원자로의 유형5 - ARG(개량형 기체냉각원자로)

<개량형 기체냉각원자로(AGR - Advanced Gas-cooled Reactor)>

AGR은 초기 MAGNOX로부터 개발되었습니다. 이름에서 Advenced가 포함되어 있듯이, 기존 GCR을 개선한 원자로입니다.

감속재 및 냉각재는 MAGNOX와 마찬가지로 흑연과 이산화탄소 기체를 사용합니다.
대신, 천연 우라늄 대신 저농축 우라늄을, 피복재로 마그네슘 합금 피복제 대신 스테인레스강을 사용합니다.(그러므로 MAGNOX와 구조는 동일합니다.)

약 2%의 저농축 우라늄을 사용하며 핵연료 피복재로 스테인레스강을 사용하기 때문에 발전효율이 약 40%로 증가하였습니다.

ARG도 더 이상 건설되지 않고 있으며, 모든 원자력발전소의 약 2.5%에 해당하는 전기출력을 생산합니다.

 

 

기체 냉각재를 사용하므로 열전달계통인 1차계통과, 증기가 발생하는 2차계통으로 나뉩니다.

1차계통은 저압이나 고압의 냉각 기체가 들어있습니다.
발전을 위해 많은 양의 냉각재가 순환되어야하기 때문에 원자로 압력용기는 대형의 콘크리트로 만들어집니다.

AGR의 압력용기인 콘크리트 압력용기는 1차계통의 증기발생기와 냉각재순환기까지 내부에 설치할 수 있는 크기로 건설합니다.
각 장치로부터 외부와 연결된 관들이 관통하는 부위는 2중 격납용기 개념으로 설계하합니다.
기체 배관이 파손되었을 때 이를 최소화 하도록 되어있습니다.

 

원자로의 냉각 기체는 원자로의 하단으로 흘러들어와 각각의 핵연료 채널을 따라 위로 흐릅니다.
채널을 따라 흐르는 동안 열을 전달받고 핵연료 안내관을 따라 계속 올라가 콘크리트 압력용기 상단에 모입니다.

이 공간은 노심 상단과 콘크리트 압력용기 상단이 분리되어 있는 윗 부분입니다.
665℃ 냉각 기체가 콘크리트 압력용기 속의 노심 주위에 설치되어 있는 12개의 증기발생기 상단으로 흘러 들어갑니다.

여기서 경수(Light Water)에 열을 전달한 냉각기체는 순환기에 의해 노심 하부로 들어갑니다.

수직으로 세워진 증기발생기에는 증발기 1개, 과열기 2개, 재열기 1개, 그리고 상하단에 예열기가 각각 1개씩 설치되어 있습니다.
노심 주위에는 12개의 증기발생기가 있으며, 이들은 칸막이에 의해 3개씩 분리되어 있고, 이 3개의 증기발생기들은 2기의 순환기로서 냉각재를 순환합니다.
증기발생기를 통과한 냉각재는 대부분의 노심 하부로 돌아가나, 일부는 노심과 증기발생기를 격리시키는 차폐벽을 따라 위로 흘러들어가 노심 위에 모이고, 여기서 노심 주위를 따라

 

아래로 흘러내려와 노심 하부의 냉각재와 섞여 핵연료 채널로 들어갑니다.
이것은 노심 외곽을 구성하는 흑연의 온도가 높아지지 않도록 하기 위한 것입니다.