안전주입탱크 (Safety Injection Tank)
한 줄 정의: 질소 압력으로 붕산수를 자동 분출하는 피동형 비상노심냉각 설비입니다.
쉽게 풀면
안전주입탱크는 붕산수를 담고 그 위를 질소가스로 눌러 둔 큰 탱크입니다. 1차계통 압력이 정상일 때는 체크밸브가 닫혀 있어 물이 나가지 않습니다. 냉각재상실사고로 계통 압력이 탱크 압력보다 낮아지면 밸브가 저절로 열려 붕산수가 노심으로 쏟아져 들어갑니다. 전원이나 신호 없이 압력 차이만으로 작동한다는 점이 특징입니다.
왜 중요한가
대형 냉각재상실사고 초기에 노심이 빠르게 드러나는 구간에서 가장 먼저 물을 공급하는 설비라, 최고 피복재 온도를 낮추는 데 결정적인 역할을 합니다. 피동 작동이라 전원 상실 상황에서도 기능이 유지된다는 점이 안전해석에서 중요하게 평가됩니다. 주입 유량 특성을 개선한 유량조절기 설계가 실제 원전에 적용되어 연구 주제가 되어 왔습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"대형 냉각재상실사고 해석에서 안전주입탱크의 주입 시작 시점이 최고 피복재 온도에 미치는 영향을 평가하였다."
조금 더 깊게 보면
탱크는 보통 각 냉각재 루프마다 하나씩 설치되며, 주입 배관이 파단된 쪽으로 이어진 탱크의 물은 노심에 닿지 못하고 격납건물로 빠져나갑니다. 안전해석에서는 이 손실을 보수적으로 가정합니다. 초기에는 많은 유량을 빠르게 넣고 이후에는 적은 유량을 길게 넣는 편이 유리하기 때문에, 탱크 내부에 유로 형상을 이용해 유량을 스스로 줄여 주는 장치를 두는 설계가 쓰입니다.
주의할 점
안전주입계통은 펌프로 물을 넣는 능동 설비를 포함하는 넓은 개념이고, 안전주입탱크는 그 안에서 압력 차이만으로 작동하는 피동 요소입니다. 두 용어를 같은 뜻으로 쓰면 안 됩니다.