KR20230126416A - 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 및 그 운용방법 - Google Patents
사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 및 그 운용방법 Download PDFInfo
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Abstract
사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 및 그 운용방법을 제공한다. 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템은 원자력발전소의 수증기와 전기를 기반으로 생산되는 수소가 저장되는 수소저장탱크; 및 원자력발전소의 수증기와 전기를 기반으로 생산되는 수소가 저장되는 수소저장합금를 포함하되, 핵연료저장조의 이상발생에 의한 온도상승에 따라 상기 핵연료저장조에 대한 냉각을 수행하며, 상기 수소저장탱크와 상기 수소저장합금은 상기 이상발생에 대응하기 위하여 기 설정된 저장량을 유지하도록 수소가 지속 저장된다.
Description
본 발명은 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
원자력발전소에서 사용 후핵연료에서 발생하는 잔열을 열교환기를 이용한 강제냉각방식으로 냉각하여 제거한다. 이러한 환경에서 극한 지진이나 쓰나미 또는 장기 전원상실 사고의 발생으로 인한 전원공급이 차단될 수 있다. 이렇나 경우 냉각기능이 상실되어 사용 후핵연료저장조의 수위 감소에 의한 사용 후핵연료가 외부 노출된다. 이는 결국 핵분열생성물이 외부환경에 방출되는 등 심각한 문제를 발생시킨다.
때문에 원자력발전소에서는 사용 후핵연료저장조냉각계통이 정상 작동하지 않는 경우를 대비하여, 소화수 배관 및 소방차 등 외부수원을 활용한 대체 냉각 전략을 사용하나, 원자력발전소에 차량 접근이 불가하거나 외부수원 공급이 원할하지 않는 경우 냉각기능을 복구하기가 용이하지 못한 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 극한 지진이나 쓰나미, 장기전원상실사고와 같이 사용 후핵연료저장조의 냉각계통이 냉각기능을 상실하였을 때, 열전소자 및 수소연료전지를 이용한 독립적인 냉각설비 및 전력공급설비를 구비함으로써 사고대처능력을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.
또한 비상상황에서 수소연료전지의 기동전력 만을 이용하여 저장된 수소에너지를 이용한 대량의 전력 공급이 가능하고, 피동방식의 수소저장합금 흡열반응 등을 통한 1차 냉각, 연료전지를 이용한 전력공급 및 저장조히트파이프, 열교환기 등을 통한 2차 냉각, 화학반응의 부산물(물)을 이용한 살수 주입을 통해서 사용 후연료저장조의 안전성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 면(aspect)에 따른 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템은 상기 비상냉각 시스템은, 원자력발전소의 수증기와 전기를 기반으로 생산되는 수소가 저장되는 수소저장탱크; 및 원자력발전소의 수증기와 전기를 기반으로 생산되는 수소가 저장되는 수소저장합금를 포함하되, 핵연료저장조의 이상발생에 의한 온도상승에 따라 상기 핵연료저장조에 대한 냉각을 수행하며, 상기 수소저장탱크와 상기 수소저장합금은 상기 이상발생에 대응하기 위하여 기 설정된 저장량을 유지하도록 수소가 지속 저장된다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법은 핵연료저장조의 이상발생에 의한 온도상승에 따라 상기 핵연료저장조에 대한 냉각이 수행되는 단계를 포함하되, 상기 수소저장탱크와 상기 수소저장합금은 상기 이상발생에 대응하기 위하여 기 설정된 저장량을 유지하도록 수소가 지속 저장된다.
또한 상기 비상냉각 시스템은 상기 핵연료저장조의 상부영역과 연통되는 경유구조체를 포함하며, 상기 핵연료저장조는 내부에 유체가 수용되며, 상기 유체는 상기 온도상승에 따라 상기 상부영역으로의 수위상승을 통해 상기 경유구조체 내부로 주입되며, 상기 경유구조체는 주입되는 상기 유체를 상기 핵연료저장조로 순환되도록 한다.
또한 상기 비상냉각 시스템은 상기 경유구조체와 접하여 상기 경유구조체의 상기 유체에 대한 열교환을 수행하는 열교환기를 더 포함하며, 상기 유체는 상기 열교환기를 통한 상기 열교환 냉각이 수행되며, 상기 경유구조체는, 상기 열교환을 통해 냉각이 이루어진 상기 유체인 열교환유체를 상기 핵연료저장조에 순환되도록 하여, 상기 열교환유체를 통해 상기 핵연료저장조에 대한 제1차냉각이 수행되도록 한다.
또한 상기 비상냉각 시스템은 수소저장을 위한 수소저장탱크와 수소저장합금을 포함하며, 상기 수소저장합금은, 상기 열교환기와 연동되며, 상기 열교환기의 상기 냉각 수행에 따라 상기 열교환기로부터 발생되는 열에 대한 흡열반응을 기반으로 저장된 수소를 방출하되, 상기 수소저장탱크는 상기 수소저장합금에서 방출되는 수소가 저장된다.
또한 상기 비상냉각 시스템은, 상기 이상발생에 따라 상기 핵연료저장조에서 발생되는 열을 기반으로 제1전기에너지를 생성하는 열전소자와, 상기 열전소자와 연동되어 전력변환과 전력제어를 수행하는 전력소자를 더 포함하며, 상기 전력소자는 상기 제1전기에너지가 기 설정된 에너지 기준값을 충족하는 경우 수요처로 상기 전기에너지를 공급한다.
또한 상기 비상냉각 시스템은, 상기 수소를 기반으로 제2전기에너지 생산하는 비상연료전지와, 상기 수소저장탱크로부터 상기 비상연료전지에 대한 상기 수소공급을 제어하는 차단밸브를 더 포함하며, 상기 차단밸브는, 상기 제1전기에너지를 기반으로 구동되어, 상기 비상 비상연료전지에 대한 상기 수소공급을 제어하며, 상기 비상연료전지는, 상기 제1전기에너지를 기반으로 구동되어, 상기 제2전기에너를 생산한다.
또한 상기 비상냉각 시스템은 상기 비상연료전지의 상기 제2전기에너지를 기반으로 전력제어를 수행하는 전력제어부를 더 포함하며, 상기 전력제어부는, 상기 비상연료전지의 지속적인 구동을 위하여 공급받은 상기 제2전기에너지를 상기 비상연료전지로 재공급한다.
또한 상기 비상냉각 시스템은, 수소의 안전과 관련된 수소안전계통과, 상기 핵연료저장조에 구비되는 저장조저장조히트파이프와, 상기 핵연료저장조의 냉각과 관련된 저장조냉각계통을 더 포함하되, 상기 전력제어부는 상기 수소안전계통, 상기 저장조저장조히트파이프 및 상기 저장조냉각계통에 대한 전력공급을 제어한다.
또한 상기 전력제어부는, 상기 수소안전계통 및 상기 저장조냉각계통에 대한 전력을 공급하는 제1제어동작을 수행하되, 상기 이상발생에 따라 상기 저장조냉각계통의 동작 또는 동작을 위한 복구가 불가하게 되면, 상기 저장조저장조히트파이프에 대한 전력공급을 수행하여 상기 저장조저장조히트파이프를 통해 상기 핵연료저장조에 대한 제2차냉각이 수행되도록 제2제어동작을 수행한다.
또한 상기 비상냉각 시스템은, 상기 저장조에 대한 살수용 유체 공급을 위한 저장조살수펌프와, 상기 살수용 유체의 살수를 위한 저장조살수부를 더 포함하며, 상기 비상연료전지는 화학반응에 따른 부산물을 생성하며, 상기 저장조살수펌프는 생성된 상기 부산물을 공급받아 상기 살수 유체로 이용되도록 하되, 상기 저장조살수부는 상기 살수용 유체를 통해 상기 핵연료저장조에 대한 수위 복구 및 제3차냉각이 수행되도록 한다.
상기와 같은 본 발명의 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 및 그 운용방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
본 발명은 극한 지진이나 쓰나미, 장기전원상실사고와 같이 사용 후핵연료저장조의 냉각계통이 냉각기능을 상실하였을 때, 열전소자 및 수소연료전지를 이용한 독립적인 냉각설비 및 전력공급설비를 구비함으로써 사고대처능력을 향상시킬 수 있다.
또한 비상상황에서 수소연료전지의 기동전력 만을 이용하여 저장된 수소에너지를 이용한 대량의 전력 공급이 가능하고, 피동방식의 수소저장합금 흡열반응을 통한 1차 냉각, 연료전지를 이용한 전력공급 및 저장조히트파이프 열교환기를 통한 2차 냉각, 화학반응의 부산물(물)을 이용한 살수 주입을 통해서 사용 후연료저장조의 안전성을 대폭 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2 내지 도 3은 도 1에 따른 구성을 도시한 블록도이다.
도 3 내지 도 4는 도 1에 따른 구성을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 2 내지 도 3은 도 1에 따른 구성을 도시한 블록도이다.
도 3 내지 도 4는 도 1에 따른 구성을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템(100)은 제1설비(110) 및 제2설비(120)를 포함한다.
도 2 내지 도 3을 참조하면 상기 제1설비(110)는 핵연료저장조(111), 열전소자(112), 경유구조체(113), 열교환기(115), 소저장합금(116), 수소저장탱크(117) 및 차단밸브(118)를 포함한다.
도 4 내지 도 5를 참조하면 상기 제2설비(120)는 전력제어부(123), 수소안전계통(124), 저장조냉각계통(125), 저장조히트파이프(126), 저장조살수펌프(127) 및 저장조살수부(128)를 포함한다.
여기서 상기 비상냉각 시스템(100)의 핵연료저장조(111)는 사용 후 핵연료가 저장된다. 상기 경유구조체(113)는 상기 핵연료저장조(111)의 상부영역(1111)과 연통되도록한다.
상기 핵연료저장조(111)는 내부에 유체(W1)가 수용된다. 상기 핵연료저장조(111)의 상기 유체(W1)는 상기 온도상승에 따라 상기 상부영역(1111)으로의 수위상승을 통해 상기 경유구조체(113) 내부로 주입된다.
아울러 상기 경유구조체(113)는 주입되는 상기 유체(W1)를 상기 핵연료저장조(111)로 재순환되도록 하한다. 상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 열교환기(115)는 상기 경유구조체(113)와 접하여 상기 경유구조체(113)의 상기 유체(W1)에 대한 열교환을 수행한다.
상기 유체(W1)는 상기 열교환기(115)를 통한 상기 열교환 냉각이 수행된다. 상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 경유구조체(113)는 상기 열교환을 통해 냉각이 이루어진 상기 유체(W1)인 열교환유체(W2)를 상기 핵연료저장조(111)에 순환되도록 한다.
이러한 상기 경유구조체(113)는 상기 열교환유체(W2)를 통해 상기 핵연료저장조(111)에 대한 제1차냉각이 수행되도록 한다. 상기 수소저장탱크(117)는 상기 비상냉각 시스템(100)의 수소가 저장된다.
상기 수소저장합금(116)에도 비상냉각 시스템(100)의 수소가 저장된다. 상기 수소저장합금(116)은 상기 열교환기(115)와 연동된다. 상기 열교환기(115)의 상기 냉각 수행에 따라 상기 열교환기(115)로부터 발생되는 열에 대한 흡열반응을 기반으로 저장된 수소를 방출한다.
아울러 상기 수소저장탱크(117)는 상기 수소저장합금(116)에서 방출되는 수소가 저장된다. 상기 수소저장탱크(117)와 상기 수소저장합금(116)는 상기 이상발생에 대응하기 위하여 기 설정된 저장량을 유지하도록 수소가 지속 저장된다.
상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 열전소자(112)는 상기 이상발생에 따라 상기 핵연료저장조(111)에서 발생되는 열을 기반으로 제1전기에너지를 생성한다.
한편 상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 전력소자(121)는 상기 비상기 열전소자(112)와 연동되어 전력변환과 전력제어를 수행한다. 상기 전력소자(121)는 상기 제1전기에너지가 기 설정된 에너지 기준값을 충족하는 경우 수요처로 상기 전기에너지를 공급한다.
상기 비상냉각 시스템(100)의 비상연료전지(122)는 상기 수소를 기반으로 제2전기에너지 생산한다. 상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 차단밸브(118)는 상기 수소저장탱크(117)로부터 상기 비상연료전지(122)에 대한 상기 수소공급을 제어한다.
여기서 상기 차단밸브(118)는 상기 제1전기에너지를 기반으로 구동되어, 상기 비상 비상연료전지(122)에 대한 상기 수소공급을 제어한다. 상기 비상연료전지(122)는 상기 제1전기에너지를 기반으로 구동되어, 상기 제2전기에너를 생산한다.
상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 전력제어부(123)는 상기 비상연료전지(122)의 상기 제2전기에너지를 기반으로 전력제어를 수행한다. 상기 전력제어부(123)는 상기 비상연료전지(122)의 지속적인 구동을 위하여 공급받은 상기 제2전기에너지를 상기 비상연료전지(122)로 재공급한다.
이러한 상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 수소안전계통(124)은 수소의 안전과 관련된 기능을 한다. 상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 저장조히트파이프(126)는 상기 핵연료저장조(111)에 구비된다.
상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 저장조냉각계통(125)은 상기 핵연료저장조(111)의 냉각과 관련된 기능을 한다. 상기 전력제어부(123)는 상기 수소안전계통(124), 상기 저장조히트파이프(126) 및 상기 저장조냉각계통(125)에 대한 전력공급을 제어한다.
아울러 상기 전력제어부(123)는 제1제어동작과 제2제어동작을 수행한다. 상기 제1어동작은 상기 수소안전계통(124) 및 상기 저장조냉각계통(125)에 대한 전력을 공급한다.
상기 제2제어동작은 상기 이상발생에 따라 상기 저장조냉각계통(125)의 동작 또는 동작을 위한 복구가 불가하게 되면, 상기 저장조히트파이프(126)에 대한 전력공급을 수행하여 상기 저장조히트파이프(126)를 통해 상기 핵연료저장조(111)에 대한 제2차냉각이 수행되도록 한다.
한편 상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 저장조살수펌프(127)는 상기 핵연료저장조(111)에 대한 살수용 유체(W1) 공급을 위한 동작을 한다. 상기 비상냉각 시스템(100)의 저장조살수부(128)는 상기 살수용 유체의 살수를 수행한다.
상기 비상연료전지(122)는 화학반응에 따른 부산물을 생성한다. 상기 저장조살수펌프(127)는 생성된 상기 부산물을 공급받아 상기 살수 유체(W1)로 이용되도록 한다.
여기서 상기 비상냉각 시스템(100)의 상기 저장조살수부(128)는 상기 살수용 유체(W1)를 통해 상기 핵연료저장조(111)에 대한 수위 복구 및 제3차냉각이 수행되도록 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법(S100)은 핵연료저장조(111)의 이상발생에 의한 온도상승에 따라 상기 핵연료저장조(111)에 대한 냉각이 수행된다.
아울러 상기 수소저장합금(116)와 수소저장탱크(117)는 상기 이상발생에 대응하기 위하여 기 설정된 저장량을 유지하도록 수소가 지속 저장된다. 상기 비상냉각 시스템의 경유구조체(113)는 핵연료저장조(111)의 상부영역(1111)과 연통된다.
상기 핵연료저장조(111)는 내부에 유체가 수용되며, 상기 유체는 상기 온도상승에 따라 상기 상부영역(1111)으로의 수위상승을 통해 상기 경유구조체(113) 내부로 주입된다. 상기 경유구조체(113)는 주입되는 상기 유체를 상기 핵연료저장조(111)로 순환되도록 한다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 제1설비
120: 제2설비
111: 핵연료저장조 112: 열전소자
113: 경유구조체 114: 저장조히트파이프
115: 열교환기 116: 수소저장합금
117: 수소저장탱크 118: 차단밸브
121: 전력소자 122: 비상연료전지
123: 전력제어부 124: 수소안전게통
125: 저장조냉각계통 126: 저장조히트파이프
127: 저장조살수펌프 128: 저장조살수부
111: 핵연료저장조 112: 열전소자
113: 경유구조체 114: 저장조히트파이프
115: 열교환기 116: 수소저장합금
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121: 전력소자 122: 비상연료전지
123: 전력제어부 124: 수소안전게통
125: 저장조냉각계통 126: 저장조히트파이프
127: 저장조살수펌프 128: 저장조살수부
Claims (10)
- 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법으로서,
핵연료저장조의 이상발생에 의한 온도상승에 따라 상기 핵연료저장조에 대한 냉각이 수행되는 단계를 포함하되,
상기 비상냉각 시스템은 상기 핵연료저장조의 상부영역과 연통되는 경유구조체를 포함하고,
상기 핵연료저장조는,
내부에 유체가 수용되며, 상기 유체는 상기 온도상승에 따라 상기 상부영역으로의 수위상승을 통해 상기 경유구조체 내부로 주입되며,
상기 경유구조체는,
주입되는 상기 유체를 상기 핵연료저장조로 순환되도록 하는, 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법. - 제1항에 있어서,
상기 비상냉각 시스템은,
상기 경유구조체와 접하여 상기 경유구조체의 상기 유체에 대한 열교환을 수행하는 열교환기를 더 포함하며,
상기 유체는 상기 열교환기를 통한 상기 열교환 냉각이 수행되며,
상기 경유구조체는,
상기 열교환을 통해 냉각이 이루어진 상기 유체인 열교환유체를 상기 핵연료저장조에 순환되도록 하여,
상기 열교환유체를 통해 상기 핵연료저장조에 대한 제1차냉각이 수행되도록 하는, 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법. - 제2항에 있어서,
상기 비상냉각 시스템은 수소저장을 위한 수소저장탱크와 수소저장합금을 포함하며,
상기 수소저장합금은,
상기 열교환기와 연동되며, 상기 열교환기의 상기 냉각 수행에 따라 상기 열교환기로부터 발생되는 열에 대한 흡열반응을 기반으로 저장된 수소를 방출하되,
상기 수소저장탱크는 상기 수소저장합금에서 방출되는 수소가 저장되는, 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법. - 제1항에 있어서,
상기 비상냉각 시스템은,
상기 핵연료저장조에서 발생되는 열을 기반으로 제1전기에너지를 생성하는 열전소자와,
상기 열전소자와 연동되어 전력변환과 전력제어를 수행하는 전력소자를 더 포함하며,
상기 전력소자는 상기 제1전기에너지가 기 설정된 에너지 기준값을 충족하는 경우 수요처로 상기 전기에너지를 공급하는, 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법. - 제4항에 있어서,
상기 비상냉각 시스템은,
수소를 기반으로 제2전기에너지 생산하는 비상연료전지와,
수소저장탱크로부터 상기 비상연료전지에 대한 상기 수소의 공급을 제어하는 차단밸브를 더 포함하며,
상기 차단밸브는,
상기 제1전기에너지를 기반으로 구동되어, 상기 비상 비상연료전지에 대한 상기 수소의 공급을 제어하며,
상기 비상연료전지는,
상기 제1전기에너지를 기반으로 구동되어, 상기 제2전기에너를 생산하는, 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법. - 제5항에 있어서,
상기 비상냉각 시스템은,
상기 비상연료전지의 상기 제2전기에너지를 기반으로 전력제어를 수행하는 전력제어부를 더 포함하며,
상기 전력제어부는,
상기 비상연료전지의 지속적인 구동을 위하여 공급받은 상기 제2전기에너지를 상기 비상연료전지로 재공급하는, 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법. - 제6항에 있어서,
상기 비상냉각 시스템은,
수소의 안전과 관련된 수소안전계통과,
상기 핵연료저장조에 구비되는 저장조저장조히트파이프와,
상기 핵연료저장조의 냉각과 관련된 저장조냉각계통을 더 포함하되,
상기 전력제어부는 상기 수소안전계통, 상기 저장조저장조히트파이프 및 상기 저장조냉각계통에 대한 전력공급을 제어하는, 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법. - 제7항에 있어서,
상기 전력제어부는,
상기 수소안전계통 및 상기 저장조냉각계통에 대한 전력을 공급하는 제1제어동작을 수행하되,
상기 이상발생에 따라 상기 저장조냉각계통의 동작 또는 동작을 위한 복구가 불가하게 되면,
상기 저장조저장조히트파이프에 대한 전력공급을 수행하여 상기 저장조저장조히트파이프를 통해 상기 핵연료저장조에 대한 제2차냉각이 수행되도록 제2제어동작을 수행하는, 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법. - 제6항에 있어서,
상기 비상냉각 시스템은,
상기 저장조에 대한 살수용 유체 공급을 위한 저장조살수펌프와, 상기 살수용 유체의 살수를 위한 저장조살수부를 더 포함하며,
상기 비상연료전지는 화학반응에 따른 부산물을 생성하며,
상기 저장조살수펌프는 생성된 상기 부산물을 공급받아 상기 살수 유체로 이용되도록 하되,
상기 저장조살수부는 상기 살수용 유체를 통해 상기 핵연료저장조에 대한 수위 복구 및 제3차냉각이 수행되도록 하는, 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 운용방법. - 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템으로서,
상기 비상냉각 시스템은,
원자력발전소의 수증기와 전기를 기반으로 생산되는 수소가 저장되는 수소저장탱크; 및
원자력발전소의 수증기와 전기를 기반으로 생산되는 수소가 저장되는 수소저장합금를 포함하되,
핵연료저장조의 이상발생에 의한 온도상승에 따라 상기 핵연료저장조에 대한 냉각을 수행하며,
상기 수소저장탱크와 상기 수소저장합금은 상기 이상발생에 대응하기 위하여 기 설정된 저장량을 유지하도록 수소가 지속 저장되는, 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220023540A KR102647981B1 (ko) | 2022-02-23 | 2022-02-23 | 사용 후 핵연료저장조의 비상냉각 시스템 및 그 운용방법 |
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Publications (2)
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| KR20230126416A true KR20230126416A (ko) | 2023-08-30 |
| KR102647981B1 KR102647981B1 (ko) | 2024-03-14 |
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| KR (1) | KR102647981B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06214088A (ja) * | 1993-01-18 | 1994-08-05 | Nippon Nuclear Fuel Dev Co Ltd | 使用済み燃料棒の処理方法 |
| KR20130100073A (ko) | 2013-07-29 | 2013-09-09 | 한국원자력연구원 | 사용 후 핵연료로부터 발생하는 중성자 처리방법 |
| KR102286098B1 (ko) * | 2020-10-08 | 2021-08-06 | 한국수력원자력 주식회사 | 사용후연료저장조 냉각계통 |
| KR20220005625A (ko) * | 2019-10-10 | 2022-01-13 | 한국수력원자력 주식회사 | 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비 및 이를 이용한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법 |
-
2022
- 2022-02-23 KR KR1020220023540A patent/KR102647981B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06214088A (ja) * | 1993-01-18 | 1994-08-05 | Nippon Nuclear Fuel Dev Co Ltd | 使用済み燃料棒の処理方法 |
| KR20130100073A (ko) | 2013-07-29 | 2013-09-09 | 한국원자력연구원 | 사용 후 핵연료로부터 발생하는 중성자 처리방법 |
| KR20220005625A (ko) * | 2019-10-10 | 2022-01-13 | 한국수력원자력 주식회사 | 해체 원전을 활용하여 사용후 연료를 저장한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각설비 및 이를 이용한 사용후 연료 저장조의 냉각수 냉각 방법 |
| KR102286098B1 (ko) * | 2020-10-08 | 2021-08-06 | 한국수력원자력 주식회사 | 사용후연료저장조 냉각계통 |
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