KR20240102698A - 원자로건물의 영구밀봉체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자로건물의 영구밀봉체에 관한 것으로, 상기 원자로의 둘레 방향을 따라 배치되는 복수 개의 차폐블럭;을 포함하며, 상기 차폐블럭의 내부에는 차폐층이 구비되며, 상기 차폐층은, 철을 포함하는 철층과, 폴리머를 포함하는 폴리머층을 포함하며, 복수 개의 상기 차폐블럭은 환형상으로 상기 원자로의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다.

Description

원자로건물의 영구밀봉체 {Permanent seal of reactor containment building}

본 발명은 원자로건물의 영구밀봉체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원자로공동을 통해 누설되는 중성자와 감마선을 차폐하면서 동시에 원자로공동으로부터의 공기흐름층을 제공하며, 사고시 원자로살수계통의 작동에 의해 원자로공동으로 냉각재가 유입되는 것을 최소화할 수 있는 원자로건물의 영구밀봉체에 관한 것이다.

원자력 발전소는 핵연료의 핵분열에 의하여 발생된 열을 이용하여 전기를 생산하는 발전소로서, 일정시간 경과후에는 원자로에 새로운 핵연료를 공급(재장전)하여야 한다.

원자로건물에는 원자로가 수용되는 원자로공동이 구비되며, 원자로공동에 인접하게 재장전수조가 구비된다. 핵연료를 재장전하기 전에 원자로건물과 원자로 사이에는 원자로공동 밀봉체가 설치될 수 있다. 재장전수조에 핵연료의 냉각 및 차폐를 위하여 붕소가 첨가된 재장전수가 충수될 때, 원자로공동 밀봉체를 통해 원자로공동으로 재장전수가 침수되는 것을 방지할 수 있게 된다.

종래의 원자로공동 밀봉체는 방사선 차폐용 콘크리트로 이루어지면서 원자로 둘레 방향으로 탈부착 가능하게 설치되었다. 그러나 이와 같은 종래의 원자로공동 밀봉체는 다음과 같은 문제점이 있다.

원자로공동 밀봉체는 재장전 기간에 원자로 둘레에 부착되었다가 재장전이 완료된 이후 원자로 둘레에서 탈착될 수 있다. 이와 같이 재장전 기간 전후에 콘크리트로 이루어진 원자로공동 밀봉체를 탈부착하는 과정에서 작업자의 피복 증가가 야기되는 문제점이 있다. 또한, 방사선 차폐용 콘크리트로 이루어진 원자로공동 밀봉체는, 콘크리트의 특성상 감마선에 비해 중성자의 차폐성능이 상대적으로 미미한 문제점이 있다.

종래에는 원자로 둘레에 공기 흐름을 허용하는 원자로공동 영구밀봉체를 설치하는 경우도 있으나, 이와 같은 경우 원자로 살수계통 작동시 원자로공동 내부로의 살수유입을 방지하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 원자로공동을 통해 누설되는 중성자와 감마선을 차폐하면서 동시에 원자로공동으로부터의 공기흐름층을 제공하며, 사고시 원자로살수계통의 작동에 의해 원자로공동으로 냉각재가 유입되는 것을 최소화할 수 있는 원자로건물의 영구밀봉체에 관한 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체는, 원자로와 재장전수조 사이에 설치되는 밀봉체로서, 상기 원자로의 둘레 방향을 따라 배치되는 복수 개의 차폐블럭;을 포함하며, 상기 차폐블럭의 내부에는 차폐층이 구비되며, 상기 차폐층은, 철을 포함하는 철층과, 폴리머를 포함하는 폴리머층을 포함하며, 복수 개의 상기 차폐블럭은 환형상으로 상기 원자로의 둘레 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 폴리머층은 붕소를 포함할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 차폐블럭의 일측과 타측에는 결합홈 또는 결합돌기가 구비되며, 복수 개의 상기 차폐블럭은 상기 결합홈과 상기 결합돌기를 통해 결합될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 차폐블럭의 외측면에는 보호커버가 결합될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 폴리머층은, 상기 철층에 대해 교체 가능하도록 설치될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 차폐블럭의 상면에는, 상기 원자로가 배치되는 방향에서 상기 재장전수조가 배치되는 방향을 향하여 하향 경사가 형성될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 차폐블럭은, 상면에 외부로 열려 있는 상부 공기홀이 구비되고, 하면에 외부로 열려 있는 하부 공기홀이 구비되며, 내부에 복수 개의 상기 차폐층이 구비되는 제1차폐블럭을 포함하며, 상기 제1차폐블럭의 복수 개의 상기 차폐층 사이에는, 상기 상부 공기홀과 상기 하부 공기홀과 연통되는 공기층이 형성될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 제1차폐블럭은, 상기 상부 공기홀을 열리고 닫히게 할 수 있는 공기홀커버를 포함할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 공기홀커버는, 일측이 상기 제1차폐블럭의 상면에 힌지 결합되고, 타측이 상기 제1차폐블럭의 상면에 대해 열리고 닫힐 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 제1차폐블럭은, 상기 공기홀커버의 타단에서 외측으로 연장되는 연장커버를 포함하며, 상기 연장커버는, 상기 공기홀커버의 타단에 회전 가능하게 결합되면서, 상기 공기홀커버의 타단을 중심으로 접힐 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 공기홀커버의 하면과 상기 제1차폐블럭의 상면에는 지지홈이 구비되고, 상기 지지홈에 끼워지는 지지대를 더 포함할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 공기홀커버의 상면에는, 상기 공기홀커버의 외측으로 돌출되는 걸쇠가 구비될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 공기홀커버의 하면에는 패킹부재가 구비될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 차폐블럭은, 내부에 복수 개의 상기 차폐층이 구비되며, 상부와 하부에서 공기 이동을 차단하는 제2차폐블럭을 포함할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 원자로건물의 영구밀봉체의 상기 원자로의 둘레에는 2개의 상기 제2차폐블럭이 구비되고, 2개의 상기 제2차폐블럭은 서로 이격되어 있으며, 서로 이격되어 있는 상기 제2차폐블럭 사이에 복수 개의 상기 제1차폐블럭이 배치될 수 있다.

본 발명은 원자로건물의 영구밀봉체에 관한 것으로, 원자로공동을 통해 누설되는 중성자와 감마선을 차폐하면서 동시에 원자로공동으로부터의 공기흐름층을 제공하며, 사고시 원자로살수계통의 작동에 의해 원자로공동으로 냉각재가 유입되는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 차폐블럭에 공기홀을 구비함에 따라 정상운전시 원자로공동으로부터의 공기흐름층을 제공할 수 있으며, 공기홀을 열고 닫을 수 있는 공기홀커버를 통해 재장전시 재장전수가 원자로공동에 침수되는 것을 방지하면서 사고시 원자로살수계통의 작동에 의해 원자로공동으로 냉각재가 유입되는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 철층과 폴리머층을 포함하는 차폐층이 구비된 차폐블럭을 통해 원자로공동에서 발생하는 중성자와 감마선을 효과적으로 차폐할 수 있는 장점이 있으며, 철층과 폴리머층을 포함하는 차폐층이 구비된 차폐블럭은 콘크리트 보다 차폐효과가 좋기 때문에 차폐블럭을 얇고 가볍게 제작할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 차폐블럭의 일측과 타측에 결합홈 또는 결합돌기를 구비함에 따라 복수 개의 차폐블럭을 용이하게 설치할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체가 원자로와 재장전수조 사이에 설치된 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1차폐블럭과 제2차폐블럭이 원자로의 둘레를 따라 배치된 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A 선의 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B 선의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제1차폐블럭의 상면에 공기홀커버와 연장커버가 구비되고, 공기홀커버가 제1차폐블럭의 상면에 대해 열려 있는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제1차폐블럭의 상면에 공기홀커버와 연장커버가 구비되고, 공기홀커버가 제1차폐블럭의 상면에 대해 닫혀 있는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 2의 C-C 선의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차폐블럭의 외측면에 보호커버가 결합된 것을 나타내는 도면이다.

본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시 예들을 개시한다. 개시된 실시 예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어, 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 원자로건물의 영구밀봉체에 관한 것으로, 원자로공동을 통해 누설되는 중성자와 감마선을 차폐하면서 동시에 원자로공동으로부터의 공기흐름층을 제공하며, 사고시 원자로살수계통의 작동에 의해 원자로공동으로 냉각재가 유입되는 것을 최소화할 수 있는 원자로건물의 영구밀봉체에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직할 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체(100)는 원자로(10)와 재장전수조(20) 사이에 설치될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 영구밀봉체(100)는 원자로상부플랜지(11)와 상기 재장전수조(20) 사이에 설치될 수 있다.

상기 재장전수조(20)와 상기 원자로상부플랜지(11)에 빔을 설치하고, 상기 빔 위에 영구밀봉체(100)를 올릴 수 있다. 상기 영구밀봉체(100)의 중앙 하단과 상기 재장전수조(20)는 지지대(21)로 연결될 수 있으며, 상기 지지대(21)를 통해 상기 영구밀봉체(100)를 지지할 수 있다.

상기 영구밀봉체(100)는 상기 원자로(10)를 수용하기 위해 원자로건물(1)에 형성된 원자로공동(12)에서 발생하는 감마선과 중성자를 차폐하기 위한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체(100)는 상기 원자로(10)와 상기 재장전수조(20) 사이에 형성된 상기 원자로공동(12)에서 누설되는 중성자와 감마선을 차폐하면서 동시에 원자로공동(12)으로부터의 공기흐름층을 제공할 수 있는 것이다.

이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체(100)는 복수 개의 차폐블럭(110)을 포함한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 차폐블럭(110)은 상기 원자로(10)의 둘레 방향을 따라 배치되는 것으로, 복수 개의 상기 차폐블럭(110)은 환형상을 형성하면서 상기 원자로(10)의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 원자로(10)의 둘레 방향을 따라 14개의 상기 차폐블럭(110)이 환형상으로 배치될 수 있다. 다만, 상기 차폐블럭(110)의 개수는 14개로 한정되지는 않으며, 상기 차폐블럭(110)의 개수는 변경될 수도 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차폐블럭(110)은 내부에 차폐층(120)이 구비되는 것이다. 상기 차폐층(120)은 철을 포함하는 철층(121)과 폴리머를 포함하는 폴리머층(122)을 포함할 수 있다.

상기 철층(121)의 철은 원자번호가 높아 감마선을 차폐하는데 유리할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 폴리머층(122)은 붕소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리머층(122)은 수소를 포함할 수 있다.

상기 폴리머층(122)의 폴리머는 중성자의 흡수단면적이 높은 붕소와 원자번호가 낮은 수소 등을 포함할 수 있는 것으로, 이를 통해 중성차의 차폐효과를 향상시킬 수 있다.

콘크리트를 통해 차폐블럭을 제작하는 경우, 콘크리트의 특성상 감마선에 비해 중성자의 차폐성능이 상대적으로 미미한 문제점이 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체(100)는 상기 철층(121)과 상기 폴리머층(122)을 포함하는 상기 차폐층(120)을 상기 차폐블럭(110) 내부에 구비함에 따라 중성자와 감마선을 효과적으로 차폐할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 철층(121)과 상기 폴리머층(122)을 포함하는 상기 차폐층(120)이 구비된 상기 차폐블럭(110)은 콘크리트 보다 차폐효과가 좋기 때문에 차폐블럭을 얇고 가볍게 제작할 수 있다.

구체적으로, 콘크리트는 차폐블럭은 두께가 45cm일 수 있으나, 상기 철층(121)과 상기 폴리머층(122)을 포함하는 상기 차폐층(120)이 구비된 상기 차폐블럭(110)은 20cm의 두께만으로도 1m 거리에서 콘크리트 차폐블럭과 차폐성능이 비슷하거나 더 우수할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 차폐블럭(110)의 상부, 하부, 측부는 상기 차폐블럭(110)의 형상 유지를 위해 철로 구성될 수 있으며, 상기 차폐블럭(110)의 내부에는 상기 철층(121)과 상기 폴리머층(122)을 포함하는 상기 차폐층(120)이 복수 개 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 차폐블럭(110)의 내부에는 상기 철층(121)과 상기 폴리머층(122)이 번갈아가면서 배치될 수 있으며, 상기 철층(121)-상기 폴리머층(122)-상기 철층(121)-상기 폴리머층(122)의 순서와 같이 복수 개의 상기 차폐층(120)이 상기 차폐블럭(110) 내부에 배치될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차폐블럭(110)은 원자로공동(12)으로부터의 공기흐름층을 제공하는 제1차폐블럭(130)과, 공기 이동을 차단하는 제2차폐블럭(150)을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 제2차폐블럭(150)은 내부에 복수 개의 상기 차폐층(120)이 구비되며, 상부와 하부에서 공기 이동을 차단할 수 있는 것이다. 상기 제2차폐블럭(150)은 공기홀이 존재하지 않는 것으로, 상기 제2차폐블럭(150)은 원자로공동(12)에서 누설되는 감마선과 중성자를 차폐하는 역할을 수행하는 것이다. 상기 제2차폐블럭(150)의 내부에는 공기 흐름층이 없이 복수 개의 상기 차폐층(120)만이 구비될 수 있다.

상기 제2차폐블럭(150)의 내부에는 상기 철층(121)과 상기 폴리머층(122)을 포함하는 상기 차폐층(120)이 복수 개 구비될 수 있다. 상기 제2차폐블럭(150)의 내부에는 상기 철층(121)과 상기 폴리머층(122)이 번갈아가면서 배치될 수 있으며, 상기 철층(121)-상기 폴리머층(122)-상기 철층(121)-상기 폴리머층(122)의 순서와 같이 복수 개의 상기 차폐층(120)이 상기 제2차폐블럭(150) 내부에 배치될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 제2차폐블럭(150)의 상부, 하부, 측부는 상기 제2차폐블럭(150)의 형상 유지를 위해 철로 구성될 수 있으며, 상기 제2차폐블럭(150)의 상부와 하부는 재장전시 냉각재의 하중을 견디기 위해 상기 차폐층(120)의 두께보다 두껍게 제작될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 원자로(10) 정상운전 중에는 원자로공동(12)으로 공기의 흐름을 형성할 필요가 있다. 상기 제1차폐블럭(130)은 이를 위해 구비되는 것으로, 상기 제1차폐블럭(130)은 중성자와 감마선을 차폐하면서 원자로공동(12)으로부터의 공기 흐름층을 제공할 수 있는 것이다.

도 4를 참조하면, 상기 제1차폐블럭(130)은 상면에 외부로 열려 있는 상부 공기홀(131)이 구비되고, 하면에 외부로 열려 있는 하부 공기홀(132)기 구비되며, 내부에 복수 개의 상기 차폐층(120)이 구비될 수 있다.

상기 제1차폐블럭(130)은 원자로공동(12)으로부터의 공기흐름층을 제공하는 것으로, 이를 위해 상기 제1차폐블럭(130)의 복수 개의 상기 차폐층(120) 사이에는, 상기 상부 공기홀(131)과 상기 하부 공기홀(132)과 연통되는 공기층(133)이 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제1차폐블럭(130) 내부는 상기 철층(121)-상기 폴리머층(122)-상기 공기층(133)의 순서로 배치될 수 있다. 또한, 상기 차폐층(120)의 측면에는 공기가 이동될 수 있도록 열려 있는 공기이동부(124)가 구비될 수 있다.

상기 상부 공기홀(131)-상기 공기층(133)-상기 공기이동부(124)-상기 하부 공기홀(132)은 서로 연통되면서 공기 흐름층을 형성할 수 있게 된다. 이와 같이 상기 제1차폐블럭(130) 내부에 상기 차폐층(120)이 구비되면서 공기 흐름층이 형성됨에 따라, 상기 제1차폐블럭(130)은 중성자와 감마선을 차폐하면서 원자로공동(12)으로부터의 공기 흐름층을 제공할 수 있게 된다.

상기 제1차폐블럭(130)의 내부에는 상기 철층(121)과 상기 폴리머층(122)을 포함하는 상기 차폐층(120)이 복수 개 구비될 수 있다. 상기 제1차폐블럭(130)의 내부에는 상기 철층(121)과 상기 폴리머층(122)이 번갈아가면서 배치될 수 있으며, 복수 개의 상기 차폐층(120) 사이에는 상기 공기층(133)이 형성될 수 있다.

상기 제1차폐블럭(130)은 상기 철층(121)-상기 폴리머층(122)-상기 공기층(133)-상기 철층(121)-상기 폴리머층(122)-상기 공기층(133)의 순서와 같이 복수 개의 상기 차폐층(120)과 복수 개의 상기 공기층(133)이 상기 제1차폐블럭(130) 내부에 배치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제1차폐블럭(130)의 상부, 하부, 측부는 상기 제1차폐블럭(130)의 형상 유지를 위해 철로 구성될 수 있으며, 상기 제1차폐블럭(130)의 상부와 하부는 재장전시 냉각재의 하중을 견디기 위해 상기 차폐층(120)의 두께보다 두껍게 제작될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제1차폐블럭(130)은 상기 상부 공기홀(131)을 열리고 닫히게 할 수 있는 공기홀커버(140)를 포함할 수 있다. 상기 공기홀커버(140)는 일측이 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 힌지(141) 결합되고, 타측이 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 열리고 닫힐 수 있는 것이다.

도 5 및 도 6은 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대하여 상기 공기홀커버(140)가 열리고 닫히는 것을 나타내는 도면으로, 도 5 및 도 6에서는 상기 제1차폐블럭(130)의 상면만을 도시하였다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 힌지(141)를 중심으로, 상기 공기홀커버(140)를 회전시키면, 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 상기 공기홀커버(140)를 열리고 닫히게 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 공기홀커버(140)를 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 열리게 하면, 상기 상부 공기홀(131)이 열릴 수 있게 된다. 이를 통해 상기 원자로공동(12)은 상기 하부 공기홀(132)-상기 공기이동부(124)-상기 공기층(133)-상기 상부 공기홀(131)을 통해 외부와 연통될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 원자로(10)가 정상운전 중에는 상기 공기홀커버(140)가 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 열리게 되면서, 원자로공동(12)으로부터의 공기 흐름층이 형성될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 공기홀커버(140)를 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 닫히게 하면, 상기 상부 공기홀(131)이 닫힐 수 있게 된다. 상기 상부 공기홀(131)이 닫히면 공기의 흐름은 차단될 수 있다.

핵연료의 재장전기간에는 원자로공동(12)으로 재장전수가 침수되는 것을 방지하여야 한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 공기홀커버(140)는 핵연료의 재장전기간에는 상기 공기홀커버(140)가 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 닫히게 되면서 원자로공동(12)으로 재장전수가 침수되는 것을 방지할 수 있게 된다.

재장전기간에 상기 공기홀커버(140)를 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 닫히게 할 때, 볼트(171)를 통해 상기 공기홀커버(140)를 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 고정시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 공기홀커버(140)의 상면에는 상기 공기홀커버(140)의 외측으로 돌출되는 걸쇠(146)가 구비될 수 있다. 상기 걸쇠(146)는 상기 공기홀커버(140)에 힘을 가할 수 있는 것으로, 상기 걸쇠(146)는 고리 모양으로 이루어질 수 있다. 상기 걸쇠(146)를 통해 상기 공기홀커버(140)에 힘을 가하여, 상기 공기홀커버(140)를 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 닫히거나 열리게 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 공기홀커버(140)의 하면에는 패킹부재가 구비될 수 있다. 상기 패킹부재는 상기 공기홀커버(140)가 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 닫혔을 때, 상기 상부 공기홀(131)과 상기 제1차폐블럭(130)의 상면을 밀봉할 수 있는 것이다.

상기 공기홀커버(140)의 하면에 상기 패킹부재를 구비함에 따라 상기 상부 공기홀(131)로 물이 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다. 상기 공기홀커버(140)의 하면에는 볼트결합공이 구비될 수 있으며, 상기 패킹부재는 볼트를 통해 상기 공기홀커버(140)의 하면에 결합될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 패킹부재는 고무 패킹부재로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 상기 상부 공기홀(131)과 상기 제1차폐블럭(130)의 상면을 밀봉할 수 있다면 다양한 재질로 이루어질 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 공기홀커버(140)의 하면과 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에는 지지홈(144)이 구비될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체(100)는 상기 지지홈(144)에 끼워지는 지지대(145)를 포함할 수 있다.

상기 지지대(145)는 상기 공기홀커버(140)를 상기 제1차폐블럭(130)에 대해 열린 상태로 유지하기 위해 구비되는 것이다. 상기 걸쇠(146)를 통해 상기 공기홀커버(140)를 열리게 하고, 상기 공기홀커버(140)의 하면과 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 구비된 상기 지지홈(144)에 상기 지지대(145)를 끼우면, 상기 공기홀커버(140)를 상기 제1차폐블럭(130)에 대해 열린 상태로 유지할 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 원자로건물의 영구밀봉체(100)는 사고가 발생하여 원자로건물살수계통 작동시 상기 공기홀커버(140)를 통해 원자로공동(12)으로 살수(냉각재)가 유입되는 것을 최소화할 수 있다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 공기홀커버(140)는 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대하여 10도 내지 15도의 각도를 형성하면서 열릴 수 있다. 상기 공기홀커버(140)가 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 과도하게 열리게 되면, 사고 발생시 원자로건물살수계통에서 발생하는 살수(냉각재)가 원자로공동(12)으로 유입될 위험이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 공기홀커버(140)는 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대하여 10도 내지 15도의 각도를 형성하면서 열리게 되며, 이를 통해 사고시 원자로공동(12)으로 냉각재가 유입되는 것을 최소화할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제1차폐블럭(130)은 상기 공기홀커버(140)의 타단에서 외측으로 연장되는 연장커버(142)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 상기 공기홀커버(140)가 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대하여 경사각을 가지고 열릴 경우, 상기 공기홀커버(140)의 길이가 짧아져 상기 제1차폐블럭(130)의 상면 중 일부가 노출될 수 있다.

상기 제1차폐블럭(130)의 상면 중 일부가 노출되면, 사고 발생시 원자로건물살수계통에서 발생하는 살수(냉각재)가 원자로공동(12)으로 유입될 위험이 있다.

상기 연장커버(142)는 이를 방지하기 위해 구비되는 것으로, 상기 연장커버(142)는 상기 공기홀커버(140)의 타단에서 외측으로 연장되면서, 상기 공기홀커버(140)의 타단에 회전 가능하게 결합되는 것이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 연장커버(142)는 상기 공기홀커버(140)의 타단을 중심으로 접힐 수 있는 것으로, 이를 위해 상기 연장커버(142)는 상기 공기홀커버(140)의 타단에 연장커버 힌지(143)를 통해 결합될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 연장커버 힌지(143)는 경첩일 수 있으며, 상기 연장커버(142)는 상기 경첩을 통해 상기 공기홀커버(140)의 타단을 중심으로 접히거나 펼쳐질 수 있다.

상기 공기홀커버(140)를 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 닫히게 할 때, 상기 연장커버(142)가 주변 구조물과 접촉되는 것을 방지하기 위해 도 6 및 도 7과 같이 상기 공기홀커버(140)의 타단에 대해 상기 연장커버(142)를 접히게 할 수 있다.

상기 공기홀커버(140)를 상기 제1차폐블럭(130)의 상면에 대해 열리게 할 때, 상기 연장커버(142)는 도 5와 같이 상기 공기홀커버(140)의 타단에 대해 펼쳐질 수 있게 되며, 상기 연장커버(142)를 상기 공기홀커버(140)의 타단에 대해 펼침에 따라 상기 제1차폐블럭(130)의 상면 중 일부가 노출되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 원자로(10)의 둘레에는 2개의 상기 제2차폐블럭(150)이 구비될 수 있으며, 2개의 상기 제2차폐블럭(150)은 서로 이격되어 있을 수 있다. 구체적으로, 상기 제2차폐블럭(150)은 상기 원자로(10)의 360도 둘레에서 0도와 180도 방향에 하나씩 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 서로 이격되어 있는 2개의 상기 제2차폐블럭(150) 사이에는 복수 개의 상기 제1차폐블럭(130)이 구비될 수 있다. 상기 원자로(10)의 360도 둘레에서 0도와 180도 방향에 구비된 2개의 상기 제2차폐블럭(150) 사이에는 12개의 상기 제1차폐블럭(130)이 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체(100)의 상기 제1차폐블럭(130)은 원자로공동(12)으로부터의 공기 흐름층을 제공할 수 있으며, 상기 제2차폐블럭(150)은 중성자 및 감마선 차단 기능을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 차폐블럭(110)의 일측과 타측에는 결합홈(111) 또는 결합돌기(112)가 구비될 수 있다. 상기 결합홈(111)과 상기 결합돌기(112)는 복수 개의 상기 차폐블럭(110)을 결합하기 위해 형성된 요철일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 차폐블럭(110)의 일측에는 상기 결합홈(111)이 구비될 수 있으며, 상기 차폐블럭(110)의 타측에는 상기 결합돌기(112)가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 차폐블럭(110)의 타측에는 상기 결합홈(111)이 구비될 수 있으며, 상기 차폐블럭(110)의 일측에는 상기 결합돌기(112)가 구비될 수 있다.

이와 같이 상기 차폐블럭(110)의 일측과 타측에는 상기 결합홈(111) 또는 상기 결합돌기(112)가 하나씩 구비될 수 있다. 상기 차폐블럭(110)에 상기 결합홈(111)과 상기 결합돌기(112)가 구비됨에 따라 복수 개의 상기 차폐블럭(110)을 용이하게 연결하면서 설치할 수 있게 된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 결합홈(111)과 상기 결합돌기(112)는 상기 제1차폐블럭(130)과 상기 제2차폐블럭(150) 모두에 구비될 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 차폐블럭(110)의 상면에는 상기 원자로(10)가 배치되는 방향에서 상기 재장전수조(20)가 배치되는 방향을 향하여 하향 경사가 형성될 수 있다.

상기 차폐블럭(110)의 상면에 상기 원자로(10)가 배치되는 방향에서 상기 재장전수조(20)가 배치되는 방향을 향하여 하향 경사가 형성됨에 따라, 상기 차폐블럭(110)의 상부에 떨어진 물이 상기 재장전수조(20) 방향으로 이동할 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1차폐블럭(130)의 상면과 상기 제2차폐블럭(150)의 상면 모두에 상기 원자로(10)가 배치되는 방향에서 상기 재장전수조(20)가 배치되는 방향을 향하는 하향 경사가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 차폐층(120)의 상기 폴리머층(122)은 상기 철층(121)에 대해 교체 가능하도록 설치될 수 있다. 상기 폴리머층(122)은 차폐성능을 위해 주기적으로 교체될 수 있는 것으로, 상기 폴리머층(122)을 주기적으로 교체하기 위해 상기 폴리머층(122)은 상기 철층(121)에 대해 교체 가능하도록 설치될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 폴리머층(122)에는 교체 손잡이(123)가 구비될 수 있으며, 상기 교체 손잡이(123)를 통해 상기 폴리머층(122)을 용이하게 교체할 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1차폐블럭(130)의 내부와 상기 제2차폐블럭(150)의 내부에 구비된 상기 차폐층(120) 모두에서 상기 폴리머층(122)이 상기 철층(121)에 대해 교체 가능하도록 설치될 수 있다.

도 8을 참조하면, 상기 차폐블럭(110)의 외측면에는 보호커버(160)가 결합될 수 있다. 상기 보호커버(160)는 상기 차폐블럭(110)의 외측면에서 상기 차폐블럭(110) 내부로 물이 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 보호커버(160)는 상기 폴리머층(122)을 교체한 이후, 상기 차폐블럭(110)의 외측면에 결합될 수 있는 것이다. 도 3 및 도 8을 참조하면, 상기 차폐블럭(110)의 외측면에는 볼트 결합공(170)이 구비될 수 있으며, 상기 보호커버(160)는 상기 볼트 결합공(170)에 삽입되는 볼트(171)를 통해 상기 차폐블럭(110)의 외측면에 결합될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 보호커버(160)는 강판일 수 있으며, 상기 보호커버(160)의 내부면에는 패킹부재가 구비될 수 있다. 상기 패킹부재는 상기 차폐블럭(110)의 외측면을 밀봉할 수 있는 것으로, 상기 패킹부재는 고무 패킹부재로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 차폐블럭(110)에서 상기 원자로(10)를 향하는 방향으로 형성된측면이 내측면일 수 있으며, 상기 차폐블럭(110)에서 상기 재장전수조(20)를 향하는 방향으로 형성된 측면이 외측면일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1차폐블럭(130)의 외측면과 상기 제2차폐블럭(150)의 외측면 모두에 상기 보호커버(160)가 결합될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체는 원자로공동을 통해 누설되는 중성자와 감마선을 차폐하면서 동시에 원자로공동으로부터의 공기흐름층을 제공하며, 사고시 원자로살수계통의 작동에 의해 원자로공동으로 냉각재가 유입되는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체는 차폐블럭에 공기홀을 구비함에 따라 정상운전시 원자로공동으로부터의 공기흐름층을 제공할 수 있으며, 공기홀을 열고 닫을 수 있는 공기홀커버를 통해 재장전시 재장전수가 원자로공동에 침수되는 것을 방지하면서 사고시 원자로살수계통의 작동에 의해 원자로공동으로 냉각재가 유입되는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체는 공기홀커버를 통해 재장전 기간뿐만 아니라 사고시 원자로건물 살수계통이 작동하는 상황에서도 원자로공동 내로 물이 유입되는 것을 막을 수 있으며, 이를 통해 손상 및 박락된 도장재로 인한 집수조 여과기 막힘 현상을 방지하여 노심냉각능력 저해 가능성을 차단할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체는 철층과 폴리머층을 포함하는 차폐층이 구비된 차폐블럭을 통해 원자로공동에서 발생하는 중성자와 감마선을 효과적으로 차폐할 수 있는 장점이 있으며, 철층과 폴리머층을 포함하는 차폐층이 구비된 차폐블럭은 콘크리트 보다 차폐효과가 좋기 때문에 차폐블럭을 얇고 가볍게 제작할 수 있는 장점이 있다.

이와 함께, 본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체는 차폐블럭의 일측과 타측에 결합홈 또는 결합돌기를 구비함에 따라 복수 개의 차폐블럭을 용이하게 설치할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체의 철층과 폴리머층을 포함하는 차폐층이 구비된 차폐블럭은, 중성자와 감마선을 효과적으로 차폐할 수 있기 때문에, 추가적인 방사선 차폐 구조물 없이도 정상운전 중 원자로건물내 운전층 구역 및 장비반 입구 인근지역에서의 작업자의 피폭선량을 저감할 수 있는 장점이 있다.

이를 통해 본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체는 원자로건물로의 접근성을 향상시켜 정기적인 계획예방정비작업 수행전인 정상운전 중에 사전작업을 진행하여 재장전기간을 단축시켜 이에 따른 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 원자로건물의 영구밀봉체는 재장전 기간에 방사선 차폐용 콘크리트 구조물의 탈착을 위한 시간이 소요되지 않음에 따라 작업자의 피폭을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1...원자로건물 10...원자로
11...원자로상부플랜지 12...원자로공동
20...재장전수조 21...지지대
100...영구밀봉체 110...차폐블럭
111...결합홈 112...결합돌기
120...차폐층 121...철층
122...폴리머층 123...교체 손잡이
124...공기이동부 130...제1차폐블럭
131...상부 공기홀 132...하부 공기홀
133...공기층 134...지지홈
140...공기홀커버 141...힌지
142...연장커버 143...연장커버 힌지
144...지지홈 145...지지대
146...걸쇠 150...제2차폐블럭
160...보호커버 170...볼트 결합공
171...볼트

Claims (15)

1. 원자로와 재장전수조 사이에 설치되는 밀봉체에 있어서,
   상기 원자로의 둘레 방향을 따라 배치되는 복수 개의 차폐블럭;을 포함하며,
   상기 차폐블럭의 내부에는 차폐층이 구비되며,
   상기 차폐층은,
   철을 포함하는 철층과, 폴리머를 포함하는 폴리머층을 포함하며,
   복수 개의 상기 차폐블럭은 환형상으로 상기 원자로의 둘레 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 폴리머층은 붕소를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
3. 제1항에 있어서,
   상기 차폐블럭의 일측과 타측에는 결합홈 또는 결합돌기가 구비되며,
   복수 개의 상기 차폐블럭은 상기 결합홈과 상기 결합돌기를 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
4. 제1항에 있어서,
   상기 차폐블럭의 외측면에는 보호커버가 결합되는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
5. 제1항에 있어서,
   상기 폴리머층은, 상기 철층에 대해 교체 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
6. 제1항에 있어서,
   상기 차폐블럭의 상면에는,
   상기 원자로가 배치되는 방향에서 상기 재장전수조가 배치되는 방향을 향하여 하향 경사가 형성되는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
7. 제1항에 있어서,
   상기 차폐블럭은,
   상면에 외부로 열려 있는 상부 공기홀이 구비되고, 하면에 외부로 열려 있는 하부 공기홀이 구비되며, 내부에 복수 개의 상기 차폐층이 구비되는 제1차폐블럭을 포함하며,
   상기 제1차폐블럭의 복수 개의 상기 차폐층 사이에는,
   상기 상부 공기홀과 상기 하부 공기홀과 연통되는 공기층이 형성되는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1차폐블럭은,
   상기 상부 공기홀을 열리고 닫히게 할 수 있는 공기홀커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
9. 제8항에 있어서,
   상기 공기홀커버는,
   일측이 상기 제1차폐블럭의 상면에 힌지 결합되고, 타측이 상기 제1차폐블럭의 상면에 대해 열리고 닫히는 것을 특징으로 원자로건물의 영구밀봉체.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제1차폐블럭은,
    상기 공기홀커버의 타단에서 외측으로 연장되는 연장커버를 포함하며,
    상기 연장커버는,
    상기 공기홀커버의 타단에 회전 가능하게 결합되면서, 상기 공기홀커버의 타단을 중심으로 접히는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
11. 제8항에 있어서,
    상기 공기홀커버의 하면과 상기 제1차폐블럭의 상면에는 지지홈이 구비되고,
    상기 지지홈에 끼워지는 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
12. 제8항에 있어서,
    상기 공기홀커버의 상면에는,
    상기 공기홀커버의 외측으로 돌출되는 걸쇠가 구비되는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
13. 제8항에 있어서,
    상기 공기홀커버의 하면에는 패킹부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
14. 제7항에 있어서,
    상기 차폐블럭은,
    내부에 복수 개의 상기 차폐층이 구비되며, 상부와 하부에서 공기 이동을 차단하는 제2차폐블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.
15. 제14항에 있어서,
    상기 원자로의 둘레에는 2개의 상기 제2차폐블럭이 구비되고,
    2개의 상기 제2차폐블럭은 서로 이격되어 있으며,
    서로 이격되어 있는 상기 제2차폐블럭 사이에 복수 개의 상기 제1차폐블럭이 배치되는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 영구밀봉체.

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