초록 ▼

1. 연구개발 목표 및 내용
원전 안전계통 기기의 감시 검사 진단 평가 신기술 개발
- NSSS 건전성 해석 및 진단기술 실증
- 원전기기 온라인 감시 및 평가 신기술 개발 및 성능평가
- 원전기기 안전 검사 및 평가 시스템 성능시험
- 원전 케이블의 노후화 평가기술 고도화
2. 연구결과
가. NSSS 건전성 해석 및 진단기술 실증
- 원자로, 증기 발생기 충격 해석 모델 개발 및 충격거동 해석 결과 검증 시험
- 충격 크기, 속도별 동적 응답 DB 구축 및 구조건전성 영향 평가 방법

1. 연구개발 목표 및 내용
원전 안전계통 기기의 감시 검사 진단 평가 신기술 개발
- NSSS 건전성 해석 및 진단기술 실증
- 원전기기 온라인 감시 및 평가 신기술 개발 및 성능평가
- 원전기기 안전 검사 및 평가 시스템 성능시험
- 원전 케이블의 노후화 평가기술 고도화
2. 연구결과
가. NSSS 건전성 해석 및 진단기술 실증
- 원자로, 증기 발생기 충격 해석 모델 개발 및 충격거동 해석 결과 검증 시험
- 충격 크기, 속도별 동적 응답 DB 구축 및 구조건전성 영향 평가 방법론 개발
- 원자로 내부 구조물 상태 진단용 DB 구축 및 S/W 개발
나. 원전기기 온라인 감시 및 평가 신기술 개발 및 성능평가
- 시간역전기법을 활용하여 미약한 원거리 결함신호의 S/N비를 향상시킬 수 있는 결함신호 정밀화 기법을 개발하였음
- 원전에서 사용되고 있는 직경 2인치 스테인리스 스틸 직선배관의 시편에서 원거리(약 20M)에 위치한 결함의 신호를 취득하고 분석하는데 성공하였음
다. 원전기기 안전 검사 및 평가 시스템 성능시험
- 네트워크 기반의 원격 감시 및 진단 시스템 (LPMS의 감시/진단 신호를 대상)
- 원자로 헤드 검사 기술 개발 (육안 검사 영상의 재구성을 위한 모자이크 기술, 실시간 재구성을 위한 병렬 시스템 구축 및 Zigbee protocol 구현)
라. 원전 케이블의 노후화 평가기술 고도화
- 산화방지제 첨가한 배합재료의 방사선 및 열 가속열화에 따른 물성 평가
- 케이블 수명평가: (IEEE383시험조건과 임계특성의 표준 ISO 및 IEC에 준함)

Abstract ▼

This project is to develop and demonstrate new technologies for a monitoring, inspection, diagnosis and evaluation of the safety related components in nuclear power plants. These technologies are required to detect the defects in the components of nuclear power plants and to prepare thoroughly again

This project is to develop and demonstrate new technologies for a monitoring, inspection, diagnosis and evaluation of the safety related components in nuclear power plants. These technologies are required to detect the defects in the components of nuclear power plants and to prepare thoroughly against accidents.
We studied on the four issues recently focused. Thus we developed an impact analysis model of the reactor and steam generator, and diagnosis software of the reactor internals. As an on-line monitoring technology using an ultrasonic guided wave, we developed a new method enhancing the S/N ratio of the weak signal based on time reversal technique. A network based remote inspection system and an inspection robot for reactor vessel head penetration was developed. We also peformed a lifetime estimation and degradation analysis of the NPP cables through accelerated degradation tests..
The technologies developed in this project are applied to the components of nuclear power plants. The applications include a localization of the NSSS integrity monitoring system, replacement of an in-service inspection by on-line monitoring, remote inspection of the major components of the plants, lifetime estimation of the degraded plant cables, and so on.

목차 Contents

• 제 1 장 연구과제의 개요...34
• 제 1 절 연구개발 필요성...34
• 제 2 절 연구개발 목표 및 내용...36
• 제 2 장 국내.외 기술개발 현황...37
• 제 1 절 NSSS 기기 건전성 해석 및 진단기술 실증...37
• 제 2 절 온라인 감시 기술...40
• 제 3 절 네트워크 기반 원격 검사 기술 개발...43
• 제 4 절 케이블 건전성 평가 기술...45
• 제 3 장 NSSS 기기 건전성 해석 및 진단기술 실증...48
• 제 1 절 금속파편 충격에 의한 구조건전성 해석 모델 개발 및 평가 기술개발...48
• 제 2 절 원자로 내부구조물 동특성 시험용 모형 개발, 검증 시험 및 S/W 개발...87
• 제 4 장 온라인 감시 기술 개발...97
• 제 1 절 배관의 원거리 결함탐지 성능 시험...97
• 1. 연구 개요...97
• 2. 6m/24m 배관시편에서의 결함탐지 실험...97
• 가. 분산선도 작성...97
• 나. 시편 제작...98
• 다. 결함 형태와 크기별 측정 실험...98
• 라. 직선 배관의 원거리 결함탐지 실험...99
• 마. 결함신호 분석...100
• 제 2 절 곡선 배관의 원거리 결함탐지 성능 시험...101
• 1. 연구 개요...101
• 2. 곡선 배관의 원거리 결함탐지 성능 시험...101
• 가. 곡선 배관의 특성 분석...102
• 나. 곡관 위치별 유도초음파 전파 모드 분석...103
• 다. 곡관부 결함 측정...106
• 3. 하드웨어 개선...106
• 가. 신호 송수신 및 처리를 위한 다채널 펄서/리시버 개선...107
• 나. 배관 감시용 웨지 제작...108
• 다. 원거리 배관 감시 시스템(LPIS) 구축...109
• 제 3 절 결함신호 정밀화 기술 연구...111
• 1. FEM을 이용한 시간역전 알고리즘 개발...111
• 가. FEM을 이용한 시간역전 모델링 실험...112
• 나. 배열유도초음파에 대한 Time Reversal 기법 개발...120
• 다. 시뮬레이션을 이용한 개발 기법 검증...129
• 2. 시간역전 기법의 알고리즘 검증 실험...136
• 가. 실험 장치 및 구성...136
• 나. 알루미늄 판재의 결함...138
• 다. 스테인레스 배관내의 결함...142
• 제 5 장 네트워크 기반 원격 검사 기술 개발...149
• 제 1 절 네트워크 기반의 원격 검사 시스템 개발...149
• 1. 연구개요...149
• 2. 원격 검사 시스템 구축방법...151
• 가. 웹과 자바를 이용한 원격 검사 시스템 구축 방법...151
• 나. MS Windows 시스템간의 원격 시스템 구축 방법...153
• 3. 원격 LPMS 시스템 설계 및 개발...155
• 가. 시스템 설계...155
• 나. 시스템 구현...156
• 4. 원격 검사 시스템의 성능 평가...159
• 가. 웹을 이용한 RISYS의 원격 제어 시스템 성능 평가...159
• (1) 웹을 이용한 RISYS 시스템 개요...159
• (2) 웹을 이용한 RISYS 시스템 성능 평가...162
• 나. Windows 원격 터미널을 이용한 원격 RISYS 성능 평가...163
• 다. 제어봉 안내관 지지핀 원격 검사 시스템 성능 평가...164
• (1) 제어봉 안내관 지지핀 원격 검사 시스템 개요...164
• (2) 제어봉 안내관 지지핀 원격 검사 시스템 성능 평가...167
• 라. 원격 LPMS 성능 평가...167
• 5. 네트워크를 이용한 원격 검사 기술 개발 결론...169
• 제 2 절 원자로 헤드 육안 검사 장치 개발...169
• 1. 원자로 헤드 육안 검사...169
• 2. 이미지 모자이크를 이용한 원자로 헤드 표면 검사...171
• 가. 이미지 모자이크 기술...171
• (1) 전통적인 영상 모자이크 방법...171
• (2) DEM을 이용한 모자이크...173
• (3) 웨이블렛 분석 기법을 이용한 모자이크...175
• (4) 블록매칭을 이용한 모자이크...186
• (5) 방사그리드 형 모자이크...195
• 나. 이미지 모자이크 알고리즘...215
• 3. 원자로 헤드 영상 신호의 병렬처리...219
• 가. 병렬 계산 시스템...219
• 나. 병렬 프로그램...220
• 4. 로봇 제어기 통합 무선 환경 구축...221
• 가. zigbee 망 구현...221
• 제 6 장 케이블 건전성 평가 기술 개발...223
• 제 1 절 원전 케이블 노후화 진단 기술 개발...223
• 1. 고분자 첨가제...223
• 2. 산화방지제...225
• 가. 개념...225
• 나. 산화 메커니즘...225
• 다. 산화방지 메커니즘...227
• 라. 산화방지제의 분류...227
• 3. 산화방지제 선정 및 가속열화시험...231
• 가. 산화방지제의 선정...231
• 나. 시편의 제작 및 방사선 가속열화...231
• 다. 실험방법...232
• 라. 실험결과...235
• 4. 산화방지제 함량별 방사선 조사효과...241
• 가. 시편의 제작 및 방사선 가속열화...241
• 나. 실험방법...241
• 다. 실험결과...242
• 제 2 절 원전 케이블의 노후화 진단 기술 고도화...248
• 1. 고분자 재료의 동적 물성...248
• 가. 일반적 특성...248
• 나. 동적 물성 측정의 원리...249
• 다. 응력-변형 진동...252
• 2. 동적 물성의 측정...256
• 3. 기계적 tan ${\delta}$ - 온도 곡선의 해석...257
• 가. 1개의 완화시간을 갖는 계...258
• 나. 완화시간이 넓은 분포를 갖는 계...260
• 4. 동적 물성에 의한 구조 분석...261
• 5. 원전 케이블의 노후화 평가 실험...263
• 가. 시편의 제작 및 방사선 가속열화...263
• 나. 노후화 진단을 위한 물성 평가...264
• 6. 동적 특성을 이용한 열화 평가 실험...268
• 가. 실험방법...268
• 나. 실험결과...270
• 제 7 장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도...277
• 1. NSSS 기기 건전성 해석 및 진단기술 실증...277
• 2. 원전 기기 온라인 연속 감시 기술 개발...278
• 3. 원전기기 안전 검사 및 평가 신기술 개발...278
• 4. 원전 케이블의 수명평가 및 노후화 진단기술 개발...279
• 제 8 장 연구개발결과의 활용계획...281
• 1. NSSS 기기 건전성 해석 및 진단기술 실증...281
• 2. 온라인 감시 기술...281
• 3. 네트워크 기반 원격 검사 기술 개발...282
• 4. 케이블 건전성 평가 기술...282
• 제 9 장 참고문헌...284