[원자력기사 기출풀이] 2015년 원자로 안전과 운전 6 ~ 10번

 

 

 

66. 출력 100% 운전 중인 PWR형 운전 고온관 과냉각 여유도는 얼마인가?
    ① 19.5 ℃     ② 35.5 ℃     ③ 50.5 ℃     ④ 66.5 ℃

 

OPR의 경우

운전압력 15.5 MPa 에서 포화증기온도는 345 ℃ 정도이고,

고온관은 327 'C, 저온관은 296 ℃ 정도이다.

 

과냉각여유도는 물이 끓기까지 의 여유도를 말하며, "포화증기온도 - 물의 온도 " 로 계산된다.

고온관의 과냉각여유도는 19 ℃ 정도 이다.

 

이렇게 300 ℃가 넘는 고온에서도 물을 끓지 않게 하려고 가압을 하는 것이다.

 

 

정답 : 1

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67. 가압경수로형 원전 출력운전 시 제어봉은 삽입한계 이상으로 유지하여 제어한다. 다음 중 틀린 것은?
    ① 정지여유도 유지
    ② 고온관을 일정온도 이상 유지
    ③ 제어봉 이탈사고 시 삽입되는 정(+)반응도 제한
    ④ 중성자속 분포를 고르게 하여 출력분포를 제한치 이내로 유지

 

 

제어봉 삽입 한계 : 제어봉을 너무 깊게 박지 않게 제한하는 것

 

1번, 3번, 4번은 삽입 한계를 설정하는 이유이다.

 

1번 : 제어봉을 너무 깊게 박으면, 원자로비상정지 시, 제어봉이 낙하되는 길이가 짧아져 순간적으로 줄 수 있는 부반응도가 작음 = 정지여유도가 작음

 

3번 : 제어봉이 너무 깊게 박혀 있으면, 제어봉이 이탈되는 경우 너무 많이 뽑혀 나가게 되고 너무 큰 정반응도가 주입됨

 

4번 : 제어봉을 너무 깊게 박으면, 출력분포가 너무 하부로 치우쳐짐. 즉, 출력분포가 불균일해짐.

 

2번 : 고온관 온도와 제어봉 위치와는 상관이 없다.

 

 

정답 : 2

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68. 가압경수로형 원전에서 LOCA 발생 시 나타나는 증상이 아닌 것은?
    ① 냉각재 압력 감소
    ② 격납건물 압력 증가
    ③ 격납건물 방사선량 증가
    ④ 복수기 배기기체 방사선량 증가

 

 

LOCA : Loss of Coolant Accident. 냉각재 상실 사고

 

1차계통의 배관이 파손되어 냉각재가 빠져나가는 사고.

 

1. 1차계통 배관이 파손되고 압력경계가 무너지므로 1차냉각재의 압력은 감소한다. 1차냉각재 압력이 감소하면 포화증기온도도 낮아지므로 과냉각여유도도 낮아진다. 그러다가 물이 끓어버리게 되면, 열전달 효율이 나빠져 피복재 표면온도, 더 나아가 핵연료 중심 온도가 상승하여 핵연료는 녹고 피복재는 파손된다.

 

2,3 :  격납건물 압력 증가 : 빠져나간 냉각재가 격납건물로 분사되므로 격납건물의 압력은 증가한다. 마찬가지로, 격납건물의 방사능이 증가한다.

 

4 : 복수기는 2차계통이므로, 증기발생기 튜브가 건전하다면 복수기의 방사선준위는 증가하지 않는다.

 

 

정답 : 4

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69. 가압경수로형 원전의 운전 중에 비정상 상황이 발생하였다. 다음 중 원자로가 자동으로 정지되는 신호가 아닌 것은?
    ① 가압기 저압력    ② 증기발생기 저수위      ③ 격납건물 저압력    ④ 냉각재 저유량

 

감시변수들이 비정상적이고, 설정치를 초과하게 되면 원자로 보호계통에서 자동정지신호를 발생시키고, 제어봉이 자유낙하되어 원자로는 긴급정지된다.

이런 변수들을 정지변수라고 하고, 설정치를 정지설정치(트립설정치)라고 한다.

원자로 비상정지는 트립(Trip) 또는 스크램(SCRAM) 이라고 한다.

 

원자로 보호계통의 정지변수는 다음과 같다.

 - 가압기 고압력 : 냉각계통 과압 방지

 - 가압기 저압력 : 핵비등 이탈 방지

 - 증기발생기 저수위 : 2차측 열제거원 상실 시 원자로 냉각재계통 과압 방지

 - 증기발생기 고수위 : 증기발생기 습분방출로 인한 터빈 손상 방지

 - 증기발생기 저압력 : 주증기관 파단에 따른 원자로 냉각재계통 과압 방지

 - 격납건물 고압력 : 격납건물 설계압력 초과 방지

 - 원자로 냉각재 저유량 : 핵비등 이탈 방지

 - 고-국부출력밀도 :국부출력밀도가 연료설계제한치를 초과하는 것 방지

 - 저 핵비등이탈률 : 핵비등이탈율이 연료설계제한치를 초과하는 것 방지

 - 가변과출력(고출력준위) : 2차측 사고, 제어봉 이탈사고에 따른 반응도 증가로 인한 노심 손상 방지

 - 고-대수출력준위(운전, 기동시) : 출력 폭주방지

 - 고-대수출력준위(정지) : 정지 중 원자로 임계 방지

 - 가압기 고압력(다중보호계통) : 중복 보호기능

 - 수동정지 : 중복보호 기능

 

3번 격납건물 저압력은 발전소가 위험해지는 상황이 아니니까, 정지변수는 아니다.

 

나머지는 원자로가 위험해지는 상황이다.

 

 

정답 : 3

 

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70. 다음 냉각재계통 기기 중 냉각재 상태가 다른 영역은?
    ① 가압기    ② RCP    ③ 원자로압력용기(RPV)     ④ 증기발생기( SG) 1차측

 

 

1차냉각계통 (RCS)는 기본적으로 과냉각상태이다. 과냉각상태는 물의 온도가 끓는점보다 낮아 액체상태를 유지하고 있는 상태이다. 냉각재 온도는 300도에 달하므로, 압력을 150기압 이상으로 높여 끓는점을 이보다 더 크게 높여준다.

위 문제에서 2, 3, 4 번 모두 1차냉각계통이므로 과냉각상태이다.

 

하지만 RCS 에서도 단 한 군데만 과냉각이 아닌 영역이 있는데, 바로 가압기 영역이다.

가압기에서는 포화상태(물의 온도가 끓는점과 같은 상태로, 물과 증기가 공존하는 상태) 이다.

가압기에서 압력을 증가시키는 원리는, 물을 끓여서 증기를 더 많이 만들고, 많아진 증기가 물을 밀어내면서 압력이 증가되는 것이다.

가압기는 RCS보다 약간 온도가 더 높아 끓는점에 도달하고, 포화상태이고, 물이 끓는 유일한 영역이다.

 

 

마찬가지로 증기발생기 2차측에서도 증기가 생성되고 있으므로 포화상태이다.

 

 

 

정답 : 1