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주증기계통은 증기발생기에서 생성된 증기를 터빈으로 수송하는 기능을 수행한다. 주증기배관, 주증기대기방출밸브(ADV, Atmospheric Dump Valve), 주증기안전밸브(MSSV, Main Steam Safety Valve), 주증기격리밸브(MSIV, Main Steam Isolation Valve), 터빈우회밸브(turbine bypass valve) 및 주증기공동관(common header)으로 구성되어 있다.

각 증기발생기에 연결된 1~2개의 증기노즐을 통하여 공급되는 증기는 ADV, MSSV, MSIV를 거쳐 터빈건물에서 하나의 주증기 공동관에 모여 고압터빈으로 보내진다.

주증기공동모관에는 터빈우회배관이 연결되는데, 터빈의 급작스런 정지 또는 급격한 출력감발 시 잉여증기를 복수기 혹은 대기로 직접 보낼 수 있게 되어 있으며, 총 8개의 배관으로 나누어져 있다. 각각의 배관에는 터빈우회밸브가 달려 있다.

주증기안전밸브는 주증기계통의 과도한 압력을 방지할 수 있도록 각 증기배관마다 4~5대씩 설치된다. 모든 밸브의 총방출용량은 전출력운전 시의 증기유량에 해당하도록 충분히 크게 설계되어 있다.

주증기격리밸브는 증기배관이 파손됐을 때 증기 방출에 따른 원자로냉각재계통의 과도한 냉각을 방지하기 위하여 증기발생기를 격리시키는 역할을 한다. 대기방출밸브는 증기발생기가 격리되었거나 터빈정지와 동시에 복수기의 기능이 상실되었을 때 잉여증기를 대기로 직접 방출하여 원자로냉각재계통을 냉각시킬 수 있게 되어 있다.

주증기안전밸브는 스프링작동 밸브로 증기압력이 설정값에 도달하면 순차적으로 자동 개방된다. 대기방출밸브는 주제어실 또는 원격정지반에서 수동으로 조작할 수 있다.

터빈우회밸브는 전출력 증기유량의 55% 이상을 방출할 수 있는 용량을 갖고 있다. 잉여증기를 터빈을 거치지 않고 방출시켜 발전소의 부하상실이나 터빈정지 시 1차계통의 과열로 인한 원자로 정지를 방지하고 불필요한 주증기안전밸브의 개방도 방지한다.

OPR 1000 발전소에서는 2대의 대기방출터빈우회밸브를 이용하여 약 15%의 증기를 대기로 방출하게 되어 있다. 그리고 나머지 6대의 복수기방출터빈우회밸브를 이용해 약 40%의 증기를 복수기로 방출하게 된다. 반면 APR 1400 발전소에서는 8대 터빈의 우회밸브는 모두 복수기로 증기를 방출하도록 되어 있다.