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[한수원 지식Q] 원자력발전소의 제어 시스템이 궁금합니다.

  • 2015.04.07.
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한수원 지식Q

 

인간은 두뇌와 신경망을 통해 밥을 먹고, 눈을 깜빡이며, 손발을 자유롭게 움직이는 등 신체를 제어할 수 있습니다.

두뇌와 연결된 신경망은 근육에게 명령을 전달하고, 근육은 이를 전달받아 주어진 역할을 수행하게 되는데요.

이와 마찬가지로 원자력발전소도 발전소를 제어하기 위한 두뇌와 신경망을 가지고 있는데, 이에 해당하는 것이 바로 ‘원전계측제어계통’입니다.

원자력 발전소에는 보호, 제어, 감시 시스템을 중심으로 압력, 수위, 방사능, 유량, 온도 등 발전소의 전반적인 상황을 감지하는 센서들이 거미줄처럼 퍼져있습니다.

이러한 센서로부터 정보를 받아 발전소 상태를 24시간 감시할 수 있으며, 문제가 발생했을 때 즉각적인 조치가 가능하게 됩니다.

오늘은 원자력발전소의 시스템에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

제어시스템

 

◆ 신경망의 3총사 (보호, 제어, 감시 시스템)

원자력 발전소에 예상치 못한 비상상황이 발생했을 때 작동되는 시스템으로 미리 위험을 감지하여 원자로를 안전하게 정지시켜 주는 ‘보호 시스템‘, 발전소의 수많은 펌프와 밸브 등을 조절하며 일정한 상태를 유지시켜주는 ‘제어 시스템‘, 그리고 24시간 발전소의 상태를 체크하는 ‘감시 시스템‘이 있습니다.

 

보호 시스템이란?

보호시스템은 원자로 안의 온도, 압력, 수위를 끊임없이 측정하고 조금이라도 원자로 내 핵연료가 과열된 조짐이 보일 경우 제어봉 낙하신호를 보내 원자로 핵분열 반응을 정지시켜 발전소가 안전하게 멈추도록 하는 역할을 합니다.

제어 시스템이란?

제어시스템은 온도와 압력, 물의 흐름, 공기의 흐름에 예민한 원자력발전소를 안전하게 운영하기 위해 만들어진 시스템입니다.

원자력 발전소는 일정한 상태와 출력을 유지하기 위해 수많은 펌프와 밸브를 자동 또는 수동으로 제어하며, 예기치 못한 문제가 발생했을 경우 발전소를 안정화시키는 방향으로 유도하는 역할을 합니다.

감시 시스템이란?

감시시스템은 발전소 운전원이 발전소 상태를 상시 체크할 수 있도록 여러 개의 모니터 및 주조종실의 대형 디스플레이 화면에 발전소의 출력, 온도, 압력, 수위, 수량, 중성자속과 같은 값을 실시간으로 디스플레이 해줍니다.

또한 발전소 상황에 따라 적절한 제어 및 조치가 가능하도록 센서 정보들을 제어 시스템에게 전달하는 역할을 합니다.

 

원자력발전소의 기본이 되는 3개의 시스템에 대해 알아보았습니다.
보호, 제어, 감시 시스템이 원자력발전소의 두뇌를 담당하고 있는데요.

튼튼한 몸의 역할을 하는 원전설비는 얼마나 안전하게 만들어졌는지 알아보도록 하겠습니다.

 

think-safety-img3

 

◆ 안전설비

원자력 발전소는 에너지를 만들어내는 과정에서 방사선과 방사성 물질이 발생하기 때문에 최우선적으로 고려하는 것이 안전성입니다.

원자력발전소는 방사성 물질이 발전소 외부로 누출되는 것을 방지 하기 위해 여러 겹의 방호벽을 설치하고 있으며, 우리나라 원자력발전소는 다섯 겹의 5중 방호벽으로 이루어져 있습니다.

 

1방호벽은 바로 원전연료인 펠렛으로 구성되어 있습니다.
핵분열에 의해 발생된 방사성물질은 펠렛에 그대로 갇히게 됩니다.

2방호벽은 연료피복관으로, 핵분열에 의해 생기는 방사성물질 중 펠렛을 빠져나온 미소량의 가스 성분이 지르코늄 합금의 금속관인 피복관 안에 밀폐됩니다.
만일의 경우 연료 피복관에 결함이 생겨 방사성물질이 새어나오면 어떻게 될까요?

물론 우려가 되는 부분이지만 다행히 25cm 두께의 두꺼운 강철로 된 3방호벽, 원자로 용기가 방사성물질의 외부 누출을 막게 됩니다.

또한 6~7mm 두께의 강철판으로 이루어진 원자로건물 내벽이 4방호벽으로, 만일의 사태가 발생하여도 방사성물질을 우너자로 건물 내에 밀폐시키며, 최종적으로 120cm 두께의 철근 콘크리트 원자로건물 외벽인 5방호벽이 있어 외부의 충격 및 자연재해에서도 발전소의 안전을 지킬 수 있습니다.

 

오늘은 원자력발전소의 시스템에 대해서 알아보았는데요.

원자력발전소의 모든것을 안전하게 조정할 수 있는 제어시스템에서부터, 튼튼하게 만들어진 원자력 설비까지..

다음 지식Q 시간에는 더 흥미로운 주제로 찾아오겠습니다.

 

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