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원자로 용기(10);와, 일정한 간격을 두고 상기 원자로 용기(10)의 외벽을 둘러싸는 열 차폐체(20); 및 상기 열 차폐체(20) 및 상기 원자로 용기(10)를 내부에 구비하는 원자로 공동(30);을 포함하여 구성되는 원자로 외벽의 냉각 시스템에 있어서,상기 시스템에 공급되는 냉각수에 나노물질(51)을 분산시켜 원자로 외벽 냉각 시스템의 냉각재로 사용하되, 내부에 냉각수를 저장하는 저수조(40);내부에 나노물질을 저장하는 나노물질 분산탱크(50);일단이 상기 저수조(40)에 연결되고 타단은 상기 원자로 공동(30) 또는 열 차폐체(20)의 하부에 연결되어, 상기 저수조(40)의 냉각수가 상기 원자로 공동(30) 또는 열 차폐체(20)의 내부로 주입되는 통로를 형성하는 냉각수 주입 배관(60,61);일단은 상기 나노물질 분산탱크(50)와 연통되고, 타단은 상기 냉각수 주입 배관(60)과 연통되어 상기 냉각수 주입 배관(60)으로 나노물질(51)을 분산시키는 통로를 형성하는 나노물질 주입 배관(70);상기 냉각수 주입 배관(60,61)에 구비되어, 상기 원자로 공동(30) 또는 열 차폐체(20)의 내부로 주입되는 냉각수의 흐름을 단속하는 냉각수 주입 밸브(80,81);상기 나노물질 주입 배관(70)에 구비되어, 상기 냉각수 주입 배관(60)으로 분산되는 나노물질(51)의 흐름을 단속하는 나노물질 주입 밸브(90); 및상기 저수조(40)와 상기 냉각수 주입 배관(60,61)으로 구성된 냉각수 공급 계통상에 구비되어 냉각수를 펌핑해주는 적어도 하나 이상의 펌프(100);를 포함하여 구성되어,상기 냉각수 주입 배관(60,61)으로 주입되는 냉각수에 나노물질(51)을 분산시켜 원자로 외벽 냉각 시스템의 냉각재로 사용하는 것을 특징으로 하는 원자로 외벽의 냉각 시스템
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제4항에 있어서,내부에 냉각수를 저장하는 저수조(40);내부에 나노물질(51)을 저장하는 나노물질 분산탱크(50);일단이 상기 저수조(40)에 연결되고 타단은 상기 원자로 공동(30) 또는 열 차폐체(20)의 하부에 연결되어, 상기 저수조(40)의 냉각수가 상기 원자로 공동(30) 또는 열 차폐체(20)의 내부로 주입되는 통로를 형성하는 냉각수 주입 배관(60,61);일단은 상기 나노물질 분산탱크(50)와 연통되고, 타단은 상기 열 차폐체(20)의 내부와 연통되어 상기 열 차폐체(20)의 내부로 나노물질(51)을 분산시키는 통로를 형성하는 나노물질 주입 배관(71);상기 냉각수 주입 배관(60,61)에 구비되어, 상기 원자로 공동(30) 또는 열 차폐체(20)의 내부로 주입되는 냉각수의 흐름을 단속하는 냉각수 주입 밸브(80,81);상기 나노물질 주입 배관(71)에 구비되어, 상기 열 차폐체(20)로 분산되는 나노물질의 흐름을 단속하는 나노물질 주입 밸브(90); 및상기 저수조(40)와 상기 냉각수 주입 배관(60,61)으로 구성된 냉각수 공급 계통상에 구비되어 냉각수를 펌핑해주는 적어도 하나 이상의 펌프(100);를 포함하여 구성되어,상기 냉각수 주입 배관(60,61)으로 주입되어 상기 열 차폐체(20) 내부를 순환하는 냉각수에 나노물질(51)을 분산시켜 원자로 외벽 냉각 시스템의 냉각재로 사용하는 것을 특징으로 하는 원자로 외벽의 냉각 시스템
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제4항 또는 제6항에 있어서,상기 나노물질(51)은 전체 냉각재 부피 대비 10-5~1 부피% 비율로 분산된 것은 특징으로 하는 원자로 외벽의 냉각 시스템
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제7항에 있어서,상기 나노물질(51)은 그라핀(graphene) 또는 그라핀 산화물(graphene-oxide)인 것을 특징으로 하는 원자로 외벽의 냉각 시스템
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제4항 또는 제6항에 있어서,상기 나노물질 분산탱크(50)에 압축가스(52)가 주입되어 나노물질 주입 밸브(90)가 열리면 나노물질(51)을 가스압으로 밀어내는 것을 특징으로 하는 원자로 외벽의 냉각 시스템
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제9항에 있어서,상기 압축가스(52)는 N2 가스인 것을 특징으로 하는 원자로 외벽의 냉각 시스템
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제6항에 있어서,상기 나노물질 주입 배관(71)의 타단은 상기 열 차폐체(20) 중 상기 원자로 용기(10)의 외벽 경사가 70°보다 크고 90°보다 작은 구간에 분사되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 원자로 외벽의 냉각 시스템
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제11항에 있어서,상기 나노물질 주입 배관(71)의 타단은 상기 원자로 용기(10)의 외벽에 수직하게 분사되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 원자로 외벽의 냉각 시스템
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제6항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서,상기 나노물질 주입 배관(71)의 타단에는 분사노즐(Nozzle, 72)이 구비되는 것을 특징으로 하는 원자로 외벽의 냉각 시스템
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제4항 또는 제6항에 있어서,상기 저수조(40)는 격납건물(1) 내부에 구비되는 핵연료 재장전수조(in-containment refueling water storage tank:IRWST)인 것을 특징으로 하는 원자로 외벽의 냉각 시스템
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