원전 전기생산 방해 '슬러지' 최대 68% 감축 기술 개발

원자력硏 "원전 안전성 높이는 수화학 기술 국내 최초로 만들어"

한국원자력연구원은 국내 최초로 원전 증기발생기 전열관 슬러지 부착 모사 실증장치를 개발했다.(사진제공=한국원자력연구원)

[아시아경제 문채석 기자]원전의 전기 생산을 방해하는 '슬러지(하수 찌꺼기)'를 최소화하는 기술이 국내 최초로 개발됐다. 원전의 안정성이 높아질 전망이다.

20일 한국원자력연구원은 국내 최초로 전열관 표면에 붙는 슬러지를 대폭 줄이는 수화학(水化學) 기술을 최초로 개발했다고 밝혔다.

원전 냉각수 속엔 금속 전열관이 들어 있다. 원자로에서 핵분열을 해 만들어진 열은 전열관을 통해 증기 발생기 속 냉각수로 전해진다. 이 열로 증기를 만들고 터빈을 돌려 전기를 만든다.

문제는 물과 금속을 함께 쓰다보면 슬러지가 생긴다는 점이다. 원전의 전열관 표면에 슬러지가 붙으면 냉각수로 열이 잘 전해지지 않아 부식이 가속화되고 유로(流路)가 막힌다. 자연스럽게 비파괴 검사의 신뢰도도 낮아진다.

원자력연구원은 전열관에 붙는 슬러지의 양을 최소화하는 냉각수 pH 조절제의 종류와 pH 값을 찾았다.

현재 원전에선 냉각수가 금속 전열관을 부식시키지 않도록 증기발생기 속 냉각수에 pH 조절제를 첨가해 알칼리성을 유지하는 기술을 쓴다.

국내에서 주로 쓰는 에탄올 아민으로 pH9를 유지하는 게 아니라 암모니아로 pH10을 유지하면 슬러지가 최대 68% 감소했다.

증기발생기 속에서 슬러지가 발생하는 모습을 모사하는 실증장치를 개발했다. 이 장치를 활용해 pH 조절제와 범위와 관련한 최적의 조합을 찾아냈다.

허도행 원자력연구원 책임연구원은 "전열관 표면에 생기는 슬러지를 대폭 줄여 가동 중인 원전의 안전성을 높일 것"이라고 설명했다.

이번 연구 결과는 원자력 분야 학술지인 '애널스 오브 뉴클리어 에너지'(Annals of Nuclear Energy) 이달 호에 실렸다.

세종=문채석 기자 chaeso@asiae.co.kr