피동수소재결합기계통

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  피동수소재결합기계통

개요

피동수소재결합기계통은 설계기준사고시 원자로건물 내 가연성기체 제어를 위해 사용되는 안전성관련 설비로서 수소농도가 최소연소한계치 이하로 유지되도록 제어한다.

계통 기능

피동수소재결합기계통은 설계기준사고시 피동촉매형수소재결합기(PAR; Passive Autocatalytic Recombiner)를 이용하여 원자로건물 내에 생성된 수소를 촉매제를 사용하여 낮은 온도에서도 수소분자와 산소기체를 결합시켜 수증기를 만듦으로써 수소농도를 낮추어 주는 역할을 한다.

피동수소재결합기계통은 원자로건물 내 수소농도를 최소연소제한치 이하로 유지되도록 제어하는 공학적안전설비이며, 최소연소제한치보다 매우 낮은 수소농도 수준에서 자동으로 작동된다.

계통 구성

피동수소재결합기계통은 안전성관련 기기로서 200% 용량 이상의 피동촉매형수소재결합기로 구성된다.

피동촉매형수소재결합기는 피동기기만으로 구성되어 전원이나 다른 지원계통이 필요 없고 이동이 필요 없는 설비이다. 일반적으로 산소와 수소는 약 593℃ 이상의 높은 온도에서 급격한 연소에 의해서만 재결합된다. 그러나 팔라듐 그룹과 같은 촉매 물질이 존재하는 경우에는 0℃보다도 낮은 온도에서도 촉매에 의한 연소가 발생되며, 촉매금속 표면에서 산소와 수소 원자 또는 분자의 인력에 의해 이들 간의 흡착이 발생한다. 피동촉매형수소재결합기 장치는 촉매제로서 팔라듐 또는 백금을 사용한다.

피동수소재결합기계통은 8대의 피동촉매형수소재결합기가 원자로건물 내 원형천정크레인 상부 높이의 돔 지역 내부 벽면에 설치되며, 또 다른 4대의 피동촉매형수소재결합기가 원자로건물내재장전수저장탱크 내에 정상운전 수위보다 높은 위치에 있는 환기구 구조물 내부 벽면에 설치된다.

주요 기기

피동촉매형수소재결합기

피동촉매형수소재결합기의 개념도가 아래 그림에 제시되어 있다.

피동촉매형수소재결합기는 금속상자 안의 하단부에 촉매제로 코팅된 카트리지가 수직으로 장착되어 있고 상단부에는 카트리지에서 생성된 반응열에 의한 부력으로 하단부로부터 기체유입이 원활하게 되도록 침니(chimney)가 설치되어 있어, 하단부에서 유입된 기체는 피동촉매형수소재결합기의 카트리지를 통과하여 상단부 침니로 배출된다. 유입된 수소, 산소 및 증기를 함유한 원자로건물 대기는 촉매제와의 접촉으로 증기로 결합되며, 이때 발생하는 반응열은 피동촉매형수소재결합기 내의 기체 온도를 증가시켜 대류 효과를 유발한다.

피동촉매형수소재결합기의 침니 상부에는 커버가 설치되어 있어 살수 및 물분자의 집적으로 카트리지 성능에 영향을 주지 않도록 한다.

피동촉매형 수소재결합기 개념도

참고문헌

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