원자력발전소에서 발생하는 중·저준위 폐기물의 처분에 있어 안전성을 확보하기 위하여 폐기물내의 방사성물질의 이력 및 특성을 파악하여야 한다. 본 연구에서는 발전소에서 주기적으로 측정하는 냉각수내 핵종농도와 정화장치별 제염계수를 이용하여 방사성폐기물내의 핵종농도를 예측하였다. 본 방법은 순간제염계수 계산을 통하여 발전소 운전상황 변화를 반영하였으며, 최종정화장치 후단부 방출량을 통한 검증에 있어 평균제염계수를 사용한 경우보다 정확한 핵종누적량을 예측하였다.
최근 세계 각 국에서는 노후된 원전의 연장운전과 관련하여 주요기기의 손상진단 또는 수명평가를 통한 지속적인 안전성 보장과 원전의 정비계획 수립, 효율적인 원전이용 등을 위하여 기기의 손상평가 및 성능감시를 수행할 수 있는 각종 감시시스템을 개발하고 있다. 국내의 경우도 발전소 가동년수 증가와 함께 안정적인 전력수급을 위해 연장운전에 대한 타당성 검토를 수행한 바 있으며, 그 후속연구도 진행될 예정으로 있어 발전소를 구성하고 있는 주요 기기의 안전성 확보와 신뢰도 향상이 요구되고 있다. 이러한 측면에서 Prototype 형태로 기기 건전성 평가에 활용할 수 있는 과도상태, 조사취화, 피로손상, 균열성장 및 부식손상 평가모듈을 개발하고, 이를 통합하여 원자력 발전소 종합 진단감시시스템을 구축하였다.
원자력 발전소 운전원에게 발전소 상태를 정확히 알려주는 완벽한 신호가 원자력 발전소 전체의 가용도와 경제성에 얼마만한 영향을 주는가에 대한 정량적인 분석이 이 논문에서 수행되어졌다. 이 분석을 위한 기본 모델들이 개발되어졌고 이 모델들은 발전소가 정상상태에서 비정상상태로 바뀌어갈때 운전원이 발전소가 완전히 비정상상태로 가기전에 발전소를 정상상태로 회복시키는 것에 완벽한 발전소 신호가 얼마만큼 영향을 주는가를 정량화 하였다. 또한 이러한 완벽한 신호가 경제적으로 얼마만큼의 이득을 주는가도 정량화 하였다. 이 모델 적용의 대상으로는 응축 및 주급수 시스템을 선정하였다.
발전소 정비지원시스템 MAPS는 발전소의 가동률 향상과 안정적 운영에 직결되는 정비분야에 있어서, 발전소의 정비기록을 보다 효율적으로 유지하고 활용하기 위한 시스템으로, 기기데이터 관리, 결함보고서(TR) 및 작업의뢰서 관리, 예방점검 관리, 정비이력 관리 등의 기능모듈로 구성되어 있다. 93년 11월부터 연차적으로 국내 각 원자력발전소에 설치하기 시작한 MAPS는 금년 1월 월성원전을 끝으로 전 원전에 설치되어 운용되고 있다. MAPS의 개발경위와 기능, 그간의 운영현황 등을 들어본다.
원자력발전플랜트의 점검$\cdot$검사$\cdot$보수$\cdot$보수 등 메인터넌스 작업분야에서는 기기의 신뢰성 향상, 정기검사기간의 단축, 작업종사자의 피폭선량저감 등을 위하여 원격자동장치(원자력용 로보트)의 도입이 도모되어 왔다. 다음은 가압경수로형 원자력발전소(PWR)를 위한 원자력용 로보트의 개발$\cdot$적용상황에 관한 개요 소개이다.
미국원자력학회의 ${\ulcorner}$Nuclear News$P{\lrcorner}$지가 1986년 12월 31일 현재 전세계에서 운전중, 건설중 및 발주계획중인 30MWe 이상의 원자력발전소를 조사한 바에 따르면 상업운전중인 원자력발전소는 378기로서 시설용량은 1985년도보다 $6.8\%$ 증가한 265,808MWe이다. 1986년도에 새로 상업운전을 시작한 발전소의 수는 1985년도의 43기보다 훨씬 적은 23기이다. 이와같이 신규원전의 수가 줄은 것은 원칙적으로 매년 발주수의 변동이 있기 때문인데 근년에 발주수준이 감소한 것에도 기인한다. 그러나 금년에는 운전시설용량이 상당히 증가할 것으로 전망된다.
우리 나라에 제3의 에너지 원자력발전소인 고리 1호기가 ''78년 4월 상업운전을 시작한 이래 우리의 원자력발전은 22년 동안 지속적인 건설과 효과적 운영으로 꾸준히 성장하여 청년기에 이르렀다. 고리 1호기 건설 당시에는 원전 건설 경험이 전무한 상태였고 국내 산업의 기반도 취약하여 어려움이 많았으나 그 동안 후속기 건설로 경험과 기술을 축적하여 현재는 기술자립도 95$\%$에 달하는 한국표준형 원전을 건설하는 단계에 이르렀다. 이와 더불어 원자력발전소 운영의 선진화를 위한 지속적인 노력과 경험을 바탕으로 ''91년 이래 국내 원자력발전소 이용률은 80$\%$이상을 유지하고 있으며 호기 당 고장 건수도 꾸준히 감소하여 고장 정지율도 호기 당 0.2건을 목표로 지속적인 노력을 하고 있다. 이처럼 원자력 발전소 운영에 절대적인 선진화를 앞당기며 21세기를 선도해 나가는 효율적인 운영을 추구하기 위하여 과거 21년간의 원자력 발전 현황에 대한 운전시간과 정지시간을 지수화하여 변화되는 추이를 살펴보고 이를 토대로 새로 건설되는 원자력 발전소의 발전운영 상태를 가늠할 수 있는 지표를 만들고자 한다.
일반 산업체와 화력발전소 계측제어시스템에 널리 사용되고 있는 분산제어시스템(Distributed Control System)을 원자력발전소에 사용하기 위해서는 분산제어시스템의 안전성과 신뢰성의 입증이 선결과제이다. 따라서 새로운 시스템을 시뮬레이션에 의해 구현하고 검증하기 위한 시뮬레이터가 필요하게 되었다. 발전소 전범위 시뮬레이터(full Scope Simulator)를 제작 하기에 앞서 발전소 계통 중에서 소규모계통을 대상으로 부분범위 시뮬레이터(Compact Simulator)를 제작하였다. 개발된 DCS 검증용 시뮬레이터의 시스템은 발전소 제어반을 모의한 소프트 패널, 발전소 프로세스을 모이한 계통 모델링 소프트웨어, 그리고 현재 발전소의 아날로그 제어계통을 대신한 DCS 제어 계통등의 세 개의 계통으로 구성하였다. 개발 제작된 시뮬레이터를 이용하여 원자력 발전소 계측제어시스템에 분산제어시스템 적용을 시뮬레이션을 통햐여 구현하였으며 분산제어시스템의 적용 검증작업은 물론 적용을 위한 설계업부에도 DCS 검증용 시뮬레이터가 효과적으로 사용될 수 있음을 알았다.
원자력발전소 하나를 새로 짓는 것은 규모가 대단히 큰 사업이다. 오래된 화력발전소나 원전을 대체하기 위해 새로 짓는 최신식 원전은 대개 규모가 기존의 발전소보다 크기도 하지만 생산한 전력을 전력망에 연결하기 위한 송전 기반 시설을 새로 건설하거나 추가로 건설해야 하는 상황이 종종 발생하기 때문이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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