핵연료 국산화에서 수출까지,
한국 핵연료 개발 역사와 함께 하다
핵연료 국산화에서 수출까지,
한국 핵연료 개발 역사와 함께 하다
  • 한동직 기자
  • 승인 2007.06.05 11:06
  • 댓글 0
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[커버스토리] 한국 원자력발전을 이끌다 - 한전원자력연료(주)

▲ 박찬오 기술본부장.
한전원자력연료주식회사(사장 윤맹현)는 그동안 수입에 의존했던 원자력 에너지원인 원자력연료를 국산화해 국내에서 가동 중인 모든 원자력발전소에 적기 생산·공급함으로서 전력공급의 안정과 국가경제발전에 크게 기여하고 있다. 한전원자력연료주식회사는 핵연료 국산화를 목표로 1982년 11월 11일 한국감정원의 사무실 한 칸을 빌려 회사를 설립해 업무를 시작했고 이후 이곳 대덕단지 부지로 이전하며 회사의 기틀을 쌓아갔다.

핵연료 생산 10년, 국내 전 원전에 원자력 핵연료 공급

원자력연료의 원료로 이용되는 천연우라늄은 우라늄-238이 99.29%, 우라늄-235가 0.71%로 구성돼 있다. 중수로용 원자력연료는 천연우라늄을 그대로 사용하지만 경수로용 원자력 연료는 우라늄-235의 구성을 2~4%로 높인 저농축우라늄을 사용한다.

우라늄-235 1g은 석유 9드럼, 석탄 3톤에 해당하는 열에너지를 생산할 수 있으므로 원자로에 소량의 원자력연료 장전만으로 약 3~4년 동안 많은 열을 발생시킬 수 있다. 또한 원자력연료는 화석연료에 비해 환경오염이 없는 환경친화형 에너지원이면서도 연료비가 저렴한 특성을 지니고 있다.

한전원자력연료는 경수로 핵연료 제조부문의 경우 1985년 독일 KWU사로부터 기술을 도입해 1987년 연산 200톤 시설의 제1공장을 준공하고 고리 2호기를 최초로 원자력발전소에 핵연료를 공급하기 시작했으며 늘어나는 국내 핵연료 수요에 맞춰 1998년 200톤 시설의 제2공장을 준공, 연간 경수로 200톤, 중수로 400톤 용량을 생산하게 됐다. 

박찬오 기술본부장은 “경수로용 원자력연료 소결체 1개가 생산할 수 있는 전력량은 약 1,600kWh로 우리나라 1가구가 8개월간 쓸 수 있는 전력량에 해당하며 17×17형 경수로용 원자력연료 집합체 1개가 생산할 수 있는 전력량은 약 1억5,000만kWh로 약 6만 가구가 1년간 쓸 수 있는 양에 해당된다”고 설명했다.

한국원자력연료는 또 소결체 제조공정과 구조품 제조공정, 연료봉 및 집합체 제조공정을 거치는 중수로 핵연료 제조부문의 경우 캐나다 GEC사로부터 기술을 도입해 1998년 연산 400톤 용량의 중수로연료 공장을 준공, 가동하고 있다.

이로써 한전원자력연료는 국내에서 핵연료 생산을 시작한지 10년 만에 국내 모든 원자력발전소에 핵연료를 공급하는 명실상부한 핵연료 전문회사로 성장하게 됐다.

▲ 핵연료조립.
설계와 제조를 동시에, 명실상부 핵연료 전문회사 면모 갖춰

핵연료 설계부문은 국가 기술 인력의 집중운영이라는 명제 아래 한국원자력연구원에서 시작했다. 한국원자력연구원는 서독 KWU사로부터 기술을 도입하고 제조와 설계가 2개사로 이원화해 사업을 운영했다.

1996년 원자력사업이 산업체로 이관한다는 내용의 합의가 이뤄져 1997년부터 핵연료  및 노심설계 업무를 한전원자력연료(주)가 인수하게 됨에 따라 한전원자력연료는 설계와 제조를 동시에 수행하는 명실상부한 핵연료 전문회사로서의 면모를 갖추게 됐다.

설계업무를 인수받은 한전원자력연료는 Westinghouse형 원자로 설계 기술선을 KWU에서 WH사로 바꿨으며, 한국형 원자로용 핵연료의 설계기술을 구 ABB-CE사로부터 도입했다.

박 본부장은 “한전원자력연료의 유일한 고객인 한수원에 고품질, 고성능의 핵연료를 공급하기 위해 1990년대 후반부터 정부지원 과제로 PLUS7TM, ACE7TM 개발을 시작해 2000년대 초반 개발을 완료하고 시험집합체의 원자로 내 성능시험을 성공적으로 수행하고 있다”며 “PLUS7은 2006년 4월 첫 상용공급을 개시했고 ACE7은 2008년부터 상용 공급할 예정”이라고 밝혔다.

나아가 한전원자력연료는 2015년을 목표로 해외수출이 가능한 X-Gen 핵연료 및 설계코드 개발 사업을 2005년부터 활발하게 추진하고 있고, SMART 원전개발과 연계한 미래 핵연료 개발에도 활발하게 참여하고 있다.

박 본부장은 “외국 기술에 의존하던 핵연료 서비스 업무의 기술도 개발해 사용후핵연료의 검사 및 수리를 우리 손으로 할 수 있게 됨에 따라 외화지출을 막고 고객에게 보다 질 높은 서비스를 신속하게 제공할 수 있게 됐다”고 강조했다.

한전원자력연료는 해외협력에도 힘써 WH, NFI, Framatome, INB, Mitsubishi, GEC 등 세계 유수의 핵연료 가공회사들과 기술교류 협정을 체결하고 기술협력을 강화하고 있다.

또한 전량 해외로부터 수입에 의존하던 핵연료 부품도 그동안 자체 노력으로 대부분 국산화함으로써 원가를 절감, 공급가격의 국제경쟁력을 확보하고 부품과 인력을 수출하는 성과도 거뒀다.

박 본부장은 “핵연료의 설계, 소요부품 구매, 제조, 검사, 출하에 이르기까지 핵연료 생산 전 단계에 걸쳐 무결점 핵연료를 창출하기 위해 전 직원이 고객만족을 최우선 목표로 지속적인 품질개선 및 개발활동에 최선의 노력을 다하고 있다”고 밝혔다.

이러한 기술력을 바탕으로 한전원자력연료는 올해 4월, 핵연료 종주국인 미국의 웨스팅하우스사에 핵연료 핵심부품인 상하단 고정체 260만 불 상당을 수출하는 쾌거를 올리기도 했다.

박 본부장은 “이는 Westinghouse사 연료공급 발전소 연간 필요물량의 약 40%, 우리나라 발전소 연간 필요물량의 약 70%에 해당하는 것으로서 한전원자력연료의 기술경쟁력이 세계와 어깨를 나란히 할 수 있게 되었음을 의미하는 것”이라고 강조했다.
특히 이번 수출은 윤맹현 사장 취임 이후 해외수출 전략 아래 전담조직을 구성해 이룬 첫 쾌거로 앞으로 한전원자력연료의 핵연료 분야 해외수출이 더욱 가속화 될 것으로 전망되고 있다.

한전원자력연료주식회사는 ‘뛰어난 역량으로 세계를 제패하고 행복을 만드는 일류 에너지 기업’이라는 비전2020을 목표로 설정하고 ‘기술혁신, 인재양성, 고객존중, 사회책임’의 핵심가치를 바탕으로 고품질 핵연료의 안정적인 국내 공급은 물론 세계 수출을 위해 전임직원이 매진해 나갈 방침이다.

▲ 한전원자력연료 회사 전경.



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