◆내진보강 왜 하나
2011년 3월 11일 일본 후쿠시마 현에 동일본 대지진으로 인한 쓰나미로 최악의 원전 사고가 발생했다. 이를 계기로 전 세계가 원전 안전에 촉각을 세운 가운데 한국 정부도 원자력연이 운영하는 하나로 건물 내진평가를 요구했다. 내진성능 평가 결과 원자로를 둘러싼 외부건물의 벽체 일부(벽체 면적의 4.8%, 24.87 평방미터)에서 내진기준에 미달하는 구역이 드러났다. 이후 원자력연은 내진보강을 하기로 결정하고 공사를 시행했다.
◆내진 공사 설계는
하나로 원자로건물 내진보강설계의주요 개념은 지진요구 강도를 만족하지 못하는 원자로건물 외벽에 공학적으로 타당하고 안전성과 시공성도 만족하는 최적의 구조보강을 수행해 하나로 원자로건물이 설계기준을 만족하도록 하는 것이다.
하나로 내진보강 설계는 원자력발전소에 사용하는 구조설계용 전산코드를 이용해 전문회사에서 수행했으며, 원자로건물 외벽의 구조보강은 벽체의 내·외면에 강성보강재를 설치해 강성을 확대시키는 방안을 택했다. 강성보강재로는 기존 계통과 간섭을 피해 시공이 가능하며, 설치 후 벽체의 최대 단면력을 감소시키거나 분산시키는데 효과가 우수한 것으로 나타난 조립강재인 하이브리드 트러스를 선정했다.
◆설계 구조 검증은
내진보강공사를 위해 설계에 따라 공사를 실시하기 위한 운영허가 변경을 2015년 10월 16일 원안위에 신청했고, 이후 기술적인 사항에 대해 질의 및 답변을 진행하는 과정에서 내진보강을 위해 설치될 하이브리드 트러스의 실제 보강효과를 확인하기 위한 검증실험이 필요한 것으로 결정돼, 공사와 별개로 검증 실험용역을 실시했다. 실제 크기의 실험체를 제작해 설계기준초과지진(0.3g)에 대해 고려했고, 실험 결과 보강 방법이 유효하고 보강한 후에는 보강 전보다 10배 이상 내력증가 효과가 있음을 확인했다.
◆공사 후 건물 성능 점검은
하나로는 고유의 안전성이 확보돼 있어 원자로 건물은 발전소에 적용하는 격납건물(Containment) 구조가 아닌 준격납(Confinement) 구조로서 외벽이 콘크리트로 돼있다. 하나로 가동시 원자로 건물 내부는 항상 부압이 유지되나, 콘크리트 구조물의 특성상 누설률이 어느 정도 있는 구조이며, 평상시에도 6개월마다 기준 이내로 누설률이 유지되는 지를 시험해 관리하고 있다. 이는 건물의 성능 유지의 지표로 쓰이고 있으며 원자력연은 공사 완료 후 건물 전체를 대상으로 하는 누설시험(기밀확인)을 진행할 예정이다. 정재훈 기자 jjh119@cctoday.co.kr