50% 효율의 초고온가스로 GTHTR300 설계

전문가 제언

○ 헬륨(He)가스를 냉각재로 사용하는 초고온가스로는 국제사회가 2030년 이후에 대대적인 보급을 목표로 개발하고 있는 차세대 원자로(GEN-IV, 제4세대 원자로)의 후보노형 중 하나이며 차세대 원자로의 기본요건인 고유안전성, 경제성, 지속가능성을 충족하는 것으로 평가받고 있다.

 

○ 초고온가스로의 특징은, 첫째, 1,000도에 가까운 고온의 열을 이용하여 수소를 제조하거나 석탄가스화, 에틸렌 제조, 제철, 종이/펄프, 시멘트 등의 다양한 산업 분야에 활용할 수 있고, 둘째, 고온이기 때문에 열효율이 기존 원자로의 33%보다 훨씬 높은 50% 수준이 가능하며, 셋째, 핵연료연소도를 기존 경수로의 약 3배인 12만MWd/t로 높일 수 있고, 넷째, 원자로 기본구성이 헬륨 냉각재/흑연감속재/피동형 냉각계통/삼중코팅 핵연료이기 때문에 고유의 안전성이 가능하다는 점이다.

 

○ 현재 초고온가스로는 제4세대 원자로(GEN-IV) 중에서 건설 개시에 가장 근접해 있는 원자로로 평가된다. 특히 미국 아이다호국립연구소(INL)는 2017년경까지 수소 생산용 초고온가스로의 실증을 계획하고 있다. 또한 한국, 미국, 일본, 프랑스, 캐나다, 스위스 및 EU가 국제사회의 초고온가스로 시스템 개발에 참여하고 있다.

 

○ 우리나라에서는 한국원자력연구원이 정부의 원자력수소생산시스템 기술개발 장기계획에 따라 국제경쟁력 있는 원자력수소 생산의 핵심기술을 개발하기 위해 초고온가스로 기술 개발을 진행하고 있고 또한 다자간 또는 양자간 협력을 통해 국제사회의 제4세대 원자로 개발계획에 참여하고 있다. 우리나라는 2022년까지 원자력수소 생산의 실증시스템 완공, 2026년까지 원자력수소 생산의 실증완료를 달성할 계획이다.

 

○ 초고온가스로의 최대 장점은 고온 열을 이용하여 미래의 수소경제에 요구되는 수소를 대량으로 생산할 수 있고 기존의 화석연료 열 공급시장을 대체할 수 있다는 점이다. 에너지 자원이 부족하고 국토가 작은 우리나라와 같은 여건에서 초고온가스로 개발은 수소경제 진입과 에너지 자립을 위한 현실적인 해법이라고 생각된다.

저자

Hiroyuki Sato, Xing L. Yan, Yukio Tachibana, Kazuhiko Kunitomi

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2014

권(호)

275()

잡지명

Nuclear Engineering and Design

과학기술
표준분류

에너지

페이지

190~196

분석자

김*철

분석물

• 50% 효율의 초고온가스로 GTHTR300 설계.pdf [338,816 byte]

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