KR20220120300A

KR20220120300A - 인쇄기판형 증기발생기 및 이를 구비하는 원전

Info

Publication number: KR20220120300A
Application number: KR1020210024221A
Authority: KR
Inventors: 조현준; 한훈식; 장정봉; 김석; 유승엽; 문주형; 신수재; 기준우; 이민규; 이원웅; 김영인
Original assignee: 한국원자력연구원; 킹 압둘라 시티 포 어토믹 앤드 리뉴어블 에너지
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2022-08-30
Also published as: KR102484646B1

Abstract

본 발명은 제1 유체가 유입 또는 유출되는 제1 유입관 및 제1 유출관과, 상기 제1 유입관 및 상기 제1 유출 관과 서로 다른 방향을 향하도록 배치되어, 제2 유체가 유입 또는 유출되는 제2 유입관 및 제2 유출관을 구비하는 열교환 모듈; 상기 열교환 모듈의 내부에서 상기 제1 유입관과 상기 제1 유출관을 연결하는 제1 유로를 구비하는 제1 플레이트; 및 상기 제1 플레이트의 인접한 위치에 배치되며, 상기 제2 유입관과 상기 제2 유출관을 연결하는 제2 유로를 구비하는 제2 플레이트를 포함하고, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는, 각각 복수개로 이루어져, 상기 열교환 모듈의 내부에서 서로 번갈아가며 적층되며, 상기 제1 유로는, 직선형으로 이루어지고, 상기 제2 유로는, 상기 제1 유로와 서로 다른 유로의 길이를 가지도록 적어도 어느 한 부분에서 절곡된 형태로 이루어지는 증기발생기에 관한 것이다.

Description

인쇄기판형 증기발생기 및 이를 구비하는 원전{PRINTED CIRCUIT STEAM GENERATOR AND NUCLEAR REACTOR HAVING THE SAME}

본 발명은, 원자로 등 발전소에 설치되는 증기발생기에 관한 것으로, 구체적으로는 각 유로가 서로 다른 길이를 가지며, 각 유로의 유체간 열교환 효율이 증대될 수 있는 증기발생기에 관한 것이다.

원자력 발전소(이하, '원전')는 핵 분열에 의한 열에너지를 통해 전기적 에너지를 생산하는 곳이다. 원전은 1차 계통과 2차 계통으로 이루어진다.

1차 계통은 핵분열에 의해 얻어진 열을 통해 냉각재를 가열하고 순환시키는 부분으로, 원자로, 원자로냉각재펌프, 가압기 및 증기발생기 등을 포함한다.

2차 계통은 에너지의 생산을 담당하는 부분으로, 증기발생기, 터빈 및 발전기를 포함한다.

1차 계통에서는 냉각재와 같은 1차측 유체가 순환을 하게 된다. 여기서, 1차측 유체는 1차 계통을 순환하면서 노심을 통과할 때 핵분열을 통해 얻어지는 열 에너지에 의해 가열되어 증기발생기로 이동한다.

그 후, 증기발생기에서 1차측 유체와 2차 계통을 순환하는 2차측 유체의 상호간에 열교환이 발생한다. 열교환 과정에 의해 2차측 유체가 비등(boiling)과정을 거쳐 증기로 변환되어 터빈으로 공급된다. 증기에 의해 구동된 터빈은 발전기를 작동시켜 전기적 에너지를 생산한다. 따라서 증기발생기는 상대적으로 고온인 1차계통의 열을 상대적으로 저온인 2차계통으로 전달하는 열교환기의 성격을 갖는다.

한편, 인쇄기판형 열교환기(printed circuit heat exchanger, PCHE)는 미세유로 구조에 의한 높은 열교환 밀도로 인하여 여러 산업분야에 다양하게 이용되고 있는데, 원전 산업에서 최근 유망하게 연구되고 있는 소형 모듈형 원자로(small modular reactor, SMR)의 경우 한정된 공간에 증기발생기를 설치할 필요성이 증대됨으로써 인쇄기판형 열교환기를 증기발생기로 응용하는 인쇄기판형 증기발생기(printed circuit steam generator, PCSG) 연구들이 비교적 최근에 이루어져 왔다.

인쇄기판형 증기발생기는 기존 원전의 증기발생기에서 포화증기가 발생하는 것과는 달리, 급수(feedwater) 형태로 유입된 2차측 유체가 증기발생기 내부의 2차측 유로를 따라 흐르는 과정에서 인접한 1차측 유로로부터 열을 전달받아 비등하게 되고, 최종적으로 과열증기가 되어 터빈으로 이동하게 된다.

2차측 유체가 과열증기의 상태로 변환된 후 2차 계통으로 공급되기 위해서는 2차측 유체가 가열과정을 거쳐 과열증기로 변환되기까지 충분한 시간이 필요하다. 즉, 열교환기 내부에서 2차측 유체가 과열증기로 변환될 수 있는 충분한 유로의 길이가 확보될 필요가 있다. 2차측 유체가 과열증기에 이르지 못한 상태에서 터빈에 유입되면, 액적(droplet)이 유입되어 터빈에 구조적 문제를 야기할 수 있으므로, 충분한 유로 길이 확보는 원전의 안전성 강화에 도움이 된다. 또한, 최근 연구에 따르면, 2차측 유체의 유로 길이가 증가함에 따라 동일한 열전달량에 필요한 증기발생기의 총 부피가 감소하는 이점도 있다.

그러나 충분한 유로의 길이를 확보하기 위해 유로의 길이를 증가시키는 경우, 일반적인 대향류 인쇄기판형 열교환기에서는 1차측과 2차측의 유로 길이가 모두 증가하여 1차측과 2차측 유체의 압력손실 또한 모두 증가하게 된다. 즉, 1차측 유체의 압력손실이 증가하면, 원자로냉각재펌프가 정상작동이 불가능한 상황에서 자연대류에 의한 냉각이 어려워 원전의 안전성 확보에 불리하게 작용한다.

따라서, 2차측 유체가 과열증기로 변환될 수 있는 충분한 2차측 유로 길이를 확보하면서 1차측 유체의 압력손실을 최소화할 수 있는 설계가 필요하다. 구체적으로, 2차측 유체가 과열증기에 이르지 못한 상태에서 터빈에 유입되면, 터빈에 액적이 유입되어 터빈의 구조적 문제가 발생한다.

앞서 논한 바와 같이, 소형 모듈형 원자로는 대형 원자로에 비해 내부에 공간이 협소하여, 인쇄기판형 증기발생기를 소형 모듈형 원전에 적용할 경우 유로의 길이 또한 한정되므로, 종래기술에 따른 증기발생기의 구조를 그대로 적용할 경우 2차측 유체가 과열증기로 변환될 충분한 유로 길이 확보가 어렵다.

한편, 종래기술은 열교환기 내부를 유동하는 유체의 압력이 강하되는 것을 방지하고, 열전달 면적을 확보하기 위해 에어포일 형상의 핀 구조를 갖는 열교환기에 대해 개시하고 있다(특허문헌 1).

그러나, 종래기술은 1차측 유체의 압력손실을 최소화하고 2차측 유체의 상변화 시간을 확보할 수 있도록, 1차측 유체와 2차측 유체가 서로 다른 유로의 길이를 갖는 증기발생기의 구조에 대해 개시하고 있지 않다.

그 결과, 2차측 유체가 증기로 변화할 수 있는 충분한 시간적 여유를 확보하지 못해 액체 상태인 2차측 유체가 터빈 발전기로 유입될 수 있는 문제가 있다. 또한, 1차측 유체의 압력손실을 방지할 수 없어, 1차측 유체의 압력손실에 따라 앞서 설명한 원전의 안전성에 문제가 발생하게 된다.

이에, 중소형 원자로 내에 설치가 가능하며, 2차측 유체가 비등과정을 거쳐 증기로 변환될 수 있는 충분한 시간적 여유를 확보하고, 1차측 유체의 압력손실을 방지할 수 있는 증기발생기의 구조에 대한 연구가 필요하다.

특허문헌 1: 한국특허등록공보 제10-1218967호

본 발명의 첫 번째 목적은, 원전 등 발전시설 또는 기타 목적으로 사용되는 증기발생기에 있어, 상대적으로 고온인 제1 유체와의 열교환에 의해 상대적으로 저온인 제2 유체가 증기로 변화할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있는 증기발생기의 구조를 제공하려는 데 있다.

본 발명의 두 번째 목적은, 제1 유체의 압력손실을 최소화하여 원자로의 안전성을 강화하고 운전 비용을 절감할 수 있는 원자로 운전 비용을 절감할 수 있는 증기발생기의 구조를 제공하려는 데 있다.

본 발명의 세 번째 목적은, 열교환 모듈의 단면적을 최소화하여 중소형 원자로에 설치가능한 증기발생기의 구조를 제공하려는 데 있다.

상술한 문제를 해결하기 위한 증기발생기는 제1 유체가 유입 또는 유출되는 제1 유입관 및 제1 유출관과, 상기 제1 유입관 및 상기 제1 유출관과 서로 다른 방향을 향하도록 배치되어, 제2 유체가 유입 또는 유출되는 제2 유입관 및 제2 유출관을 구비하는 열교환 모듈; 상기 열교환 모듈의 내부에서 상기 제1 유입관과 상기 제1 유출관을 연결하는 제1 유로를 구비하는 제1 플레이트; 및 상기 제1 플레이트의 인접한 위치에 배치되며, 상기 제2 유입관과 상기 제2 유출관을 연결하는 제2 유로를 구비하는 제2 플레이트를 포함하고, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는, 각각 복수개로 이루어져, 상기 열교환 모듈의 내부에서 이미 설정된 순서로 각각 적층되며, 상기 제2 유로는, 상기 제1 유로와 서로 다른 유로의 길이를 가지도록 적어도 어느 한 부분에서 절곡된 형태로 이루어진다.

또한, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로는, 상기 제2 유체와 상기 제1 유체가 적어도 어느 한 부분에서 대향류(count-flow)가 형성되도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2 유로는, 상기 제2 유체가 이동하는 직관부; 및 상기 제2 유체의 이동방향을 전환시키는 절곡부를 포함하고, 상기 절곡부는, 분지된 관의 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 절곡부는, 상기 제2 유체의 이동방향을 따라 분지된 관의 개수가 증가할 수 있다.

또한, 상기 열교환 모듈은 복수 개로 이루어져 상하방향으로 적층되고, 상기 제2 유체를 상기 제2 유로에 공급하도록, 상기 각 제2 유체 유입관들에연통되는 급수관; 및 상기 제2 유로에서 열교환에 의해 증기로 변환된 제2 유체가 배출되도록 상기 각 제2 유체 유출관들과 연통되는 주증기관을 더 포함할 수 있다.

상술한 다른 문제를 해결하기 위한 증기발생기는 내부에 제1 유체가 이동하는 제1 유로와 제2 유체가 이동하는 제2 유로를 구비하는 제1 열교환 모듈; 상기 제1 열교환 모듈의 인접한 위치에 배치되어, 내부에 상기 제1 유체가 이동하는 제3 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 제4 유로를 구비하는 제2 열교환 모듈; 고온의 상기 제1 유체를 공급하도록 제1 유로와 제3 유로에 각각 연결되는 고온부관; 상기 제1 유로 및 상기 제3 유로와 연결되어, 상기 제1 유로와 상기 제3 유로를 통과한 상기 제1 유체가 배출되는 저온부관; 상기 제2 유로와 연결되어, 상기 제2 유로에 제2 유체를 공급하는 급수관; 상기 제4 유로와 연결되어, 상기 제2 유로 또는 제4 유로에서 상기 제1 유체와 열교환을 통해 증기로 변환된 제2 유체가 배출되는 주증기관; 상기 제1 열교환 모듈과 상기 제2 열교환 모듈의 사이에 배치되어, 상기 제2 유로와 상기 제4 유로를 연결하는 제2 유체 중간유로; 상기 제2 유체는, 상기 제1 유체와 서로 다른 이동 길이를 갖도록 상기 급수관을 통해 유입되어 상기 제2 유로를 통과하고, 상기 제2 유체 중간유로를 경유한 후 상기 제4 유로를 통과한 뒤상기 주증기관을 통해 배출된다.

또한, 상기 제2 열교환 모듈과 나란한 방향으로 배치되며, 상기 제1 유체가 이동하는 상기 제1 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 상기 제2 유로를 구비하는 제3 열교환 모듈; 및 상기 제1 열교환 모듈과 나란한 방향으로 배치되며, 상기 제1 유체가 이동하는 상기 제3 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 상기 제4 유로를 구비하는 제4 열교환 모듈을 더 포함하고, 상기 제1 열교환 모듈 내지 상기 제4 열교환 모듈은 원주방향을 따라 배열될 수 있다.

또한, 상기 저온부관 및 상기 고온부관은, 복수 개로 구비되어, 상기 각 고온부관은, 상기 제1 열교환 모듈과 상기 제3 열교환 모듈의 사이 및 상기 제3 열교환 모듈과 상기 제4 열교환 모듈의 사이에 각각 배치되고, 상기 각 저온부관은, 상기 제1 열교환 모듈과 상기 제2 열교환 모듈의 사이 및 상기 제3 열교환 모듈 및 상기 제4 열교환 모듈의 사이에 각각 배치될 수 있다.

또한, 상기 급수관 및 상기 주증기관은, 복수 개로 구비되어, 상기 각 급수관은, 상기 제1 열교환 모듈 및 상기 제3 열교환 모듈의 일측에 각각 결합되고, 상기 각 주증기관은, 상기 제2 열교환 모듈 및 상기 제4 열교환 모듈의 일 측에 각각 결합될 수 있다.

또한, 상기 제3 유로와 상기 제4 유로는, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 대향류(counter-flow)를 형성하도록 서로 반대 방향을 향해 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 열교환 모듈 내지 상기 제4 열교환 모듈은, 복수 개로 구비되어, 상하 방향으로 적층될 수 있다.

상술한 또 다른 문제를 해결하기 위한 증기발생기는 제1 유체가 이동하는 제1 유로와 제2 유체가 이동하는 제2 유로를 구비하는 제1 열교환 모듈; 상기 제1 열교환 모듈과 인접한 위치에 배치되어, 상기 제1 유체가 이동하는 제3 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 제4 유로를 구비하는 제2 열교환 모듈; 상기 제3 유로와 연결되어 고온의 제1 유체를 공급하는 고온부관; 상기 제1 유로와 연결되어, 상기 제1 유로를 통과한 상기 제1 유체가 배출되는 저온부관; 상기 제2 유로와 연결되어, 상기 제2 유로에 상기 제2 유체를 공급하는 급수관; 상기 제4 유로와 연결되어, 상기 제1 유체와 열교환을 통해 증기로 변환된 상기 제2 유체가 배출되는 주증기관; 상기 제1 열교환 모듈과 상기 제2 열교환 모듈의 사이에 배치되어 상기 제2 유로와 상기 제4 유로를 연결하는 제2 유체 중간유로; 및 상기 제2 유체 중간유로와 서로 다른 위치에서 상기 제1 열교환 모듈과 상기 제2 열교환 모듈을 연결하며, 상기 제1 유로와 상기 제3 유로를 연결하는 제1 유체 중간유로를 포함하고, 상기 제1 유체는, 상기 제3 유로를 지나 상기 제1 유체 중간유로를 경유한 후 상기 제1 유로를 향해 이동하며, 상기 제2 유체는, 상기 제2 유로를 지나 상기 제2 유체 중간유로를 경유한 후 상기 제4 유로를 향해 이동한다.

또한, 상기 제1 열교환 모듈의 인접한 위치에 배치되어 상기 제1 유체가 이동하는 상기 제1 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 상기 제2 유로를 구비하는 제3 열교환 모듈; 및 상기 제2 열교환 모듈의 인접한 위치에 배치되어, 상기 제1 유체가 이동하는 상기 제3 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 상기 제4 유로를 구비하는 제4 열교환 모듈을 더 포함하고, 상기 제1 열교환 모듈 내지 제4 열교환 모듈은 원주방향을 따라 배열될 수 있다.

또한, 상기 제1 유체 중간유로는, 복수 개로 구비되어, 상기 제1 열교환 모듈과 상기 제3 열교환 모듈의 사이 및 상기 제2 열교환 모듈과 상기 제4 열교환 모듈의 사이에 각각 배치될 수 있다.

또한, 상기 제1 유로와 상기 제2 유로는, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 대향류(counter-flow)를 형성하도록 서로 반대방향을 향해 배치될 수 있다.

또한, 상기 제3 유로와 상기 제4 유로는, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 대향류(counter-flow)를 형성하도록 서로 반대방향을 향해 배치될 수 있다.

상술한 또 다른 문제를 해결하기 위한 증기발생기는 제1 유체가 이동하는 제1 유로와 제2 유체가 이동하는 제2 유로를 구비하는 제1 열교환 모듈; 상기 제1 열교환 모듈과 상하방향으로 적층되며, 상기 제1 유체가 이동하는 제3 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 제4 유로를 구비하는 제2 열교환 모듈; 상기 제1 유로와 연결되어 고온의 제1 유체를 공급하는 고온부관; 상기 제3 유로와 연결되어, 상기 제1 유로를 통과한 상기 제1 유체가 배출되는 저온부관; 및 상기 제1 열교환 모듈과 상기 제2 열교환 모듈의 사이에 배치되는 연결 유로부를 포함하고, 상기 연결 유로부는, 제1 연결 유로부와 제2 연결 유로부로 이루어지며, 상기 제1 연결 유로부는 상기 제1 유로와 상기 제3 유로를 연결하고, 상기 제2 연결 유로부는 상기 제1 연결 유로부와 서로 다른 위치에서 상기 제2 유로와 상기 제4 유로를 연결한다.

또한, 상기 각 연결 유로부에는 복수 개의 유로가 형성되고, 상기 제1 연결 유로부와 상기 제2 연결 유로부가 서로 다른 유로의 길이를 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 연결 유로부와 상기 제2 연결 유로부는 서로 나란한 방향으로 배치되고, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 대향류를 형성할 수 있다.

본 발명의 첫 번째 효과는, 제2 유체가 이동하는 제2 유로가 직관부와 절곡부로 이루어져 복수 회에 걸쳐 절곡된 형태를 가짐으로써, 제2 유체가 이동방향을 복수 회에 걸쳐 전환하면서 이동할 수 있다. 이를 통해, 제2 유로 내부의 제2 유체가 증기로 상변화할 수 있는 충분할 시간을 확보할 수 있다.

본 발명의 두 번째 효과는, 복수의 열교환 모듈 사이에 제2 유체 중간유로가 형성되어, 제2 유로가 제1 유로와 서로 다른 길이를 갖도록 이루어질 수 있다는 것이다. 이를 통해, 제2 유로 길이 증가를 통한 열교환 모듈 전체 부피 절감 효과를 얻으면서도 제1 유로 내부의 제1 유체의 압력손실 증가를 억제할 수 있다.

본 발명의 세 번째 효과는, 복수의 열교환 모듈 사이에 제1 유체 중간유로 및 제2 유체 중간유로가 형성되어, 중소형 원자로의 압력용기 내의 한정된 공간 속에서 유로 길이를 최대화할 수 있다는 것이다. 이를 통해, 열교환 모듈 전체의 부피 절감 효과를 극대화할 수 있다.

본 발명의 네 번째 효과는, 제1 유로와 제2 유로가 형성된 열교환 모듈이 복수 개로 형성되어 일방향을 따라 적층되고, 각 제2 유로가 급수관 및 주증기관에 연결되어 이동할 수 있다. 이를 통해, 증기발생기의 부피를 최소화함으로써, SMART 원자로와 같은 중소형 원자로의 내부에 설치할 수 있다.

도 1은, 1차 계통과 2차 계통으로 이루어지는 원자력 발전소를 나타내는 개념도이다.
도 2는, 열교환 모듈 사시도와 열교환 모듈의 분해사시도이다.
도 3은, 제1 플레이트와 제2 플레이트를 나타내는 부분 확대도이다.
도 4는, 도 3에 도시된 A-A선을 기준으로 절단한 제1 플레이트의 단면도이다.
도 5a는, 제1 플레이트에 식각된 제1 유로를 유동하는 제1 유체의 방향을 나타내는 개념도이다.
도 5b는, 제2 플레이트에 식각된 제2 유로를 유동하는 제2 유체의 방향을 나타내는 개념도와 분지관의 부분확대도이다.
도 5c는, 제2 플레이트에 식각된 다른 형태의 제2 유로를 유동하는 제2 유체의 방향을 나타내는 개념도이다.
도 5d는, 제2 플레이트에 식각된 또 다른 형태의 제2 유로를 유동하는 제2 유체의 방향을 나타내는 개념도이다.
도 6a는, 각 열교환 모듈이 결합되는 모습을 나타내는 사시도이다.
도 6b는, 각 열교환 모듈이 결합된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 6c는, 열교환 모듈에 형성된 각 제2 유입관은 급수관에 연결되고, 각 제2 유출관은 주증기관에 연결된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 7은, 복수 개의 열교환 모듈이 수평하게 나열된 증기발생기를 나타내는 사시도이다.
도 8은, 증기발생기 내부의 제1 유체와 제2 유체의 흐름을 나타내는 평면도이다.
도 9는, 증기발생기 내부의 제1 유체와 제2 유체의 서로 다른 흐름을 나타내는 평면도이다.
도 10a는, 압력용기 내부에 상하 방향으로 배치되는 제1 열교환 모듈과 제2 열교환 모듈을 나타내는 개념도이다.
도 10b는, 서로 다른 유로의 길이를 갖는 각 연결 유로부에 연결되는 제1 열교환 모듈과 제2 열교환 모듈을 나타내는 개념도이다.
도 10c는, 제1 연결 유로부와 제2 연결 유로부가 나란한 방향으로 배치되는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 10d는, 각 열교환 모듈에 형성된 복수 개의 유로가 제1 모관 및 제2 모관으로 합쳐진 후 각 연결 유로부에 연결되는 모습을 나타내는 개념도이다.

이하, 본 발명에 관련된 인쇄기판형 증기발생기 및 이를 구비하는 원자로에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하지 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함 만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시되는 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은, 1차 계통(10')과 2차 계통(10'')으로 이루어지는 원자력 발전소(10)를 나타내는 개념도이다.

원자력 발전소(10)는 1차 계통(10')과 2차 계통(10'')을 포함한다. 1차 계통(10')은 핵분열이 일어나는 계통으로, 원자로(11), 가압기(12), 증기발생기(100), 원자로냉각재펌프(13) 등을 포함한다. 2차 계통(10'')은, 에너지를 생산하는 계통으로, 터빈 발전기(14) 및 급수펌프(15)를 포함한다.

한편, 도시된 실시예에 따르면 1차 계통(10')은 일체형 원자로로 구성된 1차 계통(10')을 의미하나, 일체형 원자로에 한정되는 것은 아니다.

원자로(11)에서는 우라늄과 같은 물질의 핵분열을 통해 발생되는 열이 냉각재에 전달된다. 냉각재는 원자력 발전소(10)에 설치된 관을 타고 가압기(12)를 지나 이동한다.

가압기(12)는 냉각재의 비등(boiling)을 억제하게 위해 상기 관의 내부가 포화압력을 넘는 가압상태가 유지되도록 하는 역할을 한다. 가압기(12)를 지난 냉각재는 열교환기 내부의 증기발생기(100)로 공급된다.

증기발생기(100)에서는 냉각재와 2차 계통(10'')에서 급수 펌프에 의해 공급된 급수의 열교환이 발생한다. 상기 급수가 냉각재로부터 받은 열에 의해 비등(boiling)과정을 거쳐 증기로 변하게 된다.

그 후, 상기 증기는 터빈 발전기(14)에 공급되어 터빈 발전기(14)를 구동시킨다. 터빈 발전기(14)에서는 터빈이 구동되어 전기적 에너지를 생산한다. 터빈 발전기(14)를 구동시킨 증기는 그 후 물로 변환되어 급수펌프(15)에 의해 다시 증기발생기로 공급될 수 있다.

여기에서, 2차 계통(10")의 급수가 증기발생기(100) 내부에 수조(pool)를 형성하지 않고, 유로를 따라 흐름과 동시에 비등이 일어나는 인쇄기판형 증기발생기의 경우, 급수가 증기로 변환될 수 있는 충분한 시간이 확보될 필요가 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 급수가 증기가 되지 않고 액체 상태의 액적(droplet)의 형태로 터빈 발전기(14)에 공급되면, 터빈 발전기(14)의 신뢰성에 큰 문제를 야기한다.

도 2는, 증기발생기(100)의 사시도와 분해사시도이다.

도 2를 참고하여, 본 발명 실시예에 따른 증기발생기(100)에 대해 설명한다.

도시된 실시예에 따르면, 증기발생기(100)는 열교환 모듈(110), 제1 플레이트(111) 및 제2 플레이트(112)를 포함한다.

열교환 모듈(110)은 증기발생기(100)의 일 구성으로서, 내부에 공간을 구비한 케이스(100a)를 의미할 수 있다. 증기발생기(100)의 각 부품이 수용될 수 있는 외함을 의미할 수 있다.

열교환 모듈(110)은 제1 유체가 유입 또는 유출되는 제1 유입관(110a) 및 제1 유출관(110b)을 구비한다. 제1 유입관(110a) 및 제1 유출관(110b)은 유체가 이동할 수 있는 관의 형태를 가지며 열교환 모듈(110)의 외측면에 결합 형성된다.

여기서 제1 유체란, 원자력 발전소(10)의 1차 계통(10')을 순환하는 냉각재를 의미할 수 있다.

또한, 열교환 모듈(110)은 제2 유체가 유입 또는 유출되는 제2 유입관(110d) 및 제2 유출관(110c)을 구비한다. 제2 유입관(110d) 및 제2 유출관(110d)은 제1 유입관(110a) 및 제1 유출관(110b)과 서로 다른 방향을 향하도록 배치된다. 다시 말해, 제2 유입관(110d) 및 제2 유출관(110d)은 제1 유입관(110a) 및 제1 유출관(110b)과 서로 간섭되지 않는 위치에 배치될 수 있다. 여기서, 제2 유체란, 원자력 발전소(10)의 2차 계통(10'')을 순환하는 급수를 의미할 수 있다.

열교환 모듈(110)의 내부에는 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)가 수용된다. 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)는 직육면체 형태의 판으로 형성된다. 판에는 유체가 이동할 수 있는 유로가 가공된 형태를 갖는다.

제1 플레이트(111)는 열교환 모듈(110)의 내부에 설치된다. 제1 플레이트(111)의 일측면에는 제1 유로(1111)가 형성된다. 제1 유로(1111)는 제1 유체가 이동할 수 있도록 제1 유입관(110a) 및 제1 유출관(110b)과 연결된다.

제2 플레이트(112)는 제1 플레이트(111)와 인접한 위치에 배치된다. 제1 플레이트(111)가 배열되는 방향과 나란한 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 제2 플레이트(112)에는 제2 유로(1121)가 형성된다. 제2 유로(1121)는 제2 유체가 이동할 수 있도록, 제2 유입관(110d) 및 제2 유출관(110c)과 연결된다.

여기서 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)는, 유체가 이동할 수 있는 관의 형태를 가지면 특정한 형상으로 한정되지 않을 수 있다.

열교환 모듈(110)의 내부에서 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)는 복수 개로 설치될 수 있다. 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)는 열교환 모듈(110)의 내부에서 기 설정된 순서로 각각 적층된다. 필요에 따라서 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)는 서로 번갈아가며 적층될 수 있다.ㅣ 제1 플레이트(111)에 형성된 제1 유로(1111)를 이동하는 제1 유체와 제2 플레이트(112)에 형성된 제2 유로(1121)를 이동하는 제2 유체가 열교환이 되도록, 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)가 배치되는 것이 바람직하다.

도 3은, 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)를 나타내는 부분 확대도이다.

도시된 실시예에 따르면, 제1 플레이트(111)와 제2 플레이트(112)는 열교환 모듈(110)의 내부에서 상하 방향으로 적층될 수 있다.

한편, 제1 플레이트(111)에 형성된 제1 유로(1111)는 직선으로 이루어 질 수 있다. 그리고, 제2 플레이트(112)에 형성된 제2 유로(1121)는 제1 유로(1111)와 서로 다른 유로의 길이를 가지고, 또한 제1 유입관(110a) 및 제1 유출관(110b)과 서로 간섭하지 않는 위치의 제2 유입관(110d) 및 제2 유출관(110d)과 연결되기 위하여, 적어도 어느 한 부분에서 절곡된 형태를 갖는다.

앞서 설명한 것과 같이, 제1 유로(1111)를 유동하는 제1 유체와 제1 유로(1111)를 유동하는 제2 유체가 서로 열교환을 하게 된다. 이 때, 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)의 배열되는 형태에 따라 열교환 효율이 다르게 된다.

제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)가 교차되는 경우보다, 평행하게 배열되는 것이 내부에 수용된 각 유체간의 열교환에 유리하다. 이는, 열교환이 일어나는 전 부분에서 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121) 내부의 유체 간의 온도 차이가 항상 확보될 수 있음에 기인한다.

여기서, 평행하게 배치된 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)를 이동하는 각 유체가 동일한 방향으로 유동하는 방식(병행류(co-flow)식)과 각 유체가 서로 반대방향으로 유동하는 방식(대향류(counter-flow)식)으로 구분할 수 있다.

병행류식은 각 유체가 동일한 방향으로 흐르도록 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)가 배치되기 때문에 각 유체가 유입되는 유체의 입구에서 각 유체간 온도차가 크게 형성된다. 그러나, 출구 쪽으로 갈수록 각 유체간의 온도차가 감소하게 된다. 이로 인해, 상기 입구에서는 열교환효율이 높지만 출구에서는 온도차가 없어 열교환효율이 감소한다.

이에 반해, 대향류식은 각 유체가 서로 반대 방향으로 흐르도록 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)가 배치되기 때문에, 제1 유체의 입구지점이 제2 유체의 출구지점이 된다. 따라서, 대향류식의 경우 열교환이 일어나는 전 영역에서 일정 온도 이상의 온도차이를 가져, 병행류식보다 높은 열교환 효율을 가질 수 있다. 따라서, 제1 유로(1111)를 유동하는 제1 유체와 제2 유로(1121)를 유동하는 제2 유체 간 전체적으로 높은 열교환 효율을 가지기 위해서는 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)가 대향류식으로 배치되는 것이 바람직하다.

도시된 실시예에 따르면, 제1 유로(1111)는 일방향으로 연장되는 관의 형태로 직선형으로 이루어 질 수 있다.. 또한, 제1 유로(1111)는 복수 개로 이루어져 제1 플레이트(111)에 형성될 수 있다. 각 제1 유로(1111)는 서로 일정한 간격만큼 이격되어 나란하게 배치될 수 있다..

도시된 실시예에 따르면, 제2 유로(1121)는 적어도 어느 한 부분에서 절곡된 형태를 갖는 관으로 이루어진다. 따라서, 제2 유로(1121)는 복수 회에 걸쳐 절곡되어, 내부의 제2 유체가 복수 회에 걸쳐 이동방향을 전환되게 한다.

또한, 제2 유로(1121)는 복수 개로 이루어져 제2 플레이트(112)에 형성될 수 있다. 각 제2 유로(1121)는 서로 일정한 간격만큼 이격되어 나란하게 배치된다.

한편, 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)는 서로 다른 유로의 길이를 가진다. 앞서 설명한 것과 같이 제2 유로(1121)는 제1 유로(1111)와 달리 절곡된 형태를 가지므로, 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)는 서로 다른 길이를 가질 수 있다.

도 4는, 도 3에 도시된 A-A선을 기준으로 절단한 제1 플레이트(111)의 단면도이다.

도시된 실시예에 따르면, 제1 플레이트(111)에 배치되는 제1 유로(1111)는 복수 개로 형성될 수 있다. 각 제1 유로(1111)는 반원형의 단면을 가질 수 있다.

한편, 1차 계통(10')을 순환하는 제1 유체의 압력손실이 최소화되도록 제1 유로(1111)를 설계할 필요가 있는데, 특히, 1차 계통(10')을 순환하는 제1 유체의 압력손실이 과도하게 증가할 경우, 냉각재펌프(13)가 작동 불능인 상황 시 자연대류에 의한 원자로(11) 노심 냉각을 어렵게 하여 원자력 발전소(10)의 안전성에 큰 영향을 줄 가능성이 있다.

일반적으로 제1 유로(1111)의 압력손실을 최소화하기 위해서는 제1 유로(1111)의 개수는 많게 하고, 길이는 짧게 설계하는 것이 유리하다. 그러나 제1 유로(1111)의 유로 길이가 감소하는 경우 그에 대응하여 제2 유로(1121)의 길이 또한 감소하는 것으로 이해할 수 있다. 이 경우, 최근 연구에 따르면 제2 유체가 과열증기가 되는 데 필요한 시간을 충족하기 위해 매우 많은 숫자의 제2 유로가 필요하게 되고, 최종적으로는 매우 큰 증기발생기 부피를 필요로 하게 되는 문제가 있다. 즉, 증기발생기의 부피와 제1 유로(1111)의 압력손실을 모두 허용 범위 이내로 줄이기 위한 적절한 설계가 필요하다.

도 5a는, 제1 플레이트(111)에 가공된 제1 유로(1111)를 유동하는 제1 유체의 방향을 나타내는 개념도이다.

도 5b는, 제2 플레이트(112)에 가공된 제2 유로(1121)를 유동하는 제2 유체의 방향을 나타내는 개념도와 분지관의 부분확대도이다.

도 5c는, 제2 플레이트(112)에 가공된 다른 형태의 제2 유로(1121)를 유동하는 제2 유체의 방향을 나타내는 개념도이다.

도 5d는, 제2 플레이트(112)에 가공된 또 다른 형태의 제2 유로(1121)를 유동하는 제2 유체의 방향을 나타내는 개념도이다.

도 5a 내지 도 5d를 참고하여, 제1 유체와 제2 유체의 유동 방향과 그에 따른 열교환 모습에 대해 설명하고자 한다.

앞서 설명한 것과 같이, 제1 플레이트(111)에 식각된 제1 유로(1111)는 직선형으로 형성되어, 내부의 제1 유체가 일방향으로 이동하도록 한다. 도시된 실시예에 따르면 제1 유로(1111)는 X 방향을 따라 배열되고, 내부의 제1 유체는 +X 방향으로 이동한다.

도 1을 참고하면, 제1 유로(1111)는 제1 유입관(110a) 및 제1 유출관(110b)을 연결하므로, 제1 유로(1111)의 방향에 따라 제1 유입관(110a) 및 제1 유출관(110b)의 형성 위치가 달라질 수 있다.

앞서 설명한 것과 같이 제1 유로(1111)를 유동하는 제1 유체는 원자력 발전소(10)의 1차 계통(10')을 유동하는 냉각재를 의미한다. 냉각재는 1차 계통(10')을 순환하면서 핵분열로부터 발생된 열에너지에 의해 가열된다.

원자로(11)를 통과한 제1 유체가 고온으로 변환된 후 증기발생기(100)증기발생기(100)를 통해 유입되므로, 제1 유로(1111)로 유입되는 제1 유체도 고온의 상태를 의미한다.

도 5b를 참고하면, 제2 플레이트(112)에 식각된 제2 유로(1121)는 복수 회에 걸쳐 절곡된 형태를 가진다. 제2 유로(1121)는 직관부(1121a)와 절곡부(1121b)를 포함한다.

직관부(1121a)는 일방향으로 연장되는 직선형의 관의 형태를 가지며, 내부에서 제2 유체가 이동한다. 절곡부(1121b)는 일정한 곡률을 갖는 굽은 관의 형태를 가지며, 제2 유체의 이동방향을 전환시키는 역할을 한다.

제2 유로(1121)는 복수개의 직관부(1121a)와 절곡부(1121b)로 이루어질 수 있다. 절곡부(1121b)는 각 직관부(1121a)를 연결할 수 있다. 즉, 직관부(1121a)와 절곡부(1121b)가 반복되어 연결됨으로써 제2 유로(1121)를 완성할 수 있다.

도 5b를 참고하면, 제2 유로(1121)의 방향이 4회에 걸쳐 변화된다. 즉, 직관부(1121a)가 5개 형성되고, 각 직관부(1121a)를 4개의 절곡부(1121b)가 연결하는 형태를 가진다. 도 5b에 도시된 제2 유로(1121)는 제2 유체의 이동방향이 전환될 때마다 관의 개수가 점점 증가하는 구조이다.

도시된 실시예에 따르면, 제2 유입관(110d)을 지난 제2 유체는 -Y 방향을 따라 제2 유로(1121)로 유입된다. 직관부(1121a)를 따라 이동하는 제2 유체는 절곡부(1121b)에 의해 -X 방향으로 이동방향이 전환된다. 그 후 다시 직관부(1121a)를 따라 -X 방향으로 이동하는 제2 유체는 절곡부(1121b)에 의해 +Y 방향으로 이동방향이 전환된다.

직관부(1121a)를 따라 +Y 방향으로 이동하는 제2 유체는 절곡부(1121b)에 의해 ??X 방향으로 방향을 전환하게 된다. 그 후 다시 직관부(1121a)를 따라 -X 방향으로 이동하는 제2 유체는 절곡부(1121b)에 의해 -Y 방향으로 방향이 전환된다. 마지막으로, 직관부(1121a)를 따라 -Y 방향으로 이동하는 제2 유체는 제2 유로(1121)의 출구지점과 연결된 제2 유출관(110d)을 통해 이동할 수 있다. 이와 같이, 제2 유로(1121)의 방향을 복수 회에 걸쳐 전환시킴으로써, 제2 유로(1121)의 길이는 제1 유로(1111)의 길이보다 길게 이루어진다.

상술한 바와 같이, 제2 유체가 제2 유로(1121)를 이동하면서 제1 유로(1111)를 이동하는 제1 유체와 적어도 어느 한 부분에서 대향류(counter-flow)를 형성할 수 있다. 이를 통해, 고온의 제1 유체와 저온의 제2 유체간 열교환이 활발하게 일어날 수 있다.

또한, 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)의 길이를 다르게 설정하여, 제2 유체가 증기로 변화할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있다.

도 5b의 확대도를 참고하면, 절곡부(1121b)는 분지된 관의 형태로 이루어져, 제2 유체의 이동방향이 전환될 때마다 분지된 관의 개수가 증가한다. 상세히 설명하면, 절곡부(1121b)는 1개의 주관(1122)과 주관(1122)에서 나눠지는 분지관으로 이루어진다.

도시된 실시예에 따르면, 분지관은 제1 분지관(1123a), 제2 분지관(1123b) 및 제3 분지관(1123c)으로 이루어진다. 분지관의 개수는 열교환기의 형태와 성능에 따라 가변할 수 있으며, 도시된 예와 같이 3개로 한정되지 않을 수 있다.

절곡부(1121b)가 분지관으로 이루어짐으로써 유체의 압력손실이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 상세히 설명하면, 제2 유로(1121) 내부의 제2 유체가 비등과정을 거쳐 체적이 증가하면 동일한 유로에서 제2 유체의 유속이 증가할 수 있다. 이 때, 절곡부(1121b)를 통해 유로의 개수를 증가시키면 제2 유체의 유속이 증가하는 것을 방지할 수 있고, 결국 유속 증가로 압력손실이 증가하는 것을 방지할 수 있다.

도 5c를 참고하면, 제2 유로(1121)는 13개의 직관부(1121a) 및 12개의 절곡부(1121b)를 포함한다. 즉, 제2 유로(1121)의 방향이 12회에 걸쳐 전환된다. 앞서 도 5b에 도시된 제2 유로(1121)에 비해 많은 절곡부(1121b)를 통해 제2 유체의 방향이 전환된다. 또한, 제2 유로(1121)는 제2 유입관(110d)과 제2 유출관(110d)에서 동일한 관의 개수를 갖는다. 즉, 제2 유로(1121)는 제2 유체의 이동방향을 따라 관의 개수가 일정하게 유지된다.

한편, 도 5c와 같이 유로가 일정한 관의 개수로 유지되는 경우, 관의 개수를 설정하는 것이 중요하다. 관의 개수가 적을 경우, 유체의 유속이 급속도로 증가하여 압력손실이 증가되는 문제가 있다. 관의 개수가 많을경우, 압력손실의 문제는 해결되나, 유체의 유속이 너무 낮아 열전달 효율이 떨어지는 문제가 있고, 절곡부의 개수가 감소하므로 제2 유로(1121)의 최대 길이 또한 감소하게 된다.

따라서, 도 5c에 도시된 것과 같은 구조를 갖기 위해서는, 압력손실과 연절달 효율을 모두 만족하는 설계가 필요하다.

도 5d를 참고하면, 제2 유로(1121)는 3개의 직관부(1121a) 및 2개의 절곡부(1121b)를 포함한다. 즉, 제2 유로(1121)의 방향의 2회에 걸쳐 전환되고, 도 5b에 도시한 것과 같이 제2 유체의 이동방향을 따라 유로의 개수가 점진적으로 증가하는 구조를 갖는다. 앞서 설명한 것과 같이 이러한 구조로 이루어짐으로써, 유속이 증가되는 것을 방지하여 압력손실을 최소화할 수 있다.

또한, 도 5d에 따르면, 제2 유체가 유입되는 제2 유입관(110d)과 제2 유체가 유출되는 제2 유출관(110d)이 동일한 방향으로 형성된다. 이 경우, 도 5a 내지 5c에서 도시한 경우와는 달리, 제1 유입관 또는 제2 유입관의 위치가 변경될 수 있다.

도 6a는, 각 열교환 모듈(110)이 결합되는 모습을 나타내는 사시도이다.

도 6b는, 각 열교환 모듈(110)이 결합된 모습을 나타내는 사시도이다.

도 6c는, 열교환 모듈(110)에 형성된 각 제2 유입관(110d)은 급수관(140)에 연결되고, 각 제2 유출관(110d)은 주증기관(150)에 연결된 모습을 나타낸 사시도이다.

도 6a 내지 6c를 참고하여, 각 열교환 모듈(110)이 복수 개로 구비되는 열교환기에 대해 설명하고자 한다.

우선 도 6a를 참고하면, 두 개의 열교환 모듈(110)이 상하방향으로 적층된다. 각 모듈은 서로 용접 등의 수단에 의해 결합될 수 있다.

도시된 실시예에 따르면, 각 열교환 모듈(110)은 상하방향으로 적층되나, 그 설치되는 구조에 따라 접합되는 방향은 변할 수 있다.

도 6b와 도 6c를 참고하면, 복수 개의 열교환 모듈(110)이 상하방향으로 적층된다. 각 제2 유입관(110d) 은 급수관(140)에 연통된다. 각 제2 유출관(110c)은 주증기관(150)에 연결된다. 급수관(140) 및 주증기관(150)은 일 방향으로 연장되는 관으로 각 제2 유입관(110d) 및 제2 유출관(110c)에 연결될 수 있다.

2차 계통(10'')을 순환하는 제2 유체는 급수관(140)을 지나 제2 유입관(110d)을 향해 유입된다. 그 후, 제2 유체는 증기발생기(100)에서 고온의 제1 유체와 열교환이 된 후 과열증기로 변환된다.

과열증기로 변환된 제2 유체는 각 제2 유출관(110d)을 지나 주증기관(150)으로 배출된다. 주증기관(150)은 2차 계통(10'')의 터빈발전기와 연결된다.

한편, 열교환 모듈(110)은 일체형 원자로 등의 경우 1차 계통(10')에서 제1 유체에 잠긴 상태로 유지된다. 따라서, 열교환 모듈(110)에 형성된 제1 유입관(110a) 및 제1 유출관(110b)은 공통된 관으로 결합되거나, 도 6a 내지 6c에 도시된 것과 같이 배관 형태로 열교환 모듈(110)에 결합되지 않아도 무방하다.

도 7은, 복수 개의 열교환 모듈(110)이 수평하게 나열된 열교환기를 나타내는 사시도이다.

도 8은, 증기발생기(100) 내부의 제1 유체와 제2 유체의 흐름을 나타내는 평면도이다.

도 7 내지 8에 도시된 열교환기는 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타낸다. 앞서 설명한 플레이트에 형성된 유로의 길이를 차등하는 것 아닌, 새로운 유로를 도입하여 유로간 길이의 차이를 두는 방식이다.

도시된 실시예에 따르면, 열교환기는 제1 열교환 모듈(1101), 제2 열교환 모듈(1102), 제3 열교환 모듈(1103) 및 제4 열교환 모듈(1104)을 포함한다. 각 열교환 모듈(110)은 직육면체의 블록 형상을 가지고 내부에 유체가 이동할 수 있는 유로를 구비한다. 또한, 각 열교환 모듈(110)은 서로 수평하게 배치될 수 있다. 또한, 각 열교환 모듈(110)은 원자력 발전소(10)의 내부에 원주방향을 따라 형성된다.

제1 열교환 모듈(1101)은 내부에 제1 유체가 이동하는 제1 유로(1111)와 제2 유체가 이동하는 제2 유로(1121)를 구비한다.

제2 열교환 모듈(1102)은 제1 열교환 모듈(1101)과 동일한 평면상에 배치된다. 또한, 내부에 제1 유체가 이동하는 제3 유로(1131)와 제2 유체가 이동하는 제4 유로(1141)를 구비한다.

제3 열교환 모듈(1103)은 제2 열교환 모듈(1102)과 나란한 방향으로 배치된다. 또한, 제1 유체가 이동하는 제1 유로(1111)와 제2 유체가 이동하는 제2 유로(1121)를 구비한다.

제4 열교환 모듈(1104)은 제1 열교환 모듈(1101)과 나란한 방향으로 배치된다. 또한, 제1 유체가 이동하는 제3 유로(1131)와 제2 유체가 이동하는 제4 유로(1141)를 구비한다.

한편, 증기발생기(100)에는 고온의 제1 유체를 공급하도록 제1 유로(1111)와 제3 유로(1131)에 각각 연결되는 고온부관(120)이 설치된다. 제1 유로(1111) 및 제3 유로(1131)와 연결되어, 제1 유로(1111)와 제3 유로(1131)를 통과한 제1 유체가 배출되는 저온부관(130)이 설치된다.

또한, 증기발생기(100)에는 제2 유로(1121)와 연결되어, 제2 유로(1121)에 제2 유체를 공급하는 급수관(140)이 설치된다.

제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102) 사이에 배치되어, 제2 유로(1121)와 제4 유로(1141)를 연결하는 제2 유체 중간유로(160)가 설치된다.

제2 유체는 제1 유체와 서로 다른 이동 길이를 갖도록 급수관(140)을 통해 유입되어 제2 유로(1121)를 통과하고, 제2 유체 중간유로(160)를 경유한 후 제4 유로(1141)를 통과한 뒤 주증기관(150)을 통해 배출된다.

2차측 유체에 해당하는 제2 유체가 제2 유체 중간유로(160)를 경유하여 급수관(140)에서 주증기관(150)으로 이동함에 따라, 고온의 제1 유체와 2회에 걸쳐 열교환이 발생할 수 있다. 이를 통해, 증기발생기(100) 내부에서 각 유체간 열교환 되는 시간을 증가시킴으로써, 제2 유체가 과열증기로 변환되는데 충분한 시간을 확보할 수 있다.

한편, 저온부관(130)과 고온부관(120)은 증기발생기(100)에 복수 개로 설치될 수 있다.

각 고온부관(120)은 제1 열교환 모듈(1101)과 제3 열교환 모듈(1103)의 사이 및 제2 열교환 모듈(1102)과 제4 열교환 모듈(1104)의 사이에 각각 배치될 수 있다.

각 저온부관(130)은 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102)의 사이 및 제3 열교환 모듈(1103)과 제4 열교환 모듈(1104)의 사이에 각각 배치될 수 있다.

또한, 급수관(140) 및 주증기관(150)은 증기발생기(100)에 복수 개로 설치될 수 있다.

각 급수관(140)은 제1 열교환 모듈(1101) 및 제3 열교환 모듈(1103)의 일 측에 각각 결합될 수 있다.

주증기관(150)은 제2 열교환 모듈(1102)및 제4 열교환 모듈(1104)의 일 측에 각각 결합될 수 있다.

상술한 것과 같이, 각 열교환 모듈(110)이 원주방향을 따라 배치되고, 각 열교환 모듈(110)의 사이에 고온부관(120) 및 저온부관(130)이 설치됨으로써, 제1 유체의 압력손실을 최소화할 수 있다. 또한, 급수관(140) 및 주증기관(150)도 각 열교환 모듈(110)의 일 측에 설치됨으로써, 제2 유체의 유로 길이를 극대화하여 제2 유체가 증기가 되는 데 충분한 시간을 확보할 수 있다. 증기발생기(100)의 부피를 최소화할 수 있다. 이를 통해, 증기발생기(100)의 부피를 최소화하여 SMART 원자로(11)와 같은 일체형 원자로(11)에 설치가 가능할 수 있다.

도 8을 참고하면, 제1 유로(1111)와 제2 유로(1121)는 제1 유체와 제2 유체가 병행류를 형성하도록 서로 같은 방향을 향해 배치되어 있다. 또한, 제3 유로(1131)와 제4 유로(1141)는 제1 유체와 제2 유체가 대향류를 형성하도록 서로 반대 방향을 향해 배치되어 있다. 제1 열교환 모듈(1101) 및 제3 열교환 모듈(1103)에서 제1 유체와 제2 유체가 병행류를 형성함에 따라 대향류보다는 낮은 열전달 효율이 나타날 수 있으나, 해당 위치는 제2 유체의 온도가 가장 낮은 급수관(140)과 인접한 부분으로써, 제1 유체와 제2 유체 간의 온도 차이가 상대적으로 큰 영역이므로 대향류 대신 병행류로 배치함에 따른 열전달 효율 저하는 제한적이다.

도 9는, 증기발생기(100) 내부의 제1 유체와 제2 유체의 서로 다른 흐름을 나타내는 평면도이다.

도 8에 도시된 것과 달리, 도 9에서는 고온부관(120)에서 나온 제1 유체가 제3 유로(1131)를 통해 이동하고, 제1 유체 중간유로(170)를 경유한 후 제1 유로(1101)를 통해 저온부관(130)을 통해 이동하는 구조를 갖는다.

도 9를 참고하면, 증기발생기(100)에는 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102) 사이에 배치되어 제2 유로(1121)와 제4 유로(1141)를 연결하는 제2 유체 중간유로(160)가 설치된다. 그리고 제2 유체 중간유로(160)와 서로 다른 위치에서 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102)을 연결하며, 제1 유로(1111)와 제3 유로(1131)를 연결하는 제1 유체 중간유로(170)가 설치된다.

제2 유체는 제1 유체와 서로 다른 유로의 길이를 갖도록, 제2 유로(1121)를 지나 제2 유체 중간유로(160)를 경유한 후 제4 유로(1141)를 향해 이동하는 구조를 갖는다.

도 9에 도시된 내용 중 제2 유체의 경로는 도 8에 도시된 것과 동일하나, 제1 유체가 고온부관(120)에서 저온부관(130)으로 이동하는 과정에서 제1 유체 중간유로(170)를 포함하여 다수의 열교환 모듈(110)을 통과하게 되는 다른 실시예로 이해될 수 있다.

도 9를 참고하면, 도 8에 도시된 것과는 다르게 제1 유체와 제2 유체의 유로 길이가 비슷하게 형성된다. 이러한 구조에서는 제1 유체의 압력손실이 높게 나타나나, 모든 열교환 모듈(110)을 통과함에 있어 제1 유체와 제2 유체가 서로 반대 방향으로 유동하면서 대향류를 형성하므로, 도 8에 도시된 실시예와 비교하여 더 높은 열전달 효율을 얻을 수 있다.

한편, 제1 유체 중간유로(170)는 복수 개로 구비될 수 있다. 각 제1 유체 중간유로(170)는 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102)의 사이 및 제3 열교환 모듈(1103)과 제4 열교환 모듈(1104)의 사이에 각각 배치될 수 있다.

도 10a는, 압력용기(100') 내부에 상하 방향으로 배치되는 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102)을 나타내는 개념도이다.

도 10b는, 서로 다른 유로의 길이를 갖는 각 연결 유로부(180)에 연결되는 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102)을 나타내는 개념도이다.

도 10c는, 제1 연결 유로부(180a')와 제2 연결 유로부(180b')가 나란한 방향으로 배치되는 모습을 나타내는 개념도이다.

도 10d는, 각 열교환 모듈(1101, 1102)에 형성된 복수 개의 유로가 제1 모관(190a) 및 제2 모관(190b)으로 합쳐진 후 각 연결 유로부(180a'', 180b'')에 연결되는 모습을 나타내는 개념도이다.

도 10a을 참고하면, 압력용기(100')의 내부에는 고온부관(120), 제1 열교환 모듈(1101), 제2 열교환 모듈(1102), 연결 유로부(180) 및 저온부관(130)을 포함한다. 고온부관(120)은 상하방향을 연장되며, 고온의 제1 유체는 압력용기(100')의 상방향으로 유동할 수 있다. 또한, 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102)은 고온부관(120)의 일 측에서 수직방향으로 배치될 수 있다.

제1 열교환 모듈(1101)에는 제1 유체가 이동하는 제1 유로(1111)와 제2 유체가 이동하는 제2 유로(1112)가 형성된다. 고온부관(120)은 제1 유로(1111)와 연결된다. 앞서 상방향으로 유동한 고온의 제1 유체는 제1 열교환 모듈(1101)의 제1 유로(1111)에서 수직 하강하도록 배치될 수 있다.

제1 열교환 모듈(1101)의 상하방향의 일 측에 제2 열교환 모듈(1102)이 형성된다. 제2 열교환 모듈(1102)에는 제1 유체가 이동하는 제3 유로(미도시)와 제2 유체가 이동하는 제4 유로(미도시)가 형성된다. 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102)은 연결 유로부(180)에 의해 연결된다.

도 10b 내지 10d를 참고하면, 연결 유로부(180)는 제1 연결 유로부(180a)와 제2 연결 유로부(180b)로 이루어진다. 제1 연결 유로부(180a)는 제1 유로(1111)와 제3 유로(미도시)를 연결하고, 제2 연결 유로부(180b)는 제2 유로(1112)와 제4 유로(미도시)를 연결한다. 따라서, 고온의 제1 유체는 제1 연결 유로부(180a)를 통과한 후 제3 유로(미도시)로 이동한다. 제2 열교환 모듈(1102)의 일 측에 저온부관(130)이 형성된다. 저온부관(130)은 제3 유로(미도시)와 연결되어 제1 유체가 이동하는 유로를 형성한다. 설명의 편의를 위해 제1 유체를 기준으로 설명하였으나, 제2 유체의 유로는 제1 유체의 유로에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이러한 구조를 통해 제1 유체와 제2 유체간 열교환이 활발하게 일어날 수 있다.

한편, 도 10b 내지 도 10d를 참고하면 제1 연결 유로부(180a, 180a'', 180a'')와 제2 연결 유로부(180b, 180b'', 180b'')의 다양한 실시예를 도시하고 있다.

도 10b에는 제1 연결 유로부(180a)와 제2 연결 유로부(180b)가 각 열교환 모듈의 서로 다른 측면에 배치되어 있다. 구체적으로 설명하면, 제1 연결 유로부(180a)는 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102)의 사이에 배치되고, 제2 연결 유로부(180b)는 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102)의 측면에 배치된다. 이러한 구조로 이루어지는 경우, 제1 유체와 제2 유체가 갖는 유로의 길이가 상이하게 형성될 수 있다. 이를 통해, 각 유체간 열교환 효율이 증대되는 효과가 있다. 설명의 편의를 위해 제1 연결 유로부(180a)와 제2 연결 유로부(180b)의 위치를 한정하였으나, 필요에 따라 배치되는 위치가 달라질 수 있다.

도 10c에는 제1 연결 유로부(180a')와 제2 연결 유로부(180b')가 모두 제1 열교환 모듈(1101)과 제2 열교환 모듈(1102)의 사이에 배치된다. 이러한 경우, 도 10c에 도시된 구조와 달리 추가적인 공간이 없이도 각 연결 유로부(180a', 180b')를 배치할 수 있는 효과가 있다.

도 10d에는, 각 열교환 모듈(1101, 1102)에 제1 모관(190a) 및 제2 모관(190b)이 형성되어, 복수 개의 제1 유로(1111)와 제2 유로(1112)가 제1 모관(190a) 및 제2 모관(190b)에 각각 연결된다. 제1 유로(1111)와 제2 유로(1112)가 각 열교환 모듈(1101, 1102)의 내부에서 제1 모관(190a) 및 제2 모관(190b)과 합쳐지는 구조를 갖는다. 제1 연결 유로부(180a'')와 제2 연결 유로부(180b'')가 각 모관을 연결하는 구조를 갖는다. 이러한 구조를 통해, 각 열교환 모듈(1101, 1102)의 외부에는 배관으로 이루어지는 제1 연결 유로부(180a'')와 제2 연결 유로부(180b'')만을 연결하면 됨에 따라 결합에 있어 용이성이 있다.

한편, 원전에는 앞서 설명한 증기발생기(100)를 구비할 수 있다.

상기와 같이 설명된 인쇄기판형 증기발생기 및 이를 구비하는 원전은 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

10: 원자력 발전소
10': 1차 계통
10'': 2차 계통
11: 원자로
12: 가압기
13: 원자로냉각재펌프
14: 터빈 발전기
15: 급수펌프
100: 증기발생기
100': 압력용기
100a: 케이스
110: 열교환 모듈
1101: 제1 열교환 모듈
1102: 제2 열교환 모듈
1103: 제3 열교환 모듈
1104: 제4 열교환 모듈
110a: 제1 유입관
110b: 제1 유출관
110c: 제2 유출관
110d: 제2 유입관
111: 제1 플레이트
1111: 제1 유로
112: 제2 플레이트
1121: 제2 유로
1121a: 직관부
1121b: 절곡부
1122: 주관
1123a: 제1 분지관
1123b: 제2 분지관
1123c: 제3 분지관
1131: 제3 유로
1141: 제4 유로
120: 고온부관
130: 저온부관
140: 급수관
150: 주증기관
160: 제2 유체 중간유로
170: 제1 유체 중간유로
180: 연결 유로부
180a, 180a', 180a'': 제1 연결유로부
180b, 180b', 180b'': 제2 연결유로부
190a: 제1 모관
190b: 제2 모관

Claims

제1 유체가 유입 또는 유출되는 제1 유입관 및 제1 유출관과,
상기 제1 유입관 및 상기 제1 유출관과 서로 다른 방향을 향하도록 배치되어, 제2 유체가 유입 또는 유출되는 제2 유입관 및 제2 유출관을 구비하는 열교환 모듈;
상기 열교환 모듈의 내부에서 상기 제1 유입관과 상기 제1 유출관을 연결하는 제1 유로를 구비하는 제1 플레이트; 및
상기 제1 플레이트의 인접한 위치에 배치되며, 상기 제2 유입관과 상기 제2 유출관을 연결하는 제2 유로를 구비하는 제2 플레이트를 포함하고,
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는, 각각 복수개로 이루어져, 상기 열교환 모듈의 내부에서 이미 설정된 순서로 각각 적층되며,
상기 제2 유로는, 상기 제1 유로와 서로 다른 유로의 길이를 가지도록 적어도 어느 한 부분에서 절곡된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제1항에 있어서,
상기 제1 유로와 상기 제2 유로는,
상기 제2 유체와 상기 제1 유체가 적어도 어느 한 부분에서 대향류(count-flow)가 형성되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제1항에 있어서,
상기 제2 유로는, 상기 제2 유체가 이동하는 직관부; 및
상기 제2 유체의 이동방향을 전환시키는 절곡부를 포함하고,
상기 절곡부는, 분지된 관의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제3항에 있어서,
상기 절곡부는, 상기 제2 유체의 이동방향을 따라 분지된 관의 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제1항에 있어서,
상기 열교환 모듈은 복수 개로 이루어져 상하방향으로 적층되고,
상기 제2 유체를 상기 제2 유로에 공급하도록, 상기 각 제2 유체 유입관들에 연통되는 급수관; 및
상기 제2 유로에서 열교환에 의해 증기로 변환된 제2 유체가 배출되도록 상기 각 제2 유체 유출관들과 연통되는 주증기관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
내부에 제1 유체가 이동하는 제1 유로와 제2 유체가 이동하는 제2 유로를 구비하는 제1 열교환 모듈;
상기 제1 열교환 모듈의 인접한 위치에 배치되어, 내부에 상기 제1 유체가 이동하는 제3 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 제4 유로를 구비하는 제2 열교환 모듈;
고온의 상기 제1 유체를 공급하도록 제1 유로와 제3 유로에 각각 연결되는 고온부관;
상기 제1 유로 및 상기 제3 유로와 연결되어, 상기 제1 유로와 상기 제3 유로를 통과한 상기 제1 유체가 배출되는 저온부관;
상기 제2 유로와 연결되어, 상기 제2 유로에 제2 유체를 공급하는 급수관;
상기 제4 유로와 연결되어, 상기 제2 유로 또는 제4 유로에서 상기 제1 유체와 열교환을 통해 증기로 변환된 제2 유체가 배출되는 주증기관;
상기 제1 열교환 모듈과 상기 제2 열교환 모듈의 사이에 배치되어, 상기 제2 유로와 상기 제4 유로를 연결하는 제2 유체 중간유로;
상기 제2 유체는, 상기 제1 유체와 서로 다른 이동 길이를 갖도록 상기 급수관을 통해 유입되어 상기 제2 유로를 통과하고,
상기 제2 유체 중간유로를 경유한 후 상기 제4 유로를 통과한 뒤상기 주증기관을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제6항에 있어서,
상기 제2 열교환 모듈과 나란한 방향으로 배치되며, 상기 제1 유체가 이동하는 상기 제1 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 상기 제2 유로를 구비하는 제3 열교환 모듈; 및
상기 제1 열교환 모듈과 나란한 방향으로 배치되며, 상기 제1 유체가 이동하는 상기 제3 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 상기 제4 유로를 구비하는 제4 열교환 모듈을 더 포함하고,
상기 제1 열교환 모듈 내지 상기 제4 열교환 모듈은 원주방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제7항에 있어서,
상기 저온부관 및 상기 고온부관은, 복수 개로 구비되어,
상기 각 고온부관은, 상기 제1 열교환 모듈과 상기 제3 열교환 모듈의 사이 및 상기 제3 열교환 모듈과 상기 제4 열교환 모듈의 사이에 각각 배치되고,
상기 각 저온부관은, 상기 제1 열교환 모듈과 상기 제2 열교환 모듈의 사이 및 상기 제3 열교환 모듈 및 상기 제4 열교환 모듈의 사이에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제7항에 있어서,
상기 급수관 및 상기 주증기관은, 복수 개로 구비되어,
상기 각 급수관은, 상기 제1 열교환 모듈 및 상기 제3 열교환 모듈의 일측에 각각 결합되고,
상기 각 주증기관은, 상기 제2 열교환 모듈 및 상기 제4 열교환 모듈의 일 측에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제6항에 있어서,
상기 제3 유로와 상기 제4 유로는, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 대향류(counter-flow)를 형성하도록 서로 반대 방향을 향해 배치되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제7항에 있어서,
상기 제1 열교환 모듈 내지 상기 제4 열교환 모듈은, 복수 개로 구비되어,
상하 방향으로 적층되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제1 유체가 이동하는 제1 유로와 제2 유체가 이동하는 제2 유로를 구비하는 제1 열교환 모듈;
상기 제1 열교환 모듈과 인접한 위치에 배치되어, 상기 제1 유체가 이동하는 제3 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 제4 유로를 구비하는 제2 열교환 모듈;
상기 제3 유로와 연결되어 고온의 제1 유체를 공급하는 고온부관;
상기 제1 유로와 연결되어, 상기 제1 유로를 통과한 상기 제1 유체가 배출되는 저온부관;
상기 제2 유로와 연결되어, 상기 제2 유로에 상기 제2 유체를 공급하는 급수관;
상기 제4 유로와 연결되어, 상기 제1 유체와 열교환을 통해 증기로 변환된 상기 제2 유체가 배출되는 주증기관;
상기 제1 열교환 모듈과 상기 제2 열교환 모듈의 사이에 배치되어 상기 제2 유로와 상기 제4 유로를 연결하는 제2 유체 중간유로; 및
상기 제2 유체 중간유로와 서로 다른 위치에서 상기 제1 열교환 모듈과 상기 제2 열교환 모듈을 연결하며, 상기 제1 유로와 상기 제3 유로를 연결하는 제1 유체 중간유로를 포함하고,
상기 제1 유체는, 상기 제3 유로를 지나 상기 제1 유체 중간유로를 경유한 후 상기 제1 유로를 향해 이동하며,
상기 제2 유체는, 상기 제2 유로를 지나 상기 제2 유체 중간유로를 경유한 후 상기 제4 유로를 향해 이동하는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제12항에 있어서,
상기 제1 열교환 모듈의 인접한 위치에 배치되어 상기 제1 유체가 이동하는 상기 제1 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 상기 제2 유로를 구비하는 제3 열교환 모듈; 및
상기 제2 열교환 모듈의 인접한 위치에 배치되어, 상기 제1 유체가 이동하는 상기 제3 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 상기 제4 유로를 구비하는 제4 열교환 모듈을 더 포함하고,
상기 제1 열교환 모듈 내지 제4 열교환 모듈은 원주방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제13항에 있어서,
상기 제1 유체 중간유로는, 복수 개로 구비되어,
상기 제1 열교환 모듈과 상기 제3 열교환 모듈의 사이 및 상기 제2 열교환 모듈과 상기 제4 열교환 모듈의 사이에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제12항에 있어서,
상기 제1 유로와 상기 제2 유로는, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 대향류(counter-flow)를 형성하도록 서로 반대방향을 향해 배치되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제12항에 있어서,
상기 제3 유로와 상기 제4 유로는, 상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 대향류(counter-flow)를 형성하도록 서로 반대방향을 향해 배치되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제1 유체가 이동하는 제1 유로와 제2 유체가 이동하는 제2 유로를 구비하는 제1 열교환 모듈;
상기 제1 열교환 모듈과 상하방향으로 적층되며, 상기 제1 유체가 이동하는 제3 유로와 상기 제2 유체가 이동하는 제4 유로를 구비하는 제2 열교환 모듈;
상기 제1 유로와 연결되어 고온의 제1 유체를 공급하는 고온부관;
상기 제3 유로와 연결되어, 상기 제1 유로를 통과한 상기 제1 유체가 배출되는 저온부관; 및
상기 제1 열교환 모듈과 상기 제2 열교환 모듈의 사이에 배치되는 연결 유로부를 포함하고,
상기 연결 유로부는,
제1 연결 유로부와 제2 연결 유로부로 이루어지며,
상기 제1 연결 유로부는 상기 제1 유로와 상기 제3 유로를 연결하고,
상기 제2 연결 유로부는 상기 제1 연결 유로부와 서로 다른 위치에서 상기 제2 유로와 상기 제4 유로를 연결하는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제17항에 있어서,
상기 각 연결 유로부에는 복수 개의 유로가 형성되고,
상기 제1 연결 유로부와 상기 제2 연결 유로부가 서로 다른 유로의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 증기 발생기
제17항에 있어서,
상기 제1 연결 유로부와 상기 제2 연결 유로부는 서로 나란한 방향으로 배치되고,
상기 제1 유체와 상기 제2 유체가 대향류를 형성하는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증기발생기를 구비하는 원전.