국산 원전 1기 3조원 규모, IT는 약 3% 차지
▲ 권기춘 한국원자력연구원 계측제어인간공학연구부장
원전 MMIS에서 IT의 역할 (서론)
원자력발전소(원전) MMIS(Man-Machine InterfaceSystem)는 계측제어(Instrumentation & Control)와 주 제어실(MMI: Man-Machine Interface) 및 인간공학을 포괄하는 개념으로 최근의 아랍에미리트연방(UAE) 원전 수주에 관한 언론보도에서 원전 계측제어시스템(MMIS)으로 사용되고 있다.
계측제어시스템은 원전의 두뇌와 신경망에 해당하는 계통으로 원전의 운전상태를 감시 및 제어하고, 이상상태가 발생하였을때 원자로를 안전하게 정지하도록 하는 보호기능을 수행하는 원전 안전에 필수적인 주요설비다. <그림 1>은 필드 센서로부터 신호를 받아 제어 및 보호 기능을 수행하고 운전정보를 주 제어실로 보내어 운전원의 조작을 Actuator로 전달하는 과정을 보여주는 원전 MMIS 구조이다.
원전에서는 보수적인 입장과 입증기술(Proven Technology)을 요구하는 기술적 특성으로 인해 몇 년 전까지는 아날로그 기술로 구현되어 노후화와 기술의 낙후성으로 인해 운전 및 유지보수 비용이 증가하고 안전성까지 위협 받고 있으며, 최근에 들어서야 컴퓨터기반의 디지털 기술을 채택하고 있는 실정이다. 일반 산업체와는 달리 원전에서 발생하는 사고의 여파는 일반 공중에게 방사능 누출과 방사성 물질의 피해를 입힐 수 있는 가능성을 내재하고 있어 이러한 가능성을 배제하는 디지털 계측제어시스템을 개발하기 위해서는 안전성(Safety)과 신뢰도(Reliability) 확보가 무엇보다도 중요하다.
그 중에서도 높은 신뢰도의 안전성이 요구되는 보호기능을 수행하는 디지털 원자로 안전계통은 더욱 더 중요하다. 2005년에 준공된 울진 원자력 5,6호기에 디지털 원자로 안전계통이 국내에서는 처음으로 채택되었을 정도로 보수적이다.
원전 계측제어시스템이 디지털화 되면서 예전에 아날로그 계기나 회로로 구현되던 감시, 제어 및 보호기능의 대부분이 하드웨어 플랫폼을 기반으로 하는 내장형(임베디드:Embedded) 소프트웨어로 구현되고 있다. 본 기고에서는 원전에 적용되는 내장형 소프트웨어의 특징을 중심으로 IT 기술에 대하여 논하고, 원전에 도입되는 IT 기술로 컴퓨터 기반 운전지원시스템, 가상현실과 유비쿼터스 기술, 그리고 운전요원 훈련용 시뮬레이터 등에 대해서 기술하며, 마지막으로 원전 IT의 경제적인 효과를 간략히 언급한다. 원전에 적용되는 IT 기술 원전 계측제어시스템을 구성하는 주요 하드웨어 플랫폼은 PLC(Programmable Logic Controller), DCS(Distributed Control System)와 PC이다.
<자세한 내용은 컴퓨터월드 2월호 참조>