51. 가압경수로형 발전소의 원자로냉각재계통 누설에 대한 설명 중 옳지 않은 것은? ① 확인누설 : 격납건물 대기로의 누설로 누설탐지계통의 운전을 방해하지 않고 압력경계누설이 아닌 것 ② 미확인 누설 : 확인누설과 압력경계누설을 제외한 누설 ③ 증기발생기 튜브를 통한 누설 : 어느 한 증기발생기의 1차측에서 2차측으로의 누설 ④ 압력경계누설 : 원자로 냉각재계통의 기기 몸체, 배관 벽, 용기 벽의 누설로 차단할 수 없는 누설
확인누설
- 이미 확인된 누설원으로부터의 누설
- 누설감지계통의 운전을 방해하지 않음
- 원자로냉각재 보충계통의 용량 이내로 발전소 정상운영에 영향을 주지 않음
- 누설원의 위치를 알더라도, 압력경계누설과 RCP 제어밀봉유출은 확인누설로 보지 않음.
- 확인누설로 분류되는 누설은 집수조로 집수되어야 함
미확인누설 : 전체 누설 중 확인누설이 아닌 것으로, 확인누설에 비해 허용치가 1/10 임.
증기발생기튜브누설 : 증기발생기 튜브를 통해 2차측으로 누설되는 것으로 확인누설로 분류됨. 확인누설이긴 하나, 허용치는 미확인누설처럼 보통 확인누설의 1/10 임
압력경계누설 : 증기발생기 튜브누설을 제외한 냉각재계통 기기, 배관, 벽 등으로부터 격리 불가능한 누설로 허용치는 없음.
2번 : 압력경계누설은 미확인누설로 본다.
정답 : 2
52. 다음 그림과 같은 원형 노즐에서 출구속도와 출구 유량으로 바른 것은? (단, 중력가속도는 9.8m/s2, 물의 밀도는 1,000kg/m3, 원주율은 3.14로 계산하되, 출구속도와 출구유량은 각각 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 계산하시오.)
① 12.12m/s, 380.57kg/s ② 12.12m/s, 538.51kg/s ③ 17.15m/s, 380.57kg/s ④ 17.15m/s, 538.51kg/s
베르누이 정리에 의하면 그림 왼쪽과 오른쪽에서 높이와 속도의 합은 보존되어야 한다.
$$\rho gh = \frac{1}{2} \rho v^2 $$
따라서 v = 17.15 m/s
유량은 단면적과 속도, 밀도를 곱한 것으로
$$ Q = Av\rho = \pi * r^2 v \rho = 538.51 kg/s $$
정답 : 4
53. 가압경수로형 원자력발전소의 가압기 기능으로 옳지 않은 것은? ① 원자로냉각재계통 압력제어 수단 제공 ② 원자로냉각재계통 압력이 설계치 미만으로 감소하는 것을 방지 ③ 원자로냉각재계통 체적변화 수용 ④ 출력운전 중 원자로냉각재 과냉각 상태유지를 위한 압력형성
2번 : 압력이 설계치 미만으로 감소하는 것을 방지하는 것은 원자로압력경계이다. 압력경계에는 1차 펌프 , 압력용기, 밸브, 배관 등이 포함된다.
1, 3, 4번은 가압기의 역할에 대한 설명이다.
1번 : 가압기는 1차 냉각재의 압력을 일정하게 유지시켜준다.
3번 : 어떠한 이유로 냉각재의 압력이 변하면 체적이 변하게 된다. 만약 1차계통 배관 모든 곳에 물이 가득 차있으면, 체적이 조금만 증가해도 배관과 기기에 큰 타격이 간다. 가압기 하부는 1차 냉각재로 차있고, 상부는 증기로 차있다. 체적이 증가해도 가압기 상부의 여유공간이 버퍼 역할을 해준다.
4번 : 1번과 같은 얘기인데, 가압기는 1차계통을 정상치로 유지시켜준다. 150기압 정도인데, 이렇게 높은 기압에서는 물의 끓는점이 섭씨 340도 정도까지 올라간다. 노심의 열을 흡수한 냉각재의 온도는 약 320도 정도이므로, 끓는점보다 낮아 액체상태를 유지할 수 있다. 이렇게 끓는점보다 낮은 액체 상태를 과냉각상태라고 한다.
정답 : 2번
54. 화학 및 체적제어계통(CVCS)의 기능이 아닌 것은? ① 출력운전 중 정지냉각계통의 일부 유량을 유출관 여과기와 이온교환기를 통과시켜 정화한다. ② 원자로 냉각재 펌프 사용 불능으로 가압기 정상살수가 안되면, 충전유량 일부를 가압기 살수관으로 공급하여 보조살수로 사용할 수 있다. ③ 충전유량 중 일부를 원자로냉각재펌프 밀봉부로 공급하고, 밀봉부 유출 유량을 체적제어탱크로 회수한다. ④ 충전펌프로 원자로냉각재계통을 설계 압력까지 가압하여 원자로냉각재계통 누설시험 수단을 제공한다.
CVCS : 1차냉각계통 저온관에서 냉각재의 일부를 추출하여 정화시킨 후 다시 저온관으로 보내도록 하는 계통
주요 기능
1. 냉각재 재고량 유지 : 손실되는 냉각재의 양만큼 보충해주어 냉각수의 양을 일정하게 유지해줌
2. 냉각재 정화 : 이온교환기와 여과기, 하이드라진과 수소, 리튬 등을 이용하여 냉각재의 순도와 pH, 용존산소, 전도도를 관리함
3. 붕산농도를 조절하여 임계를 유지시켜 줌
4. 가압기 살수 유량을 제공하여 압력 조절을 도와줌
5. 1차냉각재펌프의 축밀봉수를 공급함.
(축밀봉수 : 축 연결부위에서 냉각재가 누수되지 않도록 더 큰 압력을 가진 밀봉수로 밖에서 안으로 밀어넣어줌)
등등 여러가지 기능을 한다.
2, 3, 4번은 모두 맞는 설명이다
1번이 맞은 설명이 되려면 "정지냉각계통"이 "1차냉각재계통" 으로 바뀌어야 한다.
출력운전 중 정지냉각계통은 작동하지 않는다.
정답 : 1번
55. ANSI N18.2(1973)에서 분류한 발전소 설계 시 고려하는 사건 분류(Condition I ~ IV)를 따를 때, Condition II(비교적 자주 발생하는 경미한 사고)에 해당하지 않는 사건은? ① 제어불능의 붕소희석사고 ② 외부 부하상실 혹은 터빈 정지 ③ 원자로냉각재펌프 1대의 회전차 고착 ④ 원자로냉각재계통의 우발적 감압
ANSI N 18.2 에서는 발생빈도별로 사고를 4단계로 구분한다.
1. 정상운전(Condition I) : 발전소가 규정된 운전 제한치와 조건에서 사전에 설정한 계획대로 운전되고 있는 상태로서, 발전소 출력운전, 원자로 기동과 정지, 보수, 시험, 핵연료 장전 등을 포함.
2. 보통빈도사건(Condition II) : 비교적 자주 발생하는 경미한 사건
- 발전소의 수명기간 동안 여러 번 일어날 수 있는 사건
- 발생율 1회/년
- 터빈 트립
- 주급수 유량 상실
- 원자로냉각재 유량 감소
- 의도치않은 제어봉 인출, 붕산수 희석
- 복수기 냉각 상실
- 원자로와 터빈 출력 불일치
- 제어봉 낙하
- 외부 부하 상실
- 원자로 냉각재계통의 우발적인 감압
- 발전기 보조기기에 대한 외부전원 상실.
3. 희귀빈도사건(Condition III) : 발전소의 수명기간 동안 한번 일어날 수 있는 사건
- 공학적안전설비의 동작으로 충분히 수습할 수 있는 정도
- 발생율 : 1회 / 수명
- 소형 원자로냉각재 상실사고(냉각재계통의 가장 큰 배관에서 약간의 파열로 누설이 발생해 비상노심냉각계통이 작동하는 사고)
- 소량의 2차측 배관 파열 사고(주증기관 또는 주급수관)
- 핵연료집합체의 부적절한 장전과 운전
- 원자로냉각재 강제유량 완전상실(회전자고착은 IV)
- 기체폐기물 저장탱크 파열
- 전출력 상태에서 1개 제어봉 인출
4. 제한사고(Condition IV) : 발전소 수명기간 동안 발생하지 않을 것으로 예상되나 방사성물질의 심각한 유출 가능성 때문에 고려하는 가상적인 사건
