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붕괴열을 이용한 원자로 보조 전력 시스템

전문가 제언: ○ 원자로는 정지되더라도 붕괴열이 발생하므로 지속적으로 노심을 냉각시킬 필요가 있다. 본 발명은 원자로가 정지하였을 때 붕괴열을 사용하여 전기를 생산하는 보조 전력 시스템과 관련이 있다.

○ 재래의 원자로는 냉각재상실사고 (LOCA)와 같은 사고에 대비하여 비상노심냉각계통 (ECCS)을 구비하여 정지동안 노심의 잔열을 제거한다. 그러나 ECCS가 작동하려면 전원이 필요하다. 2년전 일본의 Fukushima 원자력발전소의 사고의 경우, 외부 전력망과 백업 디젤 발전기는 지진과 쓰나미와 같은 자연재해에 취약한 것이 나타났다. 따라서 심층방어를 위하여 발전소 자체의 추가적인 백업 전원이 요구된다.

○ 본 발명은 사고 시 외부 전력망과 백업 디젤 발전기가 사용할 수 없을 때, 붕괴열을 이용하여 보조 전력 시스템으로부터 전력을 생산한다. 붕괴열에 의하여 가열된 증기는 보조 백업 터빈/발전기로부터 전기를 생산함으로써, 노심의 붕괴열을 제거하고, 원자로를 정상적으로 정지시키는데 필요한 전력을 제공한다. 보조 백업 터빈/발전기는 증기발생기 급수 펌프의 전력 상실이 감지되면 자동적으로 연결되어 작동한다. 붕괴열은 원자로 정지시의 출력에 의존하며, 급수와 잔열제거에 필요한 펌핑과 제어에 전기를 충분히 제공할 수 있을 것으로 예측하였다.

○ 차세대 원자로 개발에서 잔열제거를 위한 여러 방법이 연구되고 있다. 대부분은 열전도, 중력, 자연 순환과 같은 자연적인 물리 현상을 이용하여 잔열을 제거하는 방법을 사용한다. 본 발명은 노심의 붕괴열을 제거함과 동시에 원자로를 정상적으로 정지시키는데 필요한 전력을 공급하는 장점이 있다. 우리나라에서 진행 중인 차세대원자로 설계와 관련하여 본 특허의 실용성과 신뢰도를 검토가 필요할 것으로 본다.

저자: WINTERS, James, et al
자료유형: 특허정보