초록 ▼

본 과제는 미국의 Pacific Northwest National Laboratory(PNNL)와 공동으로 연구를 수행하여 차세대 원자력 발전소의 안전과 신뢰성 확보에 필수적으로 요구되는 SDMS 기술의 개념을 검증하는데 있다. 이를 성공적으로 달성하기 위한 세부 목표는 크게 4가지로 나눠 연구를 진행하였다. 첫째 SDMS 기술의 개념 검증을 위한 진단대상 시스템의 구성이다. SDMS 기술은 이론을 바탕으로 실제에 적용하기 위해 개발 되었으므로 실제의 시스템을 대상으로 검증하는 것이 필요하다. 이를 위해서 진단의 대상이 되는 부품인

본 과제는 미국의 Pacific Northwest National Laboratory(PNNL)와 공동으로 연구를 수행하여 차세대 원자력 발전소의 안전과 신뢰성 확보에 필수적으로 요구되는 SDMS 기술의 개념을 검증하는데 있다. 이를 성공적으로 달성하기 위한 세부 목표는 크게 4가지로 나눠 연구를 진행하였다. 첫째 SDMS 기술의 개념 검증을 위한 진단대상 시스템의 구성이다. SDMS 기술은 이론을 바탕으로 실제에 적용하기 위해 개발 되었으므로 실제의 시스템을 대상으로 검증하는 것이 필요하다. 이를 위해서 진단의 대상이 되는 부품인 공기구동밸브(Air-Operated Valve, AOV)와 원자력 발전소와 유사한 작동 환경을 제공해줄 수 있는 시스템을 구축하였다. 두번째로는 공기구동밸브의 특성을 고려하여 감시 진단에 필요한 표준 변수를 추출하고 측정된 신호를 분석하는 방법을 개발, 개발된 방법의 타당성을 검증하였다. 공기구동밸브는 밸브와 구동부이외에 위치 제어기를 비롯한 다양한 부속품으로 구성되어 있기 때문에 이를 종합적으로 감시 진단하기 위해서는 공기구동밸브의 작동원리 이해, 결함이나 고장 메카니즘의 이해 그리고 측정 가능한 신호의 선정 등이 필요하다. 이를 효과적으로 이루기 위해 부속품을 포함하는 공기구동밸브의 모델을 개발을 하였고 공기구동밸브의 주요 표준 변수를 정량화시켰다. 세번째로는 SDMS 기술을 검증하였다. 앞서 언급된 검증 시스템을 이용하여 공기구동밸브에 결함이 발생한 경우의 신호를 측정하여 결함의 종류에 따른 신호의 변화 패턴을 분석하였다. 그리고 결함의 종류를 자체적으로 판별하기 위해 패턴 인식 방법과 신경망 방법을 동시에 적용하여 판별의 정확도를 높였다. 그리고 마지막으로 RF 데이터 전송 모듈의 설계 및 개발을 수행하였다. RF 데이터 전송 모듈의 개발은 본 과제에서 이루고자하는 SDMS 기술의 검증과는 직접적인 연관은 없으나 전반적인 SDMS 기술의 신뢰성 향상을 위하여 개발이 이루어졌다. 즉 데이터 전송선의 보조적인 데이터 전송으로 RF 데이터 전송 모듈을 대안으로 제시하였다.

Abstract ▼

Operating experience from U.S. nuclear power plants indicates that degradation of power plant performance occurs due to failures of components in the plant systems. The objectives of this work is to design and demonstrate the operation of self-diagnostic capabilities for the air-operated valves(AOVs

Operating experience from U.S. nuclear power plants indicates that degradation of power plant performance occurs due to failures of components in the plant systems. The objectives of this work is to design and demonstrate the operation of self-diagnostic capabilities for the air-operated valves(AOVs)in the service water system. It provides a proof of principle technology demonstration for on-line self diagnostic monitoring system(SDMS) where a distributed array of sensors is integrated and employs instrumentation and signal processing to improve the monitoring and assessment of the AOV.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...11
• 제 2 장 국내$\cdot$외 기술개발 현황...12
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...13
• 제 1 절 진단 대상 시스템 구성...13
• 1. PNNL의 급수 시스템...13
• 2. 급수 시스템의 구성 및 특성...15
• 제 2 절 공기구동밸브의 진단...19
• 1. 진단 대상 공기구동밸브...19
• 2. 공기구동밸브 특성값...26
• 제 3 절 SDMS 기술 검증...42
• 1. 실험 장치 설정 및 방법...42
• 2. 결함 신호 구축...45
• 3. SDMS 기술 검증을 위한 진단 알고리즘 개발...70
• 제 4 절 FR 데이터 전송 모듈 개발...81
• 1. SDMS(Self-Diagnostic Monitoring System)의 개요...81
• 2. 데이터 취득 시스템과 데이터 처리 시스템...82
• 3. 데이터의 전송...98
• 4. 결론...114
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도...115
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...117
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보...118