[원자력기사 기출풀이] 2023년 발전로계통공학 16 ~ 20번

56. 가압경수로형 원자력발전소에서 증기발생기의 수위 팽창 현상을 일으키지 않는 것은?
    ① 터빈출력의 급감
    ② 주증기관의 파열
    ③ 증기발생기의 압력방출밸브 열림
    ④ 주증기 우회밸브 열림

 

증기발생기 내 압력이 감소하면 수위는 증가하고, 압력이 증가하면 수위는 감소합니다.

 

1. 터빈출력 급감 $\rightarrow$ 노심의 열발생은 똑같은데, 터빈을 통한 제거가 안되어 증기발생기의 압력은 증가함 $\rightarrow$ 증기발생기 수위 감소

2. 주증기관 파열 $\rightarrow$ 압력이 유출되어 감소 $\rightarrow$ 수위 증가

3. 압력방출밸브 열리면 압력 감소 $\rightarrow$ 수위 증가

4. 주증기 우회밸브 열림 $\rightarrow$ 압력 감소 $\rightarrow$ 수위 증가

 

정답 : 1번

 

---

57. 가압경수로형 원자력발전소에서 화학 및 체적제어계통(CVCS)의 반응도 제어에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    ① 붕산수(H3BO3)는 열중성자 이용률(f)에 큰 영향을 미친다.
    ② 붕소 농도가 높을수록 미분 붕소값이 증가한다.
    ③ 노심말기(EOL)에는 붕소 희석에 많은 양의 보충수가 필요하다.
    ④ 노심에 균일하게 분포하여 제어봉 사용 시보다 균일한 출력분포를 얻는다.

 

PWR의 반응도 제어는 제어봉의 인출/삽입과 붕산수의 농도조절을 통해 이루어 집니다. 정상운전 중에는 충분한 정지여유도를 확보하기 위해 제어봉은 모두 인출된 상태로, 붕산농도를 조절하면서 임계를 유지합니다. 이렇게 액체제어제로 반응도를 조절하면, 전체적으로 균일한 흡수효과를 얻을 수 있어 출력분포가 균일해집니다. 하지만 CVCS를 통해 농도가 조절 되고 노심까지 흘러들어오는 시간이 있기 때문에 빠른 반응도 조절을 할 수 없습니다.

 

 미분 붕소제어능이란 단위 붕소농도 당 반응도값입니다. 붕소 농도가 낮을수록 단위농도 붕소당 제공하는 부반응도 값이 커집니다. 즉, 미분붕소제어능은 농도가 낮을수록 더 큰 음의 값을 가집니다. (아래 그림 참조)

붕소농도 - 미분붕소능

 

붕소는 열중성자이용률을 낮추어 반응도를 떨어뜨립니다.

노심말기에는 노심의 잉여반응도가 작으므로 붕소농도도 그에 맞춰 낮아져야 임계가 유지됩니다. 붕소는 많이 희석되어야 합니다.

제어봉은 고체형태로, 제어봉이 위치한 공간에서 크게 중성자를 흡수하지만, 붕산수는 냉각재 내에 고르게 존재하기 때문에 더 균일하게 중성자흡수효과를 보여줍니다.

 

정답 : 2

---

58. 가압경수로형 원자력발전소에서 공학적안전설비(ESF) 계통에 속하지 않은 것은?
    ① 비상노심냉각계통    ② 격납건물살수계통    ③ 1차기기냉각수계통   ④ 보조급수계통

 

공학적 안전설비 : 설계기준 사고 발생 시 노심의 열을 제거하고 핵분열생성물의 누출을 차단하여 안전을 확보하는 계통

공학적 안전설비의 기능은 다음과 같습니다.

  - 핵연료 피복재 보호 ( 핵연료 중심온도, 피복재 표면온도 제한)

  - 원자로 건물 건전성 확보 (건물 내부 수소 함유량 제한, 건물 내무 압력, 온도 제한)

  - 건물 내부 방사성물질 제거

  - 주제어실 건전성 확보

  - 냉각재 재고량 확보

  - 주급수 상실시 보조급수를 공급하여 1차냉각계통 냉각

 

공학적안전설비에 속하는 계통은

원자로건물계통 ( 건물 열제거, 공기 정화, 방사능물질 유출 방지)

원자로건물 살수계통 (원자로건물 대기 중 옥소 및 방사성물질을 제거하기 위해 상부에서 살수함)

안전주입계통 (냉각재가 상실되면 1차계통에 붕산수를 공급하여 노심을 냉각함)

정지냉각계통 ( 원자로 정지 후 잔열 및 붕괴열을 제거하는 계통)

보조급수계통 ( 주급수가 증기발생기에 급수를 공급할 수 없을 시 급수를 공급해줌)

공기조화계통 (원자로건물 내부의 온도를 제어해줌)

입니다.

 

기기냉각수계통은 여러 기기에서 발생하는 열을 제거해주는 계통으로 ESF와 무관합니다.

 

 

정답 : 3번

---

59. 표준형 원자력발전소에서 원자로보호계통(RPS)의 자동 원자로정지 신호 중 우회(Bypass)기능이 있는 신호는?
    ① 국부출력 고밀도     ② 가압기 고압력     ③ 격납건물 고압력      ④ 증기발생기 저수위

 

원자로보호계통은 주요운전변수들이 정지설정치에 도달하면 원자로를 신속하게 정지시키는 계통입니다.

 

정지신호에는 과출력, 대수출력 고준위, 가압기 고압력/ 저압력, 원자로 건물 고압력, 증기발생기 저압력/저수위/고수위, 국부출력 고밀도, 저 핵비등이탈율, 냉각재 저유량 이 있습니다.

 

이중 가압기 저압력, 대수출력 고준위, 핵비등이탈율, 국부출력밀도 신호는 우회가 가능합니다. 즉, 특정조건에서는 정지설정치에 도달해도 원자로가 정지되지 않습니다.

 

정답 : 1번

---

60. 표준형 원자력발전소에서 노외 중성자속 감시계통의 원자로 출력신호 중 가장 넓은 범위를 지시하는 것은?
    ① 기동채널    ② 안전채널(선형출력)     ③ 안전채널(지수출력)    ④ 제어채널

 

노외중성자속감시계통 : 핵분열전리함을 이용하여 원자로용기 외부에 누설되는 중성자 수를 계수합니다.

원자력기사, 김을기

 

기동채널 : 원자로 기동시 사용되는 2개 채널, 0.1 ~ 1E5 CPS 까지감시

제어채널 : 원자로출력 제어용 2개 채널, 0 ~ 125 %

안전채널 : 원자로 안전보호용 4개. 선형출력은 0 ~ 200 %, 대수출력은 2E-8 ~ 200 % 까지 감시.

 

대수출력용 안전채널이 가장 넓은 범위를 감시합니다.

 

 

정답 : 3번