용융염원자로(MSR) 시운전 절차서

 MSR은 차세대 원자로로서 안전성과 효율성이 높다고 평가받지만, 아직 상용화 단계는 아니기 때문에 표준화된 시운전 절차서가 존재하지 않습니다. 따라서, 본 절차서는 일반적인 원자력 발전소 시운전 절차와 MSR의 특징을 고려하여 작성된 가이드라인 성격의 초안임을 감안해 주시기 바랍니다.

실제 MSR 시운전은 해당 원자로의 설계, 안전성 분석, 규제 요건 등을 종합적으로 반영하여 상세하게 작성되어야 합니다. 또한, 반드시 원자력안전위원회 등 규제기관의 승인을 받아야 합니다.

​

용융염원자로(MSR) 시운전 절차서 (초안)

1. 목적

본 절차서는 용융염원자로(MSR)의 안전하고 체계적인 시운전을 위한 일반적인 지침을 제공하는 데 그 목적이 있다. 본 절차서는 핵연료 장전, 최초 임계, 출력 상승 시험, 성능 시험 등을 포함한 시운전 전반에 걸친 단계별 절차와 안전 요건을 규정한다.

​

2. 적용 범위

본 절차서는 MSR의 시운전에 참여하는 모든 인력(운전원, 정비 요원, 엔지니어, 안전 담당자 등)에게 적용된다. 시운전 참여자는 본 절차서의 내용을 숙지하고, 규정된 절차와 안전 요건을 철저히 준수해야 한다.

​

3. 책임과 권한

• 시운전 책임자: 시운전 전반을 총괄하고, 모든 활동에 대한 최종 책임을 진다.
• 운전 책임자: 원자로 운전을 지휘하고, 안전 운전을 확보할 책임이 있다.
• 안전 책임자: 시운전 과정의 안전을 감시하고, 안전 관련 문제 발생 시 시운전 중단 등의 조치를 취할 권한이 있다.
• 품질 보증 담당자: 시운전 절차가 규정대로 준수되는지 확인하고, 품질 관련 문제 발생 시 시정 조치를 요구할 권한이 있다.

​

4. 시운전 단계

MSR 시운전은 다음과 같은 단계로 구성된다.

• 4.1 사전 준비 단계 (Pre-Startup Testing)
• 4.2 핵연료 장전 (Fuel Loading)
• 4.3 최초 임계 (Initial Criticality)
• 4.4 저출력 시험 (Low Power Testing)
• 4.5 출력 상승 시험 (Power Ascension Testing)
• 4.6 성능 시험 (Performance Testing)

​

5. 단계별 절차

각 단계별 절차는 다음과 같다.

​

• 5.1 사전 준비 단계 (Pre-Startup Testing)
• 목적: MSR 시스템의 건전성을 확인하고 시운전 준비 상태를 점검한다.
• 절차:
• 5.1.1 시스템 구성 요소 점검: 모든 기기, 배관, 케이블 등이 설계대로 설치되었는지 확인한다.
• 5.1.2 기밀 시험: 원자로 격납 건물, 배관 계통 등의 기밀성을 시험한다.
• 5.1.3 기능 시험: 펌프, 밸브, 제어 장치, 안전 계통 등의 작동 성능을 시험한다.
• 5.1.4 계측기 교정: 온도, 압력, 유량 등을 측정하는 계측기를 교정한다.
• 5.1.5 운전 절차서 검토: 모든 운전 절차서를 검토하고 숙지한다.
• 안전 고려 사항:
• 모든 시험은 사전에 승인된 절차서에 따라 수행한다.
• 시험 중 이상 징후 발견 시 즉시 시험을 중단하고 원인을 파악한다.
• 필요한 안전 장비(보호복, 안전모, 안전화 등)를 착용한다.

​

• 5.2 핵연료 장전 (Fuel Loading)
• 목적: 원자로심에 핵연료를 장전하여 핵분열 반응을 일으킬 준비를 한다.
• 절차:
• 5.2.1 핵연료 검사: 핵연료의 손상 여부, 방사능 오염 여부 등을 검사한다.
• 5.2.2 핵연료 장전: 핵연료 취급 장비를 사용하여 원자로심에 핵연료를 장전한다. 핵연료 장전 시에는 반응도 변화를 감시하면서 신중하게 작업한다.
• 5.2.3 중성자원 삽입: 원자로 내에 중성자원을 삽입하여 초기 핵분열 반응을 유도한다.
• 안전 고려 사항:
• 핵연료 취급 시 방사선 피폭을 최소화하기 위해 필요한 방호 조치를 취한다.
• 핵연료 취급 절차를 철저히 준수하고, 핵연료 손상 방지에 유의한다.
• 핵연료 장전 중 예상치 못한 임계 도달을 방지하기 위해 감시를 강화한다.

​

• 5.3 최초 임계 (Initial Criticality)
• 목적: 원자로에서 지속적인 핵분열 반응이 일어나도록 한다.
• 절차:
• 5.3.1 제어봉 인출: 원자로의 반응도를 서서히 증가시키기 위해 제어봉을 인출한다.
• 5.3.2 중성자 감시: 중성자 검출기를 사용하여 중성자 유속 변화를 지속적으로 감시한다.
• 5.3.3 임계 확인: 중성자 유속이 지속적으로 증가하는 것을 확인하여 임계 도달을 확인한다.
• 5.3.4 임계 후 운전: 임계 상태를 안정적으로 유지하고, 원자로 출력을 서서히 증가시킨다.
• 안전 고려 사항:
• 반응도 변화를 주의 깊게 감시하고, 예상치 못한 반응도 증가 시 즉시 원자로를 정지시킨다.
• 안전 계통이 정상적으로 작동하는지 확인한다.
• 원자로 운전 제한 조건(Operating Limits and Conditions, OLCs)을 철저히 준수한다.

​

• 5.4 저출력 시험 (Low Power Testing)
• 목적: 낮은 출력 수준에서 원자로의 특성을 파악하고, 주요 계통의 성능을 확인한다.
• 절차:
• 5.4.1 출력 유지: 원자로 출력을 일정 수준으로 유지한다.
• 5.4.2 계통 성능 시험: 제어봉 구동 시험, 냉각재 펌프 성능 시험, 비상 정지 시험 등을 수행한다.
• 5.4.3 계측기 검증: 다양한 출력 수준에서 계측기의 정확성을 검증한다.
• 안전 고려 사항:
• 안전 계통의 작동 성능을 지속적으로 감시한다.
• 시험 중 이상 징후 발견 시 즉시 원자로를 정지시킨다.
• 방사선 준위 변화를 감시하고, 필요한 방호 조치를 취한다.

​

• 5.5 출력 상승 시험 (Power Ascension Testing)
• 목적: 원자로 출력을 단계적으로 증가시키면서 각 출력 수준에서 원자로의 성능과 안전성을 확인한다.
• 절차:
• 5.5.1 단계별 출력 증가: 원자로 출력을 단계별로 증가시키고, 각 단계에서 일정 시간 동안 유지한다.
• 5.5.2 성능 시험: 각 출력 단계에서 원자로의 성능(열 출력, 효율 등)을 측정하고, 안전 계통의 작동 성능을 시험한다.
• 5.5.3 과도 상태 시험: 부하 변동, 기기 고장 등 다양한 과도 상태를 모의하여 원자로의 대응 능력을 시험한다.
• 안전 고려 사항:
• 각 출력 단계별로 안전 제한 조건을 철저히 준수한다.
• 출력 상승 속도를 제한하고, 반응도 변화를 주의 깊게 감시한다.
• 시험 중 이상 징후 발견 시 즉시 원자로를 정지시킨다.

​

• 5.6 성능 시험 (Performance Testing)
• 목적: MSR이 설계된 성능을 만족하는지 최종적으로 확인한다.
• 절차:
• 5.6.1 최대 출력 운전: MSR을 최대 출력으로 일정 시간 동안 운전한다.
• 5.6.2 효율 측정: 열효율, 전기 생산 효율 등을 측정한다.
• 5.6.3 안전성 시험: 다양한 사고 시나리오를 모의하여 MSR의 안전성을 검증한다.

​

• 안전 고려 사항:
• 안전 제한 조건을 철저히 준수한다.
• 비상 상황 발생에 대비하여 만반의 준비를 한다.

​

6. 안전 요건

• 6.1 모든 시운전 활동은 사전에 승인된 절차서에 따라 수행되어야 한다.
• 6.2 시운전 참여자는 사전에 안전 교육을 이수하고, 안전 수칙을 준수해야 한다.
• 6.3 시운전 중에는 개인 방사선량 측정을 실시하고, 허용 선량을 초과하지 않도록 관리해야 한다.
• 6.4 비상 상황 발생 시 대피 경로를 숙지하고, 비상 연락망을 유지해야 한다.
• 6.5 안전 관련 문제 발생 시 즉시 시운전을 중단하고, 적절한 조치를 취해야 한다.

​

7. 품질 보증

• 7.1 시운전 전 과정에 걸쳐 품질 보증 활동을 수행하여, 모든 작업이 규정된 요건에 따라 수행되었음을 확인한다.
• 7.2 모든 기록(시험 결과, 점검 기록, 문제점 보고서 등)은 정확하게 작성하고 유지 관리한다.
• 7.3 품질 관련 문제 발생 시 시정 조치 및 예방 조치를 수립하고, 그 효과를 확인한다.

​

8. 기록 관리

• 8.1 시운전 관련 모든 기록은 체계적으로 관리하고, 관련 법규에서 정하는 기간 동안 보관한다.
• 8.2 시운전 종료 후에는 시운전 보고서를 작성하여, 시운전 결과를 종합적으로 평가하고 분석한다.

​

9. 비상 절차

• 9.1 비상 상황 발생 시 대응 절차를 수립하고, 정기적으로 훈련을 실시한다.
• 9.2 비상 연락망을 구축하고, 비상 연락 체계를 유지한다.
• 9.3 방사능 누출 사고 발생 시 작업자 보호 대책을 수립한다.

​

[참고] MSR의 안전 특성

MSR은 다음과 같은 고유한 안전 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 시운전 시에도 고려되어야 합니다.

• Negative Temperature Coefficient: 온도가 상승하면 핵분열 반응이 감소하는 특성
• Passive Decay Heat Removal: 외부 전원 없이도 잔열을 제거하는 기능
• Molten Salt Fuel: 연료 자체가 녹아 있는 형태이므로 핵연료 손상 가능성이 낮음

​

[주의]

본 절차서는 MSR 시운전에 대한 일반적인 가이드라인이며, 실제 시운전 시에는 MSR 설계 특성, 안전성 분석 결과, 규제 요건 등을 반영하여 상세 절차를 수립해야 합니다.

​

​

#용융염원자로 #MSR #시운전 #절차서