▲ (오른쪽)윤의수 박사가 원자로냉각재펌프(RCP) 시험성능장치를 살펴보고 있다..

한국기계연구원(원장 직무대행 김석준)이 원전 플랜트 핵심 기자재의 국산화를 통해 기술자립을 선도하고 있다.

기계연은 최근 극한기계부품연구본부 윤의수 박사 연구팀의 ‘원자로냉각재펌프(RCP) 수력설계 기술’이 한국기계기술단체총연합회가 주관한 ‘올해의 10대 기계기술’에 선정됐다고 18일 밝혔다.

연구본부는 국내 기술 자립을 위한 핵심 원천설계기술을 개발하고, 세계 최고 수준의 국내 독자모델 설계를 구축했다는 평가를 받았다.

원자로냉각재펌프(Reactor Coolant Pump)는 원자로 내의 핵연료에서 발생하는 열에너지를 전기에너지로 변환하기 위해 고온·고압의 물로 이루어진 냉각재를 순환시키는 원자로 1차 계통의 기계로, 원전 플랜트에서 심장 역할을 담당하는 부분이다.

냉각재 펌프가 고장 나지 않는다면 후쿠시마 원전사고와 같은 대형 사고는 발생하지 않는 것으로 알려지고 있다.

윤의수 박사 연구팀이 개발한 RCP의 수력설계기술은 수력부품인 임펠러와 케이싱 설계로, 그동안 기계연에서 축적한 특수용도 펌프설계기법 및 첨단 전산유동해석기법을 적용한 기계연만의 독자적 기술이다.

국내 개발한 RCP 모형 시험 결과, 원전건설에서 요구되는 모든 성능요건을 만족했으며, 외국 제품보다 효율 면에서 우위로 나타나 세계 최고 수준의 성능을 달성한 것으로 보고 있다.

또한 연구팀은 지식경제부(현 산업통상자원부) 지원 연구사업 및 두산중공업과의 산연협력을 통해 원자로냉각재펌프 수력성능시험기법을 독자적으로 개발해, 국제규격에 부합하면서 세계 최고 수준의 정밀도를 갖는 펌프 완전특성 시험 설비를 구축했다.

‘APR 1400’용 원자로 냉각재 펌프의 국내 독자 모델 설계를 시작으로, 차세대 토종 원자로인 ‘APR 1500’용 냉각재펌프의 수력설계 및 성능시험을 성공적으로 수행하기도 했다.

연구책임자인 윤의수 박사는 “플랜트 핵심 기자재의 경우, 외국기술 도입 후 설계기술 자립까지는 보통 20년이 걸리는데, 기계연과 두산중공업의 협력연구로 5년 만에 기술자립을 달성할 수 있었다”며 “이번 기술 개발로 향후 국내에서 개발되는 원자로의 모든 냉각재펌프는 완전히 국내 설계가 가능하다”고 밝혔다.

한편 그 동안 해외 기술에 의존해 왔던 RCP 기술을 국산화하게 되면, 원전 2기를 기준으로 약 1,350억원의 수입 대체 효과를 가질 것으로 예상되며, 2020년 약 25조원으로 추정되는 원전 플랜트 기자재 세계 시장을 석권하는 데 크게 기여할 것으로 전망된다.