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상하 방향으로 연장되어 형성되는 외피관(shroud);상기 외피관의 내주 상부에 구비되고, 고온관을 통하여 유입되는 액체금속을 수용하여 배출하도록 이루어지는 어퍼 챔버(upper chamber);상기 외피관의 내주 하부에 구비되고, 액체금속(Liquid metal)을 배출시키는 저온관이 연결되는 로워 챔버(lower chamber);공기를 유입시키는 상 방향의 제1유로를 형성하는 공기 유입관;공기를 유출시키는 상 방향의 제2유로를 형성하는 공기 유출관; 상기 공기 유입관 및 상기 공기 유출관에 연결되는 내통; 및상기 내통의 외주와 상기 외피관의 내주 사이의 제1 환형 공간에서 나선형의 방향으로 감겨지고, 양 단부가 상기 어퍼 챔버 및 상기 로워 챔버에 연결되어 상기 액체금속을 유동시키는 복수 개의 전열관을 포함하고, 공기는 상기 제1유로를 통해 유입되고, 상기 제1 환형 공간을 지나면서 상기 전열관의 내부의 액체금속을 냉각시키며, 상기 제2유로를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제1항에 있어서,상기 복수 개의 전열관은,상기 내통의 외주에서 상기 외피관의 내주를 향하는 방향으로 복수의 열(row)로 배치되며 감겨져서 전열면적 밀도를 증가시키도록 이루어지는 곡선관부; 상기 곡선관부의 상측 단부에서 연장되고, 상기 어퍼 챔버의 하단에 연결되는 제1직선관부; 및상기 곡선관부의 하측 단부에서 연장되고, 상기 로워 챔버의 상단에 연결되는 제2직선관부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제2항에 있어서,상기 어퍼 챔버의 바닥면은 배출홀(hole)을 복수 개 구비하는 관판(tubesheet)으로 이루어지고, 상기 배출홀의 내부에는 상기 제1직선관부가 삽입되어 액체금속을 배출시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제3항에 있어서, 상기 제1직선관부는 상기 배출홀에 용접으로 결합되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제4항에 있어서,상기 제1직선관부의 단부는 액체금속의 유동 성능을 향상시키도록 상기 배출홀의 내주에 배치되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제2항에 있어서,상기 로워 챔버의 상면은 유입홀(hole)을 복수 개 구비하는 관판(tubesheet)으로 이루어지고, 상기 유입홀의 내부에는 상기 제2직선관부가 삽입되어 액체금속을 유입시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제6항에 있어서,상기 제2직선관부는 상기 유입홀에 용접으로 결합되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제7항에 있어서,상기 제2직선관부의 일 단부는 액체금속의 유동 성능을 향상시키도록 상기 유입홀을 관통하여 배치되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제2항에 있어서,상기 곡선관부는, 홀수 번째 열(row)은 제1방향으로 감겨지고, 짝수 번째 열은 상기 제1방향과 반대되는 제2방향으로 감겨지는 교차 감김 방식(alternate winding method)으로 이루어져서 상기 제1 환형 공간을 통과하는 공기의 전열저항(heat transfer resistance)을 감소시키는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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10
제3항 또는 제6항에 있어서,상기 배출홀(hole) 및 상기 유입홀(hole)은 상기 외피관(shroud)의 중심축과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제2항에 있어서,상기 복수의 곡선관부의 자중에 의한 하방향으로의 처짐을 방지하고, 상기 제1 환형 공간에서의 상기 복수의 곡선관부의 격리를 방지하기 위해,상기 곡선관부에는 상기 곡선관부의 일부를 감싸도록 이루어지는 지지구조물이 설치되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제11항에 있어서,상기 지지구조물은,상하방향을 따라 이격되도록 형성되고, 상기 곡선관부의 외주에 접촉되는 복수 개의 곡면부; 및상기 복수 개의 곡면부 사이에서 형성되어 상기 곡선관부의 수직 방향으로 간격을 유지시키는 이격부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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13
제1항에 있어서,상기 내통의 하단과 상기 공기 유입관 상단 사이에는 원주방향을 따라 소정 거리 이격되도록 복수 개의 제1부재가 연장되고, 상기 복수 개의 제1부재 사이의 공간에는 공기를 상기 제1 환형 공간으로 유입시키도록 이루어지는 공기 유입 통풍구가 형성되고, 상기 내통의 상단과 상기 공기 유출관 하단 사이에는 원주방향을 따라 소정 거리 이격되도록 복수 개의 제2부재가 연장되고, 상기 복수 개의 제2부재 사이의 공간에는 공기를 상기 제2유로로 유출시키도록 이루어지는 공기 유출 통풍구가 형성되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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14
제1항에 있어서,상기 어퍼 챔버는 환형으로 형성되어 내부에 제2 환형 공간을 구비하고,상기 로워 챔버는 환형으로 형성되어 내부에 제3 환형 공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제14항에 있어서,상기 공기 유입관은 적어도 일부가 상기 제3 환형 공간에 의해 둘러쌓인 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제14항에 있어서,상기 공기 유출관은, 적어도 일부가 상기 제2 환형 공간에 의해 둘러쌓인 공간에 배치되며, 동일한 단면적으로 연장되어 형성되는 제1부분; 및상기 제2유로에서의 공기의 압력 손실을 감소시키도록 상부로 갈수록 단면적이 넓어지는 제2부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제1항에 있어서,상기 공기 유입관에는 유입되는 공기의 유량을 조절하도록 이루어지는 댐퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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제1항에 있어서,상기 내통은 상기 내통 내부로의 공기 유입을 방지하도록 상단 및 하단이 막혀있는 구조인 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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19
제18항에 있어서,상기 내통의 상단 및 하단에는 개폐가능하도록 이루어지는 개폐부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 액체금속-공기 열교환기
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20
원자로의 노심을 통과한 액체금속이 유입되는 고온 냉각재 풀; 상기 고온 냉각재 풀로부터 유입되는 액체금속을 냉각하기 위한 액체금속-액체금속 붕괴열교환기(decay heat exchanger, DHX); 상기 액체금속-액체금속 붕괴열교환기 보다 높은 위치에 구비되는 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따르는 액체금속-공기 열교환기;상기 액체금속-액체금속 붕괴열교환기에서 배출되는 액체금속을 상기 액체금속 공기 냉각 열교환기로 유입시키도록 이루어지는 고온관;상기 액체금속 공기 냉각 열교환기에서 냉각된 액체금속을 상기 액체금속-액체금속 붕괴열교환기로 유입시키도록 이루어지는 저온관;상기 고온 냉각재 풀에 연결되어 냉각 유로를 형성하는 중간열교환기(Intermediate Heat Exchanger, IHX);상기 중간열교환기를 통과한 액체금속이 유입되는 저온 냉각재 풀; 및상기 액체금속의 순환을 위한 유로구성을 포함하는 액체금속 냉각 원자로의 잔열제거 시스템
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