1. 원전건설 기술자립 가. 추진배경 및 경위
우리나라의 원전건설 기술자립 추진은 1970년대 두 차례의 석유파동 경험으로 부존자원의 영향이 적고 경제성이 높은 기술 집약적인 에너지 개발에 대한 국민적 공감대가 형성되면서 1983년 7월 원전건설 기술자 립을 통한 원전설계 및 기자재 국산화율 90% 달성과 표준형원전 건설 에 의한 건설비 절감을 위해‘원전 건설사업 장기 추진방향’을 수립하였 다. 이어 1984년 7월 기술자립 촉진항목이 포함된‘원자력발전 경제성
<표 2-20> 신울진 1∙2호기 건설일정
기본계획 본 관 최 초 원자로 상온수압 고온기능 연 료 구 분 확 정 부지정지
기초굴착 콘크리트 설 치 시 험 시 험 장 전 준 공
신울진#1 ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
’05. 6 ( ’10. 4) ( ’11. 3) (’11.11) (’13. 8) (’15. 4) (’15. 8) (’15.12) (’16. 6)
신울진#2 ● ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
’05. 6 ( ’10. 4) ( ’11. 3) (’12.11) (’14. 8) (’16. 4) (’16. 8) (’16.12) (’17. 6)
제고방안’이 정부 정책으로 확정되어 기술자립 추진기반을 마련하였다.
1987년 초 착수된 영광 3∙4호기 건설사업과 연계하여 원전건설 기 술자립을 추진하였으며 이를 위해 국내 역할 분담사와 외국 기술보유사 (CE, GE, S&L)간에 기술도입계약(TTA)을 체결하여 전산코드를 포함 한 기술자료의 도입, 교육훈련의 수행 등 체계적이고 종합적인 원전건 설 기술자립을 추진하였다.
나. 기술자립 목표
영광 3∙4호기와 동일 기종의 원전을 주어진 공기 및 예산 내에서 품 질요건에 맞게 독자설계제작, 건설할 수 있는 기술능력의 95%를 1995 년말 까지 확보하는 것을 목표로 하였다.
다. 기술자립 역할 분담
구 분 담 당 분 야 비 고
한국전력공사 종합사업관리 현, 한국수력원자력(주)
한국전력기술(주) 플랜트종합설계
한국중공업(주) 주기기설계 및 제작 현, 두산중공업(주)
한국원자력연구소 원자로계통설계 및 초기노심설계 현, 한국전력기술(주)
한국원전연료(주) 원전연료 제조 현, 한전원자력연료(주)
국내 건설업체 발전소 시공
주) 산업자원부『원자력발전의 경제성 제고 방안』(’84. 7)
<표 2-21> 기술자립 역할 분담
라. 추진 방법
기술도입계약을 통해 원전건설에 필요한 모든 전산코드 및 기술자료 를 도입하고 국내∙외 교육훈련을 통해 기술 인력을 양성하여 영광 3∙
4호기 설계, 구매, 제작 및 시공업무를 직접 수행함으로써 도입기술의 소화, 흡수 및 축적을 도모하도록 하였으며, 사업수행만으로 습득이 어 려운 분야 및 취약 기술 분야는 자체 기술개발을 통해 극복하였다.
마. 추진실적 (1) 기술자립 완성
원전건설 기술자립을 시작한 1986년말, 원전건설 기술자립률은 약 60%정도였으나 1995년말에는 95%를 달성하게 되었다.
주요 추진 실적을 살펴보면, 원전건설에 필요한 모든 기술 자료와 전 산코드를 확보하였으며, 국내∙외 교육훈련을 통한 기술인력 양성도 계 획대로 완료하였다.
그리고 도입된 기술자료와 양성된 인력을 활용하여 우리나라 원전건 설 사상 최초로 국내업체가 건설업무 전반을 주도하였으며, 이에 따른 경험기술도 충분히 습득하였다. 또한 부족기술의 보완을 위해 추진한 설계검증 및 기술 검토, 반복 및 모의설계, 시제품 제작 등은 물론 지속 적인 연구개발을 통해 Know-how 수준을 높여 복제설계를 자체적으 로 수행할 수 있게 되었다. 이러한 성공적인 기술자립을 기반으로 최초 의 한국표준형원전인 울진 3∙4호기를 1998년과 1999년에, 영광 5∙6
호기를 2002년에 각각 성공적으로 준공하였으며 계속하여 울진 5∙6 호기가 2004년 7월과 2005년 4월에 상업운전을 개시함으로써 총 6기 의 한국표준형원전을 성공적으로 건설하였다.
(2) 개량화(Evolution) 기술능력 확보
1987년 5월에 체결된 기술도입계약(TTA)이 1997년 5월에 만료됨 에 따라 도입기술(특허, 저작권, 전산코드 등)의 실시권 연장 및 영구적 권리확보를 위한 추가 기술사용협정(TCA/LA)을 1997년 6월에 체결 하였다. 이와 함께 APR1400 개발이 국내 기반 기술을 바탕으로 ABB CE사가 개발한 Sys.80+ 원자로계통을 부분 참조함에 따라 APR1400 개발 지원을 위한 차세대원자로개발지원협정(SWA)을 동시에 체결함 으로써 자체 기술능력 향상을 통한 개량화(Evolution) 및 자체개발 능력 확보가 가능하게 되었고 또한, 도입기술의 영구 실시권 확보로 제한 없 이 국내외 사업을 추진할 기반을 구축하게 되었다.
2. 건설공정 최적화 추진 가. 추진 배경
미국의 AP1000을 비롯하여 전 세계적으로 원전선진국들은 모듈화, 신공법 적용 등을 통한 건설공기 단축으로 경제성을 향상시키는 노력을 활발히 전개하고 있다. 우리나라의 경우 한국표준형원전 기본설계 개념 및 안정성을 확보하면서 경제성과 운전∙보수성을 향상시킨 개선형 한 국표준형원전(OPR1000)으로 신고리 1∙2호기와 신월성 1∙2호기를
건설 중에 있으나 반복건설에 따라 단축 추진되는 53개월(최초콘크리 트 타설�준공)의 건설공기로는 원전의 해외진출시 대외 경쟁에서 확 실한 우월성 확보가 어려우므로 원전사업의 해외 진출을 위한 건설공정 최적화를 추진중에 있다.
나. 추진 방안
건설공정 최적화를 위해서는 신기술, 신공법의 도입과 더불어 선진 건설관리 등을 통한 지속적 건설기간 단축 노력이 필요하다. 적용가능 한 주요 신공법으로는 원자로건물의 Open-Top 공법, SC(Steel Plate Reinforcement Concrete)모듈공법, 원자로 내장품과 원자로냉각재배 관 설치작업 병행 수행 등이 있다. 아울러 축적된 원전건설 경험과 최신 IT 기술을 기반으로한 원전건설관리시스템(NPCMS)을 운영하여 프로 젝트 간 정보공유 및 예측기능을 획기적으로 개선하였다.
3. 차세대원자로 기술개발(APR1400) 가. 개 요
차세대원자로 기술개발은 한수원(주)의 원자로 노형전략 계획에 따 라 한국표준형원전의 뒤를 잇는 신형 가압경수로형의 원전을 개발하는 것으로 1992년 6월 국가선도기술개발과제(G-7 Project)로 확정되었 으며, 정부 및 산∙학∙연 공동으로 10여 년간의 연구개발을 거쳐 안전 성과 경제성이 대폭 향상된 차세대원자로가 개발되었다.
이렇게 개발된 1,400㎿급 차세대원자로는 2001년 2월 제15차 기술
개발추진위원회에서 신형경수로1400(APR1400)으로 명명되었으며, 정부의 철저한 안전성 심사를 거쳐 2002년 5월에 표준설계인가 (Design Certification)를 취득하였다. APR1400은 신고리 3∙4호기에 최초로 적용되어 건설되고 있으며, 2010년대 중반이후 한국의 주력 노 형으로 자리매김을 할 것으로 전망된다.
나. 주요 설계특성
APR1400은 기존 노형 대비 안전성과 경제성을 대폭 개선하여 국제 경쟁력을 갖춘 신형원전 개발을 목표로 추진되었으며, 설비용량을 1,400MW급으로 격상하고 국내∙외의 최신 신형원자로 설계요건을 반 영하였다. 특히 안전성을 향상시키기 위하여 안전감압배기계통, 원자로 공동침수계통, 피동형수소재결합기 등 중대사고 대처설비를 대폭 강화 하였다.
○설계 기준 : 용량 (1,400MW), 설계수명(60년), 내진설계(0.3g)
○안전여유도 증대 : 노심 열적여유도 확보(10~15%), 가압기/증기 발생기 용량 증대, 4 Train 원자로 직접 안전주입, 원자로건물내 원전연료 재장전수조(IRWST) 설치 등
○경제성 향상 : 설비용량 증대, 단순화 및 최적화, 모듈화 확대 등
○중대사고 완화 : 안전감압배기계통, 촉매형 수소재결합기 및 정화 기계통, 원자로 공동 침수계통, 원자로 공동배치 및 구조 설계 개 선, 원자로외벽 냉각설비 등 도입
○첨단 주제어실 설계 : 한국적 인간공학을 반영한 다중 워크스테이 션 채택
다. 시공성 향상을 위한 최신 공법 도입
APR1400 에서는 시공성 향상을 위해 모듈화 공법 확대 적용, 공동매 트 채택, 무지보(Deck Plate)공법 적용, 대용량 크레인 사용을 통한 시 공성 제고 등 최신의 신기술/신공법을 최대한 적용할 예정이다. 아울러 상세 시공성 분석을 통해 원자로건물 내부 구조물 철판거푸집 적용(SC 모듈공법), 원자로 내부 구성품 모듈화, 원자로건물 천장크레인 사전 조 립 등의 첨단 모듈화 기술 등을 확대 적용함으로써 건설기간을 지속적 으로 단축해 나갈 예정이다.
4. 향후 전망
우리나라는 1987년 초 착수된 영광 3∙4호기 건설사업과 연계하여 원전건설 기술자립을 추진한 결과 울진 6호기까지 총 6기의 한국표준 형원전을 건설함으로써 명실공히 1,000MW급 원전의 건설기술을 완전 하게 확보하게 되었다. 이와 더불어 개선형 한국표준형원전(OPR1000) 으로 건설중인 신고리 1∙2호기, 신월성 1∙2호기와 함께 APR1400으 로 건설중인 신고리 3∙4호기 및 건설준비 중인 신울진 1∙2호기가 준 공될 경우 우리나라 전력수요의 안정적 공급에 기여할 뿐 아니라, 우리 의 선진 원전 건설기술을 세계 원전시장에 입증할 수 있게 됨으로써 해 외 원전 건설 시장에서 유리한 입장에 설 수 있을 것으로 기대된다.
그러나 우리원전이 타 원전 대비 보다 우수한 경쟁력을 갖추기 위해 서는 설계, 제작, 시공 등 모든 분야에서 신기술, 신공법 적용 확대를 통 해 획기적인 건설기간 단축 및 건설품질의 향상을 도모해야 한다. 또한 APR1400 후속노형인 APR+의 성공적 개발로 대외 경쟁력을 확보해야 하며 아울러 안전성 및 신뢰성을 획기적으로 향상한 제4세대 원자로 개 발 및 핵융합로 개발 등에도 꾸준한 노력을 기울여야 할 것으로 본다.