한빛원전안전성확보 민관합동조사단이 군의회 4층 의원간담회실에서 최종 조사결과 보고회를 지난달 22일 열었다. 보완 후 군민보고회는 오는 8월 20일 개최할 예정이다. 이에 본지는 주요 조사결과를 1~4분과별로 요약 게재한다. <편집자 주>
<1분과 콘크리트 구조물 분야>
최대 깊이 90cm 공극과 그리스 누유 수십곳
#1발전소(한빛 1·2호기)= 한빛원전 1발전소에서 발견된 공극은 높이 13단 호프 스티프터(Hoop Stiffener) 부위 1호기 14개소, 2호기 18개소 등 32개소 확인. 공극 원인은 Hoof Stiffener 수직보강 플레이트(Plate)와 배면앵글(L-형강)의 부착설치 구조로 하부만 개방된 밀폐공간이 형성되어 콘크리트 미 채움이 발생하였고, Hoop Stiffener와 브라켓, 밀폐공간 등의 구조로 콘크리트 유동 간섭이 야기되어 브라켓 주변부 일부 구역에 콘크리트 미 채움이 발생한 것으로 판단.
그리스 누유는 1호기 격납건물 비상출입문 하부 시공 이음부 총 1개소 확인. 원인은 그리스 누설부위 좌측 확대절단 및 육안조사 결과, 공극은 없었으며, 쉬스와 쉬스 연결부를 통해 흘러나온 그리스가 콘크리트 시공 이음부 내에 형성된 미세틈새를 따라 누설된 것으로 판단. 그리스가 콘크리트에 미치는 화학적, 물리적 영향은 없는 것으로 국·내외 연구보고서, 사례를 통해 확인.
한빛 1·2호기에서 실시한 외관검사 자료를 검토한 후 현장 입회하여 비교 검토한 결과 현장검사 내용서는 문제점을 발견하지 못함. 각 구조물별로 한빛 본부에서 수행한 콘크리트 균열깊이, 균열 진행성 측정, 중성화 및 염화물량 등에 대한 정밀검사 결과 자료를 검토하였으며, 그 결과 구조물 기능상에 영향을 미치는 문제는 없는 것으로 판단함. 그리고 격납건물 및 안전성 관련 구조물에 대해 비파괴검사인 슈미트 햄머를 한빛원전과 공동조사를 실시함.
#2발전소(한빛 3·4호기)= 한빛원전 3호기 공극현황은 총 94개소로 원인은 ①매설판 보강재와 ‘ㄷ’ 채널이 직렬로 수평 설치되어 있어 각 부재폭(길이)의 합에 해당하는 길이만큼 콘크리트 미 채움 발생. ②폴라크레인 브라켓 하부 T형 보강재 끝단과 콘크리트 시공이음부의간격이 협소(3.2cm)하여 콘크리트 타설 시 유동간섭 발생(다짐부족).
그리스 누유는 29개소(채움 17, 표면 12)로 표면누유는 쉬스관 연결부 주변 미세틈새나 시공이음부를 통해 CLP 내측 표면으로 그리스 유입. 공극누유는 쉬스관 연결부 주변 미세틈새나 시공이음부를 통해 CLP 내측 공극으로 그리스 유입. 공극 및 재료분리 누유는 쉬스관 연결부 주변 재료분리를 통해 CLP 내측 공극으로 그리스 유입. 원인은 텐돈 쉬스관(길이 약 3m)의 연결은 커플러와 테이프 랩핑으로 마감됨. 건설 시 그리스는 고온·고압의 유동성 액체 상태로 주입되므로 연결부를 통해 콘크리트 미세틈새나 시공이음부로 누유된 것으로 판단.
표면 누유부는 치핑 후 CLP절단면 사방에서 추가적인 그리스 누유가 없으므로 시공 시 고온·고압에 의해 누유되어 장시간에 걸쳐 고착된 것으로 판단됨. 공극 누유부 중 매설판 주변 공극은 누유점 또는 누유경로가 나타나지 않는 건전부까지 콘크리트를 치핑 후 추가누유 여부 확인 결과 누유 없음. 폴라크레인 브라켓 하부 공극은 콘크리트 치핑 후 그리스를 제거하고 추가 누유가 없음을 확인.
한빛 4호기 공극은 총 96개소로 원인은 ①매설판 보강재와 ‘ㄷ’ 채널이 직렬로 수평 설치되어 있어 각 부재폭(길이)의 합에 해당하는 길이만큼 콘크리트 미 채움 발생. ②격납건물 콘크리트 타설 시 Stiffener와 15단 시공이음부(Construction Joint) 간 간격이 협소한 상태에서 콘크리트유동간섭으로 미 채움 부위 발생.
그리스 누유는 8개소(채움 3, 표면 5)로 표면 그리스 5개소, 채움 그리스 3개소 발견 후 보수 및 해당 부위 공극의 기술평가 검토. 그리스 누유가 발견된 3호기 13단 폴라크레인 브라켓 하부처럼 동일부위 48개소 전량 절단한 결과, 그리스 누유는 없는 것으로 확인.
한빛 3·4호기에서 실시한 구조물별 외관검사 결과 조사된 열화현상은 균열, 단면손상(박리, 박락, 백태, 허니컴) 등으로 콘크리트 구조물에서 흔히 발생하는 열화현상으로 보임. 2발전소에서 실시한 정밀검사 결과를 검토한 결과 모두 관리기준을 만족하는 것으로 판단되고, 추가로 격납건물 및 안전성 관련 구조물에 대해 비파괴 검사인 슈미트 햄머를 한빛원전과 공동조사를 실시함.
주증기배관 관통부 하부에서 발견한 90cm(157cm로 확대) 공극은 콘크리트 보수를 위한 CLP 확대 절단 후 기존 공극 그리스 부분의 그리스 제거 작업 후 치핑과정 중 후면 공극 발견됨. 구조물 안전성 판단 여부는 90cm 공극을 가정한 기술평가(구조해석)를 통해 확인 할 필요성이 있음.
#3발전소(한빛 5·6호기)= 타 호기의 Hoof Stiffener의 수직하중 보강용 브라켓 부위 공극이 발견되었으며, 특히 브라켓과 수직 앵글이 겹치는 부위에 1L 우유팩 크기의 공극이 발생 가능하므로 5·6호기 격납건물에 대하여 샘플링 조사 결과 공극이 발견되지 않음. 필요 시 차기 OH 시 샘플링으로 조사가 실시되지 않은 부분에 대하여 전수조사가 필요할 것으로 판단.
타 호기 사례에서 매설판 주위 공극이 다수 발견된 바, 한빛 5·6호기 시공도면 및 건설 자료 확인 결과 보강재가 설치되지 않았으며, 대부분 매설판은 CLP와 일체형으로 제작됨. 현장 점검결과 4호기와 같은 공극은 발견되지 않음.
타 호기에서 폴라크레인 브라켓 하부 및 대구경 관통부에서 공극이 발견된 바, 확인을 위해 현장 점검결과 특이사항은 발견하지 못함. 타격음 조사, 두께측정 수행.
한빛 5·6호기에서 실시한 외관검사 자료 검토 후 현장 입회하여 비교 검토한 결과 특이사항을 발견하지 못함. 각 구조물 별로 한빛원전에서 수행한 콘크리트 균열깊이, 균열 진행성 측정, 중성화 및 염화물량 등에 대한 결과 자료를 검토하였으며, 그 결과 특이사항은 없음. 그리고 격납건물 및 안전성 관련 구조물에 대해 비파괴 검사인 슈미트 햄머 공동조사를 한수원과 실시함.
격납건물 설계기준 강도는 만족해
콘크리트 비파괴 강도 조사 및 시료검사 결과
한빛 1·2호기 원자로 격납건물, 보조건물, 연료취급건물의 콘크리트면에 대한 비파괴강도 측정 후 재령보정 계수 0.78을 고려한 결과, 격납건물의 추정(표면)강도427.5～455.7 ㎏/㎠로 설계기준강도 인 421.8㎏/㎠(6,000psi)를 상회하였으며, 보조건물, 핵연료취급건물 또한 352.3～421.9㎏/㎠로 설계기준강도인 281.2㎏/㎠(4,000psi) 상회하는 것으로 확인됨.
한빛 3·4호기 원자로 격납건물, 1차 보조건물, 핵연료건물의 콘크리트면에 대한 비파괴강도 측정 후 재령보정 계수 0.78을 고려한 결과, 격납건물의 추정(표면)강도 399.3～444.1㎏/㎠로 설계기준강도인 386.7㎏/㎠(5,500psi)를 상회하였으며, 1차 보조건물, 핵연료건물 또한 314.2～389.5㎏/㎠로 설계기준 강도인 281.2㎏/㎠(4,000psi) 상회하는 것으로 확인됨.
한빛 5·6호기 원자로 격납건물, 1차 보조건물, 핵연료건물의 콘크리트면에 대한 비파괴강도 측정 후 재령보정 계수 0.78을 고려한 결과, 격납건물의 추정(표면)강도 400.8～435.2㎏/㎠로 설계기준강도인 386.7㎏/㎠(5,500psi)를 상회하였으며, 1차 보조건물, 핵연료건물 또한 348.4～402.0㎏/㎠로 설계기준강도인 316.4㎏/㎠(4,500psi)상회하는 것으로 확인됨.
시료분석 결과 시험 시료는 한빛 4호기 공극 주변의 온전한 콘크리트에서 채취됨. 시험 결과 콘크리트는 기계적 수용 가능한 상태, 콘크리트는 화학적 관점에서 이상 없음, 염화물 함유량 낮음. 본 시험을 통해 얻어진 파괴-기계적 매개변수는 격납건물 변화 관련 안전성 평가의 수치 모사실험에 사용 가능함.
“격납건물 100% 안전하다고 판단 어려워”
민관합동조사단 전문가 종합적 평가 의견
발견된 공극 및 그리스 누유 문제에 대해 원인 분석한 결과, 공극은 ▶건설 당시 격납건물 매설판 등의 보강재 하부 또는 보강재가 중첩되는 부위에 콘크리트 타설 시 유동간섭이 주요 원인 ▶공기 단축을 위해 무리한 돌관작업 및 현장 설계 변경(도면 반영 안됨), ▶작업 관리 및 감독미흡(콘크리트 내 망치, 목재 등 이물질 발견) 등이 현재 발견된 문제들의 원인에 기인한 것으로 판단됨.
발견된 문제에 대해 한수원이 수행한 기술평가 보고서(1발전소 2호기, 2발전소 3호기)를 검토한 결과는 현재 발생된 공극으로 콘크리트 구조물 건전성에 영향을 주지 않는다고 하였으나, 한수원과 연계된 KEPCO(한국전력기술)에서 모두 실시되고 있어, 새로운 기술평가(구조해석) 업체를 통해 제 3자 검증이 필요하다고 판단함.
한빛원전에서 한빛 3호기에 대해 기술평가(예상 공극 및 내부 공극을 감안)를 하여 자체적으로 문제가 없는 것으로 평가되었으나, 조사단에서 직접 기술평가의 필요성을 인식하여 직접 수행하려 하였으나, 비용, 지적 재산권, 보안문제 등 여러 가지 여건 문제.
한빛 3호기 및 4호기는 격납건물 외벽 및 CLP 내부 배면 콘크리트를 100% 조사 및 검증을 하지 않았기에 또 다른 공극이나 그리스 누유의 존재 가능성이 있으므로 격납건물이 100% 안전하다고 판단하기 어려움. 따라서, 한빛 3호기 및 4호기 격납건물의 보다 근본적이고 객관적인 안전성 확보를 위하여 구조물 건전성 평가가 필요하다고 판단됨.
건설 당시부터 이어진 콘크리트의 부실은 LOCA(냉각재 상실사고)와 같은 중대한 사고 시, 격납건물 안전성에 영향을 미칠 가능성이 크기 때문에, 시공 이후 약 30년간 실시한 일상점검, 정기점검, 특별점검, 주기적 안전성평가와 같은 점검 및 검사를 통해서도 CLP 부식, 콘크리트 공극 그리고 그리스 누유를 발견하지 못한 한수원의 유지관리 프로세스에 대한 철저한 검토가 필요함.