[국내소식] 한빛 4호기 재가동 논란

[CitizenErased]

1. 2016년 무슨 일이?

한빛 4호기 격납건물 콘크리트 공극 문제가 불거진 것은 2016년 6월로 거슬러 올라간다. 원자력안전위원회(원안위)와 한국수력원자력(한수원)은 한빛 2호기 정기점검 결과 두께 6mm의 격납건물 라이너플레이트(CLP·내부철판)에서 부식에 의한 1∼2mm 크기 구멍 2곳을 발견했다. 구체적인 원인을 찾지 못하던 중 한빛 1호기에서도 총 50곳의 철판 부식이 발견되자 원안위와 한수원은 '해풍'을 원인으로 제시했다. 두 경우 모두 바다 쪽 방향에서 부식 현상이 나타났다는 판단에서다. 미국 웨스팅하우스가 설계한 한빛 1·2호기와는 달리 한국 표준형 원전에서는 부식이 발생하지 않는다고 단언했다.

하지만 한울 1호기와 고리 3호기에서 연이어 철판 부식이 발견되면서 염분 침투설은 설득력을 잃었다. 위치가 바닷가 방향이 아니었기 때문이다. 당시 전문가들은 철판 부식의 원인 중 하나로 콘크리트 문제가 있을 수 있으니 점검이 필요하다고 강조했다. 그러나 근본적인 원인을 찾지 못한 채 결국 표준형인 한빛 4호기 격납건물에서 공극이 발견된 것. 격납건물 균열과 열화 현상, 부실시공 등을 총체적으로 확인해야 한다는 목소리가 잇따랐다.

격납건물 내부 일부분이 텅 빈 초유의 사태로 2017년 6월 한빛원전민관합동조사단이 발족됐다. 한수원은 깊이 8cm 이상의 공극 발생 가능성은 희박하다며 전면 조사는 뒤로 미뤄왔다. 매설판 보강재 설치형상으로 인해 이론적으로 8cm 내외라는 것이 이유였다. 결국 예상을 뛰어넘는 깊이 20cm 이상의 공극 3개소(21cm·23cm·30cm)가 발견됐고, 사업자는 1~8단에서 9~15단으로 조사 범위를 넓힘과 동시에 한빛 3호기에 대해서도 추가 점검을 하겠다는 입장을 내놨다.

전남 영광 주민들이 지난 20여 년간 문제를 제기한 한빛 원전의 안전관리 부실이 재조명되고 있다. 당시 상황을 기록한 <영광원전의 재인식>에 따르면 1989년 12월 규제기관은 '한빛 3·4호기 안전관리 특별점검 결과보고서'를 통해 사업자가 운영기술지침서상의 정기점검을 57건이나 실시하지 않았다며 원자력법 제 29조를 위반했다고 판단했다.

그렇다면 20년 전 한빛 원전 건설 당시에는 공극이 전혀 발견되지 않았을까. 원자력안전기술원(KINS)이 시공 마지막 단계에서 작성한 '한빛 3·4호기 사용 전 검사보고서'에는 원자로 격납시설 콘크리트 관련 지적 사항만 10건이 넘는다. 보고서에 따르면 3·4호기 격납건물에서 공통으로 지적된 내용은 △기초 슬래브(콘크리트 구조물) 타설방법에 따른 온도영향 평가 미실시 △기초 슬래브 하루 콘크리트 균열 조절용 철근 미배치 △콘크리트 재료 특성시험 미실시 △벽체 연결철근의 부적절한 배치 △포스트텐션닝 계통 텐돈 덕트 정착 상태 불량 등이다.

'공극'이라고 구체적으로 명시된 부분은 3호기의 경우 'CLP 후면 콘크리트 공극(void)' 지적 사항에서 'CLP에 대한 점검결과 기기 출입구 또는 관통부 주변에 일정규모 이상의 콘크리트 공극으로 추정되는 위치가 다수 확인됐다'고 기재돼있다. 앞서 4호기의 기기출입구 좌측 하단부 2곳에서도 공극이 발견된 바 있다.

4호기는 '강재의 간격' 지적 사항에서 '격납건물 벽체 철근 배치 중 관통부 주변 등에 밀집돼 (중략) 현 상태에서의 시공 시 공극 현상 등 문제가 발생해 철근 콘크리트 구조물로서의 제 기능을 발휘하지 못함'이라는 내용이 포함됐다.

3·4호기 격납건물 외 기타 원자로 안전시설의 콘크리트에도 문제점이 발견됐다고 보고서는 지적했다. 핵연료 건물 배관 콘크리트 타설 시간이 실제 작업 시간보다 기록 상 20~40분 당겨져 기재되거나 다짐방법의 미 준수 등이 확인됐음에도 발주처(한전)의 품질 점검 결과에는 만족된 것으로 기술됐다. 보고서에 따르면 해당 문제들은 시정조치로 종결된 상태다. 그렇다면 20여 년 전 지적됐던 것으로 추정되는 공극들이 왜 다시 발견됐을까.

자료=한빛원전 민관합동조사단

2018년 국감장을 뜨겁게 달궜던 한빛 4호기는 2019년에도 ‘뜨거운 감자’였다. 같은해 7월 4호기 격납건물 주증기배관 관통부 하부에서 최대 깊이 157cm 규모의 공극이 확인되면서 논란은 지속됐다. 발견된 공극은 가로 331.3cm, 세로 38~97cm, 깊이 4.5~157cm 크기다. 일반적으로 격납건물 콘크리트 두께는 120cm로 설계되지만 주증기배관 등 대형 관통부의 벽체는 구조물 안전성을 확보하기 위해 165cm 이상으로 시공된다. 최대 깊이는 격납건물 두께와 거의 맞먹는 규모인 셈이다.

자료=한빛원전 민관합동조사단

20대 국회 마지막 국정감사에서는 부실시공 책임을 둘러싼 질타가 빗발쳤다. 시공사인 현대건설의 책임회피성 발언으로 논란은 더 커졌다. 국회 과학기술정보방송통신위원회 원안위 국정감사에서 증인으로 출석한 송진섭 현대건설 전무는 "1995년, 1996년 원전을 준공한 이후 5년의 하자보수 기간을 거쳤기 때문에 법적으로는 계약 의무를 다했다고 생각한다"면서 "발주처에서 제공받은 도면과 시방서에 따라 시공을 하고 품질검사와 테스트도 모두 실시했다"고 말했다.

2. '부실시공' 결론냈지만…“추가 조사 필요”

약 2년간 진행됐던 한빛원전 민관합동조사가 2019년 10월 종결됐다. 민관합동조사 결과 한빛 3·4호기를 중심으로 총 224개의 공극과 그리스(grease·윤활유) 누유 38곳이 발견됐다. 1분과 콘크리트 구조물 안전성 검증은 '기술사컨설팅그룹'과 체코의 '체르벤카(Cervenka) 컨설팅'이 담당했다. 공극과 함께 격납건물 내 텐돈(tendon·강선)을 감싸고 있는 시스관(sheath pipe·외장관) 사이 그리스가 누출된 사실까지 확인되면서 누유 원인과 정확한 위치 파악이 핵심이었다. 격납건물 내부 60cm, 1m 지점에 매설된 텐돈에서 누유됐다면 구조물 균열(박리)도 배제할 수 없다는 지적이 그동안 지속 제기됐다.

자료=한빛원전 민관합동조사단

3호기 격납건물 콘크리트 공극은 총 94개로, 매설판 주변에서 14cm를 초과한 공극 29개가 집중 발견됐다. 매설판은 배관 등 구조물 설치를 위해 콘크리트 타설 전 설치하는 철판 보강재다. 매설판 보강재와 채널(ㄷ형강)이 직렬로 수평설치돼 각 길이의 합에 해당만큼 콘크리트가 채워지지 않아 공극이 발생했다고 진단했다. 또 폴라크레인 브라켓 하부 T형 보강재 끝단과 콘크리트 시공 이음부의 간격이 협소해 콘크리트 타설 시 유동 간섭이 발생했고, 이는 다짐 부족으로 이어졌다는 설명이다.

3호기 그리스 누유는 총 29개다. 이중 표면에 흘러나온 곳은 12개, 윤활유가 고여있는 공극은 17개로 집계됐다. 건설 시 그리스는 고온·고압의 유동성 액체 상태로 주입된다. 그리스가 텐돈과 시스관 연결부를 통해 콘크리트 틈새로 누유된 것으로 조사단은 판단했다. 매설판 주변 공극 7개를 대상으로 누유 경로가 보이지 않는 곳까지 콘크리트를 치핑(파쇄)한 결과 추가 누유는 없었던 것으로 확인했다.

문제가 많았던 4호기의 경우 확인된 공극은 96개로, 4호기도 매설판 주변에서 대다수의 공극이 발견됐다. 공극 원인은 3호기와 동일하다. 4호기 그리스 누유는 8개로 표면 누유는 5개, 공극에 그리스가 채워진 상태는 3개로 확인됐다.

최근 논란이 된 깊이 157cm 규모의 공극 위치는 4호기 격납건물 주증기배관 관통부 하부다. 콘크리트 보수를 위해 CLP 확대 절단과 그리스 제거 작업 후 콘크리트를 파쇄하던 중 발견됐다. 앞서 90cm로 확인됐지만 재점검 과정에서 총 깊이는 157cm로 확인됐다. 5·6호기는 3·4호기와는 달리 보강재가 따로 설치되지 않은 설계로, 샘플링 조사 결과 공극이 발견되지 않았지만 차기 계획예방정비(OH) 시 샘플링 조사가 이뤄지지 않은 부분에 대한 전수조사가 필요하다는 의견이다.

자료=한빛원전 민관합동조사단

공극과 그리스 누유 원인은 △콘크리트 타설 시 매설판 등 보강재 간섭 △공기 단축을 위한 무리한 현장 설계 변경 △작업 관리와 감독 미흡 등 총체적인 부실 시공 문제라는 진단이다. 또 3·4호기 격납건물 외벽과 CLP 내부 배면 콘크리트를 대상으로 100% 조사를 하지 않았기 때문에 객관적인 안전성 확보를 위한 구조물 건전성 평가가 필요하다고 봤다.

격납건물 시료 채취를 담당한 체레벤카 컨설팅의 얀 체레벤카는 "초기 공사 과정에서 콘크리트 다짐 미흡 등 잘못된 시공으로 공극이 발생한 것"이라면서 "현재 기술로는 모든 공극을 다 확인하는데 한계가 있기 때문에 향후 얼마나 많은 공극이 발견될지 지금 상황으로는 장담할 수 없다"고 말했다. 기술사컨설팅그룹 관계자는 "콘크리트 부실은 냉각재상실사고(LOCA) 등 중대 사고 시 안전성에 영향을 미칠 가능성이 크다"면서 "시공 이후 30년 간 점검을 실시하면서 공극, 그리스 누유 등을 발견하지 못한 사업자도 문제다. 유지관리 프로세스에 대한 철저한 검토가 필요하다"고 말했다.

한계점도 있었다. 한빛원전에서는 3호기에 대해 기술평가를 실시해 자체적으로 문제가 없는 것으로 평가했다. 조사단에서 직접 평가를 수행하려 했지만 비용과 보안, 지적재산권 문제 등으로 실시하지 못했다고 덧붙였다.

20년 전 시공 당시 규제기관과 사업자는 CLP 변형과 공극 현상 등을 인지하고 있었다. '영광 4호기 원자로 CLP 변형' 기술검토의견서에 따르면 1994년 2월 5.5mx4.8m 크기 CLP에서 배불림(Bulge) 현상이 있었던 것으로 나타났다. 의견서는 내부 철판 변형의 이유를 "충진 작업 시 텐돈 덕트로부터 누출된 그리스 압력으로 인해 발생됐다"면서 "콘크리트 타설불량으로 인한 상당 크기의 콘크리트 공극이 주요 원인이었음이 확인됐다"고 기술했다. 그러나 안전성에는 문제가 없다는 식으로 결론을 내렸다. 당시 제대로 된 조치를 하지 않은 셈이다.

2분과 격납건물 CLP 점검은 '에이케이테크(구 어파브코리아)'가 실시했다. CLP 부식 원인은 1·2호기의 경우 건설 중 장기 대기노출기간 등 잘못된 관리로, 4호기는 건설 공법 오류로 인한 전면부식으로 판단됐다. 경년열화관리를 위한 체계적 대응과 종합누설율시험(ILRT) 과정에서 누설율을 낮추기 위한 대책이 필요하다는 지적이다.

당시 에이케이테크 관계자는 "한빛 1호기 24차 예방정비 당시 격납건물 내부철판 수리 완료 후 ILRT를 실시한 결과 허용치에 거의 다다른 상황"이라면서 "이 상태라면 언제 누설될지 모른다"고 말했다. 한빛 1호기 ILRT 누설율은 △2000년 11월 0.5999 △2004년 10월 0.372 △2013년 10월 0.694 △2017년 3월 0.745 △2019년 3월 0.736으로 집계됐다. 종합누설율은 허용 누설률의 100분의 75를 초과하지 않아야 한다. 누설율을 낮추기 위한 대책과 함께 내부철판 종합 관리를 위해 상부돔 추가 측정 의견도 나왔다.

부실시공 결론을 내리면서도 구조물 건전성 평가 등 추가 검증이 필요하다는 것이 당시 조사단 입장이었다. 반쪽짜리 조사 결과라는 지적이 이어졌다. 사업자가 조사단 운영비를 제공하고 있어 조사 활동에 한계가 존재할 수밖에 없다는 지적도 앞서 제기된 바 있다. 이와 비슷한 시기에 규제기관은 11월까지 한빛 4호기 격납건물 관통부 하부 점검을 진행했다.

이정윤 원자력안전과미래 대표는 “민관조사단에서 조사를 실시했을 때 한수원은 두산중공업에 상부돔을 검사할 수 있는 장비를 발주한 바 있다”며 “해당 장비로 상부돔을 검사할 수 있다고 언급은 했지만 막상 조사하자고 하면 그때마다 회피했다”고 말했다.

이 대표는 “조사단과 사업자 간 상부돔 검사를 둘러싼 실랑이는 지속됐고 상부돔을 제외한 조사 결과가 정리된 보고서가 2019년 공개됐다”고 전했다.

3. ‘또 도마 오른’ 한빛 4호기

2020년과 지난해 국감장에도 한빛 4호기 문제는 도마에 올랐지만 2017~2019년과 비교했을 때 상대적으로 여론의 조명을 받지 못했다. 그러던 중 올해 5월 한 매체에서 한수원이 한빛 4호기 재가동을 위한 준비에 들어갔고 9월 가동 예정이라는 보도가 나오면서 한빛 4호기를 둘러싼 논란은 다시 시작됐다.

지역 환경단체는 한빛 4호기 격납건물 상층부에서 부실 공사 징후가 발견됐는데도 이에 대한 조사가 제대로 이뤄지지 않은 상황에서 재가동이 추진되고 있다고 지적했다. 영광지역 주민들도 의혹이 아직 풀리지 않았다며 추가 조사를 요구하고 나섰다. 2020년 한빛 3호기 재가동 당시 한수원은 4호기 재가동 전 국회 차원의 진상조사를 마친 후 4호기 상부돔을 조사하겠다고 약속한 바 있다. 이 같은 내용을 이행한다는 전제하에 주민들은 3호기 재가동에 합의했지만 한수원 측이 합의를 깼다며 반발하고 있는 중이다.

이달 7일 KINS는 2019년 8월부터 올해 6월까지 진행한 한빛 3‧4호기 격납건물 구조건전성 평가 검증 결과를 원안위에 보고했다. 민관합동조사단과는 별도로 실시됐으며 원안위와 KINS 분야별 전문가 10여명으로 구성된 ‘공극발생 근본원인 점검 태스크포스(TF)’가 맡았다.

자료=<한빛 3‧4호기 격납건물 공극발생 근본원인 점검 결과>

보고서에 따르면 TF는 공극 원인으로 △매설판 현장설치, 임시보강재 미제거 등 설계 경험의 부족 △사업자의 빈번한 야간 타설을 꼽았다. TF는 “공기단축을 강조한 당시의 경영문화도 공극 발생의 한 요인”이라며 “당시 사업자의 시공‧품질검사, 공인검사 및 규제기관의 사용 전검사가 현행 검사체계에 비해 밀집부위 다짐 적절성 검토 등 미흡한 부분이 있어 검사과정에서 공극을 확인하기 어려웠다고 판단된다”고 전했다. 이같은 결론은 지난 몇 년 간 지속적으로 제기됐던 원인이다.

현재 논란이 일고 있는 것은 구조건전성 문제다. KINS는 한빛 4호기 격납건물이 구조적으로 안전하다는 결론을 내렸다. 앞서 2019년 8월부터 한수원은 구조 건전성평가를 수행했다. 민관합동조사단에서 수행하지 못한 상부돔 검사를 이번에 확실하게 했는지 여부가 초미의 관심사였다. KINS는 보고서를 통해 “공극, 철근노출 등 모든 결함을 반영한 종합평가 결과 철근‧콘크리트의 작용응력과 CLP 변형률 등이 관련 허용기준을 만족했다”고 전했다.

또 “공극과 철근 노출이 존재해도 설계기준에 따른 격납건물 구조건전성이 확인됐다”며 “공극은 폴리머시멘트 모르타르, 무수축 그라우트 등의 단면채움재를 사용해 보수했다”고 전했다. 아울러 이 같은 결과에 대해 프라마톰(Framatome)의 독립검증을 수행했다고 덧붙였다.

자료=<한빛 4호기 격납건물 구조건전성평가 검증결과 및 향후 계획>

4. 상부돔 검사와 ‘가정된 결론’

이번에는 상부돔 검사가 제대로 이뤄졌을까. 보고서에 따르면 2017년 3월 한빛 2호기 CLP 배면부식 최초확인 이후 한수원은 원안위 지적사항에 대한 재발방지대책으로 상부돔 CLP　원격검사장비를 개발하겠다고 나섰다. 그러나 지난해 5월 한수원은 성능 검증 등을 이유로 장비 개발이 어렵다는 뜻을 내비쳤다. 이에 고해상도 카메라를 활용한 정밀육안검사결과 등을 대안으로 제시했다.

KINS는 “정밀육안검사로 확인된 부식의심부 4개소 주변과 4‧6단 장기 대기노출 시공이음부 점검 결과, 6단 CLP 37개판(전체 45개판) 72개소에서 기준두께(5.4mm) 미만 현상과 배면부식이 확인됐다”고 전했다. 배면부식 원인은 콘크리트와 CLP 미세 틈에 눈이 녹으면서 염분과 습분이 유입된 것으로 추정했다.

공극은 없다고 봤다. 공극 점검은 3차원 시뮬레이션(BIM)을 통해 텐돈과 철근, CLP 보강재 사이의 간섭여부와 시공단계별 콘크리트 유동성을 분석했다. KINS는 “공극이 없다는 가정조건이 타당함을 확인했다”고 전했다.

자료=<한빛 4호기 격납건물 구조건전성평가 검증결과 및 향후 계획>  

지역주민과 환경단체는 의문을 제기하고 있다. 격납건물에서 100개가 넘는 공극이 확인됐지만 상부돔에는 공극이 없을 것이라는 ‘잘못된 가정’에 기반해 결론을 냈다는 것. 실제 검사를 하면 공극이 발견될 수 있으므로 검사를 할 수 있는데도 하지 않는다는 주장이다.

이 대표는 “그동안 지역주민들은 상부돔 조사의 필요성을 제기해왔고 건전성 평가 결과 문제가 없다면 재가동하겠다는 것이 한수원 입장이었다”며 “실제 검사는 하지 않은 채 가정으로 상부돔에 공극이 없다고 결론 내린 것”이라고 지적했다.

검사 장비를 개발하고도 실제 검사를 하지 않고 가정을 한 것을 안전하다고 평가한 것은 문제라고 이 대표는 설명했다. 한 국내업체가 개발한 것으로 알려진 검사 장비는 증기발생기 등을 반입하는 장비 반입구(equipment hatch)를 통해 크레인을 투입한 후 검사자가 해당 크레인을 타고 상부돔에 접근하는 방식이다.

이어 “충분한 데이터가 있는 상황에서 가정을 했다면 문제가 없겠지만 이번에 내린 결론은 전혀 다르다”며 “사업자는 실제 검사를 하지 못하는 이유에 대해 작업자의 안전과 검사 도중 물체 추락 등으로 인한 설비 안전 문제 등을 들고있다”고 덧붙였다.

현재 원안위는 해당 사안에 대해 KINS와 한수원에 재보고를 요구한 상황이다.