초임계압 경수 냉각 고속로

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색
초임계압 경수 냉각 고속로

초임계압 경수 냉각 고속로(Supercritical Water Reactor, SCWR)은 4세대 원자로 중 하나로, 냉각재와 감속재로 초임계수를 사용하는 원자로이다. 이 원자로는 현재의 가압수형 원자로비등수형 원자로의 특징을 가지고 있다. 초임계압 경수 냉각 고속로는 경수로 기술과 최신 화력발전 기술인 초임계압 기술을 합친것으로, 일반 열 원자로에 비해 열효율이 더 높다는 장점을 가지고 있으며, 현재 13개국 32개 단체에서 연구 중에 있다.

디자인[편집]

감속재[편집]

초임계압 경수 냉각로는 경수를 감속재로 사용한다. 초임계수는 냉각 튜브에 삽입되어 중성자 반사재와 노심의 감속재역할을 맡게 된다. 초임계압 경수 냉각 고속로는 부분적으로 중성자 감속이 부분적으로 되므로, 고속로에 포함할 수도 있다. 고속반응로에는 여러 가지 장점이 있는데, 첫 번째로는 같은 크기의 원자로보다 더 높은 출력을 얻을 수 있다는 점, 두 번째로는 핵변환에 의한 반감기가 긴 방사성 동위원소발생이 적다는 것, 우라늄을 다른 원자로보다 좀 더 활용할 수 있다는 점등이 있다.

연료[편집]

초임계압 경수 냉각 고속로의 연료는 일반 경수로와 비슷하나, 노심지역의 수압차이로 인한 위험을 줄이기 위해 채널화된 BWR 연료 집합체를 사용한다. 왜냐하면, 초임계압 경수 냉각 고속로는 이제까지 쓰여온 경수로와, 액체 금속 냉각형 고속 증식로의 조건을 초과하기 때문에, 정상적인 상태와 일시적으로 비정상적인 상태(기계 고장, 찌그러져 붕괴, 고압 손상, 휘어버려 고장)일 때 연료를 지킬 수 있는 노심재료(특히 연료 피복재)에 대한 새로운 기준을 만들어야 한다. 또한 일반적인 운전때는 피복재의 산화로 인한 분열 생성물이 유출될 경우를 염려하여 재료를 만들어야 한다. 또한 냉각재에서 나오는 수소에 의한 부식에 대해서도 고려를 해야 한다.

냉각재[편집]

냉각재는 초임계수이다. 압력이 낮은 물은 보이드(거품)을 생성하여 감속효과를 떨어뜨리며, 원자로의 출력조절의 예측과 조정에 어려움을 겪게 된다. 그러나, 압력이 초임계상태까지 올라가게 되면, 증기와 기체가 같은 밀도를 지니며, 또한 구분이 안 된다. 이로 인해서 핵분열로 얻은 열을 더 빨리 전기로 변환시킬 것으로 기대되고 있다. 또한, 일반 경수로에 필요한 증기발생기나, 분리기가 필요가 없게 되어 건축비용이 감소됨은 물론 신뢰도와 안전까지 높아지게 된다.

제어[편집]

초임계압 경수 냉각로는 가압수형 원자로와 마찬가지로 원자로 위에서 제어봉을 삽입하여 원자로를 제어하게 된다.

장점 & 단점[편집]

장점[편집]

  1. 일반 경수로가 33%의 열효율을 보이는데 비해, 초임계압 경수 냉각 고속로는 45%라는 높은 열 효율을 약속한다.
  2. 초임계유체 냉각재는 높은 엔탈피를 보여준다.
  3. 초임계압 경수 냉각 고속로는 지금의 순환 펌프, 가압기, 증기 발생기, 증기 분류기와 건조기가 필요가 없다.

단점[편집]

  1. 초임계압 경수 냉각 고속로에 들어가는 재료들은 구하기 힘들고, 비쌀뿐만 아니라, 아직 존재하지 않는다.
  2. 불안정 상태를 피하기 위한 특유의 가동 절차
  3. 초임계압에서의 핵화학과정이 밝혀지지 않았다.

참고 자료[편집]

바깥 고리[편집]

원자력 지식 정보 관문국 자료