[원자력기사 기출풀이] 2017년 발전로계통공학 16 ~ 20번

 

 

 

56. 다음 중 사용후연료의 결함을 탐지하는 방법이 아닌 것은?
    ① 세슘방사능 분석    ② 육안검사    ③ 초음파 검사   ④ 방사선 투과검사

 

1. 세슘방사능 분석 : 냉각재 중의 세슘 동위원소 방사능을 분석함

세슘은 핵분열 생성물이므로, 냉각재 중 세슘이 증가했다면, 핵연료 피복재가 파손되었다는 뜻이다.

Cs-134/ Cs-137의 농도 비율을 통해 손상된 연료의 연소도 또한 알 수 있다.

 

2. 육안검사

수중카메라를 통해 수중에서 외견상 파손된 부분을 확인하는 방법이다.

 

3. 초음파 검사

손상된 핵연료 안에는 수분이 존재한다. 초음파를 쪼여주면, 수분에 의해 초음파가 교란되고, 반대쪽 탐지기에 정상적으로 탐지되지 않는다. 이를 이용하여 핵연료 결함을 확인하는 방법이다.

 

4. 방사선 투과검사

감마 또는 엑스선의 투과력을 이용하여 물체의 구조를 비파괴적으로 검사하는 방법이다.

그런데 사용후핵연료는 자체적으로 감마선이 많이 나와 방사선투과검사를 할 수 없다.

 

 

 

정답 : 4

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57. 핵비등 이탈(DNB)에 대한 설명으로 틀린 것은?
    ① DNBR이 클수록 부분막비등을 방지하는데 유리하다.
    ② 냉각재 온도의 상승으로 포화온도에 접근함에 따라 기포발생으로 DNBR이 감소한다.
    ③ 가압기 분무계통 고장 등으로 인해 냉각재계통의 압력이 증가하면 핵비등 이탈률이 감소한다.
    ④ 원자로 출력을 감소시키면 핵비등이탈률이 증가한다.

 

 

 

 

DNBR = 핵비등이탈률 = 임계열유속(a) / 최대열유속

 

임계열유속은 위 그림에서 점 a 이다.

x 축은 과열도 ( 전열면 온도 - 포화온도 ), y축은 열유속이다.

 

원자로는 기본적으로 a의 약간 왼쪽에서 운전된다. 열유속이 a 보다 작으므로  DNBR은 1보다 큰 값을 유지해야 한다.

a를 넘어 오른쪽으로 가면, 부분막비등(IV)이 시작되고 이어서 막비등(V)으로 변경되는데, 이 경우, 전열면의 온도가 불연속적으로 급상승하고, 열전달이 급감하여 매우 위험하다. 따라서 DNBR이 설계값(ex. 1.3)보다 크게하여 a의 왼편에서 운전되도록 유지해야 한다.

 

즉, 위 그래프에서 왼쪽으로 가면, DNBR이 증가하는 것이고 더 안전해지는 것이다.

오른쪽으로가면 DNBR이 감소하는 것이고 위험해진다.

 

1. DNBR이 크다는 것은 a보다 많이 왼쪽에 있다는 뜻이다. 부분막비등 (IV)와는 멀어진다.

 

2. 냉각재 온도가 상승해 포화온도(끓는점)에 접근하면 DNBR에 접근한다. 위 그림에서는 가장 왼쪽 (x = 0.1)에서도 이미 포화온도를 넘어있다. 아무튼 온도를 증가시키면 그래프에서 오른쪽으로 이동하는 것이고 그럼 DNBR은 감소한다.

 

3. 냉각재계통의 압력이 증가하면 포화온도는 증가한다. 그럼 "전열면 온도 - 포화온도"는 감소해서 왼쪽으로 간다. 그럼  DNBR은 증가한다.

 

4.원자로의 출력이 증가하면 핵연료의 온도, 피복재의 온도는 상승한다. 그럼 전열면의 온도가 증가하는 것이므로, 그래프에서 오른쪽으로 간다. 그럼 DNBR은 감소한다.

 

정답 : 3

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58. 다음 무차원 수에 대한 물리적 의미 중 틀린 것은?
    ① 레이놀즈 수는 점성력에 대한 관성력의 비
    ② 프라우드 수는 중력에 대한 관성력의 비
    ③ 웨버 수는 압력에 대한 관성력의 비
    ④ 마하 수는 탄성력에 관한 관성력의 비

 

나머지는 다 맞다.

 

3. 웨버수 = 관성령 / 표면장력  이다.

 

압력 / 관성력 = 오일러 수

 

 

 

정답 : 3

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59. 다음 중 한국표준형 원전의 냉각재계통 저온과압 보호를 위한 기기는?
    ① 가압기 안전감압밸브    ② 가압기 안전밸브   ③ 주증기 안전밸브     ④ 정지냉각계통 흡입측 방출밸브

 

원자로가 저온운전을 하는 동안은, 안전밸브들(보기 1, 2)은 과도한 압력상승에 대한 보호기능을 하지 못한다.

저온일 때, 원자로용기의 취성파괴를 보호하기 위해서 과압을 방지하기 위해 정지냉각계통 흡입측에 방출밸브가 설치되어 있다. 이 방출밸브는 설정된 압력을 초과하면 자동으로 열린다.

 

1번과 2번은 원자로 출력운전 중에 과압을 보호해주는 설비이다.

 

3번은 2차측의 과압을 보호해주는 밸브로 냉각재계통과는 무관하다.

 

정답 : 4

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60. 가압경수로 냉각재계통의 누설에 대한 설명 중 틀린 것은?
    ① RCS에 설치된 밸브의 패킹에서 누설이 발생하여 수집탱크에 모여지면 확인누설로 분류한다.
    ② 확인누설의 제한치는 10 gpm (2.27 m^3/hr)이다.
    ③ RCS를 구성하는 기기들의 밀봉장치, 가스켓 등에서 발생하는 누설은 냉각재 압력경계 누설이다.
    ④ 냉각재계통의 압력경계 누설은 허용되지 않는다.

 

 

확인누설 

  - 이미 확인된 누설원으로부터의 누설. 누설감지계통의 운전을 방해하지 않으며, 원자로냉각재 보충계통의 용량 이내로 발전소 정상운영에 영향을 주지 않는 누설.

  - 누설원의 위치를 알고 있더라도 압력경계누설이나 RCP 제어밀봉부 누설(제어누설)은 포함하지 않는다.

  - 확인누설로 분류되는 누설은 집수조로 수집되어야 함

  - 펌프밀봉장치, 밸브 팩킹 등의 누설

  - 허용치 : 10 gpm

  - 증기발생기를 통한 2차측의 누설으로의 확인누설이지만 제한치는 1gpm

 

미확인누설

  - 확인누설과 제어누설을 제외한 모든누설

  - 허용치 : 1 gpm

 

제어누설

  - RCP 밀봉부 누설

  - 허용치 : 10 gpm

 

압력경계누설

  - 증기발생기 튜브 누설을 제외한 냉각재계통 기기, 배관, 벽 등으로부터 격리 불가능한 누설

  - 허용치 : 없음

 

보기 3번 : 기기들의 밀봉장치, 가스켓 등에서 발생하는 누설은 확인누설이다.

 

정답 : 3번