수소완화계통

▼ 가연성기체제어계통

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  수소완화계통

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  피동수소재결합기계통

개요

수소완화계통은 중대사고시 원자로건물 내 가연성기체 제어를 위해 사용되는 계통으로서 설계기준 냉각재상실사고시보다 높은 생성률로 생성되는 수소를 제어한다.

계통 기능

수소완화계통은 원자로건물 내 가연성기체 제어를 위해 설치된 중대사고 대처설비이다.

중대사고시 수소는 핵연료피복재금속과 냉각수와의 반응에 의해 100 % 생성된다고 가정하며, 수소완화계통은 원자로건물 내 평균 수소농도를 10% 체적백분율 이하로 유지하여 원자로건물의 건전성을 위협하거나 필수기기를 손상시키는 원자로건물 내 수소연소를 배제하도록 설계된다. 또한, 수소완화계통은 폭발 수준의 수소농도가 축적되는 것을 방지하기 위하여 상당히 낮은 농도에서 자동적으로 제어하거나 단열적 연소를 허용한다.

계통 구성

수소완화계통은 중대사고시 다양한 발생 특성을 보이는 수소방출에 효과적인 대처를 위하여 30대(설계기준사고 대비용 12대 포함)의 피동촉매형수소재결합기와 10대의 수소점화기(Hydrogen Igniter)로 구성되어 있다.

피동촉매형수소재결합기는 원자로건물내재장전수저장탱크를 포함한 원자로건물 내의 평균 수소농도를 10% 체적백분율 이하로 유지하기 위해 지속적으로 사용 가능한 주제어 설비인 반면,

수소점화기는 중대사고 진행과정 중 피동촉매형수소재결합기에 의한 수소제거율보다 큰 수소방출이 일어나는 기간에 수소방출 지점을 포함하는 특정 격실에서 피동촉매형수소재결합기의 보완설비로 설치하여 국부적으로 높게 형성될 수 있는 수소농도를 효과적으로 제어하기 위해 설치된다.

소외전원상실시, 피동촉매형수소재결합기는 전원공급이 필요 없으며, 수소점화기는 비상디젤발전기와 1E급 또는 비1E급 대체교류디젤발전기에서 전원을 공급받는다. 원자로건물은 수소농도를 균일하게 분포시키도록 설계되어 있으나, 수소혼합은 피동촉매형수소재결합기 운전에 의해 촉진되고 보강되며, 수소가 급격하게 생성되거나 축적될 수 있는 지역에 수소점화기를 설치한다.

주요 기기

피동촉매형수소재결합기

피동수소재결합기계통의 주요 기기인 피동촉매형수소재결합기 기술 내용 참조.

수소점화기

수소점화기는 수소를 포함한 가연성기체가 수소점화기의 발열부에 접촉하면 연소 화염을 발생하도록 하여 수소를 제거하며, 연소 화염은 대기 조성비에 따라 상부, 축 및 하부 방향 순서로 화염전파가 이루어진다. 각 수소점화기 집합체는 수소점화기를 포함한 전기전열부가 내장된 철제 외함으로 둘러싸여 있다.

외함은 살수를 포함한 다양한 환경조건 하에서 방수 건전성을 유지하며, 밀봉된 외함은 수소점화기 집합체 내부의 온도상승을 최소화하도록 열차폐체 역할을 한다. 수소점화기는 별도의 회로와 차단기를 구비하고 주제어실에서 수동으로 작동된다.

참고문헌

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