[울진=뉴스핌] 김하영 기자 = "신한울 1·2호기는 한국형 원전 기술이 집약된 완성형 모델입니다."

지난 14일 정부세종청사에서 3시간 넘게 달려 도착한 경북 울진군 북면 신한울 원자력발전소. 황민호 한국수력원자력 신한울제1발전소 운영실장은 신한울 1·2호기에 대해 이같이 강조했다.

신한울 1호기는 지난 2022년 12월 상업운전에 들어갔고, 2호기는 지난해 4월 상업운전을 시작했다.

신한울 1·2호기는 한국형 신형 가압경수로(APR1400)가 적용된 1400메가와트(MW)급 원전이다. 기존 OPR1000 대비 발전용량을 약 40% 높였고, 설계수명 역시 40년에서 60년으로 확대됐다. 내진성능도 규모 6.5 수준에서 규모 7.0 수준으로 강화됐다. 이어 원전계측제어시스템(MMIS) 등 최신 기술이 적용되면서 한국형 원전 기술의 집약체라는 평가를 받고 있다.

실제 신한울 1호기의 지난해 발전량은 약 8821기가와트시(GWh)로 국내 전체 발전량의 약 1.5%를 차지한다. 경북 연간 전력소요량의 약 20%, 서울 연간 전력소요량의 약 18%를 담당하는 수준이다.

또한 신한울1·2호기는 UAE 수출 노형과 동일한 노형(APR1400)으로, 우리나라 원전기술의 우수성과 원전건설 능력을 세계적으로 널리 알리는 계기가 되기도 했다.

아울러 인근 부지에는 신한울 3·4호기가 건설 중이며 각각 2032년과 2033년 준공을 목표로 하고 있다. 신한울 3·4호기는 오는 26일 최초 콘크리트 타설 작업을 앞두고 있으며 현재 종합공정률은 29.80%(2026년 4월 말 기준)다.

3·4호기도 1·2호기와 동일한 노형(APR1400)이 탑재될 예정이다.

신한울 3·4호기는 에너지 안보를 위한 '에너지 믹스'의 중심이라는 건설 의의를 지니고 있다. 신한울 3·4호기 가동 시, 지난 2024년 국내 총 발전량 기준 약 3.4%인 20358GWh 전력을 생산할 수 있다. 이는 연간 484만 가구(4인가구 기준, 서울 연간 소요량의 약 40%)의 전력수급에 기여할 수 있는 생산량이다.

◆ 한국형 원전 들여다보니...신한울 1·2호기 속 핵심 기술들

원자력발전소는 '가'급 국가보안시설(최고 등급)에 해당하는 만큼 철저한 신원 확인을 거쳐야 했다. 한수원 측에서 사전에 출입 신청을 한 후, 현장에 도착해 임시 출입증을 발급 받은 뒤 안으로 들어갈 수 있었다. 또한 사진 촬영이 금지돼 있어 휴대전화 등은 미리 반납해야 했다.

발전소 내부는 ▲원자로 건물 ▲주제어실(MCR) ▲터빈건물 ▲복합건물 등으로 구성돼 있다. 이중 가장 눈에 띄는 시설은 둥근 돔형태의 원자로 격납건물이다. 격납건물은 원자로가 위치해 있는 만큼 핵심 시설로 꼽힌다. 높이는 76.6m로 아파트 27층에 달하고, 외벽 두께는 137cm다. 일반 아파트 외벽 두께가 통상 20~30cm 수준인 점을 감안하면 5~6배 이상 두꺼운 셈이다. 외벽 두께가 두꺼운 만큼 최고의 안전성을 지니고 있다.

가장 먼저 '사용후 핵연료 저장조'를 찾았다. 출입 절차를 거쳐 내부로 들어서자 푸른빛을 띠는 대형 수조가 모습을 드러냈다. 이곳은 원전에서 연소를 마친 핵연료를 임시 보관하는 공간으로, 붕산수로 채워져 있었다. 핵분열 반응을 억제하고 방사선을 차폐하기 위해서다. 신한울 1·2호기에는 총 241개의 핵연료 집합체가 장전된다. 통상 계획예방정비 기간마다 일부 연료를 교체하는 방식으로 운영된다.

한수원 관계자는 "사용후핵연료는 원자로에서 꺼낸 직후 높은 열을 계속 방출하기 때문에 장기간 냉각 과정이 필요하다"며 "저장조 수온은 어떠한 경우에도 49.8도를 넘지 않도록 설계돼 있다"고 설명했다.

그다음 향한 곳은 터빈건물이었다. 터빈건물은 원자로에서 만들어진 열이 실제 전기로 바뀌는 공간이다. 원자로에서 데워진 1차 계통의 물은 증기발생기로 이동하고, 이 과정에서 생성된 증기가 터빈 날개를 회전시키면서 발전기가 전기를 생산한다. 이후 최종 발전기에서 24킬로볼트(kV) 전기가 생산되고, 송전 과정을 거쳐 765kV로 승압돼 송전되는 원리다.

터빈 건물 내부에서는 고압 터빈·저압 터빈·발전기 등 약 70m 길이의 설비들이, 52인치에 달하는 터빈 날개를 돌린다. 이에 터빈 날개는 분당 무려 1800바퀴를 회전하며 굉장한 소음을 만들어낸다. 터빈은 회전하면서 열기를 띠게 돼 터빈 건물은 영하 날씨에도 영상 30도 가량을 유지한다.

전기가 생산될 동안 아주 빠른 속도로 오차 없이 돌아가야 하는 만큼 터빈은 초정밀 기술이 집약된 설비라고 할 수 있다. 이에 18개월에 한 번씩 예방점검을 하는 등 철저하게 관리되고 있었다.

터빈 아래쪽에는 사용한 증기를 다시 물로 바꾸는 '복수기' 설비도 설치돼 있었다. 한수원 관계자는 "터빈을 돌리고 나온 증기를 복수기에서 냉각해 다시 물 상태로 만든 뒤 재가열 과정을 거쳐 다시 증기발생기로 보내는 폐회로 구조"라고 설명했다.

마지막으로 원전의 심장부인 주제어실(MCR·Main Control Room)로 향했다. 내부로 들어서자 벽면을 가득 채운 제어반과 대형 정보표시판(LDP)이 눈에 들어왔다. 주제어실은 원전 전체를 감시·제어하는 공간이다. 발전소 주요 설비 상태 신호가 모두 이곳으로 모인다. 원전 전체를 제어하는 공간인 만큼 외부인의 출입을 철저히 금하고 있다. 기자단도 주제어실 내부엔 들어갈 수 없었고, 관람창에서 내려다보는 형식으로 관람을 했다.

주제어실에는 총 11명이 24시간 3교대로 근무하고 있다. 원전 관리를 위해 24시간 365일 공백없이 자리를 지킨다. 근무자는 각각 원자로조종사(RO)와 원자로조종감독자(SRO) 자격을 갖춘 인력이 원전을 운전한다. 원전 관리 공백을 최소화하기 위해 근무자들의 식사는 주제어실 내부로 배송된다. 화장실 또한 내부 공간에 따로 마련돼 있었다. 원전의 안전 관리를 위해 모든 부문이 체계화돼 있는 모습이었다.

황민호 운영실장은 "원전은 아주 작은 이상 신호도 놓쳐선 안 되는 시설"이라며 "확인하고 또 확인하는 과정 자체가 원전 안전운영의 핵심"이라고 설명했다.

◆ 멈췄던 원전 공사, 공정률 30%대 임박…신한울 3·4호기 건설현장

신한울 1·2호기를 살펴본 뒤 버스로 10분가량 이동하자 신한울 3·4호기 건설현장이 모습을 드러냈다. 전망대에 올라서자 동해를 배경으로 펼쳐진 대규모 공사 현장이 한눈에 들어왔다.

황희진 신한울제2건설소 공사관리부장은 "현재 보이는 부지가 모두 신한울 3·4호기 건설 현장"이라며 "APR1400 노형 2기를 건설 중이며 신한울 1·2호기, UAE 바라카 원전과 동일한 모델"이라고 설명했다.

당초 신한울 3·4호기는 2017년 탈원전 정책 기조 속에서 사업이 중단됐다가 2022년 정부 국무회의에서 건설 재개가 결정되면서 다시 움직이기 시작했다. 이후 2023년 제10차 전력수급기본계획 반영과 전원개발사업 실시계획 승인 절차를 거쳐 본격적인 부지 정비 공사에 착수했다. 황 부장은 "실시계획 승인을 받은 이후 기존 부지에 쌓여 있던 대규모 토사를 정리하는 작업부터 시작했다"며 "현재는 구조물 기초 공사 단계"라고 설명했다.

현장에서는 원자로 건물 기초 공사가 한창이었다. 신한울 3·4호기 원자로 건물은 지하 약 16m 깊이까지 내려가며, 그 아래에는 추가로 약 10m 두께 콘크리트 기초층이 들어간다. 지상으로는 돔 구조물 최상단까지 약 76m 높이로 올라간다. 지하 구조물까지 포함하면 전체 구조물 규모는 약 90m 수준이다.

공사 현장 아래 해상에서는 심층 취배수 관련 공사도 동시에 진행 중이었다. 신한울 1·2호기와 동일하게 심층 취배수 방식을 적용한다. 바다 깊은 곳의 차가운 해수를 끌어와 냉각수로 사용한 뒤 다시 심층으로 배출하는 방식이다. 현재 바지선을 이용해 해저 터널 공사가 진행되고 있다. 취수관은 약 955m, 배수관은 약 725m 길이 규모다. 이에 표층 배수보다 온배수 영향이 적어 환경 영향을 줄일 수 있다.

후쿠시마 원전 사고 이후 강화된 안전 설계도 현장 곳곳에 반영됐다. 후쿠시마 사고 이후 부지고 자체를 해수면 기준 10m 높이로 설계해, 해일 발생 상황을 고려한 안전 설비들도 함께 적용했다.

현재 현장에는 하루 평균 1700~2000명의 작업 인력이 투입되고 있다. 오는 26일 최초 콘크리트 타설 작업을 앞두고 있으며 현재 종합공정률은 29.80%(2026년 4월 말 기준)다.

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