안녕하세요!!
오늘은 원자력발전소 계통중에 저번 시간에 진행해오던 원자로와 증기발생기 그리고 가압기에 이어 원자로냉각재펌프에 대해 설명하고자 합니다.
이 펌프의 정상작동은 매우 중요합니다. 원자로 냉각재를 강제 순환하도록 유도해주기 때문입니다.
만약 이 펌프가 작동하지 않는다면?
체르노빌사고는 이 펌프가 정상작동하지 않았습니다. 물론, 이때는 고장이 아닌 실험 중이었지만요.
체르노빌 사고 어떻게 발생했나?
이처럼 존재의 유무로 사고를 일으키는 만큼 중요한 설비가 우리가 주로 사용하는 OPR-1000의 경우는 이 펌프가 어떻게 작동을 할지 오늘 알아보겠습니다.
원자로냉각재펌프
RCP(Reactor Coolant Pump)는 RCS(Reactor Coolant System)에 강제적으로 냉각재가 순환되도록 만들어 원자로의 열을 제거하여 증기발생기에다 버리는 역할을 만들도록 해줍니다.
펌프는 전동기를 통해 전원을 공급받아 작동하며 이 전원을 상실하더라도 관성바퀴(Fly-Wheel)을 설치하여 펌프의 정지시간을 지연시킵니다.
원리
냉각재펌프에 사용하는 펌프는 기본적으로 원심펌프입니다.
펌프의 임펠러라는 6개의 날개를 가진 장치가 설치되어있고 그 바깥쪽에 확산기가 설치되어 있습니다.
임펠러의 날개는 회전하는 방향으로 만들어져있고 이 날개가 돌면서 물을 흡입하고 반경방향으로 배출하며 원심력을 받습니다.
이때 아래쪽에서부터 냉각재가 유입되어 임펠러를 지나게 되면 속도와 압력이 1차적으로 증가하게 됩니다.
그리고 확산기를 지나게 되면 속도는 감소되고 그만큼 압력이 증가되게 됩니다.
즉, 펌프의 역할은 압력상승을 위함을 알 수 있습니다.
구조
그림을 기준으로 설명을 하겠습니다.
냉각재는 하부로 유입되도록 만들어졌고 가장 위의 상부에는 전력공급을 담당하는 전동기가 설치되어 있습니다.
그 밑으로 전동기를 지지하는 전동기 지지집합체, 임펠러를 돌리기 위한 축과 이 축을 밀봉하기 위한 장치, 이를 지지하기위한 추력베어링, 저널베어링이 존재합니다.
밀봉장치는 축을 오염으로부터 보하하고 추력베어링과 저널베어링은 각각 축방향에 평행, 수직하게 축을 지지하는 역할을 합니다.
그리고 축의 중간쯤에 커플링이라는 장치가 있는데 이 장치를 기준으로 위쪽을 모터부분 아래쪽을 펌핑부분이라고 보면 됩니다.
펌프에 대한 소개는 여기까지입니다. 사실, 펌프에 대한 직접적인 설명보다는 구동 전원을 어떻게 공급하는지가 더 관심 사항입니다. 체르노빌에서도 그에 대한 실험을 하다가 사고가 발생했죠.
전원공급방식에 대해 간략히 언급하면 현재의 펌프들은 기본적으로 정상운전시에는 생산한 전기에서 일부를 사용해 돌리고 있습니다. 그리고 만약 정지를 하거나 해서 이를 통해 전원을 공급받기가 어려울때는 비상발전기를 돌려 구동하도록 설계가 되어 있습니다.
그리고 터빈에서 일부 증기를 가져와 이 증기가 가진 힘을 이용해 축자체를 돌려버리는 펌프방식도 독립적으로 사용이 됩니다.
이 이야기는 나중에 주증기계통에 대해서 소개할 때 조금 더 자세히 설명하도록 하겠습니다.
제가 오늘부터 조금 일이 있어서 몇일동안 글을 못올릴지도 모르겠습니다..ㅠㅠ
다들, 날씨 너무 추운데 감기조심하시구요!
오늘은 여기서 포스팅을 마칩니다. 감사합니다!!