RCP는 원자로 냉각재인 물을 강제 순환시켜 원자로에 장전된 핵연료에서 발생한 열을 증기발생기로 전달하는 역할을 담당하는 대용량 수직 원심형 펌프로, 원전의 핵심 설비인 1차계통 구성을 위한 핵심 기기다.
우리나라는 신형경수로 APR1400 적용을 목표로 두산중공업이 설계·제작 및 핵심기술 개발의 주관기관을 담당하고, 한국원자력연구원이 시험설비 구축 및 성능 실증시험의 주관기관을 담당하는 역할 분담을 통해 RCP 국산화를 추진해왔다.
한국원자력연구원이 수행한 RCP 성능시험은 기계, 열유체, 재료, 제어, 계측, 화학 등 여러 분야를 집약한 대용량, 고정밀 시험기술로서 미국 웨스팅하우스, 유럽연합 아레바 등 글로벌 원자로 설계기업만이 보유하고 있는 전략 기술이다.
한국원자력연구원은 2007년부터 RCP 실험설비 구축을 시작해 기본·상세설계, 시험적용 기술 개발을 수행한데 이어 2012년 시험설비 건설과 시운전을 완료하고 성능 검증시험을 수행해왔다. 한국원자력연구원의 RCP 시험설비는 온도 343℃, 압력 172기압, 유랑 11.7㎥/s로 상용 원전의 정상운전 및 과도운전 상태를 모의할 수 있도록 설계됐으며, 바닥 면적이 2,300㎡, 높이가 30m(지하 1층, 지상 3층) 규모의 초대형 고온·고압 시험설비다.
한국원자력연구원은 시험설비 구축과 함께 실제 원전의 고온·고압 운전 조건에서 대유량을 정확하게 측정·제어할 수 있는 열유체 시험기술과 RCP 회전체 부품의 진동 등을 측정할 수 있는 측정기술 개발을 병행 추진, 시험을 통해 실제 원전 가동 중에 예상할 수 있는 고온·고압의 정상운전 조건과 다양한 사고 상태에서 RCP 성능이 제대로 발휘할 수 있음을 시험 검증했다.
이번 한국원자력연구원의 RCP 시험설비 성공적 운용을 통해 RCP 시험능력을 모두 갖추게 됨에 따라 기술 종속에서 탈피, 해외 수출 원전에 장착될 RCP의 성능 검증시험을 통해 해외 원전시장 공략에도 기여할 것으로 전망된다.
또한 RCP 성능 시험기술은 APR+ 등 후속 원전의 RCP 개발에 활용되는 것은 물론 현재 가동 중인 원전 RCP의 비정상상태 원인 규명 등 운전 신뢰성 확인 시험에 활용돼 우리나라의 RCP 시험 및 1차 계통 현안 해결능력을 제고할 것으로 기대된다.
아울러 축적된 시험결과는 산업 현장에서 다양한 형태의 고유량 고온·고압 펌프 개발에 활용이 가능하고, 시험설비도 일부 보완하면 높은 차압과 고유량 조건에서 운전되는 다단 오리피스, 밸브류 등 대형 유체기기 시험과 대유량 시설의 안전 현안 규명에도 활용이 가능할 것으로 전망된다.
