전기협회는 운영 중인 발전설비의 효율적인 검사, 평가, 보수를 위해 KEPIC 유지정비 표준을 개발·운영하고 있으며, 이를 기반으로 고도의 기술과 경험 및 노하우를 공유할 수 있도록 ‘KEPIC 유지정비 세미나’를 매년 개최하고 있다.
이날 김무영 전기협회 상근부회장은 “유지정비 전문가들에게는 고도화된 최신의 전문지식과 과거의 유용한 경험을 잘 습득해 유감없이 활용할 수 있는 역량이 요구되고 있다”며 “KEPIC 유지정비 세미나는 KEPIC 유지정비 표준을 바탕으로 발전설비 검사/평가/보수 관련 기술동향과 전문지식 및 노하우를 공유하는 좋은 자리가 되고 있어 우리 기술자들의 역량 함양에 더 없이 좋은 기회가 되고 있다”고 강조했다.
또한 “올해 5회째 맞는 KEPIC 유지정비 세미나는 매년 산업계에서 꼭 필요로 하는 주제를 심도 있게 다루기 위해 노력하고 있다”며 “앞으로도 현장 기술자 여러분들을 위해 노력을 아끼지 않을 것”이라고 밝혔다.
맹동열 한전KPS 발전사업본부장은 “한전KPS가 해외시장에서 기술력을 인정받고 세계 유수의 기업들과 어깨를 나란히 해 경쟁을 할 수 있는 것은 한전KPS 자체 노력만으로 이룩된 것이 아니라 KEPIC이라는 기술기준이 뒷받침됐기에 가능한 일이었다”고 강조했다.
또한 “발전설비 유지정비라는 주제로 관련 전문가들이 토의하는 이 자리는 새로운 기술동향과 전문지식을 공유하는 장이고, 우리나라 발전소 정비문화를 새롭게 인식하는 중요한 전환점이 될 것”이라며 “앞으로 한전KPS는 전기협회와 함께 전력산업기술기준 개발과 개정에 적극 참여하고 유지정비 분야 기술을 선도하는 노력과 열정을 아끼지 않을 것”이라고 밝혔다.
세미나 첫날인 12일에는 ▲대용량 발전기 리트로핏 사례(한전KPS 최환욱 책임연구원) ▲위험도기반검사(RBI) 계획 및 적용(전력연구원 최우성 선임연구원) ▲KEPIC의 현황과 적용(전기협회 안영태 실장) ▲발전용 재료 선정과 용접기술(SK건설 이진희 박사) ▲CFB 보일러의 변형 SH Tube 건전성 평가(두산중공업 유재복 부장) ▲비파괴검사 신기술 동향 및 적용(한수원 이희종 처장)을 주제로 한 발표가 이뤄졌다.
또 둘째 날인 13일에는 ▲발전소 배관 지지장치 유지 및 관리(전력연구원 현중섭 책임연구원) ▲복합화력 HRSG 출력증대 설비 개선 사례(한전KPS 이진우 선임연구원) ▲3D 프린팅 기술동향 및 활용전망(재료연구소 유지훈 실장) ▲1000㎿ USC(초초임계압) 화력발전소 설계(한전기술 김성인 부장)를 주제로 한 발표가 이뤄졌다.
■ 한전KPS 최환욱 책임연구원은 ‘대용량 발전기 리트로핏 사례’ 발표를 통해 “현 시점으로 20년 넘게 운전된 발전소는 성능이 저하되고 주요 부품의 절연재 경년열화로 인한 전기자와 회전자 접지사고가 빈번하게 발생하고 있다”며 “한전KPS는 성능저하된 발전기를 수명연장, 출력증대, 효율향상 시키는 성능개선(Retrofit) 기술을 자립해 수행하고 있다”고 설명했다.
그는 “발전기의 성능개선은 고정자와 회전자로 구분해 수행한다”며 “일반적으로 고정자는 철심의 상태는 양호하나 권선의 절연열화로 설계수명까지 사용하지 못하는 사례가 많은데, 이와 같은 경우 권선만 교체하고 철심을 재사용하므로 발전기 전체를 교체하는 것보다 훨씬 비용이 적게 들어 경제적”이라고 설명했다.
또 “회전자의 경우 권선의 절연재가 열화돼 접지나 층간단락 사고가 많이 발생하는데 이와 같은 경우 권선은 재사용하고 절연재만 교체해 수명을 연장시킬 수 있다. 또한 회전자 권선이 부분적으로 변형 또는 과열된 경우에는 손상부분만 정비해 재사용하며, 경우에 따라 심하게 변형된 권선은 교체를 수행한다”며 “이 경우 회전자 축(shaft)과 권선을 재사용할 수 있으므로 회전자 전체를 교체하는 것보다 경제적”이라고 설명했다.
■ 한전 전력연구원 발전연구소 최우성 선임연구원은 ‘위험도기반검사(RBI) 계획 및 적용’이란 주제발표를 통해 “최근에는 설비를 자산으로 인식하고 전사적 자원관리 프로그램(ERP)에 연계해 재무관점에서 관리하고 있으며 위험도 기반 진단 기술(RBI, RCM)을 이용해 확률론적 관점에서 각 기기의 중요도와 손상확률을 모두 고려하는 정비기술을 개발하고 있다”며 “
국내 발전회사들도 설비의 안정적 운영과 체계적 관리를 위해 정비관리시스템을 구축했으며, 설비의 위험도와 상태에 적합한 정비를 위한 위험도 기반 정비를 도입했다”고 설명했다.
또 “위험도 기반 정비기술(RBM)은 설비의 위험도를 기준으로 정비의 중요도, 긴급도를 평가하고, 정비우선순위를 부여하며 정비를 수행하는 기술로 각 기기의 중요도와 고장확률을 모두 반영하기 때문에 안전성과 경제성을 동시에 고려할 수 있다”며 “위험도 기반 정비를 위해서는 제작사의 지침에 따라 일률적으로 수립하는 정비계획 대신 정비담당자가 설비의 상태를 평가하고 정비를 결정할 수 있는 시스템 구축이 필요하며, 이와 병행해 설비의 위험도 평가를 위한 표준화된 기준 또는 지침이 필요하다”고 설명했다.
■ SK건설 이진희 박사는 ‘발전용 재료 선정과 용접기술’이란 주제발표를 통해 발전소를 구성하는 재료의 선정 기준과 이에 따른 용접관리의 주요 기술적인 사항이 무엇인지를 소개했다.
이 박사는 “용접 전문가는 관리 및 감독 기능뿐만 아니라 지도하고 문제점을 개선하여 보다 나은 양질의 품질과 생산성을 확보하는 능력을 갖춰야 한다”며 “현장의 작업자가 용접기를 들고 녹여서 붙이고자 하는 쇠(금속)가 무엇인지를 명확하게 알면 현업에서 발생하는 용접관련 문제점들을 보다 심도 있고 현실적인 관점에서 분석해 볼 수 있으며, 이를 바탕으로 실무적인 차원에서 타당한 해결책을 제시할 수 있다”고 설명했다.
■ 한수원 중앙연구원 이희종 수석연구원은 ‘비파괴검사 신기술 동향 및 적용’이란 주제발표를 통해 “최근 국내에 발생한 안전사고로 인하여 산업설비 안전성 확보를 위한 비파괴검사(NDT, Nondestructive Testing) 기술의 중요성이 대두되고 있는 실정”이라며 “현재 국내 산업설비 비파괴검사에 사용되고 있는 비파괴검사장비는 대부분 해외사에 의존하고 있으나 최근 한수원에서 원전 주요기기 비파괴검사를 위한 핵심 검사장비의 국산화개발을 완료하고, 비파괴검사결과 신뢰도 향상을 위한 비파괴검사 기량검증시스템을 개발해 원전 비파괴검사자를 대상으로 운영 중에 있다”고 밝혔다.
또 “미국전력연구소(EPRI)를 비롯한 해외의 선진 연구기관에서는 최근의 IT 및 메카트로닉스 기술을 기반으로 비파괴검사의 정확도와 신뢰도를 향상시키기 위한 NDT 자동화 및 검사결과 자동평가기술 개발에 박차를 가하고 있다”며 “국가 핵심 산업설비의 안전성 확보와 NDT 기술의 국산화 자립을 위해서는 NDT 신기술에 대한 지속적인 관심과 연구개발 투자가 요청된다”고 강조했다.
그는 NDT 신기술로 비파괴검사 탐촉자가 검사대상 피검체 표면에 직접 접촉되지 않은 상태에서 검사함으로써 탐촉자 수명이 향상돼 고속으로 검사가 가능하고 신호잡음비가 획기적으로 개선된 ‘다중배열와전류검사 기술’, 여러 가지 검사조건으로 동시에 검사가 가능해 검사신뢰도를 개선시킨 ‘위상배열 초음파검사 기술’, 지하 장거리 매설배관을 한번에 검사할 수 있는 ‘유도초음파검사 NDT 기술’ 등이 향후 10년 이내에 기존 재래식 NDT 기술을 대체하게 될 것으로 예상했다.
■ 재료연구소 분말기술연구실 유지훈 실장은 ‘3D 프린팅 기술동향 및 활용전망’이란 주제발표를 통해 “3D 프린팅 기술은 주/단조, 압출, 사출, 용접 등과 같은 기존의 성형가공 공정에 비해 복잡형상의 제조가 용이하고, 제조시간 및 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 수요자가 요구하는 맞춤형 부품의 소량 다품종 생산이 가능하므로 기존 제조산업의 패러다임을 바꿀 혁신적 기술로 급격하게 부상하고 있지만 사용할 수 있는 재료가 제한적이고 느린 조형속도 등으로 인해 산업적 적용에 많은 한계를 가지고 있다”고 설명했다.
유 실장은 “금속 3D 프린팅 공정에 사용되고 있는 재료는 대부분 분말 형태로 적용되고 있으며, 가스아토마이징법으로 제조된 구형의 극미세 분말이 사용되고 있는데 이러한 금속분말은 3D 프린팅 공정에 적합하도록 제조된 전용소재가 아니고 일반적인 분말야금(Powder Metallurgy) 공정에 사용되고 있는 분말을 입도별로 분급해 프린터 장비업체에서 고가로 독점 공급하고 있는 실정”이라고 지적했다.
특히 “독점 공급하는 분말 외에는 사용하지 못하도록 장비에 잠금 시스템을 적용하고 있어 다양한 부품의 적용이 이뤄지지 못하고 있다”며 “더욱이 분말야금에 사용되는 금속분말은 산업적으로 널리 쓰이고 있는 기존의 합금소재와 달리 2∼3개의 기본적 합금성분만을 포함하고 있기 때문에 산업적으로 의미 있는 다원계 합금성분의 분말의 개발이 강력히 요구되고 있다”고 강조했다.
아울러 “3D 프린팅으로 적층된 조형체는 소재에 따라 물성이 다르기 때문에 이에 따른 후처리 공정의 개발이 필수적”이라며 “특히 발전 플랜트나 우주항공 산업과 같은 부품의 신뢰성이 강조되는 산업분야에서는 소재, 조형공정, 후처리 등의 일련의 연계된 기술이 통합적으로 개발되는 것이 중요하다”고 강조했다.
■ 한전기술 기계배관기술그룹 김성인 부장은 ‘1000MW USC(초초임계압) 화력발전소 설계’란 주제발표를 통해 “우리나라를 비롯해 일본 등 발전소부지가 협소한 국가에서 신규로 건설되는 화력발전소는 초초임계압 증기조건 적용을 통한 효율개선과 함께 발전소 용량을 격상해 최대의 이익을 창출하는 방식으로 건설이 진행되고 있는 추세”라며 초초임계압 발전소에 대한 정의와 주증기 및 재열증기의 압력 및 온도 격상, Long LSB 적용, Overload Valve 적용 등 효율개선 방안을 소개했다.
김 부장은 “최근 건설 중인 화력발전소 용량이 1000㎿급으로 격상됨에 따라 1000㎿급 대용량 화력발전소에 적용되는 주기기 및 주요 보조기기에 대한 특성 및 일반적인 설계기준과 함께 기존 500MW급 표준석탄화력 대비 변경된 설비에 대한 설계개념을 소개해 발전소 유지정비 시 고려할 수 있도록 했다”고 설명했다.
특히 “대용량화 추세에 따라 변경되는 설비를 적용함에 있어 운전신뢰성을 동시에 확보키 위한 구매기술규격을 설계에 반영하고 있다”며 “구체적인 사례로 선행보일러 튜브 파열에 대한 튜브배열 보완 요건 및 보일러 노 설계요건, 아역청탄 혼소 확대를 대비한 설비 요건, 터빈 케이싱 수 및 형식 검토, 급수펌프의 Mechanical Seal 대신 Bush Seal 적용, 냉각수 계통 수충격 방지설비 등이 있다”고 설명했다.
