2차 계통에 의한 열제거 증가사건

▼ 예상운전과도와 안전요건

  2차 계통에 의한 열제거 감소사건

  2차 계통에 의한 열제거 증가사건

  반응도와 출력분포 이상사건

  원자로냉각재 유량 감소사건

  원자로냉각재 재고량 감소사건

  원자로냉각재 재고량 증가사건

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 2차 계통에 의한 열제거 증가 사건유형의 특징과 그리고 사건 발생요인과 사례를 살펴보기로 한다.

2차 계통에 의한 열제거 증가 사건유형의 특징

증기발생기 2차 측에 의한 열제거 증가는 1차 계통의 냉각으로 인한 원자로냉각재계통의 온도와 압력의 감소를 야기하며, 이에 따른 음의 감속재 온도계수로 인한 노심 열유속(출력)의 증가로 특징지을 수 있다. 따라서 이 유형의 사건들은 노심의 열적 여유도, 특히 핵연료의 허용기준인 핵비등이탈률 측면에서 고려의 대상이 된다.

아래 그림에서 보는 바와 같이 원자력발전소의 정상운전 상태에서는 원자로에서 발생한 1차 측의 열은 증기발생기를 통하여 2차 측으로 전달되며, 열의 발생과 전달이 평형(q_SG = q_C)을 이루면서 원자로냉각재계통과 주증기계통은 일정한 온도와 압력 상태를 각각 유지하게 된다.

원자로의 열발생과 증기발생기의 열전달 불일치 사건

그러나 예기치 않은 계통의 고장이나 운전원의 오작동에 의하여 2차 계통에 의한 열제거가 과도하게 증가하면 열의 발생과 전달이 불일치(q_SG < q_C)를 이루면서 원자로 노심이 온도의 감소와 함께 과냉각되며 원자로냉각재계통 압력과 가압기 수위의 감소를 야기한다.

노심에서의 감속재온도 감소는 노심 반응도 증가를 가져오고, 이에 따른 출력준위의 증가는 노심의 열적 여유도 감소를 초래하며 또한 원자로를 정지시키는 상황으로 진전하게 된다.

이러한 계획되지 않은 출력준위의 증가는 핵연료 손상이나 과도한 원자로냉각재계통의 압력 증가를 초래할 수 있다. 원자로정지는 원자로의 설계와 특성에 따라 차이는 있지만 일반적으로 ‘고’ 출력, ‘저’ 핵비등이탈률, ‘저’ 가압기 압력에 의하여 발생하게 된다.

2차 계통에 의한 열제거 증가 사건 발생요인과 사례

이러한 형태의 2차 측에 의한 열제거 증가는 가압경수형 원자로의 경우 주로 급수가열기의 상실로 인한 급수 온도의 감소나 또는 급수제어밸브의 개방 증가로 인한 급수 유량의 증가를 초래하는 급수계통의 오동작, 증기 유량 증가를 초래하는 증기압 조절기의 오동작 또는 고장, 그리고 증기발생기 압력방출밸브 또는 안전밸브의 부주의한 개방 등의 요인에 의하여 발생하게 된다.

이 유형에 속하는 사건들의 사례는 아래와 같다.

• 예상운전과도 사건

- 급수 온도 감소(II)

- 급수 유량 증가(II)

- 주증기 유량 증가(II)

- 증기발생기 압력방출밸브나 안전밸브의 부주의한 개방(II) 등

• 설계기준사고

- 주증기관 파단(IV) 사고

여기서 괄호속의 수치는 예상되는 '발생빈도별 사건분류를 표시하고 있다.

참고문헌

이 자료의 최초 작성 : 김 효정(GINIS) kimhhoj@gmail.com, 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr