KR20210108765A

KR20210108765A - 집수 시스템 및 이를 이용한 집수 방법

Info

Publication number: KR20210108765A
Application number: KR1020200023788A
Authority: KR
Inventors: 송준규; 김민정; 추봉식; 김세윤
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-09-03
Also published as: KR102318365B1

Abstract

본 발명은 증기 발생기에서 배출되는 액상의 물을 집수하는 집수 시스템에 있어서, 상기 증기 발생기와 방출밸브를 연결하는 배관에 결합되고, 상기 증기 발생기에서 배출되는 액상의 물을 저장하는 저장 공간을 형성하는 본체; 상기 저장 공간 내 상기 액상의 물 수위를 측정하는 수위감지기; 및 상기 저장 공간 내 상기 액상의 물 오염 정도를 측정 하는 오염감지기를 포함하는 집수 시스템에 관한 것이다.

Description

집수 시스템 및 이를 이용한 집수 방법{WATER COLLECT SYSTEM AND METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 집수 시스템 및 이를 이용한 집수 방법에 관한 것이다.

원자력발전소 기기 중 증기 발생기 내부에는 U 모양 튜브가 설치되어 있고, 튜브 내부로 고온의 물이 지나가며 튜브 외부의 물을 끊인다. 원자력발전소는 증기발생기를 통해 생성된 증기를 이용하여 전기를 생산한다.

원자력발전소는 U 튜브 중 일부가 파손되는 사고를 가정하여 설계되었으며, 튜브 손상이 발생하면 상황에 따라 적절한 조치가 취해져야만 한다.

U 튜브 파단이 발생하면 고온 고압의 방사성 물질을 포함한 액상의 물이 증기 발생기 내부로 유입되며, 내부 수위가 급격하게 증가하게 된다.

이러한 사고 발생 시 방사성 물질을 포함한 물이 증기 발생기 고수위를 초과할 수 있게 되며, 나아가 증기발생기를 벗어나 배관까지 차오르게 됨으로써 외부로 누출되기 용이한 상태가 될 수 있는 문제점이 발생한다.

한국 등록특허 제10-1405666호(2014년 06월 02일 등록)

본 발명의 목적은 원자력발전소 증기발생기에서 배출되는 액상의 물을 집수하기 위한 집수 시스템 및 이를 이용한 집수 방법을 제공하는 것이다.

상기 본체는, 상기 액상의 물이 유입되는 입구부; 상기 입구부보다 좁게 마련되어 있으며, 상기 본체 내 저장 공간에 유입된 증기를 상기 배관으로 배출시키는 출구부; 및 상기 출구부에 마련되어 있으며 상기 저장 공간 내의 증기를 상기 배관으로 배출시키는 출구 밸브를 포함할 수 있다.

상기 본체로부터 배출되는 상기 액상의 물을 저장하는 독립저장부; 상기 저장 공간 내 상기 액상의 물을 외부로 배출시키는 제1배출밸브 및 제2배출밸브; 및 상기 수위감지기와 상기 오염감지기 측정 결과에 기초하여 상기 제1배출밸브 및 제2배출밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 저장 공간에 저장되는 상기 액상의 물이 일정 수위 이상이면 외부로 배출할 수 있다.

상기 제어부는, 수위가 일정 수위 이상이고 오염이 일정수준 이하의 경우에는, 상기 저장 공간 내 액상의 물이 복수기로 배출되도록 상기 제1배출밸브를 개방하며, 수위가 일정 수위 이상이고 오염이 일정수준 이상인 경우에는, 상기 저장 공간 내 액상의 물이 상기 독립저장부로 배출되도록 상기 제2배출밸브를 개방할 수 있다.

본 발명은 원자력발전소 증기 발생기에서 배출되는 액상의 물을 집수 시스템을 통해 집수하는 방법에 관한 것으로, 상기 집수 시스템은, 상기 증기 발생기와 방출밸브를 연결하는 배관에 결합되고, 상기 증기 발생기에서 배출되는 액상의 물을 저장하는 저장 공간을 형성하는 본체; 상기 저장 공간 내 상기 액상의 물 수위를 측정하는 수위감지기; 및 상기 저장 공간 내 상기 액상의 물 오염 정도를 측정 하는 오염감지기를 포함한다. 상기 증기 발생기에서 배출되는 상기 액상의 물을 상기 본체 내 저장 공간에 저장하는 단계; 상기 수위감지기를 통해 상기 저장 공간 내에서의 상기 액상의 물의 수위를 측정하는 단계; 상기 오염감지기를 통해 상기 저장 공간 내에서의 상기 액상의 물의 방사성 물질을 검출하여 오염 정도를 측정하는 단계; 및 상기 수위 및 오염 정도 측정 검출 결과에 따라 상기 저장 공간 내 저장되어 있는 상기 액상의 물을 배출시키는 단계;를 포함하는 집수 방법에 관한 것이다.

상기 집수 시스템은 상기 저장 공간으로부터 배출되는 상기 액상의 물을 저장하는 독립저장부를 더 포함하고, 상기 저장 공간으로부터 배출된 상기 액상의 물은 복수기 및 상기 독립저장부 중 적어도 어느 하나에 저장될 수 있다.

본 발명에 따르면 증기발생기에서 배출되는 액상의 물을 집수하기 위한 집수 시스템 및 이를 이용한 집수 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 집수 시스템을 포함하는 원자력 발전소를 나타낸 것이고,
도 2는 도 1의 A를 확대한 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 집수 시스템의 사시도이고,
도 3은 도 2의 III-III'를 따른 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 집수 시스템의 제어를 나타낸 구성도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 집수 시스템을 이용한 집수 방법의 순서도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다. 또한 첨부된 도면은 각 구성요소 간의 관계를 설명하기 위해 크기와 간격 등이 실제와 달리 과장되어 있을 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 집수 시스템에 관하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 집수시스템을 포함하는 원자력 발전소를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 A를 확대한 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 집수 시스템의 사시도이고, 도 3은 도 2의 III-III'를 따른 단면도이다.

집수 시스템은, 본체(100), 수위감지기(200), 오염감지기(300), 독립저장부(400), 제1배출밸브(500) 및 제2배출밸브(600)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 본체(100)는 증기발생기와 방출밸브를 연결하는 배관(P)에 결합되어 있다.

본체(100)가 방출밸브 이전에 설치되어 있기 때문에, 증기발생기로부터 배출되는 오염된 액상의 물이 외부로 배출되는 상황을 방지하게 된다.

본체(100)는 스테인리스 스틸 등으로 만들어 질 수 있다.

본체(100)는 액상의 물이 유입되는 입구부(110), 입구부(110)보다 좁게 마련되어 있는 출구부(120) 및 입구부(110)를 통해 유입된 액상의 물이 저장되어 있는 저장 공간(S)을 포함한다.

입구부(110)는 증기발생기에서 배출되는 액상의 물이 중력에 의해 본체(100)로 흘러들어갈 수 있도록 넓게 형성되어 있다.

도시되어 있지는 않지만, 입구부(110)에는 본체(100)에 액상의 물이 효과적으로 유입될 수 있도록 하는 ‘가이드부’가 더 형성되어 있을 수 있다.

저장 공간(S)은 본체(100) 내부에 형성되어 있는 빈 공간으로서, 증기 발생기로부터 배출되는 액상의 물을 저장하는 공간을 의미한다.

저장공간(S)에는 액상의 물 뿐만 아니라 입구부(110)를 통해 증기도 유입된다. 입구부(110)보다 좁게 마련되어 있는 출구부(120)는 유입된 증기를 다시 배관으로 배출시킨다.

출구부(120)에는 본체(100) 내 저장된 액상의 물이 배관으로 배출되는 것을 방지하고, 본체(100) 내 저장 공간(S)에 유입된 증기를 배관으로 배출시키는 출구 밸브(121)가 마련되어 있다.

수위감지기(200)는 본체(100) 외부에 결합되어 있으며, 본체(100) 측면부에 위치하고 있다. 다른 실시예에서는 측면이 아닌 다른 부위에 결합되어 있을 수도 있으며, 본체(100)와 결합되어 있지 않을 수도 있다.

수위감지기(200)는 본체(100) 내 저장 공간(S)에 저장되어 있는 액상의 물 수위를 측정하게 된다.

수위감지기(200)의 구체적인 수위감지 원리는 통상의 원리를 채용할 수 있다.

오염감지기(300)는 본체(100) 외부에 결합되어 있으며, 본체(100) 하부 바닥에 위치하고 있다. 다른 실시예에서는 하부 바닥이 아닌 다른 부위에 결합되어 있을 수도 있으며, 본체(100)에 결합되어 있지 않을 수도 있다.

오염감지기(300)는 본체 내 저장 공간(S)에 저장되어 있는 액상의 물의 오염 정도를 감지한다. 구체적인 오염감지 방식은 통상의 기술을 채용할 수 있다.

오염 정도 측정은 저장 공간(S) 내 저장되어 있는 액상의 물의 방사성 물질을 검출함으로써 수행될 수 있다.

독립저장부(400)는 본체(100) 내 저장 공간(S)으로부터 배출되는 액상의 물을 별도로 저장할 수 있는 시설이며, 탱크 또는 수조일 수 있다.

독립저장부(400)는 본체(100) 하단과 연결되어 있는 배관을 통해 본체(100) 내 저장 공간(S)으로부터 액상의 물을 전달받아 저장하게 된다.

본 발명의 일실시예에서는 본체(100) 내 저장 공간(S)으로부터 배출되는 액상의 물을 외부로 배출하기 위한 배관이, 본체(100) 하단 바닥면에 2개 형성되어 있다. 다른 실시예에서는 본체(100)로부터 외부로 배출되는 액상의 물을 배출시키기 위한 배관이, 본체(100) 하단 바닥면뿐만 아니라, 측면에 형성되어 있을 수도 있으며, 설치되는 배관 수 또한 한정되지 않는다.

본체(100) 내 저장 공간(S)으로부터 배출되는 액상의 물은 제1배출밸브(500) 및 제2배출밸브(600)를 통해 외부로 배출되게 된다.

제1배출밸브(500)를 통해 배출되는 액상의 물은 복수기로 배출된다.

제2배출밸브(600)를 통해 배출되는 액상의 물은 독립저장부(400)로 배출된다.

제1배출밸브(500) 및 제2배출밸브(600)를 통한 액상의 물의 배출은 제어부(700)에 의해 수행되며, 자세한 내용은 후술한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 집수 시스템의 제어를 나타낸 구성도이다.

집수 시스템은 제어부(700)를 포함하며, 제어부(700)의 제어를 통해 본체(100) 내 저장 공간(S)에 저장되어 있는 액상의 물이 배출되게 된다.

제어부(700)는 수위감지기(200) 및 오염감지기(300)로부터 액상의 물 수위 및 오염 감지에 따른 측정 결과를 받고, 이를 기초로 제1배출밸브(500) 및 제2배출밸브(600)를 제어하여 액상의 물을 배출하게 된다.

도 5를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 집수 시스템을 활용한 집수 방법에 관하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 집수 시스템을 이용한 집수 방법의 순서도이다.

증기발생기에서 배출되는 액상의 물을 본체(100) 내 저장 공간(S)에 저장하게 된다.(S1)

사고 발생 시 증기발생기의 수위가 증가하여 증기 발생기 상부 배관에 액상의 물이 차오르게 되면, 액상의 물은 중력에 의해 본체(100) 입구부(110)를 통해 자연스럽게 흘러내리게 되며, 저장 공간(S)에 저장된다.

저장 공간(S)으로 액상의 물과 함께 유입된 증기는 출구부(120)의 출구 밸브(121)를 개방하여 배관으로 빠져나가게 되며, 증기가 빠져 나가면 액상의 물이 용이하게 저장 공간(S)으로 유입된다.

이후 저장 공간(S)에 저장된 액상의 물에 대해 수위 및 오염 정도를 측정한다.(S2)

수위 측정은 수위감지기(200)를 통해, 저장 공간(S) 내 위치하는 액상의 물 수위를 측정하게 된다.

오염 정도 측정은 오염감지기(300)를 통해 저장 공간(S) 내 저장되어 있는 액상의 물에서 발생되는 방사선을 측정함으로써 수행된다.

이 후 수위 및 오염 정도 측정 검출 결과에 따라 저장 공간(S) 내 저장되어 있는 액상의 물을 배출한다.(S3)

수위가 일정 수준 이상인 경우, 오염이 일정수준 이하의 액상의 물은 제1배출밸브(500)의 개방을 통해 복수기로 배출 되며, 오염이 일정수준 이상인 것으로 판단되면 액상의 물은 제2배출밸브(600)의 개방을 통해 독립저장부(400)로 배출 된다.

도시하지는 않았지만, 저장 공간(S) 내 유입되는 증기로 인해 액상의 물 수위 증가가 느려지게 되면, 출구 밸브(121)를 개방하여 증기를 배관으로 배출시킨다.

본 발명에 따르면 사고 발생 시 증기 발생기로부터 배출되는 방사성물질에 오염된 액상의 물이 배관을 타고 방출밸브 및 그 후단으로 넘어가는 문제가 방지되며, 더 나아가 원자력 발전소 외부로 누출 될 수 있는 상황을 미연에 방지하여 원전의 안전성을 높일 수 있다.

전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

증기 발생기에서 배출되는 액상의 물을 집수하는 집수 시스템에 있어서,
상기 증기 발생기와 방출밸브를 연결하는 배관에 결합되고, 상기 증기 발생기에서 배출되는 액상의 물을 저장하는 저장 공간을 형성하는 본체;
상기 저장 공간 내 상기 액상의 물 수위를 측정하는 수위감지기; 및
상기 저장 공간 내 상기 액상의 물 오염 정도를 측정 하는 오염감지기를 포함하는 집수 시스템.
제1항에서,
상기 본체는,
상기 액상의 물이 유입되는 입구부;
상기 입구부보다 좁게 마련되어 있으며, 상기 본체 내 저장 공간에 유입된 증기를 상기 배관으로 배출시키는 출구부; 및
상기 출구부에 마련되어 있으며 상기 저장 공간 내의 증기를 상기 배관으로 배출시키는 출구 밸브를 포함하는 집수 시스템.
제1항에서,
상기 본체로부터 배출되는 상기 액상의 물을 저장하는 독립저장부;
상기 저장 공간 내 상기 액상의 물을 외부로 배출시키는 제1배출밸브 및 제2배출밸브; 및
상기 수위감지기와 상기 오염감지기 측정 결과에 기초하여 상기 제1배출밸브 및 제2배출밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 집수 시스템.
제3항에서,
상기 제어부는,
상기 저장 공간에 저장되는 상기 액상의 물이 일정 수위 이상이면 외부로 배출하는 집수 시스템.
제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는,
수위가 일정 수위 이상이고 오염이 일정수준 이하의 경우에는,
상기 저장 공간 내 액상의 물이 복수기로 배출되도록 상기 제1배출밸브를 개방하며,
수위가 일정 수위 이상이고 오염이 일정수준 이상인 경우에는,
상기 저장 공간 내 액상의 물이 상기 독립저장부로 배출되도록 상기 제2배출밸브를 개방하는 집수 시스템.
원자력발전소 증기 발생기에서 배출되는 액상의 물을 집수 시스템을 통해 집수하는 방법에 관한 것으로,
상기 집수 시스템은,
상기 증기 발생기와 방출밸브를 연결하는 배관에 결합되고, 상기 증기 발생기에서 배출되는 액상의 물을 저장하는 저장 공간을 형성하는 본체; 상기 저장 공간 내 상기 액상의 물 수위를 측정하는 수위감지기; 및 상기 저장 공간 내 상기 액상의 물 오염 정도를 측정 하는 오염감지기를 포함한다.
상기 증기 발생기에서 배출되는 상기 액상의 물을 상기 본체 내 저장 공간에 저장하는 단계;
상기 수위감지기를 통해 상기 저장 공간 내에서의 상기 액상의 물의 수위를 측정하는 단계;
상기 오염감지기를 통해 상기 저장 공간 내에서의 상기 액상의 물의 방사성 물질을 검출하여 오염 정도를 측정하는 단계; 및
상기 수위 및 오염 정도 측정 검출 결과에 따라 상기 저장 공간 내 저장되어 있는 상기 액상의 물을 배출시키는 단계;를 포함하는 집수 방법.
제6항에서,
상기 집수 시스템은 상기 저장 공간으로부터 배출되는 상기 액상의 물을 저장하는 독립저장부를 더 포함하고,
상기 저장 공간으로부터 배출된 상기 액상의 물은 복수기 및 상기 독립저장부 중 적어도 어느 하나에 저장되는 집수 방법.