KR100366322B1 - 이중용기누출적응성을갖는수동공냉식액체금속냉각형원자로 - Google Patents

Abstract

본 발명의 대체 공기 유동 경로에 의해 수동 및 고유의 정지시의 열을 제거하는 방법은 액체 금속 냉각형 원자로 내에서의 가정된 이중 용기 누출 사고에 후속하여 방사능 물질 붕괴열을 제거할 수 있게 한다. 원자로의 개선된 설계상의 특징은, (1) 원자로와 격납 용기 모두에서 누출에 동시에 발생되는 사고시의 원자로 공동 주위를 차단시킬 수 있는 차단체(31, 32), (2) 누출된 나트륨으로부터 콘크리트 격납실을 차단시켜서 격납실의 구조적 완전 무결성을 보호하는 원자로 격납실의 라이너 탱크(13), (3) 정상 유동 경로가 차단된 후 정지시의 열을 계속해서 제거하는 누출된 나트륨 내에 침지되는 튜브(23)를 거치는 독립된 제2 공냉 유동 경로(28, 35, 36, 37)를 포함하는 것이다.

Description

이중 용기 누출 적응성을 갖는 수동 공냉식 액체 금속 냉각형 원자로

본 발명은 일반적으로 액체 금속 냉각형 원자로 및 원자로의 공냉에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 원자로의 방사능 물질 붕괴열(decay heat)과 현열 (sensible heat)을 액체 금속 원자로로부터 수동(passive) 제거하고 또한 상기 열을 고유의 열전달 작용인 전도, 복사, 대류 및 유체의 자연 대류에 의해 히트 싱크 (heat sink)(즉, 대기)로 방출시키는 것에 관한 것이다.

개량형 액체 금속 원자로(ALMR: Advanced Liquid Metal Reactor)에 있어서, 핵분열 연료인 노심은 원자로 용기 내의 액체 나트륨과 같은 고온 액체 금속 내에 침지된다. 상기 액체 금속은 노심을 냉각시키는 데 사용되며, 이에 따라 액체 금속이 흡수한 열은 종래의 방식대로 동력을 발생시키는 데 이용된다.

공지의 ALMR 설비 형태(제1도에 도시됨)는 환형 또는 원형인 콘크리트 격납실(silo, 8)을 구비한다. 상기 격납실은 지하에 배치되는 것이 바람직하며 그 안에는 액체 나트륨과 같은 액체 금속 냉매 내에 침지되는 노심(12)을 구비하는 원자로 용기(reactor vessel, 1)가 동심으로 내부에 배치된 환형 격납 용기(containmentvessel)(2)가 동심으로 수용된다. 원자로와 격납 용기 사이의 환형 공간에는 아르곤과 같은 불활성 기체가 충전된다. 원자로와 격납 용기는 상부 프레임(16)으로부터 수직 하향으로 지지 또는 현수되어, 결국은 복수개의 종래의 지진 차단 장치(18)에 의해 콘크리트 격납실(8) 위에 지지되어서 지진이 발생하는 동안에 격납 용기와 원자로 용기를 구조적으로 완전한 상태로 유지시키며 상기 용기들과 둘레의 격납실간의 움직임이 서로 분리되게 한다.

원자로의 작동은 노심 내부로 삽입 또는 노심으로부터의 인출이 선택적으로 이루어지는 중성자 흡수 제어봉(15)에 의해 제어된다. 비상 사태에 대처하거나 또는 정기 유지보수를 수행하기 위하여 원자로가 작동하는 중에도 연료의 핵분열 반응을 억제시킬 필요가 생길 수 있다. 원자로는 제어봉을 핵분열 연료인 노심 안으로 삽입하여 필요로 하는 핵분열 생성 중성자의 연료를 제거함으로써 작동 정지된다. 그러나, 일정 시간 동안은 잔류 붕괴열이 계속해서 노심으로부터 생성된다. 이러한 열은 작동 정지된 원자로로부터 소산되어야 한다.

액체 금속 냉매의 열 용량 및 원자로의 인접 구조가 상기 잔류열을 소산시키는 데 일조를 한다. 일례로, 열은 열 복사에 의해 원자로 용기로부터 격납 용기로 전달된다. 그 결과, 격납 용기의 온도가 상승하게 된다. 격납 용기로부터의 열은 또한 격납 용기로부터 외부로 이격된 콘크리트 격납실을 향해 외부로 복사된다. 이러한 구조로는 지속되는 고열을 견딜 수 없을 것이다. 일례로, 통상의 격납실 벽을 제작하는 콘크리트는 고열을 받게되면 벌어져서 균열이 발생할 수 있다.

이러한 구성 부재들의 과열을 방지하도록 열을 제거하기 위한 시스템을 설치하고 있다. ALMR에 결합되는 열 제거 시스템들 중 하나는 완전 수동식이며 유체의 자연 대류, 전도, 대류 및 열 복사의 고유한 과정에 의해 연속적으로 작동하는 것이 있다. 원자로 용기 보조 냉각 시스템(RVACS: Reactor Vessel Auxiliary Cooling System)이라고 하는 이러한 안전성 관련 시스템을 제1도에 개략적으로 도시하였다. 열은 액체 나트륨의 자연 대류에 의해 노심으로부터 원자로 용기(1)로 전달된다. 이 열은 이어서 원자로 용기 벽을 통해 전도된다. 원자로 용기의 외측표면으로부터 아르곤으로 충전된 간극(3)을 가로질러 보다 차가운 격납 용기(2)로 전달되는 열은 거의 전부가 열 복사에 의해 전달된다. 무공 집열 실린더(imperforate heat collector cylinder, 5)가 격납 용기(2)와 격납실(8) 사이에 동심으로 배치되어 격납 용기와 집열 실린더의 내부 표면 사이에 고온 공기 연도(4)를 형성하며 격납실과 집열 실린더의 외부 표면 사이에 저온 공기 강하관(7)을 형성한다. 열은 격납 용기(2)로부터 고온 공기 연도(4) 내의 공기로 전달된다. 집열 실린더(5)의 내부 표면은 격납 용기로부터의 복사열을 받는데, 이렇게 받은 열은 자연 대류에 의해 상승 유동하는 상승 공기 안으로 전달되어 공기 배출구(9)를 거쳐서 제거된다. 격납 용기 외부 표면으로부터 전달되는 열의 약 50%는 고온 공기 연도(4) 내에서 자연적으로 대류하는 공기로 자연 대류되고, 50%는 집열 실린더(5)로 복사된다.

둘러싸는 2개의 고온 강철 표면에 의해 연도(4) 내의 공기가 가열되면 시스템 안으로 자연 공기의 통기가 유도되는데, 이 때 대기 중의 공기는 지면 높이보다 높은 4개의 공기 인입구(6)를 통해 들어온다. 이러한 인입 공기는 저온 공기 강하관(7)으로 해서 콘크리트 격납실(8)의 하부로 관로 유도되는데, 여기서 공기는 고온 공기 연도(4)로 방향을 바꾸어 들어간다. 고온 공기는 지면 높이보다 높은 4개의 공기 배출구(9)로 관로 유도된다. 집열 실린더(5)의 외부 표면은 단열체(5a, 제2도)로 덮여서 집열 실린더(5)로부터 격납실(8) 및 저온 공기 강하관(7) 내의 하향 유동하는 공기 안으로 전달되는 열을 감소시킨다. 강하관 내의 비교적 저온의 공기와 연도 내의 비교적 고온의 공기 간의 온도차가 크면 클수록, 예를 들면 모터 구동 펌프가 없이도 수동 공냉되게 하는 자연적 순환의 정도가 커지게 된다.

원자로 용기 내의 나트륨이 그 정상 수위(10)에 있을 때 상기 내용은 원자로의 정상 작동 및 정지시의 열 제거에 적용된다. 앞에서 언급한 ALMR 개념에 따르면, 원자로 용기와 그 덮개는 1차 냉매 경계로서 기능한다. 원자로 덮개 위에 배치된 강철 돔(steel dome)은 덮개 높이 위의 1차 격납부로서 기능한다. 원자로 덮개 높이 아래의 격납 용기는 (누출 방지용) 보호 용기와 원자로 격납분의 2가지 기능을 한다.

ALMR 원자로 격납부는 모든 설계 기반 사고 및 대부분의 초과 한도 설계 기반(BDB: beyond design basis) 사고 방지에 대해서 효과적이며, 현재의 미국 허가요건에 부합되고 그 요건을 초과하는 것으로 고려된다. 그러나, 원자로와 격납 용기 모두가 파괴된다는 가정하의 BDB 사고하에서는 방사능 물질이 상당히 누출될 가능성이 있다. 원자로 용기(1)와 격납 용기(2) 모두에서 누출이 발생되는 경우, 나트륨 수위는 이중 용기 누출 수위(11, 제1도) 만큼 낮게 하강될 수 있다. 이러한 상태하에서 대기 중의 공기는 방사성 나트륨과 직접 접촉하게 된다. 이에 따라, 대부분의 나트륨이 발화될 가능성이 있게 되고, 누출된 방사능 물질들이 RVACS의 공기인입구 및 배출구를 통해 대기에 직접 노출될 가능성이 생기게 된다. 또한, RVACS는 작동하지 않을 것이다. 이러한 냉각 성능의 손실은 나트륨을 가열하여 서서히(5일) 비등시키고 이어서 코어를 용융시키고, 결국은 보다 심각한 방사성 물질이 누출되게 된다. 이러한 점들이 공지의 ALMR 개념의 주요 단점들이다.

본 발명은 기본적인 ALMR의 형상을 유지하면서 종래 기술의 수동 공냉 시스템(passive air cooling system)의 상기 단점들을 해소시키기 위해 종래 기술을 향상시킨 것에 관한 것이다. 본 발명은 가정된 이중 용기 누출 사고에 뒤따르는 붕괴열을 제거할 수 있게 하는 대체 공기 유동 경로에 의해 수동으로 고유의 정지시의 열을 제거하는 신규한 방법을 이용하는 것이다. 원자로의 개선된 설계상의 특징은, (1) 원자로와 격납 용기 모두에서 누출이 동시에 발생되는 사고시의 원자로 공동 (cavity) 주위를 차단시킬 수 있는 차단체, (2) 누출된 나트륨으로부터 콘크리트 격납실을 차단시켜서 격납실의 구조적 완전 무결성을 보호하는 원자로 격납실의 라이너 탱크(liner tank), (3) 정상 유동 경로가 차단된 후 정지시의 열을 계속해서 제거하는 누출된 나트륨 내에 침지되는 튜브를 거치는 독립된 제2 공냉 유동 경로를 포함하는 것이다.

이러한 개시 내용은 변형된 수동 냉각 개념에 대하여 기재하고 있는 것인데, 수동 냉각의 간단성과 신뢰성은 이중 용기 누출이 발생하면 원자로 공동 주위를 외기로부터 차단시키면서 수동 공냉은 유지시키는 능력과 결합된다. 따라서, 이러한 개념은 상기한 바와 같은 발생 가능성이 아주 낮은 사고에 대해서 부가적인 보호수준을 제공한다.

본 발명의 주요 이점은 밀폐 가능한 보다 많은 종래의 격납 용기와 조합된 신뢰성이 아주 높은 예비의 차단시의 수동 냉각 시스템을 사용할 수 있게 된다는 것이다. 이러한 설계의 시도는 현재의 ALMR 설계와 비교할 때 공중의 위험을 감소시킬 것으로 기대되는데, 그 이유는 신뢰성이 높은 능동 및 수동 "보호" 시스템외에 부가적으로 가정된 이중 용기 누출 사고와 같은 BDB 사고에 대한 심각한 사고를 완화시키는 능력이 제공되기 때문이다.

격납실 라이너 탱크, 폐쇄 가능한 RVACS 및 누출 나트륨의 대체 공냉을 포함하는 본 발명의 기본 개념이 제3도에 도시되어 있다. 본 발명은 제1도를 참고하여 설명한 바와 같은 종래의 RVACS와 관련하여 사용된다. 그러나 이 외에, RVACS 인입구 차단 밸브(31)가 RVACS의 4개의 주 공기 인입구(6)(도면에는 2개만 도시됨)에 설치되고 RVACS 배출구 차단 밸브(32)가 RVACS의 4개의 공기 배출구(9)(도면에는 2개만 도시됨)에 설치된다. RVACS 차단 밸브(31, 32)는 원자로 용기(1)와 격납 용기(2) 내에서 누출이 발생되는 경우에 폐쇄되고 이 결과 나트륨은 원자로 공동(14) 안으로 들어간다. 차단 밸브(31, 32)가 폐쇄되면 원자로 공동(14)내로 산소가 공급되는 것이 차단되고 이에 따라 나트륨이 공동 안으로 들어가는 초기에 개시되는 나트륨의 발화가 억제된다.

누출되는 모든 나트륨을 수집하고 나트륨이 원자로 격납실(8)의 콘크리트와 직접 접촉하는 것을 방지해서 가정된 이중 용기 누출 사고 중에 발열 화학 반응을 방지하면 원자로 격납실의 구조적 완전 무결성을 유지하도록 하부 지지 차단 격납실 라이너 탱크(13)가 설치된다. 제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 격납실 라이너 탱크(13)의 하부 부분은 BeO와 같은 비반응성 입자 차단재(22)를 포함하는 내부 강철 라이너(20)와 외부 강철 라이너(21)로 구성된다.

정방형 단면이고 수용 튜브 분할판(24)을 수용하는 각종 분할 열전달 튜브 (23)는 나트륨 누출 수위(11) 이상의 높이에 위치된 환형 튜브 판(25)에 부착된다. 튜브판(25)은 내부 강철 라이너(20) 및 외부 강철 라이너(21)에 부착된다. 튜브 판 (25) 위에서, 내부 강철 라이너(20)는 제4도에 도시한 바와 같이 상향으로 연장되며 감소된 직경을 갖는다. 다중 튜브 분할판(24)은 서로 결합되어 튜브 판의 높이 위의 튜브 분할판 연장부(26)로서 언급되는 연속형 실린더를 형성한다.

활주 밀봉체(19)가 격납실 라이너 탱크의 내부 라이너(20)의 상부 가장자리에 제공되는데, 이 때 상기 활주 밀봉체는 원자로 설비의 기부(16)와 맞닿아서 RVACS 공기 공급 차단 밸브(31, 32)가 폐쇄될 때에 정상적인 RVACS 유동 경로를 외기로부터 완전히 밀봉시킨다. 방사능 차폐체(27)는 격납실 탱크의 내부 라이너(20)의 상부 소직경부의 외부 표면에 부착되어 기부 매트(17)와 설비의 기부(16) 사이의 지진차단 갱도(gallery)(28) 내부가 방사선에 노출되는 것을 제한한다.

본 발명의 개념에 따르면, 가정된 이중 용기 누출 사고 중에 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같은 고온 누출 나트륨에 침지된 다수의 분할 열전달 튜브(23)로 구성된 제2 대체 RVACS에 의해 방사능 물질 붕괴열이 제거된다. 대체 RVACS용 공기는 다수의 대체 공기 구멍(34)을 거쳐서 지진 차단 간극(35) 내부로 들어가고 지진 차단 갱도(28)를 거쳐서 저온 공기 하강 경로(36) 내부로 들어간다. 환형 저온 공기 하강 경로(36)는 튜브 분할판의 연장부(26)와 튜브 판의 높이 위의 원자로 격납실(8) 사이의 공간에 의해 형성된다. 튜브 판의 높이에서 저온 위의 원자로 격납실 (8) 사이의 공간에 의해 형성된다. 튜브 판의 높이에서 저온 공기는 분할 튜브(23)의 외부 절반부 안으로 들어가고 분할 튜브의 외주 둘레에서 자유 유동하는 고온의 누출 나트륨에 의해 가열됨에 따라 하향으로 유동한다.

공기는 분할 튜브의 바닥부에서 복귀하고 튜브 판의 높이 아래의 분할 열전달 튜브(23)의 내부 절반부로 구성되는 고온 공기 상승 유동 경로로 들어간다. 튜브 판의 높이 위에서는, 고온 누출 나트륨 안에 침지된 열전달 튜브(23)의 고온 강철 벽에 의해 가열된 공기류가 내부 강철 라이너(20)의 상부 소직경부와 튜브 분할판 연장부(26)에 의해 형성된 고온 공기 상승 유동 경로(37) 안으로 들어간다. 고온 공기 상승 유동 경로(37)는 지진 차단 갱도(28) 안으로 배출되고 지진 차단 간극(35)안에서 상향으로 유동한다.

고온 공기는 대체 공기 구멍(34)을 통해 지반면 높이의 외기로 배출된다. 지진 차단 간극(35) 내에서의 저온 공기의 인입 유동과 고온 공기의 상승 유동이 동시에 일어날 수 있는데, 그 이유는 환형 간극이 원자로 설비 기부(16) 둘레에서 완전히 연장되기 때문이다. 유동 면적이 크면 하강 유동 구역과 상승 유동 구역이 형성되게 된다. 이에 따라, 대체 RVACS 공기 유동 경로는 정상 RVACS 공기 공급 및 배출 경로로부터 분리되며, RVACS 공기 공급 차단 밸브(31, 32)가 폐쇄될 때에는 폐쇄되지 않는다. 또한, 공기와 나트륨 사이 및 나트륨과 콘크리트 사이에는 직접 접촉이 이루어지지 않는다. 차단된 이중 벽 격납실 라이너 탱크(13)는 콘크리트 격납실(8)의 가열을 방지하며, 격납실 라이너 탱크(13)의 외벽(21)을 보호하는 비반응성 입자 차단재(22, 제4도)를 사용함으로써 누출 나트륨에 대해 내구성 있는 원자로 격납부이다. 원자로 열은 원자로의 정상 작동 조건 및 RVACS 붕괴열 제거 작동조건 모두에서 항상 대체 RVACS에 의해 제거된다. 그러나, 대체 RVACS에 의해 제거되는 열은 격납실 라이너 탱크가 가정된 이중 용기 누출 사고에 이어지는 나트륨으로 부분적으로 충전되고 고온 나트륨이 이중 용기 누출 수위(11, 제3도 및 제4도)까지 분할 열전달 튜브(23)를 둘러쌀 때에는 상당히 증가한다. 대체 RVACS에 의한 열 제거는 최대 용적 나트륨 온도를 설계 한도 이하로 유지한다는 분석이 입증되었다. 그러나, 가정된 사고 중에 제한된 연료 피복의 파괴가 예상된다.

따라서, 본 발명의 기본 개념은 독립된 수동 정지시의 대체 열 제거 냉각 시스템을 종래의 RVACS와 관련하여 사용하며 종래의 RVACS를 차단하는 성능이 제공된다는 것이다. 이러한 본 발명의 개념은 상기 양호한 실시예의 설명에 의해 예시되었다. 그러나 포함된 신규한 개념은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 교체 및 상세한 열 성능 평가에 따라서 변경된다는 것을 알아야 한다. 또한 액체 금속 냉각형 원자로에 대한 수동 공냉 시스템의 기술 분야에서 숙련된 자들이라면 상기 개시된 장치의 통상적인 변경 및 수정을 용이하게 할 수 있다는 것을 명백히 알 것이다. 이러한 모든 변경 및 수정은 이하에 설명된 특허 청구의 범위에 속하는 것이다.

제1도는 원자로 용기 보조 냉각 시스템을 도시하는 종래의 액체 금속 냉각 원자로의 개략 단면도.

제2도는 제1도에 도시된 원자로의 세부를 노심 구역 내의 높이에서 단면을 취하여 도시한 반경 방향 부분 단면도.

제3도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 액체 금속 냉각형 원자로의 개략 단면도.

제4도는 제3도에 도시된 원자로의 세부를 나트륨 누출 수위에서 단면을 취하여 도시한 방위(azimuthal) 부분 단면도.

제5도는 제3도에 도시된 원자로의 세부를 노심 구역 내의 높이에서 단면을 취하여 도시한 반경 방향 부분 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 원자로 용기 2 : 격납 용기

5 : 집열 실린더 7 : 저온 공기 강하관

8 : 격납실 13 : 격납실 라이너 탱크

19 : 밀봉체 20 : 내부 라이너

21 : 외부 라이너 22 : 차단재

23 : 열전달 튜브 24 : 분할판

25 : 환형 튜브 판 27 : 방사 차폐체

28 : 갱도 34 : 복귀 공기 구멍

36 : 저온 공기 하강 경로 37 : 고온 공기 상승 유동 경로

Claims (11)

1. 액체 금속 냉각형 원자로에 있어서,

   격납 용기,

   상기 격납 용기에 의해, 사이에 공간을 갖는 상태로 둘러싸인 원자로 용기,

   상기 원자로 용기 내부에 배열된 핵연료 노심,

   상기 격납 용기를, 사이에 공간을 갖는 상태로 둘러싸는 집열 실린더,

   상기 집열 실린더를 둘러싸는 격납실,

   공기 인입 수단,

   공기 배출 수단,

   상기 공기 인입 수단 및 상기 공기 배출 수단과 유동 연통하고, 수동 공냉에 의해 상기 격납 용기 및 상기 격납실로부터 열을 제거하도록 상기 격납 용기와 상기 격납실 사이에서 하향으로 연장된 제1 공기 순환 유동 경로 수단을 구비한 원자로 용기 보조 냉각 시스템,

   수동 공냉에 의해 상기 격납실 및 상기 격납 용기로부터 열을 제거하도록 상기 격납실과 상기 격납 용기 사이의 상기 공간 내부로 연장하는 제2 공기 순환 유동 경로 수단을 구비한 대체 원자로 보조 냉각 시스템,

   상기 원자로의 외기와 상기 제2 공기 순환 유동 경로 수단 사이의 유동 연통을 위한 수단,

   원통형 내부 강철 라이너, 원통형 외부 강철 라이너 및 이들 사이에 개재된단열 수단을 포함하고 상기 격납실과 상기 제1 및 제2 공기 순환 유동 경로 수단사이에 설치되는 격납실 라이너 탱크, 및

   상기 내부 및 외부 강철 라이너에 연결되는 환형 튜브판을 포함하며,

   상기 제2 공기 순환 유동 경로 수단의 하부 부분은 상기 원자로 용기와 상기 격납 용기 내에 누출이 동시에 발생한 후에 액체 금속에 침지되며, 상기 제2 공기 순환 유동 경로 수단은 내부에 액체 금속의 유입을 차단하는 방호벽을 형성하고, 상기 제2 공기 순환 유동 경로 수단은 각각 개방 상단부, 폐쇄 하단부 및 상기 개방 상단부로부터 상기 하단부 이상의 높이까지 연장된 튜브 분할판을 포함하고 상기 튜브 분할판에 의해 내부 체적이 제1 수직 채널과 제2 수직 채널로 분할되는 원주 방향으로 배열된 분할 열전달 튜브를 구비하고, 상기 제1 수직 채널의 하단부는 유동 복귀 경로를 거쳐서 상기 제2 수직 채널의 하단부와 유동 연통하며,

   상기 분할 열전달 튜브의 상기 제1 수직 채널과 제2 수직 채널 각각의 상단부는 상기 유동 연통을 위한 수단을 통해 외기와 유동 연통하고,

   상기 원주 방향으로 배열된 분할 열전달 튜브는 상기 환형 튜브판에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.
2. 제1항에 있어서, 상기 공기 인입 수단에 제1 밸브 수단이 설치되고, 상기 공기 배출 수단에 제2 밸브 수단이 설치되며,

   상기 제1 밸브 수단과 상기 제2 밸브 수단은 원자로가 정상 작동하는 중에는 개방 상태에 있고, 액체 금속이 상기 격납실과 상기 격납 용기 사이의 상기 공간내부로 누출되게 하는 결과를 야기시키는 상기 원자로 용기와 상기 격납 용기에서의 누출이 동시에 발생하는 때에는 이에 응답하여 폐쇄 상태에 있는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.
3. 제1항에 있어서, 상기 유동 연통 수단은 지진 차단 갱도를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.
4. 제1항에 있어서, 상기 단열 수단은 상기 액체 금속에 대해 비반응성인 물성을 갖는 충전된 입자 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.
5. 액체 금속 냉각형 원자로에 있어서,

   격납 용기,

   상기 격납 용기에 의해, 사이에 공간을 갖는 상태로 둘러싸인 원자로 용기,

   상기 원자로 용기 내부에 배열된 핵연료 노심,

   상기 격납 용기를, 사이에 공간을 갖는 상태로 둘러싸는 격납실,

   공기 인입 수단,

   공기 배출 수단,

   상기 공기 인입 수단 및 상기 공기 배출 수단과 유동 연통하고, 수동 공냉에 의해 상기 격납실 및 상기 격납 용기로부터 열을 제거하도록 상기 격납실과 상기격납 용기 사이의 상기 공간 내부로 연장된 제1 공기 순환 유동 경로 수단,

   수동 공냉에 의해 상기 격납실 및 상기 격납 용기로부터 열을 제거하도록 상기 격납실과 상기 격납 용기 사이의 상기 공간 내부로 연장하는 제2 공기 순환 유동 경로 수단,

   상기 원자로의 외기와 상기 제2 공기 순환 유동 경로 수단 사이의 유동 연통을 위한 수단,

   원통형 내부 강철 라이너, 원통형 외부 강철 라이너 및 이들 사이에 개재된 단열 수단을 포함하고 상기 격납실과 상기 제1 및 제2 공기 순환 유동 경로 수단사이에 설치되는 격납실 라이너 탱크, 및

   상기 내부 및 외부 강철 라이너에 연결되는 환형 튜브판을 포함하며,

   상기 제2 공기 순환 유동 경로 수단의 하부 부분은 상기 원자로 용기와 상기 격납 용기 내에 누출이 동시에 발생한 후에 액체 금속에 침지되며, 상기 제2 공기 순환 유동 경로 수단은 내부에 액체 금속의 유입을 차단하는 방호벽을 형성하고, 상기 제2 공기 순환 유동 경로 수단은 각각 개방 상단부, 폐쇄 하단부 및 상기 개방 상단부로부터 상기 하단부 이상의 높이까지 연장된 튜브 분할판을 포함하고 상기 튜브 분할판에 의해 내부 체적이 제1 수직 채널과 제2 수직 채널로 분할되는 원주 방향으로 배열된 분할 열전달 튜브를 구비하며, 상기 제1 수직 채널의 하단부는 유동 복귀 경로를 거쳐서 상기 제2 수직 채널의 하단부와 유동 연통하고,

   상기 분할 열전달 튜브의 상기 제1 수직 채널과 제2 수직 채널 각각의 상단 부는 상기 유동 연통을 위한 수단을 통해 외기와 유동 연통하고,

   상기 원주 방향으로 배열된 분할 열전달 튜브는 상기 환형 튜브판에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.
6. 제5항에 있어서, 상기 유동 연통 수단은 지진 차단 갱도를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.
7. 제5항에 있어서, 상기 단열 수단은 상기 액체 금속에 대해 비반응성인 물성을 갖는 충전된 입자 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.
8. 액체 금속 냉각형 원자로에 있어서,

   격납 용기,

   상기 격납 용기에 의해, 사이에 공간을 갖는 상태로 둘러싸인 원자로 용기,

   상기 원자로 용기 내부에 배열된 핵연료 노심,

   상기 격납 용기를, 사이에 공간을 갖는 상태로 둘러싸는 집열 실린더,

   상기 집열 실린더를 둘러싸는 격납실,

   공기 인입 수단,

   공기 배출 수단,

   상기 공기 인입 수단 및 상기 공기 배출 수단과 유동 연통하고, 수동 공냉에 의해 상기 격납실 및 상기 격납 용기로부터 열을 제거하도록 상기 격납실과 상기격납 용기 사이의 상기 공간 내부로 연장된 제1 공기 순환 유동 경로 수단을 갖는 원자로 용기 보조 냉각 시스템,

   상기 격납실과 상기 제1 공기 순환 유동 경로 사이에 설치되어 이중 용기 누설 사고시 액체 금속을 보유하는 누출 보유 수단,

   지진 차단 갱도와 유동 연통하는 원주 방향으로 배열된 분할 열전달 튜브, 및

   상기 누출 보유 수단의 내부 외주연 내에 상기 분할 열전달 튜브를 지지하고, 상기 누출 보유 수단에 부착된 튜브 지지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.
9. 제8항에 있어서, 상기 공기 인입 수단에 설치된 제1 밸브 수단과 상기 공기배출 수단에 설치된 제2 밸브 수단을 추가로 포함하고,

   상기 제1 밸브 수단과 상기 제2 밸브 수단은 원자로가 정상 작동하는 중에는 개방 상태에 있고, 상기 원자로 용기와 상기 격납 용기에서의 누출이 동시에 발생하는 때에는 이에 응답하여 폐쇄 상태에 있는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.
10. 제8항에 있어서, 상기 누출 보유 수단은 원통형 내부 강철 라이너, 원통형 외부 강철 라이너 및 이들 사이에 개재된 단열 수단을 포함하고,

    상기 튜브지지 수단은 상기 내부 강철 라이너와 외부 강철 라이너에 연결된환형 튜브판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.
11. 제10항에 있어서, 상기 단열 수단은 상기 액체 금속에 대해 비반응성인 물성을 갖는 충전된 입자 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 금속 냉각형 원자로.