일본 후쿠시마 원전사고

 

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1. 일본 대지진과 원자력발전소

 

 

 

 

일본 노형별 원자력발전 설비용량(운전중)

(2010년 1월 1일 현재)

*설비용량 기준 미국, 프랑스에 이어 세계 3위

 

 

3월 11일 일본 센다이시 근해 해저에서 발생한 지진으로 진앙지 인근에 위치한 후쿠시마 원전에서는 노심용융을 비롯하여 위험한 상황이 급박하게 전개되고 있다.

원산에서는 국내외 언론보도를 기초로 지진 발생 후 3일 동안에 후쿠시마 원전에서 일어났던 상황을 정리해서 소개한다. 또한 후쿠시마 원전이 모두 BWR인 점을 감안해서 여러분의 이해를 돕기 위하여 BWR 설계 개념을 간략하게 소개한다.

이번 상황의 속성상 사건 전개나 수치가 보도원에 따라 달라 실제 상황과 다를 수 있다는 점을 이해하여 주기 바란다.

 

가. BWR(비등경수형 원자로) 계통도

 

 

 

[그림 1] BWR 계통도

 

우리에게 익숙한 PWR과 비교해서 BWR 설계 개념을 간략히 설명한다.

■ 원자로 내에서 냉각재가 핵분열 열에 의해 증기로 변환되어 터빈에 직접 공급되기 때문에 증기발생기와 가압기가 없다.

 

■ PWR처럼 1,2차 계통이 나누어져 있지 않기 때문에 급수펌프(Feedwater Pump)가 노심 냉각재 흐름을 유지한다. 즉 원자로 냉각재 펌프가 따로 필요하지 않다.

 

■ 원자로 입구에 들어간 냉각재는 원자로 강수관(down comer) 및 순환펌프(circulation pump)를 통해서 노심 하부로 내려간다.

- 순환펌프는 냉각재 흐름을 위한 수두를 제공하고 원자로 출력 조정에

사용된다.

 

■ 노심에서 냉각재는 포화증기로 변환되어 원자로 상부의 건조기(dryer)를 거쳐 터빈으로 간다.

 

■ 원자로 하부에 있는 토러스 응축풀(suppression pool)은 원자노심의 증기를 응축시켜 압력을 낮추는 안전계통이다.

 

■ 원자로 격납(containment)은 이번 사건 보도를 접하면서 가장 많은 혼동을 일으킨 요인 중의 하나가 아닌가 생각한다. 그래서 다음 쪽에서 이 부분은 따로 설명을 하겠다.

 

 

나. 원자로 격납(Reactor Containment)

 

 

[그림 2] 원자로 건물 단면도

 

 

[그림 3] 후쿠오카 제2 원전 - 좌로부터 1∼4호기

 

원자로 압력용기를 둘러싸고 있는 콘크리트 구조물(그림 1, 2)이 PWR에서 항공기 충돌에도 견딜 수 있도록 설계해야 되는 원자로 격납건물 (Reactor Containment)에 해당하는 원자로 격납(그림 1에서 primary containment)이다.

이 원자로 격납을 둘러싸고 있는 구조물이 원자로 건물(Reactor Building)이다. 그림 3에서 보는 4개의 큰 구조물이다. 원자로 건물은 단지 공기밀봉 역할만 담당하도록 설계되었으며, 격납 구조물 내 압력에 견딜 수 있는 강도는 Primary Containment가 제공한다.

후쿠시마 제1 원전 1호기에서 폭발로 부서진 것은 Primary Containment가 아니고 원자로 건물의 벽과 지붕이다. 언론에서는 체르노빌 원전과 같은 대량 방사능 누출사고 발생 가능성을 언급하고 있는데 이 경우는 Primary Containment가 붕괴된 상황에서 발생할 수 있다.

 

출처: 원자력산업회의