KR20210078984A - Nuclear accident testing system and method for testing nuclear accident - Google Patents

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KR20210078984A
KR20210078984A KR1020190170986A KR20190170986A KR20210078984A KR 20210078984 A KR20210078984 A KR 20210078984A KR 1020190170986 A KR1020190170986 A KR 1020190170986A KR 20190170986 A KR20190170986 A KR 20190170986A KR 20210078984 A KR20210078984 A KR 20210078984A
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Abstract

The present invention relates to a nuclear power plant accident simulation system and a nuclear power plant accident simulation method using the same. The nuclear power plant accident simulation system comprises a chamber and a heating unit. The chamber forms an inner space through which a heating medium flows. The heating unit is located in the inner space and is heated by receiving energy. A specimen to be a target of a simulation test is positioned adjacent to the heating unit. While heating the heating unit, the heating medium flows from the specimen in a first direction toward the heating unit. During the simulation test, the heating medium flows in a second direction from the heating unit toward the specimen.

Description

원전 사고 모사시스템 및 이를 이용한 원전 사고 모사방법{NUCLEAR ACCIDENT TESTING SYSTEM AND METHOD FOR TESTING NUCLEAR ACCIDENT}A nuclear accident simulation system and a nuclear accident simulation method using the same {NUCLEAR ACCIDENT TESTING SYSTEM AND METHOD FOR TESTING NUCLEAR ACCIDENT}

본 발명은 원전 사고 모사시스템 및 이를 이용한 원전 사고 모사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자력 발전소의 사고시 원자력 발전소에 사용되는 다양한 종류의 부품들이 열에 급속히 노출되게 되는데, 이러한 급속한 열이 발생하는 원전 사고의 상태를 모사하여 각종 부품들의 사고시의 상태를 파악하고 성능을 평가할 수 있는 원전 사고 모사시스템 및 이를 이용한 원전 사고 모사방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nuclear accident simulation system and a nuclear accident simulation method using the same, and more particularly, in the event of an accident in a nuclear power plant, various types of parts used in a nuclear power plant are rapidly exposed to heat. It relates to a nuclear power plant accident simulation system capable of simulating the state of a nuclear power plant accident state and evaluating the performance of various parts at the time of an accident, and a nuclear power plant accident simulation method using the same.

원자력 발전소는 사고에 대한 대처방안을 수립해야 하며, 실제 대형 사고가 발생한 예도 있어, 원자력 발전소에 사용되는 원전기기나 부품 등의 경우 사고시의 상태를 파악하거나 성능을 평가하는 것이 필수적이다. 특히, 원자로 등 방사성 물질을 포함하는 기기, 설비는 원자력 발전소의 방호벽 안에 위치하게 되며, 방호벽은 밀폐되어 있기 때문에 내부에서 사고가 발생할 경우 급속한 온도와 압력의 상승을 유발할 수 있다. 이에 따라, 원전기기나 부품에 대하여 상기 사고시의 상태나 성능 평가를 위한 원전 사고 모사 시스템에 대한 기술이 개발되고 있다. Nuclear power plants must establish countermeasures against accidents, and there are examples of actual large-scale accidents. Therefore, in the case of nuclear power plants or parts used in nuclear power plants, it is essential to understand the state at the time of an accident or evaluate their performance. In particular, devices and facilities containing radioactive materials, such as nuclear reactors, are located within the firewall of a nuclear power plant, and since the firewall is sealed, an accident inside may cause a rapid rise in temperature and pressure. Accordingly, a technology for a nuclear power plant accident simulation system for evaluating the state or performance of the nuclear power plant or parts at the time of the accident is being developed.

예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1696690호에서는, 원전기기 중대사고의 생존성 평가 시험장치로서, 유체가 동작하는 영역 내에서의 유체의 온도에 따른 시편의 영향을 평가하는 기술을 개시하고 있다. For example, Korean Patent Registration No. 10-1696690 discloses a technique for evaluating the effect of a specimen according to the temperature of a fluid in a region in which the fluid operates as a survivability evaluation test device for a serious accident in a nuclear power plant. .

한편, 이러한 방식으로 사고환경을 모사하는 것 외에, 원전 사고가 발생할 경우 발생하게 되는 고온의 기류에서의 원전기기나 부품에 대한 성능 평가도 필요하다. On the other hand, in addition to simulating the accident environment in this way, it is also necessary to evaluate the performance of nuclear power equipment or parts in the high-temperature airflow that occurs when a nuclear accident occurs.

현재까지, 원전 사고에서의 상기의 공기의 급속한 온도 상승 상태를 모사하기 위한 기술로는, 온도 챔버를 이용하거나, 열충격 시험기를 이용하거나, 노(Furnace)형 시험기를 이용하는 방법 등이 개발되고 있다. Until now, as a technique for simulating the rapid temperature rise of the air in a nuclear accident, a method using a temperature chamber, a thermal shock tester, or a furnace-type tester has been developed.

다만, 온도 챔버를 이용하는 경우, 승온 속도가 매우 느리며 최대 승온 속도도 높지 않은 단점이 있으며, 열충격 시험기의 경우, 순간적인 온도 변화에는 유리하지만 온도 변화의 범위가 상대적으로 넓지 않은 단점이 있고, 노형 시험기의 경우 예열된 노의 내부에 시편을 위치시키는 방법으로써, 시편에 복사열이 제공되며 승온속도를 충분히 확보하지 못하는 단점이 있다. However, when using a temperature chamber, there is a disadvantage that the temperature increase rate is very slow and the maximum temperature increase rate is not high, and in the case of a thermal shock tester, although it is advantageous for an instantaneous temperature change, there is a disadvantage that the temperature change range is not relatively wide, In this case, as a method of locating the specimen inside the preheated furnace, radiant heat is provided to the specimen and the temperature increase rate is not sufficiently secured.

대한민국 등록특허 제10-1696690호Republic of Korea Patent No. 10-1696690

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 원전 사고시의 공기, 수증기 또는 공기와 수증기의 혼합물의 급속한 온도와 압력 상승 상태를 보다 정확히 모사하는 것으로, 급속한 승온 속도를 빠르게 모사할 수 있으며, 최대 승온 온도를 높게 유지할 수 있고, 승온 과정 중에 시편으로 복사열이 제공되는 것을 차단할 수 있는 동시에 높은 압력을 유지시킬 수 있는 원전사고 모사시스템을 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention was conceived in this regard, and an object of the present invention is to more accurately simulate the rapid temperature and pressure rise of air, water vapor, or a mixture of air and water vapor during a nuclear accident, and to increase the rapid temperature increase rate quickly. It is to provide a nuclear accident simulation system capable of simulating, maintaining a high maximum temperature increase, preventing radiation heat from being provided to the specimen during the temperature increase process, and maintaining a high pressure.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 원전사고 모사시스템을 이용한 원전사고 모사방법을 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a nuclear accident simulation method using the nuclear accident simulation system.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 원전사고 모사시스템은 챔버 및 가열부를 포함한다. 상기 챔버는 열매체가 유동되는 내부공간을 형성한다. 상기 가열부는 상기 내부공간에 위치하며, 에너지를 제공받아 가열된다. 모사시험의 대상이 되는 시편은 상기 가열부에 인접하도록 위치하며, 상기 가열부를 가열하는 동안, 상기 열매체는 상기 시편으로부터 상기 가열부를 향하는 제1 방향으로 유동되고, 상기 모사시험을 수행하는 동안, 상기 열매체는 상기 가열부로부터 상기 시편을 향하는 제2 방향으로 유동된다. A nuclear accident simulation system according to an embodiment for realizing the object of the present invention includes a chamber and a heating unit. The chamber forms an inner space through which the heating medium flows. The heating unit is located in the inner space and is heated by receiving energy. The specimen to be subjected to the simulation test is positioned adjacent to the heating unit, and while the heating unit is heated, the heating medium flows from the specimen to the heating unit in a first direction, and during the simulation test, the The heating medium flows in a second direction from the heating unit toward the specimen.

일 실시예에서, 상기 챔버는, 양 끝단에 형성되며, 상기 열매체가 인출입되는 제1 및 제2 입출부들을 포함할 수 있다. In an embodiment, the chamber may include first and second input and output portions formed at both ends and through which the heating medium is drawn in and out.

일 실시예에서, 상기 가열부를 가열하는 동안, 상기 열매체는 상기 제1 입출부로 유입되어 상기 제2 입출부로 유출되며, 상기 모사시험을 수행하는 동안, 상기 열매체는 상기 제2 입출부로 유입되어 상기 제1 입출부로 유출될 수 있다. In one embodiment, while heating the heating unit, the heating medium flows into the first input/exit portion and flows out to the second input/output portion, and during the simulation test, the heating medium flows into the second input/output portion and flows into the second 1 It can be discharged through the inlet and outlet.

일 실시예에서, 상기 가열부와 상기 시편의 사이에 배치되어, 상기 가열부에서 발생하는 복사열이 상기 시편으로 직접 제공되는 것을 차폐하는 차폐부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, it may further include a shielding part disposed between the heating part and the specimen to shield the radiant heat generated from the heating part from being directly provided to the specimen.

일 실시예에서, 상기 차폐부는, 상기 열매체가 상기 제1 방향으로 유동되는 경우, 폐쇄되어 상기 복사열의 유동을 차폐하며, 상기 열매체가 상기 제2 방향으로 유동되는 경우, 개방되어 상기 복사열이 상기 시편으로 제공될 수 있다. In one embodiment, the shielding unit, when the heating medium flows in the first direction, is closed to shield the flow of the radiant heat, and when the heating medium flows in the second direction, it is opened so that the radiant heat is transmitted to the specimen can be provided as

일 실시예에서, 상기 시편이 위치하는 방향과 반대방향으로 상기 가열부에 인접하도록 배치되며, 상기 가열부에서 발생된 열을 저장하는 열 용량부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, it is disposed adjacent to the heating unit in a direction opposite to the direction in which the specimen is positioned, and may further include a heat capacity unit configured to store heat generated by the heating unit.

일 실시예에서, 상기 열 용량부는 열을 저장하는 다공성 매질을 포함하고, 상기 챔버의 내면에는 단열부가 형성될 수 있다. In an embodiment, the heat capacity part may include a porous medium for storing heat, and a heat insulating part may be formed on the inner surface of the chamber.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 원전사고 모사방법에서 챔버의 내부공간에 위치하는 가열부에 인접하도록, 모사시험의 대상이 되는 시편을 위치시킨다. 상기 챔버의 내부공간에서, 열매체의 유동을 상기 시편으로부터 상기 가열부를 향하는 제1 방향으로 유도한다. 상기 가열부를 가열한다. 상기 챔버의 내부공간에서, 상기 열매체의 유동을 상기 가열부로부터 상기 시편을 향하는 제2 방향으로 전환한다. 상기 시편의 상태를 모니터링한다. In a method for simulating a nuclear accident according to an embodiment for realizing another object of the present invention, a specimen to be subjected to a simulation test is positioned so as to be adjacent to a heating unit located in the inner space of the chamber. In the inner space of the chamber, a flow of the heating medium is induced in a first direction from the specimen toward the heating unit. The heating part is heated. In the inner space of the chamber, the flow of the heating medium is switched from the heating unit to the second direction toward the specimen. Monitor the condition of the specimen.

일 실시예에서, 상기 가열부를 가열하는 단계에서, 상기 가열부와 상기 시편의 사이에 차폐부를 배치할 수 있다. In an embodiment, in the heating of the heating part, a shielding part may be disposed between the heating part and the specimen.

본 발명의 실시예들에 의하면, 가열부 및 가열부를 감싸는 단열부가 가열되는 동안 제1 방향으로 열매체가 유동되면서 시편 방향으로는 열전달이 최소화된 상태를 유지할 뿐 아니라 냉각효과를 얻을 수 있으며, 가열부가 충분히 가열된 이후 상기 열매체의 유동 방향을 제2 방향으로 전환하여 가열부와 가열부를 감싸는 단열부에 저장된 열 에너지 및 가열부에 제공되는 열 에너지를 시편 방향으로 제공함으로써, 급속 승온 상태를 구현할 수 있고, 이를 통해, 실제 원전 사고에서의 급속한 승온 상태를 보다 정확하게 모사할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, while the heating medium flows in the first direction while the heating unit and the heat insulating unit surrounding the heating unit are heated, heat transfer is minimized in the direction of the specimen and a cooling effect can be obtained, and the heating unit After being sufficiently heated, the flow direction of the heating medium is switched to the second direction to provide the heat energy stored in the heating unit and the heat insulating unit surrounding the heating unit and the thermal energy provided to the heating unit in the direction of the specimen, thereby implementing a rapid temperature rise state, , through this, it is possible to more accurately simulate the rapid temperature rise in an actual nuclear accident.

즉, 상기 가열부가 충분히 가열된 상태, 즉 충분한 열 에너지를 포함한 상태까지는 시편으로의 열전달을 제한할 수 있으므로, 종래 가열부에 대한 가열 과정에서 소요되는 시간에 의해 발생하는 시편으로의 점진적인 열전달로 인해, 급속 승온 상태를 모사하기 어려운 문제를 해결할 수 있다. That is, since the heat transfer to the specimen can be restricted until the heating unit is sufficiently heated, that is, to a state containing sufficient thermal energy, due to the gradual heat transfer to the specimen caused by the time required in the heating process for the conventional heating unit, , it is possible to solve the difficult problem of simulating the state of rapid temperature rise.

또한, 챔버 내부에서의 열매체의 유동 방향을 전환하는 것만으로 상기와 같은 급속 승온 상태를 효과적으로 모사할 수 있으며 동시에 설비의 사양을 획기적으로 축소시킬 수 있어, 모사 시스템의 구현이 매우 용이하다. In addition, only by changing the flow direction of the heating medium inside the chamber, it is possible to effectively simulate the rapid temperature increase as described above, and at the same time, it is possible to dramatically reduce the specifications of the equipment, so that the implementation of the simulation system is very easy.

또한, 차폐부를 통해 상기 가열부의 가열 상태 동안 상기 시편으로의 복사열의 제공을 차단할 수 있어, 상기 시편에 대한 보다 급속한 승온을 모사할 수 있으며, 상기 차폐부의 경우, 실시예에 따라 모사 시험을 수행하는 경우 제거되거나 개방될 수 있어, 상기 시편에 대한 급속 승온을 보다 효과적으로 모사할 수 있다. In addition, it is possible to block the provision of radiant heat to the specimen during the heating state of the heating unit through the shielding part, so that a more rapid temperature increase for the specimen can be simulated, and in the case of the shielding part, a simulation test is performed according to the embodiment If the case can be removed or opened, it is possible to more effectively simulate the rapid temperature increase for the specimen.

또한, 상기 가열부의 가열 상태 동안 상기 시편 주위로 가열되지 않은 열매체가 흘러 시편의 냉각시키는 효과를 얻을 수 있고, 이로 인하여 시험 시작 전 시편의 불필요한 가열을 방지할 수 있다.In addition, an unheated heating medium flows around the specimen during the heating state of the heating unit to obtain an effect of cooling the specimen, thereby preventing unnecessary heating of the specimen before the start of the test.

또한, 상기 가열부에 인접하도록 열 용량부를 배치함으로써, 보다 높은 온도, 또는 보다 급격한 승온 상태를 모사할 수 있고, 열 용량부의 크기 또는 가열부의 가열 정도를 바탕으로 다양한 최고 온도, 승온 속도 등을 제어할 수 있다. In addition, by arranging the heat capacitive part adjacent to the heating part, a higher temperature or a more abrupt temperature increase state can be simulated, and various maximum temperatures, temperature increase rates, etc. can do.

한편, 상기 열매체의 유동방향에 따라, 제1 냉각부 또는 제2 냉각부를 선택적으로 구동시켜 상기 열매체에 대한 냉각을 수행함으로써, 상기 챔버의 외부로 유출되는 열매체의 온도를 저하시킬 수 있고, 이를 통해 외부로의 열전달을 최소화하거나, 외부의 안전성을 향상시킬 수 있다. On the other hand, according to the flow direction of the heating medium, by selectively driving the first cooling unit or the second cooling unit to cool the heating medium, it is possible to lower the temperature of the heating medium flowing out of the chamber, through this It is possible to minimize heat transfer to the outside or to improve external safety.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 원전사고 모사시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 원전사고 모사시스템을 이용한 원전사고 모사방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 도 1의 원전사고 모사시스템에서 모사 시험을 시작하기 전의 가열 상태를 도시한 모식도이다.
도 4는 도 1의 원전사고 모사시스템에서 모사 시험을 시작한 상태를 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 원전사고 모사시스템에서, 모사 시험을 시작한 상태를 도시한 모식도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 원전사고 모사시스템에서, 차폐부의 개방 및 폐쇄 상태를 도시한 모식도들이다.
도 7a는 도 1의 원전사고 모사시스템에 대한 시험을 위해 온도가 계측되는 위치를 도시한 모식도이며, 도 7b는 상기 시험시, 도 7a의 각 위치에서의 온도 변화를 도시한 그래프이다. 1 is a schematic diagram showing a nuclear accident simulation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a nuclear accident simulation method using the nuclear accident simulation system of FIG. 1 .
Figure 3 is a schematic diagram showing the heating state before starting the simulation test in the nuclear accident simulation system of Figure 1.
Figure 4 is a schematic diagram showing a state in which the simulation test started in the nuclear accident simulation system of Figure 1.
5 is a schematic diagram showing a state in which the simulation test is started in the nuclear accident simulation system according to another embodiment of the present invention.
6a and 6b are schematic views showing the open and closed state of the shield in the nuclear accident simulation system according to another embodiment of the present invention.
Figure 7a is a schematic diagram showing the location where the temperature is measured for the test for the nuclear accident simulation system of Figure 1, Figure 7b is a graph showing the temperature change at each location of Figure 7a during the test.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. Since the present invention may have various changes and may have various forms, embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, terms such as "comprises" or "consisting of" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification is present, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 원전사고 모사시스템을 도시한 모식도이다. 1 is a schematic diagram showing a nuclear accident simulation system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 원전사고 모사시스템(10)은, 챔버(100), 단열부(200), 제1 냉각부(300), 제2 냉각부(400), 가열부(500) 및 차폐부(600)를 포함하며, 상기 원전사고 모사시스템(10)을 통해 원전사고가 모사된 상태에서, 시험의 대상이 되는 원전에 사용되는 기기나 부품에 해당되는 시편(700)을 추가로 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the nuclear accident simulation system 10 according to this embodiment includes a chamber 100 , a thermal insulation unit 200 , a first cooling unit 300 , a second cooling unit 400 , and a heating unit ( 500) and a shielding unit 600, and in a state in which the nuclear accident is simulated through the nuclear accident simulation system 10, the specimen 700 corresponding to the device or component used in the nuclear power plant that is the target of the test may additionally include.

이 경우, 상기 시편(700)은, 실제 원전에 사용되는 기기나 부품일 수 있으며, 그 종류나 형상, 구조 등은 제한되지 않는다. In this case, the specimen 700 may be a device or a component used in an actual nuclear power plant, and the type, shape, structure, etc. are not limited.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 챔버(100)의 내부에는, 상기 시편(700)이 위치할 수 있는 별도의 베드가 위치하게 된다. Meanwhile, although not shown, a separate bed on which the specimen 700 can be located is positioned inside the chamber 100 .

상기 챔버(100)는 내부에 내부공간(101)이 형성되며, 상기 내부공간(101)에서 원전 사고 상태가 모사된다. The chamber 100 has an internal space 101 formed therein, and a nuclear accident state is simulated in the internal space 101 .

상기 챔버(100)는 일 방향으로 연장되는 원통형 또는 사각기둥형 등과 같은 형상일 수 있으며, 도 1에서는 수평 방향으로 연장된 상태를 예시하였으나, 상기 챔버(100)의 연장 방향은 모사하고자 하는 원전의 구조나 사고 상태 등을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다. The chamber 100 may have a shape such as a cylindrical shape or a square column shape extending in one direction, and although the horizontal direction is illustrated in FIG. 1 , the extension direction of the chamber 100 is that of the nuclear power plant to be simulated. It can be variously modified in consideration of the structure or accident state.

상기 챔버(100)의 양 끝단에는 각각 제1 입출부(110) 및 제2 입출부(120)가 형성되며, 상기 제1 입출부(110)를 통해서는 모사 시험의 단계에 따라, 열매체가 인입 또는 유출되고, 상기 제2 입출부(120)를 통해서도 모사 시험의 단계에 따라 열매체가 인입 또는 유출될 수 있다. A first entry/exit part 110 and a second entry/exit part 120 are respectively formed at both ends of the chamber 100, and a heating medium is introduced through the first entry/exit part 110 according to the stage of the simulation test. Alternatively, the heating medium may be introduced or flowed out according to the stage of the simulation test through the second input/output unit 120 .

즉, 후술하겠으나, 소정의 모사 시험 단계에서는, 상기 제1 입출부(110)를 통해 상기 열매체가 유입되어, 상기 제2 입출부(120)를 통해 상기 열매체가 유출되도록, 상기 챔버(100)의 내부 공간(101)에서 열매체가 유동될 수 있으며, 다른 소정 모사 시험 단계에서는, 상기 제2 입출부(120)를 통해 상기 열매체가 유입되어, 상기 제1 입출부(110)를 통해 상기 열매체가 유출되도록, 상기 챔버(100)의 내부 공간(101)에서 열매체가 유동될 수 있다. That is, as will be described later, in the predetermined simulation test step, the heating medium is introduced through the first input/exit unit 110 and the heat medium flows out through the second input/exit unit 120 of the chamber 100 . The heating medium may flow in the inner space 101 , and in another predetermined simulation test step, the heating medium flows in through the second input/output part 120 , and the heating medium flows out through the first input/output part 110 . As much as possible, the heating medium may flow in the inner space 101 of the chamber 100 .

이 경우, 상기 열매체는, 예를 들어, 공기, 수증기 또는 공기와 수증기의 혼합물일 수 있다. In this case, the heating medium may be, for example, air, water vapor, or a mixture of air and water vapor.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 챔버(100)의 내부공간(101)에서 상기 열매체가 일정한 방향으로 유동되도록 하기 위해, 상기 제1 입출부(110) 또는 상기 제2 입출부(120)에는 각각 소정의 유입 압력을 제공하는 압력 제공부 또는 소정의 유출 압력을 제공하는 압력 제공부가 추가로 구비될 수 있다. On the other hand, although not shown, in order to flow the heating medium in a predetermined direction in the inner space 101 of the chamber 100 , the first input/output part 110 or the second input/output part 120 has a predetermined predetermined value, respectively. A pressure providing unit providing an inlet pressure or a pressure providing unit providing a predetermined outlet pressure may be further provided.

또한, 상기 챔버(100) 내부의 압력은 상기 제1 입출부(110)와 상기 제 2입출부(120)에 압력 제공부를 추가시켜 자유롭게 제어할 수 있다.In addition, the pressure inside the chamber 100 can be freely controlled by adding a pressure providing part to the first input/output part 110 and the second input/output part 120 .

상기 단열부(200)는 상기 챔버(100)의 내면에 균일하게 형성되는 것으로, 상기 단열부(200)에 의해 상기 챔버(100)의 내부 공간(101)에 잔류하는 열이 상기 챔버(100)를 통해 외부로 누설되는 것을 최소화할 수 있다. The heat insulating part 200 is uniformly formed on the inner surface of the chamber 100 , and the heat remaining in the internal space 101 of the chamber 100 by the heat insulating part 200 is removed from the chamber 100 . leakage to the outside can be minimized.

이 경우, 상기 단열부(200)는 소정의 두께로 형성될 수 있으며, 상기 제1 냉각부(300) 및 상기 제2 냉각부(400)의 사이에의 영역에만 형성되는 것으로 충분하다. In this case, the heat insulating part 200 may be formed to a predetermined thickness, and it is sufficient to be formed only in a region between the first cooling part 300 and the second cooling part 400 .

상기 제1 냉각부(300)는 상기 제1 입출부(110)에 인접하도록 배치되어, 상기 제1 입출부(110)로부터 인입되는 열매체를 냉각하거나, 상기 제1 입출부(110)를 통해 유출되기 전에 열매체를 냉각한다. The first cooling unit 300 is disposed adjacent to the first input/exit unit 110 to cool the heating medium introduced from the first input/exit unit 110 or to flow out through the first input/exit unit 110 . Cool the heating medium before

다만, 상기 제1 냉각부(300)는, 실질적으로 상기 제1 입출부(110)로부터 인입되는 열매체는, 실온의 공기에 해당되므로, 상기 제1 냉각부(300)를 통해 냉각될 필요는 없으며, 상기 제1 입출부(110)를 통해 유출되기 전에 고온으로 상승된 열매체를 냉각시키게 된다. However, in the first cooling unit 300 , the heating medium substantially introduced from the first input/exit unit 110 corresponds to room temperature air, so it is not necessary to be cooled through the first cooling unit 300 . , the heating medium raised to a high temperature is cooled before it flows out through the first input/output unit 110 .

보다 구체적으로, 상기 제1 냉각부(300)는 상기 챔버(100)의 외부로 노출되어 냉각 물질을 제공받는 제1 유입부(301), 및 상기 챔버(100)의 외부로 노출되어 사용된 냉각 물질을 토출하는 제1 유출부(302)를 포함한다. More specifically, the first cooling unit 300 is exposed to the outside of the chamber 100 to receive a cooling material, and the first inlet 301 is exposed to the outside of the chamber 100 and used for cooling. and a first outlet 302 for discharging a substance.

이 때, 상기 제1 냉각부(300)는 상기 챔버(100)의 내부 공간(101)을 밀폐하도록 형성되며, 제1 통로부(310)가 상기 챔버(100)의 연장 방향을 따라 복수개가 형성되어, 상기 제1 통로부(310)를 통해 상기 열매체가 유동하게 된다. At this time, the first cooling unit 300 is formed to seal the inner space 101 of the chamber 100 , and a plurality of first passage units 310 are formed along the extension direction of the chamber 100 . Thus, the heating medium flows through the first passage portion 310 .

즉, 전체적으로 상기 냉각물질의 유동 방향은 상기 열매체의 유동방향에 수직으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 냉각부(300)를 통과하는 냉각 물질이 상기 제1 통로부(310)를 통해 유동되는 상기 열매체를 냉각시키게 된다. That is, as a whole, the flow direction of the cooling material may be formed perpendicular to the flow direction of the heating medium, and the cooling material passing through the first cooling unit 300 flows through the first passage unit 310 . cooling the heating medium.

한편, 상기 제2 냉각부(400)는 상기 제2 입출부(120)에 인접하도록 배치되어, 상기 제2 입출부(120)로부터 인입되는 열매체를 냉각하거나, 상기 제2 입출부(120)를 통해 유출되기 전에 열매체를 냉각한다. On the other hand, the second cooling unit 400 is disposed adjacent to the second entry/exit part 120 to cool the heating medium introduced from the second entry/exit part 120 or to cool the second input/exit part 120 . Cooling the heating medium before flowing through.

다만, 상기 제2 냉각부(400)도, 실질적으로 상기 제2 입출부(120)로부터 인입되는 열매체는, 실온의 공기에 해당되므로, 상기 제2 냉각부(400)를 통해 냉각될 필요는 없으며, 상기 제2 입출부(120)를 통해 유출되기 전에 고온으로 상승된 열매체를 냉각시키게 된다. However, the second cooling unit 400 also does not need to be cooled through the second cooling unit 400 because the heating medium substantially introduced from the second inlet/out unit 120 corresponds to room temperature air. , the heating medium raised to a high temperature is cooled before it flows out through the second input/output part 120 .

보다 구체적으로, 상기 제2 냉각부(400)는 상기 챔버(100)의 외부로 노출되어 냉각 물질을 제공받는 제2 유입부(401), 및 상기 챔버(100)의 외부로 노출되어 사용된 냉각 물질을 토출하는 제2 유출부(402)를 포함한다. More specifically, the second cooling unit 400 is exposed to the outside of the chamber 100 to receive a cooling material, and the second inlet 401 is exposed to the outside of the chamber 100 and used for cooling. and a second outlet 402 for discharging the substance.

이 때, 상기 제2 냉각부(400)도 상기 챔버(100)의 내부 공간(101)을 밀폐하도록 형성되며, 제2 통로부(410)가 상기 챔버(100)의 연장 방향을 따라 복수개가 형성되어, 상기 제2 통로부(410)를 통해 상기 열매체가 유동하게 된다. At this time, the second cooling unit 400 is also formed to seal the inner space 101 of the chamber 100 , and a plurality of second passage units 410 are formed along the extension direction of the chamber 100 . Thus, the heating medium flows through the second passage 410 .

즉, 전체적으로 상기 냉각물질의 유동 방향은 상기 열매체의 유동방향에 수직으로 형성될 수 있으며, 상기 제2 냉각부(400)를 통과하는 냉각 물질이 상기 제2 통로부(410)를 통해 유동되는 상기 열매체를 냉각시키게 된다. That is, the flow direction of the cooling material as a whole may be formed perpendicular to the flow direction of the heating medium, and the cooling material passing through the second cooling unit 400 flows through the second passage unit 410 . cooling the heating medium.

상기 가열부(500)는 상기 내부공간(101)에 위치하며, 외부로부터 제공되는 에너지를 통해 가열된다. The heating unit 500 is located in the inner space 101 and is heated by energy provided from the outside.

이 경우, 상기 에너지는 전기 에너지, 열에너지 등일 수 있으며, 상기 가열부(500)는 제공되는 상기 에너지에 의해 가열될 수 있다. In this case, the energy may be electrical energy, thermal energy, or the like, and the heating unit 500 may be heated by the provided energy.

또한, 상기 가열부(500)는 상기 에너지에 의해 가열된 상태에서, 가열되며 발생된 열을 일정 부분 축적할 수 있으며, 이에 따라 축적된 열을 상기 시편(700)으로 제공함으로써, 상기 시편(700)에 대한 급속 승온 상태를 모사할 수 있다. In addition, in a state heated by the energy, the heating unit 500 may accumulate a certain portion of heat generated by being heated, and thus provide the accumulated heat to the specimen 700 , thereby providing the specimen 700 . ) can be simulated for rapid temperature rise.

도시된 바와 같이, 상기 가열부(500)는 상기 제1 냉각부(300) 및 상기 제2 냉각부(400)의 사이에 위치하되, 상기 제2 냉각부(400) 측에 보다 인접하도록 배치될 수 있다. As shown, the heating unit 500 is positioned between the first cooling unit 300 and the second cooling unit 400 , and is disposed to be more adjacent to the second cooling unit 400 side. can

이상과 같이, 상기 가열부(500)가 상기 제2 냉각부(400)에 인접하도록 배치되면, 상기 시편(700)은 상기 제1 냉각부(400)에 인접하도록 배치될 수 있다. As described above, when the heating part 500 is disposed adjacent to the second cooling part 400 , the specimen 700 may be disposed adjacent to the first cooling part 400 .

물론, 상기 가열부(500)와 상기 시편(700)의 위치는 서로 바뀔 수 있으나, 이하에서는 도 1에 도시된 바와 같은 위치에 각각 위치하는 것을 가정하여 설명한다. Of course, the positions of the heating unit 500 and the specimen 700 may be interchanged, but hereinafter, it is assumed that they are respectively located at the positions shown in FIG. 1 .

상기 차폐부(600)는 상기 가열부(500)와 상기 시편(700)의 사이에 배치되며, 상기 가열부(500)로부터 발생되는 열, 즉 복사열이 상기 시편(700)으로 제공되는 것을 최대한 차단하게 된다. The shielding unit 600 is disposed between the heating unit 500 and the specimen 700 , and blocks heat generated from the heating unit 500 , ie, radiant heat, from being provided to the specimen 700 as much as possible. will do

특히, 이러한 차폐부(600)의 의한 복사열의 차단은, 후술되는 바와 같이 상기 시편(700)에 대한 시험을 시작하기 전에, 상기 시편(700)으로 열이 제공되어 미리 승온되는 것을 방지하기 위한 것이며, 모사 시험이 시작된 상태에서는, 상기 차폐부(600)는 제거될 수 있다. In particular, the blocking of the radiant heat by the shielding unit 600 is to prevent heat is provided to the specimen 700 before starting the test on the specimen 700 as described below and to prevent the temperature from being raised in advance. , in a state in which the simulation test is started, the shielding part 600 may be removed.

이하에서는, 이상과 같이 구성된 상기 원전사고 모사시스템(10)을 이용한, 원전사고 모사방법에 대하여 상술한다. Hereinafter, a nuclear accident simulation method using the nuclear accident simulation system 10 configured as described above will be described in detail.

도 2는 도 1의 원전사고 모사시스템을 이용한 원전사고 모사방법을 도시한 흐름도이다. 도 3은 도 1의 원전사고 모사시스템에서 모사 시험을 시작하기 전의 가열 상태를 도시한 모식도이다. 도 4는 도 1의 원전사고 모사시스템에서 모사 시험을 시작한 상태를 도시한 모식도이다. FIG. 2 is a flowchart illustrating a nuclear accident simulation method using the nuclear accident simulation system of FIG. 1 . Figure 3 is a schematic diagram showing the heating state before starting the simulation test in the nuclear accident simulation system of Figure 1. Figure 4 is a schematic diagram showing a state in which the simulation test started in the nuclear accident simulation system of Figure 1.

도 2를 참조하면, 상기 원전사고 모사방법에서는 우선, 상기 챔버(100)의 내부 공간(101) 상에, 상기 시편(700)을 상기 가열부(500)에 인접하도록 위치시킨다(단계 S10). Referring to FIG. 2 , in the nuclear accident simulation method, first, on the inner space 101 of the chamber 100 , the specimen 700 is positioned adjacent to the heating unit 500 (step S10 ).

이 경우, 상기 시편(700)과 상기 가열부(500)의 사이에 차폐부(600)가 위치하게 되며, 상기 시편(700)은 도시하지는 않았으나, 별도의 베드 상에 위치할 수 있다. In this case, the shielding unit 600 is positioned between the specimen 700 and the heating unit 500 , and the specimen 700 may be located on a separate bed, although not shown.

이 후, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 챔버(100)의 내부 공간(101)에서, 상기 열매체의 유동을 상기 시편(700)으로부터 상기 가열부(500)를 향하는 제1 방향(X)으로 유도한다(단계 S20). Thereafter, referring to FIGS. 2 and 3 , in the inner space 101 of the chamber 100 , the flow of the heating medium is directed from the specimen 700 to the heating unit 500 in the first direction (X) to (step S20).

즉, 상기 열매체가 상기 제1 입출부(110)를 통해 유입(801)되어, 상기 챔버(100)의 내부 공간(101)에서는 제1 방향(X)을 따라 유동되고, 상기 제2 입출부(120)를 통해 유출(806)된다. That is, the heating medium is introduced 801 through the first entry/exit unit 110 , and flows in the inner space 101 of the chamber 100 along the first direction X, and the second entry/exit unit ( 120) and outflow 806.

이 과정에서, 상기 가열부(500)는 에너지를 공급받아 가열된다(단계 S30). In this process, the heating unit 500 is heated by receiving energy (step S30).

보다 구체적으로, 상기 열매체가 상기 제1 입출부(110)를 통해 유입(801)되면, 상기 열매체는 상기 제1 냉각부(300)의 제1 통로부(310)를 통해 상기 시편(700)으로 유동(802)하게 되며, 상기 시편(700)을 통과한 열매체는 상기 가열부(500)를 통과하여 상기 제2 냉각부(400)의 제2 통로부(410)를 통해(805), 상기 제2 유출부(120)로 유출된다. More specifically, when the heating medium is introduced 801 through the first input/output unit 110 , the heating medium flows into the specimen 700 through the first passage unit 310 of the first cooling unit 300 . It flows 802, and the heating medium passing through the specimen 700 passes through the heating unit 500 and through the second passage 410 of the second cooling unit 400 (805), the second 2 flows out to the outlet 120 .

이 때, 상기 가열부(500)는 에너지를 공급받아 가열되게 되며, 상기 가열부(500)의 주변으로는 상기 가열부(500)로부터 발생되는 복사열(803, 804)이 발생하게 된다. At this time, the heating unit 500 is heated by receiving energy, and radiant heat 803 and 804 generated from the heating unit 500 are generated around the heating unit 500 .

다만, 상기 가열부(500)에서 발생되는 복사열 중 시편 방향으로 방출되는 복사열(803)에 의한 가열효과는 상기 가열부(500) 주변을 따라 제 1방향(X)으로 흐르는 열매체로 인한 냉각효과와 상쇄된다. However, the heating effect by the radiant heat 803 emitted in the direction of the specimen among the radiant heat generated by the heating unit 500 is the cooling effect due to the heating medium flowing in the first direction (X) along the periphery of the heating unit 500 and are offset

또한, 상기 제2 냉각부(400)를 향해 유동되는 상기 복사열(804)은 상기 열매체와 함께 상기 제2 냉각부(400)의 제2 통로부(410)를 통과하면서, 냉각물질과 접하며 냉각되고, 이에 따라 상기 제2 입출부(120)를 통해 외부로 유출(806)되는 열매체의 온도는 상온과 유사하도록 하강하게 된다.In addition, the radiant heat 804 flowing toward the second cooling unit 400 passes through the second passage unit 410 of the second cooling unit 400 together with the heating medium, and is cooled in contact with the cooling material. , thus, the temperature of the heating medium flowing out 806 through the second inlet/outlet 120 is lowered to be similar to the room temperature.

한편, 상기 가열부(500)에서 발생되는 복사열 중 일부(803)는, 상기 시편(700)이 위치하는 방향으로 제공될 수 있으나, 본 실시예에서는 상기 시편(700)과의 사이에 상기 차폐부(600)가 위치하므로, 상기 복사열(803)이 직접 상기 시편(700)으로 제공되는 것을 차단하며, 이에 따라 상기 시편(700) 근처에서의 온도는 상승되지 않게 된다. On the other hand, some 803 of the radiant heat generated by the heating unit 500 may be provided in the direction in which the specimen 700 is positioned, but in this embodiment, the shielding portion is disposed between the specimen 700 and the specimen 700 . Since 600 is positioned, the radiant heat 803 is prevented from being directly provided to the specimen 700 , and accordingly, the temperature in the vicinity of the specimen 700 is not increased.

이상과 같이, 상기 가열부(500)에 대한 가열이 종료되면, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 열매체의 유동을 상기 가열부(500)로부터 상기 시편(700)을 향하는 제2 방향(Y)으로 유도한다(단계 S40). As described above, when the heating of the heating unit 500 is finished, as shown in FIGS. 2 and 4 , the flow of the heating medium is directed from the heating unit 500 toward the specimen 700 in the second direction. (Y) (step S40).

즉, 상기 열매체가 상기 제2 입출부(120)를 통해 유입(901)되어, 상기 챔버(100)의 내부 공간(101)에서는 제2 방향(Y)을 따라 유동되고, 상기 제1 입출부(110)를 통해 유출(906)된다. That is, the heating medium is introduced 901 through the second entry/exit part 120 , and flows along the second direction Y in the inner space 101 of the chamber 100 , and the first entry/exit part ( Outflow 906 via 110 .

이 과정에서 상기 시편(700)에 대한 모사 시험이 수행되며, 모사 시험을 통한 상기 시편(700)의 상태를 모니터링하게 된다(단계 S50). In this process, a simulation test is performed on the specimen 700, and the state of the specimen 700 through the simulation test is monitored (step S50).

보다 구체적으로, 상기 열매체가 상기 제2 입출부(120)를 통해 유입(901)되면, 상기 열매체는 상기 제2 냉각부(400)의 제1 통로부(410)를 통해 상기 가열부(500)로 유동(902)하게 되며, 상기 가열부(500)를 통과한 열매체는 상기 시편(700)을 통과하여 상기 제1 냉각부(300)의 제1 통로부(310)를 통해(905), 상기 제1 유출부(110)로 유출(906)된다. More specifically, when the heating medium is introduced 901 through the second input/output unit 120 , the heating medium flows into the heating unit 500 through the first passage unit 410 of the second cooling unit 400 . and the heating medium passing through the heating unit 500 passes through the specimen 700 and through the first passage unit 310 of the first cooling unit 300 (905), the Outflow 906 to the first outlet 110 .

이 과정에서, 상기 가열부(500)에 저장되었던 열은 상기 열매체의 이동 방향과 동일하게 이동하게 되어, 상기 열이 상기 시편(700)으로 제공된다. In this process, the heat stored in the heating unit 500 moves in the same direction as the moving direction of the heating medium, and the heat is provided to the specimen 700 .

그리하여, 상기 시편(700)에 대하여, 원전사고와 유사하게, 급속 승온 상태를 모사할 수 있어, 원전사고의 모사 시험을 수행할 수 있다. Thus, with respect to the specimen 700, similar to the nuclear accident, it is possible to simulate a rapid temperature rise state, it is possible to perform a simulation test of the nuclear accident.

한편, 상기 차폐부(600)는 상기 모사 시험 중에, 원래 위치에 위치할 수도 있으며, 실시예에 따라 제거될 수도 있다. On the other hand, the shielding part 600 may be located in the original position during the simulation test, it may be removed according to the embodiment.

즉, 상기 차폐부(600)가 제거되는 경우, 상기 가열부(500)에 저장되었던 열은 상기 열매체의 이동방향과 동일한 방향으로 이동함에 따라, 직접적으로 상기 시편(700)으로 제공될 수 있어, 보다 급속한 승온 상태의 모사가 가능할 수 있다. That is, when the shielding part 600 is removed, the heat stored in the heating part 500 moves in the same direction as the moving direction of the heating medium, so it can be directly provided to the specimen 700, It may be possible to simulate a more rapid temperature rise state.

이상과 같이, 상기 챔버(100)의 내부공간(101)에서 유동되는 열매체의 유동 방향을 전환함으로써, 상기 가열부(500)에 저장된 열을 상기 시편(700)으로 직접 제공할 수 있고, 이에 따라 가열된 상태의 상대적으로 높은 온도의 공기가 일시에 시편으로 제공되어, 실제 원전사고와 유사한 급속 승온 상태를 매우 효과적으로 모사할 수 있다. As described above, by changing the flow direction of the heating medium flowing in the inner space 101 of the chamber 100 , the heat stored in the heating unit 500 can be directly provided to the specimen 700 , and accordingly Relatively high temperature air in a heated state is provided as a specimen at once, so that a rapid temperature rise similar to an actual nuclear accident can be simulated very effectively.

나아가, 도시하지는 않았으나, 상기 시편(700)이 상기와 같은 원전사고가 모사된 상기 챔버(100)의 내부에서의 상태 변화를 모니터링할 수 있는 별도의 모니터링 장비가 상기 챔버(100)의 내부에 구비되거나, 상기 챔버(100)의 외부에서 상기 모니터링을 수행할 수 있도록 구비될 수 있다. Furthermore, although not shown, a separate monitoring device capable of monitoring a change in state inside the chamber 100 in which the specimen 700 is simulated as described above is provided in the chamber 100 . Alternatively, it may be provided to perform the monitoring from the outside of the chamber 100 .

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 원전사고 모사시스템에서, 모사 시험을 시작한 상태를 도시한 모식도이다. 5 is a schematic diagram showing a state in which the simulation test is started in the nuclear accident simulation system according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에서의 원전사고 모사시스템(20)에서는, 가열부(520)에 인접하도록 열용량부(510)가 구비되는 것을 제외하고는, 도 1을 참조하여 설명한 상기 원전사고 모사시스템(10)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다. In the nuclear accident simulation system 20 in this embodiment, except that the heat capacity unit 510 is provided to be adjacent to the heating unit 520, the nuclear accident simulation system 10 described with reference to FIG. 1 and Since they are substantially the same, the same reference numerals are used for the same components, and overlapping descriptions are omitted.

도 5를 참조하면, 본 실시예에서의 상기 원전사고 모사시스템(20)에서는, 상기 가열부(520)에 인접하도록 열용량부(510)가 구비되어, 상기 가열부(520) 및 상기 열용량부(510)가 하나의 가열유닛(501)을 형성할 수 있다. 5, in the nuclear accident simulation system 20 in this embodiment, a heat capacity unit 510 is provided so as to be adjacent to the heating unit 520, the heating unit 520 and the heat capacity unit ( 510 may form one heating unit 501 .

즉, 상기 가열부(520)는 에너지를 제공받아 가열되고, 내부에 소정의 열에너지를 축적한 상태에서, 상기 시편(700)에 대한 모사 시험을 수행하는 경우, 상기 열매체의 유동 방향을 따라 축적된 열을 상기 시편(700)으로 제공하는데, 상기 가열부(520)에 축적되는 열이, 모사하려는 원전 사고 상태의 종류에 따라서는 부족할 수 있다. That is, the heating unit 520 is heated by receiving energy, and when a simulation test is performed on the specimen 700 in a state in which a predetermined thermal energy is accumulated therein, the accumulated energy along the flow direction of the heating medium Although heat is provided to the specimen 700 , the heat accumulated in the heating unit 520 may be insufficient depending on the type of nuclear accident state to be simulated.

이에, 상기 가열부(520)에 인접한 측에 상기 열용량부(510)를 위치시킴으로써, 상기 가열부(520)에서 발생되는 열 에너지를 상기 열용량부(510)에 추가로 축적시킬 수 있다. Accordingly, by locating the heat capacitive part 510 on the side adjacent to the heating part 520 , thermal energy generated by the heating part 520 may be additionally accumulated in the heat capacitive part 510 .

즉, 상기 열용량부(510)는, 상기 시편(700)이 위치하는 방향이 아닌, 상기 시편(700)의 반대 방향에 위치함으로써, 상기 제1 방향(X)으로 열매체가 유동되는 경우, 즉 상기 가열부(520)에 대한 가열을 수행하는 경우, 상기 가열부(520)를 통과하여 제1 방향(X)으로 유동되는 열매체에 포함된 열을 축적할 수 있다. That is, the heat capacitive part 510 is located in the opposite direction to the specimen 700 rather than the direction in which the specimen 700 is located, so that when the heating medium flows in the first direction X, that is, the When heating is performed on the heating unit 520 , heat included in the heating medium flowing in the first direction (X) through the heating unit 520 may be accumulated.

또한, 상기 원전 사고의 모사 시험을 시작한 경우, 즉 상기 열매체가 상기 제2 방향(Y)을 따라 유동되는 경우, 상기 축적된 열 에너지를, 상기 가열부(520)를 통해 상기 시편(700)으로 제공할 수 있다. In addition, when the simulation test of the nuclear accident is started, that is, when the heating medium flows along the second direction (Y), the accumulated thermal energy is transferred to the specimen 700 through the heating unit 520 . can provide

이에 따라, 상기 시편(700)에서 제공받는 열에너지는, 상기 가열부(520)만 단독으로 구비되는 경우보다 크게 되며, 이에 따라 보다 급속한 승온 환경을 모사할 수 있다. Accordingly, the thermal energy provided by the specimen 700 is greater than when only the heating unit 520 is provided, and thus a more rapid temperature increase environment can be simulated.

나아가, 상기 가열부(520)의 용량, 상기 열용량부(510)의 용량, 상기 가열부(520)에 인가되는 에너지의 양 등을 제어함으로써, 상기 시편(700)에 제공되는 열 에너지를 제어할 수 있으며, 상기 시편(700)에 인가되는 최대 온도 및 승온 속도 등의 제어가 가능하게 된다. Furthermore, by controlling the capacity of the heating unit 520 , the capacity of the heat capacity unit 510 , and the amount of energy applied to the heating unit 520 , the thermal energy provided to the specimen 700 can be controlled. It is possible to control the maximum temperature and temperature increase rate applied to the specimen 700 .

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 원전사고 모사시스템에서, 차폐부의 개방 및 폐쇄 상태를 도시한 모식도들이다. 6a and 6b are schematic views showing the open and closed state of the shield in the nuclear accident simulation system according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에서의 상기 원전사고 모사시스템에서는, 상기 차폐부(601)의 구조 및 동작을 제외하고는 도 1을 참조하여 설명한 상기 원전사고 모사시스템(10)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다. In the nuclear accident simulation system in this embodiment, since it is substantially the same as the nuclear accident simulation system 10 described with reference to FIG. 1 except for the structure and operation of the shielding unit 601, the same components For the same reference numerals are used, and overlapping descriptions are omitted.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 실시예에서는, 상기 차폐부(601)는 일 방향으로의 공기 흐름은 차단하고, 타 방향으로의 공기 흐름은 개방시키는, 예를 들어 체크 밸브와 같은 동작을 수행할 수 있다. 6A and 6B , in this embodiment, the shield 601 blocks the air flow in one direction and opens the air flow in the other direction, for example, an operation such as a check valve. can be done

즉, 상기 차폐부(601)는 고정부(610) 및 상기 고정부(610)에 대하여 일 방향으로만 회전되는 회전판(620)을 포함하여, 상기 회전판(620)이 일 방향으로만 회전함에 따라, 일 방향으로의 공기 흐름은 차단하고, 타 방향으로의 공기 흐름은 개방하게 된다. That is, the shielding unit 601 includes a fixing unit 610 and a rotating plate 620 that is rotated in only one direction with respect to the fixing unit 610, and as the rotating plate 620 rotates in only one direction, , the air flow in one direction is blocked, and the air flow in the other direction is opened.

그리하여, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 열매체가 상기 제1 방향(X)으로 유동되는 과정에서, 상기 차폐부(601)는 차단된 상태를 유지하여, 상기 가열부(500)에서 발생되는 복사열(803)이 상기 시편(700)을 향하여 이동되는 것을 차폐한다. Thus, as shown in FIG. 6A , in the process in which the heating medium flows in the first direction (X), the shielding part 601 maintains a blocked state, and radiant heat generated by the heating part 500 is maintained. The 803 is shielded from moving toward the specimen 700 .

그러나, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 열매체가 상기 제2 방향(Y)으로 유동되는 과정에서, 상기 차폐부(601)는 개방된 상태를 유지하여, 상기 가열부(500)를 통과하여 가열된 열매체(903)가 상기 시편(700)을 향하여 이동되는 것을 가능하게 한다. However, as shown in FIG. 6B , in the process in which the heating medium flows in the second direction (Y), the shielding part 601 maintains an open state and passes through the heating part 500 to be heated. It is possible to move the heated medium 903 toward the specimen 700 .

도 7a는 도 1의 원전사고 모사시스템에 대한 시험을 위해 온도가 계측되는 위치를 도시한 모식도이며, 도 7b는 상기 시험시, 도 7a의 각 위치에서의 온도 변화를 도시한 그래프이다. Figure 7a is a schematic diagram showing the location where the temperature is measured for the test for the nuclear accident simulation system of Figure 1, Figure 7b is a graph showing the temperature change at each location of Figure 7a during the test.

우선, 도 7a에 도시된 바와 같이, 도 1의 원전사고 모사시스템에 대한 성능 평가 시험을 위해, 상기 모사시스템의 검증 시험 도중에 변화하는 각 지점의 온도를 계측할 수 있도록 가열부(500)에 인접한 지점(T_HEATER)과 내부공간(101)의 5개의 위치(T_1, T_2, ..., T_5)에 열전대들을 위치시킨다. First, as shown in Figure 7a, for the performance evaluation test for the nuclear accident simulation system of Figure 1, adjacent to the heating unit 500 to measure the temperature of each point that changes during the verification test of the simulation system Thermocouples are positioned at the point T_HEATER and five positions (T_1, T_2, ..., T_5) of the inner space 101 .

그리하여, 상기 모사시스템의 유효성을 검증할 결과인 도 7b를 참조하면, 상기 가열부(500)의 승온 속도는 외부로부터 가해지는 열에너지에 따라 변화하나, 상기 가열부(500) 구성 부품들의 열용량을 고려하면 순간적인 승온을 구현하는 것은 쉽지 않음을 확인할 수 있었다(A 구간). Thus, referring to FIG. 7b, which is a result of verifying the effectiveness of the simulation system, the temperature increase rate of the heating unit 500 varies according to thermal energy applied from the outside, but the heat capacity of the heating unit 500 components is considered. It was confirmed that it is not easy to implement an instantaneous temperature increase (section A).

즉, 상기 가열부(500)의 온도는 분당 약 6.8℃씩 상승되었으며, 이 때 상기 제1 입출부(110)로 공기를 불어넣어 상기 제2 입출부(120)로 배출시켰다.That is, the temperature of the heating unit 500 was increased by about 6.8° C. per minute, and at this time, air was blown into the first inlet and outlet 110 and discharged to the second inlet and outlet 120 .

또한, 상기 가열부(500)의 예열(A 구간) 이후 상기 제2 입출부(120)로 공기를 불어넣어 상기 제1 입출부(110)로 배출시켰으며, 이 때 상기 내부공간(101)의 열전대 설치 위치 온도는 급속히 가열됨이 확인되었다(B 구간).In addition, after preheating (section A) of the heating unit 500, air was blown into the second inlet/outlet 120 and discharged to the first inlet/outlet 110, and at this time, the It was confirmed that the temperature of the thermocouple installation location was rapidly heated (section B).

이상과 같이, 도 1의 상기 모사시스템을 통해, 상기 내부공간(101)의 온도를 급속히 승온시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. As described above, it was confirmed that the temperature of the inner space 101 could be rapidly increased through the simulation system of FIG. 1 .

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 가열부 및 가열부를 감싸는 단열부가 가열되는 동안 제1 방향으로 열매체가 유동되면서 시편 방향으로는 열전달이 최소화된 상태를 유지할 뿐 아니라 냉각효과를 얻을 수 있으며, 가열부가 충분히 가열된 이후 상기 열매체의 유동 방향을 제2 방향으로 전환하여 가열부와 가열부를 감싸는 단열부에 저장된 열 에너지 및 가열부에 제공되는 열 에너지를 시편 방향으로 제공함으로써, 급속 승온 상태를 구현할 수 있고, 이를 통해, 실제 원전 사고에서의 급속한 승온 상태를 보다 정확하게 모사할 수 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, while the heating medium flows in the first direction while the heating unit and the heat insulating unit surrounding the heating unit are heated, heat transfer is minimized in the specimen direction, and a cooling effect can be obtained. , by switching the flow direction of the heating medium to the second direction after the heating unit is sufficiently heated to provide the heat energy stored in the heating unit and the heat insulating unit surrounding the heating unit and the thermal energy provided to the heating unit in the direction of the specimen in the direction of a rapid temperature increase It can be implemented, and through this, it is possible to more accurately simulate the rapid temperature rise in an actual nuclear accident.

즉, 상기 가열부가 충분히 가열된 상태, 즉 충분한 열 에너지를 포함한 상태까지는 시편으로의 열전달을 제한할 수 있으므로, 종래 가열부에 대한 가열 과정에서 소요되는 시간에 의해 발생하는 시편으로의 점진적인 열전달로 인해, 급속 승온 상태를 모사하기 어려운 문제를 해결할 수 있다. That is, since the heat transfer to the specimen can be restricted until the heating unit is sufficiently heated, that is, to a state containing sufficient thermal energy, due to the gradual heat transfer to the specimen caused by the time required in the heating process for the conventional heating unit, , it is possible to solve the difficult problem of simulating the state of rapid temperature rise.

또한, 챔버 내부에서의 열매체의 유동 방향을 전환하는 것만으로 상기와 같은 급속 승온 상태를 효과적으로 모사할 수 있으며 동시에 설비의 사양을 획기적으로 축소시킬 수 있어, 모사 시스템의 구현이 매우 용이하다. In addition, only by changing the flow direction of the heating medium inside the chamber, it is possible to effectively simulate the rapid temperature increase as described above, and at the same time, it is possible to dramatically reduce the specifications of the equipment, so that the implementation of the simulation system is very easy.

또한, 차폐부를 통해 상기 가열부의 가열 상태 동안 상기 시편으로의 복사열의 제공을 차단할 수 있어, 상기 시편에 대한 보다 급속한 승온을 모사할 수 있으며, 상기 차폐부의 경우, 실시예에 따라 모사 시험을 수행하는 경우 제거되거나 개방될 수 있어, 상기 시편에 대한 급속 승온을 보다 효과적으로 모사할 수 있다. In addition, it is possible to block the provision of radiant heat to the specimen during the heating state of the heating unit through the shielding part, so that a more rapid temperature increase for the specimen can be simulated, and in the case of the shielding part, a simulation test is performed according to the embodiment If the case can be removed or opened, it is possible to more effectively simulate the rapid temperature increase for the specimen.

또한, 상기 가열부의 가열 상태 동안 상기 시편 주위로 가열되지 않은 열매체가 흘러 시편의 냉각시키는 효과를 얻을 수 있고, 이로 인하여 시험 시작 전 시편의 불필요한 가열을 방지할 수 있다.In addition, an unheated heating medium flows around the specimen during the heating state of the heating unit to obtain an effect of cooling the specimen, thereby preventing unnecessary heating of the specimen before the start of the test.

또한, 상기 가열부에 인접하도록 열 용량부를 배치함으로써, 보다 높은 온도, 또는 보다 급격한 승온 상태를 모사할 수 있고, 열 용량부의 크기 또는 가열부의 가열 정도를 바탕으로 다양한 최고 온도, 승온 속도 등을 제어할 수 있다. In addition, by disposing the heat capacitive part adjacent to the heating part, a higher temperature or a more abrupt temperature rise state can be simulated, and various maximum temperatures, temperature increase rates, etc. are controlled based on the size of the heat capacitive part or the heating degree of the heating part. can do.

한편, 상기 열매체의 유동방향에 따라, 제1 냉각부 또는 제2 냉각부를 선택적으로 구동시켜 상기 열매체에 대한 냉각을 수행함으로써, 상기 챔버의 외부로 유출되는 열매체의 온도를 저하시킬 수 있고, 이를 통해 외부로의 열전달을 최소화하거나, 외부의 안전성을 향상시킬 수 있다. On the other hand, according to the flow direction of the heating medium, by selectively driving the first cooling unit or the second cooling unit to cool the heating medium, it is possible to lower the temperature of the heating medium flowing out of the chamber, and through this It is possible to minimize heat transfer to the outside or to improve external safety.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. You will understand that you can.

10, 20 : 원전사고 모사시스템
100 : 챔버 200 : 단열부
300 : 제1 냉각부 310 : 제1 통로부
400 : 제2 냉각부 410 : 제2 통로부
500, 520 : 가열부 501 : 가열유닛
510 : 열 용량부 600, 601 : 차폐부
700 : 시편 801, 901 : 열매체10, 20: Nuclear accident simulation system
100: chamber 200: thermal insulation
300: first cooling part 310: first passage part
400: second cooling unit 410: second passage unit
500, 520: heating unit 501: heating unit
510: heat capacity unit 600, 601: shielding unit
700: Psalm 801, 901: heating medium

Claims (9)

열매체가 유동되는 내부공간을 형성하는 챔버; 및
상기 내부공간에 위치하며, 에너지를 제공받아 가열되는 가열부를 포함하고,
모사시험의 대상이 되는 시편은 상기 가열부에 인접하도록 위치하며,
상기 가열부를 가열하는 동안, 상기 열매체는 상기 시편으로부터 상기 가열부를 향하는 제1 방향으로 유동되고,
상기 모사시험을 수행하는 동안, 상기 열매체는 상기 가열부로부터 상기 시편을 향하는 제2 방향으로 유동되는 것을 특징으로 하는 원전사고 모사시스템. a chamber forming an inner space through which a heating medium flows; and
It is located in the inner space and includes a heating unit heated by receiving energy,
The specimen to be subjected to the simulation test is positioned adjacent to the heating part,
While heating the heating unit, the heating medium flows in a first direction from the specimen toward the heating unit,
While performing the simulation test, the nuclear power accident simulation system, characterized in that the heating medium flows in a second direction from the heating unit toward the specimen. 제1항에 있어서, 상기 챔버는,
양 끝단에 형성되며, 상기 열매체가 인출입되는 제1 및 제2 입출부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 원전사고 모사시스템. According to claim 1, wherein the chamber,
It is formed at both ends, and the nuclear power plant accident simulation system, characterized in that it comprises first and second input and output parts to which the heating medium is drawn out. 제2항에 있어서,
상기 가열부를 가열하는 동안, 상기 열매체는 상기 제1 입출부로 유입되어 상기 제2 입출부로 유출되며,
상기 모사시험을 수행하는 동안, 상기 열매체는 상기 제2 입출부로 유입되어 상기 제1 입출부로 유출되는 것을 특징으로 하는 원전사고 모사시스템. 3. The method of claim 2,
While heating the heating unit, the heating medium flows into the first inlet and outlet and flows out to the second inlet and outlet,
During the simulation test, the thermal medium is introduced into the second input and output portion, the nuclear accident simulation system, characterized in that it flows out to the first input and output portion. 제1항에 있어서,
상기 가열부와 상기 시편의 사이에 배치되어, 상기 가열부에서 발생하는 복사열이 상기 시편으로 직접 제공되는 것을 차폐하는 차폐부를 더 포함하는 원전사고 모사시스템. According to claim 1,
Disposed between the heating unit and the specimen, the nuclear power plant accident simulation system further comprising a shielding portion for shielding the radiant heat generated from the heating unit is provided directly to the specimen. 제4항에 있어서, 상기 차폐부는,
상기 열매체가 상기 제1 방향으로 유동되는 경우, 폐쇄되어 상기 복사열의 유동을 차폐하며,
상기 열매체가 상기 제2 방향으로 유동되는 경우, 개방되어 상기 복사열이 상기 시편으로 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 원전사고 모사시스템. According to claim 4, wherein the shielding portion,
When the heating medium flows in the first direction, it is closed to shield the flow of the radiant heat,
When the heating medium flows in the second direction, it is opened so that the radiant heat is provided to the specimen. 제1항에 있어서,
상기 시편이 위치하는 방향과 반대방향으로 상기 가열부에 인접하도록 배치되며, 상기 가열부에서 발생된 열을 저장하는 열 용량부를 더 포함하는 원전사고 모사시스템. According to claim 1,
The nuclear accident simulation system further comprising a heat capacity unit disposed adjacent to the heating unit in a direction opposite to the direction in which the specimen is located, and storing heat generated by the heating unit. 제6항에 있어서,
상기 열 용량부는 열을 저장하는 다공성 매질을 포함하고,
상기 챔버의 내면에는 단열부가 형성되는 것을 특징으로 하는 원전사고 모사시스템. 7. The method of claim 6,
The heat capacity unit comprises a porous medium for storing heat,
Nuclear accident simulation system, characterized in that the heat insulating portion is formed on the inner surface of the chamber. 챔버의 내부공간에 위치하는 가열부에 인접하도록, 모사시험의 대상이 되는 시편을 위치시키는 단계;
상기 챔버의 내부공간에서, 열매체의 유동을 상기 시편으로부터 상기 가열부를 향하는 제1 방향으로 유도하는 단계;
상기 가열부를 가열하는 단계;
상기 챔버의 내부공간에서, 상기 열매체의 유동을 상기 가열부로부터 상기 시편을 향하는 제2 방향으로 전환하는 단계; 및
상기 시편의 상태를 모니터링하는 단계를 포함하는 원전사고 모사방법. positioning a specimen to be subjected to a simulation test so as to be adjacent to a heating unit located in the inner space of the chamber;
inducing a flow of a heating medium from the specimen in a first direction toward the heating unit in the inner space of the chamber;
heating the heating unit;
converting the flow of the heating medium in a second direction from the heating unit toward the specimen in the inner space of the chamber; and
A nuclear accident simulation method comprising the step of monitoring the state of the specimen. 제8항에 있어서, 상기 가열부를 가열하는 단계에서,
상기 가열부와 상기 시편의 사이에 차폐부를 배치하는 것을 특징으로 하는 원전사고 모사방법.According to claim 8, In the step of heating the heating unit,
A nuclear accident simulation method, characterized in that by disposing a shielding part between the heating part and the specimen.
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