한국 원자력 잠수함 계획

 

일본에서 본 SSX (한국 원자력 잠수함 계획)

위의 내용에서 네티즌들의 댓글

한국형 3천톤급 원자력 추진 잠수함(SSN)생산과 관련된 說

볼프네 마리 2006-12-8 16:12 

(서울=연합뉴스) 김귀근 기자 = 3천t급 잠수함의 전력화 시기가 연기된 배경을 두고 논란이 일고 있는 가운데 군 당국은 '기술력의 한계' 때문에 불가피한 선택이었다고 주장하고 있다.

수중의 비밀병기인 잠수함을 개발하는데 필수적인 추진체계와 잠항 지속시간 연장, 소음방지 장치, 심해에서 견딜 수 있는 특수소재 기술 등을 향 후 6년 내 확보하기가 쉽지 않기 때문이라는 것.

-----------------------

기사를 참고로 하면

현재 잠수함 2차 사업으로 진행되고 있는 214급 획득사업은 6척의 추가도입으로 확정지어진 상태입니다. 이번 기사가 나오기 한참 전부터 2018년 한국형 3000천톤급 잠수함을 도입하기 위한 3차 사업이 계획 중이었습니다.

209급 9척의 생산과 창정비수준의 기술력을 보유한 대우조선에서도 3000천톤급 제작과 생산에 이상이 없다고 합니다. 창정비 능력은 실로 대단한 능력입니다. 또한 현대중공업은 건조기술과 생산능력에 있어서는 독일 HDW에 기술을 역수출할 정도의 능력을 갖춘 곳이고 더욱더 선진화된 능력을 가지고 있는 곳입니다.

자 위 기사를 한번 뒤 비도록 하죠,

심해에서 견딜 수 있는 특수소재에 대한 특수강 생산은 현재 HY-100까지 국내생산이 가능합니다. 소음방지를 위한 장치는 추진 체의 동력전달과정에서 발생되는 소음과 추진시키는 스큐류에서 발생되는 소음, 동체자체에서 발생되는 소음 등이 있습니다. 이외에 잡다하게(?) 전투체계, 전투무장(어뢰, 대함미슬, 어뢰기만장치, 기뢰 등은 생략하겠습니다) 등이 있습니다.

우선 추진체의 동력전달과정의 소음발생이라는 대목이 주위를 끌게 되는군요.

SSN(원자력 추진 잠수함)의 대부분 소음은 원자로에서 발생되어진다고 합니다. 추진체계가 원자력이라면 설계부터 기술시현, 프로토타입에서의 원자력추진체계에서 발생되는 데이타를 얻어야 하기 때문입니다. 이런 데이타는 누가 주지 않기 때문입니다.

우선 3차 잠수함 사업은 아직까지 추진체계에 대한 설이 난무하고 있는 실정입니다. 해군은 209, 214급과 같은 연안용 잠수함이 아닌 대양해군을 지향하는 사실로 본다면, 기동함대와 기동을 할 수 있기 위해서는 무한한 추진력과 잠함능력을 가진 원자력 추진 잠수함을 원할 수밖에 없습니다.

현 1800톤급에서 3000천 톤급으로의 상향은 덩치가 상당히 커지는 만큼 엔진출력이 높아지면 그만큼 소음이 늘어나고 소음 줄이면 엔진출력이 안 된다는 문제점이 있습니다. 원자력추진으로 나가는 게 좋은데 현재 실증적인 기술을 시현해 본적이 없는 우리의 여건상 무리하게 밀고 나가기엔 무리가 많습니다.

그리고 원자력 추진에 대한 부분은 타국이 국내에 이전을 민감하게 꺼리는 전략적인 사안이기에 짧은 기간에 욕심을 낸다면 맨땅에 해딩하는 식이 될 수밖에 없습니다.

현재 국내의 잠수함 건조능력으로 보았을 경우에는 디젤AIP급의 잠수함이라면 충분히 건조할 수 있는 능력이 된다고 보셔야 합니다. 하지만 연안용 잠수함이 아닌 대양해군 기동함대의 한부분이 될 차기잠수함으로써는 그 한계가 분명히 있습니다.

이에 해군은 이미 몇 년 전부터 차기잠수함은 214급 9척을 생산한 후인 2018년부터 3척의 중형잠수함을 생산한다는 계획을 세운 것으로 알고 있습니다.

현재 개발 완료된 스마트 원자로는 담수화 플랜트 등에 이용될 목적으로 개발되고 있지만 함정용으로는 전용이 된 실적이 없습니다. 프랑스의 드골급 중형 함모에도 원자로가 도입되었지만 설계의 미스로 인해 함체를 두 동강내는 대수술을 받아 그 수명이 절반으로 단축된 선례가 있습니다.

개인적인 예측으로는 원자력 추진체계에 대한 좀 더 많은 데이타와 신뢰성을 위한 기술향상을 위한 조치였다고 파악되고요. 214급의 6척 추가도입은 전력공백을 메우기 위한 조치였다고 판단되어집니다.

위 사항들은 전시작전권 환수와 다가오는 남북연방제를 향한 변화의 시기를 대비하려는 참여정부의 입장과도 땔 수없는 관계로 보셔야 합니다. 

****************************

볼프네 마리 2006년12월8일 16시29분        

스마트 개발단장인 장문희 단장은 "우리는 이미 33만 kwt급의 Smart-330의 설계를 끝내고, 2008년 까지는 이 설계용량의 1/5 크기의 65Mwt 파일럿 플랜트를 건설하여 각종 테스트를 할 예정" 이라고 합니다.

참고로, Smart-330은 울진 등에서 가동 중인 한국표준형 원자로의 1/10 용량 이라고 합니다.

 

 

일체형 원자로는 러시아 볼가강 부근에 있는 니즈니노보고市에 있는 OKBM社가 원천 개발자로 구소련 시절부터 잠수함 및 쇄빙선용으로 개발하여 210척 이상 채용하였다는 것입니다.

OKBM社는 10여 년 전부터 우리나라의 원자력연구소 및 두산과 접촉하여오고 있으며, 우리나라는 OKBM社를 대리하여 소형 원자로인 PASE-600 (650Mwt), KTL-40 (165Mwt)를 해외 10곳 이상에 수출대행을 해주고 있다고 합니다.

***********************

2010년 400MW SMART 수출

과기부, 실증시험 완료… 민관 컨소 수출체계 가동   

 

일체형원자로(SMART)

 

과기부는 오는 2010년까지 4300억원 투입해 해수담수화 일체형 원자로(SMART) 실증시험을 완료하고 본격적인 수출사업을 추진키로 했다.

과기부는 한국원자력연구소, 한전, 두산중공업, 한국전력기술 등 민관 컨소시엄을 구성해 열 출력 400MW급 SMART 수출체계를 가동키로 했다.

과기부는 최근 대형 국가연구개발 실용화사업 과제로 확정한 SMART의 상세 설계를 내년 중 마무리하고 2007년부터 한국원자력연구소에서 실증시스템 설치 및 시험을 실시해 2010년 수출에 나서기로 했다.

SMART는 물 부족 현상과 전기 생산을 한꺼번에 해결할 수 있는 중소형 원자로로 아프리카 등 제3세계 국가에서 큰 관심을 불러일으키고 있는 설비다.

과기부는 하루 전기생산량 10만kW, 물 생산량 4만톤 이상을 생산하기 위해 열출력 330∼400kW급 원자로가 필요할 것으로 판단해 상세 설계에 이 같은 내용을 반영키로 했다.

열출력 400kW 규모의 SMART 플랜트의 가격은 1기당 3000억원대로 현재 논의가 진행되고 있는 인도네시아(2기), 아랍에미레이트(8기), 칠레(6기) 등에 공급할 경우 수조원의 수출실적도 가능한 상태다.

과기부 원자력정책과 한 관계자는 “SMART 기술이 중소형 원자로 틈새시장에서 각광 받는다”며 “원자로 실증에 필요한 예산을 확보하고 민간 참여를 확대해 계획적으로 추진하면 수출 길은 충분할 것”이라고 밝혔다.

천근영 기자 (기사참조)

******************************

즉, OKBM社의 일체형 원자로는 언제든지 원자력잠수함용으로 채용할 수 있다는 것입니다.

스마트는 5%(정확히는 4.95%) 농축 우라늄을 사용하도록 설계하였지만, 20% 짜리로 바꾸어 사용하는데 문제가 없다고 합니다. 농축도 5% 짜리를 20%로 바꾸어 사용하려면 운전용 조정-관리 프로그램만 바꾸면 간단히 해결 된다고 합니다.

20% (정확히는 19.75%) 농축 우라늄은 재처리하지 않으면 다른 용도로는 쓸 수 없으므로 IAEA에서는 사용 후 재처리 하지 않는 것이 확실하면 특별한 제재를 하지 않고 있어 비교적 자유로이 20%를 구입 사용할 수 있다고 합니다. 현재 원자력 연구소의 하나로 원자로 연료가 20% 라는 군요.

물론 20%라고해도 미국 등의 90%대 농축 우라늄에 비하면 교체시기도 짧은 단점은 남습니다만, 20%를 쓰면 연료교체주기가 6년 정도로 늘어나는데, 지나와 프랑스의 핵잠 연료가 20% 라고 합니다.

대부분의 잠수함들이 5-6년마다 over-haul 작업을 하는데 이는 연료교체 기간과 일치하는 면도 있습니다.

그리고 2007년부터 건조에 착수하여 2012년에 배치하려면 스마트로는 검증과 관련하여 시간적으로 부담스럽기 때문에 초도함은 러시아의 원자로를 장착하는 방법도 검토될 수 있다는 견해도 있다고 소개하고 있었습니다.

*************************

볼프네 마리2006년12월8일 19시34분

        

미 DIA가 미 의회에 보고한 내용에 따르면 북한은 양키와 골프급 잠수함 수십 척과 러시아제 핵추진 잠수함(SSN, SSBN) 을 인도받아 운영 중인 것으로 알려져 있습니다.

몇 해 전 국방부 국정감사에서 정형근의 질의 내용 중 북한은 세계최대의 잠수함 1척을 운영 중이라는 공식적인 답변이 있었던 것으로 알려져 있습니다.

미국령인 태평양 '괌'의 버지니아급 잠수함이 6척까지 증강되는 이유도 이러한 원인이 내재되어 있다고 판단됩니다.

****************************

볼프네 마리2006년12월8일 19시38분

       

전략급 자산에 속하는 잠수함에 관해서는 100% 밝히기 어려운 점도 있을 거라는 생각도 해봐야 합니다. 동력계에 대한 노하우의 부족이 거나 시기상 바람직하지 않아서 그럴 수도 있을 것입니다. 그렇다고 해서 이런 내용이 모두 다 공개되는 것은 바람직하지 않습니다.

중공의 대수상함 증강속도(말 그대로 찍어내는 수준)를 보아서도 현 정부의 잠수함 증강 사업은 바람직한 판단이라고 판단됩니다.

***********************

뽀삐2006년12월10일 12시15분        

볼프네마리님이 비교적 정확한 정보를 정리하셨군요. 관심이 많으신가봅니다 ^^

제가 알고 있는 대로만 추가하자면, 스마트원자로는 처음부터 선박용과 담수용 2가지로 제작 추진되었고 제작 추진 팀도 둘이었습니다.(초기 스마트에 관한 설명 ppt자료에 나오는 내용) 그 후 담수용의 제작이 추진되면서 선박용은 가타부타 말이 없이 사라졌죠(프로그램이 폐기되었다는 뜻이 아니라 비공개로 전환되었다는 뜻입니다)

현재 우리나라에서 추진하고 있는 원자력잠수함체계는 스마트원자로와 전기식 추진 장치를 결합하여 프랑스의 신형잠수함인 바라쿠다(제작 중)처럼 소음이 기존원자력잠수함보다 작으면서 35노트이상의 잠항속도를 가지는 최신형의 잠함인 것으로 파악하고 있습니다. 실제로 현대중공업에 바라쿠다의 설계도면을 확보하면 3000T급의 수주를 넘겨주겠다는 구두제의가 있었다는 소문도 있었을 정도로, 국방부의 이 체계에 대한 확보의지는 확실히 있는 것 같습니다.

 

 

바라쿠다 급 잠수함은 프랑스의 차세대 공격형 원자력 잠수함이다.

루비급을 대체하게 된다.

최초로, 해외기업에 하도급을 발주하는 프로젝트라고 한다.

2002년 기준으로 47억불 (4조 7천억원)미만의 비용으로 6척을 건조할 예정이다.

수상배수량 3500 t

수중배수량 4600 t

길이 97 m (318 ft)

직경 8,8 m (28.9 ft)

추진체 K15 원자로 (출력 150 MW)

2개의 비상용 전기 엔진

1개의 펌프 프로펠러

수상속도 25 노트 (46 km/h) 이상

수중속도 14 노트 (26 km/h)

잠항심도 400 m

최대작전일수 50일

거리 10년 (원자로 재급유 및 오버홀 주기가 10년)

장교 8명, 수병 48명, 4 quarter-masters

533 mm 어뢰관 4개

스칼프 순항미사일 12발

엑조세 미사일

Black Shark 어뢰

바라쿠다급 공격 원자력 잠수함의 추진체계

프랑스의 루비식 잠함에 처음 시도되었던 원자력엔진+전기식추진의 장점은 원자력추진체계에 바로 발전 축을 연결하여 돌리는 경우에 발생하는 소음을 확실하게 줄일 수 있다는 점과 그 발전축이 차지하는 공간을 줄일 수 있다는 두 가지 장점이 가장 큽니다. 루비식의경우는 초기형의 경우 25노트 정도밖에 속도가나지 않고 잠항지속기간도 50일에 불과했으나 후기형의경우 AIP시스템을 추가하면서 원자력발전기+전기추진프로펠러+aip조합으로 70일이상의 잠항시간을 기록한 것으로 압니다. 루비 식은 불과 2,660톤의 수중배수량을 가지는 소형 잠수함입니다.

우리나라가 탐내는 기술은 이러한 프랑스의 저소음 원자력 추진 잠수함인 것으로 파악되고, 여기에 바라쿠다급에서는 성능이 향상되어 35노트이상의 잠항이 가능한 것으로 보여 지므로 (아직 개발 중) 이것을 우리가 도입할 경우 프랑스와 더불어 세계최초의 기술이 됩니다. 따라서 6년 정도 개발이 늦춰진 것은 당연한 것 일 수도 있습니다. 실제로 ADD가 이 부문에 욕심을 내고 있다고 보여 집니다.

65MW의 스마트는 실제로 기존 잠함에 탑재하는 원자로와는 전혀 급이 다릅니다. 그 파워나 기술력에서 3.5세대의 것입니다. 제가 몇 년 전에 이미 이 스마트-P 원자로를 3천~4천톤급 잠함에 탑재 했을 경우 35노트이상의 잠항속도를 가지는 괴물이 될 것이라고 한 적이 있었습니다. 여기에 저소음 추진체계를 결합하려는 것이 ADD의 야심입니다-

거의 현대판 거북선입니다.

오해하시 쉬운 것이 HY80, HY100강등에 대한 내용인데, 사실 강의 절대강도는 잠항심도에 절대적인 차이를 만들어주는 것은 아닙니다. HY80강으로도 HY100강으로 만든 잠수함보다 더 깊이 잠수할 수 있다는 것이 엔지니어들의 견해더군요.

그것은 구조설계분야의 문제와 더 연관성이 깊습니다. 그러나 현재 제가 알고 있기로는 포스코에서 이미 HY130강에 대한 제작기술을 가지고 있고, 소요만 제기하면 얼마든지 양산할 수 있다고 합니다. 이와 관련된 용접기술이 개발된 것은 상당히 오래전입니다. 고장력강은 용접기술이 있어야 활용할 수 있습니다. 이와 관련된 자료는 제 블로그에 두었는데 잠수함관련해서 관심이 많으시면 나중에 따로 글 올려드리겠습니다.

**************************************

차세대 지역 에너지 연구소

소형동력 연구실은 지역에너지원으로 본 연구소가 기술 개발하고자 하는 대상 소형 동력원자로 외에, 극소형 지역에너지원으로는 물론이고 해양, 우주 등에도 활용 가능한 기타 소형 동력시스템을 개발하고 실용화하는 데 필요한 기초기술을 개발하는 것을 목표로 한다. 이러한 소형 동력시스템에는 선박용 원자로나 micro-gas turbine 그리고 신재생에너지 시스템 등이 있다. 현재 현대중공업과 더불어 원자로 선박제작 요건과 SMART-P를 선박용 원자로로 변환시킬 수 있는 기초 기술을 연구 중이다.