[ 더타임즈 마태식 기자 ]  한국수력원자력(사장 김회천)이 국내 최초로 3D프린팅 기술을 활용해 제작한 원자력발전소 부품의 18개월 연속 운전에 성공했다.

한수원은 원자력발전소 발전기차단기 냉각에 사용되는 ‘다익형 임펠러’를 3D프린팅 방식으로 제작해 새울 1호기에 설치한 결과, 1주기인 18개월 동안 결함 없이 정상 운전했다고 밝혔다.

다익형 임펠러는 발전기차단기 냉각을 위한 부품으로, 기존에는 고정판에 여러 개의 날개(블레이드)를 조립하는 방식으로 제작됐다. 이 같은 구조는 고정판과 블레이드 연결부에서 손상이 발생할 가능성이 있다는 한계가 있었다.

이에 한수원은 조립식 구조 대신 3D프린팅 기술을 활용해 고정판과 블레이드를 하나로 제작하는 일체형 구조를 적용했다. 이를 통해 기존 연결부의 구조적 취약점을 근본적으로 제거하고 내구성을 높였으며, 지난 2024년 개발을 완료했다.

3D프린팅은 3차원 모델 데이터를 기반으로 재료를 층층이 쌓아 제품을 제작하는 적층제조(Additive Manufacturing) 방식으로, 제조 공정 혁신을 이끄는 제4차 산업혁명 기술 가운데 하나로 평가받는다.

한수원은 3D프린팅으로 제작한 임펠러의 안전성과 성능을 확인하기 위해 재료 특성 향상을 위한 열처리를 비롯해 기계적 성질 시험과 풍량 시험 등 각종 검증 절차를 진행했다.

검증을 마친 임펠러는 2025년 1월 새울 1호기에 국내 최초로 설치됐으며, 올해 7월 계획예방정비 시점까지 18개월 동안 연속 운전됐다. 해당 기간 부품에서 결함이 발생하지 않으면서 장기간 운전 환경에서도 3D프린팅 제품의 성능과 내구성을 확인했다는 것이 한수원의 설명이다.

한수원은 이번 성과를 바탕으로 다른 원전에도 3D프린팅 기술로 제작한 부품의 적용을 확대할 계획이다. 기존 원전 부품의 성능 향상과 내구성 개선뿐 아니라 향후 다양한 원전 설비에 관련 기술을 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

특히 3D프린팅 기술은 기존 부품의 대체 제작은 물론, 복잡한 형상이나 일체형 구조가 필요한 신규 부품 개발에도 활용 가능성이 높아 소형모듈원자로(SMR) 등 신형 원전 분야로 적용 범위가 확대될 전망이다.

이돈국 한수원 중앙연구원장은 “3D프린팅 기술이 기존 부품의 대체품뿐만 아니라 소형모듈원자로(SMR)와 같은 신형 원전의 신규 부품 제작에도 활용될 수 있도록 미래를 준비하는 연구개발을 수행하겠다”고 말했다.