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원전 2차계통의 출력증강 운전에 따른 배관감육 영향 분석
Analysis of Wall-Thinning Effects Caused by Power Uprates in the Secondary System of a Nuclear Power Plant 원문보기

Corrosion science and technology, v.15 no.3, 2016년, pp.135 - 140  

윤훈 ,  황경모 ,  이효승 ,  문승재 (한양대학교 기계공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Piping and equipment are degraded by flow-accelerated corrosion (FAC) in nuclear power plants. FAC causes numerous problems and nuclear utilities maintain programs to control FAC. The key parameters influencing FAC are hydrodynamic conditions, water chemistry, and effect of materials. Recently, a nu...

주제어

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문제 정의

  • 감육률 분석은 미국 EPRI에서 개발한 원전의 배관감육해석 코드인 CHECWORKS를 사용하였다4,5). 감육률 분석을 통해 출력증강시 원전 2차계통 사이클 내 주요 배관에서 FAC로 인한 감육률의 변화를 예측해보고자 한다.
  • 이러한 운전조건의 변화는 2차계통 배관 내부의 FAC 발생 원인을 변화키시고, 최종적으로 2차계통 배관 내부의 FAC 감육률의 변화를 가져온다. 본 논문에서는 국내 원전에서 계획 중인 출력증강에 대비하여, 출력증강시 원전 2차계통에서 발생할 수 있는 FAC의 영향을 분석하였다. 우선 기존 정상출력 (100 % 출력) 운전조건과 출력증강시 운전조건을 분석하고, 각 운전조건에서 감육률 분석을 수행하였다.
  • 본 논문에서는 원자력발전소의 정상출력 (100 % normal operation, NO) 운전과 출력증강 (104.5 % power uprates, PU) 운전에서 운전조건 변화가 배관감육에 미치는 영향을 분석하였다. 배관감육 분석을 위해서 미국 EPRI에서 개발한 유동가속부식 예측 프로그램인 CHECWORKS 프로그램을 활용하였다4,5).
  • 본 연구를 통해 원자력발전소에서 출력증강 운전을 수행 할 경우 발생할 수 있는 감육률의 변화를 살펴보았다. 본 연구 결과는 발전소 현장 엔지니어가 출력증강 운전 시행에 대비하여 감육률의 변화를 이해하고 관리방안을 수립하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

가설 설정

  • 감육률 해석은 해당 발전소의 CHECWORKS 모델을 기준으로 정상출력 운전 조건에 대한 감육률 해석을 먼저 수행하고, 동일한 조건에서 출력 증강 운전 조건의 해석을 수행하였다. 출력증강 조건에서 변화를 알 수 없는 변수 (예, 재질, 환경 등)는 모두 동일하게 가정하였다
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유동가속부식이란 무엇인가? 유동가속부식 (flow-accelerated corrosion, FAC)은 탄소강 또는 저합금강으로 제작된 배관 및 기기 표면이 내부의 유체에 의해 용해되어 점차 얇아지는 현상이다. 1986년 미국의 Surry 원전에서 발생한 배관 손상 사례를 시작으로 최근까지 크고 작은 손상 사례가 지속적으로 보고되고 있다 1-3) .
원전에서 출력증강을 할 때 변화한 운전조건은 2차계통 배관에 어떤 변화를 가져오는가? 출력증강을 할 경우 2차 계통 배관은 압력, 온도, 유량 등의 운전조건이 변하게 된다. 이러한 운전조건의 변화는 2차계통 배관 내부의 FAC 발생 원인을 변화키시고, 최종적으로 2차계통 배관 내부의 FAC 감육률의 변화를 가져온다. 본 논문에서는 국내 원전에서 계획 중인 출력증강에 대비하여, 출력증강시 원전 2차계통에서 발생할 수 있는 FAC의 영향을 분석하였다.
원전의 출력증강은 어떻게 구분되는가? 미국에서는 원전의 출력증강을 이미 1970년대에부터 시작하였으며, 최근까지 약 140 여 원전에서 출력증강 운전을 시행중이다. 원전의 출력증강은 measurement uncertainty recapture power uprates (MUR), stretched power uprates (SPU), 그리고 extended power uprates (EPU)로 구분된다. MUR은 개선된 출력계산을 통해 최대 2% 정도의 출력증강을 달성하고, SPU는 일반적으로 최대 7 % 정도의 출력증강을 수행하며, EPU는 대대적인 발전소의 설계 변경을 통해 최대 20 %까지 출력을 증강한다.
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참고문헌 (8)

  1. EPRI, TR-106611-R1, Flow-Accelerated Corrosion in Power Plant (2004). 

  2. EPRI, TR-1022295, Mentoring Guide for Flow-Accelerated Corrosion Engineers (2010). 

  3. EPRI, NSAC-202L-R4, Recommendations for an Effective Flow-Accelerated Corrosion Program, (2013). 

  4. EPRI, TR-1009599, Guidelines for Plant Modeling and Evaluation of Component Inspection Data (2004). 

  5. EPRI, TR-1019176, CHECWORKS Steam/Feedwater : Application Guidelines for Plant Modeling and Evaluation of Component Inspection Data (2009). 

  6. EPRI, TR-1018102, CHECWORKS Steam/Feedwater Application (SFA) Ver. 3.0 User Guide (2008). 

  7. E. H. Lee, K. M. Kim, H. P. Kim, Corros. Sci. Tech., 12, 280 (2013). 

  8. H. Yun, K. M. Hwang, S. J. Moon, Corros. Sci. Tech., 14, 325 (2015). 

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