[단독] 삼성중공업, ‘육상 이동형 원자로’ 기술 특허출원

소형원자로 이동 시 장비·사고 문제점 개선한 이동장치 고안

해상구조물 이동·관리 유압제어기술·구조장치 노하우 적용

자체 상하역·수평 유지 가능 독자기술 출원…특허청 공개

“해상 SMR 대비 기술 확보 차원”…육상플랫폼 선점 포석

조선·해양 플랜트 분야 글로벌 강자 삼성중공업이 기존 해양 중심 소형모듈 원자로(SMR:Small Modular Reactor) 전략을 넘어 '육상 이동형 원자로' 사업 선점에 속도를 내고 있다.

25일 본지 취재 결과, 삼성중공업은 지난해 3월 11일 '이동형 원자로'에 관한 기술 특허를 특허청 정보검색 서비스 '키프리스'에 출원했고, 특허청은 1년 6개월이 경과한 이달 18일 공개특허공보를 통해 삼성중공업의 출원 기술을 공개한 것으로 확인됐다.

아직 '등록특허공보'가 아니라 특허 출원 후 18개월이 지나면 해당 기술 정보가 출원 공개 제도에 따라 공표하도록 돼 있는 '공개특허공보' 단계이기 때문에 삼성중공업의 이동형 원자로 기술이 최종 특허 인증을 받은 건 아니다. 그럼에도 특허청의 공개특허공보 이행은 삼성중공업이 육상 이동형 원자로 기술을 얼마나 심도 있게 연구하고 있는지를 보여주는 대목이다.

공개특허공보에 따르면 삼성중공업이 출원한 이동형 원자로 기술특허 내용의 핵심은 5메가와트(㎿e)급의 초소형 모듈 원자로(MMR:Micro Modular Reactor)를 현장에 배치할 때 발생하는 고질적인 물류 문제를 해결하는 데 있다. MMR은 모듈러 제작으로 시공 기간이 짧고, 모듈을 추가 설치하는 방식으로 전력과 열 출력을 더 많이 늘릴 수 있다. 아울러 소규모로 형성되기 때문에 선박이나 트레일러, 기차 같은 육상 이동수단에 설치돼 운용될 수 있다는 장점이 있다.

그러나 원자로 설치 목적 지점에 도착해 컨테이너를 하역하기 위한 크레인 등 별도의 장비가 필요하고, 설치 지면이 고르지 못하거나 경사가 심한 경우 원자로의 수평이 유지되지 못해 전복과 같은 사고로 이어질 가능성이 상존한다. 원자로에 수용된 방사능 물질이 외부로 누출돼 주변을 오염시킬 심각한 우려도 있다. 이 외에도 원자로 운반 작업을 마친 차량을 더 이상 활용할 수 없다는 문제점도 있다.

이를 해결하기 위해 발명자로 이름을 올린 이상민·김정·김종원·임채욱·전상배·전준환 삼성중공업 연구원 6명은 원자로 모듈이 운송차량에서 스스로를 들어 올리고, 고르지 않은 지면에서도 자동으로 수평을 유지할 수 있는 독립적인 유압식 승강 시스템을 고안했다.

이 기술은 외부의 대형 하역장비 없이도 원자로를 안전하게 설치할 수 있게 하며, 임무를 마친 운송차량은 즉시 다른 용도로 재사용할 수 있어 경제성과 운용 효율을 극대화한다는 설명이다.

이와 관련, 삼성중공업 연구원들은 “원자로 운용에서 안정성 향상을 기대할 수 있다"고 설명했다.

이 같은 배치 시스템은 중후장대 산업에 속한 삼성중공업의 정체성과 핵심 역량에 깊이 뿌리내리고 있다.

삼성중공업의 핵심사업은 선박·해양 플랜트와 같은 거대하고 복잡한 구조물을 제작하는 것이다. 이 과정에는 수천 톤에 이르는 거대 블록을 정밀하게 제어하는 막대한 중량 관리 기술과 복잡한 유압제어 시스템, 파도 치는 가혹한 해상 환경에서도 구조물의 안정성을 확보하는 고도의 엔지니어링 전문성이 요구된다.

이 특허에 담긴 '독립형 유압식 배치 시스템'의 개념은 삼성중공업이 수십 년간 축적해 온 핵심 역량을 '육상 시스템'이라는 새로운 응용 분야에 직접적으로 이식할 수 있음을 시사한다. 원자로 자체보다 이를 안전하고 효율적으로 운송하고 배치하는 '플랫폼' 기술에 집중함으로써 자사의 강점을 극대화하고자 전략적 선택을 한 것으로 보인다.

삼성중공업은 한국원자력연구원(KAERI)과 LNG 운반선 추진용 용융염원자로(MSR) 개념 설계를 공동 진행했고, 덴마크 시보그(Seaborg)와는 콤팩트 용융염원자로(CMSR)에 관해 협력한 바 있다. 따라서 추후 종류에 관계 없이 MMR을 탑재할 수 있도록 설계할 것으로 예상된다.

이번 특허 출원이 회사 차원의 일회성 아이디어가 아니라는 점은 지난해 발표된 학술 연구 논문을 통해 더욱 분명해진다. 삼성중공업 연구원들은 특허청에 출원하기 5개월 전인 지난해 4월 한국기계기술학회지에 '이동형 열원발생기 수송 기술 개발을 위한 국내외 관련 법률 및 인허가 규정 검토'라는 제목의 논문을 게재했다.

이 논문은 이동형 원자로를 도로로 수송할 때 적용될 수 있는 △도로교통법 △핵물질 운반 규정 △가속도·진동 기준 등 국내외 법률과 인허가 요건을 면밀히 분석하고 있다. 이는 삼성중공업이 단순히 기술 개발에 그치지 않고 법·제도 검토까지 선제적으로 진행해왔음을 알려주는 단서다. 삼성중공업 연구원들은 해당 연구가 2022년 방위사업청의 재원으로 국방기술진흥연구소의 지원을 받아 수행된 '차세대 다목적 고출력 전력 생산 기술 연구' 과제의 일부로 진행됐다고 밝혔다.

한편, 삼성중공업 관계자는 “아직 시제품도 없고, 실제 사용 여부는 10여년 후에나 알 수 있을 정도로 아직 구체적인 사업 계획이 있지는 않다"며 “SMR 기술이 선박에 적용될 가능성에 대비해 원천기술을 확보하고 보호하기 위한 방어 차원에서 선제 출원한 것"이라고 말했다.

박규빈 기자 kevinpark@ekn.kr