원자로 자르는 로봇 나왔다…케이엔알시스템, 중수로 해체기술 개발

▲케이엔알시스템의 원전 수직해체 양팔 로봇. 사진=케이엔알시스템

케이엔알시스템이 사람이 접근하기 어려운 중수로 원자로를 원격으로 해체하는 로봇 시스템 개발을 마쳤다. 정부 사업에 참여해 개발에 착수한 지 7개월 만이다. 오는 9월 최종 납품을 거쳐 실제 원전해체 실증에 투입될 예정이다.

케이엔알시스템은 31일 중수로(PHWR) 방사화구조물 절단 플랫폼 개발을 완료했다고 밝혔다. 지난 1월 약 28억원 규모의 정부 발주 중수로 해체 실증사업을 수주해 본계약을 맺은 뒤 개발에 착수했다. 완성된 시스템은 한국원자력환경복원연구원 경주 분원 중수로해체기술원에 설치된다.

이번 장비는 원자로 내부에 사람이 들어가지 않고 중수로의 핵심 구조물인 칼란드리아와 내부 부속물을 해체할 수 있도록 만든 통합 시스템이다. 수평해체·수직해체·중량물 인양·Vault 구조물 해체 등 4개 시스템으로 구성된다. 원자로 내부의 미세 구조물을 절단해 꺼내거나 대형 구조물을 해체하고 방사성 폐기물을 옮기는 작업까지 수행하도록 설계됐다.

핵심 장비는 고하중 양팔로봇이다. 한쪽 팔마다 7자유도를 갖췄으며 로봇 크기는 2.4m, 작업반경은 2.5m다. 최대 400kg까지 들어 올릴 수 있다. 사람의 팔과 유사한 형태로 움직이는 슈퍼휴머노이드 설계 원리를 적용해 대형 로봇에서도 세밀한 원격 작업이 가능하도록 했다.

유압 방식도 적용했다. 유압로봇은 전동모터 방식보다 부피 대비 큰 힘을 낼 수 있고 방사선으로 인한 전자부품 오작동 가능성이 낮다는 설명이다. 1000시버트(Sv) 수준의 초고준위 방사선 환경에서는 사람이 접근할 수 없고 일반 로봇이나 전자장비도 수분 내 고장날 수 있어 원격·내환경 기술이 중요하다.

중수로는 경수로보다 구조가 복잡하고 방사능 오염도가 높아 해체 난도가 높다. 칼란드리아 해체를 목표로 로봇 시스템을 개발해 실증에 나서는 사례는 이번이 세계 최초다. 케이엔알시스템은 이번 실증 경험을 바탕으로 국내 원전해체 시장뿐 아니라 캐나다·아르헨티나·루마니아·중국·인도 등 해외 시장 진출도 추진할 계획이다.

김명한 케이엔알시스템 대표는 “원전해체 로봇을 국내 기술로 약 7개월 만에 완성해낸 것은 우리의 로봇 설계 기술이 최고 난이도의 현장에서 통한다는 것을 실물로 증명한 것"이라며 “이번 실증 성과물을 발판으로 고리1호기와 월성1호기를 비롯한 국내외 원전 해체 로봇화 시장에 본격 진출하겠다"고 말했다.

박서현 기자 shine@ekn.kr