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문제 정의
- 본 연구에서는 원자력발전소 원자로 냉각재 계통의 가압기 밀림배관내에서 서로 다른 온도의 유체가 밀도차에 의해 분리된 채 존재하는 열성층의 온도를 감시할 수 있는 온도 감시 시스템을 개발하였다. 개발된 온도 감시시스템은 1999년 9월 O/H기간 동안 현장에 적용되어 고리원자력발전소 1호기의 수명연장과 관련하여 가압기 밀림 배관의 열성층화에 따른 배관의 건정성 여부를 평가하기 위해 가압기 밀림배관의 열성층 온도를 측정하여 온도 데이터를 현재 수집중에 있다.
- 또한 2000년 1월중에 산업자원부가 발표하제 5차 장기전력수급계획에 따르면 우리나라는 영광 5, 6호기(2002년)및 울진 5, 6호기(각각 2004, 2005년)를 비롯하여 2015년까지 총 12기의 원전을 신규로 간설하고 2 기롤 폐기할 것을 추진 중에 있다. 본 연구의 목적은 폐기대상인 고리 1호기의 수명연장과 관련하여 원자력발전소의 원자로 냉각재 계통의 가압기 밀림배관내에서 서로 다른 온도의 유체가 밀도차에 의해 분리된 채 존재하는 열성 층의 온도를 감시할 수 있는 시스템을 개발하는데 있다. 온도를 측정하기 위해 온도센서인 열전쌍을 사용하여 가압기 밀림배관에 부착할 수 있도록 제작하였으며 열전대(Thermocouple)으로부터 입력되는 신호를 처리하여 컴퓨터에서 실시간 감시 및 저장하도록 하였다.
- 6cm(14in)으로된 스텐레스강으로 되어있으며, 원자로 냉각재 계통의 가압기와 고온관(Hot leg)을 연결하는 배관으로서 이관 내에서 가압기측의 고온 냉각재와 이에 비해 상대적으로 낮은 온도인 고온관측의 냉각재가 만나는 곳으로 배관의 상하부간에 온도차가 항시 상존하고 있다. 이는 가압기 밀림배관내에서 서로 다른 온도의 유체가 밀도차에 의해 분리된 채 존재하는 열성층이 발생하기 때문이며 본 연구에서는 이 열성충의 온도를 감시할 수 있는 온도감시 시스템을 개발하였다.
가설 설정
- 이 열전효과를 제벡(Seebeck)효과라고 한다. 열전류의 크기는 회로의 저항에 의해서도 변화하는데 그림 2(b)와 같이 절단하면 절단점에는 열기전력을 발생하고 그 크기는 2종의 금속 종류와 양접점의 온도에 의해 정해지고 금속의 형상이나 치수, 도중의 온도 변화에는 영향을 받지 않는다. 따라서 2종의 금속 종류와 열기전력의 크기, 한쪽 접점의 온도를 알고 있으면 다른 쪽의 온도를 알 수 있다.
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