[go: up one dir, main page]

KR101456170B1 - 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템 - Google Patents

압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101456170B1
KR101456170B1 KR1020140023606A KR20140023606A KR101456170B1 KR 101456170 B1 KR101456170 B1 KR 101456170B1 KR 1020140023606 A KR1020140023606 A KR 1020140023606A KR 20140023606 A KR20140023606 A KR 20140023606A KR 101456170 B1 KR101456170 B1 KR 101456170B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
containment building
heat exchanger
air
containment
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020140023606A
Other languages
English (en)
Inventor
권태순
김기환
박현식
박유선
배성원
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020140023606A priority Critical patent/KR101456170B1/ko
Priority to US14/460,806 priority patent/US9711246B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101456170B1 publication Critical patent/KR101456170B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/24—Promoting flow of the coolant
    • G21C15/253—Promoting flow of the coolant for gases, e.g. blowers
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/24—Promoting flow of the coolant
    • G21C15/26—Promoting flow of the coolant by convection, e.g. using chimneys, using divergent channels
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/004—Pressure suppression
    • G21C9/012—Pressure suppression by thermal accumulation or by steam condensation, e.g. ice condensers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

격납건물 내부와 외부에 위치하며, 상기 격납건물 외벽을 관통하여 격납건물 내부 및 외부 열교환기를 배관으로 연결하여 폐루프를 형성하며, 내부에 냉각재가 포함된 열교환기, 상기 열교환기 외부의 공기를 순환시키기 위한 공기유도덕트, 상기 공기유도덕트의 내부에 형성되어 상기 열교환기의 냉각효율을 증가시키기 위한 냉각공기배출부를 포함하는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치.

Description

압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템{Passive containment air cooling device and system with isolated pressure boundary}
본 발명은 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부 또는 외부의 파손에도 격납건물 내부의 방사성 물질이 격납건물 외부로 방출되는 것을 방지하는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템에 관한 것이다.
원자력 발전소에서 냉각수 누출사고가 발생하면 격납건물 내부에 이를 가두어 사고 관리를 하게 되며, 격납건물 내부 압력의 상승을 막기 위하여 격납건물 내부를 냉각시켜준다.
경수로에서는 일반적으로 원자로 사고 후 격납건물 내부의 압력이 상승하면 살수펌프를 이용하여 격납건물 내부의 증기를 응축시키거나, 격납건물 밖에 대형 수조와 그 내부에 열교환기를 설치하여 열교환기 내부에서의 증기를 응축시켜 격납건물의 압력을 감소시킨다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 기존의 격납건물 냉각시스템에서, 격납건물(10) 내부 또는 격납건물(10) 외부에 위치한 열교환기(20)의 일부가 파손될 경우, 격납건물(10) 내부의 방사성 물질(30)이 상기 파손된 열교환기(20)를 통해 대기중으로 방출될 수 있다.
이러한 방식은 대부분의 격납건물 냉각시스템에서 사용되며, 예를 들어 한국 등록특허 제 10-1224024호가 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치를 제안한다.
한국 등록특허 제 10-1224024호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 냉각수의 보충이 필요없는 공냉방식의 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 폐회로의 냉각배관을 통해 냉각배관의 일부 파손시 외부 방사성 물질 유출이 없는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 별도의 제어장치가 필요하지 않으며, 자연순환을 이용한 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치를 제공하는데 있다.
본 발명은, 격납건물 내부와 외부에 위치하며, 상기 격납건물 외벽을 관통하여 격납건물 내부 및 외부 열교환기를 배관으로 연결하여 폐루프를 형성하며, 내부에 냉각재가 포함된 열교환기, 상기 열교환기 외부의 공기를 순환시키기 위한 공기유도덕트, 상기 공기유도덕트의 내부에 형성되어 상기 열교환기의 냉각효율을 증가시키기 위한 냉각공기배출부를 포함할 수 있다.
상기 열교환기는, 기 격납건물 내부에 노출되는 격납건물 내부열교환기, 상기 격납건물 외부에 노출되는 격납건물 외부열교환기, 상기 격납건물 외벽을 관통하며, 상기 격납건물 내부열교환기의 상부 일측과 상기 격납건물 외부열교환기의 상부 일측을 연결하는 기상(증기) 연결배관 및 상 격납건물 외벽을 관통하며, 상기 격납건물 내부열교환기 의 하부 일측과 상기 격납건물 외부열교환기 의 하부 일측을 연결하는 액상(물) 연결배관을 포함할 수 있다.
상기 격납건물 내부열교환기, 격납건물 외부열교환기, 기상(증기)연결배관 및 액상(물) 연결배관은, 폐회로(closed-Loop)로 구성될 수 있다.
상기 격납건물 내부열교환기 및 격납건물 외부열교환기는, 내외부압력을 견딜 수 있는 열교환기 튜브 집합체 구조일 수 있다.
상기 기상(증기)연결배관은, 격납용기 내부에서 외부 방향으로 지표면과 (+)5도 이상의 기울기를 가지며, 액상(물)연결배관은 격납용기 외부에서 내부 방향으로 지표면과 (-)5도 이하의 기울기를 가질 수 있다.
상기 격납건물 내부열교환기는, 격납건물 내부의 열에 의해 상기 격납건물 내부열교환기 내부의 냉각재가 기화될 수 있다.
상기 격납건물 외부열교환기는, 외부 공기에 열을 방출하여 상기 격납건물 외부열교환기 내부의 냉각재가 응축될 수 있다.
상기 냉각공기배출부는, 상기 공기유도덕트 내부 상단, 하단 및 중간단 중 어느 한 곳에 선택적으로 설치될 수 있다.
본 발명은, 상기 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치가 하나의 격납건물 외부 4분면에 각각 설치될 수 있다.
상기 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치는, 각각의 공기유도덕트가 구비되며, 상기 각각의 공기유도덕트는 상기 격납건물의 상부에서 하나로 모이며, 하나의 공기배출구가 형성되는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 시스템.
본 발명의 실시형태에 의하면, 폐회로의 냉각배관을 통해 격납 건물을 냉각시킬 수 있으며, 냉각배관이 일부 파손되더라도 격납건물 내부압력과 외부 대기 사이의 압력경계가 보존되므로 격납건물 내부의 방사성 물질이 외부의 대기로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
격납건물 외부열교환기는 공냉방식의 냉각이 가능하여 냉각수의 추가적인 보충이 요구되지 않으며, 폐회로의 냉각배관은 자연순환을 통해 구동되어 별도의 구동 및 운전제어장치가 필요하지 않게 되어, 격납건물 냉각계통의 설비 유지비용이 감소된다.
도 1은 종래기술에 따른 피동형 수냉 열교환기가 격납건물 외부에 위치한 격납건물 냉각 시스템이 도시된 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 피동형 수냉 열교환기가 격납건물 내부에 위치한 격납건물 냉각 시스템이 도시된 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치가 도시된 수직단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치의 압력경계열교환기가 도시된 수평단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 4분면에 형성된 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각시스템이 도시된 수평단면도이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각시스템의 외부열교환기 일부가 파손된 경우가 도시된 수직단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 피동형 공냉 압력경계 보존형 격납건물 냉각시스템의 내부열교환기 일부가 파손된 경우가 도시된 수직단면도이다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템에 대해 상세하게 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당해 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 함을 밝혀두고자 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치의 수직단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치는 열교환기(300), 공기유도덕트(400) 및 냉각공기배출부(500)를 포함할 수 있다.
열교환기(300)는 격납건물(100)의 외벽을 관통하여 형성되며, 격납건물(100)의 내부 및 격납건물(100)의 외부에 노출되어 형성될 수 있다. 열교환기(300)는 폐회로(closed-Loop)로 구성될 수 있다. 격납건물(100)의 내부에 노출된 열교환기(300)는 격납건물(100) 내부의 증기열을 흡수하여 격납건물 내부의 고온증기를 냉각시키며, 이때, 열교환기 내부의 액상 냉각재가 기화되어 격납건물(100) 외부의 열교환기(300) 쪽으로 흐른다. 상기 냉각재는 비열이 높은 물질로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 물이 될 수 있다. 격납건물(100)의 외부에 노출된 열교환기(300)는 격납건물(100)의 내부에서 흡수한 열을 격납건물(100) 외부의 공기로 방출시키며, 이때 격납건물(100) 외부 열교환기는 주변 공기로 냉각되어 열교환기 내부 고온증기가 다시 액상으로 응축되어 수두(head) 차이에 의해 격납건물(100) 외부 열교환기쪽에서 격납건물(100) 내부 열교환기쪽으로 흐르며 폐회로(closed-Loop) 자연순환을 형성한다. 열교환기(300) 중 격납건물(100)의 외부에 노출된 열교환기(300)는 후술하는 공기유도덕트(400) 및 냉각공기배출부(500)에 의해 열교환기(300)를 냉각시킬 수 있다. 열교환기(300)의 내부는 냉각재가 열교환기(300) 내부 체적의 30%~70%로 채워져 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 냉각재가 열교환기(300) 내부 용량의 70%을 초과할 경우, 냉각재의 기화에 의해 열교환기(300)내부의 압력이 과하게 높아질 수 있으며, 냉각재가 열교환기(300) 내부 용량의 30% 미만일 경우 격납건물 냉각계통의 냉각효율이 낮아질 수 있다.
열교환기(300)는 도 4를 참조하여 후술한다.
공기유도덕트(400)는 격납건물(100)의 외부에 형성되어 공기의 흐름을 유도하기 위한 통로 배관으로, 외부의 공기가 유입구로 유입되어 배출구를 통해 배출될 수 있으며, 열교환기(300)의 외부에 형성될 수 있다. 공기유도덕트(400)는 격납건물(100)의 외부에 상하로 형성된 중공형의 배관으로, 격납건물(100)의 외벽에 부합하는 형태를 가질 수 있다. 상기 구성으로 인해 공기유도덕트(400)의 유입구를 통해 유입된 상대적으로 찬 공기는 열교환기(300)의 열에 의해 온도가 상승하고, 상기 공기유도덕트(400) 내부 공기의 흐름은 열교환기(300)의 열에 의해 공기흐름의 구동력이 되는 밀도차가 자연적으로 형성될 수 있다. 상기 공기유도덕트(400) 내부 공기은 연돌효과일 수 있다. 또한, 상기 공기의 흐름에 의해 열교환기(300) 내부에 위치한 기화된 냉각재가 냉각되어 액화될 수 있다.
냉각공기배출부(500)는 전동펜(510) 및 구동부(550)를 포함할 수 있다. 공기유도덕트(400)의 내부에 설치될 수 있으며, 공기유도덕트(400)의 내부에 자연적으로 형성되는 공기 흐름의 양을 증가시킬 수 있다. 냉각공기배출부(500)에 의해 공기유도덕트(400) 내부 공기 흐름의 양이 증가됨에 따라 열교환기(300) 내부에 위치한 냉각재의 냉각효율이 증대될 수 있다. 전동펜(510)은 구동부(550)에 의해 회전하는 펜으로 공기의 흐름을 형성하기 위한 장치일 수 있다. 구동부(550)는 회전운동을 수행하는 동력장치로, 모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 전동펜(510)은 도 8을 참조하여, 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치의 열교환기의 수직단면도이다.
도 4를 참조하면, 열교환기(300)은 격납건물 내부열교환기(310), 격납건물 외부열교환기(320), 기상(증기) 연결배관(330) 및 액상(물) 연결배관(340)를 포함할 수 있다.
격납건물 내부열교환기(310)은 격납건물 내부에 위치하는 배관으로, 적어도 일부가 지표면과 수직한 방향으로 형성되며, 격납건물 내부의 열을 전달 받을 수 있다. 격납건물 내부열교환기(310) 내부에 포함된 냉각수는 격납건물 내부의 열을 흡수하여 기화될 수 있으며, 이때 상기 기화된 냉각수 증기는 격납건물 내부열교환기(310)의 상부에 위치할 수 있다. 또한, 격납건물 내부열교환기(310)은 격납건물 내부의 압력을 견딜 수 있는 열교환기 튜브 집합체 구조일 수 있다. 격납건물 내부열교환기(310)이 열교환기 튜브 집합체 구조로 형성되지 않을 경우 격납건물 내부의 압력 또는 격납건물 내부열교환기(310) 내부의 기화된 냉각재의 압력에 의해 격납건물 내부열교환기(310)이 파손될 수 있으므로, 격납건물 내부열교환기(310)은 원활한 열 교환을 위해 열전도성이 높은 금속으로 구성된 열교환기 튜브 집합체 구조로 형성되는 것이 바람직하지만, 이에 제한되지 않는다.
격납건물 외부열교환기(320)은 격납건물 외부에 위치하는 배관으로, 적어도 일부가 지표면과 수직한 방향으로 형성되며, 격납건물 내부열교환기(310)에서 기상(증기)연결배관 (330)을 거쳐 순환된 냉각수 증기의 열을 외부로 방출할 수 있다. 열이 방출된 냉각수 증기는 격납건물 외부열교환기(320) 내에서 냉각될 수 있으며, 상기 증기는 액화되어 격납건물 외부열교환기(320)의 하부에 축적될 수 있다. 또한, 격납건물 외부열교환기(320)는 압력을 견딜 수 있는 열교환기 튜브 집합체 구조이다. 격납건물 외부열교환기(320)가 압력을 견딜 수 있는 열교환기 튜브로 형성되지 않을 경우 격납건물 내부열교환기(310)에서 유입된 냉각수 증기의 압력에 의해 격납건물 외부열교환기(320)이 파손될 수 있으므로, 격납건물 외부열교환기(320)는 열교환기 튜브 집합체 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 격납건물 외부열교환기(320)는 원활한 열 교환을 위해 열전도성이 높은 금속으로 구성된 열교환기 튜브가 바람직하지만, 이에 제한되지 않는다.
기상(증기)연결배관(330)은 격납건물 내부열교환기(310)의 상부 일단과 격납건물 외부열교환기(320)의 상부일단을 연결하는 배관이며 기상(증기)냉각재의 유로이다, 액상(물)연결배관(340)은 격납건물 내부열교환기(310)의 하부 일단과 격납건물 외부열교환기(320)의 하부 일단을 연결하는 배관이며 액상(물) 냉각재의 유로 일 수 있다. 기상(증기)연결배관(330) 및 액상(물)연결배관(340)은 격납건물의 외벽을 관통하여 격납건물 내부의 구성요소와 격납건물 외부의 구성요소를 자연순환이 가능하게 경사지게 연결 하기 위한 구성요소일 수 있다.
기상(증기)연결배관(330)은 격납건물 내부열교환기(310)의 방향에 비해 격납건물 외부열교환기(320)의 방향이 높은 형상으로 기울어져 있으며, 상기 기울기는 (+)5도 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 기울기로 인해 격납건물 내부열교환기(310)에서 발생한 냉각수의 증기를 격납건물 외부열교환기(320)로 유입시킬 수 있으며, 이는 고온의 가스가 상승하는 효과에 의해 별도의 제어장치 없이 자연순환 방식으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 기상(증기)연결배관(330)의 기울기가 (+)5도 미만일 경우 냉각수 증기의 흐름이 원활하지 않을 수 있다.
액상(물)연결배관(340)은 격납건물 외부열교환기(320)의 방향에 비해 격납건물 내부열교환기(310)의 방향이 높은 형상으로 기울어져 있으며, 상기 기울기는 (-)5도 이하일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 기울기로 인해 격납건물 외부열교환기(320)에서 응축된 냉각수를 격납건물 내부열교환기(310)으로 유입시킬 수 있으며, 이는 냉각수와 증기의 밀도차로 유발되는 수두(head)차에 의해 자연순환방식으로 수행될 수 있으며, 격납건물 내부열교환기(310) 내부 냉각재의 수두(head)와 격납건물 외부열교환기(320) 내부 냉각재의 수두(head) 차이에 의해 상기 격납건물 외부열교환기(320)에 축적된 냉각수가 격납건물 내부열교환기(310)으로 유입되어 냉각수가 순환될 수 있다. 상기 서술한 격납건물 열교환기(300)의 구성으로 격납건물 열교환기(300) 내부의 냉각재는 격납건물 내부의 열에 격납건물 내부에 위치한 격납건물 내부열교환기(310)에서 증기로 되어 기상(증기)연결배관(330)을 통해 격납건물 외부열교환기(320) 로 유입된 뒤 응축되어 액상(물)연결배관(340)을 통해 다시 격납건물 내부열교환기(310) 하부로 자연 재순환될 수 있다.
기상(증기)연결배관(330) 및 액상(물)연결배관(340) 또한 파이프형의 압력배관으로 구성되는 것이 바람직하지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 격납건물 내부열교환기(310)와 격납건물 외부열교환기(320), 기상(증기)연결배관(330), 액상(물)연결배관(340)는 폐회로 루프(Closed-Loop)를 구성하여 내부 압력을 독립적으로 형성시킨다. 따라서 상기의 폐회로 루프는 격납건물 내부에서 격납건물 내부압력과 압력경계를 이루며 동시에 격납건물 외부에서는 대기압과 압력경계를 이루게 된다. 따라서, 격납건물 내부 또는 외부에서 상기의 폐회로 루프상에 파손이 발생하는 경우에도 격납건물 내부의 방사성 물질이 격납건물 외부인 대기로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 6 및 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명한다
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 4분면에 형성된 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각시스템이 도시된 수평단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 압력경계 보존형 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 시스템은 적어도 두 개 이상의 열교환부(600)를 포함할 수 있다. 바람직하게는 격납건물(100)의 4분면에 각각 형성된 열교환부(600)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 격납건물(100)에 하나의 열교환부(600)가 구성될 경우, 열교환부(600)의 파손 시 격납건물(100)의 냉각을 수행할 수 없어 다수의 열교환부(600)의 구성을 통해 열교환부(600)의 일부가 기능을 상실할 경우에 대비할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 압력경계 보존형 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각시스템의 열교환기가 외부 일부 또는 내부 일부가 파손된 경우가 도시된 수직단면도이다.
도 6을 참조하면, 열교환기(300)의 격납건물 외부열교환기(320)가 파손(A)된 경우가 발생될 수 있다. 이때, 열교환기(300)는 폐회로 루프(Closed-Loop)의 형상으로, 격납건물(100)의 내부에서 발생하는 방사성물질은 열교환기(300)의 내부로 유입되지 못하며, 격납건물 외부로의 유출을 방지할 수 있다.
도 7을 참조하면, 폐회로 루프의 격납건물 내부열교환기(310)가 파손(B)된 경우가 발생될 수 있다. 이때, 폐회로 루프(Closed-Loop) 내부로 격납건물의 내부에서 발생하는 방사성물질이 유입될 수는 있으나, 격납건물 외부열교환기(320) 의 압력경계가 대기와 차단되므로 격납건물 내부의 방사성 물질이 대기로 유출됨을 방지할 수 있다.
상기 구성에 의해 본 발명에 따른 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치 및 시스템은 종래의 냉각수의 보충이 지속적으로 요구되는 수냉방식의 격납건물 냉각계통을 냉각수의 보충이 필요 없는 공냉방식의 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치로 대체하여, 간단한 설비로 높은 효과가 생긴다.
또한, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치 및 시스템은 폐회로 루프(Closed-Loop)의 냉각배관을 통해 열교환기의 일부 파손시 격납건물 내부의 방사성 물질이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각장치 및 시스템은 격납건물 내부의 열에 의해 열교환기 내부의 냉각재가 자연순환되어 냉각재를 순환시키기 위한 별도의 제어장치가 필요하지 않으므로, 비용감소의 효과가 생긴다.
100: 격납건물
300: 열교환기
310: 격납건물 내부열교환기
320: 격납건물 외부열교환기
330: 기상(증기)연결배관
340: 액상(물)연결배관
400: 공기유도덕트
500: 냉각공기배출부
510: 전동펜
550: 구동부

Claims (10)

  1. 격납건물 내부에 형성된 격납건물 내부열교환기;
    상기 격납건물 외부에 형성된 격납건물 외부열교환기;
    상기 격납건물 외벽을 관통하며, 상기 격납건물 내부열교환기의 상부 일측과 상기 격납건물 외부열교환기의 상부 일측을 연결하는 기상(증기) 연결배관; 및
    상기 격납건물 외벽을 관통하며, 상기 격납건물 내부열교환기의 하부 일측과 상기 격납건물 외부열교환기의 하부 일측을 연결하는 액상(물) 연결배관을 포함하는 열 교환기;
    상기 열교환기 외부의 공기를 순환시키기 위한 공기유도덕트;
    상기 공기유도덕트의 내부에 형성되어 상기 열교환기의 냉각효율을 증가시키기 위한 냉각공기배출부를 포함하는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에서,
    상기 격납건물 내부열교환기 및 격납건물 외부열교환기는,
    상기 격납건물 내외부압력을 견딜 수 있는 열교환기 튜브 집합체 구조인 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치.
  5. 청구항 1에서,
    상기 기상(증기)연결배관은 격납용기 내부에서 외부 방향으로 지표면과 (+)5도 이상의 기울기를 가지며, 액상(물)연결배관은 격납용기 외부에서 내부 방향으로 지표면과 (-)5도 이하의 기울기를 가지는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치.
  6. 청구항 1에서,
    상기 격납건물 내부열교환기는,
    격납건물 내부의 열에 의해 상기 격납건물 내부열교환기 내부의 냉각재가 기화되는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치.
  7. 청구항 1에서,
    상기 격납건물 외부열교환기는,
    외부 공기에 열을 방출하여 상기 격납건물 외부열교환기 내부의 냉각재가 응축되는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치.
  8. 청구항 1에서,
    상기 냉각공기배출부는,
    상기 공기유도덕트 내부 상단, 하단 및 중간단 중 어느 한 곳에 선택적으로 설치되는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치.
  9. 청구항 1, 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항의 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치를 하나의 격납건물 외부 4분면에 각각 설치되는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 시스템.
  10. 청구항 9에서,
    상기 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치는,
    각각의 공기유도덕트가 구비되며, 상기 각각의 공기유도덕트는 상기 격납건물의 상부에서 하나로 모이며, 하나의 공기배출구가 형성되는 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 시스템.
KR1020140023606A 2014-02-27 2014-02-27 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템 Active KR101456170B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140023606A KR101456170B1 (ko) 2014-02-27 2014-02-27 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템
US14/460,806 US9711246B2 (en) 2014-02-27 2014-08-15 Passive containment air cooling device and system with isolated pressure boundary

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140023606A KR101456170B1 (ko) 2014-02-27 2014-02-27 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101456170B1 true KR101456170B1 (ko) 2014-10-31

Family

ID=51998974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140023606A Active KR101456170B1 (ko) 2014-02-27 2014-02-27 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9711246B2 (ko)
KR (1) KR101456170B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101605724B1 (ko) * 2014-11-26 2016-03-23 한국원자력연구원 피동격납부냉각계통 및 이를 구비하는 원전
KR101777524B1 (ko) * 2016-09-28 2017-09-11 한국수력원자력 주식회사 공랭식 열교환기를 가지는 피동보조급수계통
CN110024046A (zh) * 2016-11-28 2019-07-16 法马通股份有限公司 包括安全壳过滤排放系统的核电站
KR20200109203A (ko) 2019-03-12 2020-09-22 한국수력원자력 주식회사 폐루프형 원자로건물 피동 냉각 시스템
CN113035386A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 哈尔滨工程大学 一种采用双轮双叶复合动力吸气式的安全壳内置高效换热器
CN113035387A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 哈尔滨工程大学 一种高效运行的pcs长期冷却水箱

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100594840B1 (ko) * 2003-05-21 2006-07-03 한국원자력연구소 풀 직접 냉각방식의 피동 안전등급 액체금속로잔열제거방법 및 잔열제거시스템
KR20090003960A (ko) * 2007-07-06 2009-01-12 경희대학교 산학협력단 멀티 포드 히트 파이프를 이용한 격납용기 피동냉각구조
KR101242746B1 (ko) * 2011-12-14 2013-03-12 한국과학기술원 원자력 발전소의 격납건물 외부 통합피동안전계통 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1225690B (it) * 1988-09-15 1990-11-22 Ansaldo Spa Reattore nucleare a sicurezza intrinseca del tipo ad acqua in pressione
US5612982A (en) * 1995-07-31 1997-03-18 Westinghouse Electric Corporation Nuclear power plant with containment cooling
KR101224024B1 (ko) 2011-09-09 2013-01-21 한국수력원자력 주식회사 피동보조 급수계통 및 재장전 수조탱크를 이용한 경수로의 피동 격납용기 냉각계통
US9177675B2 (en) * 2012-04-12 2015-11-03 Westinghouse Electric Company Llc Passive containment air cooling for nuclear power plants

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100594840B1 (ko) * 2003-05-21 2006-07-03 한국원자력연구소 풀 직접 냉각방식의 피동 안전등급 액체금속로잔열제거방법 및 잔열제거시스템
KR20090003960A (ko) * 2007-07-06 2009-01-12 경희대학교 산학협력단 멀티 포드 히트 파이프를 이용한 격납용기 피동냉각구조
KR101242746B1 (ko) * 2011-12-14 2013-03-12 한국과학기술원 원자력 발전소의 격납건물 외부 통합피동안전계통 시스템

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101605724B1 (ko) * 2014-11-26 2016-03-23 한국원자력연구원 피동격납부냉각계통 및 이를 구비하는 원전
KR101777524B1 (ko) * 2016-09-28 2017-09-11 한국수력원자력 주식회사 공랭식 열교환기를 가지는 피동보조급수계통
CN110024046A (zh) * 2016-11-28 2019-07-16 法马通股份有限公司 包括安全壳过滤排放系统的核电站
RU2716020C1 (ru) * 2016-11-28 2020-03-05 Фраматом Гмбх Ядерная энергетическая установка, содержащая систему фильтруемого сброса давления из защитной оболочки реактора
CN110024046B (zh) * 2016-11-28 2023-03-14 法马通股份有限公司 包括安全壳过滤排放系统的核电站
KR20200109203A (ko) 2019-03-12 2020-09-22 한국수력원자력 주식회사 폐루프형 원자로건물 피동 냉각 시스템
CN113035386A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 哈尔滨工程大学 一种采用双轮双叶复合动力吸气式的安全壳内置高效换热器
CN113035387A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 哈尔滨工程大学 一种高效运行的pcs长期冷却水箱

Also Published As

Publication number Publication date
US20150243382A1 (en) 2015-08-27
US9711246B2 (en) 2017-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101456170B1 (ko) 압력경계 보존형 피동형 공냉 격납건물 냉각 장치 및 시스템
KR101459550B1 (ko) 4-사분면 수냉-공냉 복합 피동급수냉각 시스템
KR101619075B1 (ko) 포화증기압을 이용한 분사식 냉각계통을 포함하는 원자로
KR101654096B1 (ko) 자가진단 사고대처 무인 원자로
KR101366218B1 (ko) 원자로 및 원자로의 반응로 코어 냉각 방법
JP6487290B2 (ja) 凝縮器および冷却システムと運転方法
KR101499641B1 (ko) 수냉-공냉 복합 피동급수냉각 장치 및 시스템
JP6402171B2 (ja) 原子力発電所の冷却材貯蔵域の受動的冷却装置
JP5995490B2 (ja) 冷却装置
CN104979023A (zh) 非能动安全壳热量导出系统及其控制方法和压水反应堆
JP6022286B2 (ja) 凝縮室用冷却系
JPH06242279A (ja) 原子炉格納設備
CN204438841U (zh) 具有预冷装置的高温闭式冷却塔
KR101564553B1 (ko) 무인 원자로
KR101374751B1 (ko) 유기유체를 이용한 잔열제거시스템과 잔열제거시스템의 구동방법
CN113593733A (zh) 一种非能动钢制安全壳热量导出系统
US11289217B2 (en) Intercooler for nuclear facility
KR101628170B1 (ko) 피동격납부냉각계통 및 이를 구비하는 원전
CN105448357A (zh) 一种浮动核电站的安全壳冷却系统
JP6249677B2 (ja) 冷却装置
JP2001228280A (ja) 原子炉
JP6771402B2 (ja) 原子力プラント
KR101677981B1 (ko) 원전안전계통 및 이를 구비하는 원전
KR101815958B1 (ko) 상변화 물질을 이용한 가압 경수로형 피동격납건물냉각계통
JP6670005B2 (ja) ヒートパイプを利用した使用後核燃料受動冷却システム

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20140227

PA0201 Request for examination
PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20140422

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

Patent event date: 20140227

Patent event code: PA03021R01I

Comment text: Patent Application

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20140623

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20141020

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20141023

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20141024

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20181002

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191002

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20191002

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20201020

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20211027

Start annual number: 8

End annual number: 8