한수원블로그
삶에 활력(力)을 더하는 이야기
모바일메뉴 열기
검색창 닫기

[한수원 지식Q] 원자력 발전소의 안전설비가 궁금합니다.

  • 2015.06.09.
  • 3510
  • 블로그지기
  • 페이스북
  • 트위터
  • 카카오
  • 인쇄

한수원_지식Q

 

원자력발전소의 외관을 보게 되면 둥그런 원통 콘크리트에 돔이 씌워져있는 모습을 생각하실 텐데요.

저런 콘크리트 덩어리가 정말 안전할까?라고 생각해보신 적이 있으신가요?

사실 투박한 외관과 다르게 원자력발전소의 내부는 수많은 안전설비로 이루어져 있답니다.

오늘은 원자력발전소의 안전설비에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

한수원_지식Q

 

◆ 원자력발전소의 안전을 책임지는 주요 계통

계통이라 하는 것은 특정한 기능을 수행하거나 목적을 달성하도록 하는 기기.구조물들의 집합체라고 할 수 있으며, 원자력발전소에는 수많은 계통들로 구성되어 있습니다.

가압경수로인 APR1400을 기준으로 원자력발전소의 안전성을 확보하는 주요 계통을 알아보겠습니다.

 

*APR14000(Advanced Power Reactor 1400)
1992년부터 10년간 한국수력원자력 등이 2,300억 원을 들여 개발한 차세대 원전 모델이다. UAE 원전에 수출하기로 결정된 3세대 원전 모델로, 기존 한국형 원전인 OPR1000과 비교하면 발전용량이 1,000MW에서 1,400MW로 향상되었고, 설계수명은 40년에서 60년으로 연장되었으며, 발전원가도 10% 이상 더 줄었다.

 

안전주입계통
원자로를 순환하는 1차 계통의 냉각재가 급격히 감소할 경우 붕소가 함유된 비상 냉각재를 주입하여 핵연료를 식혀주게 됩니다.

정지냉각계통
원자로가 정지한 후 핵연료에 냉각재를 계속 공급하는 기능을 담당하는데, 핵분열 반응 특성 상 핵분열 정지 후에도 핵분열 생성물의 붕괴열이 존재하기 때문에 이를 제거하는 역할을 합니다.

일본의 후쿠시마 사고의 경우, 원자로가 정지해 핵분열은 멈췄지만 쓰나미에 의한 침수 피해로 정지냉각계통의 전원공급 설비가 정지되며 붕괴열을 제거하지 못하여 큰 사고로 이어진 것입니다.

고온의 증기가 원자로건물로 방출되는 사고 발생 시 원자로건물안의 온도와 압력이 급상승하게 되는데 이때 원자로건물살수계통이 붕소가 함유된 냉각재를 건물 상부에서 살수함으로써 온도와 압력을 낮춰주며, 원자로건물 안에 있는 방사성물질을 녹여 제거하게 됩니다.

 

think-safety-img3

 

◆ 방사성 물질이 누출된다면?

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

원자력발전소는 방사성물질이 발전소 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해 여러 겹의 방호벽을 설치하고 있으며, 우리나라 원자력 발전소는 모두 다섯 겹의 5중 방호벽으로 이루어져 있습니다.

1방호벽은 바로 원전역료인 펠렛입니다. 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 피보관에 결함이 생겨 방사성물질이 새어나오면 어떻게 될까요?
물론 우려가 되는 부분이지만 다행히 25cm 두께의 두꺼운 강철로 된 3방호벽, 원자로 용기가 방사성물질의 외부 누출을 막는다.

또한 6~7mm 두께의 강철판으로 이루어진 원자로건물 내벽이 4방호벽으로, 만일 사태가 발생하여도 방사성 물질을 원자로건물 내에 밀폐시키며, 최종적으로 120cm 두께의 철근콘크리트 원자로건물 외벽인 5방호벽이 있어 외부의 충격 및 자연재해에서도 발전소의 안전을 지킬 수 있습니다.

 

한수원_지식Q

 

◆ 안전을 확보하는 설계

원자력발전소의 안전설비에 대해 더 자세히 알아보겠습니다.

불의의 고장이나 사고로부터 발전소가 정지하지 않도록 발전소 설계의 3가지 원칙을 정해놓고 있는데 이는 바로 다중성, 다양성, 독립성 원칙입니다.

우리가정에서 도둑의 침입을 막기 위해 다양한 방법으로 대비책을 세워놓고 있는 것과 같습니다.

다중성은 같은 기능의 설비를 여러 개 설치해 만일 한 설비의 기능이 상실되어도 다른 설비가 대신할 수 있도록 하는 것입니다.

대문을 잠그기 위해 같은 모양의 자물쇠를 여러개 설치하는 것처럼 원자력발전소에서는 원하는 성능을 내기 위해 필요한 기기 숫자보다 여유를 두고 추가적인 기기를 설치해 다중성을 구현합니다.

다양성한 가지 기능을 수행하기 위해 구성이 다른 계통이나 기기를 두 종류 이상 설치하여 동시 기능 상실을 막는 것입니다.

작동원리가 서로 다른 전자식 장치와 기계식 장치를 함께 설치하여 하나의 고장으로 인해 기능이 상실되더라도 그 고장과 관련 없는 작동원리로 원하는 기능을 수행할 수 있도록 설계되어 있습니다.

독립성기기들이 한 가지 원인에 의해 한꺼번에 기능을 상실하지 않도록 물리적, 전기적으로 분리하여 설치하는 것으로 각 기기들을 별도 공간에 설치, 각기 다른 전원을 공급받도록 설계합니다.

또한 고장이 발생하면 각 기기가 안전에 유리한 방향으로 작동하여 안전을 확보하는 고장 시 안전작동개념, 첫 번째 문이 완전히 닫혀야지만 다음 문이 열리도록 하는 것처럼 기기들의 작동규칙을 세워 안전성을 높이는 연동장치, 그리고 전원 없이도 중력과 자연대류 등 물리현상에 의해 안전기능이 작동하도록 하는 피동개념 등을 설계에 고려하여 발전소의 안전성을 보장하고 있습니다.

 

이제 원자력발전소가 얼마나 안전에 신경 쓰고 튼튼하게 만들어졌는지 알게 되셨나요?

오늘은 원자력 발전소의 다양한 안전설비에 대해서 알려드렸는데요.

다음 지식Q 시간에는 더 흥미로운 주제로 찾아오겠습니다.

 

 블로그지기

1

댓글 남기기

블로그지기
블로그지기
한수원의 생생한 소식과 한수원사람들의 이야기를 전합니다
목록