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[보도자료] 신한울 1호기 수소제거장치도 제대로 검증하고 평가해야 – 신한울 1호기 운영허가 문제점 ② 성능결함 수소제거장치(PAR)와 유사한 제품 설치되어 있어

[보도자료] 신한울 1호기 수소제거장치도 제대로 검증하고 평가해야

신한울 1호기 운영허가 문제점 성능결함 수소제거장치(PAR)와 유사한 제품 설치되어 있어

 

지난 2월, 국내 원전에 설치된 피동형 수소제거장치(Passive Autocatalytic Recombiners, 이하 ‘PAR’)에 결함이 있음이 언론을 통해 알려졌다. 한국수력원자력(이하 ‘한수원’)이 OECD의 수소제거장치 국제공동연구를 담당하고 있는 독일의 베커사(Becker Technology)에 의뢰해 시행한 성능실험 결과 공급자 상관식(공급자가 제시한 성능)에 현저히 미달하고, 살수(사고 후 격납용기의 고온, 고압을 낮추기 위한 살수계통의 작동)조건에서 촉매체가 떨어져 나와 불티가 날리는 문제가 있음이 드러났다.

PAR는 2011년 후쿠시마 사고 당시 문제가 된 수소 폭발을 방지하기 위한 후속 대책으로, 국내 원전들에 설치했다고 자랑해온 대표적인 설비다. 하지만 수소제거 성능이 떨어지거나 불티가 날리는 문제가 발생한다면 사고 발생 시 화재나 폭발, 중대사고로 이어질 위험이 있다는 점에서 심각한 결함이다.

환경운동연합은 중대사고 대처를 위한 PAR의 결함에 대한 전면 조사가 필요하며, 한수원의 사건 은폐 시도에 대한 법적 책임까지 물어야 한다는 입장을 밝혔다. 더구나 현재 원자력안전위원회(이하 ‘원안위’)에서 운영허가 심사 중인 신한울 1호기에도 해당 제품과 유사한 제품이 설치되었다는 점에서 동일한 문제가 예상되므로 철저한 검증이 필요하다. 현재 국내에 공급된 PAR의 문제점은 다음과 같다.

 

문제점 1. 수소제거 성능 미달

베커사의 실험 결과, PAR의 수소제거율이 공급자 상관식 대비 30%~60% 정도 밖에 나오지 않아, 구매 규격을 만족하지 못하는 것으로 의심된다. 수소제거율이 떨어지면 수소폭발을 방지하고자 하는 역할을 제대로 수행할 수 없다. 시간을 다투는 사고 상황에서 수소제거에 많은 시간이 소요되거나 제거 자체가 잘 안된다면 무용지물이나 다름없다.

이에 대해 한수원은 ‘지나치게 가혹한 환경’에서 진행된 실험결과라 PAR 성능에는 문제가 없다고 반박했다. 하지만 한수원이 2019년 국내 PAR 제조업체인 세라컴(ceracomb)사와 진행한 재실험에서도 수소 제거 성능이 구매규격에 현저히 미치지 못했다는 점에서 성능 결함을 의심할 수밖에 없다.

 

문제점 2. 촉매체 불티 현상

아무리 가혹한 환경이었다고 해도 촉매체가 떨어져 나와 불티가 날리는 현상은 화재로 이어질 수 있다는 점에서 매우 위험하다. 한수원이 주장하는 ‘지나치게 가혹한 환경’은 촉매 온도가 500℃까지 올라간 상태에서 살수, 즉 온도 및 압력을 낮추기 위한 살수(spray)를 하는 조건이다. 하지만 촉매 온도가 500℃까지 올라간 이유는, PAR의 촉매가 수소를 수증기로 변화시키는 화학반응을 하면서 자연스럽게 온도가 상승한 것이지 외부적으로 고온의 환경을 설정한 것이 아니다. 즉, PAR가 본연의 기능을 수행하는 과정에서 수반되는 자연스러운 현상이다. 또한 성능 실험에서 온도만이 아니라, 압력과 방사선 준위 조건에 대해서도 제시하여야 한다.

현재 국내에 설치된 세라컴사의 PAR는 세라믹으로 코팅되어 있어 촉매체가 잘 떨어진다는 단점이 있다. 신한울 1호기에 설치된 PAR도 동일한 재질의 세라믹으로 코팅되어 있다. 이와 달리, 해외 원전에 설치되어 있는 PAR는 금속 재질에 촉매가 붙어 있어 접합력이 높다는 차이가 있다.

 

문제점 3. 잘못된 내환경시험*과 사고 시나리오 부재

신한울 1호기 운영허가 심사에서 PAR의 기기생존성 평가 등 안전성 평가가 미흡하다는 점도 지적된다. 먼저, 화학적 기계시스템인 PAR에 대한 내환경시험에 전기전자기기의 기술기준을 적용한 문제가 있다. 원자력안전기술원은 기기생존성을 평가하면서 PAR의 온도에 대한 내환경조건을 LOCA(냉각재상실사고)*와 MSLB(주증기관파단사고)*를 조합하여 적용했다. 이 조건은 IEEE(전기전자기술자협회)에서 발췌한 전기전자기기의 기술기준이다. 그러나 PAR는 촉매의 화학적 반응을 이용한 피동형 설비다. 즉, 성질 자체가 다른 시스템의 기술 기준을 잘못 적용한 것이다.

신한울 1호기의 중대사고 분석에서 사고 시나리오가 부재한 것도 문제다. PAR는 설계기준사고와 중대사고에 대처하기 위한 시스템이기 때문에 각각의 사고 기준에서 보수적으로, 가장 최악의 사고 시나리오를 분석하여 그 경위를 도출하여야 한다. 즉, 원전 사고가 발생할 수 있는 최악의 상황까지 가정하여 사고 분석을 수행하여 최악의 내환경 조건을 정의 및 도출해야 함에도 불구하고 이를 수행하지 않은 것이다. 독일 베커사의 실험 역시 수소 제거율 실험만을 수행했을 뿐 설계기준사고 및 중대사고 내환경조건에서의 실험이 누락되었다는 점에서 완전하지 못하다.

 

* 내환경시험 : 원자로시설의 주요 안전 관련 설비가 설계 수명기간 동안에 정상운전 및 설계기준사고 환경에서도 안전기능을 수행할 수 있는지 검증하는 시험

* LOCA(냉각재상실사고) : Loss Of Coolant Accident의 약어로, 원자로에 냉각수를 공급하는 원자로냉각계통의 배관이 파단되어 냉각수가 상실되는 사고.

* MSLB(주증기관파단사고) : Main Steam Line Break의 약어로, 증기발생기에서 만들어진 증기를 터빈으로 보내는 배관이 끊어지는 사고.

 

PAR는 국내에 설치되던 시점부터 시험성적서 위조 문제 등이 있었다. 2013년 5월, 원전부품 검증업체인 새한티이피가 내진시험보고서와 내환경시험보고서 등 2건의 기기검증서를 위조한 PAR가 국내 원전에 설치된 사실이 확인된 것이다. 위조된 시험성적서의 PAR는 이미 거의 대부분 원전에 설치되어 있었고, KINS와 한수원은 뒤늦게 이 사실을 파악하고 재조사 및 전수검사를 시행하였다. 그러나 일단락된 줄 알았던 PAR 문제는 다시 한수원의 PAR 성능실험 은폐사건을 통해 검증과 개선이 되지 않았다는 점이 드러났다.

 

따라서, 문제 해결을 위해서는 전국 원전에 설치되어있는 PAR에 대한 철저한 재조사가 이루어져야 한다. 최근 원자력안전기술원은 원안위에 PAR 관련 실험계획을 보고했다. 하지만 한수원의 실험결과 은폐 등이 드러난 만큼 재실험 과정에 반드시 독립적인 민간전문가나 시민사회의 참여와 감독이 필요하다. 해당 PAR의 공급사가 아닌 객관적이고 신뢰성 있는 기관에서 재실험을 수행해야 한다. 그 결과 PAR의 성능에 문제가 있다면 설비 교체, 설계변경 등이 필요하다. 신한울 1호기 운영허가 역시 PAR의 재실험 결과를 반영해 이루어져야 한다.

 

2021.05.27.

환경운동연합

 

송 주희

송 주희

에너지기후국 활동가입니다.

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