심의 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 비상냉각수저장부를 더 포함하고,
상기 제2 외부냉각수탱크에 저장된 냉각수 중 일부를 상기 비상냉각수저장부로 공급 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 원전.
격납부 내부에 배치되며, 상기 격납부 내부의 압력 상승을 억제하고 열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 냉각수저장부;
사용후핵연료를 수용하고, 상기 사용후핵연료의 잔열을 제거하기 위한 냉각수를 저장하도록 형성되는 사용후핵연료저장부; 및
상기 격납부 외부에 배치되고, 상기 냉각수저장부 및 상기 사용후핵연료저장부와 연결되어 자연순환에 의해 상기 냉각수저장부와 상기 사용후핵연료저장부로부터 증기를 전달받아 응축 냉각시킨 후 응축 냉각된 저온의 냉각수를 상기 냉각수저장부와 상기 사용후핵연료저장부로 공급하도록 이루어지는 외부냉각수저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전.