교육과학기술부, 9월 8일 울진1,2호기 증기발생기 교체 운영 변경 신청 허가···지역민들의 반발과 파장 예상-울진원전 2호기, 9월 14일부터 수행되는 17차 계획예방정비 기간 동안 구 증기발생기 3대 순차적 철거 후 신 증기발생기 설치

울진군, 울진원자력본부의 폐 증기발생기 저장고 사용 승인 신청서 2차에 걸쳐 반려, 8월 1일 3차 신청서 접수해 둔 상황

울진원자력본부 “울진군의 저장고 사용 승인이 늦어지더라도 10월 초부터 폐 증기발생기를 저장고로 이송하여 보관할 수밖에 없는 상황”


<울진1,2호기 신형 증기발생기>


<교체 전후 증기발생기 주요 제원 비교(외부 규격 동일)>

지역 주민들로부터 수명 연장을 위한 공사라는 의혹을 받고 있는 울진원자력발전소 1,2호기 증기발생기 교체 사업과 관련하여 원자력 정책의 주무 부처인 교육과학기술부가 9월 8일 허가를 내준 것으로 최종 확인됐다.

이에 따라 울진원전 2호기는 9월 14일부터 73일간의 일정으로 수행되는 제17차 계획예방정비 기간에 맞추어 증기발생기 교체 작업을 추진하고 있어, 향후 지역에서의 파장과 반발이 예상된다.

특히 울진군은 울진원전 1,2호기의 증기발생기 교체 사업과 관련하여 울진원자력본부에서 요청한 폐 증기발생기 저장고의 사용 승인 신청서를 2차례에 걸쳐 반려한데 이어 3차 승인 요청에도 명확한 입장을 밝히지 않고 있어, 폐 증기발생기의 보관 처리 문제가 또 다른 후폭풍으로 작용할 가능성도 열려 있는 상황이다.

이와 관련해 울진원자력본부 관계자는 9월 21일 “울진원전 2호기의 계획예방정비 기간 동안 기존의 증기발생기 3대를 1대씩 순차적으로 철거하고 신 증기발생기를 설치할 계획”이라고 밝히고, 현재 울진군이 2차에 걸쳐 사용 승인을 반려한 폐 증기발생기 저장고와 관련해서는 “현재 사용 승인 3차 신청서를 접수해둔 상태로 울진군과 계속 협의를 해 나갈 예정이지만, 미처 저장고 사용 승인이 나지 않더라도 10월초에는 철거한 폐 증기발생기 1대부터 우선적으로 저장고로 이송해서 보관할 수밖에 없는 상황”이라는 입장을 전했다.

그리고 “울진원전 1호기의 증기발생기는 내년 2월 22일경으로 예정되어 있는 계획예방정비 기간에 맞춰 교체할 예정이지만, 전력 수급 사정에 따라 변동이 있을 수 있다”고 덧붙였다.

한편 한수원 울진원자력본부는 울진원전 1,2호기의 증기발생기 교체 공사를 위해 2010년 3월 26일 증기발생기 교체와 관련한 운영 변경 허가를 교육과학기술부에 신청했다.

이에 한국원자력안전기술원(KINS)이 심사하여 제출한 ‘울진1,2호기 증기발생기 교체 공사 안전성 심사 결과’를 심의한 원자력안전전문위원회 원자로계통분과(공동위원장, 장순흥 김숭평)는 지난 9월 2일 제102차 회의를 열고, ‘울진 1,2호기 증기발생기 교체와 관련된 변경 내용을 검토한 결과 각종 제반 사항이 적합함을 확인했다’고 밝혔다.

그러나 증기발생기 시설의 최종 안전성 확인을 위해 증기발생기 교체 공정, 성능 시험, 누설 시험 등의 주요 공정과 방사선 안전 관리 활동 등에 대한 검사를 받고 합격한 경우에 허가 조건을 부가하는 것이 필요하다는 의견을 덧붙였다.

원자력안전전문위원회 회의에서는 울진원전 1,2호기의 증기발생기 교체와 핵연료 ACE7 교체에 관한 사항이 종합적으로 심의됐다.

KINS가 원자력안전전문위원회의 심의를 거쳐 교육과학기술부의 허가를 확정하기 위해 제출한 중점 심사 사항 검토 결과에 따르면,
◈기계 분야

▷증기발생기 교체로 영향을 받는 주요 기기의 건전성 평가의 적합성-유효한 설계 기술 기준을 적용하여 실시된 원자로 용기를 포함한 핵증기 공급 계통, 일차측 분지관과 보조 급수 계통, 주증기와 주급수 계통, 증기발생기 취출 계통, 습식 휴관 계통의 건전성이 설계 기술 기준의 허용 기준을 만족시키는 것으로 평가됐다.

▷가동 중 증기발생기 전열관의 건전성 확보를 위한 적합성 평가-교체용 증기발생기 전열관의 유체 유발 진동(FIV)과 마모 평가 결과, 유체 탄성 안정비가 허용 기준을 만족하고, 정상 운전 조건에서 전열관 다발에 영향을 주지 않는 것으로 평가됐다. 또한 부식 저항성이 큰 전열관 재료(Alloy 690TT)의 사용, 수압 확관의 적용 등 가동 중 열화와 부식을 최소화하는 방안과 증기발생기 2차측의 화학 불순물과 이물질을 제거할 수 있는 방안을 설계에서 적절히 고려하여 반영했으므로 적합하다.

◈안전 해석 분야

▷노심 열적 여유도 평가-증기발생기 교체와 17형 ACE7 연료 장전에 따른 노심 열적 여유도 평가의 타당성을 검토한 결과, 기존에 승인된 열 설계 방법론에 따라 설계한 핵비등 이탈률(1.25)이 적절하게 결정됐음을 확인했다. 그리고 천이노심에 대한 열적 여유도(13.8%)는 연료봉 휨과 천이노심 교차류(Cross Flow)에 의한 최대 핵비등 이탈률 벌점(9.2%)을 충분하게 보상할 수 있도록 설정되어 타당하다.

▷주기적 안전성 평가 안전성 증진 사항의 반영 여부-울진원전 1,2호기의 주기적 안전성 평가 시에 도출된 최근 대기 화산인자가 반영된 사고 방사선량 평가, 주증기 배관 파단사고와 증기발생기 전열관 파단 사고의 요오드 첨두 평가 등 안전성 증진 사항이 증기발생기 교체와 17형 ACE7 연료 장전을 위한 사고 해석 시 적절하게 반영됐음을 확인했다.

▷주증기 안전밸브(MSSV) 개방 설정치 혀용 범위 변경의 반영 여부-기존에 승인된 MSSV 개방 설정치 하용 범위 변경 내용이 증기발생기 교체와 17형 ACE7 연료 장전을 위한 사고 해석 시 적합하게 반영됨을 확인했다.

▷격납 건물 온도와 압력 분석 결과의 타당성-증기발생기 교체에 따라 설계 기준 사고인 원자로 냉각재 상실 사고(LOCA)와 주증기관 파단 사고(MSLB) 발생 시 격납 건물로 방출되는 유체의 질량과 에너지가 변경되므로, 변경된 사고 조건을 반영하여 원자로 냉각재 계통 또는 주증기 계통의 배관 파단에 의해 발생하는 격납 건물 최대 온도와 압력에 대한 분석이 적합하게 수행됐다. 그리고 사고 분석에 사용된 방법론(전산 코드)이 분석 목적에 타당함을 확인했고, 분석 결과가 최종 안전성 분석 보고서(FSAR)에 적절하게 반영됐음을 확인했다.

▲방사선 안전 분야-▷방사선 안전 관리 대책-울진원전 1,2호기 증기발생기 교체와 관련한 절차에는 증기발생기 교체에 관한 방사선 방호 계획 중 ALARA(As Low As Reasonably Achievable, 합리적 피폭 최소화) 경험과 교훈이 적절하게 기술되어 있고, 2011년도 울진원전 제1발전소 방사선량 관리 계획에 관한 ALARA 위원회의 심의, 의결 내용도 적절했다.

▷환경방사능 감시 계획의 적절성-증기발생기 교체 기간 동안 발생하는 폐기물 량의 증가에 따른 기존 울진원전 부지에서 운영되고 있는 환경 방사선과 방사능 감시 계획이 적합하게 수립되어 있음을 확인했다.

이밖에도 KINS는 적용 기술 기준의 타당성, 교체용 증기발생기 설계와 제작의 적합성, 증기발생기 교체에 따른 건전성, 원자로 노심의 설계 적합성, 사고 해석 적합성, 격납 건물 건전성 평가의 적합성, 계통 성능 평가의 적합성, 계측 제어 계통 설비의 적합성, 품질 보증 적합성, 구조물 분야의 교체 시공 적합성, 기계 분야 교체 시공의 적합성, 비상운전 절차서의 적합성, 방사선 방호 분야의 적합성, 방사성 폐기물 관리와 구 증기발생기 운반의 적합성, 환경적 측면의 영향 평가 적합성 등 각 분야별로 실시한 심사 결과를 원자력안전전문위원회에 제출했다.

이 가운데 특히 ◈방사성 폐기물 관리와 구 증기발생기 운반의 적합성과 관련한 심사 결과에 따르면, 한수원은 증기발생기 교체 작업 과정에서 발생하는 폐기물을 최소화하기 위해 방사성 폐기물 관리위원회를 운영하고 고체, 액체, 기체 방사성 폐기물은 관련 절차에 따라 수거, 분리, 처리, 저장하여 관련 기술 기준에 관한 규칙을 만족하도록 관리될 예정인 것으로 확인됐다.

그리고 구 증기발생기는 특별 승인 조치를 통해 운반할 예정으로, 오염 물질의 확산을 방지하기 위해 표면 제염과 외부 표면 전체를 도장하고 난연성 재질의 보호 커버(protection cover)로 포장할 계획으로 밝혀졌다.

또 KINS는 울진원전 1,2호기의 구 증기발생기는 지난 1월 26일 준공되어 3월 25일에 승인을 받은 별도의 증기발생기 저장고에 관련 절차에 따라 저장, 관리될 예정으로 확인했다며, 구 증기발생기 운반 시에 발생할 수 있는 가상 사고로 낙하 사고를 가정하여 평가한 결과, 주변 주민들에게 미치는 피폭 방사선량은 미미한 것으로 확인됐다고 밝혔다.

그런데 원자력안전전문위원회 원자로 계통분과에 제출된 울진원전 1,2호기 증기발생기 교체에 대한 안전성 심사 결과에서는 2010년 9월 14일 울진원전민간환경감시센터에서 열린 제29차 감시위원회를 포함해 한수원 울진원자력본부측이 일관되게 ‘울진원전 내 증기발생기 저장고는 영구 저장 시설이 아니며, 최종 처리 방식이 결정되면 경주 방폐장으로 이송할 것’이라고 주장해온 부분이 명확히 확인되지 않아 아쉬움을 남겼다.

한편 원자력안전전문위원회는 울진원전 1,2호기의 ACE7 연료 교체와 관련된 변경 내용에 대해서도 기존에 승인된 특정 기술 주제 보고서 내용을 울진원전 1,2호기에 반영하는 사안으로 원자로 노심 설계와 사고 해석과 관련된 변경 내용이 관련 기준을 만족했다며, 운영 변경 허가 신청 내용이 적합하다고 평가했다.

한수원 울진원자력본부는 울진 1,2호기 설비 개선 사업이라는 이름으로 오는 2011년 11월까지 울진2호기, 2012년 5월까지 울진 1호기의 증기발생기 교체를 완료할 계획이다.

응력 부식 균열에 의한 증기발생기 전열관의 관막음률 증가로 인해 2017년경 수명이 다할 것으로 예상된데 따라 조기 교체가 추진된 것으로 알려진 울진원전 1,2호기의 지난 8월 현재 관막음률은 제한치가 10%인 가운데 울진 1호기가 3.47%, 울진 2호기 4.05%에 이른다.

한수원이 교체를 추진 중인 증기발생기는 기존 증기발생기의 성능을 대폭 향상한 것으로 외부 규격은 동일하지만 전열관 재질이 기존 Alloy 600에서 Alloy 690으로 바뀌어 응력 부식 균열이 개선되고, 전열관 확관 방식이 기계식에서 수압식으로 개선됐다.

그리고 증기발생기의 수위 감시 영역이 3.66m에서 5.08m로 확대됐고, 이차수 재순환루프에 슬러지 수집기가 추가되고 상판 주변에 이물질 방지댐이 설치되어 관다발 내 슬러지 축적을 저감시키는 등 정비와 운전 편의 사항이 대폭 반영된 것으로 알려진다.


<울진1,2호기 증기발생기 교체 과정 개념도>


<원자력발전소 계통 개략도>


<증기발생기 철거 과정 개념도>

▣ 울진원전 1,2호기 증기발생기 교체 사업 추진 경위·진행 현황 ▣

◉2006. 5. 25 : 울진원전 1,2호기 설비 개선 종합계획(안) 확정 ◉2008. 10. 23 : 증기발생기 계약 체결(두산중공업) 및 교체 안전성 분석 수행
◉2008. 12. 12 : 증기발생기 저장고 전원개발사업 실시 계획 변경(지식경제부 고시 제 2008-182호)
◉2009. 9. 8 : 증기발생기 저장고 건축 허가 취득(울진군)
◉2009. 11. 27 : 증기발생기 저장고 착공 신고필증 취득(울진군) ◉2010. 3. 25 : 증기발생기 저장고 교육과학기술부 운영 변경 허가 취득(교육과학기술부) 및 착공
◉2010. 3. 26 : 증기발생기 교체 운영 변경 허가 신청(교육과학기술부)
◉2011. 1. 26 : 증기발생기 저장고 준공
◉2011. 3. 25 : 증기발생기 저장고 교과부 승인
◉2011. 4. 23 : 증기발생기 저장고 사용 승인 신청(울진군), 1차 반려
◉2011. 6. 7~6. 9 : 증기발생기 저장고 운영 허가 후속 설치 점검 ◉2011. 7. 28 : 증기발생기 저장고 승인 신청(울진군), 2차 반려 ◉2011. 8. 1 : 증기발생기 저장고 승인 3차 신청(울진군)
◉2011. 9. 2 : 울진1,2호기 증기발생기 교체 공사 안전성 심사 결과, 원자력안전전문위원회 심의 통과
◉2011. 9. 8 : 울진원전 1,2호기 증기발생기 교체 운영 변경 신청 허가(교육과학기술부)