기술 자립을 이뤄낸 국내 첫 발전소로 의의가 있는 ‘신한울 1호기’ [지식용어]

시선뉴스=조재휘 기자 / 디자인=이윤아Proㅣ우리나라는 지난 1970년 고리원자력발전소 1호기 착공 및 1978년 4월 상업 가동을 시작으로 원자력발전소 건설에 본격적으로 뛰어들었다. 그러다 문재인 전 대통령은 원전 추가 건설을 막고 앞으로 탈핵·탈원전 국가로의 방향을 지향했다. 

반면 윤석열 대통령은 탈원전 정책 폐기와 신한울 3·4호기 건설 재개를 대선 공약으로 내세웠다. 그리고 현재 윤석열 정부에 따라 탈원전 정책은 백지화될 가능성이 높은 가운데 ‘신한울 1호기’가 상업 운전을 앞두고 있다.

‘신한울 1호기’는 핵심 설비인 원자로냉각재펌프(RCP)와 원전계측제어시스템(MMIS) 등을 국산화해 기술 자립을 이뤄낸 국내 첫 발전소이다. 국내 27번째 원전으로 지난해 7월 원자력안전위원회에서 운영 허가를 받은 뒤 원자로에 연료를 장전하고 고온 기능시험 등을 거쳤으며 선행호기인 신고리 3·4호기와 동일한 APR1400 노형을 채택했다. 

원자로 냉각재펌프(RCP)와 계측제어계통을 국산화한 것이 신고리 3·4호기와 구별되는 설계상의 주요 변경사항이라고 할 수 있다. 지난 5월에는 처음으로 임계에 도달했으며 현재는 상업 운전을 앞두고 사용 전 검사가 진행되고 있다. 

신한울 1호기에는 2009년 최초로 아랍에미리트(UAE)에 수출한 원전과 동일한 APR1400 노형이 적용됐다. APR1400 노형은 우리나라 주력 원전모델인 OPR1000을 개량해 발전시킨 원전으로, 기존 발전용량을 1,000MW에서 140MW로 키우고 설계수명으로 40년에서 60년으로 늘렸다.

신한울 1호기의 주제어실(MCR)은 운전원들에게 각종 기기의 상태 정보를 제공하고 기기를 운전·제어할 수 있도록 하는 곳이다. 발전부장, 원자로운전원, 터빈운전원, 전력설비 운전원, 안전차장 등 5명이 한 조가 되어 주제어실의 운전원제어반을 사용한다. MCR에는 운전원제어반이 고장 났을 때를 대비해 안전 정지에 필수적인 제어기능을 제공하는 안전제어반도 함께 있다. 

신한울 1·2호기와 같은 가압경수로형 원전은 핵연료로 저농축우라늄을, 중성자를 감속시키는 재료인 냉각재로는 경수를 사용한다. 핵연료는 한번 장전하면 3주기(1주기는 보통 18개월)를 사용하며, 이후 원전 내 사용후핵연료저장조로 옮겨진다. 신한울1호기의 사용후핵연료저장조는 총 1,844개의 핵연료 다발을 보관할 수 있는 규모로, 약 20년 동안 발생하는 사용후핵연료가 저장될 수 있는 수준이다.

지난 17일 신한울 1호기의 운영 허가 조건 사항 중 하나인 수소 제거설비 안전성 검증에서 설비의 수소 제거율이 규제 요건을 만족하는 것으로 나타났다. 한국원자력연구원(KAERI)은 신한울 1호기에 설치된 피동촉매형수소재결합기(PAR)와 동일한 제품을 대상으로 수행한 수소 제거율 시험 결과를 보고했다.

안전성 입증의 일환으로 KAERI는 수소 농도 8%에서 PAR이 수소를 잘 제거하는지 확인하는 실험을 다섯 차례 했다. 그 결과 PAR는 평균적으로 초속 0.51g∼0.68g 범위의 수소 제거 성능을 보이는 것으로 나타났다. 또한 중대사고 시 평균 수소 농도를 10% 이하로 유지토록 규정한 원전 수소 규제 요건에도 만족한다고 밝혔다.

핵심 설비 등을 국산화해 기술 자립을 이뤄낸 발전소인 ‘신한울 1호기’. 정부가 신규 원전 6기 가동과 기존 원전 12기 계속 운전을 통해 2030년에는 원전 발전 비중을 전체 전력 발전량의 3분의 1 수준까지 확대하기로 해 국내 원자력 기술 발전이 탄력을 받을 것으로 보인다.