가압수형 원자로: 두 판 사이의 차이

2016년 9월 17일 (토) 20:51 판

Pressurized Water Reactor (PWR)
加壓水形原子爐
가압수형 원자로

개요

원자로의 한 종류로, 이름에서 알 수 있듯 물에 압력을 가한 형태의 원자로다. 대한민국에서는 가장 일반적으로 쓰이는 원자로이며, 세계적으로 볼 때도 상당히 일반적^[1]으로 쓰이는 원자로다.

성질

일반적으로 부르는 가압수형 원자로는 경수로로, 감속재 및 냉각재로 모두 일반적인 물, 즉 ¹H가 포함된 경수를 쓴다. 그러나 중수로 형태로 중수를 사용할 수도 있으며, 가장 대표적인 형태인 CANDU로 역시 가압수형 원자로 형태를 띄고 있다. 그러나 세부적으로는 다소 다르기 때문에 일반적으로는 여전히 가압수형 원자로라 부르는 것들은 경수로다.

물이 도는 계통이 비등수형 원자로와 달리 원자로 계통(1차)와 터빈 계통(2차)가 분리되어 있다는 것이 특징으로, 1차 계통(감속재 및 열 전달)은 대략 15 MPa 상당의 압력을 걸어 수백도의 온도에도 끓지 않도록 하고 있다. 2차 계통(기력 발생)은 대략 6.5 MPa의 압력으로 270도 내지는 300도 정도에서 기화되며, 기화되는 수증기를 통해 기력으로 발전을 하는 것이 가압수형 원자력 발전소다. 2차 계통은 보통 냉각수를 통해 냉각되어 액화되어 순환한다.

노심에 물이 항상 가득 차 있으며, 1차 계통에 손상이 있어 외부로 물이 유출되지 않는 한 감속재의 손실 및 노심용융의 가능성이 없다는 것이 가장 큰 장점이다. 또한 제어봉의 투입이 원자로 상단부에서 이루어지기 때문에 제어봉 투입부를 통한 누출의 가능성이 적고, 유사시 자유낙하를 통해 제어봉을 투입할 수 있다. 멜트다운 시에 노심용융물이 중력에 의해 바깥으로 새거나 할 이유가 없다는 점 역시도 큰 장점^[2]이다.

2차 계통이 1차 계통이 완전히 분리되어 있어 핵연료와 직접 닿은 물이 원자로 건물 밖으로 나오지 않아 방사능 관리가 용이하다는 이점이 있다. 이 이점을 활용, 2차 계통의 폐열을 포함한 냉각수로 사용된 온배수는 다른 용도로 이용할 수도 있다. 다만 열효율적인 면에서, 1차-2차 열교환 단계에서 에너지 손실이 다소 있어 효율은 비등수형 원자로보다 떨어진다. 그럼에도 이중 계통으로 비교적 안전하기 때문에 많이 선택되는 것.

같이 보기

비등수형 원자로
CANDU - 가압수형 원자로와 비슷하나 중수로인 형태.

각주

↑ 다만 일본이나 미국의 경우에는 그렇지 않다. 이 두 나라는 대표적으로 비등수형 원자로를 쓰는 나라다. 다만 미국은 초기 사용이 그랬고, 현재는 가압수형 원자로가 주가 된 상태. 일본은 도쿄 전력 쪽이 경제성 등을 이유로 비등수형 원자로를 선호했고, 간사이 전력 쪽은 반대로 가압수형 원자로를 사용했다. 후쿠시마 원자력 발전소 사고가 일어난 일본 도쿄 전력의 후쿠시마 제1 원자력 발전소는 비등수형 원자로형의 발전소이다. 해당 문서를 참조.
↑ 비등수형 원자로는 밑에서 삽입하기 때문에 밑에 파이프를 달 수 밖에 없고, 노심용융시 바닥으로 떨어지는게 보통이다. 당장 후쿠시마 원자력 발전소 사고가 대표적.

[1] 다만 일본이나 미국의 경우에는 그렇지 않다. 이 두 나라는 대표적으로 비등수형 원자로를 쓰는 나라다. 다만 미국은 초기 사용이 그랬고, 현재는 가압수형 원자로가 주가 된 상태. 일본은 도쿄 전력 쪽이 경제성 등을 이유로 비등수형 원자로를 선호했고, 간사이 전력 쪽은 반대로 가압수형 원자로를 사용했다. 후쿠시마 원자력 발전소 사고가 일어난 일본 도쿄 전력의 후쿠시마 제1 원자력 발전소는 비등수형 원자로형의 발전소이다. 해당 문서를 참조.

[2] 비등수형 원자로는 밑에서 삽입하기 때문에 밑에 파이프를 달 수 밖에 없고, 노심용융시 바닥으로 떨어지는게 보통이다. 당장 후쿠시마 원자력 발전소 사고가 대표적.

[1]

[2]

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 물이 도는 계통이 [[비등수형 원자로]]와 달리 원자로 계통(1차)와 터빈 계통(2차)가 분리되어 있다는 것이 특징으로, 1차 계통(감속재 및 열 전달)은 대략 15 MPa 상당의 압력을 걸어 수백도의 온도에도 끓지 않도록 하고 있다. 2차 계통(기력 발생)은 대략 6.5 MPa의 압력으로 270도 내지는 300도 정도에서 기화되며, 기화되는 수증기를 통해 기력으로 발전을 하는 것이 가압수형 원자력 발전소다. 2차 계통은 보통 냉각수를 통해 냉각되어 액화되어 순환한다.
-노심에 물이 항상 가득 차 있으며, 1차 계통에 손상이 있어 외부로 물이 유출되지 않는 한 감속재의 손실 및 [[노심용융]]의 가능성이 없다는 것이 가장 큰 장점이다. 또한 제어봉의 투입이 원자로 상단부에서 이루어지기 때문에 제어봉 투입부를 통한 누출의 가능성이 적고, 유사시 자유낙하를 통해 제어봉을 투입할 수 있다.
+노심에 물이 항상 가득 차 있으며, 1차 계통에 손상이 있어 외부로 물이 유출되지 않는 한 감속재의 손실 및 [[노심용융]]의 가능성이 없다는 것이 가장 큰 장점이다. 또한 제어봉의 투입이 원자로 상단부에서 이루어지기 때문에 제어봉 투입부를 통한 누출의 가능성이 적고, 유사시 자유낙하를 통해 제어봉을 투입할 수 있다. 멜트다운 시에 노심용융물이 중력에 의해 바깥으로 새거나 할 이유가 없다는 점 역시도 큰 장점<ref>비등수형 원자로는 밑에서 삽입하기 때문에 밑에 파이프를 달 수 밖에 없고, 노심용융시 바닥으로 떨어지는게 보통이다. 당장 [[후쿠시마 원자력 발전소 사고]]가 대표적.</ref>이다.
 차 계통이 1차 계통이 완전히 분리되어 있어 핵연료와 직접 닿은 물이 원자로 건물 밖으로 나오지 않아 방사능 관리가 용이하다는 이점이 있다. 이 이점을 활용, 2차 계통의 폐열을 포함한 냉각수로 사용된 온배수는 다른 용도로 이용할 수도 있다. 다만 열효율적인 면에서, 1차-2차 열교환 단계에서 에너지 손실이 다소 있어 효율은 비등수형 원자로보다 떨어진다. 그럼에도 이중 계통으로 비교적 안전하기 때문에 많이 선택되는 것.