KR890001251B1 - 가압 수로형 원자로용 급속냉각장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가압 수로형 원자로용 급속냉각장치

제1도는 한 루우프가 냉 지로의 레벨에서 파괴된 두 루우프의 일차회로와 종래기술에 따른 급속냉각시스템 부분을 갖는 가압 수로형 원자로의 용기를 개략적으로 도시한 도면.

제2도는 네개의 루우프를 갖는 가압 수로형 원자로가 병합된 본 발명에 따른 급속냉각장치에 대한 실시예를 도시한 도면.

제3도는 시간의 함수로서 일차회로의 냉 지로 파열을 원점으로 취한 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 여러 소자를 통해 주입되는 유량을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 용기 2 : 노심

3 : 노심 재킷 5 : 증기 발생기

9 : 온 지로 10 : 냉 지로

11 : 일차 펌프 16, 17 : 중압 축압기

24 : 중압 압축기 25 : 저압 축압기

31, 32, 33, 34 : 밸브 36, 37 : 펌프

본 발명은 가압수형 원자로의 일차회로 또는 시스템내로 냉각유체를 주입하여 작동하는 가압 수로형 원자로용 급속 냉각장치에 관한 것이다.

작동중의 원자로의 일차회로는 용기내에 위치된 노심을 냉각시키는 동시에 이 노심의 반응도를 제어하기 위해 사용되는 155바아 정도의 압력으로 붕산을 포함한 냉각 용수를 포함한다.

원자로의 일차회로에 배열된 증기 발생기는 원자로의 노심으로부터 공급 냉각 용수의 증발이 일차 냉각 용수와의 열 교환에 의해 일어나는 증기 발생기로 열을 전달하기 위하여 또한 사용된다.

만약 일차회로에서 누설이 생긴다면, 이러한 일차회로내로 부가 냉각 용수를 주입시켜서 보충해야 한다. 대규모의 누설, 예컨대 일차회로의 파이프에서 실제로 파괴되는 경우에는, 일차회로의 파이프의 용융을 야기할 수 있을만큼 노심의 온도가 상당히 상승되지 않도록 붕산이 첨가된 냉각 용수로 구성된 매우 많은 양의 냉각 용수를 매우 짧은 시간에 내보낼 필요가 있다.

일차회로의 아주 미세한 감압에 의해 수반된 미세한 누설의 경우에는, 원자로의 용기에 설치된 안전봉합체의 바깥쪽에 위치한 용적 측정 제어회로라 불리우는 특별한 회로를 통해서 냉각용수가 일차회로의 정상압력보다 높은 압력으로 주입한다.

보다 더 큰 누설의 경우에는, 안전 주입 시스템이라 불리우는 냉각용수의 주입에 의한 원자로의 급속 냉각 장치를 동작위치에 둘 필요가 있게 된다.

이러한 안전 주입시스템은 일반적으로 원자로의 안전봉합체 안쪽에 위치한 40바아 정도의 압력하에서 냉각용수를 포함한 한 그룹의 축압기 및 안전봉합체 바깥쪽에 위치한 두개의 독립 주입시스템을 포함한다.

일반적을 중압 축압기라 불리우는, 40바아에서 냉각용수를 포함하는 축압기가 일차회로에서의 압력이 축압기의 압력 이하로 떨어지는 순간에 열리게 되는 밸브가 개재된 일차회로의 각 루우프의 냉지로 또는 레그(leg)와 연통되는 위치에 놓여진다. 이들 축압기는 안전 봉합체의 내부와 온도 평형상태로 냉각용수의 저장에 의해 형성되는데, 그위에 압축 질소와 같은 기체가 40바아보다 더 높은 압력으로 유지된다.

안전봉합체의 바깥쪽에 배열된 주입수단은 원자로 풀(pool)의 붕산 저항용기로 통하는 냉각용수가 차례로 공급되는 고압 또는 중압 펌프가 장착된 적어도 하나의 이중회로를 포함한다.

하나 이상의 주입회로를 장착한 고압 또는 중압펌프의 정격 작동압력은 1300MW 전력의 네 루우프를 갖는 원자로의 경우에 100바아에 가깝고, 반면 저압펌프의 정격 작동압력은 20바하 이하이다.

원자로 일차회로에서 심각한 파괴가 있는 경우에 주입회로 및 중압 축압기는 너무 높은 가열 효과하에서 원자로의 노심을 구성하는 연료조립체의 저하를 피하고 냉각용수의 순환에 의해 계속 노심의 냉각을 유지하도록 대량의 냉각용수를 일차 회로내로 유입시키겠끔 작동된다.

그러나 축압기의 조정은 일차회로에서 파열이 일어난 다음에 매우 짧은 기간으로 국한된다.

이러한 매우 짧은 기간동안에, 일차회로는 정격작동 압력 즉, 155바아 내지 몇바아 정도 낮은 압력으로 통과된다.

그러나, 원자로의 노심 및 그것을 포함하는 용기의 전부분이 아직 고온 상태이므로, 원자로를 냉각시키겠끔 다소 길어질 수도 있는 시간동안 저압 주입회로를 동작상태로 유지시키는 것이 필요하다.

그러므로 다른 압력으로 원자로의 안전봉합체의 바깥쪽에 배열된 적어도 두개의 다른 펌프 주입시스템을 사용하는 것이 필요하다.

원자로의 안전을 위해 사용되는 이러한 장치는 그것의 설계의 관점으로 보아 매우 엄격한 조건을 만족시켜야 하며, 특히 여기서 각 시스템은 이중으로 되어 있다.

일차회로에서의 파열의 경우에 고압력으로 주입을 가능케 하는 용적 측정 제어회로를 사용하는 것이 확실히 가능하지만, 용적 측정 제어회로에 대한 특별한 설계는 이때 그것이 안전시스템을 위해 필요한 조건을 만족시킬 수 있어야만 한다.

모든 경우에있어서, 안전 주입회로에 필요한 투자 및 이들 회로에 복잡성을 잘 고려해야 한다.

한편, 저압 주입회로는 일차회로의 압력이 낮은 값으로 떨어지자마자 냉각용수로 용기를 채우는데 기여하며 특히, 노심의 재침수 즉, 냉각용수로 후자를 완전히 재침수시키고 냉각용수의 흐름에 의해 연속냉각에 기여한다. 이들의 매우 중요한 기능은 원자로의 봉합체 바깥쪽에서 발견되는 안전회로에 의해 달성되어야만하고, 따라서 안전회로의 설계는 극도로 양호한 안전한 동작을 얻도록 하여야만 한다.

또한 원자로의 안전봉합체의 안전봉합체내에 배열된 자동 트리핑(tripping) 안전시스템을 사용하도록 제안되어 왔지만, 이들 장치는 모든 경우의 사고에 대처할 수 없으며, 특히 일차회로의 냉지로에서 상당한 규모의 파괴의 경우에는 더욱 그렇다. 자동 트리핑 안전시스템은 원자로의 봉합체안에 병합된 펌핑수단과 같은 작동설비를 결합하는 것이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 일차회로에서 누설되는 경우에, 펌프수단이 장착되고 원자로의 봉합체 바깥쪽에 위치한 적어도 이중 주입회로 그리고 그것이 열리면 일차회로내로 냉각용수를 주입하는 밸브로 통하는 가압된 냉각용수가 원자로의 용기에 도달하는 일차회로의 냉지로와 연통되며 원자로의 안전봉합체 안쪽에 위치한 어떤 압력하에서 일정량의 냉각용수를 포함하는 적어도 한 그룹의 축압기를 포함하는 원자로의 일차회로내로 냉각용수를 주입시키는 가압수로용 원자로형 급속냉각장치를 제공하는 것이다. 여기서, 이 급속냉각장치는 원자로의 안정봉합체 바깥쪽에 위치하며 다른 압력으로 주입을 가능하게 하는 소 조립체를 포함하는 펌프 주입시스템을 사용하지 않으면서, 가장 심각한 경우에서조차도, 발생할 수 있는 모든 경우의 사고에 대하여 대응할 수 있다.

이러한 목적상, 본 발명에 따른 급속냉각장치는 밸브가 개재되어 있고, 서로에 대해 독립적인 일차회로의 각 냉지로에서 우회시키는 것으로 구성된다.

일차회로의 정상압력보다 낮은 제1압력(P₁)으로 냉각용수의 제1축압기와, 제1압력(P₁)보다 더 낮은 제2압력(P₂)의 냉각용수의 제2축압기로 구성되고, 일차회로의 축압기중 어느 하나 및 다른 것으로 통하는 냉각용수의 주입은, 일차회로에서의 압력이 제각기 P₁및 P₂이하로 떨어질때 해당밸브의 자동개방에 의해 야기된다.

본 발명에 따른 냉각장치의 양호한 실시예에 있어서, 펌프수단이 장착된 각각의 이중주입회로는 상류에서는 냉각용수 저장소와 연통되고 그리고 하류에서는 원자로의 일차회로와 연통되는 파이프에 직렬로 배열되는 두 펌프들로 구성되며, 여기서 하류에 위치한 펌프는 냉각용수가 하류에 배열된 펌프의 흡인부와 연통되는 상류에 배열된 펌프의 정격 작동압력보다 훨씬 더 높은 정격 작동압력을 가지며 아울러 폐쇄밸브가 구비된 하류 펌프에 대한 측로 회로부분은 일차회로와 직접 연통되겠끔 상류펌프를 설치할 수 있다.

이제 본 발명에 대해 더 잘 이해하기 위해서, 비제한적인 예로써 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 급속 냉각장치에 대하여 설명하기로 한다.

제1도는 냉각용수가 순환하는 노심 재킷(core jacket)(3)에 의해 둘러싸인 원자로의 노심(2)을 에워싸는 가압 수로형 원자로의 용기(1)를 개략적으로 도시한 것이다.

1차회로의 두 루우프가 도시되어 있는데 여기서 도면의 우측에 도시된 루우프는 1차 냉각용수를 용기내로 돌려보내는 파이프내에 파열부를 가지고 있는데, 이 루우프 부분을 냉지로라 한다.

도면의 좌측에 도시된 루우프는 파열부가 없다. 이 루우프는 관다발(6)이 들어 있는 관 플레이트의 하부가 1차회로 루우프가 온 지로(9) 및 냉지로(10)와 제각기 연통되는 두 부분(7,8)으로 분할된 증기 발생기(5)를 포함한다.

온 지로(9)는 용기의 내부와 노심(2)을 포함하는 재킷(3)의 안쪽과 연통된다.

일차펌프(11)가 설치된 냉 지로는 재킷(3)주변에 배열된 용기의 주변 내부와 연통된다.

원자로의 정상 동작에서, 일차 냉각용수의 순환은 화살표(12)를 따라 달성된다. 노심 재킷(3)내부의 안쪽에있는 노심 상승부와 접촉하여 가열되는 일차 냉각용수는 증기 발생기로부터 온지로(9)로, 증기 발생기의 유입구(7)로, 관다발(6)로, 부분(8)을 통과한 다음 노심 재킷(3)과 용기벽 사이에 있는 용기 주변 환상공간내로 이입된 냉지로 (10)내로 통과한다. 증기 발생기(5)내의 2차 냉각용수와 접촉하여 증기를 발생하기 위해서 냉각되는 이 냉각용수는, 그것이 노심을 구성하는 연료조립체와 접촉하여 가열되는 노심 재킷(3)의 안쪽에서 용기 중심부로 재상승하기 전에 용기의 하부로 하강한다.

일차회로를 완전하게 규정된 일정온도 및 일정압력으로 유지시키기 위해서는, 가압기(14)가 원자로 루우프들중 한 루우프상에 배열된다(예컨대 제1도에서, 가압기는 우측 루우프의 온 지로내로 설치된다).

제1도의 우측에 도시된 루우프는 해당하는 일차회로의 우축 루우프는 부호(')를 제외하고는 동일한 도면부호를 사용한다.

우측 루우프의 냉지로(10')에는 배관이 완전히 전위되는 파열이 생기게 되므로, 누설공간이 일차회로지로의 이중 횡단면과 일치함을 알 수 있다.

이러한 사고는 가장 큰 규모의 파괴에 해당하는데, 상상이 가능하며, 특히, 아래에서 명백해질 것이다. 또한 이러한 사고는 일차회로의 한 루우프의 온지로에 대한 동일 규모의 파열보다도 더 심하다.

또한 제1도에는 각 루우프내에 있는 중압 축압기(16,17)가 대략적으로 도시되어 있는데, 각각은 냉각용수에 의해 채우져 있으며 42바아에서 질소에 의해 부가된 붕산을 계속 포함하게 된다.

이들 축압기는 일차회로내의 압력이 42바아 이하로 떨어질때 열려지는 밸브를 통해 일차회로 루우프의 냉지로에 연결된다.

냉지로(10')의 파열로 인해, 일차회로의 냉각용수는 파괴된 파이프를 통해 빠져나가고 일차회로내의 압력은 급격히 비정상적인 낮은 값으로 떨어진다.

가압기의 레벨에 기록된 압력으로부터 형성된 제어 및 경고신호는 먼저 원자로의 긴급 폐쇄 즉, 제어봉의 강하를 야기하며 다음에 안전한 주입을 야기한다.

소규모 파열의 경우에는, 큰 압력의 강하가 없기 때문에 축압기내의 냉각 용수 압력은 중압 축압기 개시 압력에 도달되지 않기때문에 펌프 시스템이 작동되고 펌프의 전달유량은 누설된 냉각용수를 채우기에 충분하다.

한편, 제1도에 도시된 바와같이, 일차회로의 파이프가 실제로 파열된 경우에는, 압력 강하로 인해 축압기(16,17)가 일차회로의 냉지로내로 붕산수를 주입시키는 동작상태로 놓이게 된다.

파열된 경우에 있어서 일차회로내의 냉각용수의 순환은 이중선 화살표(20)에 의해 도시되어 있다.

냉지로가 실제로 파열되는 경우에는, 감압 행정중에 노심의 유동이 역류되고, 다음에 다시 환상콜렉터(collector)내에서(노심 치 용기의 재킷 사이에서)상승하는 증기 유동은 제1행정에서 중압 축압기로부터의 냉각 용수가 탱크내로 하강하지 못하게 하며,이 냉각용수는 노심 재킷의 꼭대기 주위에 흐르게 하므로써 직접 이러한 파괴를 재결합시킨다. 이러한 측로현상은 감압이 끝나는 동안에 중단되며 주입회로의 소 시스템으로부터 나온 냉각용수는 다음에 실제로 용기를 채우게 된다.

이와같은 일이 일어나는 경우에 중압 축압기의 역할은 용기의 하부 및 노심 재킷과 용기사이에 포함된 부분을 채우는 것에 해당하는 큰 유출량을 비교적 단시간 동안에 주입시키는 것이다. 냉각 용수 수위가 노심에서 상승하기 시작하자마자, 연로봉과 접촉하여 증기가 생성된다. 냉지로 파열의 경우에 증기 발생기의 관들 및 펌프들에 의해 형성된 저항에 의해 지체된 증기의 제거는 노심내의 냉각 용수 수위의 상승속도가 상당히 제한된다.

중압 축압기는 용기의 하부, 환상 콜렉터(노심 재킷과 용기사이) 및 노심 바닥을 신속하게 채우는 기능을 한다.

그러므로 노심의 재침수를 보장하는 충분한 시간동안, 그리고 만약 일차회로에서 보장하는 충분한 시간동안, 그리고 만약 일차회로에서 발생할 수 있는 모든 사고 특히, 냉지로의 파열을 극복하길 원한다면 이 행정동안만 냉각용수 주입이 유지될 수 있게 하는 주입수단이 필요하다.

모든 형태의 파괴에 대해서, 노심의 완전한 재침수로부터, 분사 펄프가 풀의 저수용량의 나머지를 통해서(직접 주입국면) 또는 이러한 저수량이 저수준에 이를때에는 제한 봉입물이나 함유 구조물의 풀내에 포함된 냉각용수 또는 냉각용수를 통해(재순환 국면)나머지 힘을 제거하고 또 장기간에 걸쳐 노심이 냉각될 수 있게 한다.

이제 제2도를 참조하며, 이러한 파열을 극복할 수 있으며 원자로의 제한 봉입물의 외부에 배치되는 두개의 부가적인 펌프 시스템을 이용하지 않고서도 파열후 노심을 재침수시킬 수 있는 본 발명에 따른 급속 주입 시스템에 대하여 설명하기로 한다.

제2도에는 그 일부가 원자로의 제한 봉입물 안쪽에 배열되고 나머지 부분은 외부에 배치되는 급속주입시스템이 개략적으로 도시되어 있다.

제2도에서 봉입물(21)의 안쪽에 배치되는 장치의 부분은 장치의 우측에 도시된 반면 봉일물(21)의 안쪽에 배열된 부분은 장치의 좌측에 도시되어 있다.

제2도에 도시된 급속냉각장치는 4개의 냉각루우프를 갖는 원자로와 병합되어 있다.

제2도에 4개의 파이프(22a,22b,22c,22d)가 도시되어 있는데, 이들은 중압 축압기(24) 및 저압 축압기(25)가 원자로의 각 냉지로에 연결되도록 한다.

또한 펌프 주입회로가 원자로의 온지로에 연결되도록 하는 두개의 파이프(23a, 23b)가 도시되어 있다.

각 파이프(22a 내지 22d)는 중압 축압기(24a 내지 24d) 및 저압 축압기(25a 내지 25d)에 지로로써 병렬연결되어 있다.

중압 축압기(24)는 질소가 25내지 30바아의 압력(P₁)하에서 2000ppm의 붕소를 가진 30㎤의 냉각용수를 포함한다.

저압 축압기(25)는 질소가 약 15바아의 압력하에서 2000ppm의 붕소를 가진 약 20㎤의 냉각용수를 포함한다.

중압 축압기(24)는 원자로가 작동중에 있을때 항상 열려지는 밸브(26a) 및 파이프(22a)내에 놓여진 밸브(28a)를 통해 파이프(22a)에 연결되는데, 이들 두 밸브 (27a,28a)는 일차회로의 압력이 축압기의 압력(25 내지 30 바아)이하로 떨어질때 냉지로내로 축압기에 포함된 붕산 냉각용수를 주입시킬 수 있다.

저압 축압기(25)는 원자로가 작동될때 항상 열리는 밸브(29a) 및 이 파이프에서의 압력이 축압기(25a)(약 15바아의)의 압력 이하로 떨어지자마자 파이프내로 냉각용수를 주입시킬 수 있는 밸브(31a)를 통해 파이프(22a)에 연결된다.

파이프(22a 내지 22d)는 또한 밸브(32a,32d)및 밸브(33,34a 내지 34d)를 통해 작용부가 제한 봉입물(21)의 바깥쪽에 배열된 펌프로 통하는 주입관에 연결된다.

각각의 주입관은 부스트 펌프(37)와 직렬로 장착된 중압펌프(36)를 포함하며, 부스트 펌프는 그로부터 전달 냉각 용수가 펌프(36)에 대한 흡입을 가능하게 하는 저압펌프이다.

펌프(36)는 원자로(40)의 풀들 즉, 공급 저장소에 의해 형성된 이들 펌프의 공급 저장소에 관하여 펌프(37)의 하류에 배열된다.

이러한 저수량은 3000ppm의 붕산을 갖는 3000㎥의 냉각용수를 포함한다.

밸브(42)에 의해 닫혀질 수 있는 측로회로(41)가 펌프(36)에 대한 지로로서 구성된다. 이 측로회로(41)는 밸브(42)가 열릴때 단일 저압펌프(37)를 통해 일차회로내로 붕산 냉각용수를 직접 주입시킬 수 있게 한다.

이 용기(21)에 주입된 냉각용수 및 응축된 증기를 모으게 하는 제한 봉입물 (21)의 섬프(sump)와 펌프(37)의 흡입부 사이의 접합이 또한 가능하며, 다른 회로에 의해 이 냉각용수의 냉각은 저압 및 일차회로에 대한 보다 낮은 전달량으로 장기간에 걸쳐 그것의 재순환을 가능하게 한다.

사실상, 설명된 바와같이 노심 및 일차회로로부터 열을 추출하는 냉각시스템 이외에도 추출된 에너지를 외부냉원에 전달하고 교환하는 원자로 봉합체의 살수기 시스템에 존재한다.

이러한 살수기 시스템에 사용된 냉각용수는 일차회로가 파열된 경우에 그것으로부터 빠져나온 냉각용수로써 동시에 제한 봉입물을 통해 모아진다. 이 섬프와 냉각시스템은 안전 봉입물내로 주입된 붕산 냉각용수를 재순환하게 할 수 있다.

파이프(23)내에 설치된 밸브(43)뿐만 아니라 밸브(32)는 파이프(23)를 통해 냉 레그내로 또는 파이프(22,23)를 통해 냉 레그 및 온 레그내로 냉각용수의 주입을 가능하게 한다.

펌프(36)는 시간당 약 500㎥/h보다 더 높은 유동량에 대하여 100바아 정도의 정격 작동압력을 가진다.

펌프(370는 500㎥/h보다 더 높은 유동량에 대하여 15바아 정도의 정격 작동압력을 가진다.

어떠한 파괴가 일차 시스템내에서 탐지되자마자 동작중의 봉합체 외부에 있는 주입시스템의 펌프가 작동된다.

이제 제3도를 참조하면서, 일차시스템의 냉레그중의 하나가 실제로 파괴된 경우, 즉 제1도를 참조하여 설명한 바와같은 가장 위험한 사고의 경우에 있어서 제2도에 도시된 급속냉각장치의 작동에 대하여 설명하기로 한다.

제3도에는 급속냉각장치의 각 성분에 대해 주입된 공급량 및 일차회로의 모습을 원점으로 택한 시간의 함수로서 주입된 전체 전달량이 도시되어 있다.

상기에서 설명한 주입장치의 효율을 실증하기 위하여 다음과 같은 바람직하지 못한 가정을 해보자.

단지 하나의 펌핑장치(36 또는 37)가 동작위치에 놓여질 수 있고 원자로의 4개의 냉 레그내로 동시에 전달하는 이 펌핑장치는 유용한 전달능력을 가지며, 즉 원자로의 노심을 냉각시키는데 사용할 수 있으며, 이는 일차회로의 파괴된 냉 레그를 통해 흐르는 주입된 냉각 용수에 의해 1/4만큼 감소된다.

모든 중압 축압기로부터의 전달량이 1/4은 일차 회로의 파괴부위를 통해 흐르며 원자로를 냉각시키는데 사용할 수 없다.

저압 축압기의 전달량의 1/4은 원자로의 일차회로의 파괴부위를 통해 없어진다.

중압 축압기로부터의 전달량 곡선(50)은 실선으로, 저압 축압기로부터의 전달량 곡선(51)은 일점쇄선으로, 펌핑회로로부터의 전달량곡선(52)은 빗금쳐진 실선으로 그리고 주입된 전체 전달량 곡선은 점선으로 도시되어 있다.

일차회로의 냉 레그의 파괴후 약 15초 무렵에 중압 축압기가 일차회로의 냉 레그내로 저장 냉각용수를 주입시키기 시작하며, 그 압력은 이 회로에서 개시 압력이하로 떨어짐을 알 수 있다.

최대 전달량은 일차회로가 파괴된 후 20내지 30초내에 도달된다.

이 회로에서의 압력은 수 바아로 떨어지며, 일차회로에서 약 15바아 정도로 떨어지자마자 저장 냉각용수의 주입을 시작하는 저압 축압기는 이때 최대 전달량에 이른다. 그리고 주입된 전체 전달량은 일때 최대가 된다.

이러한 매우 높은 전달량의 주입은 종래기술에 따른 장치를 사용한 경우처럼, 용기의 하부를 채우고 동시에 용기 및 일차회로의 일부 그리고 노심의 하부를 냉각시킬 수 있게 한다.

중압축압기에 의해 주입된 전달량은 냉 레그의 파괴후 실질적으로 50초가 되면 상쇄된다.

저압축압기를 통하여 주입된 전달량은 최대량이 통과한 후에 점차적으로 감소된다. 이것은 축압기와 일차회로 사이의 낮은 압력차 때문이며, 이는 원자로의 제조환경의 압력으로 존재한다.

이들 저압 축압기의 유량은 파열이 일어난 후 400 내지 500초 정도까지만 상쇄된다.

일차 회로내로 냉각용수를 도입하는 중압축압기의 유량은 축압기와 일차 냉각 회로내의 압력차이에 종속된다. 일차회로에 누설이 있을때 압력이 갑자기 감소하고 축압기는 냉각용수를 주입하기 시작한다. 주입은 축압기가 비어있기 때문에 약간 짧은 시간후에 정지된다. 이때에, 일차 냉각 회로내의 압력은 오히려 낮고 중압축압기로부터의 주입이 중단되기 전에 냉각용수를 저압축압기에 의해 주입된 냉각용수에 부가하여 원자로의 주입회로의 펌프에 의해 주입된다.

50초후에 주입된 전달량은 더이상 저압 축압기 및 펌핑 회로로부터의 전달량에 의해 형성되지 않는다.

저압축압기에 의한 50초에서 450/500초 정도의 전달로서 원자로 노심의 용수 레벨에서의 더욱 신속한 전달량이 완성되며, 아울러 노심 재킷 및 용기 사이의 구동 수력 장하높이가 보존된다.

저압축압기의 역할은 노심의 침수를 완전케 하기에 충분한 시간동안 비교적 낮은 전달량에 의해서, 노심이 재침수의 함수에서 중압 펌프로부터의 전달량을 완성케 하는 것이다.

이때, 펌프회로는 독자적으로 장시간에 걸쳐 원자로를 냉각시키도록 작용한다.

만일 압력이 낮다면(대규모의 파괴), 중압 주입펌프는 우회되며 냉각용수의 순환은 단지 부스터 펌프에 의해 보장된다.

그러므로, 다음의 여러가지 기능을 실행하는 것이 가능했다. 상기의 기능이란 용기의 신속한 냉각 및 부분적인 채움, 노심의 완전한 재침수 그리고 한 그룹의 압력 축압기 및 단일 펌핑장치를 가진 용기의 장기간의 냉각을 말하는 것으로서, 원자로 노심의 재침수 단계동안 저역통과 축압기의 시간에 걸쳐 퍼진 전달량에 기인한다.

본 발명에 따른 장치의 경우에, 부스터 펌프(37)와 최대 압력 펌프의 상호작용에는 중 또는 소규모의 파괴시 일차 용수의 손실을 보출할만한 그리고 비 침수상태 즉, 노심이 더이상 냉각 용수내에서 침수되지 않는 상태로 노심이 통과하는 것을 피할 수 있을만한 충분한 전달량이 허여된다.

소 또는 중규모의 파괴에 있어서, 본 발명에 따른 장치는 노심이 비침수상태로 통과하는 것을 오로지 평균 및 저압축압기를 제외시켜 펌프시스템을 작동시킴으로써 피할 수 있다.

본 발명에 따른 펌핑시스템의 개선된 수행으로 중압축압기의 개시압력이 약 25 내지 30바아로 40바아만큼 낮추어질 수 있는데, 이것은 축압기 설계시 비용의 절감을 의미한다.

종래의 장치에서는, 일차회로의 냉레그에서 실제 파괴보다 덜 심각한 사고의 경우에 펌핑시스템의 주입 전달량은 노심의 긴급단계를 충분히 제한하지 아니하므로 비교적 높은 개시 압력의 중압 축압기가 필요하였다.

일차회로의 냉레그에서 실제 파괴가 일어나는 경우에, 압력은 이 회로에서 급속히 떨어지며, 중압축압기로 통하는 비교적 높은 압력에서의 주입은 아무런 장점도 갖지 못한다.

일차회로에서 소 또는 중규모의 파괴 또는 증기 파이프의 파열의 경우에는, 부수터 펌프에 의해 공급되는, 그 자체가 저장소 즉 원자로의 풀로부터의 냉각용수에 의해 공급되는 중압 주입펌프에 의한 냉각용수 주입에 대한 보충은 일차회로의 감압 국면을 통해서 이루어진다.

최종적으로, 더 오랜 지속기간 동안 안전 봉합체의 풀내에 재생된 용수가 순환하는 저압 펌프로 통하는 온지로와 냉 지로내로 동시에 주입되며 순환하므로써 냉각된다.

최종적으로, 노심의 재 침수후 냉 레그에서의 실제 파괴가 영향받았던 것과 같이, 일차회로에서 상당한 파괴가 일어난 경우에는 더 긴 지속기간의 냉각이 오로지 제한 봉입물의 섬프에서 냉각용수가 재생되는 펌핑회로에 기인한 냉각용수 순환에 의해 이루어진다.

이러한 순환은 단지 저압 부스터 펌프에 의해 일어날 수 있으며, 밸브(42)는 개방될 주압펌프의 단락화를 가능하게 한다.

주입은 밸브(43)를 열므로서, 단지 냉레그에서의 순환 또는 온레그 및 냉레그에서의 동시순환에 의해 달성될 수 있다.

그러므로 본 발명에 따른 안전한 냉각장치는 원자로의 일차회로에서 어떠한 사고가 일어나던지간에 안전봉합체의 바깥쪽에 위치한 능동소자들 및 개시압력이 다른 두개의 축압기 장치를 포함하는 단일 주입시스템을 사용하므로써 모든 필요한 기능을 실현시킬 수 있음을 알 수 있다.

저압축압기 전체의 개시는 일차회로의 감압후 노심의 재침수를 가능하게 한다.

본 발명은 지금까지 설명해 온 실시예에만 국한되는 것이 아니라 모든 변경도 가능하다.

따라서 일차회로에서의 압력 강하에 의한 축압기의 자동개시가 가능한 순간부터 임의의 축압기에 대한 사용을 생각할 수 있다.

또한 임의의 형태로된, 봉합체의 바깥쪽에 배열된 펌핑수단을 가지는 주입회로를 갖는 다른 개시압력의 축압기 조립체를 사용하는 것도 고려할 수 있다.

그러나 펌핑회로내에 직렬로 두개의 펌프를 배열하는 것은 저압 펌프중의 하나만을 사용하고 다른 펌프는 단락시키므로써 고 전달량 및 저 압력에서의 작동처럼 동시에 고 전달량 및 중압에서 설비의 기능을 가능하게 하는 장점을 가진다.

결과적으로 본 발명에 따른 급속냉각장치는 일차회로의 루우프수단에 관계없이 모든 형태의 가압수로용 원자로에 응용될 수 있다.

Claims (5)

1. 가압수형 원자로의 일차회로상에서 누출이 있는 경우에, 일차회로내로 냉각용수를 주입함으로써 원자로를 급속냉각시키고, 원자로의 안전 봉입물(21) 외측에 배치되어 있는 펌프수단(36,37)이 장칙된 적어도 하나 이상의 이중 주입회로와, 안전 봉입물 (21)의 내측에 배치되어 있고, 그 개방에 의하여 냉각용수가 일차회로내로 주입되는 밸브를 거쳐 가압 용수가 일차회로내로 주입되는 밸브를 거쳐 가압 용수가 원자로 용기에 도달하는 일차회로의 냉지로와 연통하는 일정량의 가압 냉각용수가 들어있는 적어도 하나 이상의 압력 축압기(24,25)로 구성되어 있는 급속냉각장치에 있어서, 일차회로의 정격 압력보다 낮은 제1압력(P₁)으로 냉각용수를 축압하는 제1압력축압기(24) 및 제1압력(P₁)보다 낮은 제2압력(P₂)으로 냉각용수를 축압하는 제2압력 축압기(25)가 서로 독립적으로 밸브(27,31)를 사이에 두고 일차회로의 각 냉지로에 분기되고, 일차회로내의 압력이 각각 P₁및 P₂이하로 강하될때 이에 대응하는 밸브(27,31)가 자동적으로 개방됨으로써 각 축압기(24,25)에 의하여 냉각용수가 일차회로내로 주입되는 것을 특징으로 하는 가압수로형 원자로형 급속냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 펌프수단이 장착된 각각의 이중 주입회로에, 상류에서 냉각용수 저장소와 연통되고, 하류에서 원자로의 일차회로와 연통되어 있는 도관상에 직렬로 배치된 2개의 펌프(36,37)가 포함되어 있고, 하류에 배치된 펌프(36)의 정격 작동압력은 하류에 배치된 펌프(36)의 흡입밸브와 통하여 있는 상류에 배치된 펌프(37)의 정격 작동압력보다 훨씬 높고, 측로회로(41)중 하류에 위치한 펌프에 대하여 분기되어 있는 부분에 상류 저압 펌프(37)를 일차회로와 직접 연통하게 할 수 있는 폐쇄펌프 밸브 (42)가 달려있는 것을 특징으로 하는 가압 수로형 원자로용 급속냉각장치.
3. 제1항에 있어서, 일차회로의 압력이 155바아 정도인 원자로의 경우에, 압력 (P₁)은 25내지 30바아이고, 압력(P₂)은 15바아 정도인 것을 특징으로 하는 가압 수로형 원자로용 급속냉각장치.
4. 제1항에 있어서, 펌프수단(36,37)이 장착된 각 주입회로가 일차회로의 냉지로 및 이러한 회로의 적어도 하나이상의 온지로, 즉 노심과 접촉하여 가열된 일차 냉각용수가 증기 발생기쪽으로 인도될 수 있는 일차회로의 한 도관에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 수로형 원자로형 급속냉각장치.
5. 4개의 루우프가 달린 가압수용 급속냉각장치에 있어서, 일차회로의 냉 지로들중 하나에 각각 장착되어 있는 4개의 압력(P₁) 축압기(24a,24b,24c,24d)로 구성되어 있고, 각각 일차회로의 냉 지로들중 하나에 장착 되어 있는 4개의 압력(P₂) 축압기(25a ,25b,25c,25d) 및 펌프수단(36a,37a 및 36b,37b)이 제공되어 있는 2개의 회로가 각각 일차회로의 냉지로 전체와 이러한 회로의 적어도 하나 이상의 온지로에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가압수형 원자로용 급속냉각장치.

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