중국, 세계 최초. 4세대 고온 가스 냉각 원자로 가동 | 드디어 내륙지방에서도 원자로 가동되나?

베이징에 본사를 둔 중국화농그룹(CHGC)이 9년간의 건설 연구 기술 개발 프로젝트를 마치고 가스 냉각 HTR-PM 소형 모듈형 원자로(SMR | Small Modular Reactor)를 개시했다. 이 원자로는 중국 SMR 분야에서 가장 발전된 모델인 "4세대 원자로"이다. HTR-PM은 가스가 냉각되기 때문에, 큰 바다으로부터 멀리 떨어진 내륙에서 사용될 수 있다. 지금까지 상업적으로 가동되는 4세대 원자로는 없었지만 향후 10년간 안전, 연료효율 및 수명 비용 면에서 현재의 2세대와 3세대 원자로보다 우수할 것으로 예상된다.

 

 

 

중국은 이미 많은 4세대 원자로 설계를 하고 있으며, HTR-PM은 세계 최초의 자갈층 모듈식 고온 가스 냉각 장치이다. 일단 HTR-PM이 상업화되면 전기 발전기로써 수소 생산 공장의 일부로써 엄청난 시장 잠재력을 갖는 셈. 또한 중국이 2060년까지 탄소 제로화가 될 것이라는 시진핑 주석의 공약에 따라, 차세대 원자로는 중국 내부의 석탄 화력발전소를 대체하게 될 것이다.

 

원자로는 연료 적재작업이 시작된 지 23일 만에 중국 원자력안전청이 최종 승인을 내린 지 24일 만에 첫 연쇄반응을 달성했다. 중국화농그룹은 노심 및 제어봉과 계측기의 성능을 확인하기 위해 무출력 물리적 테스트를 실시할 것이라고 말했다. 만약 모든 과정이 순조롭게 진행된다면 원자로는 올해 말에 송전망에 연결될 것이다.

 

이 프로젝트는 중국 북동부 산둥성의 시다오 만 원자력 발전소에서 진행되고 있다. 목표는 두 개의 HTR-PM 원자로를 개발하여 210MW 터빈에 연결하는 것이다. 중국화농그룹은 이 프로젝트의 개발 컨소시엄 지분 47.5%를 보유하고 있으며, 나머지 지분은 중국원자력공사(China Nuclear Engineering Corporation | 32.5%)와 칭화대(Tsinghua University | 20%)가 나눠 갖고 있다. 칭화대의 과학자들은 이 프로젝트의 연구 개발 리더이다. 원자력 발전소 건설은 칭화대와 중국화농그룹의 합작사인 치너지(Chinergy)가 주도하고 있었다.

 

 

 

중국화농그룹의 왕 웬종(Wang Wenzong) 부회장은 "우리는 글로벌 및 산업 병목현상 기술을 이미 숙달했고, 엔지니어링 혁신을 검증했다. HTGR의 고유 안전성이 원자력 발전을 해안에서 내륙 지역으로 확대할 수 있기를 희망한다."라고 말했다. 이 프로젝트가 처음으로 2,000개 이상의 장비를 사용하고 세계 최초의 고온 가스 냉각 원자로 나선형 코일 증기 발생기를 포함한 600개 이상의 새로운 장비를 사용하고 있다. 또한 주 헬륨 팬을 위한 최초의 고출력 고온 열전자파 베어링 구조뿐만 아니라 세계에서 가장 크고 무거운 원자로 압력 용기도 갖추고 있다. 이 프로젝트에 대한 비용은 정확히 밝혀진 바 없지만, 칭화대는 상용화 과정을 통해 각 원자로의 비용을 약 60% 줄일 수 있을 것이라고 말했다. 시다오 만에는 총 18개의 원자로가 계획되어 있으며, 중국은 HTR-PM600이라는 확장 버전도 개발 중인데, HTR-PM 6개사가 650MW급 전력을 생산하기 위해 1개의 대형 터빈을 구동할 것이며, 이에 대한 사업 타당성 조사가 중국 내 4개 성에서 진행 중인 것으로 알려졌다.