KR20200083342A - Concrete air cooling system using the embedded pipe - Google Patents

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KR20200083342A KR1020190176889A KR20190176889A KR20200083342A KR 20200083342 A KR20200083342 A KR 20200083342A KR 1020190176889 A KR1020190176889 A KR 1020190176889A KR 20190176889 A KR20190176889 A KR 20190176889A KR 20200083342 A KR20200083342 A KR 20200083342A
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Abstract

The present invention relates to an air-cooled concrete cooling system using a buried cooling pipe. The concrete cooling device comprises the cooling pipe which is buried on a concrete structure surrounding and supporting a reactor vessel. The cooling pipe includes at least one cooling passage including an outer cooling passage disposed along a circumferential direction of the reactor vessel to introduce cooling air, an inner cooling passage disposed inside the outer cooling passage along the circumferential direction of the reactor vessel, and a plurality of branch passages connecting the inner cooling passage and the outer cooling passage. The cooling air is introduced into the outer cooling passage, passes through the branch passage, and then is discharged after passing through the inner cooling passage, thereby cooling the concrete structure.

Description

매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치{Concrete air cooling system using the embedded pipe}Air-cooled concrete cooling system through embedded cooling piping {Concrete air cooling system using the embedded pipe}

본 발명은 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치에 관한 것으로, 원자로용기가 콘크리트 구조물에 직접 접촉하여 지지되고, 지지부분이 원자로건물 압력경계에 위치하여 공기의 흐름을 위한 통로 마련이 불가능할 경우 콘크리트 속에 공기에 의한 냉각용 배관을 매립하여 콘크리트를 직접 냉각하는 매립배관을 통한 콘크리트 공냉시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an air-cooled concrete cooling device through a buried cooling pipe, where the reactor vessel is supported by direct contact with the concrete structure, and the support portion is located at the pressure boundary of the reactor building, so that it is impossible to provide a passage for air flow in the concrete It relates to a concrete air cooling system through a buried pipe that directly cools concrete by embedding a pipe for cooling by air.

기존의 경수로(Light Water-cooled Reactor, LWR) 에서는 원자로용기를 지지하기 위하여 지지대인 기둥(Column)을 설치하고, 공기조화설비(HVAC System)를 사용하여 주위를 냉각함으로써 원자로용기 지지 콘크리트 허용온도 요건을 만족하였다. In existing light water-cooled reactors (LWRs), the allowable temperature requirements for the reactor vessel support concrete are provided by installing a column that is a support to support the reactor vessel and cooling the environment using an HVAC system. Was satisfied.

구체적으로, 도1에 도시된 바와 같이, 기존 가압경수로의 원자로용기 지지구조물의 콘크리트 냉각방법은, 해당 격실에 덕트(Duct)(도1의 A 부분)를 설치하고 공기조화설비를 이용하여 냉각된 외기를 주입함으로써 콘크리트 온도제한요건(정상운전 시 콘크리트 온도제한요건온도, 150F)를 만족하도록 하였다. Specifically, as shown in Figure 1, the concrete cooling method of the reactor vessel support structure of the existing pressurized water reactor, the duct (Duct) (part A of Figure 1) is installed in the compartment and cooled using an air conditioning facility By injecting the outside air, the concrete temperature limit requirement (concrete temperature limit requirement during normal operation, 150F) was satisfied.

도2에 도시된 바와 같이, 가압경수로 원자로용기 지지부분과 바닥콘크리트의 허용요건을 만족하기 위한 방안으로 원자로용기(1)를 지지할 수 있는 4개의 지지기둥(2;Column)을 설치하였다. 이는 고온의 원자로용기로부터 지지대 바닥 콘크리트로 열이 전달되는 동안 지지대 주위를 냉각함으로써 지지대 상단과 하단 사이의 온도구배가 발생하면서 지지기둥(2) 자체를 냉각하여 지지구조물과 콘크리트 접촉면의 온도허용요건을 만족하도록 설계하였다. As shown in FIG. 2, four support columns (2; Columns) capable of supporting the reactor vessel 1 were installed as a method for satisfying the allowable requirements of the support portion of the reactor vessel and the bottom concrete of the pressurized water reactor. This cools around the support while heat is transferred from the reactor vessel at the high temperature to the bottom of the support, creating a temperature gradient between the top and bottom of the support while cooling the support column (2) itself to meet the temperature tolerance requirements of the support structure and the concrete contact surface. Designed to be satisfactory.

그러나 소듐냉각고속로(Sodium Cooled Fast Reactor, SFR)의 경우에는 피동냉각개념의 원자로공동격실냉각계통(Reactor Vault Cooling System, RVCS)이 공기의 자연순환에 의해 원자로용기 외부 주위의 냉각기능을 담당하고 있고, 정상운전시 원자로용기의 온도가 경수로 대비 상대적으로 높으며, RVCS 공기유로 일부 영역에서 발생하는 정체유동과 원자로용기에서 방출되는 복사열에 의해 콘크리트의 온도가 허용 기준온도를 초과함에 따라 추가적인 냉각이 필요하다. 추가 냉각수단 고려 시 고온의 원자로용기와 이를 지지하는 콘크리트 부분은 원자로건물압력경계로 정의되므로 추가 냉각을 위한 공기유로 등의 원자로건물 내·외부 관통 통로 생성이 불가능하며, 또한 냉각재로 물을 사용하는 경우에는 소듐-물 반응이 일어나는 위험이 따른다.However, in the case of Sodium Cooled Fast Reactor (SFR), the Reactor Vault Cooling System (RVCS) of the passive cooling concept is responsible for the cooling function around the outside of the reactor vessel by natural circulation of air. In normal operation, the temperature of the reactor vessel is relatively higher than that of the light water reactor, and additional cooling is required as the temperature of the concrete exceeds the allowable reference temperature due to stagnant flow generated in some areas of the RVCS air passage and radiant heat emitted from the reactor vessel. Do. Considering the additional cooling means, the high temperature reactor vessel and the concrete part supporting it are defined as the reactor building pressure boundary, so it is not possible to create internal and external passages through the reactor building, such as air passages for additional cooling, and also use water as the coolant. In some cases, there is a risk of a sodium-water reaction.

본 발명은 소듐냉각고속로 등의 고온의 원자로용기를 콘크리트로 지지할 때, 콘크리트 표면의 온도를 허용 범위 내로 냉각시킬 수 있는 공냉시스템을 제안하고자 한다. The present invention intends to propose an air cooling system capable of cooling the temperature of a concrete surface within an allowable range when supporting a high temperature reactor vessel such as a sodium cooling expressway with concrete.

본 발명의 해결과제는, 콘크리트구조물이 고온의 원자로용기 플랜지를 전체적으로 접촉하여 지지하는 형태의 소듐냉각고속로에서 공기 냉각용 배관을 콘크리트에 매립하여 콘크리트를 냉각하는 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The problem of the present invention is to cool the concrete by embedding air cooling piping in concrete in a sodium cooling expressway in a form in which the concrete structure is in full contact with and supporting the high temperature reactor vessel flange to cool the concrete. It aims to provide.

본 발명에 따른 매립배관을 통한 콘크리트 공냉시스템은, 고온의 원자로용기 플랜지를 전체적으로 콘크리트 구조물로 지지할 경우, 상기 콘크리트를 냉각하기 위해서 상기 콘크리트 구조물의 내부에 매립배관이 삽입된 것을 특징으로 한다.A concrete air-cooling system through a reclamation pipe according to the present invention is characterized in that when a high-temperature reactor vessel flange is supported as a concrete structure as a whole, a reclamation pipe is inserted into the concrete structure to cool the concrete.

구체적으로, 본 발명 실시예에 따른, 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치는, 원자로용기를 감싸는 콘크리트 벽체에 매립되는 냉각배관을 포함하며, Specifically, according to an embodiment of the present invention, the air-cooled concrete cooling device through the buried cooling pipe includes a cooling pipe embedded in a concrete wall surrounding the reactor vessel,

상기 냉각배관은, 상기 원자로용기의 둘레 방향을 따라 배치되어 냉각용 공기가 유입되는 외측냉각유로; 상기 원자로용기의 둘레 방향을 따라 상기 외측냉각유로보다 내측에 배치되는 내측냉각유로; 및 상기 내측냉각유로와 상기 외측냉각유로를 연결하는 복수의 분기유로;를 포함하는 냉각채널을 적어도 하나 이상 포함하고, 상기 냉각용 공기가 상기 외측냉각유로 유입되어 상기 분기유로를 경유하여, 상기 내측냉각유로를 경유한 후 배출되면서 상기 콘크리트 구조물을 냉각시키도록 한 것을 특징으로 한다. The cooling piping is disposed along the circumferential direction of the reactor vessel, an external cooling flow path through which cooling air flows; An inner cooling flow path disposed inside the outer cooling flow path along the circumferential direction of the reactor vessel; And a plurality of branch flow paths connecting the inner cooling flow path and the outer cooling flow path; and at least one cooling channel including the cooling air, the cooling air flowing into the outer cooling flow path, and passing through the branch flow path, so that the inner flow path It is characterized in that the concrete structure is cooled while being discharged after passing through a cooling passage.

또한, 상기 외측냉각유로는 반경이 R1인 원형 호의 일부에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 냉각용 공기가 유입되는 입구측헤더가 형성되며, 상기 내측냉각유로는 반경이 상기 R1보다 작은 R2인 원형 호의 일부에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 냉각용 공기가 배출되는 출구측헤더가 양단부에 각각 형성되고, 상기 분기유로의 일단부는 상기 외측냉각유로에 연결되고, 타단부는 상기 내측냉각유로에 연결되는 것이 바람직하다. In addition, the outer cooling flow path is disposed at a position corresponding to a portion of the circular arc having a radius of R1, an inlet header is formed through which the cooling air flows, and the inner cooling flow path has a radius of R2 smaller than the radius of R1. Arranged at a position corresponding to a part of the arc, outlet headers through which the cooling air is discharged are respectively formed at both ends, one end of the branch passage is connected to the outer cooling passage, and the other end is connected to the inner cooling passage It is desirable to be.

또한, 상기 냉각채널은 상기 원자로용기의 둘레를 4분할 한 각 영역에 배치되고, 상기 원자로용기의 둘레방향으로 순차적으로 배치되는 4개의 상기 냉각채널을 제1,2,3,4 채널이라 할 때, 상기 제1,2 채널에 냉각용 공기를 공급하기 위해서, 상기 제1 채널의 외측냉각유로와 상기 제2 채널의 외측냉각유로를 연결하는 제1 공통유입배관이 마련되고, 상기 제1,2 채널로부터 상기 냉각용 공기를 배출하기 위해서, 상기 제1 채널의 내측냉각유로와 상기 제2 채널의 내측냉각유로를 연결하는 제1 공통배출배관이 마련되며, 상기 제3,4 채널에 냉각용 공기를 공급하기 위해서, 상기 제3채널의 외측냉각유로와 상기 제4 채널의 외측냉각유로를 연결하는 제2 공통유입배관이 마련되고, 상기 제3,4 채널로부터 상기 냉각용 공기를 배출하기 위해서, 상기 제3 채널의 내측냉각유로와 상기 제4 채널의 내측냉각유로를 연결하는 제2 공통배출배관이 마련된 것이 바람직하다. In addition, when the cooling channels are arranged in each region that divides the circumference of the reactor vessel into four, and the four cooling channels sequentially disposed in the circumferential direction of the reactor vessel are referred to as first, second, third, and fourth channels , In order to supply cooling air to the first and second channels, a first common inlet pipe connecting the outer cooling channel of the first channel and the outer cooling channel of the second channel is provided, and the first and second channels are provided. In order to discharge the cooling air from the channel, a first common discharge pipe connecting the inner cooling flow channel of the first channel and the inner cooling flow channel of the second channel is provided, and the cooling air is provided in the third and fourth channels. In order to supply, a second common inlet pipe is provided to connect the outer cooling flow path of the third channel and the outer cooling flow path of the fourth channel, and to discharge the cooling air from the third and fourth channels, It is preferable that a second common discharge pipe for connecting the inner cooling flow path of the third channel and the inner cooling flow path of the fourth channel is provided.

또한, 상기 입구측헤더는 상기 외측냉각유로에 2개 마련된 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that two inlet headers are provided in the outer cooling passage.

또한, 상기 냉각배관은 상기 원자로용기의 플랜지의 하측에는 상기 냉각배관의 설치를 위한 공간부가 마련되고, 상기 내측냉각유로, 상기 분기유로, 및 상기 외측냉각유로는 동일한 높이에 수평적으로 마련된 것이 바람직하다. In addition, the cooling pipe is provided with a space for the installation of the cooling pipe on the lower side of the flange of the reactor vessel, the inner cooling flow path, the branch flow path, and the outer cooling flow path is preferably provided horizontally at the same height. Do.

또한, 상기 원자로용기는 소듐냉각고속로인 것이 바람직하다. In addition, the reactor vessel is preferably a sodium cooling furnace.

이러한 구조에 의해, 냉각을 위한 공기 생산방식은 기존의 HVAC과 유사하며, 냉각용 공기를 상기 4개의 냉각채널에 각각 유입시켜 공급하고, 각 채널은 구조물에 매립된 지역에서 뜨거워진 구조물을 냉각시킬 수 있게 된다. By this structure, the air production method for cooling is similar to the existing HVAC, and the cooling air is introduced into each of the four cooling channels and supplied, and each channel cools the structure heated in an area embedded in the structure. It becomes possible.

본 발명에 따른 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치는, 고온의 원자로용기 플랜지가 콘크리트구조물과 전체적으로 접촉하여 지지되어야 하는 소듐냉각고속로에서 배관을 콘크리트에 매립하여 냉각된 공기 유입을 통해 콘크리트를 냉각하는 효과를 제공한다. The air-cooled concrete cooling device through the buried cooling pipe according to the present invention cools the concrete through cooling air inflow by embedding the pipe in the concrete in a sodium cooling highway where the high-temperature reactor vessel flange must be supported in full contact with the concrete structure. Provides the effect.

또한, 본 발명에 따르면, 매립배관을 통한 콘크리트 공냉시스템은, 소듐-물 반응의 위험 없이 원자로건물 압력경계를 유지하면서 콘크리트를 온도허용요건에 만족하도록 냉각 성능을 유지하는 효과를 제공한다. In addition, according to the present invention, the concrete air cooling system through the landfill pipe provides an effect of maintaining the cooling performance of the concrete to satisfy the temperature tolerance requirement while maintaining the pressure boundary of the reactor building without the risk of sodium-water reaction.

도1은 종래 가압경수로의 HVAC를 이용한 격실 및 콘크리트 냉각방식을 도시한 도면,
도2는 종래 가압경수로 원자로 용기가 4개의 기둥을 이용하여 지지되는 구조 및 콘크리트 접촉면 냉각방식을 도시한 도면,
도3은 소듐냉각고속로 원자로용기의 지지형상을 개략적으로 도시한 도면,
도4는 도3의 정상운전 시 원자로용기와 지지콘크리트 주위 온도분포를 나타낸 도면,
도5는 본 발명에 따른 냉각배관(매립배관) 배치의 평면도,
도6은 냉각채널의 평면도,
도7은 도5의 냉각배관의 단면도,
도8은 매립배관을 통한 콘크리트 공냉시스템 계통도이다. 1 is a view showing a compartment and concrete cooling method using HVAC of a conventional pressurized water reactor,
Figure 2 is a diagram showing a structure in which a conventional pressurized water reactor reactor vessel is supported using four pillars and a concrete contact surface cooling method;
Figure 3 is a schematic diagram showing the support shape of the reactor vessel of the sodium cooling blast furnace,
Figure 4 is a view showing the temperature distribution around the reactor vessel and the supporting concrete during normal operation of Figure 3,
5 is a plan view of the arrangement of the cooling pipe (buried pipe) according to the present invention;
6 is a plan view of a cooling channel,
Figure 7 is a cross-sectional view of the cooling pipe of Figure 5,
8 is a system diagram of a concrete air cooling system through a landfill pipe.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도3은 소듐냉각고속로 원자로용기의 지지형상을 개략적으로 도시한 도면이고, 도4는 도3의 정상운전 시 원자로용기와 지지콘크리트 주위 온도분포를 나타낸 도면이다. 도5는 본 발명에 따른 냉각배관(매립배관) 배치의 평면도이고, 도6은 냉각채널의 평면도이다. 도7은 도5의 냉각배관의 단면도이고, 도8은 매립배관을 통한 콘크리트 공냉시스템 계통도이다. FIG. 3 is a diagram schematically showing a support shape of a sodium cooling reactor reactor vessel, and FIG. 4 is a diagram showing a temperature distribution around the reactor vessel and the supporting concrete during normal operation of FIG. 3. 5 is a plan view of a cooling pipe (buried pipe) arrangement according to the present invention, and FIG. 6 is a plan view of a cooling channel. 7 is a sectional view of the cooling pipe of FIG. 5, and FIG. 8 is a system diagram of a concrete air cooling system through a buried pipe.

본 발명은 소듐냉각고속로(Sodium-cooled Fast Reactor, SFR) 등 고온의 원자로용기 지지시 원자로용기 지지접촉면의 콘크리트표면에서의 온도에 대한 허용요건을 만족시키기 위한 냉각시스템 설치에 관한 것이다. The present invention relates to the installation of a cooling system to satisfy the allowable requirements for the temperature on the concrete surface of the reactor vessel support contact surface when supporting a reactor vessel at a high temperature such as a sodium-cooled fast reactor (SFR).

소듐냉각고속로의 원자로용기는 원자로용기의 외부를 외부공기를 통해 냉각하기 위한 계통인 원자로공동격실냉각계통(Reactor Vault Cooling System, RVCS)을 채택하고, 또한 이 접촉면 부분이 원자로건물 압력경계를 이루고 있으므로 원자로용기 전체를 콘크리트로 지지하는 방식의 채택이 불가피하다. 따라서 원자로용기의 접촉면에 대하여 도3과 같이 원자로용기 플랜지 부분 전체를 콘크리트로 지지해야 하며, 소듐냉각고속로는 경수로에 비하여 콘크리트로 지지되는 원자로용기의 정상시 운전온도가 매우 높고, 도4에서와 같이 RVCS 공기유로 일부 영역에서 발생하는 정체유동과 원자로용기에서 방출되는 복사열에 의해 콘크리트 벽체온도가 허용온도를 초과하며, 이를 냉각하기 위하여 기존의 HVAC냉각 방식을 채택할 수 없다. Reactor Vault Cooling System (RVCS), a system for cooling the outside of the reactor vessel through external air, adopts the reactor vessel of the sodium cooling high-speed reactor, and this part of the contact surface forms the pressure boundary of the reactor building. Therefore, it is inevitable to adopt a method of supporting the entire reactor vessel with concrete. Therefore, for the contact surface of the reactor vessel, the entire flange portion of the reactor vessel must be supported with concrete as shown in Fig. 3, and the sodium cooling highway has a very high operating temperature during normal operation of the reactor vessel supported by concrete compared to the light water reactor. Similarly, the concrete wall temperature exceeds the allowable temperature due to stagnant flow generated in some areas of the RVCS air flow path and radiant heat emitted from the reactor vessel, and it is not possible to adopt the existing HVAC cooling method to cool it.

이에, 본 발명은 공기 등 기체냉각용 배관을 콘크리트 벽체 내부에 매립하여 원자로건물압력경계를 유지하면서 소듐-물 반응의 위험 없이 지지콘크리트를 직접 냉각할 수 있는 방안을 제시함으로써 콘크리트 온도의 허용요건을 만족시키는 콘크리트 공냉시스템을 제안한다. Accordingly, the present invention proposes a method for directly cooling the supporting concrete without the risk of sodium-water reaction while maintaining the pressure boundary of the reactor building by embedding a pipe for gas cooling such as air inside the concrete wall to meet the allowable requirements of the concrete temperature. A satisfactory concrete air cooling system is proposed.

본 발명에 따른 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치는, 구조물에 고온의 원자로용기(1)를 플랜지(5)를 통해 전체적으로 콘크리트로 지지할 경우, 원자로용기(1)를 지지하는 상기 콘크리트를 냉각하기 위해서 배관이 매립된다. The air-cooled concrete cooling device through the buried cooling pipe according to the present invention cools the concrete supporting the reactor vessel 1 when the high temperature reactor vessel 1 is supported as a whole through the flange 5 in the structure. To do this, the piping is buried.

상기 원자로용기(1)는 콘크리트 벽체(4)로 둘러싸여 있으며, 상기 원자로용기(1)는 상기 콘크리트 벽체(4)에 지지되는 콘크리트 지지체(미도시)에 의해 지지된다. 상기 콘크리트 지지체의 일단부는 상기 콘크리트 벽체(4)에 결합되고, 타단부는 지지구조물(미도시)에 결합되어 상기 원자로용기(1)를 지지한다. The reactor vessel 1 is surrounded by a concrete wall 4, and the reactor vessel 1 is supported by a concrete support (not shown) supported on the concrete wall 4. One end of the concrete support is coupled to the concrete wall (4), the other end is coupled to a support structure (not shown) to support the reactor vessel (1).

본 발명 실시예에 따른, 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치는, 원자로용기(1)를 감싸는 콘크리트 벽체(4)에 매립되는 냉각배관(200)을 포함하며, 상기 냉각배관(200)은 적어도 하나 이상의 냉각채널(100)을 포함한다. 본 실시예에 따르면, 상기 냉각채널(100)은 원자로용기(1)의 둘레를 4분할한 각 영역에 배치된다. 즉, 상기 각 냉각채널(100)은 원자로용기(1)의 둘레를 90°씩 나눈 각 영역에 배치된다.According to an embodiment of the present invention, the air-cooled concrete cooling device through the buried cooling pipe includes a cooling pipe 200 embedded in the concrete wall 4 surrounding the reactor vessel 1, and the cooling pipe 200 is at least It includes one or more cooling channels 100. According to this embodiment, the cooling channel 100 is disposed in each region of the reactor vessel 1 divided into four. That is, each cooling channel 100 is disposed in each region divided by 90° around the reactor vessel 1.

상기 냉각채널(100)은, 외측냉각유로(10), 내측냉각유로(20), 및 분기유로(30)를 포함한다. The cooling channel 100 includes an outer cooling flow path 10, an inner cooling flow path 20, and a branch flow path 30.

상기 외측냉각유로(10)는, 상기 원자로용기(1)의 둘레 방향을 따라 배치되어 냉각용 공기를 유입시키기 위해서 마련된다. 상기 외측냉각유로(10)에는 냉각용 공기를 유입시키기 위한 입구측헤더(11)가 형성된다. The outer cooling passage 10 is arranged to be arranged along the circumferential direction of the reactor vessel 1 to provide cooling air. An inlet header 11 for introducing cooling air is formed in the outer cooling passage 10.

상기 외측냉각유로(10)는 반경이 R1인 원형 호의 일부에 대응하는 위치에 배치된다. 본 실시예에 따르면, 상기 외측냉각유로(10)는 반경 R1으로 이루어지는 원의 1/4에 대응하는 길이로 형성된다. 또한, 상기 입구측헤더(11)는 상기 외측냉각유로(10)에 서로 이격되어 2개가 마련된다. The outer cooling passage 10 is disposed at a position corresponding to a portion of a circular arc having a radius of R1. According to this embodiment, the outer cooling passage 10 is formed to a length corresponding to a quarter of a circle made of a radius R1. In addition, two inlet headers 11 are spaced apart from each other in the outer cooling passage 10.

상기 내측냉각유로(20)는, 상기 원자로용기(1)의 둘레 방향을 따라 상기 외측냉각유로(10)보다 내측에 배치된다. 상기 냉측냉각유로는 상기 냉각용 공기를 배출하기 위해 마련된다. The inner cooling passage 20 is disposed inside the outer cooling passage 10 along the circumferential direction of the reactor vessel 1. The cooling side cooling passage is provided to discharge the cooling air.

상기 내측냉각유로(20)는 반경이 상기 R1보다 작은 R2인 원형 호의 일부에 대응하는 위치에 배치된다. 본 실시예에 따르면, 상기 내측냉각유로(20)는 상기 외측냉각유로(10)와 유사하게, 반경 R2로 이루어지는 원의 1/4에 대응하는 길이로 형성된다. 또한, 본 실시예에 따르면, 상기 내측냉각유로(20)의 양단부에는 상기 냉각용 공기가 배출되는 출구측헤더(21)가 각각 형성된다.The inner cooling flow path 20 is disposed at a position corresponding to a portion of a circular arc whose radius is R2 smaller than R1. According to this embodiment, the inner cooling flow path 20 is formed to have a length corresponding to 1/4 of a circle made of a radius R2, similar to the outer cooling flow path 10. Further, according to the present embodiment, the outlet side headers 21 through which the cooling air is discharged are formed at both ends of the inner cooling passage 20, respectively.

상기 분기유로(30)는, 상기 외측냉각유로(10)와 상기 내측냉각유로(20)를 연결하여, 상기 외측냉각유로(10)로부터 유입되는 냉각용 공기를 상기 내측냉각유로(20)로 유도하기 위해서 마련된다. 상기 분기유로(30)의 일단부는 상기 외측냉각유로(10)에 연결되고, 상기 분기유로(30)의 타단부는 상기 내측냉각유로(20)에 연결된다. The branch flow path 30 connects the outer cooling flow path 10 and the inner cooling flow path 20 to induce cooling air flowing from the outer cooling flow path 10 into the inner cooling flow path 20. It is prepared to do. One end of the branch passage 30 is connected to the outer cooling passage 10, and the other end of the branch passage 30 is connected to the inner cooling passage 20.

이처럼, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 채용되는 냉각배관(200)은, 원자로용기(1)의 플랜지(5) 하부에 콘크리트구조물 내부에 매립된다. 5 and 6, the cooling pipe 200 employed in the present invention is embedded in the concrete structure under the flange 5 of the reactor vessel 1.

본 실시예에 따른, 상기 냉각배관(200)은 4개의 냉각채널(100)을 포함한다. 도6에 도시된 바와 같이, 상기 냉각채널(100)은 90° 간격으로 배치되고, 상기 플랜지(5)의 둘레 방향을 따라서 원형으로 배치된다. According to the present embodiment, the cooling pipe 200 includes four cooling channels 100. As shown in FIG. 6, the cooling channels 100 are disposed at intervals of 90°, and are arranged circularly along the circumferential direction of the flange 5.

상기 각 냉각채널(100)에는 입구측헤더(11) 및 출구측헤더(21)가 2개씩 마련된다. 상기 냉각채널(100)은 상기 원자로용기(1)의 중심을 기준으로 하여, 서로 다른 반경을 가지면서 호의 일부를 형성하도록 연장되는 내측냉각유로(20)와 외측냉각유로(10)를 포함한다. 상기 입구측헤더(11)는 상기 외측냉각유로(10)에 형성되고, 상기 출구측헤더(21)는 상기 내측냉각유로(20)에 형성된다. 본 실시예에 따르면, 상기 외측냉각유로(10)와 외측냉각유로(10)는 분기유로(30)에 연결된다. 본 실시예에 따르면, 상기 분기유로(30)는 12개가 마련된다.Each cooling channel 100 is provided with two inlet headers 11 and two outlet headers 21. The cooling channel 100 includes an inner cooling flow path 20 and an outer cooling flow path 10 extending to form part of the arc while having different radii based on the center of the reactor vessel 1. The inlet header 11 is formed in the outer cooling passage 10, and the outlet header 21 is formed in the inner cooling passage 20. According to this embodiment, the outer cooling flow path 10 and the outer cooling flow path 10 are connected to the branch flow path 30. According to the present embodiment, 12 branch passages 30 are provided.

좀 더 구체적으로, 상기 원자로용기(1)의 둘레 방향으로 4개의 냉각채널(100)이 배치되고, 순차적으로 배치되는 상기 냉각채널(100)을 제1,2,3,4 채널(101,102,103,104)이라고 할 때, 상기 제1,2 채널(101,102)은 제1 공통유입배관(40)과 제1 공통배출배관(50)으로 연결되고, 상기 제3, 4 채널은 제1 공통유입배관(60)과 제1 공통배출배관(70)으로 연결된다.More specifically, four cooling channels 100 are arranged in the circumferential direction of the reactor vessel 1, and the cooling channels 100 sequentially arranged are referred to as first, second, third, and fourth channels 101, 102, 103, and 104. When the first and second channels 101 and 102 are connected to the first common inlet pipe 40 and the first common outlet pipe 50, the third and fourth channels are connected to the first common inlet pipe 60 It is connected to the first common discharge pipe (70).

상기 제1 공통유입배관(40)은, 상기 제1,2 채널(101,102)에 냉각용 공기를 공급하기 위해 마련된 것으로, 상기 제1 채널(101)의 외측냉각유로(10)와 상기 제2 채널(102)의 외측냉각유로(10)를 연결한다. 상기 제1 공통유입배관(40)에는 냉각용 공기의 생성 및 공급계통(80)이 연결된다.The first common inlet pipe 40 is provided to supply cooling air to the first and second channels 101 and 102, and the outer cooling passage 10 and the second channel of the first channel 101 The outer cooling passage 10 of 102 is connected. The first common inlet pipe 40 is connected to the generation and supply system 80 for cooling air.

도8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 공통유입배관(40)은 제1,2 채널(101,102)의 외측냉각유로(10)보다 외측에 마련되며, 상기 내측냉각유로(20) 및 외측냉각유로(10)와 동일한 곡률로 상기 원자로용기(1)의 둘레에 배치된다. 상기 제1 공통유입배관(40)은 상기 제1 채널(101)에 구비되는 2개의 입구측헤더(11)와 제2 채널(102)에 구비되는 2개의 입구측헤더(11)에 동시에 연결된다.As shown in Figure 8, the first common inlet pipe 40 is provided outside the first cooling channel 10 of the first and second channels 101 and 102, the inner cooling channel 20 and the outer cooling channel It is arranged around the reactor vessel 1 at the same curvature as (10). The first common inlet pipe 40 is simultaneously connected to two inlet headers 11 provided in the first channel 101 and two inlet headers 11 provided in the second channel 102. .

상기 제1 공통배출배관(50)은, 상기 제1,2 채널(101,102)로부터 상기 냉각용 공기를 배출하기 위해 마련된 것으로, 상기 제1 채널(101)의 내측냉각유로(20)와 상기 제2 채널(102)의 내측냉각유로(20)를 연결한다. 상기 제1 공통배출배관(50)에는 냉각용 공기를 회수하기 위한 회수계통(90)이 연결된다. The first common discharge pipe 50 is provided to discharge the cooling air from the first and second channels 101 and 102, and the inner cooling passage 20 and the second of the first channel 101 The inner cooling passage 20 of the channel 102 is connected. A recovery system 90 for recovering cooling air is connected to the first common discharge pipe 50.

도8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 공통배출배관(50)은 상기 제1 공통유입배관(40)의 외측에 마련되면, 상기 제1 공통유입배관(40)과 동일한 곡률로 상기 원자로용기(1)의 둘레에 배치된다. 상기 제1 공통배출배관(50)은 상기 제1 채널(101)에 구비되는 2개의 출구측헤더(21)와, 상기 제2 채널(102)에 구비되는 2개의 출구측헤더(21)에 동시에 연결된다. 8, when the first common discharge pipe 50 is provided outside the first common inlet pipe 40, the reactor vessel at the same curvature as the first common inlet pipe 40 ( It is arranged around 1). The first common discharge pipe 50 is simultaneously provided to two outlet-side headers 21 provided in the first channel 101 and two outlet-side headers 21 provided to the second channel 102 at the same time. Connected.

상기 제1 공통유입배관(60)은, 상기 제3,4 채널(103,104)에 냉각용 공기를 공급하기 위해 마련된 것으로, 상기 제3 채널(103)의 외측냉각유로(10)와 상기 제4 채널(104)의 외측냉각유로(10)를 연결한다. 상기 제1 공통유입배관(60)에는 냉각용 공기의 생성 및 공급계통(80)이 연결된다.The first common inlet pipe 60 is provided to supply cooling air to the third and fourth channels 103 and 104, and the outer cooling passage 10 and the fourth channel of the third channel 103 are provided. The outer cooling passage 10 of 104 is connected. The first common inlet pipe 60 is connected to the generation and supply system 80 for cooling air.

도8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 공통유입배관(60)은 제3,4 채널(103,104)의 외측냉각유로(10)보다 외측에 마련되며, 상기 내측냉각유로(20) 및 외측냉각유로(10)와 동일한 곡률로 상기 원자로용기(1)의 둘레에 배치된다. 상기 제1 공통유입배관(60)은 상기 제3 채널(103)에 구비되는 2개의 입구측헤더(11)와 제4 채널(104)에 구비되는 2개의 입구측헤더(11)에 동시에 연결된다.8, the first common inlet pipe 60 is provided outside the outer cooling flow path 10 of the third and fourth channels 103 and 104, and the inner cooling flow path 20 and the outer cooling flow path It is arranged around the reactor vessel 1 at the same curvature as (10). The first common inlet pipe 60 is simultaneously connected to two inlet headers 11 provided in the third channel 103 and two inlet headers 11 provided in the fourth channel 104. .

상기 제1 공통배출배관(70)은, 상기 제3,4 채널(103,104)로부터 상기 냉각용 공기를 배출하기 위해 마련된 것으로, 상기 제3 채널(103)의 내측냉각유로(20)와 상기 제4 채널(104)의 내측냉각유로(20)를 연결한다. 상기 제1 공통배출배관(70)에는 냉각용 공기를 회수하기 위한 회수계통(90)이 연결된다. The first common discharge pipe 70 is provided to discharge the cooling air from the third and fourth channels 103 and 104, and the inner cooling passage 20 and the fourth of the third channel 103 are provided. The inner cooling passage 20 of the channel 104 is connected. A recovery system 90 for recovering cooling air is connected to the first common discharge pipe 70.

도8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 공통배출배관(70)은 상기 제1 공통유입배관(60)의 외측에 마련되면, 상기 제1 공통유입배관(60)과 동일한 곡률로 상기 원자로용기(1)의 둘레에 배치된다. 상기 제1 공통배출배관(70)은 상기 제1 채널(101)에 구비되는 2개의 출구측헤더(21)와, 상기 제2 채널(102)에 구비되는 2개의 출구측헤더(21)에 동시에 연결된다. As shown in FIG. 8, when the first common discharge pipe 70 is provided outside the first common inlet pipe 60, the reactor vessel has the same curvature as the first common inlet pipe 60 ( It is arranged around 1). The first common discharge pipe 70 is simultaneously provided to two outlet-side headers 21 provided in the first channel 101 and two outlet-side headers 21 provided to the second channel 102 at the same time. Connected.

도7은 냉각배관(200)의 설치 단면도를 도시한 것으로, 도7에 도시된 바와 같이 냉각배관(200)은 원자로 지지구조물의 건전성을 고려하여 원자로용기(1)의 플랜지(5) 상단보다 소정 간격 이격되어 하방에 설치된다.7 is a cross-sectional view showing the installation of the cooling pipe 200. As shown in FIG. 7, the cooling pipe 200 is predetermined from the upper end of the flange 5 of the reactor vessel 1 in consideration of the integrity of the reactor support structure. It is spaced apart and installed below.

좀 더 구체적으로, 상기 원자로용기(1)의 플랜지(5)의 하측에는 상기 냉각배관(200)의 설치를 위한 공간부가 마련되고, 상기 냉각배관(200)은 상기 공간부 내에서 상기 플랜지(5)의 상단보다 다소 하측에 설치된다. 본 실시예에 따르면, 상기 내측냉각유로(20), 상기 분기유로(30), 및 상기 외측냉각유로(10)는, 도7에 도시된 바와 같이 동일한 높이에 수평적으로 마련된다. More specifically, a space portion for installation of the cooling pipe 200 is provided below the flange 5 of the reactor vessel 1, and the cooling pipe 200 is provided with the flange 5 within the space portion. ) It is installed slightly lower than the top. According to this embodiment, the inner cooling passage 20, the branch passage 30, and the outer cooling passage 10 are provided horizontally at the same height as shown in FIG.

이와 같이, 본 발명에 따른 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치는, 고온의 원자로용기(1) 설치 시 원자로건물 압력경계를 이루어 구조적으로 원자로용기(1)의 플랜지(5)가 전체적으로 콘크리트구조물에 지지되어야 하는 경우에 효과적으로 적용이 가능하다. 특히 사고 시 원자로용기(1) 외면을 자연순환에 의하여 냉각시키는 방식을 채택하는 경우에는 정상운전 시에 효과적으로 사용할 수 있다.As described above, in the air-cooled concrete cooling device through the buried cooling pipe according to the present invention, the flange 5 of the reactor vessel 1 is structurally formed in the concrete structure by forming the pressure boundary of the reactor building when the high-temperature reactor vessel 1 is installed. It can be effectively applied when it needs to be supported. In particular, in the case of adopting a method of cooling the outer surface of the reactor vessel 1 by natural circulation in case of an accident, it can be effectively used during normal operation.

또한, 본 발명에 채용된 냉각배관(200)은, 외측냉각유로(10)로 냉각용 공기를 유입시키고, 분기유로(30)를 통해 내측냉각유로(20)로 공기가 유동하도록 하여 냉각용 공기가 유동하는 유로를 충분히 확보하여 냉각 효율을 향상시키는 효과를 제공한다. In addition, the cooling pipe 200 employed in the present invention flows air for cooling into the outer cooling flow path 10 and allows air to flow through the branch flow path 30 to the inner cooling flow path 20 for cooling air. It provides the effect of improving the cooling efficiency by sufficiently securing the flow path.

또한, 제1,2 채널(101,102)은 제1 공통공급배관(40) 및 제1 공통배출배관(50)으로 연결하고, 제3,4 채널(103,104)은 제2 공통공급배관(60) 및 제1 공통배출배관(70)으로 연결하여, 냉각용 공기의 공급 및 회수를 위한 계통 연결을 간소화하는 효과를 제공한다. In addition, the first and second channels 101 and 102 are connected to the first common supply pipe 40 and the first common discharge pipe 50, and the third and fourth channels 103 and 104 are connected to the second common supply pipe 60 and Connected to the first common discharge pipe 70, it provides the effect of simplifying the system connection for supply and recovery of cooling air.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.The present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be provided without departing from the scope of the present invention.

10... 외측냉각유로 11... 입구측헤더
20... 내측냉각유로 21... 출구측헤더
30... 분기유로 40... 제1 공통유입배관
50... 제1 공통배출배관 60... 제2 공통유입배관
70... 제2 공통배출배관 80... 냉각용 공기 생성 및 공급 계통
90... 냉각용 공기 회수 계통 100... 냉각채널
101... 제1 채널 102... 제2 채널
103... 제3 채널 104... 제4 채널
200... 냉각배관 1... 원자로용기
3... RVCS 덕트 4... 콘크리트 벽체
5... 플랜지 10... Outside cooling flow path 11... Entrance side header
20... Inner cooling passage 21... Outlet header
30... Quarterly flow 40... First common inflow piping
50... 1st common discharge pipe 60... 2nd common inlet pipe
70... 2nd common exhaust pipe 80... Cooling air generation and supply system
90... Air recovery system for cooling 100... Cooling channel
101... 1st channel 102... 2nd channel
103... 3rd channel 104... 4th channel
200... Cooling piping 1... Reactor vessel
3... RVCS duct 4... Concrete wall
5... Flange

Claims (6)

원자로용기를 감싸는 콘크리트 벽체에 매립되는 냉각배관을 포함하며,
상기 냉각배관은,
상기 원자로용기의 둘레 방향을 따라 배치되어 냉각용 공기가 유입되는 외측냉각유로; 상기 원자로용기의 둘레 방향을 따라 상기 외측냉각유로보다 내측에 배치되는 내측냉각유로; 및 상기 내측냉각유로와 상기 외측냉각유로를 연결하는 복수의 분기유로;를 포함하는 냉각채널을 적어도 하나 이상 포함하고,
상기 냉각용 공기가 상기 외측냉각유로 유입되어 상기 분기유로를 경유하여, 상기 내측냉각유로를 경유한 후 배출되면서 상기 콘크리트 구조물을 냉각시키도록 한 것을 특징으로 하는 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치. Includes cooling piping embedded in the concrete wall surrounding the reactor vessel,
The cooling pipe,
An outer cooling flow path disposed along the circumferential direction of the reactor vessel and into which cooling air flows; An inner cooling flow path disposed inside the outer cooling flow path along the circumferential direction of the reactor vessel; And a plurality of branch flow paths connecting the inner cooling flow path and the outer cooling flow path.
An air cooling type concrete cooling device through a buried cooling pipe, characterized in that the cooling air flows into the outer cooling oil, passes through the branching channel, and cools the concrete structure while being discharged after passing through the inner cooling channel. 제1항에 있어서,
상기 외측냉각유로는 반경이 R1인 원형 호의 일부에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 냉각용 공기가 유입되는 입구측헤더가 형성되며,
상기 내측냉각유로는 반경이 상기 R1보다 작은 R2인 원형 호의 일부에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 냉각용 공기가 배출되는 출구측헤더가 양단부에 각각 형성되고,
상기 분기유로의 일단부는 상기 외측냉각유로에 연결되고, 타단부는 상기 내측냉각유로에 연결되는 것을 특징으로 하는 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치. According to claim 1,
The outer cooling flow path is disposed at a position corresponding to a portion of the circular arc having a radius of R1, and an inlet header through which the cooling air is introduced is formed.
The inner cooling flow path is disposed at a position corresponding to a portion of a circular arc having a radius R2 smaller than R1, and outlet headers through which the cooling air is discharged are formed at both ends,
An air-cooled concrete cooling device through a buried cooling pipe, characterized in that one end of the branch passage is connected to the outer cooling passage and the other end is connected to the inner cooling passage. 제1항에 있어서,
상기 냉각채널은 상기 원자로용기의 둘레를 4분할 한 각 영역에 배치되고,
상기 원자로용기의 둘레방향으로 순차적으로 배치되는 4개의 상기 냉각채널을 제1,2,3,4 채널이라 할 때,
상기 제1,2 채널에 냉각용 공기를 공급하기 위해서, 상기 제1 채널의 외측냉각유로와 상기 제2 채널의 외측냉각유로를 연결하는 제1 공통유입배관이 마련되고,
상기 제1,2 채널로부터 상기 냉각용 공기를 배출하기 위해서, 상기 제1 채널의 내측냉각유로와 상기 제2 채널의 내측냉각유로를 연결하는 제1 공통배출배관이 마련되며,
상기 제3,4 채널에 냉각용 공기를 공급하기 위해서, 상기 제3채널의 외측냉각유로와 상기 제4 채널의 외측냉각유로를 연결하는 제2 공통유입배관이 마련되고,
상기 제3,4 채널로부터 상기 냉각용 공기를 배출하기 위해서, 상기 제3 채널의 내측냉각유로와 상기 제4 채널의 내측냉각유로를 연결하는 제2 공통배출배관이 마련된 것을 특징으로 하는 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치. According to claim 1,
The cooling channels are arranged in each region of the reactor vessel divided into four sections.
When the four cooling channels sequentially arranged in the circumferential direction of the reactor vessel are referred to as first, second, third, and fourth channels,
In order to supply cooling air to the first and second channels, a first common inlet pipe connecting the outer cooling passage of the first channel and the outer cooling passage of the second channel is provided,
In order to discharge the cooling air from the first and second channels, a first common discharge pipe connecting the inner cooling passage of the first channel and the inner cooling passage of the second channel is provided,
In order to supply cooling air to the third and fourth channels, a second common inlet pipe connecting the outer cooling passage of the third channel and the outer cooling passage of the fourth channel is provided,
In order to discharge the cooling air from the third and fourth channels, a buried cooling pipe, characterized in that a second common discharge pipe for connecting the inner cooling flow path of the third channel and the inner cooling flow path of the fourth channel is provided. Air-cooled concrete cooling system through. 제2항에 있어서,
상기 입구측헤더는 상기 외측냉각유로에 2개 마련된 것을 특징으로 하는 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치. According to claim 2,
The inlet header is air-cooled concrete cooling device through a buried cooling pipe, characterized in that two provided in the outer cooling passage. 제1항에 있어서,
상기 냉각배관은 상기 원자로용기의 플랜지의 하측에는 상기 냉각배관의 설치를 위한 공간부가 마련되고,
상기 내측냉각유로, 상기 분기유로, 및 상기 외측냉각유로는 동일한 높이에 수평적으로 마련된 것을 특징으로 하는 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치. According to claim 1,
The cooling pipe is provided with a space for the installation of the cooling pipe on the lower side of the flange of the reactor vessel,
The inner cooling flow path, the branch flow path, and the outer cooling flow path is air-cooled concrete cooling device through a buried cooling pipe, characterized in that provided horizontally at the same height. 제1항에 있어서,
상기 원자로용기는 소듐냉각고속로인 것을 특징으로 하는 매립형 냉각배관을 통한 공냉식 콘크리트 냉각장치.




According to claim 1,
The reactor vessel is an air-cooled concrete cooling device through a buried cooling pipe, characterized in that the sodium cooling highway.




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