수입대체효과 50억원… 국제특허 출원 준비
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국산화 개발된 Oilless Bush 모형
1호기 A급 OH 공사 중 시행된 주요 설비개조와 교체항목은 ▲Guide Vane ▲입구변의 전량 ‘Oilless Bush’ 국산화개발 ▲발전전동기 하부베어링 냉각 시스템 국산화 개조 ▲조작유 핵심설비 국산화 제작 ▲발전전동기 공기냉각기 제작 ▲고중량 대하중 전달부인 터빈 결합부에 대한 유압너트와 유압볼트 채용 ▲대형 노후밸브와 대형볼트류 제작 ▲수차카본팩킹 제작 ▲Guide Vane Seal 부품 개선제작 등이 있으며, 이 밖에도 대폭적인 각종 주요부품에 대한 제작교체와 가공정비가 행해졌다.
특히 유압너트와 유압볼트, Seal 기구 설치개선방안은 공기단축 TF활동의 산물로서 본공사에 투입된 공기단축전용공기구의 일부분이다.
이번 OH에 적용된 설비개조사항 중 ‘Oilless Bush’ 개발, 발전전동기 하부베어링 냉각시스템 개조, 조작유 핵심설비 제작, Guide Vane Seal 기구 설치개선, 유압동조장치 개발 등은 모든 위험을 감수하고, 모험적으로 국산화가 추진된 획기적인 개선사례로 평가되며, 특히 이 사업들은 중소기업과 공동으로 추진해 유망 중소기업의 기술력 제고와 경쟁력 강화에 크게 기여했다.
국산화 제작에 따른 이득은 공급여건(외자구매/고가, 기간 1년 이상 소요, 하자관리 곤란)에 따른 이득은 제하고도 70억원 이상의 외자를 절약하는 성과를 거뒀다고 청평양수발전소 관계자는 밝혔다.
Oilless Bush가 설치되지 않은 2호기
이번 사업을 통해 국내 최초의 고낙차 대용량용으로 개발된 ‘Oilless Bush’는 연구개발로 추진된 사업으로 단일의 청평양수용으로만 해도 50억원 이상의 수입대체 효과가 있으며, 제작업체는 이번의 자체 설계 제작능력을 공인(국제특허 출원 준비 및 국내 특허출원 중)받고 OEM 생산의 굴레를 벗어 독자적 제작공급업체로서의 자격을 얻을 수 있는 기반을 닦았다는 점에서 국내외에 파급효과가 매우 클 것으로 예상된다.
Bush는 저회전, 고하중의 회전체에 설치되는 베어링의 일종으로 기존 제품은 청동재질로 Bush와 샤프트 사이에 윤활제로 그리스(Grease) 등을 주유해 원활한 회전이 되도록 하나 ‘Oilless Bush’는 액상윤활제룰 주유하지 않고 윤활성분이 가미된 특수코팅이나 특수고체를 스테인리스 등의 모재와 합성 제작한 형태이다.
청동제 Bush는 단수명(6년)이고 그리스 등의 윤활제로 인한 수질오염을 유발하나, Oilless Bush는 장수명(특히 청평양수 적용품은 50년 이상)이고 수질오염을 거의 유발하지 않아 청평양수가 자리잡고 있는 한강수계의 수질 보호에도 큰 역할을 하게 된다.
Oilless Bush는 이미 수력발전소나 건설기계 등에는 적용되고 있고 청송양수발전소(300MW 2기, 낙차 340m)에서도 외국제품(영국, GGB사)을 사용하고 있으나 강도와 규격, 가격면에서 청평양수용(200MW 2기, 473m)으로는 부적정 한 것으로 판단됐다.
발전기 제작사(Voith Fuji)에서 제안한 일본제품도 공급조건(50억원, 외자청구 후 1년 이상 소요) 수용이 곤란했다. 청평양수 관계자들은 국산 제작추진을 검토하기 위해 사용처를 방문해 운영실태와 현품을 확인하고, 국내 굴지의 Bush 전문제작업체이자 GGB의 에이전트인 SGO(대표 최태수)의 제작 및 영업실적을 분석해 본 결과, 개발 성공가능성이 매우 높은 것으로 검토돼 소정의 절차를 거쳐 협동연구개발에 착수하게 됐다.
청평양수와 SGO가 협동개발해 적용한 ‘Oilless Bush’는 스테인리스 소재로 모재의 강도를 증가시키고 내부에는 특수 고체윤활제를 합침한 윤활 피막소결링을 압착시켜 제조하는 방식으로, 기존의 수력 적용품(카본링 삽입)과 청송양수 적용품(박판 모재, 수지성분 코팅)에 비해 강도와 내구성 및 가격면에서 훨씬 우수할 뿐 아니라 유사한 방식인 일본제(Oilless사) 제품에 비해 가격경쟁력이 탁월하다는 평가를 받고 있다.
Oilless Bush가 설치된 1호기의 모습 
1년여 간에 진행된 ‘Oilless Bush 국산화사업’은 그간의 제작 노하우를 기반으로 해외 제작사 벤치마킹과 연구과정을 거쳐 개발했으며 철저한 시험절차를 통해 검증하고 현장에 적용해 작년 12월 25일 발전기 시운전을 완료하고 현재 모든 Oilless Bush 교체부위의 동작상태가 매우 양호한 양태를 보여 성공적인 연구개발로 검증됐다.
Oilless Bush로의 교체는 수질오염 방지와 중소기업 기술경쟁력 제고 등의 공적기여, 50억의 수입대체 효과, OH 장주기화로 인한 정비비용 절감과 발전수익 증대 효과 6억원 등의 효과 외에도 부수적으로 주유설비 제거에 의한 발전소 환경개선과 안전사고 방지에도 크게 기여하고 있다.
청평양수 관계자는 “Oilless Bush 연구개발과정 같은 모험적인 사업의 추진에는 관계자들의 헌신적이고 실패와 모험을 두려워 않는 도전적인 정신이 필수적이지만, 팀장과 최종의사결정권자의 결단과 과감한 권한위임, 전폭적인 신임과 지원이 없었다면 불가능 했을 것”이라고 밝혔다.
