[원자력기사 기출 풀이] 2022년 발전로계통공학 11 ~ 15번

51. APR-1400 노형 원전에서 안전주입계통의 안전주입펌프를 이용하여 노심 냉각 시 사용되는 안전등급 붕산수원 탱크는?
    ① 붕산 저장탱크     ② 안전주입탱크    ③ 원자로 보충수 탱크    ④ 원자로 건물 내 재장전수 탱크

 

안전주입계통 : 냉각재가 상실되었을 때 1차계통에 붕산수를 주입하여, 노심을 냉각시키고 미임계상태로 유지시켜주는 계통이다.

 

APR-1400과 OPR-1000의 안전주입계통은 같은 역할을 하지만 구성이 약간 다르다.

 

 

위 그림은 APR1400과 OPR1000의 안전주입계통의 차이점을 나타낸 개략도이다.

 

SIP : Safety Injection Pump, 안전주입펌프

SIT : Safety Injection Tank, 안전주입탱크

HPSI : High Pressure Safatey Injection Pump, 고압안전주입펌프

LPSI : Low Pressure Safatey Injection Pump, 저압안전주입펌프

IRWST : In-containment Refueling Water Storage Tank, 재장전수탱크

 

APR1400의 안전주입계통은 

 - 붕산수를 노심에 직접 주입. OPR 1000은 저온관에 주입함

 - 저압안전주입펌프를 없애고 고압안전주입펌프 4대 설치. OPR1000은 저압안전주입펌프 2대 + 고압안전주입펌프 2대

 - 안전주입탱크에 유량조절기를 설치하여 더 효율적으로 이용할 수 있음

 - 격납건물 내의 재장전수탱크에서 붕산수를 공급받음.

 

안전주입계통은 능동부와 피동부로 구성된다.

능동부는 펌프를 통해 능동적으로 붕산수를 주입하는 것이고, 피동부는 안전주입탱크의 수두압을 이용해 별도의 구동원 없이 붕산수를 주입한다.

능동부인 펌프는 재장전수탱크에서 붕산수를 흡입해온다.

안전주입탱크는 질소로 600 psig 정도로 가압되어 있는데, 1차계통의 압력이 이보다 낮아지면, 압력차이에 의해 자동적으로 붕산수가 주입된다.

 

 

정답 : 4번

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52. 한국 표준형 원전의 증기발생기에 대한 설명으로 올바르지 않은 것은?
    ① U자형 전열관은 스테인리스강으로 제작된다.
    ② 습분분리장치가 설치되어 있으며, 건도 99.75% 이상의 증기를 터빈에 공급한다.
    ③ 2차측 바닥에 Sluge 축적을 방지하기 위해 취출수 노즐이 설치되어 있다.
    ④ 출구에 Ventrui Nozzle 형태의 유량제어기가 설치되어 주증기관 파단사고 시 방출유량을 제한한다.

 

증기발생기는 1차냉각수와 2차냉각수 간의 열교환기이다. 표준형원전에는 2대가 설치되어 있다.

 

1번 : U 튜브의 재질은 인코넬합금이다. (Ni-Cr-Fe)

2번 : 상부에 설치된 습분분리기와 증기건조기가 습분 함유량을 0.25 w/o 이하로 제한해준다.

3번 : 불순물등을 제거하기 위해 취출수계통이 있으며, 총 증기유량의 0.2 % 정도가 취출유량이 된다.

4번 : 출구측에 벤츄리노즐이 설치되어 있어 사고 시 과다유출을 제한한다.

 

 

정답 : 1번

 

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53. 원자로 정지불능 예상과도 상태 및 공통원인고장에 의한 위험을 감소시키기 위한 계통은?
    ① 다양성 보호계통     ② 원자로 보호계통   ③ 공학적 안전설비 작동계통     ④ 제어봉 제어계통

 

다양성보호계통 : 원자로 정지, 보조급수 작동, 안전주입 작동, 원자로건물 격리 작동 기능. 다양성을 갖춘 원자로 정지를 제공함으로써, 원자로 정지불능 시 예상과도에 의한 위훰을 감소시키고, 발전소보호계통의 공통원인 고장의 영향을 완화시킨다. 

 

원자로 보호계통 : 예상운전과도 사건 발생 시 원자로가 안전제한치를 초과하지 않도록 신속하게 정지시키는 계통, 즉 원자로를 비상 정지시키고, 정지상태로 유지해주는 계통

 

공학적 안전설비 작동계통  : 발전소 변수값들이 설정치에 도달할 경우 공학적안전설비 작동신호를 발생시킴. 즉, 공학적안전설비들을 작동시키는 신호를 발생시킨다. 공학적 안전설비에는 원자로건물 격리계통, 원자로건물 살수계통, 안전주입계통, 보조급수계통 등이 있다.

 

발전소보호계통 = 원자로보호계통 + 공학적 안전설비 작동계통

 

제어봉 제어계통 : 제어봉을 인출, 삽입시켜 원자로의 출력을 조절하는 계통

 

정답 : 1번

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54. 가압경수형 원자력발전소의 공학적 안전설비가 아닌 것은?
    ① 안전주입계통 ② 보조급수계통   ③ 화학 및 체적제어계통 ④ 원자로 건물 살수계통

 

공학적 안전설비( ESF) : 설계기준사고 발생 시, 노심의 냉각능력을 확보하고 방사성물질의 환경방출을 억제하기 위한 계통으로 다음 역할을 한다.

1. 핵연료피복재 보호

2. 격납용기 방사성물질 제거

3. 냉각재 재고량 확보

4. 격납용기 건전성 확보

5. 핵증기공급계통 냉각

6. 주제어실 건전성 확보

 

공학적 안전설비에는 다음 계통들이 포함된다.

 

비상노심냉각계통 : 노심을 냉각하기 위한 계통. 냉각재 상실 시 노심에 냉각수를 주입해주는 안전주입계통, 원자로 정지 후 붕괴열을 제거해주는 잔열제거계통이 이에 해당된다.

 

원자로건물 살수계통 : 냉각수가 원자로건물로 누출되면, 원자로건물의 압력과 온도가 상승한다. 이 때 방사성옥소와 기타 방사성물질을 제거해주기 위해 격납용기 대기에 붕산수를 살수한다.

 

원자로건물 냉각계통 : 원자로건물의 압력과 온도를 낮추기 위해 냉각팬을 작동시켜 공기를 순환시킨다.

 

격납건물 격리계통 : 원자로건물 외부로 나가는 경로를 차단하여 방사성물질을 가둔다.

 

보조급수계통 : 주급수계통이 고장날 경우, 보조급수계통이 증기발생기에 급수를 공급하여 증기발생기의 수위를 유지시킨다. (급수 = 2차 냉각수)

 

화학 및 체적제어계통은 공학적 안전설비가 아니다. 정상운전 중, 1차냉각의 체적을 제어해주고, 수질을 관리해주고 붕산수 농도를 제어해주는 계통이다.

 

정답 : 3번 

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55. APR-1400 노형 원자로 건물 내 수소와 같은 가연성 기체를 제어하기 위해 설치된 설비가 아닌 것은?
    ① 피동수소재결합기     ② 수소점화기    ③ 원자로건물 수소퍼지계통     ④ 소염망

 

가연성기체제어계통 : 냉각수의 방사분해, 원자로건물 살수에 의한 금속 부식, 증기와 피복재와의 반응 등에 의해 생긴 수소가 축적되면 수소폭발의 가능성이 생긴다. 이를 방지하기 위해 수소농도를 감시하고 수소를 제거해주는 계통이다.

 

피동촉매형수소재결합기, 수소점화기, 원자로건물 수소퍼지계통으로 구성되어있다.

 

정답 : 4번