KR20220099741A

KR20220099741A - 원전 증기발생기 수평형 집수장치

Info

Publication number: KR20220099741A
Application number: KR1020210002007A
Authority: KR
Inventors: 송준규; 김민정; 김창현
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2021-01-07
Filing date: 2021-01-07
Publication date: 2022-07-14
Also published as: KR102569991B1

Abstract

본 발명은 원전의 수평 방향 주증기배관에 연결된 집수장치로서, 상기 주증기배관의 아래에 위치하고, 상부가 상기 주증기배관에 연통된 챔버와, 상기 챔버의 측면에 연결된 배수관과, 상기 배수관에 연결되어 상기 배수관 내부의 물을 감지하는 감지부 및 상기 감지부의 후단에 연결된 배수밸브를 포함한다. 본 발명에 따르면, 증기발생기 내부 전열관 손상 시, 방사능물질을 포함한 냉각재가 별도의 공간에 집수되어 방사능 유출 위험을 낮추는 효과가 있다.

Description

원전 증기발생기 수평형 집수장치{A horizontal-type water collecting device of steam generator for a nuclear power plant}

본 발명은 증기발생기의 집수장치로서, 보다 상세하게는 증기발생기 내부 전열관 파손 시 방사선으로 오염된 냉각재가 원전 내 다른 기기에 전달되지 않도록 별도로 집수하는 집수장치에 관한 것이다.

원자력발전소의 증기발생기는 내부에 U 모양 전열관이 설치된다. 이 전열관의 내부에 핵에너지를 흡수한 고온의 냉각재가 유동하며, 이 고온의 냉각재와 전열관 외부의 물이 서로 열교환 한다. 전열관 외부의 물은 고온의 냉각재로부터 열을 전달받아 증기로 기화하고, 증기는 증기발생기와 연결된 주증기배관을 통해 이송되어 터빈을 가동하고, 발전소에서 전기를 생산한다.

증기발생기 내부의 전열관 손상 시, 전열관 내부에 유동하는 고온의 냉각재가 증기발생기 안으로 유입될 수 있다. 이 경우, 고온의 냉각재는 증기발생기와 연결된 주증기배관을 통해 다른 기기로 전달될 수 있고, 냉각재에 포함된 방사선 물질이 전파되어 방사능 유출 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 전열관 손상이 발생할 경우를 대비하여 냉각재의 이송을 방지하는 기술의 필요성이 있다.

등록특허 제10-0626464호(2006.09.13.)

따라서 본 발명은 증기발생기 내부 전열관 손상 시, 유출된 냉각재를 별도로 모으는 집수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 원전 증기발생기의 수평형 집수장치로서, 원전의 수평 방향 주증기배관에 연결되고, 상기 주증기배관의 아래에 위치하며, 상부가 상기 주증기배관에 연통된 챔버와, 상기 챔버의 측면에 연결된 배수관과, 상기 배수관에 연결되어 상기 배수관 내부의 냉각재를 감지하는 감지부 및 상기 감지부의 후단에 연결된 배수밸브를 포함하는 것을 일 측면으로 한다.

바람직하게는, 상기 챔버는, 상부가 상기 주증기배관에 연통하며, 냉각재가 유입되는 입구와 증기가 통과하는 출구를 구비하고, 상기 출구는 증기밸브를 구비하여 개폐가 가능하다.

또한, 바람직하게는, 상기 챔버 내부에서 배수된 냉각재의 온도를 낮추는 열교환부와, 상기 열교환부를 지난 냉각재의 방사능 물질을 제염하는 제염부를 더 구비한다.

또한, 바람직하게는, 상기 열교환부는, 상기 배수밸브의 후단에 연결된다.

또한, 바람직하게는, 상기 감지부에서 냉각재를 감지하면, 상기 증기밸브와 상기 배수밸브가 개방된다.

본 발명에 따르면, 전열관 파손 시 냉각재가 다른 기기로 전달되는 것을 방지하여 방사선의 노출 가능성을 현저하게 낮추며, 원전의 안전성을 증대하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원전 증기발생기 수평형 집수장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원전 증기발생기 수평형 집수장치를 보다 상세하게 도시한 것이다.

본 발명의 일실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원전 증기발생기 수평형 집수장치(이하 ‘집수장치’라고 함)(100)를 도시한 것이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 집수장치(100)는 챔버(110)와 감지부(120), 열교환부(130) 및 제염부(140)를 포함한다.

챔버(110)는 수평 방향으로 진행하는 주증기배관(14)에 연결되며, 냉각재(20)를 집수할 수 있는 내부 공간을 구비한다. 챔버(110)는 주증기배관(14)의 아래에 위치하며, 챔버(110)의 상부가 주증기배관(14)과 연통되어 주증기배관(14)으로부터 냉각재(20)를 집수할 수 있다.

또한, 챔버(110)는 상부의 또 다른 지점에서 주증기배관(14)과 연통되며, 이 통로는 챔버(110)로 유입된 증기를 다시 주증기배관(14)으로 합류시킬 수 있는 출구이다. 이 통로는 증기밸브(112)가 구비되어 증기의 흐름을 조절할 수 있다.

챔버(110)의 입구는 항상 개방되어 있으나 출구는 평상시 증기밸브(112)에 의해 닫혀있고, 챔버(110)의 출구는 입구보다 상대적으로 좁다. 따라서, 평상시 주증기배관(14)으로부터 집수장치(100)의 방향으로 증기가 유입되지 않는다.

다만, 전열관(12) 손상으로 냉각재(20) 유출 시, 증기와 혼합된 냉각재(20)는 주증기배관(14)을 통과하면서 중력에 의해 챔버(110)에 집수될 수 있다.

한편, 챔버(110)는 측면이 배수관과 연결되며, 챔버(110)의 내부로 유입된 냉각재(20)는 배수관을 따라 감지부(120)로 이송된다.

감지부(120)는 냉각재(20)를 감지하는 구성으로서, 감지부(120)는 가열접점열전대가 설치되어 냉각재(20)의 유입을 감지한다. 또한, 감지부(120)는 후단에 배수밸브(122)와 연결되며, 배수밸브(122)는 평상시 닫힘 상태였다가 감지부(120)에서 냉각재(20) 유입을 감지했을 때 열린다. 또한, 감지부(120)에서 냉각재(20) 유입을 감지했을 때, 증기밸브(112)도 배수밸브(122)와 함께 열림으로써 냉각재(20)의 집수를 원활하게 할 수 있다.

열교환부(130)는 배수밸브(122)의 후단에 연결되며, 배수밸브(122)가 열렸을 때 냉각재(20)가 열교환부(130)로 유입된다. 열교환부(130)는 저온의 물이 흐르는 열교환기를 구비함으로써, 열교환부(130)로 유입된 냉각재(20)의 열을 빼앗아 냉각재(20)의 온도를 낮출 수 있다. 열교환부(130)에 도달한 냉각재(20)는 제염 처리가 가능할 정도로 온도가 저하되면 충분하다.

열교환부(130)의 후단에는 제염부(140)가 연결된다. 제염부(140)는 실리카물질로 채워진 공간을 구비하여 제염부(140)로 유입된 냉각재(20)의 방사성 물질을 제염할 수 있다. 열교환부(130)에서 온도가 낮아진 냉각재(20)는 제염부(140)에 도달하여 제염과정이 이루어진다. 제염부(140)의 후단은 집수조(150)와 연결되며, 집수조(150)는 제염 과정을 거친 냉각재(20)를 저장할 수 있다.

한편, 제염부(140)와 집수조(150)를 연결하는 배관은 집수밸브(142)를 구비하여 제염부(140)에서 냉각재(20)가 체류하는 시간을 조절할 수 있다. 집수밸브(142)는 평상시 닫힘 상태이나, 냉각재(20)가 제염부(140)에서 충분히 제염된 이후 개방되어 냉각재를 집수조(150)로 유입시킨다. 집수장치(100)에서 증기밸브(112), 배수밸브(122), 집수밸브(142)의 개폐 동작은 적절한 조건에 따라 자동으로 제어될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 당업자에게 명백할 것이다.

10: 증기발생기
12: 전열관
14: 주증기배관
20: 냉각재
100: 본 발명의 일실시예에 따른 원전 증기발생기 수평형 집수장치
110: 챔버
112: 증기밸브
120: 감지부
122: 배수밸브
130: 열교환부
140: 제염부
142: 집수밸브
150: 집수조

Claims

원전의 수평 방향 주증기배관에 연결된 집수장치로서,
상기 주증기배관의 아래에 위치하고, 상부가 상기 주증기배관에 연통된 챔버;
상기 챔버에 연결된 배수관;
상기 배수관에 연결되어 상기 배수관 내부의 냉각재를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부의 후단에 연결된 배수밸브;를 포함하는 원전 증기발생기 수평형 집수장치.
청구항 1에 있어서,
상기 챔버는,
상부가 상기 주증기배관에 연통하며, 냉각재가 유입되는 입구와 증기가 통과하는 출구를 구비하고, 상기 출구는 증기밸브를 구비하여 개폐가 가능한 원전 증기발생기 수평형 집수장치.
청구항 2에 있어서,
상기 배수밸브를 통과하여 유입된 냉각재의 온도를 낮추는 열교환부와, 상기 열교환부를 지난 냉각재의 방사능 물질을 제염하는 제염부를 더 구비하는 원전 증기발생기 수평형 집수장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제염부는,
방사능을 제염할 수 있는 실리카 물질을 구비한 원전 증기발생기 수평형 집수장치.
청구항 4에 있어서,
상기 감지부에서 냉각재를 감지하면, 상기 증기밸브와 상기 배수밸브가 개방되는 원전 증기발생기 수평형 집수장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제염부의 후단에 연결된 집수밸브를 더 포함하고,
상기 집수밸브는,
상기 제염부에서 냉각재를 제염한 이후 개방되는 원전 증기발생기 수평형 집수장치.