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에너지 산업의 엔지니어링 솔루션, 전문기업 클레스(주)/원자력기술수출지원단
작성자 : AtomXport | 작성일 : 2013.03.27 00:00 | 조회수 : 7597

솔루션 제공을 통한 에너지 산업 R&D 가치창조

배관안정화종합관리시스템으로 원자력 발전설비 안정성 확보

 

<전문> 에너지 산업의 엔지니어링 솔루션 및 R&D를 위한 Laboratory를 자처하는 기업이 있다. 원자력, 화력, 풍력발전설비의 애로기술 해결 및 안정성 확보를 위한 기술 등 토털 솔루션을 제공하는 R&D 및 엔지니어링 전문기업 클레스㈜가 그 주인공이다. 기계·재료분야의 우수한 인력 및 특화된 기술력을 바탕으로 이 회사가 개발한 발전설비 배관안정화종합관리시스템은 이미 국내 주요 화력발전소, 원자력 발전소에 적용되어 기술력을 인정받고 있다.

 

원자력 발전 설비안정화를 위한 히든챔피언 클레스㈜

 

ATOMXPORT원자력, 화력, 풍력발전 등 에너지 산업의 토털 솔루션을 제공하는 클레스㈜(KLES ; Korea Laboratory Engineering System, Inc)는 다년간의 연구개발 경험을 바탕으로 발전설비 배관안정화종합관리시스템(이하 PLUMBER)을 개발하여 국내 화력발전소, 원자력 발전소 발전설비에 적용, 배관안정화 및 발전설비의 수명향상에 기여하고 있다.

 

전력연구원의 3차원 배관변위모니터링시스템 개발시 시스템 운영 및 제작에 참여한 경험이 있는 클레스는 이를 계기로 2005 3월 전력연구원과 기술이전계약을 체결하여 지속적으로 관련 기술개발과 상업화에 매진해 왔다. 특히 원자력발전분야는 2008 11월에 한국수력원자력()의 고리1호기 밀림관 3차원 변위측정을 수행하였고, 화력발전분야에서는 한국남동발전()의 영흥 1, 2호기를 2006, 2008년에 주요배관의 건전성평가를 위한 3차원 배관변위측정을 수행하여 터빈진동안정화와 배관수명평가에 필요한 정량적 자료 등을 제공하고 있다.

 

이 회사 조선영 대표는 “발전설비 배관의 건전성 평가와 안정성을 확보하기 위한 솔루션으로서 주요배관의 3차원 거동 모니터링 및 상태감시, 운전이력관리 등의 기능을 제공하며, 추가적인 배관 및 배관지지장치의 평가, 정비를 통하여 전체적인 발전설비의 수명향상에 크게 기여한다”고 배관안정화종합관리시스템에 대해 소개한다.

 

발전설비관련 기계 및 단위부품, 재료분야의 우수한 인재를 확보하고 학술연구용역을 성공적으로 수행해온 클레스는 재료시험장비를 설계·제작과 함께 발전설비 전문교육기관 한국배관트레이닝센터(KPPTC)를 설립, 운영하고 있다. 이 센터에서는 현장 실무자를 대상으로 실습 중심의 배관 전문교육을 제공해 배관분야 전문 인력을 양성하는 한편, 실무자 교육을 통해 표출된 현장 애로기술 해결, 프로세스 개선, 배관설비 용어 표준화에도 기여하고 있다. 현재 한국배관트레이닝센터에 ‘화력발전소 배관 및 배관지지장치’, ‘보일러 전체 하중을 지지하는 슬링로드’에 대하여 시뮬레이션 시스템을 구축하여 배관 전문가 양성 교육 프로그램을 운영하고 있다. 교육프로그램은 발전실무자들을 대상으로 이론 및 실무에 대한 집중교육과, 구축된 시뮬레이션시스템을 통하여 실제배관에 발생하는 문제의 원인 분석과 대책 마련 등의 실습으로 이루어져 이론과 실습을 병행한 교육과정으로 교육생들과 대상회사에 높은 호응을 받고 있다.

 

이밖에도 해외사업 파트너인 말레이시아 전력연구소(TNBR)와 기술협력관계를 강화하고, 말레이시아 발전교육원(ILSAS) 내에 발전설비 교육센터, IKIPS(ILSAS-KLES Integrated Piping Simulator)를 설립하여 동남아 지역의 발전실무자 교육과 주기적인 기술교류를 통해 국가의 위상제고에 기여하고 있다.

 

차별화된 PLUMBER의 기술력

 

클레스㈜의 주요 사업분야는 발전설비의 정비 및 유지관리를 담당하는 플랜트사업부와 연구용역 및 주문형 재료실험장비, 계측장비를 개발하는 R&D사업부로 나눌 수 있다. 주요 제품군으로는 발전설비 분야의 PLUMBER, 슬링로드 관리시스템, 인공지능형 살수기, 다축형 스너버, 풍력발전기 베어링 진동감시시스템, 주문형 수직이동작업대 등이 있다. 또 연구개발 분야의 제품으로는 원자력분야의 가동환경을 모사하기위한 LOOP와 고온고압의 가스 및 수환경에서 물성평가가 가능한 특수목적 시험기를 특화하여 한국수력원자력 중앙연구원, 한전 전력연구원, 한국원자력연구원, KAIST 등에 납품 및 공동연구를 진행하고 있다. 이와 더불어 피로·크리프·인장·압축·진동 등 다양한 재료물성평가 시험기를 주문생산하고 있다.

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“국내 화력발전소의 70% 이상이 20년 이상 운전된 발전소로서 점점 노후발전소가 증가하는 추세”라고 말하는 조선영 대표는 “이러한 노후 발전소의 배관들은 장기 운전됨에 따라 크리프, 피로, 응력집중, 과도한 변위, 배관지지장치의 오동작, 탈락 등의 손상에 의해 설계범위를 벗어나는 과도한 배관 처짐이 발생되고 주위 구조물과 간섭되어 배관팽창이 구속됨으로서 허용응력을 초과하는 응력집중이 발생되어 배관 균열, 파열 등 배관 손상이 급증되고 있다. 또한 신규 발전소의 경우도 건설초기에 배관의 3차원 위치분석과 시운전단계에서 고온고압 배관 3차원 변위자료 확보는 향후 주요배관의 사고예방과 정비에 필수적이다”라고 산업현장의 실정을 설명한다. 이어 그는 “발전설비의 주요배관의 유지관리는 매우 중요하지만, 현재 국내 원자력, 화력발전소와 석유화학플랜트의 배관 관리는 중요성을 인식하지 못하고 균열발생시 용접보수에 의한 일시 정비에만 국한되고 있다. 또 배관의 자중 및 열팽창 하중을 지지하는 Hanger에 대해서도 체계적인 정지상태(Cold) 및 운전상태(Hot)시 기록이 이루어지고 있지 않고 있다”며 “Hanger의 경우 Cold Hot의 상태 변화시 수직방향으로의 변위만 측정할 수 있고, 그 변위측정조차도 건설 시 설계하중의 오류, 장기운전에 의한 Hanger 내부 스프링 고착, 탈락 등 다양한 요인에 의해 정확한 변위측정이 불가능하다”고 설명한다.

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이에 클레스㈜는 배관의 3축 방향 변위를 실시간으로 측정하여 운전 중 배관거동을 분석할 수 있는 배관안정화종합관리시스템을 개발, 산업현장에 적용하여 주요배관의 건전성을 평가하고 터빈진동안정화와 배관수명연장에 필요한 정량적 자료를 제공하고 있다.

이 회사의 PLUMBER 3축 변위 계측장치와 배관지지장치 지침의 동작확인을 위한 네트워크 카메라, 온도 데이터를 수집하기 위한 센서 및 DAQ, DB서버 등의 하드웨어로 구성되며, 가혹한 고온고압환경 하에서 거동하는 배관의 3차원 변위를 측정 가능하도록 개발되었다. 또 배관계통에서 수집되는 변위, 온도, 영상정보와 데이터베이스에 저장된 다량의 배관지지장치 설계정보 및 자료를 통해 체계적인 배관관리가 가능하도록 구성되어 있다.

 

“기존 신규원전에 대한 설계타당성 여부 확인을 위한 3축 변위 계측방식은 사람이 직접 모눈종이를 이용하여 측정하는 방식으로 연속적인 측정이 아닌 측정당시의 변위만을 기록하는 인력측정방식으로 오류 발생의 가능성이 존재한다”고 설명하는 조선영 대표는 “그러나 PLUMBER를 적용하면 HFT 전 기간 동안 정확하고 연속적인 측정이 가능하며, 건설 당시의 해당 배관에 대한 전체 변위데이터가 확보됨에 따라 설계수명 기간의 건전성 유지 여부 평가가 상시 가능하다”고 PLUMBER의 기술력에 대해 설명한다.

 

해외 발전설비에도 PLUMBER 기술 전파

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클레스㈜는 2009년 말레이시아 TNBR PLUMBER 기술 도입에 대해 협의했으며 이를 계기로 PLUMBER를 말레이시아 Manjung Plant에 성공적으로 적용하였다. 이후 상호간에 신뢰관계를 구축해 TNBR MOU를 체결하게 되었으며, PLUMBER 적용 외에도 배관 및 지지장치의 점검 및 관리기술 교육을 요청해 말레이시아 발전교육기관인 ILSAS와 협력관계를 유지하고 있다. 또한 한국의 대표적인 발전정비회사인 KPS와 유사한 말레이시아 REMACO와 배관 및 보일러 지지장치에 대한 평가 및 정비사업을 함께 진행중이다.


“당사가 현재 주력하고 있는 PLUMBER 시장은 국내 화력발전소 및 원자력발전소이며, 해외에서는 말레이시아 이외에도, 최근 인도네시아 발전소와도 거래관계 구축을 위한 협상이 진행되고 있다”고 소개하는 이 회사 조선영 대표는 “ PLUMBER 외에 슬링로드 교정시스템, 인공지능형 살수관리 시스템, 다차원 배관 충격완충장치 등의 제품도 국내·외 발전소를 타깃으로 제품적용을 위한 마케팅 활동을 확대하고 있다”며 “특히 동남아뿐만 아니라 독일 및 유럽시장에도 진출할 계획”이라고 해외시장개척활동에 대해 소개한다.

 

연구개발 기술기반의 벤처기업, 강력한 무기는 ‘인재’

 

R&D 기반의 Laboratory Engineering System 개발회사인 당사는 유수의 대기업에 비해 인지도가 높은 회사가 아니다”라고 말하는 조선영 대표는 “때문에 전문인력 확보가 쉽지 않다”며 “그러나 모든 기술은 사람의 손끝에서 실현되기 때문에 당사는 우수한 인재를 확보하고 양성하기 위해 ‘인간중심의 경영철학’을 가지고 모든 구성원들이 자신의 미래를 걸고 일에 전념할 수 있도록 최대한 지원하고 있다”고 설명한다. 이러한 클레스㈜의 노력은 회사의 역량을 키우고 강력한 연구개발 벤처기업으로 성장하게 하는 원동력이 되었다.

 

현재 이 회사는 자체 연구개발뿐만 아니라 5개 화력발전사, 한국원자력연구원, 한국수력원자력 중앙연구원, 한전 전력연구원, KAIST 등과 학술연구용역 및 연구개발 등을 진행하고 있다. 자체연구개발로는 현재 가동중 원전의 일차측 주요배관의 3차원 변위를 측정할 수 있는 3차원 배관변위측정시스템을 개발하여 내환경검증단계에 있으며 방사선으로 접근이 곤란했던 원전 일차측 구역내 3차원적 배관거동을 정확히 모니터링 할 수 있어 배관안전관리에 진일보할 수 있는 계기가 될 것으로 보인다. 이중 5개 화력발전사 협력연구개발로 진행한 ‘옥외 저탄장 비산방지를 위한 인공지능형 살수관리 시스템’은 발전소 옥외저탄장의 비산을 저감하여 환경문제를 해결하고, 비산방지에 따른 경제성을 제고하는 효율적인 시스템으로, 현재 연구개발이 완료되어 발전소에서 현장실증 중에 있다. 또한 저탄장 비산특성분석, 실시간 풍향풍속계측, 저탄장 비산량 계측시스템과 연계하여, 습득된 데이터를 종합적으로 분석함으로써 지능형 적기살수 및 예방살수를 통한 환경문제 개선과 저탄소실 저감을 위한 효율적인 시스템이다. 이를 활용하면 원자력발전소 건설시 분진저감과 원전주변 환경관리에 도움이 되리라 판단된다. 이와 함께 지진 및 Water Hammering이 발생시 배관에 치명적인 사고 또는 문제가 발생되는데 원자력 및 화력발전소는 배관 충격완충장치를 설치하여 배관을 보호하고 있다. 이 제품은 후쿠시마 원전사고이후 내진설계에 있어 필수적이며, 대부분 일본과 독일 등 수입에 의존하고 있다. 이 회사는 5개 화력발전사 협력연구개발을 통해 ‘다차원 배관 충격완충장치’라는 일명 Snubber 국산화 개발에 도전중이며, 제품뿐만 아니라 유압식 제품평가시스템을 함께 제작하였다. 이 제품은 방향성이 불분명한 지진이나 Water Hammering 등 갑작스런 충격에 대해 배관 보호 기능을 발휘할 수 없는 한계를 해결하기 위해 진행된 연구개발로, 다차원의 방향성에 대한 충격으로 발생하는 배관 및 주요 설비의 보호가 가능하도록 개발 중에 있다.

 

8년간의 노력, 디딤돌 삼아 새로운 도약 만든다

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“작년 한해가 새로운 도약을 시작한 해라면, 지난 8년간의 노력을 디딤돌 삼아 향후 3년은 더 나은 미래를 위하여 매우 중요한 시기가 될 것”이라고 말하는 클레스㈜ 조선영 대표는 “특히 올 한해는 기존 시장을 다지고 새로운 사업을 발굴해야 하는 기간”이라며, “당사 구성원들 개개인에게도 새로운 도전과제들이 주어질 것이고 모두가 힘을 합쳐 해결해 나갈 것이며, 이를 통해 지금까지 해왔던 것처럼 앞으로도 클레스 구성원들과 가족들, 2세들까지 공유할 수 있는 회사를 만들고자 한다”고 올해 계획과 궁극적인 목표에 대해 설명한다.

 

이와 함께 클레스㈜는 발전사 및 배관 현장실무자들의 관심이 높은 한국배관트레이닝센터 운영에 있어서도 배관 전문가 양성 프로그램 고급과정을 신설하여 운영할 계획이다.

 
이성숙 기자
3119419@naver.com

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