소수력발전소가 건설 후 점검 및 유지보수를 지속적으로 수행 설비성능을 유지하지만, 30년이 경과하면 노후화 및 피로현상으로 성능이 저하되고 경제적 내용연수가 도래한다. 대수력의 경우 전문인력과 점검 및 보수비용을 투자하여 일상, 주간, 월간, 년간, 정기보수를 수행하고 그 기록을 유지관리하고 있지만, 소수력발전소의 경우는 그러하지 못하여 발전소 효율뿐만 아니라 운용중의 안전도 위협받고 있는 상황이다. 본 논문에서는 국내 시설물 안전관리에 관한 특별법에 의거 필리핀에 위치한 노후 수력발전소의 현대화를 위하여 최초 기존 시설물에 대한 안전진단을 실시하여 토목 및 건축물의 보강을 위한 방법을 선정하고 이를 바탕으로 수력발전설비로부터 발생하는 진동과 같은 다양한 영향을 감소시키기 위한 토목기술을 반영하여 현지 환경에 적합한 수차선정과 노후 시설물의 유지보수를 국내 토목 보수 보강 기술로 설계하였다.
최근 전력수요의 증대와 석유위기에 따라 화력발전소의 연료 cost의 상승때문에 선진국에서는 대용량의 원자력 발전소의 건설이 증대되고 있으며, 원자력발전의 빈하조절의 난점 때문에 잉 여발력의 발생이 예상되는바 이들 잉여전력의 소화와 발전소의 효율향상, 철두전력의 공급상 변화변동에 대한 속응성이 가장 우수한 앙수발전소의 고려는 불가피 하게 된다. 양수발전은 전 력의 소비가 가장적은 심야에 잉여전력을 동력으로 이용하여 pump로 하부저수지에 저장되어 있는 물을 비교적 높은 곳에 자리잡은 상부 저수지에 양수한 다음 양간 또는 야간의 접두번하 시(peak time)나 계통사고때 이물을 다시 하부 저수지에 방유하면서 발전하는 점두변히 담당 발전방식이다. 따라서 양수발전은 peak 전력공급 뿐 아니라 심야의 값싼 전력을 소화 시키기 때문에 대용량 기저발전소(화력및 원자력)의 이용율을 향상 시켜주는 두가지 구실을 하게 된다.
시화호는 1994년에 완공된 인공호수로, 완공 이후 심각한 오염에 직면하여 방조제 건설 후 4년째인 1998년부터 바닷물을 일부 유통하기 시작하여 2001년 10월부터 해수의 상시 유통이 확정되었다. 또한, 시화호 조력발전소는 2011년 11월에 착공되어 본격적인 전력생산에 들어 갔으며, 2018년 1월 현재 전력공급량은 29억kWh를 달성하였다. 시화호는 환경적 오염으로 인하여 많은 문제가 야기된 곳이기 때문에 환경적 또는 재해적인 검토를 통한 기초자료의 분석 및 공개는 필수적이라 판단된다. 이러한 목적 하에 수행된 시화호 수리수문 해석결과, 시화호 수리특성은 시화호 조력발전소 운영조건과 시화화 유입하천에 의해 결정되는데, 시화호 조력발전소 관리수위 조건 하에서 고조위는 -1.5m~-0.94m의 분포를, 제한수위 조건하에서 -0.76~0.48m의 분포를 보인다. 또한, 장기하상변동 결과는 수로 부근은 침식이, 그 외의 구간은 퇴적이 우세하게 나타났다. 이러한 결과로, 시화호는 내측으로 갈수록 재해적 환경적으로 불리한 지역임이 확인하였다.
원자력 발전소의 건설 및 운전은 설계, 제작, 건설 및 운전등에 이르기까지 안전에 대한 고려가 치밀하게 이루어지고 있으며 그중에서도 원자력 부품의 제작, 설치시는 물론이고 원전의 건설후 사용전 및 사용중에 수시 또는 정기적으로 거의 모든 중요한 부품들에 대한 비파괴 검사는 필수적이며 제반 법규 및 규격도 원자력발전 설비에 대한 요건을 엄격하게 규정하고 있다. 국내에 운전중인 모든 원전에 대해서도 제반 법규 및 규격요건에 따른 제작/설치 검사와 가동전 및 가동중 검사를 첨단기술을 이용하여 엄격리 실시하여 발견될 주요결함은 수리조차하고 있으며 미세한 결함까지도 기록관리하며 가동중 검사에서 이들의 성장 뿐 아니라 새로운 결함의 생성들을 찾아냄으로써 원전의 안전성 확보와 가동율 향상이라는 소기의 목적을 위해 원전의 예방진단에 만전을 기하고 있다.
본고에서는 지중선로는 그 시공이 곤란하고, 사고수리기간도 길고, 한편 가공선로에 비교해서 9배이상의 건설비가 소요되고, 따라서 전기요금도 인상케 할 요인이 되므로 그 건설은 가능한 기피해야하나, 고층건물이 속출하는 도시에서는 그 사용이 불가피하고, 현재로서는 별다른 대안이 없다. 현재 한전은 당인리발전소와 용산변전소간에 간에 154KV OF cable 지중선로를 건설중에 있고, 1973년경에는 본문의 pipe type cable의 지중선로가 실현될것이 예기된다. 그리고 이외에 서울에서 5개소, 부산에서 2개소의 지중선로계획이 추진중에 있다.
대형선이 입출항하기 위한 항만 및 부두의 건설은 이미 포화상태에 이르러 중소규모의 조선단지 및 발전소 운영을 위한 선박통항 수요가 발생하고 있다. 접안시설 건설비용을 절감하기 위하여 선박의 조종성능을 우수하게 건조하여 투입하여 기존의 안전성 평가에 대한 대책과는 다른 대책을 수립하여야 안전성을 향상할 수 있다. 이 연구에서는 부두 및 방파제가 미리 건설된 상황에서 통항예정 선박을 한정하여 안전성 평가를 수행하고 도출된 문제점에 대한 해결방안을 제시하였다.
원자력발전소는 다중방호의 개념에서 복수의 안전설비를 갖는 등 계통이 팽대하고 복잡하며 또한 엄격한 품질관리를 실시하므로 다른 발전형식에 비해 건설비가 높은 편이다. 따라서 설비의 유효이용을 도모하는 것이 중요하다. 이와 같은 관점에서 앞으로 기설발전소의 장수명화를 도모하고, 전수명기간의 발전전력량을 증대시킴으로서 원자력발전 코스트를 다른 발전코스트보다 유리하게 하는 것도 가능하다. 장수명화를 실현시키기 위해서는 수명평가상 중요한 구조기기의 노화진단기술, 수명예측방법 및 수명을 좌우하고 교환이 곤란한 기기$\cdot$시스템의 보수기술$\cdot$공법 등에 관한 기술개발이 중요한 과제이다.
월성 원자력발전소와 같은 중수로에 쓰이는 개량 핵연료(CANFLEX)가 새로이 개발돼, 중수로형 원자력발전소의 안전성은 물론 경제성을 크게 향상시키게 되었다. 한국원자력연구소와 캐나다원자력공사는 최근 천연 우라늄을 사용하는 개량 핵연료(CANFLEX-NU)와 순환 우라늄을 사용하는 고연소도 핵연료(CANFLEX-RU)의 공동 개발에 대한 협정을 체결하였다. 이를 통해 우리 나라는 중국$\cdot$아르헨티나$\cdot$터키 등 중수로 발전소 건설을 추진중인 제3국 핵연료 시장에 단독 진출할 수 있는 교두보를 마련하였다. 개량 핵연료를 노후되는 기존 중수로 원전에 사용할 경우 향후 10년간 약 400억 원의 비용절감효과가 예상된다. 한국원자력연구소 중수로핵연료개발팀(팀장 석호천 박사)이 캐나다원자력공사와 공동 개발한 중수로용 개량 핵연료의 개발 경위 등을 알아본다.
가압 중수로형 원자력발전소에서는 원자로의 감속재 및 냉각재로 사용하는 중수(heavy water)로 인한 삼중수소(tritium)의 생성이 전체 방사선 준위 상승의 가장 중요한 원인이 되고 있다. 따라서 4기의 중수로가 운전 중인 우리나라에서도 월성원자력 발전소에 삼중수소 제거 설비(Tritium Removal Facility)가 건설 중에 있다. 이 시설로부터 99% 이상의 순도인 삼중수소가 회수되며, 회수된 삼중수소는 장기적인 저장을 위하여 안전하게 포장되어야 한다.(중략)
이글에서는 원자로용기의 건전성에 영향을 미칠 수 있는 가압열충격은 중성자조사가 큰 오래된 원자력 발전소에 국한된 것임을 알 수 있으며 근래에 건설된 원자로용기는 재료의 선별로 인해 그 위 혐성이 매우 낮음을 살펴보았다. 우리나라에서는 아직까지 오래된 발전소가 없기 때문에 PTS에 의한 당장의 위혐은 심각하지 않으리라고 추측된다. 그러나 우리나라 원자력발전소의 대부분이 PWR 이고 대형사고의 유발가능성으로 볼 때 PTS의 영향을 필히 평가하여 원자로용 기의 건전성 여유를 확인하여야 할 것이다. 따라서 이와 관련된 연구결과 및 규제방침 등을 주시하고 살펴보아야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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