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SUMMARY(영문요약문)

Contents

목차

제1장 연구개발과제의 개요 31

제1절 연구개발의 필요성 33

제2절 "증기발생기 건전성향상기술 개발" 대과제 35

제3절 연구개발의 목적 및 범위 36

제2장 국내·외 기술개발 현황 37

제1절 국외 기술개발 동향 39

제2절 국내 기술개발 현황 42

제3절 검사성능 기술 현황 44

1. EPRI ETSS 44

2. EPRI 및 소유자그룹 보고서 49

3. EPRI SGMP Integrity Tool 52

4. EPRI QDA Database 58

5. 국내 QDA & SSPD 65

6. NRC SGTIP3 ECT Round Robin 평가 66

7. EPRI AAPDD (자동평가프로그램 성능검증 DB) 75

8. 균열크기 평가 기술 77

제3장 연구개발 수행내용 및 결과 81

제1절 고리1 구증기발생기 ECT RR 평가 83

1. 서론 85

2. 추진 실적 87

3. POD 평가 112

4. 균열크기 평가 165

5. 검사 신기술 검증 188

6. 결론 193

제2절 확률론적 건전성평가 프로그램 개발 197

1. 서론 199

2. 계산 알고리즘 211

3. 모델 F 증기발생기 AVB 마모 224

4. 표준경수로 증기발생기 마모 240

5. 울진 1,2호기 축균열 250

6. 결론 266

제3절 복합하중을 고려한 파열 및 누설 모델 개발 269

1. 서론 271

2. 증기발생기 전열관의 복합하중 분석 273

3. 소성붕괴, 파열 및 누설 성능기준 평가 290

4. 복합하중을 고려한 성능기준 수립 343

5. 결론 352

제4절 열수력 및 슬러지 평가 기술 개발 355

1. 서론 357

2. 열수력 해석 358

3. ECT 신호 분석기술 개발 382

4. 진단기술 현장 적용 결과 390

5. 복합세정 공정 개발 403

제5절 Alloy 600 Mockup 균열 제조 기술 개발 443

1. 서론 445

2. 문헌 조사 446

3. 균열 생성 방법론 개발 455

4. Alloy 600 Mockup 시험편 생성 487

5. 결론 496

제6절 Alloy 600 균열 성장속도 실증시험 기술 개발 499

1. 서론 501

2. 응력부식균열 성장속도 실증시험장치 설계 및 제작 502

3. Alloy 600 미세조직분석 506

4. 응력부식균열 성장속도 실증시험 수행 511

5. 요약 및 향후 추진방안 519

제4장 연구개발 목표달성도 및 관련 분야에의 기여도 521

제5장 연구개발결과의 활용계획 525

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 529

표 1-1. "증기발생기 건전성향상기술 개발" 대과제의 세부과제 목록 35

표 2-1. 열화탐지기술 인정기준 (90% 신뢰도, POD 80% 이상) 44

표 2-2. 탐촉자별 EPRI ETSS 현황 45

표 2-3. 열화유형별 현행 검사기술 ETSS 48

표 2-4. 열화가 아닌 검사신호에 대한 확인 검사기술 49

표 2-5. POD 성능검증에 필요한 시편 및 평가팀 수 요건 54

표 2-6. 90% 신뢰수준의 False Call 비율 및 NDD 시편수 요건 55

표 2-7. 크기평가 성능검증에 필요한 시편 수 및 최대크기 분포 요건 55

표 2-8. 결함 검출에 대한 기량검증 시험 구성의 예 61

표 2-9. 결함검출 및 크기측정에 대한 기량검증 시험 구성의 예 61

표 2-10. Mock-up의 결 유형과 개수 67

표 2-11. 결함 유형별 깊이별 분포 67

표 2-12. B&W OTSG 데이터에 대한 기량검증 결과 76

표 2-13. Westinghouse 데이터에 대한 기량검증 결과 76

표 2-14. CE 데이터에 대한 기량검증 결과 77

표 2-15. BWI 데이터에 대한 기량검증 결과 77

표 2-16. 균열유형별 크기측정 기술 78

표 3.1-1. 고리 1호기 구 증기발생기 검사기법 별 신호취득 전열관 수 91

표 3.1-2. 파괴분석 결과 요약 DB 표 (견본) 96

표 3.1-3. RR 평가에 사용된 위치별 MRPC 데이터 수 100

표 3.1-4. 균열유형별 크기측정 기술 101

표 3.1-5. 균열 유형별 평가자간 표준편차 104

표 3.1-6. RR 평가에 사용된 외경 축균열 데이터 105

표 3.1-7. 외경 축균열 Round Robin Test에 사용된 균열크기평가 방법 105

표 3.1-8. 내경 축균열 Round Robin Test에 사용된 균열크기평가 방법 107

표 3.1-9. 외경 원주균열 Round Robin Test에 사용된 균열크기평가 방법 108

표 3.1-10. 내경 원주균열 Round Robin Test에 사용된 균열크기평가 방법 109

표 3.1-11. 종속변수에 대한 베르누이 확률분포 113

표 3.1-12. OD 축균열 POD Template 122

표 3.1-13. 최대깊이 기준 Log-Logistic regression 결과 126

표 3.1-14. 균열길이 기준 Log-Logistic regression 결과 129

표 3.1-15. 유효깊이 기준 Log-Logistic regression 결과 131

표 3.1-16. 유효길이(mm) Log-Logistic regression 결과 133

표 3.1-17. 파열압력(ksi) 기준 Log-Logistic regression 결과 135

표 3.1-18. 최대깊이, 유효깊이, 파열압력 POD 곡선의 Deviance 137

표 3.1-19. 길이와 최대깊이를 이용한 POD 함수의 회귀계수 추정결과 138

표 3.1-20. 유효깊이와 유효길이 POD 함수 회귀계수 추정결과 140

표 3.1-21. 검사기술 POD 로지스틱 회귀분석 결과 144

표 3.1-22. 최대깊이(TW%)를 이용한 Log-Logistic regression 결과 147

표 3.1-23. 균열길이(mm)를 이용한 Log-Logistic regression 결과 149

표 3.1-24. 유효깊이(TW%)를 이용한 Log-Logistic regression 결과 151

표 3.1-25. 유효길이(mm)를 이용한 Log-Logistic regression 결과 153

표 3.1-26. 파열압력(ksi)을 이용한 Log-Logistic regression 결과 155

표 3.1-27. 길이와 최대깊이를 이용한 POD 함수의 회귀계수 추정결과 156

표 3.1-28. 유효깊이와 유효길이 POD 함수 회귀계수 추정결과 158

표 3.1-29. ID 축균열 탐지 RR 평가결과별 구분 162

표 3.1-30. OD 축균열 최대깊이 RR 평가 회귀 결과 169

표 3.1-31. OD 축균열 길이 RR 평가 회귀 결과 172

표 3.1-32. OD 축균열 유효깊이 RR 평가 회귀 결과 174

표 3.1-33. OD 축균열 유효길이 RR 평가 회귀 결과 175

표 3.1-34. OD 축균열 크기평가 RR평가 회귀 결과 (Ch4) 178

표 3.1-35. ID 축균열 최대깊이 RR 평가 회귀 결과 179

표 3.1-36. ID 축균열 길이평가 RR 평가 회귀 결과 183

표 3.1-37. ID 축균열 유효깊이 RR 평가 회귀 결과 184

표 3.1-38. ID 축균열 유효깊이 RR 평가 회귀 결과 185

표 3.1-39. ID 축균열 크기 RR 평가 회귀 결과 (CH4) 186

표 3.1-40. Manufacturing Burnish Mark(MBM) 에 대한 CDS평가결과 190

표 3.1-41. Positive Indication(PI)에 대한 CDS 평가결과 191

표 3.1-42. SGA_HCAL00106 평가결과 비교 (견본) 192

표 3.2.1-1. 울진4호기 전열관 강도 데이터 203

표 3.2.1-2. 생성된 정규분포 확률변수의 검증 209

표 3.2.1-3. 생성된 3모수 Weibull 분포 확률변수의 검증 210

표 3.2.3-1. Weibull 모수 도출을 위한 상수 값 231

표 3.2.3-2. Y2 마모생성추이 Weibull 모수 231

표 3.2.3-3. 10주기 BOC 최대깊이 마모의 EOC 깊이 236

표 3.2.3-4. Monte Carlo 계산 입력 데이터 239

표 3.2.4-1. Weibull 모수 도출 상수 242

표 3.2.4-2. U4SGA 마모생성추이 Weibull parameters 242

표 3.2.4-3. BOC 최대깊이의 EOC 깊이 예측 247

표 3.2.4-4. 파열확률 Monte Carlo 계산 입력자료 249

표 3.2.5-1. 마모생성 추이 Weibull parameters 253

표 3.2.5-2. BOC 최대크기균열의 9주기말 크기 260

표 3.2.5-3. Elements of the PN Variance-Covariance Matrix, Rij, where i=row, j=column (Symmetric)(이미지참조) 262

표 3.2.5-4. 파열확률 Monte Carlo 계산 입력자료 265

표 3.3-1. 국내 원전 증기발생기의 설계특성 275

표 3.3-2. WEC형 원전 증기발생기의 설계문서 분석결과 281

표 3.3-3. Diablo Canyon 원전 SG이 사고 조건에서의 응력 평가결과 281

표 3.3-4. Catawba 원전 SG의 사고 조건에서의 응력 평가결과 282

표 3.3-5. 고리 2호기 증기발생기의 설계 응력 평가결과 285

표 3.3-6. 고리 3,4 및 영광 1,2호기 증기발생기의 설계 응력 평가결과 285

표 3.3-7. 고리 3,4 및 영광 1,2호기 증기발생기의 사고 조건에 대한 굽힘응력 286

표 3.3-8. San Onofre 원전 증기발생기의 사고 조건에서의 응력 평가결과 287

표 3.3-9. 영광 3~6 및 울진 3,4호기 증기발생기의 설계 응력 평가결과 289

표 3.3-10. 울진 5,6호기 증기발생기의 설계 응력 평가결과 289

표 3.3-11. TTS에 대한 대표적 COD 측정결과 328

표 3.3-12. Top TSP에 대한 대표적 COD 측정결과 329

표 3.3-13. Diablo Canyon 및 Catawba 원전의 파열 성능기준 분석결과 344

표 3.3-14. 국내 F형 증기발생기 TTS의 파열 성능기준 평가결과 345

표 3.3-15. 국내 F형 증기발생기 Top TSP의 파열 성능기준 평가결과 346

표 3.3-16. San Onofre 원전 2,3호기의 파열 성능기준 분석결과 346

표 3.3-17. OPR1000 증기발생기 TTS의 파열 성능기준 평가결과 347

표 3.3-18. OPR1000 증기발생기 Top TSP의 파열 성능기준 평가결과 348

표 3.4.2-1. Damping factor vs. Downcomer Water Subcooling 360

표 3.4.2-2. Damping Factor vs. Steam Pressure 361

표 3.4.2-3. Damping factor vs. tube fouling 362

표 3.4.2-4. Damping factor vs. water level 363

표 3.4.2-5. Damping factor vs. Power level 364

표 3.4.2-6. Damping factor vs. % of TSPs flow area reduction 366

표 3.4.2-7. Estimates of Threshold of Instability Power 367

표 3.4.2-8. Damping factor(DF) vs. power level for a variety of blockage 368

표 3.4.2-9. 전출력 조건에서 순환율에 따른 Downcomer 열수력 변수 373

표 3.4.2-10. 전출력 조건에저 Downcomer 마찰에 의한 압력 손실 영향 374

표 3.4.2-11. 전출력 조건에서 Downcomer 마찰에 의한 압력 손실 영향 374

표 3.4.2-12. 전출력 조건에서 Downcomer 마찰에 의한 압력 손실 영향 375

표 3.4.2-13. 출력별 TSP 유로홈 막힘률별 순환율(TSP 6&7) 376

표 3.4.2-14. 출력별 TSP 유로홈 막힘률별 순환율(TSP 7) 376

표 3.4.2-15. TSP 유로홈막힘별 Downcomer 마찰손실두수 (psi) 377

표 3.4.2-16. TSP 유로홈막힘별 Downcomer 유체속도 377

표 3.4.2-17. 전출력 조건에서 광역수위 오차에 대한 TSP 막힘률(6&7단 막힘) 378

표 3.4.2-18. 전출력 조건에서 광역수위 오차에 대한 TSP 막힘률(7단 막힘) 379

표 3.4.3-1. 보빈탐촉자 신호 취득관련 주요사양 383

표 3.4.3-2. 인공 Blockage 목업 주요사양 384

표 3.4.3-3. MRPC 탐촉자 신호취득 관련 주요사양 384

표 3.4.3-4. 신호 설정 절차 및 방법 386

표 3.4.4-1. 모델 F 유로홈막힘 진단 결과 요약 402

표 3.4.5-1. EDTA 농도별 경성슬러지 무게감량 시험조건 405

표 3.4.5-2. EDTA 농도별 경성슬러지 무게감량 405

표 3.4.5-3. EDTA 농도별 틈새부위 슬러지 제거율 406

표 3.4.5-4. EDTA 농도별 연성슬러지 용해율 시험조건 407

표 3.4.5-5. EDTA 농도별 슬러지 용해율 407

표 3.4.5-6. EDTA 농도별 F-model 슬러지 예상 제거량 407

표 3.4.5-7. 환원제 종류별 경성슬러지 무게감량 408

표 3.4.5-8. 환원제 종류별 틈새부위 슬러지 무게감량 408

표 3.4.5-9. 분산제 종류별 경성슬러지 무게감량 409

표 3.4.5-10. 분산제 종류별 틈새부위 슬러지 무게감량 409

표 3.4.5-11. ASCA 세정 조건 및 반응시간별 분석결과 413

표 3.4.5-12. 증기발생기 슬러지 조성 414

표 3.4.5-13. F 모델 증기발생기 2차계통 주요 재질 현황 415

표 3.4.5-14. EDTA 농도별 재질 부식율 417

표 3.5-1. 원전 Ni계 components의 PWSCC 사례 분석표 449

표 3.5-2. 니켈계 합금 모재 및 용접재의 화학 조성 466

표 3.5-3. 예민화 열처리 조건 확립을 위한 실험 matrix 466

표 3.5-4. Alloy 600 관통관 모재 재료의 DL-EPR 결과 요약표 467

표 3.5-5. Alloy 600 관통관 Mockup 방법론 및 최종 결과물 요약 491

표 3.6-1. structure classification based on the carbide distribution 509

표 3.6-2. Pre-Crack 하중조건 512

표 3.6-3. 균열길이 환산식의 계수값 513

표 3.6-4. 하중제어 절차 516

표 4-1. 연구개발 목표 및 달성도 523

그림 1-1. 성능기준 건전성평가 개념도 34

그림 1-2. 대과제 세부과제 간 성과물 흐름도 36

그림 2-1. 마모에 대한 검사성능 데이터 (ETSS 96004.1) 46

그림 2-2. 축방향 PWSCC에 대한 검사성능 데이터 (ETSS 20511.1. 96703.1) 47

그림 2-3. 원주균열 POD data [12] 50

그림 2-4. 폭발확관 OD 원주균열 PDA 평가 신뢰도 분석결과 [12] 51

그림 2-5. OD 축균열 크기평가 성능 데이터 [13] 52

그림 2-6. OD 축균열 POD 데이터(EPRI Pilot Project) 56

그림 2-7. OD 축균열 균열깊이평가 데이터(EPRI Pilot Project) 56

그림 2-8. POD Simulation 결과 (EPRI Pilot Project) 57

그림 2-9. 3차원 POD Simulation 결과 (EPRI Pilot Project) 58

그림 2-10. QDA 자격시험 체계 64

그림 2-11. ECT RR 평가를 위한 mock-up 68

그림 2-12. Mock-up 표준시편과 결함시편 구성도 69

그림 2-13. TSP 위치 ID/OD 축균열에 대한 Bobbin 탐촉자 검사 POD 곡선 70

그림 2-14. TSP와 free span ID/OD 축균열에 대한 Bobbin 탐촉자검사의 POD 곡선 70

그림 2-15. Free span OD 축균열에 대한 팀별 POD 71

그림 2-16. TSP ID 축균열에 대한 팀별 POD 71

그림 2-17. POD vs. Mp 72

그림 2-18. POD vs. Mp 72

그림 2-19. ID/OD, 축/원주균열 조합에 대한 MRPC 탐촉자 검사의 POD 곡선 74

그림 2-20. ID/OD, 축/원주균열 조합에 대한 MRPC 탐촉자 검사의 RR 팀별 POD 분포 74

그림 3.1-1. 구증기발생기 정비 상태 87

그림 3.1-2. (a) 보빈 탐촉자 및 (b) MRPC 탐촉자 89

그림 3.1-3. (a) X-Probe와 (b) I-Probe 90

그림 3.1-4. 고리 1호기 구증기발생기 현장검사 결과 - 응력부식균열 분포도 94

그림 3.1-5. 인출 전열관 검사 절차 95

그림 3.1-6. Hot lab 분석 결과 견본 (축균열) 97

그림 3.1-7. Hot Lab 분석결과 견본 (원주균열) 98

그림 3.1-8. 축방향 1차응력부식균열의 최대깊이(a)와 길이(b)에 대한 평가자 편차 102

그림 3.1-9. 외경 축균열의 최대깊이(a)와 길이(b)에 대한 평가자 편차 102

그림 3.1-10. 원주방향 1차측 균열 최대깊이(a)와 길이(b)에 대한 평가자 편차 103

그림 3.1-11. 원주방향 2차측 균열의 최대깊이(a)와 길이(b)에 대한 평가자 편차 103

그림 3.1-12. 표준 정규 확률 분포 118

그림 3.1-13. 자유도 1의 chi-square 분포도 118

그림 3.1-14. 축균열의 Weak Link 유효 깊이와 유효 길이 124

그림 3.1-15. R30C45TTS 전열관 균열에 대한 Weak Link 분석 결과 125

그림 3.1-16. 최대깊이 POD 곡선 (R1) 127

그림 3.1-17. 최대깊이 POD (R1～R9, Technique, Composite) 127

그림 3.1-18. 최대깊이 POD (X1～XS, I1～2, Technique, Composite) 128

그림 3.1-19. 균열길이 POD 곡선 (RPC 1～9, Tech, Composite) 129

그림 3.1-20. 균열길이 POD 곡선 (Tech, Composite, X5) 130

그림 3.1-21. 유효깊이 POD (R1～R9, Technique, Composite) 131

그림 3.1-22. 유효깊이 POD (X1～X5, I1～I2, Technique, Composite) 132

그림 3.1-23. 유효길이 POD (RPC 1～9, Tech, Composite) 133

그림 3.1-24. 유효길이 POD (Tech, Composite, X_p, I_p) 134

그림 3.1-25. 파열압력 POD (R1～R9, Technique, Composite) 135

그림 3.1-26. 파열압력 POD (X1～X5, I1～I2, Technique, Composite) 136

그림 3.1-27. Composite POD 곡선 비교 (최대깊이, 유효깊이, 파열압력) 137

그림 3.1-28. 길이와 최대깊이 2D POD 139

그림 3.1-29. 길이와 최대깊이에 따른 POD 변화 140

그림 3.1-30(a). 유효깊이와 유효길이 2D POD 곡면 141

그림 3.1-30(b). 유효깊이와 유효길이 2D POD 곡면 141

그림 3.1-31. 유효깊이와 유효길이에 따른 POD 변화 142

그림 3.1-32. 검사기술 POD vs. 최대깊이 143

그림 3.1-33. 검사기술 POD vs. 유효깊이 143

그림 3.1-34. 최대깊이 기준 검사기술 POD, composite POD, 두 팀 독립평가 POD 144

그림 3.1-35. 유효깊이 기준 검사기술 POD, composite POD, 두 팀 독립평가 POD 145

그림 3.1-36. 최대깊이 POD (R3,4,6, Composite) 147

그림 3.1-37. 최대깊이 POD (Composite, X_p, I_p) 148

그림 3.1-38. 균열길이 POD (Rl～9, Tech, Composite) 149

그림 3.1-39. 균열길이 POD (Tech, Composite, X_p, I_p) 150

그림 3.1-40. 유효깊이 POD 곡선 (RPC 1～9, Tech, Composite) 151

그림 3.1-41. 유효깊이 POD 곡선 (Tech, Composite, X_0, I_p) 152

그림 3.1-42. 유효길이 POD 곡선 (RPC 1～9, Tech, Composite) 153

그림 3.1-43. 유효길이 POD 곡선 (Tech, Composite, X_p, I_p) 154

그림 3.1-44. 파열압력 POD (R3～6, Tech, Composite) 155

그림 3.1-45. 파열압력 POD (Tech, Composite, X_p, I_p) 156

그림 3.1-46(a). 길이와 최대깊이 2D POD 157

그림 3.1-46(b). 길이와 최대깊이 2D POD 157

그림 3.1-47. 길이와 최대길이에 따른 POD 변화 158

그림 3.1-48(a). 유효깊이와 유효길이 2D POD 곡면 159

그림 3.1-48(b). 유효깊이와 유효길이 2D POD 곡면 159

그림 3.1-49. 유효깊이와 유효길이에 따른 POD 변화 160

그림 3.1-50. ECT 검사 측정치 대비 파괴분석 실측치 168

그림 3.1-51. 검사기술별 결정계수와 RMSE 169

그림 3.1-52. VM 대비 VR 잔차도 (CH 1～6) 170

그림 3.1-53. 검사 측정치 대비 파괴분석 실측치 (CH 1～6) 172

그림 3.1-54. 검사기술별 결정계수와 RMSE 172

그림 3.1-55. 검사측정치 대비 파괴분석 실측치 (CH1～6) 173

그림 3.1-56. 검사기술별 결정 계수와 RMSE 174

그림 3.1-57. 검사측정치 대비 파괴분석 실측치 (CH1～6) 175

그림 3.1-58. 검사기술별 결정계수와 RMSE 176

그림 3.1-59. 검사측정치 대비 파괴분석 실측치 (Ch4) 178

그림 3.1-60. 검사측정치 대비 파괴분석 실측치 (CH1～13) 180

그림 3.1-61. 검사기술별 결정계수와 RMSE (ID 축균열 최대깊이) 182

그림 3.1-62. 검사기술별 결정계수와 RMSE (ID 축균열 길이) 183

그림 3.1-63. 검사기술별 결정계수와 RMSE (ID 축균열 유효깊이) 184

그림 3.1-64. 검사기술별 결정계수와 RMSE (ID 축균열 유효길이) 185

그림 3.1-65. 검사 측정치 대비 파괴분석 실측치 (CH4) 187

그림 3.1-66. X-probe 축균열 신호 189

그림 3.1-67. 보빈탐촉자와 X-probe 마모 깊이 비교 (영광6호기) 189

그림 3.2.1-1. 울진4호기 전열관 상온 강도 분포 202

그림 3.2.1-2. Log Logistic 함수 POD vs. 신호진폭 〈견본〉 205

그림 3.2.2-1. 확률론적 건전성평가 계산 알고리즘 213

그림 3.2.2-2. 확률론적 평가 BOC flaw 계산 알고리즘 215

그림 3.2.2-3. 확률론적 평가 결함성장률 계산 알고리즘 217

그림 3.2.2-4. 확률론적 평가 새로운 결함생성 계산 알고리즘 218

그림 3.2.2-5. 확률론적 평가 fiNDEprojected(이미지참조) 계산 알고리즘 221

그림 3.2.3-1. 국내 모델 F 증기발생기 마모 깊이 성장속도 분포 (고리 2～4. 영광 1,2호기 총 14개 증기발생기) 224

그림 3.2.3-2. 마모손상 깊이별 Probability of Detection (EPRI ETSS 96004.3 Bobbin 탐촉자) 225

그림 3.2.3-3. 마모 최대깊이 측정 오차 database (EPRI ETSS 96004.3. Bobbin 탐촉자) 226

그림 3.2.3-4. EFPY 대비 Weibull 형상 모수 230

그림 3.2.3-5. EFPY 대비 Weibull 척도 모수 230

그림 3.2.3-6. Y2 마모생성추이 및 3모수 Weibull 곡선 232

그림 3.2.3-7. Y2 10th ISI에서 새로 탐지될 결함 수 예측 232

그림 3.2.3-8. 10주기 마모침투속도, 계산치 대비 실측치 233

그림 3.2.3-9. Y2 SG A AVB 마모, f 10 BOC & f 10 EOC(이미지참조) 234

그림 3.2.3-10. f 10BOC 대비 f 10EOC(이미지참조) 235

그림 3.2.3-11. f 10NDE 대비 f 10EOC(이미지참조) 235

그림 3.2.3-12. BOC 최대 크기마모 성장 추세 분포 236

그림 3.2.4-1. 울진 4 SG A 마모침투깊이 성장속도 분포 vs. 주기 240

그림 3.2.4-2. EFPY 대비 Weibull 척도 모수 241

그림 3.2.4-3. EFPY 대비 Weibull 형상 모수 241

그림 3.2.4-4. 마모 생성추이, 세 변수 Weibull 추세 243

그림 3.2.4-5. 4주기말 마모 개수 예측 243

그림 3.2.4-6. f⁴BOC 대비 f⁴EOC 분포(이미지참조) 245

그림 3.2.4-7. f⁴EOC 크기 분포에서 f⁴BOC가 성장한 마모와 f⁴Initiation(이미지참조) 245

그림 3.2.4-8. f⁴EOC 대비 f⁴NDE(이미지참조) 246

그림 3.2.4-9. 4주기 마모속도, 계산치 대비 실측치 246

그림 3.2.4-10. BOC 최대 깊이 마모의 EOC 크기 예측 247

그림 3.2.5-1. 관판상단 확관 부위 축 방향 PWSCC 균열 탐지성능 데이터 (EPRI ETSS 20505.1, Pancake 탐촉자) 251

그림 3.2.5-2. 균열길이에 따른 POD 251

그림 3.2.5-3. 균열생성추세, 세 변수 Weibull 함수 252

그림 3.2.5-4. 9주기 새로 탐지되는 균열 개수 예측 253

그림 3.2.5-5. 균열성장속도 vs. 균열 길이 254

그림 3.2.5-6. ISI 주기에 따른 균열길이 255

그림 3.2.5-7. 균열성장속도 vs. 균열길이 (다항식 회귀처리) 255

그림 3.2.5-8. 균열길이성장속도 vs. 균열길이 256

그림 3.2.5-9. f 9BOC, f 9EOC, f 9NDEproject(이미지참조) 258

그림 3.2.5-10. Grown f 9BOC & f 9Initiation(이미지참조) 258

그림 3.2.5-11. f 9NDE 와 f 9NDEproject(이미지참조) 259

그림 3.2.5-12. 9주기 균열길이성장속도 예측치 vs. 실측치 259

그림 3.2.5-13. BOC 최대 크기 균열의 9주기말 크기 260

그림 3.2.5-14. Normalized Burst Pressure vs. Nornalized Crack Length 262

그림 3.2.5-15. 실제균열길이 vs. ECT 측정 길이, EPRI ETSS 96703.1 263

그림 3.3-1. 국외 증기발생기 전열관의 손상 사례 271

그림 3.3-2. ASME 코드의 설계 조건에 대한 응력 분류 및 한계 276

그림 3.3-3. ASME 코드의 정상 및 과도 운전조건에 대한 응력 분류 및 한계 277

그림 3.3-4. ASME 코드의 비상 운전조건에 대한 응력 분류 및 한계 278

그림 3.3-5. NEI 97-06의 안전 여유도 요건 279

그림 3.3-6. WEC F형 증기발생기의 개략도 284

그림 3.3-7. 고리 2호기 증기발생기 전열관의 응력 평가부위 285

그림 3.3-8. OPR100 원전 증기발생기의 개략도 288

그림 3.3-9. 소성붕괴 평가 개념도 291

그림 3.3-10. 소성붕괴 실험 후 전열관의 변형 모습 292

그림 3.3-11. OPR1000 원전 증기발생기의 굽힘부 개략도 293

그림 3.3-12. TTS의 대표적 유한요소 모델 293

그림 3.3-13. Top TSP의 대표적 유한요소 모델 294

그림 3.3-14. 유한요소 해석 및 실험으로 구한 하중-변위 곡선 비교 295

그림 3.3-15. 굽힘하중 작용시 WEC F형 증기발생기 TTS의 변형 모습 296

그림 3.3-16. WEC F형 증기발생기 TTS의 소성붕괴 거동 평가결과 297

그림 3.3-17. 굽힘하중 작용시 WEC F형 증기발생기 Top TSP의 변형 모습 298

그림 3.3-18. WEC F형 증기발생기 Top TSP의 소성붕괴 거동 평가결과 298

그림 3.3-19. OPR1000 증기발생기 TTS의 소성붕괴 거동 평가결과 300

그림 3.3-20. 굽힘하중 작용시 OPR1000 증기발생기 Top TSP의 대표적 변형 모습 301

그림 3.3-21. OPR1000 증기발생기 Top TSP의 소성붕괴 거동 평가결과 301

그림 3.3-22. AREVA의 파열 실험장치 304

그림 3.3-23. AREVA의 TTS 파열 실험결과 304

그림 3.3-24. AREVA의 Top TSP 파열 실험결과 305

그림 3.3-25. 유한요소 해석 및 실험으로 구한 파열압력 비교 307

그림 3.3-26. 관통균열 존재 WEC F형 증기발생기 TTS의 변형 모습 310

그림 3.3-27. 관통균열 존재 WEC F형 증기발생기 TTS의 파열압력 평가결과 311

그림 3.3-28. 외부 표면균열 존재 WEC F형 증기발생기 TTS의 대표적 변형 모습 311

그림 3.3-29. 외부 표면균열 존재 WEC F형 증기발생기 TTS의 파열압력 평가결과 313

그림 3.3-30. 내부 표면균열 존재 WEC F형 증기발생기 TTS의 파열압력 평가결과 314

그림 3.3-31. WEC F형 증기발생기 Top TSP의 파열압력 평가결과 316

그림 3.3-32. WEC F형 Row 59 U-Bend 인접 Top TSP 표면균열의 파열압력 평가결과 318

그림 3.3-33. 관통균열 존재 OPR1000 증기발생기 TTS의 파열압력 평가결과 320

그림 3.3-34. 외부 표면균열 존재 OPR1000 증기발생기 TTS의 파열압력 평가결과 321

그림 3.3-35. 내부 표면균열 존재 OPR1000 증기발생기 TTS의 파열압력 평가결과 322

그림 3.3-36. 관통균열 존재 OPR1000 증기발생기 Top TSP의 파열압력 평가결과 323

그림 3.3-37. OPR1000 증기발생기 Row 1 굽힘부 인접 Top TSP 표면균열의 파열압력 평가결과 325

그림 3.3-38. 하중 작용 및 제거에 따른 COD 변화 330

그림 3.3-39. TTS에 대한 COD 평가결과 331

그림 3.3-40. Top TSP에 대한 COD 평가결과 332

그림 3.3-41. WEC F형 증기발생기 TTS의 COD 평가결과 333

그림 3.3-42. WEC F형 증기발생기 TTS의 누설률 평가결과 336

그림 3.3-43. WEC F형 증기발생기 Row 59 인접 Top TSP의 COD 평가결과 336

그림 3.3-44. WEC F형 증기발생기 Top TSP의 누설률 평가결과 338

그림 3.3-45. OPR1000 증기발생기 TTS의 COA 평가결과 340

그림 3.3-46. OPR1000 증기발생기 TTS의 누설률 평가결과 340

그림 3.3-47. OPR1000 증기발생기 Top TSP의 누설률 평가결과 342

그림 3.3-48. 국내 F형 증기발생기 TTS의 누설 성능기준 349

그림 3.3-49. 국내 F형 증기발생기 Top TSP의 누설 성능기준 349

그림 3.3-50. OPR1000 증기발생기 TTS의 누설 성능기준 350

그림 3.3-51. OPR1000 증기발생기 Top TSP 영역의 누설 성능기준 351

그림 3.4.2-1. Damping factor vs. Downcomer Water Subcooling 360

그림 3.4.2-2. Damping Factor vs. Steam Pressure 361

그림 3.4.2-3. Damping factor vs. tube fouling 362

그림 3.4.2-4. Damping factor vs. water level 363

그림 3.4.2-5. Damping facotr vs. Power level 365

그림 3.4.2-6. Damping factor vs. TSP Blockage 366

그림 3.4.2-7. Damping factor vs. power level for a variety of blockage 369

그림 3.4.2-8. Damping factor at higher power with circulation ratio less than 1.5 370

그림 3.4.2-9. Threshold of instability power vs. blockage 371

그림 3.4.2-10. 광역수위 계측도 371

그림 3.4.2-11. 순환율에 따른 광역수위 오차 375

그림 3.4.2-12. TSP 유로홈 막힘률별 순환율 378

그림 3.4.2-13. SG 광역수위 오차에 대한 TSP 유로홈 막힘량 379

그림 3.4.2-14. SG 광역수위에 대한 TSP 유로홈 막힘량 379

그림 3.4.3-1. 신호취득 개요도 383

그림 3.4.3-2. Blockage 목업구성 384

그림 3.4.3-3. 100% 유로홈 면적, 50%높이, 4개 유로홈 막힘 385

그림 3.4.3-4. 75% 유로홈 면적, 25%높이, 2개 유로홈 막힘 슬러지 충진 385

그림 3.4.3-5. 건전 TSP의 채널 5신호 (100kHz Diff) 387

그림 3.4.3-6. 건전 TSP의 채널 6신호(100kHz Abs) 387

그림 3.4.3-7. 유로홈막힘 갯수, 높이변화에 따른 신호진폭 388

그림 3.4.3-8. 유로홈막힘 갯수, 높이변화에 의한 신호변화 388

그림 3.4.4-1. 국내 모델 F 증기발생기 광역수위 상승 추세 391

그림 3.4.4-2. TSP 슬러지 MRPC 신호 394

그림 3.4.4-3. TSP 슬러지 보빈 신호 394

그림 3.4.4-4. 고리4호기 보빈 진폭과 MRPC 막힘 상관관계 395

그림 3.4.4-5. 고리4호기 고온관과 저온관의 유로홈막힘 추이 395

그림 3.4.4-6. 고리4호기 광역수위 추세 (세정 전) 396

그림 3.4.4-7. 고리4호기 광역수위 추세 (세정 전 후) 396

그림 3.4.4-8. 모델 F 증기발생기 광역수위 상승 추세(데이터 추가) 397

그림 3.4.4-9. 고리3호기 광역수위 추세 398

그림 3.4.4-10. 고리3호기 유로홈막힘 추이 398

그림 3.4.4-11. 고리2호기 광역수위 추세 399

그림 3.4.4-12. 고리2호기 유로홈막힘 추세 400

그림 3.4.4-13. 영광1호기 광역수위 추세 401

그림 3.4.4-14. 영광2호기 광역수위 추세 401

그림 3.4.5-1. 세정효율 평가 장치 404

그림 3.4.5-2. 화학조절제 처리 전, 후 슬러지 형태... 405

그림 3.4.5-3. EDTA 3%에서 반응초기 및 24hr 후 경성슬러지 형태 406

그림 3.4.5-4. Ascorbic Acid 3% 에서 반응 12hr, 24hr 후 세정액 410

그림 3.4.5-5. EDTA 농도에 따른 세정액의 철분농도 변화(제철공정 2회) 411

그림 3.4.5-6. EDTA 농도에 따른 세정액의 구리 농도변화(제철공정 2회) 412

그림 3.4.5-7. 반응종료 후 부식시편 표면 형태 412

그림 3.4.5-8. 반응종료 후 부식시편 표면의 구리피막 발생형태 412

그림 3.4.5-9. EDTA 1.0%, N₂H₄ 0.1%에서 제철공정 2회 수행시 부식율 변화(A285 Gr. C) 418

그림 3.4.5-10. EDTA 1,5%, N₂H₄ 0.1%에서 제철공정 2회 수행시 부식율 변화(A285 Gr. C) 418

그림 3.4.5-11. EDTA 2.0%, N₂H₄ 0.1%에서 제철공정 2회 수행시 부식율 변화(A285 Gr. C) 419

그림 3.4.5-12. EDTA 1.5%, N₂H₄ 0.1%에서 제철공정 1회 수행시 부식율 변화(A533 Gr. B) 419

그림 3.4.5-13. EDTA 1.5%에서 탄소강 재질 부식율 변화(A36) 420

그림 3.4.5-14. 공동현상의 발생조건 421

그림 3.4.5-15. 용액 내 압력과 상태 421

그림 3.4.5-16. 기포(공동)의 생명주기 (life cycle) 423

그림 3.4.5-17. 공동현상에 의한 초음파 세정과정 423

그림 3.4.5-18. 초음파 세정과정 424

그림 3.4.5-19. 구동기(Transducer)의 역할 425

그림 3.4.5-20. (a) Magnetostrictive transducer (b) Piezoelectric transducer 425

그림 3.4.5-21. 토마리 원전 증기발생기 세정 적용사례 426

그림 3.4.5-22. (a) 초음파 압전소자, (b) Generator 427

그림 3.4.5-23. 시스템-80형 증기발생기 내부에 설치된 세정액 분사 장치 428

그림 3.4.5-24. 초음파 세정기술 개발용 증기발생기 모형 430

그림 3.4.5-25. 증기발생기 초음파 세정실험 모형 430

그림 3.4.5-26. push-pull transducer 설치위치 431

그림 3.4.5-27. 자왜소자의 관판 통과 세정 432

그림 3.4.5-28. 자왜소자의 방사형 세정 432

그림 3.4.5-29. 초음파 발생위치 433

그림 3.4.5-30. 관판에서의 에너지 전달 434

그림 3.4.5-31. (a). 관판과 전열관의 구분, (b) 전열관의 초음파 에너지 감쇠 434

그림 3.4.5-32. 음압의 측정 지점 435

그림 3.4.5-33. 자왜소자와 압전소자의 음압 세기 분석 436

그림 3.4.5-34. (a) 압전소자로부터 수중 1번 지정 공동현상 (b) 압전소자로부터 수중 3번 지점 공동현상 437

그림 3.4.5-35. (a) 자왜소자로부터 관판 위 수중 1번 지점 공동현상 (b) 자왜소자로부터 관판 위 수중 3번 지점 공동현상 438

그림 3.4.5-36. Fe 성분 분석결과 439

그림 3.4.5-37. KSNP형 증기발생기 초음파 세정방식 440

그림 3.4.5-38. 초음파의 전달경로 441

그림 3.5-1. 각 LWR type별 Ni 계 합금 재질의 Components 위치도 450

그림 3.5-2. Inspection POD curve 변화 개략도 [8] 450

그림 3.5-3. 균열 종류에 따른 균열 mouth의 열림 정도 [9] (막대: 균열 열림 정도 분포. 실선: 평균값 분포) 451

그림 3.5-4. 균열 종류에 따른 균열 tip의 열림 정도 [9] (막대: 균열 열림 정도 분포. 실선: 평균값 분포) 451

그림 3.5-5. 균열 종류에 따른 균열 거칠기 정도 [4] (막대: 균열 거칠기 분포. 실선: 평균값) 452

그림 3.5-6. 영향 인자에 따른 검사 결과의 영향[10,11,13],... 453

그림 3.5-7. 균열기구별 비파괴검사의 검출 정도 [균열 깊이 〉 5% TWE] [12] 454

그림 3.5-8. 균열 기구별 균열 형상 단면도... 454

그림 3.5-9. Alloy 600 관통관 Mockup 시편 생산 방법론 468

그림 3.5-10. 이종 금속 용접부의 제작 형태 (1/4 단면 모형) 468

그림 3.5-11. 용접 절차 사양서 469

그림 3.5-12. 개량 휴이 실험 장치 470

그림 3.5-13. Alloy 600 관통관 모재 재료의 개량 휴이 실험 결과 그래프 470

그림 3.5-14. DL-EPR 실험 장치 모식도 471

그림 3.5-15. Alloy 600 관통관 모재 재료의 DL-EPR 결과 472

그림 3.5-16. Alloy 600 관통관 모재 재료의 DL-EPR 후의 재료 미세조직 분석 결과 473

그림 3.5-17. Alloy 600 관통관 모재 재료의 2-step 미세조직 관측결과... 474

그림 3.5-18. Alloy 182 이종 금속 용접부 시험편 DL-EPR 실험결과 475

그림 3.5-19. Alloy 182 이종 금속 용접부 시험편의 개량 휴이 시험 결과 475

그림 3.5-20. Alloy 182 이종 금속 용접부 시험편의 미세 조직 분석 결과(좌 상,하 : 2-step 미세조직. 우 상,하 : SEM 입계 미세조직) 476

그림 3.5-21. Alloy 600 관통관 모재의 인장 특성 477

그림 3.5-22. Alloy 182 이종 금속 용접부 인장 특성 477

그림 3.5-23. Alloy 600 Mockup 균열 제조 기술 개발을 위한 시험 장치 모식도 478

그림 3.5-24. 축 균열 생성을 위한 지름 방향 덴트 하중 시험 장치 478

그림 3.5-25. 원주 방향 균열 생성을 위한 4점 굽힘 하중 시험 장비 479

그림 3.5-26. Switching DCPD 장비 계략도 및 장치 전경 479

그림 3.5-27. 직류 전위차법을 적용한 균열 생성 시험법 계략도 480

그림 3.5-28. 지름 방향 덴트 하중 인가 조건 결정을 위한 유한 요소 해석 모델 480

그림 3.5-29. 덴트하중에 따른 원주방향 응력분포 예측(Alloy 600 모재) 481

그림 3.5-30. 하중 인가 후 소성 변형의 예측 (Alloy 600 모재) 481

그림 3.5-31. 하중 인가 및 해중시 소성 변형량 에측 3D FEM 해석 482

그림 3.5-32. 덴트하중 증가에 따른 원주 방향 응력 분포 예측 곡선 (Alloy 182 이종 금속 응접부) 482

그림 3.5-33. 원주 방향 균열 생성을 위한 4점 굽힘 유한 요소 해석 모델 483

그림 3.5-34. 4점 굽힘 하중에 의한 축 방향 응력 분포 해석 결과 (Alloy 600 모재) 483

그림 3.5-35. 4점 굽힘 하중에 의한 소성 변형량의 해석결과 (Alloy 600 모재) 484

그림 3.5-36. 4점 굽힘 하중에 의한 축방향 응력분포 해석결과 (Alloy 182 이종 금속 용접부) 484

그림 3.5-37. DCPD 유한요소 해석... 485

그림 3.5-38. 균열 깊이에 따른 예측 전위 분포 곡선 485

그림 3.5-39. Notch 균열 시편을 이용한 DCPD 예측 비교 연구 결과 486

그림 3.5-40. Alloy 600 관통관 모재 외벽 축 방향 균열 시편 단면 및 형상 분석 491

그림 3.5-41. Alloy 600 관통관 모재 외벽 원주 방향 균열 시편 단면 및 형상 분석 492

그림 3.5-42. Alloy 600 관통관 모재 내벽 축 방향 균열 시편 단면 및 형상 분석 492

그림 3.5-43. Alloy 600 관통관 모재 내벽 원주 방향 균열 시편 단면 및 형상 분석 493

그림 3.5-44. Alloy 600/182 관통관 이종금속 용접부 외벽 축 방향 균열 시편 단면 및 형상 분석 493

그림 3.5-45. Alloy 600/182 관통관 이종금속 용접부 외벽 원주 방향 균열 시편 단면 및 형상 분석 494

그림 3.5-46. Alloy 600/182 관통관 이종금속 용접부 내벽 축 방향 균열 시편 단면 및 형상 분석 494

그림 3.5-47. Alloy 600/182 관통관 이종금속 용접부 내벽 원주 방향 균열 시편 단면 및 형상 분석 495

그림 3.6-1. 실증시험장치 모형도 503

그림 3.6-2. P&ID 도면 505

그림 3.6-3. 응력부식균열 성장속도 실증시험 장비 505

그림 3.6-4. Alloy 600 plate CMTR 507

그림 3.6-5. Alloy 600 plate 507

그림 3.6-6. Alloy 600 Micro-structure (X2OO),... 508

그림 3.6-7. 탄화물 분포 광학현미경 사진 (X50O) 509

그림 3.6-8. TEM 분석 (by KAERI 임연수)... 510

그림 3.6-9. 직류전위차법 장치의 개념도 512

그림 3.6-10. Hicks & Pickard 식을 사용한 균열길이 보정 513

그림 3.6-11. Autoclave 내부 구조 515

그림 3.6-12. 하중제어 절차의 파형 516

그림 3.6-13. PWSCC Crack Growth Rate Test for Alloy 600 517

그림 3.6-14. 균열 성장속도 데이터 및 MRP-55 curve 비교 518