KR20230125207A - 퇴적물 구조체가 있는 원자로를 위한 자연 순환 열 제거 시스템 - Google Patents

Abstract

원자로, 및 원자로가 배출한 열을 흡수하기 위한 공기 인입 개구로부터의 주변 공기를 출구 공기 개구를 통해서 순환시키는 것에 기반하여 원자로의 냉각을 제공하도록 구성된 자연 순환 공기 냉각 시스템(상기 배출된 열을 흡수하는 주변 공기에 의해 유발된 상기 주변 공기의 자연 순환에 기인함)을 포함하는 원자력 발전소는, 공기 인입 개구 또는 공기 인출 개구 중 적어도 하나의 개구를 커버하는 퇴적물 구조체를 더 포함할 수 있다. 퇴적물 구조체는, 적어도 하나의 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 패킹 오브젝트들의 퇴적물에 의하여 차단되도록, 적어도 하나의 개구를 커버하는 패킹 오브젝트들의 퇴적물을 포함할 수 있다.

Description

퇴적물 구조체가 있는 원자로를 위한 자연 순환 열 제거 시스템

본 명세서에서 설명되는 예시적인 실시형태들은 일반적으로 원자로에 관한 것이고, 특히 원자로로부터의 안전한 열 제거를 보장하기 위해서 공기 입구 및/또는 공기 출구를 커버하기 위한 견실한 퇴적물 구조체를 제공하여 공기 입구 및/또는 공기 출구의 보호 및 견실성을 개선함으로써 자연 순환 열 제거 시스템의 공기 입구 및/또는 출구의 보호를 개선하면서 원자로로부터의 열을 제거하는 상기 자연 순환 열 제거 시스템을 제공하는 것에 관한 것이다.

원자로는 원자로 내에서 또는 원자로 근처에서 순환되는 하나 이상의 냉각제 유체로의 열 전달을 통해서 냉각되도록 구성될 수 있다. 이러한 열 전달은 본 명세서에서 원자로에 의한 열 배출이라고 불릴 수 있다. 원자로로부터의 열을 제거하기 위해서 다양한 냉각제 유체가 활용될 수 있다.

일부 원자력 발전소에서는, 원자로가 본 명세서에서 냉각 시스템 및/또는 간단히 "격납용기(containment)"라고 불리는, 냉각제 유체, 예컨대 주변 공기가 냉각제 유체기 원자로에 의해 배출된 열을 흡수하는 위치로 잘 순환되게 하는 원자로 내의 위치까지 잘 순환되게 함으로써 원자로에 의한 열 배출을 관리하기 위한 열 제거 시스템을 포함하고, 가열된 냉각제 유체는 이제 가열된 냉각제 유체가 냉각되어 열을 흡수할 수 있는 열 회수시설(heat return), 또는 히트 싱크로 순환된다. 일부 원자력 발전소에서는, 격납용기 시스템은, 예를 들어 전기를 생성하기 위해서 동작하도록 유도되는 파워 냉각제 루프의 열 전달 능력을 초과하는 열 배출에 의해서 영향을 받을 수 있다. 따라서, 격납용기 시스템은 격납용기 시스템 온도를 관리하기 위해서 냉각을 활용할 수 있다.

일부 예시적인 실시형태에 따르면, 원자력 발전소는 원자로를 포함할 수 있다. 원자력 발전소는 공기 인입 개구, 공기 인출 개구, 및 상기 공기 인입 개구와 상기 공기 인출 개구 사이에서 상기 원자로와 열 소통하는 상태로 연장되는 하나 이상의 도관을 형성함으로써, 자연 순환 공기 냉각 시스템이, 상기 공기 인입 개구를 통하여 그리고 상기 하나 이상의 도관 내로, 주변 환경으로부터의 주변 공기를 순환시키고, 상기 하나 이상의 도관 내에서 열을 흡수하는 주변 공기의 밀도가 주변 환경으로부터 상기 하나 이상의 도관 내로 순환되는 주변 공기에 비하여 감소되게끔, 상기 원자로로부터 배출되는 열을 흡수하는 상기 하나 이상의 도관 내의 주변 공기에 기반하여, 상기 공기 인출 개구를 통하여 그리고 상기 주변 환경 내로 상기 하나 이상의 도관으로부터의 주변 공기를 순환시키도록 구성되게 하는, 상기 자연 순환 공기 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 원자력 발전소는 상기 공기 인입 개구 또는 상기 공기 인출 개구 중 적어도 하나의 개구를 커버하는 퇴적물 구조체(pile structure)를 포함할 수 있는데, 상기 퇴적물 구조체는 상기 적어도 하나의 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 패킹 오브젝트들(packing objects)의 퇴적물에 의해서 차단되도록, 상기 적어도 하나의 개구를 커버하는 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물을 포함한다.

패킹 오브젝트들의 퇴적물은 패킹 오브젝트들의 3-차원의 격자를 포함할 수 있다.

상기 퇴적물 구조체는, 상기 적어도 하나의 개구에 커플링되고 상기 적어도 하나의 개구를 측방향으로 둘러싸며, 상기 적어도 하나의 개구로부터 상기 퇴적물 구조체의 내부 내로 수직으로 상향되게 연장되는 채널 구조체를 더 포함할 수 있고, 상기 채널 구조체는 상기 적어도 하나의 개구에 대해 근위인 하단 개구로부터 상기 적어도 하나의 개구에 대해 원위인 상단 개구까지 수직으로 연장되는 내부 채널을 형성하는 측벽을 가짐으로써, 상기 채널 구조체가 공기가 상기 적어도 하나의 개구와 상기 상단 개구 사이에서 내부 채널을 통해서 흐르게 하고, 상기 채널 구조체의 외부로부터 상기 적어도 하나의 개구로의 측방향 유체 흐름을 방지하도록 구성되게 한다.

채널 구조체는 상기 내부 채널의 하부를 형성하는 하부 솔리드부(solid portion), 및 상기 내부 채널의 상부를 형성하는 상부 천공부(perforated portion)를 포함할 수 있다. 상기 상부 천공부는 상기 채널 구조체의 측벽의 두께에 걸쳐서 측방향으로 연장되는 하나 이상의 천공을 포함할 수 있고, 상기 하부 솔리드부는 상기 채널 구조체의 측벽의 두께에 걸쳐서 측방향으로 연장되는 임의의 천공을 포함하지 않음으로써, 상기 채널 구조체가, 공기가 상기 내부 채널의 상부와 상기 채널 구조체의 외부 사이에서 측방향으로 흐르게 하고, 상기 채널 구조체의 외부로부터 상기 내부 채널의 하부로의 측방향 유체 흐름을 방지하도록 구성되게 한다.

상기 패킹 오브젝트는 특정 안식각(angle of repose)과 연관될 수 있고, 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물은 상기 특정 안식각의 약 90% 이하인 고저각(angle of elevation)을 가질 수 있다.

상기 퇴적물 구조체는 상기 패킹 오브젝트의 적어도 일부 위로 연장되는 네트 구조체(net structure)를 포함할 수 있다.

상기 퇴적물 구조체는 상기 적어도 하나의 개구를 커버하는 패킹 오브젝트들의 제 1 세부-퇴적물을 포함할 수 있다. 상기 네트 구조체는 상기 제 1 세부-퇴적물을 커버할 수 있다. 상기 퇴적물 구조체는, 상기 네트 구조체가 상기 제 1 세부-퇴적물과 상기 제 2 세부-퇴적물 사이에 위치되도록, 상기 제 1 세부-퇴적물 및 상기 네트 구조체를 커버하는 패킹 오브젝트들의 제 2 세부-퇴적물을 더 포함할 수 있다.

상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물은 약 750 내지 1,300 kg/m³ 이상인 패킹 밀도(packing density)를 가질 수 있다.

상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물 내의 인접한 패킹 오브젝트들 사이의 틈새 간극(interstitial spacing)의 최대 누적 부피(maximum cumulative volume)는 상기 퇴적물 구조체의 총 부피의 약 60% 이하일 수 있다.

상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물 내의 임의의 인접한 패킹 오브젝트들 사이의 최대 틈새 간극은 약 12 인치 이하일 수 있다.

상기 퇴적물 구조체는, 상기 퇴적물 구조체를 통과하는 상기 적어도 하나의 개구와 상기 주변 환경 사이의 주어진 공기 흐름 도관의 주어진 길이에 따른 압력차가 상기 주어진 공기 흐름 도관을 통과하는 길이 1 피트당 약 2 인치의 수면 게이지(water gauge) 이하가 되도록 구성될 수 있다.

상기 패킹 오브젝트는, 돌로스(dolos) 구조체, 콜로스(KOLOS) 구조체, 테트라포드(tetrapod) 구조체, 사석 구조체(riprap), 또는

콘크리트 구조체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 원자력 발전소는, 상기 퇴적물 구조체를 적어도 부분적으로 측방향으로 둘러싸는 억제 구조체(curb structure)를 더 포함할 수 있고, 상기 억제 구조체는 약 6 인치 내지 약 1 피트의 수직 높이를 가지며, 상기 억제 구조체는 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물 내로의 측방향 분체(particulate material) 진입을 완화시키도록 구성된다.

상기 퇴적물 구조체는, 하나 이상의 활성 알루미나(activated alumina)(Al2O3), 활성탄(activated charcoal), 유기 왁스(organic wax), 플라스틱, 폴리머 매트릭스(polymer matrix), 또는 용융염(molten salt) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 원자력 발전소는, 상기 공기 인입 개구를 커버하는 제 1 퇴적물 구조체를 더 포함할 수 있고, 상기 제 1 퇴적물 구조체는 상기 공기 인입 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 제 1 패킹 오브젝트들의 제 1 퇴적물에 의하여 차단되도록, 상기 공기 인입 개구를 커버하는 상기 제 1 패킹 오브젝트들의 제 1 퇴적물을 포함한다. 상기 원자력 발전소는 상기 공기 인출 개구를 커버하는 제 2 퇴적물 구조체를 더 포함할 수 있고, 상기 제 2 퇴적물 구조체는 상기 공기 인출 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 제 2 패킹 오브젝트들의 제 2 퇴적물에 의하여 차단되도록, 상기 공기 인출 개구를 커버하는 상기 제 2 패킹 오브젝트들의 제 2 퇴적물을 포함한다. 상기 퇴적물 구조체는, 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물이 상기 제 1 패킹 오브젝트들의 제 1 퇴적물 또는 상기 제 2 패킹 오브젝트들의 제 2 퇴적물 중 하나가 되도록, 상기 제 1 퇴적물 구조체 또는 상기 제 2 퇴적물 구조체 중 하나일 수 있다.

상기 제 2 패킹 오브젝트들의 제 2 퇴적물의 최대 수직 고도는 상기 제 1 패킹 오브젝트들의 제 1 퇴적물의 최대 수직 고도보다 클 수 있다.

상기 퇴적물 구조체는, 상기 공기 인입 개구 및 상기 공기 인출 개구 양자 모두가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물에 의하여 차단되도록, 상기 공기 인입 개구 및 상기 공기 인출 개구 양자 모두를 커버할 수 있다.

상기 퇴적물 구조체는 벽 구조체를 포함할 수 있고, 상기 벽 구조체는 적어도 부분적으로 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물 내에 위치되고 주변 환경에 직접 노출되는 것으로부터 상기 패킹 오브젝트에 의하여 적어도 부분적으로 차단되며, 상기 벽 구조체는, 상기 벽 구조체의 마주보는 측벽들이 상기 공기 인입 개구 또는 상기 공기 인출 개구의 별개의 각각의 개구에 대해 근위가 되도록, 상기 공기 인입 개구와 상기 공기 인출 개구 사이에서 측방향으로 위치된다.

일부 예시적인 실시형태에 따르면, 시스템은 적어도 부분적으로 국소 지표면 고도(local ground surface elevation) 아래에 위치된 열 소스 및/또는 구조체를 포함할 수 있고, 상기 열 소스 및/또는 구조체는 상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에서 열을 생성하도록 구성된다. 이러한 시스템은 공기 인입 개구, 공기 인출 개구, 및 상기 공기 인입 개구와 상기 공기 인출 개구 사이에서 열이 생성되는 상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에서 상기 열 소스 및/또는 구조체와 열 소통하는 상태로 연장되는 하나 이상의 도관을 형성함으로써, 공기 냉각 시스템이, 상기 공기 인입 개구를 통하여 그리고 상기 하나 이상의 도관 내로, 주변 환경으로부터의 주변 공기를 순환시키고, 상기 열 소스 및/또는 구조체로부터 배출되는 열을 흡수하는 상기 하나 이상의 도관 내의 주변 공기에 기반하여, 상기 공기 인출 개구를 통하여 그리고 상기 주변 환경 내로 상기 하나 이상의 도관으로부터의 주변 공기를 순환시키도록 구성되게 하는, 상기 공기 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 시스템은 상기 공기 인입 개구 또는 상기 공기 인출 개구 중 적어도 하나의 개구를 커버하는 퇴적물 구조체(pile structure)를 포함할 수 있는데, 상기 퇴적물 구조체는 상기 적어도 하나의 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 패킹 오브젝트들(packing objects)의 퇴적물에 의해서 차단되도록, 상기 적어도 하나의 개구를 커버하는 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물을 포함한다.

일부 예시적인 실시형태에 따르면, 방법은 패킹 오브젝트들의 퇴적물을 적어도 부분적으로 국소 지표면 고도 아래에 위치된 열 소스 및/또는 구조체를 포함하는 시스템의 공기 냉각 시스템의 적어도 하나의 개구 상에 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 열 소스 및/또는 구조체는 상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에서 열을 생성하도록 구성될 수 있다. 패킹 오브젝트들의 조립된 퇴적물은, 상기 적어도 하나의 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물에 의하여 차단되도록 상기 적어도 하나의 개구를 커버하는 퇴적물 구조체를 구축할 수 있다. 상기 공기 냉각 시스템은 상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에서 상기 열 소스 및/또는 구조체로부터 열을 제거하도록 구성될 수 있다. 상기 냉각 시스템은 공기 인입 개구, 공기 인출 개구, 및 상기 공기 인입 개구와 상기 공기 인출 개구 사이에서 상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에서 상기 열 소스 및/또는 구조체와 열 소통하는 상태로 연장되는 하나 이상의 도관을 형성함으로써, 공기 냉각 시스템이, 상기 공기 인입 개구를 통하여 그리고 상기 하나 이상의 도관 내로, 주변 환경으로부터의 주변 공기를 순환시키고, 상기 열 소스 및/또는 구조체로부터 배출되는 열을 흡수하는 상기 하나 이상의 도관 내의 주변 공기에 기반하여, 상기 공기 인출 개구를 통하여 그리고 상기 주변 환경 내로 상기 하나 이상의 도관으로부터의 주변 공기를 순환시키도록 구성되게 할 수 있다. 상기 냉각 시스템의 적어도 하나의 개구는 공기 인입 개구 또는 공기 인출 개구 중 적어도 하나일 수 있다.

본 명세서의 비한정적인 실시형태의 다양한 특징 및 장점들은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부 도면과 함께 리뷰하면 명백해질 수 있다. 첨부 도면은 오직 예를 들기 위해서 제공된 것일 뿐이고, 청구항들의 범위를 한정하는 것을 해석되어서는 안 된다. 첨부 도면은 명시적으로 표시되지 않는 한 척도에 맞춰서 도시된 것으로 여겨져서는 안 된다. 명확화를 위하여, 도면의 다양한 치수들은 과장되었을 수도 있다.
도 1은 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 자연 순환 열 제거 시스템 및 퇴적물 구조체를 포함하는 원자력 발전소의 측단면도이다.
도 2a는 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 도 1의 원자력 발전소의 상면도이다.
도 2b는 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 도 1의 원자력 발전소, 및 보조 빌딩(들)의 상면도이다.
도 3은 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 자연 순환 열 제거 시스템 및 퇴적물 구조체를 포함하는 원자력 발전소의 측단면도이다.
도 4a는 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 자연 순환 열 제거 시스템의 공기 입구를 커버하는 제 1 퇴적물 구조체의 측단면도이다.
도 4b는 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 자연 순환 열 제거 시스템의 공기 출구를 커버하는 제 2 퇴적물 구조체의 측단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 일부 예시적인 실시형태에 따르는 퇴적물 구조체내의 개구에 커플링된 채널 구조체의 분해 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 일부 예시적인 실시형태에 따르는 퇴적물 구조체내의 개구에 커플링된 채널 구조체의 분해 사시도이다.
도 7은 일부 실시형태에 따르는 방법의 흐름도이다.

본 명세서에서 어떤 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 "상에 있다", "연결된다", "커플링된다", 또는 "커버한다"라고 지칭되면, 이것은 다른 요소 또는 층의 바로 위에 있거나 연결되거나 커플링되거나, 커버할 수 있고, 또는 하나 이상의 개재되는 요소 또는 층이 존재할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 이에 반해, 어떤 요소가 다른 요소 또는 층의 "바로 위에 있다(directly on)", "바로 연결된다(directly connected to)", 또는 "바로 커플링된다(directly coupled to)"고 지칭되면, 개재하는 요소 또는 층이 존재하지 않는다. 유사한 번호는 명세서 전체에서 유사한 구성 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용될 때, "및/또는"이라는 용어는 연관되고 나열된 아이템들 중 하나 이상의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함한다.

비록 "제 1", "제 2", "제 3" 등의 용어가 본 명세서에서 다양한 요소, 컴포넌트, 지역, 계층 및/또는 섹션을 기술하기 위해서 사용될 수 있지만, 이러한 요소, 컴포넌트, 지역, 계층 및/또는 섹션은 이러한 용어에 의해서 한정되어서는 안 된다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 용어들은 하나의 구성 요소, 컴포넌트, 영역, 계층 또는 섹션을 다른 영역, 계층 또는 섹션과 구별하기 위해서 사용되는 것 뿐이다. 따라서, 아래에서 논의되는 제 1 구성 요소, 컴포넌트, 영역, 계층 또는 섹션은 예시적인 실시형태들의 교시 내용으로부터 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소, 컴포넌트, 영역, 계층 또는 섹션이라고 불릴 수 있다.

공간적인 상대적 용어(예를 들어, "밑에(beneath)," "아래(below)," "하부(lower)," "위의(above)", "더 위(upper)") 등은 본 명세서에서 설명의 편의를 위하여 하나의 요소 또는 피쳐의 도면에 도시된 바와 같은 다른 요소(들) 또는 피쳐(들)에 대한 관계를 설명하기 위해 사용될 수 있다. 공간적인 상대적 용어들이 도면에 도시된 방위에 추가하여 사용 중이거나 동작 중인 디바이스의 다른 방위를 망라하는 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에서 어떤 디바이스가 반전되면, 다른 요소 또는 피쳐의 "밑에(below)" 또는 "아래에(beneath)" 있는 것으로 설명된 요소들은 이제 다른 요소 또는 피쳐의 "위에(above)" 배향될 것이다. 따라서, "밑에"라는 용어는 위 및 아래의 배향 모두를 망라할 수 있다. 이러한 장치는 다르게 배향될 수도 있고(90 도 또는 다른 배향으로 회전됨), 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 기술자는 그에 따라 유사하게 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 다양한 실시형태들을 설명하기 위한 것일 뿐이고 예시적인 실시형태들을 한정하려고 의도되는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용될 때, 단수 형태인 "하나", "하나의" 및 "그것"은 문맥상 복수가 아님이 명백하게 드러나지 않는 한 복수형들도 역시 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때, "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이라는 용어가 진술된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 컴포넌트를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 컴포넌트, 및/또는 그 그룹이 존재하거나 추가되는 것을 배제하지 않는다는 것이 더 이해될 것이다.

예시적인 실시형태들은 본 명세서에서 설명되는 예시적인 실시형태들의 이상화된 실시형태(및 중간 구조체)의 개략적인 예시인 단면도를 참조하여 설명된다. 이와 같이, 예를 들어 제조 기법 및/또는 공차의 결과로서 나타내는 예시도의 형상으로부터의 변동이 생길 수 있다고 기대된다. 따라서, 예시적인 실시형태는 본 명세서에서 예시된 구역의 형상으로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되고, 예를 들어 제조 결과로서 나타나는 형상의 편차를 포함하게 된다. 예를 들어, 사각형으로서 예시된 이식된 구역은, 통상적으로 곡면형이거나 만곡된 피쳐 및/또는 그 에지에서 주입된 구역으로부터 비-주입된 구역까지 이진화되어 변하는 것이 아니라 주입물의 농도가 변하는 것을 가질 수 있다. 이와 유사하게, 주입에 의해서 형성되는 매장된 구역은 일부 주입에서 매장된 구역 및 주입이 일어나는 표면 사이에 구역이 생기게 할 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 구역들은 속성에 있어서 개략적인 것이고, 그들의 형상은 디바이스의 구역의 실제 형상을 예시하는 것으로 의도되지 않으며, 예시적인 실시형태의 범위를 한정하려는 것이 의도되지 않는다.

달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들(기술적 용어 및 과학적 용어)은 예시적인 실시형태들이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되는 것을 포함하는 용어들이 관련 기술 분야의 문맥에서의 그들의 의미와 일관되는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하고, 본 명세서에서 그러하다고 명백하게 정의되지 않는 한 이상적이거나 너무 형식적인 의미로 해석되지는 않을 것이라는 점이 더 이해될 것이다.

비록 특정한 예 및 도면을 참조하여 설명이 이루어지지만, 예시적인 실시형태들의 수정, 추가 및 치환이 상세한 설명에 따라서 당업자들에 의해 다양하게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 설명된 기법은 설명된 방법과 다른 순서로 수행될 수 있고, 및/또는 설명된 시스템, 아키텍처, 디바이스, 회로 등의 컴포넌트는 전술된 방법과 달라지도록 연결되거나 결합될 수 있으며, 또는 결과들이 다른 컴포넌트 또는 균등물에 의해서 적절하게 획득될 수도 있다.

용어 "약" 또는 "실질적으로"가 본 명세서에서 수치 값과 연계되어 사용될 경우, 연관된 수치 값이 진술된 수치 값 주위에서 ±10%의 공차를 가진다는 것이 의도된다. 범위가 규정된 경우, 이러한 범위는 0.1%의 증분과 같이 양단 사이의 모든 값을 포함한다.

본 발명은 원자력 발전소의 원자로로부터의 열을 제거하고, 따라서 원자로의 냉각을 제공하도록 구성된 냉각 시스템을 포함하는 원자력 발전소에 관한 것이다. 이러한 냉각 시스템은 공기 냉각 시스템을 포함할 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 공기 냉각 시스템은 원자력 발전소 내의 원자로의 냉각(예를 들어, 열을 제거함)을 수동적이거나 자연 순환 냉각 능력(예를 들어, 에너지 소비, 예컨대 흐름 생성기 디바이스, 예를 들어 냉각 유체의 흐름을 유발, 제어, 및/또는 유지하기 위한 펌프, 팬 압축기, 송풍기 등의 동작에 의해서 구동되지 않는 냉각 능력)을 통하여 제공하기 위한 자연 순환 공기 냉각 시스템을 포함할 수도 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 이러한 냉각 능력은 시스템을 통과하는 냉각제 유체와 같은 순환하는 주변 공기를 통하여 원자로에 의해 배출된 열을 흡수하고, 상기 흡수된 열을 원자력 발전소로부터 제거하며, 순환을 구동하기 위해서 상기 열을 흡수하는 것에 기인한 공기의 변하는 공기 밀도에 기반하여 가열된 공기를 주변 환경으로부터 새롭게 유입된 더 시원한(예를 들어, 주변-온도인) 주변 공기로 대체한다. 일부 예시적인 실시형태에 따르는 공기 냉각 시스템이 이러한 공기 냉각 시스템의 적어도 일부를 통과하는 공기의 흐름을 유도, 제어, 및/또는 유지하도록 구성된 하나 이상의 흐름 생성기 디바이스(예를 들어, 펌프, 팬, 압축기, 송풍기 등)를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

또한, 본 발명은 자연 순환 공기 냉각 시스템의 공기 인입 개구 및 자연 순환 공기 냉각 시스템의 공기 인출 개구 중 적어도 하나의 개구를 오버레이하거나 또는 커버하는 하나 이상의 퇴적물 구조체에도 관련되는데, 공기 인입 개구를 통해서는 "차가운(cold)"(예를 들어, 주변-온도인) 주변 공기가 주변 환경으로부터 자연 순환 공기 냉각 시스템 내로 유입되고, 공기 인출 개구를 통해서는 원자로로부터의 열을 흡수한 "뜨거운" 공기가 통과해서 시스템을 빠져나가며, 따라서 흡수된 열을 주변 환경으로 방출하게 된다. 퇴적물 구조체는, 적어도 하나의 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 패킹 오브젝트들의 퇴적물에 의하여 차단되도록, 적어도 하나의 개구를 오버레이하는(예를 들어, 커버하는) 패킹 오브젝트들의 퇴적물을 포함한다. 직접 노출이란 적어도 하나의 개구를 직접 시선(예를 들어, 직선 라인)을 따라서 퇴적물 구조체 바깥의 주변 환경으로 노출시키는 것을 가리킬 수 있다.

일부 예시적인 실시형태에서, 자연 순환 공기 냉각 시스템의 적어도 하나의 개구를 커버하는 퇴적물 구조체는 적어도 하나의 개구와 주변 환경 사이에서 연장되는(퇴적물 구조체 내의 패킹 오브젝트들 사이의 틈새 공간을 통해서 연장됨) 여러 공기 흐름 도관을 형성하는 것에 기반하여, 자연 순환 공기 냉각 시스템에 개선된 보호 및 견실성을 제공한다. 퇴적물 구조체는 공기 흐름 도관이 파괴적인 이벤트(예를 들어, 악천후, 지진, 원자력 발전소 인근의 또는 원자력 발전소에서 생긴 항공기 사고, 고의 태업 시도 등)에 의해서 총괄하여 크게 영향받는 것에 대해서 총괄적으로 내성을 가지도록 구성될 수 있어서, 퇴적물 구조체는 이러한 파괴적인 이벤트가 자연 순환 공기 냉각 시스템 안으로 들어가는 및/또는 그로부터 나오는 공기 흐름에 미칠 수 있는 영향을 완화시키고, 따라서 이러한 파괴적인 이벤트가 원자로의 냉각에 미칠 수 있는 영향을 완화시키게끔 구성되게 한다.

공기 인입 개구 또는 상기 공기 인출 개구 중 적어도 하나의 개구를 커버하는 퇴적물 구조체는, 적어도 하나의 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 패킹 오브젝트들(packing objects)의 퇴적물에 의해서 차단되도록, 적어도 하나의 개구를 커버하는 상기 패킹 오브젝트들(본 명세서에서는 패킹 매질이라고도 불림)의 퇴적물을 포함할 수 있다.

개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것을 차단(예를 들어, 방해)하는 것에 추가하여, 퇴적물 구조체는 개구와 주변 환경 사이의 총괄적인 공기 흐름 도관을 퇴적물 구조체 내의 패킹 오브젝트들 사이의 틈새 공간을 통해서 연장되는 여러 도관으로 분할할 수 있다. 개별적인 공기 흐름 도관은 개구의 흐름 단면적보다 흐름 단면적이 개별적으로 더 작지만, 공기 흐름 도관은 총괄하여 개구의 흐름 단면적보다 동일하거나 더 큰 총괄적인 흐름 단면적을 가질 수 있다. 퇴적물 구조체 내의 인접한 패킹 오브젝트들 사이의 틈새 공간은 인간 및/또는 모바일 디바이스(예를 들어, 원격으로-동작되거나 독자적으로 동작됨)가 틈새 공간을 통과해서 퇴적물 구조체에 의해서 커버된 개구에 직접적으로 액세스하는 능력을 포기하게 하고 및/또는 감소시키기에 충분할만큼 작을 수 있다. 결과적으로, 자연 순환 공기 냉각 시스템의 적어도 하나의 개구에 직접적으로 액세스 및/또는 노출되는 것은 퇴적물 구조체에 의해서 한정될 수 있다. 따라서, 원자력 발전소의 자연 순환 공기 냉각 시스템의 하나 이상의 개구를 커버하는 하나 이상의 퇴적물 구조체에 의해서 제공되는 원자력 발전소에 대한 개선된 보호가, 하나 이상의 개구를 통해 순환 공기 냉각 시스템에 진입함으로써 원자로의 냉각에 영향을 주려는 고의의 시도로부터 자연 순환 공기 냉각 시스템의 보안을 개선시킬 수 있다는 것이 이해될 것이다.

일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체는 퇴적물 구조체 내의 패킹 오브젝트들 사이의 틈새 공간을 통해 형성된 공기 흐름 도관의 총괄적이거나 종합적인 흐름 단면적에 크게 영향을 주지 않으면서, 또는 공기 흐름 도관 중 적어도 일부(커버된 개구의 흐름 단면적과 같은 총괄적인 흐름 단면적을 나타냄)가 차단되지 않게 하면서, 직접적인 영향 및/또는 파괴적인 이벤트(예를 들어, 항공기 또는 다른 차량이 퇴적물 구조체에 충돌하는 것, 외부 에지에서 및/또는 퇴적물 구조체의 틈새 공간 내에서 폭발이 일어나는 것, 퇴적물 구조체의 패킹 오브젝트에 영향을 주는 지진)를 흡수하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 적어도 하나의 개구를 통한 자연 순환 공기 냉각 시스템의 공기 흐름 능력에 대한, 그리고 따라서 원자로의 냉각에 대한 파괴적인 이벤트의 영향이 감소 및/또는 완화될 수 있다. 따라서, 파괴적인 이벤트의 영향에 대해서 원자로를 보호하는 것이 개선된다.

일부 예시적인 실시형태에서, 자연 순환 공기 냉각 시스템의 개구를 커버하는 퇴적물 구조체는, 퇴적물 구조체 내의 패킹 오브젝트들 사이의 틈새 공간을 통하여 개구와 주변 환경 사이에 상대적으로 많은 양의 다양한 공기 흐름 경로를 제공한다. 위에서 언급된 바와 같이, 공기 흐름 경로는 개구의 흐름 단면적보다 클 수 있는 총괄적인 흐름 단면적을 가질 수 있고, 공기 흐름 경로는 개구로부터 퇴적물 구조체의 외부 경계에 있는 다수의 다양한 위치까지 추가적으로 연장될 수 있다. 결과적으로, 퇴적물 구조체는 다른 흐름 경로가 막히거나 차단될 경우에(예를 들어, 퇴적물 구조체의 오브젝트의 영향에 기인하여, 파괴적인 이벤트에 기인한 패킹 오브젝트의 움직임에 기인하여, 홍수에 기인하여, 이들의 일부 조합에 기인하여, 또는 기타 등등에 기인하여) 개구와 주변 환경 사이의 공기 흐름이 일부 흐름 경로를 통해서 흐르도록 재지향시키도록 구성된다. 결과적으로, 퇴적물 구조체는 자연 순환 공기 냉각 시스템의 커버된 개구의 견실성 및 보호를 개선시켜서, 상기 개구와 주변 환경 사이의 공기 흐름을 보장한다. 결과적으로, 퇴적물 구조체는 파괴적인 이벤트가 개구와 주변 환경 사이의 주변 공기의 흐름이 자연 순환 공기 냉각 시스템의 냉각 능력을 유지하기 위해서 요구되는 것보다 위축되게 할 수 있는 위험을 감소시킴으로써, 임의의 파괴적인 이벤트가 원자로의 냉각을 위축시키는 위험을 감소 및/또는 완화시킨다.

추가적으로, 퇴적물 구조체가 패킹 오브젝트들의 "퇴적물" 을 포함하기 때문에, 퇴적물 구조체는 파괴적인 이벤트(예를 들어, 지진, 홍수, 화재 등)에 의해서 변형되는 것에 대해서 상대적으로 개선된 탄성을 가질 수 있다. 개별적인 패킹 오브젝트는 상대적으로 큰 질량(예를 들어, 각각 1/2 메트릭 톤)을 가질 수 있어서, 패킹 오브젝트가 퇴적물 구조체에 대하여 물리적으로 이동되거나 변위되는 것에 저항성을 가지게 한다. 추가적으로, 패킹 오브젝트들이 퇴적물 내에 배치되기 때문에, 퇴적물 구조체와 오브젝트들의 충돌과 같은 파괴적인 이벤트가 퇴적물 내의 패킹 오브젝트의 배치를 변하게 할 수 있지만, 이러한 변화는 퇴적물 구조체를 통과하는 총괄적인 공기 흐름 도관에 대해서는 감소된 영향만을 가질 수 있게 된다(예를 들어, 일부 흐름 경로는 방해될 수 있지만, 다른 흐름 경로는 영향을 받지 않을 수 있고, 이러한 변경에 기인하여 새로운 흐름 경로가 열리게 될 수도 있다). 따라서, 퇴적물 구조체는 자연 순환 공기 냉각 시스템을 통한 자연적 공기 순환이 위축되는 것에 대해서 자연 순환 공기 냉각 시스템의 내성이 개선되게 할 수 있다.

추가적으로, 퇴적물 및 그 패킹 오브젝트의 순수 질량은 충분한 양의 패킹 오브젝트를 물리적으로 이동시키거나 변위시켜서 자연 순환 공기 냉각 시스템의 커버된 개구를 노출시키거나 퇴적물 구조체를 통과하는 여러 흐름 경로가 통과하는 공기 흐름을 위축시키도록 충분히 방해하게 하려는 시도를 좌절시킬 수 있다. 결과적으로, 자연 순환 공기 냉각 시스템, 및 따라서 원자로 및 원자력 발전소의 보호가 개선된다.

오버레이된 개구와 주변 환경 사이의 흐름 경로를 퇴적물 구조체 내의 패킹 오브젝트들 사이의 틈새 공간을 통해 연장되는 것에 기반하여 상대적으로 작은 흐름 단면적을 각각 가지는 상대적으로 많은 양의 흐름 도관으로 분할하는 퇴적물 구조체를 제공하면, 원자력 발전소에 대한 운영 비용 및 유지보수 비용이 절감될 수 있는데, 그 이유는 그 하나 이상의 개구를 통해서 주변 환경으로부터 자연 순환 공기 냉각 시스템에 직접 액세스하는 것을 좌절시키거나 방해할만큼 충분히 작을 수 있는 퇴적물 구조체의 상기 분할된 다수의 흐름 경로에 의해 제공되는 자연 순환 공기 냉각 시스템의 개선된 보호가, 원자로 빌딩 내에 또는 주위에 보안 스태프 및/또는 리소스를 할당할 필요성을 줄일 수 있기 때문이고, 그 이유는 퇴적물 구조체가 자연 순환 공기 냉각 시스템의 노출된 공기 입구 및/또는 출구와 비교할 때 능동적인 보안 보호를 덜 요구하는 보안의 "강한 지점(strong point)"을 생성할 수 있기 때문이다. 사이트 보안이 원자력 발전소의 가장 큰 운영 비용 및 유지보수 비용 중 하나일 수 있기 때문에, 퇴적물 구조체는 사이트 보안이 절감되게 하는 것에 기반하여 원자력 발전소에 대한 운영 비용 및 유지보수 비용이 절감되게 할 수 있다.

자연 순환 공기 냉각 시스템이 원자로와 열 소통하는 상태인 하나 이상의 도관으로부터 퇴적물 구조체에 의해서 오버레이된 적어도 하나의 개구까지 지하로 연장되는 하나 이상의 도관을 포함하는 일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체는 그레이드(grade)에 있거나 그레이드에 가까운 개구(공기 입구 및/또는 공기 인출 개구) 위에 안착될 수 있고(예를 들어, 그 위에 자유롭게 놓일 수 있음), 추가적으로 주위의 흙, 자연석, 활석(living rock), 및/또는 콘크리트 패드 위에 안착될 수도 있다. 이러한 주위의 흙 및/또는 콘크리트는 자연 순환 공기 냉각 시스템의 도관으로의 접근에 대한 추가적 베리어를 제공할 수 있고, 따라서 자연 순환 공기 냉각 시스템 및 이를 통하여 제공된 원자로 냉각 능력에 대한 개선된 보호를 제공할 수 있다. 결과적으로, 아래에 있는 흙, 암석, 및/또는 콘크리트는 도관으로 향하는 인입 개구 및/또는 인출 개구를 바이패스하려는 시도에 대하여 추가적인 보호를 제공할 수 있어서, 개구와 원자로와 열 소통하는 상태인 하나 이상의 도관 사이의 공기 흐름이 가능해지게 한다.

도 1은 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 자연 순환 열 제거 시스템 및 퇴적물 구조체를 포함하는 원자력 발전소의 측단면도이다. 도 2a는 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 도 1의 원자력 발전소의 상면도이다. 도 2b는 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 도 1의 원자력 발전소, 및 보조 빌딩(들)의 상면도이다. 도 3은 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 자연 순환 열 제거 시스템 및 퇴적물 구조체를 포함하는 원자력 발전소의 측단면도이다. 도 4a는 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 자연 순환 열 제거 시스템의 공기 입구를 커버하는 제 1 퇴적물 구조체의 측단면도이다. 도 4b는 일부 예시적인 실시형태에 따르는, 자연 순환 열 제거 시스템의 공기 출구를 커버하는 제 2 퇴적물 구조체의 측단면도이다. 도 5a 및 도 5b는 일부 예시적인 실시형태에 따르는 퇴적물 구조체내의 개구에 커플링된 채널 구조체의 분해 사시도이다. 도 6a 및 도 6b는 일부 예시적인 실시형태에 따르는 퇴적물 구조체내의 개구에 커플링된 채널 구조체의 분해 사시도이다.

도 1, 도 2a, 및 도 2b를 참조하면, 원자력 발전소(100)는 그 안에 원자로(110)가 위치되는 원자로실(106)을 포함하는 원자로 빌딩 외벽(103)(내력벽일 수 있음)을 포함하는 원자로 빌딩(102)을 포함한다. 원자로 빌딩(102)은 원자로(110) 위에 위치된 재급유 데크(refueling deck; 104)를 더 포함한다. 일부 예시적인 실시형태에서, 도면에 도시된 바와 같은 원자로(110)는 원자로를 포함하는 격납용기 구조체를 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 역시 도시되는 바와 같이, 원자력 발전소(100)는 원자로(110)를 포함하는 원자로 빌딩(102)에 측방향으로 인접한 보조 원자로 빌딩(201)을 더 포함할 수 있다.

본 명세서에서 설명될 때, "원자로"는 핵 연료 컴포넌트, 제어봉, 또는 기타 등등이 있거나 없을 수 있는 원자로 코어를 포함하는 원자로의 잘 알려진 컴포넌트들 중 임의의 것 또는 전부를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에서 설명될 때 원자로는 비등수형원자로원자로(Boiling Water Reactor; BWR), 가압수형원자로(Pressurized Water Reactor; PWR), 액체 금속 냉각형 원자로(liquid metal cooled reactor), 용융염 원자로(Molten Salt Reactor; MSR), 또는 기타 등등을 포함하지만 이들로 한정되는 것은 아닌 임의의 타입의 원자로를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 원자로는 진보된 비등수형원자로(Advanced Boiling Water Reactor; ABWR), 경제적으로 단순화된 비등수형원자로(Economic Simplified Boiling Water Reactor; ESBWR), BWRX-300 원자로, 또는 기타 등등을 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서에서 설명된 바와 같은 원자로(110)는 그레이드(grade; 400) 아래에 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 위치될 수 있고, 임베딩된 원자로라고 불린다. 하지만 예시적인 실시형태들은 이러한 형태로 한정되지 않고, 일부 예시적인 실시형태에서는 원자로(110)가 그레이드(400) 위에 부분적으로 또는 전체적으로 위치될 수도 있다.

도 1, 도 2a, 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 원자력 발전소(100)는, 원자력 발전소(100)로부터의 원자로-배출 열(190)을 주변 환경(101)으로 제거하기 위한, 주변 환경(101)으로부터의 그리고 냉각 시스템(150)을 통과하는 주변 공기(1-11) 의 자연 순환에 기반하여 원자로(110)의 냉각을 제공하도록 구성된, 본 명세서에서는 간단히 "냉각 시스템(150)"이라고 불리는 자연 순환 공기 냉각 시스템(150)을 포함한다. 본 명세서에서 사용될 때, 공기의 자연 순환이란 에너지 소비 또는 주변 공기의 흐름을 유도, 제어, 및/또는 유지하기 위해서 순환을 구동하기 위해 에너지를 소모하는 디바이스의 동작, 예컨대 흐름 생성기 디바이스, 예를 들어 펌프의 동작에 의해서 구동되지 않는 주변 공기의 순환 또는 흐름을 가리킬 수 있다. 따라서, 냉각 시스템(150)은 수동적이거나 자연적인 순환 냉각 능력(예를 들어, 에너지 소모, 예컨대 냉각제 유체의 흐름을 유도, 제어, 및/또는 유지하기 위한 흐름 생성기 디바이스, 예를 들어 펌프의 동작에 의해서 구동되지 않는 냉각 능력)을 제공하는데, 여기에서는 냉각 시스템(150) 전체에 걸친 밀도 및 수직 높이차에 의해서 생성되는 공기 부력이 냉각 시스템(150)을 통과하는 공기(1-11)의 순환을 구동하여, 원자력 발전소(100)로부터의 열(190)을 제거한다. 일부 예시적인 실시형태에서, 냉각 시스템(150)이 냉각 시스템(150)의 하나 이상의 부분을 통과하는 공기의 흐름을 유도, 제어, 및/또는 유지하는 하나 이상의 흐름 생성기 디바이스(예를 들어, 하나 이상의 펌프, 송풍기, 압축기, 팬, 또는 기타 등등)를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

적어도 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템(150)은 주변 환경(101)으로부터의 주변(예를 들어, 주변-온도인) 공기(1-6)를, 원자로(110)와 열 소통하는 상태인 하나 이상의 도관으로 순환시킴으로써, 하나 이상의 도관 내의 공기(7)가 원자로-배출 열(190)을 흡수하고, 따라서 가열되게 한다. 더 나아가, 냉각 시스템(150)은 가열된 공기(7-(11)가 하나 이상의 도관으로부터 주변 환경(101)으로 다시 순환되게 함으로써, 주변 환경(101)이 냉각 시스템(150)에 대한 히트 싱크로서의 역할을 하게 한다.

주변 환경으로부터 냉각 시스템(150) 내로 유인되는 주변 공기(1-6)는 주변 환경 조건에 기반한 주변 온도를 가질 수 있다(예를 들어, 20℃를 포함하는 0℃ - 35℃이지만, 주변 공기(1-6)의 온도는 더 높거나 더 낮을 수도 있음). 본 명세서에서 언급되는 바와 같이, 원자로(110)부터의 열(190)을 흡수한 공기(7-11)는 주변 환경(101)의 온도보다 높은, 그리고 따라서 주변 공기(1-6)의 온도보다 높은 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 원자로(110)의 외면(110S)은 155℃ 내지 350℃이고 및/또는 잠재적으로 600℃ 이상인 온도에 도달할 수 있다. 결과적으로, 주변 공기(1-6)는 본 명세서에서 "차가운 공기"라고 불릴 수 있고, 공기(7-11)는 본 명세서에서 "뜨거운 공기"라고 불릴 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템(150)은 본 명세서에서 "냉기 입구(cold air inlet)"라고도 불리는 공기 인입 개구(122), 냉기 입구 도관(124), 냉기 플레넘(126), 냉기 도관(128), 연결 플레넘(140), 온기 도관(hot air conduit; 138), 온기 플레넘(136), 온기 출구 도관(134), 및 본 명세서에서 "온기 출구(hot air outlet)"라고도 불리는 공기 인출 개구(132)를 포함할 수 있다.

도 1, 도 2a, 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 공기 인입 개구(122) 및 공기 인출 개구(132)는 그레이드(400)(예를 들어, 국소 지표면 레벨 또는 고도)에 각각 위치되고 위를 바라볼 수 있지만, 예시적인 실시형태들은 이것으로 한정되지 않는다. 냉기 입구 도관(124)은 공기 인입 개구(122)를 냉기 플레넘(126)에 연결할 수 있고, 온기 출구 도관(134)은 공기 인출 개구(132)를 온기 플레넘(136)에 연결할 수 있다.

냉각 시스템(150)은 원자로(110)를 동심적으로 둘러싸는 콜렉터 실린더(129I) 및 원통형 사일로 벽(silo wall; 129O)을 더 포함할 수 있다. 원통형 사일로 벽(129O)의 내면 및 콜렉터 실린더(129I)의 외면은 상단 단부에서 냉기 플레넘(126)에 연결되고 원자로(110) 주위에서 수직으로 연장되는 환형 냉기 도관(128)을 총괄하여 형성할 수 있다. 콜렉터 실린더(129I)의 내면 및 원자로(110)의 외면(110S)은 상단 단부에서 온기 플레넘(136)에 연결되고 원자로(110) 주위에서 수직으로 연장되는 환형 온기 도관(138)을 총괄하여 형성할 수 있다. 도시된 바와 같이, 온기 및 냉기 도관(138 및 128)은 원자로(110) 주위에서 동심적으로 배치될 수 있지만, 예시적인 실시형태들은 이것으로 제한되지 않는다. 콜렉터 실린더(129I)는 온기 및 냉기 도관(138 및 128)을 서로로부터 측방향으로 파티셔닝한다(그리고, 일부 예시적인 실시형태에서는 절연시킴).

도 1에 도시된 바와 같이, 콜렉터 실린더(129I)는 원통형 사일로 벽(129O)의 하단면(129B)으로부터 이격됨으로써, 콜렉터 실린더(129I)의 하단면(129B)과 상기 하단 에지 사이에 연결 플레넘(140)을 형성한다. 온기 및 냉기 도관(128)은 콜렉터 실린더(129I)의 하단 에지에 의해서 형성된 각각의 하단 단부에서 연결 플레넘(140)에 대해서 각각 개방됨으로써, 공기가 연결 플레넘(140)을 통하여 도관들(128 및 138) 사이에서 흐를 수 있게 한다.

도 1, 도 2a, 및 도 2b를 참조하면, 냉기(1-2)(예를 들어, 주변 환경(101)의 주변 온도, 예를 들어 0℃ - 35℃, 예컨대 20℃와 거의 같은 온도를 가지는 주변 공기)가 주변 환경(101)으로부터 공기 인입 개구(122)를 통해서 냉각 시스템(150) 내로 견인되고, 냉기(3)로서 하나 이상의 냉기 입구 도관(124)을 통하여 냉기 플레넘(126) 내로 추가적으로 견인된다. 일부 예시적인 실시형태에서, 냉각 시스템(150)은 공통(동일한) 냉기 플레넘(126)에 연결된 다수의 공기 인입 개구(122) 및 냉기 입구 도관(124)을 포함할 수 있어서, 냉기(예를 들어, 여러 냉기 입구 도관(124)을 통하여 견인된 냉기(예를 들어, 공기(3))가 냉기 플레넘(126) 내에서 공기(4)로서 혼합될 수 있게 한다.

냉기 플레넘(126)의 냉기(냉기(4))는 하나 이상의 냉기 도관(128)을 통해서 냉기(5)로서 흐를 수 있다. 도시된 바와 같이, 냉기(5) 중력의 방향으로 적어도 부분적으로 하향으로 흐른다. 냉기(5)는 냉기 도관(128)으로부터 그 개방된 하단 개구를 통하여 연결 플레넘(140) 내로 냉기(6)로서 방출될 수 있다.

연결 플레넘(140) 내의 냉기(6)는 180-도 회전하고 온기 도관(138) 내를 향하여 상향으로 공기(7)로서 흐른다. 온기 도관(138)은 온기 도관(138)의 경계를 형성하는 원자로(110)의 적어도 외면(110S)을 통하여 원자로(110)와 열 소통하는 상태이다. 원자로(110)로부터 방출된 열(190)은 외면(110S)을 통화여 온기 도관(138) 내로 전달될 수 있다. 온기 도관(138) 내로 전달된 이러한 열(190)은 온기 도관(138) 내에 위치된 공기(7)에 의해서 흡수될 수 있다. 열이 흡수된 결과, 온기 도관(138) 내에 위치된 공기(7)는 가열될 수 있어서, 공기(7)의 온도가 주변의 "차가운" 공기(1-6)의 온도에 비해서 올라가게 될 수 있다(예를 들어, 공기(7)는 155℃까지, 350℃까지, 600℃ 넘는 온도까지, 또는 이들의 임의의 조합까지 가열기). 따라서, 공기(7)는 "온기"라고 불릴 수 있다.

열(190)을 흡수하고 가열된 것에 기반하여, 온기(7)는 거의 주변 환경(101)의 주변 온도인 온도를 가지는 냉기(1-6)의 밀도에 비해서 감소된 밀도를 가질 수 있다. 다시 말하자며, 온기(7)는 냉기(1-6)보다 큰 부력을 가질 수 있다. 결과적으로, 냉기(6)가 연결 플레넘(140)으로부터 그 하단 개구를 통해서 온기 도관(138) 내로 흐를 수 있고, 따라서 온기 도관(138) 내의 온기(7)를 냉기(6)에 비한 온기(7)의 감소된 밀도에 기인하여 변위시킬 수 있다.

추가적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템(150)은 냉각 시스템(150) 내의 공기(7-11)의 공기 흐름 경로가 원자로(110)로부터 수직 상향으로 진행하도록 구성됨으로써, 온기(7)가 이에 따라서 온기 도관(138)을 통해 그리고 그 밖으로 "상승(rise)"해서 온기 플레넘(136) 내로 온기(8)로서들어가게 하고, 더 나아가 온기 플레넘(136)에 연결된 하나 이상의 온기 출구 도관(134)을 통해서 온기(9)로서, 그리고 더 나아가 하나 이상의 공기 인출 개구(132)를 통해서 주변 환경(101) 내로 온기(10, 11)로서들어가게 하는데, 이러한 주변 환경에서 주변 환경(101) 내로 방출되는 온기(11)의 온도는 냉각 시스템(150) 내로 견인되는 냉기(1)의 온도보다 더 높다. 따라서 주변 환경(101)은 냉각 시스템(150)에 대한 히트 싱크로서의 역할을 한다.

도시된 바와 같이, 냉각 시스템(150)의 도관, 개구, 플레넘, 및 구조체는, "뜨거운" 공기(7-11)의 흐름 경로가 개략적으로 수직으로 상향되게(예를 들어, 적어도 부분적으로 중력 방향에 반대가 되도록) 진행하고, "차가운" 공기(1-6)의 흐름 경로가 개략적으로 수직으로 하향되게(예를 들어, 적어도 부분적으로 중력 방향으로) 진행하게 되도록 구성된다. 결과적으로, 냉각 시스템(150)을 통과하는 공기(1-11)의 순환은 열(190) 제거가 냉기(1-6)에 비하여 온기(7-11)의 밀도의 감소(예를 들어, 증가된 부력)에 의해서 구동되는 것에 기인하여 원자로(110)부터의 열(190)을 흡수하는 공기(7)에 기인하여 원자로(110)의 냉각을 제공함으로써, 온기 도관(138)의 바닥에서 냉기(6)가 온기(7)를 대체함에 의해서 온기(7-11)를 시스템(105) 밖으로 "상승"시키고, 주변 환경(101)을 향해서 일반적으로 수직으로 상향으로 이동시키며, 추가적으로 추가 냉기(1-5)가 일반적으로 수직으로 하향 방향으로 냉각 시스템(150)을 향해서 견인되게 하여 그 안에서 변위된 공기를 대체하게 한다. 추가적으로, 온기 도관(138)의 하단에 있는 공기(6)는 냉각 시스템(150)을 통과하는 하향 수직 경로에 기인하여 더 차가워지고, 냉기(1-6)가 결과적으로 더 차갑게 되며, 더 높은-밀도의 공기(6)가 연결 플레넘(140) 내에 위치되게 된다. 따라서, 공기(1-11)의 순환은 에너지를 소모하는 흐름 생성기 디바이스(예를 들어, 펌프, 송풍기, 또는 기타 등등)의 동작이 없이 진행될 수 있고, 따라서 상기 순환은 공기(1-11)의 "자연 순환(natural circulation)"이라고 불릴 수 있다. 따라서, 냉각 시스템(150)은 주변 환경 안팎으로의 주변 공기의 "자연 순환" 에 기반하여 원자로(110)의 냉각을 제공하도록 동작된다고 이해될 수 있다.

여전히 도 1, 도 2a, 및 도 2b를 참조하면, 원자력 발전소(100)는 자연 순환 공기 냉각 시스템(150)의 공기 인입 개구(122) 또는 공기 인출 개구(132) 중 적어도 하나의 개구를 커버하는 하나 이상의 퇴적물 구조체(210)를 포함하고, 퇴적물 구조체는 적어도 하나의 개구를 커버함으로써, 적어도 하나의 개구가 주변 환경(101)에 직접 노출되는 것으로부터 패킹 오브젝트들의 퇴적물에 의해서 차단되게 하는 패킹 오브젝트들(packing object)의 퇴적물을 포함한다.

도 1은 원자력 발전소(100)가 별개의 제 1 및 제 2 패킹 오브젝트들(212A 및 212B)의 퇴적물을 각각 포함하고 공기 인입 개구(122) 또는 공기 인출 개구(132)의 별개의 개구를 각각 커버하는 두 개의 퇴적물 구조체(210A, 210B)를 포함하는 것으로서 예시한다. 퇴적물 구조체(210) 및 그 패킹 오브젝트(212)에 관련하여 제공된 후속하는 설명은 예시적인 실시형태 중 임의의 것에 따른 원자력 발전소(100)의 임의의 퇴적물 구조체(예를 들어,(210A, 210B) 및/또는 패킹 오브젝트(예를 들어 212A, 212B)에도 적용되는 것으로 이해될 것이다. 비록 도 1, 도 2a, 및 도 2b가 냉각 시스템(150)의 개구들(122, 132) 전부를 총괄하여 커버하는 두 개의 퇴적물 구조체(210A, 210B)를 예시하지만, 원자력 발전소(100)는 하나 이상의 개구(120)(예를 들어, 122 및/또는132)를 커버할 수 있어서 냉각 시스템(150)의 하나 이상의 개구(120)(예를 들어, 122 및/또는 132)가 본 명세서에서 설명된 바와 같은 임의의 퇴적물 구조체에 의해서 커버되지 않게 하는 단일 퇴적물 구조체(210)(예를 들어, 210A 또는 210B)를 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다.

일반적으로 도 1, 도 2a, 및 도 2b를 참조하면, 각각의 퇴적물 구조체(210)는 냉각 시스템(150)의 하나 이상의 개구(120)를 커버하는 패킹 오브젝트들(212)의 "퇴적물"을 포함하고, 여기에서 상기 하나 이상의 개구(120)는 냉각 시스템(150)의 공기 인입 개구(122) 및/또는 공기 인출 개구(132)를 포함할 수 있다.

퇴적물 구조체(210)는 패킹 오브젝트들(212)의 "더미(heap)", 패킹 오브젝트들(212)의 "퇴적물", 및/또는 패킹 오브젝트들(212)의 "스택" 을 망라할 수 있다. "퇴적물"이라는 용어는 본 명세서에서, 패킹 오브젝트들(212)의 "더미", "퇴적물", 또는 "스택" 을 망라할 수 있는 패킹 오브젝트들(212)의 배열체를 가리키도록 사용되는데, 그 이유는 이러한 용어들이 일반적으로 알려져 있기 때문이다.

각각의 "퇴적물"은 퇴적물 내의 인접한 패킹 오브젝트들(212) 사이에 정돈된(예를 들어, 정돈된 구조체에 의해서 결정됨) 틈새 공간을 가지는 특정 구조체를 제공하기 위한 패킹 오브젝트들(212)의 정돈된 배열체를 포함할 수 있다. 패킹 오브젝트들의 정돈된 배열체는 3-차원의 결정 구조체에 대응하는 패킹 오브젝트들(212)의 3-차원의 격자("격자 구조체")를 포함할 수 있는데, 개별적인 패킹 오브젝트(212)는 구조체의 개별 격자점을 형성한다. 예를 들어, 패킹 오브젝트(212)는 체심 입방 구조체, 면심 입방 구조체, 단순 입방 구조체(primitive cubic structure), 또는 기타 등등인 3-차원의 격자 구조체를 형성할 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 패킹 오브젝트(212)는 육각형의 최밀 구조체(closest packed structure), 입방 최근접 패킹된 구조체인 3-차원의 격자 구조체를 형성할 수 있다. 패킹 오브젝트들이 임의의 공지된 패킹된 구조체 또는 격자 구조체를 형성하도록 배치될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 3-차원의 격자는 대칭 격자일 수 있지만, 예시적인 실시형태들은 이것으로 한정되지 않는다.

각각의 "퇴적물"은 퇴적물 내의 패킹 오브젝트들 사이에 틈새 공간의 무작위화되고 및/또는 비-정돈된 배열체를 가질 수 있는 패킹 오브젝트들(212)의 비-정돈 배열체를 포함할 수 있고, 이것은 틈새 공간 및 그들을 통과하는 공기 흐름 도관이 특정한 정돈된 구조체에 의해서 결정되지 않는다는 것에 기인하여, 퇴적물 구조체(210)에 의해서 커버되는 개구로 액세스하기 위한 가능성에 대해서, 퇴적물 구조체(210)에 의해서 제공된 보호를 개선시킬 수 있다. 다른 예에서, 퇴적물 구조체(210)는 패킹 오브젝트들(212)의 정돈된 및 비-정돈 배열체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4b를 참조하면, 퇴적물 구조체(210)는 퇴적물 구조체에 의해 커버되는 개구(120)에 인접한 하부 제 1 세부-퇴적물(510-1)을 포함할 수 있는데, 여기에서 하부 제 1 세부-퇴적물(510-1)은 패킹 오브젝트(212)의 정돈된 배열체를 포함하고, 퇴적물 구조체(210)는 하부 제 1 세부-퇴적물(510-1) 위에 안착된 상부의 제 2 세부-퇴적물(510-2)을 포함할 수 있으며, 여기에서 상부 제 2 세부-퇴적물(510-2)은 패킹 오브젝트(212)의 비정돈 배열체를 포함한다. 다른 예에서, 퇴적물 구조체(210)는 제 1 및 제 2 패킹 오브젝트들을 포함하는데, 제 1 패킹 오브젝트는 퇴적물 구조체 내에서 정돈된 구조체(예를 들어, 3-차원의 격자 구조체)로 배치되는 반면에, 제 2 패킹 오브젝트(제 1 패킹 오브젝트보다 작을 수 있음)는 제 1 패킹 오브젝트들 사이의 틈새 공간 내에서 비정돈 배열체로 배치된다.

퇴적물 구조체(210)는 패킹 오브젝트(212)에 의해 구축되고 다른 지지 구조체(예를 들어, 지지 벽)에 의해서 지지되지 않은 채로 냉각 시스템(150)의 커버된 개구(120)에 상에 놓여 있는(자유롭게 놓여 있음) 안정한 자립형 구조체일 수 있다. 그러나, 예시적인 실시형태들은 이것으로 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다; 일부 예시적인 실시형태에서는, 퇴적물 구조체(210)가 퇴적물 구조체(210) 내의 패킹 오브젝트(212)의 배열 및/또는 하중을 적어도 부분적으로 지지하고 따라서 퇴적물 구조체(210)의 형상 및/또는 구조체를 적어도 부분적으로 지지하는 지지 구조체와 접경되고 및/또는 이것을 포함할 수도 있다.

퇴적물 구조체(210)의 패킹 오브젝트들(212)은 균질할 수 있거나 이질적일 수도 있다(예를 들어, 퇴적물 구조체(210)는 그 안의 하나 이상의 배열체 내에서 여러 별개의 타입의 패킹 오브젝트(212)를 포함할 수 있음). 패킹 오브젝트(212)는 자연석(예를 들어, 화강암), 합성암(예를 들어, 세라믹, 공업화된 석영 등), 콘크리트, 금속, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 재료를 포함할 수 있다. 패킹 오브젝트(212)는, 특정 스택 또는 정돈된 배열(예를 들어, 특정 3D 격자 구조체, 인터록되거나 및/또는 상보적으로 인터페이싱하도록 구성된 형상, 또는 기타 등등)을 가능하게 하도록 구성된 형상을 포함하여 하나 이상의 특정 형상을 각각 가질 수 있다. 하지만, 일부 예시적인 실시형태에서는 하나 이상의 패킹 오브젝트들(212)이 상이한 형상을 가질 수도 있다.

예를 들어, 일부 예시적인 실시형태에서, 패킹 오브젝트(212)는 다양한 합성암 재료 및/또는 자연석 재료를 포함하는 암석 재료를 포함할 수도 있지만 그것들로 제한되지는 않는다. 일부 예시적인 실시형태에서, 패킹 오브젝트(212)는 콘크리트 구조체, 실리카 비드(silica bead), 암석, 모래, 및/또는 임의의 방화 에이전트를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 패킹 오브젝트(212)는 콘크리트 구조체를 포함하지만 이들로 한정되는 것은 아닌 다양한 타입의 오브젝트를 포함할 수 있고, 이들은 더 큰 구조체를 함께 형성하도록 인터로킹되고 및/또는 배치될 수 있다. 이러한 오브젝트 및/또는 이를 통하여 형성된 구조체는 "사석(rip rap)", 샷 암석(shot rock), 암석 아머(rock armor), 구형 콘크리트 구조체, 짜깁기된(knitted) 콘크리트 구조체, 그리드 금속 격자 구조체, 콘크리트 방파 구조체, "돌로스(dolos)" 구조체(예를 들어, "돌로세(dolosse)", 콜로스(KOLOS 구조체(예를 들어, 콘크리트 인터록 아머 구조체), 인터록될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 공업용 포트랜드 시멘트 형상(engineered Portland cement shape), "테트라포드(Tetrapod)" 콘크리트 구조체, 이들의 임의의 조합, 또는 기타 등등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210)는 상이한 구조체, 크기, 형상, 재료 조성물, 이들의 임의의 조합, 또는 기타 등등을 가질 수 있는 상이한 타입의 패킹 오브젝트들(212)의 혼합물을 포함될 수 있다. 결과적으로, 퇴적물 구조체(210)를 포함하는 패킹 오브젝트들(212)의 퇴적물은 다양한 패킹 밀도를 가질 수 있고 다양한 크기를 가지는 틈새 공간을 형성할 수 있다.

일부 예시적인 실시형태에서, 패킹 오브젝트들(212) 중 적어도 일부는 퇴적물 구조체(210)의 내부(예를 들어, 그 공기 흐름 도관)를 통과하는 재료와 반응하여 냉각 시스템(150) 내의 환경 및/또는 주변 환경을 제어하도록 구성된다. 일부 예시적인 실시형태에서, 패킹 오브젝트들(212) 중 일부 또는 전부는 물의 기계적인 제거(예를 들어, 퇴적물 구조체(210A)를 통해서 냉각 시스템(150) 내로 견인된 냉기(1-2)로부터의 제거)를 가능하게 하도록 구성된 필터 매질 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패킹 오브젝트(212)는 활성화된 알루미나(activated alumina)(Al2O3), 활성탄(activated charcoal), 유기 왁스(organic wax), 또는 플라스틱 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 패킹 오브젝트는 냉각 시스템(150)의 공기 인입 개구(122)를 커버하고, 이를 통하여 냉각 시스템(150)으로의 물 유출을 제어하는 퇴적물 구조체(210A) 내에 포함될 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 패킹 오브젝트들(212) 중 일부 또는 전부는 방사능 재료의 제거(예를 들어 퇴적물 구조체(210B)를 통하여 냉각 시스템(150)으로부터 방출되는 온기(10-11)로부터의 제거)를 가능하게 하도록 구성된 필터 매질 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패킹 오브젝트(212)는 방사성핵종(radionuclides)에 대한 흡수면을 제공하는 모래, 비드, 알루미나와 같은 재료를 포함할 수 있다. 이러한 패킹 오브젝트는 냉각 시스템(150)의 공기 인출 개구(132)를 커버하고 이를 통하여 주변 환경(101) 내로 방출되는 방사능 재료(예를 들어, 방사능 에어로졸, 방사능 가스)를 통제하는 퇴적물 구조체(210B) 내에 포함될 수 있다.

일부 예시적인 실시형태에서, 발화를 약하게 하거나 억제하고 발화 및/또는 발화된 유체가 냉각 시스템(150) 내로 유출되고 및/또는 냉각 시스템(150)에 의해 제공되는 냉각 능력에 영향을 주는 것을 감소시키거나 방지하기 위해서, 퇴적물 구조체(210) 내의 패킹 오브젝트(212) 중 적어도 일부는 가열되면, 예를 들어 화재 발생 시에(예를 들어, 발화된 유체가 퇴적물 구조체(210) 내부의 공기 흐름 도관을 통과하는 경우) 용융염(예를 들어, 용해된 불화물 염)을 방출하도록 구성된다. 일부 예시적인 실시형태에서, 패킹 오브젝트(212) 중 적어도 일부는 잠재적인 화재를 커버하거나 약화시키는 "방화막(blanketing)" 구조체를 제공하기 위해서 화재 시에 분해되도록 구성되는 폴리머 매트릭스(예를 들어, 폴리이미드, 폴리벤족사졸(polybenzoxazoles; PBOs), 폴리벤지미드아졸(polybenzimidazoles), 및 폴리벤즈시아졸(polybenzthiazoles; PBTs))를 포함할 수 있거나 구비할 수 있다. 퇴적물 구조체(210)는 퇴적물 구조체(210)의 공기 흐름 도관 중 일부가 상기 약화시키는 조치에 기인해서 차단되는 경우에도 충분한 누적적 흐름 단면적을 유지하도록 구성됨으로써, 화재 및/또는 발화된 유체가 개구(120) 중 하나로 이동하는 것에 관련하여 냉각 시스템(150)에 의해서 제공되는 냉각 능력에 대한 개선된 견실성 및 보호를 제공할 수 있다.

퇴적물 구조체(210)는 그 내부를 통과하는 다수의 공기 흐름 도관(154)을 형성하도록 구성될 수 있는데, 공기 흐름 도관(154)(예를 들어, 퇴적물 구조체(210A 및 210B) 내의 154A 및 154B 각각)은 퇴적물 구조체(210)의 인접한 패킹 오브젝트들(212) 사이의 틈새 공간에 의해서 적어도 부분적으로 형성되고, 이러한 틈새 공간을 통해 연장된다. 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같은 예시적인 공기 흐름 도관(154A 및 154B)은 퇴적물 구조체(210)의 인접한 패킹 오브젝트들(212) 사이에서 형성되고 따라서 개구(120)와 주변 환경(101) 사이에서 상기 퇴적물 구조체(210)를 따라서 연장되는 비선형 도관이다. 도 1 및 도 3에 예시된 예시적인 공기 흐름 도관(154A 및 154B)이 퇴적물 구조체(210)를 통과하는 공기 흐름 도관(154)의 예들이고, 퇴적물 구조체(210)는 도시된 예시적인 공기 흐름 도관(154A 및 154B)의 양과 배열체로 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 사실 상, 주어진 퇴적물 구조체(210) 내에 있고, 따라서 개구와 주변 환경(101) 사이에서 주어진 퇴적물 구조체(210)를 통과하며 연장되는 상이한 공기 흐름 도관(154)의 개수(양)는 100 개 보다 많거나, 1,000 개보다 많거나, 1,000,000 개보다 많을 수 있다. 퇴적물 구조체(210)는, 퇴적물 구조체(210)에 의해 커버되는 개구(120)로의 직접적인 인간 또는 머신 액세스를 약화시키거나 배제할만큼 충분히 작고, 커버된 개구(120)와 주변 환경(101) 사이에서 퇴적물 구조체(210)를 통과하는 공기 흐름 도관(154)의 누적적 흐름 단면적이 냉각 시스템(150)에 의해 제공되는 냉각 능력을 지지하는 흐름 영역 아래로 쉽게 감소되지 않을만큼 충분한 개수를 가지는, 인접한 패킹 오브젝트들(212) 사이의 틈새 공간을 형성하도록 구성될 수 있다.

이러한 퇴적물 구조체(210)는 총괄하여 적어도 특정 패킹 밀도, 인접한 패킹 오브젝트들 사이의 최대 틈새 간극 이들의 일부 조합, 또는 기타 등등을 총괄하여 가지는 패킹 오브젝트(212)를 가질 수 있다.

일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210) 내의 패킹 오브젝트들(212)의 퇴적물은 약 750 kg/m³ 이상인 패킹 밀도를 가지는 구조체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 퇴적물 구조체(210)를 포함하는 패킹 오브젝트(212)의 패킹 밀도는 1,300 kg/m³ 이상일 수 있다.

패킹 오브젝트(212)는 다양한 크기, 형상, 및/또는 무게를 가질 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210)의 각각의 패킹 오브젝트(212)는 적어도 1/2 메트릭 톤의 무게를 가질 수 있어서, 패킹 오브젝트(212)가 실질적 리소스(예를 들어, 중장비의 리프팅 기계류)를 적용하지 않고서는 쉽게 움직이지 않을만큼 개별적으로 무거워져서, 이를 통하여 퇴적물 구조체(210)에 의해 커버된 개구(120)에 대한 개선된 보호 및 고정을 제공하게 한다.

일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210)를 포함하는 패킹 오브젝트들(212)의 퇴적물 내의 인접한 패킹 오브젝트들(212) 사이의 틈새 간극의 최대 누적 부피는 퇴적물 구조체(210)의 총 부피의 약 60% 이하이다. 예를 들어, 퇴적물 구조체(210)를 포함하는 패킹 오브젝트들(212)의 퇴적물 내의 인접한 패킹 오브젝트들(212) 사이의 틈새 간극의 최대 누적 부피는 퇴적물 구조체(210)의 총 부피의 약 30% 이하이다.

일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210)를 포함하는 패킹 오브젝트들(212)의 퇴적물 내의 임의의 인접한 패킹 오브젝트들(212) 사이의 최대 틈새 간극은 약 12 인치 이하이다. 예를 들어, 퇴적물 구조체(210)를 포함하는 패킹 오브젝트들(212)의 퇴적물 내의 임의의 인접한 패킹 오브젝트들(212) 사이의 최대 틈새 간극은 약 3 인치 이하이다.

일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210)는 공기(예를 들어, 냉기(1-2) 및/또는 온기(10-11))가 커버된 개구(120)와 주변 환경(101) 사이에서, 패킹 오브젝트들(212)의 퇴적물 내의 인접한 패킹 오브젝트들(212) 사이의 틈새 공간을 통하여 지나가게 하도록 구성됨으로써, 패킹 오브젝트들(212)의 퇴적물을 통한 주변 환경(101)과 상기 커버된 개구(120) 사이의 압력차가 특정 값 이하가 되게 한다. 이러한 구성은 퇴적물 구조체(210)가 냉각 시스템(150)의 동작에 감소되거나 최소의 영향만을 가지는 것을 보장할 수 있다. 또한, 이러한 구성은 퇴적물 구조체(210)를 통과하는 공기 흐름 도관 중 일부가 막히더라도 만족스러운 압력차가 유지되도록 보장할 수도 있다. 예를 들어, 퇴적물 구조체(210)는, 퇴적물 구조체(210)를 통과하는 개구(120)와 주변 환경(101) 사이의 주어진 공기 흐름 도관(154)의 주어진 길이에 따른 압력차가 공기 흐름 도관(154)을 통과하는 길이 1 피트당 약 2 인치의 수면 게이지(water gauge) 이하가 되도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 퇴적물 구조체(210)는, 퇴적물 구조체(210)를 통과하는 개구(120)와 주변 환경(101) 사이의 주어진 공기 흐름 도관의 주어진 길이에 따른 압력차가 공기 흐름 도관을 통과하는 길이 1 피트당 약 0.5 인치의 수면 게이지 이하가 되도록 구성될 수 있다.

원자력 발전소(100) 내의 개별 퇴적물 구조체들은 동일하거나 상이한 구조체(예를 들어, 패킹 오브젝트의 배열체) 및/또는 동일하거나 상이한 타입의 패킹 오브젝트를 가질 수 있다. 도 1에서, 예를 들어 제 1 퇴적물 구조체(210A)는 제 2 패킹 오브젝트(212B)의 대칭적인 3-차원의 격자를 생성하는 제 1 패킹 오브젝트(212A)의 정돈된 배열체를 포함할 수 있는 반면에, 제 2 퇴적물 구조체(210B)는 제 2 패킹 오브젝트(212B)의 비정돈 배열체를 포함할 수 있다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 각각의 퇴적물 구조체(210)는 퇴적물 구조체(210)를 구조적으로 지지할 수 있는 패드(211)(예를 들어, 패드(211A 및 211B) 각각) 상에 안착될 수 있고, 더 나아가 퇴적물 구조체(210)에 의해 커버되는 개구(120)로의 지하를 통한 액세스에 대한 추가적인 보호를 더 제공할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 패드(211)는 콘크리트 패드이다. 도 2a 및 도 2B에 도시된 바와 같이, 개구(120)는 패드(211)를 통과하여 연장될 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 패드(211)는 그 위에 퇴적물 구조체(210)의 패킹 오브젝트(212)가 안착되는 고무 라이너를 포함할 수 있다. 추가적으로, 매질, 예컨대 모래가 고무 라이나 아래에 그리고 국소 토양 위에 위치될 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 패드(211)는 퇴적물 구조체(210) 내부 안에 있는 주변 수분(예를 들어, 강우, 진눈깨비, 눈 등)이 패드에서 수집되고, 그 후에 제거되게 하여(예를 들어, 도면에는 도시되지 않은 펌프 디바이스에 의한 펌핑을 통하여) 냉각 시스템(150)으로 들어가는 공기의 흐름 내의 물 함유량을 완화시키도록 구성될 수 있다.

일부 예시적인 실시형태에서, 패드(211)는 평평하고 수평일 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 패드(211)의 적어도 이루는 경사져 있을 수 있고, 퇴적물 구조체(210)를 지지하고 성형하며, 추가적으로 개구(120)로부터의 물의 향상된 캡쳐 및 제거를 제공하는 수평 배플링(baffling) 시스템을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 패드(211)의 상기 구조체는 그레이드(400) 아래에 위치될 수 있다.

도 1, 도 2a, 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 원자력 발전소(100)는 각각의 별개의 퇴적물 구조체(210)를 적어도 부분적으로 측방향으로(수평으로) 둘러싸는 억제 구조체(curb structure; 170)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1, 도 2a, 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 억제 구조체(170A)는 제 1 퇴적물 구조체(210A)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있고, 제 2 억제 구조체(170B)는 제 2 퇴적물 구조체(210B)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 각각의 억제 구조체(170)는 작은 쓰레기 및/또는 유체(예를 들어, 물)가 억제 구조체(170)에 의해 둘러싸인 각각의 퇴적물 구조체(210) 내의 틈새 공간에 진입하거나 틈새 공간에서 쌓이는 것을 완화 또는 차단하도록 구성될 수 있어서, 이를 통하여 이러한 쓰레기 및/또는 유체가 퇴적물 구조체(210) 내부를 통과하는 누적적 공기 흐름 도관(154)에 주는 영향을 완화시킨다. 각각의 억제 구조체(170)는 콘크리트, 토양, 암석, 금속, 이들의 임의의 조합, 또는 기타 등등을 포함하는 다양한 재료를 포함할 수 있다. 그레이드(400)로부터의 억제 구조체(170)의 수직 높이(예를 들어, 고도)는, 예를 들어 약 6 인치 내지 약 1 피트일 수 있고, 억제 구조체(170)의 두께도 역시, 예를 들어 약 6 인치 내지 약 1 피트일 수 있다.

도 5a 및 도 5b 및 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 공기 인입 개구(122) 및/또는 공기 인출 개구(132)일 수 있는 예시적인 개구들(120)이 도시된다. 도시된 바와 같이, 각각의 개구(120)는 베이스(542) 또는 "베이스 구조체"(패드(211)의 일부일 수 있음) 및 베이스를 통해서 연장되는 홀(544)을 포함한다. 그레이트(grate; 546)가 홀(544)을 커버할 수 있다. 그레이트(546)는 베이스(542)를 커버하고 베이스에 부착되는(예를 들어, 베이스에 볼트로 결합된 플랜지를 가짐), 뒤에서 더 상세히 설명되는 채널 구조체(156)에 의해서 제자리에 체결될 수 있다. 그레이트(546)는 패킹 오브젝트(212)가 홀(544) 안으로, 그리고 따라서 냉각 시스템(150) 안으로 떨어지는 것을 줄이거나 방지하도록 구성될 수 있다. 격자(546)는 존재하지 않을 수 있고, 패킹 오브젝트(212)는 홀(544)보다 크도록 크기가 결정될 수 있고 및/또는 충분히 큰 무게(예를 들어, 1/2 메트릭 톤)을 가져서 패킹 오브젝트(212)가 홀(544)과 관련하여 이동되는 것을 완화시키거나 방지하도록 할 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 격자(546)는 4 내지 40의 범위에 속하는 표준 미국 메시 크기를 가지는 금속성(예를 들어, 강철) 격자일 수 있다. 격자(546)는 가스 폭발로부터의 압력 펄스 이후에 유지되도록 구성될 수 있다(예를 들어, 베이스(542)에 부착되는 것 및/또는 퇴적물 구조체(210)의 무게에 의해서 제 자리에 유지되는 것에 기인함). 공기 인입 개구(122)인 개구(120)의 격자(546)는 변형에 의해서 공기 인입 개구에서의 압력이 증가되는 것과 연관된 에너지를 흡수하도록 구성될 수 있다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 각각의 퇴적물 구조체(210)의 패킹 오브젝트(212)는 그레이드(400)에 대한 특정 안식각(angle of repose; 420)과 연관될 수 있는데, 이것은 패킹 오브젝트(212)가 퇴적물이 무너지지 않으면서 쌓일 수 있는 그레이드(400)의 평면에 대한 패킹 오브젝트들(212)의 퇴적물의 강하 또는 딥(dip)의 가장 급격한 각도일 수 있다. 퇴적물 구조체(210)의 안식각(420)은 패킹 오브젝트들(212)의 내부 마찰, 크기 및 형상, 및 밀도에 의존할 수 있다. 안식각(420)은 패킹 오브젝트(212)가 미끄러지는 것을 줄이거나 방지하기 위해서, 퇴적물 구조체(210)가 안착되는 커버된 개구(120)의 베이스(542) 및/또는 패드(211)의 거칠기에도 의존할 수 있다. 안식각은 그레이드(400)로부터 약 25 도 및 약 45 도일 수 있다. 주어진 퇴적물 구조체(210)의 패킹 오브젝트들(212)의들의 퇴적물은 그것의 패킹 오브젝트(212)의 특정 안식각(420) 이하의 고저각(410)을 가질 수 있다(예를 들어, 고저각(410)은 안식각(420)의 약 90% 이하일 수 있다). 결과적으로, 퇴적물 구조체(210)의 패킹 오브젝트(212)의 안식각(420)보다 적은 고저각(410)을 가지는 퇴적물 구조체(210)는 격납용기 벽 또는 다른 지지 구조체에 의해서 지지되지 않고서도 자유롭게 자리를 잡을 수 있고, 따라서 퇴적물 구조체(210)에 의해서 커버된 개구(120)가 쉽게 벗겨지는 것(예를 들어, 퇴적물 구조체(210)가 안식각(420)보다 작은 고저각(410)을 가지는 것에 기반하여 내성을 가지도록 구성되는 암석의 미끄러짐에 기인한 벗겨짐(uncovering)에 대해서 내성을 가지도록 구성될 수 있다. 따라서, 퇴적물 구조체(210)는 퇴적물 구조체(210)와의 충돌에 기인한(예를 들어, 항공기 충돌 및/또는 지진에 기인한) 변형 및/또는 무너짐(예를 들어, 패킹 오브젝트(212)가 퇴적물 밖으로 떨어지는 것)에 대해서 내성을 가질 수 있다. 결과적으로, 안식각(420)에 비해서 감소된 이러한 고저각(410)을 가지는 퇴적물 구조체(210)의 견실성이 개선될 수 있다.

일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210)는 패킹 오브젝트의 적어도 일부에 걸쳐서 연장되는 네트 구조체를 포함할 수 있어서, 그 안의 적어도 일부 패킹 오브젝트가 이동하려고 하는 경향성을 감소시킴으로써 퇴적물 구조체(210)의 견실성을 추가적으로 제공한다. 추가적으로, 네트 구조체는 퇴적물 구조체(210)의 내부 내의 가장 큰 틈새 공간이 추가적으로 줄어들게 함으로써, 퇴적물 구조체(210)의 내부를 통해서 오버레이된 개구(120)로의 직접적인 인간 및/또는 머신 액세스로부터의 추가적인 보호를 제공한다.

예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 퇴적물 구조체(210)는 개구(132) 바로 위에 있는 하부의 제 1 세부-퇴적물(510-1) 및 제 1 세부-퇴적물(510-1)을 커버하는 상부의 제 2 세부-퇴적물(510-2)을 포함하고, 여기에서 퇴적물 구조체(210)는 제 1 세부-퇴적물(510-1)을 커버하고 따라서 제 1 및 제 2 세부-퇴적물들(510-1 및 510-2) 사이에 위치된 네트 구조체(520)를 더 포함한다. 네트 구조체(520)는, 예를 들어 3-인치 개구가 있는 금속성 네트(예를 들어, 강철 와이어 네트)일 수 있다. 네트 구조체(520)는 패킹 오브젝트의 제 1 세부-퇴적물(510-1)이 그들의 현재 위치로부터 이동하는 것을 막도록 고정할 수 있고, 제 2 세부-퇴적물(510-2)은 네트 구조체(520)를 손상 또는 해체에 노출되는 것으로부터 보호할 수 있다.

그러나, 일부 예시적인 실시형태에서는 네트 구조체(520)가 퇴적물 구조체(210)의 전체 외면에 걸쳐서 연장될 수 있어서, 네트 구조체(520)가 주변 환경(101)에 직접적으로 노출되게 된다는 것도 이해될 것이다. 이러한 네트 구조체(520)는 퇴적물 구조체(210)의 패킹 오브젝트들(212)의 전체 퇴적물이 그들의 현재의 위치로부터 움직이지 않도록 고정할 수 있어서, 이를 통하여 퇴적물 구조체(210)의 견실성을 개선한다.

네트 구조체(520)가 도 4b에서는 공기 인출 개구(132)를 커버하는 제 2 퇴적물 구조체(210B) 내에 포함되는 것으로 도시되지만, 네트 구조체(520)가 공기 인입 개구(122)를 커버하는 제 1 퇴적물 구조체(210A) 내에 포함될 수도 있으며, 또는 예시적인 실시형태 중 임의의 것에 따르는 퇴적물 구조체(210) 중 임의의 것일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210)는 퇴적물 구조체(210)에 의해 커버된 별개의 개별 개구(120)(예를 들어, 도 2b에 도시되는 퇴적물 구조체(210A)에 의해 커버된 개구(122A 및 122B))를 커버하는 다수의 네트 구조체(520)를 포함할 수 있는데, 여기에서는 하나 이상의 세부-퇴적물이 양자 모두의 네트 구조체(520)를 커버한다.

상기 설명이 일반적으로 개구(120)를 커버하는 패킹 오브젝트(212)가 있는 퇴적물 구조체(210)에 대해서 제공되지만, 도 1, 도 2a, 도 2b, 도 3, 도 4a, 및 도 4b는 원자력 발전소(100)가 다수의 퇴적물 구조체, 예를 들어 제 1 및 제 2 퇴적물 구조체(210A 및 210B)를 포함할 수 있다는 것을 보여주고, 여기에서 개별 퇴적물 구조체(210A 및 210B)는 제 1 패킹 오브젝트(212A) 및 제 2 패킹 오브젝트들(212B)의 별개의 개별 퇴적물을 포함하고, 냉각 시스템(150)의 별개의 개구(120)(개구(122 및 132) 각각)를 커버하며, 따라서 상기 각각의 개구(122, 132)가 주변 환경(101)에 노출되는 것을 방해한다.

도 1을 참조하면, 원자력 발전소(100)는 공기 인입 개구(122)를 커버하고 공기 인입 개구(122)가 주변 환경(101)에 직접적으로 노출되는 것을 방해하는 제 1 "차가운" 퇴적물 구조체(210A) 및 공기 인출 개구(132)를 커버하고 공기 인출 개구(132)가 주변 환경(101)에 직접 노출되는 것을 방해하는 제 2 "뜨거운" 퇴적물 구조체(210B)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 냉기(1-2)는 퇴적물 구조체(210A)의 인접한 제 1 패킹 오브젝트들(212A) 사이의 틈새 공간에 의해서 형성된 공기 흐름 도관(154A)을 통해서 냉각 시스템(150) 내로 견인될 수 있고, 온기(10-11)는 퇴적물 구조체(210B)의 인접한 제 2 패킹 오브젝트들(212B) 사이의 틈새 공간에 의해서 형성된 공기 흐름 도관(154B)을 통해서 주변 환경(101)으로 방출될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 퇴적물 구조체(210A 및 210B)는 그 안에 원자로(110)가 위치된 원자로 빌딩(102)의 마주보는 면들에 위치될 수 있어서, 원자로(110)가 제 1 및 제 2 퇴적물 구조체들(210A 및 210B) 사이에 측방향으로 위치되게 하여, 온기(11)가 퇴적물 구조체(210A)를 통하여 냉각 시스템(150) 내로 다시 재순환되는 가능성을 줄인다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공기 인출 개구(132)를 커버하는 퇴적물 구조체(210B)의 그레이드(400) 위의 최대 수직 고도 Z_hot은 커버 공기 인입 개구(122)를 커버하는 퇴적물 구조체(210A의 그레이드(400) 위의 최대 수직 고도 Z_cold보다 클 수 있다. 결과적으로, 온기(11)가 냉기(1)가 퇴적물 구조체(210A)에 진입하는 높이보다 위에 있는 그레이드상(above-grade) 높이에서 퇴적물 구조체(210B)로부터 주변 환경(101)으로 방출될 수 있어서, 이를 통하여 온기(11)가 냉각 시스템(150) 내로 재순환되고 퇴적물 구조체(210A)를 통해서 냉각 시스템(150) 내로 견인되는 냉기(1)를 가열하는 위험을 줄이게 되고, 따라서 냉각 시스템(150)에 의해 제공된 냉각 능력의 견실성을 개선한다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일부 예시적인 실시형태에서 퇴적물 구조체(210)는 냉각 시스템(150)의 여러 개구(120)를 커버할 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템(150)은 각각의 냉기 도관(124A 및 124B)에 의해서 냉기 플레넘(126)에 연결된 다수의 공기 인입 개구(122A 및 122B)를 포함할 수 있고, 냉각 시스템(150)은 각각의 온기 도관(134A 및 134B)에 의해서 온기 플레넘(136)에 연결된 다수의 공기 인출 개구(132A 및 132B)를 더 포함할 수 있다.

이제 도 2a를 구체적으로 참조하면, 일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210)는 공기 인입 개구(122) 및 공기 인출 개구(132) 양자 모두를 커버할 수 있어서, 퇴적물 구조체(210)가 냉기가 공기 인입 개구(122)를 커버하는 그 일부를 통해서 통과하게 하고, 또한 온기가 공기 인출 개구를 커버하는 그것의 별개의 부분을 통과하게 하도록 구성될 수 있게 한다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 퇴적물 구조체(210A)는 공기 인입 개구(122A) 및 공기 인출 개구(132A)를 커버하고, 퇴적물 구조체(210B)는 공기 인입 개구(122B) 및 공기 인출 개구(132B)를 커버한다. 도시된 바와 같이, 공기 인입 개구(122) 및 공기 인출 개구(132)는 원자로 빌딩(102)의 각 측면에 제공됨으로써, 원자로 빌딩(102)의 다양한 측면으로부터 냉기를 수용하고, 온기를 원자로 빌딩(102)의 다양한 측면에서 주변 환경(101) 내로 방출하는 냉각 시스템(150)의 견실성을 개선한다. 일부 예시적인 실시형태에서, 공기 인입 개구(122) 및 공기 인출 개구(132) 양자 모두를 커버하는 퇴적물 구조체(210)의 국소 최대 고도는 변할 수 있어서, 공기 인출 개구(132)와 수직으로 중첩되는 퇴적물 구조체(210)의 일부의 최대 수직 고도가 공기 인입 개구(122)와 수직으로 중첩되는 퇴적물 구조체(210)의 일부의 최대 수직 고도보다 커지게 하고, 이를 통하여 온기가 공기 인입 개구(122)로 재순환되는 위험을 감소시킨다.

여전히 도 2a를 참조하면, 공기 인입 개구(122) 및 공기 인출 개구(132) 양자 모두를 커버하는 퇴적물 구조체(210)는 적어도 부분적으로 패킹 오브젝트들(212)의 퇴적물 내에 위치되고 주변 환경(101)에 직접 노출되는 것으로부터 패킹 오브젝트(212)에 의하여 적어도 부분적으로 차단되는 벽 구조체(216)를 포함할 수 있는데, 여기에서 벽 구조체(216)는, 벽 구조체(216)의 마주보는 측벽들이 공기 인입 개구(122) 또는 공기 인출 개구(132)의 별개의 각각의 개구에 대해 근위가 되도록, 공기 인입 개구(122)와 상기 공기 인출 개구(132) 사이에서 측방향으로 위치된다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 퇴적물 구조체(210A)는 공기 인입 개구(122A)와 공기 인출 개구(132A) 사이에 있는 벽 구조체(216A)를 포함하고, 퇴적물 구조체(210B)는 공기 인입 개구(122B)와 공기 인출 개구(132B) 사이에 있는 벽 구조체(216B)를 포함한다. 각각의 벽 구조체(216)는 콘크리트 구조체, 강화된 콘크리트 구조체, 금속 구조체, 또는 기타 등등일 수 있다. 주어진 퇴적물 구조체(210) 내의 벽 구조체(216)는 도 2a에 도시된 바와 같이 퇴적물 구조체(210)의 폭의 대부분 또는 전체를 따라서 측방향으로 연장될 수 있지만, 예시적인 실시형태들은 이것으로 한정되지 않는다. 주어진 퇴적물 구조체(210) 내의 벽 구조체(216)는 퇴적물 구조체(210)를 적어도 부분적으로 통과하여 그레이드(400)로부터 수직으로 또는 퇴적물 구조체(210)의 최대 고도까지 연장될 수 있다. 주어진 퇴적물 구조체(210) 내의 벽 구조체(216)는 공기 인입 개구(122) 및 그 공기 인출 개구(132)에 인접한 상태인 퇴적물 구조체(210)의 내부의 부분들을 서로로부터 적어도 파티셔닝할 수 있어서, 이를 통하여 커버된 공기 인입 개구(122) 내로 견인되는 냉기(2)가 입구 및 출구 공기 개구(122 및 132) 양자 모두를 커버하는 퇴적물 구조체(210)의 내부 내의 커버된 공기 인출 개구(132)로부터 방출되는 온기(10)와 혼합되는 것을 줄이거나 방지하게 된다.

도 2a에 도시되는 퇴적물 구조체(210A 및 210B)는, 임의의 주어진 날짜에서의 원자력 발전소(100)에 대한 바람 방향과 무관하게 냉각 시스템(150)의 꾸준한 성능(예를 들어, 냉각 능력)을 보장하도록 구성될 수 있다.

도 2a가 공기 인입 개구(122) 및 공기 인출 개구(132) 양자 모두를 커버하는 두 개의 퇴적물 구조체(210A 및 210B)를 도시하지만, 예시적인 실시형태들은 이것으로 한정되지 않는다. 일부 예시적인 실시형태에서, 원자력 발전소(100)는 단일 공기 인입 개구(122)(예를 들어, 냉각 시스템(150)의 122A) 및 단일 공기 인출 개구(132)(예를 들어, 냉각 시스템(150)의 132A) 양자 모두를 커버하는 단일 퇴적물 구조체(예를 들어, 210A)를 포함할 수 있다.

이제 도 2b를 참조하면, 일부 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210)는 여러 공기 인입 개구(122) 또는 여러 공기 인출 개구(132)를 커버할 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 냉각 시스템(150)은 다수의 공기 인입 개구(122A 및 122B)를 원자로 빌딩(102)의 일측에 그리고 다수의 공기 인출 개구(132A 및 132B)를 원자로 빌딩(102)의 타측(예를 들어 마주보는 측면)에 포함할 수 있고, 퇴적물 구조체(210A)는 공기 인입 개구(122A 및 122B)를 커버할 수 있는 반면에 퇴적물 구조체(210B)는 공기 인출 개구(132A 및 132B)를 커버할 수 있다. 상기 퇴적물 구조체(210A 및 210B)는 출구 공기 개구(132)의 공기 인입 개구(122)의 개선된 격리를 제공할 수 있고, 따라서 냉기(1-2)가 온기(10-11)와 혼합되는 것으로부터 개선되게 격리될 수 있다. 따라서, 도 2b의 퇴적물 구조체(210A 및 210B)는 온기가 냉각 시스템(150) 내에서 재순환되는 것으로부터의 개선된 보호를 제공한다. 추가적으로, 여러 공기 입구/인출 개구(122 또는 132)를 커버함으로써, 각각의 퇴적물 구조체(210)는 냉각 시스템(150)의 공기 입구 또는 출구 흐름 경로에게 개선된 견실성을 제공할 수 있고, 따라서 냉각 시스템(150)의 견실성을 개선할 수 있다.

도 3을 참조하면, 일부 예시적인 실시형태에서 냉각 시스템(150)은, 공기 인입 개구(122) 또는 공기 인출 개구(132) 중 하나 또는 양자 모두가 원자로 빌딩(102)의 외부 측벽(102S)을 통해서 연장되어서, 공기 인입 개구(122) 및/또는 공기 인출 개구(132)가 그레이드(400)를 소정 각도로, 또는 수직으로 바라보도록(예를 들어, 도시된 바와 같이 수평으로 바라보도록) 배향되게 하게끔 구성될 수 있다. 결과적으로, 냉각 시스템(150)은 냉기(1-2)가 도 3에 도시된 바와 같이 측방향으로-배향된(예를 들어, 수평으로 배향된) 공기 인입 개구(122)를 통해서 냉각 시스템(150) 내로 측방향으로(수평으로) 견인되게 하도록, 및/또는 온기(10-11)가 도 3에 도시된 바와 같은 측방향으로-배향된 공기 인출 개구(132)를 통하여 냉각 시스템(150)으로부터 측방향으로(수평으로) 방출되게 하도록 구성될 수 있다.

여전히 도 3을 참조하면, 원자로 빌딩(102)의 외부 측벽(102S)을 통과해서 연장되는 개구(120)를 커버하는 퇴적물 구조체(210)는 개구(120)와 측방향으로 중첩될 수 있고, 외부 측벽(102S)과 적어도 부분적으로 접촉할 수 있으며, 및/또는 퇴적물 구조체(210)의 구조적 부하 중 적어도 일부를 외부 측벽(102S)을 통해서 원자로 빌딩(102)으로 전달할 수 있다. 원자력 발전소(100)는 공기를 측방향으로-배향된 개구(120) 안팎으로 이송하도록 구성된 수평 배플(182)(예를 들어, 각각의 퇴적물 구조체(210A 및 210B)에 대한 182A 및 182B)을 포함할 수 있다. 도 3에 도시되는 예시적인 실시형태에서, 퇴적물 구조체(210)의 수직 방향의 크기(예를 들어, 최대 수직 고도 Z_hot 및 Z_cold)는, 퇴적물 구조체(210)를 통과하는 공기 흐름의 압력 강하를 감소시키면서, 개구들(120)이, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 수직으로 배향되는 예시적인 실시형태에 비하여 감소될 수 있다.

도 3에 도시되는 예시적인 실시형태에서, 수평 배플(182)의 배향에 기인하여, 퇴적물 구조체(210)는 비용을 절감하고 물을 제거하기 위한 고무 라이너 및 고무 배플을 각각 포함할 수 있다. 퇴적물 구조체(210)에 의해 커버된 개구(120)로 향하는 각각의 수평 배플(182)은 원자로 빌딩(102)의 외부 측벽(102S)에 체결된 강화된 콘크리트 또는 얇은 강철 플레이트를 포함할 수 있다. 수평 배플(182)은 공기의 3 상 흐름(기체, 액체, 및 고체)을 개구(120)의 홀(544)로 향하는 또는 그로부터 지향시킬 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 개구(120) 및 배플(182)이 있는 퇴적물 구조체(210)의 구성은 주변 공기를 냉각 기능을 수행하는 주변 환경(101)으로부터 순환시키기 이전에 공기 중에서 액체(물) 및 고체(먼지)를 줄일 수 있다. 수평 배플(182)은 개구(120)로부터 그 안에 수평 배플(182)이 위치되는 퇴적물 구조체(210)의 외부까지 크기가 감소될 수 있는 그래뉼래러티를 가지는 패킹 매질(예를 들어, 모래)을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 수평 배플(182)의 전체 구조체는 그레이드(400) 아래에 위치될 수 있다.

여전히 일반적으로 도 1, 도 2a, 도 2b, 및 도 3을 참조하고, 더 나아가 도 5a, 도 5b, 도 6a, 및 도 6b를 참조하면, 퇴적물 구조체(210)는 퇴적물 구조체(210)에 의해 커버된 적어도 하나의 개구(120)에 커플링되고 이것을 측방향으로 둘러싸는 채널 구조체(156)를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 채널 구조체(156)는 퇴적물 구조체(210)의 내부 안에 부분적으로 또는 전체적으로 위치될 수 있다(그리고 따라서 환경(101)에 직접 노출되는 것으로부터 부분적으로 또는 완전하게 차단될 수 있다). 도 1 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 채널 구조체(156)는 커버된 개구(120)로부터 벗어나서 퇴적물 구조체(210)의 내부 내로 연장될 수 있다. 예를 들어, 개구(120)가 도 1, 도 2a, 도 2b, 도 4a, 및 도 4b에 도시된 바와 같이 그레이드(400)에 위치되는 경우에는, 채널 구조체(156)가 개구(120)로부터 개구(120)를 커버하는 퇴적물 구조체(210)의 내부 안으로 수직으로 연장될 수 있다. 개구(120)가 도 3에 도시된 바와 같이 원자로 빌딩(102)의 외부 측벽(102S)으로부터 연장되는 다른 예에서, 채널 구조체는 개구(120)로부터 벗어나서 퇴적물 구조체(210)의 내부 안으로 그레이드(400)에 대해서 측방향으로 또는 소정 각도로 연장될 수 있다.

도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 채널 구조체(156)는 적어도 하나의 개구(120)에 대해 근위 상태인 하단 개구(158B)로부터 적어도 하나의 개구에 대해 원위 상태인 상단 개구(158T)까지 수직으로 연장되는 내부 채널(158)을 형성하는 측벽(156S)을 가질 수 있다. 따라서, 채널 구조체(156)는 공기가 내부 채널(158)을 통하여 적어도 하나의 개구(120)와 상단 개구(158T) 사이에서 흐르게 하도록 구성될 수 있다.

도 5a 내지 도 6b에서, 채널 구조체(156)는 내부 채널(158)의 하단 개구(158B)에 있는 칼라(collar)의 하단에 커플링된 플랜지를 가지는 것에 기반하여 개구(120)에 커플링되도록 구성되는 것으로 도시되는데, 여기에서 칼라는 개구(120)(예를 들어, 개구(120)의 홀(544)이 통과하여 연장되는 베이스(542))에 부착되도록(예를 들어, 볼트 처리를 통해서) 구성될 수 있다. 그러나, 예시적인 실시형태는 이들로 한정되지 않는다; 일부 예시적인 실시형태에서는 채널 구조체(156)가 용접 또는 베이스 상에 단순하게 안착하는 것, 개구(120)의 홀(544)과 정렬되는 것을 포함하는 다양한 방법을 통해서 개구(120)에 커플링될 수도 있다. 도 5a 내지 도 6b에 도시되는 플랜지는 일부 예시적인 실시형태에서는 빠질 수 있어서, 측벽(156S)에 의해 형성되는 칼라의 하단이, 예를 들어 용접을 통하여 개구(120)(예를 들어, 그것의 베이스(542))에 직접 커플링될 수 있게 한다.

일부 예시적인 실시형태에서, 패킹 오브젝트(212)는 개구(120) 상에 있는 채널 구조체(156)의 내부 채널(158)에는 없을 수 있지만, 일부 예시적인 실시형태에서는 내부 채널(158)가 그 안에 채널 구조체(156)가 포함되는 퇴적물 구조체(210)의 패킹 오브젝트(212)를 포함할 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 채널 구조체(156)는 퇴적물 구조체(210)에 존재하지 않을 수 있어서, 퇴적물 구조체(210)의 패킹 오브젝트(212)가 이들 사이의 임의의 개재된 구조체가 없이 개구(120) 바로 위에 안착될 수 있게 한다. 상기 패킹 오브젝트(212)는 패킹 오브젝트(212)가 개구(120) 안으로 떨어지는 것을 방지하기 위한 크기를 가질 수 있고(예를 들어, 무게에 있어서 적어도 1/2 메트릭 톤이 되도록 크기가 결정될 수 있음) 및/또는 개구(120)는 이러한 패킹 오브젝트(212)가 개구(120)의 홀(544) 안으로 떨어지는 것을 감소시키거나 방지하도록 구성된 격자(546)를 포함할 수 있다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 채널 구조체(156)는 칼라라고 불리는 완전히 솔리드한 측벽 부분을 포함할 수 있어서, 내부 채널(158)이 상단 및 하단 개구(158T 및 158B)만을 가짐으로써, 공기가 적어도 하나의 개구(120)와 상단 개구(158T) 사이에서 수직으로 흐르는 것이 제한되게 된다. 칼라는 측벽(156S)을 통과하여 채널 구조체(156)의 상단 개구(158T)의 높이에 이르는 개구(120) 안팎으로의 측방향 유체 및/또는 공기 흐름을 완화시키도록 구성될 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 칼라는 채널 구조체(156)의 전체를 형성할 수 있지만, 예시적인 실시형태들은 이것으로 한정되지 않는다.

측벽(156S)이 칼라만을 형성하는 도 5a 및 도 5b에 도시되는 채널 구조체(156)는 공기 인입 개구(122)에 커플링될 수 있고, 따라서 공기 인입 개구(122)를 커버하는 퇴적물 구조체(210)의 내부 안에 위치될 수 있다. 하지만 예시적인 실시형태들은 이것으로 한정되지 않고, 일부 예시적인 실시형태에서 도 5a 및 도 5b에 도시되는 채널 구조체(156)는 공기 인출 개구(132)에 커플링될 수 있으며, 따라서 공기 인출 개구(132)를 커버하는 퇴적물 구조체(210)의 내부 안에 위치될 수 있다.

도 5a 및 도 5b에 추가적으로 도시되는 바와 같이, 채널 구조체(156)는 개구(120)의 홀(544)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 개구(120)의 홀(544)이 사각형인(예를 들어, 정사각형인) 도 5a에서, 채널 구조체(156)는 유사하게 사각형 단면을 가질 수 있고, 및/또는 개구(120)의 홀(544)의 사각형 단면과 유사하거나 이와 매칭되는 사각형 단면을 가지는 내부 채널(158)을 형성할 수 있다. 다른 예에서는, 개구(120)의 홀(544)이 원형인 도 5b에서, 채널 구조체(156)는 유사하게 원형 단면을 가질 수 있고 및/또는 개구(120)의 홀(544)의 원형 단면과 유사하거나 이와 매칭되는 원형 단면을 가지는 내부 채널(158)을 형성할 수 있다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 일부 예시적인 실시형태에서, 채널 구조체(156)는 내부 채널(158)의 하부 "칼라(collar)" 부분을 형성하는 하부 칼라 부분(157B)(또는 하부 솔리드부), 및 내부 채널(158)의 상부 "천공된(perforated)" 부분을 형성하는 상부 천공부(157U)를 포함할 수 있다. 상부 천공부(157U)는 채널 구조체(156)의 측벽(156S)의 두께에 걸쳐서 측방향으로 연장되는 하나 이상의 천공(159)을 포함할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 하부 고체 "칼라" 부분(157B)은 채널 구조체(156)의 측벽(156S)의 두께에 걸쳐서 연장되는 임의의 천공을 포함하지 않으며, 도 5a 및 도 5b에 도시되는 칼라만 있는 채널 구조체(156)와 유사하다. 결과적으로, 도 6a 및 도 6b에 도시되는 채널 구조체(156)는 공기가 상단 개구(158T)로부터 수직으로 흐르는 것에 추가하여 내부 채널(158)의 상부 천공부(157U)와 채널 구조체의(156) 외부 사이에서 흐르게 하도록 구성될 수 있고, 이를 통하여 내부 채널(158) 안팎으로의 개선된 공기 흐름을 제공하고, 따라서 개구(120)와 채널 구조체(156)의 외부 사이에 개선된 공기 흐름을 제공할 수 있다. 추가적으로, 도 6a 및 도 6b에 도시되는 채널 구조체(156)는 채널 구조체의(156) 외부로부터 내부 채널(158)의 하부 칼라 부분(157B)으로의 측방향 유체 흐름을 방지하도록 구성될 수 있다. 따라서, 개구(120)와 주변 환경(101) 사이의 공기 흐름(오버레이된 퇴적물 구조체(210)를 통과한 공기 흐름)은 적어도 하나의 개구 안으로 들어가는 유체(예를 들어, 물)의 측방향 흐름을 완화시키면서도 개선될 수 있다.

도 6a 및 도 6b에 추가적으로 도시되는 바와 같이, 채널 구조체(156)는 개구(120)의 홀(544)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 개구(120)의 홀(544)이 사각형인(예를 들어, 정사각형인) 도 6a에서, 채널 구조체(156)는 유사하게 사각형 단면을 가질 수 있고, 및/또는 개구(120)의 홀(544)의 사각형 단면과 유사하거나 이와 매칭되는 사각형 단면을 가지는 내부 채널(158)을 형성할 수 있다. 다른 예에서는, 개구(120)의 홀(544)이 원형인 도 6b에서, 채널 구조체(156)는 유사하게 원형 단면을 가질 수 있고 및/또는 개구(120)의 홀(544)의 원형 단면과 유사하거나 이와 매칭되는 원형 단면을 가지는 내부 채널(158)을 형성할 수 있다.

일부 예시적인 실시형태에서, 그 상부 천공부(157U) 내에 천공(159)을 가지는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 채널 구조체(156)는 공기 인출 개구(132)를 커버하는 퇴적물 구조체(210) 내에서 공기 인출 개구(132)에 커플링될 수 있어서, 온기(10)의 흐름이 공기 인출 개구(132)로부터 퇴적물 구조체를 통하여 주변 환경(101)으로 방출되는 것을 개선시킬 수 있다. 하지만, 예시적인 실시형태들은 이것들로 한정되지 않고, 일부 예시적인 실시형태에서 그 상부 천공부(157U)에 천공(159)을 가지는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 채널 구조체(156)는 공기 인출 개구(122)를 커버하는 퇴적물 구조체(210) 내에서 공기 인입 개구(122)에 커플링될 수도 있다.

일부 예시적인 실시형태에서, 원자력 발전소(100)는 천공을 가지지 않고, 공기 인입 개구(122)를 커버하는 퇴적물 구조체(210) 내에서 원자력 발전소(100)의 냉각 시스템(150)의 공기 인입 개구(122)에 커플링된, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 채널 구조체(156)(예를 들어, 채널 구조체(156)의 베이스에 플랜지가 있거나 없는, 솔리드한 칼라에 의해서 전체적으로 형성된 내부 채널(158))을 포함하는 반면에, 원자력 발전소(100)는 공기 인출 개구(132)를 커버하는 퇴적물 구조체(210) 내에서 원자력 발전소(100)의 냉각 시스템(150)의 공기 인출 개구(132)에 커플링되고 천공(159)을 가지는, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 채널 구조체(156)를 더 포함한다. 천공을 가지지 않는 채널 구조체(156)의 높이(예를 들어, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 상기 채널 구조체(156)의 "칼라" 의 높이)는 천공(159)을 가지는 채널 구조체(156)의 하부 칼라 부분(157B)의 높이와 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있어서(예를 들어, 높이가 10% 만큼 변할 수 있음), 천공(159)을 가지는 채널 구조체(156)가 천공을 가지지 않는 채널 구조체(156)보다 커질 수 있게 하고, 양자 모두의 채널 구조체(156)가 상기 채널 구조체(156)의 각각의 고체 "칼라" 부분을 통하여 각각의 개구(120)로 향하는 측방향 유체 흐름을 방지하도록 유사하게 구성될 수 있게 한다.

퇴적물 구조체 및 공기 냉각 시스템의 본 발명의 개념들이 본 명세서에서 원자로를 포함하는 원자력 발전소에 관하여 예시되고 설명되었지만, 예시적인 실시형태들이 이들로 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 임의의 예시적인 실시형태에 따르는 퇴적물 구조체는 주변 환경(101)으로부터 공기 인입 개구를 통해서 공기를 순환시켜서 상기 가열을 상기 공기 냉각 시스템의 공기 도관 내에서 흡수하는 것 및 가열된 공기를 공기 인출 개구를 통하여 주변 환경으로 다시 순환시키는 것에 기반하여, 임의의 그레이드(400)(국소 지표면 레벨 또는 고도임) 아래에서 열을 생성하는 임의의 열 소스 및/또는 구조체로부터 열을 제거하도록 구성된 공기 냉각 시스템의 개구를 커버하도록 설치되거나 조립될 수 있다. 이러한 구조체 및/또는 열 소스는 적어도 부분적으로 그레이드 아래에 있을 수 있고(즉, 적어도 부분적으로 국소 지표면 레벨 또는 고도 아래에 있을 수 있음), 그레이드 아래의 위치에서 열을 생성할 수 있다. 이러한 구조체 및/또는 열 소스는 인간에 의해 점유되는 제어실, 탱크 내에서 발생되는 화학물질 반응에 기인한 열을 방출하도록 구성된 화학물질 반응 탱크, 및/또는 방사능 재료를 그레이드 아래에서 보관하는 방사능 보관 챔버를 포함할 수 있다.

임의의 예시적인 실시형태에 따르는 임의의 열 소스 및/또는 구조체에 냉각을 제공하는 공기 냉각 시스템은, 주변 환경으로부터의, 하나 이상의 도관을 통과하여 열 소스(들)에 의해서 가열되며, 그리고 다시 주변 환경으로 가서 구조체 및/또는 열 소스로부터의 열을 제거하는 주변 공기의 자연 순환을 활용할 수 있다. 이러한 공기 냉각 시스템은, 도 1 내지 도 7 중 임의의 것에 관하여 및/또는, 원자로(110) 및 그 외면(110S)이 이러한 공기 냉각 시스템 내의 열 소스 및/또는 구조체 및 그 외면으로 대체될 수 있는 원자력 발전소에 관하여 본 명세서에서 설명된 예시적인 공기 냉각 시스템 중 임의의 것과 유사할 수 있다. 하지만, 예시적인 실시형태들은 이것들로 한정되지 않는다.

일부 예시적인 실시형태에서, 일부 예시적인 실시형태에 따르는 공기 냉각 시스템은 공기 냉각 시스템의 적어도 일부를 통한 공기의 흐름을 유도, 제어, 및/또는 유지시켜서 그레이드 아래의 열 소스(들) 및/또는 구조체로부터의 열을 제거하기 위해서 흐름 생성기 디바이스(예를 들어, 펌프, 송풍기, 압축기, 팬 등)를 활용할 수 있다. 이러한 공기 냉각 시스템은 본 명세서에서 설명되는 냉각 시스템과 유사하거나 상이한 구조를 가질 수 있고, 공기 인입 개구 또는 공기 인출 개구 중 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있는데, 이들은 공기 냉각 시스템, 및 따라서 공기 냉각 시스템에 의해서 그레이드 아래의 열 소스(들) 및/또는 구조체(들)에게 제공되는 냉각 능력의 견실성 및 보호를 개선하기 위해서, 임의의 예시적인 실시형태에 따른 퇴적물 구조체에 의해 커버될 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 이러한 공기 냉각 시스템은 외면(110S)이 열이 생성되는 그레이드의 아래에 있는(예를 들어, 국소 지표면 레벨 또는 고도 아래에 있는) 열 소스 및/또는 구조체의 외면인 도 1 내지 도 6b에 관해서 설명된 냉각 시스템(150) 일 수 있고, 공기 냉각 시스템의 적어도 일부를 통과하는 공기의 흐름을 유도, 제어, 및/또는 유지하도록 구성된 하나 이상의 흐름 생성기 디바이스를 더 포함할 수 있다.

일부 예시적인 실시형태에서, 공기 냉각 시스템은 이러한 공기를 열 소스(들) 및/또는 구조체로부터의 흡수된 열에 기인한 하나 이상의 도관 내의 공기의 밀도의 변화에 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 기반하여 이러한 공기를 보내는 공기 냉각 시스템 대신에, 공기의 흐름을 하나 이상의 도관으로부터 주변 환경으로 유도, 제어, 및/또는 유지하기 위한 냉각 시스템의 하나 이상의 흐름 생성기 디바이스의 동작에 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 기반하여, 열 소스(들) 및/또는 구조체와 열 소통하는 상태인 하나 이상의 도관으로부터 공기를 이동시키도록 구성될 수 있다.

퇴적물 구조체는, 상기 공기 냉각 시스템, 및 따라서 공기 냉각 시스템에 의해서 적어도 부분적으로 그레이드 아래에 있을 수 있는 하나 이상의 열 소스 및/또는 구조체에 제공되는 냉각 능력에 대하여 개선된 견실성 및 보호를 제공하기 위해서, 이러한 공기 냉각 시스템의 하나 이상의 공기 인입 개구 및/또는 하나 이상의 공기 인출 개구 중 하나 이상의 개구를 커버할 수 있다.

따라서, 예시적인 실시형태 중 임의의 것에 따르고 본 명세서에서 설명되는 퇴적물 구조체, 채널 구조체, 공기 냉각 시스템, 또는 기타 등등 중 임의의 것이, 공기 냉각 시스템이 원자로를 포함하지만 이들로 한정되는 것은 아닌 하나 이상의 그레이드 아래의 구조체 및/또는 열 소스의 냉각을 제공하는 임의의 시스템에도 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 7은 일부 실시형태에 따르는 방법의 흐름도이다.

S702에서, 원자력 발전소를 위한 원자로가 설치된다. 원자로는 임베딩된 원자로를 포함할 수 있지만, 예시적인 실시형태는 이것으로 한정되지 않고, 원자로는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 예시적인 실시형태 중 임의의 것에 따른 원자로 중 임의의 것일 수도 있다. 원자로를 설치하는 것은 기초 구조체를 건축하기 위한 부피만큼 굴착하는 것, 원자력 발전소의 하나 이상의 구조체를 건축하는 것, 또는 기타 등등을 포함할 수 있다.

S704에서, 냉각 시스템이 원자력 발전소 내에 설치되는데, 냉각 시스템은 예시적인 실시형태 중 임의의 것에 따른 자연 순환 공기 냉각 시스템의 임의의 예시적인 실시형태를 포함하는 원자로의 임의의 공기 냉각 시스템일 수 있다. 자연 순환 공기 냉각 시스템을 포함하는 냉각 시스템은 공기 인입 개구, 공기 인출 개구, 및 공기 인입 개구와 공기 인출 개구 사이에서 원자로와 열 소통하는 상태로 연장되는 하나 이상의 도관을 형성할 수 있다. 냉각 시스템은, 공기 인입 개구를 통하여 그리고 하나 이상의 도관 내로, 주변 환경으로부터의 주변 공기를 순환시키고, 하나 이상의 도관 내의 열을 흡수하는 주변 공기의 밀도가 주변 환경으로부터 하나 이상의 도관 내로 순환되는 주변 공기에 비하여 감소되게끔, 원자로로부터 배출되는 열을 흡수하는 하나 이상의 도관 내의 주변 공기에 기반하여, 공기 인출 개구를 통하여 그리고 주변 환경 내로 상기 하나 이상의 도관으로부터의 주변 공기를 순환시키도록 구성될 수 있다.

S706에서, 퇴적물 구조체는 적어도 하나의 개구를 커버하기 위하여 냉각 시스템의 공기 인입 개구 또는 공기 인출 개구 중 적어도 하나의 개구 상에 조립 및/또는 배치되기 위해서, 냉각 시스템을 포함하는 원자력 발전소에 조립 및/또는 배치될 수 있고, 퇴적물 구조체는 임의의 예시적인 실시형태에 따르는 임의의 퇴적물 구조체일 수 있다. 퇴적물 구조체는, 적어도 하나의 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 패킹 오브젝트들의 퇴적물에 의하여 차단되도록, 적어도 하나의 개구에 오버레이되는 패킹 오브젝트들의 퇴적물을 포함할 수 있다. 퇴적물 구조체를 조립하는 것은, 패킹 오브젝트들의 퇴적물을 원자력 발전소의 냉각 시스템의 개구(예를 들어, 공기 인입 개구 및/또는 공기 인출 개구) 위에 조립하여, 개구를 커버하는 퇴적물 구조체를 구축함으로써, 개구가 패킹 오브젝트들의 퇴적물에 의해서 주변 환경에 직접 노출되는 것이 차단되게 하는 것을 포함할 수 있다. 퇴적물 구조체는 현장에서 적어도 하나의 개구 상에 조합될 수 있고, 또는 현장 밖에서 부분적으로 또는 완전히 조립되고 완전히 또는 적어도 부분적으로 조립된 적어도 하나의 개구로 수송된 후 그 위에 배치될 수도 있다.

본 명세서에서 설명된 바와 같은 채널 구조체는 퇴적물 구조체를 조립/배치하는 것 이전에 또는 퇴적물 구조체를 조립/배치하는 것과 동시에 적어도 하나의 개구 상에 설치될 수 있다. 예를 들어, 채널 구조체는 개구 위에 퇴적물 구조체를 조립하기 이전에 적어도 하나의 개구에 커플링될 수 있어서(예를 들어, 채널 구조체의 플랜지를 개구의 베이스에 볼트로 연결함으로써), 퇴적물 구조체의 패킹 오브젝트가 채널 구조체 주위에 및/또는 내부에 스택 및/또는 배치되어 퇴적물 구조체의 내부 안에 있는 채널 구조체를 차단하게 한다.

추가 구조체(예를 들어, 벽 구조체, 억제 구조체, 수평 배플, 또는 기타 등등)도 퇴적물 구조체를 조립/배치하기 이전에 또는 퇴적물 구조체를 조립/배치하는 것과 동시에 원자력 발전소에 유사하게 설치될 수 있다.

원자로를 설치하는 것, 자연 순환 공기 냉각 시스템을 설치하는 것, 및/또는 퇴적물 구조체를 조립/배치하는 것은, 그 안에 원자로가 위치되는 원자로 빌딩, 보조 빌딩, 패드 구조체, 억제 구조체, 또는 기타 등등을 포함하는 원자력 발전소의 추가적인 구성요소를 제공, 조립, 및/또는 설치하는 것을 더 포함할 수 있다.

도 7에 도시되는 동작이 도 7에 표시되는 것과 다른 순서로 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 예시적인 실시형태에서, 일부 예시적인 실시형태에 따른 방법은 도 7에 도시되는 동작에 추가하여 추가 동작을 포함할 수 있거나, 도 7에 도시되는 동작 중 일부를 생략할 수도 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 퇴적물 구조체 및 냉각 시스템은 원자로가 있는 원자력 발전소 이외의 시스템에도 적용될 수 있다. 따라서, S702가 적어도 부분적으로 그레이드 아래에 있고 그레이드 아래의 위치에서 열을 생성하도록 구성된 열 소스 및/또는 구조체를 포함하는 시스템을 제공하는 것을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 추가적으로, S704는 열 소스 및/또는 구조체로부터의 열을 주변 환경 안팎으로 공기를 순환시키는 것에 기반하여 제거하도록 구성된 공기 냉각 시스템을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 제공된 공기 냉각 시스템은 임의의 예시적인 실시형태에 따른 자연 순환 공기 냉각 시스템일 수 있고 및/또는 공기 냉각 시스템 중 적어도 일부를 통과하는 공기의 흐름을 유도, 제어, 및/또는 유지하기 위해서 에너지를 소모하는 하나 이상의 흐름 생성기 디바이스(예를 들어, 팬, 송풍기, 압축기, 펌프 등)를 포함할 수도 있다. 추가적으로, S706은 임의의 예시적인 실시형태에 따른 퇴적물 구조체를 공기 냉각 시스템의 공기 인입 개구 또는 공기 인출 개구 중 적어도 하나의 개구 위에 조립 및/또는 배치(예를 들어, 설치)하여 적어도 하나의 개구를 커버하고, 이를 통하여 공기 냉각 시스템 및 이를 통하여 제공되는 냉각 능력에 개선된 견실성 및 보호를 제공하는 것을 포함할 수 있다.

여러 예시적인 실시형태들이 본 명세서에서 개시되었지만, 다른 변형예들도 가능할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이와 같은 변형예는 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 되고, 당업자에게 명백한 이러한 모든 변경예들은 후속하는 청구항의 범위에 포함되는 것으로 의도된다. 추가적으로, 프로세스들이 본 명세서에 개시되었지만, 프로세스들의 설명된 구성요소들이 구성 요소들 및 이들의 일부 조합 등의 상이한 셀렉션을 사용하여 상이한 순서로 구현될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 개시된 프로세스의 일부 예시적인 실시형태는 예시되고 설명된 프로세스보다 적은 구성요소를 사용하여 구현될 수도 있고, 개시된 프로세스의 일부 예시적인 실시형태는 예시되고 설명된 프로세스보다 많은 구성요소를 사용하여 구현될 수도 있다.

Claims (20)

1. 원자력 발전소로서,
   원자로;
   자연 순환 공기 냉각 시스템으로서, 공기 인입 개구, 공기 인출 개구, 및 상기 공기 인입 개구와 상기 공기 인출 개구 사이에서 상기 원자로와 열 소통하는 상태로 연장되는 하나 이상의 도관을 형성함으로써, 상기 자연 순환 공기 냉각 시스템이,
   상기 공기 인입 개구를 통하여 그리고 상기 하나 이상의 도관 내로, 주변 환경으로부터의 주변 공기를 순환시키고,
   상기 하나 이상의 도관 내에서 열을 흡수하는 주변 공기의 밀도가 주변 환경으로부터 상기 하나 이상의 도관 내로 순환되는 주변 공기에 비하여 감소되게끔, 상기 원자로로부터 배출되는 열을 흡수하는 상기 하나 이상의 도관 내의 주변 공기에 기반하여, 상기 공기 인출 개구를 통하여 그리고 상기 주변 환경 내로 상기 하나 이상의 도관으로부터의 주변 공기를 순환시키도록
   구성되게 하는, 상기 자연 순환 공기 냉각 시스템; 및
   상기 공기 인입 개구 또는 상기 공기 인출 개구 중 적어도 하나의 개구를 커버하는 퇴적물 구조체(pile structure) - 상기 퇴적물 구조체는 상기 적어도 하나의 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 패킹 오브젝트들(packing objects)의 퇴적물에 의해서 차단되도록, 상기 적어도 하나의 개구를 커버하는 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물을 포함함 -
   를 포함하는, 원자력 발전소.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물은 상기 패킹 오브젝트들의 3-차원의 격자를 포함하는, 원자력 발전소.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 퇴적물 구조체는, 상기 적어도 하나의 개구에 커플링되고 상기 적어도 하나의 개구를 측방향으로 둘러싸며, 상기 적어도 하나의 개구로부터 상기 퇴적물 구조체의 내부 내로 수직으로 상향되게 연장되는 채널 구조체를 더 포함하고,
   상기 채널 구조체는 상기 적어도 하나의 개구에 대해 근위인 하단 개구로부터 상기 적어도 하나의 개구에 대해 원위인 상단 개구까지 수직으로 연장되는 내부 채널을 형성하는 측벽을 가짐으로써, 상기 채널 구조체가
   공기가 상기 적어도 하나의 개구와 상기 상단 개구 사이에서 내부 채널을 통해서 흐르게 하고,
   상기 채널 구조체의 외부로부터 상기 적어도 하나의 개구로의 측방향 유체 흐름을 방지하도록
   구성되게 하는, 원자력 발전소.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 채널 구조체는,
   상기 내부 채널의 하부를 형성하는 하부 솔리드부(solid portion), 및
   상기 내부 채널의 상부를 형성하는 상부 천공부(perforated portion)를 포함하고,
   상기 상부 천공부는 상기 채널 구조체의 측벽의 두께에 걸쳐서 측방향으로 연장되는 하나 이상의 천공을 포함하며,
   상기 하부 솔리드부는 상기 채널 구조체의 측벽의 두께에 걸쳐서 측방향으로 연장되는 임의의 천공을 포함하지 않음으로써, 상기 채널 구조체가,
   공기가 상기 내부 채널의 상부와 상기 채널 구조체의 외부 사이에서 측방향으로 흐르게 하고,
   상기 채널 구조체의 외부로부터 상기 내부 채널의 하부로의 측방향 유체 흐름을 방지하도록
   구성되게 하는, 원자력 발전소.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 패킹 오브젝트는 특정 안식각(angle of repose)과 연관되고,
   상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물은 상기 특정 안식각의 약 90% 이하인 고저각(angle of elevation)을 가지는, 원자력 발전소.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 퇴적물 구조체는 상기 패킹 오브젝트의 적어도 일부 위로 연장되는 네트 구조체(net structure)를 포함하는, 원자력 발전소.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 퇴적물 구조체는 상기 적어도 하나의 개구를 커버하는 패킹 오브젝트들의 제 1 세부-퇴적물(sub-pile)을 포함하고,
   상기 네트 구조체는 상기 제 1 세부-퇴적물을 커버하며,
   상기 퇴적물 구조체는, 상기 네트 구조체가 상기 제 1 세부-퇴적물과 상기 제 2 세부-퇴적물 사이에 위치되도록, 상기 제 1 세부-퇴적물 및 상기 네트 구조체를 커버하는 패킹 오브젝트들의 제 2 세부-퇴적물을 더 포함하는, 원자력 발전소.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물은 약750 내지 1,300 kg/m³ 이상인 패킹 밀도(packing density)를 가지는, 원자력 발전소.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물 내의 인접한 패킹 오브젝트들 사이의 틈새 간극(interstitial spacing)의 최대 누적 부피(maximum cumulative volume)는 상기 퇴적물 구조체의 총 부피의 약 60% 이하인, 원자력 발전소.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물 내의 임의의 인접한 패킹 오브젝트들 사이의 최대 틈새 간극은 약 12 인치 이하인, 원자력 발전소.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 퇴적물 구조체는, 상기 퇴적물 구조체를 통과하는 상기 적어도 하나의 개구와 상기 주변 환경 사이의 주어진 공기 흐름 도관의 주어진 길이에 따른 압력차가 상기 주어진 공기 흐름 도관을 통과하는 길이 1 피트당 약 2 인치의 수면 게이지(water gauge) 이하가 되도록 구성되는, 원자력 발전소.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킹 오브젝트는,
    돌로스(dolos) 구조체,
    콜로스(KOLOS) 구조체,
    테트라포드(tetrapod) 구조체,
    사석 구조체(riprap), 또는
    콘크리트 구조체
    중 적어도 하나를 포함하는, 원자력 발전소.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 원자력 발전소는,
    상기 퇴적물 구조체를 적어도 부분적으로 측방향으로 둘러싸는 억제 구조체(curb structure)를 더 포함하고,
    상기 억제 구조체는 약 6 인치 내지 약 1 피트의 수직 높이를 가지며,
    상기 억제 구조체는 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물 내로의 측방향 분체(particulate material)의 진입을 완화시키도록 구성되는, 원자력 발전소.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 퇴적물 구조체는,
    하나 이상의 활성 알루미나(activated alumina)(Al2O3), 활성탄(activated charcoal), 유기 왁스(organic wax), 플라스틱, 폴리머 매트릭스(polymer matrix), 또는 용융염(molten salt) 중 하나 이상을 더 포함하는, 원자력 발전소.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 원자력 발전소는,
    상기 공기 인입 개구를 커버하는 제 1 퇴적물 구조체 - 상기 제 1 퇴적물 구조체는 상기 공기 인입 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 제 1 패킹 오브젝트들의 제 1 퇴적물에 의하여 차단되도록, 상기 공기 인입 개구를 커버하는 상기 제 1 패킹 오브젝트들의 제 1 퇴적물을 포함함 -; 및
    상기 공기 인출 개구를 커버하는 제 2 퇴적물 구조체 - 상기 제 2 퇴적물 구조체는 상기 공기 인출 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 제 2 패킹 오브젝트들의 제 2 퇴적물에 의하여 차단되도록, 상기 공기 인출 개구를 커버하는 상기 제 2 패킹 오브젝트들의 제 2 퇴적물을 포함함 -
    를 더 포함하고,
    상기 퇴적물 구조체는, 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물이 상기 제 1 패킹 오브젝트들의 제 1 퇴적물 또는 상기 제 2 패킹 오브젝트들의 제 2 퇴적물 중 하나가 되도록, 상기 제 1 퇴적물 구조체 또는 상기 제 2 퇴적물 구조체 중 하나인, 원자력 발전소.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 패킹 오브젝트들의 제 2 퇴적물의 최대 수직 고도는 상기 제 1 패킹 오브젝트들의 제 1 퇴적물의 최대 수직 고도보다 큰, 원자력 발전소.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 퇴적물 구조체는, 상기 공기 인입 개구 및 상기 공기 인출 개구 양자 모두가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물에 의하여 차단되도록, 상기 공기 인입 개구 및 상기 공기 인출 개구 양자 모두를 커버하는, 원자력 발전소.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 퇴적물 구조체는 벽 구조체를 포함하고,
    상기 벽 구조체는 적어도 부분적으로 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물 내에 위치되고 주변 환경에 직접 노출되는 것으로부터 상기 패킹 오브젝트에 의하여 적어도 부분적으로 차단되며,
    상기 벽 구조체는, 상기 벽 구조체의 마주보는 측벽들이 상기 공기 인입 개구 또는 상기 공기 인출 개구의 별개의 각각의 개구에 대해 근위가 되도록, 상기 공기 인입 개구와 상기 공기 인출 개구 사이에서 측방향으로 위치되는, 원자력 발전소.
19. 시스템으로서,
    적어도 부분적으로 국소 지표면 고도(local ground surface elevation) 아래에 위치된 열 소스 및/또는 구조체 - 상기 열 소스 및/또는 구조체는 상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에서 열을 생성하도록 구성됨 -;
    공기 냉각 시스템으로서, 공기 인입 개구, 공기 인출 개구, 및 상기 공기 인입 개구와 상기 공기 인출 개구 사이에서 열이 생성되는 상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에서 상기 열 소스 및/또는 구조체와 열 소통하는 상태로 연장되는 하나 이상의 도관을 형성함으로써, 상기 공기 냉각 시스템이,
    상기 공기 인입 개구를 통하여 그리고 상기 하나 이상의 도관 내로, 주변 환경으로부터의 주변 공기를 순환시키고,
    상기 열 소스 및/또는 구조체로부터 배출되는 열을 흡수하는 상기 하나 이상의 도관 내의 주변 공기에 기반하여, 상기 공기 인출 개구를 통하여 그리고 상기 주변 환경 내로 상기 하나 이상의 도관으로부터의 주변 공기를 순환시키도록
    구성되게 하는, 상기 공기 냉각 시스템; 및
    상기 공기 인입 개구 또는 상기 공기 인출 개구 중 적어도 하나의 개구를 커버하는 퇴적물 구조체 - 상기 퇴적물 구조체는 상기 적어도 하나의 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 패킹 오브젝트들의 퇴적물에 의해서 차단되도록, 상기 적어도 하나의 개구를 커버하는 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물을 포함함 -
    를 포함하는, 시스템.
20. 방법으로서,
    패킹 오브젝트들의 퇴적물을 적어도 부분적으로 국소 지표면 고도 아래에 위치된 열 소스 및/또는 구조체를 포함하는 시스템의 공기 냉각 시스템의 적어도 하나의 개구 상에 조립하는 단계를 포함하고,
    상기 열 소스 및/또는 구조체는 상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에서 열을 생성하도록 구성되며,
    패킹 오브젝트들의 조립된 퇴적물은, 상기 적어도 하나의 개구가 주변 환경에 직접 노출되는 것이 상기 패킹 오브젝트들의 퇴적물에 의하여 차단되도록 상기 적어도 하나의 개구를 커버하는 퇴적물 구조체를 구축하고,
    상기 공기 냉각 시스템은 상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에서 상기 열 소스 및/또는 구조체로부터 열을 제거하도록 구성되며,
    상기 공기 냉각 시스템은, 공기 인입 개구, 공기 인출 개구, 및 상기 공기 인입 개구와 상기 공기 인출 개구 사이에서 상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에 있는 상기 열 소스 및/또는 구조체와 열 소통하는 상태로 연장되는 하나 이상의 도관을 형성함으로써, 상기 공기 냉각 시스템이,
    상기 공기 인입 개구를 통하여 그리고 상기 하나 이상의 도관 내로, 주변 환경으로부터의 주변 공기를 순환시키고,
    상기 국소 지표면 고도 아래의 위치에 있는 상기 열 소스 및/또는 구조체로부터 배출되는 열을 흡수하는 상기 하나 이상의 도관 내의 주변 공기에 기반하여, 상기 공기 인출 개구를 통하여 그리고 상기 주변 환경 내로 상기 하나 이상의 도관으로부터의 주변 공기를 순환시키도록
    구성되게 하며,
    상기 공기 냉각 시스템의 적어도 하나의 개구는 상기 공기 인입 개구 및 상기 공기 인출 개구 중 적어도 하나인, 방법.