【브레이크뉴스 경주】박희경 기자=한국수력원자력(사장 황주호, 이하 한수원)은 국내 최초로 3D프린팅 기술을 활용해 원전 부품을 개발해 부품 성능 개선과 국산화 모두 성공했다고 21일 밝혔다.
이 부품은 고정판에 여러 개의 날개(블레이드)가 조립되어 있어 고정판과 블레이드 사이 연결부의 손상 가능성이 있다. 이에 한수원은 조립이 아닌, 3D프린팅으로만 가능한 일체형으로 제작해 취약부를 근본적으로 제거하고 내구성을 높였다.
적층제조(Additive Manufacturing)라고도 일컫는 3D프린팅은 3차원 모델 데이터로부터 적층물을 만들기 위한 공정으로, 제조 공정의 혁신을 주도하는 제4차 산업혁명 기술 중 하나다.
3D프린팅 임펠러는 스테인리스강 316L 재질로 금속 3D프린팅 방법 중 하나인 분말베드융해(PBF, Powder Bed Fusion) 방법으로 제작됐다. 재료 특성 향상을 위한 열처리뿐 아니라 재료의 기계적 성질 시험, 풍량 시험 등 여러 가지 시험을 수행해 성능 및 내구성을 검증했다.
특히, 기존 임펠러는 해외에서 수입해 왔으나, 이번에 설계, 3D프린팅 제작, 성능검증시험 등의 모든 과정을 국내업체인 한전KPS㈜, 대건테크, ㈜태일송풍기와 협업해 수행하는 등 국내 기술만으로 개발에 성공함으로써 3D프린팅 기술의 국내 원전 산업 적용 기틀을 마련한 것에 큰 의미가 있다.
개발된 임펠러는 올해 안으로 원자력발전소에 시범 설치될 예정이며, 장기간 운전 후 분해해 상태를 점검할 예정이다. 만약 개발 임펠러가 계획대로 원전에 설치된다면 국내 최초로 3D프린팅 제작 부품이 원전에 설치된 사례가 될 것이며, 앞으로 더 많은 원전 부품이 성능 향상 및 내구성 개선을 위해 3D프린팅으로 제작될 수 있을 것으로 기대된다.
신호철 한수원 중앙연구원장은 “이번 3D프린팅 기술을 활용한 임펠러의 성능 개선 및 국산화 성공은 3D프린팅 기술 활용이 적용 분야에 따라 기존의 제작 기술보다 훨씬 좋은 결과물을 낼 수 있음을 시사한다”며, “앞으로 3D프린팅 기술이 기존 부품의 대체품뿐만 아니라, 소형모듈원자로(SMR)와 같은 신형 원전의 신규 부품 제작에도 활용될 수 있도록 연구 개발하겠다”라고 밝혔다.
<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>
Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd. Develops Nuclear Power Plant Parts Using 3D Printing Technology for the First Time in Korea
Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd. (President Hwang Joo-ho, hereinafter referred to as KHNP) announced on the 21st that it has developed nuclear power plant parts using 3D printing technology for the first time in Korea, successfully improving the performance of the parts and localizing them.
The part that has been successfully improved in performance and localized this time is the ‘multi-blade impeller’ for cooling the generator circuit breaker of a nuclear power plant.
This part has multiple blades assembled on a fixed plate, so there is a possibility of damage at the connection between the fixed plate and the blades. Accordingly, KHNP fundamentally eliminated vulnerable parts and increased durability by manufacturing it as an integrated part that is only possible through 3D printing rather than assembly.
3D printing, also known as additive manufacturing, is a process for creating laminated objects from 3D model data, and is one of the 4th industrial revolution technologies that is leading the innovation of the manufacturing process.
The 3D printed impeller was made of stainless steel 316L using the Powder Bed Fusion (PBF) method, one of the metal 3D printing methods. In addition to heat treatment to improve material properties, various tests were performed, such as mechanical property tests and airflow tests, to verify performance and durability.
In particular, while existing impellers were imported from overseas, this time, all processes, including design, 3D printing, production, and performance verification tests, were performed in collaboration with domestic companies such as KEPCO KPS Co., Ltd., Daegeon Tech, and Taeil Blower Co., Ltd., thereby successfully developing the technology using only domestic technology, which is very significant in that it laid the foundation for applying 3D printing technology to the domestic nuclear power plant industry.
The developed impeller is scheduled to be installed as a demonstration at a nuclear power plant within this year, and its condition will be inspected after long-term operation by disassembling it. If the developed impeller is installed in a nuclear power plant as planned, it will be the first case of a 3D-printed part being installed in a nuclear power plant in Korea, and it is expected that more nuclear power plant parts will be manufactured using 3D printing in the future to improve performance and durability.
Shin Ho-chul, head of the Korea Hydro & Nuclear Power Central Research Institute, said, “The success of improving the performance and domestic production of the impeller using this 3D printing technology suggests that the use of 3D printing technology can produce much better results than existing manufacturing technologies depending on the application field,” and added, “We will conduct research and development so that 3D printing technology can be used not only as a replacement for existing parts, but also in the production of new parts for new nuclear power plants such as small modular reactors (SMRs).” <저작권자 ⓒ 브레이크뉴스 대구경북 무단전재 및 재배포 금지>
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