초록 ▼

최종목표
원자력 발전소의 고온 및 방사선 가동 환경을 고려하여, 원전 배관에 대한 구조물 건전성 모니터링을 상시적으로 수행할 수 있는 시스템 개발
개발내용 및 결과
- 도파관을 활용한 유도파/임피던스 신호의 생성 및 계측 시스템 개발 상용 압전센서로 고온 및 방사선 환경에 있는 원전 배관에 유도파/ 임피던스 신호를 생성하고 계측하기 위하여 도파관을 활용한 기법을 개발함, 국제학회발표 1건
- 배관에서의 유도파 신호에 대한 수치해석 개발 실제 원전 배관에 발생할 수 있는 감육손상 및 축방향균열과 유도파/임피던스

최종목표
원자력 발전소의 고온 및 방사선 가동 환경을 고려하여, 원전 배관에 대한 구조물 건전성 모니터링을 상시적으로 수행할 수 있는 시스템 개발
개발내용 및 결과
- 도파관을 활용한 유도파/임피던스 신호의 생성 및 계측 시스템 개발 상용 압전센서로 고온 및 방사선 환경에 있는 원전 배관에 유도파/ 임피던스 신호를 생성하고 계측하기 위하여 도파관을 활용한 기법을 개발함, 국제학회발표 1건
- 배관에서의 유도파 신호에 대한 수치해석 개발 실제 원전 배관에 발생할 수 있는 감육손상 및 축방향균열과 유도파/임피던스 신호와의 상호작용을 수치해석을 활용하여 규명함, 국제 학회발표 1건
- 유도파/임피던스 기반의 데이터정규화기법을 이용한 손상감지기법 개발 계측된 유도파/임피던스 신호는 원전 가동 환경에 의해서도 변화하기 때문에 순수하게 구조물 손상에 의한 신호변화를 판별할 수 있도록 하기 위하여 데이터 정규화를 기반으로 한 손상감지기법을 개발함, 국제논문 1편, 국내 특허 1건, 국제학회발표 1건, 국내학회발표 1건
- 내장형 광섬유를 활용한 초음파 생성 및 계측 시스템 개발 원전 가동 환경에서도 배관 구조물에 초음파를 생성하고 계측하기위하여 레이저 빔을 입사할 수 있는 내장형 광섬유를 개발함, 국제 논문 2편, 국제학회발표 2건, 시작품 제작
- 임피던스 및 유도파 통합 시스템 기반의 손상감지기법 개발 구조물의 손상에 따른 유도파/임피던스 신호 변화의 특성을 바탕으로 하여 주변 환경영향을 배제한 손상감지기법을 개발하고 유도파와 임피던스를 동시에 계측 가능한 하드웨어 시스템을 구축함, 국제논문 1편, 국내 특허 1건, 국제학회발표 1건
- 다지점에서의 초음파 생성을 위한 멀티플렉싱 기법 개발 원전 배관 내의 광범위한 영역을 모니터링하기 위하여 다양한 지점에 선택적으로 초음파를 생성하는 기법을 개발함
기술개발 배경
- 중국, 중동 및 개발도상국에서의 원전 증설에 따라 원전시설물에 대한 구조물 건전성 모니터링 시스템의 수요가 증가할 것으로 예상됨
- 전 세계의 기존 원전 중 78%가 20년 이상 가동되고 있어 노후화에 따른 원전시설 유지보수 사업의 수요가 증가할 것으로 예상됨
- 현행 비파괴 검사 기술은 정기적으로 원전시설의 가동을 전면 중단하고 전문 검사 인력을 투입 하여야 함으로써 건전성 평가에 많은 비용 및 시간이 소요됨
- 비파괴 검사를 위한 보온재 제거 및 재설치, 접근이 어려운 지역에 scaffolding 작업 등의 비용으로 인한 경제적 손실 및 2차 손상 발생이 일어날 수 있음
- 고온 및 방사선 환경과 같은 실제 원전 가동 환경에서 상시적으로 원전시설물의 건전성을 평가할 수 있는 구조물 건전성 모니터링 시스템의 개발이 절실함
- 원전시설의 모니터링을 통하여 체르노빌, 스리마일 및 후쿠시마 원전사고와 같은 사회적 대형 참사의 방지하기 위함
- 상시적인 건전성 모니터링을 통하여 원자력 발전에 대한 불안감을 해소하고 원자력 시설물에 대한 사회적 신뢰도 제고하기 위함
핵심개발 기술의 의의
- 고온 배관에 대한 두께측정에 도파관을 이용한 연구가 진행된 바 있으나 유도파/임피던스 신호 측정을 통한 연구는 개발수준이 미비함
- 연구실에서 자체개발한 데이터정규화기법은 기 수행한 연구에서 이미 검증받은바 있으며 배관 건전성 모니터링에 적용가능함을 검증함
- 내장형 광섬유를 활용한 기 개발된 시스템의 고온 및 방사선 영향에 대한 적용성 여부를 검토함
- 환경영향 보상과 기저자료가 필요 없이 직관배관 내의 손상감지가 가능한 무기저손상감지 알고리즘을 개발하고 검증함
- 고출력 레이저의 스위칭을 위한 기계식 멀티플렉싱 장치 개발
적용 분야
원자력 및 석유화학 플랜트, 수송기계 산업 등 산업기반시설의 안전진단 분야

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• <기술개발사업 주요 연구성과> ... 11
• 목차 ... 16
• 제 1 장 서론 ... 17
• 제 1 절 과제의 개요 ... 17
• 제 2 절 국내.외 관련 기술의 현황 ... 18
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적.경제적 파급 효과 ... 21
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 23
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 23
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 25
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 51
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 51
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 52
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 52
• 1. 연구개발 추진 일정/성과 ... 52
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 53
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 54
• 1. 주관기관 기술개발 편성도 ... 54
• 2. 주관기간 기술개발 추진체계 (사업비추가, 연차별작성) ... 55
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 56
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 57
• 끝페이지 ... 58