증기발생중수로

Steam-Generating Heavy Water Reactor

증기발생중수로(SGHWR)는 상업용 원자로를 위한 영국의 설계다.중성자 감속재로서 중수를, 냉각재로는 정상 "경량"수를 사용한다.냉각수는 끓는 물 원자로처럼 원자로에서 끓어올라 동력추출 증기터빈을 구동한다.

설계의 단일 프로토타입인 100 MWe "윈프리스 원자로"는 1967년에 그리드에 연결되었고 1990년까지 운영되었다.650 MWe 전력 정격을 가진 더 큰 상업용 설계는 1974년에 영국에서 미래의 원자로 건설의 기초로 선택되었지만, 전기 사용의 감소로 인해 1976년에 이 결정이 번복되었고 생산 모델은 한 번도 건설되지 않았다.

SGHWR은 퀘벡의 CANDU에서 파생된 겐틸리-1 원자력 발전소, 일본의 푸젠 첨단 실험 원자로, 이탈리아의 미위탁 CIREN 원자로를 포함하는 다수의 유사한 설계 중 하나이다.이러한 설계는 감속재뿐만 아니라 냉각재로 중수를 사용하는 기본 CANDU 설계와 다르다.

역사

SGHWR은 감속재로 흑연을 사용하고 냉각제로 이산화탄소 가스를 사용했던 이전의 영국 설계에서 벗어난 것이다.원래의 마그녹스는 천연 우라늄으로 작동하도록 설계되었지만, 그 후의 AGR(Advanced Gas-cooled Ractor)은 저농축 우라늄을 대신 사용하면서, 다양한 이유로 이것을 포기했다.

비록 마그녹스는 기술적으로 성공적이었지만 그것은 비쌌다.향후 수주를 위해 1960년대 초에는 몇 가지 대체 원자로 설계 개념이 연구되었다.이 프로그램의 일환으로 1960년대 윈프리스에서 SGHWR의 100메가와트 전기(MWe) 시제품이 제작되어 1967년 송전망에 연결되었다.그것은 종종 간단히 "윈프리스 원자로"로 알려져 있다.다른 설계는 윈프리스에서도 유사한 하위 규모의 원자로 프로토타입을 생산했고 윈드스케일에서도 마그녹스 유도 ARG, 도운레이의 프로토타입 고속 원자로도 생산했다.

이 공모전은 결국 ARG 디자인을 선정했고, 몇몇 ARG들은 1960년대 후반에 공사를 시작했다.이것들은 빠르게 문제에 부딪혔고, 1970년대 초까지 그 디자인은 실패로 여겨졌다.1974년에 설계 전력 650 MWe의 대형 버전의 SGHWR이 미래의 발전소 건설에 선택되었다.1976년, 이 결정은 예상 비용보다 높은 예상 전력 수요 급감, 그리고 위축된 원자력 시장에서 분명한 수출 잠재력 부족이 복합적으로 작용하여 번복되었다.향후 예상되는 신규 원자로의 수가 한정되어 있으므로, 추가 개발 노력이 필요하지 않으므로 SGHWR을 통해 수정된 AGR 버전을 선택하였다.

윈프리스 원자로는 23년간의 가동 끝에 1990년 10월 가동을 중단할 때까지 매우 다양한 용도로 사용되었다.2019년을 기점으로 원자력해체국을 대표해 마그녹스(Magnox Ltd)에 의해 해체를 진행 중이다.[1]2022년에는 1000 드럼 이상의 방사성 폐기물이 11대의 열차에 의해 저준위 폐기물 저장소로 운반될 것이다.이 물질은 한때 중간 수준의 폐기물이었지만 윈프리스에 저장되는 동안 낮은 수준의 폐기물로 부패했다.[2]

디자인

SGHWR은 감속재와 냉각재용 고압 배관을 포함하는 저압 원자로 용기를 사용한다는 점에서 캐나다 CANDU 원자로 설계와 유사하다.이 두 가지 모두 원자로 용기의 복잡성을 줄일 뿐만 아니라, 요구되는 값비싼 중수의 총량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 건설 비용과 복잡성을 줄일 수 있다.

일반 '경량' 물을 냉각수로 사용하는 반면, 캔두(CANDU)는 이곳에서도 중수를 사용한다는 점에서 차이가 있다.경수는 천연 우라늄을 더 이상 연료로 사용할 수 없을 정도로 중성자 경제를 감소시킨다.천연 우라늄으로 가동할 수 있는 능력은 1960년대에 주요 혜택으로 여겨졌는데, 이는 농축 수요가 공급을 앞지를 것으로 보이기 때문이다.1970년대까지 연료 공급은 문제가 되지 않을 것이 분명했고, 비농축 연료의 사용은 더 이상 주요한 설계 목표가 아니었다.약간의 농축을 사용하면 연료소모량이 증가하고 연료주기가 더 경제적이며, 현재 낮은 농축비용을 상쇄할 수 있다.

감속재에는 중수를, 냉각재에는 경수를 사용하는 아이디어는 이 기간 동안 여러 가지 설계에 의해 탐구되었다.퀘벡의 겐틸리-1 원자력 발전소는 같은 솔루션을 사용했지만, 이것은 성공하지 못했고 짧은 생애를 마치고 폐쇄되었다.일본의 푸젠 첨단 실험 원자로도 비슷한 운명을 겪었다.라티나 원자력 발전소에서 주최하는 이탈리아 CIREN 디자인은 건설되었지만 결코 위탁되지 않았다.이 기본 설계를 사용하려는 마지막 시도는 2000년대 초반의 현대적인 첨단 CANDU 원자로였지만, 개발은 예시 없이 끝났다.

참조

  1. ^ "SGHWR Fuel Ponds". UKAEA. Archived from the original on 7 October 2008.
  2. ^ "Rail transfer landmark for UK waste disposal project". World Nuclear News. 28 March 2022. Retrieved 28 March 2022.