탈탄화에 기여하는 작은 모듈 식 반응기 (SMR)
Nuscale voygr smr 및 스포츠 사이트의 기술 개발 상태의 특징
스포츠 사이트 Corporation
최근 몇 년 동안, 기존의 원자로보다 생산량이 낮은 소규모 모듈 식 반응기 (SMRS)의 개발은 여러 국가에서 적극적으로 추구되었습니다. SMR은 탈탄화 된 사회를 실현하는 데 적합한 차세대 기술을 가지고있는 것으로 간주됩니다. 스포츠 사이트는 Nuscale Power, LLC가 개발 한 Voygr SMR 발전소의 기술 개발에 참여해 왔습니다. 미국에서. 이 기사는 Voygr SMR의 업데이트 된 개발 상태를 제시합니다.
소개
기후 변화에 대한 세계적인 우려가 있었으며,이를 해결하기위한 조치를 이행하려는 노력이 가속화되었습니다. 일본 정부가 2050 년까지 탄소 중립성을 달성한다는 목표를 선언함에 따라, 재생 가능 에너지 활용과 에너지 효율의 개선을 포함하여 다양한 노력이 필요합니다.
이러한 노력 중에서 원자력 발전은 안정적인 에너지 공급원으로서 새로운 관심을 끌고있다. 2021 년 현재 국제 에너지 기관 (IEA)의 통계에 따르면, 원자력 발전소는 세계 저탄소 전기의 4 분의 1 이상을 생산하여 이산화탄소 감소에 기여했습니다 (CO2) 지난 5 년간 약 7 기가 톤 (GT)에 의한 배출. 이 금액은 총 CO의 10 분의 1에 해당합니다22017 년부터 2021 년까지 5 년 동안 글로벌 전력 부문의 배출량으로 1GT 이상의 CO2배출 연간.
특히 작은 모듈 식 반응기 (SMRS)는 CO를 방출하지 않습니다2안전, 공장 생산성 및 유연성으로 유명합니다. 이것이 SMR이 탄소 중립을 달성하는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상되는 이유이며 전 세계 여러 국가에서 개발되고 있습니다.
Fukushima Daiichi 원자력 발전소 사고로부터 배운 교훈에 근거하여 오늘날 원자력 발전소를 개발하려는 노력은 지진 및 쓰나미와 같은 자연 재해에 대한 저항을 개선하고 테러 방지 측정을 강화하는 데 중점을 두었습니다. 또한, 이러한 노력에는 핵심이 녹아내는 경우에도 공장 구내 내에 방사성 물질을 함유하기 위해 설계 개선을 통한 원자력 발전소의 안전성을 향상시키는 것이 포함됩니다.
혁신적인 원자로 중 하나 인 SMRS는 고급 설계 관행과 자연 순환 시스템을 포함한 새로운 안전 메커니즘을 통해 안전 개선을 달성했습니다. 또한 안전을 유지하면서 시스템을 단순화하고 모듈화하여 경제 성과를 향상 시켰습니다.
반응기 당 약 1,000MW의 전력 출력 용량을 갖는 기존 원자력 발전소와 달리, SMR 발전소는 차세대 원자력 발전소로 분류 된 반응기 당 300MW 이하의 전력 출력 용량을 갖는다.
스포츠 사이트는 Nuscale Power, LLC에 투자함으로써 SMR 사업을 시작했습니다. (Nuscale), 미국의 회사 인 SMR을 개발하고 있습니다. 수년에 걸쳐 스포츠 사이트는 핵 시설의 설계, 제조, 건설 및 유지에 대한 경험을 얻고 기술을 개발했습니다. 이 경험과 이러한 기술을 바탕으로 추가 기술 개발이 SMRS를 상용화하기 시작했습니다.
이 기사는 Nuscale이 개발 한 Voygr SMR 발전소 (Voygr)의 특징과 2024 년 6 월 현재 스포츠 사이트의 SMRS 기술 개발 상태를 소개합니다.
Voygr의 특징
Nuscale은 SMR 개발의 주요 회사 중 하나이며 Nuscale이 개발 한 Voygr은 미국 원자력 규제위원회에서 안전을 평가하고 설계 인증을받은 최초의 SMR입니다. 미국의 두 개의 보이그 유닛의 상업용 운영은 2029 년에 시작될 것으로 예상되며, 하나는 오하이오에서, 다른 하나는 펜실베이니아에서도 시작될 것으로 예상됩니다. 또한, 전 세계 규모에서 탈탄산 및 에너지 안보에 대한 요구가 증가함에 따라, 주로 북미와 유럽의 여러 국가들이 SMRS를 도입 할 계획으로 나아가고 있습니다. 이 추세의 예는 루마니아의 Doice Ti 발전소를위한 프론트 엔드 엔지니어링 설계 (Feed) 작업의 시작입니다.
작은 원자로 코어를 사용하면 SMR은 사고 발생시 영향을받는 지역을 줄일 수 있습니다. 또한, 정상 작동 중에 자연 순환이 반응기 코어를 냉각시켜 SMR은 대규모 펌프의 필요성을 제거하고 시설을 단순화 할 수 있습니다. 또한, SMR은 공장에 사전 조립 된 구성 요소를 사용하여 장치 (모듈)를 제조하여 스포츠 사이트로 전송하고 기상 조건의 영향을받지 않고 설치하여 구성 할 수 있습니다. 이 접근법은 고품질을 달성하고 건축 기간을 단축하며 대량 생산을 통해 경제 성과를 향상시킬 것으로 예상됩니다.
NSPM (Nuscale Power Module)이라고 불리는 보이그의 원자로는 반응기 압력 용기, 증기 발생기, 가압기 및 격리 용기로 구성되어 있으며 모두 하나의 패키지에 포함되어 있습니다. 즉, NPM은 원자로 냉각 펌프, 대규모 직경 배관 및 대규모 원자로에 일반적으로 필요한 기타 보조 장비를 제거하여 시설 설계를 단순화합니다.
전력 출력 용량이 77MW 인 NPM의 최대 12 개 단위는 최대 924 MW의 총 전력 출력을 달성 할 수 있습니다. Voygr의 표준 NPM 라인업은 462MW 출력이있는 6 단위 유형과 308MW 출력이있는 4 단위 유형이 포함됩니다.
각 NPM에는 개별적이고 유연한 작동을 위해 설계된 독립적 인 발전 시스템이 있습니다. 따라서 NPM은 재생 가능 에너지 원으로부터 전원 공급의 큰 변동을 보상하기 위해 효과적인 규제 전원 공급 장치를 제공 할 수 있습니다.
각 NPM은 대형 원자로 풀에 설치되어 운영자 개입이나 외부 전력없이 사고가 발생할 때 장기간 냉각 할 수 있습니다. 반응기 풀은 30 일 이상 NPM의 최대 12 단위의 붕괴 열을 냉각 할 수 있습니다. 반응기 풀의 물이 증발 한 후, NPMS는 공기에 의해 지속적으로 무기한 냉각 될 수 있습니다.
기존의 원자력 발전소는 근처에 비상 계획 구역을 가지고 있으며, 이는 사고 또는 기타 사건의 경우 비상 대응을 구현하기 위해 식별 된 지역입니다. 미국의 경우 발전소의 약 16km (16km) 반경 내에있는 사람들은 비상 상황의 경우 실내에서 대피하고 보호하는 데 주로 대피해야합니다. Voygr은 고급 안전 기능을 통해 기존의 대규모 원자로에 비해 비상 계획 구역의 크기를 크게 줄여 발전소 구내 내 영역으로 제한하여보다 유연한 현장 선택을 용이하게 할 것으로 예상됩니다.
스포츠 사이트의 기술 개발 상태
스포츠 사이트는 NPMS의 주요 구성 요소 중 하나 인 격리 용기를 제조 및 검사하는 기술을 개발하고 있습니다. 기존의 핵 시설에서 거의 사용되지 않은 고강도 특수 재료가 격리 선박에 적용되고 있습니다. 우리는 또한 용접 기술의 발전을 해결하여 품질 보증과 작업성 향상을 달성하고 있습니다. 침지 된 아크 용접 방법은 기존의 대규모 압력 용기를위한 고성능 용접 기술로 널리 사용되었습니다. 그러나이 방법이 보이그에 사용되는 특수 재료의 용접에 적용될 때, 재료의 탄력성을 나타내는 인성이 감소하는 것으로 밝혀졌습니다. 따라서 스포츠 사이트는 작업 효율을 유지하면서 고풍용 용접을 달성하는 새로운 가스 금속 아크 용접 기술을 개발했습니다.
또한 Voygr은 최대 12 개의 NPM을 수용 할 수 있기 때문에 Voygr의 글로벌 채택을 촉진하기 위해 NPM 제조의 질량 생산 능력을 향상시키는 기술을 개발하는 것이 필수적입니다. 이를 위해 NPM의 미래의 대량 생산에 중점을 둔 스포츠 사이트는 고급 기술 개발을 통해 레이저 용접이 상기 언급 된 ARC 용접 기술의 개선과 함께 대량 생산에 사용될 수 있도록했습니다. 레이저 용접은 왜곡 감소로 더 빠른 용접을 제공 할 것으로 예상됩니다.
스포츠 사이트는 미국보다 지진 조건이 더 심한 일본을 포함한 아시아 국가에서 도입을 준비 할 때 NPM의 안전 및 구조적 타당성을 평가했습니다.
미래 전망
1950 년대 이래 스포츠 사이트는 핵 장비의 주요 제조업체였습니다. 스포츠 사이트는 광범위한 실적을 바탕으로 Nuscale의 SMR 기술의 발전을 지원하여 안전성과 효율성을 향상시켜 탄소 중립 성취도와 안정적인 에너지 공급에 기여할 것입니다.
또한 일본의 새로운 원자력 발전소 건설에 대한 전망이없는 핵 기술을 유지하는 것은 중요한 도전이되었습니다. 스포츠 사이트는 Nuscale의 SMR의 기술 개발을 통해 얻은 경험뿐만 아니라 누적 된 제조 및 엔지니어링 전문 지식을 바탕으로 기술을 유지하고 개선하고 핵 안전을 향상시키고 핵 장비의 주요 제조업체로서의 역할을 수행하는 데 기여할 것입니다.