KR20220146933A

KR20220146933A - 피동냉각 설비

Info

Publication number: KR20220146933A
Application number: KR1020210053845A
Authority: KR
Inventors: 강경준; 유용환; 김수형
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2022-11-02
Also published as: KR102582411B1

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면 열에 의해 가열된 제1 열원증기를 발생시키는 열원부; 상기 열원부가 사고에 의해 동작이 정지되는 사고발생상태일 때, 상기 열원부에서 발생된 상기 제1 열원증기가 전달되어 상기 제1 열원증기의 열을 제거하도록 구성된 냉각 장치; 및 상기 열원부의 외주면에 배치되고, 냉각수를 수용하는 냉각수수용부를 포함하고, 상기 냉각수는 상기 열원부의 열에 의해 제2 열원증기로 형성되고, 상기 제2 열원증기는 냉각 장치로 유입되는, 피동냉각 설비를 포함할 수 있다.

Description

피동냉각 설비{PASSIVE COOLING INSTALLATION}

본 발명은 피동냉각 설비에 관한 것으로, 선박에 설치된 원자로를 피동냉각할 수 있는 피동냉각 설비에 대한 발명이다.

후쿠시마 사고 이후, 원자력 시설의 피동냉각에 대한 설계 최적화에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 피동냉각 설비는 원자로에 사고 등이 발생하는 경우, 원자로의 운전이 정지된 상태에서 노심에 남아있는 잔열을 제거하기 위한 설비이다. 이러한 피동냉각 설비는 노심의 잔열을 제거할 때 전원을 사용하지 않은 상태에서, 대략 3일 정도 운영될 수 있도록 설계된다.

원자로의 사고가 발생한 이후 약 3일 이후에 사용자가 원자로에 개입할 수 있게 제한하는 것이 세계적인 추세이다. 따라서 피동냉각 설비는 노심의 잔열을 3일 이상 제거할 수 있어야 한다.

이러한 피동냉각에 대한 설비는 육상에 설치된 원자로뿐만 아니라, 선박에 설치된 원자로에도 적용할 필요가 있다. 그런데, 선박의 경우, 육상에서보다 가혹한 환경에서 사고가 발생할 수 있기 때문에 사고 발생 후 3일이 경과한 경우에도 사용자의 개입이 어려울 수 있다.

한편, 최근 육상에 설치된 피동냉각 설비는 대부분 열원의 상부에 거대한 물탱크를 설치하는 구조이다. 이렇게 거대한 물탱크가 설치된 피동냉각 설비는 물탱크를 매우 높은 위치에 설치할 필요가 있어 진동 등이 쉽게 발생할 수 있는 선박에 설치하는 것이 쉽지 않다.

더욱이, 선박에 피동냉각을 위한 냉각 장치를 선박에 설치할 때, 선박의 갑판 등과 같이, 외부 환경에 노출되는 위치에 설치한다. 이때, 선박은 주변 온도가 영하인 지역으로 이동할 수 있고, 그에 따라 냉각 장치로 연결된 유로가 외부 환경에 노출됨에 따라 유로 및 냉각 장치가 동결되는 문제가 발생할 수 있다.

한국 공개특허공보 10-2014-0133290

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 증기를 냉각 장치로 상시 순환시킬 수 있는 피동냉각 설비를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 피동냉각 장치로 증기가 상시 유입될 수 있으므로 피동냉각 장치가이 동결되는 것을 방지할 수 있다.

따라서 사고가 발생하여 열원부의 동작이 정지되는 경우, 연결관이 동결되지 않아 냉각 장치를 통해 열원부의 잔열을 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 피동냉각 설비가 선박에 구비되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 피동냉각 설비를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 피동냉각 설비를 나타낸 도면이다.

이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 피동냉각 설비(10)에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 다른 피동냉각 설비(10)는 열원부(100), 냉각 장치(200), 냉각수수용부(300), 구동유닛(400), 유로유닛(500), 피동밸브유닛(600)을 포함할 수 있다.

열원부(100)는 열과 열에 의해 가열된 증기를 발생시킬 수 있는 원자로 일 수 있다. 이하, 열원부(100)에서 발생된 증기를 제1 열원증기라 하겠다. 이러한 열원부(100)는 선박(20)의 내부에 배치될 수 있으며, 선박(20) 내부에 구비된 격납실에 배치될 수 있다. 이러한 열원부(100)는 노심(110) 및 증기발생기(120) 및 원자로용기(130)를 포함할 수 있다.

노심(110)은 핵연료봉을 포함하여 핵반응에 의해 열을 발생시킬 수 있다. 핵연료봉은 우라늄을 가공한 복수의 우라늄 페렛을 포함할 수 있다. 이러한 노심(110)은 냉각재에 의해 냉각되어 파손되는 것이 방지될 수 있다.

증기발생기(120)는 노심(110)에서 발생되는 열과 열교환하여 제1 열원증기를 발생시킬 수 있다. 이러한 증기발생기(120)에서 발생된 제1 열원증기는 열원부(100)가 사고에 의해 동작이 정지되는 사고발생상태일 때, 유로유닛(500)을 통해 냉각 장치(200)로 유동될 수 있다. 또한, 제1 열원증기는 열원부(100)가 사고발생상태가 아닌 정상운전상태일 때, 유로유닛(500)을 통해 구동유닛(400)으로 유동될 수 있다.

원자로용기(130)는 노심(110) 및 증기발생기(120)를 수용할 수 있다. 또한, 원자로용기(130)의 외주면에는 냉각수수용부(300)가 배치될 수 있다.

냉각 장치(200)에는 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 열원부(100)의 제1 열원증기가 유입될 수 있다. 또한, 냉각 장치(200)는 열원부(100)에서 전달되는 제1 열원증기의 열을 제거하기 위해 열원부(100)보다 상부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 냉각 장치(200)는 그 하단부가 열원부(100)의 상단부보다 상측에 놓이도록 배치될 수 있다. 이러한 냉각 장치(200)는 선박(20)의 상부 등에 설치되어 외부 환경에 노출될 수 있다. 냉각 장치(200)는 선박(20)에서 외부 환경에 노출되는 위치에 배치되어 열원부(100)의 열이 직접적인 영향을 받지 않을 수 있다.

또한, 냉각 장치(200)에는 냉각수수용부(300)로부터 후술할 제2 열원증기가 유입될 수 있다. 또한, 냉각 장치(200)에는 열원부(100)가 정상운전상태 및 사고발생상태일 때, 제2 열원증기가 유입될 수 있다. 다시 말해, 냉각 장치(200)에는 제2 열원증기가 상시 유입될 수 있다. 이러한 제2 열원증기는 냉각 장치(200)가 외부 환경에 의해 동결되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 냉각 장치(200)는 제1 열원증기 및 제2 열원증기 중 하나 이상을 응축한 응축수를 배출할 수 있다. 이러한 냉각 장치(200)로부터 배출된 응축수는 유로유닛(500)을 통해 열원부(100)로 유동되거나 냉각수수용부(300)로 유동될 수 있다. 다시 말해, 냉각 장치(200)로부터 배출된 응축수는 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 열원부(100)로 유동되고, 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 냉각수수용부(300)로 유동될 수 있다. 이러한 냉각 장치(200)는 열교환기(210) 및 비상냉각탱크(220)를 포함할 수 있다.

열교환기(210)는 유로유닛(500)과 연결되고, 제1 열원증기와 제2 열원증기를 응축하여 응축수를 형성하여 유로유닛(500)으로 배출할 수 있다. 이러한 열교환기(210)에서 배출된 응축수는 열원부(100) 및 냉각수수용부(300) 중 적어도 하나로 유동될 수 있다.

비상냉각탱크(220)는 열교환기(210) 및 비상냉각수를 수용할 수 있다. 비상냉각수는 열교환기(210)로 유입되는 제1 열원증기 및 제2 열원증기 중 하나 이상과 열 교환할 수 있다. 다시 말해, 비상냉각수는 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 제1 열원증기 및 제2 열원증기와 열 교환할 수 있고, 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 제1 열원증기와 열 교환할 수 있다. 이러한 비상냉각수는 제1 열원증기와 상시 열 교환할 수 있으므로, 외부환경에 의해 동결되는 것이 방지될 수 있다.

냉각수수용부(300)는 열원부(100)의 외주면에 배치되고, 냉각수를 수용할 수 있다. 예를 들어, 냉각수수용부(300)는 열원부(100)의 외주면을 감싸는 워터자켓일 수 있다. 다시 말해, 워터자켓은 원자로용기(130)의 외주면을 감쌀 수 있다. 또한, 냉각수는 열원부(100)의 열에 의해 증기로 형성될 수 있다. 이하, 냉각수에 의해 형성된 증기를 제2 열원증기라 하겠다. 이러한 제2 열원증기는 유로유닛(500)을 통해 냉각 장치(200)로 상시 유동될 수 있다.

구동유닛(400)은 제1 열원증기에 의해 구동될 수 있다. 이러한 구동유닛(400)은 제1 열원증기에 의해 전력을 생성하는 증기터빈, 제1 열원증기를 응축시키는 응축기 등을 포함할 수 있다. 이하, 냉각 장치(200)로부터 배출되는 응축수를 제1 응축수라하고, 구동유닛(400)으로부터 배출되는 응축수를 제2 응축수라하겠다. 구동유닛(400)으로부터 배출되는 제2 응축수는 유로유닛(500)을 통해 열원부(100)로 유동될 수 있다. 다시 말해, 제2 응축수는 증기발생기(120)로 유입될 수 있다.

유로유닛(500)은 열원부(100), 냉각 장치(200) 및 구동유닛(400)을 연결할 수 있다. 이러한 유로유닛(500)에는 증기 및 응축수가 유동될 수 있다. 이러한 유로유닛(500)은 증기유로부재(510) 및 응축수유로부재(520)를 포함할 수 있다.

증기유로부재(510)는 구동유닛(400), 냉각수수용부(300) 및 냉각 장치(200)를 연결하고, 제1 열원증기 및 제2 열원증기가 유동될 수 있다. 이러한 증기유로부재(510)에 의해 제1 열원증기는 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 증기유로부재(510)에 의해 구동유닛(400)으로 유동되고, 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 냉각 장치(200)로 유동될 수 있다. 또한, 제2 열원증기는 상시 냉각 장치(200)로 유동될 수 있다. 이러한 증기유로부재(510)는 제1 증기유로(511), 제2 증기유로(512) 및 제3 증기유로(513)를 포함할 수 있다.

제1 증기유로(511)는 구동유닛(400)과 열원부(100)를 연결할 수 있다. 또한, 제1 증기유로(511)에는 제1 열원증기가 유동될 수 있다. 이러한 제1 증기유로(511)에서 유동되는 제1 열원증기는 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 제2 증기유로(512)로 유동될 수 있다. 또한, 제1 증기유로(511)는 냉각수수용부(300)를 관통할 수 있다.

제2 증기유로(512)는 1 증기유로(511)에서 분지되어 냉각 장치(200)에 연결될 수 있다. 제2 증기유로(512)는 제2 열원증기 및 제1 열원증기 중 하나 이상이 유동될 수 있다. 다시 말해, 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 제2 증기유로(512)에는 제1 열원증기가 유동되고, 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 제2 열원증기 및 제1 열원증기가 유동될 수 있다.

제3 증기유로(513)는 제2 증기유로(512)에서 분지되어 냉각수수용부(300)에 연결될 수 있다. 이러한 제3 증기유로(513)에는 제2 열원증기가 유동될 수 있다. 또한, 제2 열원증기는 제3 증기유로(513)를 통해 상시 제2 증기유로(512)로 유동될 수 있다.

응축수유로부재(520)는 열원부(100), 냉각 장치(200) 및 구동유닛(400)에 연결되고 제1 응축수 및 제2 응축수가 유동될 수 있다. 이러한 응축수유로부재(520)에 의해 제1 응축수는 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 냉각수수용부(300)로 유동되고, 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 냉각수수용부(300) 및 열원부(100)로 유동될 수 있다. 또한, 제2 응축수는 응축수유로부재(520)에 의해 열원부(100)로 유동될 수 있다. 또한, 응축수유로부재(520)는 제1 응축수유로(521), 제2 응축수유로(522) 및 제3 응축수유로(523)를 포함할 수 있다.

제1 응축수유로(521)는 구동유닛(400)과 열원부(100)를 연결할 수 있다. 또한, 제1 응축수유로(521)에는 제1 응축수 및 제2 응축수 중 하나 이상이 유동될 수 있다. 다시 말해, 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 제1 응축수유로(521)에는 제2 응축수가 유동되고, 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 제1 응축수 및 제2 응축수가 유동될 수 있다.

제2 응축수유로(522)는 제1 응축수유로부재(520)에서 분지되어 냉각 장치(200)에 연결될 수 있다. 또한, 제2 응축수유로(522)에는 제1 응축수가 유동될 수 있다. 이러한 제1 응축수는 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 제2 응축수유로(522)를 통해 제3 응축수유로(523)로 유동되고, 열원부(100)가 사고발생사태일 때, 제2 응축수유로(522)를 통해 제1 응축수유로(521)로 유동될 수 있다. 또한, 제2 응축수유로(522)는 냉각수수용부(300)를 관통할 수 있다. 또한, 제2 응축수유로(522)의 적어도 일부는 냉각 장치(200)에 의해 선박 외부에 배치될 수 있다. 이러한 제2 응축수유로(522)는 제1 열원증기가 상시 유동될 수 있으므로 외부 환경에 의해 동결되는 것이 방지될 수 있다.

제3 응축수유로(523)는 제2 응축수유로(522)에서 분지되어 냉각수수용부(300)에 연결될 수 있다. 제3 응축수유로(523)에는 상시 제1 응축수가 유동될 수 있다. 이러한 제1 응축수는 제3 응축수유로(523)를 통해 냉각수수용부(300)로 유동될 수 있다.

피동밸브유닛(600)은 유로유닛(500)에 구비되어 제1 열원증기, 제2 열원증기, 제1 응축수 및 제2 응축수의 유동을 조절하기 위해 선적으로 개폐될 수 있다. 이러한 피동밸브유닛(600)은 제1 밸브(610), 제2 밸브(620) 및 제3 밸브(630)를 포함할 수 있다. 밸브를 피동밸브로 수정, 피동밸브 정의

제1 밸브(610)는 제1 증기유로(511)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 다시 말해, 제1 밸브(610)는 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 열원중기가 제1 증기유로(511)를 통해 구동유닛(400)으로 유동되도록, 제1 증기유로(511)를 개방할 수 있다. 또한, 제1 밸브(610)는 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 제1 열원증기가 제2 증기유로(512)로 유동되도록 제1 증기유로(511)의 하류를 폐쇄할 수 있다. 이러한 제1 밸브(610)는 제1 증기유로(511) 및 제2 증기유로(512)가 연결되는 지점과 구동유닛(400) 사이에 배치되도록 제1 증기유로(511)에 구비될 수 있다.

제2 밸브(620)는 제2 증기유로(512)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 다시 말해, 제2 밸브(620)는 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 제1 열원증기가 제2 증기유로(512)로 유동되는 것을 방지하기 위해 제2 증기유로(512)를 폐쇄할 수 있다. 또한, 제2 밸브(620)는 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 제1 열원증기가 제2 증기유로(512)로 유동되도록 제2 증기유로(512)를 개방시킬 수 있다. 이러한 제2 밸브(620)는 제1 밸브(610)는 제1 증기유로(511) 및 제2 증기유로(512)가 연결되는 지점과 제2 증기유로(512) 및 제3 증기유로(513)가 연결되는 지점 사이에 배치되도록 제2 증기유로(512)에 구비될 수 있다.

제3 밸브(630)는 제1 응축수의 유동을 조절하기 위해 제2 응축수유로(522)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 다시 말해, 제3 밸브(630)는 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 제1 응축수가 제2 응축수유로(522) 및 제3 응축수유로(523)를 통해 냉각수수용부(300)로 유입되도록 제2 응축수유로(522)를 폐쇄할 수 있다. 또한, 제3 밸브(630)는 열원부가 사고발생상태일 때, 제1 응축수의 적어도 일부가 제1 응축수유로(521)에 유입되도록 제2 응축수유로(522)를 개발할 수 있다. 이러한 제3 밸브(630)는 제1 응축수유로(521) 및 제2 응축수유로(522)가 연결되는 지점과 제2 응축수유로(522) 및 제3 응축수유로(523)가 연결되는 지점 사이에 배치되도록 제2 응축수유로(522)에 구비될 수 있다.

이하, 제1 실시예에 따른 피동냉각 설비(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 피동냉각 설비(10)의 냉각수수용부(300)의 냉각수는 열원부(100)의 열에 의해 제1 열원증기로 변화되어 냉각 장치(200)와 제2 증기유로(512)로 상시 유동될 수 있다. 이러한 제1 열원증기에 의해, 냉각 장치(200)와 제2 증기유로(512)는 외부 환경에 의해 동결되는 것이 방지될 수 있다. 다시 말해, 사고가 발생하여 열원부의 동작이 정지되더라도, 연결관이 외부 환경에 의해 동결되지 않아 냉각 장치를 통해 열원부의 열을 효율적으로 제거할 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 피동냉각 설비(10)에 대해 설명한다. 본 발명의 제2 실시예를 설명함에 있어서 상술한 제1 실시예와 비교하였을 때, 유로유닛(500)의 증기유로부재(510)에는 열원부(100)에서 발생된 증기만 유동되는 점에서 차이점이 있다. 또한, 제2 실시예는 예열기(700)를 더 포함할 수 있는 점에서 차이점이 있다. 이하, 이러한 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예들을 원용한다.

증기유로부재(510)에는 증기발생기(120)에서 발생된 증기가 유동될 수 있다. 이러한 증기유로부재(510)에 의해, 증기는 냉각 장치(200) 및 구동유닛(400) 중 하나 이상으로 유동될 수 있다. 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 증기는 증기유로부재(510)에 의해 구동유닛(400) 및 냉각 장치(200)로 유동될 수 있다. 다시 말해, 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 일부는 제1 증기유로(511) 및 제2 증기유로(512)를 통해 냉각 장치(200)로 유동되고, 나머지는 제1 증기유로(511)를 통해 구동유닛(400)으로 유동될 수 있다. 또한, 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 증기는 제1 증기유로(511)를 통해 냉각 장치(200)로 유동될 수 있다. 또한, 제2 증기유로(512)로 유입되는 증기의 양은 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 피동밸브유닛(600)에 의해 조절되어 구동유닛(400)으로 유입되는 증기의 양보다 적을 수 있다. 다시 말해, 제2 밸브(620)는 열원부(100)의 상태에 따라 제2 증기유로(512)로 유입되는 증기의 양을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제2 밸브(620)는 열원부(100)가 정상운전상태일 때, 제2 증기유로(512)의 일부만 개방하고, 열원부(100)가 사고발생상태일 때, 제2 증기유로(512)를 완전히 개방할 수 있다.

또한, 응축수유로부재(520)는 제1 응축수 및 제2 응축수가 유동되는 제1 응축수유로(521) 및 제1 응축수가 유동되는 제2 응축수유로(522)를 포함할 수 있다. 이러한 응축수유로부재(520)에 의해, 제1 응축수는 제1 응축수유로(521)를 통해 열원부로 유동되고, 제2 응축수는 제2 응축수유로(522) 및 제1 응축수유로(521)를 통해 열원부로 유동될 수 있다. 다시 말해, 제1 응축수와 제2 응축수는 제1 응축수유로(521)에서 혼합되어 열원부(100)로 유동될 수 있다. 또한, 제2 응축수유로(522)에서 유동되는 제2 응축수의 양은 제3 밸브(630)에 의해 조절될 수 있다.

예열기(700)는 제1 응축수유로(521)에 구비되어 제1 응축수와 제2 응축수의 온도를 높일 수 있다. 예열기(700)는 제1 응축수와 제2 응축수가 제1 응축수유로(521)에서 혼합되어 증기발생기(120)의 급수조건을 위한 온도보다 낮아질 경우, 제1 응축수와 제2 응축수의 온도를 높일 수 있다.

이하 제2 실시예에 따른 피동냉각 설비(10)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 피동냉각 설비(10)의 증기의 적어도 일부가 냉각 장치(200)와 제2 증기유로(512)로 상시 유동될 수 있다. 이러한 증기에 의해, 냉각 장치(200)와 제2 증기유로(512)는 외부 환경에 의해 동결되는 것이 방지될 수 있다. 다시 말해, 사고가 발생하여 열원부(100)의 동작이 정지되더라도, 제2 증기유로(512)가 외부 환경에 의해 동결되지 않으므로, 냉각 장치(200)를 통해 열원부(100)의 열을 효율적으로 제거할 수 있다.

또한, 증기에 의해 제1 응축수가 상시 발생하더라도, 예열기(700)에 의해 제1 응축수와 제2 응축수의 온도를 높일 수 있으므로, 증기발생기(120)는 효율적으로 증기를 발생시킬 수 있다.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

10: 피동냉각 설비 20: 선박
100: 열원부 110: 노심
120: 증기발생기 130: 원자로용기
200: 냉각 장치 210: 열교환기
220: 비상냉각탱크 300: 냉각수수용부
400: 구동유닛 500: 유로유닛
510: 증기유로부재 511: 제1 증기유로
512; 제2 증기유로 513: 제3 증기유로
520: 응축수유로부재 521: 제1 응축수유로
522: 제2 응축수유로 523: 제3 응축수유로
600: 피동밸브유닛 610: 제1 밸브
620: 제1 밸브 630: 제1 밸브
700: 예열기

Claims

열에 의해 가열된 제1 열원증기를 발생시키는 열원부;
상기 열원부가 사고에 의해 동작이 정지되는 사고발생상태일 때, 상기 열원부에서 발생된 상기 제1 열원증기가 전달되어 상기 제1 열원증기의 열을 제거하도록 구성된 냉각 장치; 및
상기 열원부의 외주면에 배치되고, 냉각수를 수용하는 냉각수수용부를 포함하고,
상기 냉각수는 상기 열원부의 열에 의해 제2 열원증기로 형성되고,
상기 제2 열원증기는 냉각 장치로 유입되는,
피동냉각 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 열원증기에 의해 구동될 수 있는 구동유닛; 및
상기 제1 열원증기 및 상기 제2 열원증기가 유동되는 증기유로부재를 포함하는 유로유닛을 더 포함하고,
상기 제1 열원증기는 상기 증기유로부재를 통해 상기 열원부가 상기 사고발생상태가 아닌 정상운전상태 일 때, 상기 구동유닛으로 유동되고, 상기 열원부가 상기 사고발생상태일 때, 상기 제2 열원증기와 함께 상기 냉각 장치로 유동되는,
피동냉각 설비.
제 2 항에 있어서,
상기 증기유로부재는,
상기 구동유닛과 상기 열원부를 연결하는 제1 증기유로;
상기 제1 증기유로에서 분지되어 상기 냉각 장치에 연결되는 제2 증기유로; 및
상기 제2 증기유로에서 분지되어 상기 냉각수수용부에 연결되는 제3 증기유로를 포함하는,
피동냉각 설비.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 열원증기 및 상기 제2 열원증기의 유동을 조절하기 위해 선택적으로 개폐되는 피동밸브유닛을 더 포함하고,
상기 피동밸브유닛은,
상기 제1 증기유로를 선택적으로 개폐하는 제1 밸브; 및
상기 제2 증기유로를 선택적으로 개폐하는 제2 밸브를 포함하고,
상기 제1 밸브는,
상기 열원부가 상기 정상운전상태일 때, 상기 제1 열원증기가 상기 제1 증기유로를 통해 상기 구동유닛으로 유동되도록 상기 제1 증기유로를 개방하고,
상기 열원부가 상기 사고발생상태일 때, 상기 제1 열원증기가 상기 제2 증기유로로 유동되도록 상기 제1 증기유로를 폐쇄하고,
상기 제2 밸브는,
상기 열원부가 상기 정상운전상태일 때, 상기 제1 열원증기가 상기 제2 증기유로로 유동되는 것을 방지하기 위해 상기 제2 증기유로를 폐쇄하고,
상기 열원부가 상기 사고발생상태일 때, 상기 제1 열원증기가 상기 제2 증기유로로 유동되도록 상기 제2 증기유로를 개방시키는,
피동냉각 설비.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 증기유로는 상기 냉각수수용부를 관통하는,
피동냉각 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각수수용부는 상기 열원부의 외주면을 감싸는 워터자켓인,
피동냉각 설비.
제 2 항에 있어서,
상기 유로유닛은,
상기 냉각 장치에서 배출되는 제1 응축수 및 상기 구동유닛에서 배출되는 제2 응축수가 유동되는 응축수유로부재를 더 포함하고,
상기 제1 응축수는 상기 응축수유로부재를 통해 상기 열원부가 상기 사고발생상태가 아닌 정상운전상태 일 때, 상기 냉각수수용부로 유동되고, 상기 열원부가 상기 사고발생상태일 때, 상기 냉각수수용부 및 상기 열원부로 유동되는,
피동냉각 설비.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 응축수의 유동을 조절하기 위해 선택적으로 개폐되는 피동밸브유닛을 더 포함하고,
상기 응축수유로부재는,
상기 구동유닛과 상기 열원부를 연결하는 제1 응축수유로;
상기 제1 응축수유로에서 분지되어 상기 냉각 장치에 연결되는 제2 응축수유로; 및
상기 제2 응축수유로에서 분지되어 상기 냉각수수용부에 연결되는 제3 응축수유로를 포함하고.
상기 피동밸브유닛은, 상기 제1 응축수의 유동을 조절하기 위해 상기 제2 응축수유로를 선택적으로 개폐하는 제3 밸브를 더 포함하고,
상기 제3 밸브는,
상기 열원부가 정상운전상태일 때, 상기 제1 응축수가 상기 제2 응축수유로 및 상기 제3 응축수유로를 통해 상기 냉각수수용부로 유입되도록 상기 제2 응축수유로를 폐쇄하고,
상기 열원부가 사고발생상태일 때, 상기 제1 응축수의 적어도 일부가 상기 제1 응축수유로에 유입되도록 상기 제2 응축수유로를 개방하는,
피동냉각 설비.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 응축수유로는 상기 냉각수수용부를 관통하는,
피동냉각 설비.
열에 의해 가열된 증기를 발생시키는 열원부;
상기 열원부가 사고에 의해 동작이 정지되는 사고발생상태일 때, 상기 열원부에서 발생된 상기 증기가 전달되어 상기 증기의 열을 제거하도록 구성된 냉각 장치; 및
상기 증기에 의해 구동될 수 있는 구동유닛; 및
상기 열원부, 상기 냉각 장치 및 구동유닛을 연결하고, 상기 증기가 유동되는 증기유로부재를 포함하는 유로유닛을 포함하고,
상기 열원부가 상기 사고발생상태가 아닌 정상운전상태일 때, 상기 증기는 상기 증기유로부재에 의해 상기 구동유닛 및 상기 냉각 장치로 유동되는,
피동냉각 설비.
제 10 항에 있어서,
상기 유로유닛에 배치되어 상기 증기의 유동을 조절할 수 있는 피동밸브유닛을 더 포함하고,
상기 증기유로부재는,
상기 열원부와 상기 구동유닛을 연결하는, 제1 증기유로; 및
상기 제1 증기유로에서 분지되어 상기 냉각 장치에 연결되는 제2 증기유로를 포함하고,
상기 열원부가 사기 정상운전상태일 때, 상기 제2 증기유로로 유입되는 상기 증기의 양은 상기 피동밸브유닛에 조절되어 상기 구동유닛으로 유입되는 증기의 양보다 적은,
피동냉각 설비.
제 10 항에 있어서,
상기 유로유닛은
상기 열원부, 상기 냉각 장치 및 구동유닛을 연결하고, 상기 냉각 장치에서 배출되는 제1 응측수 및 상기 구동유닛에서 배출되는 제2 응축수가 유동되는 응축수유로부재를 더 포함하고,
상기 응축수유로부재는,
상기 열원부와 상기 구동유닛을 연결하는, 제1 응축수유로; 및
상기 제1 응축수유로에서 분지되어 상기 냉각 장치에 연결되는 제2 응축수유로를 포함하고,
상기 제1 응축수는 상기 제1 응축수유로를 통해 상기 열원부로 유동되고,
상기 제2 응축수는 상기 제2 응축수유로 및 상기 제1 응축수유로를 통해 상기 열원부로 유동되는,
피동냉각 설비.
제 12 항에 있어서,
상기 제1 응축수유로 구비되어 상기 제1 응축수와 상기 제2 응축수의 온도를 높이는 예열기를 더 포함하는,
피동냉각 설비.