KR20220095914A - Coolant system of vapor generator and method for supplying coolant into vapor generator in the critical accident of the nuclear power plant - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a coolant system of a vapor generator for supplying a coolant to a vapor generator in the event of a critical accident in a nuclear power plant and a method for supplying a coolant to a vapor generator in the event of a critical accident in a nuclear power plant. The coolant system of a vapor generator having a housing, a U-shaped tube placed inside the housing, and a partition plate dividing the inside of the housing into a receiving space for primary coolant supplied and discharged through the U-shaped tube and a receiving space for secondary coolant in contact with the U-shaped tube comprises: a take-out pipe that takes out a small amount of secondary coolant during normal operation of a nuclear power plant and forms a supply path for the secondary coolant to increase the level of the secondary coolant from the partition plate in the event of a critical accident in the nuclear power plant; a coolant storage tank that is connected to the take-out pipe in the event of a critical accident in the nuclear power plant and stores the secondary coolant supplied from the take-out pipe to the vapor generator; and a mobile pump that is selectively disposed between the take-out pipe and the coolant storage tank to pump the secondary coolant stored in the coolant storage tank to the take-out pipe in the event of a critical accident in the nuclear power plant.

Description

증기발생기의 냉각재 계통 및 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법{COOLANT SYSTEM OF VAPOR GENERATOR AND METHOD FOR SUPPLYING COOLANT INTO VAPOR GENERATOR IN THE CRITICAL ACCIDENT OF THE NUCLEAR POWER PLANT}COOLANT SYSTEM OF VAPOR GENERATOR AND METHOD FOR SUPPLYING COOLANT INTO VAPOR GENERATOR IN THE CRITICAL ACCIDENT OF THE NUCLEAR POWER PLANT

본 발명은 증기발생기의 냉각재 계통 및 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기의 취출수 라인을 통해 2차 냉각재를 공급하는 증기발생기의 냉각재 계통 및 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coolant system of a steam generator and a method of supplying a coolant to a steam generator in case of a serious accident in a nuclear power plant, and more particularly, a secondary coolant is supplied through the outlet water line of the steam generator in a serious accident in a nuclear power plant. It relates to a cooling material system of a steam generator and a method of supplying a coolant to a steam generator in case of a serious accident of a nuclear power plant.

원자력 발전소는 기본적으로 핵 반응이 발생되는 원자로, 원자로로부터 공급된 1차 냉각재와 수용된 2차 냉각재의 열 교환에 의해 터빈으로 공급되는 증기를 발생하는 증기발생기가 순환 사이클을 형성한다. 상세하게 핵 반응에 가열된 1차 냉각재가 증기발생기를 통과하여 열 교환된 후 원자로로 순환되는 순환 사이클을 형성한다. 여기서, 원자로와 증기발생기 사이에는 1차 냉각재가 기상으로 상 변환하지 않고 액상을 유지하도록 가압기가 배치된다.A nuclear power plant is basically a nuclear reactor in which a nuclear reaction occurs, and a steam generator generating steam supplied to a turbine by heat exchange between the primary coolant supplied from the reactor and the received secondary coolant forms a circulation cycle. In detail, the primary coolant heated in the nuclear reaction passes through the steam generator to form a circulation cycle in which heat is exchanged and then circulated to the nuclear reactor. Here, a pressurizer is disposed between the reactor and the steam generator so that the primary coolant maintains a liquid phase without phase transformation into a gas phase.

상술한 증기발생기는 하우징과, 하우징 내부에 배치되는 U-튜브와, U-튜브와 연통된 공간과 하우징 내부를 구획하는 구획판을 포함한다. 구획판은 U-튜브로 순환되는 1차 냉각재의 공급 및 배출 영역과 U-튜브로 순환되는 1차 냉각재와 열 교환하는 2차 냉각재의 수용 공간을 별도로 구획한다.The above-described steam generator includes a housing, a U-tube disposed inside the housing, and a partition plate for partitioning a space communicating with the U-tube and the inside of the housing. The partition plate separates the supply and discharge areas of the primary coolant circulated through the U-tube and the receiving space of the secondary coolant that exchanges heat with the primary coolant circulated through the U-tube.

한편, 원자력 발전소의 정상 운전 중 중대 사고 발생 시 증기발생기의 수용된 2차 냉각재의 수위는 고갈되고 원자로의 노심에서 생성된 고온의 증기는 증기발생기로 유입된다. 이러한 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기의 2차 냉각재의 수위가 고갈되지 않도록 증기발생기 내부에 2차 냉각재를 공급해야 한다. 2차 냉각재의 공급은 증기발생기의 상부에 배치된 급수 배관을 통해 이루어진다. 급수 배관으로 공급된 2차 냉각재는 급수 링에서 분사되어 하우징이 내부면을 따라 하강하면서 U-튜브를 통과하여 U-튜브를 냉각한다.On the other hand, when a serious accident occurs during the normal operation of a nuclear power plant, the water level of the secondary coolant contained in the steam generator is depleted, and the high-temperature steam generated in the core of the nuclear reactor flows into the steam generator. In the event of a serious accident in such a nuclear power plant, the secondary coolant must be supplied to the inside of the steam generator so that the water level of the secondary coolant in the steam generator is not depleted. The secondary coolant is supplied through a water supply pipe disposed on the upper part of the steam generator. The secondary coolant supplied to the water supply pipe is sprayed from the water supply ring and passes through the U-tube as the housing descends along the inner surface to cool the U-tube.

그런데, 원자력 발전소의 중대 사고 시 종래의 급수 배관을 이용하여 증기발생기의 상부로부터 2차 냉각재를 공급하는 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.However, in the case of a serious accident in a nuclear power plant, the conventional method of supplying a secondary coolant from the upper part of a steam generator using a water supply pipe has the following problems.

첫째, 증기발생기에 유입된 고온의 증기는 U-튜브의 온도를 증가시키고, 과열된 U-튜브와 증기발생기에 공급되는 2차 냉각재의 온도 차이에 의해 U-튜브가 임계온도에 도달하여 열 충격이 발생한다. 특히, U-튜브의 상부로부터 하부 방향으로 냉각하는 방식을 사용하기 때문에 U-튜브 내외부의 온도 차이를 크게 하여 U-튜브의 곡관부에 응력이 가중되어 파손될 수 있다.First, the high-temperature steam introduced into the steam generator increases the temperature of the U-tube, and the U-tube reaches the critical temperature due to the temperature difference between the overheated U-tube and the secondary coolant supplied to the steam generator, resulting in thermal shock This happens. In particular, since the cooling method from the top to the bottom of the U-tube is used, the temperature difference between the inside and the outside of the U-tube is increased, and stress is added to the curved part of the U-tube and may be damaged.

둘째, 상기 첫째의 방식에 의한 문제점을 해결하기 위해 원자력 발전소의 중대 사고 시 과열된 증기발생기에 2차 냉각재 주입은 초기에 최소 유량으로 공급하는 방식을 사용하나, 급수 배관을 통해 최소 유량으로 2차 냉각재를 공급할 때 과열된 U-튜브의 상부에서 2차 냉각재가 대부분 증기화됨에 따라 증기발생기의 압력은 증가하고 냉각 효과는 늦게 나타나는 문제점이 있다.Second, in order to solve the problem caused by the first method, the injection of the secondary coolant to the overheated steam generator in the event of a major accident in a nuclear power plant is initially supplied at a minimum flow rate, but the secondary coolant is supplied at a minimum flow rate through the water supply pipe. As the secondary coolant is mostly vaporized in the upper part of the overheated U-tube when the coolant is supplied, the pressure of the steam generator increases and the cooling effect is delayed.

대한민국 등록특허공보 제10-1596304호: 원자력발전소 증기발생기 중력주입 유량조절시스템Republic of Korea Patent Publication No. 10-1596304: Nuclear Power Plant Steam Generator Gravity Injection Flow Control System

본 발명의 목적은 원자력 발전소의 중대 사고 시 과열된 증기발생기에 냉각재 공급 시 U-튜브의 열 충격과 같은 파손을 방지하도록 냉각재 공급 구조 및 방식을 개선한 증기발생기의 냉각재 계통 및 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to improve the coolant supply structure and method to prevent damage such as thermal shock of U-tube when supplying coolant to an overheated steam generator in case of a serious accident in a nuclear power plant and a serious accident in a nuclear power plant. It is to provide a method of supplying a coolant to the city steam generator.

상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 하우징과, 상기 하우징의 내부에 배치되는 U-튜브와, 상기 하우징의 내부를 상기 U-튜브로 공급되어 배출되는 1차 냉각재의 수용 공간과 상기 U-튜브와 접촉되는 2차 냉각재의 수용 공간으로 구획하는 구획판을 갖는 증기발생기의 냉각재 계통에 있어서, 원자력 발전소의 정상 운전 시 소량의 2차 냉각재를 취출하고 원자력 발전소의 중대 사고 시 상기 구획판으로부터 2차 냉각재의 수위가 증가하도록 2차 냉각재의 공급로를 형성하는 취출수 배관과, 원자력 발전소의 중대 사고 시 상기 취출수 배관에 연결되며 상기 취출수 배관으로부터 상기 증기발생기로 공급되는 2차 냉각재가 저장된 냉각재 저장탱크와, 상기 취출수 배관과 상기 냉각재 저장탱크 사이에 선택적으로 배치되어 원자력 발전소의 중대 사고 시 상기 냉각재 저장탱크에 저장된 2차 냉각재를 상기 취출수 배관으로 펌핑하는 이동형 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기의 냉각재 계통에 의해 이루어진다.According to the present invention, a means for solving the above problem is a housing, a U-tube disposed inside the housing, a space for receiving a primary coolant supplied to and discharged from the inside of the housing as the U-tube, and the U- In the coolant system of a steam generator having a partition plate partitioning into a space for receiving a secondary coolant in contact with a tube, a small amount of secondary coolant is taken out during normal operation of a nuclear power plant, and 2 from the partition plate in a serious accident of a nuclear power plant A draw water pipe forming a supply path of a secondary coolant to increase the water level of the primary coolant, and a secondary coolant connected to the draw water pipe in case of a serious accident of a nuclear power plant and supplied from the draw water pipe to the steam generator are stored a coolant storage tank, and a mobile pump selectively disposed between the draw water pipe and the coolant storage tank to pump the secondary coolant stored in the coolant storage tank to the draw water pipe in the event of a major accident in a nuclear power plant This is achieved by the coolant system of the steam generator.

여기서, 상기 증기발생기는 원자력 발전소의 정상 운전 시 및 중대 사고 시 상기 하우징의 상부로부터 2차 냉각재를 공급하는 급수 배관을 더 포함하며, 상기 냉각재 저장탱크는 원자력 발전소의 중대 사고 시 1차적으로 상기 취출수 배관과 연결되어 상기 구획판이 배치된 상기 하우징의 하부로부터 2차 냉각재의 수위가 증가하도록 일정 시간 2차 냉각재를 제공한 후 2차적으로 상기 급수 배관과 연결되어 상기 하우징으로 2차 냉각재를 제공할 수 있다.Here, the steam generator further includes a water supply pipe for supplying a secondary coolant from the upper portion of the housing during normal operation of the nuclear power plant and during a serious accident, and the coolant storage tank is primarily taken out in case of a serious accident of the nuclear power plant It is connected to the water pipe to provide the secondary coolant for a predetermined time so that the water level of the secondary coolant increases from the lower part of the housing in which the partition plate is disposed, and then is connected to the water supply pipe to provide the secondary coolant to the housing can

상기 이동형 펌프는 원자력 발전소의 중대 사고 시 상기 취출수 배관과 상기 냉각재 저장탱크가 상호 연결될 때 상기 취출수 배관과 상기 냉각재 저장탱크의 유로 상에 배치되어 상기 냉각재 저장탱크에 저장된 2차 냉각재를 상기 취출수 배관으로 펌핑할 수 있다.The mobile pump is disposed on the flow path of the draw water pipe and the coolant storage tank when the draw water pipe and the coolant storage tank are interconnected in the event of a serious accident in a nuclear power plant to take out the secondary coolant stored in the coolant storage tank It can be pumped with a water pipe.

원자력 발전소의 중대 사고 시 상기 취출수 배관으로부터 상기 하우징의 하부로 공급되는 2차 냉각재의 유량은 상기 급수 배관으로부터 상기 하우징의 상부로 공급되는 2차 냉각재의 유량보다 상대적으로 적은 것이 바람직하다.In the event of a serious accident in a nuclear power plant, the flow rate of the secondary coolant supplied to the lower part of the housing from the blowout pipe is preferably less than the flow rate of the secondary coolant supplied from the water supply pipe to the upper part of the housing.

한편, 상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법에 있어서, (a) 상기 증기발생기의 취출수 라인과 냉각재 저장탱크를 연결하여 상기 증기발생기의 하부로부터 냉각재의 수위가 증가하도록 상기 취출수 라인을 통해 상기 증기발생기로 냉각재를 공급하는 단계와, (b) 상기 (a) 단계에서 상기 취출수 라인에 의해 공급된 냉각재의 수위 증가에 따라 U-튜브의 온도를 강하하는 단계와, (c) 상기 증기발생기에 상부에 배치된 급수 라인과 상기 냉각재 저장탱크를 연결하여 상기 급수 라인을 통해 상기 증기발생기의 상부로부터 냉각재를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법에 의해서도 이루어진다.On the other hand, in the method of supplying a coolant to a steam generator in case of a serious accident of a nuclear power plant according to the present invention according to the present invention, a means for solving the above problem is (a) by connecting an extraction water line of the steam generator and a coolant storage tank to the steam generator supplying coolant to the steam generator through the blowout water line so that the coolant level increases from the lower part of - Decreasing the temperature of the tube, (c) connecting the water supply line disposed on the upper part of the steam generator and the coolant storage tank to supply the coolant from the upper part of the steam generator through the water supply line It is also made by a method of supplying a coolant to the steam generator in case of a serious accident of a nuclear power plant, characterized in that.

여기서, 상기 (b) 단계에서 상기 취출수 라인을 통해 상기 증기발생기의 하부로 공급되는 냉각재의 유량은 상기 (c) 단계에서 상기 급수 라인을 통해 상기 증기발생기의 상부로부터 공급되는 냉각재의 유량보다 상대적으로 적은 것이 바람직하다.Here, the flow rate of the coolant supplied to the lower part of the steam generator through the blowout water line in step (b) is relative to the flow rate of the coolant supplied from the upper part of the steam generator through the water supply line in step (c). It is preferable to write

상기 (b) 단계에서 상기 취출수 라인을 통해 상기 증기발생기의 하부에 공급된 냉각재는 상기 U-튜브의 상부로 증발되면서 상기 U-튜브의 온도를 강하시킬 수 있다.The coolant supplied to the lower part of the steam generator through the blowout water line in step (b) may be evaporated to the upper part of the U-tube to lower the temperature of the U-tube.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따른 증기발생기의 냉각재 계통 및 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법은 원자력 발전소의 중대 사고 시 1차로 취출수 배관을 통해 증기발생기의 하부로부터 냉각재를 공급하여 U-튜브의 온도를 강하한 후 2차로 증기발생기의 상부를 통해 증기발생기 내부로 냉각재를 분사하여 증기발생기로 냉각재 공급 시 U-튜브와 냉각재의 온도 차이를 최소화할 수 있으므로, U-튜브에 발생될 열 충격을 저지하여 안정성을 확보할 수 있다.According to the present invention, the coolant system of the steam generator and the method of supplying coolant to the steam generator in the event of a major accident in a nuclear power plant is a U-tube by supplying the coolant from the lower part of the steam generator through the extraction water pipe in the case of a major accident in the nuclear power plant. When the coolant is supplied to the steam generator by secondly injecting the coolant into the steam generator through the upper part of the steam generator after lowering the temperature of the can be prevented to ensure stability.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 증기발생기의 냉각재 계통의 제 1개략 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 증기발생기의 냉각재 계통의 제 2개략 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 급수 링의 사시도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법 흐름도이다.1 is a first schematic configuration diagram of a coolant system of a steam generator according to an embodiment of the present invention;
2 is a second schematic configuration diagram of a coolant system of a steam generator according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a perspective view of the water supply ring shown in Figure 2;
4 is a flowchart of a method of supplying a coolant to a steam generator in case of a serious accident in a nuclear power plant according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 증기발생기의 냉각재 계통 및 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of supplying a coolant system for a steam generator and a coolant to a steam generator in case of a serious accident in a nuclear power plant according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

설명하기에 앞서, 도 2에 도시된 증기발생기의 냉각재 계통의 제 2개략 구성도는 원자력 발전소의 정상 운전 시 증기발생기로 냉각재를 공급하는 구성도와 동일하나, 본 발명의 실시 예에서는 도 1에서 취출수 배관을 통해 증기발생기로 냉각재 공급 후 사용하는 것으로 이해되고 있음을 미리 밝혀둔다.Before the description, the second schematic configuration diagram of the coolant system of the steam generator shown in FIG. 2 is the same as the configuration diagram for supplying coolant to the steam generator during normal operation of a nuclear power plant, but in the embodiment of the present invention, take out in FIG. It should be noted in advance that it is understood to be used after the coolant is supplied to the steam generator through the water pipe.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 증기발생기의 냉각재 계통의 제 1개략 구성도, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 증기발생기의 냉각재 계통의 제 2개략 구성도, 그리고 도 3은 도 2에 도시된 급수 링의 사시도이다.1 is a first schematic configuration diagram of a coolant system of a steam generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a second schematic configuration diagram of a coolant system of a steam generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is FIG. It is a perspective view of the water supply ring shown in .

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 증기발생기의 냉각재 계통(10)은 증기발생기(G)에 냉각재를 공급하도록 배치된다. 증기발생기(G)는 격납건물(Q) 내에 배치된다.1 to 3, the coolant system 10 of the steam generator according to the embodiment of the present invention is arranged to supply the coolant to the steam generator (G). The steam generator (G) is disposed in the containment building (Q).

여기서, 증기발생기(G)는 하우징(H), U-튜브(T) 및 구획판(S)을 포함한다. 하우징(H)은 원자로(미도시)로부터 공급되는 1차 냉각재가 유동되는 U-튜브(T)를 수용한다. U-튜브(T)는 원자로로부터 공급된 1차 냉각재가 공급되어 배출되는 1차 냉각재의 유로를 형성한다. U-튜브(T)로 유동되는 고온의 1차 냉각재는 하우징(H) 내부에 수용된 2차 냉각재가 증기로 상 변환하도록 2차 냉각재와 열 교환한다. 구획판(S)은 하우징(H) 내부에 배치되어 하우징(H) 내부를 U-튜브(T)로 유동되는 1차 냉각재가 공급 및 배출되는 제 1수용 공간(A1)과 2차 냉각재가 수용되는 제 2수용 공간(A2)으로 구획한다.Here, the steam generator (G) includes a housing (H), a U-tube (T) and a partition plate (S). The housing H accommodates the U-tube T through which the primary coolant supplied from the nuclear reactor (not shown) flows. The U-tube (T) forms a flow path for the primary coolant to be supplied and discharged from the nuclear reactor. The high-temperature primary coolant flowing into the U-tube T exchanges heat with the secondary coolant so that the secondary coolant accommodated inside the housing H phase-converts into steam. The partition plate (S) is disposed inside the housing (H) to accommodate a first accommodating space (A1) and a secondary coolant in which the primary coolant flowing through the U-tube (T) is supplied and discharged. It is partitioned into the 2nd accommodation space A2 which becomes

본 발명의 실시 예에 따른 증기발생기의 냉각재 계통(10)은 실질적으로 증기발생기(G)의 하우징(H)으로 2차 냉각재를 공급한다. 본 발명의 실시 예에 따른 증기발생기의 냉각재 계통(10)은 냉각재 저장탱크(300), 취출수 배관(700) 및 이동형 펌프(1000)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 증기발생기의 냉각재 계통(10)은 급수 배관(100), 급수 링(200), 이동형 펌프차(400), 급수 펌프(500), 보조 급수 펌프(600), 증기 수집 탱크(800) 및 연결 배관(900)을 더 포함한다.The coolant system 10 of the steam generator according to the embodiment of the present invention substantially supplies the secondary coolant to the housing (H) of the steam generator (G). The coolant system 10 of the steam generator according to the embodiment of the present invention includes a coolant storage tank 300 , a drain water pipe 700 , and a mobile pump 1000 . In addition, the coolant system 10 of the steam generator according to an embodiment of the present invention includes a water supply pipe 100 , a water supply ring 200 , a mobile pump vehicle 400 , a water supply pump 500 , an auxiliary water supply pump 600 , and steam. It further includes a collection tank 800 and a connecting pipe 900 .

급수 배관(100)은 원자력 발전소의 정상 운전 시 증기발생기(G)의 상부로부터 2차 냉각재가 공급되도록 배치된다. 급수 배관(100)은 본 발명의 일 실시 예로서, 원자력 발전소의 중대 사고 시 취출수 배관(700)을 통해 2차 냉각재가 공급된 후 증기발생기(G) 상부로부터 2차 냉각재를 공급하도록 배치된다. 급수 배관(100)은 증기발생기(G) 내부로 2차 냉각재를 공급하도록 냉각재 저장탱크(300)와 연결된다. 또한, 급수 배관(100)은 선택적으로 이동형 펌프차(400)에도 연결된다.The water supply pipe 100 is arranged such that the secondary coolant is supplied from the upper portion of the steam generator G during normal operation of the nuclear power plant. As an embodiment of the present invention, the water supply pipe 100 is arranged to supply the secondary coolant from the upper part of the steam generator G after the secondary coolant is supplied through the blowout pipe 700 in the event of a major accident in a nuclear power plant. . The water supply pipe 100 is connected to the coolant storage tank 300 to supply the secondary coolant to the inside of the steam generator (G). In addition, the water supply pipe 100 is optionally also connected to the movable pump vehicle (400).

급수 링(200)은 급수 배관(100)에 연결된다. 급수 링(200)은 급수 배관(100)을 통해 공급된 2차 냉각재를 증기발생기(G)로 공급하도록 배치된다. 급수 링(200)은 증기발생기(G)의 상부에 배치되고 급수 배관(100)에 연결된 본체(210) 및 본체(210)로부터 하향으로 돌출된 복수 개의 노즐(230)을 포함한다. 급수 링(200)의 노즐(230)은 증기발생기(G)의 상부로부터 하부로 2차 냉각재를 분사한다.The water supply ring 200 is connected to the water supply pipe 100 . The water supply ring 200 is arranged to supply the secondary coolant supplied through the water supply pipe 100 to the steam generator (G). The water supply ring 200 is disposed on the upper portion of the steam generator (G) and includes a main body 210 connected to the water supply pipe 100 and a plurality of nozzles 230 protruding downward from the main body 210 . The nozzle 230 of the water supply ring 200 sprays the secondary coolant from the top to the bottom of the steam generator (G).

냉각재 저장탱크(300)는 증기발생기(G)에 2차 냉각재를 공급하도록 배치된다. 냉각재 저장탱크(300)는 원자력 발전소의 정상 운전 시와 중대 사고 시 선택적으로 급수 배관(100)과 취출수 배관(700)에 연결된다. 본 발명의 일 실시 예로서, 냉각재 저장탱크(300)는 복수 저장탱크(310), 순수 저장탱크(330) 및 원수 저장탱크(350)를 포함한다. 여기서, 복수 저장탱크(310)는 기상의 증기에서 액상으로 상 변환된 냉각재를 저장, 순수 저장탱크(330)는 불순물을 포함하지 않는 냉각재를 저장 및 원수 저장탱크(350)는 해수와 같은 냉각재를 저장한다.The coolant storage tank 300 is arranged to supply the secondary coolant to the steam generator (G). The coolant storage tank 300 is selectively connected to the water supply pipe 100 and the outlet water pipe 700 during normal operation of the nuclear power plant and during a serious accident. As an embodiment of the present invention, the coolant storage tank 300 includes a plurality of storage tanks 310 , a pure water storage tank 330 , and a raw water storage tank 350 . Here, the plurality of storage tanks 310 store the coolant phase-converted from vapor phase to liquid phase, the pure water storage tank 330 stores coolant that does not contain impurities, and the raw water storage tank 350 stores coolant such as seawater. Save.

상세하게 냉각재 저장탱크(300)는 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기(G)의 U-튜브(T)를 냉각하도록 1차적으로 취출수 배관(700)과 연결되고, 2차적으로 급수 배관(100)과 연결된다.In detail, the coolant storage tank 300 is primarily connected to the withdrawal water pipe 700 to cool the U-tube (T) of the steam generator (G) in the event of a serious accident in a nuclear power plant, and is secondarily connected to the water supply pipe 100 ) is associated with

급수 펌프(500)와 보조 급수 펌프(600)는 원자력 발전소의 정상 운전 시 급수 배관(100)과 냉각재 저장탱크(300) 사이에 배치된다. 또한, 급수 펌프(500)와 보조 급수 펌프(600)는 원자력 발전소의 중대 사고 시 취출수 배관(700)을 통해 1차로 2차 냉각재가 증기발생기(G)의 하부로 공급된 후, 2차로 2차 냉각재가 증기발생기(G)의 상부로부터 공급되도록 급수 배관(100)과 냉각재 저장탱크(300)에 연결된다. 급수 펌프(500)와 보조 급수 펌프(600)는 냉각재 저장탱크(300)에 저장된 2차 냉각재가 증기발생기(G)로 공급되도록 냉각재 저장탱크(300)에 저장된 2차 냉각재를 펌핑한다.The feed water pump 500 and the auxiliary feed water pump 600 are disposed between the water supply pipe 100 and the coolant storage tank 300 during normal operation of the nuclear power plant. In addition, in the case of a serious accident in a nuclear power plant, the feed water pump 500 and the auxiliary feed water pump 600 primarily supply the secondary coolant to the lower part of the steam generator G through the drain pipe 700, and then It is connected to the water supply pipe 100 and the coolant storage tank 300 so that the car coolant is supplied from the upper part of the steam generator (G). The feed water pump 500 and the auxiliary feed water pump 600 pump the secondary coolant stored in the coolant storage tank 300 so that the secondary coolant stored in the coolant storage tank 300 is supplied to the steam generator G.

다음으로 취출수 배관(700)은 원자력 발전소의 정상 운전 시 증기발생기(G)의 하부에 배치된 구획판(S)에 인접하게 배치된다. 취출수 배관(700)은 원자력 발전소의 정상 운전 시 증기 수집 탱크(800)와 연결되어 구획판(S)에 불순물의 침전을 최소화하기 위해 주증기 유량의 1%를 취출한다. 즉, 취출수 배관(700)은 원자력 발전소의 정상 운전 시 구획판(S)에 불순물의 침전 방지를 위해 증기발생기(G)의 하부로부터 증기 수집 탱크(800)로 소량의 주증기 유량을 취출한다.Next, the blowoff pipe 700 is disposed adjacent to the partition plate S disposed under the steam generator G during normal operation of the nuclear power plant. The extraction water pipe 700 is connected to the steam collection tank 800 during normal operation of the nuclear power plant to extract 1% of the main steam flow rate in order to minimize the precipitation of impurities in the partition plate S. That is, the blowoff pipe 700 blows out a small amount of main steam flow from the lower part of the steam generator G to the steam collection tank 800 to prevent the precipitation of impurities on the partition plate S during normal operation of the nuclear power plant. .

한편, 취출수 배관(700)은 본 발명의 일 실시 예로서, 원자력 발전소의 중대 사고 시 연결 배관(900)에 의해 냉각재 저장탱크(300)와 연결된다. 즉, 취출수 배관(700)은 원자력 발전소의 정상 운전 시 증기 수집 탱크(800)에 연결된 연결 라인에 대해 우회하여 연결 배관(900)에 연결된다. 상세하게 취출수 배관(700)은 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기(G)로부터 취출 목적이 아니라 증기발생기(G)에 2차 냉각재를 공급하도록 증기 수집 탱크(800)와의 연결은 해제되고 냉각재 저장탱크(300)와 연결된다.On the other hand, the draw water pipe 700 is an embodiment of the present invention, and is connected to the coolant storage tank 300 by the connection pipe 900 in case of a serious accident in a nuclear power plant. That is, the extraction water pipe 700 is connected to the connection pipe 900 by bypassing the connection line connected to the vapor collection tank 800 during normal operation of the nuclear power plant. In detail, the extraction water pipe 700 is disconnected from the steam collection tank 800 to supply the secondary coolant to the steam generator (G) instead of for the purpose of extraction from the steam generator (G) in the event of a serious accident of a nuclear power plant. It is connected to the tank 300 .

취출수 배관(700)은 원자력 발전소의 중대 사고 시 구획판(S)으로부터 2차 냉각재의 수위가 점진적으로 증가하도록 2차 냉각재를 공급한다. 여기서, 취출수 배관(700)으로 공급된 2차 냉각재는 증기발생기(G)의 하부로부터 상부로 수위가 증가함에 따라 증기발생기(G)의 상부에서 공급되는 2차 냉각재와 U-튜브(T)의 온도 차이보다 상대적으로 작은 온도 차이가 발생하여 U-튜브(T)의 냉각 시 U-튜브(T)의 열 충격 및 파손을 방지할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예로서, 취출수 배관(700)으로 공급되는 2차 냉각재는 최소의 유량으로 공급되어야 하고, 실질적으로 취출수 배관(700)으로 공급되는 2차 냉각재는 급수 배관(100)으로 공급되는 2차 냉각재의 유량보다 상대적으로 적어야 한다.The discharge water pipe 700 supplies the secondary coolant so that the water level of the secondary coolant gradually increases from the partition plate S in the event of a serious accident in the nuclear power plant. Here, as the water level increases from the lower part to the upper part of the steam generator (G), the secondary coolant supplied to the blowout pipe 700 is the secondary coolant supplied from the upper part of the steam generator (G) and the U-tube (T). A temperature difference that is relatively smaller than the temperature difference of As an embodiment of the present invention, the secondary coolant supplied to the draft water pipe 700 should be supplied at a minimum flow rate, and the secondary coolant substantially supplied to the draft water pipe 700 is fed to the water supply pipe 100 . It should be relatively less than the flow rate of the supplied secondary coolant.

이동형 펌프(1000)는 취출수 배관(700)이 선택적으로 냉각재 저장탱크(300)와 연결 배관(900)으로 연결될 때, 냉각재 저장탱크(300)와 취출수 배관(700) 사이에 배치된다. 이동형 펌프(1000)는 원자력 발전소의 중대 사고 시에만 냉각재 저장탱크(300)와 취출수 배관(700) 사이에 선택적으로 배치된다. 이동형 펌프(1000)는 원자력 발전소의 중대 사고 시 냉각재 저장탱크(300)에 저장된 2차 냉각재를 취출수 배관(700)으로 펌핑한다.The mobile pump 1000 is disposed between the coolant storage tank 300 and the draw water pipe 700 when the draw water pipe 700 is selectively connected to the coolant storage tank 300 and the connection pipe 900 . The mobile pump 1000 is selectively disposed between the coolant storage tank 300 and the draw water pipe 700 only in the event of a serious accident in a nuclear power plant. The mobile pump 1000 pumps the secondary coolant stored in the coolant storage tank 300 to the draw water pipe 700 in the event of a serious accident in the nuclear power plant.

마지막으로 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법 흐름도이다.Finally, FIG. 4 is a flowchart of a method of supplying a coolant to a steam generator in case of a serious accident in a nuclear power plant according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기(G)에 냉각재를 공급하는 방법은 다음과 같다.As shown in FIG. 4 , a method of supplying a coolant to the steam generator G during a serious accident of a nuclear power plant according to an embodiment of the present invention is as follows.

원자력 발전소의 정상 운전 중 중대 사고가 발생한다(S100). S100 단계에서 원자력 발전소의 중대 사고 시 취출수 라인과 냉각재 저장탱크(300)를 연결한다. 즉, 원자력 발전소의 정상 운전 시 증기 수집 탱크(800)와 연결되었던 취출수 배관(700)을 냉각재 저장탱크(300)에 연결한다. 상세하게 취출수 배관(700)과 증기 수집 탱크(800)의 연결 라인을 차단하고 연결 배관(900)을 이용하여 취출수 배관(700)과 냉각재 저장탱크(300)를 상호 연결한다. 취출수 라인을 통해 증기발생기(G)의 하부로 2차 냉각재를 공급한다(S500). S500 단계에서 냉각재 저장탱크(300)와 취출수 배관(700) 사이에 배치된 이동형 펌프(1000)를 이용하여 냉각재 저장탱크(300)에 저장된 2차 냉각재를 취출수 배관(700)으로 펌핑한다. 이때, 취출수 배관(700)을 통해 증기발생기(G)의 구획판(S)으로부터 점진적으로 수위가 증가하는 2차 냉각재의 유량은 U-튜브(T)에 열 충격이 발생하지 않도록 소량으로 공급된다.A serious accident occurs during normal operation of the nuclear power plant (S100). In step S100, in the event of a serious accident in the nuclear power plant, the drain water line and the coolant storage tank 300 are connected. That is, during normal operation of the nuclear power plant, the extraction water pipe 700 connected to the vapor collection tank 800 is connected to the coolant storage tank 300 . In detail, the connection line between the draw water pipe 700 and the vapor collection tank 800 is cut off, and the draw water pipe 700 and the coolant storage tank 300 are interconnected using the connection pipe 900 . The secondary coolant is supplied to the lower part of the steam generator G through the blowout line (S500). In step S500 , the secondary coolant stored in the coolant storage tank 300 is pumped to the draw water pipe 700 by using the movable pump 1000 disposed between the coolant storage tank 300 and the draw water pipe 700 . At this time, the flow rate of the secondary coolant whose water level is gradually increased from the partition plate (S) of the steam generator (G) through the drain water pipe (700) is supplied in a small amount to prevent thermal shock from occurring in the U-tube (T). do.

S500 단계의 취출수 배관(700)을 통해 공급된 2차 냉각재에 의해 U-튜브(T)의 온도가 강하한 후 급수 배관(100)와 냉각재 저장탱크(300)를 연결한다.(S700). S700 단계에서 급수 라인을 통해 증기발생기(G)의 상부로부터 하부로 2차 냉각재를 분사한다.After the temperature of the U-tube T is lowered by the secondary coolant supplied through the extraction water pipe 700 in step S500, the water supply pipe 100 and the coolant storage tank 300 are connected (S700). In step S700, the secondary coolant is sprayed from the top to the bottom of the steam generator (G) through the water supply line.

이에, 원자력 발전소의 중대 사고 시 1차로 취출수 배관을 통해 증기발생기의 하부로부터 냉각재를 공급하여 U-튜브의 온도를 강하한 후 2차로 증기발생기의 상부를 통해 증기발생기 내부로 냉각재를 분사하여 증기발생기로 냉각재 공급 시 U-튜브와 냉각재의 온도 차이를 최소화할 수 있으므로, U-튜브에 발생될 열 충격을 저지하여 안정성을 확보할 수 있다.Accordingly, in the case of a serious accident in a nuclear power plant, the coolant is supplied from the lower part of the steam generator through the drain pipe first to lower the temperature of the U-tube, and then the coolant is sprayed into the steam generator through the upper part of the second steam generator. When the coolant is supplied to the generator, the temperature difference between the U-tube and the coolant can be minimized, so it is possible to secure stability by preventing the thermal shock generated in the U-tube.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can implement in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. can be understood as Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

10: 증기발생기의 냉각재 계통 100: 급수 배관
300: 냉각재 저장탱크 700: 취출수 배관
1000: 이동형 펌프 G: 증기발생기
H: 하우징 T: U-튜브
S: 구획판 A1: 제 1수용 공간
A2: 제 2수용 공간10: coolant system of steam generator 100: water supply pipe
300: coolant storage tank 700: draw water pipe
1000: mobile pump G: steam generator
H: Housing T: U-tube
S: partition plate A1: first accommodation space
A2: 2nd receiving space

Claims (7)

하우징과, 상기 하우징의 내부에 배치되는 U-튜브와, 상기 하우징의 내부를 상기 U-튜브로 공급되어 배출되는 1차 냉각재의 수용 공간과 상기 U-튜브와 접촉되는 2차 냉각재의 수용 공간으로 구획하는 구획판을 갖는 증기발생기의 냉각재 계통에 있어서,
원자력 발전소의 정상 운전 시 소량의 2차 냉각재를 취출하고, 원자력 발전소의 중대 사고 시 상기 구획판으로부터 2차 냉각재의 수위가 증가하도록 2차 냉각재의 공급로를 형성하는 취출수 배관과;
원자력 발전소의 중대 사고 시 상기 취출수 배관에 연결되며, 상기 취출수 배관으로부터 상기 증기발생기로 공급되는 2차 냉각재가 저장된 냉각재 저장탱크와;
상기 취출수 배관과 상기 냉각재 저장탱크 사이에 선택적으로 배치되어, 원자력 발전소의 중대 사고 시 상기 냉각재 저장탱크에 저장된 2차 냉각재를 상기 취출수 배관으로 펌핑하는 이동형 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기의 냉각재 계통.
A housing, a U-tube disposed inside the housing, a space for receiving a primary coolant supplied to and discharged from the inside of the housing through the U-tube, and a space for receiving a secondary coolant in contact with the U-tube. In the coolant system of the steam generator having a partition plate to partition,
a discharge water pipe that takes out a small amount of secondary coolant during normal operation of the nuclear power plant and forms a supply path for the secondary coolant to increase the water level of the secondary coolant from the partition plate in case of a serious accident of the nuclear power plant;
a coolant storage tank connected to the blowout pipe in case of a serious accident in a nuclear power plant and storing secondary coolant supplied from the blowout pipe to the steam generator;
and a mobile pump selectively disposed between the draw water pipe and the coolant storage tank to pump the secondary coolant stored in the coolant storage tank to the draw water pipe in case of a serious accident in a nuclear power plant. of the coolant system.
 제 1항에 있어서,
상기 증기발생기는 원자력 발전소의 정상 운전 시 및 중대 사고 시 상기 하우징의 상부로부터 2차 냉각재를 공급하는 급수 배관을 더 포함하며,
상기 냉각재 저장탱크는 원자력 발전소의 중대 사고 시 1차적으로 상기 취출수 배관과 연결되어 상기 구획판이 배치된 상기 하우징의 하부로부터 2차 냉각재의 수위가 증가하도록 일정 시간 2차 냉각재를 제공한 후, 2차적으로 상기 급수 배관과 연결되어 상기 하우징으로 2차 냉각재를 제공하는 것을 특징으로 하는 증기발생기의 냉각재 계통.
The method of claim 1,
The steam generator further includes a water supply pipe for supplying a secondary coolant from the upper portion of the housing during normal operation of the nuclear power plant and during a serious accident,
The coolant storage tank is primarily connected to the blowout pipe in the event of a serious accident in a nuclear power plant to provide the secondary coolant for a predetermined time so that the water level of the secondary coolant increases from the lower part of the housing in which the partition plate is disposed, 2 A coolant system for a steam generator, characterized in that it is connected to the water supply pipe and provides a secondary coolant to the housing.
 제 2항에 있어서,
상기 이동형 펌프는 원자력 발전소의 중대 사고 시 상기 취출수 배관과 상기 냉각재 저장탱크가 상호 연결될 때, 상기 취출수 배관과 상기 냉각재 저장탱크의 유로 상에 배치되어 상기 냉각재 저장탱크에 저장된 2차 냉각재를 상기 취출수 배관으로 펌핑하는 것을 특징으로 하는 증기발생기의 냉각재 계통.
3. The method of claim 2,
The mobile pump is disposed on the flow path between the draw water pipe and the coolant storage tank when the draw water pipe and the coolant storage tank are interconnected during a major accident in a nuclear power plant, and supplies the secondary coolant stored in the coolant storage tank. A coolant system for a steam generator, characterized in that it is pumped to the bleed water pipe.
 제 2항에 있어서,
원자력 발전소의 중대 사고 시 상기 취출수 배관으로부터 상기 하우징의 하부로 공급되는 2차 냉각재의 유량은 상기 급수 배관으로부터 상기 하우징의 상부로 공급되는 2차 냉각재의 유량보다 상대적으로 적은 것을 특징으로 하는 증기발생기의 냉각재 계통.
3. The method of claim 2,
Steam generator, characterized in that the flow rate of the secondary coolant supplied to the lower part of the housing from the discharge water pipe during a serious accident in the nuclear power plant is relatively less than the flow rate of the secondary coolant supplied from the water supply pipe to the upper part of the housing. of the coolant system.
 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법에 있어서,
(a) 상기 증기발생기의 취출수 라인과 냉각재 저장탱크를 연결하여, 상기 증기발생기의 하부로부터 냉각재의 수위가 증가하도록 상기 취출수 라인을 통해 상기 증기발생기로 냉각재를 공급하는 단계와;
(b) 상기 (a) 단계에서 상기 취출수 라인에 의해 공급된 냉각재의 수위 증가에 따라 U-튜브의 온도를 강하하는 단계와;
(c) 상기 증기발생기에 상부에 배치된 급수 라인과 상기 냉각재 저장탱크를 연결하여, 상기 급수 라인을 통해 상기 증기발생기의 상부로부터 냉각재를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법.
In the method of supplying a coolant to a steam generator in case of a serious accident of a nuclear power plant,
(a) supplying a coolant to the steam generator through the blowout water line by connecting the blowout water line of the steam generator and a coolant storage tank to increase the coolant level from the lower part of the steam generator;
(b) lowering the temperature of the U-tube according to an increase in the water level of the coolant supplied by the blow-off line in step (a);
(c) connecting a water supply line disposed on the steam generator to the coolant storage tank, and supplying coolant from an upper portion of the steam generator through the water supply line. How to supply coolant to city steam generators.
 제 5항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 상기 취출수 라인을 통해 상기 증기발생기의 하부로 공급되는 냉각재의 유량은 상기 (c) 단계에서 상기 급수 라인을 통해 상기 증기발생기의 상부로부터 공급되는 냉각재의 유량보다 상대적으로 적은 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법.
6. The method of claim 5,
The flow rate of the coolant supplied to the lower part of the steam generator through the blowout water line in step (b) is relatively less than the flow rate of the coolant supplied from the upper part of the steam generator through the water supply line in step (c). A method of supplying a coolant to a steam generator in case of a serious accident of a nuclear power plant, characterized in that.
 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 상기 취출수 라인을 통해 상기 증기발생기의 하부에 공급된 냉각재는 상기 U-튜브의 상부로 증발되면서 상기 U-튜브의 온도를 강하시키는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 중대 사고 시 증기발생기에 냉각재를 공급하는 방법.7. The method of claim 5 or 6,
In the case of a serious accident of a nuclear power plant, characterized in that the coolant supplied to the lower part of the steam generator through the blowout water line in step (b) is evaporated to the upper part of the U-tube to lower the temperature of the U-tube How to supply coolant to the steam generator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010076569A (en) * 2000-01-26 2001-08-16 이종훈 Method for controling of passive secondary condensing system in nuclear power plant
KR20030039062A (en) * 2001-11-09 2003-05-17 한국수력원자력 주식회사 Emergency feed water system in nuclear power plant
KR101596304B1 (en) 2014-06-30 2016-02-22 한국과학기술원 Flow control system of gravity injection system to steam generator for nuclear power plants

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