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SUMMARY

Contents

목차

제1장 연구개발과제의 개요 36

제1절 연구개발의 필요성 36

제2절 연구개발 목표 및 내용 38

1. 최종목표 38

2. 1단계 목표 및 내용 38

제2장 국내·외 기술개발 현황 42

제1절 국외 기술개발 현황 42

제2절 국내 기술개발 현황 44

제3절 국내·외 기술개발 현황에서 차지하는 위치 46

제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 48

제1절 기계구조계통 개념설계 48

1. 원자로시스템 개념설계 및 설계요건 설정 48

2. 고온구조 건전성평가 전산코드 개발 81

제2절 기계구조계통 예비특정설계 84

1. 핵증기공급계통 배치설계 84

2. 원자로보호구조계통 구조설계 및 구조건전성 평가 90

3. 원자로내부구조물 구조설계 및 구조건전성 평가 107

4. 핵연료취급계통 구조설계 136

5. 주요기기 구조설계 및 구조건전성 평가 153

6. 배관계통 구조설계 및 구조건전성 평가 205

7. 냉각재펌프 구조설계 227

8. 가동중검사 및 유지보수성 평가 244

제3절 고온구조재료 비탄성구성식 재료상수 시험 254

1. 비탄성구성식 재료상수 시험 254

2. 고온열화 시험 262

제4절 기계구조계통 검증시험 265

1. 제어봉구동장치 구동부 성능시험 265

2. 제어봉집합체 낙하성능시험 270

3. 피동원자로정지계통 고온전자석 성능시험 280

4. 증기발생기 전열관 검사센서 성능시험 287

5. 원자로용기 검사센서 성능시험 293

6. 원자로내부구조물 레인징 검사센서 성능시험 298

제5절 PGSFR 중간열전달계통 배관 파단전누설(LBB) 평가 303

1. 고온 파단전누설 평가 절차 개발 303

2. 중간열전달계통 배관 파단전누설 예비평가 311

3. 파단전누설 평가절차 개정 316

제6절 SFR 증기발생기 전열관 가동중검사 전자기 통합센서 개발 327

1. 전자기 통합센서 개발 327

2. 통합센서 신호분석 시스템 개발 334

제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 336

제5장 연구개발 결과의 활용계획 340

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학정보 342

제7장 참고문헌 344

서지정보양식 350

BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 351

표목차

표 3.2-1. 설계조건에 대한 격납용기 구조건전성 평가 결과 99

표 3.2-2. 원자로헤드 기기관통부 및 회전플러그 중심부의 처짐량 101

표 3.2-3. 적용 코드 구분 105

표 3.2-4. 허용 재료 별 코드 구분을 위한 최대 온도기준 105

표 3.2-5. 허용 재료 스펙 106

표 3.2-6. 허용 용접 재료 106

표 3.2-7. 원자로내부구조물 저온 영역에 대한 구조건전성 평가 114

표 3.2-8. 원자로내부구조물 고온 영역에 대한 구조건전성 평가 115

표 3.2-9. 상부차폐구조물 슬리브의 구조건전성 평가 결과 123

표 3.2-10. 설계조건에 대한 리셉터클의 구조건전성 평가 결과 128

표 3.2-11. 과도 운전에 대한 리셉터클의 구조건전성 평가 결과 129

표 3.2-12. 노심구속물의 과도운전 구조건전성 평가 135

표 3.2-13. 스퍼기어 이수 설정 값 154

표 3.2-14. 모터기어 감속기 설정 값 155

표 3.2-15. 구동축 하중에 따른 모터 토크 155

표 3.2-16. 일차 제어봉구동장치의 전기 소요량과 발열량 156

표 3.2-17. 제어봉 및 인출방지 스토퍼 위치 157

표 3.2-18. 자중하중에 대한 제어봉구동장치 하우징 및 지지구조물의 응력 및 변위 159

표 3.2-19. 모터 최대하중에 대한 제어봉구동장치 하우징 및 지지구조물의 응력 및 변위 159

표 3.2-20. 중간열교환기 정상상태 운전하중 조건 162

표 3.2-21. 중간열교환기 벨로우즈 운전하중 조건 165

표 3.2-22. 잔열열교환기 정상상태 운전하중 조건 168

표 3.2-23. 강제대류소듐-공기열교환기의 하중조건 176

표 3.2-24. 설계조건에 대한 응력 평가 결과-챔버 180

표 3.2-25. 설계조건에 대한 응력 평가결과-지지구조물 181

표 3.2-26. 설계조건에 대한 응력 평가결과-하우징 181

표 3.2-27. 운전수준 A에 대한 응력 평가결과-챔버(HBB) 181

표 3.2-28. 운전수준 A에 대한 응력 평가결과-챔버(HBA) 182

표 3.2-29. 운전수준 A에 대한 응력 평가결과-지지구조물 182

표 3.2-30. 운전수준 A에 대한 응력 평가결과-하우징 182

표 3.2-31. 자연대류열교환기 운전 조건 186

표 3.2-32. 자연대류열교환기 정상상태 운전하중 조건 189

표 3.2-33. 저온 영역에 대한 구조건전성 평가 결과 192

표 3.2-34. 고온 영역에 대한 구조건전성 평가 결과 192

표 3.2-35. 증기발생기 정상상태 운전하중 조건 194

표 3.2-36. 설계조건에 대한 증기발생기 일차응력 평가 197

표 3.2-37. 운전 수준 A&B에 대한 증기발생기 구조건전성 평가 197

표 3.2-38. 증기발생기 벨로우즈의 열팽창 흡수량 200

표 3.2-39. 증기발생기 벨로우즈 설계값 200

표 3.2-40. IHTS 배관 및 배치 정보 206

표 3.2-41. IHTS 고온배관의 설계조건에 대한 응력 평가 211

표 3.2-42. IHTS 고온배관의 운전수준 A&B에 대한 응력 평가 211

표 3.2-43. IHTS 저온배관의 설계조건에 대한 응력 평가 212

표 3.2-44. IHTS 저온배관의 운전수준 A&B에 대한 응력 평가 212

표 3.2-45. 잔열제거계통 배관 지지구조물의 하중과 작동변위 217

표 3.2-46. 잔열제거계통 벨로우즈의 설계 변위 218

표 3.2-47. 설계조건에 대한 능동잔열제거계통 고온배관의 구조건전성 평가 221

표 3.2-48. 설계조건에 대한 능동잔열제거계통 저온배관의 구조건전성 평가 221

표 3.2-49. 운전수준 A&B에 대한 능동잔열제거계통 고온배관의 구조건전성 평가 222

표 3.2-50. 운전수준 A&B에 대한 능동잔열제거계통 저온배관의 구조건전성 평가 222

표 3.2-51. 설계조건에 대한 피동잔열제거계통 고온배관의 구조건전성 평가 223

표 3.2-52. 설계조건에 대한 피동잔열제거계통 저온배관의 구조건전성 평가 223

표 3.2-53. 운전수준 A&B에 대한 피동잔열제거계통 고온배관의 구조건전성 평가 223

표 3.2-54. 운전수준 A&B에 대한 피동잔열제거계통 저온배관의 구조건전성 평가 224

표 3.2-55. 유정압 베어링 설계값 235

표 3.2-56. SFR 원형로 원자로계통 주요부품의 보수 방법 및 내역 251

표 3.3-1. Type 316H 스테인리스 강 모재의 thermal aging 전후 인장특성 비교 256

표 3.3-2. Type 316H 용접부의 thermal aging 전후 인장특성 비교 264

표 3.4-1. 제어봉구동장치 구동부 기능시험 내용 268

표 3.4-2. 자유낙하시험 매트릭스 271

표 3.4-3. 자유낙하시험의 낙하시간 측정 결과 272

표 3.4-4. 제어봉집합체 낙하성능시험 결과 275

표 3.4-5. 지진 낙하성능 시험 매트릭스 277

표 3.4-6. MI 코일 전자석 코일 설계 치수 281

표 3.4-7. MI 코일 전자석 철심 설계 치수 282

표 3.4-8. 온도 및 간극에 따른 전자기력 변화(SS410 이동자) 283

표 3.4-9. 온도 및 간극에 따른 전자기력 변화(2.25Cr-1Mo 이동자) 283

표 3.4-10. MI 코일 적용 시 온도에 따른 코일 저항 및 소비전력 284

표 3.4-11. 시험 세부항목 및 측정변수 작성 285

표 3.4-12. 증기발생기 전열관 검사센서 결함 시편 289

표 3.4-13. 원자로용기 검사시편 슬릿 결함 크기 296

표 3.4-14. 원자로용기 검사센서 탐지능 측정시험 결과 297

표 3.4-15. 초음파 신호 측정시험 매트릭스 299

표 3.4-16. 원자로내부 레인징 성능시험 매트릭스 302

표 3.6-1. 실험용 RFECT 센서 사양 327

표 3.6-2. 시험편 결함의 종류 및 크기 331

그림목차

그림 3.1-1. 원자로용기 구조 형상 및 기기 배치도 49

그림 3.1-2. 원자로용기 하부헤드 개념도 49

그림 3.1-3. 원자로헤드 및 지지물 개념도 50

그림 3.1-4. 노심지지물 형상 및 설계 치수 51

그림 3.1-5. 유입실 형상 및 설계 치수 52

그림 3.1-6. 리셉터클 형상 및 설계 치수 53

그림 3.1-7. 레단구조물 형상 및 설계 치수 54

그림 3.1-8. 상부내부구조물 및 지지판 설계 치수 55

그림 3.1-9. 제어봉안내관 형상 및 열전대 장착개념 56

그림 3.1-10. 노심구속물 형상 및 설계 치수[원문불량;p.1-5-22] 57

그림 3.1-11. 상부차폐구조물 형상 및 설계 치수 58

그림 3.1-12. 일차배관 형상 및 설계 치수[원문불량;p.1-5-24] 59

그림 3.1-13. 일차배관 지지물 형상 및 설계 치수 60

그림 3.1-14. 중간열교환기 형상 및 설계 치수 61

그림 3.1-15. 중간열교환기 전열관 집합체 개념도 61

그림 3.1-16. 중간열교환기 지지부 형상 62

그림 3.1-17. 중간열교환기 수평 지지부 형상 62

그림 3.1-18. 중간열교환기 벨로우즈 구조 개념 63

그림 3.1-19. 일차냉각재 펌프 개념도 64

그림 3.1-20. 일차냉각재 펌프 지지부 64

그림 3.1-21. 일차냉각재 펌프 수평지지 개념도 65

그림 3.1-22. 판토그라프 핵연료교환기의 구성 66

그림 3.1-23. 핵연료교환계통의 주요부 67

그림 3.1-24. 핵연료 이송포트 형상 및 설계 치수 68

그림 3.1-25. 회전플러그 설계 치수 및 배치도 69

그림 3.1-26. 회전플러그 형상 및 주변 작동장치 70

그림 3.1-27. 제어봉구동장치 주요부 단면도 71

그림 3.1-28. 증기발생기 형상 및 설계 치수 73

그림 3.1-29. 잔열열교환기 개념도[원문불량;p.1-5-39] 74

그림 3.1-30. 잔열열교환기 전열관 집합체 형상[원문불량;p.1-5-39] 74

그림 3.1-31. 피동잔열제거계통 열교환기 개념도 75

그림 3.1-32. AHX 공기 유입부 형상 75

그림 3.1-33. AHX 전열관지지판 형상 75

그림 3.1-34. AHX 지지부형상 76

그림 3.1-35. Stack/AHX 연결부 형상 76

그림 3.1-36. 중간열전달계통 배관 배치 및 설계 치수[원문불량;p.1-5-42] 77

그림 3.1-37. 잔열제거계통 배관 배치 및 설계 치수[원문불량;p.1-5-43] 78

그림 3.1-38. 원자로 주기기 배치 개념도 79

그림 3.1-39. 원자로건물의 주기기 배치도 80

그림 3.1-40. SIE ASME-D5 전산코드 모듈 구성도 83

그림 3.2-1. NSSS 주요기기 배치 평면도 84

그림 3.2-2. NSSS 주요기기 3D 배치도 84

그림 3.2-3. 일차열전달계통 배치도 87

그림 3.2-4. 중간열전달계통 배치 평면도 88

그림 3.2-5. 중간열전달계통 3D 배치도 88

그림 3.2-6. 잔열제거계통 3D 배치도 89

그림 3.2-7. 원자로건물 및 주요기기 배치도 89

그림 3.2-8. 원자로용기 형상 및 설계치수 91

그림 3.2-9. 원자로용기 설계하중 해석 모델 및 응력 분포 92

그림 3.2-10. 원자로용기 축대칭 모델 및 열적 경계조건 93

그림 3.2-11. 원자로용기 정상상태 온도분포 및 열응력분포 94

그림 3.2-12. 격납용기 설계 치수 및 응력 분포 95

그림 3.2-13. 격납용기 열해석 경계조건 96

그림 3.2-14. 격납용기 정상상태 온도분포 및 열응력분포 96

그림 3.2-15. 격납용기 해석 모델 및 열응력 분포 98

그림 3.2-16. 중대사고 조건 시 격납용기 내·외부 온도 분포 98

그림 3.2-17. 격납용기 구조 건전성 평가 단면 선정 98

그림 3.2-18. 원자로헤드 설계 치수 및 유한요소 해석 모델 100

그림 3.2-19. 정상상태의 원자로헤드 하중 조건 101

그림 3.2-20. 원자로지지물 구조 형상 및 설계 치수 102

그림 3.2-21. 원자로지지물 설계하중 및 응력 분포 102

그림 3.2-22. 원자로지지물 좌굴모드 형상 및 임계 좌굴응력 103

그림 3.2-23. 과도운전 주요시점에서의 원자로지지물 열응력 104

그림 3.2-24. 노심지지물 설계 치수 및 응력 분포 107

그림 3.2-25. 유입실 설계 치수 및 응력 분포 108

그림 3.2-26. 레단구조물의 하중 조건별 응력 분포 109

그림 3.2-27. 원자로내부구조물 해석 모델 109

그림 3.2-28. 원자로내부구조물의 정상상태 온도 분포 109

그림 3.2-29. 일차 하중에 대한 응력 해석 결과 110

그림 3.2-30. 정상상태 열응력 분포 110

그림 3.2-31. 구조건전성 평가 단면 110

그림 3.2-32. 원자로내부구조물 과도운전 해석 모델 112

그림 3.2-33. 일차냉각재의 과도운전 온도 설정 112

그림 3.2-34. 일차하중에 의한 응력 분포 113

그림 3.2-35. 과도 운전에서의 최대 응력 113

그림 3.2-36. 과도운전에 대한 구조건전성 평가 단면 114

그림 3.2-37. 원자로헤드 상부 회전센서 개념 116

그림 3.2-38. 상부내부구조물의 측면 개념도 116

그림 3.2-39. 열전대 회전센서(원자로 운전) 116

그림 3.2-40. 열전대 회전센서(재장전) 116

그림 3.2-41. 상부내부구조물의 자중 및 정상상태 응력 분포 117

그림 3.2-42. 상부내부구조물 구조건전성 평가 단면 118

그림 3.2-43. 모드해석 및 단순 집중질량모델 개발 119

그림 3.2-44. 상부차폐구조물 구조 형상 및 설계 치수 120

그림 3.2-45. 커버가스 온도에 따른 차폐판 온도 분포 특성 121

그림 3.2-46. 상부차폐구조물 유한요소 해석 모델 122

그림 3.2-47. 자중에 의한 응력강도 분포도 122

그림 3.2-48. 설계 변경된 상부차폐구조물의 유한요소 해석 모델 124

그림 3.2-49. 설계 변경된 상부차폐구조물의 응력 분포도 124

그림 3.2-50. 등가 수평 지진하중에 대한 구조 해석 125

그림 3.2-51. 리셉터클 형상 및 설계 치수 126

그림 3.2-52. 리셉터클 해석 모델 및 응력 분포 127

그림 3.2-53. 구조건전성 평가 단면 127

그림 3.2-54. 과도운전 리셉터클 해석모델 및 응력 분포 128

그림 3.2-55. 과도운전 평가 단면 129

그림 3.2-56. 노심구속물 형상 및 설계 치수 130

그림 3.2-57. 등가 노심지진 하중 및 노심구속물 해석 모델 131

그림 3.2-58. 등가 노심지진 하중에 대한 응력 분포 131

그림 3.2-59. 노심구속물 과도운전 해석 모델 132

그림 3.2-60. 노심구속물 과도운전 온도 설정 133

그림 3.2-61. 노심구속물 일차하중 응력 분포 133

그림 3.2-62. 노심구속물 과도운전 열응력 분포 134

그림 3.2-63. 노심구속물 과도 운전에 대한 응력강도 범위 134

그림 3.2-64. 회전플러그 설계 치수 및 해석 모델 136

그림 3.2-65. 회전플러그 설계하중 및 응력 분포 137

그림 3.2-66. 회전플러그 일차하중 및 열하중 조건 137

그림 3.2-67. 회전플러그의 정상상태 열응력 분포 138

그림 3.2-68. 과도 운전 사이클 온도 조건 및 열응력 해석 결과 138

그림 3.2-69. 노내핵연료교환기의 형상 및 설계 치수 140

그림 3.2-70. 노내핵연료교환기 상부 모터구동부 및 판토그라프 팔 하부 기어박스 140

그림 3.2-71. 집게장치 집합체 구동부 141

그림 3.2-72. 기계요소의 치수계산 항목 및 구동부 토크 계산 142

그림 3.2-73. 노내핵연료교환기 기어 치수 결정 및 판토그라프 미케니즘 143

그림 3.2-74. 노내핵연료교환기 집게장치 구조건전성 평가 144

그림 3.2-75. 집게장치 모델의 작동성 시험 145

그림 3.2-76. 구속조건 및 일차하중 해석 결과 145

그림 3.2-77. 온도해석에 대한 경계조건 146

그림 3.2-78. 온도분포 및 열응력 해석 결과 146

그림 3.2-79. 유동기인진동 해석 결과 147

그림 3.2-80. 핵연료재장전계통 이송절차 150

그림 3.2-81. 핵연료재장전 노내 소요시간 계산 151

그림 3.2-82. 핵연료 재장전 총 소요시간 계산 152

그림 3.2-83. 하우징 및 지지구조물 예비 치수 153

그림 3.2-84. 제어봉집합체 인출/삽입 153

그림 3.2-85. 스퍼기어 개념 154

그림 3.2-86. 반응도제어 모터 부하 156

그림 3.2-87. 고속삽입모터 부하 156

그림 3.2-88. 센서 설치위치 개념 157

그림 3.2-89. 제어봉구동장치 해석 모델 158

그림 3.2-90. 제어봉구동장치 하중 전달 경로 158

그림 3.2-91. 구조건전성 평가 단면 159

그림 3.2-92. 중간열교환기 해석 모델 160

그림 3.2-93. 중간열교환기 응력 분포 160

그림 3.2-94. 자중에 의한 수직 처짐 161

그림 3.2-95. 열하중에 의한 수직 처짐 161

그림 3.2-96. 벨로우즈 양 끝단의 상대 변위 161

그림 3.2-97. 1차 고유진동모드형상 161

그림 3.2-98. 중간열교환기 정상상태 해석 모델(1/4 대칭 모델) 162

그림 3.2-99. 정상상태 자중에 대한 응력 분포 163

그림 3.2-100. SWR 사고 하중의 응력 분포 163

그림 3.2-101. IHTS 소듐 자중에 대한 응력 분포 164

그림 3.2-102. 정상상태 열응력 분포 164

그림 3.2-103. 정상상태 구조건전성 평가 단면 164

그림 3.2-104. 정상운전압력에 대한 응력 분포 165

그림 3.2-105. 설계압력에 대한 응력 분포 165

그림 3.2-106. 잔열열교환기 해석 모델 166

그림 3.2-107. 자중에 의한 응력 분포 167

그림 3.2-108. 자중에 의한 수직 처짐 167

그림 3.2-109. 열하중에 의한 수직 처짐 167

그림 3.2-110. 1차 고유진동 모드형상 167

그림 3.2-111. 잔열열교환기 정상상태 해석 모델 168

그림 3.2-112. 정상상태 자중에 대한 응력 분포 169

그림 3.2-113. 정상상태 설계압력 하중에 대한 응력 분포 169

그림 3.2-114. 잔열제거계통 소듐 자중에 대한 응력 분포 169

그림 3.2-115. 정상상태 열응력 분포 170

그림 3.2-116. 정상상태 구조건전성 평가 단면 170

그림 3.2-117. 강제대류열교환기 개념도 171

그림 3.2-118. FHX 하우징 구조 설계 172

그림 3.2-119. FHX 공기덕트 구조 설계 172

그림 3.2-120. FHX 슈라우드 해석 모델 173

그림 3.2-121. FHX 튜브, 챔버의 열해석 모델 174

그림 3.2-122. 자중에 의한 해석 결과 174

그림 3.2-123. 열하중에 의한 해석 결과 175

그림 3.2-124. 1차 고유진동 모드형상 175

그림 3.2-125. 정상상태 응력 분포(자중) 177

그림 3.2-126. 압력에 의한 정상상태 응력 분포(챔버) 177

그림 3.2-127. 정상상태 응력 분포(열응력) 178

그림 3.2-128. 압력해석 결과로부터 선정된 평가 단면(챔버)(PR) 178

그림 3.2-129. 자중해석 결과로부터 선정된 평가 단면(DW) 179

그림 3.2-130. 열해석 결과로부터 선정된 평가 단면(TE) 179

그림 3.2-131. 자연대류열교환기 구조 개념도 183

그림 3.2-132. 마이터 구조 형상 185

그림 3.2-133. AHX 정상상태 해석 모델(1/4 대칭 모델) 186

그림 3.2-134. AHX 정상상태 자중에 대한 응력 분포 186

그림 3.2-135. 설계압력에 대한 응력 분포 187

그림 3.2-136. 잔열제거계통소듐 자중에 대한 응력분포 187

그림 3.2-137. 정상상태 열응력 분포 187

그림 3.2-138. 정상상태 구조건전성 평가 단면 188

그림 3.2-139. 자연대류열교환기 유한요소모델(1/4 대칭 모델) 189

그림 3.2-140. 재장전 운전 사이클의 가열 및 냉각 과도 구간의 냉각재 온도 189

그림 3.2-141. 일차하중에 대한 응력 분포 190

그림 3.2-142. 과도 운전 주요 시점에서의 열하중 응력 강도 분포 190

그림 3.2-143. 과도운전에 대한 구조건전성 평가 단면 191

그림 3.2-144. SG 자중에 대한 응력 분포 193

그림 3.2-145. SG 정상상태 일차하중에 의한 응력 분포 195

그림 3.2-146. SG 정상상태 온도 분포에 의한 응력 분포 195

그림 3.2-147. SG 정상상태 구조건전성 평가 단면 196

그림 3.2-148. 설계 변경된 형상 및 구조건전성 평가 단면 198

그림 3.2-149. 직관형전열관 증기발생기와 쉘 벨로우즈 형상 199

그림 3.2-150. SG 과도운전 해석 모델 201

그림 3.2-151. SG 시간이력 과도운전 온도 설정 202

그림 3.2-152. SG 과도운전 일차하중 응력 분포 202

그림 3.2-153. SG 과도운전 주요 시점에서의 열응력 분포 203

그림 3.2-154. SG 상부튜브시트의 시간이력 응력강도 범위 204

그림 3.2-155. IHTS 배관 배치도면 206

그림 3.2-156. IHTS 고온배관의 유한요소 해석 모델 207

그림 3.2-157. IHTS 고온배관의 지지구조물 위치 207

그림 3.2-158. IHTS 배관 관통부 배치 208

그림 3.2-159. IHTS 배관 관통부 형상 및 설계 치수 209

그림 3.2-160. IHTS 배관의 해석 모델 210

그림 3.2-161. 중간열전달계통에서의 이중배관 개념 213

그림 3.2-162. 보호배관 외면에 추적가열기 설치 214

그림 3.2-163. 주배관과 보호배관 사이의 공간에 추적가열기 설치 214

그림 3.2-164. ADHRS 배관 배치도면 215

그림 3.2-165. PDHRS 배관 배치도면 216

그림 3.2-166. 잔열제거계통 배관 해석 모델 217

그림 3.2-167. 잔열제거계통 배관 관통부 배치 개념도 218

그림 3.2-168. ADHRS 배관 관통부의 형상 및 치수 219

그림 3.2-169. PDHRS 배관 관통부의 형상 및 치수 219

그림 3.2-170. 잔열제거계통 배관들의 해석 모델 형상 220

그림 3.2-171. SWRPRS 배관 배치 도면 225

그림 3.2-172. SWRPRS 배치 형상 226

그림 3.2-173. 일차냉각재펌프의 예비 설계 및 해석 모델 227

그림 3.2-174. 자중에 의한 구조 해석 결과 228

그림 3.2-175. 열하중에 의한 구조 해석 결과 228

그림 3.2-176. 1차 고유진동 모드형상 228

그림 3.2-177. 일차냉각재펌프 구조 형상 230

그림 3.2-178. 일차냉각재펌프 회전축 구조형상 230

그림 3.2-179. 일차냉각재펌프 하우징 230

그림 3.2-180. 일차냉각재펌프 임펠러 및 하우징 232

그림 3.2-181. 내부배관 및 챔버 연결부 232

그림 3.2-182. 유정압 베어링에 공급되는 소듐의 유입 경로 233

그림 3.2-183. 3차원 유한요소 해석 모델 234

그림 3.2-184. 베어링 근처 정압분포 234

그림 3.2-185. ALIP 개략도 236

그림 3.2-186. ALIP 단면도 (단면 A-A) 236

그림 3.2-187. ALIP 단면도 (단면 B-B) 237

그림 3.2-188. ALIP 단면도 (C) 237

그림 3.2-189. ALIP 단면도 (D) 237

그림 3.2-190. 중간열전달계통펌프 덕트와 배관의 용접 237

그림 3.2-191. ALIP 덕트 해석 모델 238

그림 3.2-192. ALIP 정상상태 열하중 조건 238

그림 3.2-193. ALIP 덕트 정상상태 일차하중 조건 239

그림 3.2-194. ALIP 덕트 구조해석 결과 239

그림 3.2-195. 잔열제거계통펌프의 구조 개념도 240

그림 3.2-196. 잔열제거계통펌프의 설계 도면 241

그림 3.2-197. 잔열제거계통펌프 덕트의 형상 및 치수 241

그림 3.2-198. 잔열제거계통펌프 덕트 해석 모델 및 경계 조건 242

그림 3.2-199. 잔열제거계통펌프 벨로우즈 변위요건 설정을 위한 해석 결과 242

그림 3.2-200. 덕트의 필렛반경에 따른 응력 해석 결과 243

그림 3.2-201. 원자로용기 ISI를 위한 원격검사장치 개념도 245

그림 3.2-202. 원자로 내부부품 교체용 이송 캐스크 개념도 252

그림 3.3-1. 비탄성구성식 재료상수 시험장치 255

그림 3.3-2. Type 316H 스테인리스 강의 반복경화 이력곡선 tests 256

그림 3.3-3. Type 316H 스테인리스 강의 반복경화 거동 257

그림 3.3-4. Type 316H 스테인리스 강의 온도에 따른 최대경화율 변화 258

그림 3.3-5. 응력제어 라체팅 시험의 상온 응력-변형률 이력곡선 259

그림 3.3-6. 응력제어 라체팅 시험의 온도별 응력-변형률 이력곡선 259

그림 3.3-7. 고온에서 Type 316H 스테인리스 강의 누적 라체팅 변형률 260

그림 3.3-8. 여러 온도에서의 Type 316H 스테인리스 강의 응력-변형률 곡선 261

그림 3.3-9. Type 316H 강의 반복변형 시험 전후의 전위구조를 보여주는 TEM 미세조직 262

그림 3.3-10. Type 316H 강의 온도에 따른 상분율 263

그림 3.3-11. GTAW 용접된 Type 316H 판재 263

그림 3.4-1. 제어봉구동장치 구동부 시험장치 설계도면 265

그림 3.4-2. 구동부 시험장치 266

그림 3.4-3. 구동장치 프로그램 제어를 위한 연결도 266

그림 3.4-4. 구동부 시험장치 제어 화면 266

그림 3.4-5. 벨로우즈 267

그림 3.4-6. 집게장치 267

그림 3.4-7. 구동축 위치, 전자석 상태 및 CRA 위치 목표 설정값 269

그림 3.4-8. 구동축 상단 레이저변위 측정값 269

그림 3.4-9. 구동축 볼너트 연동 엔코더 펄스응답 269

그림 3.4-10. 자유낙하 시험장치 구성도 271

그림 3.4-11. 자유낙하 시간-위치 곡선 272

그림 3.4-12. 제어봉집합체 낙하성능 시험 장치 구성 및 장치 단면도 273

그림 3.4-13. 제어봉집합체 낙하시간-위치 선도 (정지유체) 274

그림 3.4-14. 지진 낙하성능 시험장치 276

그림 3.4-15. 외부덕트 상단 조건 276

그림 3.4-16. 지진(ATH, Elcentro, SRTH) 가속도 기본파형 277

그림 3.4-17. 광섬유센서 및 전자석 응답시간 측정결과(0.3g-Elcentro-XYZ) 279

그림 3.4-18. 변위계 측정 시간-위치 그래프(0.3g-Elcentro-XYZ) 279

그림 3.4-19. 이차 제어봉구동장치 개념도 280

그림 3.4-20. 고온 전자석 개념 280

그림 3.4-21. 코일 권선 282

그림 3.4-22. 고온환경 전자석의 전자기력 시험 장면 282

그림 3.4-23. 이동자 재료, 온도 및 간극에 따른 전자석 견인력(전류 7.5A) 284

그림 3.4-24. 피동장치 개념도 285

그림 3.4-25. 시험장치 단면도 285

그림 3.4-26. 온도에 따른 간극 변화와 응력 변화 286

그림 3.4-27. SG 전열관 통합검사센서 예비시작품 및시작품 288

그림 3.4-28. SG 전열관 통합검사센서 신호분석 소프트웨어 288

그림 3.4-29. SG 전열관 통합검사센서 공기중 성능시험 구성 290

그림 3.4-30. SG 전열관 통합검사센서 공기중 성능시험 결과 290

그림 3.4-31. SG 전열관 통합검사센서 소듐 침적물 환경 예비 성능시험장치 및 성능시험 결과 291

그림 3.4-32. SG 전열관 검사센서 삽입인출장치 구동부 개념도 292

그림 3.4-33. 원자로용기 검사센서 시작품 294

그림 3.4-34. 원자로용기 검사센서 성능시험장치 294

그림 3.4-35. 원자로용기 검사 EMAT 측정 시스템 295

그림 3.4-36. 신호대잡음비 측정시험 결과(700kHz) 295

그림 3.4-37. 방사패턴측정 시험장치 구성 296

그림 3.4-38. 방사패턴 측정시험 결과 296

그림 3.4-39. 탐지능측정 시험장치 구성 297

그림 3.4-40. 결함 #3에 대한 lift-off 0.6mm에서의 탐지능 측정시험 결과 297

그림 3.4-41. 방사부 길이 및 두께에 따른 수중 빔 프로파일 299

그림 3.4-42. 개선된 수평 빔 판형 웨이브가이드 센서의 수중 빔 프로파일 300

그림 3.4-43. 1.5m 거리 장애물에대한 A-스캔 측정결과 300

그림 3.4-44. 원자로내부 레인징 성능시험장치 301

그림 3.4-45. 원자로내부 레인징 성능시험 구성 302

그림 3.4-46. 원자로내부 레인징 성능시험 결과 302

그림 3.5-1. 파단전누설 평가 절차 304

그림 3.5-2. 고온 파단전누설 평가 절차도 305

그림 3.5-3. 유한요소 해석 모델 307

그림 3.5-4. 운전 하중 조건 308

그림 3.5-5. 최대 주응력 위치 308

그림 3.5-6. 가정된 결함의 형상과 방향 309

그림 3.5-7. 크리프-피로 관계선도 309

그림 3.5-8. F-J 곡선 310

그림 3.5-9. 중간열전달계통 고온배관의 형상 311

그림 3.5-10. 중간열전달계통 고온배관의 하중 이력 312

그림 3.5-11. 평가대상에 대한 유한요소 해석 모델 312

그림 3.5-12. Tee 분기관의 길이방향 결함 형상 313

그림 3.5-13. 평가지점의 부분 모델 313

그림 3.5-14. 크리프-피로 관계선도 314

그림 3.5-15. 균열진전에 따른 최종 균열에 대한 F-J 선도 314

그림 3.5-16. 관통균열에 대한 F-J선도 315

그림 3.5-17. 중간열전달계통 고온배관의 유한요소 해석 모델 322

그림 3.5-18. 파단전누설 평가 위치 323

그림 3.5-19. 원주방향 외면 결함의 형상 323

그림 3.5-20. 균열진전에 따른 최종 균열에 대한 F-J 선도 324

그림 3.5-21. 감지가능한 관통균열에 대한 F-J 선도 325

그림 3.6-1. RFECT 코일 사이의 거리 및 주파수에 따른 신호분석시험 구성 328

그림 3.6-2. 여자코일과 리드코일 사이의 거리에 따른 리드코일 출력신호(300Hz, 80mA) 329

그림 3.6-3. 여자코일과 리드코일 사이의 거리에 따른 센서의 주파수 응답특성 330

그림 3.6-4. 주파수에 따른 SG 시험편 결함탐상 시험 결과 332

그림 3.6-5. 주파수에 따른 FH 시험편 결함탐상 시험 결과 332

그림 3.6-6. 전자기 통합센서 제작품 333

그림 3.6-7. PXI 기반 통합검사장치의 블록다이어그램 334

그림 3.6-8. PXI 기반 통합검사장치 334

그림 3.6-9. 실시간 신호분석 소프트웨어 335