치솟는 해수온도에 10년내 원전 8기 정지 위기…새 원칙 세웠다

작성일 08-14

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 <img alt="경북 경주 신월성 원전 전경. 한국수력원자력 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/14/dongascience/20250814163543145uhuv.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="6o0XIJphif" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/14/dongascience/20250814163543145uhuv.jpg" width="658">
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 경북 경주 신월성 원전 전경. 한국수력원자력 제공
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 기후변화로 최근 한반도 주변 해수온도가 급격히 상승하면서 해수를 원전 냉각재로 사용하는 국내 대형 원자력발전소(원전) 일부가 원자로를 정지해야 하는 해수온도 기준 제한치인 '설계해수온도'에 근접하는 사례가 발생했다. 대응하지 않을 경우 10년 내 원전 8기가 정지될 수도 있는 상황이다.
 원전 사업자인 한국수력원자력은 2022년까지 설비 개선 없이 열교환기의 여유 성능 재평가를 통해 설계해수온도를 상향해 왔지만 한계가 있다는 지적을 받았다. 앞으로는 설비 개선과 실질적인 냉각성능 증가를 통해서만 설계해수온도를 상향하도록 하는 원칙이 세워졌다.
 원자력안전위원회는 14일 제218회 원안위 회의에서 한수원으로부터 '기후변화에 따른 해수 온도 상승 관련 대응 현황 및 향후 계획'을 보고받았다고 밝혔다.
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 <img alt="국내 원전 설계해수온도 상향 이력. 한국수력원자력 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/14/dongascience/20250814163544378irgb.png" data-org-width="680" dmcf-mid="PywNx0rRRV" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/14/dongascience/20250814163544378irgb.png" width="658">
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 국내 원전 설계해수온도 상향 이력. 한국수력원자력 제공
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 원자로를 포함해 원전을 구성하는 기기에서 발생하는 열은 냉각수로 제어된다. 열교환기를 통과하는 해수가 최종적으로 열을 제거하는 '최종열제거원'이다. 
 평상시가 아닌 사고 발생 기준으로 원자로 격납건물의 건전성 유지를 위해 필요한 기기냉각수 온도는 43.33℃ 이하다. 이를 유지하기 위한 해수온도 제한치가 설계해수온도다. 해수온도가 높으면 사고시 필요한 냉각 능력에 문제가 생길 수 있다는 뜻이다. 해수온도가 설계해수온도를 넘을 경우 원자로를 정지해야 한다.
 원자로를 정지하면 대형 펌프와 모터 등의 열 부하가 줄어 여유도가 확보되지만 원자로가 자주 멈추거나 정상 가동이 불가능할 정도로 해수온도가 높아지면 전력 수급에 차질이 생길 수 있다.
 설계해수온도는 원전 모델이나 냉각설비 형태 등에 따라 다르지만 대략 31~36.1℃다. 지난해 신한울 1·2호기를 제외한 모든 원전에서 최고 해수온도가 경신됐다. 동해안에 있는 신월성 1·2호기는 설계해수온도가 31.5℃인데 지난해 해수온도가 최대 31℃까지 다다르며 우려가 제기됐다.
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 <img alt="최근 해수온도 상승 추세를 바탕으로 국내 원전 호기별 설계해수온도 도달 예상연도를 평가한 결과. 원자력안전위원회 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/14/dongascience/20250814163545613xyxs.png" data-org-width="680" dmcf-mid="QhCDiqhLi2" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/14/dongascience/20250814163545613xyxs.png" width="658">
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 최근 해수온도 상승 추세를 바탕으로 국내 원전 호기별 설계해수온도 도달 예상연도를 평가한 결과. 원자력안전위원회 제공
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 최근 5년간 최대 해수온도 증가 추세를 감안하면 동해 수온은 매년 0.087℃씩 증가한다. 신월성 1·2호기의 설계해수온도에 도달하기까지 약 6년이 남은 것이다.
 서해는 최대수온 상승률이 매년 0.2℃로 동해보다 가파르다. 서해안에 있는 한빛 1~6호기도 여유 기간이 최대 10년이다. 별다른 조치가 없을 경우 10년 내 원전 8개 호기가 정지될 위기라는 뜻이다.
 한수원은 2001년부터 2022년까지 냉각설비의 성능 여유도를 활용해 해수온 제한치를 상향해 왔다. 원안위에서 설비를 개선해야 하는 문제를 해석의 문제로 대응하려는 것 아니냐는 지적이 나오기도 했다. 한수원 내부에서도 최근 급격한 수온 상승으로 인한 여유도 조절 한계를 고려해 설비 개선을 추진해야 한다는 목소리가 나온 것으로 알려졌다.
 한수원은 향후 냉각설비 개선을 통해서만 설계해수온도를 상향하는 것을 원칙으로 하겠다는 방침이다.
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 <img alt="열교환기 냉각여유도 평가 방법. 성능 평가로 제한치만 상향하는 경우(왼쪽) 열교환기의 냉각 성능은 변화 없이 운전 여유도만 줄이는 형태지만 설비 개선으로 냉각 성능을 향상하면 운전여유도 감소 없이 설계해수온도를 증가할 수 있다. 한국수력원자력 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/14/dongascience/20250814163547090noln.png" data-org-width="680" dmcf-mid="x0WFvgqyJ9" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/14/dongascience/20250814163547090noln.png" width="658">
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 열교환기 냉각여유도 평가 방법. 성능 평가로 제한치만 상향하는 경우(왼쪽) 열교환기의 냉각 성능은 변화 없이 운전 여유도만 줄이는 형태지만 설비 개선으로 냉각 성능을 향상하면 운전여유도 감소 없이 설계해수온도를 증가할 수 있다. 한국수력원자력 제공
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 신월성 1·2호기는 2022년 냉각설비인 열교환기 내 전열판 수를 늘려 냉각성능을 높였다. 설계해수온도를 1.37℃ 상향하는 변경안을 8월 중 신청할 계획이다. 한빛 1~6호기는 2029년까지 열교환기 설비를 개선해 설계해수온도를 높일 예정이다.
 예상되는 설비 개선 비용은 판형 열교환기의 경우 호기당 100억원, 튜브형 열교환기의 경우 호기당 200억원이다. 한수원 관계자는 "적은 비용은 아니지만 그렇다고 원전의 경제성에 영향을 줄 정도는 아니다"라고 밝혔다.
 이 밖에도 한수원은 해수온도 실측값, 해수온도 상승률 연구자료 등을 바탕으로 원전별 운전 제한 해수온도 도달 예상 시점을 매년 평가하고 해수온도 예측 시스템을 구축할 계획이다. 또 전담팀을 구성해 해수 온도 단계별로 설비 점검, 온도 제어 조치, 필요시 안전 정지까지 구체적인 조치를 담은 절차서를 마련한다는 방침이다.
 최원호 원안위원장은 "가속화된 지구온난화에 대비하여 근본적으로 문제를 해결할 수 있도록 조속히 설비 개선을 추진하고 높은 해수온도가 관측될 경우 즉각 대응할 수 있도록 만전을 기해 달라"고 주문하면서 "원안위는 설비 개선 등이 차질 없이 이행될 수 있도록 주기적으로 점검해 나갈 계획"이라고 밝혔다.
 [이병구 기자 2bottle9@donga.com]
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