한전원자력연료(주)(사장 梁昌國)가 최근 고성능 개량 핵연료인 ACE7 개발을 완료하고 시범집합체 4다발을 원자력발전소에 출하했다고 2일 밝혔다.

이번에 출하된 개량 핵연료는 내년 초부터 약 3년간 원자로내에서 연소시험을 거쳐 성능이 확인될 경우 2008년 후반부터 국내 웨스팅하우스형 원전 7개 호기에 상용 공급하게 된다. 이 경우 1개 호기당 핵연료 주기비 14 ~ 20억 원이 절감되고 10% 이상 증대된 과열적 여유도를 출력증강에 활용시 1%당 연 20 ~ 30억 원의 이득을 얻는 등 원전의 경제성 및 신뢰도 향상에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.

과학기술부 원자력연구개발 중장기계획사업의 일환으로 추진된 ‘웨스팅하우스형 원전용 개량 핵연료 개발 과제’는, 국내 웨스팅하우스형 원전에 상용 공급을 목표로 2001년 8월부터 2004년 7월까지 3년간 연인원 98 M.Y와 연구비 219억 원(정부 100억 원, 한전원자력연료 119억 원)을 집중 투입하여 17×17 및 16×16 개량 핵연료(ACE7)를 개발한 것으로, 지난 10월 8일 과학기술평가 기획원의 2004년도 원자력연구개발 중장기계획사업 종료과제 최종 평가에서도 기존의 핵연료에 비하여 연소성능과 열적성능이 우수하고 신뢰성 및 안전성이 크게 향상된 것으로 평가를 받았다.

이번 개량 핵연료 개발은 한전원자력연료(주)가 주관하여 미국 웨스팅하우스사와 브라질 핵연료공사(INB)가 국제 공동으로 고성능의 개량 핵연료 시범집합체를 개발하여 노외실증시험을 완료하고, 상용연료와 동일한 수준의 제조공정 자격인증시험을 거쳐 제조되어 발전소에 시범 장전 예정이다.

이 회사는 2002년에도 한국표준형 원전용 개량 핵연료(PLUS7)을 개발하여 지난 7월 1주기 원자로 연소시험에 성공한 바 있으며, 잇따른 개량 핵연료의 개발로, 우리 나라의 핵연료 기술 및 개발 능력을 국제수준으로 끌어올림은 물론 향후 핵연료 집합체 및 핵연료 설계·제조기술의 수출도 가능할 것으로 전망된다.

<웨스팅하우스형 원전용 개량 핵연료 개발 개요>

1. 사업개요

○ 사업명: 웨스팅하우스형 원전용 개량 핵연료 개발

○ 사업기간: ’01. 8. ~ ’04. 7.(3년)

○ 연구개발비: 총 219억 원(정부: 100억 원, 한전원자력연료 : 119억 원)

2. 주관연구기관 및 연구책임자

○ 한전원자력연료(주) 설계기술원 전경락

3. 연구개발 목표

○ 웨스팅하우스형 원전용 17x17 및 16x16 개량 핵연료 시범집합체 개발

○ 핵연료 독자개발 역량확보

4. 추진전략

○ 외국 선진사와 국제공동연구로 단기간 내 개발완료 후 상용화

○ 국내 보유 핵연료 설계, 제조기술 및 경험을 최대한 활용

○ 산학연 공동으로 독자적인 핵연료 개발역량 확보

5. 주요 연구개발 성과

○ 17x17 및 16x16 개량 핵연료 시범집합체 개발(ACE7의 7가지 주요 특성)

① 고연소 성능 확보(72,000 MWD/MTU)

② 열적 성능 향상(과출력여유도 10% 이상)

③ 중성자 경제성 향상

④ 프레팅 마모 손상 방지

⑤ 집합체 휨 및 제어봉 비정상 삽입 방지

⑥ 상단고정체 해체·재조립 용이 및 스프링나사 손상 방지

⑦ 이물질에 의한 연료손상 방지

○ 핵연료 독자개발 역량 확보

- 국내 기술진에 의한 핵연료 개발 과정 검증

- 고유핵연료 지지격자 산업 적용성 평가

- 구조부품 성능시험기술 및 시설 확보

- 노내외 핵연료 성능 데이터베이스 구축

6. 기대효과

- 핵연료 주기비 절감: 주기당 약 14 ~ 20억 원 이상

- 향상된 열적성능(과출력여유도 10% 이상)을 출력증강에 활용시, 1%당 연간 20 ~ 30억 원
  이득

- 무결함연료로 신뢰성 증대