APR1000·APR1400 의미 및 전망

[온니걸]

APR1000·APR1400 의미 및 전망

원자력 발전, 멈추지 않는다

2010년 01월 04일 (월) 17:21:53

김병욱 기자 bwkim@tenews.kr

신울진 1·2호기, APR1400 건설준비중
신고리 3·4호기, 국내 최초 1,400MW급

우리나라의 개선형 한국표준형원전(OPR1000 : Optimized Power Reactor 1000)으로 신고리 1·2호기, 신월성 1·2호기가 건설중이다.

▲ 월성원자력 1, 2, 3, 4호기 전경.

또한 신형경수로1400(APR1400 : Advanced Power Reactor 1400)으로 건설중인 신고리 3·4호기 및 건설준비 중인 신울진 1·2호기가 준공될 경우 우리나라 전력수요의 안정적 공급에 기여할 것으로 전망된다.

특히 우리의 선진 원전 건설기술을 세계 원전시장에 입증할 수 있게 됨으로써 해외 원전 건설시장에서 유리한 입장에 설 수 있을 것으로 기대된다.

이에 본지는 OPR1000과 APR1400으로 건설중인 각 발전소 현황과 발전소의 특성, 향후 전망에 대해 조망해본다.

/ 편집자주

2009년 기준 현재 우리나라는 6기의 원전을 건설중이며 2기가 건설 준비중에 있다.

건설중인 원전은 OPR1000으로 건설되는 신고리 1·2호기, 신월성 1·2호기와 신형경수로1400(APR1400)으로 건설되는 신고리 3·4호기가 있으며 신울진 1·2호기는 오는 2015년 준공을 목표로 건설준비중이다.

‘2009 원자력발전백서’에 의하면 신고리 1·2호기는 2005년 1월15일 전원개발사업실시계획이 승인·고시됨에 따라 2005년 1월17일 부지정지공사에 착수했으며 2005년 10월 1호기 기초굴착공사를 착수했다.

이어 2006년 6월16일에 최초 콘크리트를 타설, 본격적인 구조물 공사에 돌입했고 2008년 3월 1호기 원자로용기 설치를 완료, 2호기도 순조롭게 공사를 진행하고 있다.

신월성 1·2호기는 2005년 9월30일 전원개발사업실시계획이 승인·고시됨에 따라 2005년 10월1일 부지정지공사를 착수, 2007년 11월 최초 콘크리트 타설에 이어 2008년 9월 2호기 최초 콘크리트를 타설했다.

또한 최초로 신형경수로1400(APR1400)으로 건설중인 신고리 3·4호기는 2007년 3월 주설비 시공계약을 현대건설(주),두산중공업(주), SK건설(주) 공동수급체와 체결했다.

2007년 9월 전원개발사업실시계획이 승인·고시됨에 따라 부지정지공사를 착수했으며 2008년 10월 3호기 최초 콘크리트를 타설 하는 등 본격적으로 공사를 추진하고 있다.

신울진 1·2호기는 2005년 6월 건설기본계획을 확정, 사업에 착수했으며 2005년 12월에 사업추진세부계획을 수립했다.

2007년 12월 종합설계용역/NSSS초기분 공급계약을 체결, 2015년 준공을 목표로 사업을 진행하고 있다.

신규원전 입지로는 고리원전 인근 효암·비학 지역과 산암리 지역에 8기를 건설할 수 있는 부지를 각각 1997년과 2000년에 전원개발사업 예정구역으로 지정·고시해 현재 신고리 1·2호기와 신고리 3·4호기가 건설중에 있다.

또한 1995년 7월 월성원전 인근 봉길리에 4기를 수용할 수 있는 부지를 지정·고시했지만 동 부지의 일부가 2005년 11월 중·저준위방사성폐기물 처분시설 예정지역으로 지정·고시됨에 따라 2개호기 부지로 축소돼 현재 신월성 1·2호기가 건설중에 있다.

2002년 5월에는 울진원전 인근 덕천리 지역에 4개 호기를 건설할 수 있는 부지를 전원개발사업 예정구역으로 지정·고시해 현재 신울진 1·2호기가 건설 준비중에 있다.

신고리 1·2호기

신고리 1·2호기는 부산광역시 기장군 장안읍 효암리 및 울산광역시 울주군 서생면 신암리 현 고리원자력본부 인접 부지에 건설되는 설비용량 1,000MW급 개선형 한국표준형원전(OPR1000)이다.

▲ 신고리 원전 공사현장.

신고리 1·2호기는 당초 2008년 9월과 2009년 9월 준공을 목표로 사업을 추진했지만 원전건설사업 제반 여건 변화로 전원개발사업 실시계획 승인이 계획보다 지연돼 2005년 1월 승인·고시됐다.

2006년 12월 공고된 제3차 전력수급기본계획에 따라 각각 2010년 12월 및 2011년 12월로 준공일정을 변경해 추진중이다.

신고리 1·2호기는 한국표준형원전을 참조발전소로 그동안 쌓아온 한국수력원자력의 원전건설 및 운영경험과 설계사인 한국전력기술(주)의 설계경험을 토대로 3년간의 한국표준형원전 설계개선 1,2단계 사업을 통해 일체형원자로상부구조물, 복합건물 등 97개의 개선사항이 반영된 개선형 한국표준형원전(OPR1000)이다.

기존원전 대비 안전성과 경제성의 향상, 원전 종사자의 운전 편의성과 방사선피폭 저감을 도모하게 된다.

특히 합성구조물공법과 원자로냉각재배관의 자동용접 등 신공법 적용 등을 통해 건설기간을 단축할 예정이다.

신고리 1·2호기의 기기냉각용 해수의 배수형식을 국내 최초로 수중배수방식을 도입해 온배수에 의한 영향을 최소화하는 등 환경친화적인 발전소를 건설할 계획이다.

신월성 1·2호기

신월성 1·2호기는 경상북도 경주시 양북면 봉길리, 현 월성원자력본부 인접 부지에 건설되는 설비용량 1,000MW급 개선형 한국표준형원전(OPR1000)이다.

▲ 고리원전 전경.

2000년 1월 정부가 확정 공고한 ‘제5차 장기전력수급계획’에 의거 발전소 건설계획에 반영된 신월성 1·2호기는 2000년 12월 건설기본계획을 확정했으며 2002년 8월 두산중공업과 원자로설비 및 터빈·발전기 공급계약을 체결했다.

이어 2007년 12월 공고된 간년도 전력수급기본계획에 따라 각각 2012년 3월 및 2013년 1월로 준공일정을 변경했다.

신월성 1·2호기는 설계개선사업을 통해 기존 한국표준형원전보다 안전성과 경제성이 크게 향상된 신고리 1·2호기와 동일노형으로 반복 건설에 따른 부수적인 이점 등을 최대한 활용했다.

주요설비는 한국표준형원전을 기본으로 하고 신고리 1·2호기를 참조발전소로 해 안전성과 경제성이 향상된 설계개념을 적용했으며 시공·운전 편의성 개선을 위한 설계 최적화 및 합성구조물공법 등 신공법을 확대 적용했다.

또한 국내 최초로 원자로격납건물철판(CLP) 3단시공, Dome Liner 2단시공, 원자로 냉각재 배관(RCL)/원자로내부구조물 병행시공, 전천후시공(Javara Tent)등 신공법 적용을 통해 건설공정을 최적화 할 계획이다.

특히 신월성 1·2호기의 기기냉각용 해수의 취·배수 형식은 국내 원전으로는 처음으로 기기냉각효율을 향상시킬 수 있도록 해안에서 약 860m, 수심 20m에서 저온의 냉각수를 취수하고 주변지역 온배수 영향 저감을 위해 해안에서 약 540m, 수심 15m에서 온배수를 방류하는 수중 취·배수방식을 채택했다.

신고리 3·4호기

신고리 3·4호기는 가동중인 고리 1~4호기와 건설중인 신고리 1·2호기의 인접부지인 울산광역시 울주군 서생면 신암리 일원에 국내 최초로 건설되는 설비용량 1,400MW급 신형경수로1400(APR1400)원전이다.

신고리 3·4호기는 당초 2010년 9월과 2011년 9월 준공을 목표로 사업을 추진했으나 2006년 12월에 공고된 제3차 전력수급기본계획에 따라 준공일정을 2013년 9월과 2014년 9월로 변경해 추진중이다.

신고리 3·4호기는 한국표준형원전을 토대로 해외 신형원전의 신개념 기술을 참조해 설계됐으며 기 확보된 국내원전의 건설·시운전 및 운영경험을 최대한 반영했다.

또한 내진설계를 강화시키고자 원자로건물과 보조건물을 공동기초위에 건설하도록 했으며 설계수명을 60년으로 늘려 경제성도 크게 향상시켰다.

신고리 3·4호기의 주제어실은 디지털 기술을 적용한 워크스테이션 형식으로 구성된 첨단개념을 도입해 신호검증 및 기능감시 등의 다양한 운전지원 기능을 컴퓨터 기반의 워크스테이션에서 제공함으로써 운전원의 업무 부담을 감소시키고 인적오류 가능성이 최소화되도록 설계했다.

2010년대 중반에 신형경수로1400(APR1400)의 첫 번째 발전소인 신고리 3·4호기가 본격적인 상업운전에 들어갈 경우 21세기 국내 원전산업의 새로운 장을 열게 될 전망이다.

신울진 1·2호기

신울진 1·2호기는 신고리 3·4호기에 이어 두 번째로 건설되는 신형경수로1400(APR1400)노형으로서 2005년 6월 건설기본계획을 확정, 사업을 착수해 1호기는 2015년 12월, 2호기는 201·6년 12우러 준공을 목표로 사업을 추진하고 있다.

신울진 1·2호기는 원전건설에 대한 사회적 수용성을 높이고 사업지연으로 인한 영향을 최소화하기 위해 전원개발사업실시계획 승인 및 건설허가 신청에 필요한 설계분야 계약은 실시계획 승인 이전에 계약이 체결되도록 하되 주기기 공급계약은 전원개발사업실시계획 승인 후 발주하는 것을 원칙으로 사업을 진행하고 있다.

2006년 3월부터 2007년 10월까지 지형측량, 부지배치 확정, 초기 시공계획수립, 냉각해수 영향평가 및 저감방안 제시 등의 사전준비용역을 수행했으며 2007년 12월 건설허가 신청서류 작성을 위해 한국전력기술(주) 및 두산중공업과 초기분 계약을 체결해 인허가 신청 준비 업무를 수행했다.

또한 2008년 7월 공급제의요청서를 관련사에 발급한 후 9월부터 공급제의서를 접수해 이에 대한 기술평가를 수행하는 등 사업일정 준수를 위해 만전을 기하고 있다.

신울진 1·2호기는 신기술·신공법 적용 확대를 통한 공기 단축으로 APR1400의 안전성 및 경제성을 확보하고 원자로냉각재펌프 및 계측제어설비 등 주요기자재의 국산화 추진으로 원전건설 모든 분야에 대한 완전한 기술자립을 목표로 사업을 추진하고 있다.

기술 선진화

현재 건설중에 있는 신고리 1·2호기와 신월성 1·2호기는 개선형한국표준형원전으로 30여년의 원전건설 및 운영경험 등을 토대로 한국표준형원전 설계개선 1,2단계 사업을 통해 일체형원자로상부구조물, 복합건물 등 97개의 개선사항을 반영했다.

또한 기존원전 대비 안전성과 경제성의 향상과 원전 종사자의 운전 편의성, 방사성피폭 저감을 도모하는 한편 합성구조물공법과 원자로냉각재계통의 자동용접 등 신공법을 통해 국내 원전 중 최단기간의 공기로 추진될 예정이다.

현재 건설중인 신고리 3·4호기와 건설 준비중인 신울진 1·2호기는 신형경수로1400(APR1400)으로 1992년 6월 정부의 국가선도기술 개발사업 과제로 선정돼 그 후 10여년간 국내 산·학·연 공동으로개발한 신형원으로 2002년 5월 정부로부터 표준설계인가를 획득했다.

국내 기술로 개발한 신형경수로1400은 국내 원전건설 및 운전경험을 토대로 세계 주요 신형원전에서 채택하고 있는 최신의 안전설비와 기준을 적용했다.

차세대원자로 공법 및 전망

신형경수로1400(APR1400)은 기존 노형 대비 안전성과 경계성을 대폭 개선해 국제 경쟁력을 갖춘  신형원전 개발을 목표로 추진됐으며 설비용량을 1,400MW급으로 격상하고 국내외의 최신 신형원자로 설계요건을 반영했다.

특히 안전성으로 향상시키기 위해 안전감압배기계통, 원자로공동침수계통, 피동혁수소재결합기 등 중대사고 대처설비를 대폭강화했다.

신형경수로1400(APR1400)에서는 시공성 향상을 위해 모듈화 공법 확대 적용, 공동매트 채택, 무지보(Deck Plate)공법 적용, 대용량 크레인 사용을 통한 시공성제고 등 최신의 신기술·신공법을 적용할 예정이다.

또한 상세 시공성 분석을 통해 원자로건물 내부 구조물 철판거푸집 적용(SC모듈공법), 원자로 내부 구성품 모듈화, 원자로건물 천장크레인 사전 조립등의 첨단 모듈화 기술 등을 확대 적용함으로써 건설기간을 지속적으로 단축해 나갈 예정이다.

원전이 타 전원 대비보다 우수한 경쟁력을 갖추기 위해서는 설계, 제작, 시공 등 모든 분야에서 신기술, 신공법 적용 확대를 통해 확기적인 건설기간 단축 및 건설품질의 향상을 도모해야 한다.

또한 신형경수로1400(APR1400) 후속 노형인 APR+의 성공적 개발로 대외 경쟁력 확보와 안전성 및 신뢰성을 획기적으로 향상한 제4세대 원자로 개발 및 핵융합로 개발 등에 힘을 써야 될 전망이다.