KR101926649B1 - Pressure Vessel for Heat Transfer and Flow Control Experiments of Reactor Building - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원자로건물의 다양한 위치에서 열전달 특성 뿐 아니라 유동 특성까지 모사할 수 있는 실험에 사용되는 압력용기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 직육면체 형상의 몸체와 반원통 형상의 덮개로 이루어져 있으며, 관측부, 투시부, 열교환기 연결부, 증기 주입구 및 고온 고압의 증기 누설을 방지할 수 있는 센서라인 관통부가 형성되어 있는 원자로건물의 열전달 및 유동제어 실험을 위한 압력용기에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure vessel used in an experiment to simulate not only heat transfer characteristics but also flow characteristics at various positions of a nuclear reactor building. More particularly, the present invention relates to a pressure vessel comprising a body having a rectangular parallelepiped shape and a lid having a semicylindrical shape, The present invention relates to a pressure vessel for conducting heat transfer and flow control experiments of a nuclear reactor building in which a sensor line penetrating portion capable of preventing steam leakage and high temperature and high pressure leakage is formed.
원자력발전소의 원자로격납건물은 내압강도가 우수한 반구형 원통형으로 설계되는 콘크리트 건물이며, 원자로격납건물 내에는 원자로, 증기발생기, 가압기 등 원자력발전소의 핵심 기계장치가 배치된다. The reactor containment building of a nuclear power plant is a concrete building designed as a hemispherical cylinder type with excellent pressure resistance. The core machinery of a nuclear power plant such as a reactor, a steam generator, and a pressurizer is disposed in a reactor containment building.
원자로격납건물은 어떠한 경우라도 손상되지 않아야 하므로 원자력발전소에는 원자로격납건물을 보호하기 위한 다양한 안전장치가 마련되어 있다. 원자로격납건물의 안전장치를 설계하기 위해서는 설계 초기단계부터 다양한 실험을 수행하여 설계에 필요한 자료를 획득하는 것이 필요하다. Nuclear power plants are equipped with various safeguards to protect nuclear reactor containment buildings, as nuclear reactor containment structures must not be damaged in any case. In order to design the safeguard of containment building, it is necessary to perform various experiments from the initial stage of design to acquire necessary data for design.
하지만, 원자로격납건물은 직경 20 ~ 22 m, 높이 60 ~ 75 m에 달하는 대형 공간이므로 이러한 대형 모형을 만들어 실험하는 것은 현실적으로 쉽지 않으므로, 원자로격납건물을 모형화한 압력용기를 포함한 실험장치를 이용하여 실험을 수행하는 것이 보다 적합할 것이다.However, since the reactor containment building is a large space with a diameter of 20 ~ 22 m and a height of 60 ~ 75 m, it is not practical to experiment with such a large scale model. Therefore, experiments using the experimental equipment including the pressure vessel modeling the reactor containment building It would be more appropriate to do.
공개특허공보 제10-2006-0036169호에는 응축과 비등에 의해 시험관의 열전달을 측정하는 실험장치(이하 ‘종래기술’이라 함)가 나타나 있다. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2006-0036169 discloses an experimental apparatus (hereinafter, referred to as 'prior art') for measuring the heat transfer of a test tube by condensation and boiling.
종래기술에는 도 1a에 도시된 바와 같이 응축과 비등에 따른 시험관의 열전달을 정밀하게 측정하기 위하여, 증기유입구(21), 증기배출구(23), 응축배출구(27), 및 응축유입구(25)가 구비된 원통형상의 실험탱크(20);와 상기 실험탱크에 냉매탱크(40);와 냉수나 온수를 공급하고 회수하는 물탱크(30);와 상기 냉매탱크에 연통되며, 냉매 증기를 응축하는 보조응측기(45);와 응축된 냉매의 양을 측정하는 냉매측정기(47);와 상기 실험탱크(20)의 내부에 장착되어 온도를 측정하는 열전대(50);와 상기 실험탱크(20)를 관통하면서 장착되는 시험관(5), 상기 물탱크(30), 상기 냉매탱크(40) 및 상기 실험탱크(20)에 장착되어 온도를 측정하는 온도측정기(60); 및 상기 냉매탱크와 상기 물탱크에 열을 공급하는 가열수단;을 포함하는 실험장치가 나타나 있다.The
하지만, 종래기술에서는 도 1b에 도시된 바와 같이 실험탱크(20)에는 냉매가 흐르며 하나의 관측창(29)만 형성되어 있고, 내부로 냉각수가 흐르는 하나의 시험관(5)이 상기 실험탱크(20)를 통과하도록 형성되어 있어, 시험관(5)의 열전달 특성 및 냉매의 온도 측정 등이 가능하지만, 고온, 고압에서의 실험탱크(20) 내부의 유동 특성이나 다양한 열전달 특성을 전반적으로 관찰하는 것은 어려운 문제점이 있다.However, in the prior art, as shown in FIG. 1B, only one observation window 29 is formed in the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 고온 고압의 조건 하에서 증기 등이 누설되지 않도록 구성되어 있으며, 다양한 위치에서의 열전달 특성 실험과 유동가시화 실험 등 다양한 종류의 열전달 및 유동제어 실험을 함께 수행할 수 있도록 구성되어 있는 압력용기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is therefore an object of the present invention to provide a method and apparatus for preventing steam from leaking under high temperature and high pressure conditions, Which is configured to perform both heat transfer and flow control experiments of the pressure vessel.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 원자로건물의 열전달 및 유동제어 실험을 위한 압력용기는, 철강 재료로 제작되며 상부면이 개방된 직육면체 형상의 몸체(100)와, 철강 재료로 제작되며 상기 몸체(100)의 상부면에 결합되도록 하부면이 개방된 반원통 형상의 덮개(200)를 포함하며, 상기 몸체(100)의 내부는 열교환기(600)를 설치할 수 있도록 형성되어 있다. 이 때, 상기 몸체(100)는 전면에는 관측부(300)가 형성되어 있고, 측면에는 상기 열교환기(600)가 설치되는 열교환기 연결부(400)와 복수의 센서라인 관통부(500)가 형성되어 있고, 하부면에는 유동제어 및 열전달 실험을 위한 증기주입구(110)가 형성되어 있을 수 있다. 또한, 상기 센서라인 관통부(500)는 관통부 개구(511)가 형성된 베이스 커넥터(510) 및 연결 커넥터(520)를 포함하며, 상기 연결 커넥터(520)는 단부에 수나사부(532)가 형성되어 있고 중앙에 센서라인(730)이 관통하는 관통공(531)이 형성되어 있는 복수의 제1 커플링(530), 상기 제1 커플링(530)의 수나사부(532)에 체결되는 암나사부(542)와 연결관 걸림턱(543)과 제2 개구(541)가 형성되어 있는 제2 커플링(540), 일단에는 상기 연결관 걸림턱(543)에 걸리는 환형리브(551)가 형성되어 있고 타단에는 등간격으로 제1슬롯(552)이 형성되어 있는 중공형의 연결관(550), 및 상기 연결관(550)에 삽입되어 설치되고 외주면에 등간격으로 센서라인(730)을 거치하는 거치홈(561)이 형성되어 있으며, 상기 거치홈(561) 사이에 등간격으로 상기 제1슬롯(552)에 걸리도록 형성된 걸림돌기(562)가 형성된 슬리브(560)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 연결관(550)에 형성된 상기 제1슬롯(552)의 하부에는 상기 제1슬롯(552)의 폭보다 좁은 폭을 갖는 제2슬롯(553)이 추가로 형성되어 있을 수 있다. 또한, 상기 몸체(100)와 덮개(200)로 이루어진 압력용기(1)의 내부면은 부식 방지를 위해 니켈-크롬 재질과 스테인레스 304 재질로 형성된 재료로 아크 용사 코팅되어 있을 수 있다.In order to accomplish the above object, the pressure vessel for the experiment of the heat transfer and the flow control of the reactor building of the present invention comprises a
또한, 상기 연결관(550)의 제1, 2 슬롯(552, 553)과 상기 슬리브(560)는 솔더링으로 서로 결합될 수 있다.Also, the first and
마지막으로, 상기 몸체(100)의 외부 둘레를 감싸는 몸체 보강재(130) 및 상기 덮개(200)의 외부 둘레를 감싸는 덮개 보강재(230)가 추가로 설치되어 있을 수 있다.Finally, a
본 발명에 따른 원자로건물의 열전달 및 유동제어 실험을 위한 압력용기는 센서라인 관통부를 고온·고압의 용기 내부 압력을 견딜 수 있고 효과적으로 다수의 센서라인을 정리할 수 있도록 구성하여, 고온·고압 상태에서의 열전달 실험을 보다 정확하고 정밀하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다. The pressure vessel for the experiment of the heat transfer and the flow control of the reactor building according to the present invention is constructed such that the sensor line penetration portion can withstand the pressure inside the vessel of high temperature and high pressure and can arrange a plurality of sensor lines effectively, It is possible to perform the heat transfer experiment more accurately and precisely.
또한, 본 발명에 따른 원자로건물의 열전달 및 유동제어 실험을 위한 압력용기는 압력용기 내부의 여러 지점에서의 고온·고압의 증기의 유동 측정을 관측할 수 있고, 용기 내부의 전체 유동특성을 파악하는 실험을 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 이를 열전달 실험 결과와 함께 분석하여 열교환기의 성능 변화의 원인을 근본적으로 분석할 수 있는 장점도 있다 In addition, the pressure vessel for the experiment of heat transfer and flow control of the reactor building according to the present invention can observe the flow measurement of the high-temperature and high-pressure steam at various points inside the pressure vessel, There is an advantage that the experiment can be performed. Also, it is possible to analyze the cause of the performance change of the heat exchanger fundamentally by analyzing it with the result of the heat transfer experiment
또한, 본 발명에 따른 원자로건물의 열전달 및 유동제어 실험을 위한 압력용기는 센서라인 관통부를 센서라인의 거치가 용이하도록 구성하여, 실제 실험을 할 때, 많은 센서라인을 효율적으로 거치할 수 있고, 실험 준비 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있는 장점이 있다. Also, the pressure vessel for the experiment of the heat transfer and the flow control of the reactor building according to the present invention is constructed so that the sensor line penetration portion can be easily mounted on the sensor line, This has the advantage that the preparation time can be effectively shortened.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1. 종래의 응축열전달 실험장치
도 2. 본 발명의 압력용기의 전체 구조
도 3. 본 발명의 압력용기와 열교환기 결합 단면도
도 4. 본 발명의 압력용기 센서라인 관통부의 분해도.
도 5. 본 발명의 센서라인 관통부의 제2 커플링 분해도.
도 6. 본 발명의 센서라인 관통부의 제2 커플링 결합도.
도 7. 본 발명의 센서라인 관통부의 제2 커플링 부분도.1. Conventional condensation heat transfer experimental apparatus
2. Overall structure of the pressure vessel of the present invention
Figure 3. Cross-section of the pressure vessel and heat exchanger of the present invention
Figure 4 is an exploded view of the pressure vessel sensor line penetration of the present invention.
5. A second coupling exploded view of the sensor line penetration of the present invention.
Figure 6 is a second coupling view of the sensor line penetration of the present invention.
7. A second coupling portion of the sensor line penetration of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
우선, 각 도면을 살펴보면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기(1)의 단면도가 나타나 있고, 도 3에는 본 발명의 압력용기(1)의 내부에 열교환기(600)가 결합되어 있는 부분을 나타낸 결합 단면도가 나타나 있다. 2 is a cross-sectional view of a pressure vessel 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3, a
열전달 및 유동제어 실험 등과 같은 다양한 실험을 수행할 수 있도록 구성된 압력용기(1)는 크게, 몸체(100)와 상기 몸체(100)의 상부에 결합되어 용기 내부 공간을 형성하는 덮개(200)로 구성되어 있다. The pressure vessel 1 configured to perform various experiments such as heat transfer and flow control experiments is mainly composed of a
상기 몸체(100)와 덮개(200)는 부식이 발생하지 않는 스테인리스강 계열의 재료로 제작하는 것이 바람직하지만, 제작 비용이 증가하므로, 탄소강과 같은 통상적인 철강 재료로 구성할 수도 있다. It is preferable that the
몸체(100)와 덮개(200)를 통상적인 철강 재료로 제작하는 경우에는 실험공간이 되는 압력용기(1)의 내부면은 부식을 방지할 수 있는 처리가 필요하다. 부식방지 처리의 한 예로 압력용기(1)의 내부면을 니켈-크롬 재질과 스테인리스 304 재질로 형성된 재료로 아크 용사 코팅처리를 할 수도 있다. 이 때에도, 압력용기에 사용되는 플랜지와 배관 등을 비롯한 다양한 연결재들은 스테인리스 재질의 재료로 사용하는 것이 보다 편리할 수 있을 것이다.When the
상기 압력용기(1)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 몸체(100)의 외부 둘레를 감싸는 몸체 보강재(130) 및 상기 덮개(200)의 외부 둘레를 감싸는 덮개 보강재(230)를 추가로 구비할 수 있다. 이를 통해, 몸체(100)와 덮개(200)의 두께가 과도하게 두꺼워지는 것을 방지하고, 비용을 절감할 수 있다.As shown in FIG. 2, the pressure vessel 1 further includes a
도 2에 도시된 몸체(100)는 상부면이 개방된 직육면체 형상으로 되어 있으며, 복수의 관측부(300), 복수의 열교환기 연결부(400), 복수의 센서라인 관통부(500), 증기주입구(110), 및 출입구(120)를 포함하고 있을 수 있다. The
관측부(300)는 몸체(100)의 전면에 격자 형태로 형성되어 있다. 이처럼 관측부(300)는 직육면체 형상의 몸체(100)에 격자 형태로 배치되어 있어, 몸체(100) 내부의 다양한 위치를 관측할 수 있고, 각 위치에서 몸체(100) 내부의 유동특성을 파악할 수도 있다. 또한, 몸체(100) 내부의 대부분의 영역에서의 유동 특성을 신속하게 파악할 수 있도록 한다. The
이러한, 관측부(300)는 필요에 따라 몸체(100)의 후면에도 추가로 형성할 수 있다. 또한, 후술하는 덮개(200)의 전면 또는 전/후면에도 추가할 수 있고, 몸체(100)의 측면에도 추가로 형성할 수 있을 것이다. The
덮개(200)에 형성될 수 있는 관측부(300)도 가능하면 몸체(100)에 형성된 격자 형상의 관측부(300)와 같이 동일한 간격을 갖도록 하여 일관성이 유지되도록 구성하는 것이 보다 바람직할 것이다. 이 때, 간격은 중심점 사이의 간격을 의미한다.It is preferable that the
도 3에 도시된 바와 같이 압력용기(1)의 몸체(100)의 측면에는 압력용기(100)의 내부에 설치되는 열교환기(600)의 냉매가 흐를 수 있도록 다수의 열교환기 연결부(400)가 형성되어 있다. 3, a plurality of heat
열교환기 연결부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 몸체(100)의 측면에 수직방향으로 형성되어 있다. 본 발명에서는 열교환기(600)의 설치 위치 변경에 따른 열전달 효율의 변화까지 파악할 수 있는 실험을 수행하기 위하여 열교환기 연결부(400)의 수를 열교환기(600)에 구비된 냉매의 유입, 유출구의 수보다 많이 형성되어 있는 것이 특징이다. The heat
본 발명에서 사용하는 열교환기(600)에는 냉매 유입구와 유출구가 각각 2개씩 형성되어 있을 수 있다. 본 발명의 압력용기(1)는 열교환기(600)의 설치위치를 변경하는 실험을 수행할 수 있도록 다수개의 열교환기 연결부(400)를 형성하는 것이 필요한데, 도 2에서는 8개의 열교환기 연결부(400)가 형성되어 있는 압력용기(1)가 나타나 있다. In the
도 6에 도시된 바와 같이 열교환기(600)에는 정확한 열전달 특성을 파악하기 위해 많은 위치에서 온도를 측정해야 하고, 통상적으로 온도 센서로 열전대(thermocouple)가 설치된다. 실제 실험에서는 열교환기(600)의 유입구, 유출구 및 전열관 등에서 온도를 측정하므로 300개 이상의 열전대가 설치되며 각 열전대의 센서라인(730)은 압력용기(1) 밖으로 노출되어야 한다. 또한, 실제 실험에서 압력용기(1)에는 7 bar 정도의 고압 상태가 될 수 있으므로 센서라인 관통부(500)를 통해 유체가 누설되지 않도록 센서라인 관통부(500)를 구성하는 것이 필요하다. As shown in FIG. 6, the temperature of the
본 발명에서 센서라인 관통부(500)는 도 2, 도3에 도시된 바와 같이 몸체(100)의 측면에 다수개가 형성되어 있다. In the present invention, a plurality of sensor
본 발명의 몸체(100)의 측면에 형성된 센서라인 관통부(500)는, 압력용기(1)의 몸체(100)의 측면 벽(W)에 형성된 개구를 통하여 열전대(thermocouple)와 같은 온도센서의 센서라인(730)을 압력용기(1)의 외부로 보내어 외부에 형성된 제어 및 분석장치(미도시)에 연결시키기 위하여 설치되는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 센서라인 관통부(500)는 크게 베이스 커넥터(510) 및 연결 커넥터(520)를 체결부재(540)로 체결된 구성을 포함하고 있다. The sensor
베이스 커넥터(510)는 상기 몸체(100)의 측면 벽(W)에 결합되며 적어도 어느 한 부분에 관통부 개구(511)가 구비되어 있다. 또한, 상기 관통부 개구(511)의 외측에 형성된 베이스 체결공(513)을 포함하는 제1 플랜지(512)를 포함하고 있다. The
연결 커넥터(520)는 제2 체결공(523)을 포함하는 제2 플랜지(522), 제1 커플링(530), 제2 커플링(540), 연결관(550) 및 슬리브(560)를 포함하고 있다. The
상기 제2 플랜지(522)는 상기 제1 플랜지(512)와 접하도록 형성되어 있고, 상기 베이스 체결공(513)과 동일축으로 형성된 연결부 체결공(523)이 형성되어 있다.The
또한, 상기 제2 플랜지(522)에는 상기 관통부 개구(511)와 연통되는 위치에 다수의 센서라인(730)이 통과하는 관통공(531)이 형성된 복수의 제1 커플링(530)이 형성되어 있다. A plurality of
상기 제1 커플링(530)의 일단은 상기 제2 플랜지(522)와 결합되어, 상기 제1 커플링(530)의 상기 관통공(531)이 상기 베이스 플랜지 커넥터(510)에 형성된 관통구 개구(511)와 연통될 수 있으며, 제1 커플링(530)은 제2 플랜지(522)와 일체형으로 형성할 수도 있고, 필요에 따라 분리된 부재가 서로 체결 또는 결합된 형태로 형성할 수도 있을 것이다. One end of the
또한, 상기 제1 커플링(530)의 타단에는 상기 관통공(531)의 외주면에 수나사부(532)가 형성되어 있다.A male threaded
이 때, 상기 제1 커플링(530)의 타단은 일체로 형성되어 있을 수 있고, 도 4에 개념적으로 나타난 바와 같이 암나사부가 형성된 연장부와 양단에 수나사부가 형성된 보조 커플링(535)이 결합된 구성으로 형성되어 있을 수도 있다.At this time, the other end of the
제2 커플링(540)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1 커플링(530)의 수나사부(532)와 체결되는 암나사부(542)와 후술하는 연결관(550)이 걸릴 수 있도록 형성된 연결관 걸림턱(543) 및 제2 개구(541)가 형성되어 있다.5, the
연결 커넥터(530)에는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1 커플링(530)을 관통한 센서라인(730)이 통과하도록 형성된 중공 형상의 연결관(550)이 포함되어 있다. As shown in FIG. 5, the
상기 연결관(550)에는 일단에 상기 연결관 걸림턱(543)에 걸리는 환형리브(551)가 형성되어 있다. 따라서, 상기 제1 커플링(530)과 제2 커플링(540) 사이에 위치하여 제1, 2 커플링(530, 540)을 체결하면 상기 제2 커플링(540)의 제2 개구(541)를 통과하는 연결관(550)은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 환형리브(551)가 상기 제2 커플링(540)의 연결관 걸림턱(543)에 걸리게 되고, 이로 인해 제1, 2 커플링(540)이 완전히 체결되면 연결관(550)도 견고하게 고정될 수 있다.An
상기 연결관(550)의 타단에는 등간격으로 제1 슬롯(552)이 형성되어 있을 수 있고, 상기 제1 슬롯(552)의 하단에는 상기 제1 슬롯(552)보다 얇은 두께의 제2 슬롯(553)이 형성되어 있다. A
슬리브(560)는 상기 연결관(550)의 타단에 삽입 설치되어 센서라인(730)이 정렬되도록 할 뿐 아니라, 센서라인 관통부(500)가 압력용기(1) 내부의 고온·고압의 증기가 누설되는 것을 방지하도록 구성되어 있다.The
상기 슬리브(560)는 원통 블록의 외주면에 등간격으로 센서라인(730)을 거치할 수 있는 거치홈(561)이 오목하게 형성된 구성을 갖고 있다.The
위에서 살펴본 바와 같이 하나의 제1 커플링(530)에는 다수의 센서라인(730)이 통과할 수 있도록 구성되어 있는데, 구체적으로는 슬리브(560)에 형성된 거치홈(561)의 수만큼 센서라인(730)을 거치할 수 있다. 더 많은 센서라인(730)이 통과할 때에는 거치홈(561)의 수를 증가시킬 수도 있고, 제1 커플링(530)의 수를 증가시킬 수도 있을 것이다.The plurality of
상기 슬리브(560)의 상기 거치홈(561) 사이에는 등간격으로 상기 제1 슬롯(552)에 걸리도록 형성된 걸림돌기(562)가 형성되어 있을 수 있다. 상기 걸림돌기(562)에 의해 연결관(550)과 슬리브(560)는 센서라인(730)을 연결한 후에 안정적으로 결합되어 있을 수 있다. A locking
이 때, 상기 걸림돌기(562)는 슬리브(560)의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있지 않고 외부로 노출되는 타측의 일부에 형성되어 있고, 연결관(550)의 내부로 삽입되는 내측에는 걸림돌기(562)가 형성되어 있지 않다. At this time, the locking
상기 슬리브(560)의 길이는 상기 연결관(550)에 삽입되어 상기 걸림돌기(562)가 제1 슬롯(552)에 걸렸을 때, 연결관(550)에 삽입된 슬립브(560)가 상기 연결관(550)의 제2 슬롯(553)을 막을 수 있는 정도이면 충분하다.The length of the
이와 같은 연결관(550)과 슬리브(560)의 구조에서는 연결관(550)이 제1, 2 슬롯(552, 553)에 의해 일정 탄성을 갖게 된다. 따라서, 복수의 센서라인(730)이 거치되는 슬리브(560)를 연결관(55)과 이격이 작게 구성한 상태에서 센서라인(730)을 거치시키더라도 쉽게 장착할 수 있다. In the structure of the
또한, 본 발명의 슬리브(560)는 고압에서 수행하는 실험에 이용되므로, 완전한 밀폐가 필요하고 안정적으로 결합되어 있어야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 도 7에 도시된 바와 같이 연결관(550)과 센서라인(730)과 슬리브(560) 사이를 솔더링(soldering)을 한 후에 실험을 수행할 수 있다. 이 때, 노출된 타단면과 함께 상기 제1, 2 슬롯(552, 553)에서도 솔더링을 함께 수행하여 고압 하에서도 슬리브(560)에서 보다 안정적으로 밀폐 결합 조건을 유지할 수 있게 된다.In addition, since the
한편 몸체(100)의 하부에는 증기주입구(110)가 형성되어 있다. 원자로의 사고로 인하여 온도제어를 할 수 없는 상황이 되면, 증기는 원자로의 하부에서 온도가 증가하게 되는 문제가 발생하므로, 이를 나타낼 수 있도록 증기주입구(110)는 몸체(100)의 하부에서 용기 내부로 유입될 수 있도록 형성하였다. On the other hand, a
상기 증기주입구(110)는 증기발생기(미도시)로부터 증기를 공급받아서 실험을 수행할 수 있다. The
또한, 몸체(100)에는 열교환기(600) 설치 및 센서류의 셋팅 등과 같은 실험 셋팅을 위해서 출입구(120)를 두는 것이 바람직한데, 본 발명에서는 하부에 출입구(120)가 설치되어 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In addition, the
다음으로 본 발명의 압력용기(1)에는 상기 몸체(100)의 상부면을 덮는 덮개(200)에 대하여 살펴본다. Next, the
몸체(100)의 상부면이 개방되어 있으므로, 이에 대응되는 면인 상기 덮개(200)의 하부면도 개방되어 있다. 따라서, 압력용기(1)의 내부 공간의 크기는 몸체(100)와 덮개(200)의 내부 공간을 합한 크기가 된다.Since the upper surface of the
상기 덮개(200)의 하부면은 몸체(100)의 직사각형 형상의 상부면와 체결될 수 있도록, 하부면이 직사각형 형상이며, 결과적으로 전, 후면은 반원 형상이 되고, 상부면은 전, 후면을 연결하는 곡면을 가진 반원통형 형상의 덮개(200)이다.The lower surface of the
상기 덮개(200)의 전면 또는 전·후면에는 필요에 따라 몸체(100)에 형성된 것과 같은 다수의 관측부(300)가 형성되어 있을 수 있다. A plurality of
이 때, 덮개(200)에 형성된 관측부(300)도 수평방향의 간격이 몸체(100)에 형성된 관측부(300)의 수평방향의 간격과 동일하도록 형성하는 것이 바람직할 것이다.At this time, it is preferable that the
덮개(200)의 상부면에는 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 투시부(210)가 형성되어 있다. 상기 투시부(210)는 압력용기(1) 내의 유동가시화 실험 등을 수행할 때, 유동가시화를 위한 레이저를 압력용기(1)의 내부로 방출될 수 있도록 하기 위한 구성요소이다. 따라서, 상기 투시부(210)들의 간격은 상기 관측부(300)들의 간격과 동일하게 형성하는 것이 보다 바람직할 것이다. 상기 투시부(210)의 구성은 상기 관측부(300)의 구성과 동일하게 구성할 수도 있고, 레이저 등을 압력용기(1)의 내부로 요구되는 실험조건에 맞게 투사할 수 있도록 구성할 수 있을 것이다.As shown in FIG. 2, a plurality of
또한, 상기 덮개(200)의 상부면에는 도 2에 도시된 바와 같이 릴리스 밸브(220)가 형성되어 있을 수 있다. 상기 릴리스 밸브(220)는 압력용기(1)의 내부 압력이 과도하게 높게 되었을 경우 작동하여 압력용기(1)의 내부 압력을 내리는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 실험 종료 후와 같이 필요에 따라 내부 압력을 내릴 때 작동할 수도 있다. A release valve 220 may be formed on the upper surface of the
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
1: 압력용기 100: 몸체 110: 증기 주입구 120: 출입구
130: 몸체 보강재 200: 덮개 210: 투시부 220: 릴리스 밸브
230: 덮개 보강재 300: 관측부 400: 열교환기 연결부
500: 센서라인 관통부 510: 베이스 커넥터 511: 관통부 개구
512: 제1 플랜지 513: 베이스 체결공 520: 연결 커넥터
530: 제1 커플링 531: 관통공 532: 수나사부 535: 보조 커플링
540: 제2 커플링 541: 제2 개구 542: 암나사부
543: 연결관 걸림턱 550: 연결관 551: 환형리브 552: 제1슬롯
553: 제2슬롯 560: 슬리브 561: 거치홈 562: 걸림돌기
600: 열교환기 610: 전열관 620: 저온 챔버 621: 강제 유입구
622: 대류 유입구 700, 700a: 열전대 730: 센서라인1: pressure vessel 100: body 110: steam inlet 120: entrance
130: body stiffener 200: cover 210: see-through portion 220: release valve
230: lid stiffener 300: observation part 400: heat exchanger connection part
500: sensor line penetration part 510: base connector 511: penetration opening
512: first flange 513: base fastening hole 520: connecting connector
530: first coupling 531: through hole 532: male thread portion 535: auxiliary coupling
540: second coupling 541: second opening 542: female thread portion
543: coupling jaw 550: connecting tube 551: annular rib 552: first slot
553: second slot 560: sleeve 561: mounting groove 562:
600: heat exchanger 610: heat transfer tube 620: low temperature chamber 621: forced inlet
622:
Claims (3)
상기 몸체(100)는 전면에는 관측부(300)가 형성되어 있고, 측면에는 상기 열교환기(600)가 설치되는 열교환기 연결부(400)와 복수의 센서라인 관통부(500)가 형성되어 있고, 하부면에는 유동제어 및 열전달 실험을 위한 증기주입구(110)가 형성되어 있으며,
상기 센서라인 관통부(500)는 관통부 개구(511)가 형성된 베이스 커넥터(510) 및 연결 커넥터(520)를 포함하며,
상기 연결 커넥터(520)는 단부에 수나사부(532)가 형성되어 있고 중앙에 센서 라인이 관통하는 관통공(531)이 형성되어 있는 복수의 제1 커플링(530); 상기 제1 커플링(530)의 수나사부(532)에 체결되는 암나사부(542)와 연결관 걸림턱(543)이 구비된 제2 개구(541)가 형성되어 있는 제2 커플링(540); 일단에는 상기 연결관 걸림턱(543)에 걸리는 환형리브(551)가 형성되어 있고 타단에는 등간격으로 제1슬롯(552)이 형성되어 있는 연결관(550); 및 상기 연결관(550)에 삽입되어 설치되고 외주면에 등간격으로 센서 라인을 거치하는 거치홈(561)이 형성되어 있으며, 상기 거치홈(561) 사이에 등간격으로 상기 제1슬롯(552)에 걸리도록 형성된 걸림돌기(562)가 형성된 슬리브(560)를 포함하고 있으며,
상기 연결관(550)에 형성된 상기 제1슬롯(552)의 하부에는 상기 제1슬롯(552)의 폭보다 좁은 제2슬롯(553)이 추가로 형성되어 있으며,
상기 몸체(100)와 덮개(200)로 이루어진 압력용기의 내부면은 부식 방지를 위해 니켈-크롬 재질과 스테인레스 304 재질로 형성된 재료로 아크 용사 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 원자로건물의 열전달 및 유동제어 실험을 위한 압력용기.A rectangular parallelepiped body 100 made of a steel material and having an opened upper surface; And a semi-cylindrical lid 200 made of a steel material and having a lower surface opened to be coupled to an upper surface of the body 100. A heat exchanger 600 may be installed inside the body 100 A pressure vessel for a heat transfer and flow control experiment of a nuclear reactor building,
The body 100 is formed with an observation part 300 on its front surface and a heat exchanger connection part 400 and a plurality of sensor line penetration parts 500 are formed on a side surface of the body 100, A steam inlet 110 for flow control and heat transfer experiments is formed on the lower surface,
The sensor line penetration part 500 includes a base connector 510 and a connection connector 520 having a through opening 511 formed therein,
The connection connector 520 includes a plurality of first couplings 530 having a male screw portion 532 at an end thereof and a through hole 531 through which a sensor line passes at the center thereof. A second coupling 540 in which a second opening 541 having a female screw portion 542 to be fastened to the male screw portion 532 of the first coupling 530 and a coupling hole 543 is formed, ; A connection pipe 550 having an annular rib 551 formed at one end thereof to be engaged with the connection pipe retaining step 543 and a first slot 552 formed at an equal interval at the other end; And a mounting groove 561 inserted into the connection pipe 550 and mounting the sensor line at equal intervals on the outer circumferential surface of the connection groove 550. The first slot 552 is formed at equal intervals between the mounting grooves 561, And a sleeve 560 having a locking protrusion 562 formed to be engaged with the sleeve 560,
A second slot 553 which is narrower than the width of the first slot 552 is further formed in the lower portion of the first slot 552 formed in the coupling pipe 550,
The inner surface of the pressure vessel including the body 100 and the lid 200 is arc-spray coated with a material formed of a nickel-chromium material and a stainless steel 304 to prevent corrosion. Pressure vessels for experiments.
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|---|---|---|---|
| KR1020180110584A KR101926649B1 (en) | 2018-09-16 | 2018-09-16 | Pressure Vessel for Heat Transfer and Flow Control Experiments of Reactor Building |
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| KR (1) | KR101926649B1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112378950A (en) * | 2020-10-14 | 2021-02-19 | 上海交通大学 | Experimental equipment for simulating heat transfer characteristics of high-temperature gas |
| CN115064289A (en) * | 2022-06-08 | 2022-09-16 | 上海核工程研究设计院有限公司 | Reactor pressure vessel installation simulation piece |
| KR20230007756A (en) | 2021-07-06 | 2023-01-13 | 현대로템 주식회사 | Stator Segment Heat Transfer Characteristics Test Device for Electric Machine |
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2018
- 2018-09-16 KR KR1020180110584A patent/KR101926649B1/en active IP Right Grant
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