61. 원자력안전법에 따라 제출된 사고관리계획서에는 기존의 설계기준 사고 외에 9개의 다중고장에 의한 사고를 고려하여야 한다. 다음 중 사고관리계획서에 고려된 다중고장에 의한 사고의 종류가 아닌 것은? ① RCP 회전차 고착 ② 최종 열제거원 상실사고 ③ 사용 후 핵연료저장조 냉각기능 상실사고 ④ 증기발생기 전열관 파단사고
[원자로시설 등의 기술기준에 관한 규칙 제85조의19 1항]에는 사고관리의 대상범위를 다음과 같이 명시하고 있다.
1. 설계기준사고
2. 다중고장에 의한 사고
3. 자연재해 및 인위적 재해
4. 설계기준을 초과하여 노심의 현저한 손상이 발생한 사고
설계기준사고 : 원전 설계 시 고려하는 사고
단일고장 : 하나의 기기가 의도된 안전기능 수행능력을 상실하는 고장
다중고장 : 단일고장을 초과하여 둘 이상의 기기에 고장이 발생함
이 때, 다중고장의 종류는 [사고관리 범위 및 사고관리능력 평가의 세부기준에 관한 규정 별표 1]에 아래와 같이 명시되어 있다.
1. 정지불능 예상운전과도
2. 증기발생기 전열관 다중파단 사고
3. 급수완전상실사고
4. 계통간 냉각재상실사고
5. 정지냉각기능 상실사고
6. 최종열제거원 상실사고
7. 소형냉각재상실사고와 동시에 발생하는 안전주입 또는 재순환 상실사고
8. 사용후핵연료저장조 냉각기능 상실사고
9. 발전소 교류전원 완전상실사고
1차냉각펌프 회전자 고착 사고는 냉각재유량이 감소되는 사고로 설계기준사고이다.
정답 : 1번
62. 중대사고관리에서 원자로격납건물의 건전성을 위협하는 요인이 아닌 것은? ① 가연성 기체 연소 또는 폭발 ② 노심 용융물과 콘크리트의 반응 (MCCI) ③ 고방사성 물질 분출 (HRE) ④ 원자로 격납건물 직접가열 (DCH)
중대사고 : 설계기준사고보다 더 심각한 사고로, 노심의 심각한 손상을 초래하여 방사능물질의 방출을 막기위한 방벽들을 손상시킬 수 있는 사고.
중대사고의 진행은 크게 노심 내 현상과 노심 외 현상으로 구분된다.
노심 내 현상은 원자로용기가 손상되어가는 과정이고
원자로용기가 손상된 후 격납건물의 건전성을 위협하는 현상이 노심 외 현상이다.
노심 내 현상은
1. 노심 노출과 가열
2. 피복재 산화
3. 노심물질의 용융
4. 용융물의 이송, 냉각
5. 원자로용기의 파손
노심외 현상은
1. 격납건물직접가열(DCH) : 노심내부가 용융되어 있는 상태에서 원자로에 균열이 생기는 순간, 용융코륨이 격납건물로 분사되어 격납건물 내 온도와 압력을 상승시킴
2. 증기폭발 : 고온의 용융물질이 물과 접촉하면서 미소입자화되어 표면적이 급속히 증가하여 폭발적인 증기가 생성됨. 용융노심이 원자로용기 하반구의 냉각수에 떨어질 때, 증기폭발에 의한 충격파가 원자로용기를 손상시킴.
3. 수소연소 : 피복재와 수증기의 반응, 코륨과 콘크리트와의 반응등으로 생긴 수소가 격납건물 어느 한부분에 집중적으로 모여 폭발을 일으킴.
4. 용융물과 콘크리트 상호작용 (MCCI) : 냉각재상실사고 같은 저압사고시, 노심용융물이 원자로용기를 뚫고 콘크리트바닥에 쌓여 반응하는 것. 용융물과 콘크리트는 반응하여 격납건물 내 압력을 증가시키고, 여러 종류의 기체와 에어로졸을 방출함. 위의 세가지 현상은 짧은시간 내에 급격히 일어나는데 반해, MCCI는 서서히 격납건물의 압력과 온도를 증가시키므로, 직접적으로 격납건물을 위협하기보다는 생성되는 기체와 방사성물질의 거동에 주목하게 된다.
정답 : 3번
63. 가압경수형 원자력발전소의 공학적 안전설비 ESF 신뢰성 확보위한 설계특성 중 다음 설명에 해당하는 것은? ① 고장안전과 다중성 ② 다양성과 독립성 ③ 동시성과 다중성 ④ 다중성과 독립성
공학적안전설비 : 설계기준사고 발생 시, 노심냉각을 확보하고 방사성물질의 환경방출을 방지하는 계통으로 비상노심냉각계통, 원자로 살수계통, 격납건물 격리계통, 보조급수 계통등이 포함된다.
공학적안전설비의 설계특성은 다음과 같다.
1. 다중성 : 어느 한 계열이 기능을 상실할 경우를 대비하여 같은 기능을 하는 계열을 여러개 설치하는 것. (똑같은 설비 두개 이상 확보)
2. 다양성 : 같은 기능을 하는 여러개의 계통은 서로 다른 원리로 작동될 것.
3. 독립성 : 한 계열의 고장과 사고가 다른 계열에 영향을 미치지 않도록 물리적, 전기적으로 이격시킬 것.
4. 고장시 안전 : 설비가 고장이 났을 때, 안전성을 증가시키는 방향으로 작동하도록 할 것. 예를들어 제어봉구동장치가 고장나면 제어봉을 삽입시키도록 하는 .
5. 운전중시험 : 정상운전 중에 설비의 작동상태를 시험할 수 있도록 설계할 것.
문제의 내용은, 같은 기능을 하는 설비를 두 계열로 설치하여 다중성을 확보하면서, 물리적, 전기적으로 격리하여 설치함으로서 독립성을 확보하였다는 내용이다.
정답 : 4번
64. 가압경수형 노심이 주기초 BOC에서 주기 말 EOC로 진행될수록 노심의 반경방향 출력분포가 말안장 모양 (Saddle Type : 주기말로 갈수록 중앙의 출력이 감소하고 노심 가장자리의 출력이 증가함) 으로 변화하는 원인은?
① 가연성 독물질 농도 변화 ② 붕소농도 변화 ③ 핵연료 연소 ④ 냉각재 온도
주기초에는 중심부분에서 연소가 활발하게되면서 중심부분이 볼록한 곡선모양의 출력분포를 보인다.
그러다 연소가 진행됨에 따라, 중심부에는 연소가 많이되어 출력기여가 줄어들게되어 가운데가 오목하게 패인 모양을 보인다.
Comparative Analysis of Fuel with Different Gadolinium Axial Distribution in Advanced Pressurized Water Reactor Core, Hend Saad
축방향 출력분포도 비슷하다. 주기 초에는 중심부근에서 높은 출력을 내다가, 주기말로 갈수록 중심부의 연소가 많이 진행되어 출력이 약해진다.
정답 : 3번
65. 원자력발전소에서 전원상실사고 (Staint Black Out, SBO) 로 인한 RCP 정지 시 노심 잔열을 냉각하는 원리는? ① 핵연료의 고온으로부터 발생되는 복사열 전달 ② 증기발생기와 냉각재의 온도차에 의한 자연대류 ③ 제어봉 삽입에 따른 잔열발생 억제로 열발생량 감소 ④ 부(-)반응도 주입에 따른 분열감소로 열발생량 감소
1차냉각펌프가 멈추게 되면 원자로는 즉시 정지되지만, 꾸준히 잔열이 발생한다. 이 상황에서는 노심보다 열교환기가 높은 곳에 위치하여 자연대류를 이용하여 잔열을 냉각하게 된다.
자연대류 과
노심의 뜨거워진 냉각수는 밀도가 낮아지면서 위로 (열교환기로) 상승 → 열교환기에서 열교환 후 차가워진 냉각수가 다시 밑으로(노심으로) 하강 → 반복
