'방사선 피폭 부담' 원전 세척, 로봇이 척척

한전KPS, 자동 세척 시스템 개발
원자로 발전설비 세척·정비 활용
안정성·효율성 '1석2조' 효과
'합격률 15%' 산업부 신기술 인증

한전KPS는 최근 원자로 핵심 발전설비를 자동으로 세척하는 '원자로 스터드 홀 자동 세척시스템'을 개발해 산업통상자원부 신기술 인증을 받았다. 왼쪽부터 '원자로 스터드 홀 자동 세척시스템' 개발주역인 한전KPS 종합기술원 김창훈 선임연구원, 김동일 책임연구원, 문영준 선임연구원. 한전KPS 제공

방사능 노출 부담이 있는 원자로 핵심 발전설비를 자동으로 세척하는 로봇이 개발됐다. 원전 정비작업에 로봇이 활용되면서 위험한 작업부담이 줄고 효율성이 높아지는 1석2조의 효과를 얻을 전망이다. 이 기술은 산업통상자원부가 공인하는 신기술 인증을 받아 대규모 발전설비 세척·정비 등에 활용된다.

한전KPS는 지난 20여년간 쌓은 로봇 기술을 적용한 '원자로 스터드 홀 자동 세척시스템'으로 최근 산업부의 신기술 인증을 받았다고 19일 밝혔다.

산업부 신기술 인증은 최근 5년간 신청 2314건 중 356건만 통과할 정도로 심사기준이 엄격하다. 김동일 한전KPS 책임연구원은 "합격률이 15%밖에 안 되는 신기술 인증에서 우리 회사 기술이 국가로부터 인정받은 것은 기술표준을 선도하는 세계적인 기술력을 입증한 결과"라고 말했다.

'원자로 스터드 홀'은 원자로의 압력용기와 헤드를 결합하는 핵심장치다. 원자로는 열과 압력이 높아 체결력은 안전에 무엇보다 중요하다. 특히 스터드 홀의 표면상태는 원자로 헤드 기밀과 압력용기 결합력에 중요한 영향을 미쳐 정기적인 유지보수 관리가 필수다.

김창훈 한전KPS 선임연구원은 "기존 원자로 스터드 홀 정비 작업자는 납 조끼, 방호복, 방호 마스크 등을 착용하고 세척제, 브러쉬 등 여러 개의 공구로 작업해야 했다"며 "능률이 낮고 방사능 노출 부담 커 작업자를 보호하려고 이 시스템을 개발했다"고 밝혔다.

원자로 스터드 홀 자동 세척시스템은 원자로 플랜지면 위를 주행하며 원하는 위치의 스터드 홀을 청소하는 세척유닛과 제어유닛으로 구성됐다. 세척유닛에는 주행축, 브러쉬 모듈, 센터링 모듈이 있다. 이 시스템은 주행 및 센터링, 브러쉬, 세척제의 분사·회수에 대한 부분에서 특허를 획득해 원천기술을 확보했다.

로봇 및 자동화 개발을 담당한 김동일 한전KPS 책임연구원은 "센서와 제어기술로 청소하는 가정용 로봇청소기처럼 이 신기술도 원자로 플랜지면 위를 이동하며 정밀제어계측과 센서 및 알고리즘 기술로 스스로 인식하고 홀 내부를 청소하는 로봇"이라고 설명했다.

개발팀은 2015년 10월부터 시작해 현장 의견을 최대한 수용하려고 했다. 세척 과정 노하우, 필수 구비사항 등 현장조언을 들으며 '과연 내가 쓴다면 어떨까'하는 심정으로 장비품질을 높였다.

문영준 한전KPS 선임연구원은 "처음부터 끝까지 개발자가 아닌 현장작업자가 사용한다는데 중점을 둔 현장 중심의 기술개발이었다"며 "현장에서 운반, 설치, 사용 편리성에 주안점을 뒀다"고 말했다.

시제품으로 현장 전문가들에 시연회를 한 결과 참석자들 모두 원자로 스터드 홀 자동 세척 시스템에 만족했다. 특히 주요 고객사인 한국수력원자력이 뜨거운 반응을 보였다.

한전KPS는 이 시스템으로 약 100억원 규모의 매출 증대효과를 기대하고 있다. 특히 다른 유형의 원자로에도 손쉽게 사용할 수 있어 세계시장에서 경쟁력도 갖췄다. 김동일 책임연구원은 "이 시스템은 국내뿐 아니라 해외에 수출된 한국형 원자로에 모두 적용할 수 있다"며 "원자로에 맞게 최적화하면 국내뿐 아니라 해외시장에서 경쟁력을 확보할 수 있다"고 강조했다.