안전성·경제성 개선한 첨단 차세대 原電기술 확보

차세대 원자로 기술사업(G-7)의 하나로 기술개발에 10여년의 기간이 소요되는 대형 프로젝트로 3단계로 나눠 추진되고 있다.
92년부터 시작된 1단계 사업에서는 140만KW급 개량형 경수로로 노형을 확정하고 해외 신형원전과의 차별성을 확보하면서 실질적인 한국형 고유모델이 될 수 있도록 개념설계가 완료됐다.
2단계 사업은 95년부터 99년 2월까지 수행됐는데 개념설계 요건을 만족하도록 발전소를 배치하는 한편 기본설계를 끝내고 표준안전성 분석보고서를 발행, 현재 규제기관에서 검토가 이뤄지고 있다.
2001년까지 계획된 3단계 사업에서는 차세대 원전의 기본틀을 완성하고 설계인증을 받는 작업이 이뤄지게 된다.
차세대원자로 기술개발은 산업자원부가 주관하고 한국전력공사가 기술개발을 총괄하고 있지만 한국원자력연구소, 한국전력기술, 기계연구원 등 원자력 관련기관 및 대학 등 국내 원자력 기술인력이 포괄적으로 참여하고 있는 대형 사업이다.
2001년 3단계 사업이 완료되면 안전성, 경제성 및 운전 편이성이 획기적으로 개선된 고유의 첨단 차세대원전 기술을 보유하게 돼 선진국과 경쟁이 가능한 수준까지 도약하게 된다.
차세대원자로는 안정성과 경제성을 높이고 첨단 기술을 접목시켰다는 점에서 큰 의의를 지니고 있다.
우선 안전성 측면과 관련 근본적인 안정성을 확보하고 있다는 점을 들 수 있다. 차세대원전은 비상사고나 이상사태 발생시 안전장치에 크게 의존하지 않고 원자로가 건전성을 유지할 수 있도록 충분하게 설계여유를 갖도록 하고 있다.
기존 원전은 고유안전성이나 설계여유보다는 안전장치에 더 의존하는 방식으로 사고시 안전성을 유지하는데 문제는 없으나 사고시 사업자의 손실을 방지하는데 미흡다는 평가를 받고 있다.
차세대원전은 이러한 단점을 보완, 충분한 설계여유, 즉 안전여유를 확보해 사고시 일반대중에 대한 안전보장은 물론 사업자의 손실을 최소한으로 줄일 수 있도록 설계됐다.
사고완화와 방사선 방출 최소화에도 역점을 두고 있다. 차세대원전은 사고방지 측면 뿐만 아니라 사고발생시에도 사고완화 및 사고관리를 개선할 수 있는 독특한 특성을 가지고 있고 기상 및 액상으로 방출되는 방사선의 양을 최소화 할 수 있는 근본적인 설계 개념을 채택하고 있는데 이는 기존 원자로의 다중 방어개념을 더욱 강화 한 것이다
경제성 또한 차세대원전이 갖는 빼놓을 수 없는 특징이다. 원자력발전소는 발전용량 증가와 안전성 강화를 위해 각종 설비를 갖춤으로써 매우 복잡하게 구성돼 있다. 이는 발전용량 증가와 안전성을 확보하기는 하나 상대적으로 경제성을 제고시키는데 있어 제약이 되어왔다.
차세대원자로는 이런 한계를 극복, 한 차원 높은 안전성과 경제성을 동시에 달성하기 위해 기존의 설비추가 개념보다는 설계방식을 재검토 함으로써 설비를 단순화하는 한편 표준화 및 모듈화 했다.
차세대원자로 설계의 기본요건이라 할 수 있는 인간공학을 도입한 첨단 주제어실도 갖추고 있다.
주제어실은 대형정보판 채용, 디지털제어 적용 및 전산화된 운전지원계통채용 등 인간-기계연계(Man-Machine Interface)개선에 중점을 두고 다중워크스테이션을 채택하고 있다.
이밖에도 과거의 원전사고와 같은 중대사고를 대비하는 설비를 반영하고 설비용량을 격상하는 한편 설계수명을 60년으로 확장하기도 했다.
예정대로 오는 2010년 차세대원전 1호기가 준공되면 원전기술분야 후발주가로서의 핸디캡을 극복하고 원전기술 선진국으로 부상하게 됨은 물론 반복건설 및 운전으로 실증을 거치게 되면 21세기 국내 전력수요를 대비하는 친환경에너지원으로 이용될 수 있을 뿐만 아니라 주요 수출산업으로 육성이 가능할 것으로 기대를 모으고 있다.

<변국영 기자>

오승종 그룹장한전 전력연구원 신형원전 개발센터 설계개발그룹장　
“ 차세대 원자로 개발 순조롭게 진행되고 있습니다 ”

“차세대원자로의 개발은 우리 원전기술의 자립도를 확고히 할 수 있다는 점에서 국가적 차원의 중요한 의미를 가지고 있습니다.” 오승종 그룹장은 차세대원자로 개발이 갖는 의의를 원전 기술자립이라고 강조한다.
　“차세대원자로는 과거 원전사고에 따라 원전의 안전성과 경제성을 높이는데 그 목적을 두고 있습니다. 지금까지의 경험을 바탕으로 이 두가지를 달성하기 위해 노력하고 있습니다.”
　차세대원자로 기술개발은 계획대로 진행되고 있다.
　“현재 차세대원자로 개발은 3단계가 진행중으로 지난해부터 시작해 2001년까지 계속됩니다. 3단계에서는 2단계에서 이뤄진 설계 최적화를 마무리하고 이에 대한 인허가를 획득하는데 주안점을 두고 있습니다. 또한 주제어실 같은 시간이 걸리는 아이템들도 중점적으로 추진될 것입니다.” 오승종 그룹장은 3단계까지 계획대로 기술개발사업이 순조롭게 진행되고 있다고 설명한다.
　“3단계까지 기술개발이 완료되면 우리나라는 첨단 차세대원전 기술을 보유하게 됩니다. 여기에 2010년 차세대원전이 건설되면 모름지기 선진국과 같은 수준에 올라서게 될 것입니다.”
　“차세대원자로 기술개발 사업은 국가선도사업인 G-7과제이기 때문에 기술개발을 담당하는 입장에서 무거운 책임감을 느끼고 있습니다. 그러나 이러한 국가사업을 추진하는데 일익을 담당하고 있다는 점을 큰 보람으로 생각하고 있습니다.”


세계 신형원전 기술개발은…
경수로형 원자력발전소가 주류

세계 각국에서 개발중인 신형원전은 지난 30년 이상의 운전경험에서 안전성 및 신뢰성이 입증된 경수로형 원자력발전소가 주류를 이루고 있다.
경수로형 신형원전에 대한 세계적 연구 추세는 크게 개량형 원자로와 피동형 원자로로 나눠진다.
개량형 경수로는 현재 운전중인 원전에 설계여유 및 자동화 범위를 확대하고 인간공학 등 신기술을 적용, 안전성과 신뢰성을 향상 시킨 노형이다.
피동형 경수로는 물리적인 자연현상을 이용하는 피동안전개념을 도입해 안전성과 신뢰성을 높인 것이다.
이들 개량형과 피동형은 기술개발 특성상 서로 장단점을 지니고 있다. 개량형 경수로는 그동안 기술이 축적됐기 때문에 개발이 비교적 용이한 대신 피동형경수로는 개념적으로 우수한 장점을 가지고 있으나 현재 기술개발 실적이 많지 않아 추가적인 연구가 필요하다.
경수로형 차세대원전의 개발은 원자력기술 선진국들을 중심으로 빠르게 진행되고 있다.
유럽의 경우 최근 프랑스와 독일의 주도하에 유럽의 안전규제 제도와 산업환경에 적합한 차세대 가압경수로인 EPR을 개발중인데 기본설계를 완료한 상태이다.
일본은 미국 원자로 제작사와 합작으로 개량형 비등경수로인 ABWR과 가압경수로인 APWR을 동시에 개발하고 있는데 ABWR 2기는 이미 96년과 97년에 준공돼 운전중에 있다.
미국의 경우는 미국전력연구소(EPRI)가 중심이 돼 차세대원자로가 갖추어야 할 기본요건을 설정하고 이 요건에 따라 컴버스천 엔지니어링사(ABB-CE)가 개량형 원자로인 시스템 80+를, 웨스팅하우스가 피동형인 AP-600을 개발해 설계인증을 받은 상태다.
이들 두 노형은 개량형 차세대원전과 피동형 차세대원전의 선두주자로 현재 안전성 확인에 필요한 기본설계가 완료된 상태다.