순수 국내 기술로 개발해온 중소형 원자로 SMART(스마트)가 표준설계인가(SDA)를 획득했다.

한국원자력연구원(원장 정연호) 및 KEPCO 컨소시엄(KEPCO, POSCO 등 13개 민간기업)은 지난 ‘10.12월 원자력(연)과 한국전력이 공동으로 원자력안전위원회에 신청한 SMART 원자로 표준설계인가 신청에 대해 7월 4일 승인을 받았다고 밝혔다.

* 표준설계인가(SDA : Standard Design Approval)

동일한 설계의 발전용 원자로(원전)를 반복적으로 건설하고자 할 경우 인허가 기관이 원자로 및 관계 시설의 표준설계에 대해 종합적인 안전성을 심사해서 인허가를 주는 제도

SMART는 원자로계통을 구성하는 주요 기기를 하나의 압력용기 안에 배치해 안전성을 획기적으로 높인 일체형 원자로로서, 일체형 원자로로는 세계 최초로 인허가를 획득함으로써 중소형 원전 분야에서 세계 최고의 기술을 보유한 국가가 됐다.

특히, 중소형 원전 시장을 선점하기 위해 미국 등을 중심으로 중소형 일체형 원자로 개발 경쟁이 가속화되는 상황에서 경쟁국보다 한 발 앞서 인허가 취득에 성공함으로써 중소형 원전 세계 시장을 선점할 수 있는 기반을 마련하였다.

또한, SMART는 한국형 신형경수로(APR1400) 등의 계보를 이어 4번째 국내 독자 개발 원자로로서, 해외 원천기술을 전수받거나 개량해 국산화한 것이 아닌 100% 순수 토종 기술로 완성한 원자로라는 데 의의가 있다.

1997년 한국원자력연구원이 소규모 전력 생산 및 해수담수화 시장을 겨냥한 ‘수출전략형 원자로’로 개발하기 시작하여, SMART 개념설계(’97.7~‘99.2), 기본설계(‘99.4~’02.3), 열출력 65MW 규모 파일럿 플랜트 개발(’02.7~‘06.2) 등을 수행했다.

이어 2009년부터 한국원자력연구원과 KEPCO 등 산업체가 공동으로 ‘SMART 기술검증 및 표준설계인가 획득 사업’을 수행하여 개발을 완성했다.

3년간 1,700억원이 투입된 이 사업에는 정부가 700억원,  KEPCO, POSCO 등 국내 대표 13개 기업이 1,000억원을 투자했으며,  한국원자력연구원과 한국전력기술, 한전원자력연료, 두산중공업 등 원자력 관련 최고 기술을 보유한 전문기업들이 개발에 참여하는 등 SMART 기술 완성을 위해 국내 연구계 및 산업계의 핵심 역량이 집결됐다.

SMART는 총 개발 기간 15년에 예산 3,103억원(정부 1,488억원-민간 1,615억원)이 투입됐으며, 연인원 1,500명의 연구 및 개발 인력이 참여해서 완성됐다.

SMART는 전기 출력이 대형 원전(1,000MW 이상)의 10분의 1 이하 수준인 100MW의 소형 원전으로, 증기발생기, 가압기, 원자로냉각재펌프 등 원자로 1차 계통 주요 기기들을 모두 한 개의 원자로 압력용기 안에 설치한 일체형 원자로이자,

전력 생산 뿐 아니라 바닷물을 민물로 바꾸는 해수담수화 또는 지역 난방, 공정열 공급 등에 다양하게 활용 가능한 다목적 원자로이다.
SMART는 전원 없이도 자연대류에 의해 냉각수를 순환시키는 피동잔열제거계통을 채택, 일본 후쿠시마 사고 같은 전원상실사고가 발생해도 전원 복구 없이 20일까지 노심의 잔열을 제거할 수 있으며,

전원 없이 작동하는 화학적 수소 결합기를 적용하고, 쓰나미 홍수위를 10m로 설계하는 등 후쿠시마 사고 후속 조치 개선사항 중 10개 항목을 설계에 반영하였다.

또한 일체형 원자로로 개발되어 1차계통 주요 기기를 잇는 배관이 없어 배관 파손으로 인한 사고 가능성을 원천적으로 제거하였고,

중대사고시 격납건물과 원자로압력용기 사이 공간을 전기 없이도 중력으로 물로 채울 수 있도록 설계해 노심용융과 증기폭발 가능성을 차단하고, 대형 항공기 충돌시에도 안전한 격납건물을 채택하는 등 안전성을 보다 강화하였다.
SMART는 발전단가(kWh당 6~10센트)가 중소형 규모 화력 발전소(LNG는 kWh당 최대 14센트, 중유 최대 21센트)보다 저렴하여, 전 세계 발전소의 65퍼센트 이상을 차지하는 중소형 화력 발전소의 대체 수요로 충분한 경제성을 갖추고 있다.

또한, SMART 1기당 건설 비용은 7,000억원 선이며, 공장 제작 후 현장 설치로 건설 공기를 단축할 수 있어,

초기 대규모 투자에 따른 금융 리스크를 최소화할 수 있고, 조속한 건설을 통해 사업비 감축이 가능하며,

다수 호기 분산 건설시 송전망 구축 및 송배전 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
표준설계인가를 획득함에 따라 SMART 개발에 참여해온 KEPCO 컨소시엄의 주도로 한국원자력연구원의 협력 하에 중소형 원전 세계 시장 진출이 기대된다.

SMART의 잠재 수요국은 전력 소비량이 적어 대형 원전을 건설하기에 부적절한 소규모 전력망 국가, 인구가 분산돼 있어 대형 원전을 건설할 경우 송배전망 구축 비용이 과도하게 소요되는 인구분산형 국가, 물부족 국가 등으로, 필리핀, 몽골, 말레이시아, 칠레, 카자흐스탄, UAE, 사우디아라비아, 리비아, 인도네시아 등이 이에 해당한다. 또한 미국과 같은 선진국의 노후된 화력 발전소의 대체 발전원으로도 적용 가능하다.

미국, 러시아, 아르헨티나 등이 이들 중소형 원전 시장을 차지하기 위해 개발에 박차를 가하고 있는 가운데, SMART가 가장 먼저 인가를 받음에 따라 2050년까지 약 350조원 규모로 추정('05, STEPI)되는 세계 중소형 원전 시장을 선점할 수 있을 것으로 기대된다.

SMART 수출이 성사되면 우리나라는 연구용 원자로 수출(‘09년 요르단)-대형 원전 수출(‘09년 UAE)에 이어 중소형 원전까지 원자로 수출 라인업을 구축함으로써, 명실상부한 원자력 시스템 주요 공급국으로 자리매김하고 대형 상용 원전과 동반 수출을 통해 국가 신성장 동력 창출에 기여할 전망이다.