ASTRID 고속로 가스터빈 시스템의 과도거동

전문가 제언

○ 고속로는 핵분열 시에 나오는 고에너지의 중성자를 감속하지 않고 핵분열에 다시 활용하는 원자로 개념이다. 핵분열 연쇄반응에 사용되는 중성자 이외에 남는 중성자 수가 많기 때문에 이를 원소 전환에 사용함으로써 핵연료 증식과 고준위 방사성폐기물의 소멸처리가 가능한 것이 특징이다. 그리고 이러한 특성을 통해 차세대 원전의 주요 요건인 자원 지속성과 핵확산저항성을 달성할 수 있기 때문에 고속로는 2030년대부터 보급 예정인 제4세대 원전의 유력한 후보노형이 되고 있다.

 

○ 현재 고속로 기술은 중성자 감속특성이 낮고 열전달이 우수한 소듐냉각고속로가 가장 앞서 있다. 이 분야에서 세계를 선도해온 프랑스는 1,200MWe의 대규모 실증로까지 건설 및 운전한 경험을 바탕으로 제4세대 원전으로 소듐냉각고속로를 적극 밀고 있다. 그러나 소듐냉각고속로는 소듐이 터빈발전기계통의 물/증기와 접촉하면 격렬한 발열반응을 일으켜 사고로 진행될 수 있는 것이 문제이다. 프랑스는 이 문제를 해결하여 고속로를 제4세대 원전으로 선정되도록 할 계획이며 소듐/물 반응이 배제되는 600MWe급의 고속로 ASTRID를 개발 중에 있다.

 

○ 따라서 ASTRID는 소듐/물(또는 증기) 반응을 배제할 수 있는 전력변환시스템(PCS, Power Conversion System) 개발이 주요 과제이다. ASTRID의 보급 초창기에는 기존의 증기터빈 PCS를 사용할 예정이지만 장기적으로는 질소 가스터빈시스템으로 대체할 계획으로 있다. 가스터빈을 사용하면 소듐/물(또는 증기) 반응을 원천적으로 배제할 있기 때문이다. 이 자료는 질소가스 PCS를 사용하는 ASTRID 고속로의 사고 시 과도상태를 분석하여 증기/물 PCS와 비교하고 있다.

 

○ 우리나라는 경수로 기술의 국산화와 기술 개량을 통해 대형 원전을 수출함으로써 원자력기술 선진국의 대열에 올라섰다. 고속로 기술의 경우는 출발이 늦었기 때문에 프랑스, 미국, 일본, 러시아 등의 선진국에 비해 뒤떨어져 있다. 그러나 차세대 원전이 핵연료 증식과 방사성폐기물의 소멸처리가 가능한 고속로를 기반으로 전개될 것으로 전망하고 구체적인 기술개발계획을 진행하고 있으며 2030년 이전까지는 150MWe의 소듐냉각고속로 원형로(PGSFR)를 건설 완료할 예정으로 있다.

저자

F. Bertrand, G. Mauger, M. Bensalah, P. Gauthe

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

308()

잡지명

Nuclear Engineering and Design

과학기술
표준분류

에너지

페이지

20~29

분석자

김*철

분석물

• ASTRID 고속로 가스터빈 시스템의 과도거동.pdf [511,797 byte]

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