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1082 검색 결과: 원자력

1

중국의 원자력 정책동향

중국이 「파리 기후변화협약」의 약정에 따라 이산화탄소 방출량이 최고치에 이를 수 있는 2030년까지 저탄소 에너지시스템을 구축하려면 대체에너지원으로서의 원자력의 역할이 갈수록 중요해지고 있다.

2019년 12월말 기준 중국 내 운행중인 원자로 수는 47기, 전체 설비용량은 4,875만kw로서 미국과 프랑스에 이어 세계 3위를 차지하고, 건설중인 원자로 수는 13기, 전체 설비용량은 1,387만 1,000kw로서 세계 1위를 유지하고 있다. 또한 원자력의 안전관리가 상시적인 과제로 부각되는 상황에서 중국은 감독관리부문의 구조조정과 안전예산 확대를 통해 원자력 안전을 강화하고 있는 추세이다.

본문에서는 중국의 원자력정책의 변화과정, 3세대 원전의 자립화 및 차세대 원자로의 연구개발, 핵순환사업, 그리고 국제협력에 대해 분석하고 시사점을 제시하였다.

<목차>

배경
원자력 정책의 변화
3세대 원전의 자립화 및 차세대 원자로
핵연료순환 산업
국제협력 및 시사점

2

중국-러시아 최대 원자력 협력 프로젝트 착공

2021년 5월 19일, 중국-러시아 최대 원자력 협력 프로젝트인 톈완(田灣) 원전과 쉬다바오(徐大堡) 원전 착공식이 거행됐다.

원자력 협력은 중-러 간의 전통적인 우선 협력 분야로 최근 몇년간 빠르게 발전하고 있다. 이번 행사는 중-러 간의 신시대 전면 전략적 협력 파트너십을 이끌어 계속하여 높은 수준의 발전을 유지하는데 중요한 의미가 있다.

2018년 6월, 중핵그룹(中核集團)과 러시아 국가원자력그룹은 원자력 분야에서 200억 위안(한화 약 3조 5176억 원)의 협력 협의를 체결하고 톈완 원자력 발전소 7호기, 8호기 및 쉬다바오 원자력 발전소 3호기, 4호기 협력 건설을 합의했다.

장쑤(江蘇)성 롄윈강(連雲港)에 위치한 톈완 원전은 중-러 양국의 최대 규모의 기술 및 경제 협력 프로젝트로 양국은 오랜 협력 역사를 가지고 있다. 계획에 따르면 톈완 원전은 8대의 백만 킬로와트급 가압수형 원자로를 건설할 예정이다. 완공 후, 총 설치 용량은 900만 킬로와트를 초과하고 연간 발전 용량은 600억 킬로와트시를 초과하여 중국의 중요한 원전 기지로 부상할 전망이다.

이번에 착공한 7, 8호기는 러시아가 설계한 VVER-1200형 원자로 장치를 채용하고 중국산 증기터빈 발전기를 장착할 계획이다. 레닌 그라드 원전 2기를 참조하였으며 원전의 설계 운영 수명은 60년이다. 각 원자로의 착공 간격은 5개월이다.

쉬다바오 원전은 랴오닝(遼寧)성 후루다오(葫蘆島)시 싱청(興城)시 쉬다바오진에 위치하였고 3, 4호기는 해당 원전의 2기 공사이다. 원전의 설계 운영 수명은 60년이고 2021년 10월과 2022년 8월에 각각 착공할 계획이다.

3

세계 첫 “화룽1호” 원자력발전기 운행 상용화 실현

중핵그룹(中核集團)의 세계 첫 “화룽(華龍)1호” 원자력발전기인 푸젠(福建) 푸칭(福清)원자력발전소 5호기가 2021년 1월 30일에 전출력 연속 운전 평가를 완료하고 상업 운행에 투입되었다. 따라서, 중국은 미국, 프랑스, 러시아에 이어 자체적인 3세대 원자력발전 기술을 확보한 국가가 되었다.

“화룽1호”의 상업 운행 개시는 중국의 에너지 구조를 최적화하고, 친환경 저탄소 개발을 촉진하며, 탄소 피크 및 탄소중립 목표를 달성하기 위한 중요한 의미가 있다. “화룽1호”는 중국의 “국가 명함”으로 세계 원자력발전 시장에서 가장 널리 받아들여지는 3세대 원전 모델이다. 첫 원자로의 상업 운행 투입은 “화룽1호”의 양산화 건설과 세계로의 확장을 위한 견고한 기반을 마련했다.

“화룽1호”의 설계 수명은 60년이고, 원자로는 177개의 노심으로 설계되었으며, 노심 재급유 설계 주기는 18개월이고, “능동과 수동” 결합의 안전시스템과 이중층 격납용기 등 기술을 혁신적으로 채택하여 안전성 측면에서 세계 최고 안전표준 요구에 부합된다. 핵심 설비의 국산화를 달성하였고 전체 설비의 국산화율은 88%에 달하며 양산 능력을 갖추었다.

“화룽1호”는 2015년 5월에 착공하였고 5,300여개 설비제조 업체가 참여하였으며 2020년 11월 27일에 첫 그리드 연결에 성공했다.

“화룽1호” 각 유닛은 연간 약 100억 킬로와트시의 전력을 생산할 수 있으며, 이는 중진국 100만명 인구의 생산과 생활 전력 수요를 충족시킬 수 있고 아울러 312만톤의 석탄 소비를 줄이고 816만톤의 이산화탄소 배출을 감소하는 것에 해당하다.

4

중국 3세대 원자력발전 모델 “궈허(國和) 1호” 발표

2020년 9월 28일, 중국 국가전력투자집단(国家电投)는 중국 3세대 원자력발전 자주화의 대표적 성과인 세계 선진 3세대 원자력발전 모델-“궈허(國和) 1호”를 발표했다. 이로써, 중국은 21세기 초에 시작한 3세대 원자력발전 자주화 전략을 전반적으로 완료하였고 원자력발전 기술의 2세대에서 3세대로의 도약을 달성함으로써 전반적인 업그레이드를 완성하였다.
“궈허 1 호”는 해외로부터 인입한 3세대 수동 가압경수로(PWR) 원자력발전 기술에 기반하여 공학 프로젝트 플랫폼과 국가 대형 선진 PWR 원자력발전소 중대 프로젝트의 지원으로 개발한 완전한 자체 지식재산권을 소유한 대형 선진 수동 PWR 원자력발전 모델로 “안전계수가 높고 경제적 성능이 우수하며 혁신 성과가 많은” 등 많은 장점을 가진다.
2008년에 가동된 “궈허 1호” 프로젝트는 477개 기관의 26,000여 명의 기술 인력이 참가하였으며 12년간의 개발 연구를 거쳐 완성되었다. 중-미 원자력협력협정에 따르면 네트파워가 135만 킬로와트를 초과해야만 3세대 수동 원자력발전 자체 지식재산권을 보유한다. 따라서, 연구진은 “궈허 1호” 정층 설계 방안에 대한 전반적인 혁신을 수행하여 모델의 전체 성능과 효율을 전면적으로 향상시켰다. 2014년 1월에 국가에네지국의 심사에 통과하고 2016년 2월에 중국 원자력발전 역사상 범위가 가장 광범위하고 내용이 가장 심도 있는 연합 안전 심사를 통과했으며 2016년 4월에 국제원자력기구의 통용 안전 심사를 통과함으로써 국제적인 인정을 받았다. 현재 “궈허 1호” 시범 공정은 이미 99.2%의 시공을 완료하였다.
안전 성능에 있어서, “궈허 1호”는 다층 방어 시스템에 기반하고 “수동”과 “단순화” 개념을 체계적으로 응용하였으며 완전한 시험 검증을 거쳤다. 개발 과정에서 22개의 리그를 새로 구축하여 17항 시험의 887개 작업 조건을 완료하여 노심 용융, 격납용기 냉각 등 6개 테스트 과제를 달성하고 일련의 세계 선진 수준의 종합 주변 테스트 시설을 구축함으로써 모델의 안전성 심사를 지원하고 절대 안전을 확보하였다.
경제적 측면에 있어서, “궈허 1호”는 메인 펌프, 방폭 밸브, 압력 용기, 증기 발생기, 원자로 내부구조물, 제어봉 구동장치, 대형 단조품, 원자력급 용접 재료, 690U형 파이프 등 핵심 설비와 핵심 재료의 완전 자체 설계와 국산화 제조를 달성함으로써 여러 기술의 해외 의존도를 낮추었다. 설비의 전체 ​​국산화율은 90% 이상에 달하고 양산 후, 공사비용 약 20% 절감할 수 있어 국제적인 경쟁력을 갖출 전망이다.