소듐냉각 고속로용 액체 금속-가스 열 교환기

전문가 제언

 

○ 2006년에 프랑스는 “고속로 등에 의한 장반감기 방사성동위원소의 분리변환에 대한 산업화 가능성을 2012년까지 평가하여 2020년에는 원형로(prototype reactor)를 실증한다” 등의 계획을 수록한 “방사성폐기물 등 관리계획법”을 제정하였다. 이 법을 근거로 차세대 원전(GEN-IV)으로 소듐냉각고속로 ASTRID(Advanced Sodium Technological Reactor Industrial Demonstration)의 개발을 시작하였으며 2012년에 ASTRID의 기술적 사양을 결정하였다.

 

○ ASTRID 개발계획에는 그동안 소듐냉각고속로의 실용화에서 큰 걸림돌이 되었던 소듐-물 반응사고를 원천적으로 배제할 수 있도록 소듐/수증기 열교환기의 Rankine사이클 대신에 소듐-질소가스 열교환기의 Brayton사이클을 도입하는 방안이 포함되어 있다.

 

○ 이 특허는 GEN-IV형 소듐냉각고속로 ASTRID의 개발주체인 프랑스 원자력청(CEA)가 원자력산업체인 ALSTOM사 및 AREVA사와 함께 판형 액체금속(소듐)/가스(질소) 열교환기를 개발한 후 특허를 취득한 것이다. 원전의 열사이클 매체로는 수증기 이외에 초임계 이산화탄소와 헬륨 등이 널리 개발되고 있고 고온가스로의 경우는 주로 헬륨이 사용되고 있으나 CEA는 열효율이 가장 높고 원자력기기 시스템과의 공존성이 우수한 질소가스(180bar)를 수증기 사이클의 대안으로 고려하고 있으며 관련 기술을 개발하고 있다.

 

○ 소듐/질소가스 열교환기가 에너지 변환효율이 좋고 오랜 운전경험과 많은 know-how를 축적하고 있는 소듐/증기 열교환기를 대체하기에는 아직까지 시기상조이며 많은 기술적 과제들이 남아 있으나 CEA는 혁신개념의 하나로 이를 개발하고 있다.

 

○ 한국원자력연구원에서도 소듐고속로 개발계획에 초임계 이산화탄소의 Brayton사이클을 연구한 바 있고 KAIST의 노희천 교수팀, 서울대학교의 서균열 교수팀 등도 고온가스로와 관련하여 가스 냉각재기술을 개발하고 있다. 소듐/물 반응 리스크에서 해방된다는 것은 고속로기술의 비약적인 발전을 기대할 수 있어 관련 기술개발을 주목해야 할 것이다.

 

 

 

 

저자

CEA(COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES

자료유형

니즈특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

US20160201999

잡지명

US특허

과학기술
표준분류

에너지

페이지

~16

분석자

조*

분석물

• 소듐냉각 고속로용 액체 금속-가스 열 교환기.pdf [589,709 byte]

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