[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = '2023 올뉴 그랜저 25만대·제2롯데월드 2.5개·삼성 갤럭시 670만대'. 

한국형 차세대 원자력발전소 APR1400 2기로 구성된 신한울1·2호기의 건설비용과 단순 비교한 수치다. 새 정부들어 원전 확대에 박차를 가하고 있는 가운데 신한울1호기는 지난 7일 상업운전에 돌입했다. 신한울2호기의 상업운전도 내년 9월께로 예상된다. 

본보 기자가 지난 6~7일 경북 울진 신한울1·2호기를 비롯해 청송 양수발전소를 둘러봤다.

◆ 경북 연간 전력 소요량의 24% 담당하는 신한울1호기

지난 6일 오후 2시께 경북 한수원 울진본부의 신한울1·2호기는 고요한 상태에서 방문객을 기다렸다. 1호기는 경주 지진 여파에 따른 부지 안정성 평가, 기자재 품질 강화 등으로 지연되다 2020년 4월 완공됐다. 이후 착공 12년만인 지난 7일 신한울1호기는 상업운전을 시작할 수 있었다. 

국가 전력의 한 축을 담당하는 원전이다보니 출입부터 복잡한 절차를 밟아야만 했다. 키오스트와 같은 발급기 앞에서 신분증을 스캔하고 얼굴 사진 촬영과 함께 지문도 인식해야 했다. 발급된 확인증은 별도 제공되는 출입카드에 삽입된다. 다만 그 과정에서 지문을 다시 확인하고 3D 얼굴 인식도 거쳤다. 철통보안이 따로 없었다.

2010년 4월 첫 부지정지 작업과 함께 건설에 착수한 후 12년만에 본격적인 상업운전에 들어가는 경북 울진의 신한울원전1호기(사진 왼쪽) [사진=한국수력원자력] 2022.12.06 nulcheon@newspim.com

마련된 버스를 타고 10분가량 지나 도착한 곳은 신한울1·2호기였다. 정면으로 바다를 바라보고 있는 신한울1·2호기는 말없는 2개의 봉우리로 보였다.

반구 형태의 콘크리트 돔은 지표면에서 약 72m, 아파트 24층 높이로 건설됐다. 콘크리트 건물은 최대 지름 5.7cm의 철근으로 촘촘하게 엮은 후 콘크리트를 부어 두께 122cm의 외벽을 갖췄다. 신한울1·2호기 건설에 소요된 철근만 무려 10.3만톤, 63빌딩 소요량의 약 13배에 수준이라고 한다. 레미콘트럭 약 12만대가 쏟아부은 콘크리트로 건설됐다. 

2호기 공사가 마무리되지 않은 만큼 내부로 들어갈 수 있었다. 

대형 모니터로 원전 전체 상황을 살필 수 있는 주제어실(MCR, Main Control Room)이 처음 맞이한 원전 내부다. 이 곳은 신한울 원전의 모든 상태를 총망라해 보여주고 있었다. 빨간색과 초록색으로 표시된 센서 상태등이 수백개에 달했다. 비상시 현장과의 소통을 통해 긴급 제어를 해야 하는 만큼 원전에서 중요한 역할을 한다.

4미터 폭의 굽이굽이 통로를 지나 지하로 향하는 철제 계단을 내려가면 원전 하부로 갈 수 있다. 아직 신한울2호기는 공사가 완료되지 않아 원자로 내부까지 속을 훤히 드러냈다. 연료봉을 들어올리는 크레인은 돔 천정에 설치돼 곧바로 연료봉 주입도 가능해보였다.

한수원 한 관계자는 "원자로 내부는 한수원 직원도 직접 보기 힘든 구역"이라며 "다행히 공사 막바지에 운전을 하지 않기 때문에 간단한 안전장구를 착용하고 내부에 들어올 수 있고 실제 가동이 되면 출입이 제한된다"고 강조했다. 실제 원자로 내부로 들어가는 입구는 콘크리트 벽 중앙에 이중의 철제문으로 돼 유사시 방사능 유출을 막을 수 있다.

신한울2호기 터빈 발전기 [자료=한국수력원자력] 2022.12.08 biggerthanseoul@newspim.com

원자력 발전의 원리는 이렇다. 원자로에서 데워진 물이 증기발생기로 이동하고 열교환을 통해 생성된 증기가 터빈실의 터빈 날개에 도달한다. 터빈 끝에 있는 발전기가 돌아가며 전기를 생산하게 된다. 고압 터빈부터 발전기까지는 70m의 축으로 구성돼 있다. 터빈은 분당 1800바퀴를 회전한다. 실제 속력으로 따지면 마하 1.4의 속도라고 한다. 이같은 터빈의 속도 때문에 현장에서는 대화도 쉽지 않다. 

이렇게 생성된 전기는 1만424기가와트(GWh) 규모다. 실제 상업운전중인 신한울1호기(APR1400)의 연간 예상 발전량이다. 이 규모는 경북지역의 연간 전력 소요량의 약 23.5%에 달하는 수준이며 경북지역의 주거용 전력의 약 3배를 담당할 수 있다. 실제 지난해 경북 전력소요량은 4만4258기가와트였다.

사용후 연료저장소 역시 원전에서 빼놓을 수 없는 주요한 시설이다. 붕산수로 가득 채워져 있어 핵분열을 억제한다. 물을 통해 방사선을 차폐할 수 있다는 게 한수원 관계자의 설명이다. 

신한울1·2호기는 제3세대 신형원자로형(APR1400)으로 아랍에미리트(UAE) 수출 노형과 동일한 노형이다. 국내에서 이번에 상업운전에 들어간 만큼 우리나라 원전기술을 자체 운영하면서 수출도 함께 추진할 수 있게 된 것이다.

한수원 관계자는 "원전 후발국가들은 원전기술이 전무한 상태에서 불과 30년만에 원전기술 선진국으로 발돋움한 우리나라를 최적의 모델로 삼고 있다"며 "우리나라의 원전건설 및 운영경험의 도입을 희망하는 국가가 늘어나는 추세로 한국은 그동안 지속적인 국내외 원전건설 및 운영 경험을 바탕으로 설계, 건설, 운영 등 전주기에 걸친 강력한 공급망을 확보하고 있다"고 강조했다.

현재 한수원은 폴란드 원전 2단계 사업 추진과 체코 원전 수주에 심혈을 기울이고 있다.

◆ 최후를 지키는 원전 컨트롤타워…"콘크리트 속 반복 업무지만 사명 다할 것" 

"콘크리트 속에서 1분 1초가 긴장상태입니다."

모든 원전과 동일하게 신한울 원전에도 '원전의 두뇌'라는 주제어실(MCR, Main Control Room)에 근무하는 직원들은 항시 예민한 상태다. 원전이 언제 어느 부위에서 이상이 발생할 수 있기 때문이다. 자칫 실수 하나로도 대형 참사를 불러올 수 있다는 위기감을 눈빛에서 살펴볼 수 있다.

이 곳에는 5명의 직원을 한 팀으로 8시간씩 3교대로 일을 한다. 원자로 주제어실 운전원 자격 시험을 통과한 원자로조종감독자(SRO)와 원자로 조종사(RO)들이다.

원전의 '두뇌'로 불리는 신한울 1호기의 주제어실(MCR) [자료=한국수력원자력] 2022.12.08 biggerthanseoul@newspim.com

눈 앞에 벽 하나를 차지하는 대형 스크린에서는 실시간으로 원전 내부 센서 상태가 나타난다. 

원전 전체 업무 하나하나가 중요하지만 원전 전체를 지휘하는 이 곳의 SRO, RO는 한수원에서는 귀한 존재다. 

한수원 관계자는 자격 시험을 통과해서 RO와 SRO까지 올라갈 수 있는데 SRO는 자격 시험도 중요하지만 일정 경력이 없으면 취득할 수 없기 때문에 고숙련자로 평가된다.

하지만 이들에게도 어려움이 따른다. 탈원전 시절 원전에 대한 국민적인 비난을 듣고 있을 때면 마음이 아플 때가 한두번이 아니라는 것이다.

한수원 한 관계자는 "지금은 주제어실에서 근무하지는 않지만 SRO 자격을 갖췄는데, 콘크리트로 된 주제어실에서 일상 업무가 반복되다보면 무력감도 느끼지만 외부의 비난이 더 힘들 때가 있다"며 "다만 원전 내부에서 만일의 사태를 방지하기 위해 위험 요소가 있을까봐 확인하고 또 확인하는 과정에서 사명감을 갖고 일을 할 뿐"이라고 전했다.

한수원 한 고위 관계자는 "원전이 있는 지역이 오지이다보니 젊은 사람들이 기피하는 상황"이라며 "원전 산업이 갈수록 확대될 수 있으려면 원전에서 일할 수 있는 젊은 인재들이 많이 몰려들어야 한다"고 전했다.

◆ 블랙아웃을 대비한 최후의 보루 '양수발전소'

7일 찾은 경북 청송 양수발전소는 산중의 수려한 청송호와 노래호 사이에 있다. 오전께 도착한 양수발전소의 진면목은 0.6km의 터널을 버스를 타고 들어간 뒤에서야 알 수 있었다. 

청송양수발전소는 설비용량 600메가와트(MW) 규모(300MW 2대)로, 청송호의 물을 상부댐인 노래호로 끌어올렸다가 전력거래소에서 급전 지시가 내려지면 상부댐의 물을 떨어뜨려 전력을 생산한다. 발전기를 시계방향으로 돌리면 발전, 반시계방향으로 돌리면 양수가 된다. 상부댐과 하부댐의 낙차는 약 347m다.

청송 양수발전소 상부댐 [자료=한국수력원자력] 2022.12.08 biggerthanseoul@newspim.com

터널 끝 지하에서는 분당 300회 회전하는 터빈 관을 직접 눈으로 볼 수 있다. 회전으로 발생되는 바람이 그대로 느껴질 정도였다. 

원전과는 비교할 수는 없지만 양수발전소를 두고 한수원 관계자는 '전력 수급 3분 대기조이며 최후의 보루'라고 설명했다.

더구나 재생에너지 등을 확대하고 있는 상황에서 원전이나 화력발전소가 할 수 없는 전력계통의 안정화 담당을 양수발전소가 맡고 있는 셈이다.

한수원 관계자는 "전기는 일정한 주파수가 유지돼야 하는데 전기는 저장이 되지 않기 때문에 순간적으로 수요와 공급이 잘 맞아야 한다"며 "우리나라의 경우 주파수가 60헤르츠(Hz) 수준으로 유지되고 있어 안정저인 주파수의 질 좋은 전기를 통해 우리나라가 반도체 강국이 될 수 있었다"고 강조했다.

국내에는 청송양수발전소를 비롯해 양양, 청평 등 총 7곳에 16기가 운영되고 있다. 총 용량은 4700MW로 최신 노형의 원전인 APR1400 3기 수준이다. 국내 전체 발전 설비용량의 약 4%를 차지하고 있다. 

한수원 관계자는 "정부의 제9차 전력수급기본계획에 따라, 재생에너지 백업 설비로 1.8GW 규모, 3개소의 신규 양수발전소 건설을 영동(500MW), 홍천(600MW), 포천(700MW) 지역에 추진하고 있다"며 "현재 기반시설공사 및 발전소 상세설계를 준비 중이며 2030년 영동양수, 2032년 홍천양수, 2034년 포천양수 준공에 힘을 쏟고 있다"고 말했다. 

biggerthanseoul@newspim.com