Koroljuk edusti Venäjää Torinon olympiakisoissa 2006 sekä MM-kilpailuissa vuosina 1997 ja 2001. Hän pelasi myös alle 20-vuotiaiden MM-kilpailuissa vuosina 1995 ja 1996, joista ensimmäinen turnaus päättyi hopeaan ja jälkimmäinen pronssiin. Koroljuk jakoi vuoden 1995 turnauksen maalipörssin voiton Kanadan Éric Dazén kanssa ja Venäjän sisäisen pistepörssin voiton Vadim Šarifjanovin kanssa tehoilla 8+2=10. Hän voitti myös turnauksen jäähypörssin 47 minuutillaan. Koroljuk jakoi myös vuoden 1996 turnauksen maalipörssin voiton viiden muun pelaajan kanssa viidellä osumallaan.