[원자력기사 기출풀이] 2021년 1차 발전로계통공학 16 ~ 20번

 

 

 

56. 한국표준형 원자력발전소에서 정지냉각계통의 입구에 설치된 저온과압보호(LTOP : Low Temperature Overpressure Protection)설비의 기능을 올바로 설명한 것은?
    ① 정지냉각계통 압력이 가압기 압력 이상으로 높아짐을 방지하여 계통압력이 설계압력 이상으로 높아짐을 방지
    ② 가압기 만수위 상태에서 원자로냉각재계통의 압력과도현상에 대한 과압보호
    ③ 원자로 냉각재 압력에 노출되는 배관의 길이 및 체적의 최소화
    ④ 정지냉각운전 시작 시 발생 가능한 붕산희석 가능성 최소화

 

 

계통이 저온인 상태에서 압력이 증가하면 취성파괴의 우려가 있다.

이를 방지하기 위해 정지냉각펌프 전단에 저온과압방지를 위한 압력방출밸브가 설치되어 있다.

정지냉각운전 중, 압력이 제한치에 도달하게 되면 자동으로 열려 과압을 방지한다.

 

이런 저온과압현상은 가압기 만수위 상태에서 더 중요하다. 가압기가 만수위인 상태에서는, 가압기 상부공간이 더이상 완충역할을 해주지 못하기 때문에 작은 과도로 인해서 계통은 큰 손상을 입을 수 있다. 예를들어, 증기발생기의 2차측 온도가 더 높은 상태에서, 1차냉각펌프가 예기치않게 기동된다면, 1차계통으로 열이 주입되고, 가압기에서 체적변화를 수용하지 못하고 계통의 압력이 상승하게 된다.

 

정답 : 2

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57. 열출력이 2,775 MWth인 원자력발전소가 있다. 복수기로의 에너지 방출률이 6.54×10e12 J/hr일 때, 이 발전소의 효율은 얼마인가?
    ① 31.5%     ② 32.5%    ③ 33.5%     ④ 34.5%

 

 

1 W = 1 J/s 

 

복수기의 방출율은

$$ 6.54*10^{12} J/hr * \frac{1 hr}{3600 sec} = 1817 MW $$

 

열 생산량 중에 방출되는 열을 제외한 것이 효율이므로

 

이 발전소의 효율은

$$\frac{2775 - 1817}{2775} = 34.5\% $$

 

 

정답 : 4

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58. 가압경수로에 설치된 비상노심냉각계통(ECCS) 또는 안전주입계통의 기능으로 옳지 않은 것은?
    ① LOCA 발생 시 RCS에 노심냉각을 위한 붕산수 공급
    ② LOCA 후 장기노심냉각수단 제공
    ③ LOCA 발생 시 격납건물 내 과압 방지를 통한 건전성 유지
    ④ 주증기관 파단에 의한 RCS 과냉 발생 시 붕산수 공급으로 충분한 정지 여유도 확보

 

비상노심냉각계통 = 안전주입계통 : 공학적안전설비로, 원자로에 붕산수를 비상주입해주는 계통

 

특히, 냉각재상실사고 (LOCA) 시 작동되어 부족한 냉각재를 보충해주어 노심냉각 수단을 제공해준다.

 

4번 : 주증기관이 파단되면 증기발생기에서 열제거가 더 커져서, 1차냉각재의 온도는 감소한다.

냉각재온도계수는 부(음) 이므로 노심의 반응도는 증가하게 되는데, 이 때 ECCS는 붕산수를 긴급주입하여 노심의 반응도를 억제한다.

 

3번 : LOCA가 발생하면 배관 파단 부위를 통해 1차냉각재가 격납건물로 분출되어 격납건물 내부의 온도와 압력은 상승하게 된다. 이 때 격납건물살수계통이 작동하여 격납건물 상부에서 붕산수를 살수하여 압력과 온도상승을 억제한다.

 

 

 

 

정답 : 3

 

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59. 노심보호연산기(CPC)에서는 노심 및 원자로에서 누설되는 중성자를 측정하여 원자로 출력을 측정하는 노외핵계측기의 측정 부정확성으로 인하여 이를 보정한 값을 사용하고 있다. 노외핵계측기의 부정확성을 보장하기 위한 인자가 아닌 것은?
    ① 제어봉 집합체 그림자 계수    ② 형상 처리 행렬     ③ 온도 그림자 계수    ④ 기포 계수

 

노외핵계측기는 노심외부에서 중성자속을 측정해 원자로의 출력을 감시한다.

노외핵계측기의 측정값은 다른 요소들에 영향을 많이 받기 때문에 보정을 해주어야 한다.

주요 보정인자는 다음과 같다.

1. 제어봉집합체 그림자효과

2. 형상처리

3. 저온관 온도 그림자효과

 

기포계수는 중성자속분포의 모양에 영향을 미치지 않으므로 보정하지 않는다.

 

정답 : 4

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60. 원자로냉각재계통의 유동정체(Flow Stagnation)를 유발할 수 있는 경우가 아닌 것은?
    ① 낮은 열생성
    ② 원자로냉각재 재고량 상실
    ③ 원자로냉각재계통의 압력 감소
    ④ 열제거원의 심각한 불평형(비대칭)

 

1. 낮은 열생성 - 노심의 붕괴열이 너무 낮은 경우, 자연순환을 할 수 있는 충분한 열구동력을 제공하지 못하여 유동이 정체될 수 있다.

 

2. 원자로 냉각재 재고량 상실 - LOCA 사고 시, 보충되는 유량보다 누설되는 유량이 더 많은 경우, 재고량이 감소해 유동이 정체된다.

 

4. 열제거원의 비대칭 : 한 대의 증기발생기가 다른 증기발생기보다 과도하게 냉각되어 있으면, 고온을 유지하고 있는 유로의 자연순환을 방해한다.

 

이외에도, 2차측 급수가 완전히 상실되어 열제거원이 아예 없는 경우. 유로의 격리밸브가 닫혀서 유로가 형성이 안되는 경우 유동 정체가 일어난다.

 

압력감소와 유동정체는 무관하다.

 

 

정답 : 3