초록 ▼

○ 모니터링 대상 안전필수기기 선정 및 기계적 특성 분석
다양한 안전필수기기 중에서 모니터링이 필요한 안전필수기기를 선정하고 선정된 기기의 기계적 특성 분석함. 선정된 기기의 고장 모드를 분석하고, 분석 결과를 통해 선정된 기기의 고장 원인 및 종류를 분석함. 분석된 고장모드와 관련되는 계측기를 조사하여 일어날 수 있는 이상신호를 조사 및 분석함.

○ 선정된 안전필수기기의 건전성 평가 방법론 개발
선정된 기기의 이상상태를 모델을 선정함. 선정된 고압안전주입펌프의 건전성/상태 평가 방법론을 개발하기 위해서 다양

○ 모니터링 대상 안전필수기기 선정 및 기계적 특성 분석
다양한 안전필수기기 중에서 모니터링이 필요한 안전필수기기를 선정하고 선정된 기기의 기계적 특성 분석함. 선정된 기기의 고장 모드를 분석하고, 분석 결과를 통해 선정된 기기의 고장 원인 및 종류를 분석함. 분석된 고장모드와 관련되는 계측기를 조사하여 일어날 수 있는 이상신호를 조사 및 분석함.

○ 선정된 안전필수기기의 건전성 평가 방법론 개발
선정된 기기의 이상상태를 모델을 선정함. 선정된 고압안전주입펌프의 건전성/상태 평가 방법론을 개발하기 위해서 다양한 방법론을 검토함. 그 중에서 MFM 방법을 선정하고, 선정된 고압안전주입펌프의 모델링을 수행함. 고압안전주입펌프의 이상상태 모델을 기준으로 비정상 상태를 다양한 case로 가정하고, MFM Workbench 프로그램을 이용하여 시뮬레이션을 수행함. 시뮬레이션 결과를 통해 MFM 성능을 평가함.

○ 인력양성
원자력산업 및 I&C 전문 인력양성을 위해 국제 워크숍, 실무자 강의, 해외 전문가 초청 강의 등의 다양한 프로그램을 수행함.

( 출처 : 보고서 요약서 5p )

Abstract ▼

Ⅳ. The Results of the R&D
1. Selection of safety-critical components which are needed to monitor and analysis of mechanical characteristics
Various safety-critical components which are needed to monitor in nuclear power plants were investigated, and safety-critical components which are needed

Ⅳ. The Results of the R&D
1. Selection of safety-critical components which are needed to monitor and analysis of mechanical characteristics
Various safety-critical components which are needed to monitor in nuclear power plants were investigated, and safety-critical components which are needed to monitor were analyzed based on the investigation results. Furthermore, following results were obtained from the analysis of mechanical characteristics of selected components.
○ Precise definition of terminologies used in nuclear power plants related to safety-critical components
○ Investigation of safety-critical systems in nuclear power plants and investigation and analysis of included safety-critical components
○ Selection of high pressure safety injection(HPSI) pump and motor operated valve which have high importances in nuclear power plants as safety-critical components which are needed to monitor among various safety-critical components
○ Analysis of every failure causes and types of HPSI pump and motor operated valve
○ Analysis of mechanical characteristic and tolerance of selected components

2. Instrumentation signal analysis for failure modes of selected components
Abnormal state factors of selected components were analyzed based on the selection criteria for safety-critical components which are needed to monitor. The results of figuring out instrumentation systems related to analyzed failure modes and investigation and analysis of possible abnormal signals are shown below.
○ Investigation and analysis of abnormal signals from instrumentation systems according to analyzed failure modes based on investigation and analysis of instrumentation systems which are related to abnormal states of selected safety-critical components
○ Analysis of abnormal state factors according to failure causes of selected components and evaluation of integrity and performance change according to temperature change

3. Development of integrity evaluation method for selected safety-critical components
Various methodologies were reviewed in order to develop integrity/state evaluation method for selected high pressure injection pump, and MFM methodology that many researches have been conducted in Europe, U.S., Japan, and China was selected among various methodologies. The results related to integrity/state evaluation method of HPSI pump using MFM model are shown below.
○ Review of various prediction methodologies, selection of MFM methodology, and development of HPSI pump integrity/state evaluation method
- Since the HPSI pump is in standby state during normal operation, it is hard to acquire operation data and instrumentation systems which measure the performance of HPSI pump, are limited
- MFM methodology which is widely recognized as qualitative evaluation method was selected among artificial intelligence methodologies for HPSI pump integrity/state evaluation method.
- HPSI pump mainly operates during performance test and when safety injection signal(SIS) is actuated due to abnormality or accident occurrence in nuclear power plant
- In this project, modelling was performed for high pressure safety injection performance test parts
- Causes and consequences were estimated with MFM workbench under assuming abnormal states of HPSI pump as various cases. Estimated results were compared and analyzed with HPSI pump failure modes data

4. Human resource development
For professional manpower training in the field of nuclear industry and I&C, various training programs such as paperwork supervising, joint lectures, international workshops, and invited lectures given by foreign experts were conducted.
○ Second KAIST international workshop was held. Contributed to professional manpower training with the chance to acquire expertise from presentation and discussion of foreign and domestic experts and exchange various information
○ Lectures on theoretical backgrounds and practical training of MFM model were held with the invitation of professor LIND Morten from DTU(technical university of Denmark), who developed MFM
○ Lectures on field works were held for graduate course with the invitation of researcher from KAERI(Korea atomic energy research institute)

( 출처 : SUMMARY 15p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 13
• CONTENTS ... 19
• 목차 ... 23
• 표목차 ... 26
• 그림목차 ... 27
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 29
• 제 1 절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 29
• 1. 개요 ... 29
• 2. 연구개발의 목적 ... 30
• 3. 연구개발의 필요성 ... 30
• 제 2 절 연구개발의 내용 및 범위 ... 33
• 1. 연구개발의 내용 ... 33
• 제 2 장 국내외 기술 개발 현황 ... 35
• 제 1 절 국내 기술개발 현황 및 수준 ... 35
• 제 2 절 국외 기술개발 현황 및 수준 ... 35
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 37
• 제 1 절 안전필수기기 조사 및 선정 ... 37
• 1. 안전필수계통 및 기기 조사 ... 37
• 2. 안전필수기기 선정 ... 45
• 제 2 절 선정된 기기의 고장모드 분석 ... 45
• 1. 고압안전주입펌프의 고장모드 분석 ... 46
• 2. 모터구동밸브의 고장모드 분석 ... 52
• 제 3 절 고압안전주입펌프의 비정상 상태 인자 분석을 통한 계측기 신호 분석 ... 54
• 1. 고압안전주입펌프의 온도 변화 ... 54
• 제 4 절 안전필수기기 건전성 평가 방법론 ... 57
• 1. Multi-level Flow Modeling(MFM) ... 57
• 2. Net Condition/Event Systems(NCES) ... 63
• 3. Fuzzy Cognitive Maps(FCM) ... 68
• 4. 기타 예측 프로그램 ... 73
• 제 5 절 선정된 방법론의 적용 ... 76
• 1. 고압안전주입펌프의 모델링 ... 76
• 2. 고압안전주입펌프의 고장진단 ... 79
• 3. 결과 및 논의 ... 93
• 제 6 절 원자력 인력양성 ... 94
• 1. 국제 워크숍 개최 ... 94
• 2. 해외 전문가 초청 강의 개최 ... 95
• 3. 실무자 초청 강의 개최 ... 95
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 97
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 99
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술 정보 ... 101
• 1. Multilevel Flow Modeling (MFM) 관련 자료 ... 101
• 제 7 장 참고문헌 ... 103
• 끝페이지 ... 109