专利名称：利用热电发电元件的核电站应急电池充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种向核电站应急堆芯冷却装置提供应急电源的应急电池充电装置， 更详细涉及一种应急电池充电装置，其在核电站系统中的产生温度差的核反应堆、高温管、 低温管、蒸汽发生器等位置安装热电发电元件来利用核电站内产生的衰变热和余热。
背景技术：
应用轻水压水堆型核反应堆的核电站，虽然设计时充分考虑了安全裕度，但还会 发生意外安全事故。在发生冷却水大量漏水事故、或供电中断事故等的情况下，如果不能供 给充足的应急冷却水，则核反应堆堆芯过热，会发生核反应堆损伤的事故。
因此，为了在发生事故时冷却堆芯，应急堆芯冷却装置需要顺畅运行，现有的应急 堆芯冷却装置采取利用电泵或蒸汽泵来供给冷却水的方式。
为了使所述应急堆芯冷却装置顺畅运行，必需提供电泵或蒸汽泵运行所需的电 源，一般通过核电站站外电源、应急柴油发电机、电池等来供电。
在应急堆芯冷却装置发生外部供电中断事故的同时，且应急柴油发电机等发生故 障的情况下，对所述应急堆芯冷却装置及用于处理事故的设备的供电中断，使其不能运行。
虽然可以利用应急电池对用于向堆芯供给冷却水的应急堆芯冷却装置供电，但目 前韩国核电站使用的一般应急电池的容量仅仅是约8个小时，因此存在处理事故所耗的时 间长时，对应急堆芯冷却装置的供电会中断的问题。
发生事故时用于冷却堆芯的现有技术，有韩国授权专利第10-056876号(应急堆 芯冷却水迂回最少地直接注入喷嘴)、韩国授权专利第10-0419194号(利用核反应堆保护 容器和压缩箱的应急堆芯冷却方法和装置)等多个，但没有公开应急堆芯冷却装置发生供 电中断事故时，为了顺畅地向应急堆芯冷却装置供电，通过热电发电元件利用核反应堆产 生的热来对应急电池进行充电的技术。发明内容
要解决的技术问题
本发明是为了解决上述现有技术问题而提出的。
本发明的目的在于提供一种装置，其在核电站发生供电中断事故、应急柴油发电 机发生故障等不能顺畅地对用于冷却核反应堆内堆芯的应急堆芯冷却装置供电的情况下， 利用核反应堆产生的热，对用于维持应急堆芯冷却装置的冷却功能而进行供电的应急电池 进行充电。
另一方面，利用核反应堆产生的热而得到的电力是使用热电发电元件生产的，所 述热电发电元件可以安装在核电站内产生温度差的多个位置。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的利用热电发电元件的核电站应急电池充电装置，其 向设置有电泵或蒸汽泵的应急堆芯冷却装置提供应急电源，包括
热电发电元件100，检测核电站内产生的衰变热和余热，将所述检测到的热转换为电能；电能转换器200，与所述热电发电元件100连接，用于将所述热电发电元件100产生的电流以规定电压输出；应急电池300，存储从所述转换器200输出的电能。
所述热电发电元件100可以安装在低温管10、核反应堆容器20、高温管30以及蒸汽发生器40中的至少一处以上。
在所述热电发电元件100的两侧还可以具有导热板。
在所述热电发电元件100的一侧还可以具有冷却片140。
有益效果
根据上述本发明，提供一种利用热电发电元件对向设有电泵或蒸汽泵的应急堆芯冷却装置提供应急电源的应急电池进行充电的装置，在因供电中断、应急柴油发电机等故障而不能顺畅地对应急堆芯冷却装置进行供电的情况下，将核反应堆本身产生的衰变热和余热用作为热电元件的高温部来对向应急堆芯冷却装置供电的应急电池进行充电，可以提供应急堆芯冷却装置运行所需的电源，或者对为了应急冷却而需要优先使用的设备供电。 因此，具有可以延迟或防止因堆芯过热导致核反应堆损伤的效果。
图1为将本发明的热电发电元件安装在低温管、核反应堆、高温管的应急电池充电装置的结构图；其中，图1a为沿图1的A-A'连接线的截面图。
图2为表示本发明所用的热电发电元件结构的结构图。
图3为本发明所用的含有冷却片的热电发电元件的结构图。
附图标记说明
100 :热电发电元件110 :陶瓷板
120 :导电板
130 :热电半导体(P型半导体及N型半导体)
140 :冷却片200 :电能转换器
300 :应急电池10 :低温管
20 :核反应堆30 :高温管
40 :蒸汽发生器具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明的优选实施例。首先，对各个附图的结构部件附上附图标记时，对于同一组成部分，即使出现在不同附图上，也尽可能使用相同的附图标记。 另外，在以下说明本发明时，认为有关公知功能或结构的具体说明会不必要地混淆本发明要旨时，省略其详细说明。
如图1至图3所示，本发明的利用热电发电元件的核电站应急电池充电装置(以下称为“本发明”)主要由以下部件构成热电发电元件100，检测核电站内产生的衰变热和余热，将所检测到的热转换为电能；电能转换器200，将所述热电发电元件100产生的电流以规定电压输出；应急电池300，存储从所述转换器200输出的电能。
如图1具体图示，现有的核电站在发生事故时，应急堆芯冷却装置执行堆芯冷却功能。此时所需的电源使用核电站站外电源，在站外电源中断时，使用通过应急柴油发电机 生产的电。另一方面，在所有供电中断时，利用应急电池300供电。
所述热电发电元件100利用塞贝克(seebeck)原理,通过金属两端面存在热差时 产生电动势差而产生电流的现象来简单发电，与其他发电设备一样，没有机械驱动部分，利 用两端间的温度差，可以产生电动势，从而可以利用核电站中产生的热来充分发电。另外， 即使温度不固定，也产生电动势，即使因核反应堆停止运行而使核反应堆的输出不正常，也 可以在核反应堆变凉之前持续发电。
所述电能转换器200将所述热电发电元件100产生的电流转换为固定电压的电流 并输出，从而可以对所述应急电池300进行充电。
在核电站发生电源中断事故的情况下，为了保持应急堆芯冷却装置的功能，也通 过应急柴油发电机、应急电池300等向应急堆芯冷却装置中设置的电泵或蒸汽泵供电。从 而，通过利用应急柴油发电机、应急电池300等向堆芯供给冷却水，可以延迟或防止因堆芯 过热导致堆芯熔融及核反应堆损伤。但，在应急柴油发电机也发生机械故障的情况下，利用 应急电池300向应急堆芯冷却装置及用于处理事故的周边设备供电。但是，所述应急电池 300容量有限，因此在处理事故所耗时间长的情况下，对核反应堆的应急堆芯冷却装置的顺 畅供电中断，失去冷却功能，从而会发生因堆芯过热导致堆芯熔融等重大事故。
不仅在核反应堆正常运行中的情况下，而且在停止运转时，在低温管10、核反应堆 20、高温管30、蒸汽发生器40等中仍剩余衰变热和余热。在此，将一个以上的所述热电发 电元件100安装在低温管10、核反应堆20、高温管30、蒸汽发生器40等中，利用核反应堆 中剩余的衰变热和余热产电，所述电能转换器200将所述热电发电元件100生产的电力以 固定电压输出，所述应急电池300存储从所述电能转换器200输出的电能，从而可以对所述 应急电池300进行充电。因此，在因供电中断、应急柴油发电机发生机械故障，不能顺畅地 向应急堆芯冷却装置中设置的电泵或蒸汽泵供电的情况下，可以通过应急电池300向应急 堆芯冷却装置供电，而且，在处理事故所耗时间长，且人不能接近而根本不能提供另外的电 源的情况下，也通过利用所述热电发电元件的核电站应急电池充电装置，来使应急电池300 可以稳定地向电泵或蒸汽泵供电，从而应急堆芯冷却装置可以正常执行冷却功能。
另外，在因核反应堆内堆芯变凉而不能利用所述热电发电元件100进一步产电的 情况下，应急堆芯冷却装置也就不需要运行了，如果堆芯的核反应度变高，衰变热和余热变 大，产生高热的情况下，所述热电发电元件100可以利用所述衰变热和余热生产固定量以 上的电力，并向应急电池300供电，所述应急电池300顺畅地向应急堆芯冷却装置中设置的 电泵或蒸汽泵供电，从而所述应急堆芯冷却装置可以执行冷却功能。
另外，如图3所示，为了使所述热电发电元件100高效产电，需要充分确保低温，因 此可以在所述热电发电元件100的低温部设置冷却片140，为了提高核电站内产生的衰变 热和余热的导热率，所述热电发电元件100还可以具有导热板。
以上详细说明了本发明内容的特征部分，对于本领域的技术人员来说，这样的具 体技术只是优选实施方式，显然本发明并不限于此。因此，本发明的实质保护范围由权利要 求书及其等同物定义。
权利要求
1.利用热电发电元件的核电站应急电池充电装置，其向设置有电泵或蒸汽泵的应急堆芯冷却装置提供应急电源，包括 热电发电元件(100)，检测核电站内产生的衰变热和余热，将所述检测到的热转换为电倉泛; 电能转换器(200)，与所述热电发电元件(100)连接，用于将所述热电发电元件(100)产生的电流以规定电压输出；以及 应急电池(300)，存储从所述转换器(200)输出的电能。
2.如权利要求1所述的利用热电元件的核电站应急电池充电装置，其特征在于，所述热电发电元件(100)安装在低温管(10)、核反应堆容器(20)、高温管(30)以及蒸汽发生器(40)中的至少一处以上。
3.如权利要求1或2所述的核电站应急电池充电装置，其特征在于，在所述热电发电元件(100)的两侧具有导热板。
4.如权利要求1或2所述的利用热电发电元件的核电站应急电池充电装置，其特征在于，在所述热电发电兀件(100)的一侧具有冷却片(140)。
全文摘要
本发明涉及一种向核电站应急堆芯冷却装置提供应急电源的应急电池充电装置，根据上述本发明，所提供的应急电池充电装置利用热电发电元件对向应急堆芯冷却装置提供应急电源的应急电池进行充电，从而具有应急堆芯冷却装置可以正常执行冷却功能、可以延迟或防止因堆芯过热导致核反应堆损伤的效果。
文档编号H02J7/00GK103001271SQ20111038700
公开日2013年3月27日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年9月8日
发明者李相宗, 田圣恩, 李杰雨, 俞炳泰, 金俊成, 尹泰英, 崔成旻, 金慧真, 朴相政, 沈亨根 申请人:韩电原子力燃料株式会社