한국원자력연구원, 원자로냉각재펌프(RCP) 성능 실증시험 성공

한국형 신형 경수로에 적용될 원자로 냉각재펌프(RCP)의 성능 실증이 성공했다.

한국원자력연구원(원장 김종경) 열수력안전연구부 조석 박사팀은 2017년 준공 예정인 신한울 1호기에 적용된 원자로냉각재펌프에 대한 성능검증시험을 완료했다고 밝혔다. 이로써 국내 원전 미자립 핵심기술 중 하나인 원자로냉각재펌프 성능실증시험 기술을 보유하게 됐다.

원자로 냉각재펌프(RCP, Reactor Coolant Pump)는 원자로 냉각재인 물을 강제 순환시켜 원자로에 장전된 핵연료에서 발생한 열을 증기발생기로 전달하는 역할을 담당하는 대용량 수직 원심형 펌프로 1차계통 구성을 위한 핵심 기기에 해당한다.

한국원자력연구원이 수행한 RCP 성능시험은 기계·열유체·재료·제어·계측·화학 등 여러 분야를 집약한 대용량, 고정밀 시험기술로서 미국 웨스팅하우스, 유럽연합 아레바(A) 등 글로벌 원자로 설계기업만이 보유하고 있는 전략 기술이다. 한국원자력연구원의 RCP 시험설비는 온도 343℃, 압력 172기압, 유랑 11.7m3/s로 상용 원전의 정상 운전 및 과도 운전 상태를 모의할 수 있도록 설계됐다. 바닥 면적이 2,300m2, 높이가 30m(지하 1층, 지상 3층) 규모의 초대형 고온·고압 시험설비다.

한국원자력연구원은 시험설비 구축과 함께 실제 원전의 고온·고압 운전 조건에서 대유량을 정확하게 측정·제어할 수 있는 열유체 시험기술과 RCP 회전체 부품의 진동 등을 측정할 수 있는 측정 기술 개발을 병행 추진해 시험을 통해 실제 원전 가동 중에 예상할 수 있는 고온·고압의 정상 운전조건과 다양한 사고 상태에서 RCP 성능이 제대로 발휘할 수 있음을 시험 검증했다.

RCP 시험설비의 성공적 운용을 통해 RCP 시험 능력을 모두 갖추게 됨에 따라 기술 종속에서 탈피, 해외 수출원전에 장착될 RCP의 성능 검증시험을 통해 해외 원전 시장 공략에도 기여할 수 있을 전망이다.

RCP 성능시험기술은 APR+ 등 후속 원전의 RCP 개발에 활용되는 것은 물론, 가동 중인 원전 RCP의 비정상상태 원인 규명 등 운전 신뢰성 확인 시험에 활용돼 국내 RCP 시험 및 1차 계통 현안 해결능력을 제고할 것으로 기대된다. 또 축적된 시험결과는 산업 현장에서 다양한 형태의 고유량 고온·고압 펌프 개발에 활용 가능하고, 시험설비도 일부 보완하면 높은 차압과 고유량 조건에서 운전되는 다단 오리피스, 밸브류 등 대형 유체기기 시험과 대유량 시설의 안전 현안 규명에도 활용 가능할 전망이다.