한수원, 신고리 3·4호기에 '디지털 트윈' 적용

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가상공간에 사물·시스템 등 동일 구현
원전 운영·고장 예측·실시간 감시 용이
'빅데이터 플랫폼' 시범 구축 작업 착수

게티이미지뱅크
<게티이미지뱅크>

한국수력원자력이 한국형 원전이 적용된 신고리 3·4호기에 '디지털 트윈' 개발을 위한 빅데이터 플랫폼을 시범 구축한다. 빅데이터 플랫폼은 원전 운영과 고장예측 진단, 실시간 감시 등을 위한 시각화 모델을 만드는 데 쓰인다. 한수원은 현재 건설하고 있는 신고리 5·6호기에도 이 같은 모델을 본격 적용할 계획이다.

한수원은 이 같은 내용을 담은 '디지털 트윈용 빅데이터 플랫폼 구축 및 2차 계통 열성능 분석 시뮬레이션 기술 개발' 사업을 시작했다고 27일 밝혔다.

사업은 신고리 3·4호기에 빅데이터 플랫폼을 시범 구축하고 주요 설비별 감시·진단 및 열성능 시뮬레이션을 개발하는 것이 핵심이다. 또 4차 산업혁명 기술을 적용한 원전 디지털 트윈 인프라 기반 확보를 목표로 하고 있다.

디지털 트윈은 현실 세계에 존재하는 사물·시스템·환경 등을 가상공간에 동일하게 구현한다. 가상공간에 형태뿐만 아니라 움직임까지 구현하면서 시스템 모니터링과 운영, 최적화 등을 수행한다. 특히 원전과 같은 고도화된 기술이 적용된 상황에서는 디지털 트윈을 통한 안전 관리 등이 중요하다.

한수원은 디지털 트윈 요소기술 구현 시범 개발을 위한 빅데이터 플랫폼을 구성하고 원전 주요 설비별 감시·진단 및 열 성능 시뮬레이션 기술을 개발할 예정이다. 이를 통해 2차 계통의 열성능 관리 프로그램(R-PAS) 개선을 통한 최적의 운전 효율을 확보한다는 구성이다.

한수원은 디지털 트윈 시스템 구축을 위해 총 6개 서버를 운영한다. △머신러닝(진단모델·예측결과 연산처리) △시뮬레이션(2차 열성능 시뮬레이션 예측) △가시화(3D모델 기반 시각화 콘텐츠 제공) △애플리케이션(사용자 입력·시스템 운영제어) 서버에서 수집한 데이터를 '디지털 트윈 플랫폼 서버'에서 운영하고, 시스템도 운영·제어한다. 디지털 트윈 플랫폼 서버에서 수집한 데이터는 중계서버에서 조기경보와 예측 진단 등을 수행한다.

한수원 디지털혁신추진단 관계자는 “원전 설비 관리와 발전 운영에 디지털 트윈 기술을 접목할 계획”이라면서 “원전 발전소와 동일한 가상 모델을 만들어 발전 설비가 어떻게 변할지 예측하고 고장도 관리할 것”이라고 밝혔다.

한수원은 내년 상반기까지 단계별로 기술 성과를 공개할 계획이다. 올해 안에 △디지털 트윈 분야별 설계 세부 아키텍처 △디지털 트윈 빅데이터 플랫폼 확대 구축을 위한 현황 조사 △기존 요소기술 연계 프로그램에 관해 연구 결과를 발표한다. 내년에는 △주요 설비별 디지털 트윈 모델(3D) △2차 열성능 감시·진단·시뮬레이션 프로그램 △관제용 시각화 프로그램 및 플랫폼 △관제용 시각화 플랫폼 운영 절차 △디지털 트윈 시범 운영 절차 등과 함께 디지털 트윈 기술개발에 관한 최종 보고서를 만든다.

한수원 관계자는 “디지털 트윈은 한국형 원전 모델인 'APR 1400'이 적용된 신고리 3·4호기에 시범 적용된다”면서 “이후 신고리 5·6호기에 전체적으로 디지털 트윈 모델을 활용할 것으로 전망된다”라고 말했다.

변상근기자 sgbyun@etnews.com