핵연료저장계통

개요

 핵연료 저장계통은 핵연료건물을 구성하는 일부로서 신연료 및 사용후핵연료를 저장하는 구조물로서 신연료 저장고와 사용후핵연로 저장조가 있다. 사용후 핵연료 이동시 재장전수는 냉각 수단으로 사용되고 사용후핵연료 저장조에는 냉각 및 정화계통이 있다. 모든 사용후핵연료의 이동과 저장 작업은 재장전 중에 적절한 차폐를 보장하고, 육안으로 작업을 통제할 수 있도록 항상 수중에서 수행된다. 저장조는 저장된 핵연료가 핵분열을 일으키지 않도록 물리적으로 충분한 거리가 유지되도록 기계적으로 설계되어 있으며 추가의 안전을 위해 핵분열을 억제하는 붕산을 첨가하여 일정한 농도를 유지한다.

구성

신연료 저장고

신연료저장조는 핵연료건물을 구성하는 일부로서 신연료를 건식 저장하는 철근 콘크리트 구조물이다. 신연료 저장대는 스테인레스강 재질로서 핵연료집합체의 구성 재질인 질르칼로이에 물리화학적 영향을 주지 않는 개별 저장셀의 집합체로 구성되며 신연료 저장중 어떠한 가상조건에도 핵분열을 유발하지 않는 구조로 설계되어 있다. 즉 미임계 구조 유지를 위해 신연료집합체 저장대 간의 최소 간격을 유지하고 침수 사고시 배수가 가능토록 배수구가 있으며 저장랙 상부에는 핵연료집합체 삽입이 용이하도록 되어 있다. 저장고 용량은 한주기 핵연료 교체분 이상을 수용토록 설계되어 있다.(APR-1400 경우 신연료집합체 112다발 저장 가능)

사용후핵연료 저장조

사용후핵연료 저장조는 핵연료건물의 일부분으로서 스테인레스강 덧판이 씌워진 콘크리트 벽으로 둘러싸인 수조이며 여러개의 사용후핵연료 저장대 모듈로서 구성된다. 사용후핵연료 저장대는 저장용량을 최적화하기 위하여 중성자흡수체를 사용하는 저장대로 구조적으로는 스테인레스강으로 제작되어 있는 4각 저장셀의 연속체이다. 저장대는 영역별 저장개념으로 설계되며 지정된 위치 외에는 저장하지 못하고 신연료 저장고와 마찬가지로 악조건에도 안전이 유지되도록 설계되었다. 원자력 발전소마다 약간의 차이가 있지만 일반적인 예로 제1영역은 신연료 또는 부분 연소된 핵연료를 저장하는 데 한꺼번에 전노심 핵연료집합체, 재장전 노심 핵연료집합체 및 5개의 손상된 핵연료집합체들을 저장할 수 있으며 제2영역은 사용후핵연료 저장용으로 20년 저장이 가능하다. 저장대는 저장조 바닥이나 벽면에 고정되지 않은 자립형으로 설계되었다. 저장대 구조재는 스테인레스강으로 저장수 및 핵연료집합체 구성물질인 지르칼로이에 물리학적 영향을 미치지 않는다.

사용후핵연료 저장조는 핵연료 피복재 온도가 일정한 값 이하를 유지하도록 냉각계통이 저장수를 냉각하며 사용후핵연료 집합체가 최대 설계용량까지 저장되어 있을 경우를 가정하여 주변지역의 방사선준위가 해당 방사선 구역 설계준위를 만족하도록 콘크리트 및 물로 차폐 설계되었다.

신연료 이송

 신연료를 실은 차가 핵연료건물 내로 진입한 후 신연료 수송용기 뚜껑을 제거하고 핵연료집합체를 수직으로 고정시킨다. 신연료 취급공구를 부착한 핵연료건물 천정기중기는 수직으로 고정된 신연료를 인양하여 신연료 검사구역으로 이동한다. 검사가 끝난 신연료는 천정기중기를 이용 신연료저장고의 지정된 셀로 이동하여 재장전시까지 저장한다. 핵연료 재장전 작업전 신연료저장고에 저장되어 있던 신연료는 재장전 작업 이전에 사용후핵연료 취급기중기와 신연료 취급공구를 사용하여 신연료저장고에서 인출하여 신연료승강기를 이용하여 사용후핵연료 저장구역으로 이동 저장한다.

사용후핵연료 이송

사용후핵연료의 이송은 사용후핵연료 저장조에 저장되어 있는 핵연료를 저장대에서 사용후핵연료 수송용기로 이송하는데 이 작업은 우선 사용후핵연료 수송용기 하역조를 냉각수로 채우고 저장조와 하역조 사이의 수문을 개방한 후 수행한다. 사용후핵연료 취급기중기를 사용하여 저장조의 사용후핵연료를 인출하여 하역조에 대기중인 사용후핵연료 수송용기에 장전한다. 모든 핵연료가 장전된 후 용기를 밀봉하고 냉각수를 배수한 후 제염조로 이동 탈염수를 이용해 표면 오염을 세척한다. 세척이 완료된 수송용기는 핵연료건물 선적지역에 대기중인 수송차로 옮겨 싣고 중간저장시설이나 영구저장시설로 운반된다.