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iterKOREA 한국사업단

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삼중수소 저장 및 공급시스템

기능

  • ITER 핵융합 반응의 연료가 되는 수소동위원소를 저장·공급하며 대량의 삼중수소를 단기 또는 장기 저장하는데 필요한 인프라 제공
    • 수소동위원소(삼중수소, 중수소) 및 다양한 주입목적에 따른 순수가스 공급
    • 토카막(Tokamak) 핵융합로 운전 시나리오에 따른 삼중수소 저장 및 공급 공정 구현
    • 삼중수소의 안전한 저장과 재고량 측정 및 정밀한 Tracking
    • 금속 수소화물을 이용한 삼중수소 저장용 베드의 적용 및 운전
    • 삼중수소 운반용기의 입고, 검수 및 보관

제원 및 기능

  • 삼중수소 저장 및 공급시스템(SDS, Storage and Delivery System) 과 삼중수소 로딩 스테이션(TLS, Tritium Loading Station) 으로 구성
  • 삼중수소 총용량은 최대 4kg이며, 삼중수소 저장용 베드는 70g 의 용량을 가짐.
  • 삼중수소의 안전한 관리를 위해 삼중수소의 방사능 붕괴열을 열량계를 이용하여 재고량을 측정하며, 삼중수소 이송을 정밀하게 추적 및 제어해야 함.
  • 삼중수소의 장단기 저장에 안전 확보를 위해 금속수소화물의 형태로 삼중수소 및 중수소를 베드에 저장하며, SDS와 TLS에서 대부분의 설비와 공정은 글러브 박스 내부에 설치 및 운영됨.
  • 버퍼탱크, 가스 계통, 밸브 및 펌프 등은 삼중수소 적용가능(Tritium Compatible) 해야 함.

우리나라 조달내역

  • 조달금액 : 12.482kIUA (총 조달금액 : 15.575kIUA), 참여율 : 81.5%(FUND 18.5%)
  • 삼중수소 저장 및 공급시스템은 SDS와 TLS로 크게 구분하며 각각은 아래와 같은 요소로 구성된다.
    • SDS(Storage and Delivery System)
      • 삼중수소/중수소 저장용 금속(DU: Depleted Uranium, 감손우라늄)수소화물 베드
      • 글러브 박스
      • 버퍼탱크, 펌프, 밸브, 가스계통, 계장
      • 삼중수소를 제외한 가스 공급 계통
    • TLS(Tritium Loading Station)
      • 열량계
      • 글러브 박스
      • Off-loading furnace
      • 삼중수소 이송용 가스 계통

세부설명

  • 삼중수소 저장 및 공급시스템은 ITER 핵융합 연료주기의 일부로서, 삼중수소 플랜트(Tritium Plant)에 설치되어 운전에 필요한 여러 종류의 기체를 저장하고 공급하며, 특히 다량의 삼중수소를 안전하게 단기 또는 장기간 저장하는 인프라를 제공한다.
  • SDS(Storage and Delivery System)
    • 삼중수소/중수소 저장용 금속수소화물 베드 (ZrCo에서 DU로 변경) : 삼중수소 저장용 금속수소화물 베드는 DU를 이용하여 수소동위원소를 저장하며, 수소동위원소의 흡탈장 기능과 삼중수소 제고량 측정의 기능을 갖춘다. 흡탈장 제어를 위한 히터, 삼중수소 붕괴열 측정을 위해 He 가스 유로를 이용한 내장형 열량계(In-bed Calorimetry) 등이 설치된다.
    • 글러브 박스 : 삼중수소의 안전한 보관 및 운용을 위해 SDS의 대부분의 장비 및 요소들은 글러브박스 안에 보관되어 삼중수소의 최소 이중 격벽을 구성한다.
    • 버퍼탱크, 펌프, 밸브, 가스계통, 계장 : 연료주기상의 Fuelling System으로의 공급을 위해 삼중수소를 저장하는 버퍼탱크를 설치하며, 이송을 위한 펌프, 가스계통, 계장, 밸브 등을 구성한다. 각 요소들은 삼중수소 적용가능(Tritium Compatible) 해야 한다.
    • 삼중수소를 제외한 가스 공급 계통 : 수소 동위원소 외에 헬륨 등의 순수가스를 공급하는 계통을 설치한다.
  • TLS(Tritium Loading Station)
    • 열량계 : 삼중수소 운반용기의 삼중수소량을 측정한다.
    • 글러브 박스 : 삼중수소의 안전한 보관 및 운용을 위해 TLS의 대부분의 장비 및 요소들은 글러브박스 안에 보관되어 삼중수소의 최소 이중 격벽을 구성한다.
    • Off-loading Furnace : 운반용기로부터 삼중수소를 탈장시켜 SDS로 이송시키기 위해 운반용기를 가열한다.
    • 삼중수소 이송용 가스 계통