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냉각재상실사고의 완화를 위한 격납화염시스템

전문가 제언: ○ 본 발명은 냉각재상실사고(LOCA)가 발생하였을 때 격납용기 내의 수소 소각을 조절하는 공정과 관련이 있다. 물을 냉각재로 사용하는 원자로는 냉각기능의 상실로 고온의 노심에서 수소가 발생할 수 있고, 누적된 수소의 폭발로 방사선이 건물 밖으로 방사능이 누출하는 위험이 있으므로 이에 대비하는 장치가 요구된다. 이에 대비하여 재래의 원자로는 격납용기에 질소와 같은 비활성 가스를 주입하며, 수소의 연소를 방지하기 위하여 수소 재결합기를 설치한다.

○ 2011년 3월에 일본의 대지진과 쓰나미로 인한 후쿠시마 제1원자력발전소는 해수의 침수로 지하의 디젤발전기로 부터 비상전원과 냉각수 공급을 상실하였다. 동 발전소의 1호기와 3호기는 사용후핵연료에서 발생하는 열에 의하여 노심이 용융되었고, 여기서 발생한 수소의 폭발로 인하여 격납건물이 파손되고 방사성물질이 방출되는 사고가 발생하였다.

○ 본 발명은 1차 격납가스 개폐 밸브, 2차 격납용기 공기의 흡입화염 확산방지장치, 격리된 연소구역, 연소된 가스를 냉각하는 열전소자, 배기화염 확산방지장치, 그리고 전체를 둘러싸는 하우징으로 구성된다. 격납용기에서 배출된 수소와 혼합된 가스는 두개의 화염확산 방지장치 사이에 위치한 격리된 연소구역에서 연소된다.

○ 1차 격납용기에서 방출되는 공기 제트(jet)는 공기의 펌핑이나 혼합에 이용되며, 움직이는 부품 없으므로 격납된 화염시스템은 정비가 요구되지 않는 특징이 있다. 또한 연소구역에서 방출되는 열로 부터 열전기 소자를 이용하여 전기를 생산하여 격리된 화염시스템의 운전에 이용한다.

○ 우리나라는 독자적으로 가압경수로를 설계에 성공하였고, 이미 20여기의 원자로를 가동하여 30%의 전력을 조달하고 있다. 또한 현재 진행 중인 미래를 위한 차세대 원자로를 개발이 활발히 진행 중이다. 이와 관련하여 본 발명이 주장하는 냉각재상실사고의 완화를 위한 격납용기 화염방지 시스템을 검토할 것을 제의한다.

저자: KUDIJA, Jr., Charles T.
자료유형: 특허정보