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[단독] 해양생물 유입 따른 원전 가동정지...항구적 대책은

기사등록 :2021-04-17 22:09

원전안정성 우려·경제 손실 막대....상시 모니터링시스템 구축 절실
한울본부, 해양생물 유입량 감소·효율적 제거 방법 추가 도입

[울진=뉴스핌] 남효선 기자 = 최근 한 달 새 경북 울진의 한울원전 1,2호기가 해양생물 다량 유입으로 잇따라 원자로가 정지되고 터빈발전기가 멈추는 등 정상가동이 중단되자 원전안전성 우려와 함께 냉각해수 설비인 원전 취수구 관리 등 원전 안전운영을 위한 특단의 관리시스템 구축이 시급하다는 지적이다.

또 해양생물 유입으로 잇따라 원전 정상 가동에 제동이 걸리자 울진지역 사회에서는 원전안전성 우려와 함께 발전소주변지역지원금의 감소 등 지역경제 손실을 지적하는 목소리도 커지고 있다.

실제 원전 등 발전소 주변지역 지원금은 발전량에 따라 산정되는 방식이어서 계획예방정비 등 정상적인 가동 중단이 아닌 사고·고장에 의한 발전 정지의 경우, 전력생산 중단에 따른 국가적 손실과 함께 지원금 감소로 이어져 결국 울진군 지방세수입이 줄어드는 등 지역경제에 직접적인 영향을 끼친다는 게 지역주민들의 시각이다.

한울원전 1,2호기는 지난 달 22일 해양생물(살파)이 취수구로 다량 유입되면서 터빈발전기가 정지되고 급기야 원자로 가동이 자동 정지된데 이어 이달 6일 또 동일한 해양생물인 '살파'가 다량 유입돼 출력감발에 이어 터빈발전기가 수동정지됐다.

해양생물 유입으로 한울원전 1,2호기가 동시에 한달 새 두 차례 연이어 정상운전에 이상이 발생한 셈이다.

경북 울진의 한울원전1발전소[사진=한울본부] 2021.04.17 nulcheon@newspim.com

◇ 한울1,2호기 이물질 유입 등 1992년 이후 25회 정상운전 훼손...원자로 정지 8회

한울원전1,2호기가 냉각해수 공급위한 해수유입 과정에서 해양생물과 태풍 등에 따른 이물질 유입으로 원자로가 정지되는 등 정상운전이 훼손된 것은 이번이 처음이 아니다.

한울1,2호기는 지난 1988년9월10일과 1989년9월10일 각각 상업 운전에 들어간 이 후 현재까지 취수구의 해양생물과 태풍 등에 의한 이물질 유입 등으로 원자로가 정지되거나 출력이 감발되는 등 정상운전이 훼손된 사례는 25회로 집계된다.

원자력안전기술원(KINS) 자료에 따르면 한울원전의 경우 지난 1992년12월30일 한울1호기(당시 울진원전1호기)가 멸치 대량유입으로 최초 출력감발 사고가 발생한 것을 시작으로 이달 4월2일 수동정지 사고까지 25회 발생했다.

이 중 태풍 등에 의한 이물질 유입 사례는 지난 2019년 10월 13일 발생한 한울2호기 출력감발 1건이다.

나머지 24건은 모두 새우, 해파리 등 해양생물 유입 사례이다.

또 25회 발생한 사례 중 원자로 정지 사고로 이어진 것은 지난 1996년 9월 14일 한울2호기가 해파리떼의 다량유입으로 원자로가 정지된 것을 첫 사례로 지금까지 8회 발생했다.

해양생물 유입으로 원자로가 정지된 첫 사례인 1996년 9월 당시, 한울2호기는 해파리떼의 다량 유입으로 원자로가 정지돼 발전이 정지되고 한울1호기는 출력이 감발됐다.

이어 1997년 2월 1일 한울1,2호기가 새우 다량유입으로 발전이 정지되고 당시 한울1호기는 원자로가 정지됐다.

같은 해 4월 24일 새우떼의 다량유입으로 한울1,2호기가 동시에 원자로가 정지되고 약 8개월 뒤인 같은 해 12월 28일 또 한울1,2호기가 새우떼 다량유입으로 원자로가 멈췄다.

2001년 5월 1일 새우떼 유입으로 한울1,2호기 원자로가 정지되고 한울4호기가 출력감발됐다.

이는 한울1,2호기를 중심으로 발생하던 것이 인근 호기로 이어진 첫 사례이다.

이어 같은 해 8월11일과 8월26일 해파리떼의 유입으로 한울2호기와 한울1호기가 잇따라 원자로 정지되는 사고가 발생했다.

지난 3월22일 발생한 한울2호기 원자로 정지는 지난 2001년 이후 20년만이다.

이 과정에서 주목되는 점은 유입되는 해양생물의 유형이다.

1992년 12월 당시에 원전 정상운전에 영향을 준 해양생물은 멸치였다. 이어 새우(사실상 크릴)와 해파리떼가 주종을 이뤘으나, 지난 3월22일과 4월6일 발생한 당시는 동해 해역서 보기드문 '살파'에 의한 영향으로 나타났다.

'살파'가 처음 한울원전 인근 해상에 출현해 처음으로 원전 정상운전에 영향을 준 것은 지난 2003년이다.

2003년 6월18일 '살파'가 취수구로 대량 유입돼 한울1호기가 출력감발됐다.

이후 18년만인 지난 3월22일과 4월6일 잇따라 '살파'가 대량유입돼 한울1,2호기가 멈췄다.

한울원전이 위치한 경북북부동해안 해양생물 출현 양상이 급격하게 변화하고 있음을 보여주는 사례이다.

때문에 해양학계 등 일각에서는 이번 사례를 통해 해양생물 유입에 따른 원전 영향 저감을 위해서는 동해안 해양생태계 변화 양상에 주목해야한다고 지적한다.

지구온난화 등 기후변화에 따라 아열대화로 급격하게 진행되고 있는 동해 해양생태계의 변화 추이에 대한 실시간 모니터링 시스템 구축 등 근본적인 대응책 마련이 시급하다는 것이다.

해양학계에 따르면 '살파'는 중국 남지나와 우리나라 제주도 인근 해역에서 주로 출현하는 무척추동물로 남반구의 온수역에 주로 분포한다.

한울원전 취수구 인근 해역서 수거된 해양생물 '살파'[사진=한울본부] 2021.04.17 nulcheon@newspim.com

◇ 해양생물 유입 원전정지 사고, 왜 한울원전 1,2호기에 집중되나

한울1,2호기가 지난 1988년9월10일과 1989년9월10일 각각 상업 운전에 들어간 이 후 지난 1992년12월30일 한울1호기(당시 울진원전1호기)가 멸치 대량유입으로 최초 출력감발 사고가 발생한 것을 시작으로 현재까지 취수구의 해양생물과 태풍 등에 의한 이물질 유입 등으로 원전 정상 운전이 훼손된 사례는 25회 발생했다.

KINS 등의 자료에 따르면 국내 원전 중 해양생물 유입 등에 의한 원전 사고는 총 28회 발생했다.

이 중 3건은 고리원전 4호기에서 발생했으며 나머지 25회는 모두 한울원전1,2호기와 4호기에서 발생했다.

고리원전의 경우 가동 초기인 지난 1988년 2월과 3월에 큰가시고기가 대량 유입돼 고리4호기가 원자로가 정지되면서 발전이 정지됐으며, 1991년 8월24일 태풍영향에 따른 이물질 유입으로 고리4호기가 원자로 정지됐다.

통계에서처럼 해수유입에 따른 전체 사고 사례 중 89%가 한울원전에서 발생한 셈이다.

이를 두고 민간환경감시기구 관계자와 해양 관련 전문가들은 우선 한울원전의 취수설비의 구조적 문제를 제기한다.

한울원전은 동해안에 위치한 경주 월성원전, 경남 울주 고리원전과 달리 1개의 취수구 구조물을 통해 6개 원전에 냉각수를 공급하는 구조이다.

또 한울원전의 취수구 구조물은 하나의 구조물 형태이나 월성과 고리원전의 경우는 발전소별로 분리.독립된 형태로 설치돼 있다.

실제 1개의 취수구 구조물를 이용해 6개 호기를 가동하는 한울원전의 경우, 지난 1992년 이후 지금까지 해양생물 유입 등으로 발생한 사례에서 보듯 한울1,2호기에서 집중 발생하는 점도 이와 무관치 않다는 지적이다.

또 하나는 한울원전이 위치한 울진 등 경북북부 연안해역의 생태적 특성에 따른 영향을 든다.

울진지역 해역이 난류와 한류가 교차하는 지점으로 어족자원과 해양생물 등의 서식조건이 탁월한데다가 최근 기후변화로 인한 해양생태계의 변화로 출현하는 해양생물의 종류 또한 다양화됐다는 것.

최근 잇따라 출현해 원전 운영에 지장을 초래한 '살파'의 경우도 이같은 해양생태계의 변화와 무관치 않다는 게 전문가들의 견해이다.

국립수산과학원 윤석현 연구사는 "살파는 주로 제주 해역에 많이 출현하는 종으로 특정 지역에 체류하는 특성이 아닌 대만난류 등 따뜻한 해류의 북상을 따라 이동하는 특성을 지니고 잇다"며 "이번 사례에서처럼 3월경에 동해안으로 북상한 사례는 매우 이례적"이라고 말했다.

윤 연구사는 "간헐적인 살파의 출현이 동해안의 아열대화의 징표라고 단정지울 수는 없지만 기후변화 추이를 감안한다면 동해해역에 대한 정밀조사가 필요하다"고 덧붙였다.

경북 울진 연안해역에 출현한 해양생물 '살파'[사진=한울본부] 2021.04.17 nulcheon@newspim.com
젤라틴처럼 끈적한 해양생물 '살파'[사진=한울본부] 2021.04.17 nulcheon@newspim.com

◇ 한수원, 해양생물 유입 억제 어떻게 해왔나

한울원전1,2호기가 지난 1992년12월 첫 해양생물 유입으로 원전 정상가동에 장애가 발생한 이후 동일 사례가 지속적으로 이어지자 한수원 한울원전본부는 지난 1997년 12월28일 새우떼 다량 유입에 따른 한울1,2호기 원자로정지 사고를 계기로 취수구 입구에 그물망을 최초 설치했다.

이어 이듬해인 1998년 8월1일 해파리떼 다량 유입으로 한울1,2호기 출력감발 사고가 발생하는 등 유사 사례가 이어지자 2001년 9월 다시 취수구 입구에 2차 그물망을 설치했다.

한울본부에 따르면 한울1발전소 취수 설비는 해수를 이송하는 순환수펌프 전단에 콜스바스크린, 트레블링크스린, 드럼스크린 등 3개의 여과설비가 설치돼 있다.

콜스바스크린은 호기당 8대가 설치돼 비교적 큰 부유물을 제거하고, 후단에 트레블링스크린(호기당 4대), 드럼스크린(호기당 2대)이 작은 이물질을 여과하는 기능을 수행하는 방식이다.

이를 구조적으로 보면 해수 → 그물망(1차, 2차) → 콜스바스크린 → 트레블링크스린 → 드럼스크린 → 순환수펌프 → 복수기 입구 이물질 여과기 → 복수기 → 배수구 방식이다.

2차 그물망을 설치한 2001년 9월 이후 해양생물 유입따른 발전정지 등은 계속 이어져 지금까지 7회 발생했다.
이 중 1건은 지난 2019년 10월13일 태풍 영향에 의한 이물질 유입 사례이다.

지난 3월22일과 이달 6일 잇따라 발생한 '살파' 유입에 따른 사례에서는 그물망 내의 포집망 자체가 파손된 것으로 알려졌다.

한수원이 도입한 그물망 설치 등 해양생물 유입 억제설비에 대한 실효성이 제기되는 대목이다.

지난 3월22일, 18년만에 다시 출현한 '살파'가 대량 유입돼 한울1,2호기가 멈추자 원전 규제기관인 원자력안전위원회(원안위)는 10여일 간의 현지조사를 거쳐 단기 조치로 △취수구 그물망 교체 및 유입 해양생물 제거 △해양생물.이물질 유입 대비 감시체계 강화 △해양생물 유입 시 대응 절차서 개선 등을 후속조치로 제시했다.

또 중장기 조치로 △해양생물 유입 시 비상대응능력 강화 △해양생물 유입시 감시.조치방벽 강화(3→5단계) △국내․외 유사사례 검토 조치 등을 제시했다.

이후 지난 6일 재차 '살파'의 대량유입으로 한울1,2호기가 수동정지에 이르자 한울원전본부는 취수구 1,2차 그물망에 유입된 살파 등을 제거하고 취수구 앞 바깥바다에 정치망을 설치해 해양생물 등의 유입을 억제하는 보강 방안을 검토하는 등 대책마련에 부심하고 있는 것으로 알려졌다.

또 해양생물 이동 등을 관측하고 상황발생 시 즉각 대응을 위해 해경 등 관계기관의 협조를 거쳐 야간에 쌍끌이어선 2척 등을 상시배치하는 방안도 적극 검토하고 있는 것으로 알려졌다.

한울원전본부는 향후 재발 방지 대책으로 취수구 입구의 해양생물 유입량을 감소시키는 방안과 유입된 해양생물을 효율적으로 제거하는 방법 등을 추가 도입해 시행한다는 계획이다.

이번에 발생한 2차례의 사례 관련 '살파'가 매우 끈적한 젤라틴 성분을 지녀 살파가 그물망에 대거 엉겨붙어 그물망 내부 수분의 외부 방출을 억제해 결국 그물망과 포집망이 파손되는 상황으로 이어 질 수 있다는 게 해양생물 전문가들의 지적이다.

KIOST 동해연구소 환경연구센터장 노현수 박사는 "최근까지 한울원전 취수 설비 관련 발생한 사례에 미뤄 원인을 발생시킨 해양생물의 변화 양상에 주목해야 한다"고 지적했다.

KIOST 전 울릉.독도연구기지대장 임장근 박사는 "이미 수년 전부터 울릉도와 독도 연안 해역은 전 지구적 기후변화에 따른 아열대화가 정착되는 해양생태 현상을 보이고 있다"며 "이같은 현상은 경북북부 동해안인 울진 연근해도 해양생태계 변화와 해류의 흐름 등에서 상당부분 아열대화가 진행되고 있는 것으로 보인다"고 설명했다.

이들 전문가들은 이같은 해양생태계 변화에 적극 대응키 위해서는 해양생물 유입 억제위한 1차적이고 물리적인 대책도 필요하지만 현장 밀착형 상시모니터링 시스템 구축이 우선돼야 한다고 강조한다.

해양생태계의 변화를 실시간 관측하고 이에 따른 효율적 대응방식을 적용해야한다는 것이다.

노 박사는 "울진 등 동해연안에 살파와 같은 따뜻한 해류를 따라 이동하는 해저생물의 출현과 유입 횟수는 향후 점차적으로 증가하고 잦아질 것으로 예측된다"며 "이들 해저생물에 의한 원전 정상가동 저해요인을 최소화하기 위해서는 자연재해에 따른 불가항력이라는 인식에서 벗어나 한울원전 인근 해역에 대한 해양생태계의 정밀 조사 등을 통해 체계적인 실시간 상시모니터링 시스템을 구축하는 것이 우선돼야 할 것"이라고 지적했다.

한울원전1,2호기는 지난 3월22일에 이어 이달 6일 잇따라 취수구 해양생물 다량 유입으로 발전이 수동정지됐다.

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