고리 원전은 대한민국 최초의 상업용 원자력 발전소로 부산 기장군에 위치하고 있습니다. 이 원전은 여러 호기로 구성되어 있으며 각 호기는 다음과 같습니다
고리 원자력 발전소와 신고리 원자력발전소의 큰 차이는 OPR1000과 APR1400이라고 할 수 있습니다.
고리 1호기를 제외한 2,3,4호기는 OPR1000을 사용하고 신고리 1~4호기는 APR1400을 사용합니다.
우선 OPR1000과 APR1400의 차이를 먼저 보겠습니다.
OPR1000 ( Optimized Power Reactor , 원자력 발전의 표준화 개선형)
OPR1000은 원자력 발전의 표준화 개선형 Reactor로, 한국에서 처음으로 독자적으로 설계된 원자로입니다. OPR1000은 미국의 웨스팅하우스에서 설계한 컴뱃 설계(Combustion Engineering)의 가압수형 리액터(PWR) 를 기반으로 하여 개선된 모델입니다.
초기 Reactor는 Combustion Engineering라는 회사에서 1950년대부터 원자력 발전 기술을 개발하기 시작하였습니다. 이후 이 회사는 1990년대에 웨스팅하우스에 인수되었으며, 웨스팅하우스는 자신들의 기술과 전문성을 자사의 기술에 통합하였습니다.
기술 사양: 1000 메가와트급 출력을 갖추고 있습니다.
( OPR1000에서 1000이 1000MWt의 출력을 낸다는 의미입니다.)
안전 특성: 이 설계는 강화된 안전 시스템을 갖추고 있으며, 안전성 증진을 위해 설계 변경이 가미되었습니다. 예를 들어, 내진 설계가 강화되었고, 전반적인 시스템의 신뢰성 향상을 위해 여러 중복 및 다양성 시스템이 포함되어 있습니다.
웨스팅하우스의 기술 개선
안전 시스템의 향상
능동 안전 기능 : 웨스팅하우스는 원자로의 안전 시스템을 강화하기 위해 더욱 진보된 능동 안전 기능을 개발했습니다. 이러한 기능에는 고급 냉각 시스템과 자동 제어 시스템이 포함됩니다.
수동 안전 시스템 : 능동적 기능과 함께, 웨스팅하우스는 사고 시에도 전력이나 외부 동작 없이도 안전하게 반응을 멈출 수 있는 수동 안전 시스템을 통합했습니다. 이는 사고 발생 시 원자로를 안전하게 냉각할 수 있는 중요한 안전장치입니다.
연료 사용의 최적화
웨스팅하우스는 원자로의 연료 효율성을 높이기 위해 연료 설계를 개선하였습니다. 이를 통해 같은 양의 연료로 더 많은 에너지를 생산할 수 있으며, 연료 교체 주기를 연장하여 운영 비용을 절감할 수 있습니다.
운영 효율성 증가
건설 시간 및 비용 절감 : 웨스팅하우스는 원자력 발전소의 건설 과정을 표준화하여 건설 시간과 비용을 줄였습니다. 이는 모듈식 구성 요소 사용과 같은 혁신적인 건설 기법을 통해 달성되었습니다.
운영 및 유지보수의 간소화 : 발전소의 운영과 유지보수 절차도 간소화되어, 운영 효율성이 향상되고 인력 및 유지비용이 절감되었습니다.
덕분에
AP1000 리액터: 웨스팅하우스의 AP1000 리액터는 현대 원자력 기술의 선두 주자로, 강화된 안전 특성과 함께 향상된 경제성을 제공합니다. 이 리액터는 더 큰 안전 마진을 갖추고, 간소화된 설계로 인해 유지보수가 더욱 쉬워졌습니다.
APR1400 (Advanced Power Reactor , 고급형 원자력 발전)
APR1400은 OPR1000의 후속 모델로, 보다 큰 전력 수요를 충족시키기 위해 개발되었습니다. 이 설계는 OPR1000의 기반을 두되, 출력 확대와 고급 안전 기능 추가가 특징입니다.
기술 사양: 1400 메가와트급 출력으로, OPR1000보다 높은 전력을 생산할 수 있습니다.
(APR 1400에서 1400이 1400MWt의 출력을 의미합니다.)
안전 특성: APR1400은 향상된 능동 및 수동 안전 시스템을 갖추고 있어 최신의 국제 안전 기준을 만족시킵니다. 예를 들어, 더 큰 용량의 비상 냉각수 저장 탱크, 이중 격벽 시스템 등이 포함되어 있으며, 핵연료 사용 효율도 개선되었습니다.
Q) 큰 용량의 비상 냉각수 저장 탱크의 쓸모는 무엇인가요?
A)
비상 냉각수 저장 탱크(Emergency Cooling Water Storage Tank, ECWST)는 주요 사고 시 원자로의 핵연료가 과열되는 것을 방지하기 위해 냉각수를 제공합니다. 또한 OPR 1000과 비교해서 더 큰 안전 마진을 제공하고 사고 발생 시 대응 시간을 늘립니다.
Q) 이중 격벅 시스템은 무엇인가요?
A)
이중 격벽 시스템은 주요 원자로 구조물의 외벽을 두 겹으로 설계하여, 외부 충격이나 방사능 누출 사고 시 추가적인 보호층을 제공합니다.
내부 격벽이 손상될 경우 외부 격벽이 방사능 누출을 방지하는 추가적인 방어선 역할을 합니다.
기술적 진화
APR1400은 OPR1000 대비 여러 면에서 진화한 설계를 보여줍니다. 더 높은 출력과 향상된 안전 기능 외에도 APR1400은 경제성과 건설 효율성 또한 개선되었습니다. 이 리액터는 표준화된 디자인을 통해 건설 비용과 시간을 절감하며, 더욱 빠르게 상업 운전에 들어갈 수 있도록 설계되었습니다.
두 리액터 설계 모두 한국의 원자력 기술 발전을 대표하며, 전 세계적으로도 인정받고 있는 기술입니다. 이들은 한국이 국제 원자력 시장에서 중요한 역할을 할 수 있게 하는 기술적 자산입니다.
고리 1호기
1978년 상업 운전을 시작한 대한민국 최초의 원자력 발전기로, 2017년에 영구 정지되었습니다.
대한민국 최초의 상업용 원자력 발전소로, PWR을 사용했고 부산 기장군에 위치해 있습니다. 1978년에 상업 운전을 시작했으며, 약 30년간 운영된 후 2017년에 영구 정지되었습니다.
이 원전은 한국 원자력 발전 역사에서 중요한 역할을 했으며, 영구 정지 과정은 한국 내 원전 해체 기술 발전의 계기가 되었습니다. 고리 1호기의 설계 수명은 당초 30년이었지만, 중간에 수명 연장을 통해 약 10년정도 추가 운영이 이루어졌습니다.
Q) 수명 연장은 어떻게?
원자로의 구성요소 점검: 원자로의 핵심 부품들, 예를 들어 제어봉, 연료봉, 압력 용기 등의 상태를 철저히 점검하고 필요한 경우에는 교체를 진행합니다.
안전 시스템 개선: 원자로의 안전 관련 시스템, 예를 들어 비상 냉각 시스템, 방사능 누출 감지 시스템 등을 최신 기술로 업그레이드하여 사고 대응 능력을 강화합니다.
노후화된 장비 교체: 운영 기간 동안 마모되거나 성능이 저하된 장비를 최신 장비로 교체하여, 발전소의 전반적인 효율과 안전성을 향상시킵니다.
고리 2호기, 3호기, 4호기
각각 1983년, 1995년, 1996년에 상업 운전을 시작했으며, 향상된 기술과 안전성을 갖추고 있습니다.
고리 2호기, 3호기, 4호기는 부산 기장군에 위치한 고리 원전의 일부로, 각각 1983년, 1995년, 1996년에 상업 운전을 시작하였습니다. 이들 원전은 고리 1호기에 이어 지어졌으며, 가압수형 원자로(PWR)를 사용합니다.
고리 2, 3, 4호기는 보다 진보된 안전 시스템과 기술을 통해 한국의 전력 수요를 지원하는 중요한 역할을 하고 있습니다. 각 원전은 향상된 출력과 효율을 자랑하며, 한국 원자력 안전 및 발전 기술의 진화를 반영합니다.
신고리 1호기, 2호기, 3호기, 4호기
이들은 보다 최신의 APR-1400 리액터를 사용하며, 향상된 안전 기능과 효율성을 제공합니다.
신고리 원전은 고리 원전 인근에 위치한 최신 원전 단지로, 신고리 1호기부터 4호기까지의 세부 정보는 다음과 같습니다.
신고리 1호기: 2011년 상업 운전을 시작했습니다. 이 원전은 APR-1400 모델을 사용하여 최신 안전 기준을 충족시킵니다.
신고리 2호기: 신고리 1호기와 동일한 모델을 사용하며, 2012년에 상업 운전을 시작했습니다.
신고리 3호기: 이 원전도 APR-1400 모델을 사용하며, 2016년에 상업 운전을 시작했습니다.
신고리 4호기: 2019년에 상업 운전을 시작했습니다. 신고리 3호기와 마찬가지로 최신 기술과 안전 기능을 갖추고 있습니다.
결론
웨스팅하우스가 Combustion Engineering이라는 회사를 인수한 후, 그 기술을 기반으로 한국의 첫 OPR1000 모델을 개발하였습니다. 이 모델은 고리 원전 2,3,4호기 건설에 사용되었습니다. 이후 한국은 OPR1000 모델을 진일보시켜 APR1400으로 발전시켰고, 이 최신 기술을 바탕으로 신고리 1~4호기를 건설하였습니다. 이 과정을 통해 한국 원자력 기술의 국제적 경쟁력 강화를 시킬 수 있었습니다.