초록

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한전전력연구원에서는 한국표준형 원전 증기발생기인 시스템 80 모델의 튜브시트 상부에 침전된 슬러지를 제거하기 위한 고압 분사식 슬러지 세정장비를 개발하였다. 국내에는 영광 3,4,5,6 호기 및 울진 3,4,5,6 호기 등 총 8 기의 한국표준형 원전이 운전중에 있으나 기 사용하고 있던 증기발생기 세정 장비가 자동화가 미흡하여 작업자의 방사선 쪼임량이 과대하고 장비가 전열관에 충돌하여 전열관이 손상될 가능성이 상존하며 세정 방식이 증기발생기 가장자리인 annulus 에서 중앙의 center stay cylinder 로 향해 슬러지가 증기발생기 중앙 부분에 집중적으로 침적될 가능성이 있는 등 문제점을 해결하기 위하여 개발에 착수하였다. 개발된 증기발생기 세정 장비는 2004 년 4 월 중 울진 3 호기 증기발생기 세정 작업에 성공적으로 활용되었다.

한전전력연구원에서는 한국표준형 원전 증기발생기인 시스템 80 모델의 튜브시트 상부에 침전된 슬러지를 제거하기 위한 고압 분사식 슬러지 세정장비를 개발하였다. 국내에는 영광 3,4,5,6 호기 및 울진 3,4,5,6 호기 등 총 8 기의 한국표준형 원전이 운전중에 있으나 기 사용하고 있던 증기발생기 세정 장비가 자동화가 미흡하여 작업자의 방사선 쪼임량이 과대하고 장비가 전열관에 충돌하여 전열관이 손상될 가능성이 상존하며 세정 방식이 증기발생기 가장자리인 annulus 에서 중앙의 center stay cylinder 로 향해 슬러지가 증기발생기 중앙 부분에 집중적으로 침적될 가능성이 있는 등 문제점을 해결하기 위하여 개발에 착수하였다. 개발된 증기발생기 세정 장비는 2004 년 4 월 중 울진 3 호기 증기발생기 세정 작업에 성공적으로 활용되었다.

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 KALANS® 로 명명되는 여러 가지 증기발생기 세정 장비 중에서 특히 국내에서 가장 많이 가동되고 있는 한국표준형원전의 시스템-80 형 증기발생기 세정 장비인 KALANS® 니I 개발에 관하여 기술하였다. 이장비는 기존 외국산 장비의 단점을 개선하여 완전 자동화 운전이 가능하게 하였으며, 슬러지제거 필요성이 가장 큰 증기발생기 중앙 부근의 세정 작업 효율을 향상시킬 수 있도록 하였다.

제안 방법

• 이장비는 기존 외국산 장비의 단점을 개선하여 완전 자동화 운전이 가능하게 하였으며, 슬러지제거 필요성이 가장 큰 증기발생기 중앙 부근의 세정 작업 효율을 향상시킬 수 있도록 하였다. 또한 향후의 원자력발전소의 예방정비 기간 단축에 대비하여 여러 대의 장비로 짧은 시일 내에 세정 작업이 가능하도록 구성하였다. 개발된 KALANS®니I 장비를 활용하여 울진 3 호기 증기발생기 세정 작업을 수행한 결과 약 2아<g 의슬러지를 제거하여 이전 주기의 슬러지 제거량인 12Kg 에 비해 상당히 향상된 결과를 얻을 수 있었다.
• 이 마디들을 관통하는 와이어가 레일 전체를 관통하고 있다. 레일 설치 시에는 이 와이어의 인장력을 제거하여 각 마디들이 유연하게 하고 일단 지지 실린더 옆까지 진입시킨 후에는 와이 어에 인장력을 가하여 견고하게 고정되도록 하였다. 슬러지에 고압수를 분사하는 랜스는핸드홀마운트에 부착되어 있는 서보 모터로 구동하도록 설계하여 고장 시 신속한 교체가 가능하도록 하였다.
• 슬러지에 고압수를 분사하기 위하여 여러 개의 노즐이 장착된 랜스 (lance) 는 레일에나 있는 홈을 따라 이동할 수 있도록 설계되었으며, 핸드홀에 장착된 서보모터의구동에 의해 타이밍벨트가 작동되고 이 벨트에 연결된 노즐 블록이 고압수를 분사하면서 이동하도록 설계되었다.
• 레일 설치 시에는 이 와이어의 인장력을 제거하여 각 마디들이 유연하게 하고 일단 지지 실린더 옆까지 진입시킨 후에는 와이 어에 인장력을 가하여 견고하게 고정되도록 하였다. 슬러지에 고압수를 분사하는 랜스는핸드홀마운트에 부착되어 있는 서보 모터로 구동하도록 설계하여 고장 시 신속한 교체가 가능하도록 하였다.
• 않다. 이러한 공간적인 제약을극복하고 자동화 운전이 가능하도록 하기 위하여좁은 공간을 따라 세정장비의 레일을 설치할 수있도록 설계하였다.
• 또한 작업자들이 고압수를 분사하는 노즐 Assembly 를 줄로 묶어서 위치를 옮기는과정에서 예상치 못했던 문제점의 발생도예상되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해시스템-80 증기발생기 세정장비를 새로개발하기로 결정하였다. 논문 전반부에서는 국내랜싱 장비 현황을 살펴보고 후반부에서는울진 3, 4 호기 한국표준형 원전 시스템-80 증기발생기 랜싱 작업을 위하여 개발된 KALANS(Kepco Advanced LANcing System) 및현장 적용 과정에 관하여 기술코자 한다.
• 그러므로 핸드홀의 내 경에 고정되는 핸드홀마운트에 안내 지지 레일의 정확한 통과 위치를 정할 수 없다. 이런 문제를 해결하기 위해, 세정장비의 레일 설치 시 증기발생기 조립시의 공차를 허용할 수 있도록 핸드홀 마운트 (handhole mount) 를 설계하였匚 1.세정 장비 레일은 증기발생기 중앙 부분에 위치하고 있는 지지실린더 옆으로 근접하여고압수를 분사할 수 있도록 하기 위해 끝 부분을 여러 마디로 세분하여 제작하였다. 이 마디들을 관통하는 와이어가 레일 전체를 관통하고 있다.
• 제어 시스템은 크게 증기 발생기 세정로봇을원격으로 감시 및 조정하는 Main Rack과 100M 통신 케이블, 모터를 구동하는 Servo 티ock으로나누어 진다.

성능/효과

• 또한 향후의 원자력발전소의 예방정비 기간 단축에 대비하여 여러 대의 장비로 짧은 시일 내에 세정 작업이 가능하도록 구성하였다. 개발된 KALANS®니I 장비를 활용하여 울진 3 호기 증기발생기 세정 작업을 수행한 결과 약 2아<g 의슬러지를 제거하여 이전 주기의 슬러지 제거량인 12Kg 에 비해 상당히 향상된 결과를 얻을 수 있었다.
• 8 월, 한국전력공사 전력연구원에서는국내의 한국표준형 원전인 울진 3, 4호기 시스템-80 증기발생기 세정작업을 위한 장비 개발에착수하였다. 개발에 착수하게 된 직접적인동기는 기 활용하고 있던 외국산 장비는 거의자동화가 되어 있지 않아 작업자들이 수동으로조작하도록 되어 있어서 작업 종사자의 방사선쪼임량이 많고 증기발생기 가장자리 쪽에서 중앙부분으로 고압수를 분사토록 설계되어 있어서오히려 슬러지 제거가 가장 필요한 부분에슬러지를 모으게 되는 역효과도 발견되었다. 또한 작업자들이 고압수를 분사하는 노즐 Assembly 를 줄로 묶어서 위치를 옮기는과정에서 예상치 못했던 문제점의 발생도예상되었다.
• 이장비는 기존 외국산 장비의 단점을 개선하여 완전 자동화 운전이 가능하게 하였으며, 슬러지제거 필요성이 가장 큰 증기발생기 중앙 부근의 세정 작업 효율을 향상시킬 수 있도록 하였다. 또한 향후의 원자력발전소의 예방정비 기간 단축에 대비하여 여러 대의 장비로 짧은 시일 내에 세정 작업이 가능하도록 구성하였다.

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