[특집]두산에너빌리티, 국내 사용후핵연료 저장사업 대비 설계 제작 기술 확보

두산에너빌리티가 사용후핵연료 저장을 위한 차세대 모델 개발에 속도를 내고 있다.

오는 9월 미국 원자력규제위원회(NRC)로부터 안전성을 강화한 모델에 대한 설계 인허가 취득 가능성이 높아지고 있기 때문이다. 국내 원전 사용후핵연료의 습식저장조 포화율이 높아지면서 그동안 국산화 추진 필요성이 제기돼 왔다.

지난해 12월 국무회의에서 확정된 '제2차 고준위방사성폐기물관리 기본계획'에 따르면 사용후핵연료가 보관 중인 원전 내 습식저장조는 고리본부와 한빛본부는 2031년, 한울본부는 2032년 포화될 것으로 예상됐다. 향후 안정적 전력 수급을 위한 국내 원전 가동률 증가 및 계속운전이 예상되면서 사용후핵연료 저장시설 확보는 반드시 해결해야 하는 선결과제다. 두산에너빌리티는 2015년 NAC와 기술협력 맺고 2017년 한국형 건식저장시스템(모델명 Doosan-DSS21)을 개발했다. 또 자체 설계역량을 확보해 저장 용량을 증대시킨 DSS24, DSS32 모델과 운반·저장 겸용 캐스크 'DPC-24'를 개발했다. 국내 환경에 맞는 다양한 캐스크 라인업을 구축하고 있는 셈이다. 또 안전성을 강화한 MSO-37 모델을 NAC와 공동개발해 미국 원자력규제위원회(NRC)에 설계 인허가를 신청했다. 현재 기술심사는 완료됐다. 공청회 등 행정절차만을 남겨 두고 있다. 올해 9월 인허가 취득이 유력하다.

지난해 3월에는 국내 기업 최초로 수출에 성공했다. 두산에너빌리티는 2019년 NAC와 체결한 공급 계약에 따라 콘크리트저장용기(VCC:Vertical Concrete Cask) 5세트를 미국 펜실베이니아주 스리마일섬에 위치한 TMI 1호기 원자력발전소에 공급했다. 두산에너빌리티가 수출한 캐스크는 높이 약 5.7m, 직경 3.4m, 무게 100톤이 넘는 중량물이다.

2020년에는 캐스크 핵심 구성품인 운반·저장겸용 캐니스터 2세트에 대한 공급계약을 추가로 맺어 지난해 6월 납품했다.

두산에너빌리티는 해외 고객으로부터의 뛰어난 제작능력과 품질을 인정 받아 작년 12월 TMI 2호기 원전용 콘크리트 저장용기(VCC) 14세트를 추가 수주해 제작 중이다.

국내 원전 가동률 증가와 계속운전에 따라 사용후핵연료 발생량은 증가할 것으로 예상된다. 안전한 사용후핵연료의 운반·저장에 필요한 캐스크는 국내외 수요 또한 증가될 것으로 보인다.

두산에너빌리티는 지속적 수요가 예상되는 국내외 캐스크 시장에 대비 다수 국내 중소 협력업체와 캐스크 제작을 위한 공급망 조성을 통해 안전성과 경제성을 갖춘 캐스크를 공급해 나갈 계획이다.

캐스크는 원자로에서 연소를 마친 뒤 배출된 사용후핵연료를 운반하고 저장하는 데 사용하는 특수 용기다. 사용후핵연료 방사선과 열을 안전하게 관리해야 하므로 특수 설계와 고도 제작기술을 필요로 한다. 캐스크는 용도에 따라 운반용, 저장용, 운반·저장 겸용으로 구분된다. 사용되는 용기 주소재에 따라 금속 또는 콘크리트로 구분된다. 주요 구성품은 수십여 다발 핵연료를 지지하는 내부구조물(Basket), 방사성 물질의 외부 누출 방지를 위한 캐니스터(Canister), 방사선을 차폐하는 특수 차폐소재, 구조적 안전성을 보증하기 위한 외형 구조물 등이다. 사용후핵연료는 원자로에서 연소 후 습식저장조에서 최소 5년 이상 저장되는 동안 충분히 냉각된 후 캐스크에 옮겨 담아 건식으로 저장하다가 최종적으로는 지하시설에 보관된다.

임중권기자 lim9181@etnews.com