[다경뉴스=백두산기자] 원자력안전위원회와 한국원자력안전기술원(이하 ‘KINS’, 원장 손재영)은 2019년 6월 24일 오전 10시 영광방사능방재센터(전남 영광군)에서 지난 5월 20일부터 실시한 한빛1호기 사건 특별조사의 중간결과를 발표하였습니다.

 
원안위와 KINS는 5월 10일 오전 한국수력원자력(주)(이하 ‘한수원’, 사장 정재훈)로부터 한빛 1호기에서 기동 중에 보조급수펌프가 작동한 사건을 보고받은 이후, 초기 조사에서 한수원이 수동정지했어야 함에도 이를 위반한 정황을 확인하고 당일 수동정지토록 한 바 있습니다.

 
이후 계속된 KINS의 사건조사 과정에서 무자격자가 원자로를 운전한 정황이 확인됨에 따라 5월 20일(월)부터 특별사법경찰을 포함하는 특별조사로 확대 실시해 왔습니다.

 

▲ 현재까지 조사한 결과, 사건의 전말은 다음과 같습니다.     © 백두산기자

한빛 1호기 주제어실에서는 5월 9일(목) 임계 도달 이후 제어봉제어능 시험이 수행되었는데, 14년간 수행해왔던 방법인 동적 제어봉 제어능 측정법이 실패함에 따라 다른 방법인 붕소희석법 및 제어봉 교환법으로 시험을 진행하였습니다.

  

5월 10일(금) 시험 중 2개 그룹으로 구성된 기준제어군(B)에서 그룹간 2단(段, step) 위치편차가 발생함에 따라, 정비부서 직원이 합류하여 이를 조정하였습니다.

  

이후 시험을 재수행하기 위해 제어봉을 인출하는 과정(0→66단)에서 1개 제어봉(M6)이 12단 편차를 가지고 인출됨에 따라 당시 근무자들은 이를 해결하고자 100단까지 한 번에 인출하기로 하고 이를 실행한 것입니다.

 
이에 따라 열출력이 18%까지 급상승하고 증기발생기 수위가 높아졌고 이로 인해 주급수펌프 정지신호가 발생되어 보조급수펌프가 자동기동하였습니다.
 
주제어실에 다양한 경보음이 울리며 운전원들은 즉시 제어봉을 삽입하여 안정상태를 유지하였으나, 열출력이 제한치(5%)를 넘어 18%까지 급증했으므로 운영기술지침서에 따른 즉시 원자로 수동정지 조치를 이행했어야 함에도 이를 이행하지 않았습니다.

 

특별조사단은 사건 당시 제어봉의 과도한 인출 경위, 열출력 급증에 따른 핵연료 건전성, 제어봉 구동설비의 안전성, 원안법 위반 등 미비사항에 대해 집중 조사하였으며, 결과는 다음과 같습니다.

 

<  제어봉의 과도한 인출 경위 >
당시 근무자들은 제어봉의 12단 위치편차 해소를 위해 66단에서 100단까지 제어봉을 과도하게 인출하기로 결정하였는데, 이는 원자로차장의 잘못된 반응도 계산에 기초하여 판단한 것으로 확인하였습니다.

 
원자로차장은 반응도*를–697pcm으로 계산하였으나, 사건 조사시 계산한 값은 +390.3pcm이었습니다.

→ 원자로 임계에서 벗어난 정도로서, 음의 값은 미임계상태로 시간이 지남에 따라 중성자 수가 줄어 출력이 감소하며, 양의 값은 초임계상태로 시간이 지남에 따라 중성자 수가 늘어 출력이 증가

 

<  핵연료 건전성 확인 결과 >
원자로냉각재 내 핵연료 손상시 발생하는 제논(Xe), 크립톤(Kr), 요오드(I) 등의 방사능 준위변화를 확인한 결과 핵연료 손상의 징후는 없는 것으로 확인하였고,
 
사업자 코드와 KINS 코드(미국 NRC 코드와 동일)를 활용하여 시뮬레이션을 통해 평가한 결과, 주요평가 항목인 핵연료중심선온도와 피복재변형률 모두 충분한 여유도를 확보하고 있음을 확인했습니다.

 

▲  원안위, 한빛1호기 사건 특별조사 중간결과 발표   © 백두산기자

또한, 원자로냉각재 비등(沸騰, Boiling)으로 연료봉 표면에 기포가 과도하게 생성되어 열제거능력이 크게 감소하는 기준값으로부터의 여유도*를 평가한 값은 7.37로 허용기준값(1.23 이상**)보다 여유도가 충분한 것으로 평가되었습니다.

 

→ 핵비등이탈률(DNBR) : Departure from Nucleate Boiling Ratio
→ 한빛 1호기에 장전된 연료에 적용되는 DNBR 계산식에 의해 결정된 값 

 

<  제어봉 구동설비의 건전성 확인 결과 >
5월 10일 실시한 제어봉 제어능 시험 초기에 발생한 제어군 B 내 두 그룹간 2단 위치편차는 제어봉 조작자의 조작 미숙에 의한 것으로 확인하였습니다.

 

→제어군 B는 2개 그룹으로 구성되어 있으며, 제어군 B를 1단 인출하기 위해서는 제어군 B를 2회 연속 조작하여야 하나 당시 작업자는 1회만 조작

 
2단 편차를 조정한 후에 제어군 B를 100단까지 인출하는 과정에서 1개 제어봉이 12단 편차로 인출되기 전 발생한 제어봉(M6) 고착은 래치잼 또는 크러드에 의한 것으로 추정하고 있습니다.

 

→ 제어봉 고착 원인 : △ 래치잼(걸쇠 오작동) △크러드(불순물) 침적 △이물질 유입 △경년열화에 의한 오정렬 등 가능성
 
그러나, 제어봉 구동장치가 건전한지 추가적으로 확인하기 위해  향후 원자로헤드를 열고 제어봉 구동장치에 대한 육안점검도 추진할 계획입니다.

 

< 원안법 위반 등 미비사항 >
특별사법경찰은 관계자 진술 등을 통해 제어봉 제어능 측정시험 중에 무자격자가 원자로조종감독면허자의 지시‧감독 없이 원자로를 일부 운전한 사실을 확인하였습니다.

 
운영기술지침서에 따르면 제어봉 제어능 측정시험 중에 원자로 열출력이 5%를 초과하게 되면 즉시 수동정지를 해야 하나, 당시 근무자들은 원자로 열출력이 5%를 초과한 상황에도 원자로를 즉시 정지하지 않은 것으로 확인하였습니다.

  
한수원측은 운영기술지침서 상의 열출력이 노외핵계측기 열출력이 아니라 2차측 열출력이라 주장해 왔으나, 2차측 열출력값도 5%를 초과한 것으로 확인되었습니다.

 
원안위 특별사법경찰은 원안법 위반 혐의자들을 대상으로 수사를 진행하였고 현재 광주지방검찰청이 수자지휘중에 있습니다.

 
아울러, 약 13시간 동안 제어봉 시험을 진행하며 3개 근무조가 참여하였으나, 근무자 교대시마다 수행하여야 하는 중요작업전회의는 최초 투입된 근무조만 실시하였으며, 제어봉의 위치편차를 조정하기 위해서는 작업오더 발행 및 작업계획서를 신규작성하고 작업전회의를 개최하여야 하나 이 역시 준수하지 않는 등 한수원의 자체 절차서도 위반하였습니다.

 

원전 기동공정*이 24시간 연속으로 수행되어 교대근무가 가능한 운전원이 아닌 노심파트 직원은 25시간 연속 근로중이었습니다.

 

→ 임계허용 이후 초기단계 운전
특히, 이번 사건은 제어봉 제어능 측정법을 14년 만에 변경하여 수행함에도 반응도를 계산한 원자로차장은 기동경험이 처음이었으며, 이를 보완하는 교육훈련도 받지 않은 것을 확인하였습니다.

 

아울러 계획된 공정기간 준수가 우선시 되는 관행, 정비 기간이 연장될 경우 발전소 평가에서 감점을 부여하는 등의 경영상의 문제가 있는 것도 확인되었습니다.

 

향후 원안위는 제어봉 구동설비 건전성, 안전문화 점검 등에 대한 추가 조사와 함께 재발방지대책을 포함하는 종합 결과를 발표할 계획입니다.

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