1. 개요
계속운전은 설계수명에 도달한 원전에 대해 원자력법에서 규정한 기 술기준에 따라 안전성을 평가하여 만족한 경우 설계수명 기간 만료일 이후에도 운전을 계속하는 것이다. 설계수명이란 원전 설계 시 설정한 기간으로써 원전의 안전성과 성능기준을 만족하면서 운전이 가능한 최 소한의 기간을 말한다.
계속운전의 안전성은 여러 나라에서 이미 입증된 기술이다. 미국, 영 국, 일본 등과 같은 선진국에서는 설계수명 혹은 운영허가 기간 만료일 이 도래한 원전에 대해 경년열화평가 등 안전성을 심도 있게 평가하여 안전한 경우에는 설계수명 기간 만료일 이후 계속운전을 승인하여 운전 하고 있다.
2. 우리나라의 계속운전 추진현황 가. 법제화
우리나라는 2005년 9월 원자력법 시행령(제42조의2~5)과 동법 시
행규칙(제19조의2~3)이 개정되었으며 2005년 12월에는 계속운전 관 련 과학기술부 고시2005-31호(경수로형)가 공포되었다. 이후 2007년 10월에 고시 2005-31을 경수로와 중수로의 계속운전 평가를 위한 기 술기준 적용지침 2007-18호로 개정하였다. 계속운전과 관련된 원자력 법 시행령과 시행규칙의 주요사항은 다음과 같이 요약될 수 있다.
(1) 설계수명 기간 만료일 이후 계속운전을 하고자 할 때에는 주기적 안전성평가, 주요기기에 대한 수명평가 그리고 운영허가 이후 변 화된 방사선환경영향 등의 평가 보고서를 제출하여야 한다.
(2) 정부는 평가보고서를 제출받은 경우에 18개월 이내에 심사하고 그 결과를 신청인에게 통보한다.
(3) 계속운전을 하고자 할 때에는 설계수명 기간 만료일을 평가 기준 일로 하여 평가기준일로부터 5년 내지 2년 이전에 평가보고서를 제출하여야 한다.
나. 국내 가동중 원전의 설계수명
가동 중인 20기의 원전 중에서 고리 1호기와 월성 1~4호기의 설계수 명은 30년, 기타 원전은 40년이 되며 설계수명의 산정 기산일은 고리 1∙2호기와 월성 1호기는 최초임계일이 되며, 기타원전은 운영허가일 이다.
설계수명 산정 기산일이 서로 다른 이유는 고리 1∙2호기와 월성 1호 기까지는 건설허가와 운영허가를 동시에 발급하였으나 후속기는 분리 하여 허가하였기 때문이다.
<표 2-22> 국내 가동중 원전의 설계수명 현황
기수 발전소명 용량(MW) 착공일 건설허가일 운영허가일 상업운전 설계수명 (최초임계일) 개시일 만료일
1 고리 1호기 587 ’70.09.25 ’72.05.31 ’72.05.31
’78.04.29 ’07.06.18 ( ’77.06.19)
2 월성 1호기 679 ’76.11.17 ’78.02.15 ’78.02.15
’83.04.22 ’12.11.20 ( ’82.11.21)
3 고리 2호기 650 ’77.03.01 ’78.11.18 ’83.08.10
’83.07.25 ’23.04.08 ( ’83.04.09)
4 고리 3호기 950 ’78.02.11 ’79.12.24 ’84.09.29 ’85.09.30 ’24.09.28 5 고리 4호기 950 ’78.02.11 ’79.12.24 ’85.08.07 ’86.04.29 ’25.08.06 6 영광 1호기 950 ’80.03.05 ’81.12.17 ’85.12.23 ’86.08.25 ’25.12.22 7 영광 2호기 950 ’80.03.05 ’81.12.17 ’86.09.12 ’87.06.10 ’26.09.11 8 울진 1호기 950 ’81.01.12 ’83.01.25 ’87.12.23 ’88.09.10 ’27.12.22 9 울진 2호기 950 ’81.01.12 ’83.01.25 ’88.12.29 ’89.09.30 ’28.12.28 10 영광 3호기 1,000 ’89.06.01 ’89.12.21 ’94.09.09 ’95.03.31 ’34.09.08 11 영광 4호기 1,000 ’89.06.01 ’89.12.21 ’95.06.02 ’96.01.01 ’35.06.01 12 월성 2호기 700 ’91.10.09 ’92.08.28 ’96.11.02 ’97.07.01 ’26.11.01 13 울진 3호기 1,000 ’92.05.27 ’93.07.16 ’97.11.08 ’98.08.11 ’37.11.07 14 울진 4호기 1,000 ’92.05.27 ’93.07.16 ’98.10.29 ’99.12.31 ’38.10.28 15 월성 3호기 700 ’92.09.18 ’94.02.26 ’97.12.30 ’98.07.01 ’27.12.29 16 월성 4호기 700 ’92.09.18 ’94.02.26 ’99.02.08 ’99.10.01 ’29.02.07 17 영광 5호기 1,000 ’96.09.24 ’97.06.14 ’01.10.24 ’02.05.21 ’41.10.23 18 영광 6호기 1,000 ’96.09.24 ’97.06.14 ’02.07.31 ’02.12.24 ’42.07.30 19 울진 5호기 1,000 ’99.01.04 ’99.05.17 ’03.10.20 ’04.07.29 ’43.10.19 20 울진 6호기 1,000 ’99.01.04 ’99.05.17 ’04.11.12 ’05.04.22 ’44.11.11
계 17,716
3. 해외 계속운전 추진현황
현재 상업용 원자력발전소는 전 세계적으로 31개국에서 441기가 가 동되고 있으며 30년 이상 운전중인 원자력발전소는 152기이고, 40년 이상 운전중인 것도 4기가 있다.
미국은 운영허가갱신 규정(License Renewal Rule, 연방법 10CFR54)에 따라 운영허가 종료일 기준으로 20년 전부터 5년 전까지 계속운전을 신청할 수 있으며 운영허가갱신 신청서(License Renewal Application)를 제출하여 승인이 되면 20년동안 운전이 가능하다. 2009 년 12월 현재 104기 원전 중 인허가갱신 승인을 받은 원자력발전소는 59기이며, 심사중인 원자력발전소는 18기이다.
일본은 주기적안전성평가(PSR, Periodic Safety Review) 제도를 활 용하고 있으며 규제상의 운영허가기간은 없다.
일본은 1990년대 초반부터 정부와 전력회사가 공동으로 장기 가동원 전에 대한 검토를 착수하여, 경년열화 예방 및 수명관리를 조합한 개념 을 기초로 하여, 1996년 4월에 정부(통상산업성)에서 총 60년 계속운 전이 가능하다는 내용의 장기가동원전 기본정책(발전소 수명관리 기본 원칙)에 대한 성명을 발표하였다.
일본의 주기적안전성평가(PSR) 관련법령은 2003년 9월에 신설하여 30년 이상 운전하고자 하는 원자로시설에 대하여 10년마다 최신기술정 보를 반영한 안전성평가를 실시하고 발전소 수명관리 보고서를 제출하 며 정부는 이를 심사하여 공표하고 있다. 2009년 12월 현재 총 18기의 원전이 30년 이상 계속운전 중이다.
영국은 운영허가기간의 제한이 없으며 10년마다 수행되는 주기적안 전성평가(PSR) 결과를 활용하여 계속운전 허용여부를 결정하며, 2009 년 12월 현재 19기 원전중 Oldbury 1∙2호기 등 8기의 원전이 계속운 전 중이다.
캐나다는 통상 2년(2�5년) 주기로 원전의 안전수준과 운영성적을 종합평가하여 운영허가기간을 갱신하고 있으며, Pickering 1∙4호기 등 4기가 계속운전 중이다.
러시아는 장수명 수동형기기의 경년열화관리 규정에 따라 계속운전 을 하며 총31기 원전중 스몰렌스크 1호기 등 13기의 원전이 계속운전 중이다.
4. 고리 1호기 계속운전 추진현황 가. 기초연구 및 안전성평가
원자력발전소의 계속운전을 위한 수명관리연구 1단계가 1993년 11
<그림 2-8> 미국 기네이 원전, 일본 쓰루가 원전, 영국 올드버리 원전
월부터 1996년 11월까지 수행되어 발전소 수명관리의 기술적, 경제적, 규제적 관점에서 고리 1호기 계속운전 타당성을 평가하였다.
그 결과 적절한 경년열화관리를 통하여 안전성을 확보할 수 있고 설 계수명 이후 20년 이상의 계속운전은 기술적으로 가능하며 경제적 이 익이 충분함을 입증하였다.
수명관리연구 2단계는 1998년 7월부터 2001년 6월까지 수행되었으 며 경년열화된 계통∙구조물∙기기의 수명평가, 진단 및 감시를 위한 기술을 개발하였다.
계속운전을 위한 계통∙구조물∙기기의 효율적인 경년열화 관리프 로그램은 수명평가 결과와 국내∙외 경험을 고려하여 도출되었으며, 경 년열화 관리프로그램이 효과적으로 이행될 때 계속운전 기간 동안에도 발전소의 계통∙구조물∙기기의 고유기능과 안전성이 유지됨을 확인 하였다.
확률론적안전성평가는 1999년 11월부터 2002년 11월까지 수행되 었다. 이는 중대사고에 대한 종합안전성을 확률론적 방법으로 평가하는 것으로, 평가 결과를 토대로 중대사고 예방 및 완화에 필요한 설계개선 또는 설비보강 계획을 도출하여 발전소 안전성을 증진시키고자 하는데 목적이 있다.
우리나라에서 처음으로 실시된 고리 1호기 1차 주기적안전성평가는 2000년 5월부터 2002년 11월까지 수행되었다.
고리 1호기는 우리나라에서 최초로 건설된 발전소임에도 불구하고 TMI 후속조치와 다른 안전 현안들, 증기발생기와 공정제어계통 등을
교체하여 발전소의 안전성을 지속적으로 향상시키고 양호한 운전상태 를 유지해 온 결과, 고리 1호기 1차 주기적안전성평가에 대한 심사결과 는 다음과 같이 나타났다.
1) 고리 1호기는 현재 적용되는 유효한 기술기준에 적합하게 운영되 고 있다.
2) 운전경험, 연구결과와 최신기술기준을 활용하여 최종적으로 40개 의 안전성 증진사항을 도출하였다.
나. 주요설비 보강
국내 최초의 상업용 원자력발전소인 고리 1호기는 가동 이후 주요핵 심기기의 지속적인 설비개선을 꾸준하게 수행하여 발전소 안전 운영 향 상은 물론 장기 가동을 위한 기틀을 마련하였는데, 주요 설비개선 내용 은 대체 교류전원 발전기 신설(’06), 주발전기 및 여자시스템 교체(’05), 주변압기 및 보조변압기 교체(’04), 격납용기 냉방설비 신설(’04), 저온 과압방지설비 신설(’03), 노내핵계측설비 개선(’03), 터빈조속기설비 개선(’03), 원자로정지불능완화설비 신설(’01), 계기용 압축공기계통 개선(’99), 증기발생기 교체(’98), 저압터빈 회전자 교체(’97), 제어봉 위치지시계 신설(’96), 원격정지 제어반신설(’94), 증기발생기세관누설 측정설비 신설(’93), 증기발생기 수위제어설비 교체(’92), 습분분리재 열기 성능개선(’85) 등이 있다.
다. 고리 1호기 계속운전 안전성평가보고서
2006년 6월 고리 1호기 계속운전 신청시 정부에 제출한 안전성평가 보고서는 주기적안전성평가서, 주요기기에 대한 수명평가서, 운영허가 이후 변화된 방사선 환경영향 평가서로 구성되었으며 그 내용은 아래와 같다.
(1) 주기적안전성평가서
해당 원자력발전소의 운영허가일을 기준(단, 고리 1호기는 최초 임계 일 기준)으로 매 10년 마다 국제원자력기구(IAEA)의 주기적안전성평 가 지침서에 제시된 11개 안전인자와 국내외 운전경험, 안전활동, 노후 화 영향 등을 포함하여 평가하였다.
(2) 주요기기에 대한 수명평가서
원자력발전소의 수동형 장수명(Long Lived Passive)기기들 중에서 안전 관련 계통∙기기∙구조물, 고장시 안전관련 계통∙기기∙구조물
<그림 2-9> 고리 1호기 증기발생기 및 원자로냉각재펌프 교체
의 기능을 저해하는 비안전 관련 계통∙기기∙구조물, 화재방호, 가압 열충격 등 소급적용과 관련되는 계통∙기기∙구조물들이 평가대상이 다. 우리나라는 미국의 운영허가갱신의 일반경년열화관리 지침 (NUREG 1081, Rev.1)을 참고하였다.
(3) 운영허가 이후 변화된 방사선 환경영향 평가서
계속운전을 함으로써 운영허가 심사시 평가된 방사선환경영향평가 가 얼마나 달라졌는지를 평가하기 위함이며 평가사항은 아래와 같다.
○계속운전 계획에 관한 사항
○환경현황에 관한 사항
○발전소 현황에 관한 사항
○계속운전으로 인한 영향에 관한 사항
○사고로 인한 영향에 관한 사항
○환경감시 계획에 관한 사항
라. 고리 1호기 계속운전 안전성평가보고서 심사
2006년 6월 16일 한수원(주)으로부터 고리 1호기 계속운전∙신청서 류를 접수한 후 과기부는 안전기술원의 전문인력 100여명을 투입하여 18개월동안 심사를 수행하였다.
16개 평가분야의 112개 안전기준에 따라 계속운전 신청서류를 검토 하면서 한수원(주)과 3회에 걸쳐 1,000여건의 서면 심사질의∙답변을
16개 평가분야의 112개 안전기준에 따라 계속운전 신청서류를 검토 하면서 한수원(주)과 3회에 걸쳐 1,000여건의 서면 심사질의∙답변을