원자력 발전의 이해 및 설계

1. 원자력 발전의 이해및 설계 2007730023 이상현2007730085 방재혁2007730091 이직주2007730163 김성민2007730188 공호진

2. 목 차 원자력 발전이란? 원자력 발전 원리 원자력 발전의 장.단점 원전 사고 및 사후 처리 방안 설계 : 조기 경보 시스템

3. 1. 원자력 발전이란 ?

4. 1. 원자력 발전 이란? 자원빈국인 우리나라는 에너지원의 약97%를 해외에서 수입 중 고갈될 염려가 없는 필수 대체 에너지 원자력을 발전 필요 원자력이란? 넓은 의미 : 방사성원소가 자연히 붕괴할 때 나오는 방사선의 에너지 일반적 의미 : 인위적으로 원자핵변환을 일으킴으로써 이용 가능한 에너지로 빼낸 것 핵융합은 아직 사용방법을 찾지 못했지만 찾을 경우 막대한 에너지 공급 가능

5. 1. 원자력 발전 이란? 고리 원자력 월성 원자력 우리나라 원자력발전소 현황 영광 원자력 울진 원자력

6. 2. 원자력 발전 원리

7. 2. 원자력 발전 원리 원자의 구조

8. 2. 원자력 발전 원리 가압경수로 가압중수로 흑연로

9. 2. 원자력 발전 원리

10. 2. 원자력 발전 원리 원자로 원전은 원자핵분열에서 나오는 에너지 즉 원자력을 동력으로 이용하는 것입니다. 동력을 이용하여 터빈을 돌리면 터빈에 연결되어 있는 발전기가 돌아가면서 전기를 만들어내는 것입니다. 원자로 = 화력발전소의 보일러

11. 2. 원자력 발전 원리 증기발생기

12. 2. 원자력 발전 원리 발전기

13. 3. 원자력 발전의 장.단점

14. 3. 원자력 발전의 장.단점 원자력 발전의 장점 에너지 자립의 초석 안정적인 연료공급 친환경적인 에너지

15. 3. 원자력 발전의 장.단점 원자력 발전의 단점 방사선에 의한 세포 조직의 손상 방사선 급성 방사성 증후군 선천적 질병 방사선 폐기물 문제 후천적 질병

16. 4. 원전 사고 및 사후 처리 방안

17. 체르노빌원전사고 개요 1986년 4월 26일 1시 24분(모스크바 기준 시간)에 소련(현재 우크라이나)의 체르노빌 원자력 발전소에서 발생한 폭발에 의한 방사능 누출 사고를 말한다. 2. 사고의발생 실험내용: 원자로 정지 후 회전 속도가 느려지는 터빈이 짧은 시간 동안이나마 비상 전력원으로서 역할을 할 수 있는지를 시험 이 발전계통의 실험은 원자력안전과는 무관하다고 간주되어 실험실시팀이 원자로안전 요원과의 충분한 정보교환과 협조 미흡 → 안전 예방조치 소홀 실험도중 보통1000MW 정도의 열출력이30MW 정도까지 떨어짐

18. 체르노빌원전사고 출력을 다시 700-1000MW로 높이기 위해 내부 제어봉을 외부로 빼냄 저출력으로 가동 →냉각수의 출력 펌프회전 미약 →냉각수의 유량 감소 →증기 발 생 →원자로 출력 100배 증가(4월26일01:23) 핵연료 파괴 됨에 따라 핵연료와 고온의 물의 반응 →원자로심 파괴→증기 폭발과 뒤이어 2차 폭발 → 고온 · 고방사능의 핵연료와 흑연 파편이 공중으로 비산

19. 체르노빌원전사고

20. 체르노빌원전사고 5

21. 후쿠시마원전사고 1. 개요 후쿠시마 원전 사고는 2011년 3월 12일, 도호쿠 지방 태평양 앞바다 지진과 그로 인한 쓰나미의 여파로 후쿠시마 제1원자력 발전소의 냉각 시스템이 고장나면서 발생한 원자력 사고이다. 2. 사고의 발생 지진으로 송전탑 1기가 붕괴되어, 후쿠시마 제1원전은 전력을 상실하게 되었다. 발전소의 설비도 지진으로 손상되었다. 외부 전원이 손실로 인해, 비상 전원 (디젤 발전기)공급이 시작되었다 그러나 큰 해일이 지진 41분 후에, 15시 27분 첫번째 해일이후 수차례에 걸쳐 이 원전을 덮침 지진 해일은 낮은 방파제를 넘어 시설을 크게 파괴하고 지하실도 침수됐다. 지하에 있던 ,2 4 호기의 비상 전원은 수몰 보조 냉각 시스템 해수 펌프와 연료 탱크도 유실되었다. 원자로는 모든 전원을 잃고 (전체 정전), 냉각수 순환 시스템을 움직일 수 없게 되었다.

22. 후쿠시마원전사고 핵연료는 원자로 정지 후 긴 세월 동안 붕괴되면서 열 을 발생하기 때문에 장시간 냉각이 되지 않을 경우 과열을 일으켜 사고에 연결된다. 이 과열로 인하여 14일 09시 38분 - 4호기가 폭발했으며, 15일 06시 10분 - 2호기가 폭발했다.

23. 후쿠시마원전사고

24. 사후처리 1.방사성 오염물질 제거 방사능이 강한 물질들이 있어 원활한 발전소 회복작업을 위해 이들 구조물을 제거하는 작업이 우선 실시되고 있다. 또한 발전소 부지에 떨어진 방사성 물질이 바람에 의해 다시 부유되어 확산되는 것을 막기 위해 수지를 살포하는 작업도 병행되고 있다.

25. 후쿠시마원전사고 2.방사선에 노출된 지역 처리 및 오염수 처리 우선 방사성 오염수의 제거가 가장 시급하다. 이를 처리하는 데 많은 시간이 필요하다. 이후 발전소부지와 인근 지역의 청소를 하면서장기 냉각을 위한 설비 설치(전원, 펌프, 배관 등 새로 설치)를 수행해야 한다. 5~10년 정도의 장기 냉각 후, 핵연료 제거 및 발전소 청소단계로 넘어가게 될 것이다.

26. 원전사고의교훈 1. 비상전기공급 등 비상냉각시스템 강화 2. 중대사고시 대응할 수 있는 매뉴얼의 확립

27. 우리나라의 핵발전소 밀집도 밀집도가 높을 수록 사고 시 위험성이 높음 2011년 현재 핵발전소 반경 30km 370만 명 거주

28. 영광원전으로부터 반경 30km 직접영향권(체르노빌 사고지역 통제구역 및 후쿠시마 주민소개 범위) 140,000명 전남 영광군 전북 고창군 전북 부안군 전남 함평군 전남 장성군

29. 울진원전으로부터 반경 30km 직접영향권(체르노빌 사고지역 통제구역 및 후쿠시마 주민소개 범위) 60,000명 경북 울진군 경북 봉화군 강원 삼척시 강원 태백시 환경보건시민센터 ACCEH

30. 고리원전으로부터 반경 30km 직접영향권(체르노빌 사고지역 통제구역 및 후쿠시마 주민소개 범위) 3,220,000명 부산 기장군 부산 금정구 부산 부산진구 부산 동구 부산 연제구 부산 수영구 부산 해운대구 울산 울주군 울산 남구 울산 동구 경남 양산시 경남 김해시 환경보건시민센터 ACCEH

31. 월성원전으로부터 반경 30km직접영향권(체르노빌 사고지역 통제구역 및 후쿠시마 주민소개 범위) 경북 경주시 경북 포항시 울산 울주군 울산 북구 울산 중구 울산 남구 울산 동구 1,090,000명 환경보건시민센터 ACCEH

32. 원전이 나아갈 방향 원전 르네상스 지경부는 “현재 신월성1ㆍ2호기, 신고리 3ㆍ4호기, 신울진1ㆍ2호기가 건설 중이며, 신고리 5ㆍ6호기, 신울진3ㆍ4호기 등 4기 건설 계획도 이미 확정된 상태”라며 “원전 추가 건설을 위한 부지선정 작업도 연내 마무리할 것”이라고 설명했다.

33. 원전이 나아갈 방향

34. 원전이 나아갈 방향 일본 42년만에 원전 제로 우리나라는 현재 전체 에너지의 31%를 원전이 맡고 있으며 2030년까지 60%로 높아질 것으로 전망됨 1,090,000명 원전 의존율이 상당한 우리로서는 비록 정기점검을 위해서지만 원전 전면 중단을 맞은 일본의 상황을 눈여겨 볼 필요가 있음 환경보건시민센터 ACCEH

35. 원전이 나아갈 방향 일본 42년만에 원전 제로 우리나라는 현재 전체 에너지의 31%를 원전이 맡고 있으며 2030년까지 60%로 높아질 것으로 전망됨 1,090,000명 5. 설계 : 조기 경보 시스템 원전 의존율이 상당한 우리로서는 비록 정기점검을 위해서지만 원전 전면 중단을 맞은 일본의 상황을 눈여겨 볼 필요가 있음 환경보건시민센터 ACCEH

36. 비상발전기 • 원자력 비상발전기는 원자력 발전소 최후의 전원 공급수단으로서 발전소 전원 상실 사고 시 10초 이내에 전원을 공급하여 원자로 정지를 안정하게 유지시키는 역할을 담당하는 발전기

37. 고리 1호기 소외전원 상실 고장 • 2012년 2월 9일(목)에 고리 원자력 발전소 1호기 계획예방정비 중 소외전원상실 및 비상디젤발전기 기동실패에 의한 교류전원이 완전상실 하는 사건이 발생 • 국제기준(IAEA INES) 및 원자력안전위원회를 통해 고리 1호기 교류전원 완전상실 사건은 2등급으로 평가됨

38. 고리 1호기 소외전원 상실 고장 개략도

39. 고리 1호기 소외전원 상실고장

40. 설계 : 조기경보 시스템 • 원자력 발전소 계통도

41. 설계 : 조기경보 시스템 • 실제 사고, 고장 사례 -울진6호기 주급수펌프 B(02번) 이상 정지('06.02.22) • 고장 경위 • 17:11 주급수 펌프 터빈 Trouble (FT SYS FW PUMP TBN TA02 LCP LP02 COMMON TROUBLE) 경보 발생 • 17:53:47 주급수승압 펌프 PP06 기동 • 17:54:21.510 주급수 펌프 02 비정상 정지

42. 설계 : 조기경보 시스템 • < 주급수 펌프(Main Feedpump) > • 적용 변수 • Suction Pressure(입구 압력) • Discharge Pressure(출구 압력) • Pump RPM(펌프 회전속도) • Water Flow(유량) • Temp(온도) • 운전 조건 • Pump 회전속도 4000rpm 이상 >>정상운전 범위 상태 • 자료취득 • 1개월 분 이상 데이터 이용 • 정지기간, 장애기간 및 비정상 데이터 제외

43. 설계 : 조기경보 시스템 • 주급수 펌프의 각 변수들의 sample 값학습

44. 사고, 고장 시 대처 방안 알고리즘 출력의 변화 감지 주변 주민들에게 대피경고 발령 및 각 주변 기관에 위험 통보 YES NO 정상출력과 30% 이상 차이나는가? 지시, 예고된 사항인가? 각 주변 기관에 위험 통보 발전소 셧다운 절차 진행 처리되었는가? NO YES YES NO 중앙에 위험요소 통보 및 발전소 관계자들에게 경보발령 위험요소 처리시도 처리되었는가? NO NO YES YES YES 정상출력과20% 이상 차이나는가? 지시, 예고된 사항인가? 위험요소 검사 위험요소 발견? 관계기관에 이상발생사유 통보 NO NO YES NO YES YES 정상출력과10% 이상 차이나는가? 지시, 예고된 사항인가? 위험요소 검사 위험요소 발견? 내부 관계자들에게 이상발생사유 통보 NO NO YES

45. 감사합니다~^^