▲ 하상준 전력연구원 원자력발전연구소 안전분석그룹 책임연구원<필자 약력=한양대학교 원자력공학과 졸/한국과학기술원 원자력 및 양자공학과 석·박사 졸/한국전력공사 전력연구원 책임연구원(현재)/관심 분야 : 원전안전성 증진 및 원자력이용 수소생산>

1978년 고리 원전이 상업운전을 시작한 이래로 꾸준한 기술개발을 통해 한국표준형원전(OPR1000) 및 신형경수로1400(APR1400)을 자체적으로 설계 및 건설하고 30여년의 원전 운전 경험을 보유하게 됐다.

그러나 현재까지도 원전 설계 및 안전해석에 사용하는 코드는 미국의 ABB-CE와 WH(웨스팅하우스사)에서 도입한 코드를 사용하고 있고 그 중 일부는 미정부 수출 제한코드로 한전-ABBCE간 기술사용 협정이 종료되는 올 6월 이후에는 신규 원전사업에 사용이 제한되며 재협약을 체결하더라도 막대한 로열티를 지불해야 하는 실정이다.

한국전력공사 전력연구원(이하 전력연구원)은 원전기술고도화 사업의 일환으로 미정부 제한코드를 대체할 수 있는 코드체계와 안전해석 방법론을 개발하기 위해 지난 2001년 12월부터 2006년 12월까지 5년간 연구를 수행, 대체 안전해석코드 체계 및 방법론을 개발했다.

개발된 코드 체계와 방법론은 한국표준형원전과 신형경수로1400에 적용이 가능, 기술사용 협정 종료 이후 신규 원전사업에 활용할 계획이다.

하지만 국내에서 개발된 원전 기술이 해외로 진출하기 위해서는 국내에서 독자적으로 개발, 원천 기술을 가진 국산 원전 안전해석 코드의 개발이 요구되고 있다.

이에 따라 전력연구원은 산업자원부 지원으로 우리나라가 완전한 소유권을 갖는 원전 설계용 안전해석코드를 개발하고 있다.

이 사업은 3단계로 나눠 지난해 10월부터 2016년 9월까지 10년간 3단계로 구분 추진하고 약 400억원의 사업비를 투입할 계획이다.

이번 사업에는 전력연구원이 주관기관으로 참여하고 한국전력기술(주), 한국원자력연구원, 한전원자력연료(주), 한국수력원자력(주))이 공동 연구기관으로 참여하고 있다.

원전 안전해석코드 개발의 단계별 진행은 아래와 같다.
▲1단계(2006년 10월 ~ 2010년 9월, 4년)는 가압경수로 설계용 안전해석코드 개발을 목표로 코드 개발 요건수립, 원시 코드 개발, 열수력 모델 개발 및 코드 검증을 위한 실증실험을 수행하고 ▲2단계(2011년 10월 ~ 2014년 9월, 3년)는 실증실험 결과를 이용, 개발된 코드를 검증한 후 인허가를 신청하며 ▲3단계(2014년 10월 ~ 2016년 9월, 3년)에서는 코드 검증 보완 및 인허가 획득을 목표로 진행하고 있다.

기존의 원전 공급자로부터 전수받은 안전해석 코드들은 대부분 1970년대 초에 개발됐거나 그 당시의 기술에 근간을 두고 있어 과다한 보수성을 가지고 있어 원전 출력증강, 연장운전, 설비개선 및 각종 절차서 최적화 등 새로운 규제 환경에 대한 대처 능력이 부족하고 안전해석코드의 적용 범위가 넓지 않기 때문에 과도현상 별로 다양한 코드를 사용하고 있으며 이러한 다양한 코드 체계를 유지하기 위해 많은 인력과 비용이 소요되고 있다.

개발될 국산 안전해석코드는 단일코드로 다양한 안전해석 및 설계에 적용하고 범용코드로 국내 전 가압경수로형 원전에 적용 가능하며 냉각재 상실사고(LOCA)와 비냉각재 상실사고(Non-LOCA) 해석 및 성능해석 그리고 3차원 분석 및 최적평가가 가능토록 하고 사용자에 따른 설계 영향을 최소화하는 반면 사용자 편의성을 극대화하도록 할 계획이다.

또한 공정관리시스템을 구축 및 운영, 전체 과제 공정을 체계적으로 관리하고 전문가들로 구성된 전문가 자문단을 통해 연구개발 결과의 적합성과 연구개발 방향에 대해 정기적으로 자문을 받게 된다.

코드 개발 완료 이후에는 ▲국내 원전의 해외 진출 지원 ▲국내 가동 원전의 설계, 연장운전, 출력 증강 및 운전절차서 최적화 ▲신규 원전의 설계 등에 활용할 계획이다.

원전 안전해석코드 개발 과제는 우리나라의 독자적인 원천기술을 갖는 안전해석코드 개발이라는 중대한 목표를 달성하기 위해 거의 모든 국내 원자력 기관들이 참여한다는 점에서 큰 의의가 있다.

원전 안전해석 원천기술 확보를 통해 국내 가압경수로형 원전의 안전성 증진 및 경제성을 제고하고 해외 원자력 시장에 경쟁력을 가지고 참여할 수 있는 기회를 마련하는 계기가 될 것이다.