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해수담수화 적용성 검토
2011. 06. 02
왕 찬식
제10회 원전 수화학 및 부식 Workshop
1
목차
 개요
 용수사용 현황
 세계 담수화 현황
 고리 원전의 적용 방안
 결론
2
2
개요
원전의 건설에 따른 다량의 발전용수 필요
 용수 취수시 민원 발생, 수질 악화, 공업용
수 사용료 증가 등 문제점 발생

구분
고리1발
월성1발
비고
순수 소요량(톤/년)
179,000
247,000
‘08년 실적 기준
순수 생산단가
연간 소요비용

4,164(원/톤) 1,698(원/톤)
7억4천만원
4억2천만원
‘08년 실적 기준
고리는 원수공급비용
(약 1200원/톤) 불포함
안정적인 발전용수 공급을 위하여 해수담
수화 설비 적용 검토 (고리 원전 대상)
3
용수 사용 현황
고리 원전 용수취수원 및 취수량
(m³/일)
구분
취수원
좌천
반룡
효암
낙동강 용수
취수원
좌광천
장안천
효암천
낙동강
취수형태
복류수
지하수
복류수
지하수
복류수
공업용수
갈수기고갈
수질 양호
생활용수
민원 빈발
갈수기고갈
수질 보통
발전 용수
생활 용수
수량
수질
취수원 특성
발전
민원
풍부
불량
용수
발생
합계
수질 불량
발전 용수
설계 취수량
4,100
4,000
3,000
10,000
21,100
평균
2,300
1,300
1,700
3,000
8,300
최대
4,100
4,000
3,000
10,000
21,100
최소
4,000
1,000
0
10,000
15,000
4
용수 사용 현황
발전소별 용수사용현황
(단위 : m³/일)
구
분
발전용량(MW) 발전용수 생활용수
기타
계
고리원자력(1~4호기)
일평균
일최대
3,137
1,594
4,401
2,357
4,303
1,026
2,750
4,977
11,455
울진원자력(1~4호기)
일평균
일최대
3,900
2,681
6,061
1,268
2,240
951
1,796
4,900
10,097
월성원자력(1~4호기)
일평균
일최대
2,779
1,303
367
2,555
4,225
영광원자력(1~4호기)
일평균
일최대
3,900
1,953
5,430
2,850
1,148
5,951
5
용수 사용 현황
발전소별 MW당 용수사용량
(단위 : m³/MW.일)
구 분
발전용수
생활용수
기 타
계
고리원자력
0.51
0.75
0.33
1.59 (0.84)
울진원자력
0.69
0.33
0.24
1.26 (0.93)
영광원자력
0.50
0.73
0.29
1.49 (0.79)
0.56
0.60
0.29
1.45 (0.85)
평
균
주) 월성 원자력은 노형이 다르므로 제외
6
용수 사용 현황
고리 신규원전 요구 발전용수량
(m³/MW.일)
구 분
발전용량(MW)
단위용수(m³/MW)
용수량 (m³/일)
신 고 리 1,2호기
2,000
0.93
1,860
신 고 리 3,4호기
2,800
0.93
2,604
신 고 리 5,6호기
2,800
0.93
2,604
신 고 리 7,8호기
2,800
0.93
2,604
계
10,400
-
9,672
7
용수 사용 현황
고리 원자력 발전소 용수사용현황
(m³/일)
구
분
발전용량(MW) 발전용수/ 기타
고리1~4호기
일평균
일최대
3,137
2,600
7,151
신고리 1,2
2,000
1,860
신고리 3,4
2,800
2,604
기존 공급량
(예비)
요구 공급량
(예상)
10,000
(4,100)
9,672
신고리 5,6
2,800
2,604
신고리 7,8
2,800
2,604
합계
일평균
일최대(예상)
12,272
(24,544)
담수화설비 용량
: 10,000 m³/일
8
해수 담수화 방식
다중효용방식(ME) 공정의 개념도
9
해수 담수화 방식
발전계통과 증발방식 연계
Turbine
Electricity
Steam
Intake
Facilities
Seawater
Potable
water
Desalination Plant
10
해수 담수화 방식
역삼투압법(RO) 담수화 설비 개념도
11
세계 해수담수화 설비 현황
해수담수화 방식별 비교
Others
1.0%
Others
1.0% ED 4.0%
ED 5.0%
MED
5.0%
MED
9.0%
RO
40.0%
RO
59.0%
MSF
27.0%
MSF
49.0%
1998
2008
12
세계 해수담수화 설비 현황
해수담수화 설비 총용량 변화 추이
13
세계 해수담수화 설비 현황
담수화 설비 방식별 설비용량 비교

증발법 및 역삼투압법
14
세계 해수담수화 설비 현황
해수담수화 설비 공급원별 비교
Pure
Water
5%
River
Water
6%
Pure
Water
5%
Brackish
Water
26%
River
Water
8%
Brackish
Water
19%
Seawater
62%
Seawater
59%
Waste
Water
5%
Waste
Water
2%
1998
2008
15
세계 해수담수화 설비 현황
해수담수화 설비 사용처별 비교
군사용 농업용
2.0% 0.2%
발전용수
3.0%
군사용 농업용
1.0%
1.0%
공업용수
15.0%
공업용수
23.0%
발전용수
6.0%
음용수
67.0%
음용수
78.0%
1998
2008
16
고리 원전의 적용 방안
해수 수질별 적용 기술
기 수
구 분
해 수
배출수
(35,000 ppm) (Brine)
0-3,000(ppm)
3,00010,000(ppm)
증발법
V
△
○
○
전기투석법
○
△
V
○
역삼투압법
○
○
○
△
이온교환법
○
-
-
-
주) ○ : 우선적용, △ : 적용 가능, V : 적용 가능하되 비경제적
17
고리 원전의 적용 방안
해수담수화 방식별 장단점 비교
종별
방식
다단플
래쉬법
(MSF)
증
발
법
다 중
효용법
(ME)
증 기
압축법
(VC)
역삼투법
(RO)
에너지소비량
[kwh/㎥]
장단점 비교
장점 대규모 장치. 생산수 순도 높음.
약 25
단점 에너지 소비 많음. 부식 방지 필요.
장점 중규모 장치. 생산수 순도 높음. 폐열 이용
약 11~23
단점 에너지 소비 많음. 부식 방지 필요.
장점 소규모 장치. 기동시 이외 열원 불필요.
약 18
단점 에너지 소비 많음. 증기 압축기 필요.
장점 최근 실적 급증. 에너지 소비 적고 조작용이.
약7
단점 압력용기/배관 필요. 전처리가 요구.
18
고리 원전의 적용 방안
증발법 및 역삼투압법 실용성 비교
19
고리 원전의 적용 방안
증발법과 역삼투압법 적용 변화 추이
20
고리 원전의 적용 방안
담수화 방식별 담수생산비용 비교
21
고리 원전의 적용 방안
담수화 형식별 설비용량 비교
증발법
구 분
역삼투압법
증기
전기히터
단위 용량
(m³/일)
5,000
2,000
5,000
설비 구성
2 Unit
5 Unit
2 Unit
장
점
수요량에 따른 운전 용이
요구 수질별 처리 가능
단
점
설비 소요 부지 과대
설비의 고효율 유지를
위해 지속적 운전
22
고리 원전의 적용 방안
경제성 비교
구 분
역삼투압법
(RO)
증발법
(ME-증기)
증발법
(ME-전기히터)
원전 폐열 활용
(복수기 배출해수)
유리
불리
유리
원전 설계변경
영향 없음
영향 있음
영향 없음
초기투자비
250 억원
165 억원
207 억원
운영유지비
310 억원
474 억원
352 억원
순수처리설비
70 억원
55 억원
55 억원
합계
630 억원
694 억원
614 억원
경제성
23
결론

고리원전 적용성
용량 : 100,000 톤/일
─ 방식 : 역삼투압법/
전기히터 증발법
─
증기
원자력
Thank you!
Questions?
25