21년 전기기사 문제 풀이 8

35번 비등수형 원자로에 대하여

비등수형 원자로(BWR)는 경수(일반 물)를 냉각재이자 중성자 감속재로 사용하는 원자로로, 다음과 같은 특징을 가집니다.

1. 직접 사이클 방식

• 원자로 압력 용기 내에서 물이 끓어 직접 증기가 생성되며, 이 증기가 터빈을 구동합니다12.
• 가압수형 원자로(PWR)와 달리 별도의 증기발생기가 없어 시스템이 단순하고 건설 비용이 낮습니다35.

2. 작동 조건

• 압력: 약 7.6 MPa (PWR의 16 MPa에 비해 낮음)12.
• 온도: 285°C에서 물이 비등하며, 증기는 터빈으로 직접 공급됩니다14.

3. 자기 제어성

• **음의 보이드 계수**를 갖습니다. 냉각수 유량이 감소하면 증기 기포(보이드)가 증가해 중성자 감속 효율이 떨어지며, 출력이 자동으로 감소합니다23.
• 출력 조절은 재순환 펌프 유량 변경으로 이뤄집니다23.

4. 방사능 오염 위험

• 터빈과 증기 배관 시스템이 방사성 물질에 노출될 수 있어, 유지보수 시 방호 조치가 필요합니다345.

5. 제어봉 설계

• 제어봉이 노심 하부에서 삽입되며, 중력 대신 유압으로 작동합니다4.

6. 핵연료 배열

• 핵연료봉은 사각형 통(canister)에 격리되어 배치되며, 집합체 간 횡류가 없습니다4.

7. 역사적 사례

• 후쿠시마 제1 원전 사고(2011년)에서 BWR 노형이 사용되었습니다14.

비등수형 원자로는 구조적 단순성과 경제성이 장점이지만, 방사능 오염 리스크와 같은 단점도 있습니다. 현재 개량형(ABWR)이 개발되어 운용 중입니다.

 

문제32번 가공지선에 대하여

가공지선은 송전선로에서 낙뢰(벼락)로부터 전력선과 설비를 보호하기 위해 송전철탑의 최상부(꼭대기)에 설치하는 금속선입니다. 이 선은 송전선과 평행하게 설치되며, 낙뢰가 직접 송전선에 떨어지는 것을 막고, 낙뢰 전류를 철탑을 통해 지면(대지)으로 안전하게 흘려보내는 역할을 합니다12358.

주요 특징은 다음과 같습니다.

• 정전차폐 및 낙뢰 보호: 가공지선이 송전선을 차폐하여, 낙뢰가 송전선에 직접 떨어지는 것을 방지합니다.
• 접지 연결: 가공지선은 철탑을 통해 지면에 접지되어 있어, 낙뢰 전류가 안전하게 대지로 방전됩니다.
• 설치 위치: 송전철탑의 가장 위쪽에 설치됩니다.
• 구성: 일반적으로 강철선이나 알루미늄선이 사용되며, 최근에는 광섬유를 내장해 통신 기능을 겸하는 OPGW(광복합 가공지선)도 사용됩니다.

즉, 가공지선은 송전설비의 안전성과 신뢰성을 높이는 중요한 보호장치입니다.

문제 33번 상세설명

34번 상세설명

배전용 변전소의 주변압기는 배전계통에서 전압을 강압(낮춤)하는 역할을 하는 변압기입니다. 발전소에서 생산된 고전압(예: 154kV, 66kV 등)의 전기를 배전용 변전소에서 22.9kV 또는 6.6kV 등으로 낮춰, 각 지역의 배전선로와 주상변압기를 통해 가정이나 상가, 공장 등에 공급할 수 있도록 합니다146.

주요 특징은 다음과 같습니다.

• 전압 강압 기능: 송전선로의 고전압을 배전선로의 저전압으로 변환하여, 안전하고 효율적으로 전력을 공급할 수 있게 합니다.
• 설치 위치: 배전용 변전소 내에 설치되어, 지역별 배전망의 중심 역할을 합니다.
• 연속 운전: 다양한 부하 변동에 대응할 수 있도록 연속 운전이 가능하며, 부하 시 탭 전환(LRT) 기능이 있어 전압을 자동 조정할 수 있습니다6.
• 배전계통의 안정성 확보: 전압 강하와 전력 손실을 최소화하여, 각 수용가에 적정 전압을 안정적으로 공급합니다.

즉, 배전용 변전소의 주변압기는 고전압을 저전압으로 변환해, 실제로 우리가 사용하는 전기를 안전하게 공급하는 데 핵심적인 역할을 하는 설비입니다.

문제 37번 상세설명

문제 36번 상세설명