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원자력발전소 사용후 핵연료봉 관리

전문가 제언: ○ 사용후연료저장조에서 보통 가장 큰 열원을 대표하는 최근에 방출된 연료가 있는 상태로, 오래 지속되는 발전소정전상태 동안, 사용후연료저장조의 냉각수 모두가 증발하고, 그리하여 사용후연료 다발을 가열시키고, 나중에 손상을 시킬 위험성이 있다.

○ 이 발명에 따른 사용후연료저장조 및 다수의 사용후연료 금속용기를 포함한 사용후연료관리계통은 원자로로부터의 사용후연료를 관리한다.

- 금속용기는, 공히 정상 및 비정상의 비상상태아래서, 운전원의 개입이나 감시가 없이 중력으로 인한 자연순환을 통하여 피동적으로 가동되도록 구성될 수 있다.

- 한국에서는 전체 12개의 원자로가 가동 중이며, 각 원자로는 37개의 연료다발이 들어가는 크기의 노심으로, 매 24개월마다 1회씩 효과적으로 핵연료를 재장전하고, 1회에 1/2의 노심을 사용후연료로 배출하는 것으로 가정하면, 매 2개월마다 약 18개의 연료다발이 제거된다.

- 제거된 1회분의 사용후연료는 20일 후에 약 0.2MW의 붕괴열을 생산한다. 여기서 보인 예에서는 주위 공기에 의한 냉각으로의 전이가 일어나기 전 20일 동안에 냉각할 수 있는 충분한 양의 액체 냉각재가 사용후연료저장조에 있다.

- 6개월 후에는 약 0.1MW의 붕괴열을 생산한다. 6개월 동안 붕괴된 사용후연료는 사용후연료 금속용기로부터, 예를 들면, 전형적인 액체 냉각재로 채워진, 가압되지 않은 사용후연료저장조로 방출될 수 있다.

○ 5∼10년간의 추가 냉각 후에는, 사용후연료는 건식 용기로 방출될 수 있다. 장기간 지속되는 발전소 정전사태와 같은 비상상태에서도, 자연순환을 통해 붕괴열을 제거할 수 있는 방안을 강구함으로서 사용후연료의 붕괴열에 의한 위험을 거의 완벽하게 제거할 수 있는 것으로 사료된다.

저자: NuScale Power, LLC, Corvallis, OR (US)
자료유형: 니즈특허정보