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921 검색 결과: 원자력

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중국 원자력발전 중대 특별 프로젝트, 일련의 아이코닉 성과 획득

2017년 8월 31일 중국과학기술부에 의하면, 중국 원자력발전의 자체적 혁신 능력은 뚜렷하게 높아져 원전 강대국 목표의 기반을 마련하였다. 원자력발전 특별프로젝트 이행 10년간 신제품, 신소재, 신공법, 신장비 등 980가지 기술장비를 개발하였으며 지적재산권 3,000개 신청, 업계 및 업체 표준 849가지 편성, 41개 혁신팀과 각종 과학기술인력 양성, 청년학술 및 기술리더 800명을 육성하는 성과를 거두었다.

원자력발전 중대 특별프로젝트는 “국가중장기과학 및 기술발전 계획요강(2006~2020)”에서 확정한 16개 국가과학기술 중대 특별 프로젝트 중 하나로서 주로 대형 선진적 가압 경수로 원자력발전소 및 고온 가스 냉각 원자로 원자력발전소 두 가지 원자력발전 기술을 포함한다. 10년간 지속된 특별 프로젝트를 거쳐 일련의 획기적인 성과를 거두었으며 중국 원자력발전 개발 설계 및 관리 수준은 대폭 향상되었고 중국 원자력발전의 안전 고 효율적 발전을 더한층 추진하였다. 이러한 성과는 원자력발전의 “국외수출”에 큰 도움을 주었을 뿐만 아니라 원자력발전 강대국과 제조업 강대국 목표에 튼튼한 토대를 마련하였다.

가압 경수로 연구에서 중대한 기술 연구 성과를 거두었을 뿐만 아니라 중대 장비 및 시스템 개발의 중요한 성과를 얻어 원자력발전 산업 체인의 변환 및 업그레이드를 이끌었고 실험검증기술과 플랫폼 건설에서도 중요한 성과를 거두어 자체적 혁신 능력을 향상시켰다. CAP1400시범공정의 적극적인 추진과 지적재산권, 원자력발전 표준 및 인재 양성 등 측면에서 중대한 성과를 이루어냈다. CAP1000은 국외에서 수입한 AP1000 원자력발전 기술을 기반으로 비능동형 설계 개념을 이용하여 개발된 지적재산권과 독자적 수출권을 보유한 중요한 과학기술 성과이다. CAP1000은 지적재산권을 소유한 원자력발전 모델 번호를 갖고 있을 뿐만 아니라 핵심설비와 재료는 전부 자체적 설계 및 국산화 제조를 구현하였다. 2016년 12월 31일까지, 가압 경수로 중대 특별 프로젝트에서 지적재산권 총 2,894개를 보유하여 원전 설계, 시험, 안전 평가, 협력혁신체계, 장비 제조 등 측면에서의 국가 기술 능력을 전면적으로 향상시켰다. 현재, 수입된 AP1000에 대한 기술 연구는 기본적으로 완료되었으며 저장싼먼(浙江三門) 의탁 프로젝트의 첫 기계 유닛 열 시험 주요작업도 완료되어 핵연료 장전이 곧 이루어질 전망이다.

고온 가스 냉각 원자로 프로젝트는 4세대 원자력발전 기술을 타겟으로 진행되고 있다. 현재, 20만 KW 모듈러 고온 가스 냉각 원자로 원자력발전소 시범 공사가 곧 산둥룽청스다오만(山東榮成石島灣)에서 준공될 예정이다.

4세대 원자력발전 기술에서 중국의 고온 가스 냉각 원자로 시범 공사는 글로벌 시범 공사 중 완성도가 가장 높으며 상업화에 제일 접근하고 안전성이 가장 높은 4세대 원자력발전 시범 공사이다. 중대 특별 프로젝트 개발을 거쳐 중국의 고온 가스 냉각 원자로 시범 공사는 90% 국산화를 구현하였다. 산둥룽청스다오만 시범 공사는 중국 4세대 원자력발전 기술발전에 중요한 기반으로 될 것이다.

4세대 원자력발전은 현재 가장 안전한 기술로서 익스트림 사고 상황에서도 인간의 개입이 없이 재료 자체의 능력으로 노심용융, 방사선 물질 대량 누출을 방지할 수 있다. 특별 프로젝트에 대한 지원으로 중국의 3세대 원자력발전 기술은 대폭 향상되었으며 4세대 원자력발전 기술도 점차 세계 선두에 나서게 되었다. 원전 관련 장비 제조의 업그레이드를 완성하였고 중국은 원자력발전 강국 목표를 향해 매진하고 있다.

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방사선 대처 첫 원자력 로봇 개발

2017년 6월 19일, 중국과학원 청두(成都)광전자기술연구소는 지상, 수중 등 4대 응급로봇으로 이루어진 중국 첫 원자력발전 응급로봇 시리즈를 개발하여 2016년 11월에 다야완(大亞灣)원자력발전소에 납품하였다고 발표하였다.

초강도 핵 방사선환경은 인간의 금지구역일 뿐만 아니라 일반 공정로봇도 접근 불가능한 구역이다. 강력한 방사선환경 조건에서 일반 로봇의 금속재료 케이스는 활성화되고 고무와 같은 일반 재료 노화는 가속한다. 또한, 전송을 제어하는 전자설비는 효력을 상실하고 카메라의 유리렌즈마저 “선글라스” 형태로 변한다. 2014년 광전자기술연구소는 중국광둥(廣東)원자력발전그룹회사의 챠오쑤카이(喬素凱) 연구팀과 협력하여 원자력발전 응급로봇을 개발하였다. 응급로봇은 지상, 수중 응급로봇과 이물질 인양 로봇, 소형 수중관측로봇으로 구성되었으며 주로 지상과 수중 두 가지 작업 유형으로 나뉜다.

원자로 풀(pool), 핵연료 풀 등 강력한 방사선 환경에서 임무 집행 시, 응급 로봇은 최대로 65도 고온과 시간당 10,000 Sv 에 달하는 핵 방사에 견딜 수 있다. 설계과정에서 단순히 내방사성 재료의 사용에만 그치지 않고 로봇의 기능구역에 대한 합리적인 기획, 분산식 회로 설계, 센서의 능동적/수동적 강화 등 종합적 기술을 통하여 전체 방사선 내성을 향상시켰다. 강력한 방사선환경을 감지하기 위하여 로봇은 세계 최고 수준의 방사선 내성을 보유한 카메라를 설치하여 시간당 10,000 Sv 핵 방사환경에서 600라인 해상도 또는 100 Sv 환경에서 200만~500만 화소에 달하는 고해상도 이미지를 외부에 전송할 수 있다. 또한, 응급로봇은 높은 방사선환경에서의 무선데이터 전송, 원격제어 지원, 핵 방사선 계량과 온도 습도 등 현장 정보 채집과 같은 응급처리 작업을 수행할 수 있으며 장착된 로봇팔을 이용하여 이물질 포획, 현장 샘플 수집, 간단한 밸브 개폐작업 등 응급처리를 진행할 수 있다. 응급로봇그룹에서 가장 무거운 로봇이 100 kg밖에 안되기에 원자력발전 사고발생 시 하나의 컨테이너로 신속한 현장운송이 가능하다. 응급로봇은 응급사고 처리뿐만 아니라 원자력 발전소의 일상 유지 보수, 데이터 수집, 데이터 탐측 등 분야에서도 중요한 역할을 발휘할 것으로 전망된다.

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중국 건설 중인 원자력 유닛이 세계 1/3 차지

2017년 4월 27일에 개최한 중국원자력업계협회 제3차회원대회에서 발표한 데이터에 의하면, 2017년 3월까지 중국 본토에서 운행 중인 원자력 유닛이 36대이고 설비용량은 3,472만 kW이며 건설 중인 원자력 유닛이 20대이고 설비용량은 2,311만 kW에 달하여 전 세계 1/3를 차지하였다. 그중 건설 중인 3세대 원자력 유닛이 10대이고 설비용량은 1,310만 kW이다.

최근 5년에 중국은 상업용으로 투입한 원자력 유닛이 21대이고 신규 설비용량은 2,208만 kW이고 5년에 원자력 유닛 15대를 건설하였다. 2016년 말까지 중국 본토 원자력 발전량이 전국 총 발전량의 3.56%를 차지하였고 2012~2016년 원자력 발전량은 평균 19.4% 증장하였다.

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중국원자력과학연구원, 차세대 원자력안전 및 폭발물 탐측 장비 개발

최근, 중국원자력과학연구원에서 개발한 γ선 삼차원 이미징 시스템 및 소포 폭발물 중성자 검출 시스템 프로토타입이 베이징시(北京市)과학기술위원회에서 조직한 전문가 검수에 통과되었다. 이는 중국핵공업집단이 원자력 비상사태 및 폭발물 탐측 분야에서 개발한 또 하나의 새로운 기술 장비로서 중국 반테러 장비 기술의 발전을 추진하였다.

해당 기술은 세계 차세대 원자력안전 및 반폭발(Anti explosion) 장비의 선진 기술이다. 그 중 γ선 삼차원 이미징 시스템은 세계에서 최초로 기존의 이미징 시스템으로 방사선 오염 지역을 정확하게 확정하지 못하는 문제를 해결하여 방사성 오염의 후속 처리에 효과적이고 신뢰적인 근거를 제공하였다. 소포 폭발물 중성자 검출 시스템은 현재 선진적인 고속 중성자 결합 입자 검출 기술을 이용하여 의심스러운 포장물에 숨겨진 폭발물을 쾌속으로 탐측할 수 있어 반테러 폭발물 제거 효율을 향상시켰다.

향후 중국원자력과학연구원은 해당 장비의 제품화 과정 및 성과 보급을 가속화하여 더욱 강한 시장 경쟁력을 보유한 반테러 장비를 개발할 예정이다.

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랴오닝원자력발전유한회사, 중국 첫 원자력 열병합발전 기술 특허 획득

최근, 중국핵공업집단 랴오닝(遼寧)원자력발전유한회사의 중국국가지식산권국에 신청한 “대형 상업용 원자력발전 기반 열병합발전 방법”이 중국 국가특허를 획득하였다. 해당 특허는 중국 첫 원자력 열병합발전 특허로서 원자력발전소에서 전력을 공급하는 동시에 열공급을 진행하여 원자력발전소의 열에너지 종합 이용을 향상시킬 수 있으며 또한 석탄 발전 열공급으로 인한 환경오염 문제를 해결하여 경제효율을 향상시킬 수 있다.

원자력 열병합발전은 핵융합열을 이용하여 원자력발전소 2차 계통의 물을 수증기로 가열한 후 일부분을 증기터빈을 구동하여 발전하는데 사용하고 다른 일부분을 열교환기를 통하여 난방 온수 가열에 사용하는 순환 이용 방식으로 열-전기 결합 생산 목적에 도달한다. 원자력 열병합발전은 에너지 절약, 환경 개선, 열공급 품질 향상, 전력공급 증가 등 종합성 효율 향상 효과를 보유하고 있으며 또한 고품질 열에너지를 공급할 수 있는 동시에 원자력발전 장비의 발전 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

현재 중국 북방 지역의 겨울철 대기오염은 증가하고 있다. 이에 대비해 랴오닝원자력발전유한회사는 원자력 열병합발전 기술을 개발하여 청정에너지(clean energy)를 공급할 수 있게 하여 환경오염 문제를 효과적으로 해결하였다.

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톈완원자력발전소, 중국-러시아 원자력 분야 협력 성과

중국과 러시아는 원자력에너지의 평화이용 분야에서 다년간 지속적으로 협력하였다. 중국은 러시아 기술을 이용하여 4기에 달하는 천연가스 원심분리기 공장을 건설하였으며 마지막 공장은 2012년에 가동되었다. 2011년, 중국원자력과학연구원은 러시아 기술을 이용하여 중국 최초 나트륨냉각 고속중성자실험원자로(CEFR)를 건설하였으며 계통연계형 발전에 성공하였다.

톈완(田湾)원자력발전소는 중국과 러시아가 원자력분야 협력에서의 가장 성공적인 사례이다. 톈완원자력발전소의 1호기와 2호기는 2007년에 이미 상업운영에 투입되었다. 중국은 이 프로젝트를 통하여 제일 선진적이고 출력 및 기술함량이 가장 높으며 성능이 우수한 원자력발전소 기술을 획득하였으며 원자력발전소 운영과 유지보수 관련 고급전문가도 확보하였다.

러시아국가원자력그룹회사에서 계속하여 톈완원자력발전소 3호․4호 발전장치를 구축하고 있으며 2017년에 발전하기 시작하고 2018년에는 상업운영에 투입할 예정이다.

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중국 향후 10년간 원자력발전소 60개 이상 건설

중국 국가원자력발전 정밍광(鄭明光) 부총경리는 세계원자력협회(World Nuclear Association, WNA) 회의에서 중국은 향후 5년간 약 30개 원자로를 건설할 것이며 그후 5년간에는 더욱 많이 건설할 것이라고 발표하였다.

정밍광 부총경리의 소개에 의하면, 중국의 주요 원자력발전기업은 국가원자력발전, 중국핵공업그룹(“중핵”으로 약칭), 중국광핵그룹[원 중국광둥(廣東)원자력발전그룹, “중광핵”으로 약칭)으로서 매년 적어도 2개의 새로운 원자로를 건설할 것이다. 새로 건설되는 60개 원자력공장은 6~10개 CAP1000형 원자로가 포함되는데 이는 도시바(Toshiba, 6502.T) 산하 웨스팅하우스(Westinghouse)에서 제조한 AP1000형 중국버전이다.

첫 번째의 신설 6개 원자로는 중핵이 저쟝(浙江) 산먼(三門)에서 제조되는 2개의 새로운 원자로, 국가원자력발전은 산둥(山東) 하이양(海陽)에서 추가 건설되는 2개의 원자로, 중핵이 광둥(廣東) 루펑(陸豊)에서 건설되는 2개의 원자로가 포함된다.

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하이난성(海南省), 중국 원자력발전 비례가 가장은 성(省)

2016년 8월 12일 17시, 하이난원자력발전유한회사(이하 “하이난핵전”으로 약칭) 창쟝(昌江)원자력발전프로젝트 2호 설비세트는 상업운영조건이 구비되었다. 따라서 하이난 창쟝원자력발전프로젝트 1기 공정의 2개 설비세트는 건설이 완료되고 연간 발전량은 90억~100억kWh에 달하는데 이는 하이난성 전력공급의 1/3 정도에 해당되어 하이난성은 중국 원자력발전 비례가 가장 높은 성으로 되었다.
2015년 10월 전까지, 하이난 전원구조는 화력(석탄)발전을 위주로 하고 수력발전, 가스발전, 풍력발전, 바이오매스, 태양광발전과 잔열발전을 보충으로 하였다. 2015년 12월, 하이난 원자력발전 1호 설비세트가 발전하기 시작하여 하이난성 기존의 전원구성을 철저히 타파하였으며 각종 상호 보완하는 전원구성이 형성되었다.
하이난 창쟝원자력발전프로젝트는 하이난성 창쟝리(黎)족자치현 하이웨이(海尾)진에 위치해 있고 현재 중국 가장 남쪽의 원자력발전소이다. 하이난 원자력발전은 중국허뎬(核電), 화능(華能)허뎬, 화능국제가 공동으로 출자하여 건설하였을 뿐만 아니라 또한 하이난 창쟝원자력발전 설비세트의 건설운영과 관리를 담당하였다.
하이난 원자력발전 전반적 계획은 4개 원자력발전 설비세트를 건설하되 분기하여 건설한다. 1기공정 총 투자액은 235억위안이고 2대 65만kW 가업수형 원자력발전 설비세트이며 중국이 자체로 설계하고 건설한 첫 번째의 표준화 상업용 원자력발전소인 친산(秦山)원자력발전 2기공정을 참고하였다. 이는 부분적으로 “3세대 원자력발전 설계표준”을 만족시키는 “2세대 개진형” 가압수형 원자력발전기술을 사용하였는데 이는 중허(中核)그룹이 자주 개발한 중국 지적재산권을 가지고 있는 CNP650 가압수형 원자력발전기술을 만족시킨다.
1호 및 2호 설비세트는 각각 2010년 4월 25일과 2010년 11월 21일에 건설하기 시작하였고 첫 번째 설비세트는 2015년 12월 25일에 정식 운영하기 시작하였다. 친산원자력발전 2기공정에 비해 하이난 원자력발전은 1,000개 이상의 기술개조, 17개 중요한 기술개진, 1,311개 일반개조를 실시하였다. 예를 들면 디지털화 분포식 제어시스템, 주급수 격리설계 등이 포함되는데 이를 통해 원자력발전소의 안전성을 향상시켰다.
또한 하이난 원자력발전의 종합 국산화율은 82%이상에 달하였다. 하이난 원자력발전은 하이난에서 지금까지 투자가 가장 크고 기술이 선진적이며 공법이 친환경적인 1호 에너지공정이다. 1기 공정의 2개 설비세트가 운영하기 시작한 후 하이난 경제성장에서 직면하고 있는 전력공급 부족문제를 해결하게 되고 하이난 에너지구조를 개선하며 전원배포를 최적화하게 된다.
이외에, 하이난 창쟝원자력발전프로젝트 2기 공정도 전기 준비단계에 진입하였고 하이난 원자력발전은 또한 하이난성 신에너지프로젝트 건설, 원자력 기술응용과 원자력발전 과학보급관광 등 프로젝트를 추진하게 될 것이다.

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건설 중인 원자력발전 설비용량 세계1위

2016년 7월까지, 중국대륙 원자력발전 총 설비용량은 5,500여만kW로서 세계4위를 차지하며 그중 건설 중인 원자력 발전기 규모는 세계1위를 차지하고 있으며 3세대 원자력발전 기술은 세계 선두를 달리고 있다.

1954년, 세계 최초의 원자력발전소가 구소련(蘇聯)에서 건립되었으며 원자력발전은 이미 60여년의 역사를 걸어왔다. 통계 데이터에 의하면, 2015년 원자력발전은 전 세계적으로 10.6%의 전력 에너지를 제공하였다.

중국 원자력발전 사업은 비약적으로 발전하고 있다. 1991년 중국 첫 원자력발전소인 친산(秦山) 원자력발전소가 가동되었고 현재 중국은 운영 중인 원자력 발전기는 34대, 건설 중인 원자력 발전기는 20대이다. 2015년, 중국에서 자체로 개발한 3세대 원자력발전 기술 “화룽(華龍)1호” 중국내 첫 번째 원자로와 국외 첫 번째 원자로가 잇따라 착공되었다. “화룽1호” 설계는 현재 세계 최고 안전기준을 채용하였다.

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남중국해에 해상 원자력발전소 20개 건설 예정

2016년7월14일, 중국핵공업집단(CNNC)은 향후 중국은 남중국해 섬과 암초에 약 20개의 해상 원자력발전소를 건설할 예정이라고 밝혔다. 중국 해상 민용 원자력 기술의 성숙과 더불어 중국은 해상 원자력 플랫폼 및 쇄빙선 구축에 진력하고 있다.

해양 원자력 플랫폼은 해상 이동식 소형 원자력발전소이며 소형 원자로와 선박공학의 유기적 결합을 이룬 것이다. 해당 플랫폼은 해양 석유 채굴과 외딴 섬에 안전하고도 효율적인 에너지를 공급할 수 있을 뿐만 아니라 고출력 선박과 해수 담수화 분야에서도 활용할 수 있다.

또한 중국이 남해지역에 대한 실질적 통제, 상업적 개발 능력 지원 및 향후 남중국해 전력과 에너지 시스템 구축에 도움을 주어 남해지역의 상업적 개발을 가속화 할 예정이다.

해양원자력 플랫폼은 중국 독창적 자체 지식재산권을 보유한 기술로서 민용 원자력 선박 분야에 새로운 기술적 수단을 제공하였다. 매개 해양원자력 플랫폼 예상투자는 약 20억위안(한화 약 2,600억원)에 달하며 20개 플랫폼 건설비용은 대략 400억위안으로 한척의 원자력 항모함 구축비용보다 낮다. 남중국해섬과 암초에 해양원자력 플랫폼을 구축하면 한척의 원자력 항공모함에 상당하다. 시샤융싱도(西沙永興島), 난사융수자오(南沙永暑礁)에 원자력 플랫폼을 구축하면 작전 비행기와 미사일 시스템을 탑재한 두척의 해상 항공모함에 상당하며 그 군사적 우위는 미국 장거리 이동 항공모함을 훨씬 초과한다.

국가 에너지 해양원자력 플랫폼 기술 연구개발센터는 중국 첫 국가급 해양원자력 플랫폼 기술 연구개발센터이며 후베이(湖北) 중국선박중공업 719연구소에서 주도하고 중국원자력연구설계원, 중커화(中科華)원자력발전기술연구원유한회사와 중국해양석유연구총원 등 기관에서 공동으로 참여하였다.