KR20100081865A

KR20100081865A - Equipments to reduce the temperatures in concrete structure for storing spent nuclear fuel

Info

Publication number: KR20100081865A
Application number: KR1020090001286A
Authority: KR
Inventors: 홍광표; 김종민; 이대기; 이경호; 김형진
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2029-01-07
Also published as: KR101033761B1

Abstract

본 발명은 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온도 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature reduction device for a concrete structure for storing spent fuel.

본 발명은 이를 위해 사용후핵연료를 저장하고 있는 캐니스터(20); 상기 캐니스터가 내장 설치되고, 캐니스터를 보호함과 아울러 방사선 차폐역할을 하는 콘크리트모듈(10); 상기 콘크리트모듈의 내부에 구비되며, 콘크리트의 국부적 온도상승을 방지하는 상부면열차단판(30) 및 측면열차단판(40); 및 상기 콘크리트모듈에 구비되며, 사용후핵연료에서 발생하는 붕괴열을 제거하기 위해 외부의 공기를 유입 및 배출시키는 공기유입구(15)와 공기배출구(14);가 구비되어 구성된다.The present invention canister 20 for storing the spent fuel for this purpose; A concrete module (10) having the canister installed therein and protecting the canister and acting as a radiation shielding; An upper surface heat shield plate 30 and a side heat shield plate 40 provided inside the concrete module to prevent local temperature rise of the concrete; And an air inlet 15 and an air outlet 14 provided in the concrete module to introduce and discharge external air to remove decay heat generated from spent fuel.

상기와 같이 구성된 본 발명은 사용후핵연료 콘크리트모듈 저장방식의 캐니스터에서 발생된 붕괴열을 효과적으로 제거하여 콘크리트의 온도를 저감시키고, 사용후핵연료의 저장능력을 확대하기 위한 것이며 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 사용자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.The present invention configured as described above is to effectively remove the decay heat generated in the canister of the spent fuel concrete module storage method to reduce the temperature of the concrete, and to expand the storage capacity of the spent fuel, thereby improving the quality and reliability of the product It has been greatly improved so that users can plant good images.

Description

Equipments to reduce the temperatures in concrete structure for storing spent nuclear fuel}

본 발명은 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온도 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용후핵연료 콘크리트모듈 저장방식의 캐니스터에서 발생된 붕괴열을 효과적으로 제거하여 콘크리트의 온도를 저감시키고, 사용후핵연료의 저장능력을 확대하기 위한 것이며 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 사용자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a temperature reduction device of a concrete structure for storing spent fuel, and more particularly, to effectively reduce the temperature of the concrete by removing the decay heat generated in the canister of the spent fuel concrete module storage method, the spent fuel This is to expand the storage capacity of the product, which greatly improves the quality and reliability of the product so that users can plant good images.

주지하다시피 기존의 콘크리트 저장모듈의 경우, 저장된 사용후핵연료에서 발생된 붕괴열이 콘크리트로 전달되어 콘크리트 온도를 설계기준 이상으로 상승시킬 우려가 있다. 이를 방지하기 위해서 콘크리트를 저장 캐니스터와 상당한 거리를 유지한다. 이 경우 저장모듈의 부피를 크게 증가시켜 부지이용의 효율성을 저하시키게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 캐니스터에서 발생한 복사열을 차단하는 기능이 필요로 한다. 복사열을 차단하는 방법으로는 콘크리트 벽면에 열차 단판을 접촉시켜는 방법과 콘크리트 내면의 열방사(熱放射) 코팅방법이 사용되고 있다As is well known, in the case of the existing concrete storage module, there is a concern that the decay heat generated from the stored spent fuel is transferred to the concrete, thereby raising the concrete temperature above the design standard. To prevent this, keep concrete at a considerable distance from the storage canister. In this case, by increasing the volume of the storage module greatly reduces the efficiency of site use. To solve this problem, a function to block radiant heat generated from the canister is required. As a method of blocking radiant heat, a method of contacting a train board with a concrete wall surface and a thermal radiation coating method on an inner surface of a concrete are used.

그러나 종래에 사용되고 있는 열차단판은 콘크리트 표면과 접촉하고 있어서, 저장 캐니스터에서 발생한 붕괴열은 열차단판에 복사된 후 전도(傳導)를 통해 콘크리트로 전달되고 있다. 콘크리트 내부면으로 전달된 열은 콘크리트의 낮은 열전도도 때문에 콘크리트의 국부적 온도상승을 유발한다. 이는 콘크리트 모듈의 온도를 설계기준 이상으로 상승시킬 가능성이 있다. 따라서 저장모듈의 콘크리트 온도를 설계기준 이하로 유지하기 위해서는 사용후핵연료의 저장용량을 줄여야 하는 제한이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 콘크리트 내면에 열방사 코팅을 하여 복사열전달을 최소화하는 방안이 도출되었다. 이러한 열방사 코팅방법도 콘크리트로 전도되는 열전달에 의해 콘크리트 온도감소에 크게 기여를 하지 못하는 문제점이 있다. However, conventionally used thermal barrier plate is in contact with the concrete surface, the heat of collapse generated in the storage canister is radiated to the thermal barrier plate and transmitted to the concrete through conduction. The heat transferred to the inner surface of the concrete causes a local temperature rise of the concrete due to the low thermal conductivity of the concrete. This may increase the temperature of the concrete module beyond the design criteria. Therefore, in order to maintain the concrete temperature of the storage module below the design criteria, there is a limit to reduce the storage capacity of spent fuel. In order to solve this problem, a method of minimizing radiant heat transfer has been derived by applying a thermal radiation coating on the inner surface of concrete. This thermal radiation coating method also has a problem that does not contribute significantly to the concrete temperature reduction by heat transfer to the concrete.

또한 모듈의 공기출구는 측면에 설치되어 있어서 공기 입구와 출구의 높이차이가 작게 설계되어 있다. 이는 공기입출구의 밀도차이가 작아 자연대류에 의한 붕괴열 제거성능이 낮은 단점이 있다. 따라서 콘크리트의 온도저감에 기여하지 못하고 있다. 또한 공기출구는 방사선을 산란시키는 공기유로가 형성되지 않아 공기출구의 방사선량률이 높게 유지되고 있는 문제점이 발생 되었다.In addition, since the air outlet of the module is provided on the side, the height difference between the air inlet and the outlet is designed small. This has a disadvantage in that the density difference between the air inlet and outlet is small and the decay heat removal performance by natural convection is low. Therefore, it does not contribute to the temperature reduction of concrete. In addition, the air outlet has a problem that the radiation dose rate of the air outlet is kept high because the air flow path for scattering radiation is not formed.

상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 일본공개특허 제2001-343493호가 출원된바 있다.In order to solve the above problems, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-343493 has been filed.

즉, 상기한 기술은 방사성 폐기물 냉각 저장 시설로서 글라스 고화체를 복수 직렬로 수용가능한 수용관체가 복수 소정간격으로 수직배열 저장 구멍 위쪽 천정 슬라브를 사이에 두고 반송실에 배치되고, 저장 구멍의 천장을 구성한 천장 슬라브의 하면에는 단열재를 통한 차폐 철판이 걸쳐 장설되어 구성된 것이다.That is, the above-described technique is a radioactive waste cooling storage facility in which a plurality of receiving bodies capable of accommodating a plurality of glass solids in series are disposed in a conveying chamber with a ceiling slab above a vertical array storage hole at a plurality of predetermined intervals to form a ceiling of the storage hole. The lower surface of the ceiling slab is constructed by installing a shielded iron plate over the insulation.

또한 종래에는 일본공개특허 제2000-162384호가 출원된바 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-162384 has been filed.

즉, 상기한 종래의 기술은 콘크리트에 의해 유저 원통 모양으로 형성된 본체용기의 내부에 캐니스터가 삽입되어 위치됨과 함께 상부 개구부가 밀폐개부재로서의 폐지부재에 의해 밀폐되어 있으며, 캐니스터의 외면과 본체용기의 내면과의 사이에 형성된 냉각공기 유통공간이 형성되고, 칸막이판에 의해 상하 냉각격실로 구분되고, 각 냉각 격실은 각각의 냉각 공기 배출로 및 냉각 공기 공급로를 통해 외부와 연통하여 구성된 콘크리트 저장용기를 제공한다.That is, in the above-described conventional technique, the canister is inserted into and positioned inside the main body container formed in a user cylindrical shape by concrete, and the upper opening is sealed by a closing member as a sealing opening member, and the outer surface of the canister and the main body container A cooling air distribution space formed between the inner surface and the partition is divided into upper and lower cooling compartments by partition plates, and each cooling compartment is configured to communicate with the outside through respective cooling air discharge passages and cooling air supply passages. To provide.

더하여 종래에는 미국등록특허 제6064711호가 출원되어 등록된바 있다.In addition, US Patent No. 6064711 has been filed and registered in the prior art.

즉, 상기한 종래의 기술은 사용후핵연료 저장 장치로서 자장 캐스크를 포함하고 저부에는 통기부 및 벽면을 따라 공기 통로가 형성되어 구성된 것이다.That is, the above-described conventional technique is a spent fuel storage device including a magnetic field cask and an air passage formed along the vent and the wall at the bottom.

그러나 상기한 종래의 기술들은 방사성 폐기물 냉각 저장 설비 및 콘크리트 구조물내에 냉각공기의 유통구조를 가진 용기에 관한 것이나, 상부 및 측면 열차단판을 콘크리트 구조물내에 설치하고, 구조물의 상부 중앙부에는 자연 대류에 의한 붕괴열을 제거하는 공기출구 스텍을 설치하지 않아 용이하게 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온도를 저감시키지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.However, the above-mentioned conventional techniques are related to a radioactive waste cooling storage facility and a container having a distribution structure of cooling air in the concrete structure, but the upper and side heat shield plates are installed in the concrete structure, and the heat of collapse due to natural convection in the upper central part of the structure. There is a big problem that can not reduce the temperature of the concrete structure to easily store the spent fuel because it does not install the air outlet stack to remove the.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 콘크리트 구조물의 온도를 저감하기 위해 복사된 열을 차단함을 제1목적으로 한 것이고, 제2목적은 열차단판에 차단된 복사열을 유입된 공기에 의한 자연대류로 제거할 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 공기출구에 스택(stack) 설치를 통한 공기출구 유로개선으로 붕괴열 제거량을 증가시킬 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 콘크리트의 온도를 설계기준 이상으로 상승을 방지할 수 있도록 한 것이며, 제5목적은 붕괴열 제거효과 상승에 따른 사용후핵연료 저장능력을 확대할 수 있도록 한 것이고, 제6목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 사용자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온도 저감장치를 제공한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the first object is to block the radiated heat to reduce the temperature of the concrete structure, the second purpose is to block the heat shield Radiation heat can be removed by natural convection by the introduced air, and the third purpose is to increase the decay heat removal amount by improving the air outlet flow path by installing a stack at the air outlet. The purpose of this is to prevent the rise of concrete temperature above the design standard.The fifth purpose is to expand the storage capacity of spent fuel by increasing the decay heat removal effect. Temperature reduction device for concrete structures that store spent fuel that greatly improves reliability and enables users to plant good images Provided.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물에 있어서, 사용후핵연료를 저장하고 있는 캐니스터; 상기 캐니스터가 내장 설치되고, 캐니스터를 보호함과 아울러 방사선 차폐역할을 하는 콘크리트모듈; 상기 콘크리트모듈의 내부에 구비되며, 콘크리트의 국부적 온도상승을 방지하는 상부면열차단판 및 측면열차단판; 및 상기 콘크리트모듈에 구비되며, 사용후핵연료에서 발생하는 붕괴열을 제거하기 위해 외부의 공기를 유입 및 배출시키는 공기유입구 와 공기배출구;가 구비됨을 특징으로 하는 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온도 저감장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a concrete structure for storing spent fuel, comprising: a canister for storing spent fuel; A concrete module in which the canister is built-in and protects the canister and serves as a radiation shielding; An upper surface heat shield plate and a side heat shield plate provided inside the concrete module to prevent local temperature rise of the concrete; And an air inlet and an air outlet for introducing and discharging external air to remove decay heat generated from the spent fuel, wherein the concrete module is provided in the concrete module. Provide the device.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 콘크리트 구조물의 온도를 저감하기 위해 복사된 열을 차단할 수 있도록 한 것이다.As described in detail above, the present invention is to block the radiated heat to reduce the temperature of the concrete structure.

그리고 본 발명은 열차단판에 차단된 복사열을 유입된 공기에 의한 자연대류로 제거할 수 있도록 한 것이다.And the present invention is to be able to remove the radiant heat blocked in the thermal barrier plate by natural convection by the air introduced.

또한 본 발명은 공기출구에 스택(stack) 설치를 통한 공기출구 유로개선으로 붕괴열 제거량을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention is to increase the amount of decay heat removal by improving the air outlet flow path through the stack (stack) installed in the air outlet.

아울러 본 발명은 콘크리트의 온도를 설계기준 이상으로 상승을 방지할 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention is to prevent the rise of the temperature of the concrete above the design criteria.

더하여 본 발명은 붕괴열 제거효과 상승에 따른 사용후핵연료 저장능력을 확대할 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention is intended to expand the spent fuel storage capacity according to the increase in the decay heat removal effect.

제6목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 사용자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.The sixth object is that this is a very useful invention that can significantly improve the quality and reliability of the product to allow the user to plant a good image.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention for achieving this effect are as follows.

본 발명에 적용된 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온도 저감장치는 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.Temperature reduction device of the concrete structure for storing the spent fuel applied to the present invention is configured as shown in Figures 1 to 4.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The following terms are terms set in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the producer, and the definitions thereof should be made based on the contents throughout the present specification.

먼저, 본 발명은 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물에 있어서, 사용후핵연료를 저장하고 있는 캐니스터(20); 상기 캐니스터(20)가 내장 설치되고, 캐니스터(20)를 보호함과 아울러 방사선 차폐역할을 하는 콘크리트모듈(10); 상기 콘크리트모듈(10)의 내부에 구비되며, 콘크리트의 국부적 온도상승을 방지하는 상부면열차단판(30) 및 측면열차단판(40); 및 상기 콘크리트모듈(10)에 구비되며, 사용후핵연료에서 발생하는 붕괴열을 제거하기 위해 외부의 공기를 유입 및 배출시키는 공기유입구(15)와 공기배출구(14);의 기술적 구성에 의해 용 후 핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온도 저감장치를 제공한다.First, the present invention is a concrete structure for storing spent fuel, the canister 20 for storing spent fuel; A concrete module 10 having the canister 20 installed therein, protecting the canister 20 and acting as a shielding shield; An upper surface heat shield plate 30 and a side heat shield plate 40 provided inside the concrete module 10 to prevent local temperature rise of the concrete; And an air inlet 15 and an air outlet 14 provided in the concrete module 10 to introduce and discharge external air to remove decay heat generated from spent fuel. It provides a temperature reduction device of the concrete structure to store the.

이하에서는 상기한 기술적 구성을 보다 구체적으로 설명하도록 하겠다.Hereinafter, the above technical configuration will be described in more detail.

본 발명은 도 1, 4 에 도시된 바와 같이 상기 콘크리트모듈(10)은 사용의 편리성을 제공하기 위해 본체모듈(11)과 뚜껑모듈(12)로 각각 구비되되, 상기 공기유 입구(15)는 본체모듈(11)의 하부 양 측면에 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 공기배출구(14)는 뚜껑모듈(12)의 상부 양측에 적어도 하나 이상 형성되게 구성된다.1 and 4, the concrete module 10 is provided with a main body module 11 and a lid module 12 to provide convenience of use, respectively, the air oil inlet 15 At least one is formed on both lower sides of the main body module 11, the air outlet 14 is configured to be formed at least one or more on both sides of the upper portion of the lid module (12).

또한 본 발명에 적용된 상기 뚜껑모듈(12)에는 도 4 에 도시된 바와 같이 공기를 양방향으로 유동시켜 자연대류에 의한 붕괴열을 제거함과 아울러 방사선을 산란시키는 미로형태의 공기배출구(14)가 형성되게 공기출구스텍(13)가 조립 설치된다.In addition, in the lid module 12 applied to the present invention, as shown in FIG. 4, the air flows in both directions to remove the decay heat caused by natural convection and to form a maze-type air outlet 14 for scattering radiation. The outlet stack 13 is assembled and installed.

그리고 본 발명에 적용된 상기 콘크리트모듈(10)의 내부에는 도 4 에 도시된 바와 같이 캐니스터(20)를 안정되게 받쳐주는 한 쌍 또는 적어도 하나 이상의 받침대(21)가 구비된다.And inside the concrete module 10 applied to the present invention is provided with a pair or at least one or more pedestal 21 for stably supporting the canister 20 as shown in FIG.

한편, 본 발명에 적용된 상기 상부면열차단판(30)은 도 4 에 도시된 바와 같이 공기출구스텍(13)의 저면에 일정 간격 이격되게 설치된다.On the other hand, the upper surface heat shield plate 30 applied to the present invention is installed at a predetermined interval spaced on the bottom surface of the air outlet stack 13 as shown in FIG.

그리고 상기 상부면열차단판(30)은 도 2 에 도시된 바와 같이 복사열을 차단함과 아울러 차단된 복사열을 자연대류로 제거하기 위해 일정 간격으로 다수개의 홀(31)이 형성된다.In addition, the upper surface heat shield plate 30 is formed with a plurality of holes 31 at regular intervals to block the radiant heat and remove the blocked radiant heat by natural convection as shown in FIG. 2.

이때 상기 홀(31)은 경사각을 갖도록 형성됨이 바람직하고 아울러 상기 홀(31)의 경사각은 30∼60°임이 바람직하다.In this case, the hole 31 is preferably formed to have an inclination angle, and the inclination angle of the hole 31 is preferably 30 to 60 °.

즉, 상기 경사각도가 30도 미만일 경우 홀(31) 입구에서 공기의 마찰손실이 증가하게 되어 자연대류에 의한 열제거 성능이 떨어지게 되고, 경사각도가 60도를 초과할 경우에는 상부면열차단판(30)에서 차단된 열이 외부로 제거되기 보다는 상부 콘크리트 벽면으로 다시 복사되는 양이 증가하기 때문에 공기의 마찰 손실을 줄 이고 자연대류에 의한 외부로의 열제거 성능을 최대화하기 위해 경사각도를 30∼60°로 구성함이 바람직하다.That is, when the inclination angle is less than 30 degrees, the friction loss of the air increases at the inlet of the hole 31, so that the heat removal performance is reduced by natural convection, and when the inclination angle exceeds 60 degrees, the upper surface heat shield plate ( Since the amount of heat blocked in 30 is increased back to the upper concrete wall rather than being removed to the outside, the angle of inclination is increased to 30 ~ to reduce the friction loss of air and maximize the heat removal to the outside by natural convection. It is preferable to comprise at 60 degrees.

더하여 본 발명에 적용된 상기 상부면열차단판(30)의 하부면은 고방사율(High Emissivity)을 갖는 고방사코팅층(32)이 형성되고, 상부면은 저방사율(Low Emissivity)을 갖는 저방사코팅층(33)이 형성된다.In addition, a lower radiation coating layer 32 having a high emissivity is formed on a lower surface of the upper surface heat shield plate 30 applied to the present invention, and the upper surface has a low radiation coating layer having a low emissivity ( 33) is formed.

이때 상기 고방사율(High Emissivity)을 갖는 고방사코팅층(32)은 Catalac White Paint 또는 Dupont Lucite Acrylic Lacquer이 사용됨이 바람직하다.At this time, it is preferable that Catalac White Paint or Dupont Lucite Acrylic Lacquer is used as the high radiation coating layer 32 having the high emissivity.

그리고 상기 저방사율(Low Emissivity)을 갖는 저방사코팅층(33)은 Brilliant Aluminum Paint 또는 Finch Aluminum Paint이 사용됨이 바람직하다.In addition, it is preferable that Brilliant Aluminum Paint or Finch Aluminum Paint is used for the low-emissivity coating layer 33 having the low emissivity.

마지막으로 본 발명에 적용된 상기 측면열차단판(40)의 일측에는 도 3 에 도시된 바와 같이 콘크리트모듈(10)과 일정 간격으로 두고 이격되게 설치하여 차단된 열을 자연대류로 제거할 수 있도록 일정 간격으로 다수의 지지대(41)가 돌출되게 구성된다.Finally, one side of the side surface heat shield plate 40 applied to the present invention is spaced apart from the concrete module 10 at regular intervals as shown in FIG. 3 so as to be spaced apart so as to remove the blocked heat by natural convection. The plurality of support 41 is configured to protrude.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.On the other hand, the present invention may be variously modified and may take various forms in applying the above configuration.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.And it is to be understood that the invention is not limited to the specific forms referred to in the above description, but rather includes all modifications, equivalents and substitutions within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood that.

상기와 같이 구성된 본 발명 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온도 저감장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effect of the temperature reduction device of the concrete structure for storing the spent fuel of the present invention configured as described above are as follows.

우선, 본 발명은 상부면열차단판과 측면열차단판을 사용후핵연료 저장시설 내부에 설치하여 복사열 차단을 통한 콘크리트의 온도를 저감시키면 차단된 복사열을 자연대류로 제거시켜 열 제거율을 증가시킬 수 있는 이점이 있게 된다.First of all, the present invention provides an advantage of increasing the heat removal rate by removing the blocked radiant heat by natural convection when the upper surface heat shield plate and the side heat shield plate are installed inside the spent fuel storage facility to reduce the temperature of concrete through the radiation heat shield. This will be.

또한 본 발명은 공기출구의 스택은 자연대류에 의한 붕괴열 제거성능을 향상시킬 뿐만 아니라, 방사선을 산란시켜 콘크리트 모듈의 표면 선량률을 낮출 수 있다. 따라서 콘크리트의 온도저감을 통해 동일한 공간 내에 대용량의 사용후핵연료 저장시스템을 설계할 수 있게 된다.In addition, the present invention stack of the air outlet not only improves the decay heat removal performance by natural convection, but also scatter the radiation can lower the surface dose rate of the concrete module. Therefore, it is possible to design a large capacity spent fuel storage system in the same space by reducing the temperature of the concrete.

본원발명의 기술적 작용 효과를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the technical effects of the present invention in more detail.

즉, 사용후핵연료에서 발생하는 붕괴열은 캐니스터(20) 내부에서 열전도, 열대류, 열복사에 의해 캐니스터(20) 표면으로 전달된다. 캐니스터(20) 표면으로 전달된 열은 공기유입구(15)로부터 유입되는 외부공기에 의해 자연대류로 공기배출구(14)를 통해 제거된다. 이때, 콘크리트 내부면에 아무런 장치나 표면처리가 되어 있지 않다면 캐니스터(20) 표면과 직접 복사열교환이 이루어지고 콘크리트의 온도가 설계기준 이상으로 상승하게 되어 콘크리트의 안전성에 문제가 발생할 수 있다. That is, decay heat generated from spent fuel is transferred to the surface of the canister 20 by heat conduction, tropical flow, and heat radiation inside the canister 20. Heat transferred to the surface of the canister 20 is removed through the air outlet 14 in natural convection by external air introduced from the air inlet 15. In this case, if no device or surface treatment is performed on the inner surface of the concrete, the radiant heat exchange is performed directly with the surface of the canister 20, and the temperature of the concrete rises above the design standard, which may cause a problem in the safety of the concrete.

또한 캐니스터(20)에 저장된 사용후핵연료의 온도도 상승하게 되어 장기저장 기간 중 사용후핵연료의 건전성에 나쁜 영향을 미치게 된다. 따라서 상부면 열차단판(30), 측면 열차단판(14) 및 공기출구스택(13) 설치를 통해 열제거를 향상시켜 콘크리트모듈(10)의 온도를 저감시킬 수 있게 된다.In addition, the temperature of the spent fuel stored in the canister 20 is also increased, which adversely affects the soundness of the spent fuel during the long term storage period. Therefore, it is possible to reduce the temperature of the concrete module 10 by improving heat removal by installing the upper surface heat shield plate 30, the side heat shield plate 14 and the air outlet stack (13).

또한 본 발명에 적용된 상부면 열차단판(30)은 금속재질(알루미늄, 스텐레스강, 탄소강 등)의 판에 홀(31)을 경사지게 가공하여 일정간격으로 배열하게 한다. 상부면열차단판(30)의 홀(31)을 경사지게 하여 일정간격으로 배열한 이유는 홀(31) 사이로 공기유로를 형성하여 상부면열차판(30)에서 차단된 복사열을 자연대류로 제거하기 위함이다. 이때, 공기유동에 저항을 최소화하기 위해서 상부면열차단판(30) 중앙부를 중심으로 홀(31)을 서로 반대되는 경사각을 갖도록 배열하였다. In addition, the upper surface heat shield plate 30 applied to the present invention is arranged to be spaced by processing the hole 31 inclined to a plate of a metal material (aluminum, stainless steel, carbon steel, etc.). The reason why the holes 31 of the upper surface heat shield plate 30 are inclined and arranged at a predetermined interval is to form an air flow path between the holes 31 to remove radiant heat blocked by the upper surface heat shield plate 30 by natural convection. to be. In this case, in order to minimize resistance to air flow, the holes 31 are arranged to have opposite inclination angles around the center of the upper surface heat shield plate 30.

또한, 상부면열차단판(30) 하부면은 고방사율(High Emissivity)을 갖는 재질인 고방사코팅층(32)을 코팅하고, 상부면은 저방사율(Low Emissivity)을 갖는 재질인 저방사코팅층(33)을 코팅한다. 이는 캐니스터(20) 표면과 상부면열차단판(30) 하면과의 복사열교환은 최대화시키고, 상부면열차단판(30) 상면과 콘크리트 표면과의 복사열교환은 최소화하여 콘크리트모듈(10)의 온도상승을 방지하기 위함이다. In addition, the lower surface of the upper surface heat shield plate 30 is coated with a high radiation coating layer 32 of a material having a high emissivity, the upper surface of the low radiation coating layer 33 of a material having a low emissivity. )). This maximizes the radiant heat exchange between the surface of the canister 20 and the lower surface of the upper surface heat shield plate 30, and minimizes the radiant heat exchange between the upper surface of the upper heat shield plate 30 and the concrete surface to minimize the temperature rise of the concrete module 10. This is to prevent.

또한 측면열차단판(40)은 일측에 일정 간격으로 지지대(41)가 구성된다. 측면열차단판(40)과 측면 콘크리트 내면과는 일정간격을 유지하여 공기가 유동할 수 있도록 한다. 그리고 저장 캐니스터(20)에서 복사된 열은 측면열차단판(40)에서 차단되며, 차단된 열은 공기에 의해 자연대류로 출구로 방출된다. 측면 열차단판(40)과 측면 콘크리트 내면 사이에 간격을 두고 설치하는 이유는 이 사이로 공기유로를 형성시켜 측면 열차단판(40)에서 콘크리트모듈(10)로의 열전달을 차단하고 공기를 통한 자연대류로 열을 효과적으로 제거하기 위함이다.In addition, the side surface heat shield plate 40 is the support 41 is configured at a predetermined interval on one side. The side heat shield plate 40 and the side concrete inner surface to maintain a certain interval to allow the air to flow. And the heat radiated from the storage canister 20 is blocked in the side heat shield plate 40, the blocked heat is discharged to the outlet by natural convection by air. The reason for installing at intervals between the side heat shielding plate 40 and the side concrete inner surface is to form an air flow path therebetween to block heat transfer from the side heat shielding plate 40 to the concrete module 10 and to heat it by natural convection through air. This is to effectively remove it.

또한 본 발명에 적용된 사용후핵연료 콘크리트 저장모듈(10) 구조는 사용하 기 편리하도록 공기출구스택(13), 본체모듈(11), 뚜껑모듈(12)로 구성된다. 사용후핵연료가 저장된 캐니스터(20) 내부의 붕괴열을 제거하기 위해 콘크리트모듈(10) 하부에 외부공기가 유입되도록 한 공기유입구(15), 유입된 공기가 빠져나가도록 한 공기배출구(14)가 구성되어 있다. 이러한 구조물에서 상부면 열차단판(30)은 공기유동에 방해가 되지 않도록 공기배출구(14) 바로 하부에 설치된다. 이때 가공된 홀(31)은 30∼60도의 경사각을 갖도록 배열된다. 그리고 콘크리트 모듈(10)의 공기배출구(14)는 스택형상으로 기존의 측면에 위치한 공기출구보다 높은 위치에 설치되어 있다. 따라서 자연대류 높이의 증가에 따라 자연대류에 의한 열제거량을 증가시킨다. 또한 미로형상의 공기유로에 의해 방사선이 산란되기 때문에 공기출구의 방사선량률은 감소하게 된다.In addition, the spent fuel concrete storage module 10 structure applied to the present invention is composed of an air outlet stack 13, the main body module 11, the lid module 12 for ease of use. An air inlet 15 for allowing external air to flow into the bottom of the concrete module 10 to remove decay heat inside the canister 20 in which spent fuel is stored, and an air outlet 14 for allowing the introduced air to escape. It is. In such a structure, the upper surface heat shield plate 30 is installed directly below the air outlet 14 so as not to interfere with the air flow. At this time, the processed holes 31 are arranged to have an inclination angle of 30 to 60 degrees. And the air outlet 14 of the concrete module 10 is installed at a position higher than the air outlet located on the existing side in a stack shape. Therefore, as the height of natural convection increases, the amount of heat removed by natural convection increases. In addition, since radiation is scattered by the labyrinth-shaped air flow path, the radiation dose rate at the air outlet is reduced.

본 발명 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온도 저감장치의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.The technical idea of the apparatus for reducing the temperature of concrete structures for storing spent fuel according to the present invention is actually capable of repeating the same result. Particularly, by implementing the present invention, it is possible to promote technological development and contribute to industrial development. There is enough.

도 1 은 본 발명에 적용된 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온1 is a concrete structure for storing spent fuel applied to the present invention

도 저감장치의 일부 절결 사시도. A partially cutaway perspective view of the abatement device.

도 2 는 본 발명에 적용된 상부면열차단판의 사시도 및 부분 확대 단면도.Figure 2 is a perspective view and a partially enlarged cross-sectional view of the upper surface heat shield plate applied to the present invention.

도 3 은 본 발명에 적용된 측면열차단판의 사시도.Figure 3 is a perspective view of the side heat shield plate applied to the present invention.

도 4 는 본 발명에 적용된 사용후핵연료를 저장하는 콘크리트 구조물의 온Figure 4 is on the concrete structure for storing spent fuel applied to the present invention

도 저감장치의 단면도. Cross-sectional view of the reduction device.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 콘크리트모듈10: concrete module

13: 공기출구스텍13: air outlet stack

20: 캐니스터20: canister

30: 상부면열차단판30: upper surface heat shield plate

40: 측면열차단판40: side heat shield plate

Claims

In a concrete structure that stores spent fuel,

A canister 20 storing spent fuel;

A concrete module (10) having the canister installed therein and protecting the canister and acting as a radiation shielding;

An upper surface heat shield plate 30 and a side heat shield plate 40 provided inside the concrete module to prevent local temperature rise of the concrete; And

It is provided in the concrete module, to remove the decay heat generated in the spent fuel air inlet 15 and the air outlet 14 to inlet and discharge the outside air; to store the spent fuel characterized in that it is provided Temperature reduction device of concrete structure.

The method according to claim 1,

The concrete module 10 is provided with a main body module 11 and a lid module 12, the air inlet 15 is formed at least one or both sides of the lower side of the main body module, the air outlet 14 is a lid Temperature reducing device of the concrete structure for storing the spent fuel, characterized in that formed at least one on both sides of the upper portion of the module.

The method according to claim 2,

The lid module 12 is further characterized in that the air outlet stack 13 is formed so that the air flows in both directions to remove the decay heat caused by natural convection, and the maze-shaped air outlet 14 for scattering radiation is formed. Temperature reduction device for concrete structures storing spent fuel.

The method according to claim 1,

The interior of the concrete module 10 is a temperature reduction device for a concrete structure for storing the spent fuel, characterized in that the pair is provided with a pair or at least one or more support 21 to stably support the canister (20).

The method according to claim 1,

The upper surface heat shield plate 30 is the temperature reduction device of the concrete structure for storing the spent fuel, characterized in that spaced apart a predetermined interval on the bottom surface of the air outlet stack (13).

The method according to claim 1,

The upper surface heat shield plate 30 of the concrete structure for storing the spent fuel, characterized in that the plurality of holes 31 are further formed at regular intervals to block the radiant heat and remove the blocked radiant heat by natural convection. Temperature reduction device.

The method according to claim 6,

The hole 31 is a temperature reduction device for a concrete structure for storing the spent fuel, characterized in that formed to have an inclination angle.

The method according to claim 1,

The inclination angle of the hole 31 is a temperature reduction device of a concrete structure for storing the spent fuel, characterized in that 30 to 60 °.

The method according to claim 1,

The lower surface of the upper surface heat shield plate 30 is formed with a high radiation coating layer 32 having a high emissivity, and the upper surface has a low radiation coating layer 33 having a low emissivity. Temperature reduction device of the concrete structure for storing the spent fuel characterized in that.

The method according to claim 9,

The high radiation coating layer having a high emissivity (32) is the temperature reduction device of the concrete structure for storing the spent fuel, characterized in that the Catalac White Paint or Dupont Lucite Acrylic Lacquer is used.

The method according to claim 9,

The low radiation coating layer having a low emissivity (33) is a temperature reduction device of a concrete structure for storing the spent fuel, characterized in that Brilliant Aluminum Paint or Finch Aluminum Paint is used.

The method according to claim 1,

On one side of the side heat shield plate 40 is installed after being spaced apart from the concrete module at a predetermined interval so that a plurality of supports 41 are formed at regular intervals so as to remove the blocked heat by natural convection. Temperature reduction device for concrete structures storing nuclear fuel.