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소듐냉각고속로(SFR)

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소듐냉각고속로(SFR)

NSSS SFR 계통도, SFR 원자로 면진장치

소듐냉각고속로(Sodium-cooled Fast Reactor : SFR)는 현재 연구개발 중인 원자로 중에서 지속가능성, 경제성, 안전성, 핵확산저항성 등 제4세대 원자로의 기술목표를 만족하는 최신의 원자로입니다. 가압경수로 사용후연료의 독성물질 소각기능을 가진 SFR 원형로를 2012년부터 개발하고 있으며, 가압경수로 사용후연료는 파이로프로세싱으로부터 독성 핵종(초우라늄 등)이 회수되어 SFR 노내에서 효과적으로 연소시킴으로써 궁극적으로 사용후연료 처분량을 감소시킬 수 있습니다.

그림에서 제시된 바와 같이, SFR 원형로는 150MWe 전기용량의 소듐냉각고속로이며 풀형(pool type) 원자로를 채택하고 있습니다. SFR 원형로의 열전달계통은 일차열전달계통(PHTS), 중간열전달계통(IHTS)과 동력변환계통으로 구성되어 있습니다.

일차열전달계통은 일차냉각재경계를 형성하며, 중간 열전달계통은 만약의 경우 증기발생기에서 소듐-물 반응이 발생하더라도 원자로의 안전에 미치는 영향을 방지합니다.

일차열전달계통을 구성하는 주요기기와 배관이 원자로용기 내부에 설치되어 있으므로 가상배관파단의 경우에도 냉각재상실 가능성이 없으며, 충분한 열적관성을 지니고 있어 사고시에도 예상되는 급격한 열적과도 현상을 완화시킬수 있습니다.

SFR 원형로에는 노심에서 발생하는 열을 동력변환계통으로 전달하는 두개의 중간열전달계통이 설치되어 있으며, 각 계통은 2대의 중간열교환기(IHX)와 과열증기를 생성하는 1대의 증기발생기로 구성되어 있습니다.

설계기준사고 시 노심의 잔열을 제거하는 잔열제거계통은 2계열의 피동잔열제게계통과 2계열의 능동잔열제거계통으로 구성되어 있습니다.

원자로건물은 원자로와 일차열전달계통을 포함한 안전성 관련 계통, 기기 및 구조물을 수용하도록 설계되며, 지진동으로 인한 과도한 응답을 감소시키기 위해 건물 하부에는 면진장치가 설치되어 있습니다. 원자로건물은 설계기준사고시 방사성 물질의 외부 누출을 차단하는 최종 방벽 역할을 하고, 중대사고 및 항공기 충돌과 같은 설계기준초과사고에 대해서도 구조적 건전성을 유지하도록 설계됩니다.

SFR 원형로 설계 특징

SFR 원형로
주요 특성
원자로형소듐냉각고속로
출력150㎿e(392㎿t)
설계수명60년
주요 성능
가동률평균 75% 이상
안전성
노심손상빈도1.0E-6/RY
방사능대량누출빈도(내외부사건)1.0E-7/RY
운전원 조치 여유시간2시간
SBO 대처시간72시간
노심의 열적여유도10% 이상
설계기준사고 시 피동 및 능동 잔열제거계통을 통해 노심의 열 제거
중대사고 시 원자로 용기 외부냉각계통을 통해 피동으로 열제거
면진 설계
소듐과 비소듐 지역 간의 분리 및 잔열제거계통의 4분면 배치 설계 등

SFR 원형로 개발 현황

  • SFR 원형로 기술개발은 정부의 원자력기술개발사업으로 진행되고 있습니다.
  • 이를 위해 소듐냉각고속로개발사업단(SFRA)이 발족되어 사업관리 및 인허가 관리 업무를 수행하고 한국원자력연구원은 원자로계통 설계 및 원자로기술 실증, 핵연료 설계 및 제조기술 개발을, 한국전력기술은 플랜트 종합설계를, 두산중공업은 SFR 원형로 주요기기의 제작성 검토를 수행하고 있습니다.

SFR 원형로 개발 수행실적

SFR 원형로 개발 수행실적 - SFR 원형로 BOP계통에 대한 예비특정설계와 SFR 원형로 BOP계통 설계 사업에 대한 수행기간, 발주처 등의 정보가 있습니다.
사업명 수행기간 발주처

SFR 원형로 BOP계통에 대한 예비특정설계(1단계)

2013-2015

연구재단

SFR 원형로 BOP계통 설계(2단계)

2016-2017

연구재단

SFR 원형로 BOP계통 설계(3단계)

2018-2020

연구재단

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