KR100204188B1 - 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각 방법과 장치 - Google Patents

원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각 방법과 장치 Download PDF

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Abstract

원자력발전소 중대사고시 원자로 용기 하부의 외벽을 냉각시키는 원자로 공동 침수계통의 설계를 개선하여 하부용기 외벽의 냉각능력을 크게 개선시키기 위한 것으로서 그 내용은 다음과 같다. 원자로공동 침수계통에 의해 공급되는 찬물을 원자로용기 외벽 단열재를 관통하는 여러개의 배관을 통해 원자로 용기 하부에 직접 주입시켜 용기하부와 단열재 그리고 용기하부에 설치된 노심계측기 배관들 사이에 밀집되어 있는 기포들을 수면으로 밀어내고 용기하부에 침수된 물의 과냉상태를 유지시켜 용기외벽을 통한 노심용용물의 붕괴열 제거능력을 향상시키고, 붕괴열제거로 뜨거워진 냉각수를 용기외벽과 단열재 사이의 수면 가까이에 설치한 배관을 통해 열교환기로 유입시켜 원자로공동 침수계통으로 공급되는 찬물로 냉각시킨후 배출기를 통해 외벽단열재를 관통하는 여러개의 배관으로 재순환시키는 것을 특징으로 하는 원자로 하부용기 외벽냉각능력을 향상시키는 설계 개선방법과 장치이다.

Description

원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각 방법과 장치
제1도는 대한민국 울진에 설치되어 있는 울진원전 3,4호기의 원자로 공동 측면도.
제2도는 대한민국 울진에 설치되어 있는 울진원전 3,4호기의 원자로 용기 하부의 원자로 계측기 배관 평면도(45개).
제3도는 대한민국 울진에 설치되어 있는 울진원전 3,4호기의 원자로 용기 단열재 배치 측면도.
제4a도는 대한민국 울진에 설치되어 있는 울진원전 3,4호기 격납건물 설계시준사고시 격납건물내 압력 및 온도 곡선.
제4b도는 대한민국 울진에 설치되어 있는 울진원전 3,4호기 원자로 용기 격납건물 설계기준사고시 격납건물내 압력 및 온도 곡선.
제4c도는 대한민국 울진에 설치되어 있는 울진원전 3,4호기 격납건물 설계기준사고시 격납건물내 압력 및 온도 곡선.
제5도는 원자로 하부용기 외벽냉각 장치도.
제6도는 고온 냉각재 흡입구 헤더 및 흡입구 구조도.
제7도는 배출기의 구조도.
제8도는 물총배치 및 구조도.
제9도는 냉각수 분배헤더의 구조도.
본 발명은 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기(제3도의 3b 참조) 외벽냉각 능력을 향상시키는 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각 방법과 그 장치에 관한 것이다.
원자력발전소 중대사고시 노심냉각능력이 상실될 경우, 핵연료 및 원자로 구조물 등 상당량의 노심구조물이 용융되어 원자로용기 하부(제3도의 3a참조)로 떨어지게 된다. 노심용융물이 원자로 하부용기로 떨어지기 전에 원자로용기 외부의 원자로 공동(제1도의 1a참조)은 격납건물 살수계통이나 원자로공동 침수계통(제5도의 3-가 참조)등의 작동으로 인해 원자로 하부용기(제3도의 3b 참조)의 높이까지 냉각재(물)로 침수될 수 있다. 원자로 하부용기 내부에 모여있는 노심용융물의 붕괴열은 용기 외벽을 통해 침수된 물로 제거되는 과정에서 과도한 열전달에 의해 용기하부에는 공기기포가 형성되어 원자로용기 외벽 단열재(제3도의 3c 참조)와 더불어 붕괴열제거를 방해한다.
본 발명자들이 여기서 제안하고자 하는 원자로 하부용기 외벽냉각 능력을 향상시키는 원자로 하부용기 외벽냉각 방법과 장치는 이러한 기술적 결점을 제거키 위한것으로서 그 내용은 다음과 같다. 원자로 하부용기 외벽냉각장치에 의해 공급되는 찬물을 원자로용기 외벽 단열재를 관통하는 여러개의 배관(제5도의 7참조)을 통해 원자로 용기하부에 직접 주입시켜 하부용기와 단열재(제3도의 3b 및 3c 참조) 그리고 용기하부에 설치된 노심계측기 배관(제2도의 2b 참조)들 사이에 밀집되어 있는 기포들을 수면으로 밀어내고 용기하부에 침수된 물의 과냉상태를 유지시켜 용기외벽을 통한 노심용융물의 붕괴열 제거능력을 향상시키고, 붕괴열제거로 뜨거워진 냉각수가 용기외벽과 단열재 사이의 수면 가까이에 설치된 배관(제5도의 1참조)위로 상승된 경우, 상기 고온의 냉각수를 배관을 통해 열교환기(제5도의 4참조)로 유입되어 원자로 하부용기 외벽냉각장치에 의해 공급되는 찬물로 냉각된 후 배출기(제5도의 5참조)를 통해 외벽단열재를 관통하는 여러개의 배관(제5도의 7참조)으로 재순환되는 것을 특징으로 하는 것이다.
현재의 상황을 살펴본다. 노심냉각능력이 상실되는 원자력발전소의 중대사고 발생시 핵연료 및 원자로 구조물 등 상당량의 노심구조물은 용융되어 원자로용기하부(제3도의 3a 참조)로 떨어지게 되며, 용기 하부에 떨어져 모여있는 상당량의 노심용융물로부터 자연발생되는 붕괴열이 냉각을 통해 제거되지 못할 때 노심용융물은 원자로용기 하부를 용융시켜 격납건물 내부의 원자로 공동(제1도의 1a참조)으로 방출되게 된다. 현재 가압수형 경수로 원자력발전소의 중대사고 관리방안으로 연구되고 있는 것이 원자로가 설치된 원자로공동(제1도의 1a참조)에 냉각수를 주입함으로써 원자로용기 하부의 외벽(제3도의3b참조)을 침수시켜 용기외벽을 통해 원자로 하부용기 내부에 모여있는 노심용융물의 붕괴열을 제거하여 노심용융물에 의한 원자로용기 용융파손을 방지하여 원자로용기의 건전성을 유지시키는 사고완화 방안이다.
원자로공동 침수계통(제5도의 3-가 참조)에 의한 원자로 하부용기 외벽냉각 방안은 현재 미국전력연구소, Sandia 국립연구소, 미국 원자력규제위원회, OECD, 컴버스쳔엔지니어링(CE System 80+원전)과 웨스팅하우스(AP-600 원전)등에서 활발한 연구가 진행되고 있으며 우리나라에서는 한국전력공사가 울진 원자력 3, 4호기의 설계에 이 방안의 일부 (원자로공동 침수계통 개념설계 및 배관설치; 제5도의 3-가 참조)가 반영되어 있다. 그러나 현재까지 알려진 이들의 설계개념은 원자로공동 침수계통(제5도의 3-가 참고)에 의해 원자로용기 외벽을 물로 침수시킨 후 원자로 하부용기 내부에 모여있는 노심용융물의 붕괴없이 열전달현상에 의해 용기외벽을 통해 제거되는 개념으로서, 원자로 하부용기 내부에 있는 노심용융물의 붕괴열이 원자로 상부구조물과 증기발생기 등의 원전시설물에 의해 적절히 제거되면서 동시에 원자로 하부용기 외부의 물이 과냉상태를 유지하거나 용기외벽과 냉각수(물) 사이에 핵비등열전달 현상이 지속될 경우 원자로 하부용기 내부에 모여있는 노심용융물의 붕괴열은 제거될 수 있으며 그 결과 원자로용기의 건전성이 유지되어 중대사고를 막을 수 있다는 중대사고 완화방안이다.
그러나 이러한 원자로용기 외벽냉각방안은 하부용기와 용기외벽의 냉각수 사이의 과도한 열전달에 의해서도 외벽 냉각수가 과냉상태를 유지하는지의 여부, 열전달에 의해 발생된 기포가 원자로용기 외부에 설치된 단열재와 원자로용기 하부에 설치된 원자로 계측기 배관(울진 3,4호기의 경우 45개 : 제2도 2b 참조)등의 장애물에 의해 방해되지 않고 원자로 하부용기의 높이까지 침수된 수면 위로 방출되어 열전달 효과를 감소시키지 않을 지의 여부, 그리로 원자로용기 외부의 단열재가 과냉상태의 냉각수를 용기외벽으로 공급시키는데에 미치는 영향 등에 대한 연구진행으로 아직도 실현가능성이 확실치 않다.
더욱이 울진 원자력 3,4호기의 원자로용기 단열재 설계의 경우(제3도 참조), 원자로용기 하부반구의 최하단과 단열재 사이의 거리는 약 5.7㎝이고 용기 측면과 단열재 사이의 거리는 약 7-21.6㎝로서 과도한 열전달이 용기하부에서 발생할 경우 충분한 양의 과냉상태 물이 용기하부 외벽으로 공급된 후 가열되어 수면으로 이동될 수 있는지의 여부가 확실치 않으며, 그리고 격납건물 살수계통이나 원자로공동 침수계통 등의 작동으로 인해 원자로 하부용기의 높이까지 물로 침수될 경우 수압에 의해 원자로용기 단열재가 용기에 접촉되어 열전달 효과를 크게 감소시킬 수도 있고, 특히 격납건물 살수계통이 작동되어 원자로공동이 침수되는 격납건물 설계기준 냉각재상실사고의 경우 분석결과 사고발생으로부터 약 1시간 및 3시간 경과 후 원자로용기 외벽의 냉각수 온도(과냉온도)는 약 88℃(23℃)-100℃(7.54℃)로 예측되었다.(제4도 참조 : 울진 3,4 호기는 영광 3,4호기와 동일한 설계이며 울진 3,4호기의 최종분석결과가 아직 제출되지 않아 영광 3,4호기의 최종분석결과를 인용하였음). 노심용융을 일으키는 중대사고의 경우 사고 발생 약 1-3시간 경과 후 원자로용기가 파손될 수 있다는 연구결과를 참고할 하부용기와 용기외벽의 냉각수 사이에 과도한 열전달이 발생하는 시점에서 외벽냉각수의 과냉정도가 위와 같이 감소하는 경우 열전달효과는 급격히 감소하게 된다.
또한 격납건물 살수계통 등이 작동하지 않는 중대사고시 울진 3,4호기 원자로 공동 침수계통(급수능력은 150㎥/시간)으로 원자로공동을 원자로 하부용기의 높이까지 침수시킬 경우 냉각수 소요량은 약 350㎥이므로 약 2시간 20분 정도가 걸린다. 이 경우 문제는 원자로용기가 파손되기 이전에 용기하부를 침수시켜야 하나 중대사고 발생초기부터 파손예상 시점인 약 1-3시간 까지 운전원이 동 계통을 작동시킬 수 있는 시간적 여유가 약 40분 또는 거의 없다는 점이다. 따라서 현재 외국에서 연구중인 원자로 하부용기 외벽냉각방안은 획기적인 개선방안이 제시되기 전 까지는 실용화가 아직은 어려운 설정이다.
이러한 점에서 감안한 본 발명의 개선방법을 설명한다. 원자로공동을 원자로 하부용기의 높이까지 침수시켜 원자로용기 외벽을 통해 하부용기 내부에 모여있는 노심용융물의 붕괴열을 제거하여 노심용융물에 의한 원자로용기 용융파손을 방지함으로써 원자로용기의 건전성을 유지시키는 원자로공동 침수방안은 개념적으로는 타당하나 울진 원자력 3,4호기와 유사한 설계로 우리나라에 건설될 원전에 적용시키기에는 앞에서 설명한 문제점들 때문에 아직은 실용화가 어려운 실정이다. 여기서 제안하고자 하는 원자로 하부용기 외벽냉각 방법과 장치는 이와 같은 현재의 기술적 결점을 제거하여 원자로 하부용기 외벽냉각 능력을 향상시키기 위한것으로서 그 요지를 붙임의 도면(제5,6,7,8,9도)들과 연계하여 설명하면 다음과 같다.
현재의 기술적 결점에 대한 가장 최선의 해결책은 두가지 방안으로 구성된다. 첫번째로, 원자로 하부용기 외벽냉각장치에 의해 공급되는 찬물을 원자로용기(제5도의 8)의 외벽 단열재(제5도의 9)를 관통하는 7개의 배관으로 구성된 물총(제5도의 7, 제8도 및 9도)들을 통해 원자로 용기 하부에 직접 주입시키는 것이다. 물총들을 통해 주입된 과냉상태의 냉각재는 용기하부와 단열재 그리고 용기하부에 설치된(울진원자력 3,4호기의 경우 45개의) 노심계측기 배관들(제2도의 2b 참조) 사이에 밀집되어 있는 기포들을 수면으로 밀어내고 용기하부에 침수된 물의 과냉상태를 계속 유지시켜 용기외벽을 통한 노심용융물의 붕괴열 제거 능력을 향상시키게 된다.
두번째로, 붕괴열제거로 뜨거워진 냉각수를 용기외벽과 단열재 사이의 수면 가까이에 설치한 고온냉각재 흡입구 헤더(제5도의 1, 제6도)의 배관을 통해 열교환기(제5도의 4)로 유입시켜 원자로 하부용기 외벽냉각장치로 공급(제5도의 3)되는 찬물로 냉각시킨 후 배출기(제5도의 5, 제7도)를 통해 외벽단열재(제5도의 9)를 관통하는 물총(제5도의 7)으로 재순환시키는 것을 특징으로 한다. 이러한 2가지 해결방안은 원자로 하부용기의 외벽냉각 능력을 현저히 향상시킬 수 있는 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각 방법과 장치이다.
또한 울진원자력 3,4호기에 설치될 원자로공동 침수계통의 배관(제5도의 3-가)을 현행 설계대로 장치하여 현재의 기술적 결점에 대한 위의 2가지 개선방안을 보조하게 함으로써 원자로 하부용기 외벽냉각장치 성능의 다중성을 확보할 수 있다.
이러한 2가지 개선설계를 사용하면 다음의 추가적인 이점이 있다.
(1) 물총으로 주입되는 냉각수는 원자로 하부용기 외벽냉각장치 펌프의 수압으로(원자로 하부용기의 외벽냉각 능력을 현저히 저하시킬 수 있는) 원자로용기 단열재를 원자로용기 바깥방향으로 밀어내어 더 많은 양의 물을 용기외벽과의 열전달과정에 투입시킬 수 있다. 또한 이 개선안은 외벽냉각수의 유동이 단열재에 의해 방해될 수 있는 가능성을 감소시킨다.
(2) 격납건물 살수계통 등이 작동하지 않는 중대사고시 원자로 용기가 파손되기 이전에 용기하부를 침수시켜야 하나(울진 3,4호기의 경우) 원자로공동 침수계통(급수능력은 150㎤/시간)으로 원자로공동을 원자로 하부용기의 높이까지 침수시킬 경우 냉각수 소요량은 약 350㎤이므로 약 2시간 20분 정도 소요되기 때문에 중대사고 발생초기부터 파손예상 싯점 인 약 1-3시간 까지 운전원이 동 계통을 작동시킬 수 있는 시간적 여유가 약 40분 또는 거의 없는 문제점을 해결할 수 있다. 즉 개선된 설계를 사용하면 원자로공동을 침수시키지 않아도 7개의 물총에 의해 붕괴열제거에 필요한 냉각수가 원자로용기와 단열재 사이로 즉시 공급되어 원자로용기 하부를 침수시킬 수 있기 때문이다.
(3) 특히 격납건물 살수계통이 작동되어 원자로공동이 침수되는 격납건물 설계기준 냉각재 상실사고의 경우 사고 발생으로부터 약 1시간 및 3시간 경과 후 원자로용기 외벽의 냉각수 과냉온도는 약 23℃-7.54℃로 예측되었다. 만약 사고가 악화되어 노심용융사고가 발생된다면 (이 사고 발생 약 1-3시간 경과 후 원자로용기가 파손될 수 있다는 연구결과를 참고할 때) 하부용기와 용기외벽의 냉각수 사이에 과도한 열전달이 발생하는 시점에서 외벽냉각수의 과냉정도가 이와 같이 감소되면 열전달효과는 급격히 감소하게 된다.
그러나 개선설계에서는 원자로 하부용기 외벽냉각장치로 공급되는 찬물을 7개의 물총을 통해 원자로 하부용기에 직접 주입시키고 뜨거워진 물을 고온냉각재 흡입구 헤더를 통해 열교환기로 배출시킬 수 있기 때문에 위의 경우에서도 원자로 하부용기 외벽냉각수의 과냉상태를 유지시킬 수 있으므로 원자로공동이 노심용융사고 이전에 침수된 경우의 문제점을 제거할 수 있다.
다음, 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기의 외벽냉각 능력을 향상시키는 설계 개선장치와 그 특성을 붙임의 도면과 연계하여 설명하고자 한다.
1) 울진원자력 3,4호기에 설치될 원자로공동 침수계통의 배관은 제5도의 3- 가와 같다. 이 배관을 현행 설계대로 설치한다.
2) 7개의 물총(제5도의 7, 제8도 및 제9도 참조)
(1) 7개의 물총을 원자로용기 하부에 관련 도면과 같이 설치한다. 중앙의 물총 출구직경을 나머지 6개 물총의 출구직경 보다 크게하여 원자로 하부용기 중앙에 상대적으로 더 많은 냉각수를 공급할 수 있게 한다.
(2) 물총 출구에 그물망(제8도의 7a)을 씌워 단열재가 파손될 경우 출구가 막히는 것을 최대한 방지할 수 있게 한다.
(3) 7개의 물총을 제8도와 같이 원자로용기 하부에만 설치하는 이유는 원자로 용기의 벽을 통한 열전달현상에 의해 뜨거워진 물이 부력에 의해 수면으로 상승되는 것을(원자로 하부용기 외벽냉각장치의 펌프를 통해 물총으로 주입되는 냉각수의) 강제순환으로 촉진시키기 위함이다.
(4) 7개의 물총은 냉각수 분배헤더(제5도의 11, 제9도)를 통해 3개 그룹으로 나눠지며 각 그룹의 배관에 제9도와 같이 1, 3및 3개씩 물총들을 설치한다.
(5) 7개의 물총으로 주입된 차가운 냉각재는 원자로 용기하부의 노심계측기 배관들(45개) 사이에 밀집되어 있는 기포들을 수면으로 밀어내고, 용기 하부외벽을 침수시킨 물의 과냉상태를 유지시켜 원자로 하부용기 내부에 있는 노심용융물의 붕괴열 제거능력을 향상시킨다.
3) 고온의 냉각재 흡입구 (관련도면 : 제5도의 1, 제6도 참조)
(1) (울진 원자력 3,4호기 원자로융기 단열재 설계의 경우 : 제3도 참조) 원자로용기 측면과 단열재 사이의 거리는 약 7- 21.6cm 이므로 이 공간에 약 24개의 고온냉각재 흡입구들을 원형헤더에 제6도와 같이 설치한다.
(2) 원자로용기 외부와 단열재 사이의 공간구조상 붕괴열로 뜨거워진 냉각수는 원자로용기 외부와 단열재 사이의 공간에서 원자로 하부용기 위로 차오르게 되며, 원자로용기 외부와 단열재 사이의 수면이 고온냉각재 흡입구 보다 위로 상승한 경우, 좁은 공간에 있는 고온의 냉각재가 고온냉각재 흡입구 헤더를 통해 열교환기(제5도의 4)로 배수된다.
또한, 원자로 하부용기 외벽냉각장치를 처음 작동시킬 시, 고온냉각재 흡입배관(제5도의 2)에는 물이 없고 공기로 차있기 때문에 다량의 공기가 배출기로 유입될 수 있으나, 원자로 하부용기 외벽냉각장치에 의해 상당량(급수능력은 150㎥/시간)의 냉각수가 고압 및 고속으로 배출기 노즐로 주입되기 때문에 차가운 냉각수가 물총을 통해 원자로용기 하부로 공급될 수 있으며, 이 경우 고온냉각재는 열교환기로 재순환되지 않는다.
(3) 냉각재 흡입구에 그물망(제6도의 1a)을 씌워 단열재가 파손될 경우 흡입구가 막히는 것을 최대한 방지할 수 있게 한다.
4) 고온의 냉각재 흡입배관(관련도면 : 제5도의 2) : 이 배관은 원자로공동에 제5도의 2와 같이 설치된다.
5) 열교환기(관련도면 : 제5도의 4) ; 원자로용기 외부와 단열재 사이의 수면이 고온냉각재 흡입구(제5도의 1)보다 위로 상승한 경우, 좁은 공간에 있는 고온의 냉각재는 고온냉각재 흡입구 헤더를 통해 열교환기 쉘(shell)측으로 배수된 후, 원자로 하부용기 외벽냉각장치의 배관(제5도의 3)과 열교환기의 튜브측으로 주입된 차가운 냉각재와의 열교환에 의해 냉각된다.
6) 배출기(관련도면 : 제5도의 5 및 제7도)
(1) 열교환기 쉘측의 고온 냉각재와 열교환기 튜브측의 차가운 냉각재는 상호 열교환을 한 후 배출기에서 서로 합쳐지게 된다.
(2) 배출기는 비등수형 원자로에서 사용되는 제트 펌프의 원리를 응용한것이며 배출기의 길이는 그림에 표시된 것 보다 훨씬 길다.
(3) 원자로 하부용기 외벽냉각장치의 펌프(도면에 표시되지 않았음)와 배관(제5도의 3)을 통해 고압 및 고속으로 주입된 차가운 냉각재가 배출기 내부의 노즐로 배출될 때 거의 정체상태의 고온냉각재가 배출기 혼합영역으로 빨려나오게 된다. 이러한 원리로 원자로용기 측면과 단열재 사이에 정체되어 있는 고온의 냉각재가 열교환기로 유입되어 냉각된 후 원자로 하부용기 외벽냉각장치에 의해 공급되는 차가운 냉각수와 함께 다시 물총을 통해 원자로용기 하부로 주입되게 된다.
이와 같이된 본 발명은 실시예에 국한되지 않았으며 장치적인 설계변경은 모두 본 발명의 청구범위에 포함되는 것이다.

Claims (8)

  1. 원자로 하부용기 외벽냉각장치에 의해 공급되는 찬물을 원자로용기의 외벽단열재를 관통하는 복수개의 배관으로 구성된 물총들을 통해 원자로용기 하부에 직접 주입시킴을 특징으로 하는 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 물총에 의해 용기외벽과 단열재 사이로 공급되어 붕괴열을 제거한 후 고온냉각재 흡입구 상부로 상승된 뜨거워진 냉각수를 고온냉각재 흡입구 헤더의 배관을 통해 열교환기로 유입하여 냉각시킨 후, 원자로 하부용기 외벽냉각장치에 의해 공급되는 찬물과 함께 다시 물총으로 재순환시키는 것을 특징으로 하는 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각 방법.
  3. 원자로 하부용기 외벽냉각장치에 의해 공급되는 찬물이 원자로용기 하부에 직접 유입되도록 단열재를 관통하는 복수개의 물총을 원자로융기 하부에 설치한 것을 특징으로 하는 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각장치.
  4. 제3항에 있어서, 물총 출구에 그물망을 씌워 단열재가 파손될 경우 출구가 막히는 것을 최대한 방지할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 물총은 냉각수 분배헤더를 통해 3개 그룹으로 나눠지며, 각 그룹의 배관에 1, 3 및 3개의 물총이 각각 설치된 것을 특징으로 하는 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 원자로용기와 단열재 사이에 설치된 고온냉각재 흡입구 헤더에 다수개의 고온냉각재 흡입구를 설치한 것을 특징으로 하는 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각장치.
  7. 제6항에 있어서, 고온의 냉각재 흡입구에 그물망을 씌워 단열재가 파손될 경우 흡입구가 막히는 것을 최대한 방지할 수 있게 함을 특징으로 하는 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 다수개의 고온냉각재 흡입구가 설치된 고온냉각재 흡입구 헤더를 고온의 냉각재 흡입배관을 통해 열교환기에 연결하고, 상기 열교환기를 물총 및 냉각수 분배헤더와 연결된 배출기에 연결·설치한 것을 특징으로 하는 원자력발전소 중대사고시 원자로 하부용기 외벽냉각장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011043513A1 (ko) * 2009-10-07 2011-04-14 한국수력원자력 주식회사 원자로 용기의 외벽 냉각장치
CN106205751A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 长江勘测规划设计研究有限责任公司 一种地下核电站安全壳潜热式冷却***
CN106918520A (zh) * 2017-03-09 2017-07-04 江苏大学 一种用于固液两相流工况的材料抗空蚀性能测试装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7146441B1 (en) 1998-03-16 2006-12-05 Actel Corporation SRAM bus architecture and interconnect to an FPGA
JP2002156485A (ja) * 2000-11-15 2002-05-31 Hitachi Ltd 原子炉
EP1342245B1 (en) * 2000-12-14 2007-03-21 Pebble Bed Modular Reactor (Proprietary) Limited Cooling system
DE10156495C1 (de) * 2001-11-16 2003-01-02 Framatome Anp Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Kühlen eines Reaktordruckbehälters einer Siedewasser-Reaktoranlage
KR20030040918A (ko) * 2001-11-17 2003-05-23 한국수력원자력 주식회사 원자로 비상 냉각장치
FR2922678A1 (fr) * 2007-10-22 2009-04-24 Commissariat Energie Atomique Reacteur nucleaire a refroidissement ameliore en situation d'accident
US9738440B2 (en) 2012-12-20 2017-08-22 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Entrainment-reducing assembly, system including the assembly, and method of reducing entrainment of gases with the assembly
US10147506B2 (en) 2014-04-03 2018-12-04 Bwxt Mpower, Inc. Conformal core cooling and containment structure
KR101665059B1 (ko) * 2014-11-13 2016-10-12 한국과학기술원 코어캐쳐를 구비한 원자로용기 내외 노심용융물 냉각 시스템 및 방법
KR101973996B1 (ko) * 2017-05-15 2019-04-30 한국원자력연구원 원자로용기 외벽 냉각 및 발전 시스템
KR102078448B1 (ko) * 2018-01-16 2020-02-17 한국수력원자력 주식회사 원자로건물 침수수위 평가방법
DE102019004244B3 (de) * 2019-06-14 2020-10-01 Westinghouse Electric Germany Gmbh Reaktordruckbehälterkühlsystem

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1146598B (de) * 1961-06-14 1963-04-04 Siemens Ag Sicherheitseinrichtung fuer die Gebaeude von Leistungskernreaktoren
US5319687A (en) * 1993-07-30 1994-06-07 Westinghouse Electric Corp. Device for preventing melt-through of a reactor vessel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011043513A1 (ko) * 2009-10-07 2011-04-14 한국수력원자력 주식회사 원자로 용기의 외벽 냉각장치
CN106205751A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 长江勘测规划设计研究有限责任公司 一种地下核电站安全壳潜热式冷却***
CN106918520A (zh) * 2017-03-09 2017-07-04 江苏大学 一种用于固液两相流工况的材料抗空蚀性能测试装置

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