세상 어디에도 없던 “차세대 방호문” APR1400 적용
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세상 어디에도 없던 “차세대 방호문” APR1400 적용
  • 경주=김소연 기자
  • 승인 2017.01.10 00:58
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[여명2017 신년기획-원자력산업 백년대계, 유망 중소기업 무한도전記]
ES다산, 규모 8.0 내진성능ㆍ1025℃ 화염ㆍ3m 침수 압력 등 극한환경 ‘통과’

[원자력신문] 한반도는 ‘불의 고리’로 지칭되는 환태평양 지진대의 직접적인 영향권에서는 벗어나 있지만 한반도 전역의 지진 발생 빈도는 증가하는 추세이다. 2000년 이전 규모 2.0 이상의 지진이 매년 평균 19회 발생했던 반면 2000년 이후에는 평균 47회를 기록해 증가세가 뚜렷해지고 있다.

특히 2016년 7월 울산동부에서 발생한 규모 5.0 지진과 지난 9월 12일 경주에서 발생한 규모 5.8의 지진 이후 570여 차례 추가 여진이 이어지고 있어 한반도가 더 이상 지진 안전지대가 아니라는 분석이 지배적이다.

또 지진은 예측이 어렵고, 같은 강도라도 대도시일수록 지진에 취약하기 때문에 내진설계가 돼 있지 않은 국내의 경우 도심 기반시설의 막대한 피해를 입을 수 있다는 우려가 제기돼 왔다.

이에 어느 때보다 자연재해 및 재난 상황에서 개인의 생명을 지키고 국가시설물의 건전성을 높이기 위해 내진성이 뛰어난 제품에 대한 국민적 관심이 고조되고 있으며, ES다산(대표 황재호)이 원자력산업계의 이목을 집중시키고 있다.

ES다산은 2008년 울산대학교 창업보육센터에서 토목/건축 엔지니어링 서비스 기업이다. 2011년 후쿠시마 원전 사고 이후 한국수력원자력의 ‘56건 후속대책’에 따라 ‘가동원전 침수방호 설계사업’에 참여하면서 2013년 원전 구조물 설계회사로 등록하게 된다.

이후 ES다산은 기존 밀폐형 방수문을 개량해 원전 규제에 적용되는 미국 NFPA 규격 피난 성능과 UL10c 3시간 내화성능을 가진 방수문 개발에 돌입한다.

황재호(사진) 대표는 “울산대학교 방재연구소와 산학협력을 통해 2015년부터 원자력발전 피동형 방수문 개발에 착수했으며, 2016년 8월 규제기관은 물론 APR1400 설계 요건의 내진성능, 내화성능, 방수성능을 모두 만족하는 방수문 개발에 성공했다”고 설명했다.

우리나라 원전의 내진설계값은 0.2g 또는 0.3g이다. 이는 중력가속도 9.8m/sec2의 20% 및 30%의 크기를 나타낸다. 0.2g는 규모 6.5 정도의 지진에, 0.3g는 규모 7.0 정도의 지진에 해당한다.

한국형 신형경수로인 APR1400으로 건설되는 원전은(신고리 3~6, 신한울 1·2) 해외수출 목적으로 설계된 발전소로서 다양한 부지여건을 포괄해 0.3g의 지진값으로 내진설계를 하고 있지만 경주지진 발생 이후 내진설계값을 높여 원전의 건전성을 강화하자는 주장이 거세다.

ES다산의 방호문은 2016년 4월 부산대학교 지진센터에서 가졌던 내진실증시험 당시 국내 최대 내진 규모 8.0(지반가속도 0.3g) 이상의 극한환경에서도 비틀림이 없었다. /사진제공=ES다산

이에 ES다산의 방호문은 2016년 4월 부산대학교 지진센터에서 가졌던 내진실증시험 당시 국내 최대 내진 규모인 진도 8.0(지반가속도 0.3g) 이상의 극한환경에서도 비틀림이 없었으며, 1025℃ 화염에서 3시간을 견딘 후 찬물로 사워를 해도 끄떡없었다. 또 폭포수처럼 쏟아지는 물의 압력과 3m 깊이로 침수되는 압력도 물을 막아냈다.

이러한 성능은 내진코드 IEEE 344, 방화코드 UL10C, 탈출코드 NFPA 5000, 방수 4.27psi 등으로, 국내서 유일하게 원전 방호 성능을 모두 충족하게 된다.

황재호 대표는 “그러나 방호문은 강진과 화재, 침수 등 악조건의 자연재해에 견뎌야 함은 물론 탈출성능도 우수해야 한다. 사람이 갇혔을 때 문이 제대로 작동하지 못한다고 가정해보자. 생명을 담보할 수 있겠느냐”고 반문하면서 “한 개의 문으로 내진, 방화, 방수 등 극한상황을 견디면서 초등학생이 밀어도 문 열려 탈출이 용이해야 ‘진정한 방호문’”이라고 강조했다.

(사진좌) 방수성능시험(3m 정수두압)=2016년 4월 21일/ (사진우) 내화성능시험(UL10c 3hr)=2016년 8월 30일

-ES다산이 보유하고 있는 기술(또는 장비)과 제품들은 무엇이며, 원자력산업(전력 및 플랜트 업계) 적용사례를 설명해 달라.
“ES다산의 원전 방호용 방수문 기술의 가장 큰 특징은 ‘피동형’이라는 단어로 설명할 수 있다. 방수성능을 구현하기 위해 별도의 동력이나 인력이 필요치 않고 밀려드는 수압에 의해 자연스럽게 방수성능이 구현된다. 구조해석과 설계를 통해 문에 가해지는 하중을 프레임으로 분산시킴으로써 문의 ‘경량화’에 성공하여 일반 방화문과 동일한 형상과 작동을 하면서도 피난, 내진, 내화, 방수성능을 모두 만족시킬 수 있는 혁신적인 제품을 개발에 성공한다. 현재 개발된 문의 관련기술로 2건의 특허 등록, 4건의 특허가 출원돼 있으며, 아직 원전현장에 이 제품이 적용돼 있지는 않으나 향후 원전 안전성 관련 주요 설비의 침수를 방호할 수 있는 출입구에 설치돼 원전 안전을 보장할 수 있는 일부분으로서의 역할을 담당할 수 있을 것으로 기대된다.”

-기술개발을 위해 특별히 시행하고 있는 방안은.
“구조해석 및 설계, 시제품 제작 및 성능시험 등 기술개발 전 과정에 참여하는 우수한 전문인력을 확보했다. ES다산은 구조부문 박사급 인력 3명을 포함한 7명의 기술개발 인력, 기능장 1명을 포함한 3명의 시제품 제작 인력을 확보하고 있으며, 특수문의 개발 뿐만 아니라 특수문 성능시험을 위한 시험방법에 대한 기술개발 프로그램 개발에도 힘쓰고 있다.”

-경주지진 이후 원자력발전소의 안전성에 대해 국민들은 많은 우려의 시선을 보내고 있다. 국민적 불신을 해소하기 위해 원자력산업계에 필요한 과제는 무엇이라고 생각하는가.
“불합리한 하도급 관행을 타파해 정당한 댓가와 실행조건을 확보함으로서 원전 기자재 품질 수준을 담보할 수 있는 풍토가 조성돼야 한다. 아울러 대국민 홍보를 한층 강화해 국민 불신을 조장하는 잘못된 정보의 범람을 바로 잡는 것도 중요하다.”

-국내 원자력 분야에 진출하기까지 애로사항은 무엇이며, 파트너 기업으로 한수원(혹은 전력분야 발주자)에게 바라는 점이 있다면.
“원자력분야 뿐만 아니라 국내 전체 산업계에 진출하기 위해서 혁신적인 기술보유만으로 어려운 것이 현실이다. 중소기업이나 신기술 보유기업이 원자력분야에 진출하기 위해서는 실적의 유무가 몹시 중요하지만 모든 분야에서 실적에 대한 부분을 진출 전 선결과제로 놓고 판단하기 때문에 소기업 입장에서는 실적을 만드는 것에 애로사항이 생길 수밖에 없다. 한수원이 원전에 적용될 신기술, 신제품들의 실적을 만들어 줄 수 있는 TEST BED 역할을 해 줄 수 있다면 많은 중소, 벤처기업들에게 기회가 부여될 수 있을 것이다. 직접적인 현장적용이 아니더라도 TEST 적용이 가능한 프로그램을 만들어 줄 수 있지 않겠는가.”

-올해 주요 사업계획 및 목표는.
“ES다산은 한국수력원자력 경주 본사 이전에 부흥하기 위해 2016년 11월 경주시 외동 산단으로 이전해 특수문 생산 공장과 연구개발센터가 자리를 잡았다. ES다산의 방호문은 한수원이 신규로 건설할 신고리 5·6호기와 신한울 3·4호기에 적용될 계획이며, 현재 한수원의 요청으로 기존 3m 침수위 방수문을 개량해 17m 해일 침수위에서도 방수성능이 우수한 피난·내진·내화성능 방수문을 개발할 계획이다. 향후 지속적인 기술개발을 바탕으로 글로벌 재해 방호 기업으로 성장해 한수원과 함께 ‘원전 르네상스 경주 시대’를 열어가겠다.”