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KR101436497B1 - Passive decay heat removal system for liquid metal cooled reactors with enhanced natural circulation cooling capability using a helical type sodium-to-sodium heat exchanger - Google Patents

Passive decay heat removal system for liquid metal cooled reactors with enhanced natural circulation cooling capability using a helical type sodium-to-sodium heat exchanger Download PDF

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KR101436497B1
KR101436497B1 KR1020120143326A KR20120143326A KR101436497B1 KR 101436497 B1 KR101436497 B1 KR 101436497B1 KR 1020120143326 A KR1020120143326 A KR 1020120143326A KR 20120143326 A KR20120143326 A KR 20120143326A KR 101436497 B1 KR101436497 B1 KR 101436497B1
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KR
South Korea
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sodium
heat exchanger
heat
residual heat
reactor
Prior art date
Application number
KR1020120143326A
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Korean (ko)
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KR20140075205A (en
Inventor
어재혁
강석훈
박창규
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 나선형 소듐대-소듐 열교환기를 이용하여 자연순환 냉각 성능을 강화한 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 중간열교환기 및 소듐대-소듐 붕괴열교환기를 포함하되, 상기 중간열교환기의 상측 동축배관의 외주면에 소듐대-소듐 붕괴열교환기가 나선형으로 구비된 일체형 잔열제거 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 잔열제거 시스템은 일체형 잔열제거 열교환기를 포함하여 소듐냉각 원자로의 피동형 잔열제거 설계개념이 종래에는 복잡하고 불확실성이 큰 노심냉각 메커니즘을 가졌던 문제점을 개선하여, 안정적인 노심 통과 순환유량 확보를 가능케 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 잔열제거 시스템은 발전소 전 운전기간 동안에 예산되는 모든 종류의 설계기준 사고를 대비할 수 있도록 작동 신뢰성을 향상시키고, 안정적인 비상 잔열제거 성능을 확보할 수 있는 피동형 안전등급 잔열제거 시스템으로서, 특히 일차원적인 단일 순환유로 구조를 통해 원자로 내부구조물의 단순화 및 냉각 성능의 최적화를 구현하여 정상운전뿐만 아니라 사고시의 안정적인 열제거 성능 확보에도 기여할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a complete passive residual heat removal system for a sodium-cooled reactor in which a spiral sodium-sodium heat exchanger is used to enhance the natural circulation cooling performance, and more particularly to an intermediate heat exchanger and a sodium-sodium decay heat exchanger, There is provided a system for totally passive residual heat removal of a sodium-cooled nuclear reactor, characterized in that it includes an integral type residual heat eliminating heat exchanger in which a sodium-to-sodium collapse heat exchanger is spirally provided on an outer circumferential surface of an upper coaxial pipe of a heat exchanger. The residual heat elimination system according to the present invention includes the integrated residual heat elimination heat exchanger, and the concept of designing the passive residual heat elimination design of the sodium-cooled reactor has heretofore had the problem of having a complicated core cooling mechanism with high uncertainty, . In addition, the residual heat elimination system according to the present invention is a passive safety grade residual heat removal system which improves operational reliability and ensures stable emergency residual heat elimination performance so as to prepare for all types of design standard accidents budgeted during the entire operation period of a power plant Simplification of the internal structure of the reactor and optimization of the cooling performance can be achieved through a one-dimensional single circulation flow path structure, thereby contributing to the stable operation of heat removal as well as normal operation.

Description

나선형 소듐대-소듐 열교환기를 이용하여 자연순환 냉각 성능을 강화한 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템{Passive decay heat removal system for liquid metal cooled reactors with enhanced natural circulation cooling capability using a helical type sodium-to-sodium heat exchanger}[0001] The present invention relates to a passive decay heat removal system for a sodium-cooled reactor that enhances natural circulation cooling performance using a spiral sodium-sodium heat exchanger heat exchanger}

본 발명은 나선형 소듐대-소듐 열교환기를 이용하여 자연순환 냉각 성능을 강화한 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 능동형 기기 또는 운전원의 개입 없이도 자연현상만으로 안정적인 작동이 가능한 소듐냉각 원자로의 피동형 안전등급 잔열제거 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a complete passive residual heat removal system for a sodium-cooled reactor in which a spiral sodium-sodium heat exchanger is used to enhance the natural circulation cooling performance. More specifically, the present invention relates to a sodium- To a passive safety grade residual heat removal system of a nuclear reactor.

현재 통상적으로 설계되는 대부분의 소듐냉각 원자로는 "원자로심-중간열교환기(IHX)-증기발생기(SG)"로 연결되는 정상 열제거 경로의 기능 상실시, 긴급 원자로 정지에 이은 노심의 붕괴열(decay heat) 제거를 위해서 안전등급 잔열제거시스템을 활용한다. 지금까지 전 세계적으로 다양한 종류의 소듐냉각 원자로(액체금속로)에서는 안전성 강화를 목적으로 피동형 안전등급 잔열제거시스템을 채택하여 왔으며, 이의 일환으로 소듐과 같은 액체금속을 냉각재로 사용하는 원자로의 잔열제거시스템은 원자로심 출구 상부에 위치한 고온풀(고온 플레넘(plenum))의 열적 관성을 이용하여 시스템의 열을 냉각재 루프의 자연순환에 의해 효과적으로 제거할 수 있도록 설계하고 있다.
Most sodium-cooled reactors that are currently designed usually have a decay in the core following an emergency reactor shutdown in the event of a failure of the normal heat removal path leading to "reactor core-intermediate heat exchanger (IHX) steam generator (SG) heat elimination system to remove heat. Until now, various types of sodium-cooled reactors (liquid metal) have been used in passive safety grade residual heat removal systems for the purpose of enhancing safety. As a part of this, a method of removing residual heat of a reactor using liquid metal such as sodium as a coolant The system is designed to utilize the thermal inertia of the hot pool (hot plenum) located above the reactor core outlet to effectively remove heat from the system by natural circulation of the coolant loop.

한편, 도 1에 도시한 종래 기술의 대용량 소듐냉각 원자로의 경우에는 원자로용기 내부의 고온풀에 1차시스템의 열을 제열용 중간루프 소듐으로 전달하는 기능을 수행하는 소듐대-소듐 열교환기 (DHX ; sodium-to-sodium decay Heat eXchanger)를 설치하고 원자로 건물 상단에 소듐대-공기 열교환기를 설치하여 상기 두 열교환기를 별도의 제열용 중간 소듐루프로 연결함으로써, 열 유입원 및 열제거원의 높이차(20 m 이상) 및 이로 인해 발생하는 소듐의 자연순환을 이용하여 원자로용기 내부 1차시스템 냉각재의 열을 최종 열침원인 공기로 제거하는 원자로 풀 직접 냉각(Direct Reactor Auxiliary Cooling System; DRACS) 방식을 채택하고 있다.On the other hand, in the case of the conventional large-capacity sodium-cooled reactor shown in FIG. 1, a sodium-sodium heat exchanger (DHX) which performs the function of transferring the heat of the primary system to the intermediate- a sodium-to-sodium decay heat eXchanger) was installed and a sodium-air heat exchanger was installed at the top of the nuclear reactor building, and the two heat exchangers were connected to a separate intermediate sodium loop for heat- (Direct Reactor Auxiliary Cooling System (DRACS)) that removes the heat of the primary system coolant inside the reactor vessel using the natural circulation of sodium (more than 20 m) .

이때, 도 1의 DRACS 설계개념은 기본적으로 노심 냉각의 주된 수단으로 고온풀에 잠기도록 설치된 소듐대-소듐 열교환기(DHX)를 이용한다. 원자로심에서 가열된 고온풀의 소듐 냉각재는 DHX 입구로 유입되어 전열관 번들 지역을 통과하면서 냉각되고, 냉각된 1차시스템 소듐이 밀도차에 의해 고온풀 하부에 모여서 노심의 핵연료집합체(Fuel Assembly)사이 공간을 채우면서 노심으로 유입되며, 유입된 소듐 냉각재는 반경방향 전열과정에 의해 핵연료집합체를 냉각한다. At this time, the DRACS design concept of FIG. 1 basically uses a sodium-sodium heat exchanger (DHX) installed to be submerged in a hot pool as a main means of core cooling. The hot coolant of the hot pool heated in the reactor core is cooled by passing through the DHX inlet and passing through the heat transfer tube bundle zone and the cooled primary system sodium is collected at the bottom of the hot pool by the density difference between the fuel assemblies of the core And the incoming sodium coolant cools the fuel assembly by a radial heat transfer process.

또한, DHX를 통과하면서 냉각된 소듐이 노심 출구지역에서 가열된 1차시스템 소듐 냉각재와 직접 질량교환을 통해 혼합되면서 고온풀로 유입되는 소듐의 온도를 낮추는 기능도 함께 수행한다. 이와 같은 냉각 메커니즘을 종래기술의 DRACS 설계개념에서는 도 2에 나타낸 바와 같은 구조인 "Inter-wrapper flow"라고 지칭한다.In addition, the cooled sodium passing through the DHX mixes directly with the primary system sodium coolant heated in the core exit area, and also functions to lower the temperature of the sodium introduced into the hot pool. Such a cooling mechanism is referred to as "Inter-wrapper flow ", which is a structure as shown in Fig. 2 in the DRACS design concept of the prior art.

하지만 종래기술의 Inter-wrapper flow는 소듐 냉각재 플레넘 내부에서의 다차원 현상에 대한 성능 입증을 위해 대규모 실험시설이 필요할 뿐만 아니라, 실험장치의 설계 및 실험 결과의 적절한 활용을 위해서는 축소 실험장치로부터 유발되는 장치설계상의 왜곡(distortion)에 대한 상세한 평가가 수반되어야 한다는 점에서 불확실성이 크고 성능을 보장하기 쉽지 않은 설계개념으로 알려져 있다.However, the prior art inter-wrapper flow requires a large-scale experimental facility for demonstrating the performance of the multidimensional phenomenon inside the sodium coolant plenum. In addition, in order to properly utilize the design of the experimental apparatus and the experimental results, It is known to be a design concept that has large uncertainties and is not easy to guarantee performance in that a detailed evaluation of distortion of the device design must be accompanied.

아울러, 도 1의 종래 기술은 DHX를 통과한 소듐이 노심을 냉각하는 메커니즘을 단순화하여 비상 잔열제거와 관련된 작동 신뢰성 및 안정적인 성능을 확보할 필요성이 요구되고 있다.
In addition, the prior art of FIG. 1 needs to simplify the mechanism of cooling the sodium through the DHX to secure the operation reliability and stable performance related to the elimination of the residual heat.

도 1에 도시한 종래기술의 불확실성을 극복하기 위하여, 도 3에 도시한 종래 기술에서는 피동형 잔열제거시스템을 채택한 풀(pool)형 소듐냉각 원자로를 대상으로, 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)를 설치할 수 있도록 고온풀 및 저온풀을 연통시키는 수직 원형관을 설치하고, 1차시스템 펌프의 양정에 의해 형성되는 고온풀 및 저온풀 간의 액위차를 이용하여 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)가 소듐과 직접 접촉하지 않도록 DHX 유니트를 지지통(support barrel) 내부의 저온풀 자유액면 상부에 설치하고 있다. 이를 통해 정상운전 중에는 소듐과의 직접접촉을 원천적으로 차단하여 제열용 중간 소듐루프의 격리밸브 또는 소듐대-공기 열교환기(AHX) 공기유로 입/출구의 댐퍼(damper) 없이도 정상운전중의 불필요한 열손실을 최소화할 수 있도록 설계하고 있다.In order to overcome the uncertainty of the prior art shown in Fig. 1, in the prior art shown in Fig. 3, a sodium-sodium decay heat exchanger (DHX) is installed in a pool type sodium- (DHX) using a liquid level difference between the hot and cold pools formed by the head of the primary system pump, the sodium-to-sodium decay heat exchanger (DHX) The DHX unit is installed above the low-temperature, free liquid surface inside the support barrel. This eliminates the direct contact with sodium during normal operation and eliminates unnecessary heat during normal operation without the isolation valve of the intermediate sodium loop for heat treatment or the damper at the inlet / outlet of the airflow channel of the sodium-air heat exchanger (AHX) It is designed to minimize losses.

하지만, 도 3에 도시한 종래 기술은 정상 열제거원 기능 상실로 인해 원자로 및 1차시스템 펌프의 작동이 중지되는 경우의 원자로 풀 내부 소듐액위 상승 시에만 1차시스템 소듐과, 열제거용 중간루프 소듐 사이의 활발한 대류 전열과정을 통해 시스템의 열을 최종 열침원인 대기 중으로 방출할 수 있다. 따라서 본격적인 냉각이 이루어지는 시점까지의 지연시간으로 인해 과도기 초기의 노심 냉각기능 제공이 불가능하고, 원자로용기의 파손 등으로 인해 원자로 풀(pool)의 액위가 감소하는 경우에는 본연의 기능을 수행할 수 없다. However, in the prior art shown in Fig. 3, only when the operation of the reactor and the primary system pump is stopped due to the normal heat removal source failure, the primary system sodium and the intermediate loop for heat removal Through the active convection heat transfer process between sodium, the heat of the system can be released to the atmosphere due to the final heat sink. Therefore, it is impossible to provide the core cooling function at the early stage of transition due to the delay time until the full cooling is performed, and when the liquid level of the reactor pool is decreased due to breakage of the reactor vessel, the function can not be performed .

따라서 작동대기 기간을 포함하는 발전소 전 운전기간 동안에 예상되는 모든 유형의 사고에 대해 안정적인 열제거 성능을 발휘할 수 있는 방안 및 이를 포함하는 설계개념이 필수적으로 요구되고 있다.Therefore, it is essential to have a design concept that includes stable heat removal performance for all types of accidents expected during the entire operation period including the operation waiting period, and a design concept including the same.

아울러, 도 3에 도시한 종래기술에서 가장 시급하게 해결해야할 문제 중 하나는 원자로 정지 후 1차시스템 냉각재 펌프가 정지되지 않고 가동되는 경우의 완전 피동형 잔열제거시스템(PDRC)의 작동성능이라고 할 수 있다. 이 경우, 펌프 가동에 의해 고온풀 및 저온풀의 액위가 그대로 유지되며, 저온풀의 액체금속 냉각재 액위상승이 불가능하여 도 3에 도시한 종래기술의 설계개념으로는 원활한 열제거 기능 수행이 불가능하므로 안전시스템 본연의 기능 수행에 심각한 차질이 빚어질 수 있다.In addition, one of the most urgent problems to be solved in the prior art shown in FIG. 3 is the operating performance of a fully driven residual heat removal system (PDRC) in the case where the primary system coolant pump is operated without stopping after a reactor shutdown . In this case, since the liquid level of the high-temperature pull and low-temperature pull is maintained by the pump operation and the liquid metal coolant level of the low-temperature pull can not be raised, it is impossible to perform the heat removal function smoothly according to the conventional design concept shown in FIG. There may be a serious disruption in the functioning of the safety system itself.

따라서 고온풀 및 저온풀의 액위차가 유지되는 경우에도 일정량의 열제거 기능이 제공될 수 있는 설계개념이 필요하지만, 도 3에 도시한 종래기술에서는 이와 관련된 작동 신뢰성 및 안정적인 성능확보에 대하여 적절한 대비책을 기술하고 있지 못한 실정이다.
Therefore, it is necessary to provide a design concept capable of providing a certain amount of heat removal function even when the liquid level difference between the hot and cold pools is maintained. However, in the prior art shown in FIG. 3, I do not describe it.

도 4에 도시한 또 다른 종래 기술(종래기술 c)는 종래기술 (a)에서의 주 노심냉각 수단인 "Inter-wrapper flow"를 삭제하여 설계의 불확실성 감소와 종래기술 (b)의 고온풀 및 저온풀을 연통하는 순환유로 확보라는 장점을 접목시켜 개발된 설계개념이다. 종래기술 c에서는 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX; sodium-to-sodium Decay Heat eXchanger)를 원자로 고온풀 지역과 원자로 배럴(core barrel)로 구분되는 고온 소듐 플레넘(plenum) 외곽의 격리 환형공간 소듐 풀(Separated and annular sodium region)에 배치한다. 이 경우 1차시스템 펌프가 정지하는 과도기 작동 모드에서 노심을 통과하는 고온의 소듐이 원자로 배럴(barrel)을 따라 상승하여 원자로 배럴 상단을 넘어 격리 환형공간 소듐 풀(Separated and annular sodium region) 지역에 위치한 DHX로 유입되고, DHX를 통과하면서 냉각된 소듐은 소듐 냉각재의 밀도 차이에 의해 격리 환형공간 소듐 풀(Separated and annular sodium region) 지역의 하부에 모이게 되며, 국부적인 소듐 냉각재 성층화(Stratification)를 유도하게 된다.Another prior art (prior art c) shown in Fig. 4 eliminates the " inter-wrapper flow "which is the main core cooling means in the prior art (a) It is a design concept that was developed by combining the advantage of securing a circulation channel that communicates with the low-temperature pool. In the prior art c, the sodium-to-sodium decay heat exchanger (DHX) is separated from the high-temperature sodium plenum by a nuclear hot-pool region and a reactor barrel core barrel, Place in a pooled (separate and annular sodium region). In this case, in the transitional mode of operation where the primary system pump is stopped, the hot sodium passing through the reactor core rises along the reactor barrel, passing over the top of the reactor barrel and located in the separated and annular sodium region. DHX and cooled by passing through DHX are collected at the bottom of the separated and annular sodium region due to the difference in density of the sodium coolant and lead to local sodium coolant stratification do.

종래기술 c의 냉각 방식에 의해 국부적으로 성층화된 격리 환형공간 소듐 지역의 소듐 냉각재는 DHX 출구노즐 보다 낮은 위치에 그 입구가 위치하는 중간열교환기(IHX; Intermediate Heat Exchanger)의 입구노즐을 통해 유입된 후 IHX 전열관 번들지역을 거쳐 IHX 출구노즐을 통해 저온풀로 유입되고, 노심을 거쳐 고온 소듐 풀 지역으로 다시 순환하면서 "노심→고온 소듐 풀→격리 환형공간 소듐 풀→중간열교환기(IHX)→저온 소듐 풀→노심"으로 구성되는 과도기 순환유로 구조를 형성한다. 이때, 고온풀과 원자로 배럴(barrel)로 구분되는 고온풀 외곽의 격리 환형공간 소듐 풀 내부에서는 DHX 출구에서 IHX 입구로의 횡방향 다차원 유동이 형성되면서 냉각에 의한 온도차이 및 그에 따른 밀도차에 의해 냉각된 소듐이 IHX 입구지역으로 유입된다.
The sodium coolant in the isolated annular spatial sodium zone stratified locally by the cooling system of the prior art c is introduced through the inlet nozzle of the Intermediate Heat Exchanger (IHX) where the inlet is located lower than the DHX outlet nozzle After passing through the IHX tube bundle area, it flows into the low-temperature pool through the IHX exit nozzle, and then flows back to the hot-sodium pool area through the core. The core → high temperature sodium pool → isolated annular space sodium pool → intermediate heat exchanger (IHX) To form a transitional circulation flow path structure composed of " sodium pool to core ". In this case, the transverse multidimensional flow from the DHX outlet to the IHX inlet is formed in the isolated annular space sodium pool outside the high temperature pool separated by the high temperature pool and the reactor barrel, and the temperature difference due to cooling and the resulting density difference The cooled sodium enters the IHX inlet area.

종래기술 c의 상기 과도기 순환유로 구조는 종래기술 a 및 b의 유로망 구조도와 비교할 때, 고온풀 및 저온풀을 연통하여 노심을 통과하는 순환유량에 의해 핵연료집합체을 직접 냉각한다는 측면에서 냉각성능의 불확실성을 감소시킬 수 있는 장점을 갖는다. 하지만, 원자로 배럴을 이용한 성층화에 의한 열응력 발생 및 "Y-piece" 구조형상 등이 구조적인 문제를 야기할 수 있고, 원자로 배럴 외부 공간에서의 소듐 냉각재 혼합특성이 전반적인 시스템 순환유량 형성 및 제열 성능에 지배적인 영향을 줄 수 있다는 측면에서 여전히 불확실성을 내포하고 있다.
The transitional circulation flow path structure of the prior art c has an uncertainty in the cooling performance in terms of directly cooling the fuel assembly by the circulating flow rate passing through the core through the hot and cold pools, Can be reduced. However, thermal stress caused by stratification by reactor barrels and "Y-piece" structure may cause structural problems, and the soda coolant mixing characteristics in the outer space of the reactor barrel may cause overall system circulation flow rate and thermal capacity But it still has uncertainties in terms of its ability to exert a dominant influence on the market.

종래의 피동형 안전등급 잔열제거시스템(PDRC)에 있어서 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)에서의 열전달 특성은 넓은 고온풀 지역에 설치되는 DHX로 얼마나 많은 양의 고온 냉각재(소듐)가 유입되느냐에 따라 그 전열 성능이 결정된다. 따라서, 비상잔열제거와 관련하여 설계기준을 만족시키기 위해서는 정상운전 모드를 포함하는 발전소 전 운전 기간 동안 DHX로의 안정적인 소듐 냉각재 공급이 보장되어야 한다. 하지만, 상기한 바와 같은 종래기술 a, b, 및 c에 개시된 DHX 설치방법으로는 발전소 전 운전모드에 대하여 동일한 형태의 예측 가능한 노심 통과 순환유량의 확보가 어렵고, 이로 인해 비상 잔열제거시스템의 안정적 성능 확보를 위한 어떠한 대처방법 및 대처 설비도 제공하지 못하고 있는 실정이다.
In conventional passive safety grade demagnetization systems (PDRC), the heat transfer characteristics in the sodium-sodium decay heat exchanger (DHX) depend on how much hot coolant (sodium) is introduced into the DHX installed in the large hot pool area The heat transfer performance is determined. Therefore, in order to meet design criteria with respect to the elimination of emergency residual heat, a stable supply of sodium coolant to DHX must be ensured during the entire operating period of the plant, including normal operation modes. However, with the DHX installation method disclosed in the prior art a, b, and c as described above, it is difficult to secure a predictable core circulation flow rate of the same type for the entire operation mode of the power plant, And does not provide any countermeasures and coping facilities for securing them.

이에 본 발명자들은 종래의 피동형 잔열제거시스템의 문제점을 해결하기 위한 연구를 수행하던 중, 정상 열제거기능 상실시에도 원자로심에서 발생하는 붕괴열을 효과적으로 제거할 수 있도록 소듐대-소듐 붕괴열교환기를 중간열교환기 외주면에 설치한 일체형 잔열제거 열교환기를 적용하여 능동형 기기 또는 운전원의 개입 없이도 자연현상만으로 안정적인 작동이 가능한 소듐냉각 원자로의 피동형 안전등급 잔열제거 시스템을 개발하고 본 발명을 완성하였다.
Therefore, the inventors of the present invention conducted a study to solve the problems of the conventional passive residual heat elimination system, and in order to effectively remove the decay heat generated in the reactor core even when the normal heat removal function is lost, the sodium- The present invention has been accomplished by developing a passive safety grade residual heat removal system for a sodium-cooled reactor capable of stable operation only by natural phenomena without the involvement of an active device or an operator by applying an integrated residual heat eliminating heat exchanger installed on the outer peripheral surface.

공개특허공보 제10-2004-0100164호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2004-0100164

본 발명의 목적은 나선형 소듐대-소듐 열교환기를 이용하여 자연순환 냉각 성능을 강화한 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템을 제공하는 데 있다.
It is an object of the present invention to provide a complete passive residual heat removal system of a sodium-cooled reactor in which a spiral sodium-sodium heat exchanger is used to enhance the natural circulation cooling performance.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object,

원자로 노심에 의하여 가열된 고온의 소듐이 수용된 고온풀; High temperature pools accommodated by high temperature sodium heated by reactor core;

상기 고온풀의 소듐과 열교환하는 중간열교환기;An intermediate heat exchanger for performing heat exchange with sodium in the hot pool;

원자로 내부의 붕괴열을 제거하기 위하여 상기 고온풀 내부에 수용된 소듐대-소듐 붕괴열교환기;A sodium-sodium decay heat exchanger contained within the hot pool to remove decay heat inside the reactor;

상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기보다 높은 위치에 설치되는 소듐대-공기 열교환기; 및A sodium-to-air heat exchanger installed at a higher position than the sodium-sodium decay heat exchanger; And

상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기와 소듐대-공기 열교환기를 연결하는 제열용 중간 소듐루프;를 포함하는 완전 피동형 잔열제거시스템에 있어서,And a mid-sodium loop for heating to connect the sodium to sodium decay heat exchanger and the sodium to air heat exchanger, the system comprising:

중간열교환기 및 소듐대-소듐 붕괴열교환기를 포함하되, 상기 중간열교환기의 상측 동축배관의 외주면에 소듐대-소듐 붕괴열교환기가 나선형으로 구비된 일체형 잔열제거 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템을 제공한다.
An intermediate heat exchanger and a sodium-sodium decay heat exchanger, wherein the sodium-to-sodium decay heat exchanger is spirally provided on an outer circumferential surface of the upper coaxial pipe of the intermediate heat exchanger. A complete passive residual heat elimination system is provided.

또한, 본 발명은 In addition,

상기 잔열제거 시스템의 고온풀 하단에 복수개의 핵연료봉이 장입된 원자로심이 구비된 소듐냉각 원자로를 제공한다.
The present invention provides a sodium-cooled reactor having a reactor core loaded with a plurality of nuclear fuel rods at a lower end of a high temperature pool of the residual heat elimination system.

나아가, 본 발명은Further,

상기 잔열제거 시스템을 이용하여 고온풀의 소듐을 소듐대-소듐 붕괴열교환기로 직접 유입시키고, 소듐대-소듐 붕괴열교환기에서 냉각된 소듐을 중간열교환기를 통해 고온풀로부터 저온풀로 유입시켜 원자로의 잔열을 피동적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 원자로 잔열의 제거방법을 제공한다.
The residual heat removal system is used to directly introduce the hot sludge into the sodium-sodium decay heat exchanger and the sodium cooled in the sodium-sodium decay heat exchanger to flow through the intermediate heat exchanger from the hot pool into the cold pool, And removing the residual heat of the reactor.

본 발명에 따른 잔열제거 시스템은 일체형 잔열제거 열교환기를 포함하여 소듐냉각 원자로의 피동형 잔열제거 설계개념이 종래에는 복잡하고 불확실성이 큰 노심냉각 메커니즘을 가졌던 문제점을 개선하여, 안정적인 노심 통과 순환유량 확보를 가능케 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 잔열제거 시스템은 발전소 전 운전기간 동안에 예산되는 모든 종류의 설계기준 사고를 대비할 수 있도록 작동 신뢰성을 향상시키고, 안정적인 비상 잔열제거 성능을 확보할 수 있는 피동형 안전등급 잔열제거 시스템으로서, 특히 일차원적인 단일 순환유로 구조를 통해 원자로 내부구조물의 단순화 및 냉각 성능의 최적화를 구현하여 정상운전뿐만 아니라 사고시의 안정적인 열제거 성능 확보에도 기여할 수 있는 효과가 있다.
The residual heat elimination system according to the present invention includes the integrated residual heat elimination heat exchanger, and the concept of designing the passive residual heat elimination design of the sodium-cooled reactor has heretofore had the problem of having a complicated core cooling mechanism with high uncertainty, . In addition, the residual heat elimination system according to the present invention is a passive safety grade residual heat removal system which improves operational reliability and ensures stable emergency residual heat elimination performance so as to prepare for all types of design standard accidents budgeted during the entire operation period of a power plant Simplification of the internal structure of the reactor and optimization of the cooling performance can be achieved through a one-dimensional single circulation flow path structure, thereby contributing to the stable operation of heat removal as well as normal operation.

도 1은 종래기술 a에 해당하는 잔열제거 시스템을 개략적으로 나타낸 그림이고;
도 2는 종래기술 a의 냉각 메커니즘을 개략적으로 나타낸 그림이고;
도 3은 종래기술 b에 해당하는 잔열제거 시스템을 개략적으로 나타낸 그림이고;
도 4는 종래기술 c에 해당하는 잔열제거 시스템을 개략적으로 나타낸 그림이고;
도 5는 본 발명에 따른 완전 피동형 잔열제거 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타낸 그림이고;
도 6은 종래의 잔열제거 시스템과 본 발명의 따른 잔열제거 시스템의 헤드부분을 나타낸 그림이고;
도 7은 종래기술 a, b, 및 c의 잔열제거 시스템에 따른 냉각재 유로를 나타낸 그림이고;
도 8은 본 발명에 따른 완전 피동형 잔열제거 시스템에 따른 냉각재 유로를 나타낸 그림이고;
도 9는 본 발명에 따른 완전 피동형 잔열제거 시스템에 있어서, 일체형 잔열제거 열교환기를 개략적으로 나타낸 그림이고;
도 10은 본 발명에 따른 완전 피동형 잔열제거 시스템에 있어서, 다중축 환형 챔버의 단면을 나타낸 그림이고;
도 11은 본 발명에 따른 완전 피동형 잔열제거 시스템의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 또 그림이고;
도 12는 본 발명에 따른 완전 피동형 잔열제거 시스템을 투시하여 나타낸 투시도이고;
도 13은 본 발명에 따른 완전 피동형 잔열제거 시스템에 있어서, 나선형 전열관을 고정하는 지지구조체의 일례를 나타낸 그림이다.
FIG. 1 is a schematic view showing a residual heat removal system corresponding to the prior art a; FIG.
2 is a schematic view showing a cooling mechanism of the conventional technology a;
FIG. 3 is a schematic view illustrating a residual heat removal system corresponding to the prior art b; FIG.
FIG. 4 is a schematic view illustrating a residual heat removal system corresponding to the prior art c; FIG.
5 is a schematic view illustrating an embodiment of a complete passive residual heat elimination system according to the present invention;
FIG. 6 is a view showing a head portion of a conventional residual heat removal system and a residual heat removal system according to the present invention; FIG.
7 is a view showing a coolant flow path according to a residual heat removal system of the prior art a, b, and c;
FIG. 8 is a view illustrating a coolant flow path according to a completely driven passive heat removal system according to the present invention; FIG.
9 is a schematic view of an integrated residual heat eliminating heat exchanger in a complete passive residual heat elimination system according to the present invention;
10 is a cross-sectional view of a multi-axial annular chamber in a complete passive residual heat removal system according to the present invention;
11 is a view schematically showing still another embodiment of a complete passive residual heat elimination system according to the present invention;
Figure 12 is a perspective view of a completely driven passive heat removal system according to the present invention;
FIG. 13 is a view showing an example of a supporting structure for fixing a helical heat transfer pipe in the complete passive residual heat elimination system according to the present invention. FIG.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명은The present invention

원자로 노심에 의하여 가열된 고온의 소듐이 수용된 고온풀; High temperature pools accommodated by high temperature sodium heated by reactor core;

상기 고온풀의 소듐과 열교환하는 중간열교환기;An intermediate heat exchanger for performing heat exchange with sodium in the hot pool;

원자로 내부의 붕괴열을 제거하기 위하여 상기 고온풀 내부에 수용된 소듐대-소듐 붕괴열교환기;A sodium-sodium decay heat exchanger contained within the hot pool to remove decay heat inside the reactor;

상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기보다 높은 위치에 설치되는 소듐대-공기 열교환기; 및A sodium-to-air heat exchanger installed at a higher position than the sodium-sodium decay heat exchanger; And

상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기와 소듐대-공기 열교환기를 연결하는 제열용 중간 소듐루프;를 포함하는 완전 피동형 잔열제거시스템에 있어서,And a mid-sodium loop for heating to connect the sodium to sodium decay heat exchanger and the sodium to air heat exchanger, the system comprising:

중간열교환기 및 소듐대-소듐 붕괴열교환기를 포함하되, 상기 중간열교환기의 상측 동축배관의 외주면에 소듐대-소듐 붕괴열교환기가 나선형으로 구비된 일체형 잔열제거 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템을 제공한다.
An intermediate heat exchanger and a sodium-sodium decay heat exchanger, wherein the sodium-to-sodium decay heat exchanger is spirally provided on an outer circumferential surface of the upper coaxial pipe of the intermediate heat exchanger. A complete passive residual heat elimination system is provided.

이때, 본 발명에 따른 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템을 개략적으로 나타낸 구조도를 도 5에 나타내었으며,FIG. 5 is a schematic view illustrating a system for completely removing the passive residual heat of a sodium-cooled reactor according to the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템을 상세히 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a complete passive residual heat removal system of a sodium-cooled reactor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템은 원자로 노심에 의하여 가열된 고온의 소듐이 수용된 고온풀; 상기 고온풀의 소듐과 열교환하는 중간열교환기(IHX); 원자로 내부의 붕괴열을 제거하기 위하여 상기 고온풀 내부에 수용된 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX); 상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)보다 높은 위치에 설치되는 소듐대-공기 열교환기(AHX); 및 상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)와 소듐대-공기 열교환기(AHX)를 연결하는 제열용 중간 소듐루프;를 포함한다.Referring to FIG. 5, a complete passive residual heat elimination system for a sodium-cooled reactor according to the present invention includes a high temperature pool filled with a high temperature sodium heated by a reactor core; An intermediate heat exchanger (IHX) for heat-exchanging with the hot-pool sodium; Sodium decay heat exchanger (DHX) contained within the hot pool to remove decay heat inside the reactor; A sodium-to-air heat exchanger (AHX) installed at a higher elevation than the sodium di-sodium decay heat exchanger (DHX); And an intermediate sodium loop for heat transfer connecting the sodium to sodium decay heat exchanger (DHX) to the sodium to air heat exchanger (AHX).

이때, 본 발명에 따른 잔열제거 시스템은 상기 중간열교환기(IHX)의 상측 동축배관(coaxial pipe)의 외주면에 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)가 나선형으로 구비된 일체형 잔열제거 열교환기(100)를 포함한다.
At this time, the residual heat elimination system according to the present invention includes an integral type residual heat elimination heat exchanger 100 having a spiral shape of a sodium-sodium decay heat exchanger (DHX) on the outer circumferential surface of an upper coaxial pipe of the intermediate heat exchanger (IHX) .

상기 일체형 잔열제거 열교환기(100)는 중간열교환기(IHX)와 붕괴열교환기(DHX)를 일체화한 것으로, 고온풀 내부에서 이루어지는 다차원의 냉각재 유동특성을 일차원 유동으로 획기적으로 단순화함으로서, 자연순환 유동에 의한 DHX의 열제거 메커니즘을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 종래기술 c에 구비되는 원자로 통(core barrel) 및 격리판 Y-piece의 제거가 가능해지므로 원자로 내부구조물을 획기적으로 단순화할 수 있다. 나아가, 도 6에서 비교한 바와 같이 종래기술 a, b, 및 c에 비해 원자로 헤드의 관통부 수를 줄일 수 있으며, 전통적인 관-통형 직관형 DHX를 제거함으로써 기기(component) 수의 감소로 인해 설계/제작/건설 및 유지보수 비용의 절감을 통한 경제성 향상효과도 기대할 수 있다.
The integrated residual heat eliminating heat exchanger 100 is an integrated unit of an intermediate heat exchanger (IHX) and a decay heat exchanger (DHX). By dramatically simplifying the multi-dimensional coolant flow characteristic inside the high temperature pool to one- The heat removal mechanism of DHX can be utilized effectively. In addition, since the core barrel and the separator Y-piece provided in the prior art c shown in FIG. 4 can be removed, the internal structure of the reactor can be remarkably simplified. Further, as compared in FIG. 6, it is possible to reduce the number of penetration parts of the reactor head compared to the prior art a, b, and c, and to reduce the number of component heads by eliminating the conventional tube- It can also be expected to improve economic efficiency by reducing production / construction / maintenance costs.

이때, 상기 일체형 잔열제거 열교환기(100)는 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)에서 냉각된 소듐을 중간열교환기(IHX)를 통해 고온풀로부터 저온풀로 유입시킨다.At this time, the integrated dehumidification heat exchanger 100 introduces the sodium cooled in the sodium-sodium decay heat exchanger (DHX) from the hot pool to the cold pool through the intermediate heat exchanger (IHX).

즉, 열원(Heat source)인 노심(RX core)을 통과하여 냉각재가 고온풀을 거쳐 과도기 비상 열침원(Heat sink)인 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)에서 냉각된 후, 정상 열침원(Heat sink)인 중간열교환기(IHX)로 유입되고, 중간열 교환기를 통해 냉각된 소듐은 저온풀로 유입된다. 이와 같이, 상기 일체형 잔열제거 열교환기(100)는 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)와 중간열교환기(IHX)로 이어지는 직렬형 순환 유로(Serialized circulation flow path)를 형성하며, 이에 따라 발전소 정전을 포함하는 어떠한 사고가 발생하더라도 원자로 내부 소듐 냉각재의 순환 유동 경로 상에 직접적인 냉각 기능을 제공하여 안정적인 냉각 시스템을 제공할 수 있다.That is, the coolant passes through a heat source (RX core), the coolant is hot-pooled, cooled in a sodium-sodium decay heat exchanger (DHX), which is a transient emergency heat sink, sink into the intermediate heat exchanger (IHX), and the sodium cooled through the intermediate heat exchanger enters the low temperature pool. In this way, the integral residual heat eliminating heat exchanger 100 forms a serialized circulation flow path leading to the sodium-sodium decay heat exchanger (DHX) and the intermediate heat exchanger (IHX) It is possible to provide a stable cooling system by providing a direct cooling function on the circulating flow path of the reactor internal sodium coolant regardless of any accident that may occur.

이와 같은 단일 순환유로 구조의 제공은 DHX를 통한 열제거 기능이 중간열교환기(IHX)와 병렬적으로 제공되는 종래기술의 피동형 잔열제거 시스템과 비교할 때, 과도기 일차계통 냉각재의 원활한 순환유량 형성에 의한 계통 냉각성능 향상뿐만 아니라 안전등급 잔열제거 시스템의 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
The provision of such a single circulating flow path structure allows for a more efficient circulation of the refrigerant by the formation of a smooth circulation flow rate of the transient primary system coolant compared to the prior art passive residual heat removal system in which the heat removal function via DHX is provided in parallel with the intermediate heat exchanger It is possible to improve not only the cooling performance of the system but also the operational reliability of the safety grade residual heat removal system.

아울러, 일체형 잔열제거 열교환기를 통해 상기한 바와 같은 단일 순환유로를 형성함에 따라 DHX 통과유량의 명료화가 가능하므로, 고온풀의 잔열제거 유로 최적화 및 원자로용기 내부구조 단순화를 통해 잔열제거 성능의 불확실성을 원천적으로 감소시켜 인허가 과정의 검증실험 및 해석을 용이하게 할 수 있다.In addition, since the DHF flow rate can be clarified by forming the single circulation flow path as described above through the integrated residual heat eliminating heat exchanger, the uncertainty of the residual heat removal performance can be obtained by optimizing the residual heat removal flow path of the hot pool and simplifying the internal structure of the reactor vessel. To facilitate verification testing and interpretation of the licensing process.

이는 도 7에 개시한 종래기술 a, b, 및 c의 잔열제거 유로와, 도 8에 개시한 본 발명의 일체형 잔열제거 열교환기를 통한 단일 순환유로를 비교함으로서 더욱 용이하게 확인할 수 있다.This can be more easily confirmed by comparing the residual heat eliminating flow path of the prior art a, b, and c disclosed in FIG. 7 with the single circulating flow path through the integrated residual heat eliminating heat exchanger of the present invention disclosed in FIG.

즉, 도 7에 개시한 종래기술 a, b, 및 c의 유로와 비교할 때, 도 8에 개시한 바와 같이 본 발명의 일체형 잔열제거 열교환기를 통한 단일 순환유로는 고온풀 및 저온풀을 직접적으로 연통하여 노심을 통과하는 순환유량에 의해 노심을 직접 냉각한다는 측면에서 매우 단순화되고 효과적인 냉각성능을 나타낼 수 있는 구조이다.
That is, as compared to the flow paths of the prior arts a, b, and c disclosed in Fig. 7, the single circulation flow path through the integrated residual heat eliminating heat exchanger of the present invention, as shown in Fig. 8, This is a structure that can exhibit a very simplified and effective cooling performance in terms of directly cooling the core by a circulating flow rate through the core.

한편, 상기 일체형 잔열제거 열교환기에 있어서, 상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)는 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 중간 열교환기의 상측 동축배관(coaxial pipe)의 외주면에 구비되는 나선형 전열관(helical tube, 500)을 포함한다. 9, the sodium-sodium decay heat exchanger (DHX) may be a helical tube provided on the outer circumferential surface of an upper coaxial pipe of the intermediate heat exchanger, 500).

상기 나선형 전열관(500)은 전열면적 밀도(area density)를 극대화하기 위한 것으로, 중간열교환기(IHX)의 상측 외주면, 즉 중간열교환기의 동축배관(coaxial pipe) 외주면에 구비되며, 중간열교환기의 상측 동축배관(coaxial pipe)의 외주면에 서로 상이한 방향으로 회전된 형태인 복수개의 나선형 전열관이 교차된 형태로 구비될 수 있다. The spiral heat transfer pipe 500 is provided on the upper outer circumferential surface of the intermediate heat exchanger IHX, that is, on the outer circumferential surface of the coaxial pipe of the intermediate heat exchanger, A plurality of helical heat transfer tubes may be provided on the outer circumferential surface of the upper side coaxial pipe so as to intersect with each other.

이때, 상기 나선형 전열관(500)은 상기 고온풀에 모두 잠기도록 구비될 수 있으며, 특히 나선형 전열관이 항상 고온풀의 소듐 자유액면보다 충분히 낮게 배치되도록 한다. 이를 통해, 고온풀 자유액면으로부터의 가스흡입 방지 및 상기 나선형 전열관에서 고온풀의 소듐을 더욱 효율적으로 냉각할 수 있다.
At this time, the helical heat transfer pipe 500 may be provided so as to be submerged in the high temperature pool, and in particular, the helical heat transfer pipe is always arranged sufficiently lower than the sodium free liquid surface of the high temperature paste. As a result, it is possible to prevent the gas suction from the high temperature full free liquid surface and to cool the high temperature paste sodium in the helical heat transfer tube more efficiently.

아울러, 상기 나선형 전열관(500)을 포함하는 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)는 소듐대-공기 열교환기(AHX)로부터 잔열제거용 소듐 루프의 저온소듐이 유입되는 저온소듐챔버(203)의 끝단이 상기 나선형 전열관(500)의 최하단부보다 낮은 위치까지 확장될 수 있고, 저온소듐챔버(203)의 하부는 고온풀에 잠기도록 배치될 수 있다.
In addition, the sodium-sodium decay heat exchanger (DHX) including the spiral heat transfer pipe 500 is connected to the end of the low temperature sodium chamber 203 into which the low temperature sodium of the sodium loop for removing the residual heat is introduced from the sodium-air heat exchanger (AHX) Can be expanded to a position lower than the lowermost end of the helical heat transfer pipe (500), and the lower part of the low temperature sodium chamber (203) can be arranged to be submerged in the high temperature pool.

본 발명에 따른 잔열제거 시스템에 있어서, 상기 일체형 잔열제거 열교환기(100)는 도 10에 도시한 바와 같이, 다중축 환형 챔버(Multi-layered annular chamber, 200) 를 포함할 수 있다. In the residual heat eliminating system according to the present invention, the integral type residual heat eliminating heat exchanger 100 may include a multi-layered annular chamber 200 as shown in FIG.

즉, 상기 일체형 잔열제거 열교환기(100)는 총 4개의 구역으로 구분될 수 있는 다중축 환형 챔버(200)를 포함할 수 있으며, 도 10에 도시한 바와 같이 상기 다중축 환형 챔버(200)의 중심부로는 중간열교환기(IHX)에 있어서 중간열전달계통(IHTS)의 저온 소듐이 하부방향으로 유동하는 저온소듐 하강관(201) 및 고온 소듐이 상부로 유동하는 고온소듐 상승관(202)으로 이루어지는 중간열교환기(IHX)의 동축배관부가 구비되고,That is, the integral type residual heat eliminating heat exchanger 100 may include a multi-axial annular chamber 200 that can be divided into a total of four zones. As shown in FIG. 10, the multi-axial annular chamber 200 At the center of the intermediate heat exchanger (IHX), a low temperature sodium downfalling pipe (201) in which low temperature sodium of the intermediate heat transfer system (IHTS) flows downward and a high temperature sodium uprising pipe (202) A coaxial piping section of the intermediate heat exchanger IHX is provided,

상기 중간열교환기(IHX)의 상측 동축배관부 외측면으로는 소듐대-공기 열교환기(AHX)로부터 잔열제거용 소듐 루프의 저온소듐이 유입되는 저온소듐챔버(203) 및 나선형 전열관(500)을 통과하면서 가열된 고온 소듐이 유출되는 고온소듐챔버(204)가 상기 중간열교환기(IHX)의 동축배관부와 동축으로 구비될 수 있다.A low temperature sodium chamber 203 and a spiral heat transfer pipe 500 through which the low-temperature sodium of the sodium loop for removing residual heat is introduced from the sodium-to-air heat exchanger (AHX) are connected to the outer side of the upper coaxial piping portion of the intermediate heat exchanger (IHX) The hot sodium chamber 204 through which the heated hot sodium flows out may be provided coaxially with the coaxial piping portion of the intermediate heat exchanger IHX.

한편, 상기 다중축 환형 챔버(200)를 구성하는 저온소듐 하강관(201), 고온소듐 상승관(202), 저온소듐챔버(203) 및 고온소듐챔버(204)는 사이에는 열적 격리를 위한 간극을 갖도록 이격되어 구비되며, 특히 저온소듐챔버(203)와 중간열교환기의 고온소듐 상승관(202) 사이는 이탈 가능한 간극을 부여하여 나선형 전열관(500)의 분리 및 유지/보수가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.The low temperature sodium downfalling pipe 201, the high temperature sodium uptake pipe 202, the low temperature sodium chamber 203 and the high temperature sodium chamber 204 constituting the multi-axial annular chamber 200 have a gap In particular, it is possible to provide a releasable gap between the low-temperature sodium chamber 203 and the high-temperature sodium riser pipe 202 of the intermediate heat exchanger so that the spiral-type heat transfer pipe 500 can be separated and maintained / desirable.

또한, 상기 다중축 환형 챔버(Multi-layered annular chamber, 200)의 상단에는 소듐 루프의 고온관 및 저온관과 연결되는 노즐이 설치되어 잔열제거용 소듐 루프로의 연결이 가능하도록 설계 및 배치되어 있으며, 상기 소듐 루프의 설계 및 배치는 특별히 제한되지 않으며, 통상적인 설계를 토대로 수행될 수 있다.
The upper end of the multi-layered annular chamber 200 is designed and arranged so that a nozzle connected to the high temperature pipe and the low temperature pipe of the sodium loop is connected to the sodium loop for removing the residual heat , The design and arrangement of the sodium loop is not particularly limited and can be carried out based on a conventional design.

상기 나선형 전열관(500)으로부터 소듐대-공기 열교환기(AHX)로 유출되는 고온소듐은 도 11에 나타낸 바와 같이 원자로 배플(baffle, 300)보다 상부에 구비되는 고온소듐챔버를 통해 유출될 수 있다. 즉, 소듐대-공기 열교환기(AHX)로 고온소듐을 유출시키는 고온소듐챔버는 원자로 배플(baffle, 300)보다 상부에 구비된다. 이는 고온풀 내의 소듐 액위가 상승하는 것을 대비하기 위한 것으로, 고온풀 내의 소듐 액위가 상승하더라도 상기 고온소듐챔버와 고온풀의 소듐이 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
The hot sodium discharged from the helical heat transfer pipe 500 to the sodium-air heat exchanger (AHX) may be discharged through a hot sodium chamber provided above the reactor baffle 300 as shown in FIG. That is, a hot sodium chamber for discharging hot sodium to the sodium-to-air heat exchanger (AHX) is provided above the reactor baffle (300). This is to prevent the sodium liquid in the hot pool from rising, and it is possible to prevent the sodium in the hot pool from contacting the hot sodium chamber even if the sodium liquid level in the hot pool rises.

또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 잔열제거 시스템은 일체형 잔열제거 열교환기(100)를 지지하는 지지통(support barrel, 400)을 더 포함할 수 있다. 11, the residual heat elimination system according to the present invention may further include a support barrel 400 for supporting the integrated residual heat elimination heat exchanger 100. [

상기 지지통(400)은 붕괴열교환기(DHX)의 나선형 전열관(500)에서의 냉각성능을 돕고, 나선형 전열관 구역을 통과한 소듐 냉각재가 중간열교환기(IHX)의 유입구까지 원활히 유입될 수 있도록 유로를 제공하는 기능을 제공하는 것으로, 도 12에 나타낸 바와 같이 상기 지지통(400)의 하부는 수평 격리판(separation plate, 600)에 연결되어 지지되며, 지지통(400)의 상부는 별도의 배플판(Baffle plate)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 상기 배플판(Baffle plate)은 고온풀에 잠겨 있는 일정 두께를 갖는 판형 구조물로서, 노심쪽으로는 어떠한 구조물과도 연결되어 있지 않으며 단지 복수개의 지지통(400) 상단을 모두 연결하고 바깥쪽으로는 수직으로 서 있는 원자로 배플(300)에 연결되도록 설치되어 지지통(400)을 지지하도록 구비될 수 있다. 아울러, 상기 배플판(300)은 지지통(400)의 상부를 지지하는 기능만을 제공하기 위한 것일 뿐, 냉각재가 유동하는 유로에는 어떠한 영향도 미치지 않으며, 냉각재가 유동하는 유로에 영향을 주지않는 범위 내에서 지지통(400) 상부를 지지하는 적절한 형태로 구비될 수 있다.The support cylinder 400 serves to facilitate the cooling performance of the decay heat exchanger (DHX) 500 in the spiral heat transfer tube 500 and to supply the siro coolant, which has passed through the helical heat transfer tube area, to the inlet of the intermediate heat exchanger (IHX) 12, a lower portion of the support cylinder 400 is connected to and supported by a horizontal separation plate 600, and an upper portion of the support cylinder 400 is connected to a separate baffle plate 600. [ And can be supported by a baffle plate. At this time, the baffle plate is a plate-like structure having a certain thickness immersed in the high-temperature paste. The baffle plate is not connected to any structure on the core, but merely connects the upper ends of the plurality of support cylinders 400, And may be provided to be connected to the vertically standing reactor baffle 300 to support the support cylinder 400. The baffle plate 300 is provided only for supporting the upper part of the support cylinder 400. The baffle plate 300 has no influence on the flow path through which the coolant flows and does not affect the flow path through which the coolant flows And may be provided in a suitable form to support the upper portion of the support cylinder 400.

한편, 상기 지지통(400)은 고온풀의 소듐이 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)의 하단부, 즉 나선형 전열관(500)을 거친 후, 중간열교환기(IHX)의 유입구까지 유동할 수 있는 공간이 구비되도록 확장된 형태인 것이 바람직하며, 이를 통해 소듐 냉각재가 중간열교환기(DHX)의 유입구까지 더욱 원할하게 유동할 수 있도록 할 수 있다.
The support tube 400 is a space capable of flowing to the inlet of the intermediate heat exchanger IHX after passing through the lower end of the sodium di-sodium decay heat exchanger (DHX) So that the sodium coolant can flow smoothly to the inlet of the intermediate heat exchanger (DHX).

본 발명에 따른 잔열제거 시스템에 있어서, 상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기(DHX)의 나선형 전열관(500)은 지지구조체(700)를 통해 고정 및 지지될 수 있다. In the residual heat removal system according to the present invention, the spiral heat transfer pipe 500 of the sodium-sodium decay heat exchanger (DHX) may be fixed and supported through the support structure 700.

즉, 복수개의 나선형 전열관(500)이 존재하는 경우, 상기 나선형 전열관들은 그 무게(自重)로 인하여 형태가 변형되거나 파손될 수 있다. 따라서, 본 발명의 잔열제거 시스템에서는 상기 나선형 전열관(500)을 고정 및 지지할 수 있는 지지구조체(700)를 더 포함할 수 있으며, 상기 지지구조체는 예를 들어 도 13에 개시한 바와 같이 나선형 전열관(500)의 각 열(row)에 해당하는 전열관들이 관통될 수 있는 복수개의 구멍을 포함하는 일정 두께를 갖는 판형 구조물 형태일 수 있다. That is, when there are a plurality of spiral heat transfer tubes 500, the spiral heat transfer tubes may be deformed or damaged due to their weight. Therefore, the residual heat elimination system of the present invention may further include a support structure 700 capable of fixing and supporting the helical heat transfer pipe 500, and the support structure may be formed of, for example, a spiral heat transfer pipe And a plurality of holes through which the heat transfer tubes corresponding to the respective rows of the heat transfer tubes 500 may pass.

그러나, 상기 지지구조체(700)가 이에 제한되는 것은 아니며, 나선형 전열관(500)을 고정 및 지지할 수 있는 구조 및 형태라면 이를 적절히 변형 및 가공하여 상기 나선형 전열관(500)에 구비시킬 수 있다.
However, the support structure 700 is not limited thereto, and if the spiral type heat transfer tube 500 can be fixed and supported, the spiral type heat transfer tube 500 can be appropriately deformed and processed.

한편, 본 발명에 따른 잔열제거 시스템에 있어서, 일체형 잔열제거 열교환기(100)는 하나의 원자로 헤드에 저온의 소듐 유입부 및 고온 소듐의 유출부가 함께 구비될 수 있으며, 이는 종래의 잔열제거 시스템에서 붕괴열교환기(DHX)와 중간열교환기(IHX)가 병렬로 구비되어 그 구조 및 메커니즘이 복잡하였던 문제를 해결한 것으로, 이를 통해 잔열제거 시스템 구조의 단순화 및 냉각 성능의 최적화를 구현해낼 수 있는 효과가 있다.
Meanwhile, in the residual heat elimination system according to the present invention, the integrated residual heat elimination heat exchanger 100 may be provided with a low-temperature sodium inlet and a high-temperature sodium outlet together in one reactor head, (DHX) and an intermediate heat exchanger (IHX) are provided in parallel to solve the problem that the structure and the mechanism are complicated, thereby simplifying the structure of the residual heat removal system and optimizing the cooling performance. have.

또한, 본 발명은In addition,

상기 잔열제거 시스템의 고온풀 하단에 복수개의 핵연료봉이 장입된 원자로심이 구비된 소듐냉각 원자로를 제공한다.
The present invention provides a sodium-cooled reactor having a reactor core loaded with a plurality of nuclear fuel rods at a lower end of a high temperature pool of the residual heat elimination system.

이하, 본 발명에 따른 소듐냉각 원자로에 대해서 상세히 설명한다.
Hereinafter, the sodium-cooled reactor according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 소듐냉각 원자로는 중간열교환기 및 소듐대-소듐 붕괴열교환기를 포함하되, 상기 중간열교환기의 상측 외주면에 소듐대-소듐 붕괴열교환기가 동축으로 구비된 일체형 잔열제거 열교환기를 포함하는 완전 피동형 잔열제거 시스템이 구비된 것으로서,The sodium-cooled nuclear reactor according to the present invention comprises a single pass heat exchanger including an intermediate heat exchanger and a sodium-sodium decay heat exchanger, wherein the sodium-sodium disintegration heat exchanger is coaxially provided on the upper circumferential surface of the intermediate heat exchanger, A residual heat removal system is provided,

상기 잔열제거 시스템이 일체형 잔열제거 열교환기를 포함함에 따라, 열원(Heat source)인 원자로심을 통과하여 냉각재가 고온풀을 거쳐 과도기 비상 열침원(Heat sink)인 소듐대-소듐 붕괴열교환기에서 냉각된 후, 정상 열침원(Heat sink)인 중간열교환기(IHX)로 유입되고, 중간열 교환기를 통해 냉각된 소듐은 저온풀로 유입된다. 이와 같이, 상기 일체형 잔열제거 열교환기는 소듐대-소듐 붕괴열교환기와 중간열교환기로 이어지는 직렬형 순환 유로(Serialized circulation flow path)를 형성하는바, 이에 따라 본 발명에 따른 소듐냉각 원자로에 발전소 정전을 포함하는 어떠한 사고가 발생하더라도 원자로 내부 소듐 냉각재의 순환 유동 경로 상에 직접적인 냉각 기능을 제공할 수 있어 안정적인 냉각 시스템을 제공할 수 있다.
Since the residual heat elimination system includes the integrated residual heat elimination heat exchanger, the coolant passes through the reactor core which is a heat source, is cooled in a sodium-sodium decay heat exchanger, which is a heat sink of the transient high temperature pool, (IHX) which is a normal heat sink, and the sodium cooled by the intermediate heat exchanger flows into the low temperature pool. In this way, the integrated residual heat eliminating heat exchanger forms a serialized circulation flow path leading to the sodium-sodium decay heat exchanger and the intermediate heat exchanger. Accordingly, the sodium- It is possible to provide a direct cooling function on the circulating flow path of the reactor internal sodium coolant regardless of an accident, thereby providing a stable cooling system.

나아가, 본 발명은Further,

상기 잔열제거 시스템을 이용하여 고온풀의 소듐을 소듐대-소듐 붕괴열교환기로 직접 유입시키고, 소듐대-소듐 붕괴열교환기에서 냉각된 소듐을 중간열교환기를 통해 고온풀로부터 저온풀로 유입시켜 원자로의 잔열을 피동적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 원자로 잔열의 제거방법을 제공한다.
The residual heat removal system is used to directly introduce the hot sludge into the sodium-sodium decay heat exchanger and the sodium cooled in the sodium-sodium decay heat exchanger to flow through the intermediate heat exchanger from the hot pool into the cold pool, And removing the residual heat of the reactor.

전술한 바와 같이, 상기 잔열제거 시스템은 중간열교환기 및 소듐대-소듐 붕괴열교환기를 포함하되, 상기 중간열교환기의 상측 외주면에 소듐대-소듐 붕괴열교환기가 동축으로 구비된 일체형 잔열제거 열교환기를 포함하며, 상기 일체형 잔열제거 열교환기는 하기와 같은 냉각경로를 통해 냉각재인 소듐을 효율적으로 냉각할 수 있다. As described above, the residual heat elimination system includes an integral remanufacturing heat exchanger including an intermediate heat exchanger and a sodium-sodium decay heat exchanger, wherein an upper side peripheral surface of the intermediate heat exchanger is coaxially provided with a sodium-sodium disintegration heat exchanger , The integrated remanufacturing heat exchanger can efficiently cool the sodium as the coolant through the following cooling path.

상기 일체형 잔열제거 열교환기로 인하여, 열원(Heat source)인 원자로심을 통과하여 냉각재가 고온풀을 거쳐 과도기 비상 열침원(Heat sink)인 일체형 잔열제거 열교환기의 소듐대-소듐 붕괴열교환기에서 냉각된 후, 정상 열침원(Heat sink)인 중간열교환기(IHX)로 유입되고, 정상열제거 기능상실로 인해 냉각기능을 상실한 중간열교환기의 통(shell)측 유로를 통과한 소듐은 저온풀로 유입될 수 있다.After the integrated dehumidification heat exchanger is cooled in a sodium-sodium decay heat exchanger of an integral-type dehumidification heat exchanger, which passes through a reactor core that is a heat source and the coolant passes through a hot pool and is a transient emergency heat sink, Sodium that has flowed into the intermediate heat exchanger (IHX), which is a normal heat sink, and passed through the shell-side flow path of the intermediate heat exchanger, which has lost its cooling function due to loss of the normal heat eliminating function, .

일반적으로 원자로가 정상적으로 작동하는 경우에는 "원자로심→고온풀→중간열교환기(IHX)→저온풀→원자로심"으로 구성되는 정상열제거 경로가 작동되어 냉각재인 소듐의 냉각이 수행될 수 있으나, 전력의 공급이 중단되는 등의 사고 발생시에는 상기 정상열제거 경로가 효과적으로 작동될 수 없다.In general, when the reactor is operating normally, the normal heat removal path consisting of reactor core → high temperature pool → intermediate heat exchanger (IHX) → low temperature pool → reactor core can be operated to cool the coolant sodium, The normal heat removal path can not be operated effectively.

그러나, 본 발명에 따른 원자로 잔열의 제거방법에서는 상기 일체형 잔열제거 열교환기를 포함하는 잔열제거 시스템을 이용하여 "원자로심→고온풀→붕괴열교환기(나선형 전열관)→중간열교환기(IHX)→저온풀→원자로심"으로 구성되는 과도기 순환유로가 피동적으로 작동됨에 따라, 발전소 정전으로 인해 중간열교환기(IHX)의 열제거 기능이 상실되어도 붕괴열교환기의 냉각기능을 지속적으로 제공할 수 있는 바, 잔열제거 시스템의 안정적인 열제거 성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.
However, in the method of removing the residual heat of the reactor according to the present invention, the residual heat eliminating system including the integrated residual heat eliminating heat exchanger is used to perform the heat recovery from the reactor core to the high temperature pool to the collapse heat exchanger (spiral heat exchanger) to the intermediate heat exchanger (IHX) (IHX) can be continuously provided with the cooling function of the decay heat exchanger even if the heat removal function of the intermediate heat exchanger (IHX) is lost due to the power shutdown due to the transient operation of the transient circulation channel composed of the reactor core, It is possible to secure a stable heat removal performance of the heat exchanger.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.

IHX : 중간열교환기
DHX : 붕괴열교환기
RX core : 원자로 노심
AHX : 소듐대-공기 열교환기
UIS : 상부내부구조물(Upper Internal Structure)
100 : 일체형 잔열제거 열교환기
200 : 다중축 환형 챔버(Multi-layered annular chamber)
201 : 저온소듐 하강관
202 : 고온소듐 상승관
203 : 저온소듐챔버
204 : 고온소듐챔버
300 : 원자로 배플
400 : 지지통
500 : 나선형 전열관
600 : 수평 격리판
700 : 지지구조체
IHX: intermediate heat exchanger
DHX: Decay Heat Exchanger
RX core: reactor core
AHX: Sodium-Air-Heat Exchanger
UIS: Upper Internal Structure
100: Integrated type residual heat removal heat exchanger
200: Multi-layered annular chamber
201: Low temperature sodium down pipe
202: High temperature sodium uptake tube
203: low temperature sodium chamber
204: Hot Sodium Chamber
300: reactor baffle
400: Support tube
500: Spiral tube
600: Horizontal separator
700: support structure

Claims (17)

원자로 노심에 의하여 가열된 고온의 소듐이 수용된 고온풀;
상기 고온풀의 소듐과 열교환하는 중간열교환기;
원자로 내부의 붕괴열을 제거하기 위하여 상기 고온풀 내부에 수용된 소듐대-소듐 붕괴열교환기;
상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기보다 높은 위치에 설치되는 소듐대-공기 열교환기; 및
상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기와 소듐대-공기 열교환기를 연결하는 제열용 중간 소듐루프;를 포함하는 완전 피동형 잔열제거시스템에 있어서,
중간열교환기 및 소듐대-소듐 붕괴열교환기를 포함하되, 상기 중간열교환기의 상측 동축배관의 외주면에 소듐대-소듐 붕괴열교환기가 나선형으로 구비된 일체형 잔열제거 열교환기를 포함하고,
상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기는 나선형 전열관 (helical tube)을 포함하며,
상기 나선형 전열관으로부터 소듐대-공기 열교환기로 유입되는 고온소듐은 원자로 배플(baffle)보다 상부에 구비되는 고온소듐챔버를 통해 유출되는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
High temperature pools accommodated by high temperature sodium heated by reactor core;
An intermediate heat exchanger for performing heat exchange with sodium in the hot pool;
A sodium-sodium decay heat exchanger contained within the hot pool to remove decay heat inside the reactor;
A sodium-to-air heat exchanger installed at a higher position than the sodium-sodium decay heat exchanger; And
And a mid-sodium loop for heating to connect the sodium to sodium decay heat exchanger and the sodium to air heat exchanger, the system comprising:
And an integrated dehumidifying heat exchanger including an intermediate heat exchanger and a sodium-sodium decay heat exchanger, wherein a sodium-to-sodium decay heat exchanger is spirally provided on an outer circumferential surface of an upper coaxial pipe of the intermediate heat exchanger,
The sodium-sodium decay heat exchanger includes a helical tube,
Wherein the hot sodium introduced into the sodium-to-air heat exchanger from the helical heat transfer tube flows out through a hot sodium chamber provided above the reactor baffle.
제1항에 있어서, 상기 일체형 잔열제거 열교환기는 고온풀 소듐을 항상 소듐대-소듐 붕괴열교환기에서 냉각 후 중간열교환기를 통해 저온풀로 유입시키도록 유로를 구성하는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
The integrated desalination heat exchanger according to claim 1, wherein the integrated dehumidification heat exchanger constitutes a flow path for introducing the high-temperature full-sodium into the low-temperature pool through the intermediate heat exchanger after cooling in the sodium-sodium decay heat exchanger. Residual heat removal system.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 나선형 전열관은 중간열교환기의 상측 동축배관의 외주면에 서로 상이한 방향으로 엇갈리게 회전된 형태인 복수개의 나선형 전열관이 교차된 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
2. The sodium-cooled reactor as claimed in claim 1, wherein the spiral heat transfer tubes are provided on the outer circumferential surface of the upper coaxial pipe of the intermediate heat exchanger in such a manner that a plurality of helical heat transfer tubes are alternately rotated in different directions. Residual heat removal system.
제1항에 있어서, 상기 나선형 전열관은 상기 고온풀에 모두 잠기도록 구비되어, 나선형 전열관이 고온풀의 소듐 자유액면보다 낮게 배치되는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
The system according to claim 1, wherein the helical heat transfer pipe is provided so as to be submerged in the high temperature pool, wherein the helical heat transfer pipe is disposed lower than the sodium free liquid surface of the high temperature paste.
제1항에 있어서, 상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기는 소듐대-공기 열교환기로부터 잔열제거용 소듐 루프의 저온소듐이 유입되는 저온소듐챔버의 끝단이 상기 나선형 전열관의 최하단부보다 낮은 위치까지 확장되고, 저온소듐챔버의 하부는 고온풀에 잠기도록 배치되는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
The heat exchanger according to claim 1, wherein the sodium-sodium decay heat exchanger extends from the sodium-to-air heat exchanger such that the end of the low temperature sodium chamber into which the low temperature sodium of the sodium loop for removing the residual heat is introduced is lower than the lowermost end of the helical heat transfer tube, Wherein the lower portion of the low temperature sodium chamber is arranged to be submerged in the high temperature pool.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 일체형 잔열제거 열교환기는
중간열교환기에 있어서 중간열전달계통(IHTS)의 저온 소듐이 하부방향으로 유동하는 저온소듐 하강관;
고온 소듐이 상부로 유동하는 고온소듐 상승관으로 이루어지는 중간열교환기(IHX)의 동축배관부;
상측 동축배관부 외측면으로는 소듐대-공기 열교환기로부터 잔열제거용 소듐 루프의 저온소듐이 유입되는 저온소듐챔버; 및
나선형 전열관을 통과하면서 가열된 고온 소듐이 유출되는 고온소듐챔버가 순차적으로 배치된 환형구조인 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
2. The heat recovery unit according to claim 1, wherein the integrated residual heat eliminating heat exchanger
A low temperature sodium downfalling pipe in which the low temperature sodium of the intermediate heat transfer system (IHTS) flows downward in the intermediate heat exchanger;
A coaxial piping portion of an intermediate heat exchanger (IHX) comprising a hot sodium riser pipe through which hot sodium flows upward;
At the outer side of the upper side coaxial piping portion, a low-temperature sodium chamber into which low-temperature sodium of the sodium loop for removing the residual heat is introduced from the sodium-to-air heat exchanger; And
And a high-temperature sodium chamber through which hot high-temperature sodium flows while passing through a helical heat transfer tube are sequentially arranged.
제8항에 있어서, 상기 환형구조는 저온소듐 하강관, 동축배관부, 저온소듐챔버 및 고온소듐챔버로 이루어진 다중축 환형 챔버(Multi-layered annular chamber) 구조인 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
9. The method of claim 8, wherein the annular structure is a multi-layered annular chamber structure consisting of a low-temperature sodium downcomer, a coaxial tubing, a low temperature sodium chamber, and a hot sodium chamber. Passive residual heat removal system.
제8항에 있어서, 상기 환형구조에 있어서, 저온소듐 하강관, 동축배관부, 저온소듐챔버 및 고온소듐챔버는 열적 격리를 위한 간극이 부여되는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
9. The system of claim 8, wherein in the annular structure, the low temperature sodium downfalling pipe, the coaxial piping, the low temperature sodium chamber and the hot sodium chamber are provided with a gap for thermal isolation. .
제1항에 있어서, 상기 소듐대-소듐 붕괴열교환기는 상기 나선형 전열관을 고정하는 지지구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
The system of claim 1, wherein the sodium-sodium decay heat exchanger further comprises a support structure for fixing the helical heat transfer tube.
제11항에 있어서, 상기 지지구조체는 나선형 전열관의 각 열(row)에 해당하는 전열관들이 관통될 수 있는 복수개의 구멍을 포함하는 일정 두께를 갖는 판형 구조물인 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
12. The system of claim 11, wherein the support structure is a plate-like structure having a predetermined thickness including a plurality of holes through which heat transfer tubes corresponding to respective rows of the helical heat transfer tubes can pass, Residual heat removal system.
제1항에 있어서, 상기 잔열제거 시스템은 일체형 잔열제거 열교환기를 지지하는 지지통(support barrel)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
The system of claim 1, wherein the residual heat elimination system further comprises a support barrel for supporting the integral remanufacturing heat exchanger.
제13항에 있어서, 상기 지지통은 고온풀의 소듐이 소듐대-소듐 붕괴열교환기의 하단부를 거친 후, 중간열교환기의 유입구까지 유동할 수 있는 공간이 구비되도록 확장된 형태인 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
14. The method of claim 13, wherein the support tube is in an expanded form so as to have a space capable of flowing to the inlet of the intermediate heat exchanger after passing through the lower end of the high temperature pooled sodium di-sodium decay heat exchanger. A complete passive residual heat removal system for a cooling reactor.
제13항에 있어서, 상기 지지통의 하단은 수평 격리판(Separation plate)과, 지지통의 상단은 배플판(Baffle plate)과 연결되는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
14. The system of claim 13, wherein the lower end of the support tube is connected to a horizontal separator plate and the upper end of the support tube is connected to a baffle plate.
제15항에 있어서, 상기 배플판(Baffle plate)은 고온풀에 잠겨 있는 판형구조물로서, 복수개의 지지통 상단을 모두 연결하되 원자로 배플에 연결되도록 설치되어 지지통을 지지하는 것을 특징으로 하는 소듐냉각 원자로의 완전 피동형 잔열제거 시스템.
16. The method of claim 15, wherein the baffle plate is a plate-like structure that is submerged in a high-temperature pool. The baffle plate is connected to the reactor baffle to connect the upper ends of the plurality of support bases, A complete passive residual heat removal system for a nuclear reactor.
제1항의 잔열제거 시스템을 이용하여 고온풀의 소듐을 소듐대-소듐 붕괴열교환기로 직접 유입시키고, 소듐대-소듐 붕괴열교환기에서 냉각된 소듐을 중간열교환기를 통해 고온풀로부터 저온풀로 유입시켜 원자로의 잔열을 피동적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 원자로 잔열의 제거방법.
The residual heat removal system of claim 1 is used to direct the hot sludge into the sodium-sodium decay heat exchanger and the sodium cooled in the sodium-sodium decay heat exchanger into the hot pool from the hot pool through the intermediate heat exchanger, Wherein the residual heat is passively removed.
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