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원자로냉각재 유량 감소사건
개요
원자력발전소에서 발생할 수 있는 초기사건에는 기능적 사건분류에 따라 다양한 사건유형들이 있다. 기능적(유형별) 사건분류는 발전소의 기본안전기능을 저해하는 주원인에 따른 유형별 분류로서, 같은 유형의 사건들은 기본안전기능을 저해하는 요인이 동일하므로 같은 유형의 모든 사건들을 해석하지 않고 가장 심각한 영향을 미치는 사건에 대하여 경계치해석(Bounding Analysis)을 수행할 수 있는 특징이 있다.
여기에서는 기능적(유형별) 초기사건 분류에 따른 다양한 사건유형 중에서 원자로냉각재 유량 감소 사건유형의 특징과 그리고 사건 발생요인과 사례를 살펴보기로 한다.
원자로냉각재 유량 감소 사건유형의 특징
출력운전 중인 발전소에서 원자로냉각재 유량 감소는 노심의 열제거 능력을 저하시킴으로써 핵연료봉 온도의 상승에 따른 핵연료봉의 손상을 초래할 수 있다, 또한 원자로냉각재 유량 감소와 원자로정지에 따른 터빈정지는 2차 계통의 압력과 온도 상승을 야기하여 2차 계통의 열제거 능력을 저하시킴으로써 원자로냉각재계통의 압력과 온도 상승에 따른 원자로냉각재 압력경계의 손상을 초래할 수 있다. 따라서 이 분류의 사건들은 허용기준인 원자로냉각재 압력경계의 건전성과 노심의 열적 여유도 관점에서 고려의 대상이 된다[1][2].
원자로냉각재계통의 온도 상승은 최소 핵비등이탈률이 핵비등이탈률 제한치에 근접함에 따라 핵연료의 건전성을 위협하게 되나 원자로냉각재 ‘저’유량, 원자로냉각재펌프 ‘저’속도, ‘저’핵비등이탈률 등의 신호에 의하여 원자로가 정지됨으로써 핵연료의 건전성을 유지하게 한다. 또한 원자로냉각재계통과 증기발생기의 압력 증가는 가압기안전밸브와 주증기안전밸브에 의하여 제한되어 진다.
원자로냉각재 유량 감소 사건 발생요인과 사례
원자로냉각재 유량 감소는 가압경수형 원자로의 경우 주로 원자로냉각재 펌프의 기계적, 전기적 고장이나 외부전원의 상실로 인하여 일부 혹은 모든 원자로냉각재 펌프가 정지함에 따른 관성서행(Coastdown)에 의하여 발생하거나, 원자로냉각재 펌프의 회전자 고착(Rotor Seizure) 또는 축 파손(Shaft Break)에 의하여 발생하게 된다.
이 유형에 속하는 사건들의 사례는 아래와 같다.
- 예상운전과도 사건
- - 원자로냉각재 유량의 부분 또는 완전 상실(II)
- 설계기준사고
- - 원자로냉각재펌프 회전자 고착(IV)
- - 원자로냉각재펌프 축 파손(IV)
여기서 괄호속의 수치는 예상되는 '발생빈도별 사건분류를 표시하고 있다.
일반적으로 원자로냉각재 유량의 완전 상실 사건이 안전기준의 관점에서 제한적인 것으로 나타나지만, 특별한 경우에는 부분 상실사건이 제한적일 수 있으므로 제한 사건의 선정에서 다양한 유량상실 조건을 고려하여야 한다.
참고문헌
이 자료의 최초 작성 : 김 효정(GINIS) kimhhoj@gmail.com, 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr
