한국원자력연구원이 개발한 해체공정 통합평가 시스템

오늘날 산업 현장에서는 가상의 환경을 구현한 공정 시뮬레이션 기술을 적극적으로 활용한다. 설비 구축 시 발생할 수 있는 문제들을 미리 검증할 수 있기 때문이다.

비용 절감, 구축시간 단축, 공정 사이클 최적화 등 생산성을 높일 수 있다는 점에서 시뮬레이션은 효율적인 공정의 첫걸음이다. 이 때문에 원전 해체 분야에서도 효율성이 높은 시뮬레이션 기술을 개발하기 위해 노력해왔다.

한국원자력연구원(원장 박원석)은 ‘해체공정 통합평가 시스템’ 기술을 두산중공업(주)(대표 정영인)에 이전하는 기술실시계약을 체결했다고 30일 밝혔다.

정액 기술료 3억 원에 관련 특허 4건, 노하우 1건을 통합 이전하는 조건이다. 해체공정의 특성상 시뮬레이션 적용이 어려웠던 기존의 한계를 극복하고 원전 핵심설비 해체공정에 대한 평가기능을 더한 기술이다.

국내 원전 해체도 목전에 다가온 가운데, 해외 선진국 대비 경쟁력을 강화하기 위해서는 이 기술과 같이 ICT를 접목한 독자 기술 확보가 중요하다. 연구원은 과학기술정보통신부의 원자력기술개발사업을 통해 관련 기술 개발에 주력하고 있다.

현재 널리 사용되는 공정 시뮬레이션 기술은 원전과 같은 대형 구조물을 반복적으로 절단하고, 세절된 폐기물을 저장용기에 수납하는 공정을 구현하기에 비효율적이다.

절단된 형상의 3차원 모델을 별도로 준비해 연산하고, 절단 과정에서 생성된 개체 수만큼 복제한 후 공정에 직접 적용해야 하는 번거로움이 발생하기 때문이다. 이 과정에서 32번에 달하는 시뮬레이션 및 CAD 연산 작업을 거치는 것으로 분석됐다.

해체공정 통합평가 시스템 개요

반면, 연구원이 개발한 기술은 공정 시뮬레이션 소프트웨어에서 직접 3차원 모델을 절단하고 소요시간 및 비용, 2차 폐기물량을 동시에 계산한다. 단 3개의 연산만으로 절단 공정을 구현할 수 있기 때문에 기존 기술 대비 작업 효율을 10배 이상 향상시킬 수 있다.

해당 기술의 효율성은 학계에서도 인정받아 지난 2017년 원자력 분야 세계적인 학술지 ‘애널스 오브 뉴클리어 에너지 (Annals of Nuclear Energy)’에 게재된 바 있다.

또한, 기술의 신규성과 진보성 그리고 이용가치를 인정받아 관련 특허 4건이 국내에 등록되었으며, 최근(2020.12) 미국에서도 특허 등록을 마쳤다.

연구원이 개발한 ‘해체공정 통합평가 시스템’을 해체 현장에서 활용할 경우, 소요되는 비용과 작업 시간을 실제와 가깝게 산출할 것으로 예상된다.

경험과 설계 자료 등을 근거로 하는 기존의 통계적 접근과 달리 시뮬레이션을 통해 보다 정확한 계산이 가능하기 때문이다. 또한 다양한 작업 환경을 고려한 시뮬레이션으로 공정을 최적화함으로써 안전성과 경제성을 크게 높일 것으로 기대된다.

기술을 이전받은 두산중공업(주)은 원전해체 사업화를 위한 다양한 과제를 수행하고 있으며 관련 기술을 축적 중이다.

박원석 연구원 원장은 “이번 기술이전을 통해 우리나라의 해체공정 최적화 능력이 향상되어 원전 해체시장에서 기술 경쟁력을 강화할 수 있을 것”이라며 기대감을 전했다.

김영환 기자  yyy9137@naver.com

<저작권자 © 에너지타임뉴스, 무단 전재 및 재배포 금지>