한수원, 국내 최초로 3D프린팅 제작 원전 부품 18개월 운영 성공

한국수력원자력이 18개월 운전에 성공한 원자력발전소의 발전기차단기 냉각을 위한 부품인 '다익형 임펠러'.ⓒ한수원

한국수력원자력은 국내 최초로 3D프린팅으로 제작한 원전 부품으로 18개월 운전에 성공했다고 26일 밝혔다.

이번에 18개월 운전에 성공한 부품은 원자력발전소의 발전기차단기 냉각을 위한 '다익형 임펠러'다. 이 부품은 고정판에 여러 개의 날개(블레이드)가 조립된 형식이어서 고정판과 블레이드 사이에 연결부 손상 가능성이 있다.

이에 한수원은 조립이 아닌 3D프린팅으로만 가능한 일체형으로 제작해 취약부를 근본적으로 제거하고 내구성을 높여 지난 2024년 개발을 완료했다.

3D프린팅은 제조 공정의 혁신을 주도하는 제4차 산업혁명 기술 중 하나로 적층제조(Additive Manufacturing)라고도 일컫는데 3차원 모델 데이터로부터 적층물을 만드는 공정이다.

3D프린팅으로 제작된 임펠러는 재료 특성 향상을 위한 열처리뿐 아니라 재료의 기계적 성질 시험, 풍량 시험 등 갖가지 시험을 수행하며 성능과 내구성을 검증했다.

이후 2025년 1월 새울 1호기에 국내 최초로 설치돼 올해 7월 계획예방정비 시까지 18개월 동안 연속적으로 결함 없이 운전됐다. 이는 3D프린팅 제품이 장기간 사용에도 안전에 이상이 없음을 확인한 성과다.

한수원은 이번 성과를 계기로 다른 원전에도 3D프린팅 제품 적용을 확대해 나갈 예정이다. 앞으로 더 많은 원전 부품이 성능 향상과 내구성 개선을 위해 3D프린팅으로 제작될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

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 밝혔다.