원자력硏, 장기 정지된 원전 설비 건전성 평가 신기술 확보…검증 완료

감시시편 활용한 원전 2차 계통 설비 대기부식 평가 기술

고리 2·3호기서 기술 실증…정지 원전 체계적 유지관리 가능

[대전=뉴시스] 원자력연구원이 감시시편을 활용한 장기 정지 원전 설비 대기부식 평가 신기술을 개발했다. 연구진이 개발된 기술을 검증하고 있는 모습.(사진=원자력연구원 제공) *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국원자력연구원이 원자력발전소 설비의 대기부식 측정 기술을 개발해 실증에 성공했다.

원자력연구원은 장기간 정지된 원전의 2차 계통설비가 대기환경에 노출되면서 발생하는 부식정도를 감시시편(surveillance specimen)을 활용해 정확하게 측정하는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.
 
금속의 부식률은 일반적으로 표면에 산화막이 형성되면서 생긴 중량변화로 측정하지만 원전설비는 중량변화 측정이 불가능해 설비표면에서 시료를 직접 채취해 부식정도를 추정해왔다.

이 경우 원전운전 중 이미 생성된 산화막으로 인해 정지 이후 대기 노출로 추가 발생한 산화물을 시료에서 명확히 구분키가 어렵다.

원전은 유지보수, 예방정비, 인허가 등으로 장기간 정지되는 경우가 있으며 장기 정지 시 원자로 외의 2차 계통 배관과 주요 기기는 물을 뺀 건식상태로 관리하기 때문에 대기에 노출된 설비의 부식이 진행된다.

이번에 원자력연 재료안전기술연구부 전순혁·하성준 박사팀은 원전 2차 계통 배관재로 사용되는 탄소강을 기반으로 정상 운전 시 생성되는 산화막을 산화공정을 통해 인위적으로 형성한 감시시편을 개발했다.

이어 이 시편을 원전 정지 후 건식관리 중인 설비내부에 장착하고 일정 기간이 지나 중량 증가를 측정해 부식률을 정량적으로 환산하는 평가 기술을 개발했다.
 
이 기술은 시료를 직접 채취하는 기존방식과 달리 설비원형에 영향을 주지 않고 원전 정지 후 발생한 대기부식만을 정확히 구분해 측정할 수 있다.

또 다양한 위치에 설치된 감시시편을 통해 부식특성을 체계적으로 추적할 수 있어 설비별 맞춤형 유지관리 기준 및 전략 수립에 활용할 수 있다.

연구팀은 이번 기술을 최근 계속운전 심사를 통과한 고리 2호기와 계속운전 심사가 진행 중인 고리 3호기에 적용해 실증도 완료했다.
 
원전의 계속운전 인허가에 여러 해가 소요됨에 따라 향후 장기 운전정지 원전은 증가할 것으로 예상된다.
 
연구 결과는 원자력 분야 국제 학술지 '원자력공학 및 설계(Nuclear Engineering and Design)'에 최근 게재됐으며 국내 특허도 출원됐다.

김동진 재료안전기술연구부장은 "이번 기술은 기존 방식의 한계를 극복하고 원전 2차 계통의 실제 부식상태를 반영한 새로운 평가 기술"이라며 "국내 원전의 계속운전 추세에 발맞춰 설비의 체계적인 유지관리를 통해 건전성을 강화하는데 기여할 것"이라고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]