급수계통

개요

급수계통은 복수기로부터 급수를 공급받아 요구되는 압력, 온도, 유량 및 화학 조건에 맞는 급수를 증기발생기로 이송하는 역할을 한다. 급수는 탈기기저장탱크로부터 공급받아 급수승압펌프와 주급수펌프, 그리고 고압급수가열기를 거쳐 급수공급모관으로 이송된 후 증기발생기로 공급된다. 발전소 기동 및 정지 시에는 기동용 급수펌프를 이용하여 탈기기저장탱크로부터 급수를 공급받는다.

계통 기능

1. 원자로 출력이 0%에서 20% 범위 내에 있을 때, 모든 급수는 하향유로배관을 통해 증기발생기로 공급된다.
2. 원자로 출격이 20% 이상일 경우, 전출력 유량의 10%는 하향유로배관으로, 나머지는 이코노마이저 배관으로 나뉘어 공급된다.
3. 기동용 급수펌프는 전출력 급수 유량의 5%에 해당하는 유량을 2대의 증기발생기에 공급할 수 있다.
4. 운전 중인 3대의 주급수펌프 중 1대가 상실되더라도 100%의 출력을 유지할 수 있다.
5. 이코노마이저급수배관과 하향유로급수배관에는 이중 격리밸브가 설치되어 있어 주증기차단신호 발생 시 5초 이내에 격리밸브가 닫혀 증기발생기로 공급되는 급수를 완전히 차단한다.

계통 구성

급수계통은 탈기기저장탱크로부터 3대의 급수승압펌프에 의해 급수가 이송된 후 다시 3대의 주급수펌프와 2열 3단의 고압급수가열기를 거쳐 급수공급모관으로 급수된 후 2대의 증기발생기로 분기되어 공급된다. 급수배관은 각 증기발생기와 1개의 하향유로 급수배관과 2개의 이코노마이저 급수배관으로 연결된다. 각각의 연결배관에는 역류를 방지하기 위해 각각 2개의 역류방지밸브가 설치되어 있다.

각각의 증기발생기에 연결된 이코노마이저급수배관과 하향유로급수배관에는 급수유량을 조절하기 위해 1개 씩의 급수제어밸브가 설치되어 있다. 각 급수제어밸브 전단에는 급수배관과 증기발생기를 격리시키기 위해 격리밸브가 이중으로 설치되어 있다.

주요 기기

주급수배관

주급수배관은 주급수격리밸브로부터 증기발생기 급수노즐까지는 안전등급으로 설계된다. 주급수배관 및 지지대 등은 정상운전 및 설계조건으로부터 발생되는 하중을 견딜 수 있도록 설계된다. 주급수배관은 수격현상이 최소화되도록 배치한다.

주급수격리밸브

주급수격리밸브는 단일고장기준의 적용 하에 주증기격리신호를 받고 5초 이내에 차단할 수 있도록 설계된다. 주급수격리밸브는 원격운전되며, 주급수격리밸브 양단 어느 한 쪽의 가상 배관파단에 따른 과도상태 조건에서 급수를 완전히 차단할 수 있도록 설계된다. 이중의 병렬로 설치된 주급수격리밸브는 각각의 이코노마이저 급수배관과 하향유로급수배관에 설치되어 있다. 각각의 주급수격리밸브의 구동기는 물리적이나 전기적으로 서로 독립적이어서 한 개가 상실되더라도 다른 한 개에는 영향을 주지 않는다.

역류방지밸브

주급수배관에 설치되는 병렬로 설치된 이중의 역류방지밸브는 역류를 신속하고 완전히 차단할 수 있도록 설계된다. 이코노마이저 급수배관과 하향유로 급수배관 각각에 설치된 역류방지밸브는 역류방지밸브 상단의 배관파단에 의해 증기발생기 모두로부터 급수가 방출되지 않도록 막아준다. 각 증기발생기로부터의 역류에 의한 역류방지밸브의 누설률은 적용되는 기술기준 이하가 되도록 설계 제작되고 설치된다.

급수제어밸브

급수제어밸브는 증기발생기의 수위가 적절한 범위 내에서 제어될 수 있도록 급수유량을 자동적으로 조절한다. 급수제어밸브는 이코노마이저 급수배관과 하향유로 급수배관 각각에 설치되어 있다. 이 밸브는 정상운전 및 설계기준 하중을 감당할 수 있도록 설계된다.

주급수펌프

3대의 주급수펌프는 55% 용량을 가진 단단(single-stage), 수평 원심형 터빈구동 펌프로서 병렬로 설치되어 있으며, 각각의 주급수펌프는 개별적인 급수승압펌프와 연결되어 있으며, 고압급수가열기를 거쳐 증기발생기로 공급된다. 발전소 출력운전 중에는 3대의 펌프가 모두 운전된다. 따라서, 운전 중인 3대의 주급수펌프 중 1대가 상실되는 경우, 남아있는 2대의 펌프는 정격유량의 110%를 공급할 수 있도록 설계된다.

급수승압펌프

3대의 급수승압펌프는 55% 용량을 가진 단단, 수평 원심형 전동기구동 펌프로서 병렬로 설치되어 있으며, 발전소 출력운전 중에는 3대의 펌프가 모두 운전된다. 따라서, 주급수펌프와 동일하게 운전 중인 3대의 급수승압펌프 중 1대가 상실되는 경우, 남아있는 2대의 펌프는 정격유량의 110%를 공급할 수 있도록 설계된다. 각각의 급수승압펌프는 탈기기저장탱크로 급수를 공급받아 대응되는 주급수펌프로 방출하며, 급수승압펌프와 주급수펌프 사이에는 격리밸브나 역지밸브는 설치되지 않는다.

기동용 급수펌프

기동용 급수펌프는 전동기구동 펌프로서 발전소 기동 및 정지 시 사용되며 탈기기저장탱크로부터 증기발생기에 급수를 공급한다. 기동용 급수펌프는 두 개의 증기발생기에 5%의 급수유량을 공급할 수 있으며, 주급수 상실 및 원자로 트립 시에 증기발생기 수위 조절을 위해 수동으로 기동될 수 있다.

고압급수가열기

고압급수가열기는 병렬로 배열된 2계열로 구성되어 있으며, 각 계열은 3개의 급수가열기로 구성되어 있다. 각 고압급수가열기는 정상운전 시 총 급수유량의 50% 씩을 담당하고 있으며, 전 후단 각각에 전동기구동 격리밸브가 설치되어 있다.

이 자료의 최초 작성 : 노 태선(GINIS) tsro1005@naver.com, 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr