초록 ▼

최종목표
- 원자력발전소 안전주입계통 Safety Re1ief Valve 개발
○ 원자력 발전소용 안전밸브 설계 및 제작 기술 국산화
○ 성능시험 절차 확립 및 시험설비 구축
○ 밸브 성능시험을 통하여 구조적 건전성과 밸브 작동성 입증
○ 내진, 구조 및 열 유동 해석 기법 확립
○ ASME 용량인증 시험기관으로부터 용량인증 취득.
○ 양산화 및 COST-DOWN.
개발내용 및 결과
○ 원자력발전소 안전주입계통 Safety Relief Valve설계 제작기술 확보 및 정비기술력 확보<

최종목표
- 원자력발전소 안전주입계통 Safety Re1ief Valve 개발
○ 원자력 발전소용 안전밸브 설계 및 제작 기술 국산화
○ 성능시험 절차 확립 및 시험설비 구축
○ 밸브 성능시험을 통하여 구조적 건전성과 밸브 작동성 입증
○ 내진, 구조 및 열 유동 해석 기법 확립
○ ASME 용량인증 시험기관으로부터 용량인증 취득.
○ 양산화 및 COST-DOWN.
개발내용 및 결과
○ 원자력발전소 안전주입계통 Safety Relief Valve설계 제작기술 확보 및 정비기술력 확보
○ 구조적 건전성 확보를 위한 구조해석 및 내진해석 수행 및 기법 확보
○ 열유동 해석에 의한 Spring 조립 시 압축량과 밸브 Seat 경과의 상관관계 확립
○ 열 · 유동해석에 의한 밸브 Full Lift 확보를 위한 Trim 부 최적설계
○ Spring 압축력과 Disc 상승하중(양력)의 상호관계 연구
○ 열 · 유동해석에 의한 최대 분출 계수를 얻어내기 위한 최적 Nozzle Seat부 형 상 연구
○ 열 · 유동해석에 의한 분출량 해석 결과와 Code의 계산식에 대한 계산결과와 비교검토
○ ASME QME-l 에 따라 Active Valve 에 대 하여 Functional Qua1ification Test를 수행하여 밸브의 작동성을 입증
○ 사내 설비를 활용하여 밸브 용량 시험을 통하여 설계 및 해석 기법의 타당성 입증
○ 미국 ASME 용량인증 시험기관인 NBBI 에서 밸브 용량시험을 통하여 용량인증
기술개발배경
안전밸브는 원자력 발전소의 안전을 주목적으로 하는 밸브로서 매우 까다로운 조건에서도 작동해야 함은 물론f 구조자체가 복잡한 기술 집약적인 밸브이다.90% 이상 외국 업체에 의존하고 있어, 외산기술 의존도 측면에서 국산화가 필요하다. 또한 발전소 전체의 안전을 목적으로 하기 때문에 보수해야 할 일이 생기면 시간당 수십억원의 경제적 손실은 불가피하다. 때문에 이 밸브는 긴급 보수 뿐 아니라 경제적 측면에서도 국산화 개발이 꼭 필요한 실정이다.
핵심개발기술의 의의
○ 본 제품은 기검증된 일본 제품을 토대로 신규개발을 하였고 실증 시험을 통하여 그 성능을 입증하였음
○ 안정 적으로 Fully Open을 유지 하도록 많은 해석과 시험을 통하여 최적의 Trim 구조 설계
적용분야
원자력 발전소 안전주입계통

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 2
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 5
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발의 목표 및 평가의 착안점 ... 12
• 가. 최종 연구개발 목표 ... 12
• 나. 세부 목표 ... 13
• 다. 개발배경 ... 14
• 라. 선진기술 동향 분석, 특허 및 관련 자료 조사 ... 16
• 마. 안전밸브 종류 ... 22
• 바. 안전밸브 작동원리 ... 23
• 사. 안전밸브 관련 용어의 정의 ... 25
• 아. 밸브 설계시 주요사항, 검사 및 시험 ... 27
• 자. 연구의 진척도 ... 29
• 차. 평가의 착안점에 따른 목표달성도에 대한 자체 평가 ... 32
• 2. 연구개발 수행내용 ... 33
• 가. 연구수행 내용 ... 33
• 1) 연구수행 내용 ... 33
• 가) 상세 설계 (Model I & II) ... 33
• ① 설계 개요 ... 33
• ② Model I-1 (2500#, 3/4) ... 35
• ③ Model I-2 (600#, 6) ... 39
• ④ Model II-1 & II-2 (2500#, 3/4) ... 43
• 나) 시작품 설계 사양 및 용량 검토 (Model I & II) ... 50
• ① 밸브용량 검토 요약 ... 51
• ㉮ Model I-1 밸브의 용량계산 ... 52
• ㉯ Model I-2 밸브의 용량계산 ... 55
• ㉰ Model II-1 밸브의 용량계산 ... 58
• ㉱ Model II-2 밸브의 용량계산 ... 61
• ② Spring 계산 ... 64
• ㉮ Model I-1 Spring 계산 ... 64
• ㉯ Model I-2 Spring 계산 ... 66
• ㉰ Model II-1 Spring 계산 ... 68
• ㉱ Model II-2 Spring 계산 ... 70
• 다) QME-l 성능시험및 용량인증시험 절차 ... 72
• ① 성능시험 절차 ... 72
• ② 용량인증 시험절차 ... 73
• 라) 시작품의 성능 및 안전성 예측(위탁기관) ... 75
• ① 유동 수치모사 ... 75
• ㉮ 이론적 배경 ... 75
• ㉯ 적용코드 및 방법론 ... 77
• ㉰ 수치모사 적용 밸브 모델 ... 79
• ㉱ 결과 고찰 ... 80
• ㉲ 해석결과 그림 ... 83
• ② 구조해석 ... 103
• ㉮ 관련 이론 ... 103
• ㉯ 3/4inch 구조해석 ... 106
• ㉰ 6 inch 구조해석 ... 114
• 마) 주강품 검사 : Attachment 1 참조 ... 122
• 바) Spring 사양 : Attachment 2 참조 ... 122
• 사) 시작품 가공도면 및 조립 ... 122
• 아) 시험 설비 구축 ... 166
• 자) 자체 성능시험 ... 174
• 차) 자체 성능시험결과 ... 178
• 카) 시험 결과와 해석결과 비교 ... 186
• 타) NBBI 용량인증시험 모텔 선택 ... 194
• 파) NBBI 용량인증 절차/ 신청서 및 인증서 ... 194
• ① 용량인증 절차 ... 194
• ② 용량인증시험(Flow Test) 신청서 ... 195
• ③ lnitial Capacity Certification for 3/4 ... 201
• ④ 3/4 성능시험(DOF) Flow Chart & 설비 Layout ... 203
• ⑤ 4 성능시험(DOF) Flow Chart & 설비 Layou ... 205
• ⑥ 성능시험 수행 ... 207
• ⑦ Final Capacity Certificatiion for 3/4 ... 210
• 하) NBBI 성능시험결과와 해석을 통한 해석타당성 검증 ... 215
• 2) 연구개발 결과 ... 230
• 나. 결론 ... 233
• 1) 결론 ... 233
• 3. 연구성과 ... 234
• 4. 구매금액이 3천만원 이상인 연구기자재 구매현황 ... 235
• 5. 연구비 집행실적(당해년도) ... 236
• Attachment 1 품질관리 절차서, 품질관리 보고서 ... 237
• Attachment 2 Optimum Level of Spring Force, Spring Pictures, Spring Dimensions & Specification ... 238
• Attachment 3 QME-I Functional Qualification Test Report of 3/4 ... 239
• Attachment 4 Bench-Set Test Result Plots, Performance Test Result Plots ... 240
• Attachment 5 시험설비 운영절차서, QME-I 성능시험 절차서 ... 241
• Attachment 6 성능인증시험(DOF) 절차서 ... 242
• Attachment 7 용량인증시험 보고서 ... 243
• 끝페이지 ... 243