원전 산업에 대해 이해하고 싶어서 레포트를 찾던 중
저같은 초보에게 알맞은 산업 레포트!
'22년 6월 발간된 레포트
SMR 크기가 전부는 아니잖아요
(by. 이베스트투자증권)
[산업 분석] 원전 산업 기초 공부 ①대형원전 (tistory.com)
[산업 분석] 원전 산업 기초 공부 ①대형원전
원전 산업에 대해 이해하고 싶어서 레포트를 찾던 중 저같은 초보에게도 좋은 산업 레포트를 찾았습니다. '22년 6월 발간된 레포트 SMR 크기가 전부는 아니잖아요 (by. 이베스트투자증권) NPP (Nuclear
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NPP 관련 내용 읽어보았고,
이어서 SMR 내용 보도록 하겠습니다.
SMR (Small Modular Reactor)
1. SMR
1) Small
-. 출력 용량에 따라 원자력 발전소 구분
-. 소형(~300MW), 중형(3~700MW), 대형(700MW 이상)
-. 후쿠시마 원전사고 이 후 원전 트렌드변화
① 강화된 안전 규제
② 태양광, 풍력 등 친환경 전원 중요도 상승
-. 전력시장 변화에 맞춰 대형원전에서 SMR 중요성 부각
2) Modular
-. 공장에서 사전에 생산한 모듈을 공사현장에서 조립
-. 비용절감 효과
-. 원전 건설기간 예측 가능
-. 원전 프로젝트 Risk 하락 = 자본조달비용 하락 = 발전단가 하락
3) Reactor
-. 일체형 원자로: 단일 용기 내 핵 증기 공급 계통(NSSS) 넣는 방식
→ 건설기간 단축 가
-. 원자로 냉각펌프 대신 공기를 사용한 수동냉각방식 사용
→ 안전성, 경제성 확보
2. SMR 장단점
1) 대형원전 한계점
2) SMR vs 대형원전
3) 피동형 안전 설계(Passive Safety Features)
-. 인간의 개입 없이 중력, 대류현상으로 작동하는 안전장치
-. 원전 사고는 인간의 조작실수, 미흡한 대처능력에 기인함
-. NuScale은 사고가 발생할 경우 자동으로 냉각되는 피동형 설계 채택
-. 낮은 원전사고 발생 확률 x 피해규모 제한 가능 → 짧은 안전거리
(대형원전 16km vs NuScale 230m)
4) 기술선택의 문제점
-. '20년 기준 전 세계적으로 72기 SMR이 기술 개발 단계.
-. 기술표준이 없기 때문에 다양한 SMR이 개발되는 중
-. 한국: SMART, BANDI, KAIST-MMR, URANUS, REX-10 등
-. 다양한 SMR 중 소수가 시장점유율을 높여야 대량생산 가능
-. 가장 경제적이고 안정적인 SMR 선택이 어려움
3. 경제성
1) 규모의 경제 vs 대량생산
-. 대형원전 기준: 700 → 1,000 → 1,400MW (규모의 경제)
-. 대형발전소 건설 후 높은 가동률 유지 = 발전원가 ↓
-. SMR은 규모의 경제가 아닌 대량생산을 통해 발전원가 ↓
-. 학습곡선에 따라 대형 원전을 6번째 지을 때 급격히 낮아짐.
-. SMR 설계업체는 5~15기 발전소 건설 시 대량생산 체제 가능하다고 주장
-. 빠르게 경제성을 입증한 SMR 설계가 전체 원전 시장을 점유할 것
2) 모듈형 생산
-. 대형원전: 전체 공정의 30%까지만 공장에서 제작 가능
-. SMR 모듈형: 60~80%까지 공장에서 제작 가능
-. 주요부품을 하나의 용기에 일체화하여 공장에서 제작
3) 설계 단순화
-. 피동형 안전 설계 → 냉각수 펌프 대신 중력, 자연대류 활용
-. 냉각수 펌프 및 배관 없으므로 설계 단순 (대형원전 필수)
4) 표준화
-. SMR 발전용량은 300MW으로 낮아 장소에 따라 설계 제약 ↓
-. 대형원전: 부지 지반, 냉각수 공급방법 등에 따라 설계 변경 필요
5) 공급망 효율화
-. 글로벌 단위의 경쟁을 통해 생산 효율화 달성 가능
-. 대형원전: 현장 건설 → 2, 3차 공급업체는 국내 단위 공급망 형성
-. SMR: 모듈형 방식이므로 공장 생산 → 글로벌 공급망 확보 가능
4. SMR의 종류
1) 개요
-. SMR 기술 표준이 없어 다양한 형태로 존재함.
-. 주력 SMR 종류: LFR 12기, PWR 11기, SFR 8기, MSR 7기
2) PWR
-. 대형원전 PWR 원전을 응용함. (상용 원전 기술 응용)
-. 원전 규제 기관 인허가 절차를 빠르게 통과할 수 있음.
-. 개발 진척도가 상대적으로 빠름
-. SMART100, NuScale, KLT-40S, CAREM, ACP100 등
3) MSR(Molten Salt Reactor, 용융 염 원자로)
-. 고체핵연료 대신 염화물에 핵연료를 녹여 연료로 활용.
-. 냉각제는 용융염, 감속재는 흑연
-. 저압에서 냉각제 500~1,400℃ 유지 가능 (PWR: 150기압, 315℃)
-. 핵연료가 용융된 상태라 노심용융사고를 원천 배제 가능
-. 삼성중공업-한국원자력연구원: 해양 MSR 공동연구 협약 체결('21)
4) LFR(Lead-cooled Fast Reactor, 납 냉각 고속로)
-. 4세대 원전(기존 원전과 작동구조가 상이함)
-. 냉각재로 납(Pb) 사용, 감속재 없이 원자로 운영
-. 고속중성자를 이용해 원자로에서 더 많은 핵연료 생산
-. 고속중성자에 쉽게 분열반응을 하는 U-238, 플루토늄 핵연료로 사용
5) SFR(Sodium-cooled fast reactor, 소듐 냉각 고속로)
-. 4세대 원전
-. 냉각재로 액체 소듐(Na) 사용.
-. 고속중성자를 이용해 핵분열 반응
-. 원자로가 Pool Type 설계 구조
-. 배관이 원자로 용기 내부 Pool 안에 설치되어 냉각재 상실 가능성 배재
-. 일차열전달계통, 중간열전달계통(증기생산) 및 동력변환계통으로 구성
-. 중간계통 분리 이유: 물과 소듐 분리(소듐과 물 접촉 시 폭발)
4. SMR 기술 로드맵
-. SMR 개발단계: 설계 → 건설 → 시운전 → 상업운전
-. 경제성을 먼저 입증한 SMR이 점유율을 빠르게 확보할 것.
한국은 '12년 SMART-100으로 설계 인증을 완료 했으나,
이 후 후발 SMR에 추월당해 개량형 i-SMR 사업 추진중에 있다고 합니다.
SMR에 대해서도 많은 이해가 되었습니다만,
확실히 대형원전에 비해 Type도 다양하고
이해하기 어려운 내용도 있었습니다.
관심 있는 SMR에 대해서 좀 더 스터디를 할 필요가 있을 것 같습니다.
여기까지 주린이의 글 봐주셔서 감사합니다.
많은 비판과 가르침 부탁드립니다.
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