터빈은 발전소에서 가장 중요한 설비다. 기술력 확보 수준에 따라 그 나라 발전산업 경쟁력이 결정된다.
한국은 발전소 관련 설비 대부분을 국산화하는 데 성공했지만 아직 터빈 관련 핵심 기술은 갈 길이 멀다. 정부는 고효율 화력발전소를 그린에너지 전략로드맵에 포함시켜 가스터빈 기술을 확보한다는 계획이다.
한전KPS(대표 태성은) 가스터빈정비기술센터(이하 GT센터)는 가스터빈 부품 정비 및 로터 정비를 주력으로 터빈 국산화를 위한 기술노하우를 축적하고 있는 곳이다.
한국전력 6개 발전회사·포스코·지역난방공사·민간발전회사가 보유한 GE·웨스팅하우스·ABB의 가스터빈에 대한 전문적인 수리 및 재생서비스를 제공하고 있다. 일반 증기터빈과 산업 플랜트 정비 기술력을 갖추고 있으며 100여명의 자체 전문 인력을 보유하고 있다.
LNG발전소 등에 사용하는 가스터빈은 전력소모가 많은 피크시간에 가동비율이 높아 설비 부담이 크다. 1350도 고온에서 운전하며 수시로 기동과 정지를 반복해 열 피로·균열·부식·소손 등 손상이 발생한다.
GT센터는 용접·기계가공은 물론이고 재질분석·코팅·균형시험·비파괴검사 등 가스터빈 관련 토털 정비서비스를 제공하고 있다.
터빈 수명 평가를 위한 재질분석은 초합금 분야 전문가를 중심으로 진행한다. 복원작업을 위한 용접은 민감한 재질 용접에 사용하는 가스 텅스텐 아크용접 등 특수방식을 주로 사용한다. 또 재질에 따라 40여종의 용접절차에 대해 GE로부터 자격을 부여받아 품질을 확보하고 있다.
코팅작업에는 고온부식 방지 및 열 차단 작업을 수행하고 기존 코팅 제거 시 배출되는 중금속 및 유독가스 정화·방출하는 등 친환경 공정기법 개발에 나서고 있다.
GT센터는 가스터빈 정비·재생 복원과 함께 역엔지니어링 기법을 통한 국산화 작업도 수행하고 있다.
실험실의 재질분석과 3차원 측정기(CMM) 및 CAD 시스템을 사용해 가스터빈 및 발전설비 등 산업 전반에 대한 역설계를 진행한다. 생산에 필요한 정밀 도면을 작성하고 각종 터빈부품 국산화 제작으로 수입대체 효과 및 기술자립을 이뤄가고 있다.
최근에는 태국·인도·필리핀 등 해외 발전설비 정비서비스도 제공하면서 국내 가스터빈 정비 기술을 수출하고 있다.
한전KPS는 대형 발전용 가스터빈 상용개발에 나설 계획이다. 지난 9월에는 한국동서발전·STX메탈·한전 전력연구원과 ‘가스터빈 회전익 제작기술 개발협약’을 체결하기도 했다. 이번 협약을 통해 한전KPS는 회전익 1~3단 개발을 추진한다. 회전익 1~3단은 가스터빈 부위 중 최고온에 노출되는 부품으로 터빈 국산화를 위한 필수 확보기술이다. 한전KPS는 전량 수입에 의존하고 있는 가스터빈 회전익 1~3단 개발을 통해 정비 비용 및 기간을 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.
조정형기자 jenie@etnews.com
