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ㆍ게재년월	2017-06

화력발전소를 누비는 경사형 엘리베이터

한국남부발전(사장 윤종근) 삼척발전소는 저렴하고 안정적인 전기 에너지 공급과 미래 전력시장에서 경쟁력 확보를 위해 남부발전이 오랜 시간 공들여온 메가 프로젝트다. 강원도 삼척시 원덕읍 호산리 인근에 위치한 친환경 화력발전소로, 호산항에서 작진항 사이의 직선거리 2.2km 해안선을 따라 지어졌다. 현재 1단계로 건설된 삼척발전소 1,2호기는 총 사업비 3조8,000억 원이 투입된 발전소로, 향후 3,4호기 건설을 통해 총 설비용량 5000MW의 대규모 복합 화력발전단지를 목표로 하고 있다.
역대 석탄 화력발전소 중 최대 규모이며, 총 부지면적도 서울 여의도에 버금가는 260만㎡(약 78만6,000평)에 달한다. 이곳에서 생산한 전기는 동해 변전소를 통해 강원 동북지역과 수도권에 공급돼 환동해 에너지벨트의 중심축이 될 것으로 기대되고 있다.

세계최초로 지어진 계단식 발전소...지형 특징 때문에 선택한 ‘경사형 엘리베이터’
전국에 많은 화력발전소가 존재하지만, 삼척발전소는 기존과는 다른 방식으로 건설됐다. 야산으로 둘러싸인 동해안 끝자락을 메워 바다 가까이서 발전기를 돌리는 독특한 구조다. 약 100m 높이의 산을 깎아 정지하고, 해안을 매립하는 방식으로 조성됐다(위 이미지 참조). 남부발전은 지형을 활용한 계단식 설비배치를 통해 공사비를 절감하고, 운전효율을 크게 높였다는 설명이다.
발전소 전체 부지면적 중 40%(100만㎡)는 해수면 10m 간척지 위에 위치해 있고, 이곳에 저탄장과 터빈 등 주요 시설이 집중돼 있다. 삼척발전소는 하층부인 발전시설과 육지 상층부에 위치한 행정동을 하루에도 수차례씩 오가야 하는 직원들의 이동편의를 위해 경사형 엘리베이터를 설치하게 됐다. (주)금호엘리베이터(대표 이재복, geumhoel.com)가 설치를 맡았으며, 지난 2015년 7월에 공사를 시작해 작년 2월 완성했다. 총 공사비는 약 15억 원이 소요됐다.
발전시설에 경사형 엘리베이터가 적용된 사례는 국내외를 통틀어 최초이며, 이는 경사로를 따라 내려가야만 발전기 설비에 접근할 수 있는 삼척발전소의 지형적 특징에 기인했다.
홍진철 남부발전 삼척발전소 지역협력부 차장은 “발전소 자체가 계단식 구조로 구상된 프로젝트로, 설계 때부터 발전설비와 행정동 사이의 경사면 이동을 어떻게 할 것인지 여러 논의가 있었다”고 회상했다. 안전과 작업 효율을 위한 승강설비가 필요했다. 초반엔 높이 30m, 35도 각도의 경사면을 이어주는 수단으로 에스컬레이터를 고려하기도 했다.
홍진철 차장은 “초반엔 에스컬레이터 위에 선루프를 씌우는 방법도 고민했다”며 “그러나 관리에 어려움이 따른다고 판단해 경사면에 설치가 용이하면서도 안전한 경사형 엘리베이터를 설치하게 됐다”고 밝혔다. 소금기를 머금은 해풍과 높은 습도 때문에 외부 노출면이 많은 에스컬레이터 대신 엘리베이터가 적절하다고 판단했던 것이다.

국내 최대 설치실적 보유한 ‘금호엘리베이터’가 공사 맡아
산악, 해변, 경사 지형에 수직형 엘리베이터를 설치할 수 없을 경우에 대비해 개발된 경사형 엘리베이터는 높은 안전성과 경제성을 지녔다. 또한 친환경 설계가 가능하다는 점에서 삼척발전소의 설립목적과도 일맥상통 했다.
공사를 맡은 금호엘리베이터는 국내에서 가장 많은 경사형 엘리베이터 시공경험을 가진 업체다. 서울 남산오르미와 북서울 꿈의 숲 등 옥외형 10곳, 이대역과 산성역 등 지하철 역사 내 옥내형 10곳도 금호엘리베이터의 작품이다.
이재복 대표는 “삼척발전소는 동해안이라는 장소의 특성을 고려해 내부 배수로를 갖춘 옥내형을 채택했다”며 “적설량이 많고 해수면과 가까운 지형 특성, 염분을 포함한 강한 바람 등 환경에 따른 사고방지를 위해 녹슬지 않도록 신경 썼으며, 충분한 시운전을 거쳤다”고 전했다.
금호엘리베이터는 15~75도 각도의 경사면까지 설치할 수 있는 기술력을 보유하고 있어, 삼척발전소에는 기술적인 어려움 보다는 계절과 환경에 따른 유지관리와 안전성 측면에 더욱 만전을 기했다.
정전 시에는 자체 비상전원공급장치로 긴급 운행할 수 있도록 제작했으며, 상하 과속방지장치와 비상정지장치, 수동운행장치 등 안전장치도 꼼꼼히 갖췄다. 특수엘리베이터인 만큼 점검 및 유지보수도 금호엘리베이터에서 직접 담당하고 있다.

세계 최초·최대 타이틀 석권…최신 발전기술의 집약체
삼척발전소는 초기 설계 단계부터 전 세계 발전소를 벤치마킹해 최신기술을 적용했다. 세계 최대 초임계 순환유동층(CFCB) 발전소로 환경부하를 줄이고, 바닷물을 민물로 바꿔주는 해수담수화 설비로 하루 2400여 톤의 고순도 물을 터빈 내부에 공급한다.
터빈을 돌리고 연소된 석탄회(Ash)는 전량 자원으로 재활용하며, 공정에서 발생한 폐수는 방류하지 않고 정화해 전량 재활용한다. 굴뚝 2개 사이에 주제어실과 전망대도 설치했다. 모두 삼척발전소에서 최초로 시도된 것이다.
이처럼 남부발전의 우수한 발전소 건설능력과 운영기술이 집약된 곳으로, 세계 에너지시장을 선도할 발전소 모델로 꼽힌다. 금호엘리베이터 역시 “세계적으로도 흔하지 않은 시공사례이며, 친환경 프로젝트여서 더욱 의미 있었던 작업이었다”고 전했다.
현재 가동을 시작한 발전기 1호기와 준공을 앞둔 2호기는 연료수급의 안정성 확보와 발전원가 절감을 위해 세계 최초로 2개 보일러 1개 터빈으로 구성됐다. 저열량탄 연소 초임계압 유동층보일러를 채용해 기존 6,000KCAL대의 미분탄 보일러보다 열량을 대폭 낮춘 4,000KCAL대의 저열량탄에서도 안정적인 연소가 가능하다.

‘석탄이 보이지 않는’ 친환경 화력발전소
석탄 화력발전소가 기피시설이 된 이유는 석탄저장소에서 발생하는 탄가루와 굴뚝연기로 인한 오염 때문이다. 일반적으로 옥외형 저탄장(석탄저장소)은 탄가루 날림을 방지하기 위해 수시로 물을 뿌리고 약품 처리, 방풍림까지 조성해야 한다.
그러나 삼척발전소는 지중화를 통해 이를 원천 차단했다. 대부분 발전소가 석탄이 외부로 노출된 옥외형 저탄장 방식인 것과는 달리 삼척은 옥내형 저탄장 방식을 채택했다.
석탄이 이동하는 동선도 지하화 해 무인운전 컨베이어로 옮기기 때문에 석탄이 밖에서 보이지 않는다. 덕분에 유동층 보일러에서 발생하는 유해가스 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx) 배출농도를 규제치 이하로 낮출 수 있었고, 고가의 탈질 및 탈황설비 등 환경설비 투자비와 운영비를 획기적으로 절감해냈다. 신개념 친환경 발전소의 외견을 갖췄다는 평가다.
또한 해안가, 해수면 위에 바로 위치해 있어 석탄수송선을 이용해 수입하는 주연료 석탄의 운송비용을 크게 줄였으며, 석탄 하역시설을 부두 양쪽에 석탄수송선이 동시에 접안할 수 있는 양면접안 방식을 채택했다.
그간 해안가에 있는 발전소라도 부두의 한쪽 면만 사용하는 경우가 대부분이었지만, 삼척발전소는 기존의 방법과는 다르게 해상시설 활용도를 극대화 했다. 덕분에 방파제 공사비를 획기적으로 절감할 수 있었다. 뿐만 아니라, 바닷물을 계속 접촉하게 될 해수 및 지하 매설배관에는 친환경 바이오 도료를 발라 부식과 오염을 방지했다.
이처럼 신개념, 신기술, 특허로 건설된 삼척발전소는 기후변화, 석탄시장 등 미래 신재생에너지 전력사업에 대응하기 위한 남부발전의 전략기지로 활용될 전망이며, 국내 우수 중소기업들과의 상생협력을 통한 동반성장 인프라로 거듭난다는 계획이다.