KR20120022415A - Pressure vessel cooling device - Google Patents

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KR20120022415A KR1020100085996A KR20100085996A KR20120022415A KR 20120022415 A KR20120022415 A KR 20120022415A KR 1020100085996 A KR1020100085996 A KR 1020100085996A KR 20100085996 A KR20100085996 A KR 20100085996A KR 20120022415 A KR20120022415 A KR 20120022415A
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탁남일
임홍식
노재만
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한국원자력연구원
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Abstract

PURPOSE: A pressure container cooling device is provided to cool a core and a pressure container by controlling the flow of coolants through a connection part. CONSTITUTION: A core support barrel(110) includes a core and a reflector which surrounds the core. A reactor pressure container(120) surrounds the outer side of a core support barrel and forms a coolant path. A coolant inlet is formed on one side of the pressure container to supply the coolant to the core support barrel. A rising path(170) provides a coolant path by connecting an upper core part to a lower core part. The coolant passing through the upper core part to the core is discharged through a coolant outlet. A connection part passes through the coolant path and the lower core part.

Description

압력용기 냉각 장치{PRESSURE VESSEL COOLING DEVICE}PRESSURE VESSEL COOLING DEVICE

압력용기 냉각 장치가 개시된다. 보다 자세하게는 독립적인 냉각계통의 도입 없이 원자로 압력용기의 온도를 낮출 수 있는 압력용기 냉각 장치가 개시된다.A pressure vessel cooling device is disclosed. More specifically, a pressure vessel cooling apparatus is disclosed that can lower the temperature of a reactor pressure vessel without introducing an independent cooling system.

고온가스로의 압력용기의 재질로 기존의 상용 가압경수로에서 검증된 재질을 사용하기 위하여 압력용기의 온도를 일정온도 이하로 유지하여야 한다. 즉, 예를 들어 압력용기 재료로 저크롬강을 사용하기 위해서는 압력용기의 온도를 정상운전 중에 ASME Section III에서 요구하는 371℃ 이하로 유지하여야 한다.The temperature of the pressure vessel should be kept below a certain temperature in order to use the material verified in the existing commercial pressurized water reactor as the material of the pressure vessel in the hot gas furnace. That is, for example, in order to use low chrome steel as the pressure vessel material, the temperature of the pressure vessel should be kept below 371 ° C as required by ASME Section III during normal operation.

이를 위하여 490℃ 이상 고온이 유입되는 입구유로를 노심 주위의 흑연 반사체를 통과하도록 변경하여 고온의 냉각재로부터 압력용기로의 열전달을 줄인다. 입구유로 변경만으로 압력용기 온도를 요구온도 이하로 유지하기 어려울 경우 압력용기와 노심배럴 사이의 공간으로 차가운 헬륨냉각재를 공급하여 압력용기의 온도를 요구온도 이하로 유지시킨다.To this end, the inlet flow passage through which the high temperature of 490 ° C. or higher is introduced is passed through the graphite reflector around the core to reduce heat transfer from the high temperature coolant to the pressure vessel. If it is difficult to keep the pressure vessel temperature below the required temperature only by changing the inlet flow path, supply a cold helium coolant to the space between the pressure vessel and the core barrel to keep the pressure vessel temperature below the required temperature.

즉, 일반적으로 내부유로 자체만으로 압력용기 온도를 제한온도 이내로 유지할 수 없으며, 추가적으로 차가운 헬륨을 압력용기와 노심지지배럴 사이로 공급하여야만 한다.That is, generally, the internal flow path alone cannot maintain the pressure vessel temperature within the limit temperature, and additionally cold helium must be supplied between the pressure vessel and the core support barrel.

도 1은 종래의 냉각압력용기(10)를 개략적으로 도시한 도면이다. 이를 참고하여 설명하면, 냉각압력용기(10)의 정상운전 시 냉각재는 입구배관(11)을 통해 하부공간(12)에 모인다. 그리고 상승유로(13)를 타고 상부플레넘(14)에 다시 모인 냉각재는 노심(15)을 지나면서 가열된 후 하부플레넘(16)을 거쳐 출구배관(17)을 통해 나간다.1 is a view schematically showing a conventional cooling pressure vessel (10). Referring to this, during the normal operation of the cooling pressure vessel 10, the coolant is collected in the lower space 12 through the inlet pipe (11). Then, the coolant gathered again in the upper plenum 14 in the upflow passage 13 is heated while passing through the core 15 and then exits through the outlet pipe 17 through the lower plenum 16.

이때, 추가적인 압력용기(18)의 냉각을 위하여 원자로 압력용기(18)와 노심지지배럴(19)사이의 강제냉각유로(20)에 헬륨(H)을 공급한다. 즉, 입구(21)를 통해 공급된 헬륨(H)은 강제냉각유로(20)를 따라 흐르면서 압력용기를 냉각시킨 후 출구(22)를 통해 빠져 나간다. 일반적으로 예측되는 헬륨의 유량은 4kg/s 정도이다.At this time, helium (H) is supplied to the forced cooling passage 20 between the reactor pressure vessel 18 and the core support barrel 19 for cooling the additional pressure vessel 18. That is, helium (H) supplied through the inlet 21 flows along the forced cooling flow path 20 to cool the pressure vessel and exits through the outlet 22. In general, the expected helium flow rate is about 4 kg / s.

이러한 헬륨의 공급원은 헬륨정화계통이 고려되고 있지만, 정화계통의 최대공급 가능 유량이 제한되어 있는 경우에는 독립적인 냉각계통이 제공되어야 한다. 만약 독립적인 냉각계통이 고려된다면 압력용기의 건전성에 관련된 계통은 당연히 안전계통으로 고려되어야 하기 때문에 계통의 복잡성이 증가될 수 있다. 또한 인허가에서도 현안으로 대두될 가능성이 크다.The source of helium is considered to be a helium purification system, but an independent cooling system should be provided where the maximum supply flow rate of the purification system is limited. If an independent cooling system is considered, the complexity of the system can be increased because the system related to the integrity of the pressure vessel must, of course, be considered a safety system. In addition, there is a high possibility that it will be an issue in licensing.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 독립적인 냉각계통의 추가 없이 원자로 압력용기의 내부를 일정 온도 이하로 냉각할 수 있는 압력용기 냉각 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a pressure vessel cooling apparatus capable of cooling the inside of a reactor pressure vessel below a predetermined temperature without the addition of an independent cooling system.

또한, 압력용기의 냉각에 요구되는 유량이 큰 경우에도 별도의 냉각계통이 안전계통으로 추가되지 않아도 되어 계통의 설계가 간단해지고 비용이 절감되는 압력용기 냉각 장치가 제공된다.In addition, even when the flow rate required for the cooling of the pressure vessel is large, a separate cooling system does not need to be added as a safety system, so that the design of the system is simplified and the pressure vessel cooling device is reduced.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치는 내부에 노심 및 상기 노심을 감싸는 반사체를 포함하는 노심지지배럴, 상기 노심지지배럴의 외부를 둘러싸고, 내부에 냉각유로를 형성하는 원자로 압력용기, 상기 노심지지배럴의 내부로 냉각재를 공급할 수 있도록 상기 압력용기의 일측에 형성되는 냉각재 입구, 상기 냉각재가 흐를 수 있도록 형성되어 상기 노심의 하부에 위치하는 노심하부파트, 상기 노심의 상부에 위치하여 상기 냉각재가 모일 수 있는 공간을 제공하는 노심상부파트, 상기 노심하부파트와 상기 노심상부파트를 연결하여 상기 냉각재의 이동통로를 제공하는 상승유로, 상기 노심상부파트로부터 노심을 지나간 냉각재가 배출될 수 있도록 형성되는 냉각재 출구, 그리고 상기 냉각유로와 상기 노심하부파트를 연통하는 연통파트를 포함하고, 상기 연통파트를 통해 상기 냉각재의 유동을 조절하여 상기 노심 및 상기 압력용기를 냉각할 수 있다.A pressure vessel cooling apparatus according to an embodiment of the present invention includes a core support barrel including a core and a reflector surrounding the core, a reactor pressure vessel surrounding the outside of the core support barrel and forming a cooling passage therein, wherein Coolant inlet formed on one side of the pressure vessel to supply the coolant to the interior of the core support barrel, the lower core part is formed so that the coolant can flow, located in the lower portion of the core, located in the upper portion of the coolant A core upper part providing a space for gathering, a rising flow path connecting the lower core part and the upper core part to provide a moving passage of the coolant, so that the coolant passing through the core from the upper core part can be discharged. The coolant outlet and the communication part communicating the cooling flow path with the lower core part. It includes, it is possible to cool the core and the pressure vessel by adjusting the flow of the coolant through the communication part.

일측에 따르면, 상기 냉각재 입구는 상기 압력용기의 하부 일측에 형성되고, 상기 냉각유로의 내부에는 상기 냉각유로를 분리하는 유로분리관이 더 형성되어, 상기 압력용기와 상기 유로분리관의 사이에 형성되어 상기 냉각재 입구를 통해 유입된 냉각재가 공급되는 제 1 냉각유로, 그리고 상기 유로분리관과 상기 노심지지배럴의 사이에 형성되어 상기 제 1 냉각유로를 지난 냉각재가 공급되는 제 2 냉각유로를 포함할 수 있다.According to one side, the coolant inlet is formed on one side of the lower portion of the pressure vessel, a flow path separating tube for separating the cooling flow path is further formed inside the cooling flow passage, formed between the pressure vessel and the flow path separating tube. And a first cooling flow path through which the coolant introduced through the coolant inlet is supplied, and a second cooling flow path formed between the flow path separation tube and the core support barrel to supply the coolant past the first cooling flow path. Can be.

일측에 따르면, 상기 연통파트는 상기 제2 냉각유로와 상기 노심하부파트를 연결하는 것이 바람직하다.According to one side, it is preferable that the communication part connects the second cooling passage and the lower core part.

일측에 따르면, 상기 냉각재는 상기 제 1 냉각유로를 통과하면서 상기 압력용기를 냉각하고, 상기 제 2 냉각유로를 통과하면서 상기 노심지지배럴로부터 열을 전달받아 다시 가열된다.According to one side, the coolant cools the pressure vessel while passing through the first cooling channel, and is heated again by receiving heat from the core support barrel while passing through the second cooling channel.

일측에 따르면, 상기 제 2 냉각유로는 곡선유로 또는 와선형 유로를 포함하여 상기 노심지지배럴로부터 상기 냉각재로 전달되는 열전달을 증가시킬 수 있다.According to one side, the second cooling passage may increase the heat transfer from the core support barrel to the coolant, including a curved flow path or a spiral flow path.

일측에 따르면, 상기 노심하부파트는 상기 냉각재 입구를 통해 유입된 냉각재가 상기 상승유로에 공급되도록 하는 메인유동을 발생시키는 메인통로와 우회유동을 발생시키는 우회통로를 포함하는 노심하부 구조물, 상기 우회유동에 의한 냉각재를 냉각시키는 열교환기, 그리고 상기 열교환기를 통과한 냉각재가 상기 노심의 하부로 공급되는 것을 방지하는 스윙밸브를 포함하고, 상기 연통파트는 상기 열교환기와 스윙밸브 사이의 공간과 상기 냉각유로를 연통하여 우회유로를 형성할 수 있다.According to one side, the lower core part core structure including a main passage for generating a main flow for allowing the coolant introduced through the coolant inlet is supplied to the upward flow passage and a bypass passage for generating a bypass flow, the bypass flow And a heat exchanger for cooling the coolant by the heat exchanger, and a swing valve for preventing the coolant passing through the heat exchanger from being supplied to the lower portion of the core, wherein the communication part is configured to provide a space between the heat exchanger and the swing valve and the cooling flow path. In communication, a bypass flow path can be formed.

일측에 따르면, 상기 노심상부파트는, 상기 반사체의 상부에 형성되어 상기 상승유로와 직통하는 상부플레넘, 상기 상부플레넘을 감싸는 상부플레넘 덮개, 그리고, 상기 상부플레넘 덮개상에 형성되어, 상기 냉각유로를 통해 우회한 냉각재가 상기 상부플레넘에 모일 수 있도록 하는 상부플레넘 덮개홀을 포함할 수 있다.According to one side, the upper core part is formed on the upper portion of the upper plenum, the upper plenum covering the upper plenum, the upper plenum covering the upper plenum, and is formed on the upper plenum cover, the It may include an upper plenum cover hole for allowing the coolant bypassed through the cooling passages to collect in the upper plenum.

일측에 따르면, 상기 우회통로를 통과하여 상기 정지냉각 열교환기에 의해 냉각된 냉각재는 상기 냉각유로에 공급되어 상기 압력용기를 냉각한 후 상기 상부플레넘에 모이고, 상기 메인통로를 통과한 냉각재는 상기 상승유로를 통해 상기 상부플레넘에 모여, 이렇게 상부플레넘에 모인 냉각재가 상기 노심으로 공급될 수 있다.According to one side, the coolant cooled by the stationary cooling heat exchanger through the bypass passage is supplied to the cooling flow path to cool the pressure vessel and collect in the upper plenum, the coolant passing through the main passage is raised The coolant gathered in the upper plenum through the flow path and thus collected in the upper plenum may be supplied to the core.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기의 냉각방법은 상기 냉각재 입구로 냉각재를 공급하는 단계, 상기 냉각유로는 제 1 냉각유로 및 제 2 냉각유로로 분리되며, 상기 냉각재가 상기 제 1 냉각유로를 따라 흐르면서 상기 압력용기를 냉각하는 단계, 상기 제 1 냉각유로를 통과한 냉각재가 상기 제 2 냉각유로를 통과하면서 상기 노심지지배럴에 의해 가열되는 단계, 상기 제 2 냉각유로를 통과한 냉각재가 상기 제 2 냉각유로와 노심하부파트를 연통하는 연통파트, 및 상기 노심하부파트를 순차적으로 통과하여 상기 노심상부파트에 모이는 단계, 그리고 상기 노심상부파트에 모인 냉각재가 상기 노심을 지나면서 상기 노심을 냉각시키고 상기 냉각재 출구로 배출되는 단계를 포함한다.In the cooling method of the pressure vessel according to an embodiment of the present invention, the step of supplying a coolant to the coolant inlet, the cooling passage is separated into a first cooling passage and a second cooling passage, the coolant is the first cooling passage Cooling the pressure vessel while flowing, heating the coolant passing through the first cooling channel by the core support barrel while passing through the second cooling channel, and cooling the coolant passing through the second cooling channel. (2) a communication part communicating with the cooling flow path and the lower part of the core, and sequentially passing through the lower part of the core to collect at the upper part of the core; and coolant collected at the upper part of the core cools the core while passing through the core. Discharging to the coolant outlet.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압력용기의 냉각방법은 상기 냉각재 입구로 냉각재를 공급하는 단계, 상기 노심하부파트는 메인통로 및 우회통로를 포함하고 상기 냉각재는 상기 노심하부파트내에서 상기 메인통로를 통과하는 메인유동과 상기 우회통로를 통과하는 우회유동으로 분리되는 단계, 상기 메인유동에 의한 냉각재가 상기 상승유로를 통과하여 상기 노심상부파트로 흐르는 단계, 상기 우회유동에 의한 냉각재가 상기 열교환기를 통과하면서 냉각되는 단계, 상기 냉각유로와 상기 노심하부파트를 연통하는 연통파트에 의해 상기 열교환기를 통과한 냉각재가 상기 냉각유로에 공급되고 이에 의해 상기 압력용기가 냉각되는 단계, 상기 메인유동에 의한 냉각재와 상기 우회유동에 의한 냉각재가 상기 노심상부파트에 모이는 단계, 그리고 상기 노심상부파트에 모인 냉각재가 상기 노심을 지나면서 상기 노심을 냉각시키고 상기 냉각재 출구로 배출되는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of cooling a pressure vessel includes supplying a coolant to the coolant inlet, the lower core part includes a main passage and a bypass passage, and the coolant includes the main passage in the lower core part. Separating into the main flow passing through and the bypass flow passing through the bypass passage, the coolant by the main flow flows through the ascending passage to the upper part of the core, the coolant by the bypass flow is the heat exchanger The step of cooling while passing, the coolant passing through the heat exchanger is supplied to the cooling channel by the communication part communicating the cooling channel and the lower part of the core, thereby cooling the pressure vessel, the coolant by the main flow And collecting coolant by the bypass flow in the upper part of the core, and And a step coolant is collected in the core upper part which is over the core to cool the reactor core to the coolant discharge outlet.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 독립적인 냉각계통의 추가 없이 원자로 압력용기의 내부를 일정 온도 이하로 냉각할 수 있다. 이로 인해 상용 가압경수로에서 검증된 압력용기재질인 저크롬강(SA-508/533)을 압력용기의 재질로 사용할 수 있다.According to one embodiment of the invention, it is possible to cool the inside of the reactor pressure vessel below a certain temperature without the addition of an independent cooling system. For this reason, low-chrome steel (SA-508 / 533), a pressure vessel material proven in commercial pressurized water reactors, can be used as a material for pressure vessels.

또한, 압력용기의 냉각에 요구되는 유량이 큰 경우에도 별도의 냉각계통이 안전계통으로 추가되지 않아도 되어 계통의 설계가 간단해지고 비용이 절감될 수 있다.In addition, even when the flow rate required for cooling the pressure vessel is large, a separate cooling system does not need to be added as a safety system, so the design of the system can be simplified and the cost can be reduced.

도 1은 종래의 냉각압력용기를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치가 정상운전을 하는 경우 냉각재의 흐름 경로를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치가 정지냉각 운전을 하는 경우 냉각재의 흐름 경로를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치가 정상운전을 하는 경우 냉각재의 흐름 경로를 도시한 도면, 그리고,
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치가 정지냉각 운전을 하는 경우 냉각재의 흐름 경로를 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional cooling pressure vessel,
Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a pressure vessel cooling apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 is a view showing the flow path of the coolant when the pressure vessel cooling apparatus according to an embodiment of the present invention in normal operation,
Figure 4 is a view showing a flow path of the coolant when the pressure vessel cooling apparatus according to an embodiment of the present invention when the stationary cooling operation,
5 is a cross-sectional view schematically showing a pressure vessel cooling apparatus according to another embodiment of the present invention;
6 is a view showing a flow path of the coolant when the pressure vessel cooling apparatus according to another embodiment of the present invention in normal operation, and
7 is a view showing a flow path of the coolant when the pressure vessel cooling apparatus according to another embodiment of the present invention performs a stationary cooling operation.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치는 독립적인 냉각 계통이 구비되지 않아도 압력용기의 내부를 냉각할 수 있는 구성을 갖는다. 이러한 압력용기 냉각 장치는 일반적인 냉각압력용기가 사용되는 모든 분야에서 채용될 수 있다.Pressure vessel cooling apparatus according to an embodiment of the present invention has a configuration capable of cooling the inside of the pressure vessel even without an independent cooling system. Such a pressure vessel cooling device may be employed in all fields in which a general cooling pressure vessel is used.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(100)는 노심지지배럴(110), 압력용기(120), 냉각유로(130), 냉각재 입구(140), 노심하부파트(150), 노심상부파트(160), 상승유로(170), 냉각재 출구(180), 그리고 연통파트(190)를 포함한다.Pressure vessel cooling device 100 according to an embodiment of the present invention is the core support barrel 110, the pressure vessel 120, the cooling passage 130, the coolant inlet 140, the core lower part 150, the core upper portion The part 160, the upward flow path 170, the coolant outlet 180, and the communication part 190 are included.

보다 자세한 설명을 위해 도 2를 제시한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.2 is shown for more detailed description. 2 is a cross-sectional view schematically showing the pressure vessel cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.

노심지지배럴(110)은 내부에 일정 공간을 형성하고, 그 공간에 노심(111) 및 반사체(112)를 포함한다. 즉, 노심지지배럴(110)은 노심(111)의 하우징 역할을 한다. 반사체(112)는 흑연반사체인 것으로 예시하나 이에 한정하는 것은 아니다. 반사체(112)는 수백개의 블록으로 형성될 수 있고, 노심(111)을 중심으로 상부, 하부, 내부, 및 외부 반사체로 구분될 수 있다.The core support barrel 110 forms a predetermined space therein, and includes a core 111 and a reflector 112 in the space. That is, the core support barrel 110 serves as a housing of the core 111. Reflector 112 is illustrated as a graphite reflector, but is not limited thereto. The reflector 112 may be formed of hundreds of blocks, and may be divided into upper, lower, inner, and outer reflectors about the core 111.

압력용기(120)는 원자로 압력용기로 예시한다. 압력용기(120)는 노심지지배럴(110)의 외부를 둘러싸는 형태를 취한다. 이때 압력용기(120)의 내부와 노심지지배럴(110)의 외부 사이에 공간이 형성된다. 이 공간이 추후에 설명할 냉각유로(130)가 된다.Pressure vessel 120 is illustrated as a reactor pressure vessel. The pressure vessel 120 takes the form of surrounding the outside of the core support barrel 110. At this time, a space is formed between the inside of the pressure vessel 120 and the outside of the core support barrel 110. This space becomes the cooling flow path 130 to be described later.

압력용기(120)의 재질은 제한하지 않으나, 상용 가압경수로에서 검증된 저크롬강(SA-508/533)을 압력용기(120)의 재질로 사용할 수 있다. 즉, 냉각유로(130)를 통한 압력용기(120)의 냉각으로 인해 압력용기(120)의 온도가 저크롬강(SA-508/533)의 허용온도인 371℃ 이하로 유지될 수 있다.The material of the pressure vessel 120 is not limited, but low chromium steel (SA-508 / 533) verified in commercial pressurized water reactors may be used as the material of the pressure vessel 120. That is, due to the cooling of the pressure vessel 120 through the cooling passage 130, the temperature of the pressure vessel 120 may be maintained below 371 ° C, which is the allowable temperature of the low chromium steel (SA-508 / 533).

냉각유로(130)는 노심지지배럴(110)과 압력용기(120) 사이에 형성된다. 냉각재 입구(140)를 통하여 공급된 냉각재가 냉각유로(130)상에서 흐르게 된다. 따라서, 냉각유로(130)를 통하여 흐르는 냉각재는 압력용기(120)의 내벽을 따라 흐를 수 있고, 또한 노심지지배럴(110)의 외벽을 따라 흐를 수도 있다.The cooling passage 130 is formed between the core support barrel 110 and the pressure vessel 120. The coolant supplied through the coolant inlet 140 flows on the coolant flow path 130. Accordingly, the coolant flowing through the cooling passage 130 may flow along the inner wall of the pressure vessel 120, and may also flow along the outer wall of the core support barrel 110.

이때 냉각재 입구(140)는 압력용기(120)의 하부 일측에 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성을 통하여 냉각재 입구(140)를 통하여 공급된 냉각재는 압력용기(120)와 전체적으로 접촉하면서 압력용기(120)의 내면 하단부부터 내면 상단부까지 유동한 후 다시 압력용기(120)의 하단으로 유동할 수 있다.At this time, the coolant inlet 140 is preferably formed on one side of the lower portion of the pressure vessel (120). Through such a configuration, the coolant supplied through the coolant inlet 140 may flow from the lower end of the inner surface to the upper end of the inner surface of the pressure vessel 120 while being in overall contact with the pressure vessel 120, and then flow back to the lower end of the pressure vessel 120. Can be.

냉각유로(130)의 내부에는 유로분리관(133)이 더 포함될 수 있다. 유로분리관(133)은 냉각유로(130)의 길이방향을 따라 길게 형성되는 것이 바람직하다. 유로분리관(133)에 의해 냉각유로(130)는 제 1 냉각유로(131) 및 제 2 냉각유로(132)로 분리된다.The cooling channel 130 may further include a flow path separating tube 133. The flow path separating tube 133 is preferably formed long along the longitudinal direction of the cooling passage 130. The cooling passage 130 is separated into the first cooling passage 131 and the second cooling passage 132 by the flow path separation tube 133.

제 1 냉각유로(131)는 압력용기(120)와 유로분리관(133)사이에 형성된다. 따라서 냉각재 입구(140)를 통해 유입된 냉각재는 제 1 냉각유로(131)를 통해 유동한다. 즉, 냉각재 입구(140)를 통해 유입된 냉각재가 바로 압력용기(120)의 내벽을 따라 흐르면서 압력용기(120)의 온도를 낮게 유지시키는 것이다.The first cooling passage 131 is formed between the pressure vessel 120 and the flow path separating tube 133. Therefore, the coolant introduced through the coolant inlet 140 flows through the first cooling channel 131. That is, the coolant introduced through the coolant inlet 140 flows along the inner wall of the pressure vessel 120 to maintain the temperature of the pressure vessel 120 low.

이때, 냉각재 입구(140)를 통해 유입되는 냉각재의 온도는 기존의 설계의 냉각재보다 낮은 온도로 공급되는 것이 바람직하다. 즉, 압력용기(120)의 재질이 저크롬강(SA-508/533)이라고 예시한다면, 압력용기(120)가 371℃ 이하를 유지할 수 있도록 냉각재의 입구 온도를 낮게 설정하는 것이다. 이로 인해 별도의 헬륨을 공급하지 않아도 압력용기(120)의 온도를 낮게 유지시킬 수 있다.At this time, the temperature of the coolant flowing through the coolant inlet 140 is preferably supplied at a lower temperature than the coolant of the conventional design. That is, if the material of the pressure vessel 120 is a low chromium steel (SA-508 / 533), to set the inlet temperature of the coolant low so that the pressure vessel 120 can maintain 371 ° C or less. Because of this it is possible to maintain a low temperature of the pressure vessel 120 without supplying a separate helium.

제 2 냉각유로(132)는 노심지지배럴(110)과 유로분리관(133)사이에 형성된다. 따라서, 제 1 냉각유로(131)를 통과한 냉각재는 냉각유로(130)의 상부에서 제 2 냉각유로(132)에 진입한다. 그리고 제 2 냉각유로(132)를 따라 노심지지배럴(110)을 타고 냉각유로(130)의 하부로 흐른다.The second cooling passage 132 is formed between the core support barrel 110 and the flow path separating tube 133. Therefore, the coolant having passed through the first cooling channel 131 enters the second cooling channel 132 from the upper portion of the cooling channel 130. The core flows along the second cooling passage 132 to the lower portion of the cooling passage 130 in the core support barrel 110.

이때, 냉각재가 제 2 냉각유로(132)를 통과하면서 노심지지배럴(110)로부터 열을 전달받는다. 따라서 냉각재가 다시 가열되어 온도가 상승한다. 즉, 냉각재의 입구 온도를 낮게 설정하여 압력용기(120)의 온도를 낮게 유지하면서, 냉각재가 노심지지배럴(110)로부터 열을 다시 전달받도록 냉각유로(130)를 구성하여 냉각재가 노심(111)과 열전달을 할 수 있도록 냉각재를 적당한 온도로 상승시키는 것이다.At this time, the coolant receives heat from the core support barrel 110 while passing through the second cooling channel 132. Therefore, the coolant is heated again to raise the temperature. That is, while setting the inlet temperature of the coolant low to maintain the temperature of the pressure vessel 120 low, the coolant passage 130 is configured to receive the heat from the core support barrel 110 again, the coolant core 111 The coolant is raised to an appropriate temperature for overheating.

제 2 냉각유로(132)는 직선 유로로 형성될 수도 있지만, 곡선 유로 또는 와선형 유로 등으로 형성될 수 있다. 즉, 제 2 냉각유로(132)를 흐르는 냉각재가 노심지지배럴(110)과 닿는 면적 또는 시간이 증가되도록 제 2 냉각유로(132)가 구성될 수 있는 것이다. 이러한 구성을 통해 노심지지배럴(110)에서 냉각재로의 열전달을 증가시킬 수 있다.The second cooling channel 132 may be formed as a straight channel, but may be formed as a curved channel or a spiral channel. That is, the second cooling channel 132 may be configured such that the area or time for the coolant flowing through the second cooling channel 132 to contact the core support barrel 110 is increased. Through this configuration it is possible to increase the heat transfer from the core support barrel 110 to the coolant.

한편, 노심지지배럴(110)에서 제 2 냉각유로(132)를 흐르는 냉각재로의 열전달이 증가되면 냉각재의 입구온도를 더 낮출 수 있으며, 이에 따라 압력용기(120)의 운전온도도 함께 낮아진다. 결국, 허용온도가 낮은 재질도 압력용기(120)의 재료로 사용될 수 있는 것이다. 그만큼 압력용기(120)의 용도에 따른 설계의 다양화가 이루어질 수 있다.On the other hand, when the heat transfer from the core support barrel 110 to the coolant flowing through the second cooling passage 132 is increased, the inlet temperature of the coolant can be further lowered, and thus the operating temperature of the pressure vessel 120 is also lowered. As a result, a material having a low allowable temperature may be used as a material of the pressure vessel 120. The design of the pressure vessel 120 can be diversified according to the purpose.

상기와 같은 구성을 위해 유로분리관(133)은 일단이 개방되고, 타단이 노심지지배럴(110)과 연결되어 폐쇄되도록 형성된다. 즉, 유로분리관(133)의 일단이 개방되어 제 1 냉각유로(131)를 통과한 냉각재가 제 2 냉각유로(132)로 진입할 수 있고, 타단이 폐쇄되어 제 2 냉각유로(132)를 통과한 냉각재는 다시 제 1 냉각유로(131)를 향하여 배출되지 않는다.For the configuration as described above, the flow path separating tube 133 is formed so that one end is opened and the other end is connected to the core support barrel 110 and closed. That is, one end of the flow path separating tube 133 is opened to allow the coolant passing through the first cooling channel 131 to enter the second cooling channel 132, and the other end is closed to close the second cooling channel 132. The passing coolant is not discharged toward the first cooling channel 131 again.

이때, 냉각유로(130)와 노심하부파트(150)는 연통파트(190)에 의하여 연결된다. 따라서, 제 2 냉각유로(132)를 통과한 냉각재는 연통파트(190)를 통해 노심하부파트(150)로 공급된다.At this time, the cooling passage 130 and the lower core part 150 are connected by the communication part 190. Therefore, the coolant passing through the second cooling channel 132 is supplied to the lower core part 150 through the communication part 190.

즉, 연통파트(190)는 제 2 냉각유로(132)와 노심하부파트(150)를 연결하여 냉각재의 유동이 이루어지도록 하는 연결통로의 역할을 한다. 연통파트(190)는 다양한 유로 형상이 가능하고 홀의 형상으로 형성될 수 있다.That is, the communication part 190 serves as a connection path connecting the second cooling passage 132 and the lower core part 150 to allow the flow of the coolant. The communication part 190 may have various flow path shapes and may be formed in the shape of a hole.

노심하부파트(150)는 노심하부 구조물(151), 정지냉각 순환기(154), 스윙밸브(155), 그리고 정지냉각 열교환기(156)를 포함할 수 있다.The lower core part 150 may include a lower core structure 151, a stationary cooling circulator 154, a swing valve 155, and a stationary cooling heat exchanger 156.

노심하부 구조물(151)은 연통파트(190)를 통해 유입된 냉각재가 상승유로(170)에 공급되도록 하는 메인유동을 발생시키는 메인통로(152)와 우회유동을 발생시키는 우회통로(153)을 포함할 수 있다. 노심하부파트(150)의 구성은 압력용기 냉각 장치(100)의 작동을 설명하면서 보다 자세히 설명하도록 한다.The lower core structure 151 includes a main passage 152 for generating a main flow to allow the coolant introduced through the communication part 190 to be supplied to the rising passage 170, and a bypass passage 153 for generating a bypass flow. can do. The configuration of the lower core part 150 will be described in more detail while explaining the operation of the pressure vessel cooling device 100.

노심상부파트(160)는 노심의 상부에 형성되어 일정한 공간을 갖는다. 이 경우 노심상부파트(160)는 반사체(160)의 내부에 존재하는 것으로 예시하나 이에 한정하는 것은 아니다.The upper core part 160 is formed on the upper portion of the core to have a predetermined space. In this case, the core upper part 160 is illustrated as being present inside the reflector 160, but is not limited thereto.

노심하부파트(150)로부터 상승유로(170)에 공급된 냉각재가 노심상부파트(160)에 모이게 된다. 이렇게 노심상부파트(160)는 상기와 같이 모인 냉각재를 노심(111)으로 공급한다.The coolant supplied to the upflow passage 170 from the lower core part 150 is collected in the upper core part 160. The core upper part 160 supplies the coolant gathered as described above to the core 111.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(100)의 작동을 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다.The operation of the pressure vessel cooling device 100 according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(100)가 정상운전을 하는 경우 냉각재의 흐름 경로를 도시한 도면이다.3 is a view showing the flow path of the coolant when the pressure vessel cooling apparatus 100 according to an embodiment of the present invention in normal operation.

도 3을 참고하면, 압력용기(120)의 하부에 위치한 냉각재 입구(140)를 통해 기존 설계의 냉각재 보다 낮은 온도의 냉각재가 공급된다. 이렇게 공급된 냉각재는 제 1 냉각유로(131)를 따라 제1 방향으로 흐르면서 압력용기(120)를 냉각한다. 이때 제1 방향은 냉각재 입구(140)로부터 압력용기(120)의 상부를 향하는 방향이다. 제 1 냉각유로(131)를 통과한 냉각재는 제 2 냉각유로(132)에 공급된다. 냉각재는 제 2 냉각유로(132)를 따라 제2 방향으로 흐르면서 노심지지배럴(110)로부터 열전달을 받아 온도가 상승한다. 이때 제2 방향은 압력용기(120)의 상부로부터 하부를 향하는 방향이다. 이렇게 온도가 상승한 냉각재는 연통파트(190)를 통해 노심하부파트(150)로 공급된다.Referring to FIG. 3, a coolant having a lower temperature than the coolant of the conventional design is supplied through the coolant inlet 140 located under the pressure vessel 120. The coolant supplied in this way cools the pressure vessel 120 while flowing in the first direction along the first cooling channel 131. In this case, the first direction is a direction from the coolant inlet 140 toward the upper portion of the pressure vessel 120. The coolant passing through the first cooling channel 131 is supplied to the second cooling channel 132. As the coolant flows in the second direction along the second cooling channel 132, the coolant receives heat transfer from the core support barrel 110 to increase in temperature. In this case, the second direction is a direction from the top to the bottom of the pressure vessel 120. The coolant having the elevated temperature is supplied to the lower core part 150 through the communication part 190.

노심하부파트(150)로 공급된 냉각재의 대부분은 노심하부 구조물(151)의 메인통로(152)를 거쳐 복수의 상승유로(170)를 통과한다. 이렇게 상승유로(170)를 통과한 냉각재는 노심상부파트(160)에서 다시 합쳐진다. 합쳐진 냉각재는 노심(111)을 지나면서 가열된 후 하부플레넘(113)을 거쳐 냉각재 출구(180)로 나간다.Most of the coolant supplied to the lower core part 150 passes through the plurality of rising passages 170 through the main passage 152 of the lower core structure 151. The coolant passing through the upward flow path 170 is combined again in the upper core part 160. The combined coolant is heated while passing through the core 111 and then exits the coolant outlet 180 via the lower plenum 113.

한편, 정상운전 중에는 순환기(154)가 작동하지 않지만, 스윙밸브(155)가 완전히 닫히지 않는다. 따라서, 연결파트(190)를 통과한 냉각재의 일부가 우회통로(153)를 통과하여 순환기(154), 스윙밸브(155), 열교환기(156)를 거쳐 하부플레넘(113)에 합쳐지는 우회유동이 발생한다.On the other hand, the circulator 154 does not operate during the normal operation, but the swing valve 155 is not completely closed. Thus, a portion of the coolant that has passed through the connection part 190 passes through the bypass passage 153 and is joined to the lower plenum 113 through the circulator 154, the swing valve 155, and the heat exchanger 156. Flow occurs.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(100)가 정지냉각 운전을 하는 경우 냉각재의 흐름 경로를 도시한 도면이다.Figure 4 is a view showing a flow path of the coolant when the pressure vessel cooling device 100 according to an embodiment of the present invention when the stationary cooling operation.

도 4를 참고하면, 정지냉각운전 시에는 냉각재 입구(140)를 통한 주 흐름이 없어지고 순환기(154)의 동작으로 스윙밸브(155)가 열리면서 노심(111)을 통과한 고온의 냉각재가 열교환기(156)에서 냉각된다. 그리고 냉각된 냉각재가 노심하부 구조물(151)을 지나 상승유로(170)를 지나 노심상부파트(160)로 공급되는 유로가 형성된다.Referring to FIG. 4, in the stop cooling operation, the main flow through the coolant inlet 140 disappears, and the high temperature coolant passing through the core 111 is opened by the swing valve 155 by the operation of the circulator 154. Cooled at 156. Then, a flow path through which the cooled coolant passes through the lower core structure 151 and passes through the upward flow passage 170 to the upper core part 160 is formed.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(100)에 따르면, 냉각재 입구온도와 함께 순환기의 입구온도가 낮아질 수 있기 때문에 순환기의 효율이 증가된다.According to the pressure vessel cooling device 100 according to an embodiment of the present invention, the efficiency of the circulator is increased because the inlet temperature of the circulator may be lowered together with the coolant inlet temperature.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(200)를 설명하기 위해 도 5를 제시한다. 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(200)를 개략적으로 도시한 단면도이다.5 illustrates a pressure vessel cooling apparatus 200 according to another embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view schematically showing the pressure vessel cooling device 200 according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(200)는 노심지지배럴(210), 압력용기(220), 냉각유로(230), 냉각재 입구(240), 노심하부파트(250), 노심상부파트(260), 상승유로(270), 냉각재 출구(280), 그리고 연통파트(290)를 포함한다.Pressure vessel cooling apparatus 200 according to another embodiment of the present invention is the core support barrel 210, the pressure vessel 220, the cooling passage 230, the coolant inlet 240, the lower core part 250, the core And an upper part 260, an upward flow path 270, a coolant outlet 280, and a communication part 290.

노심하부파트(250)는 노심하부 구조물(251), 스윙밸브(255), 그리고 열교환기(256)을 포함할 수 있다.The lower core part 250 may include a lower core structure 251, a swing valve 255, and a heat exchanger 256.

상기 언급한 구성들은 이하 특별한 언급이 없는 한, 상기 실시예와 동일한 역할을 한다.The above-mentioned configurations serve the same as the above embodiment, unless otherwise specified below.

도 5의 도시와 같이, 스윙밸브(255)는 열교환기(256)의 상부에 설치되는 것이 바람직하다. 그리고 연통파트(290)는 열교환기(256)와 스윙밸브(255) 사이의 공간과 냉각유로(230)를 연통하여 우회유로를 형성한다. 이때 연통파트(290)는 복수개 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5, the swing valve 255 is preferably installed above the heat exchanger 256. The communication part 290 communicates with the space between the heat exchanger 256 and the swing valve 255 and the cooling flow path 230 to form a bypass flow path. In this case, a plurality of communication parts 290 may be formed.

이러한 구성으로 인해 노심하부 구조물(251)의 우회통로(253)를 통과한 냉각재의 일부가 열교환기(256)를 지나면서 냉각된다. 이렇게 냉각된 냉각재는 스윙밸브(255)가 잠겨 있는 한 노심(211)에 직접적으로 공급되지 않고, 연통유로(290)를 통해 냉각유로(230)로 공급된다.Due to this configuration, a portion of the coolant passing through the bypass passage 253 of the lower core structure 251 is cooled while passing through the heat exchanger 256. The coolant thus cooled is not directly supplied to the core 211 as long as the swing valve 255 is locked, and is supplied to the cooling channel 230 through the communication channel 290.

즉, 냉각재의 입구온도를 낮게 설정할 필요 없이 기존의 설계 온도를 유지한다. 그리고 냉각재 입구(240)를 통해 유입된 냉각재의 일부가 우회통로(253)를 통과하여 열교환기(256)에 의해 냉각되는 것이다. 이렇게 냉각된 냉각재가 냉각유로(230)로 공급되면서, 압력용기(220)가 냉각될 수 있는 것이다.That is, the existing design temperature is maintained without setting the inlet temperature of the coolant low. A portion of the coolant introduced through the coolant inlet 240 passes through the bypass passage 253 and is cooled by the heat exchanger 256. As the cooled coolant is supplied to the cooling flow path 230, the pressure vessel 220 may be cooled.

노심상부파트(260)는 상부플레넘(261), 그리고 상부플레넘 덮개(262)를 포함한다.The upper core part 260 includes an upper plenum 261 and an upper plenum cover 262.

상부플레넘(261)은 노심하부파트(250)를 통과한 냉객재가 상승유로(270)를 거쳐 모이게 되는 공간을 제공한다. 이러한 상부플레넘(261)은 반사체(212) 내부에 존재하지 않고 반사체(212)의 상부에 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인해 상부플레넘(212)은 상승유로(270)와 직통한다.The upper plenum 261 provides a space in which the cold material passing through the core lower part 250 is collected through the rising passage 270. The upper plenum 261 is preferably not formed inside the reflector 212 but formed on the reflector 212. As a result, the upper plenum 212 is directly in contact with the upward flow path 270.

상부플레넘 덮개(262)는 상부플레넘(261)을 둘러싸는 하우징의 역할을 한다. 이러한 상부플레넘 덮개(262)상에는 상부플레넘 덮개홀(263)이 형성된다. 상부플레넘 덮개홀(263)에 의해 냉각유로(230)를 통해 우회한 냉각재가 상부플레넘(261)에 모인다.The upper plenum cover 262 serves as a housing surrounding the upper plenum 261. The upper plenum cover hole 263 is formed on the upper plenum cover 262. The coolant bypassed through the cooling flow path 230 by the upper plenum cover hole 263 is collected in the upper plenum 261.

즉, 냉각유로(230)를 통해 압력용기를 냉각한 냉각재는 상부플레넘 덮개홀(263)을 통해 상부플레넘(261)에 모이고, 메인통로(252)를 통과한 냉각재는 상승유로(270)를 통해 상부플레넘(261)에 모인다.That is, the coolant having cooled the pressure vessel through the cooling passage 230 is collected in the upper plenum 261 through the upper plenum cover hole 263, and the coolant passing through the main passage 252 is the rising passage 270. Through the upper plenum 261.

이렇게 상부플레넘(261)에 모인 냉각재는 노심(211)으로 공급된다.The coolant collected in the upper plenum 261 is supplied to the core 211.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(200)의 작동을 도 6 및 도 7을 참고하여 설명한다.The operation of the pressure vessel cooling device 200 according to another embodiment of the present invention having the configuration as described above will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(200)가 정상운전을 하는 경우 냉각재의 흐름 경로를 도시한 도면이다.6 is a view showing the flow path of the coolant when the pressure vessel cooling apparatus 200 according to another embodiment of the present invention in normal operation.

도 6을 참고하면, 냉각재는 냉각재 입구(240)로 들어온다. 그리고 노심하부파트(250)의 노심하부 구조물(251)에 공급된다. 이때 대부분의 냉각재는 메인통로(252)를 통과하여 상승유로(270)로 공급된다. 그리고 일부의 냉각재는 우회통로(253)를 통과하여 순환기(254)를 거쳐 열교환기(256)로 공급된다. 즉, 냉각재는 노심하부파트(250)내에서 메인유동과 우회유동으로 분리된다.Referring to FIG. 6, the coolant enters the coolant inlet 240. And it is supplied to the lower core structure 251 of the lower core part 250. At this time, most of the coolant passes through the main passage 252 and is supplied to the upward passage 270. Some of the coolant passes through the bypass passage 253 and is supplied to the heat exchanger 256 via the circulator 254. That is, the coolant is separated into the main flow and the bypass flow in the core lower part 250.

메인유동에 의한 냉각재는 상승유로(270)를 통과하여 노심상부파트(260)의 상부플레넘(261)에 공급된다.The coolant by the main flow passes through the upward passage 270 and is supplied to the upper plenum 261 of the upper core part 260.

우회유동에 의한 냉각재는 순환기(254)를 거쳐 열교환기(256)를 지나면서 냉각된다. 즉, 우회유동에 의한 냉각재가 메인유동에 의한 냉각재에 비하여 온도가 내려간다.The coolant by the bypass flow is cooled while passing through the heat exchanger 256 via the circulator 254. That is, the temperature of the coolant by the bypass flow is lower than that of the coolant by the main flow.

이렇게 냉각된 냉각재는 적어도 하나의 연통파트(290)를 통해 냉각유로(230)로 공급된다. 냉각된 냉각재는 냉각유로(230)상을 흐르면서 압력용기(220)의 내벽을 냉각시킨다. 그리고 상부플레넘 덮개홀(263)을 통해 메인유동이 모이는 상부플레넘(261)에 합쳐진다.The cooled coolant is supplied to the cooling channel 230 through at least one communication part 290. The cooled coolant cools the inner wall of the pressure vessel 220 while flowing on the cooling flow path 230. And the main flow through the upper plenum cover hole 263 is combined with the upper plenum (261).

합쳐진 냉각재는 노심(211)을 지나면서 가열된 후 하부플레넘(213)을 거쳐 냉각재 출구(280)로 나간다.The combined coolant is heated past core 211 and then exits coolant outlet 280 via lower plenum 213.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 압력용기 냉각 장치(200)가 정지냉각 운전을 하는 경우 냉각재의 흐름 경로를 도시한 도면이다.7 is a view showing the flow path of the coolant when the pressure vessel cooling apparatus 200 according to another embodiment of the present invention performs a stationary cooling operation.

도 7을 참고하면, 정지냉각운전 시에는 냉각재 입구(240)를 통한 주 흐름이 없어지고 순환기(254)의 동작으로 스윙밸브(255)가 열리면서 도 4의 경우와 같이 작동하여 노심의 잔열을 제거한다.Referring to FIG. 7, in the stop cooling operation, the main flow through the coolant inlet 240 disappears and the swing valve 255 is opened by the operation of the circulator 254 to operate as in the case of FIG. 4 to remove residual heat of the core. do.

상기와 같은 구성을 갖는 압력용기 냉각 장치(100, 200)에 의해, 압력용기의 냉각을 위한 별도의 독립적인 냉각계통의 도입 없이, 노심으로 제공되는 냉각재를 이용하여 원자로 압력용기의 온도를 낮출 수 있다. 즉, 하나의 냉각재 입구로부터 공급되는 냉각재의 유동을 조절하여 압력용기 및 노심을 냉각할 수 있는 것이다. By the pressure vessel cooling apparatus 100 and 200 having the above configuration, the temperature of the reactor pressure vessel can be lowered by using a coolant provided in the core without introducing an independent cooling system for cooling the pressure vessel. have. That is, it is possible to cool the pressure vessel and the core by adjusting the flow of the coolant supplied from one coolant inlet.

또한, 독립적인 냉각계통이 필요 없는바 계통의 복잡성을 줄일 수 있고, 설계 및 건설의 인허가가 용이해진다.In addition, the need for an independent cooling system reduces the complexity of the system and facilitates design and construction licensing.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

100, 200: 압력용기 냉각 장치 110, 210: 노심지지배럴
120, 220: 압력용기 130: 230: 냉각유로
131: 제 1 냉각유로 132: 제 2 냉각유로
133: 유로분리관 140, 240: 냉각재 입구
150, 250: 노심하부파트 160, 260: 노심상부파트
261: 상부플레넘 262: 상부플레넘 덮개
263: 상부플레넘 덮개홀 170, 270: 상승유로
180, 280: 냉각재 출구 190: 290: 연통파트100, 200: pressure vessel cooling device 110, 210: core support barrel
120, 220: pressure vessel 130: 230: cooling passage
131: first cooling channel 132: second cooling channel
133: flow path separation pipe 140, 240: coolant inlet
150, 250: lower core part 160, 260: upper core part
261: upper plenum 262: upper plenum cover
263: upper plenum cover hole 170, 270: upward flow path
180, 280: Coolant outlet 190: 290: Communication part

Claims (11)

내부에 노심 및 상기 노심을 감싸는 반사체를 포함하는 노심지지배럴;
상기 노심지지배럴의 외부를 둘러싸고, 내부에 냉각유로를 형성하는 원자로 압력용기;
상기 노심지지배럴의 내부로 냉각재를 공급할 수 있도록 상기 압력용기의 일측에 형성되는 냉각재 입구;
상기 냉각재가 흐를 수 있도록 형성되어 상기 노심의 하부에 위치하는 노심하부파트;
상기 노심의 상부에 위치하여 상기 냉각재가 모일 수 있는 공간을 제공하는 노심상부파트;
상기 노심하부파트와 상기 노심상부파트를 연결하여 상기 냉각재의 이동통로를 제공하는 상승유로;
상기 노심상부파트로부터 노심을 지나간 냉각재가 배출될 수 있도록 형성되는 냉각재 출구; 및
상기 냉각유로와 상기 노심하부파트를 연통하는 연통파트;
를 포함하고, 상기 연통파트를 통해 상기 냉각재의 유동을 조절하여 상기 노심 및 상기 압력용기를 냉각할 수 있는 압력용기 냉각 장치.A core support barrel including a core and a reflector surrounding the core;
A reactor pressure vessel surrounding the outside of the core support barrel and forming a cooling passage therein;
A coolant inlet formed on one side of the pressure vessel to supply coolant into the core support barrel;
A lower core part formed to flow the coolant and positioned below the core;
A core upper part disposed on an upper portion of the core to provide a space in which the coolant may be collected;
An upward flow passage connecting the lower core part and the upper core part to provide a moving passage of the coolant;
A coolant outlet configured to discharge coolant passing through the core from the upper core part; And
A communication part communicating the cooling flow path and the lower core part;
And a pressure vessel cooling device capable of cooling the core and the pressure vessel by adjusting a flow of the coolant through the communication part. 제1항에 있어서,
상기 냉각재 입구는 상기 압력용기의 하부 일측에 형성되고,
상기 냉각유로의 내부에는 상기 냉각유로를 분리하는 유로분리관이 더 형성되어,
상기 압력용기와 상기 유로분리관의 사이에 형성되어 상기 냉각재 입구를 통해 유입된 냉각재가 공급되는 제 1 냉각유로; 및
상기 유로분리관과 상기 노심지지배럴의 사이에 형성되어 상기 제 1 냉각유로를 지난 냉각재가 공급되는 제 2 냉각유로;
를 포함하는 압력용기 냉각 장치.The method of claim 1,
The coolant inlet is formed on one side of the lower portion of the pressure vessel,
Inside the cooling passage is further formed a flow path separating tube for separating the cooling passage,
A first cooling flow path formed between the pressure vessel and the flow path separation tube and supplied with a coolant introduced through the coolant inlet; And
A second cooling passage formed between the flow path separating tube and the core support barrel and supplied with a coolant passing through the first cooling passage;
Pressure vessel cooling device comprising a. 제2항에 있어서,
상기 연통파트는 상기 제2 냉각유로와 상기 노심하부파트를 연결하는 압력용기 냉각 장치.The method of claim 2,
The communication part is a pressure vessel cooling device for connecting the second cooling passage and the lower core part. 제2항에 있어서,
상기 냉각재는 상기 제 1 냉각유로를 통과하면서 상기 압력용기를 냉각하고, 상기 제 2 냉각유로를 통과하면서 상기 노심지지배럴로부터 열을 전달받아 다시 가열되는 압력용기 냉각 장치.The method of claim 2,
And the coolant cools the pressure vessel while passing through the first cooling channel, and is heated again by receiving heat from the core support barrel while passing through the second cooling channel. 제2항에 있어서,
상기 제 2 냉각유로는 곡선유로 또는 와선형 유로를 포함하여 상기 노심지지노심지부터 상기 냉각재로 전달되는 열전달을 증가시키는 압력용기 냉각 장치.The method of claim 2,
And the second cooling channel increases a heat transfer from the core support core to the coolant, including a curved channel or a spiral channel. 제1항에 있어서,
상기 노심하부파트는,
상기 냉각재 입구를 통해 유입된 냉각재가 상기 상승유로에 공급되도록 하는 메인유동을 발생시키는 메인통로와 우회유동을 발생시키는 우회통로를 포함하는 노심하부 구조물;
상기 우회유동에 의한 냉각재를 냉각시키는 열교환기; 및
상기 열교환기를 통과한 냉각재가 상기 노심의 하부로 공급되는 것을 방지하는 스윙밸브;
를 포함하고,
상기 연통파트는 상기 열교환기와 스윙밸브 사이의 공간과 상기 냉각유로를 연통하여 우회유로를 형성하는 압력용기 냉각 장치.The method of claim 1,
The lower core part,
A lower core structure including a main passage for generating a main flow for allowing the coolant introduced through the coolant inlet to be supplied to the upward passage and a bypass passage for generating a bypass flow;
A heat exchanger for cooling the coolant by the bypass flow; And
A swing valve preventing the coolant passing through the heat exchanger from being supplied to the lower portion of the core;
Including,
The communication part is a pressure vessel cooling device for forming a bypass flow path in communication with the space between the heat exchanger and the swing valve and the cooling flow path. 제6항에 있어서,
상기 노심상부파트는,
상기 반사체의 상부에 형성되어 상기 상승유로와 직통하는 상부플레넘;
상기 상부플레넘을 감싸는 상부플레넘 덮개; 및
상기 상부플레넘 덮개상에 형성되어, 상기 냉각유로를 통해 우회한 냉각재가 상기 상부플레넘에 모일 수 있도록 하는 상부플레넘 덮개홀;
을 포함하는 압력용기 냉각 장치.The method of claim 6,
The upper core part,
An upper plenum formed on an upper portion of the reflector to directly communicate with the upward passage;
An upper plenum cover surrounding the upper plenum; And
An upper plenum cover hole formed on the upper plenum cover to allow the coolant bypassed through the cooling channel to collect in the upper plenum;
Pressure vessel cooling device comprising a. 제7항에 있어서,
상기 우회통로를 통과하여 상기 열교환기에 의해 냉각된 냉각재는 상기 냉각유로에 공급되어 상기 압력용기를 냉각한 후 상기 상부플레넘에 모이고,
상기 메인통로를 통과한 냉각재는 상기 상승유로를 통해 상기 상부플레넘에 모여, 이렇게 상부플레넘에 모인 냉각재가 상기 노심으로 공급되는 압력용기 냉각 장치.The method of claim 7, wherein
The coolant cooled by the heat exchanger through the bypass passage is supplied to the cooling passage to cool the pressure vessel and then collect in the upper plenum,
The coolant passing through the main passage is collected in the upper plenum through the ascending passage, the coolant gathered in the upper plenum is supplied to the core. 노심지지배럴, 상기 노심지지배럴의 외부를 둘러싸는 원자로 압력용기, 냉각재 입구, 노심하부파트, 노심상부파트, 및 냉각재 출구를 포함하는 압력용기의 냉각 방법에 있어서,
상기 냉각재 입구로 냉각재를 공급하는 단계;
상기 노심지지배럴과 상기 압력용기 사이에 형성되는 냉각유로는 제 1 냉각유로 및 제 2 냉각유로로 분리되며, 상기 냉각재가 상기 제 1 냉각유로를 통과하면서 상기 압력용기를 냉각하는 단계;
상기 제 1 냉각유로를 통과한 냉각재가 상기 제 2 냉각유로를 통과하면서 상기 노심지지배럴에 의해 가열되는 단계;
상기 제 2 냉각유로를 통과한 냉각재가, 상기 제 2 냉각유로와 노심하부파트를 연통하는 연통파트, 및 상기 노심하부파트를 순차적으로 통과하여 상기 노심상부파트에 모이는 단계; 및
상기 노심상부파트에 모인 냉각재가 노심을 지나면서 상기 노심을 냉각시키고 상기 냉각재 출구로 배출되는 단계;
를 포함하는 압력용기의 냉각방법.A method for cooling a pressure vessel including a core support barrel, a reactor pressure vessel surrounding the outside of the core support barrel, a coolant inlet, a lower core part, a upper core part, and a coolant outlet,
Supplying coolant to the coolant inlet;
A cooling passage formed between the core support barrel and the pressure vessel is separated into a first cooling passage and a second cooling passage, and the coolant passes through the first cooling passage to cool the pressure vessel;
A coolant having passed through the first cooling channel is heated by the core support barrel while passing through the second cooling channel;
A coolant having passed through the second cooling channel, sequentially communicating with the second cooling channel and the lower core part, and sequentially passing through the lower core part to collect at the upper core part; And
Cooling the core while passing through the core to coolant collected in the upper part of the core and discharged to the coolant outlet;
Cooling method of the pressure vessel comprising a. 제9항에 있어서,
상기 냉각유로의 내부에는, 일단이 개방되고 타단이 상기 노심지지배럴과 연결되어 폐쇄되는 유로분리관이 형성되어, 상기 냉각재는 제1 방향을 따라 유로분리관의 외곽을 통과하면서 압력용기를 냉각하고, 제2 방향을 따라 유로분리관의 내곽을 통과하면서 가열되는 압력용기의 냉각방법.10. The method of claim 9,
Inside the cooling passage, a flow path separating tube having one end opened and the other end connected to the core supporting barrel and closed is formed. Cooling of the pressure vessel is heated while passing through the inner portion of the flow path separation pipe along the second direction. 노심지지배럴, 상기 노심지지배럴의 외부를 둘러싸는 원자로 압력용기, 냉각재 입구, 노심하부파트, 노심상부파트, 및 냉각재 출구를 포함하는 압력용기의 냉각 방법에 있어서,
상기 냉각재 입구로 냉각재를 공급하는 단계;
상기 노심하부파트는 메인통로 및 우회통로를 포함하고 상기 냉각재는 상기 노심하부파트내에서 상기 메인통로를 통과하는 메인유동과 상기 우회통로를 통과하는 우회유동으로 분리되는 단계;
상기 메인유동에 의한 냉각재가 상기 상승유로를 통과하여 상기 노심상부파트로 흐르는 단계;
상기 우회유동에 의한 냉각재가 상기 열교환기를 통과하면서 냉각되는 단계;
상기 냉각유로와 상기 노심하부파트를 연통하는 연통파트에 의해 상기 열교환기를 통과한 냉각재가 상기 냉각유로에 공급되고 이에 의해 상기 압력용기가 냉각되는 단계;
상기 메인유동에 의한 냉각재와 상기 우회유동에 의한 냉각재가 상기 노심상부파트에 모이는 단계; 및
상기 노심상부파트에 모인 냉각재가 노심을 지나면서 상기 노심을 냉각시키고 상기 냉각재 출구로 배출되는 단계;
를 포함하는 압력용기의 냉각방법.A method for cooling a pressure vessel including a core support barrel, a reactor pressure vessel surrounding the outside of the core support barrel, a coolant inlet, a lower core part, a upper core part, and a coolant outlet,
Supplying coolant to the coolant inlet;
The lower core part includes a main passage and a bypass passage, and the coolant is separated into a main flow passing through the main passage and a bypass flow passing through the bypass passage in the lower core part;
A coolant caused by the main flow flows through the upward passage to the upper core part;
Cooling the coolant by the bypass flow while passing through the heat exchanger;
Supplying a coolant passing through the heat exchanger to the cooling passage by a communication part communicating the cooling passage with the lower core part, thereby cooling the pressure vessel;
Gathering the coolant by the main flow and the coolant by the bypass flow into the upper core part; And
Cooling the core while passing through the core to coolant collected in the upper part of the core and discharged to the coolant outlet;
Cooling method of the pressure vessel comprising a.
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