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WO2012161429A1 - 원자력선 - Google Patents

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Publication number
WO2012161429A1
WO2012161429A1 PCT/KR2012/003466 KR2012003466W WO2012161429A1 WO 2012161429 A1 WO2012161429 A1 WO 2012161429A1 KR 2012003466 W KR2012003466 W KR 2012003466W WO 2012161429 A1 WO2012161429 A1 WO 2012161429A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nuclear
generator
propulsion unit
turbine
steam
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2012/003466
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
유병용
최정호
우일국
오영태
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hanwha Ocean Co Ltd
Original Assignee
Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering Co Ltd
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering Co Ltd filed Critical Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering Co Ltd
Publication of WO2012161429A1 publication Critical patent/WO2012161429A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/18—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being powered by nuclear energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J3/00—Driving of auxiliaries
    • B63J3/02—Driving of auxiliaries from propulsion power plant
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D1/00—Details of nuclear power plant
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D5/00—Arrangements of reactor and engine in which reactor-produced heat is converted into mechanical energy
    • G21D5/02—Reactor and engine structurally combined, e.g. portable
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D5/00—Arrangements of reactor and engine in which reactor-produced heat is converted into mechanical energy
    • G21D5/04—Reactor and engine not structurally combined
    • G21D5/08—Reactor and engine not structurally combined with engine working medium heated in a heat exchanger by the reactor coolant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/4446—Floating structures carrying electric power plants for converting nuclear energy into electric energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system

Definitions

  • the present invention relates to a nuclear ship, and more particularly, in the situation where the power load is not high, such as when a nuclear ship is anchored in a port or the like, the static power output is kept constant, and the electric energy generated from the nuclear ship is a smart grid on land. It is about nuclear ships that can generate additional profit by selling to the parties.
  • Nuclear ships can continue to sail without loading fuel if they are loaded with nuclear fuel, and they do not need to install fuel oil tanks like conventional ships, increasing cargo loads and leaving the ship. It saves effort and time to load a large amount of fuel every time, so it can increase the operating capacity.
  • nuclear ships are not free to control their outputs compared to conventional fossil fuel ships, and the reactor has difficulty in stopping / starting frequently.
  • the power load is not large, such as when anchored in the port, there was a disadvantage that the stability, economic efficiency, etc. are very low due to the failure to maintain the rated output.
  • the present invention has been made in view of the above, and the thermal energy or electric energy generated in the reactor to the terminal device of the port so that the rated output can be maintained even when the power load is not high, such as when anchored in the port, etc. Its purpose is to provide nuclear ships that improve qualitative and economical efficiency.
  • the present invention provides a nuclear ship equipped with a nuclear propulsion unit, the propeller is provided on the nuclear power line, connected to the generator provided in the nuclear propulsion unit, the propeller being operated by the electrical energy of the generator; And a receiving and supply equipment installed at a port and receiving surplus electric energy from the nuclear propulsion unit and supplying it to the land side.
  • the receiving and supply equipment is characterized in that it comprises a power terminal device is installed in the port and connected to the generator of the nuclear propulsion unit.
  • the receiving and supply equipment is characterized in that it further comprises an electric energy supply line detachably connected between the generator and the power terminal device of the nuclear propulsion unit.
  • the surplus electric energy generated in the generator of the nuclear propulsion unit is characterized in that it is transmitted from the nuclear ship anchored on the port side to the receiving and supply equipment of the port.
  • the receiving and supply equipment is installed in the port and the power terminal device connected to the generator of the nuclear propulsion unit, and installed on the land, the smart grid for transmitting the surplus electric energy transmitted from the generator of the nuclear propulsion unit for sale Characterized in that it comprises a.
  • the nuclear ship is a shield structure for shielding the reactor and the steam generator, a coolant circulation pipe installed in the reactor and the coolant is circulated, the steam installed outside the reactor, one side of the coolant circulation pipe passes through And a generator connected to the steam generator through a steam pipe to the steam generator, and a condenser connected to the turbine to condense steam, wherein the generator is connected to an output side of the turbine.
  • the present invention is a nuclear ship equipped with a nuclear propulsion unit, provided in the nuclear ship, connected to the output side of the turbine provided in the nuclear propulsion unit, the propeller which is operated by the kinetic energy of the turbine; And receiving and supply equipment which is installed in a port and receives surplus steam energy from a steam generator provided in the nuclear propulsion unit and supplies it to the land side.
  • the nuclear ship is a steam transmission pipe branched off from the steam pipe that interconnects the steam generator and the turbine and connected to the receiving and supply equipment side, and the condenser connected to the turbine provided in the nuclear propulsion unit And a vapor return pipe detachably connected between the receiving and supply equipment.
  • the receiving and supply equipment is characterized in that it comprises a land turbine installed in the port and connected to the nuclear propulsion unit, and a land generator installed in the port, connected to the land turbine.
  • the surplus steam energy generated in the steam generator of the nuclear propulsion unit is characterized in that the transmission from the nuclear ship anchored on the port side to the receiving and supply equipment of the port.
  • the receiving and supply equipment is installed on the land, and receives a surplus steam energy from the steam generator of the nuclear propulsion unit further comprises a smart grid for transmitting the electrical energy generated by the generation of the land generator for sale for sale. It is done.
  • the nuclear ship is a shield structure for shielding the reactor and the steam generator, a coolant circulation pipe installed in the reactor and the coolant is circulated, the steam installed outside the reactor, one side of the coolant circulation pipe passes through And a generator connected to the steam generator through a steam pipe to the steam generator, and a condenser connected to the turbine to condense steam, wherein the generator is connected to an output side of the turbine.
  • the present invention is a nuclear ship equipped with a nuclear propulsion unit, provided in the nuclear ship, connected to the output side of the first turbine provided in the nuclear propulsion unit, the propeller which is operated by the kinetic energy of the first turbine; And a receiving and supply equipment installed in a port and receiving surplus electric energy from the generator of the nuclear propulsion unit connected to the output side of the second turbine provided in the nuclear propulsion unit and supplying the surplus electric energy to the land side.
  • a nuclear propulsion unit provided in the nuclear ship, connected to the output side of the first turbine provided in the nuclear propulsion unit, the propeller which is operated by the kinetic energy of the first turbine
  • a receiving and supply equipment installed in a port and receiving surplus electric energy from the generator of the nuclear propulsion unit connected to the output side of the second turbine provided in the nuclear propulsion unit and supplying the surplus electric energy to the land side.
  • the nuclear ship further comprises a branch pipe branched from the steam pipe connecting the steam generator and the first turbine of the nuclear propulsion unit, characterized in that the second turbine is connected through the branch pipe.
  • the receiving and supply equipment is characterized in that it comprises a power terminal device is installed in the port and connected to the generator of the nuclear propulsion unit.
  • the receiving and supply equipment is characterized in that it further comprises an electrical energy supply line detachably connected between the generator and the power terminal device of the nuclear propulsion unit.
  • the surplus electric energy generated in the generator of the nuclear propulsion unit is characterized in that it is transmitted from the nuclear ship anchored on the port side to the receiving and supply equipment of the port.
  • the receiving and supply equipment is installed in the port and the power terminal device connected to the generator of the nuclear propulsion unit, and installed on the land, the smart grid for transmitting the surplus electric energy transmitted from the generator of the nuclear propulsion unit for sale Characterized in that it comprises a.
  • the nuclear ship is characterized in that it further comprises a shielding structure for shielding the reactor and the steam generator provided in the nuclear propulsion unit.
  • the thermal energy or electric energy generated in the reactor to the port receiving and supply equipment side to the port side Selling electrical energy to the Smart Grid side of the land will generate additional profits and greatly improve the stability and economics of nuclear reactors.
  • FIG. 1 is a view showing a state in which the nuclear ship anchored in the port side according to the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a first embodiment of the facility of the nuclear propulsion unit and the port side of the nuclear ship of FIG.
  • FIG. 3 is a view showing a second embodiment of the facility of the nuclear propulsion unit and the port side of the nuclear ship of FIG.
  • Figure 4 shows a third embodiment of the facility of the nuclear propulsion unit and port side of the nuclear ship of Figure 1
  • the propeller 5 is operated by the nuclear propulsion unit 10, and the nuclear ship 1 according to the present invention is excessively generated in the nuclear propulsion unit 10 at the port 6 side.
  • Receiving and supplying equipment 20 for receiving electrical energy or thermal energy and supplying it to the land dealers is installed, and in particular, the receiving and supplying equipment 20 on the side of the port 6 provides extra electrical energy to the on-site smart grid ( 40) to generate additional profit by selling to the side.
  • the smart grid 40 is a next-generation intelligent power grid that combines information technology (IT) with an existing power grid to optimize energy efficiency by exchanging real-time information between power providers and consumers in both directions. It refers to an 'intelligent power grid' that optimizes energy efficiency by exchanging real-time information in both directions by integrating information technology into the existing one-way grid, which was composed of distribution and sales.
  • IT information technology
  • the basic concept is that the entire power system operates as efficiently as one body through information that connects power plants, transmission and distribution facilities, and consumers of electricity through information and communication networks.
  • the nuclear ship 1 acts as a power supplier to sell or supply power to the smart grid 40 side of the land, and can flexibly adjust the amount of supply by grasping the power usage in real time.
  • FIG. 2 shows a nuclear propulsion unit 10 of a nuclear ship 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the nuclear propulsion unit 10 includes a reactor 11, a coolant circulation pipe 12 for circulating coolant toward the reactor 11, and a steam generator 13 disposed outside the reactor 11. ), A turbine 15 connected to the steam generator 13 through a steam pipe 14, a generator 16 connected to an output side of the turbine 15, and the like.
  • One side of the coolant circulation pipe 12 is provided with a pressurizer 12a for pressurizing the coolant, a part of the coolant circulation pipe 12 passes through the steam generator 13, the coolant circulation pipe in the steam generator 13
  • the steam of the high heat is generated by the heat of (12)
  • the steam generated in the steam generator 13 is transferred to the turbine 15 side through the steam pipe 14 to drive the turbine 15, the turbine 15 of the Electrical energy is generated in the generator 16 connected to the output side.
  • a condenser 18 is installed below the turbine 15 to condense steam by cooling water, and the condenser 18 is connected to a steam generator 13 through a water supply pipe 18a, and condensed by the condenser 18. Supplied water is supplied to the steam generator (13).
  • Reactor 11 and steam generator 13 are shielded by shielding structure 17 to prevent external leakage of radioactive material.
  • the propeller 5 of the nuclear power line 1 is connected to the generator 16 of the nuclear propulsion unit 10, and the propeller 5 is driven by the electric energy generated by the generator 16.
  • Receiving and supplying equipment 20 of the first embodiment is installed in the port (6) side to receive the electrical energy temporarily stored in the power terminal device 21 that can be sold to the smart grid 40 side of the land
  • the electric energy supply line 25 is detachably connected between the power terminal device 21 and the generator 16 of the nuclear propulsion unit 10.
  • FIG 3 shows a nuclear propulsion unit 10 of a nuclear ship 1 according to a second embodiment of the present invention.
  • the nuclear propulsion unit 10 includes a reactor 11, a coolant circulation pipe 12 circulating a coolant toward the reactor 11, and a steam generator 13 disposed outside the reactor 11. ), It consists of a turbine (15) connected to the steam generator (13) via a steam pipe (14).
  • One side of the coolant circulation pipe 12 is provided with a pressurizer 12a for pressurizing the coolant, a part of the coolant circulation pipe 12 passes through the steam generator 13, the coolant circulation pipe in the steam generator 13 Steam of high heat is generated by the heat of (12), and the steam generated by the steam generator 13 is transmitted to the turbine 15 side through the steam pipe 14, and drives the turbine 15.
  • a condenser 18 is installed below the turbine 15 to condense steam by cooling water, and the condenser 18 is connected to a steam generator 13 through a water supply pipe 18a, and condensed by the condenser 18. Supplied water is supplied to the steam generator (13).
  • the steam transmission pipe 14a is branched to the steam pipe 14 between the steam generator 13 and the turbine 15, and a propeller of the nuclear ship 1 is provided on the output side of the turbine 15 of the nuclear propulsion unit 10. 5) is connected, the propeller 5 is driven by the kinetic energy generated in the turbine (15).
  • Reactor 11 and steam generator 13 are shielded by shielding structure 17 to prevent external leakage of radioactive material.
  • the reception and supply equipment 20 of the second embodiment is composed of a land turbine 22 installed on the port 6 side and a land generator 23 connected to the output side of the land turbine 22.
  • a steam transmission pipe 14a is connected to the onshore turbine 22, and a steam return pipe 14b is separable between the onshore turbine 22 of the port 6 and the condenser 18 of the nuclear propulsion unit 10. Connected.
  • the nuclear ship 1 when the nuclear ship 1 is anchored to the port 6 side, even if the rated output of the reactor 11 is maintained at the same time as sailing, the high-temperature steam generated by the onshore turbine 22 is transferred to the steam transfer pipe 14a. Is transmitted to the onshore turbine 22 side of the port 6 to drive the onshore turbine 22, and by the onshore turbine 22 of the port 6, the electric energy from the onshore generator 23 of the port 6. Is generated, and the land generator 23 may sell the generated electric energy to the smart grid 40 side of the land, thereby generating additional profits.
  • FIG 4 shows a nuclear propulsion unit 10 of a nuclear ship 1 according to a third embodiment of the present invention.
  • the nuclear propulsion unit 10 includes a reactor 11, a coolant circulation pipe 12 circulating a coolant toward the reactor 11, and a steam generator 13 disposed outside the reactor 11. ), A first turbine 15 connected to the steam generator 13 through a steam pipe 14, and a second turbine connected to the steam generator 13 through a branch pipe 14 ′ branched from the steam pipe 14. 35) and the generator 16 connected to the second turbine 35 side.
  • One side of the coolant circulation pipe 12 is provided with a pressurizer 12a for pressurizing the coolant, a part of the coolant circulation pipe 12 passes through the steam generator 13, the coolant circulation pipe in the steam generator 13 Steam of high heat is generated by the heat of (12), and the steam generated in the steam generator 13 is transferred to the first turbine 15 through the steam pipe 14 to drive the first turbine 15.
  • the propeller 5 of the nuclear ship 1 is connected to the output side of the first turbine 15, and the propeller 5 of the nuclear ship 1 is driven by the kinetic energy of the turbine 15.
  • the branch pipe 31 is branched to one side of the steam pipe 14, and the second turbine 35 is connected to the steam generator 13 through the branch pipe 31. Therefore, some of the steam generated in the steam generator 13 is delivered to the second turbine 35 side to drive the second turbine 35.
  • the generator 16 is connected to the second turbine 35, and the generator 16 generates electric energy by driving the second turbine 35.
  • a condenser 18 is installed below the first turbine 15 to condense steam by cooling water, and the condenser 18 is connected to a steam generator 13 through a water supply pipe 18a. The condensed water is supplied to the steam generator 13.
  • the return pipe 32 is connected between the second turbine 35 and the condenser 18, and steam is returned to the condenser 18 from the second turbine 35 to condense.
  • Reactor 11 and steam generator 13 are shielded by shielding structure 17 to prevent external leakage of radioactive material.
  • the propeller 5 of the nuclear ship 1 is connected to the output side of the first turbine 15, and the generator (2) is output to the output side of the second turbine 35.
  • the propeller 5 of the nuclear ship 1 is driven by the energy generated by the reactor 11, and the electric energy consumed in the nuclear ship 1 can be stored. Can be created individually
  • the reception and supply equipment 20 of this third embodiment is constituted by a power terminal device 21 installed on the port 6 side.
  • An electric energy supply line 25 may be detachably connected between the generator 16 and the power terminal device 21 of the nuclear propulsion unit 10.
  • the nuclear propulsion unit 10 of the present invention is not limited to the above-described configuration of the pressurized reactor, but the pressurized heavy water reactor and boiling It can be applied to all kinds of structures such as water, gas furnaces, and fast growing furnaces.

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Abstract

본 발명은 원자력 추진부가 구비된 원자력선에 구비되고, 상기 원자력 추진부의 전기에너지 또는 운동에너지로 가동되는 추진기; 및 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부로부터 잉여 전기에너지 또는 증기에너지를 수신받아 육상측으로 공급하는 수신 및 공급 장비;를 포함하는 구조로부터 항구 등에 정박하는 경우와 같이 동력부하가 높지 않은 경우에도 그 정격출력을 유지시킬 수 있도록 원자로에서 생성된 열에너지 또는 전기에너지를 항구의 단말장치로 전송함으로써 정성, 경제성을 향상시키는 원자력선에 관한 것이다.

Description

원자력선
본 발명은 원자력선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력선이 항구 등에 정박하는 경우와 같이 동력부하가 높지 않은 상황에서도 그 정력출력을 일정하게 유지하고, 원자력선에서 발전한 전기에너지를 육상의 스마트 그리드 측에 판매함으로써 추가적인 이윤을 창출할 수 있는 원자력선에 관한 것이다.
온실가스, 대기 중 유해물질의 배출 저감 등을 위한 세계적인 요구와 화석연료의 고갈 등으로 인해 새로운 동력원에 대한 요구의 증가로 인해 원자로에서 발생된 에너지를 이용하여 선박을 추진하는 원자력선의 활용가능성이 높게 대두되고 있다.
원자력선은 핵연료를 원자로에 장하(裝荷)하면 장기간 연료를 보급받지 않고도 항해를 계속할 수 있고, 이에 종래의 선박처럼 연료유탱크를 설비할 필요가 없어 화물 적재량을 늘릴 수 있으며, 또한 항해를 떠날 때마다 대량의 연료를 실어야 하는 노력·시간이 절약되므로 운항능력을 높일 수 있다.
한편, 원자력선은 기존의 화석연료를 이용하는 선박에 비해 그 출력조절이 자유롭지 못하고, 원자로는 빈번한 정지/기동에 어려움이 있으므로 그 정격출력을 유지하지 못하여 안정성, 경제성 등이 저하되는 단점이 있었다. 특히, 항구 등에 정박하는 경우와 같이 동력부하가 크지 않을 경우에는 그 정격출력을 유지하지 못함에 따라 안정성, 경제성 등이 매우 낮은 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 항구 등에 정박하는 경우와 같이 동력부하가 높지 않은 경우에도 그 정격출력을 유지시킬 수 있도록 원자로에서 생성된 열에너지 또는 전기에너지를 항구의 단말장치로 전송함으로써 정성, 경제성을 향상시키는 원자력선을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위여 본 발명은 원자력 추진부가 구비된 원자력선에 있어서, 상기 원자력선에 구비되고, 상기 원자력 추진부에 구비된 발전기와 연결되고, 상기 발전기의 전기에너지로 가동되는 추진기; 및 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부로부터 잉여 전기에너지를 수신받아 육상측으로 공급하는 수신 및 공급 장비;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 수신 및 공급 장비는 상기 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부의 발전기와 연결되는 전력 단말장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 수신 및 공급 장비는 상기 원자력 추진부의 발전기와 상기 전력 단말장치 사이에 분리가능하게 연결되는 전기에너지 공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 원자력 추진부의 발전기에서 생성된 잉여 전기에너지가 상기 항구측에 정박된 상기 원자력선으로부터 상기 항구의 수신 및 공급 장비로 전송되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수신 및 공급 장비는 상기 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부의 발전기와 연결되는 전력 단말장치와, 육상에 설치되고, 상기 원자력 추진부의 발전기로부터 전송된 잉여 전기에너지를 판매용으로 전송하기 위한 스마트 그리드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원자력선은 상기 원자로 및 증기발생기를 차폐하는 차폐구조물과, 상기 원자로 내에 설치되어 냉각재가 순환하는 냉각재 순환배관과, 상기 원자로의 외측에 설치되고, 상기 냉각재 순환배관의 일측이 관통하는 증기발생기와, 상기 증기발생기에 증기배관을 통해 연결되는 터빈과, 상기 터빈에 연결되어 증기를 응축시키는 복수기를 더 포함하며, 상기 터빈의 출력 측에는 상기 발전기가 연결되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 원자력 추진부가 구비된 원자력선에 있어서, 상기 원자력선에 구비되고, 상기 원자력 추진부에 구비된 터빈의 출력측과 연결되고, 상기 터빈의 운동에너지로 가동되는 추진기; 및 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부에 구비된 증기발생기로부터 잉여 증기에너지를 공급받아 육상측으로 공급하는 수신 및 공급 장비;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선을 제공할 수도 있다.
여기서, 상기 원자력선은 상기 증기발생기와 상기 터빈을 상호 연결하는 증기 배관으로부터 분기되어 상기 수신 및 공급 장비측에 분리가능하게 연결되는 증기 전송배관과, 상기 원자력 추진부에 구비되어 상기 터빈과 연결된 복수기와, 상기 수신 및 공급 장비 사이에 분리가능하게 연결되는 증기 리턴배관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 수신 및 공급 장비는 상기 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부와 연결되는 육상 터빈과, 상기 항구에 설치되고, 상기 육상 터빈에 연결된 육상 발전기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 원자력 추진부의 증기 발생기에서 생성된 잉여 증기에너지가 상기 항구측에 정박된 상기 원자력선으로부터 상기 항구의 수신 및 공급 장비로 전송되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수신 및 공급 장비는 육상에 설치되고, 상기 원자력 추진부의 증기 발생기로부터 잉여 증기에너지를 공급받아 상기 육상 발전기로 발전하여 생성한 전기에너지를 판매용으로 전송하기 위한 스마트 그리드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원자력선은 상기 원자로 및 증기발생기를 차폐하는 차폐구조물과, 상기 원자로 내에 설치되어 냉각재가 순환하는 냉각재 순환배관과, 상기 원자로의 외측에 설치되고, 상기 냉각재 순환배관의 일측이 관통하는 증기발생기와, 상기 증기발생기에 증기배관을 통해 연결되는 터빈과, 상기 터빈에 연결되어 증기를 응축시키는 복수기를 더 포함하며, 상기 터빈의 출력 측에는 상기 발전기가 연결되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 원자력 추진부가 구비된 원자력선에 있어서, 상기 원자력선에 구비되고, 상기 원자력 추진부에 구비된 제1 터빈의 출력측과 연결되고, 상기 제1 터빈의 운동에너지로 가동되는 추진기; 및 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부에 구비된 제2 터빈의 출력측과 연결된 상기 원자력 추진부의 발전기로부터 잉여 전기에너지를 수신받아 육상측으로 공급하는 수신 및 공급 장비;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선을 제공할 수도 있음은 물론이다.
여기서, 상기 원자력선은 상기 원자력 추진부의 증기 발생기와 상기 제1 터빈 사이를 연결하는 증기배관으로부터 분기된 분기배관을 더 포함하며, 상기 제2 터빈은 상기 분기배관을 통하여 연결되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 수신 및 공급 장비는 상기 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부의 발전기와 연결되는 전력 단말장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수신 및 공급 장비는 상기 원자력 추진부의 발전기와 상기 전력 단말장치 사이에 분리가능하게 연결되는 전기에너지 공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 원자력 추진부의 발전기에서 생성된 잉여 전기에너지가 상기 항구측에 정박된 상기 원자력선으로부터 상기 항구의 수신 및 공급 장비로 전송되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수신 및 공급 장비는 상기 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부의 발전기와 연결되는 전력 단말장치와, 육상에 설치되고, 상기 원자력 추진부의 발전기로부터 전송된 잉여 전기에너지를 판매용으로 전송하기 위한 스마트 그리드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원자력선은 상기 원자력 추진부에 구비된 원자로 및 증기발생기를 차폐하는 차폐구조물을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 항구 등에 정박하는 경우와 같이 동력부하가 높지 않은 경우에도 그 정격출력을 유지시킬 수 있도록 원자로에서 생성된 열에너지 또는 전기에너지를 항구의 수신 및 공급 장비 측으로 전송하여 항구 측에서 전기에너지를 육상의 스마트 그리드 측에 판매함으로써 추가적인 이윤을 창출함과 더불어, 원자력선의 원자로의 안정성 및 경제성 등을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 원자력선이 항구 측에 정박된 상태를 도시한 도면
도 2는 도 1의 원자력선의 원자력 추진부 및 항구측의 설비에 대한 제1실시예를 도시한 도면
도 3은 도 1의 원자력선의 원자력 추진부 및 항구측의 설비에 대한 제2실시예를 도시한 도면
도 4는 도 1의 원자력선의 원자력 추진부 및 항구측의 설비에 대한 제3실시예를 도시한 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 원자력선(1)은 원자력 추진부(10)에 의해 추진기(5)가 작동하고, 항구(6)측에는 원자력 추진부(10)에서 과도하게 생성된 전기에너지 또는 열에너지를 수신받아 이를 육상의 판매처로 공급하는 수신 및 공급 장비(20)가 설치되고, 특히 항구(6)측의 수신 및 공급 장비(20)는 여분의 전기에너지를 육상의 스마트 그리드(40) 측에 판매함으로써 추가적인 이윤을 창출하는 것을 특징으로 한다.
한편, 스마트 그리드(40)는 기존의 전력망에 정보기술(IT)을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 차세대 지능형 전력망으로서, '발전(發電)-송전·배전-판매'의 단계로 이루어지던 기존의 단방향 전력망에 정보기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 '지능형 전력망'을 가리킨다.
발전소와 송전·배전 시설과 전력 소비자를 정보통신망으로 연결하고 양방향으로 공유하는 정보를 통하여 전력시스템 전체가 한몸처럼 효율적으로 작동하는 것이 기본 개념이다.
이에 본 발명에 의한 원자력선(1)은 육상의 스마트 그리드(40) 측으로 전력을 판매 내지 공급하는 전력 공급자의 역할을 하고, 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하여 공급량을 탄력적으로 조절할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 원자력선(1)의 원자력 추진부(10)를 도시한다.
도 2의 제1실시예에 따른 원자력 추진부(10)는 원자로(11), 원자로(11) 측으로 냉각재를 순환시키는 냉각재 순환배관(12), 원자로(11)의 외측에 배치된 증기발생기(13), 증기발생기(13)에 증기배관(14)을 통해 연결된 터빈(15), 터빈(15)의 출력측에 연결된 발전기(16) 등으로 이루어질 수 있다.
냉각재 순환배관(12)의 일측에는 냉각재를 가압하는 가압기(12a)가 설치되어 있고, 냉각재 순환배관(12)의 일부가 증기발생기(13)를 관통하며, 증기발생기(13) 내에서 냉각재 순환배관(12)의 열에 의해 고열의 증기가 발생되고, 증기발생기(13)에서 발생된 증기가 증기배관(14)을 통해 터빈(15)측으로 전달되어 터빈(15)을 구동시키며, 터빈(15)의 출력측에 연결된 발전기(16)에서 전기에너지가 생성된다.
터빈(15)의 하측에는 증기를 냉각수에 의해 응축시키는 복수기(18)가 설치되고, 복수기(18)에는 급수배관(18a)을 통해 증기발생기(13)가 연결되며, 복수기(18)에 의해 응축된 급수가 증기발생기(13)로 공급된다.
원자로(11) 및 증기발생기(13)는 차폐구조물(17)에 의해 차폐되어 방사능 물질의 외부 누출이 방지된다.
원자력 추진부(10)의 발전기(16)에는 원자력선(1)의 추진기(5)가 연결되고, 발전기(16)서 발생된 전기에너지에 의해 추진기(5)가 구동된다.
본 제1실시예의 수신 및 공급 장비(20)는 항구(6) 측에 설치되어 전기에너지를 수신받아 이를 일시 저장한 후에 육상의 스마트 그리드(40)측으로 판매할 수 있는 전력 단말장치(21)로 구성되고, 전력 단말장치(21)와 원자력 추진부(10)의 발전기(16) 사이에는 전기에너지 공급라인(25)이 분리가능하게 연결된다.
이에 원자력선(1)이 항구(6) 측에 정박될 경우, 원자로(11)의 정격출력을 항해 시와 동일하게 유지하더라도 발전기(16)에서 과도하게 생성된 잉여분의 전기에너지가 전기에너지 공급라인(25)을 항구(6)의 전력 단말장치(21)로 적절히 전송되고, 이에 항구(6)의 전력 단말장치(21)는 육상의 스마트 그리드(40)측으로 그 전기에너지를 판매함을써 추가적인 이윤을 창출할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 원자력선(1)의 원자력 추진부(10)를 도시한다.
도 3의 제2실시예에 따른 원자력 추진부(10)는 원자로(11), 원자로(11) 측으로 냉각재를 순환시키는 냉각재 순환배관(12), 원자로(11)의 외측에 배치된 증기발생기(13), 증기발생기(13)에 증기배관(14)을 통해 연결된 터빈(15)으로 구성된다.
냉각재 순환배관(12)의 일측에는 냉각재를 가압하는 가압기(12a)가 설치되어 있고, 냉각재 순환배관(12)의 일부가 증기발생기(13)를 관통하며, 증기발생기(13) 내에서 냉각재 순환배관(12)의 열에 의해 고열의 증기가 발생되고, 증기발생기(13)에서 발생된 증기가 증기배관(14)을 통해 터빈(15)측으로 전달되어 터빈(15)을 구동시킨다.
터빈(15)의 하측에는 증기를 냉각수에 의해 응축시키는 복수기(18)가 설치되고, 복수기(18)에는 급수배관(18a)을 통해 증기발생기(13)가 연결되며, 복수기(18)에 의해 응축된 급수가 증기발생기(13)로 공급된다.
증기발생기(13)와 터빈(15) 사이의 증기배관(14)에는 증기 전송배관(14a)이 분기되고, 원자력 추진부(10)의 터빈(15)의 출력 측에는 원자력선(1)의 추진기(5)가 연결되며, 터빈(15)에서 발생된 운동에너지에 의해 추진기(5)가 구동된다.
원자로(11) 및 증기발생기(13)는 차폐구조물(17)에 의해 차폐되어 방사능 물질의 외부 누출이 방지된다.
본 제2실시예의 수신 및 공급 장비(20)는 항구(6) 측에 설치된 육상 터빈(22) 및 육상 터빈(22)의 출력 측에 연결된 육상 발전기(23)로 구성된다.
육상 터빈(22)에는 증기 전송배관(14a)이 연결되고, 항구(6)의 육상 터빈(22)과 원자력 추진부(10)의 복수기(18) 사이에는 증기 리턴배관(14b)이 분리가능하게 연결된다.
이에 원자력선(1)이 항구(6) 측에 정박될 경우, 원자로(11)의 정격출력을 항해 시와 동일하게 유지하더라도 육상 터빈(22)에서 생성된 고온의 증기가 증기 전송배관(14a)을 통해 항구(6)의 육상 터빈(22)측으로 전송되어 육상 터빈(22)을 구동시키고, 이러한 항구(6)의 육상 터빈(22)에 의해 항구(6)의 육상 발전기(23)에서 전기에너지가 생성되며, 육상 발전기(23)는 그 생성된 전기에너지를 육상의 스마트 그리드(40) 측으로 판매할 수 있고, 이에 추가적인 이윤을 창출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 원자력선(1)의 원자력 추진부(10)를 도시한다.
도 4의 제3실시예에 따른 원자력 추진부(10)는 원자로(11), 원자로(11) 측으로 냉각재를 순환시키는 냉각재 순환배관(12), 원자로(11)의 외측에 배치된 증기발생기(13), 증기발생기(13)에 증기배관(14)을 통해 연결된 제1터빈(15), 증기배관(14)에서 분기된 분기배관(14')을 통해 증기발생기(13)에 연결된 제2터빈(35), 제2터빈(35)측에 연결된 발전기(16)로 구성된다.
냉각재 순환배관(12)의 일측에는 냉각재를 가압하는 가압기(12a)가 설치되어 있고, 냉각재 순환배관(12)의 일부가 증기발생기(13)를 관통하며, 증기발생기(13) 내에서 냉각재 순환배관(12)의 열에 의해 고열의 증기가 발생되고, 증기발생기(13)에서 발생된 증기가 증기배관(14)을 통해 제1터빈(15)측으로 전달되어 제1터빈(15)을 구동시킨다.
제1터빈(15)의 출력 측에는 원자력선(1)의 추진기(5)가 연결되고, 이러한 터빈(15)의 운동에너지에 의해 원자력선(1)의 추진기(5)가 구동한다.
증기배관(14)의 일측에는 분기배관(31)이 분기되고, 이 분기배관(31)을 통해 제2터빈(35)이 증기발생기(13)에 연결된다. 이에 증기발생기(13)에서 발생된 일부의 증기는 제2터빈(35)측으로 전달되어 제2터빈(35)을 구동시킨다.
제2터빈(35)에는 발전기(16)가 연결되고, 제2터빈(35)의 구동에 의해 발전기(16)는 전기에너지를 생성시킨다.
제1터빈(15)의 하측에는 증기를 냉각수에 의해 응축시키는 복수기(18)가 설치되고, 복수기(18)에는 급수배관(18a)을 통해 증기발생기(13)가 연결되며, 복수기(18)에 의해 응축된 급수가 증기발생기(13)로 공급된다.
제2터빈(35)과 복수기(18) 사이에는 리턴배관(32)이 연결되고, 이에 제2터빈(35)에서 증기가 복수기(18)로 리턴되어 응축된다.
원자로(11) 및 증기발생기(13)는 차폐구조물(17)에 의해 차폐되어 방사능 물질의 외부 누출이 방지된다.
이와 같이, 본 제3실시예의 원자력 추진부(10)는 제1터빈(15)의 출력 측에는 원자력선(1)의 추진기(5)가 연결되고, 또한 제2터빈(35)의 출력 측에는 발전기(16)가 각각 연결된 구조로 구성됨에 따라, 원자로(11)에서 생성된 에너지에 의해 원자력선(1)의 추진기(5)가 구동함과 더불어, 원자력선(1)의 내부에서 소비되는 전기에너지를 개별적으로 생성할 수 있다.
본 제3실시예의 수신 및 공급 장비(20)는 항구(6) 측에 설치된 전력 단말장치(21)로 구성된다. 원자력 추진부(10)의 발전기(16)와 전력 단말장치(21) 사이에는 전기에너지 공급라인(25)이 분리가능하게 연결될 수 있다.
이에 원자력선(1)이 항구(6) 측에 정박될 경우, 원자로(11)의 정격출력을 항해 시와 동일하게 유지하더라도 발전기(16)에서 과도하게 생성된 잉여분의 전기에너지가 전기에너지 공급라인(25)을 통해 항구(6)의 전기에너지 단말장치(21)로 적절히 전송되고, 이에 항구(6)의 전력 단말장치(21)는 육상의 스마트 그리드(40)측으로 그 전기에너지를 판매함으로써 추가적인 이윤을 창출할 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 4에서는 본 발명의 원자력 추진부(10)를 가압원자로의 구성을 예시하였지만, 본 발명의 원자력 추진부(10)는 상술한 가압원자로의 구성에 한정되지 않고 가압중수로, 비등수형, 가스로, 고속증식로 등과 같이 다양한 구조에 모두 적용가능하다.

Claims (19)

  1. 원자력 추진부가 구비된 원자력선에 있어서,
    상기 원자력선에 구비되고, 상기 원자력 추진부에 구비된 발전기와 연결되고, 상기 발전기의 전기에너지로 가동되는 추진기; 및
    항구에 설치되어 상기 원자력 추진부로부터 잉여 전기에너지를 수신받아 육상측으로 공급하는 수신 및 공급 장비;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신 및 공급 장비는,
    상기 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부의 발전기와 연결되는 전력 단말장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수신 및 공급 장비는,
    상기 원자력 추진부의 발전기와 상기 전력 단말장치 사이에 분리가능하게 연결되는 전기에너지 공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 원자력 추진부의 발전기에서 생성된 잉여 전기에너지가 상기 항구측에 정박된 상기 원자력선으로부터 상기 항구의 수신 및 공급 장비로 전송되는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신 및 공급 장비는,
    상기 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부의 발전기와 연결되는 전력 단말장치와,
    육상에 설치되고, 상기 원자력 추진부의 발전기로부터 전송된 잉여 전기에너지를 판매용으로 전송하기 위한 스마트 그리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 원자력선은,
    상기 원자로 및 증기발생기를 차폐하는 차폐구조물과,
    상기 원자로 내에 설치되어 냉각재가 순환하는 냉각재 순환배관과,
    상기 원자로의 외측에 설치되고, 상기 냉각재 순환배관의 일측이 관통하는 증기발생기와,
    상기 증기발생기에 증기배관을 통해 연결되는 터빈과,
    상기 터빈에 연결되어 증기를 응축시키는 복수기를 더 포함하며,
    상기 터빈의 출력 측에는 상기 발전기가 연결되는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  7. 원자력 추진부가 구비된 원자력선에 있어서,
    상기 원자력선에 구비되고, 상기 원자력 추진부에 구비된 터빈의 출력측과 연결되고, 상기 터빈의 운동에너지로 가동되는 추진기; 및
    항구에 설치되어 상기 원자력 추진부에 구비된 증기발생기로부터 잉여 증기에너지를 공급받아 육상측으로 공급하는 수신 및 공급 장비;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 원자력선은,
    상기 증기발생기와 상기 터빈을 상호 연결하는 증기 배관으로부터 분기되어 상기 수신 및 공급 장비측에 분리가능하게 연결되는 증기 전송배관과,
    상기 원자력 추진부에 구비되어 상기 터빈과 연결된 복수기와, 상기 수신 및 공급 장비 사이에 분리가능하게 연결되는 증기 리턴배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 수신 및 공급 장비는,
    상기 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부와 연결되는 육상 터빈과,
    상기 항구에 설치되고, 상기 육상 터빈에 연결된 육상 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 원자력 추진부의 증기 발생기에서 생성된 잉여 증기에너지가 상기 항구측에 정박된 상기 원자력선으로부터 상기 항구의 수신 및 공급 장비로 전송되는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 수신 및 공급 장비는,
    육상에 설치되고, 상기 원자력 추진부의 증기 발생기로부터 잉여 증기에너지를 공급받아 상기 육상 발전기로 발전하여 생성한 전기에너지를 판매용으로 전송하기 위한 스마트 그리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 원자력선은,
    상기 원자로 및 증기발생기를 차폐하는 차폐구조물과,
    상기 원자로 내에 설치되어 냉각재가 순환하는 냉각재 순환배관과,
    상기 원자로의 외측에 설치되고, 상기 냉각재 순환배관의 일측이 관통하는 증기발생기와,
    상기 증기발생기에 증기배관을 통해 연결되는 터빈과,
    상기 터빈에 연결되어 증기를 응축시키는 복수기를 더 포함하며,
    상기 터빈의 출력 측에는 상기 발전기가 연결되는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  13. 원자력 추진부가 구비된 원자력선에 있어서,
    상기 원자력선에 구비되고, 상기 원자력 추진부에 구비된 제1 터빈의 출력측과 연결되고, 상기 제1 터빈의 운동에너지로 가동되는 추진기; 및
    항구에 설치되어 상기 원자력 추진부에 구비된 제2 터빈의 출력측과 연결된 상기 원자력 추진부의 발전기로부터 잉여 전기에너지를 수신받아 육상측으로 공급하는 수신 및 공급 장비;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 원자력선은,
    상기 원자력 추진부의 증기 발생기와 상기 제1 터빈 사이를 연결하는 증기 배관으로부터 분기된 분기배관을 더 포함하며,
    상기 제2 터빈은 상기 분기배관을 통하여 연결되는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 수신 및 공급 장비는,
    상기 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부의 발전기와 연결되는 전력 단말장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 수신 및 공급 장비는,
    상기 원자력 추진부의 발전기와 상기 전력 단말장치 사이에 분리가능하게 연결되는 전기에너지 공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 원자력 추진부의 발전기에서 생성된 잉여 전기에너지가 상기 항구측에 정박된 상기 원자력선으로부터 상기 항구의 수신 및 공급 장비로 전송되는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 수신 및 공급 장비는,
    상기 항구에 설치되어 상기 원자력 추진부의 발전기와 연결되는 전력 단말장치와,
    육상에 설치되고, 상기 원자력 추진부의 발전기로부터 전송된 잉여 전기에너지를 판매용으로 전송하기 위한 스마트 그리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 원자력선은,
    상기 원자력 추진부에 구비된 원자로 및 증기발생기를 차폐하는 차폐구조물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원자력선.
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