핵연료재장전계통

개요

원자로 노심의 재장전은 핵연료 장전후 한주기 운전을 한 후 핵연료가 연소되어 더 이상 출력을 내지 못하면 핵연료를 교체하게 되는데, 이 때 사용후핵연료를 원자로 용기로부터 인출하여 사용후핵연료 저장조나 발전소 외부로 이동하기 위해 핵연료 수송용기에 옮겨 담을 때까지 수중에서 수행하는 작업을 말한다.

구성

핵연료 재장전기

재장전기는 원자로건물내 재장전수조 위에 위치한 이동용 브리지와 트롤리로 구성되고 재장전조 위에 평행하게 설치된 레일 위를 운행하면서 핵연료집합체를 원자로 노심에 장전하거나 인출하며 다른 재장전 기기들과 연계하여 작동되며 모든 기기들은 취급중 핵연료집합체가 손상되는 것을 방지하기 위하여 연동장치가 설치되어 있다.

핵연료 이송계통

이송계통은 핵연료집합체 운반상자가 장착된 이송운반차, 직립기 및 동력장치로 구성되어 있으며 원자로건물과 핵연료건물 사이에서 핵연료집합체를 이동하는데 다른 설비들과 마찬가지로 설비들의 오동작이나 작업자 취급 부주위로 인하여 발생하는 핵연료 손상을 방지하기 위하여 연동장치들이 설치되어 있다.

핵연료 이송관

핵연료 이송관은 원자로건물과 핵연료건물을 연결한다. 원자로 운전중에는 이송관은 차단되어 있으며 핵연료 교체작업시에 개방되어 두 건물 사이에 핵연료집합체를 이동하는 통로역할을 한다.

제어봉집합체 교체대

제어봉집합체 교체대는 핵연료 교체를 위한 재장전시 제어봉집합체 교체에 사용되는데 다른 설비와 같이 제어봉집합체 손상을 방지하기 위하여 연동장치가 설치되어 있다.

핵연료 재장전 절차

원자로에 장전된 핵연료는 일정기간 출력을 생산하여 연소된 후 신연료로 교체하는 데 이를 재장전이라 한다. 재장전작업은 충분히 원자로를 냉각한 후 원자로덮개에 설치된 제어봉 구동장치의 전원을 분리함으로써 시작된다.

제어봉구동장치 및 원자로용기 배관을 분리하고 원자로용기 덮개 상부 구조물, 전선들을 제거한다. 원자로 덮개 볼트를 인장기로 제거한 후 볼트 구멍과 플랜지는 밀봉하고 핵연료이송관 차단플랜지를 제거한 후 재장전수를 채운다. 재장전수가 채워지는 동안 원자로건물 천정기중기를 사용하여 원자로용기 덮개를 보관 위치로 옮긴다. 원자로건물 재장전수조 수위가 핵연료건물쪽의 수위와 같게 되면 핵연료 이송관 밸브를 연다. 상부안내구조물을 원자로용기로부터 제거하여 저장대 위에 놓으면 노심의 사용후연료를 이동할 준비가 완료된다. 원자로 노심에 있는 연료를 한 다발씩 핵연료 재장전기 및 이송설비를 이용하여 이송관을 거쳐 핵연료건물로 이송한다.

핵연료건물로 이송된 핵연료는 이송운반차가 직립된 후 핵연료건물 취급기중기를 이용 이미 정해진 사용후핵연료 저장대 위치로 이송한다. 한편 원자로 노심에서 인출된 사용후핵연료는 육안검사와 초음파검사 등을 통하여 연료 손상 여부 등 건전성을 확인한다. 건전성이 확인된 재사용되는 핵연료와 사용후핵연료 저장조에서 교체를 위하여 대기중인 신연료는 앞에서 설명한 노심에서 인출 절차의 역순으로 원자로건물로 이동하여 다음 주기 노심의 최종위치에 장전된다.

재장전이 끝나면 핵연료 이송관을 닫고 상부 안내구조물은 원자로용기 속에 재삽입되고 제어봉집합체들과 제어봉집합체 연결축들 역시 제 위치에 환원되며 재장전조 수조의 냉각수는 원자로용기 플랜지 높이까지 낮추어지고 재장전수조에 남아있는 냉각수도 제거된 후 원자로 덮개를 닫는다. 원자로와 분리되었던 배관, 전선 및 원자로용기 부대설비들도 원래 위치에 재설치된다.