한수원, 美전력연구원과 원전 정비 신기술 공동연구 나서

초음파 캐비테이션 피닝 기술 공동개발

[이데일리 김형욱 기자] 한국수력원자력(이하 한수원)이 미국 전력연구원(EPRI, Electric Power Research Institute)과 원자력발전소(원전) 정비 신기술 공동 연구에 나선다고 19일 밝혔다.

원자로 압력용기 하부헤드 관통관 모습. (사진=한국수력원자력)

두 기관이 공동 개발에 나선 기술은 원자로 압력용기 하부 헤드 관통관 균열 발생예방을 위한 초음파 캐비테이션 피닝(Cavitation Peening)이다. 원자로 압력용기 하부 헤드 관통관은 빠른 운동이 이뤄지는 특성상 내부에 기포가 생기는 공동현상(캐비테이션)이 발생해 기기 수명 저하와 균열 발생 우려가 있다. 균열 땐 교체해야 하는데 고방사선 구역에서 2개월 이상 작업해야 하는 작업인 만큼 적잖은 시간과 비용, 피폭 부담이 뒤따르는 어려움이 뒤따른다.

초음파 캐비테이션 피닝 기술은 강도를 높이기 위해 강판을 망치로 두드리듯(peeing), 초음파를 활용해 원자로 하부 헤드 관통관처럼 작은 내경의 설비의 표면 응력을 인장응력에서 압축응력으로 바꿔 균열 발생을 원천 차단하는 예방정비 기술이다. 미국은 이미 일부 원전에서 이 기술을 부분적으로 적용하고 있지만, 아직 작은 내경의 설비에선 쓰이지 않는다.

한수원과 EPRI는 원전 정비 공기업 한전KPS 및 단국대·부산대 연구진과 함께 이 기술 개발에 나선다. 국내 계속운전 원전 등에 적용해 재료 건전성을 확보하는 것은 물론 혁신형 소형모듈원전(i-SMR)이나 항공, 우주, 자동차 등 차세대 원전이나 미래산업 활용도 모색한다.

신호철 한수원 중앙연구원장은 “이번 초음파 캐비테이션 피닝 기술 개발에 성공한다면 국내 원전 안전성을 높이는 것은 물론 관련 기술 수출도 기대된다”고 말했다.

김형욱 (nero@edaily.co.kr)