KR20220111562A - Small modular reactor system - Google Patents

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Abstract

A small nuclear reactor system comprises: a plurality of small nuclear reactors which are spaced apart from each other; a steam storage unit which is connected to the plurality of small nuclear reactors and which stores steam generated from the plurality of small nuclear reactors; a first turbine which is connected to the steam storage unit, and which generates electricity by using the steam moved from the steam storage unit; a second turbine which is spaced apart from the first turbine to be connected to the steam storage unit, and which generates electricity by using the steam moved from the steam storage unit; and a hydrogen generation unit which is spaced apart from the second turbine to be connected to the steam storage unit, and which generates hydrogen by using the steam moved from the steam storage unit.

Description

소형 원자로 시스템{SMALL MODULAR REACTOR SYSTEM}SMALL MODULAR REACTOR SYSTEM

본 기재는 소형 원자로 시스템에 관한 것이다.The present disclosure relates to small nuclear reactor systems.

일반적으로, 소형 원자로(small modular reactor, SMR)의 경우 종래의 대형 원자력 발전소 대비 적은 발전량을 가지고 있으나, 복수의 소형 원자로들을 서로 연결할 경우 종래의 대형 원자력 발전소와 실질적으로 동일한 발전량을 가질 수 있다.In general, a small modular reactor (SMR) has a small amount of power generation compared to a conventional large nuclear power plant, but when a plurality of small nuclear reactors are connected to each other, the power generation amount may be substantially the same as that of a conventional large nuclear power plant.

종래의 대형 원자력 발전소에서 터빈은 비안전급 기기이므로 다중성 개념이 적용되지 않아, 한 대의 터빈으로 전기를 생산하였다.In a conventional large nuclear power plant, since the turbine is a non-safety level device, the concept of multiplicity is not applied, and electricity is produced with one turbine.

이와 유사하게, 복수의 소형 원자로들로부터 발생되는 증기를 한 대의 터빈을 이용해 발전할 경우, 의도치 않은 사고 또는 정비 등으로 터빈이 정지하면 터빈 점검 및 수리를 위해 복수의 소형 원자로들을 모두 정지시켜야 하는 문제가 있다.Similarly, when generating steam generated from a plurality of small nuclear reactors using one turbine, if the turbine is stopped due to an unintended accident or maintenance, it is necessary to stop all of the plurality of small reactors for turbine inspection and repair. there is a problem.

일 실시예는, 터빈이 의도치 않은 사고 또는 정비로 인해 정지되더라도, 복수의 소형 원자로들을 상시로 운전시킬 수 있는 소형 원자로 시스템을 제공하고자 한다.One embodiment is to provide a small nuclear reactor system capable of continuously operating a plurality of small reactors even when a turbine is stopped due to an unintentional accident or maintenance.

또한, 복수의 소형 원자로들 중 일부가 정비로 인해 정지되더라도, 나머지 복수의 소형 원자로들을 운전시켜 전기 생산 및 수소 생산을 수행하는 소형 원자로 시스템을 제공하고자 한다.In addition, even if some of the plurality of small nuclear reactors are stopped due to maintenance, it is an object of the present invention to provide a small nuclear reactor system that operates the remaining plurality of small reactors to generate electricity and produce hydrogen.

또한, 전기 생산에 잉여되는 증기를 수소 생산에 이용할 수 있는 소형 원자로 시스템을 제공하고자 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a small nuclear reactor system that can use steam surplus for electricity production for hydrogen production.

일 측면은 서로 이격된 복수의 소형 원자로들, 상기 복수의 소형 원자로들과 연결되며, 상기 복수의 소형 원자로들로부터 발생된 증기를 저장하는 증기 저장부, 상기 증기 저장부와 연결되며, 상기 증기 저장부로부터 이동된 상기 증기를 이용해 전기를 생산하는 제1 터빈, 상기 제1 터빈과 이격되어 상기 증기 저장부와 연결되며, 상기 증기 저장부로부터 이동된 상기 증기를 이용해 전기를 생산하는 제2 터빈, 및 상기 제2 터빈과 이격되어 상기 증기 저장부와 연결되며, 상기 증기 저장부로부터 이동된 상기 증기를 이용해 수소를 생산하는 수소 생산부를 포함하는 소형 원자로 시스템을 제공한다.One side is connected to a plurality of small nuclear reactors spaced apart from each other, the plurality of small reactors, and a steam storage unit for storing steam generated from the plurality of small nuclear reactors, and is connected to the steam storage unit, the steam storage A first turbine for producing electricity by using the steam moved from the unit, a second turbine spaced apart from the first turbine and connected to the steam storage unit to produce electricity using the steam moved from the steam storage unit, and a hydrogen production unit spaced apart from the second turbine and connected to the steam storage unit to produce hydrogen using the steam moved from the steam storage unit.

상기 증기 저장부는, 상기 복수의 소형 원자로들 각각의 정비 유무에 따른 제1 입력 조건에 따라 상기 증기 저장부로부터 상기 제1 터빈, 상기 제2 터빈, 상기 수소 생산부 각각으로 공급되는 증기의 양을 제1 테이블로 분석하는 증기 사용 분석부, 및 상기 증기 사용 분석부와 연결되며, 상기 제1 테이블에 따라 상기 증기 저장부로부터 상기 제1 터빈, 상기 제2 터빈, 상기 수소 생산부 각각으로 공급되는 증기의 양을 조절하는 증기 사용 제어부를 포함할 수 있다.The steam storage unit, the first turbine, the second turbine, the amount of steam supplied to each of the hydrogen production unit from the steam storage unit according to a first input condition according to the maintenance or absence of each of the plurality of small nuclear reactors A steam usage analysis unit for analyzing one table, and connected to the steam usage analysis unit, according to the first table, the steam supplied from the steam storage unit to the first turbine, the second turbine, and the hydrogen production unit, respectively. It may include a steam use control to adjust the amount.

상기 증기 사용 분석부는 상기 제1 터빈 및 상기 제2 터빈 각각의 정비 유무에 따른 제2 입력 조건에 따라 상기 증기 저장부로부터 상기 제1 터빈, 상기 제2 터빈, 상기 수소 생산부 각각으로 공급되는 증기의 양을 제2 테이블로 분석하며, 상기 증기 사용 제어부는 상기 제2 테이블에 따라 상기 증기 저장부로부터 상기 제1 터빈, 상기 제2 터빈, 상기 수소 생산부 각각으로 공급되는 증기의 양을 조절할 수 있다.The steam usage analysis unit of the steam supplied to each of the first turbine, the second turbine, and the hydrogen production unit from the steam storage unit according to a second input condition according to the maintenance or absence of each of the first turbine and the second turbine The amount is analyzed as a second table, and the steam use control unit may adjust the amount of steam supplied from the steam storage unit to each of the first turbine, the second turbine, and the hydrogen production unit according to the second table.

상기 복수의 소형 원자로들 각각은 노심 및 상기 증기를 발생하는 증기 발생기를 포함할 수 있다.Each of the plurality of small nuclear reactors may include a core and a steam generator generating the steam.

상기 복수의 소형 원자로들은 6개이며, 상기 증기 저장부는 상기 6개의 소형 원자로들에 둘러싸여 배치될 수 있다.The plurality of small nuclear reactors may be six, and the vapor storage unit may be disposed surrounded by the six small nuclear reactors.

일 실시예에 따르면, 터빈이 의도치 않은 사고 또는 정비로 인해 정지되더라도, 복수의 소형 원자로들을 상시로 운전시킬 수 있는 소형 원자로 시스템이 제공된다.According to one embodiment, even if a turbine is stopped due to an unintentional accident or maintenance, a small nuclear reactor system capable of continuously operating a plurality of small nuclear reactors is provided.

또한, 복수의 소형 원자로들 중 일부가 정비로 인해 정지되더라도, 나머지 복수의 소형 원자로들을 운전시켜 전기 생산 및 수소 생산을 수행하는 소형 원자로 시스템이 제공된다.In addition, even if some of the plurality of small nuclear reactors are stopped due to maintenance, a small nuclear reactor system is provided that operates the remaining plurality of small reactors to generate electricity and produce hydrogen.

또한, 전기 생산에 잉여되는 증기를 수소 생산에 이용할 수 있는 소형 원자로 시스템이 제공된다.Also provided is a small nuclear reactor system capable of using steam surplus for electricity production for hydrogen production.

도 1은 일 실시예에 따른 소형 원자로 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 증기 저장부의 증기 사용 분석부가 제1 입력 조건에 따라 분석한 제1 테이블을 나타낸 표이다.
도 3은 도 1에 도시된 증기 저장부의 증기 사용 분석부가 제2 입력 조건에 따라 분석한 제2 테이블을 나타낸 표이다.1 is a diagram illustrating a small nuclear reactor system according to an embodiment.
FIG. 2 is a table showing a first table analyzed according to a first input condition by the steam usage analysis unit of the steam storage unit shown in FIG. 1 .
3 is a table showing a second table analyzed according to a second input condition by the steam usage analysis unit of the steam storage unit shown in FIG. 1 .

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 일 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention will be described in detail so that a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement it. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to one embodiment described herein.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 소형 원자로 시스템을 설명한다.Hereinafter, a small nuclear reactor system according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .

도 1은 일 실시예에 따른 소형 원자로 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a small nuclear reactor system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 소형 원자로 시스템은 복수의 소형 원자로(100)들로부터 발생된 증기를 증기 저장부(200)로 저장하며, 복수의 소형 원자로(100)들 각각의 정비 유무와 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400)의 고장 또는 정비 유무에 따라 증기 사용을 분석하여 전기 및 수소 중 적어도 하나를 생산한다.Referring to FIG. 1 , a small nuclear reactor system according to an embodiment stores steam generated from a plurality of small nuclear reactors 100 as a vapor storage unit 200 , and whether each of the plurality of small nuclear reactors 100 is maintained. and at least one of electricity and hydrogen is produced by analyzing the use of steam according to the failure or maintenance of the first turbine 300 and the second turbine 400 .

일 실시예에 따른 소형 원자로 시스템은 복수의 소형 원자로(100)들, 증기 저장부(200), 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500)를 포함한다.A small nuclear reactor system according to an embodiment includes a plurality of small reactors 100 , a steam storage unit 200 , a first turbine 300 , a second turbine 400 , and a hydrogen production unit 500 .

복수의 소형 원자로(100)들은 서로 이격되어 배치된다. 복수의 소형 원자로(100)들은 증기 저장부(200)를 둘러싸도록 위치할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 복수의 소형 원자로(100)들은 증기를 생산하며, 복수의 소형 원자로(100)들로부터 생산된 증기는 증기 저장부(200)로 저장된다. 복수의 소형 원자로(100)들 모두를 합한 증기 배출량은 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400) 모두를 합한 최대 출력 요구 증기량과 동일하거나 초과할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 복수의 소형 원자로(100)들이 6개의 소형 원자로(100)들일 경우, 6개의 소형 원자로(100)들 각각의 증기 배출량이 X(톤/시간)이면, 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400) 각각의 100% 출력에 요구되는 효율적인 증기량은 3X(톤/시간)일 수 있다. 복수의 소형 원자로(100)들은 6개이며, 증기 저장부(200)는 6개의 소형 원자로(100)들에 둘러싸여 배치될 수 있다. 한편, 복수의 소형 원자로(100)들은 5개 이하 또는 7개 이상일 수 있다.The plurality of small nuclear reactors 100 are disposed to be spaced apart from each other. The plurality of small nuclear reactors 100 may be positioned to surround the vapor storage unit 200 , but is not limited thereto. The plurality of small reactors 100 produce steam, and the steam produced from the plurality of small reactors 100 is stored in the steam storage unit 200 . The sum of all of the plurality of small nuclear reactors 100 may have a steam discharge equal to or greater than the maximum required steam amount of the sum of both the first turbine 300 and the second turbine 400 , but is not limited thereto. For example, when the plurality of small reactors 100 are six small reactors 100 , if the steam discharge amount of each of the six small reactors 100 is X (ton/hour), the first turbine 300 and the second The effective amount of steam required for 100% output of each of the two turbines 400 may be 3X (tons/hour). The number of the plurality of small nuclear reactors 100 is six, and the vapor storage unit 200 may be disposed to be surrounded by the six small reactors 100 . Meanwhile, the plurality of small nuclear reactors 100 may be 5 or less or 7 or more.

복수의 소형 원자로(100)들 각각은 공지된 다양한 소형 모듈 원자로(small modular reactor, SMR)의 형태를 가질 수 있다. Each of the plurality of small reactors 100 may have a form of various known small modular reactors (SMRs).

일례로, 복수의 소형 원자로(100)들 각각은 노심 및 증기를 발생하는 증기 발생기를 포함하는 일체형 원자로를 포함할 수 있다. 복수의 소형 원자로(100)들 각각에 포함된 일체형 원자로는 노심, 노심과 이웃하는 증기 발생기, 노심 및 증기 발생기를 수납하는 원자로 용기를 포함할 수 있으며, 복수의 소형 원자로(100)들 각각은 일체형 원자로의 운전을 위한 공지의 배관들 및 공지의 시스템들을 더 포함할 수 있다.For example, each of the plurality of small nuclear reactors 100 may include an integrated reactor including a core and a steam generator generating steam. The integrated reactor included in each of the plurality of small reactors 100 may include a core, a steam generator adjacent to the core, and a reactor vessel housing the core and the steam generator, and each of the plurality of small reactors 100 is integrated It may further include known pipes and known systems for operation of the nuclear reactor.

증기 저장부(200)는 복수의 소형 원자로(100)들과 연결되며, 복수의 소형 원자로(100)들로부터 발생된 증기를 저장한다. 증기 저장부(200)는 복수의 소형 원자로(100)들에 둘러싸여 배치되나, 이에 한정되지는 않는다. 복수의 소형 원자로(100)들로부터 발생된 증기는 증기 저장부(200)로 이동된다. 증기 저장부(200)는 복수의 소형 원자로(100)들의 열교환기인 증기 발생기로부터 발생되는 고온 및 고압의 증기를 하나의 공간으로 저장하는 복수의 배관들을 포함할 수 있다. 증기 저장부(200)는 증기 사용 분석부(210) 및 증기 사용 제어부(220)를 포함한다. The vapor storage unit 200 is connected to the plurality of small nuclear reactors 100 , and stores steam generated from the plurality of small nuclear reactors 100 . The vapor storage unit 200 is disposed surrounded by the plurality of small nuclear reactors 100 , but is not limited thereto. The steam generated from the plurality of small reactors 100 is moved to the steam storage 200 . The steam storage unit 200 may include a plurality of pipes for storing high-temperature and high-pressure steam generated from a steam generator that is a heat exchanger of the plurality of small nuclear reactors 100 in one space. The steam storage unit 200 includes a steam usage analysis unit 210 and a steam usage control unit 220 .

증기 사용 분석부(210)는 복수의 소형 원자로(100)들 각각의 정비 유무에 따른 입력 조건과 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400) 각각의 정비 유무에 따른 입력 조건에 따라 증기 저장부(200)로부터 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500) 각각으로 공급되는 증기의 양을 테이블(table)로 분석한다. 증기 사용 분석부(210)는 복수의 소형 원자로(100)들, 제1 터빈(300), 제2 터빈(400) 각각의 정비 유무를 판단하는 공지의 판단 수단과 연결된 공지된 다양한 분석 수단을 포함할 수 있다.The steam usage analysis unit 210 stores steam according to an input condition according to the maintenance of each of the plurality of small reactors 100 and an input condition according to the maintenance of each of the first turbine 300 and the second turbine 400 . The amount of steam supplied from the unit 200 to each of the first turbine 300 , the second turbine 400 , and the hydrogen production unit 500 is analyzed as a table. The steam usage analysis unit 210 includes a plurality of small reactors 100, the first turbine 300, and the second turbine 400, each of which is connected to a known determination means for judging the maintenance of each of the known various analysis means. can do.

증기 사용 제어부(220)는 증기 사용 분석부(210)와 연결되며, 증기 사용 분석부(210)가 분석한 테이블에 따라 증기 저장부(200)로부터 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500)로 공급되는 증기의 양을 조절한다. 증기 사용 제어부(220)는 증기 저장부(200)로부터 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500)로 공급되는 증기의 양을 조절하는 공지의 제어 수단을 포함할 수 있다.The steam usage control unit 220 is connected to the steam usage analysis unit 210 , and the steam usage analysis unit 210 analyzes the first turbine 300 , the second turbine 400 from the steam storage unit 200 according to the table. ), to control the amount of steam supplied to the hydrogen production unit (500). The steam use control unit 220 may include a known control means for controlling the amount of steam supplied from the steam storage unit 200 to the first turbine 300 , the second turbine 400 , and the hydrogen production unit 500 . have.

증기 사용 분석부(210) 및 증기 사용 제어부(220)의 일례에 대해서는 후술한다.An example of the steam usage analysis unit 210 and the steam usage control unit 220 will be described later.

제1 터빈(300)은 증기 저장부(200)와 연결된다. 제1 터빈(300)은 증기 저장부(200)로부터 이동된 증기를 이용해 전기를 생산한다. 제1 터빈(300)은 증기를 이용해 전기를 생산할 수 있는 공지의 발전 수단을 포함할 수 있다. 제1 터빈(300)은 증기 저장부(200)와 연결된 배관 및 배관을 통한 증기 흐름을 개폐하는 밸브를 포함할 수 있다.The first turbine 300 is connected to the steam storage 200 . The first turbine 300 generates electricity using the steam moved from the steam storage unit 200 . The first turbine 300 may include a known power generation means capable of generating electricity using steam. The first turbine 300 may include a pipe connected to the steam storage unit 200 and a valve for opening and closing the steam flow through the pipe.

제2 터빈(400)은 제1 터빈(300)과 이격되어 증기 저장부(200)와 연결된다. 제2 터빈(400)은 증기 저장부(200)로부터 이동된 증기를 이용해 전기를 생산한다. 제2 터빈(400)은 증기를 이용해 전기를 생산할 수 있는 공지의 발전 수단을 포함할 수 있다. 제2 터빈(400)은 증기 저장부(200)와 연결된 배관 및 배관을 통한 증기 흐름을 개폐하는 밸브를 포함할 수 있다.The second turbine 400 is spaced apart from the first turbine 300 and is connected to the steam storage 200 . The second turbine 400 generates electricity using the steam moved from the steam storage unit 200 . The second turbine 400 may include a known power generation means capable of generating electricity using steam. The second turbine 400 may include a pipe connected to the steam storage unit 200 and a valve for opening and closing the steam flow through the pipe.

수소 생산부(500)는 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400)과 이격되어 증기 저장부(200)와 연결된다. 수소 생산부(500)는 증기 저장부(200)로부터 이동된 증기를 이용해 수소를 생산한다. 수소 생산부(500)는 증기를 전기 분해하여 증기로부터 수소를 생산할 수 있으며, 수소 생산부(500)에서 생산된 수소는 수소 저장소 또는 연료 전지 등의 수소 저장 수단에 저장될 수 있다. 수소 생산부(500)는 공지의 다양한 전기 분해를 이용한 수소 생산 시스템을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 수소 생산부(500)는 제1 터빈(300) 또는 제2 터빈(400)과 연결될 수 있으며, 제1 터빈(300) 또는 제2 터빈(400)에서 생산한 전기를 이용한 전기 분해를 통해 증기로부터 수소를 생산할 수 있다. 수소 생산부(500)는 증기 저장부(200)와 연결된 배관 및 배관을 통한 증기 흐름을 개폐하는 밸브를 포함할 수 있다.The hydrogen production unit 500 is spaced apart from the first turbine 300 and the second turbine 400 and is connected to the steam storage unit 200 . The hydrogen production unit 500 produces hydrogen using the vapor moved from the vapor storage unit 200 . The hydrogen production unit 500 may electrolyze steam to produce hydrogen from the steam, and the hydrogen produced in the hydrogen production unit 500 may be stored in a hydrogen storage means such as a hydrogen storage or a fuel cell. The hydrogen production unit 500 may include a hydrogen production system using various known electrolysis, but is not limited thereto. The hydrogen production unit 500 may be connected to the first turbine 300 or the second turbine 400 , and hydrogen from steam through electrolysis using electricity produced by the first turbine 300 or the second turbine 400 . can produce The hydrogen production unit 500 may include a pipe connected to the steam storage unit 200 and a valve for opening and closing the steam flow through the pipe.

이하, 증기 저장부(200)에 포함된 증기 사용 분석부(210) 및 증기 사용 제어부(220)의 일례에 대해서 설명한다.Hereinafter, an example of the steam usage analysis unit 210 and the steam usage control unit 220 included in the steam storage unit 200 will be described.

도 2는 도 1에 도시된 증기 저장부의 증기 사용 분석부가 제1 입력 조건에 따라 분석한 제1 테이블을 나타낸 표이다.FIG. 2 is a table showing a first table analyzed according to a first input condition by the steam usage analysis unit of the steam storage unit shown in FIG. 1 .

도 2 및 도 1을 참조하면, 증기 사용 분석부(210)는 복수의 소형 원자로(100)들 각각의 정비 유무에 따른 제1 입력 조건에 따라 증기 저장부(200)로부터 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500) 각각으로 공급되는 증기의 양을 제1 테이블로 분석한다.Referring to FIGS. 2 and 1 , the steam usage analysis unit 210 performs a first turbine 300 from the steam storage unit 200 according to a first input condition according to the maintenance or absence of each of the plurality of small nuclear reactors 100 . , the second turbine 400, the amount of steam supplied to each of the hydrogen production unit 500 is analyzed in the first table.

복수의 소형 원자로(100)들의 정비가 필요한 경우, 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400)의 사용 여부는 전기를 생산하는 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400)의 효율에 따라 결정된다. 복수의 소형 원자로(100)들 중 대부분이 정지 상태인 경우, 나머지 운전 상태인 일부의 소형 원자로(100)들로부터 발생하는 증기량이 적기 때문에 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400)을 운전하는 것이 비효율적 일수 있다. 이 경우, 증기 사용 분석부(210)에서 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400)의 운전보다는 수소 생산부(500)의 운전을 추천하고, 증기 사용 제어부(220)에 의해 증기 저장부(200)의 모든 증기가 수소 생산부(500)로 이동되어 수소 생산에 사용될 수 있다.When maintenance of the plurality of small nuclear reactors 100 is required, whether the first turbine 300 and the second turbine 400 are used depends on the efficiency of the first turbine 300 and the second turbine 400 for generating electricity. is determined according to When most of the plurality of small reactors 100 are in a stopped state, the first turbine 300 and the second turbine 400 are operated because the amount of steam generated from some of the small reactors 100 in the remaining operating state is small. This may be inefficient. In this case, the steam use analysis unit 210 recommends the operation of the hydrogen production unit 500 rather than the operation of the first turbine 300 and the second turbine 400, and the steam storage unit ( 200) may be moved to the hydrogen production unit 500 and used for hydrogen production.

증기 사용 분석부(210)는 제1 입력 조건으로서 6개의 소형 원자로(SMR1 내지 SMR6)들 각각에서 발생 가능한 증기량을 X(톤/시간)로 가정하고, 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400) 각각의 100% 출력에 요구되는 효율적인 증기량을 3X(톤/시간)로 가정한다.The steam usage analysis unit 210 assumes that the amount of steam that can be generated in each of the six small reactors (SMR1 to SMR6) is X (ton/hour) as a first input condition, and the first turbine 300 and the second turbine ( 400) Assume that the effective amount of steam required for each 100% output is 3X (tons/hour).

증기 사용 분석부(210)는 6개의 소형 원자로(SMR1 내지 SMR6)들 각각의 정비 유무(정지/작동)에 따라 6개의 소형 원자로(SMR1 내지 SMR6)들로부터 증기 저장부(200)로 저장되는 총 증기량인 제1 입력 조건에 따라 증기 저장부(200)로부터 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500) 각각으로 공급되는 증기의 양을 제1 테이블로 분석한다.The steam usage analysis unit 210 is a total stored in the steam storage unit 200 from the six small reactors (SMR1 to SMR6) according to the maintenance (stop / operation) of each of the six small reactors (SMR1 to SMR6). The amount of steam supplied from the steam storage unit 200 to each of the first turbine 300 , the second turbine 400 , and the hydrogen production unit 500 according to a first input condition that is the amount of steam is analyzed as a first table.

증기 사용 제어부(220)는 제1 테이블에 따라 증기 저장부(200)로부터 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500) 각각으로 공급되는 증기의 양을 조절한다.The steam use control unit 220 adjusts the amount of steam supplied from the steam storage unit 200 to each of the first turbine 300 , the second turbine 400 , and the hydrogen production unit 500 according to the first table.

한편, 증기 사용 분석부(210)가 분석하는 제1 테이블은 터빈 정비가 동시에 고려될 수 있으므로 더 많고 복잡한 경우의 수를 고려하여 분석될 수 있다.On the other hand, the first table analyzed by the steam usage analysis unit 210 may be analyzed in consideration of the number of more complex cases since turbine maintenance may be considered at the same time.

도 3은 도 1에 도시된 증기 저장부의 증기 사용 분석부가 제2 입력 조건에 따라 분석한 제2 테이블을 나타낸 표이다.3 is a table showing a second table analyzed according to a second input condition by the steam usage analysis unit of the steam storage unit shown in FIG. 1 .

도 3 및 도 1을 참조하면, 증기 사용 분석부(210)는 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400) 각각의 정비 유무에 따른 제2 입력 조건에 따라 증기 저장부(200)로부터 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500) 각각으로 공급되는 증기의 양을 제2 테이블로 분석한다.Referring to FIGS. 3 and 1 , the steam usage analysis unit 210 is generated from the steam storage unit 200 according to the second input condition according to the maintenance of each of the first turbine 300 and the second turbine 400 . The amount of steam supplied to each of the first turbine 300 , the second turbine 400 , and the hydrogen production unit 500 is analyzed in the second table.

원전 가동률을 높이기 위해서는 터빈의 가동 중 정비(On-Line Maintenance, OLM)가 필요하기 때문에, 일 실시예는 비안전급 기기인 터빈에 다중성을 고려하는 것이다. Since on-line maintenance (OLM) of the turbine is required to increase the operation rate of the nuclear power plant, one embodiment is to consider the multiplicity of the turbine, which is a non-safety grade device.

증기 사용 분석부(210)는 제2 입력 조건으로서 6개의 소형 원자로(100)들에서 발생 가능한 총 증기량을 6X(톤/시간)로 가정하고, 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400) 각각의 100% 출력에 요구되는 터빈 요구 증기량을 3X 내지 6X(톤/시간)로 선택적으로 가정한다.The steam usage analysis unit 210 assumes that the total amount of steam that can be generated in the six small reactors 100 is 6X (ton/hour) as the second input condition, and the first turbine 300 and the second turbine 400 . It is optionally assumed that the required turbine steam quantity for each 100% power is 3X to 6X (tons/hour).

증기 사용 분석부(210)는 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400) 각각의 정비 유무에 따라 6개의 소형 원자로(100)들로부터 증기 저장부(200)로 저장되는 총 증기량인 6X와 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400) 각각의 터빈 요구 증기량인 3X 내지 6X인 제2 입력 조건에 따라 증기 저장부(200)로부터 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500) 각각으로 공급되는 증기의 양을 제2 테이블로 분석한다.The steam usage analysis unit 210 is the total amount of steam stored in the steam storage unit 200 from the six small reactors 100 according to the maintenance of each of the first turbine 300 and the second turbine 400 6X and The first turbine 300, the second turbine 400, the first turbine 300, the second turbine 400 from the steam storage unit 200 according to the second input condition of 3X to 6X which is the turbine required steam amount of each of the first turbine 300 and the second turbine 400, The amount of steam supplied to each of the hydrogen production units 500 is analyzed in the second table.

증기 사용 제어부(220)는 제2 테이블에 따라 증기 저장부(200)로부터 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500) 각각으로 공급되는 증기의 양을 조절한다.The steam use control unit 220 adjusts the amount of steam supplied from the steam storage unit 200 to each of the first turbine 300 , the second turbine 400 , and the hydrogen production unit 500 according to the second table.

한편, 증기 사용 분석부(210)가 분석하는 제2 테이블은 복수의 소형 원자로(100)들의 정비가 동시에 고려될 수 있으므로 더 많고 복잡한 경우의 수를 고려하여 분석될 수 있다.On the other hand, the second table analyzed by the steam usage analysis unit 210 may be analyzed in consideration of the number of more and more complex cases because maintenance of the plurality of small nuclear reactors 100 may be considered at the same time.

이와 같이, 일 실시예에 따른 소형 원자로 시스템은, 복수의 소형 원자로(100)들로부터 발생된 증기를 저장하는 증기 저장부(200)와 연결된 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500)와 증기 사용 분석부(210) 및 증기 사용 제어부(220)를 포함함으로써, 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400) 중 중 어느 하나가 의도치 않은 사고 또는 정비로 인해 정지되더라도, 제1 터빈(300) 및 제2 터빈(400) 중 나머지 하나와 수소 생산부(500)를 이용해 복수의 소형 원자로(100)들을 상시로 운전시켜 전기 및 수소를 생산할 수 있다.As described above, the small nuclear reactor system according to an embodiment includes a first turbine 300, a second turbine 400 connected to a steam storage unit 200 for storing steam generated from a plurality of small reactors 100, By including the hydrogen production unit 500 and the steam usage analysis unit 210 and the steam usage control unit 220, any one of the first turbine 300 and the second turbine 400 is caused by an unintended accident or maintenance. Even when stopped, electricity and hydrogen may be produced by continuously operating the plurality of small nuclear reactors 100 using the other one of the first turbine 300 and the second turbine 400 and the hydrogen production unit 500 .

또한, 일 실시예에 따른 소형 원자로 시스템은, 복수의 소형 원자로(100)들로부터 발생된 증기를 저장하는 증기 저장부(200)와 연결된 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500)와 증기 사용 분석부(210) 및 증기 사용 제어부(220)를 포함함으로써, 복수의 소형 원자로(100)들 중 일부가 정비로 인해 정지되더라도, 나머지 소형 원자로(100)들을 운전시켜 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 및 수소 생산부(500)를 이용해 전기 및 수소를 선택적으로 생산할 수 있다.In addition, in the small reactor system according to an embodiment, the first turbine 300 , the second turbine 400 , and hydrogen connected to the steam storage 200 for storing steam generated from the plurality of small reactors 100 , By including the production unit 500 and the steam usage analysis unit 210 and the steam usage control unit 220, even if some of the plurality of small reactors 100 are stopped due to maintenance, the remaining small reactors 100 are operated Electricity and hydrogen may be selectively produced using the first turbine 300 , the second turbine 400 , and the hydrogen production unit 500 .

또한, 일 실시예에 따른 소형 원자로 시스템은, 복수의 소형 원자로(100)들, 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500)와 연결된 증기 저장부(200)가 복수의 소형 원자로(100)들, 제1 터빈(300), 제2 터빈(400) 각각의 정비 유무에 따라 증기 사용을 분석하는 증기 사용 분석부(210) 및 증기 사용을 제어하는 증기 사용 제어부(220)를 포함함으로써, 전기 생산에 잉여되거나 효율이 부족한 증기를 수소 생산에 이용할 수 있다.In addition, in the small nuclear reactor system according to an embodiment, the plurality of small reactors 100 , the first turbine 300 , the second turbine 400 , and the steam storage unit 200 connected to the hydrogen production unit 500 are a plurality of of the small nuclear reactors 100 , the first turbine 300 , and the second turbine 400 , a steam usage analysis unit 210 for analyzing steam usage according to the maintenance of each and a steam usage control unit 220 for controlling steam usage ), it is possible to use steam surplus or insufficient efficiency for electricity production for hydrogen production.

즉, 터빈이 의도치 않은 사고 또는 정비로 인해 정지되더라도 복수의 소형 원자로들을 상시로 운전시킬 수 있으며, 복수의 소형 원자로들 중 일부가 정비로 인해 정지되더라도 나머지 복수의 소형 원자로들을 운전시켜 전기 생산 및 수소 생산을 수행하는 동시에, 전기 생산에 잉여되거나 효율이 부족한 증기를 수소 생산에 이용할 수 있는 소형 원자로 시스템이 제공된다.That is, even if the turbine is stopped due to an unintentional accident or maintenance, a plurality of small nuclear reactors can be operated at all times, and even if some of the plurality of small nuclear reactors are stopped due to maintenance, the remaining plurality of small reactors are operated to generate electricity and A small nuclear reactor system is provided that, while performing hydrogen production, can utilize steam surplus or inefficient for electricity production for hydrogen production.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present invention are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. is within the scope of the right.

소형 원자로(100), 증기 저장부(200), 제1 터빈(300), 제2 터빈(400), 수소 생산부(500)Small reactor 100 , steam storage 200 , first turbine 300 , second turbine 400 , hydrogen production unit 500 .

Claims (5)

서로 이격된 복수의 소형 원자로들;
상기 복수의 소형 원자로들과 연결되며, 상기 복수의 소형 원자로들로부터 발생된 증기를 저장하는 증기 저장부;
상기 증기 저장부와 연결되며, 상기 증기 저장부로부터 이동된 상기 증기를 이용해 전기를 생산하는 제1 터빈;
상기 제1 터빈과 이격되어 상기 증기 저장부와 연결되며, 상기 증기 저장부로부터 이동된 상기 증기를 이용해 전기를 생산하는 제2 터빈; 및
상기 제2 터빈과 이격되어 상기 증기 저장부와 연결되며, 상기 증기 저장부로부터 이동된 상기 증기를 이용해 수소를 생산하는 수소 생산부
를 포함하는 소형 원자로 시스템.a plurality of small nuclear reactors spaced apart from each other;
a vapor storage unit connected to the plurality of small nuclear reactors and configured to store steam generated from the plurality of small nuclear reactors;
a first turbine connected to the steam storage unit and generating electricity using the steam moved from the steam storage unit;
a second turbine spaced apart from the first turbine and connected to the steam storage unit to generate electricity using the steam moved from the steam storage unit; and
A hydrogen production unit spaced apart from the second turbine and connected to the steam storage unit to produce hydrogen using the steam moved from the steam storage unit
A small nuclear reactor system comprising a. 제1항에서,
상기 증기 저장부는,
상기 복수의 소형 원자로들 각각의 정비 유무에 따른 제1 입력 조건에 따라 상기 증기 저장부로부터 상기 제1 터빈, 상기 제2 터빈, 상기 수소 생산부 각각으로 공급되는 증기의 양을 제1 테이블로 분석하는 증기 사용 분석부; 및
상기 증기 사용 분석부와 연결되며, 상기 제1 테이블에 따라 상기 증기 저장부로부터 상기 제1 터빈, 상기 제2 터빈, 상기 수소 생산부 각각으로 공급되는 증기의 양을 조절하는 증기 사용 제어부
를 포함하는 소형 원자로 시스템.In claim 1,
The vapor storage unit,
Analyzing the amount of steam supplied to each of the first turbine, the second turbine, and the hydrogen production unit from the steam storage unit according to a first input condition according to the maintenance or absence of each of the plurality of small nuclear reactors with a first table steam usage analysis unit; and
The steam usage control unit is connected to the steam usage analysis unit, and controls the amount of steam supplied to each of the first turbine, the second turbine, and the hydrogen production unit from the steam storage unit according to the first table.
A small nuclear reactor system comprising a. 제2항에서,
상기 증기 사용 분석부는 상기 제1 터빈 및 상기 제2 터빈 각각의 정비 유무에 따른 제2 입력 조건에 따라 상기 증기 저장부로부터 상기 제1 터빈, 상기 제2 터빈, 상기 수소 생산부 각각으로 공급되는 증기의 양을 제2 테이블로 분석하며,
상기 증기 사용 제어부는 상기 제2 테이블에 따라 상기 증기 저장부로부터 상기 제1 터빈, 상기 제2 터빈, 상기 수소 생산부 각각으로 공급되는 증기의 양을 조절하는 소형 원자로 시스템.In claim 2,
The steam usage analysis unit of the steam supplied to each of the first turbine, the second turbine, and the hydrogen production unit from the steam storage unit according to a second input condition according to the maintenance or absence of each of the first turbine and the second turbine Analyze the amount into the second table,
The steam use control unit controls the amount of steam supplied from the steam storage unit to each of the first turbine, the second turbine, and the hydrogen production unit according to the second table. 제1항에서,
상기 복수의 소형 원자로들 각각은 노심 및 상기 증기를 발생하는 증기 발생기를 포함하는 일체형 원자로를 포함하는 소형 원자로 시스템.In claim 1,
wherein each of the plurality of small reactors includes an integral reactor including a core and a steam generator generating the steam. 제1항에서,
상기 복수의 소형 원자로들은 6개이며,
상기 증기 저장부는 상기 6개의 소형 원자로들에 둘러싸여 배치되는 소형 원자로 시스템.In claim 1,
The plurality of small nuclear reactors are six,
The vapor storage unit is a small reactor system disposed surrounded by the six small reactors.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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