한전KPS 원전 로봇정비시스템, 국가공인 신기술 인증…100억원 매출 기대

▲한전KPS가 개발한 스터드 홀 자동 세척 시스템.

[에너지경제신문 전지성 기자] 발·송전 설비 정비 전문회사인 한전KPS(사장 김홍연)가 개발한 원자력 발전소 로봇정비시스템이 국가 신기술(NET, New Excellent Technology) 인증을 받았다. 한전KPS는 이번에 개발한 ‘원자로 스터드 홀 자동 세척 시스템’으로 약 100억 원 규모의 매출이 증대될 것으로 기대하고 있다.

29일 온라인으로 개최된 ‘2021년 신기술·신제품 인증서 수여식’에서 한전KPS의 ‘원자로 스터드홀 자동세척 시스템‘이 정부가 인정하는 신기술로 인증받았다.

신기술(NET)인증은 정부가 국가 경쟁력 제고를 위해 우수 기술을 공인하는 제도로, 산업통상자원부 국가기술표준원이 엄정한 심사를 통해 국내에서 최초로 개발된 기술이나 기존 기술을 혁신적으로 개선·개량한 우수 기술을 인증하는 제도다.

최첨단 기술이 집약된 원자력 발전은 방사능이라는 위험요소 차단을 위해 기술적이고 단계적인 안전장치가 구축돼 있다. 하지만 안전과 신뢰성을 확보한 원전임에도 사람이 직접 투입되어야 하는 유지보수 작업이 존재하며 그 중에서도 원자력 발전소 원자로의 스터드 홀 세척작업은 작업자들에게 가장 많은 애로사항을 주는 작업이다. 방사능 피폭량을 줄이기 위해 많은 인력이 투입되어 짧은 시간내에 작업을 진행해야 해 결국 전체 작업시간은 실제 정비시간보다 몇 배로 늘어날 수 밖에 없다.

이번에 한전KPS가 인증받은 ‘원자로 스터드홀 자동세척 시스템’은 스터드 홀 세척의 전과정 자동화를 통해 작업자가 방사능 피폭으로부터 안전하게 원전 정비를 가능하게 하는 기술이다.

원자력 발전소의 핵분열 반응은 압력용기와 헤드로 구성된 원자로에서 일어나는데 이 둘을 하나로 결합시키는 것이 스터드 홀(Stud Hole)과 스터드 볼트(Stud Bolt)라는 부품이다. 따라서 원자로 내부가 고온, 고압의 상태에서 기밀을 유지하기 위해서는 원자로 압력용기와 원자로 헤드가 스터드 볼트와 스터드 홀에 의해 한 치의 오차도 없이 조립되어 있어야 한다. 그런데 스터드 홀의 표면상태는 원자로 헤드의 기밀과 압력용기와의 결합력에 중요한 영향을 미치기 때문에 정기적인 유지보수 관리가 필수적이다. 기존의 스터드 홀 정비는 고방사선구역에서 작업자가 직접 홀 하나하나 세척과 정비를 해야 해서 낮은 작업 효율과 방사선 노출에 따른 안전문제가 상존해 왔다.

그러나 이번에 한전KPS가 개발한 ‘원자로 스터드 홀 자동 세척 시스템’으로 작업시간과 인력 절감을 통한 정비 효율성 증대는 물론, 로봇을 활용한 자동화로 작업자의 피폭량을 50배 이상 줄여 안전성이 대폭 향상되었다. 무엇보다 작업자 개인별 숙련도가 아닌 표준화된 작업으로 안정적이고 효율적인 정비가 가능하다.

한전KPS는 이번 신기술 개발을 위해 2015년부터 5년간 5억원 이상의 연구비를 투입했으며, 10여명 이상의 기술진이 연구개발에 매진한 끝에 시스템 개발에 성공했다.

특히 한전KPS는 정밀제어계측과 센서 및 알고리즘 기술을 기반으로 스터드홀 세척 시스템의 주행, 센터링, 자동 세척 및 이물질 포집과 같은 특허도 동시에 취득해 원천기술을 확보했다는 평가다.

<스터드 홀 자동 세척 시스템 효과>

구분	기존 기술	자동 세척 시스템	효과
기술	수동	전체자동화	편리, 정확
세척작업시간 (54개홀기준)	26시간	8시간	18시간 ↓
고방사선지역 체류시간	26시간	0.5시간	25.5시간 ↓
투입인력	12명	2명	10명 ↓
피폭량(전체)	31.2mSv (공간선량 1.2mSv/h, 체류시간 26시간)	0.6mSv (공간선량 1.2mSv/h, 체류시간 0.5시간)	30.6mSv ↓
특징	방사선 작업자의 허용선량 기준(연간 20 mSv)에 따라 연간 인원 운용	장치셋팅후 작업자 없이 100% 자동화  작업피폭량 감소로 작업자 안전 향상	-

한전KPS 관계자는 "원자력 발전의 안정성을 향상시키는 기술로 향후 극한 환경에서 유사 작업과 연관된 다양한 산업군에 기술적 원천을 제공해 긍정적인 시너지 효과가 예상된다"며 "해당 시스템으로 약 100억원 규모의 매출 증대효과가 기대되며 특히 특정 시스템 설정값과 일부 장비를 각 원자로에 맞게 최적화하면 다른 유형의 원자로에도 적합하게 사용할 수 있는 경쟁력을 갖춰 향후 관련 기술의 수출로 경제적 효과까지 기대된다"고 말했다.

김홍연 사장은 "이번 신기술은 고위험 방사능환경에서의 정비과정을 100% 자동화함으로써 작업 안전성을 획기적으로 개선한 기술로 안전을 최우선으로 하는 한전KPS의 기술철학과 경영방침이 반영된 결과"라며 "앞으로도 한전KPS는 발전소 정비 기술의 표준을 선도할 수 있는 기술개발에 매진해 ‘Green Energy와 함께, 사랑받는 지속성장 기업’으로 나아갈 것"이라고 말했다.
jjs@ekn.kr