KR20150045491A

KR20150045491A - 원자력 발전소의 기기 냉각수 계통

Info

Publication number: KR20150045491A
Application number: KR20157006983A
Authority: KR
Inventors: 크리쉬나 피. 싱; 조셉 라즈쿠마르
Original assignee: 에스엠알 인벤텍, 엘엘씨
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2015-04-28
Also published as: EP2888742A2; CN104662614A; WO2014031767A3; JP2015529820A; WO2014031767A2

Abstract

원자력 발전소의 기기 냉각수 계통이 개시된다. 일 실시예에서, 상기 계통은, 원자로를 수용하는 내부 격납용기 및 외부 격납용기 엔클로저 구조체를 포함한다. 환형 저수조가, 격납용기 및 격납용기 엔클로저 구조 사이에 형성되고, 이는 열에너지를 소멸시키기 위한 히트 싱크를 제공한다. 셸이 없는 열교환기가 구비되고, 이는 환형 저수조 내부에 수용된 물에 담긴, 노출된 튜브 번들을 가진다. 기기 냉각수는 발전소로부터 튜브 번들을 통해 흐르고, 환형 저수조에 열을 전달함으로써 냉각된다. 일 실시예에서, 튜브 번들은 U자 형상일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

Description

원자력 발전소의 기기 냉각수 계통{COMPONENT COOLING WATER SYSTEM FOR NUCLEAR POWER PLANT}

본 출원은 2012년 8월 21일에 출원한 미국 가출원 61/691,533호에 대하여 우선권을 주장하며, 2012년 5월 21일에 출원된 미국 가출원 61/649,593호에 대하여 우선권을 주장하는, 2013년 5월 21일에 출원된 PCT 국제 특허 출원 PCT/US13/42070호의 부분계속출원(continuation-in-part)이며, 그의 모든 내용이 참조로서 본 출원에 포함된다.

본 발명은 원자로(nuclear reactor)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수동 열에너지 방출 제어기를 가지는 원자로 격납 계통에 관한 것이다.

원자로 격납용기(containment)는 핵증기 공급 계통(nuclear steam supply system, NSSS)에 환경 격리(environmental isolation)를 제공하는 엔클로저로서 정의되고, 내부에서 압력 증기(pressurized steam)를 생성하기 위해 핵분열(nuclear fission)이 이용된다. 상업적 원자로는 설비에 대해 상정할 수 있는 가장 심각한 사고로부터 기인하는 온도와 압력을 견딜 수 있는 압력 유지 구조(pressure retaining structure) 내에 둘러싸일 필요가 있다. 원자로와 그의 격납용기에 대해 상정할 수 있는 가장 심각한 에너지 방출 사고는 두 종류일 수 있다.

첫 번째는, 격납용기 공간 내에서 원자로 냉각재(coolant)의 갑작스런 방출에 기인하는, 냉각재 상실 사고(loss-of-coolant accident, LOCA)에 따라 발생하는 사고로 발전소 핵증기 공급 계통(NSSS)으로부터의 열에너지의 급속한 대량 방출을 수반한다. 갑작스럽게 감압된 원자로 냉각재는 격납용기 공간 내부의 압력과 온도의 가파른 상승을 극심하게 초래할 것이다. 격납용기 내부 공간은 공기와 증기의 혼합상태가 된다. LOCA는 격납용기 냉각재를 운반하는 파이프 내의 갑작스런 고장을 가정함으로써 확실히 상정될 수 있다.

격납용기의 온전성을 해하는, 가능한 위험의 두 번째 열적 사고는 발전소의 증기 공급 계통(NSSS)로부터의 모든 방열 통로(heat rejection path)를 잃게 되는 시나리오이며, 이는 원자로를 강제로 "긴급정지(scram)"하게 만든다. 스테이션 블랙아웃(station black-out)이 그러한 사고이다. 원자로에서 생성되는 붕괴열(decay heat)은 제어 불가능한 압력 상승으로부터 원자로를 보호하기 위하여 반드시 제거되어야만 한다.

더욱 최근에는, 격납용기 구조가 비행기 충돌로부터의 충격을 견디도록 단속기관(regulators)의 요청을 받아왔다. 일반적으로 격납용기 구조는 LOCA로부터의 내부 압력을 견디기 위해 매우 강화된 콘크리트 돔으로 지어져왔다. 그이 두꺼운 콘크리트 벽이 비행기 충돌을 견딜 수 있지만, 훌륭한 단열체(insulator of heat)이기도 하며, 이는 원치 않는 열을 외부 환경으로 폐기하기 위해(압력 상승을 최소화하거나 붕괴열을 제거하기 위해) 펌프 방열 계통(열교환기들 혹은 펌프들을 채용한)을 요구한다. 하지만, 그러한 방열 계통은 펌프들에 전력을 공급하기 위해, 강력한 전력원(예를 들어, 외부 또는 내부 디젤 발전기)에 의존한다. 쓰나미 발생 당시 후쿠시마의 스테이션 블랙아웃은 펌프에 대한 의존의 어리석음을 정신이 번쩍 들 정도로 상기시켜 준다.

현재, 단일체의 강화 콘크리트 양식을 가진 격납용기 구조는 이에 의해 둘러싸인 NSSS 내의 증기 발전기와 같은 거대한 자금이 요구되는 구성을 설치하거나 제거하기가 매우 어렵고 비싸다. 주요 설비를 교체하기 위한, 두꺼운 콘크리트 돔의 창구 개방(hatch opening)은 원자로의 정지시간 동안 매우 고가에 이루어져야만 한다. 불행하게도, 너무 많은 증기 발전기들이, 원자력 발전 산업에 수십억 달러에 달하는 비용으로 격납용기 돔을 절개함으로써, 과거 25년 동안 다수의 원자로에서 교체되어야만 했다.

원자력 발전에서, 기기 냉각수(component cooling water, CCW) 계통은 발전소 내의 다양한 기기들을 냉각시키는 기능을 가지는 순수(purified water)의 폐회로(closed-loop)이다. 그의 중요하고도 주된 역할 중 하나는 원자로가 셧다운(shutdown)된 이후에, 원자로수로부터 붕괴열을 제거하는 것이고, 이는 일반적으로 "붕괴열 냉각기(decay heat cooler)"나 "잔열 제거 열교환기(residual heat removal heat exchanger)"로 다양하게 알려진 관형(tubular) 열교환기 내에서 이루어진다. 전기적/기계적 장치를 냉각시키는 데 이용되는 붕괴열 냉각기 및 그외 열교환기들 내의 기기 냉각수로 전달되는 열은, 원자로수와 관련될 수 있는 방사선 오염(radioactive contamination)으로부터, 기기 냉각수를 분리하고 격리시키는 관들의 벽부(wall)를 가로질러 일어난다. 따라서, 기기 냉각 계통은 본질적으로, 환경으로의 방사선 누출을 가로막는 장벽으로서 기능함과 동시에, 냉각이 요구되는 발전소 내의 모든 장비로부터 폐기열을 제거하는 수단들을 제공하는 역할을 한다.

하지만, 발전소 장비로부터 기기 냉각수에 의해 수집된 열은 온도가 상승한다. 가열된 기기 냉각수는 일반적으로 일회 냉각 흐름 계통(once-through flow system)에서, 호수, 강 혹은 바다와 같은 천연 수체(natural body of water)를 이용하여, 셸-튜브 열교환기(shell-and-tube heat exchanger)에서 환경으로 열을 방출시킴으로써 냉각된다. 하지만, 이러한 CCW 계통은, 냉각원수(raw cooling water)에 의해 운반되는 부스러기(debris)나 열교환 튜브들의 생물학적 부착물(biological fouling)의 축적 및 열교환기로 원수(raw water)를 운반하는 파이프들의 부식과 같은 몇몇 운용상의 문제점을 겪고 있다. 때때로 가동 중인 원자력 발전소들에서는 빈번한 관리 유지가 요구되고, 열적 성능이 열화되는 CCW 열교환기의 헤더(header)에 침전물이나 그외 부착물이 상당히 축적된다고 보고되고 있다.

상술한 현재 기술(state-of-the-art)의 약점은 개선된 원자로 격납 계통 및 기기 냉각수 계통을 요구하고 있다.

일 실시예에 따른 본 발명은 전술한 계통의 결점들을 극복하는 기기 냉각수 계통을 제공한다.

일 실시예에서, 원자력 발전소의 기기 냉각수 계통은, 원자로를 수용하도록 이루어진 격납 공간을 정의하는 격납용기, 상기 격납용기를 둘러싸는 격납용기 엔클로저 구조체, 열에너지를 소멸시키기 위한 히트 싱크를 제공하도록 이루어진, 상기 격납용기 및 상기 격납용기 엔클로저 구조체 사이에 형성된 환형 저수조 및 상기 환형 저수조 내에 수용된 물에 담긴 노출된 열교환 튜브 번들을 갖는, 셸이 없는 열교환기를 포함한다. 발전소로부터의 상기 기기 냉각수는 상기 튜브 번들을 통해 흘러 상기 환형 저수조로 열을 전달함으로써 냉각된다. 튜브 번들은 복수의 열교환 튜브를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 튜브 번들은 U자 형상이다.

또 다른 실시예에서, 원자력 발전소의 기기 냉각수 계통은, 원자로를 수용하도록 이루어진 격납 공간을 정의하는 격납용기, 상기 격납용기를 둘러싸는 격납용기 엔클로저 구조체, 열에너지를 소멸시키기 위한 히트 싱크를 제공하도록 이루어진, 상기 격납용기 및 상기 격납용기 엔클로저 구조체 사이에 형성된 환형 저수조, 상기 환형 저수조 내에 수용된 물에 담긴 복수의 튜브를 포함하는 노출된 열교환 튜브 번들을 갖는, 셸이 없는 열교환기 및 상기 환형 저수조 안의 노출된 튜브 번들 밑에 위치하는 배출 스파저를 포함한다. 상기 스파저는, 상기 튜브들을 냉각시키기 위해, 상기 튜브 번들을 통해, 상기 환형 저수조로부터 재순환된 물을 배출하도록 구성되고 배치된다. 발전소로부터의 상기 기기 냉각수는 상기 튜브 번들의 상기 튜브들을 통해 흘러 상기 환형 저수조로 열을 전달함으로써 냉각된다.

또 다른 실시예에서, 원자력 발전소의 기기 냉각수 계통은, 원자로를 수용하도록 이루어진 격납 공간을 정의하는 격납용기, 상기 격납용기를 둘러싸는 격납용기 엔클로저 구조체, 열에너지를 소멸시키기 위한 히트 싱크를 제공하도록 이루어진, 상기 격납용기 및 상기 격납용기 엔클로저 구조체 사이에 형성된 환형 저수조, 상기 환형 저수조 내에 수용된 물에 담긴 복수의 튜브를 포함하는 노출된 열교환 튜브 번들을 갖는, 셸이 없는 열교환기 및 상기 환형 저수조 내에 위치하고, 상기 격납용기로부터 상기 격납용기 엔클로저 방향으로 외측으로 돌출된, 실질적으로 방사상인 복수의 핀을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 열교환기는 한 쌍의 이격된 인접하는 핀들 사이의, 상기 환형 저수조 내에 형성된 원주상으로 연장된 베이(bay)에 위치한다. 발전소로부터의 상기 기기 냉각수는 상기 튜브 번들의 상기 튜브들을 통해 흘러 상기 환형 저수조로 열을 전달함으로써 냉각된다.

또 다른 실시예에 따른 본 발명은 상술한 격납 계통 구조의 결점을 극복하는 원자로 격납 계통을 제공한다. 격납 계통은 일반적으로 강철이나 이와 다른 연성 물질(ductile material)로 이루어질 수 있는 내부 격납용기(containment vessel) 및 외부 격납용기 엔클로저 구조체(containment enclosure structure, CES)를 포함하여, 이중벽 격납 계통을 형성한다. 일 실시예에서, 격납용기와 격납용기 엔클로저 사이에 물로 채워진 환형체(annulus)가 구비될 수 있고, 이는 환형 냉각 저수조(resvoir)를 제공한다. 냉각용기는 "핀(fin)"의 형식으로, 용기로부터 외측으로 (실질적으로) 방사상(radial)으로 연장되는 길이 방향을 가지는 복수의 열교환기 핀들을 포함할 수 있다. 따라서, 격납용기는 원자로를 위한 주된 구조적 격납소로서 기능할 뿐만 아니라, 히트 싱크(heat sink)로서 동작하는 환형 저수조를 가지는 열교환기로서 기능하도록 동작한다. 따라서, 여기에 더 설명하는 바와 같이, LOCA나 원자로 긴급정지(scram)과 같은 열에너지 방출 사고시 필요하다면, 열을 소멸시키고 원자로를 냉각시키기 위해, 격납용기는 수동(펌프가 없는) 열 배출 계통을 효과적으로 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 냉각수 계통 구조의 결점을 극복하는 기기 냉각수 계통을 제공한다. 여기서 더욱 설명하겠지만, 기기 냉각수 계통은 물로 채워진 환형체(즉, 환형 저수조)로 통합되어 구성될 수 있는 열교환기를 포함한다.따라서, 환형체 내의 물은 천연 수체를 이용하는 대신 증발을 통해 냉각 계통으로부터 열을 방출시키는 능동적 열교환 매질(active heat transfer medium)의 역할을 할 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서, 원자로 격납 계통은 원자로를 수용하도록 구성된 격납용기, 격납용기를 둘러싸는 격납용기 엔클로저 구조체 및 격납용기와 격납용기 엔클로저 구조체 사이에 형성되어, 격납 공간으로부터 열에너지를 방출시키는 환형 저수조를 포함한다. 격납용기 내부에서 열에너지 방출 사고가 일어나는 경우, 격납용기에 의해 발생한 열은, 격납용기를 냉각시키도록 동작하는 환형 저수조로 전달된다. 일 실시예에서, 환형 저수조는 격납용기를 냉각시키기 위한 물을 수용한다. 격납용기의 일부는, 물로 채워진 환형 저수조로의 열 배출을 향상시키기 위하여, 환형 저수조 내에 배치되어 격납용기 및 격납용기 엔클로저 구조체 사이로 연장되는 실질적으로 방사상(radial)의 열교환기 핀들을 포함할 수 있다. 격납용기 내부에서 열에너지 방출 사고가 일어날 때, 환형체 내의 물의 일부는 증발되고 격납용기 엔클로저 구조체를 통과하여 수증기의 형태로 대기 중으로 나간다.

본 계통의 실시예는 보조 공기 냉각 계통(auxiliary air cooling system)을 더 포함할 수 있고, 이는 환형 저수조 내에서 격납용기의 둘레를 따라 원주상으로 이격된 복수의 수직 공기 주입관(vertical inlet air conduit)을 포함한다. 공기관(air conduit)들은 환형 저수조 및 격납용기 엔클로저 구조체의 외부에 있는 바깥 주변 공기와 유체 소통(fluid communication)을 이룬다. 격납용기 내부에서 열에너지 방출 사고가 일어나고, 환형 저수조 내의 물이 증발에 의해 상당히 줄어들면, 공기 냉각 계통은 저수조 공간으로부터 외부 환경으로의 환기 통로(ventilation path)를 제공함으로써 동작상태가 된다. 따라서, 환기 계통(ventilation system)은 끊임 없이 격납용기의 냉각을 계속할 수 있는 이차적 계통(secondary system)으로 보일 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 원자로 격납 계통은, 원자로를 수용하도록 구성된 격납용기, 격납용기를 둘러싸는 격납용기 엔클로저 구조체, 격납용기를 냉각시키기 위한 격납용기 및 격납용기 엔클로저 구조체 사이에 형성된 물로 채워진 환형체 및, 환형체 내에 위치하고 격납용기로부터 외측으로 돌출된 실질적으로 방사상의 복수의 핀(fin)들을 포함한다. 격납용기 내부에서 열에너지 방출 사고가 일어나는 경우, 격납용기에 의해 발생한 열은 격납용기의 외표면(external surface)와의 직접 접촉과 그의 실질적으로 방사상인 핀들을 통해 환형체 내의 물로 채워진 저수조로 전달되어 격납용기를 냉각시킨다. 일 실시예에서, 격납용기 내에서 열에너지 방출 사고가 일어나 환형체 내의 물이 증발에 의해 상당히 줄어는 경우, 공기 냉각 계통은, 자연 대류(natural convection)에 의해, 격납용기 내에 발생한 열을 냉각시키기 위해(시간에 따라 기하급수적으로 감소한다), 외부의 주변 공기를 공기관들을 통해 환형체 안으로 끌어들이도록 동작한다. 격납용기를 완전히 둘러싸는 환형체 영역 내부의 물의 존재는, 열에너지 방출 사고나 재해 동안 격납용기의 뒤틀림을 방지하기 위하여, 격납용기 내에서 일정한 온도 분포를 유지할 것이다.

또 다른 실시예에서, 원자로 격납 계통은 격납용기를 수용하도록 구성된 원통형 셸(cylindrical shell), 격납용기를 둘러싸는 격납용기 엔클로저 구조체, 격납용기를 냉각시키기 위해 격납용기의 셸과 격납용기 엔클로저 구조체 사이에 형성되는 물을 수용하는 환형 저수조, 격납용기에서 환형체로 외측으로 돌출된 (실질적으로) 방사상의 복수의 외측 핀들 및 환형 저수조 내의 격납용기의 둘레를 따라 원주상으로 이격된 복수의 수직 공기 주입관들을 포함하는 공기 냉각 계통을 포함하는 격납용기를 포함한다. 공기관(air conduit)들은 환형 저수조 및 격납용기 엔클로저 구조체의 외부에 있는 바깥 주변 공기와 유체 소통(fluid communication)을 이룬다. 격납용기 내에서 열에너지 방출 사고가 일어나는 경우, 격납용기에 의해 발생한 열은, 격납용기를 냉각시키도록 동작하는 내측 및 외측 핀들과 함께, (실질적으로) 방사상의 격납벽부(containment wall)를 통해 환형 저수조로 전달된다.

본 발명에 따른 원자로 격납 계통의 이점과 특징들은 아래의 사항을 포함한다.

위에서 설명한 심각한 에너지 방출 사고가 수동적으로 억제될 수 있도록(예를 들어, 펌프, 밸브, 열교환기 및 모터와 같은 능동 부품들에 의존하지 않은) 구성된 격납 구조 및 계통,

무제한 지속(unlimited duration)(예를 들어, 인간 개입(human intervention)에 대한 시간적 제한이 없는)을 위하여 독자적으로 동작을 계속하는 격납 구조 및 계통,

주 기능(즉, 압력 및 방사능 핵종(radionuclide)(존재하는 경우)의 유지 및 열 배출)을 잃지 않고, 비행기 충돌과 같은 발사체 충격을 견디도록 구성된 내츨 및 외측 리브(핀)들로 강화된 격납 구조, 그리고,

격납 구조를 통해, 주요 부품의 즉각적인 제거(또는 설치)를 허용하는 준비를 갖춘 격납용기.

본 발명의 실시예들의 특징이 아래 도면을 참조하면서 설명될 것이다. 여기서, 동일한 구성은 유사한 라벨을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른, 원자로 격납 계통의 일부를 형성하는, 핀(fin)이 형성된 주 원자로 격납용기의 측면도(side elevation view)로, 수직 지지대(vertical support column)과 원주 리브(circumferential rib)를 드러내기 위하여, 몇몇 핀들의 하부가 부분적으로 깨져 있다.
도 2는 Ⅱ-Ⅱ선을 따르는 그의 횡단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ의 상세도이다.
도 4는 도 1의 격납용기 및 외측 격납용기 엔클로저 구조체를 보여주고, 격납용기 및 외측 격납용기 엔클로저 구조체 사이에 형성된 물로 채워진 환형 저수조를 가지는, 원자로 격납 계통의 종단면도이다.
도 5는 격납용기 및 격납용기 엔클로저 구조체를 보여주는 종단면도이다.
도 6은 그레이드(grade) 위로 보이는 외측 격납용기 엔클로저 구조체가 설치된 원자로 격납 계통의 측면도이다.
도 7은 그의 상면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 따르는 종단면도로, 원자로 격납 계통의 그레이드 영역의 상하부 모두를 보여준다.
도 9는 수용된 장비와 격납용기의 부가적 세부 구성을 드러내도록 절개한 다양한 단면을 보여주는, 주 원자로 격납용기의 측면도이다.
도 10은 그의 상면도이다.
도 11은 도 10의 XI-XI를 따르는 종단면도이다.
도 12는 도 10의 XII-XII를 따르는 종단면도이다.
도 13은 도 9의 XIII-XIII를 따르는 횡단면도이다.
도 14는 도 9의 XIV-XIV를 따르는 횡단면도이다.
도 15는 도 9의 XV-XV를 따르는 횡단면도이다.
도 16은 보조 방열 계통(auxiliary heat dissipation system)을 보여주는 원자로 격납 계통의 부분 종단면도이다.
도 17은 수직 지지대 및 원주 리브를 드러내기 위하여 격납용기의 (실질적으로) 방사상의 핀들의 하부가 부분적으로 제거된 격납용기의 등각도(isometric view)이다.
도 18은 격납용기의 셸에 부착된 상하부 링 헤더(ring header)들과 덕트(duct)들을 보여주는, 도 16의 방열 계통의 일부의 종단면도이다.
도 19는 열에너지 방출 사고 동안, 열을 방출하여 격납용기를 냉각시키기 위한, 물로 채워진 환형 저수조의 동작과, 원자로 격납 계통의 일반화된 단면의 개략도(schematic depiction)이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 다른 기기 냉각수 계통의 일부의 개략적인 측단면도이다.
도 21은 도 20으로부터 취한 확대 상세도이다.
도 22는 도 20에 도시된 기기 냉각수 계통의 제1 높이로부터 취한 상면도이다.
도 23은 도 20에 도시된 기기 냉각수 계통의 제2 높이로부터 취한 제2 상면도이고, 또한, 환형 저수조 재순환 및 보충수 계통을 개략적으로 보여준다.
도 24는 도 20의 열교환기의 측단면도이다.
도 25는 원자로 격납 계통 및 기기 냉각수 계통의 전체 상면도이다.
모든 도면은 도식이고, 비율을 규정하지는 않는다.

본 발명의 특징 및 이점은 실시예들을 참조하면서 여기에 도시되고 설명된다. 실시예들에 대한 설명은 그에 수반하는 도면들과 연관하여 읽히게 되며, 도면은 전체 설명에 대한 일부로 간주된다. 여기 개시된 실시예들에 대한 설명에서, 방향(direction)이나 지향(orientation)에 대한 모든 언급은 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 제한하는 의도를 갖지 않는다. "아래(lower)", "위(upper)", "수평의(horizontal)", "수직의(vertical)", "상측의(above)", "하측의(below)", "위로(up)", "아래로(down)", "상부(top)", "바닥부(bottom)"와 이들의 파생어(예를 들어, "수평으로(horizontally)", "아래쪽으로(downwardly)", "위쪽으로(upwardly)" 등)와 같은 상대어는, 논의 중인 도면이나 설명에서의 방향을 참조하여 이해되어야 한다. 이러한 상대어는 오로지 설명의 편의를 위한 것이고, 장치가 특정 방향으로 구성되거나 동작해야 할 것을 요구하지는 않는다. "장착된(attached)", "부착된(affixed)", "연결된(connected)", "이어진(coupled)", "상호 연결된(interconnected)" 등의 용어는, 별도로 언급하지 않는 한, 구성들 사이에 존재하는 구성을 통해, 구성들이 직간접적으로 상호 부착, 고정되거나, 이동 가능한 부착상태 또는 강력한 부착 상태나 그러한 관계를 나타낸다. 따라서, 본 개시는 홀로 존재하거나, 구성들의 기타 조합으로 존재 가능한 구성들이 가질 수 있는 비한정적 조합을 나타내는 그러한 실시예들에 한정되어서는 안 된다.

도 1 내지 도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 원자로 격납 계통(nuclear reactor containment system)(100)이 도시되어 있다. 상기 계통(100)은 일반적으로, 격납용기(containment vessel)(200)과 같은 내측 격납 구조와 외측의 격납용기 엔클로저 구조체(containment enclosure structure, CES)(300)를 포함하고, 이들은 격납용기-엔클로저 어셈블리(containment vessel-enclosure assembly)(200-300)를 정의한다. 격납용기(200)와 격납용기 엔클로저 구조체(300)는 수직으로 연장되고 지향되며, 수직축(VA)을 정의한다.

일 실시예에서, 격납용기-엔클로저 어셈블리(200-300)는 적어도 부분적으로 그레이드(grade) 하부 지반 밑에 묻히도록 구성된다(도 6 내지 8 참조). 격납용기-엔클로저 어셈블리(200-300)는 바닥 슬래브(bottom slab)(302) 및 슬래브로부터 상방으로 수직 연장되고 상부 베이스 매트(top base mat)(304)를 형성하는 측벽(sidewall)(303)들을 구비하는 콘크리트 기초(concrete foundation)(301)에 의해 지지될 수 있다. 측벽(303)은, 도시된 바와 같이, 격납용기(200)를 원주상으로 둘러쌀 수 있고, 여기서 격납용기(200)의 하부 영역(lower portion)은 측벽 내부에 위치될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 격납용기(200)를 (먼저 주입되어 굳어질 수 있는) 바닥 슬래브(302)상에 배치한 후에 측벽(303)을 주입함으로써, 격납용기(200)의 하부 영역(209)을 콘크리트 기초(301)에 완전히 내장시킬 수 있다. 기초 측벽(303)은, 일부 실시예에서, 입사된 발사체 충격(예컨대, 비행기 충돌 등)으로부터 격납용기-엔클로저 어셈블리(200-300)를 더욱 보호하기 위하여, 그레이드 아래(below grade)까지만 연장될 수 있다. 콘크리트 기초(301)는 상면도로 보았을 때, 다각형(예를 들어, 사각형, 육각형, 원형 등)을 포함하는 적절한 형상을 가질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

일실시예에서, 격납용기(200)의 무게는 주로 격납용기(200)가 놓여지는 바닥 슬래브(302)에 의해 지지되며, 격납용기 엔클로저(300)는 콘크리트 기초(301)의 측벽(303) 상부에 형성된 베이스 매트(304)에 의해 지지될 수 있다. 이와 다른 적절한 격납용기 및 격납용기 엔클로저(CES) 지지 구조가 이용될 수 있다.

도 1 내지 도 15를 계속 참조하면, 격납용기 구조(200)는 외경(outer diameter)(D1)을 정의하는, 원형 횡단면을 가지는 중공 원통형 셸(204), 상부 헤드(top head)(206) 및 바닥 헤드(bottom head)(208)를 포함하는 기다란 용기(202)이다. 일 실시예에서, 격납용기(200)(즉, 셸(shell)과 헤드(head)들)는 적절한 강도와 연성의 금속판 및 봉재(예를 들어, 저탄소강)로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 저탄소강 셸(204)은 적어도 1인치(inch)의 두께를 가질 수 있다. 그 밖의 적절한 금속 물질에는 다양한 금속 합금이 포함될 수 있다.

상부 헤드(206)는, 상부 헤드의 바닥이나 하부 끝단에 배치된 제1 환형 플랜지(anular flange)(212)와 셸의 천정이나 상부 끝단에 배치된 제2 환형 짝플랜지(mating annular flange)(214)를 포함하는 플랜지 이음(flanged joint)(210)을 통해, 셸(204)에 부착될 수 있다. 플랜지 이음(210)은 볼트 이음(bolted joint)일 수 있고, 이는 이웃하는 플랜지(212,214) 사이에 만들어지는, 원주방향으로 연장되는 환형 밀봉 용접(annular seal weld)을 가지는 조립 이후에, 더 밀봉 용접된다.

격납용기(200)의 상부 헤드(206)는, 구조적 강도를 더하기 위하여(즉, 내부 압력 유지 및 외부 충격 저항), ASME(American Society of Mechanical Engineers) 돔 형상의 플랜지로 되고, 움푹 들어간 헤드일 수 있다. 하지만, 편평한(flat) 상부 헤드를 포함하는 다른 가능한 구성이 이용될 수 있다. 바닥 헤드(208)는 이와 유사하게 돔 형상의 움푹 들어간 헤드일 수 있고, 다른 가능한 실시예에서는 이와 달리 편평할 수 있다. 일 실시에의 격납용기 건설에서는, 바닥 헤드(208)가 셸의 직경에 매칭하는 헤드의 통합 스트레이트 플랜지(straight flange, SF) 부분을 통하여, 셸(204)의 끝단이나 하부 영역에 직접적으로 용접될 수 있다. 일 실시예에서, 격납용기(200)의 바닥은 리브 지지 스탠드(ribbed support stand)(208a) 또는 바닥 헤드(208)에 부착된 유사한 구조를 포함할 수 있어서, 콘크리트 기초(301)의 슬래브(302) 위에서 격납용기의 안정화를 돕고, 높이를 지지하게 하며, 이는 여기서 더 설명하기로 한다.

일 실시예에서, 격납용기 셸(204)의 꼭대기부(top portion)(216)는 격납용기 내부로, 장비, 연료 등을 이동시키기 위한 원형 천정 크레인(polar crane)(미도시)을 수용하고 이를 지지하기 위한 하우징(housing)을 형성하는, 셸의 직경 방향으로 확장된 부분(diametrically enlarged segment)일 수 있다. 이는 격납용기의 주변부 바로 안으로 크레인을 접근시키고, 격납용기 구조를 컴팩트하게 만드는 격납용기(200)의 주변부에 바로 가까이 장비를 위치시킬 수 있게 된다. 따라서, 어떤 구성에서는, 격납용기(200)의 그레이드 상부 영역이 버섯 형상(mushroom-shaped)의 구조와 유사할 수 있다.

가능한 일 실시예에서, 격납용기(200)의 확장된 꼭대기부(216)는, 격납용기 셸(204)의 인접한 하부 영역(lower portion)(218)의 나머지의 외경(D1)보다 큰 외경(D2)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 꼭대기부(216)는 셸(204)의 하부 영역(218)의 직경(D1)보다 큰, 대략 10피트(feet)의 직경(D2)을 가질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 셸(204)의 꼭대기부(216)는 원형 천정 크레인에 작업 간격을 허용하기 위해 선택된 적절한 높이(H2)를 가질 수 있고, 이는 격납용기(200)의 전체 높이(H1)의 50%보다 작을 수 있다. 일 실시예에서는, 전체 높이(H1)가 200피트(feet)인 격납용기에 대비해, 대략 상부 10피트(feet)의 격납용기(200)(H2)가 확장된 직경의 꼭대기부(216)로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 격납용기(216)의 꼭대기부(216)는, 격납용기의 상부 헤드(206)에 플랜지 연결된 플랜지(204)와 함께 상부 끝단에서 연장이 중단될 수 있다.

일 실시예에서, 격납용기(200)의 직경 방향으로 확장된 상부 영역(216)은 (실질적으로) 방사형 간격이나 제2 환형체(secondary annulus)(330)를 제공하기 위하여, 격납용기 엔클로저 구조체(300)의 내경(inside diameter)(D3)보다 작은 직경(D2)을 가질 수 있다(도 4 참조). 이는 격납용기 엔클로저 구조체에 발사체 충격이 발생하는 경우, 격납용기 엔클로저 구조체(300)와 격납용기 꼭대기부(216) 사이에 버퍼 영역(buffer region) 혹은 쿠션 공간(cushion of space)을 제공한다. 나아가, 환형체(330)는, 여기서 더 설명하는 바와 같이, 제1 환형 공간(primary annulus)(313)(격납용기 엔클로저 구조체(300)와 격납용기(200)의 셸들 사이)과, 격납용기 엔클로저 구조체 돔(316)과 격납용기(200)의 상부 헤드(206) 사이의 헤드 공간(head space)(318)과의 사이에, 증기 및/또는 공기가 격납용기 엔클로저 구조체로부터 환기되도록 유로(flow path)를 더욱 현저히 형성한다. 따라서, 제2 환형체(330)는 제1 환형체(313) 및 헤드 공간(318)과 유체 소통을 이루며, 차례로 돔(316)을 관통하는 통풍구(vent)(317)와 유체 소통을 이룬다. 일 실시예에서, 제2 환형체(330)는 제1 환형체(313)보다 더 작은 (실질적으로) 방사상의 폭을 가진다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 격납용기 엔클로저 구조체(300)는, 2개의 (실질적으로) 방사상으로 이격되고, 동일한 중심을 가지는 셸(310(내측)과 311(외측))들로 이루어지고, 내측 및 외측 셸(310,311) 사이의 환상(annular) 공간에 설치된 무근 혹은 철근 콘크리트(plain or reinforced concrete)(312)를 가진 측벽(320)을 가지는 이중벽 구조일 수 있다. 동일한 중심을 가지는 셸들(310,311)은, 예를 들어 즉시 용접될 수 있는(예:저탄소강) 연성 금속판(ductile metallic plates)과 같은 강도 있는 적절한 재질로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다양한 합금을 포함하는 다른 적절한 금속 물질이 이용되어도 무방하다. 일 실시예에서, 이중벽 격납용기 엔클로저 구조체(300)는, 여객기로부터의 충돌과 같은 고에너지 비행체 충격을 견딜만한 능력을 보장하는 6피트(feet) 이상의 두께를 가지는 콘크리트(312)를 가질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

격납용기 엔클로저 구조체(300)는 격납용기(200)를 감싸며, 셸(204)로부터 (실질적으로) 방사상으로 이격되어 있어, 제1 환형체(313)를 형성한다. 일 실시예에서, 환형체(313)는 격납용기(200) 내부에서 열에너지 방출 사고가 일어나는 경우, 격납용기(200)로부터 열을 흡수해 소멸시키는 히트 싱크(heat sink)를 형성하기 위해, 물로 채워질 수 있다(즉, 환형 저수조). 일 실시예에서는, 바람직하게, 물로 채워진 환형 저수조는 콘크리트 기초(301) 위에 놓여진 격납용기 셸(204)의 상부 영역들의 직경을 따라, 원주상으로 360도 완전 연장된다. 도 4는 도면을 명확히 하기 위해, 외측의 (실질적으로) 방사상의 핀(221)들을 제외한, 물로 채워진 환형체(313)의 단면도를 보여준다. 일 실시예에서, 환형체(313)는, 격납용기 셸(204)과 격납용기 엔클로저 구조체의 내측 셸(310) 사이에 환형의 냉각수 저수조를 형성하기 위해, 베이스 매트(304)의 바닥 끝단(314)에서부터, 격납용기 엔클로저 구조체(300)의 중심이 동일한 셸(310,311)들의 대략 상부 끝단(315)까지, 물로 채워져 있다. 몇몇 실시예에서는, 이러한 환형 저수조가 알루미늄, 스테인리스강 혹은 부식 방지를 위한 적절한 보호재와 같은 적절한 내부식성 물질의 막이 형성되거나 코팅될 수 있다. 대표적인 실시예로, 환형체(313)는 대략 10피트(feet) 너비에 대략 100피트(feet) 높이일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

일 실시예에서, 격납용기 엔클로저 구조체(300)는 비행체 충격이나 그 밖의 입사 투사물에 대항하여, 이를 강화하기 위하여 적절한 두께를 가지고 보강된 강철 돔(dome)(316)을 포함한다. 돔(316)은 튼튼한 플랜지 이음(flanged joint)에 의해 셸(310,311)에 대하여 제거 가능하게 고정된다. 일 실시예에서, 격납용기 엔클로저 구조체(300)는 그레이드 상부(above grade)로 노출된 모든 부분이 격납용기 엔클로저(300)에 완전히 둘러싸이며, 이는 격납용기(200)를 둘러싸는 환형체(313) 내의 수체(water mass)의 구조 보전을 유지하도록, 비행체 위험이나 이와 비견할만한 발사체로부터 격납용기(200)를 보호할 수 있도록 충분한 높이를 갖는 것이 바람직하다. 일실시예에서는, 도시된 바와 같이, 격납용기 엔클로저(CES)(300)가 그레이드 아래(below grade)에서 상부 베이스 매트(304)까지 상당한 부분의 거리만큼 연장된다.

격납용기 엔클로저 구조체(300)는, 수증기가 대기 중으로 흘러 빠져나가는 것을 허용하기 위하여, 돔(316) 하부의 헤드 공간(318)과 물로 채워진 환형체(313)에 유체 소통(fluid communication)되는 적어도 하나의 비 보호된(rain-protected) 통풍구(vent)(317)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 통풍구(317)는 돔(316)의 중심에 위치할 수 있다. 다른 실시예에서는, 돔(316) 주위에 (실질적으로) 방사상으로 서로 이격된 복수의 통풍구가 구비될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 통풍구(317)는 일실시예에서, 통풍구(317)는 증기(steam)가 격납용기 엔클로저 구조체(300)로부터 빠져나가는 것을 허용하지만 물의 유입은 최소화하는 다른 적절한 구성의 레인 후드(rain hood)로 커버된, 파이핑의 단구간(short section)에 의해 형성될 수 있다.

몇몇 가능한 실시예에서, 돔(316)과 격납용기(200)의 상부 헤드(206) 사이의 헤드 공간(318)은 충돌(낙하)하는 충격체(예를 들어, 항공기 등)로부터 격납용기 엔클로저 구조체 돔(316)에 가해지는 충격 부하를 최소화하기 위한 구조 혹은 에너지 흡수재(energy absorbing material)로 채워질 수 있다. 일 실시예에서, 헤드 공간의 전체 혹은 일부에, 돔(316)에 가해지는 충격력 흡수와 소멸을 돕는 크럼플 존(crumple zone)을 형성하기 위해, 높낮이가 있거나 굴곡이 있는, 변형 가능한 다수의 알루미늄 판이 빽빽히 채워질 수 있다.

도 1 내지 도 5, 도 8 내지 도 17을 먼저 참조하면, 베이스 매트(304) 아래에서 콘크리트 기초(301) 안에 매장된 격납용기(200)의 부분은 외부 구성들을 갖지 않는 그대로의 셸(204)일 수 있다. 하지만, 베이스 매트(304) 위의 격납용기 셸(204) 영역은, 격납용기-엔클로저 어셈블리(200-300)의 수직축(VA)에 축방향으로 (실질적으로) 평행한, 기다란 외측 방향의 (실질적으로) 방사상인, 복수의 리브(rib) 또는 핀(fin)(220)들을 포함할 수 있다. 외부 길이방향 핀(external longitudinal fin)(220)들은 격납용기 셸(204)의 둘레를 따라 원주상으로 이격되고, 격납용기로부터 (실질적으로) 방사상으로 외측 방향을 향해 연장된다.

리브(220)들은 다수의 유리한 기능을 제공한다: (1)격납용기 셸(204)을 강화하고, (2)지진 발생시 히트 싱크 공간(313) 내의 물의 과도한 슬로싱(sloshing)을 방지하며, (3)셸(204)을 통한 전도에 의해 흡수된 열을 환형체(313)의 환경으로 소멸시키는 열 전달 "핀"들로 작용한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 일 실시예에서, 열교환 효과를 최대화하기 위해, 길이방향 핀(220)들은, 여기서 더욱 설명되는 바와 같이, 격납용기(200)로부터 저수조로 열을 전달하기 위해, 격납용기(200)의 효율적인 열 전달면(즉, 콘크리트 기초에 매장되지 않은 부분)을 커버하는 물로 채워진 환형체(313)의 실질적으로 전체 높이까지 수직으로 연장된다. 외부 길이방향 핀(220)들은 격납용기(200)의 더 큰 직경의 꼭대기부(216)의 바닥이나 그 아랫면에 근접하거나, 거기에서 연장이 끝나는 상부 수평단(upper horizontal end)(220a), 및 콘크리트 기초(301)의 베이스 매트(304)에 근접하거나, 거기에서 연장이 끝나는 하부 수평단(lower horizontal end)(220b)을 가진다. 일실시예에서, 외부 길이방향 핀(220)들은 격납용기(200)의 셸(204)의 전체 높이의 절반보다 크거나 같은 높이(H3)를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 길이방향 핀(220)들의 상부 수평단(220a)은 격납용기(200)나 다른 구조에 영구적으로 부착(예를 들어, 용접)되지 않은 자유단(free ends)이다. 길이방향 핀(220)들의 하부 수평단(220b)의 적어도 일부는, 길이방향 핀(220)들의 무게를 견디고, 길이 방향의 리브-셸 용접에 가해지는 스트레스를 최소화하는 것을 돕기 위하여, 격납용기 셸(204)의 외표면(exterior surface)에 용접된 수평 원주 리브(horizontal circumferential rib)(222)에 인접하게 접촉하여 그 위에 놓일 수 있다. 원주 리브(222)는 고리 형상(환형)이고, 격납용기 셸(204)의 둘레를 따라 360도 완전히 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 원주 리브(222)는 길이방향 핀(220)들의 부하를 콘크리트 기초로 전달하는, 콘크리트 기초(301)의 베이스 매트(304) 위에 올려져 위치될 수 있다. 길이방향 핀(220)들은 원주 리브(222)의 바깥 둘레 가장자리(outer peripheral edge)를 넘어 바깥으로 돌출되는 측면 길이(lateral extent) 혹은 폭을 가질 수 있다. 따라서, 이와 같은 실시예에서, 각 리브(220)의 하부 수평단(220b)의 내부 영역만 원주 리브(222)와 접촉한다. 다른 가능한 실시예에서는, 원주 리브(222)가 각 세로 리브(220)의 실질적으로 전체의 하부 수평단(220b)이 원주 리브(222) 상에 놓이도록 충분히 바깥으로 멀리, (실질적으로) 방사상으로 연장될 수 있다. 하부 수평단(220b)은 몇몇 실시예에서, 길이방향 핀(220)들을 더욱 경직시키고 강화하도록 원주 리브(222)에 용접될 수 있다.

외부 길이방향 핀(220)들은 강철(예를 들어, 저탄소강) 혹은 격납용기 셸(204)의 외측으로, 길이방향으로 연장된 측면 중 한쪽에 각각 용접되는 합금을 포함하는 다른 적절한 금속 물질들로 이루어질 수 있다. 각 리브(220)의 길이방향으로 연장된 측면 중 다른 쪽은, 방열 핀들로 동작하는 리브들의 열전달면을 최대화하기 위하여, 격납용기 엔클로저 구조체(300)의 내측 셸(310)의 내부에 근접하여 놓여지되, 바람직하게는 영구적으로 고정되지 않는다. 일 실시예에서, 외부 길이방향 핀(220)들은 도시된 바와 같이, 격납용기(200)의 더 큰 직경의 꼭대기부(216)를 넘어서 바깥 방향으로 (실질적으로) 방사상으로 연장된다. 대표적인 실시예에서는, 강철 리브(220)들이 대략 1인치(inch)의 두께를 가질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 적절한 두께의 리브가 적절히 이용될 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서 리브(220)는 리브의 두께의 10배 이상의 방사상 폭(radial width)을 갖는다.

일 실시예에서, 길이방향 핀(220)들은, 도 2, 도 3 및 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 격납용기 셸(204)에 대해 경사각(oblique angle)(A1)이 있는 방향성을 가진다. 이러한 방향성은 외부 격납용기 엔클로저 구조체(300)와 협력하여, 발사체 충격에 대해 더 나은 저항력을 갖도록, 격납용기(200)의 둘레를 따라 360도 연장되는 크럼플 존을 형성한다. 따라서, 격납용기 엔클로저 구조체 셸(210,211)의 내측 변형을 일으키는 충격이 길이방향 핀(220)들을 구부리게 되며, 이 과정에서 충격력을 직접 전달하지 않고 분산시키거나, 리브들이 격납용기 셸(204)에 대해 90도의 방향성을 가지는 경우 일어날 수 있는 내부 격납용기(200)의 파열을 일으키지 않고 충격력을 분산시킬 것이다. 다른 가능한 실시예에서는, 격납용기 엔클로저 구조체(300) 및 다른 요소들의 구조에 따라, 리브(220)들이 격납용기 셸(204)에 대해 수직으로 배열되는 것이 더욱 적절할 수도 있다.

일 실시예에서, 격납용기(200)는 선택적으로, 셸(204)의 내표면에 부착된, 원주상으로 이격된 내측의 (실질적으로) 방사상인 복수의 핀(221)들을 포함할 수 있다(도 2 및 도 3에 점선으로 표시됨). 내측 핀(221)들은 격납용기 셸(204)로부터 안쪽으로 (실질적으로) 방사상으로 연장되고, 적절한 높이의 수직 방향으로 세로로 연장된다. 일 실시예에서, 내측 (실질적으로) 방사상인 핀(221)들은 물로 채워진 환형체(313)의 높이와 실질적으로 동일한 높이를 가질 수 있고, 베이스 매트(304)로부터 실질적으로 셸(204)의 꼭대기까지 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 내측 핀(221)들은 격납용기 셸(204)에 대해 실질적으로 수직(즉, 90도)으로 편향될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 적절한 각도와 경사각이 이용될 수 있다. 내측 핀들은 가능한 열전달면 영역을 확장하는 동시에, 격납용기 가압 사고(예를 들어, LOCA나 원자로 긴급정지)의 경우에, 격납용기(200) 내의 내부 압력 증가나 외부 충격(예를 들어, 발사체)에 대해, 격납용기 셸을 구조적으로 강화하는 기능을 한다. 일 실시예에서, 내측 핀(221)들은 강철로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

도 1 내지 도 15를 참조하면, 셸(204) 상부에서 (실질적으로) 방사상의 외팔보 형상(cantilevered)의 주변 측면(peripheral sides)을 가지는, 격납용기(200)의 직경면에서 더 큰 꼭대기부(216)의 지지를 돕기 위하여, 복수의 수직 구조 지지대(331)가 격납용기 셸(204)의 외표면에 부착될 수 있다. 지지대(331)는 격납용기 셸(204)의 둘레를 따라 원주상에서 서로 이격된다. 일 실시예에서, 지지대(331)은 강철의 속이 빈 구조를 갖는 부재로 이루어지고, 예를 들어, 단면(즉, 구조 채널들)으로 봤을 때 C-형상 부재이며, 이는 격납용기 셸(204)의 외표면에 용접될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 이 채널들의 두 개의 평행한 레그(leg)는 연속 용접이나, 스티치 용접과 같은 간헐적인 용접을 사용하여, 각 지지대(331)의 높이를 따라, 격납용기 셸(204)에 수직으로 용접될 수 있다.

*도 11 내지 도 15는 격납용기(200)의 다양한 단면(종단면 및 횡단면)을 그 안에 보여지는 장치와 함께 보여준다. 일 실시예에서, 격납용기(200)는 홀텍 인터내셔널의 SMR-160과 같은 소형 모듈형 원자로(small modular reactor)(SMR)의 일부일 수 있다. 이 장치는 일반적으로 원자로 노심(reactor core)을 갖고, 수조(wet well)(504)에 배치된 1차 냉각재(primary coolant)를 순환시키는 원자로 용기(nuclear reactor vessel)(500)와 랭킨 발전 사이클(Rankine power generation cycle)의 일부를 형성할 수 있는 2차 냉각재(secondary coolant)를 순환시키고 원자로에 유체적으로 연결된(fluidly coupled) 증기 발생기(steam generator)(502)를 포함할 수 있다. 그 외의 부속물이나 장비들이 완벽한 증기 발생 계통(steam generating system)을 형성하기 위해 구비될 수 있다.

이제, 도 2, 도 3, 도 16 및 도 18을 먼저 참조하면, 격납용기(200)는 격납용기 셸(204)의 둘레를 따라 원주상으로 이격된 복수의 내부 세로관(internal longitudinal duct)(341)들을 포함하는 보조 방열 계통(auxiliary heat dissipation system)(340)을 더 포함할 수 있다. 내부 세로관(341)들은 세로축(VA)에 평행하게 수직으로 연장되고, 일 실시예에서는, 셸(204)의 내표면에 부착된다. 내부 세로관(341)들은 강철과 같은 금속으로 이루어질 수 있고, 셸(204)의 내부에 용접될 수 있다. 가능한 구성으로, 내부 세로관(341)들은 실링된 수직 흐름관(sealed vertical flow conduit)을 정의하기 위해, 채널들의 평행 레그(leg)들이 전체 높이에 대해, 셸(204)에 각각 심 용접(seam weld)되도록 위치된, 수직 방향성을 가지는 C-형상의 구조 채널들(단면상으로)이 구비될 수 있다. 다른 적절한 형상과 구조의 관들이, 열을 물로 채워진 환형체(313)로 전달하기 위하여, 관들 내에서 운반되는 유체가 내부의 격납용기 셸(204)의 적어도 일부에 접촉하도록 구비될 수 있다.

관(341)들의 배치나 개수는 관들을 통하여 흐르는 유체를 냉각시키기 위해 요구되는 열교환면적에 따라 적절히 구비될 수 있다. 관(341)들은 격납용기 셸(204)의 내부에, 균일 혹은 불균일하게 이격될 수 있고, 몇몇 실시예에서는, 관들이 그룹화된 클러스터(cluster)가 격납용기 주위에서 원주상으로 분포될 수 있다. 관(341)들은 관들에 의해 운반되는 유체의 유동율(flow rate) 및 열 전달 사항(heat transfer considerations)에 따라, 적절한 단면적을 가질 수 있다.

관(341)들의 개방 상단(upper end) 및 하단(lower end)(341a,341b) 각각은 공통적인 상부의 유입 링 헤더(inlet ring header)(343) 및 하부의 유출 링 헤더(outlet ring header)(344)에 유체적으로 연결된다. 고리 형상의 링 헤더들(343,344)은, 제1 환형체(313) 내의 외부 길이방향 핀(220)들을 가지는 격납용기의 부분들에 의해 경계가 규정되는 능동적 열 전달 영역(active heat transfer zone)의 격납용기의 셸(204)과 관(341)들 내부에서 수직으로 흐르는 유체 사이의 열 전달을 최대화 하기 위해, 수직으로 서로 이격되어 있고, 격납용기(200)의 내부의 적절한 높이에 위치한다. 열 전달을 위하여, 물로 채워진 제1 환형체(313)를 이용하면, 상부 및 하부의 링 헤더들(343,344)은 환형체의 꼭대기와 바닥의 근처 혹은 이에 인접한 격납용기 셸(204)의 내부에 각각 개별적으로 위치할 수 있다.

일 실시예에서, 링 헤더들(343,344) 각각은, 도시된 바와 같은 방식으로, 격납용기 셸(204)의 내표면에 직접적으로 용접되는 강철 파이프의 절반 영역에 의해 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 링 헤더들(343,344)은 다른 적절한 수단으로, 셸(204)의 내부에 부착되고, 이에 의해 지지되는 활모양 곡선형의 파이프의 전체 영역에 의해 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 방열 계통(340)은 방사성 물질의 붕괴열을 방출하기 위하여, 격납용기(200) 내의 수체(water mass)로부터 발생할 수 있는 증기원(a source of steam)에 유체적으로 연결된다. 관(341)들에 의해 둘러싸인 격납 표면은, 외부 길이방향 핀(220)들 및 물로 채워진 환형체(313)를 통해 냉각시키기 위해, 관들 안의 증기의 잠재열(latent heat)을 격납용기(200)의 셸(204)로 전달하기 위한 열전달면으로서 기능한다. 작동 시에 증기는 유입 링 헤더(343)로 들어와서, 헤더를 관통하는 관(341)들의 개방 유입단들로 분산된다. 증기는 관(341)들로 들어가 격납용기 셸(204)의 내부의 높이를 따라 아래로 흐르고 액체로부터 증기로의 상변화를 겪는다. 응축된 증기는 덕트 내에서 중력에 의해 아래쪽으로 배출되어 하부 링 헤더(344)로부터 중력에 의해 증기의 공급원으로 귀환된다. 위의 과정에서 펌프는 포함되지 않거나 필요하지 않은 것에 유의해야 한다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 어떤 이유로 제1 환형체(313)에 저장된 물이 열적 원자로 관련 사고(예를 들어, LOCA 또는 원자로의 긴급정지) 중에 줄어드는 경우, 2차 또는 보충 수동형 공기 냉각 계통(backup passive air cooling system)(400)이 제공되어, 격납용기(200)의 자연 대류에 이한 공기 냉각을 시작한다. 도 8을 참조하면, 공기 냉각 계통(400)은 제1 환형체(313)에서 격납용기(200) 둘레를 따라 원주상으로 이격된 복수의 수직 유입 공기관(401)으로 이루어질 수 있다. 각 공기관(401)은 격납용기 엔클로저 구조체(300)의 측벽(320)을 관통하는 유입구(inlet)(402)를 포함하며, 외부 대기로 개방되어 주위의 냉각 공기를 끌어들인다. 유입구(402)는 바람직하게는, 격납용기 엔클로저 구조체의 측벽(320)의 상단 근처에 위치한다. 공기관(401)은 환형체(313) 내에서 수직 하방으로 연장되며, 기초의 베이스 매트(304) 위로 짧은 거리(예를 들어, 약 1피트)를 두고 종료되어, 공기가 관의 개방 바닥 끝단으로부터 새어나가도록 한다.

공기관(401)을 이용하여, 자연대류 냉각 기류 통로(natural convection cooling airflow pathway)가 환형체(313)와 연동하여 구축된다. 제1 환형체(313)의 냉각 저장수가 열 관련 사고 도중 증발에 의해 줄어드는 경우, 환형체 내부의 공기가 격납용기(200)에 의해 지속적으로 가열될 것이므로, 공기 냉각이 자연대류에 의해 자동적으로 시작된다. 가열된 공기는 제1 환형체(313)에서 상승하고, 제2 환형체(330)를 통과하고, 헤드 공간(318)에 진입하여 통풍구(317)를 통해 격납용기 엔클로저 구조체(300)의 돔(316)을 빠져 나온다(도 8의 방향흐름 화살표 참조). 상승하는 가열된 공기는 공기관(401)을 통해 외부의 공기를 아래로 끌어내리기에 충분할 만큼 제1 환형체(313)의 하단을 향하여 공기 압력의 감소를 가져오고, 이로 인해 가열된 격납용기(200)를 냉각시키는 자연공기 순환 패턴을 계속 형성할 수 있다. 유리하게는, 이 수동형 공기 냉각 계통 및 순환은 무한정 시간 동안 계속되어 격납용기(200)를 냉각시킬 수 있다.

제1 환형체(313)는 격납용기(200) 내부에서 생성된 열에 대한 궁극적인 히트 싱크의 역할을 하는 것을 유의해야 한다. 이 환형 저장조의 물 또한 본질적으로 동일한 온도에서 모든 크레인 수직 지지대(331)의 온도를 유지하는 역할을 하여 (앞서 설명한 대로), 격납용기(200)의 보다 큰 꼭대기부(216)에 장착되는 크레인 레일(rail)의 수평도를 항상 보장한다.

열교환기로서 원자로 격납시스템(100)의 운영은 도 19를 먼저 참조하여 간략하게 설명하기로 한다. 본 도면은 계통에 의해 실행되는 활성 열 전달 및 방출의 과정을 설명하는데 있어서, 명확하게 하기 위해, 본 명세서에 기재된 모든 부속물 및 구조 없이 원자로 격납 계통(100)을 단순화시킨 도식적 표현이다.

냉각재 상실 사고(LOCA)의 경우, 고 에너지 유체 또는 액체 냉각제(일반적으로 물일 수 있다)가 격납용기(200)에 의해 형성된 격납환경으로 유출된다. 상기 액체는 순간적으로 증기로 되며, 상기 증기는 격납용기 내부의 공기와 혼합되어 격납용기(200) 측벽 또는 셸(204)의 내면으로 이동한다 (격납용기의 셸은 환형체(313)의 물로 인해 보다 차가우므로). 그러면, 증기는 격납구조체금속으로 자신의 잠열을 상실함으로써 수직 셸 측벽 상에서 응축하며, 상기 격납 구조 금속은 차례로 길이방향 핀(220) 및 환형체 내의 셸(204)의 노출 부분을 통해 열을 환형체(313)의 물로 방출한다. 환형체(313)의 물은 가열되고 결국 증발하여, 환형체에서 상승하여 제2 환형체(330), 헤드 공간(318) 및 최종적으로 통풍구(317)를 통해 격납용기 엔클로저 구조체(300)로부터 대기중으로 나가는 증기를 형성한다.

환형체(313)의 저수조가 격납용기 환경의 외부에 배치되므로, 일부 실시 예에서 물의 증발 손실을 보상하기 위해, 사용 가능한 경우, 저장된 물은 외부수단을 사용하여 용이하게 보충될 수 있다. 하지만, 보충수가 제공되지 않거나 사용 가능하지 않은 경우, 환형체(313)의 물기둥의 높이가 내려가기 시작한다. 환형체(313)에서 수위가 내려감에 따라 격납용기(200) 또한 환형체에서 공기를 수위 위로 가열하기 시작하여, 상승하여 격납용기 엔클로저 구조체(300)로부터 수증기와 함께 통풍구(317)를 통해 배출되는 공기 중으로 열의 일부를 방출할 수 있다. 유입 공기관(401)의 개방된 바닥 끝단(예를 들어, 도 8 참조)이 흘수선 위로 노출되도록 수위가 충분히 하강하면, 외부의 신선한 주변 공기가 상기 설명한 바와 같이 공기관(401)으로부터 안으로 빨려 들어가 격납용기(200)를 지속적으로 냉각하는 자연대류 공기 순환 패턴을 시작한다.

일 실시예에서, 충분한 방열을 보장하는데 필수적이지는 않지만, 환형체(313)에 물 보충을 위하여 격납용기 엔클로저 구조체(300)를 통해 공급부(예컨대, 물 유입선)가 제공된다. 저장된 물이 일단 고갈(deplete)되면 격납용기가 모든 열을 공기 냉각만을 통해 방출할 수 있도록 격납용기(200)에서 생성된 붕괴열이 충분히 감쇄하도록 이 환형 저수조에 저장된 수체의 치수가 결정된다. 격납용기(200)는 바람직하게는 신속하게 열에너지를 방출함으로써 격납용기 내부의 (그 설계 한계 내에서) 증기혼합물의 압력과 온도를 제한하기에 충분한 열방출 능력을 갖는다.

발전소 정전이 발생한 경우, 노심은 강제로 “긴급 정지(scram)”로 들어가며, 수동형 노심 냉각 계통은 노심의 붕괴열을 여기서 이미 설명한 방열 계통(340)의 상부의 유입 링헤더(343)로 향하는 증기의 형태로 방출한다(예를 들어, 도 16 및 18 참조). 내부길이 방향 관(341)의 네트워크를 통해 아래로 흐르는 상기 증기는 방열관 내 둘러싸인 격납용기의 셸(204)의 내표면과 접촉하고, 격납 구조 금속으로 자신의 잠열을 상실함으로써 응축하며, 상기 격납 구조 금속은 차례로 길이방향 핀(220)에 의해 열전달이 지원되어 열을 환형체(313)의 물로 방출한다. 환형 저수조(제1 환형체(313))의 물은 가열되어 결국 증발한다. 격납용기(200)는 현열(顯熱)가열, 그리고 증발과 공기냉각의 조합, 그리고 최종적으로 본 명세서에서 설명된 자연대류 공기 냉각만으로 환형체로 열을 방출한다. 상술한 바와 같이, 원자로 격납 계통(100)은 일단 환형체(313)의 유효 저장수가 완전히 고갈되면, 공기 냉각만으로 붕괴열을 방출하기에 충분하도록 설계되고 구성된다.

상술한 두 개의 시나리오에 있어서, 대체적 수단들이 이용 가능하여 발전소가 다시 정상 상태로 될 때까지 방열이 무한 지속될 수 있다. 시스템이 무한적으로 작동하는 것뿐만 아니라, 어떠한 펌프의 사용이나 운영자의 개입 없이 완전히 수동적으로 작동한다.

기기 냉각수 계통

도 20 내지 도 25에 도시된 본 발명의 또 다른 관점에 따른 개선된 기기 냉각수 계통(600)이 제공된다. 기기 냉각수 계통(600)은, 일반적으로, 열교환기(610) 및 하나 이상의 기기 냉각수 펌프(601)를 포함하고, 이는 냉각을 위해 자연 수체로부터 원수(raw water)를 이용할 수 있는 기존의 일회 냉각 흐름 계통과 달리, 실질적으로 폐-재순환되는 냉각수 파이프 루프(636)를 통해 유체적으로 연결된다. 냉각수 파이프 루프(636)의 대부분은 원자로 격납용기(200) 및 격납용기를 둘러싸는 격납용기 엔클로저 구조체(300)의 외부 원자력 발전소에 위치할 수 있다(도 25 참조). 냉각수 파이프 루프(636)는 기기 냉각수 계통(600) 및 파이프 루프에 유체적으로 연결된 발전소 설비의 밸런스로(부터)(도 25 참조에서 CCW 박스로 도시됨) 가열되고 냉각되는 냉각수를 분배하거나 수집한다. 펌프(601)는 파이프 루프(636)와 열교환기(610)를 통하는 흐름을 구동시키기 위한 원동력을 제공한다. 펌프(601)는 요구되는 유동률 및 응용 조건을 위한, 적절한 흡입 및 배출 헤드를 갖는 다른 적절한 종류의 펌프(예를 들어, 원심(centrifugal) 펌프 등)일 수 있다. 다른 개수나 구조의 펌프(601)가 파이프 루프(636)를 통해 냉각수를 순환시키기 위해 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에서, 기기 냉각수 계통(600)은, (앞에서 설명한) 기기 냉각수 계통(600) 및 환형 저수조로/부터 열을 전달하는 기능성 열교환재나 히트 싱크로서, 유리하게는, 내부 격납용기(200)와 외부 격납용기 엔클로저 구조체(300) 사이에 형성된, 물로 채워진 환형체(313) 안의 물을 이용한다(바꿔 지칭하면, 환형 저수조(313)). 따라서, 본 실시예에서, 열교환기(610)는 저수조로 열을 직접 전달하기 위하여, 환형 저수조 내에 담겨/잠겨서, 물리적으로는 그 내부에 위치할 수 있다. 일반적으로, 냉각수 파이프 루프(636)는, 여기서 설명하는 바와 같이, 냉각을 위한 발전 설비 및 환형 저수조(313) 사이의 폐루프 흐름 안에서 기기 냉각수를 재순환시킨다.

도 24를 먼저 참조하면, 기기 냉각수 계통(600)의 열교환기(610)는 셸이 없는 열교환기이고, 이는 양단이 채널(613)에 인접하여 형성된 튜브 시트(612)에 부착된 복수의 U자 형상 열전달 튜브(620)를 포함하는 기다랗고 수직 방향인 채널업 U자 튜브 번들(channel-up U-tube bundle)(611)을 포함한다. 채널(613)은 수직 칸막이판(vertical partition plate)(616)에 의해 유입 챔버(inlet chamber)(614)와 유출 챔버(outlet chamber)(615)로 분리될 수 있는 내부 공간을 정의한다. 유입/유출 챔버(614,615)의 하부는 시트(612)의 상측에 의해 형성된다. 유입/배출 챔버(614,615)의 상부는 제거 가능하게 채널(613)의 상단부에 부착된 상부 커버(top cover)(618)에 의해 폐쇄된다.

열교환기(610)는 채널(613)의 측벽을 통과하여 유입 챔버(614)에 유체적으로 연결되는 유입 노즐(inlet nozzle)(630)과, 채널의 측벽을 통과하여 유출 챔버(615)에 유체적으로 연결되는 유출 노즐(outlet nozzle)(631)을 포함한다. 유입 및 유출 노즐(630,631)은, 일 실시예에서, 채널(613)의 서로 반대편에 위치할 수 있지만, 다른 적절한 배치도 가능하다. 유입 및 유출 노즐(630,631)은 열교환기(610)를 기기 냉각수 계통(600)의 유입 냉각수 파이프(632)와 유출 냉각수 파이프(633)에 유체적으로 연결한다. 유입 및 유출 냉각수 파이프(632,633)는 차례로, 기기 냉각수 계통(600)의 폐-냉각수 파이프 루프(636)에 유체적으로 연결된다(도 25 참조). 일 실시예에서, 유입 및 유출 노즐(630,631)은 유입 및 유출 냉각수 파이프(632,633)의 양단에 형성되는 짝 플랜지로의 연결을 위해 플랜지로 되어 있을 수 있다. 노즐과 파이프 사이의 플랜지 이음(617)은, 일 실시예에서, 볼트 결합일 수 있고, 다른 실시예에서는 용접될 수 있다. 하지만, 유입 및 유출 냉각수 파이프(632,633)는 플랜지를 사용하지 않고, 유입 및 유출 노즐(630,631)에 직접적으로 용접될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 다른 적절한 종류의 유체 연결 방식이 이용될 수 있다.

유입 및 유출 냉각수 파이프(632,633)는, 어떤 실시예에서는, 외부 격납용기 엔클로저 구조체(300)를 통해 형성된 적절한 구성의 관통부(635)를 통해 연장되도록 배치될 수 있다(도 22 참조). 관통부(635)는 냉각수 파이프가 열교환기(610)의 유입 및 유출 노즐(630,631)와 연결되도록 허용하는 적절한 높이에 위치할 수 있다. 파이프는 적절한 금속재 혹은 비금속재의 파이프일 수 있다.

일 실시예에서, 상부 커버(618)를 채널(613)에 제거 가능하게 고정시키기 위해 볼트 플랜지 이음(617)이 이용될 수 있다. 하지만, 상부 커버(616)를 채널(613)에 부착시키는데 다른 적절한 방식이 이용될 수도 있다. 상부 커버(616)는 채널(613)의 누출방지 엔클로저를 제공하며, 수밀 연결(water-tight connection)을 형성하기 위한 적절한 가스켓 및/또는 시일을 포함할 수 있고, 이는 당업자에게 잘 알려져 있을 것이다. 바람직하게는, 칸막이판(616)이 상부 커버(618)의 하부와 튜브 시트(612)에 시일을 형성하고 체결하도록 구성되고 배치될 수 있다. 이는 칸막이판(616)을 두고 서로 반대측에 있는 유입 챔버(614)와 유출 챔버(615) 사이에서 냉각수의 누출을 막거나 최소화하기 위한 것이다. 한 가지 가능한 방법으로, 칸막이판(616)은 튜브 시트(612)의 상측에 고정적으로 용접될 수 있는 선형 하부단 또는 가장자리를 가질 수 있고, 상부 커버가 채널(613) 상에 장착될 때, 적절한 가스켓 및/또는 시일을 통해 상부 커버(618)의 하단에 제거 가능하게 체결될 수 있는 선형 상부단 또는 가장자리를 가질 수 있다. 제거 가능한 상부 커버(618)는 누출 튜브를 플러깅하거나, 비파괴적 검사를 수행하거나, 튜브 시트와 튜브를 조사하거나, 그 외 목적을 위하여, 채널 내부의 튜브 시트(612)로 접근할 수 있게 만든다.

일반적으로 도 20 내지 도 25를 참조하고, 특히, 도 24를 참조하면, 일 실시예에서, 열교환기(610)는 셸이 없는 열교환기일 수 있고, 그 안에서 U자 형상 튜브(620)는 내부 격납용기(200) 및 외부 격납용기 엔클로저 구조체(300) 사이에 형성된 원자로 격납 계통(100)의 물로 채워진 환형체(313) 내에 직접 담기거나 잠기기 위하여, 둘러싸이지 않고 노출된다. 튜브(620)는 각각 2개의 직선부(621)와, 튜브 시트(612)의 반대측 멀리 배치된 U자 형상 굽힘부(622)를 포함한다. 각각의 튜브(620)는, 튜브 시트(6123)를 통해 유입 챔버(614)로 연결되는 직선부(621)의 제1 끝단(623)과 튜브 시트를 통해 유출 챔버(615)로 연결되는 직선부의 제2 끝단(624)을 갖는다. 일 실시예에서, 튜브 끝단에 인접한 튜브(620)의 끝단 영역은 튜브 시트(612) 내에 형성된 구멍들을 통해, 아래에서 튜브 시트의 상부측으로 수직으로 완전히 연장될 수 있다. 튜브는 용접이나, 튜브 시트의 튜브 끝단 영역의 폭발 확관(explosive expansion) 혹은 이미 알려진 다른 방식을 포함하는 적절한 수단에 의해 튜브 시트(612)에 고정될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

U자 형상 튜브(620)는 의도되는 적용이나 다른 기술적 고안의 열교환율 요구 조건에 따라, 아무것도 포함하지 않을 수 있지만, 핀(fin)(예를 들어, 원심형 혹은 나선형)을 선택적으로 포함할 수 있다. 튜브(620)는 알루미늄 클래드에 부착된 알루미늄나 강철 튜브나 고체 스테인리스강 튜브 시트(612)와 같은 유철 혹은 비철 금속 또는 금속 합금으로 이루어질 수 있다. 바람직하게, 튜브(620)는 부식 방지 용으로 선택될 수 있다. 튜브(620)는 적절한 외경 및 벽두께를 가질 수 있다.

도 20 내지 도 25를 참조하면, 열교환기(610)가 내부 격납용기(200)를 둘러싸는 물로 채워진 환형체(환형 저수조)(313) 내에 설치된 것으로 도시되어 있다. 환형 저수조 내의 물은, 물을 휘저어 조류(algae)의 성장을 방지하는 환형체(313)로부터 물을 빨아들여 다시 회수시키는, 저장수 재순환 계통(662)(도 23 참조)의 재순환 펌프(663)에 의해 잠잠하지 않은 상태에 놓인다. 또한, 이러한 펌프들은 저수조의 청결을 유지하기 위해, 지속적으로 저수조의 물을 필터링하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 환형 저수조(313) 내의 물의 이동은 증발의 촉진을 도모하는데, 이는 원자로가 정상 동작하는 동안, 저수조 내에 잠긴 열교환기(610)를 통해, 기기 냉각수 계통의 냉각수로부터 열을 제거하거나, 위에서 설명된, LOCA 열 에너지의 제거와 같은 모든 냉각 기능을 돕는다.

일 실시예에서, 열교환기(610)는, 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, (적절한 내진성을 갖는) 물로 채워진 환형체(313) 안에서 부유하고 있고, (U자 형상 굽힘부(622)로 정의되는) 튜브 번들(611)의 하부 끝단은 수직 거리(V1)를 갖고 환형 저수조의 하부(bottom)(642) 위로 이격하여 위치될 수 있다. 일 실시예에서는, 환형 저수조 내의 (아래에서 설명되는) 구조적 부재에 연결될 때, 채널의 이동을 제한하기 위하여, 열교환기(610)가, 바람직하게는 튼튼한 방식으로 채널(613)에 부착된, 방사형으로 연장되는 하나 이상의 앵커(anchor)나 지지부(support)(640)를 포함한다. 이러한 구조는 채널(613)을 고정시키되, 유리하게는, 기기 냉각수 계통(600)이 동작하는 동안, 튜브(620)를 흐르는 기기 냉각수의 온도 변화에 따라 튜브(620)들이 가열되거나 냉각되면서, 채널(613)의 관점에서 억제되지 않는 방식으로, 튜브 번들(611)의 수직 길이 방향의 자유로운 신장이나 팽창을 허용한다. 일 실시예에서, 지지부(640)는 수평판과 채널(613)이 측면 사이에 용접된 수직 거싯판(vertical gusset plate)에 의해 보강된, 수평 방향의 구조적 강철판으로 이루어질 수 있다. 열교환기 지지부(640)의 다양한 변형이나 구성이 가능하고 이용될 수 있다.

지지부(640)는 물로 채워진 환형체(313) 안에서 격납용기-엔클로저 어셈블리(200-300)에 다양한 방법으로 장착될 수 있다. 일 실시예에서, 지지부(640)는 물로 채워진 환형체(313) 안에 위치한 대응 구조 스탠드(structural stand)(641)에 볼트 결합되거나 용접되고, 격납용기-엔클로저 어셈블리(200-300)에 부착될 수 있다. 다양한 실시예에서, 스탠드(641)는, 도시된 바와 같이, 환형 저수조의 하부(642)로부터 위로 솟은 기둥형(pedestal-type)이거나, 외부 격납용기 엔클로저 구조체(300)의 강철 내측 셸(310)의 내표면으로부터 돌출된 외팔보(도 21의 641' 참조) 또는 이들의 조합일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 이와 다른 스탠드(641)의 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 스탠드(641)는 강철, 콘크리트 등의 적절한 물질 혹은 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 열교환기 지지부 및 스탠드는, 바람직하게는, 열교환기(610)를 지진에 안정적으로 물로 채워진 환형체(313) 내에 장착할 수 있도록 설계되고 배치된다.

도 20 내지 도 25를 참조하면, 열교환기(610)는 이격되어 인접하는 한 쌍의 핀(220)들 사이에서, 물로 채워진 환형체(313)에 형성되는 어느 하나의 베이(bay)(650)에서 적절한 위치에 매달려 배치된다. 일 실시예에 따른 방식에서는, 열교환기(610)가 환형 저수조의 하부(642)에 가까이 위치하여, 저수조로의 보충수 공급이 즉각 이루어질 수 없을 때 증발에 의해 환형체(313) 내의 수위가 떨어질 때의 긴급정지와 같은 상황 하에서 열교환을 가능한 길게 지속시킬 수 있게 된다.

일 실시예에서, 열교환기(610)가 장착되는 위치인 베이(650)는, 바람직하게는, 환형 저수조 재순환 파이프 계통(662)의 적어도 하나의 재순환 펌프(663)가, 노출된 튜브 번들(611) 주위의 수체를 휘젓기 위해 적절히 배치된 배출 스파저(discharge sparger)(664)를 통해 흐름을 전달하는 장소일 수 있다(도 23 참조). 이러한 방식은, 비교하면 상대적으로 유동 조건이 더욱 침체되는 다른 가능한 베이(650)의 위치와는 반대로, 열전달 성능을 향상시키기 위해 튜브들 사이에서 튜브들을 통한 흐름을 증진하기 위해 의도된 것이다. 재순환 펌프(663)는 적절한 위치에서 저수조와 유체적으로 연결된 유출 파이프(661)를 통해 환형 저수조(313)로부터 물을 끌어당기고, 저수조 안에 담긴/잠긴 스파저(664)에 유체적으로 연결된 유입 파이프(660)를 통해 물을 배출한다. 유입 및 유출 파이프(660,661)는, 어떤 실시예에서는, 외부 격납용기 엔클로저 구조체(300)의 측벽을 통과하여 형성된 적절한 관통부(635)를 통해 연장될 수 있다. 하지만, 다른 가능한 방식으로서, 유입 파이프는 측벽을 통과하지 않고서 환형 저수조(313)의 상부 등과 같은 장소들로부터 재순환수를 스파저(664)로 인도할 수 있다(예를 들어, 상부로부터 환형 저수조 안에서 수직 하방으로 이어지는 파이프로부터). 유출 파이프(661)는 스파저(664)를 수용하는 동일한 베이(650) 또는 그와 상이한 베이 내에서 적절한 장소에서, 환형 저수조(313)로부터 흡입(suction)을 수행할 수 있다.

재순환 펌프(663)는, 요구되는 유동률과 적용 조건들을 위한, 적절한 흡입 및 배출 헤드를 가지는 적절한 종류의 펌프(예를 들어, 원심 펌프)일 수 있다. 파이프는, 적절한 금속 혹은 비금속 파이프일 수 있다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 저수조 재순환 파이프 계통(662) 및/또는 스파저(664)가 구비될 수 있다.

도 21 및 도 23을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 일반적으로 스파저(664)는 적절한 공간을 두고 분리된 복수의 상방 유출공(outlet hole)(665)을 갖는, 수평으로 편향된 파이프 헤더로 형성될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 스파저(664)는 열교환 튜브 번들(611)의 수직 하방에 위치하고, 튜브 번들에서 재순환수를 상방으로 배출한다. 스파저(664)는 튜브 번들(611)의 하부 아래에서 적절한 거리를 두고 이격될 수 있다. 스파저는 상부 영역에서 저수조 물의 내부 상방 흐름을 형성시키고, 저수조로부터 보충수를 재순환 상방 흐름 패턴으로 끌어들이도록 돕는다. 여기에 설명된 교시에 따르는 다른 방식의 스파저의 구조도 가능하다.

몇몇 실시예에서, 열교환기(610)가 장착되는 베이(650)는, 저수조로부터 증발에 의해 잃어버린 물을 보충하기 위하여 "차가운" 보충수가 환형 저수조(313) 안으로 주입되는 장소일 수 있다. 열교환기(610)와 가까이 위치한 베이(650) 안으로의 내부 보충수 흐름은, 열 전달 성능 및 가열된 기기 냉각수 냉각을 향상시킨다. 도 23에 도시된 바와 같이, 보충수 계통(670)은, 환형 저수조(313)의 외부의 적절한 보충수 공급원으로부터 흡입을 수행하고, 유입 파이프(672)를 통해 환형 저수조로 보충수를 배출하는 보충수 펌프(makeup water pump)(671)를 포함할 수 있다. 유입 파이프(672)는, 스파저(6641)가 생성하는 흐름 패턴을 간섭하지 않되, 환형 저수조(313)에 담긴 물과 비교하여 대체로 더 차가운 물의 열 전달 성능 혜택을 받기 위해, 열교환기(610)에 충분히 가깝게, 베이(650)의 적절한 곳에 위치할 수 있다. 유입 파이프(672)는, 몇몇 실시예에서, 외부 격납용기 엔클로저 구조체(300)의 측벽을 통과하여 형성되는 적절한 관통부(635)를 통해 연장될 수 있지만, 다른 방식에서는, 유입 파이프가 측벽을 통과하지 않고 환형 저수조(313)의 상부와 같은 장소로부터 보충수를 유입시킬 수 있다(예를 들어, 환형 저수조 내에서 상부에서 수직 하방으로 이어지는 파이프로부터). 펌프(671)는, 요구되는 유동률 및 적용 조건을 위한 적절한 흡입 및 배출 헤드를 가지는 적절한 종류의 펌프(예를 들어, 원심 펌프 등)일 수 있다. 파이프(672)는 적절한 금속 혹은 비금속 파이프일 수 있다.

보충수와 관련한 "차가운"이라는 용어는, 일반적으로 환형 저수조가 아닌 외부 공급원으로부터 보충수가 획득된다는 사실을 지칭하는 상대적인 표현이고, 바람직하게는, 환형 저수조(313)에 담긴 물보다 대체로 낮은 온도를 가질 것이라는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 물의 일부를 원자로 용기에서 대기로 환기되는 수증기로 변환시키는 원자로 용기 안의 원자로 동작 때문에, 환형 저수조의 물은, 설명한 바와 같이, 대체로 주변보다 높은 온도를 갖게 된다. 특정 발전소 가동 조건하에서, 보충수는, 환형 저수조 내에서 교체되는 물보다 더 높거나 동일한 온도를 가질 수도 있을 것이다. 따라서, 여기서 "차가운"이라는 용어는 보충수 계통에 대한 더 나은 설명을 위한 목적으로만 이용되며, 이와 같은 용어에 한정되지 않는다.

원자로와 기기 냉각수 계통(600)의 정상 동작 모드에서, 기기 냉각수 펌프(601)에 의해 기기 냉각수 계통에 유체적으로 연결된 다양한 발전소 장비로부터 전달받은 가열된 물은, 냉각수 유입 파이프(632)를 통해 열교환기(610)로 펌핑된다(도 22, 24 및 25 참조). 가열된 냉각수는 유입 노즐(630)을 통해 열교환기(610)의 유입 챔버(614)로 흐른다. 이후, 가열된 냉각수는 튜브 번들(610)의 튜브 시트(612)와 튜브(620)들을 통해 하방으로 흐르고, 튜브 굽힘부(622)를 통해 방향을 바꾸어, 다시 튜브들을 통해 채널(613) 안의 유출 챔버(615)로 흐른다. 튜브(620) 내를 흐르는 가열된 냉각수는, 튜브의 벽부를 넘어, 물로 채워진 환형체(313)(환형 저수조)에 수용된 물에 열을 전달하면서 냉각된다. 이제, 차가워진 냉각수는 열교환기(610)에 연결된 유출 파이프(635)를 통해 유출 챔버(615)에서 흘러, 다양한 발전소 장비를 냉각시키기 위한 분배를 위하여, 기기 냉각수 계통(600)으로 다시 회수된다. 열교환기(610)에 의해 환형 저수조에 누적된 열은 저수조의 수체로 분산되어 저수조의 수체를 가열하며, 종국적으로는, 이미 설명한 바와 같이, 증발 작용에 의해 원자로 격납 계통(100)으로부터 외부 환경으로 소멸된다. 일 실시예에서, 환형 저수조(313)로부터의 가열된 수증기는 격납용기 엔클로저 구조체(300)의 돔(316)의 통풍구(317)를 통한 경로를 통해 외부 환경으로 흐를 수 있다.

여기서 설명된 각 도면과 관련하여, 도면에 표시된 방향성 화살표는 유체의 흐름 경로를 나타낸다. 당업자는, 여기에 설명된 유체 파이프 계통이, 밸브, 필터, 압력 조절기, 흐름 및 압력 지시기, 파이프 지지부 등 완전한 기능을 갖는 계통을 제공하는 데 필요한 다양한 보조 기기 및 부속품을 포함할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

실시예와 관련하여 열교환기(610)가 설명되었지만, 컴팩트한 구조, 오직 단일 파티션 채널(613)에 의한 경제적 구조(물질 및 제조), 튜브 번들을 통한 흐름을 최적화하기 위해, 하부 및 수직 측부를 따른 환형 저수조(313)로의 열 전달 튜브의 최대 노출과 같은 이점을 제공하는 U자 튜브 번들 구조를 가지는 셸을 갖지 않는 열교환기에 한정되지 않는다. 하지만, 이와 달리, 환형 저수조(313)에 담긴 물에 노출되는 튜브를 갖는 튜브 구조가 이용될 수도 있다(즉, 셸이 없는 열교환기). 다른 가능한 구성으로서, 수직 튜브 번들은 각 튜브 끝단에서, 서로 이격되고 마주보는 유입 및 유출 채널들 사이에 될 수도 있다. 또한, 수평이나, 수평과 수직 사이의 각도를 갖는 방향의, 수직이 아닌 방향의 튜브 번들을 이용할 수 있음을 이해해야 할 것이다. 이에 따라, 본 발명은 열교환기의 구성이나 방향에 한정되지 않는다.

신규한 본 발명의 다음과 같은 장점을 포함한다: 기기 냉각 열교환기를 오늘날의 원자력 발전소에 넣고, 부식이나 열화에 취약하다고 알려진 긴 취수 라인이 구성들로부터 제거된다. 그리고, 열교환 튜브 번들은, 현재 기술에 피해를 주는 원수(raw water)와의 장시간 접촉에 의한 부착물이 열 전달면에 생기지 않는다. 몇몇 실시예에서는, 필요에 따라, 기기 냉각수 계통(600)의 냉각 능력을 증진하기 위해, 다수의 열교환기(610)가 평행하게 배치될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 다수의 구성이 사용되는 경우, 원자로가 가동 중인 동안에도, 어느 하나의 구성에 대한 관리 작업이 이루어질 수 있다.

상기의 설명 및 도면은 몇 가지 예시적인 계통을 나타내고 있지만, 다양한 추가, 변경 및 치환이 첨부된 특허청구범위의 균등물의 기술적 사상 및 범위의 이탈 없이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 특히, 본 발명은 기술적 사상 또는 본질적인 특징을 벗어나지 않고, 다른 형태, 구조, 배치, 비율, 크기 및 다른 요소, 재질 및 구성 요소와 함께 실시될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 본 명세서에 설명되는 방법/프로세스에서 많은 변형이 이루어질 수 있다. 당업자는 본 발명이 본 발명의 원리에서 벗어남 없이 특정환경 및 동작가능 요구사항에 특히 적응되는 구조, 배치, 비율, 크기, 재질 및 구성요소의 많은 변경을 통해 사용될 수 있으며, 또한 본 발명의 실시에 사용될 수 있음을 더 이해할 것이다. 따라서, 현재 개시된 실시의 예들은 모든 측면에서 제한적이지 않으면서 예시적인 것이며, 전술한 설명 또는 실시 예에 한정되지 않고 첨부된 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 발명의 범위를 가지는 것으로 고려되어야 한다. 오히려 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 균등물의 범위에서 벗어나지 않고 당업자에 의해 이루어질 수 본 발명의 다른 변형과 실시의 예를 포함하도록 넓게 해석되어야 한다.

100‥‥‥‥‥‥‥‥‥원자로 격납 계통
200‥‥‥‥‥‥‥‥‥격납용기
300‥‥‥‥‥‥‥‥‥격납용기 엔클로저 구조체
400‥‥‥‥‥‥‥‥‥공기 냉각 계통

Claims

원자력 발전소의 기기 냉각수 계통으로, 상기 계통은,
원자로를 수용하도록 이루어진 격납 공간을 정의하는 격납용기;
상기 격납용기를 둘러싸는 격납용기 엔클로저 구조체;
열 에너지를 소멸시키기 위한 히트 싱크를 제공하도록 이루어진, 상기 격납용기 및 상기 격납용기 엔클로저 구조체 사이에 형성된 환형 저수조; 및
상기 환형 저수조에 수용된 물에 담긴, 노출된 열전달 튜브 번들을 가지는, 셸이 없는 열교환기;를 포함하고,
발전소로부터의 기기 냉각수는, 상기 튜브 번들을 통해 흘러 상기 환형 저수조에 열을 전달함으로써 차가워지는, 기기 냉각수 계통.
제1항에 있어서,
상기 튜브 번들은 복수의 열전달 튜브를 포함하는, 기기 냉각수 계통.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 튜브 번들은 U자 형상인, 기기 냉각수 계통.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 튜브 번들의 하부 끝단은 상기 환형 저수조의 하부로부터 수직으로 이격되는, 기기 냉각수 계통.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 튜브 번들은 수직 방향을 갖는, 기기 냉각수 계통.
제5항에 있어서,
상기 튜브 번들은, 상기 튜브 번들과 유체적으로 각각 연결된 유입 흐름 챔버와 유출 흐름 챔버를 정의하는 채널에 의해 지지되는 튜브 시트에 연결되는, 기기 냉각수 계통.
제6항에 있어서,
상기 채널은 상기 환형 저수조 내에서 구조적으로 지지되고 제한되며,
상기 튜브 번들은 채널에 매달려 있고, 열 팽창하에서 길이 방향으로의 신장이나 수축이 제한되지 않는, 기기 냉각수 계통.
제1항에 있어서,
상기 기기 냉각수는, 상기 열교환기로 또는 상기 열교환기로부터 기기 냉각수를 운반하기 위해 상기 열교환기에 유체적으로 연결된, 발전소 내의 냉각수 파이프 루프를 흐르는, 기기 냉각수 계통.
제8항에 있어서,
상기 냉각수 파이프 루프는, 가열되거나 차가워진 기기 냉각수를, 상기 환형 저수조 및 발전소 내 장비들 사이에서 재순환시키는, 기기 냉각수 계통.
제9항에 있어서,
상기 냉각수 파이프 루프를 통해 기기 냉각수가 흐르도록, 상기 냉각수 파이프 루프에 유체적으로 연결된 적어도 하나의 펌프;를 더 포함하는, 기기 냉각수 계통.
제8항에 있어서,
상기 냉각수 파이프 루프는, 유입 흐름 챔버 및 유출 흐름을 정의하는, 열교환기 상에 형성된 채널에 유체적으로 연결되는, 기기 냉각수 계통.
제11항에 있어서,
상기 튜브 번들의 튜브들 각각은, 상기 유입 흐름 챔버에 유체적으로 연결된 제1 끝단 및 상기 유출 흐름 챔버에 유체적으로 연결된 제2 끝단을 갖는, 기기 냉각수 계통.
제12항에 있어서,
상기 채널을 유입 및 유출 흐름 챔버로 분할하는, 채널 내에 배치된 칸막이판을 더 포함하는, 기기 냉각수 계통.
제1항에 있어서,
상기 환형 저수조 내의 상기 노출된 튜브 번들 아래에 위치하는 배출 스파저;를 더 포함하고, 상기 스파저는 냉각을 위해, 상기 튜브 번들로 물을 배출하도록 배치되고 구성되는, 기기 냉각수 계통.
제14항에 있어서,
상기 스파저는, 상기 환형 저수조에 유체적으로 연결된 펌프 재순환 계통의 일부를 형성하며, 상기 재순환 계통은, 상기 환형 저수조로부터 물을 추출하고, 상기 스파저를 통해 상기 환형 저수조로 물을 회수시키도록 구성되고 동작하는, 기기 냉각수 계통.
제1항에 있어서,
상기 환형 저수조 내에 위치하고, 상기 격납용기에서 외측으로 돌출된 실질적으로 방사상의 복수의 핀(fin);을 더 포함하고, 상기 열교환기는 상기 환형 저수조 내에서, 서로 이격하여 인접한 핀들 사이에 형성된 베이(bay)에 위치하는, 기기 냉각수 계통.
제16항에 있어서,
상기 핀은 상기 격납용기에 대해 경사진 방향을 가지는, 기기 냉각수 계통.
제1항에 있어서,
상기 열교환기는, 상기 환형 저수조 내에서, 상기 환형 저수조로 물을 배출시켜서 증발로 상실한 물을 대신하는 저수조 보충수 공급 계통으로부터의 유입구에 가까운 위치에 위치하는, 기기 냉각수 계통.
제14항 및 제16항에 있어서,
상기 저수조 보충수 공급 계통으로부터의 유입구와 스파저는 동일한 베이에 위치하는, 기기 냉각수 계통.
원자력 발전소의 기기 냉각수 계통으로, 상기 계통은,
원자로를 수용하도록 이루어진 격납 공간을 정의하는 격납용기;
상기 격납용기를 둘러싸는 격납용기 엔클로저 구조체;
열 에너지를 소멸시키기 위한 히트 싱크를 제공하도록 이루어진, 상기 격납용기 및 상기 격납용기 엔클로저 구조체 사이에 형성된 환형 저수조;
상기 환형 저수조 내에 수용된 물에 담긴 복수의 튜브를 포함하는, 노출된 열전달 튜브 번들을 갖는, 셸이 없는 열교환기; 및
상기 튜브를 냉각시키기 위해, 상기 튜브 번들을 통해, 상기 환형 저수조로부터 재순환된 물을 배출하도록 이루어지고 배치된, 상기 환형 저수조 안의 상기 노출된 튜브 번들 밑에 위치하는 배출 스파저;를 포함하고,
발전소로부터의 상기 기기 냉각수는, 상기 튜브 번들의 상기 튜브들을 통해 흘러 상기 환형 저수조로 열을 전달함으로써 차가워지는, 기기 냉각수 계통.
제20항에 있어서,
상기 스파저는, 상기 환형 저수조에 유체적으로 연결된 펌프 재순환 계통의 일부를 형성하고, 상기 재순환 계통은 상기 환형 저수조로부터 물을 추출하고, 상기 스파저를 통해 상기 환형 저수조로 물을 회수시키도록 이루어지고 동작하는, 기기 냉각수 계통.
제20항에 있어서,
상기 환형 저수조 내에 위치하고, 상기 격납용기에서 상기 격납용기 엔클로저 구조체를 향해 외측으로 돌출되고, 상기 환형 저수조 내에 위치하는, 실질적으로 방사상의 복수의 핀(fin);을 더 포함하고, 상기 열교환기 및 상기 스파저는 이격되어 인접한 핀들 사이에서 상기 환형 저수조 내에 형성된 베이(bay)에 위치하는, 기기 냉각수 계통.
제20항에 있어서,
상기 튜브 번들은 U자 형상인, 기기 냉각수 계통.
제20항에 있어서,
상기 튜브 번들의 하부 끝단은 상기 환형 저수조의 하부로부터 수직으로 이격되는, 기기 냉각수 계통.
제20항에 있어서,
상기 튜브 번들은 수직 방향을 가지는, 기기 냉각수 계통.
제20항에 있어서,
상기 튜브 번들은, 상기 튜브 번들과 각각 유체적으로 연결된 유입 흐름 챔버와 유츨 흐름 챔버를 정의하는 채널에 의해 지지되는 튜브 시트에 연결되는, 기기 냉각수 계통.
제26항에 있어서,
상기 채널은, 상기 환형 저수조 내에서 구조적으로 지지되고 제한되며,
상기 튜브 번들은, 채널에 매달려 있고, 열 팽창하에서 길이 방향으로의 신장 또는 수축이 제한되지 않는, 기기 냉각수 계통.
제26항에 있어서,
상기 튜브 번들의 튜브들 각각은 상기 유입 흐름 챔버에 유체적으로 연결된 제1 끝단 및 상기 유출 흐름 챔버에 유체적으로 연결된 제2 끝단을 갖는, 기기 냉각수 계통.
제20항에 있어서,
상기 기기 냉각수는, 상기 열교환기로 혹은 상기 열교환기로부터 상기 기기 냉각수를 운반하기 위한 상기 열교환기에 유체적으로 연결된, 발전소 내의 펌프 냉각수 파이프 루프를 통해 흐르는, 기기 냉각수 계통.
원자력 발전소의 기기 냉각수 계통으로, 상기 계통은,
원자로를 수용하도록 이루어진 격납 공간을 정의하는 격납용기;
상기 격납용기를 둘러싸는 격납용기 엔클로저 구조체;
열 에너지를 소멸시키기 위한 히트 싱크를 제공하도록 이루어진, 상기 격납용기 및 상기 격납용기 엔클로저 구조체 사이에 형성된 환형 저수조;
상기 환형 저수조에 수용된 물에 담긴 복수의 튜브를 포함하는 노출된 열전달 튜브 번들을 갖는, 셸이 없는 열교환기; 및
상기 환형 저수조 내에 위치하고, 상기 격납용기로부터 상기 격납용기 엔클로저를 향해 외측으로 돌출된, 실질적으로 방사상인 복수의 핀;을 포함하고,
상기 열교환기는 한 쌍의 이격되어 인접하는 핀들 사이의, 상기 환형 저수조 내에 형성된 원주상으로 이어지는 베이(bay)에 위치하고,
발전소로부터의 상기 기기 냉각수는, 상기 튜브 번들의 상기 튜브들을 통해 흘러 상기 환형 저수조로 열을 전달함으로써 냉각되는, 기기 냉각수 계통.
제30항에 있어서,
상기 환형 저수조 내의 상기 노출된 튜브 번들 아래의 베이에 위치하는 배출 스파저를 가지는, 펌프 저수조 재순환 파이프 계통;을 더 포함하고,
상기 재순환 파이프 계통은, 상기 튜브를 냉각시키기 위해, 상기 환형 저수조로부터 물을 추출하고, 상기 추출된 물을 상기 배출 스파저를 통해 상기 튜브 번들로 펌핑하는, 기기 냉각수 계통.
제30항에 있어서,
상기 열교환기를 지지하고 있는 베이로 저수조 보충수를 배출함으로써, 증발로 상실된 물을 대신하는 파이프 계통;을 더 포함하는, 기기 냉각수 계통.
제30항에 있어서,
상기 튜브 번들의 튜브들 각각은, 상기 열교환기에 형성된 유입 흐름 챔버에 유체적으로 연결된 제1 끝단 및 상기 열교환기에 형성된 유출 흐름 챔버에 유체적으로 연결된 제2 끝단을 갖는, 기기 냉각수 계통.
제33항에 있어서,
상기 유입 및 유출 흐름 챔버는 튜브 시트를 지지하는 채널에서 서로 인접하여 배치되고, 상기 유입 및 유출 흐름 챔버는 상기 채널 내에 배치된 칸막이판에 의하여 유체적으로 서로 분리되는, 기기 냉각수 계통.
제34항에 있어서,
상기 각각의 튜브는, 상기 유입 챔버에 유체적으로 연결된 상기 튜브 시트의 일부에 연결된 제1 튜브 끝단 및 상기 유출 챔버에 유체적으로 연결된 상기 튜브 시트의 일부에 연결된 제2 튜브 끝단을 가지는, 기기 냉각수 계통.
제35항에 있어서,
상기 제1 및 제2 튜브 끝단은 U자 튜브 굽힘부에 의해 서로 유체적으로 연결되는, 기기 냉각수 계통.
제30항에 있어서,
상기 튜브 번들은 U자 형상인, 기기 냉각수 계통.
제30항에 있어서,
상기 튜브 번들은 수직 방향을 가지는, 기기 냉각수 계통.
제38항에 있어서,
상기 튜브 번들은, 상기 열교환기의 유입 흐름 노즐과 상기 열교환기의 유출 흐름 노즐을 정의하는 채널에 부착된 튜브 시트로부터 하방으로 매달려 있는, 기기 냉각수 계통.
제30항에 있어서,
상기 기기 냉각수는, 상기 열교환기로 또는 상기 열교환기로부터 상기 기기 냉각수를 운반하기 위하여, 상기 열교환기에 유체적으로 연결된 발전소 내의 펌프 냉각수 파이프 루프를 흐르는, 기기 냉각수 계통.