14개 원전에 설치된 수소제거장치 성능 미달…“2026년까지 모두 교체”

수소 농도 8% 실험에서도 규제요건 미달
7월까지 14개 원전에 PAR 추가 설치

한국원자력안전기술원(KINS) 관계자가 신한울 2호기 내부에 설치된 피동촉매형수소재결합기(PAR)에 대해 설명하고 있다./원자력안전위원회

국내 원자력발전소(원전)에 설치된 수소 제거 장치인 피동촉매형수소재결합기(PAR)의 성능이 기준을 만족하지 못한다는 최종 결론이 나왔다. 2021년 1월 국민권익위원회에 공익신고가 접수된 이후 3년 만의 결론이다. 원자력안전위원회(원안위)는 규제요건을 채우지 못한 원전 14기에 대해 수소 제어 장치를 추가하라는 조치를 내렸다

원안위는 9일 제194회 원자력안전위원회를 열고 세라컴의 PAR 수소제거율 실험 결과에 대해 논의했다. PAR은 원전 내부의 수소를 제거해 폭발 사고를 막는 안전 장치다. 2011년 일본 후쿠시마 원전 사고에서 수소 폭발이 일어난 이후 국내 원전들에 도입됐다. PAR 내부에는 알루미늄이나 백금과 같은 촉매제로 표면을 덮은 벽돌 모양의 세라믹 케이스가 들어간다. 수소가 여기 닿으면 산소와 결합해 물로 바뀐다. 이러한 방식으로 원전 내부 수소 농도를 일정하게 유지한다.

국내 원전의 PAR를 두고 논란이 생긴 것은 2021년 1월 국내 기업인 세라컴이 한국수력원자력(한수원)에 납품한 PAR의 수소제거율이 구매규격에 미치지 못한다는 내용의 공익신고가 접수됐기 때문이다. 원안위는 한국원자력연구원의 실험장비를 활용해 공익신고의 내용이 맞는지 검증에 나섰다. 2023년 3월 원자력연구원은 수소 농도 4%에서 세라컴의 PAR 수소제거율이 초당 0.131~0.137g이라는 중간 실험결과를 발표했다. 한수원의 구매규격인 0.2g에 미달한 것이다. 다만 원전 격납건물의 평균 수소 농도를 설계기준사고 기준 4% 미만으로 유지해야 한다는 규제요건은 만족했다.

이후 원안위는 중대 사고를 가정한 수소 농도 8% 실험을 추가로 진행하라고 요구했다. 원자력연구원은 다섯 차례에 걸쳐서 수소 농도 8%에서 수소제거율이 어느 정도인지 실험을 진행했다. 그 결과 수소제거율은 초당 0.309~0.328g으로 역시 한수원의 구매규격인 초당 0.5g에 미달했다.

세라컴 PAR에서 불티가 날려서 위험하다는 지적에 대해서는 화재 가능성이 없다는 결론을 냈다. 원안위는 원전 격납건물 내부에는 실험 장치와 달리 가연성 물질이 없고, 난연성 설비만 설치되므로, 수소연소(유발점화)로 인한 화재 가능성은 없다고 밝혔다.

원안위는 PAR의 수소 제어 성능이 규제 요건을 만족하지 않는 것으로 확인된 만큼 수소제어 능력을 높이기 위한 조치를 한수원에 요구했다. 한울1·2호기와 고리3·4호기, 한빛1·2호기, 한빛3~6호기, 한울 3~6호기 등 규제요건을 만족하지 못한 PAR가 설치된 원전 14기에 대해서는 PAR를 7월까지 추가로 설치하는 등 수소 제거 성능을 복구할 것을 요구했다. 또 2026년까지 성능이 낮은 PAR가 설치된 모든 원전에서 PAR를 교체하라고 요구했다.

원안위는 “원자로 정지 등 긴급한 안전조치는 필요하지 않다고 판단되지만 기존의 여유도를 복원하기 위한 조치는 필요하다”며 “PAR 수소제거율 상관식 평가방법 같이 성능을 확인하기 위한 상세 절차도 개발해야 한다”고 밝혔다.

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