왜 위험(?)하다는 발전소(특히 원전)는 동해안에만 짓는가?
먼저 저 꺾은 붓(홀로 애비당 당수)은 한국전력에 청춘을 바친 전기기술자 출신입니다.
이명박-박근혜로 이어지는 난정에 저항하는 집회현장에서 가끔 강원도나 경남북 동해안이 고향인분들을 만나면 필자가 전기 기술자출신인 것을 알고 볼멘소리로 위 질문을 던져 옵니다.
그러면서 덧붙이는 얘기가 화력발전소와 원전이 위험하지도 않고 요새는 공해방지시설을 완벽하게 갖춰 공해도 발생시키지 않는다면 전기를 많이 쓰는 서울 부산 등 대도시 한복판에 지으면 되지 않느냐는 푸념이 반드시 뒤따릅니다.
전기를 잘 모르시고 고향을 사랑하는 마음에서 저런 투정성의 질문은 당연하다고 생각합니다.
필자도 전기기술자로 한전에서 젊음을 늙혔지만 발전소근무 경험은 전혀 없고, 특히 전기공학을 전공해서 원자력분야에 대하여는 일반인들의 상식수준보다 조금 나을 뿐입니다.
어설픈 지식으로나마 저 질문에 대한 답변을 해 드리겠습니다.
자동차의 엔진과 각종기계를 돌려 운행을 하려면 마찰열을 식혀주는 냉각수가 필요합니다.(필자는 운전면허도 없고 당연히 운전도 못함)
발전소도 마찬가지입니다. 자동차와는 비교할 수도 없이 크고 많은 쇳덩어리 기계들이 쉬지 않고 돌아가니 그 마찰열이 얼마나 많이 발생하겠습니까?
그래서 그 열을 식혀주기 위해 냉각수가 필요한 것입니다.
그런데 마찰열을 식혀주는 냉각수는 발전소 전체가 필요한 냉각수의 극히 일부에 지나지 않습니다.
냉각수의 대부분을 차지하는 복수(復水)냉각수에 대하여는 뒤에 다시 설명을 드리겠습니다.
냉각수 때문에 발전소를 바닷물을 쉽게 쓸 수 있는 바닷가에 짓는 것이라면 그러면 서울은 한강 부산은 낙동강 옆에 발전소를 짓고 강물을 냉각수로 사용하면 될 것이 아니냐고 따지고 듭니다.
예!, 맞는 말입니다.
그래서 당인리화력발전소가 있는 것입니다.
헌데 당인리화력발전소는 건설 당시로서는 큰 발전소였지만 오늘날로 보면 아주 작은 소규모의 발전소일 뿐이고, 발전과 동시에 냉각수가 기계를 식히고 데워진 물로 열 복합 발전을 하여 주변의 아파트 등에 난방과 급열을 하는 것이 더 큰 비중을 차지합니다.
만약 100만kW가 넘는 발전소를 한강 옆에 짓고 돌리면 그 하류의 물은 발전소에서 내보내는 냉각수 때문에 노천 목욕탕이 될 것입니다.
즉, 대용량발전소의 냉각수로서 강물로는 어림도 없습니다. 제가 가 보지는 못했지만 바다나 다름없이 강폭이 넓고 수량이 많아 강 건너편이 잘 보이지도 않는다는 중국의 황하나 양자강쯤이면 어떨지 모르겠습니다.
그러면 발전소에서 다량으로 소비되는 복수(復水)냉각수란 무엇인가?
화력(석탄, 석유)발전소는 보일러에서 물이 약 500도 내외로 데워집니다.
물은 100도가 넘으면 끓어서 증기가 되는데 물이 어떻게 500도까지 온도가 올라갈 수가 있느냐는 질문이 반드시 뒤따릅니다.
당연한 의문입니다.
그렇지만 그것은 자연 상태(1기압 ≒ 1kg/cm²)에서 그런 것입니다.
강력한 내압(耐壓)성능을 가진 철 깡통 안에 물을 집어넣고 깡통 외부에 열을 가하면 물의 온도는 얼마든지 높일 수가 있습니다.
그래서 발전소 보일러 파이프를 강력한 내압(耐壓)성능을 갖는 철 파이프를 사용하면 물의 온도를 500도가까이 까지도 높일 수 있고 그때 파이프 안의 압력은 대략 500기압(500kg/cm²)까지 상승합니다.
그 안의 물은 그냥 뜨거운 물이 아니라 새빨간 불덩이이고, 만약 파이프 어디에 구멍이 나서 물이 새어나온다면 그것은 모든 생물을 바로 관통할 수 있는 총알보다도 더 강력한 힘을 발휘합니다.
이렇게 강력한 힘을 갖는 뜨거운 물을 밸브를 열어 발전기 축과 직결로 연결된 터빈의 날개에 쏘아붙이면 그 순간 물은 과포화 증기가 되어 터빈을 돌려주어 전기를 생산하게 됩니다.
그렇지만 터빈 날개를 한번 돌려주고 난 증기를 외부로 방출해 버리면 그때 생산되는 전기는 석탄이나 석유가 갖고 있던 잠재열량의 10~20%에 불과하고 나머지는 수증기가 되어 하늘로 날아가 버립니다.
그런 방식으로 발전을 하자면 석탄이나 석유를 무한정 때야 됩니다. 그래서 터빈을 돌려주는 증기가 뿜어져 나오는 공간을 강력한 내압성능을 갖는 큰 철 깡통으로 기밀(氣密)을 유지시켜주고 이것을 “복수기(復水器)”라고 부릅니다.
즉, 복수기(復水器)라는 한자를 풀이하면 증기를 물로 다시 되돌려주는 그릇(철 깡통)이라는 말입니다.
그냥 복수기만 설치해 놓으면 발전(發電)이 안 됩니다. 밸브를 열자마자 처음에는 증기가 뿜어져 나오며 터빈을 돌려 발전이 되지만, 바로 복수기 안에도 증기로 꽉- 들어차면 밸브 안쪽(보일러 내 파이프)이나 바깥쪽(복수기 안)의 압력이 똑 같아져 증기도 더 이상 내뿜어지지도 않고 터빈도 돌아가지를 않고 따라서 발전도 안 됩니다.
그래서 복수기 깡통 바깥에다 바다에서 퍼 올린 찬물을 무제한에 가깝게 흘려주어 복수기 내벽의 온도를 지속적으로 내려 줍니다. 그러면 밸브를 통해서 나와 터빈을 돌린 수증기가 바로 복수기 내벽에 부딪히고 그 순간 수증기는 식혀져서 물로 되돌아가는 복수(復水)가 되는 것입니다.
이 복수된 물도 펄펄 끓는 물입니다.
이 끓는 물을 다시 보일러 파이프로 돌려보내 다시 500도 내외의 물을 만들어 다시 밸브를 통하여 터빈날개에 부딪히게 하여 전기를 생산하는 과정을 수도 없이 반복하게 하는 것입니다.
보일러에서는 지속적으로 뜨거운 물이 과포화 증기가 되어 밸브를 통하여 터빈으로 뿜어져 나오고, 복수기 안에서는 증기가 급냉(急冷)이 되어 물로 되돌아가니 복수기 안은 진공상태로 되돌아가려는 작용이 지속적으로 이어지는 것입니다.
이때 복수기 외벽을 식혀주는 냉각수는 기계마찰열을 식혀주는 냉각수와는 비교할 수도 없이 많은 수량이 필요하고 발전기가 가동되는 동안은 지속적으로 찬물을 공급해 주어야 합니다.
보일러 내의 뜨거운 물과 달리 복수기를 통하여 증기를 식혀주고 난 물은 온도가 상승되어 다시 복수기를 식혀주는 물로 재사용을 할 수가 없고 바로 바다로 방류를 하여야 합니다. 그래서 바닷물 온도가 높은 여름철에는 발전소의 종합적인 열효율이 떨어지고 냉각수가 0도에 가까운 겨울철에는 열효율이 약간 올라갑니다. 이렇게 하여도 화력발전소의 종합 열효율은 40%미만입니다.
위 과정이 석탄을 때던 석유를 때던 관계없이 화력발전의 원리입니다.
그러면 원자력발전은 어떤가?
핵분열을 일으키는 원자로가 바로 화력발전소의 보일러입니다.
다만 원자력발전소에서는 원자로(화력의 보일러)내에서 데워진 물로 화력발전소와 같이 발전을 하다 발전소의 고장이나 파이프라인의 파괴로 증기가 외부로 누출되면 방사능 오염피해가 발생할까봐 그물로 직접 발전을 하는 것이 아니고 그 물로 다시 한 번 별개의 파이프라인에 들어있는 물을 데워주고 그 물로 발전을 하는 것입니다. 즉, 화력발전소의 보일러를 2중으로 설치한 것으로 이해하시면 됩니다.
횡설수설해서 설명이 제대로 되었는지 모르겠네요.
그러면 왜 서해안에는 원전을 설치하지 않는가?
서해안에도 영광에 원전이 있습니다. 다만 충청남도 이북지방의 서해안은 간만의 차이가 너무 심해서 24시간 지속적으로 충분한 냉각수를 취수하기가 매우 곤란합니다.
참고로 우리나라 인천 앞바다는 간만의 차이가 10m정도로 캐나다의 허드슨 만의 36m-?에 이어 세계에서 가장 높은 곳입니다. 그래서 비교적 간만의 차이가 적은 영광에 원전의 일부가 있고, 간만의 차이가 거의 없고 수온이 비교적 낮은 동해안에 원자력발전을 집중적으로 지을 수밖에 없는 것입니다.
역대정권의 적극적 지지지역인 강원도나 영남의 동해안지역에 미운털이 박혀서 그곳에 집중적으로 원자력 발전소를 짓는 것이 아닙니다.
여기서 또 하나!
정부당국도 발표하지 않고, 앞으로도 발표할 수도 없는 것이 또 하나 있습니다.
우리나라는 편서풍이 4계절 불고 있습니다.
만에 하나 원전이 사고를 일으켜 방사능이 누출된다 해도 백두대간에 막혀 서편으로는 넘어오기가 힘들고, 그 대부분은 편서풍을 타고 왜놈들을 몰살시키러 현해탄을 건너갑니다.
농담으로 해 본 소리이지만 전혀 허무맹랑한 얘기도 아닙니다.
그 어떤 경우에도 원전에서 방사능이 누출되는 사고는 없어야 합니다.
저- 일본의 후꾸시마!
왜놈들이 어떤 놈들인데 원전을 그렇게 허술하게 관리했겠습니까?
그건 인재도, 자연재해도, 관리 허술도, 지진의 피해도 아닌 하늘이 내린 천벌입니다. 천벌!
아마 불원간 일본은 사람이 살수 없는 불모지가 될 것 같습니다.
한 500여년이 지나 방사능이 거의 소멸되어 사람이 다시 살 수 있게 된다면 그때는 당연히 가장 가까운 한국의 영토가 될 것입니다.
아-! 그때까지 살 수 없는 것이 통탄스럽도다!
(필자 주)
윗글은 원전을 찬성하느냐 반대하느냐 하고는 성격이 다른 글입니다.
한전에 근무했던 전기기술자 출신으로서 솔직한 필자의 견해는 지금까지 지어서 운전 중인 원전은 필요악이었다고 생각합니다.
기왕에 돌아가고 있는 원전은 최상의 관리를 해서 안전하게 수명이 다 할 때까지 운전을 하고, 더 이상의 원전건설은 이 시점부터 멈추고 다른 대안을 찾아야 한다고 생각합니다.
앞으로 전기상식과 관련된 그도 가끔은 올리고 다음 기회에 인류의 미래 에너지 문제를 해결하는 나름대로의 아이디어를 제시해 보겠습니다.