[필(筆)&필(Feel)] 한국원전 OPR1000·ARP1400과 경주지진

[이투뉴스] 미국은 원자력 발전소의 상업운전 시대를 연 1960년대부터 원전의 안전성을 최우선으로 고려해 왔으며, 이는 최근 원자력 산업이 추진하는 ‘원자력 안전 약속(Nuclear Promises)’ 이니셔티브를 통해 재차 강조되고 있다.

필자는 최근 대한민국 경주에서 발생한 지진(7월 5일 규모 5.0지진, 9월 12일 규모 5.1 및 5.8 지진,그리고 9월 12일 이후 발생한 여진)이 한국표준형원전(OPR1000)의 계속운전 및 안전성에 미치는 영향을 검토하였다.

또한 고리 및 울진지역에서 건설중인 차세대원전(APR1400)의 설계기준인 운전기준지진(Operating Basis Earthquake, OBE)과 안전 정지지진(Safe Shutdown Earthquake, SSE)의 타당성도 분석했다.

월성·고리·울진·영광원전은 지진 진원지인 경주에서 각각 28km, 51km, 148 km 그리고 254km 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 9월 12일 기록된 원전부지내 최대지반가속도(Free field peak ground accelerations)는 각각 0.12g, 그리고 0.0378g, 0.0076g, 0.0019g으로 계측(원자력안전위원회 자료, g는 중력가속도)되었다.

고리와 울진 지역에는 현재 가동중인 발전소뿐만 아니라 건설중인 원전이 있으며, 이들 4개 원전부지에서 가동중인 OPR1000발전소는 지진 발생후에도 정지없이 정상가동 되고 있다.

4개 부지의 OPR1000 발전소에 대하여 미국 원자력규제위원회(NRC)규제지침에 의거해 최근 발생한 경주의 지진기록을 평가한 결과, OPR1000 원전내진설계 기준과 비교해 볼 때 원전에 미치는 지진진동의 영향은 충분히 작아 원전의 계속 운전은 가능할 것으로 판단된다.

또한  경주 지진 및 여진은 OPR1000 원전수명의 남은기간 동안 안전 운전을 하는데 있어 영향을 미치지 않을 것으로 검토되었다.아울러 고리 및 울진 부지에 건설중인 APR1400 원전의 내진설계 기준은 9월 12일 발생한 경주 지진 및 여진으로 인한 지진에 충분히 견딜 수 있는 것으로 생각된다.

한국 원자력발전소 건설산업은 시작부터 한국 규제기관인 원자력안전기술원(KINS)의 규제요건과 함께 미국 산업요건 및 기준과 미국 원자력규제위원회 인허가 요건을 준수해 오고 있으며, 1980년대 최초 개발된 한국표준형 원전(OPR1000)과 이후 개발된 차세대원전(APR1400) 모두 미국 NRC와 KINS의 더욱 엄격한 규제 및 인허가 요건에 따라 설계 및 건설되고 있다.

미국에서 지진이 발생하면 지진의 정도에 따라 원전을 계속운전하거나 재가동을 위한 검사 및 평가를 위해 운전정지를 하게 된다. 이 정도에 대한 판단기준은 NRC와 미국 전력산업계를 대표하는 미 전력연구원(EPRI)이 마련한 규제요건 및 지침을 참고하여 결정하게 된다.

미국 NRC의 규제지침 RG 1.166과 EPRI의 NP-6695에 명시되어 있는 이러한 규제요건 및 가이드라인은 과거 지진을 겪은 발전소 운전경험과 연구를 통해 쌓아온 지진동, 구조적 반응, 구조의 취약성 및 견고함, 부품 및 기기에 관한 지식의 향상을 기반으로 NRC와 EPRI가 지난 30년간 개발해 온 것이다.

이러한 기준은 미국 발전소가 지진후 운전을 위해 필요한 사항을 제공해 주는 보수적인 접근법으로 산업계 전문가들이 동의하고 있다.

와바시밸리(Wabash Valley)지진에 의한 클린턴 원전(Clinton station), 미동북 지진에 의한 페리원전(Perry station) 및 최근 버지니아(Virginia)지진에 의한 노스애너원전(North Anna station)의 지진 후 내진성능평가 분석에 이러한 기준이 성공적으로 사용되었으며 미국의 산업기준 및 규제요건에 따라 설계된 한국의 OPR1000과 APR1400에도 동일하게 적용될 수 있다.

따라서 발전소 설계기준인 안전정지지진(SSE)에 따라 설계, 제작, 시공된 구조물 및 기기의 내진설계 성능이 9월 12일 발생한 경주지진과 여진에 의한 지진하중보다 현저히 높기 때문에 원전을 구성하는 구조물과 기기의 건전성 및 피로도(fatigue)에는 문제가 되지 않을 것으로 생각된다.

더구나 원전의 내진설계는 보수적인 산업계 규격 및 표준에 따른 방법이 사용되었기 때문에 구조물 및 기기는 충분한 내진여유도가 있다.

* OBE(Operating Basis Earthquake, 운전기준지진) : 발전소 시설물에 영향을 줄 수 있을 것으로 예상되는 지진으로, 운전중 발생 시 계속 운전할 수 있으며 후에 피해정도를 점검하여 정지하거나 보수를 결정할 수 있을 정도의 지진

* SSE(Safe Shutdown Earthquake, 안전정지지진) : 발전소 부지에서 발생가능한 최대지진으로, 운전중지진 발생 시 정지시키면 방사능 물질이 누출되지 않고 구조물 및 기기의 손상이 발생하지 않는 크기의 지진