[창간6주년 특별기획]안전-신뢰성 입증된 ‘개선형 OPR1000’
시공 편의성-경제성 ‘두 마리 토끼’잡아…年 79억kWh 전력생산
한국수력원자력(사장 조석)은 국내 24번째 원전인 신월성 2호기는 지난해 11월 연료를 장전한 이후 단계별 출력상승시험과 원자로 및 터빈발전기 성능시험 등 8개월간의 시운전시험을 통해 최종 안전성을 확인하고 규제기관으로부터 사용전검사 합격통보를 받았다.
신월성 2호기의 연간 전력생산량은 79억kWh(대구․경북 1년 전력사용량의 약 13%에 해당)로 향후 전력수급에 크게 기여할 전망이다. 아울러 약 1.5%의 전력예비율을 추가로 확보해 올 여름 전력피크에 숨통이 트였다.
◆국내 마지막 OPR1000 원전 ‘신월성 1ㆍ2호기’
경북 양북면 봉길리 일원(현 월성본부 인접 부지) 약 35만평 규모의 대지에 국내 23, 24번째 원자력발전소인 ‘신월성원자력발전소 1ㆍ2호기’.
100만kW급 개선형 한국표준형원전(OPR1000)인 신월성 1ㆍ2호기는 제2차 전력수급기본계획(2004~2017년)에 따라 2005년 10월 착공한 후, 건설 및 시운전을 거쳐 약 6년 10개월의 대장정 끝에 2012년 7월 31일 신월성 1호기가 첫 상업운전에 들어갔다. 신월성 2호기 역시 그해 7월 당시 99.57% 이상의 공정률을 보이며 연료장전 대기 중이었다.
그러나 2013년 5월 세간을 떠들썩하게 달구고 있는 ‘원전부품 시험성적서 위조’ 사건에 연루된 제어케이블이 두 원전에 설치된 탓에 제어케이블이 두 원전에 설치된 탓에 신월성 1호기는 발전 가동을 멈추고, 제어케이블 교체작업을 완료 후 지난해 1월 7일부터 재가동에 들어갔다.
당시 다행히 시운전을 앞두고 있던 2호기 또한 교체작업을 마무리하고, 지난해 11월 최종 운영허가를 받아 연료를 장전한 후 약 8개월의 단계별 출력상승시험을 성공적으로 수행해 발전소의 안전성과 운영기술 능력을 입증했다.
총공사비 약 5조3100억 원(내자 4조7795억1000만원, 외자 4억6467만2000달러)이 투입된 신월성 1ㆍ2호기 건설 사업은 한수원 주도 아래 종합설계 용역은 한국전력기술, 원자로 설비 및 터빈/발전기 등 주기기 공급은 두산중공업, 연료공급은 한국원자력연료가 각각 맡았다.
또 주설비 시공은 대우건설(주)-삼성물산(주)-GS건설(주)가 컨소시엄으로 보조기기 공급은 국내ㆍ외 약 250여개에 달하는 업체가 참여했다.
특히 신월성 1ㆍ2호기는 건설에 따른 지역경제 활성화는 물론 하루 최대 3500명, 연인원 약 600만 명 이상의 고용창출 효과 등을 창출하며 7000억 원 이상의 경제적 파급효과를 낳았다.
신월성 1ㆍ2호기의 성공적인 건설이 갖는 그 의미는 특별하다. 우리나라는 국내 원전 효시인 ‘고리 1호기’부터 해외기술에 의존해 건설된 ‘1세대 원전’ 시대를 거쳐 국산화로 이룩한 한국표준원전(OPR1000) 시초인 한빛 3‧4호기 이후 본격적인 ‘2세대 원전’ 시대를 맞이했다.
이후 30여년에 걸친 운전 경험을 통해 안전성과 신뢰성이 입증된 한국표준형을 기본으로 설계된 개선형 OPR1000은 시공 편의성과 경제성을 향상시켰다.
특히 차세대 원전인 APR1400과 APR+ 노형의 개발과 후행호기(신고리 3ㆍ4호기 및 UAE 바라카원전 등) 건설, 또 한국형 원전의 해외 수출에 긍정적으로 작용하며, ‘3세대 원전’ 시대로의 길잡이를 톡톡히 했다.
신월성 1ㆍ2호기는 공기단축과 공정개선을 위해 다양한 신공법이 도입됐다. 실제로 원자력발전소의 원활한 공사를 위해서는 약 100만평 정도의 부지가 필요하다.
그러나 신월성 1ㆍ2호기는 기존 신월성 3ㆍ4호기 부지가 경주 중ㆍ저준위방사성폐기물 처분장 부지로 편입되면서 부지가 협소해 공사에 어려움을 겪었다. 하지만 도심에서 공사를 하는 것처럼 현장이 아닌 ‘제3의 장소’에서 구조물을 제작해 반입하는 등 효율적인 부지 운영을 통해 공사에 차질이 없도록 했으며, 그 결과 성공적인 건설공정을 수행했다.
먼저 원자로 건물 격납철판(CLP)을 기존 2단 모듈 설치에서 3단 모듈 인양 공법을 적용하고 원자로 건물 상부돔도 3회에서 2회 인양으로 줄여 후속 공정인 철근작업 기간을 단축했다. 이외에도 원자로 냉각재 배관 자동용접 실시, 원자로 냉각재배관(RCL) 작업과 원자로내부구조물(RVI) 작업 병행시공 등 최신기술을 적용해 건설 품질향상과 공정단축 및 작업효율을 높였다.
시공분야에서는 공장이나 현장 가공장에서 설비를 사전 제작하고 모듈화 공법을 적용해 설치 공정을 단순화했으며, 안전성 관련 건물인 보조건물과 복합건물의 철근콘크리트 슬라브 시공에 ‘데크 플레이트(Deck Plate)공법’을 적용했다.
또 기존 철근 연결방법인 캐드웰드(Cad Weld) 방법을 나사식 연결방법인 BMS(Bar Mechanical Splice) 방법으로 개선했고 복잡한 설비로 구성되는 원자로 상부구조물을 일체화함으로써 원전이 정상 운전에 들어가면 계획예방정비기간을 단축할 수 있어 이용률 향상에도 많은 기여를 할 것으로 기대된다.
아울러 국내 최초로 수중 취배수 방식을 채택해 해안으로부터 860m 바다 속 20m 깊이에서 저온의 수중 해수를 취수함으로써 취수량을 줄였다. 낮은 온도의 해수를 사용할 수 있어 발전소냉각 효율을 높이고 냉각과정에서 열 교환된 온배수는 560m 떨어진 수중에 방류해 온배수가 해양 생태계에 미치는 영향을 최소화했다.
특히 안전성 강화를 위해 ‘후쿠시마 원전사고 후속대책’의 하나로 지진이나 해일에 대비해 전원없이 동작하는 수소제거설비와 이동형 발전차량 등의 안전설비를 대폭 강화했다.
또 원자로 상부구조물 일체화로 연료장전 기간 단축, 폴리머 고화설비 적용으로 방사성폐기물량 감소 등 최신기술과 기존 원전의 운영경험을 반영해 안전성과 친환경성을 더욱 향상시켜 약 10년간의 대장정에 마침표를 찍었다.
이영일 한국수력원자력 건설본부장(상임이사)은 “한국표준형원전의 최종 호기 준공을 통해 우리의 원전 건설 및 운영 능력을 세계적으로 입증함으로써 해외 원전수출의 교두보 역할을 톡톡히 할 것”으로 기대했다.
한편 국내 가동원전은 24기(고리 6기, 한빛 6기, 월성 6기, 한울 6기)로 발전설비용량은 2만1716MW로 국내 전 발전설비용량(9만6681MW)의 약 22.5%를 점유하게 됐다.
한수원은 원전 운영기수 면에서 프랑스 EDF(Electricite De France)와 러시아 로스아톰(Rosatom)에 이은 세계 3번째 규모의 회사로 신뢰와 소통, 안전 최우선 원칙을 바탕으로 안전한 원전 운영을 위해 지속적으로 노력한다는 방침이다.
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김소연 기자
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