▲초음파 캐비테이션 피닝 기술 적용 대상인 원자로 압력용기 하부헤드 관통관 형상 및 위치
한국수력원자력(사장 황주호, 이하 한수원)이 미국과 원자력발전 안정성 증진 기술개발 협력으로 가동 원전 안전 운전과 해외수출, 소형모듈원전(i-SMR) 개발에 박차를 가한다.
한수원은 최근 미국 전력연구원(EPRI, Electric Power Research Institute)과 원자로 압력용기 하부헤드 관통관의 균열 발생 예방을 위한 '초음파 캐비테이션 피닝 기술개발' 공동연구를 수행한다고 밝혔다.
원자로 압력용기 하부헤드 관통관은 균열이 발생하면 교체해야 하는데, 교체 작업이 고방사선 구역에서 수행되고, 정비 기간이 평균 두 달 이상 장기간 소요되어 정비비용, 방사선 피폭 부담 및 전력 생산에 영향을 미치는 문제점이 있었다.
피닝 기술은 대상 재료의 표면 응력을 인장응력에서 압축응력으로 바꾸어 균열 발생을 원천적으로 차단하는 예방정비 기술이다. 미국의 경우 일부 원전에 부분적으로 적용한 사례가 있지만 원자로 하부헤드 관통관처럼 작은 내경을 가진 기기에 사용된 사례는 없다. 한수원과 미국 전력연구원, 그리고 한전KPS와 단국대, 부산대는 이러한 피닝 기술에 초음파를 적용, 작은 내경에도 사용할 수 있도록 하는 연구를 수행할 계획이다.
향후 이 기술이 개발되면 국내 계속운전 원전 등 장기가동원전에 적용해 재료 건전성을 확보하고, 혁신형 소형모듈원전(i-SMR)에도 활용할 수 있을 뿐 아니라 항공, 우주, 자동차 등 다양한 산업계에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
신호철 한수원 중앙연구원장은 “초음파 캐비테이션 피닝 기술개발 공동연구를 통해 개발된 기술을 국내 원전에 적용해 원전 안전성을 높이는 것은 물론, 관련 기술 수출도 가능할 것으로 기대된다"라고 밝혔다.
최근 한미 원전업계는 웨스팅하우스 지적재산권(IP)소송이 이슈지만 과거 국내 원전 도입시키부터 줄곧 협력관계를 맺어온 게 사실이다. 2009년에는 UAE(아랍에미리트연합) 바라카 원전에 한국과 미국이 공동으로 참여하기도 했다.
원전업계 관계자는 “한·미 원전은 동유럽 시장 등에서 서로 경쟁하면서도 협력해야 하는 미묘한 관계, 즉 형과 동생 같은 관계"라며 “한국이 독자 기술로 국외 원전시장에 진출하면 좋지만, 기술 특허 소송 등의 논란이 커질 우려가 남아있는 것도 사실이다. 서로 협력할 분야를 조율하고 있는 것으로 보인다"고 말했다. 또 “해외수출에서 미국은 설계 등의 분야에서 원천기술을 갖고 있고, 우리나라는 시공이나 기자재 분야에서 강점이 있다. 양국의 강점을 토대로 협력하는 모델이 가능할 것"이라고 덧붙였다.
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