소형모듈원자로로 운항하는 대형 컨테이너선 건조 한발 더 나갔다

[빅데이터뉴스 채명석 기자] 천연가스를 포함한 화석연료 대신 소형모듈원자로(SMR)를 동력원으로 하는 상선의 실제 건조 가능성이 한층 더 높아졌다.

한국원자력연구원은 선박해양플랜트연구소(KRISO), 삼성중공업과 공동으로 개발한 용융염원자로(MSR) 적용 1만5000TEU(1TEU는 20피트 길이 컨테이너)급 컨테이너 운반선의 개념설계가 미국 선급협회(ABS)로부터 기본승인(Approval in Principle, AiP)을 획득했다고 16일 밝혔다.

AiP는 선급기관이 새로운 기술이나 설계의 개념 단계에서 관련 규정과 안전 기준을 바탕으로 기술적 구현 가능성과 안전성 등을 검토·확인하는 절차다.

연구소는 원자력 추진 선박과 같이 국제적으로 개발 초기 단계에 있는 분야에서는 개념설계의 기술적 타당성을 검증받는 과정이 중요한 의미를 갖는다고 설명했다.

MSR은 핵연료와 냉각재를 섞은 용융염(molten salt)을 액체 핵연료로 사용하는 소형모듈원자로(SMR)의 일종으로, 안전성이 높고 에너지 효율이 뛰어나 차세대 선박용 엔진으로 주목받고 있다.
이번 1만5000TEU급 컨테이너선에는 MSR 2기를 동력원으로 했으며, 전력계통과 선형·배치 설계 등을 최적화해 원자력 추진 선박의 안전성과 운항 효율을 높인 것이 특징이다.

전력계통 설계 관련 주요 특징은 △SMR 2기의 이중화 배치를 통한 출력 분담 △에너지저장장치(ESS)를 활용한 잉여 전력 저장 및 필요 시 공급 등을 통해 원자로 출력과 선박의 전력 수요를 효율적으로 관리하고 안정적인 추진 동력을 확보할 수 있다.

선형 및 배치 설계 측면에서는 △25노트급의 고속 선형 설계 △파랑 영향 및 충돌 사고 위험 최소화를 위한 원자로 중앙 배치 △확장된 파나마운하를 통항할 수 있는 1만5000TEU급 선형 적용 △기존 연료탱크 및 연돌(배기가스 배출 구조물) 제거를 통한 적재 효율 향상 △방사선으로부터 선원의 안전 확보와 가시성 기준을 고려한 거주구 최적 배치 등이 반영됐다.

연구원은 이번 성과는 분야별 전문 기관들이 힘을 모아 이룬 것으로 의미가 크다고 강조했다.

연구원은 컨테이너선의 동력원인 해양용 용융염원자로(MARINA) 개발을 담당했으며, KRISO와 삼성중공업은 원자력 선박의 고속 선형 설계와 원자로 및 주요 계통의 배치 설계, 전력 운영·제어 기술개발 등을 담당했다.

향후 참여 기관들은 원자로와 선박 간 인터페이스를 구체화하고, 선박의 운항 환경을 고려한 안전성 검증과 설계 고도화, 핵심 기술의 시험과 실증을 단계적으로 추진할 예정이다.

조진영 연구원 선진원자로연구소장은 “이번 성과는 K-문샷 프로젝트인 용융염원자로 기반 SMR 선박 개발 미션을 위한 중요한 이정표로, 세계 최고의 원자력 기술과 조선산업 경쟁력을 바탕으로 차세대 무탄소 선박 시장을 선도하는 기반이 될 것”이라며, “향후 연구원은 조선·해양 산업계, 선급, 규제기관 등과 힘을 모아 SMR 선박의 실물화를 위해 더욱 노력하겠다”고 말했다.

한편, 선박해양플랜트연구소는 2004년부터 2028년까지 SMR 추진 선박과 부유식 SMR 발전플랫폼 핵심기술 개발을 목표로 연구를 진행하고 있다.

채명석 빅데이터뉴스 기자 cms@thebigdata.co.kr