BN-350
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1. 개요
BN-350은 1970년대에 건설된 카자흐스탄의 고속 중성자 원자로이다. 3중 회로 냉각 방식을 사용하며, 액체 나트륨을 냉각재로, 물을 3차 냉각 회로에 사용한다. 1972년 임계에 도달하여 1973년부터 발전을 시작했으나, 증기 발생기 누출 사고로 인해 가동이 중단되기도 했다. 설계 수명 만료 후 수명 연장 및 개조를 거쳤지만, 1999년 폐로가 결정되었고, 현재 해체 작업이 진행 중이다.
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| BN-350 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 이름 | 악타우 원자력 발전소 |
| 공식 명칭 | (제공된 정보 없음) |
| 위치 | 카자흐스탄 악타우 |
| 상태 | 해체 중 |
| 착공 | 1964년 |
| 가동 시작 | 1973년 |
| 폐쇄 | (제공된 정보 없음) |
| 비용 | (제공된 정보 없음) |
| 소유주 | (제공된 정보 없음) |
| 운영자 | (제공된 정보 없음) |
| 웹사이트 | (제공된 정보 없음) |
| 원자로 정보 | |
| 해체된 원자로 | 1 x 350 MW |
| 원자로 형식 | 나트륨 냉각 고속로 (BN350) |
| 원자로 공급사 | 아톰에네르고프로에크트 |
| 발전 설비 제조사 모델 | 하르코우 터빈 공장 |
| 발전 용량 | |
| 전기 용량 | (제공된 정보 없음) |
| 설비 이용률 | (제공된 정보 없음) |
2. 기획 및 설계
BN-350 원자로 개발의 프로토타입은 1959년 물리 및 동력 공학 연구소(IPPE, 옵닌스크, 칼루가주) 부지에 건설된 실험용 원자로 BR-5와 1969년 RIAR에 도입된 연구용 원자로 BOR-60[4](디미트로브그라드, 울리야놉스크주)이었다. 모든 발전용 원자로는 IPPE의 과학적 지도하에 개발되었다.
세계 최초의 고속로 실증로라는 점을 감안하여 출력 밀도는 435kW/리터로 낮게 억제되었으며, 보수적인 설계가 채택되었다.[9]
2. 1. 냉각 시스템
BN-350 원자로에는 3중 회로 원자로 냉각 방식이 사용된다. 1차 및 2차 회로에서는 액체 나트륨이 냉각재로 사용되며, 3차 회로에서는 물이 사용된다. 원자로 압력 용기는 두께 30mm이며 직경은 2.4~6.0m인 스테인리스강으로 만들어졌다.[6] 냉각 시스템의 1차 회로는 5개의 작동 루프와 1개의 예비 루프로 구성된다.BN-350은 루프형 나트륨 냉각 고속로이다. 노심을 냉각한 1차 계통 나트륨으로부터 격납 용기 외부에 있는 중간 열교환기를 사용하여 2차 계통 나트륨으로 열을 전달하고, 더 나아가 증기 발생기에서 증기를 발생시키는 냉각 루프를 가지고 있다.[9] 증기 발생기에서 발생시킨 증기는 증기 과열기에서 온도가 높아진 후 발전용 증기 터빈으로 보내진다. 증기 과열기의 열원으로 증기 발생기에서 열을 전달한 2차 계통 나트륨을 사용함으로써 열효율을 개선하고 있다.
증기 터빈을 회전시킨 증기는 복수기에서 물로 되돌려지지만, 일부는 해수 담수화 설비로 보내져 해수를 증발시키는 데 이용되었다.
2. 2. 노심 구성
BN-350 원자로 개발의 프로토타입은 1959년 물리 및 동력 공학 연구소(IPPE, 옵닌스크, 칼루가주) 부지에 건설된 실험용 원자로 BR-5와 1969년 RIAR에 도입된 연구용 원자로 BOR-60[4](디미트로브그라드, 울리야놉스크주)이었다. 모든 발전용 원자로는 IPPE의 과학적 지도하에 개발되었다.3중 회로 원자로 냉각 방식이 사용된다. 1차 및 2차 회로에서는 액체 나트륨이 냉각재로 사용되며, 3차 회로에서는 물이 사용된다. 원자로 압력 용기는 두께 30mm이며 직경은 2.4~6.0m인 스테인리스강으로 만들어졌다.[6] 냉각 시스템의 1차 회로는 5개의 작동 루프와 1개의 예비 루프로 구성된다.
BN-350은 루프형 나트륨 냉각 고속로이다. 노심을 냉각한 1차 계통 나트륨으로부터 격납 용기 외부에 있는 중간 열교환기를 사용하여 2차 계통 나트륨으로 열을 전달하고, 더 나아가 증기 발생기에서 증기를 발생시키는 냉각 루프를 가지고 있다.[9] (후속 기종인 BN-600은 풀형으로, 중간 열교환기를 격납 용기 내에 수용하여 노외로 1차 계통 배관을 노출시키지 않도록 했다). 증기 발생기에서 발생시킨 증기는 증기 과열기에서 승온된 후 발전용 증기 터빈으로 보내진다. 증기 과열기의 열원으로 증기 발생기에서 열을 전달한 2차 계통 나트륨을 사용함으로써 열효율을 개선하고 있다.
증기 터빈을 회전시킨 증기는 복수기에서 물로 되돌려지지만, 일부는 해수 담수화 설비로 보내져 해수를 증발시키는 데 이용되었다.
세계 최초의 고속로 실증로라는 점을 감안하여 출력 밀도는 435kW/리터로 낮게 억제되었으며, 보수적인 설계가 채택되었다.[9]
3. 운전
BN-350은 1964년부터 건설이 시작되어 1972년 11월에 최초 임계에 도달했으며, 1973년 7월부터 발전을 시작했다. 그러나 증기 발생기 누출 사고로 인해 1973년부터 1975년에 걸쳐 수리를 위해 가동이 중단되었다. 이후 1976년 3월부터 열출력 650MW~750MW로 운전되었다.[9]
1998년 3월, BN-350은 다시 운전을 중단했으며, 다음 두 가지 사항에 대한 검토가 이루어졌다.[9]
# 운전 지속을 위한 안전 대책
# 사용후 핵연료 관리
3. 1. 수명 연장 및 폐로 결정
1993년, BN-350 원자로의 공식 수명이 종료되었고, 1994년 6월 연료 구매 자금 부족으로 가동이 중단되었다. 1995년에는 운영 면허가 만료되었다. 1999년, 플루토늄 함유 사용후 연료 생산이 중단될 때까지 시설은 가동 능력보다 훨씬 낮은 수준으로 운영되었다.[7]사용후 연료 처분은 미국 정부의 기술 및 재정 지원을 받아 실행되었다.[7] 3000m3의 액체 방사성 폐기물(주로 30년 반감기를 가진 나트륨 및 세슘-137)이 MAEK-Kazatomprom에 보관되어 있다. 단기 안전 보관은 10년, 이후 50년 동안 장기 건식 보관이 이루어질 예정이다.[8] 2020년 기준 총 해체 비용은 3.3억달러로 추산되었으며, 이는 전기 요금을 통해 지역 주민들이 부담한다.[8]
로사톰(Rosatom)은 방사능 위험 제거를 위한 해체 과정에서 카자흐스탄을 지원할 예정이다. 로사톰(Rosatom) 조달 웹사이트 자료에 따르면, 테흐스나베크스포르트(Techsnabexport) JSC가 카자흐스탄 파트너에게 지원을 제공한다.
테흐스나베크스포르트의 지시에 따라, 카자흐스탄 핵기술 안전 과학 기술 센터는 핵 시설 및 방사성 폐기물 관리 해체 분야에서 카자흐스탄 규제 프레임워크 문서를 수집 및 분석하여, BN-350 가동 중단 후 직접 해체 작업을 수행하기 위한 기반의 충분성을 평가해야 한다. 이후 BN-350을 안전한 상태로 전환하기 위한 우선 작업 해결 기술을 선택하고, 기술 복합 시설 및 인프라의 구조/구성에 대한 초기 요구 사항을 개발하며, 공간 계획 솔루션 요구 사항 개발 및 의사 결정에 대한 지표(집계) 경제 평가를 수행해야 한다.
프로젝트에 따르면, BN-350 해체는 3단계로 수행된다. 첫째, 원자로 시설을 10년 이내에 안전 보관 상태로 전환한다. 둘째, 50년 이내에 장기 안전 보관을 보장한다. 셋째, 장비, 건물 및 구조물을 부분적 또는 완전히 해체하고 방사성 폐기물 관리를 보장할 계획이다.
BN-350은 1964년 건설이 시작되어 1972년 11월 최초 임계에 도달했으며, 1973년 7월부터 발전을 시작했다. 그러나 증기 발생기 누출 사고로 1973년부터 1975년까지 수리를 위해 가동이 중단되었다. 이후 1976년 3월부터 열출력 650MW~750MW로 운전되었다.[9]
BN-350의 설계 수명은 20년으로, 1993년 7월에 만료될 예정이었다. 1992년부터 현행 안전 기준 부합 여부에 대한 검토가 이루어졌고, 1993년부터 수명 연장 대책이 시행되었다. 1995년 3월부터 운전을 중단하여 대규모 개조를 실시, 1996년 1월에 운전을 재개했다.[9]
1998년 3월, 다시 운전을 중단하고 다음 두 가지 사항을 검토했다.[9]
# 운전 지속을 위한 안전 대책
# 사용후 핵연료 관리
결국 정부는 1999년 4월 BN-350의 폐로를 결정했고, IAEA와의 협정에 따라 같은 해 5월 폐로 관련 국제 워크숍을 개최했다. 이후 BN-350 폐로는 국제 공동 프로젝트로 추진되었다.
사용후 핵연료에 대해서는 위험성이 큰 풀 방식의 습식 저장법을 중단하고, 연료 및 블랭킷을 가능한 한 빨리 자체 격리해야 한다고 결정했다. 이에 따라 연료를 불활성 가스와 함께 캐니스터에 밀봉 격납하여 풀에 저장하는 반건식 저장법으로 변경하기로 했고, 1998년 12월부터 연료 밀봉 격납이 시작되었다.
4. 사고
1971년 이후 15차례의 나트륨 누출 사고가 발생했다.[9]
1996년 1월 17일, 운전원이 실수로 2차 냉각재 펌프의 스위치를 꺼 출력이 420MW에서 300MW로 자동 감소했다가 14시간 뒤에 420MW로 복귀하는 사고가 발생했다. 같은 해 1월 22일에는 급수 배관 손상으로 증기 발생기 실내에서 증기 누출이 감지되었다. 두 사건 모두 안전 기능이 작동했고, 방사능 누출도 없었기 때문에 INES 레벨 0으로 평가되었다.[9]
5. 폐쇄 및 해체
BN-350 원자로는 1993년에 공식 수명이 종료되었고, 1994년 연료 구매 자금 부족으로 가동이 중단되었다. 1995년에 운영 면허가 만료되었으며, 1999년까지 낮은 가동률로 운영되었다.[7]
5. 1. 국제 협력 및 해체 과정
1993년, BN-350 원자로의 공식 수명이 종료되었고, 1994년 6월에는 연료 구매 자금 부족으로 인해 원자로 가동이 중단되었다. 1995년까지 해당 시설의 운영 면허가 만료되었다. 1999년, 플루토늄 함유 사용후 연료 생산이 중단될 때까지 시설은 가동 능력에 한참 못 미치는 수준으로 운영되었다.[7]사용후 연료 처분은 미국 정부의 기술 및 재정 지원을 받아 실행되었다.[7] 3000m3의 액체 방사성 폐기물(주로 30년의 반감기를 가진 나트륨 및 세슘-137)이 MAEK-Kazatomprom에 보관되어 있다. 단기 안전 보관은 10년 동안 이루어지며, 그 후 50년 동안 장기 건식 보관이 이루어질 예정이다.[8] 총 해체 비용은 2020년에 3.3억달러로 추산되었으며, 이는 전기 요금을 통해 지역 주민들이 부담하게 된다.[8]
방사능 위험을 제거하기 위한 해체 과정에서 로사톰(Rosatom)은 카자흐스탄을 지원할 예정이다. 로사톰(Rosatom) 조달 웹사이트의 자료에 따르면, 테흐스나베크스포르트(Techsnabexport) JSC가 카자흐스탄 파트너에게 지원을 제공할 예정이다.
테흐스나베크스포르트의 지시에 따라, 카자흐스탄 핵기술 안전 과학 기술 센터는 핵 시설 및 방사성 폐기물 관리 해체 분야에서 카자흐스탄 규제 프레임워크 문서를 수집하고 분석하여 BN-350 가동 중단 후 직접 해체 작업을 수행하기 위한 기반의 충분성을 평가해야 한다. 그런 다음 BN-350을 안전한 상태로 전환하기 위한 우선 작업 해결을 위한 기술을 선택하고, 기술 복합 시설 및 인프라의 구조 및 구성에 대한 초기 요구 사항을 개발하고, 공간 계획 솔루션에 대한 요구 사항을 개발하며, 의사 결정에 대한 지표(집계) 경제 평가를 수행해야 한다.
BN-350의 해체는 3단계로 수행될 예정이다. 첫째, 원자로 시설을 10년 이내에 안전 보관 상태로 전환하고, 둘째, 50년 이내에 장기 안전 보관을 보장한 다음, 장비, 건물 및 구조물을 부분적으로 또는 완전히 해체하고 방사성 폐기물 관리를 보장할 계획이다.
5. 2. 액체 방사성 폐기물 관리
Радиоактивные отходы|방사성 폐기물ru 관리에 대해 설명한다.MAEK-Kazatomprom에는 3000m3의 액체 방사성 폐기물(주로 30년의 반감기를 가진 나트륨 및 세슘-137)이 보관되어 있다.[8] 이 폐기물은 10년 동안 단기 안전 보관 후, 50년 동안 장기 건식 보관될 예정이다.[8]
5. 3. 해체 비용
1993년, 해당 원자로의 공식 수명이 종료되었고, 1994년 6월에는 연료 구매 자금 부족으로 인해 원자로 가동이 중단되었다. 1995년까지 해당 시설의 운영 면허가 만료되었다. 1999년, 플루토늄 함유 사용후 연료 생산이 중단될 때까지 시설은 가동 능력보다 한참 낮은 수준으로 계속 운영되었다.[7]사용후 연료 처분은 미국 정부의 기술 및 재정 지원을 받아 실행되었다. 3000m3의 액체 방사성 폐기물(주로 30년의 반감기를 가진 나트륨 및 세슘-137)이 MAEK-Kazatomprom에 보관되어 있다. 단기 안전 보관은 10년 동안 이루어지며, 그 후 50년 동안 장기 건식 보관이 이루어질 예정이다. 총 해체 비용은 2020년에 3.3억달러로 추산되었으며, 이는 전기 요금을 통해 지역 주민들이 부담하게 된다.[8]
방사능 위험을 제거하기 위한 해체 과정에서 로사톰(Rosatom)은 BN-350 원자로 해체와 관련하여 카자흐스탄을 지원할 예정이다. 로사톰(Rosatom) 조달 웹사이트의 자료에 따르면, 테흐스나베크스포르트(Techsnabexport) JSC가 카자흐스탄 파트너에게 지원을 제공할 예정이다.
테흐스나베크스포르트의 지시에 따라, 카자흐스탄 핵기술 안전 과학 기술 센터는 핵 시설 및 방사성 폐기물 관리 해체 분야에서 카자흐스탄 규제 프레임워크 문서를 수집하고 분석하여 BN-350 가동 중단 후 직접 해체 작업을 수행하기 위한 이 기반의 충분성을 평가해야 한다. 그런 다음 BN-350을 안전한 상태로 전환하기 위한 우선 작업 해결을 위한 기술을 선택하고, 기술 복합 시설 및 인프라의 구조 및 구성에 대한 초기 요구 사항을 개발하고, 공간 계획 솔루션에 대한 요구 사항을 개발하며, 의사 결정에 대한 지표(집계) 경제 평가를 수행해야 한다.
프로젝트에 따르면, BN-350의 해체는 3단계로 수행될 예정이다. 첫째, 원자로 시설을 10년 이내에 안전 보관 상태로 전환하고, 둘째, 50년 이내에 장기 안전 보관을 보장한 다음, 장비, 건물 및 구조물을 부분적으로 또는 완전히 해체하고 방사성 폐기물 관리를 보장할 계획이다.
참조
[1]
논문
Reactivity effects in a BN-350 reactor
http://link.springer[...]
1977
[2]
논문
Some Results of Investigations and Start-up Experience of an Atomic Power Plant with the BN-350 Reactor
https://www.scienced[...]
Pergamon
2023-11-22
[3]
간행물
An experience of cleaning and decontamination of the BN-350 reactor components
https://inis.iaea.or[...]
1978
[4]
논문
The BN-350 and the BOR fast reactors
http://link.springer[...]
1966
[5]
문서
The BN-350 decommissioning project
https://inis.iaea.or[...]
IAEA
2002
[6]
논문
Sodium technology and equipment of the BN-350 reactor
http://link.springer[...]
1967
[7]
문서
Criticality Safety Issues in the Disposition of BN-350 Spent Fuel
http://www.osti.gov/[...]
Argonne National Laboratory
2000-02-28
[8]
뉴스
Local residents pay for decommissioning of Kazakhstan’s BN-350 reactor
https://www.neimagaz[...]
NEI
2020-02-27
[9]
웹사이트
旧ソ連の高速増殖炉研究開発 (03-01-05-09)
https://atomica.jaea[...]
高度情報科学技術研究機構
2010-10
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