중수로형 중수냉각 원자로(PHWR)의 현황, 구성요소, 특징

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1. 우리나라 원자력 발전소의 현황

• 발전용 원자로는 크게 경수형(BWR, PWR, PHWR)과 고속형(FBR)으로 구분
• 중수로형은 감속재 및 냉각재에 중수(D₂O)를 사용

주요 형태별 원자로 현황

1) 경수형(PWR): 신한울 5, 6호기 포함 총용량 13,500MW
2) 영광(한빛) 원자력: 총용량 5900MW
3) 울진(한울) 원자력: 총용량 7300MW
4) 월성 원자력: 총용량 2000MW
5) 가압 중수로(PHWR): 원전 #2,3,4

→ 발전소 24기, 설비용량 23,250MWe, 발전량 1690만MWh, 가동률 75%

2. 가압 중수로(PHWR)의 원리 및 구성 요소

1) 천연 우라늄을 연료로 사용하고, 감속재 및 냉각재로 중수(D₂O) 사용
2) 천연 우라늄과 중수를 사용해 연료 교환이 가능하며, 전환비가 높은 구조
3) 구성 설비

• 원자로: 천연 우라늄 사용
• 핵연료: 천연 우라늄(U-238 99.3%, U-235 약 0.7%)
• 감속재, 냉각재, 반사재: 중수(D₂O)
• 제어봉: 카드뮴, 붕소
• 차폐재: 콘크리트, 탄소강
• 증기발생장치: 증기 사이클 구성
• 터빈: 포화증기로 기계적 에너지 발생

3. 가압 중수로의 특징 (장·단점)

1) 연료비가 저렴함 (천연 우라늄 그대로 사용)
2) 핵연료 수명 길고 전환비가 커 Pu 생산량이 많음
3) 전환비(C.R): 생성 Pu / 소비 U-238, → 0.3~1.0 (가압 중수로는 0.8~1.0)

4) 연료 연속교체 가능 → 가동 중에도 연료 교체
5) 중수 관리 필요: 고가이며 누출 시 권역 손실 위험 있음
6) 냉각계통이 대형화됨
7) 2중 수소(중수)에 의한 독물(Tritium) 발생 가능 → 연속적 연구 필요

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