제 16 회원자력안전기술정보회의 (2012.4.3~2012.4.4) 후쿠시마사고후속신형원자로개발방향 2012. 04. 03 이광원 원자로설계개발단
목 차 1 관계 ID가 rid2인이미지부분을파일에서찾을수없습니다. 후쿠시마사고교훈및후속대책 2 해외신형로개발현황및방향 3 국내신형로개발현황및방향 4 신형로개발현안및추진과제 5 결론및제언 2
1. 후쿠시마사고교훈및후속대책 후쿠시마사고교훈 안전신화, 자기만족그리고검은백조현상 (Nassim Nicholas Taleb, 2007) 자연재해및테러로인한설계기준초과사고대비부족중대사고발생및완화대책미비공통원인고장및다중호기영향부지조건별고유설계미비 ( 원설계개념및표준설계개념차용시문제점 ) 안전규제의독립성과투명성문제 후쿠시마사고후속대책 자연재해및테러방호설계기준강화 ( 부지별특성고려 ) 중대사고완화설비강화및사고관리절차확립 ( 사고방지뿐만아니라사고완화강조 ) 필수계통의다양성확보투명한안전규제및안전최우선문화확산 ( 사회문화적신뢰회복 ) 3
2. 해외신형로개발현황및방향 해외신형로개발현황 ( 후쿠시마사고이전 ) 원자력르네상스시대도래 : 지구온난화문제해결책, 지속가능한그린에너지원원전건설 ( 전력 ) 필요성증대 : 화석연료가격상승과자원무기화원자력에너지활용범위확대 : 수소경제, 해양용, 지역난방, 담수화등신형로 ( 개량형및혁신형 ) 개발및적용 : 신형경수로해외시장진출확대 Gen-IV 원자로개발및적용 : 2030년대이후시장진입예상 해외신형로개발현황 ( 후쿠시마사고이후 ) 원자력위기재도래 : 원전안전성문제재발, 불신증폭 ( 검은백조현상 ) 신재생에너지원개발확대 : 탈핵및신재생에너지개발확대원전안전성재점검및활용재검토 : stress test, 후속조치, 혁신적안전성개념완전피동형원전및 SMR 개발확대 : 시장판도재편 Gen-IV 원자로개발및적용 : 조기시장진입예상 4
2. 해외신형로개발현황및방향 해외신형로개발방향 ( 유형별현황 ) 대형개량형원자로개발 - 능동형또는혼합형안전계통채택 : EPR, APWR, ABWR, VVER 대형혁신형원자로개발 - 완전피동형안전계통채택 : AP1000, AP1700, ESBWR 중소형원자로개발 - 일체형경수로 : W-SMR, mpower, HI-SMUR, NuScale, IRIS, RITM, CAREM - 블록형경수로 : KLT-40S, 40M - 일체형가스냉각로 : PBMR, GT-MHR, GT-HTR, HTR-PM - 일체형소듐냉각로 : Hyperion Power Module, 4S Gen-IV 원자로개발 - 열중성자로 : 초고온가스냉각로 (VHTR), 초임계수냉각로 (SCWCR), 용융염냉각로 (MSR) - 고속중성자로 : 가스냉각고속증식로 (GFR), 소듐냉각고속증식로 (SFR), 납냉각고속증식로 (LFR) 5
2. 해외신형로개발현황및방향 해외신형로개발방향 ( 피동형안전설계개념채택 ) 대형가압경수로 (AP600/1000) 6
2. 해외신형로개발현황및방향 해외신형로개발방향 ( 피동형안전설계개념채택 ) 대형비등경수로 (ESBWR) 7
2. 해외신형로개발현황및방향 해외신형로개발방향 ( 피동형안전설계개념채택 ) 소형모듈형경수로 (NuScale) 8
3. 국내신형로개발현황및방향 국내신형로개발현황 ( 가압경수로 ) 2000s 2010s 2020s 2030s Main PWR APR1400 APR+ Development of NG PWR Commercialization of NG PWR Localized PWR EU-APR1400, US-APR1400 APR1000 Small & Medium PWR 주력노형개발 : 대형가압경수로, 산업계주도 - APR1400 계열 : 국내건설 (SKN3&4, SUN1&2, SKN5&6, SUN3&4), 해외건설 (BNPP), 유럽시장용 (EU-APR1400), 미국시장용 (US-APR1400) - APR1000 계열 : OPR1000의개량형 ( 틈새시장 ) - APR+ (1500MWe급) : 국내건설 (SKN7&8, 후속호기 ), 해외수출용 ( 기술이전가능 ) - 신개념명품원전 (1700MWe급) : 완전피동안전설계개념도입, 차세대혁신노형중소형가압경수로개발 : SMART 계열 ( 연구계주도 ) 및경수형 SMR ( 산업계주도 ) 9
3. 국내신형로개발현황및방향 국내신형로개발현황 (GEN-IV 원자로 ) 소듐냉각고속로 (SFR) 개발 : 연구계주도 - KALIMER-600 : Gen-IV SFR 참조노형으로선정초고온가스냉각로 (VHTR) 개발 : 연구계주도 - VHTR : Gen-IV 국제공동연구, 2022년원자력수소생산실증시스템완공목표 10
4. 신형로개발현안및추진과제 후쿠시마사고이후신형로개발현안 중대사고방지뿐만아니라완화설비강화 (APR+ 설계개념 ) - 사고방지기능강화 : 4-train(N+2) 안전계통설계및 PAFS 도입 EDG#I SIP #3 EDG#II SIP #4 EDG#IV SIP EDG#III SIP SIP #1 SIT #1 SIT #4 RCP #1B S/G #1 RV RCP #1A SIT #3 RCP #2A RCP #2B SIT #2 S/G #2 SIP #2 IRWST CONTAINMENT EDG#I APR1400 APR + SIP SIT SIT RCP SIT RCP S/G RV S/G RCP RCP SIT SIP EDG#II IRWST CONTAINMENT 11
4. 신형로개발현안및추진과제 후쿠시마사고이후신형로개발현안 중대사고방지뿐만아니라완화설비강화 (APR+ 설계개념 ) - 사고완화기능강화 : 비상급속감압계통 (ERDS) 도입 ERDS POSRV P P RDT PRESSURIZER IRWST APR1400 APR + 12
M M M M M M M M M M 4. 신형로개발현안및추진과제 후쿠시마사고이후신형로개발현안 중대사고방지뿐만아니라완화설비강화 (APR+ 설계개념 ) - 사고완화기능강화 : 혼합형 (Hybrid) IVE-ERVC 도입 Aux. Building Steam Generator Containment Building Steam Generator APR + Reactor Vessel Passive Condensation Cooling Tank Containment Building Passive Condensation Cooling Tank CVCS HVT RCS BAMP (200 gpm) SCP (5000 gpm) IRWST External Reactor Vessel Cooling System Cavity Reactor Cavity Flooding System IRWST Battery Reactor Coolant System Battery Battery APR1400 IRWST Reactor HVT IRWST Shut Down Cooling Pump IVR-ERVCS Cavity Battery Cavity Flooding System Containment Spray Pump 13
4. 신형로개발현안및추진과제 후쿠시마사고이후신형로개발현안 완전피동안전설계개념 ( 안전계통설계의패러다임변환 ) Pros Cons Active systems - High efficiency - Well defined performance - Easy & fine controllability - Requiring external power - Complicated configuration - Huge components Passive systems - Highly reliable (No ext. power) - Simple configuration - Small number of components - Low efficiency - Hard to prove its performance - Hard to control - Potential unknown phenomena NPPs APR1400, APWR, EPR AP1000, ESBWR Active APR1400 US-EPR US-APWR Hybrid APR + SMART APWR + Passive PPP(NG PWR) AP1000 ESBWR SMR ALWR 개발후쿠시마사고이전후쿠시마사고이후 14
4. 신형로개발현안및추진과제 후쿠시마사고이후신형로개발추진과제 중대사고방지와중대사고완화설비의균형적배치완전피동안전설계개념채택공통원인고장 (CCF or CMF) 대비필수계통의다양성확보극단적인자연재해를고려한부지선정및방호설계중대사고관리지침 (SAMG) 보강 ( 필수안전변수상실고려및중대사고기기생존성확보 ) Pro-longed SBO 대비비상전원 ( 배터리, 원격또는이동식전원 ) 확보안전문화강화 ( 운영조직, 설계조직, 규제조직 ) 안전최우선주의를통한원전신뢰성회복신형로개발인허가체계구축 ( 미래형, 혁신형, 소형모듈형 ) 15
4. 신형로개발현안및추진과제 후쿠시마사고이후신형로개발추진과제 ( 대형가압경수로 ) Current PWR OPR1000 APR1400 PAR Fluidic Device APR+ PAFS Passive PWR CFS Passive IVR HVT/IRWST 16
4. 신형로개발현안및추진과제 후쿠시마사고이후신형로개발추진과제 ( 소형모듈형가압경수로 ) 소형모듈형원자로 (Small Modular Reactor) 완전피동기능채택으로안정성향상 ( 도시인접형 17 원전 ) 공장제작및설치로건설기간의획기적단축으로금융비용감소 모듈형태건설로초기투자비용절감및수요확대에대응가능 공장제작설치로공기단축 다목적활용의계통설계 ( 전기, 공정열, 담수화, 지역난방등활용 ) 화력발전소교체수요대응및선박동력원적용가능 개발도상국의경제규모에적합 ( 개도국신규원전수요 70% 이상이중소형원전 ) 17
4. 신형로개발현안및추진과제 후쿠시마사고이후신형로개발추진과제 ( 소형모듈형가압경수로 ) 안전성강화기술 ( 완전피동 ) 완전피동안전개념을도입 중력, 자연순환, 가스압축력등피동력에의해계통을작동시켜안전성및신뢰성을증진 기기제작성및운송성향상 기기내장화에따른일체화설계및제작 공장에서제작설비들을각종트레일러나기차 등으로이송가능하게제작 18 18
4. 결론및제언 결론 후쿠시마사고교훈 : 중대사고는더이상검은백조가아니다! 원전산업의위기또는재도약 : 안전최우선문화를통한신뢰회복원전설계의 Paradigm Shift : 사고방지뿐만아니라사고완화기능강화완전피동안전개념채택 : 더이상선택사항이아닌필수사항시장창출형신형로개발 : 규모의경제시장 ( 초대형원전개발 ) 및모듈의경제시장 ( 경수형 SMR 개발 ) 개척 제언 신형로개발체계확립 : 산업계, 연구계, 학계역할분담신형로인허가체계구축 : 선도적인허가기준정립후쿠시마사고교훈적극활용 : 위기는도약의기회다! 유연한원자력정책및정부지원유도 19
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