로봇 전문기업 케이엔알시스템, ‘원전 해체’ 플랫폼사업 수주

원자력환경복원연구원과 중수로 해체 실증 본계약 체결

로봇 이용한 해체 실증 인프라…“원전해체시장 본격공략”

원전 해체현장에 투입될 예정인 로봇시스템 가운데 수직해체시스템(왼쪽)과 수평해체시스템(오른쪽) 개념도.ⓒ케이엔알시스템

로봇 전문기업 케이엔알시스템이 원전 해체시장 진출에 성공했다.

케이엔알시스템은 영구정지된 원전의 해체기술 개발을 통합 관리하는 한국원자력환경복원연구원(KRID, 이하 ‘원복연’)과 원전해체 실증사업에 참여하는 본계약을 체결했다고 12일 밝혔다. 약 28억원 계약 규모의 ‘중수로(PHWR) 방사화 구조물 절단 플랫폼 제작’ 사업이다.

원복연은 국내 초기 원전인 고리1호기와 월성1호기가 영구정지됨에 따라 원전해체의 기술자립을 통해 안전한 해체작업을 지원하고, 해외 원전 해체시장 진출의 기술적 기반을 마련하는 산업통상자원부 산하기관이다.

케이엔알시스템이 이번에 본계약을 체결한 원전해체 로봇시스템은 원전의 핵심구조물인 칼란드리아(밀폐형 원자로 용기) 및 내부부속물을 원격 해체하는 통합플랫폼이다.

주요 구성은 ▲원자로 내부의 미세구조물을 원격으로 정밀 절단해서 인출하는 ‘수평해체시스템’ ▲고하중 양팔로봇으로 대형구조물의 원격해체 및 방사성폐기물을 격리 이송하는 중량물처리용 ‘수직해체시스템’ ▲해체물을 안전하게 옮기는 ‘중량물 인양시스템’ ▲칼란드리아를 감싸는 대형구조물을 해체하는 ‘칼란드리아 Vault 구조물 해체시스템’ 등 총 4개의 체계로 이루어진다.

케이엔알시스템의 원전 해체시장 진출을 가능케 한 핵심기술은 타 로봇대비 독보적인 힘을 발휘하는 유압로봇에 있다. 케이엔알시스템이 자체 개발하여 원전해체 로봇플랫폼에 적용할 로봇팔은 가반하중(물건을 들어 올리는 힘) 400kg급의 능력을 보유하고 있다.

또한 인체 노출시 수 초 내에 사망에 이를 수 있는 피폭방사선량 1,000,000mSV(밀리시버트)의 초준위 방사선 환경은 인간이 아예 접근할 수 없고, 일반적인 로봇이나 전자장비조차 수 분 내에 고장나는 수준이지만, 이 같은 극한의 환경에서 오작동 없이 정상기능을 발휘한다. 여기에 더해 수심 20m 이상의 심해(深海)에서도 정밀제어가 가능하고, 방폭 인증 획득으로 방사성 폐기물을 안정적으로 처리할 수 있다.

특히 이번 원전해체 로봇플랫폼에는 ‘스마트 유압제어 기술’과 ‘디지털 트윈 시뮬레이션’ 등의 제어기술과 함께 고온·분진·진동·습기 등의 극한 환경에서 해체와 절단 공정을 위한 방진·방수·내열·내진·내방사능 설계를 적용, 로봇시스템의 효율성과 안전성을 높인다는 계획이다.

원전해체는 ▲영구정지 ▲해체계획 승인 ▲비관리구역 해체 ▲사용후핵연료 반출 ▲방사성 계통·구조물 철거 ▲부지복원 순으로 진행되며, 고리1호기의 경우 올해 사용후핵원료 반출 및 방사성물질 제거 공정을 위한 사업자 선정을 앞두고 있다.

케이엔알시스템이 이번에 계약을 체결한 중수로 실증사업 참여 확정은 경수로보다 구조가 복잡하고 방사능 오염도가 높아 해체 난이도가 더 높다는 특징이 있다. 따라서 전 세계에서 처음 시도되는 중수로 해체기술을 선점한다는 의미가 더해진다. 케이엔알시스템은 이 같은 중수로 로봇 레퍼런스를 활용하여 고리1호기 등 경수로 방사선관리구역 해체 입찰 등에 적극 참여한다는 계획이다.

김명한 케이엔알시스템 대표는 "25년 업력의 축적된 기술력을 바탕으로 최고 난이도로 꼽히는 중수로 원전해체 실증사업에 선정되었다는 것은 우리가 가장 잘하는 분야에서 실력을 증명할 최고의 무대가 마련된 격”이라면서 “그동안 회사가 보유한 뛰어난 기술력에도 불구하고 '확실한 매출처'의 목마름에 대한 실적 가시성까지 동시에 확보하게 되었다”고 말했다.

케이엔알시스템은 ‘K-휴머노이드 연합’ 공식 참여기업과 ‘AI팩토리 전문기업’으로 선정되었으며, 이미 심해(深海)에서 작업하는 로봇과 제철소 용광로를 관리하는 로봇 기술이 현장에서 활용될 정도로 뛰어난 로봇 개발 능력을 보유하고 있다. 또한 기존 로봇팔보다 2배 업그레이드된 고성능 ‘다목적 유압 로봇팔’ 개발에 성공했으며, 소형 서보밸브 국산화에 성공하기도 했다. 최근에는 세계 최초로 전동 모터와 유압액추에이터를 하나로 결합한 로봇용 ‘하이브리드 액추에이터 라인업’을 완성하였다.