한국원자력연구원, 원전 배관 안전 실증시험 설비 구축

[대전·충청=이데일리 박진환 기자] 원전 내부를 구성하고 있는 수천여종의 배관 안전성을 확인할 수 있는 실증시험 시설이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국원자력연구원(이하 원자력연)은 연구원 재료연구동에서 ‘원전 배관감육 실증시험설비(FACTS) 완공식’을 갖고, 설비 가동에 들어갔다고 10일 밝혔다.

김동진 박사팀은 원자력연의 주요사업인 ‘원자력계통 건전성 선진화 체계 구축사업’의 일환으로 2012년부터 이 설비의 개발에 착수했으며, 이번에 드디어 해당 설비를 완공했다.

개발된 설비는 원전 2차 냉각수가 흐르는 배관 내부의 온도, 압력, 유속, 수질 등의 환경을 구현해 냉각수에 의해 배관이 부식돼 두께가 감소하는 현상을 실증할 수 있는 세계 최고 수준의 실험 장치다.

원자로에서 핵연료 연소에 의해 가열된 1차 냉각재는 증기발생기 전열관을 가열하고 전열관은 다시 2차 냉각재를 가열시켜 증기를 발생시킨다.

고온, 고압과 빠른 유속 등 부식 환경에 노출돼 있는 2차 냉각수 배관이 부식에 의해 파손될 경우 사고로 이어질 수 있어 원전 설비 유지 정비 분야에서 철저하게 관리되고 있다.

국내 원전 현장에서도 초음파 탐지를 통한 금속 배관 부식 확인을 통해 주기별로 건전성 관리를 하고 있지만 과거 미국(1986년, 써리 2호기)과 일본(2004년, 미하마 원전 3호기)에서 2차 계통 배관 부식 손상으로 인한 사망사고가 발생한 사례가 있어 배관의 건전성 검증을 통한 안전성 제고가 필요한 상황이었다.

이번에 개발된 설비는 원전 2차 계통 환경을 모사하기 위해 가압기, 수조, 화학탱크, 히터, 열교환기, 순환펌프, 고압펌프, 계측기, 이온교환수지 등으로 구성됐으며, 최대유속 20m/s(2인치 배관 기준) 등 해외 설비 대비 사양을 최고 수준으로 제작됐다.

연구진은 설비의 본격 가동을 통해 다양한 시험자료를 생산함으로써 배관 건전성을 검증하고, 안정적 유지관리를 위한 종합 관리 코드 개발·보유에 힘쓸 계획이다.

아직까지 국내에 실증시설이 없어 국내 원전 현장에서 외국에서 개발한 코드를 적용해 운영·관리해왔지만 이번에 완공된 국산 시설을 활용해 국내 원전 환경에 최적화 된 종합관리 코드를 개발·적용해 나갈 수 있을 것으로 기대된다.

김종경 한국원자력연구원장은 “원전배관 안전 실증설비 구축을 통해 국내 원전 건전성 확인 관련 기술은 한발 더 나아가게 됐다”며 “완공된 설비를 활용해 실증시험자료 생산뿐만 아니라 한국 고유의 배관감육 모델과 배관관리 코드 개발까지 이루어질 수 있도록 최선을 다할 예정”이라고 말했다.

한국원자력연구원이 10일 ‘원전 배관감육 실증시험설비 완공식’을 갖고, 설비를 가동하고 있다. 사진=한국원자력연구원 제공

한국원자력연구원이 10일 ‘원전 배관감육 실증시험설비 완공식’을 갖고, 설비를 가동하고 있다. 사진=한국원자력연구원 제공