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[기타] ITER 초전도자석 전원공급장치 국내 기술로 개발

글쓴이운영자

등록일 2019-04-03

ITER 초전도자석 전원공급장치 국내 기술로 개발
- VS1 컨버터 초도품 ITER 건설지 프랑스로 운송 시작 -

 

 핵융합에너지 개발을 위해 국제 공동으로 수행되고 있는 과학기술 프로젝트인‘국제핵융합실험로(ITER)'의 초전도자석 전원공급장치가 우리나라에서 개발이 완료되어 건설지인 프랑스로 운송을 시작한다.


 국가핵융합연구소(소장 유석재) ITER한국사업단(단장 정기정)은 ITER 장치 건설을 위해 국내에서 제작하는 조달품목 중 하나인 초전도자석 전원공급장치의 VS1 컨버터(VS1 AC/DC Converter) 초도품이 성공적으로 제작되어, ITER 건설지인 프랑스 카다라쉬 지역으로 운송을 시작하였다고 3일(수) 밝혔다.


 우리나라는 총 32대의 ITER 초전도자석 전원공급장치 중 18대의 조달을 담당하며, 각각의 ITER 초전도자석 전원공급장치는 변압기와 컨버터로 구성된다.


 ITER한국사업단은 국내기업인 ㈜다원시스(대표 박선순)와 협력하여 TF 컨버터 1대, CS 컨버터 6대, VS1 컨버터 2대, CCU/L 컨버터 6대, CCS 컨버터 3대 등 5종류 컨버터의 개발과 제작을 진행하고 있다.


 다원시스는 1996년 설립 이후 1998년 초전도핵융합연구장치 KSTAR의 전원공급장치 개발에 참여한 경험을 바탕으로, ITER 초전도자석 전원공급장치의 컨버터 제작업체로 선정된 바 있다.


 인공태양이라 불리는 ITER와 같은 토카막형 핵융합 장치는 초전도자석이 만든 강력한 자기장을 이용해 초고온 플라즈마를 가두고 태양에서 일어나는 핵융합 반응을 만든다. 컨버터는 이러한 자기장을 만드는 ITER 초전도자석 시스템의 각 부분에 수 십 kA 급의 정밀 제어 전류를 공급하여 핵융합 플라즈마를 효과적으로 제어(플라즈마의 발생, 가열, 위치 및 형상 제어)해 주는 역할을 한다. 이번에 첫 번째로 운송을 시작한 ‘VS1 컨버터’는 토카막 내 핵융합 플라즈마의 불안정한 수직 위치를 빠른 속도로 안정화시켜 주는 역할을 한다.


 플라즈마를 제어할 수 있는 자기장을 만들기 위해서는 초전도자석마다 요구하는 전류 용량 및 전압 제어 요건에 맞는 맞춤형 컨버터가 필요하다. 특히 전기 과부하 등의 사고가 발생하여도 1억도 이상의 초고온 플라즈마가 유지되고 있는 핵융합로를 보호할 수 있도록 컨버터가 곧바로 멈추지 않고 플라즈마를 안전하게 제어할 수 있도록 만들어져야 한다.
 
 이번에 개발된 VS1 컨버터는 이러한 다양한 요구 조건들을 충족시킬 수 있도록 설계되었으며, 엄밀한 제작 검사와 함께 ITER가 요구하는 성능과 품질을 구현하는데 성공했다. 이후 자체 시험, 단락 시험, 절연 시험, 정격 전류 시험 등 성능을 확인하는 최종 시험(FAT)까지 무사히 통과하여 ITER 국제기구로부터 출하 승인을 받을 수 있었다.


 ITER 초전도자석 전원공급장치의 개발을 담당하고 있는 ITER한국 사업단의 최정완 박사는 “ITER에서 요구하는 까다로운 조건을 맞추기 위해 VS1 초도품 개발과 제작에는 약 5년의 긴 시간이 걸렸지만, 설계와 성능이 성공적으로 검증되었기에 2020년 5월까지 계획된 모든 컨버터의 제작이 순조롭게 완료될 수 있을 것이다.”라고 밝혔다.

 
 지난 3월 30일(토) 부산항을 통해 해상 운송을 시작한 ITER VS1 AC/DC 컨버터는 오는 5월 3일(금)에 프랑스 마르세유의 포스항에 하역하고, 5월 중순 경 프랑스 남부 카다라쉬 지역에 위치한 ITER 건설 현장으로 도착할 예정이다.
 
  ITER 한국사업단 정기정 단장은 “ITER 건설 공정률이 60% 이상을 달성하면서, 7개 회원국으로부터 장치 건설을 위한 조달품의 제작과 운송이 본격적으로 진행되고 있다.”며, “인류의 미래에너지 개발을 위한 ITER의 건설이 성공적으로 진행될 수 있도록 국내 조달품의 적기 제작과 납품을 위해 최선을 다하겠다.”고 소감을 밝혔다.

 


담당부서커뮤니케이션팀