장기간 운전을 멈춘 원자력발전소 내 설비 상태를 정확히 평가하는 기술이 나왔다.
한국원자력연구원은 장기 정지 원전의 2차 계통 설비가 대기 환경에 노출되며 발생하는 부식 정도를 정확히 측정하는 기술을 개발해 실증을 마쳤다고 22일 밝혔다.
원전은 유지 보수, 예방 정비 등을 위해 장기간 정지되는 경우가 있다. 장기 정지 시 원자로 외 2차 계통 배관과 주요 기기는 물을 뺀 건식 상태로 관리한다. 이처럼 설비가 대기에 노출될 경우 부식이 진행될 수 있지만 그 정도를 정확하게 측정하기 어려웠다.
금속의 부식률은 일반적으로 표면에 산화막이 형성되며 생긴 중량 변화로 측정한다. 하지만 중량의 변화를 직접 측정하는 게 어려운 원전 설비의 측정상 설비 표면에서 시료를 채취해 부식 정도를 추정해왔다. 이 경우 원전 운전 중 생성된 산화막과 이후 대기 노출로 추가 생성된 산화막을 구분하기 힘들다는 한계가 있다.
전순혁·하성준 재료안전기술연구부 박사 연구팀은 원전 2차 계통 배관재로 사용하는 '탄소강'을 기반으로 평가 기술을 개발했다. 정상 운전 시 생성되는 산화막을 인위적으로 만든 감시 시편을 만들고, 이 시편을 원전 정지 후 건식 관리 중인 설비 내부에 장착했다. 일정 기간이 후 이 시편의 중량을 측정하면 부식률을 계산할 수 있다.
이 기술은 시료를 직접 채취하는 기존 방식과 달리 설비 원형에 영향을 주지 않고, 원전 정지 후 발생한 대기부식만을 선별해 측정할 수 있다는 장점이 있다. 또 감시 시편을 원전의 다양한 위치에 설치해 여러 부식 특성을 추적할 수 있다.
연구팀은 최근 계속 운전 심사를 통과한 고리2호기와 계속 운전 심사를 진행 중인 고리3호기에 적용해 실증을 완료했다.
김동진 재료안전기술연구부장은 "기존 방식의 한계를 극복하고 원전 2차 계통의 실제 부식 상태를 반영한 새로운 평가 기술"이라며 "국내 원전의 계속 운전 추세에 발맞춰 설비를 체계적으로 유지·관리할 수 있도록 기여하겠다"고 했다.
연구 성과는 원자력 분야 국제 학술지 '원자력공학 및 설계'에 2월 온라인 게재됐다. 국내 특허도 출원했다.