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보고서 초록
요약문
SUMMARY(영문요약문)
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 17
제1절 연구개발의 목적 및 필요성 17
1. 기술적 측면 17
2. 경제적, 산업적 측면 17
3. 사회, 문화적 측면 18
제2절 연구개발 범위 18
1. 1차 년도 18
2. 2차 년도 18
제2장 국내ㆍ외 기술개발 현황 20
제1절 BMI Nozzle 검사 시스템 개발 20
1. 국내 기술개발 현황 20
2. 국외 기술개발 현황 20
제2절 PCSR 개발 20
2. 국외 기술개발 현황 21
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 22
제1절 기술개발 내용 22
1. BMI Nozzle 검사 시스템 개발 22
가. 자료수집 및 분석 24
나. BMI 손상유형 및 원인분석 26
다. 자동검사 시스템 설계 및 제작 29
라. 현장적용 39
마. 건전성 평가기법 개발 57
바. 응력해석 65
사. 해석방법 67
아. 해석결과 68
2. PCSR(Permanent Cavity Seal Ring) 개발 71
가. 국내외 자료수집/분석 71
나. PCSR 구성 76
다. 설계 시 고려사항 77
라. 설계 79
마. 누설량 검토 85
바. Layout Drawing 89
사. 해석적 평가 기법 개발 91
제2절 Mock-up 제작 및 시험 114
1. Mock-up 제작 114
2. 밀봉시험 116
제4장 연구개발 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 118
제1절 연구개발 목표 달성도 118
1. 연구개발의 최종목표 118
2. 연도별 연구목표 (연구개발 계획서 목표 및 내용) 118
3. 평가 착안점 119
제2절 관련분야의 기술발전 기여도 120
1. BMI(Bottom Mounted Instrumentation)Nozzle 검사시스템 개발 120
2. PCSR(Permanent Cavity Seal Ring)개발 120
제5장 연구개발 결과의 활용계획 121
제1절 BMI Nozzle 검사시스템 개발 121
제2절 PCSR 개발 121
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학 기술정보 (참고문헌) 122
(참고문헌) 122
APPENDIX 123
표 1. 국내 원전 BMI 노즐 사양 25
표 2. Wesdyne 에서의 성능시험 시 제기된 문제점 요약 38
표 3. 검사 조직도 41
표 4. 검사결과 (1) 52
표 5. 검사결과 (2) 53
표 6. 초음파탐상검사 확인 사항 55
표 7. 와전류탐상검사 확인 사항 56
표 8. 고리1호기 BMI 관통관 노즐 58
표 9. 연구개발 최종 목표 118
표 10. 연차별 연구개발 목표 및 내용, 평가기준 118
그림 1. BMI 노즐 22
그림 2. BMI 노즐형상 22
그림 3. #1 노즐 누설부 23
그림 4. #46 노즐 누설부 23
그림 5. STP 원전의 결함위치 및 형태 24
그림 6. 고리 1호기 BMI 노즐 배치도 25
그림 7. 장비 설치 30
그림 8. BMI 검사 30
그림 9. 6관절 로봇장비(ROSA V) 31
그림 10. BMI 2 Loop 결함 Specimen 32
그림 11. BMI 3 Loop 결함 Specimen 32
그림 12. BMI KSNP 결함 Specimen 33
그림 13. End Effector 33
그림 14. UT/ECT 겸용 Probe 34
그림 15. Mock-up에 설치된 로봇장비 36
그림 16. ROSA V에 End Effector를 부착 후 기능시험 37
그림 17. End Effector의 Probe 연결부의 동작상태 점검 37
그림 18. 미국 Wesdyne에서의 성능시험 장면 39
그림 19. 탐촉자 보정장면 42
그림 20. BMI Nozzle 검사(고리 1호기) 43
그림 21. BMI Nozzle 검사(고리 1호기) 43
그림 22. BMI 탐촉자 44
그림 23. PARAGON 16 Channel System 45
그림 24. 탐촉자 3set 45
그림 25. Exam Modeling Program for BMI 46
그림 26. End Effector 47
그림 27. 검사수행 시 예상되는 로봇과의 간섭 확인 48
그림 28. 결함시편 (1) 48
그림 29. 결함시편(2) 49
그림 30. Surface Crack of Pipe OD(#1) by TOFD 49
그림 31. Surface Crack in J-weld(#2) by Zero degree 50
그림 32. Circ Crack at Weld Interface(#4) by TOFD 50
그림 33. Leak Path by TOFD 51
그림 34. 고리1호기 BMI 노즐 위치 59
그림 35. Schematic of a Bottom Head Penetration Flaw Growth Chart for Part Through Flaws 61
그림 36. Schematic of a Bottom Head Penetration Flaw Tolerance Chart for Through-Wall Flaws 62
그림 37. Screened Laboratory Data for Alloy 600, with the MRP Recommended 75/50 Curve. Note that the Modified Scott Model is also Shown [5] 65
그림 38. A Three-Dimensional Model of the Outermost BMI Penetration (45.7 Degrees) 66
그림 39. Boundary Condition for Stress Analysis 68
그림 40. Axial Stress Distributions of Tube(Downhill) 69
그림 41. Axial Stress Distributions of Tube(Uphill) 69
그림 42. Location of PWSCC Crack Growth 70
그림 43. Crack Growth Predictions for Axial Inside Surface Flaw 70
그림 44. 탈착식 밀봉체의 구성 (운전중) 72
그림 45. 탈착식 밀봉체의 구성 (재장전기간중) 72
그림 46. 울진 1,2호기의 영구수조 밀봉체 73
그림 47. 한국표준형 영구수조 밀봉체 74
그림 48. 한국표준형 영구수조 밀봉체 (운전중) 74
그림 49. 웨스팅하우스형 영구수조밀봉체 단면 밀봉체 단면 75
그림 50. CE형 PCSR 형상(Waterford) 76
그림 51. 취부된 탈착식 밀봉체(영광 2호기) 78
그림 52. 원자로 보온재와 밀봉판 79
그림 53. 보온재와 탈착식 밀봉체(좌) 보온재와 PCSR(우) 79
그림 54. Seal ledge와 콘크리트 간격 및 제원 81
그림 55. 탈착식 밀봉체(Side View) 82
그림 56. 탈착식 밀봉체(Plan View) 82
그림 57. 웨스팅하우스형 핵연료집합체 87
그림 58. 하단 고정체 형상(일부분) 87
그림 59. PCSR Assembly 89
그림 60. PCSR 통기구 뚜껑 90
그림 61. 단면 A-A 90
그림 62. 단면 B-B 91
그림 63. PCSR 3차원 모델링 93
그림 64. Mesh generation 93
그림 65. 자중＋수압 경계조건 94
그림 66. 자중＋수압(응력강도) 94
그림 67. 열전달 경계조건 95
그림 68. 열전달 (온도:℃) 95
그림 69. 자중＋열하중 경계조건 96
그림 70. 자중＋열하중(응력강도) 96
그림 71. 자중＋수압＋OBE(응력강도) 97
그림 72. 자중＋수압＋SSE(응력강도) 97
그림 73. 자중＋열하중＋OBE 98
그림 74. 자중＋열하중＋SSE(응력강도) 98
그림 75. 영광 2호기 Fan 형상도 100
그림 76. 영광 2호기 Fan 성능곡선 100
그림 77. Cavity Cooling Air Flow Diagram 101
그림 78. Cavity Cooling Flow P&I Diagram 101
그림 79. Fan 출구에서 Cooling Path로 연결되는 Inlet 형상 102
그림 80. Fan으로 되돌아오는 Outlet 형상 102
그림 81. 원자로 주변 구조물 내 설치된 Outlet Path 형상 103
그림 82. 원자로 및 지지물 배치 103
그림 83. Containment 건물내 배관 및 Fan 배치도 [100FT] 104
그림 84. Cooling Air Path 및 원자로 하부 104
그림 85. PCSR 냉각성능해석을 위한 유동해석절차 105
그림 86. PCSR 최적설계를 위한 Case Study 절차 106
그림 87. Geometry Modeling (Inventer) 106
그림 88. 유동해석용 3D Space (Inventer) 107
그림 89. Cavity Cooling Air Path 3D 개념도 (Inventer) 107
그림 90. Meshing Model (Starccm＋) 108
그림 91. Poly형과 Tetra형의 성능비교표 108
그림 92. PCSR 설치전 해석결과 (온도분포) 109
그림 93. PCSR 설치전 해석결과 (압력분포) 109
그림 94. 8개 동일 Hole을 설치한 형상도 110
그림 95. 8개 동일 Hole 해석결과 (온도분포) 110
그림 96. 8개 Hole 해석결과 (국부적 온도상승) 111
그림 97. 6개＋2종 Hole 해석 (국부적 온도상승) 112
그림 98. 6개 Hole 해석결과 (온도분포) 112
그림 99. 6개 Hole 해석결과 (압력분포) 113
그림 100. PCSR Mock-up Lay-out 114
그림 101. 통기구 뚜껑 및 유연판 소재 115
그림 102. 내,외부 유연판 굴곡처리 115
그림 103. 밀봉판 표면 처리 116
그림 104. 밀봉시험 Lay-out 116
그림 105. 밀봉시험 117
그림 106. 밀봉시험 성적서 117
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