EU DEMO의 중간 열저장과 관련된 안전 문제

전문가 제언

○ DEMO 발전소의 인허가, 건설 및 운전에 요구되는 핵심 기술 및 재료가 여러 EU 융합협회 및 산업체들에 의하여 합동으로 개발되고 있다. 목표는 DEMO의 건설에 부응하여 유럽 산업체들이 참여하는 것이며 미래 융합발전소를 건설하는 것이다. 이 기술 및 재료의 일부는 ITER에서 처음에 시험될 것이다.

 

○ EU DEMO에서 열저장 재료는 용융염 액체로 선정되었으며 첫 번째로 천일염이 선택되었다. 이것은 밀도 1,900 kg/m？m？m, 비열 약 1,500 J/kg K, 증기압 <0.01Pa 및 비용 0.49$/kg로 아주 바람직한 조합이다. 결빙 온도 이상이면 대기압에서 액체이며 운전 온도는 랭킨사이클에서 양호한 효율을 가진 오늘날의 고온 및 고압 증기 터빈에 양립할 수 있다.

 

○ 일차 및 중간 회로 사이의 열교환기 튜브에서 LOCA 분석에서 일차 압력은 약 155bar이며 용융염 회로는 거의 대기압에서 운전된다. 열교환기 튜브에서 파열이 발생한다면 일차 물은 음속으로 중간 회로로 빠져나가며 물 압력은 일차 물 온도에 대응하는 포화 압력에 도달할 때까지 강하하고 그 순간에 증발한다. 물-용융염 발열 화학반응은 화재 또는 심지어 폭발, 즉 산화제인 염과 반응하여 결과를 악화시킬 수 있다.

 

○ 최악의 시나리오는 일차회로의 열을 제거하는 용융염 기능에 연계되어 있다. 용융염은 수소 및 유기화합물의 가능한 발열반응, 물과 염의 접촉에 의한 증기 폭발, 소외 전원상실 경우에 염의 고화, 펌프와 같이 심각한 후속조치 때문에 상황은 악화된다. 이 문제들은 구체적 안전성 기능을 도입하여 설계의 다음 단계에서 조심스럽게 조사되어야 한다.

 

○ 2007년 한국·미국·러시아·일본·중국·인도 등 6개국과 EU가 시작한 ITER은 인류 역사상 최대 규모의 과학 프로젝트다. 일이 순차적으로 진행되면 2017년에는 ITER 주 장치 조립을 위해 높이 22m, 폭 20m에 달하는 거대 구조물인 지그(JIG)가 들어선다. 발전소동에 처음 들어가는 시험시스템으로 한국이 조달하는 물품이다. 이후 2019년부터 약 5년간 본격적인 핵융합로의 조립이 진행될 것이다.

 

저자

Andrea Carpignano, Tonio Pinna, Laura Savoldi, Giulia Sobrero, Anna Chiara Uggenti, Roberto Zanino

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

109(111)

잡지명

Fusion Engineering and Design

과학기술
표준분류

에너지

페이지

135~140

분석자

김*수

분석물

• EU DEMO의 중간 열저장과 관련된 안전 문제.pdf [536,962 byte]

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