KR101312991B1 - 원자로 내부구조물 종합진동평가의 측정을 위한 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성 평가방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원자로 내부구조물 종합진동평가의 측정을 위한 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성 평가방법 및 장치를 제공하기 위한 것으로, 예비노즐의 상부 끝단을 오메가 실 용접시켜서 밀봉하고, 하부 끝에 수압호스가 연결된 소켓을 장착하며, 상기 수압호스를 연결하여 압력장치에 연결하며, 압력장치에 설치된 압력게이지를 보면서 미리 설정된 시험압력까지 가압하여 예비노즐의 밀봉 건전성 평가를 위한 수압시험을 수행하도록 이루어진다.

Description

원자로 내부구조물 종합진동평가의 측정을 위한 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성 평가방법 및 장치{TEST METHOD AND APPARATUS FOR LEAKPROOF INTEGRITY OF CONTROL ELEMENT DRIVE MECHANISM NOZZLE FOR COMPREHENSIVE VIBRATION ASSESSMENT OF REACTOR VESSEL INTERNALS}
본 발명은 원자로 내부구조물 종합진동평가의 측정을 위한 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성 평가 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원자로 내부에서 원자로 외부로 인출되는 종합진동평가용 측정케이블 경로를 위하여 사용하였던 제어봉 구동장치 예비 노즐을 밀봉한 후 개별 수압시험에 의해 밀봉 건전성을 평가하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
원자로 내부구조물(reactor vessel internals : RVI)은 원자로(reactor vessel)의 정상(steady) 및 과도(transient) 운전 조건하에서 원자로 냉각재 유동에 의해 진동을 겪게 되므로 원자력 발전소의 전 수명기간 동안 그 건전성이 유지되고, 안전 여유도(safety margin)가 확보되고 있음을 입증해야 한다. 이를 위해서 원자로 내부구조물에 대한 종합진동평가(Comprehensive vibration assessment program; CVAP)가 수행된다.
원자로 내부구조물 종합진동평가는 해석(analysis), 측정(measurement) 그리고 검사(inspection)로 구성되는데, 측정은 시운전 시험 중에 핵연료가 장전되기 전(pre-core)의 원자로에 대해 원자로 고온기능시험(hot functional test; HFT)시 수행되며, 해석으로부터 산출된 원자로의 정상 운전 및 과도 운전 상태에서의 진동 예측 값을 확인하고, 60년의 전 수명기간 동안의 운전에 대한 안전 여유도를 결정하기 위한 것이다.
원자로 내부구조물 종합진동평가를 위한 원자로 내부의 진동 측정센서는 특수한 측정케이블로 원자로 외부의 데이터취득시스템으로 연결된다. 원자로 내부와 외부의 경계는 제어봉 구동장치(control element drive mechanism; CEDM} 예비노즐에 설치된 압력경계관통부 구조물을 제거하고 오링을 설치, 플랜지에 물리적인 구속을 가하는 밀봉방법으로 ASME NB-6111에 따라 수압시험이 면제되나 원자로 압력경계관통부의 건전성을 확보하기 위한 독립 검증이 요구된다.
선행기술문헌1 : 등록특허공보 제10-1103581호(2012.01.02) 선행기술문헌2 : 일본 공개특허공보 특개평08-338894호(1996.12.24.)
본 발명은 원자로 내부구조물 종합진동평가의 측정 수행 후 제어봉 구동장치(CEDM) 노즐의 밀봉 건전성을 평가할 수 있는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 원자로 내부에서 외부로 원자로 내부구조물 종합진동평가 측정케이블 경로를 위해 사용되었던 제어봉 구동장치의 예비노즐을 밀봉한 후 그 건전성을 평가할 수 있는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 원자로 내부구조물 종합진동평가를 위한 진동측정이 완료된 후, 원자로 내부구조물 및 제어봉 구동장치(CEDM) 노즐에서 측정케이블을 제거하는 측정케이블 제거과정과;
상기 측정케이블을 제거한 상기 제어봉 구동장치의 노즐 하부 끝에 수압호스가 연결된 소켓으로 플러깅하고, 상부 끝단을 용접시켜 밀봉하는 예비노즐 밀봉과정과;
상기 수압호스를 압력게이지가 설치된 압력장치에 연결하여 미리 설정된 원전 운영압력 이상까지 압력을 상승시키면서 상기 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성을 수압시험으로 평가하는 건전성 평가과정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 밀봉 건전성 평가를 위하여 상부 끝단을 용접시켜 밀봉한 예비노즐의 하부 끝에 플러깅시켜 장착하는 수압호스가 연결된 소켓과;
상기 수압호스를 연결하여 미리 설정한 시험 압력까지 가압하면서 예비노즐의 밀봉 건전성 평가를 위한 수압시험을 하기 위한 압력장치와;
상기 압력장치에 설치되어 가압되는 압력을 확인하기 위한 압력게이지를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 원자로 내부구조물의 진동을 측정한 후 원자로 내부의 설계 압력을 유지하기 위해 제어봉 구동장치의 노즐에 대한 개별 압력시험을 수행 할 수 있으므로 원자로 내부구조물 및 원자로 상부 헤드 등을 설치하기 이전에 원자로 압력 경계관통부에 대한 건전성을 신속하고 용이하게 확인할 수 있어서 원자로 설치 후 발생 될 수 있는 압력 누설을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 원자로 내부구조물 종합진동평가의 측정을 위한 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성 평가장치 구성도.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 원자로 내부구조물 종합진동평가의 측정을 위한 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성 평가장치 구성도이다. 도면에서 10은 원자로이고, 20은 상부헤드이며, 21은 제어봉구동장치이고 22는 측정케이블을 통과시킨 예비노즐이며, 23은 수압호스가 연결된 소켓이고, 24는 수압호스이며, 25는 압력게이지이고, 30은 작업자가 압력게이지를 보면서 수압을 가압 및 감압시킬 수 있도록 이루어진 압력장치를 나타낸다.
본 발명은 밀봉 건전성 평가를 위하여 상부 끝단을 용접시켜 밀봉한 예비노즐(22)의 하부 끝에 플러깅시켜 장착하는 수압호스(24)가 연결된 소켓(23)과; 상기 수압호스(24)를 연결하여 미리 설정한 시험 압력까지 가압하면서 예비노즐의 밀봉 건전성 평가를 위한 수압시험을 하기 위한 압력장치(30)와; 상기 압력장치(30)에 설치되어 가압되는 압력을 확인하기 위한 압력게이지(25)를 포함하여 구성된다.
원자로 내부구조물 종합진동평가를 수행하기 위해 진동을 측정하는 진동측정 센서(도면에 도시 안 됨)가 원자로 내부구조물에 장착되고, 진동측정 센서에서 측정된 데이터를 취득하기 위해 측정케이블이 제어봉 구동장치의 예비노즐(22)을 통해서 원자로 외부의 데이터취득시스템으로 연결된다.
원자로(10) 상부헤드(20)에는 다수의 제어봉 구동장치(CEDM)(21)가 설치되어 있으며, 아울러 예비노즐(22)이 설치되어 있다. 상기 예비노즐(22)은 원자로 내부구조물 종합진동평가를 위한 진동측정센서들의 측정케이블을 통과시켜 외부 데이터 취득시스템과 연결하여 진동측정을 하게 된다.
이후, 진동측정이 완료된 후, 상기 예비노즐을 밀봉시키게 되는데 이때 밀봉 건전성을 평가하여 안전성을 확보해야 한다.
본 발명은, 예비노즐(22)의 밀봉 건전성을 평가하는 방법으로, 원자로 상부헤드(20)가 분리된 상태에서 예비노즐에 대한 개별 압력시험을 한다.
본 발명은 원자로 내부구조물 종합진동평가를 위한 진동측정이 완료된 후, 원자로 내부구조물 및 제어봉 구동장치(CEDM)(21)의 예비 노즐(22)에서 측정케이블을 제거하는 측정케이블 제거과정과;
상기 측정케이블을 제거한 상기 제어봉 구동장치(21)의 예비노즐(22) 하부 끝에 수압호스(24)가 연결된 소켓(23)으로 플러깅하고, 상부 끝단을 오메가 실(Omega seal) 용접시켜 밀봉하는 예비노즐 밀봉과정과;
상기 수압호스(24)를 압력게이지(25)가 설치된 압력장치(30)에 연결하여 미리 설정된 원전 운영압력보다 높은 압력으로 미리 설정한 시험압력까지 압력을 상승시키면서 상기 제어봉 구동장치(21) 예비 노즐(22)의 밀봉 건전성을 수압시험으로 평가하는 건전성 평가과정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 예비노즐 밀봉과정은, 압력시험을 위해서 예비노즐(22)의 하부 끝단에 수압호스(24)가 연결된 소켓(23)을 플러깅하고, 상부 끝단은 오메가 실(Omega seal) 용접시켜서 밀봉한다. 여기서, 상기 예비노즐(22)의 밀봉은 원자로 내부구조물 진동종합평가 이후에 원자로 상온수압시험이 실시되므로 상온수압시험 이후에 상기 제어봉 구동장치 예비노즐(22)을 밀봉하여 밀봉 건전성 시험을 하게 된다.
그리고, 상기 수압호스(24)는 압력장치(30)에 연결하며, 압력장치(30)에는 압력게이지(25)를 설치한다. 압력장치(30)는 압력시험을 할 수 있도록 사용자 조작에 의해 원하는 압력으로 가압할 수 있도록 이루어진다.
이와 같이 압력시험 장치를 설치한 후, 상기 압력장치(30)를 통해서 원전 운영압력 이상(예; 시험압력 = 운영압력 + 운영압력의 10 ~ 30%)까지 압력을 상승하면서 예비노즐(22)의 밀봉부분으로 물이 세는지를 확인하여 밀봉건전성을 평가한다.
따라서 원자로의 압력경계관통부의 밀봉 건전성을 확인하기 위하여 상온수압시험과 동일한 효과를 기대할 수 있고, 소수의 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성을 검증하기 위한 개별수압 시험방법으로도 설치 및 철거가 용이하다.
10 : 원자로 20 : 상부 헤드
21 : 제어봉 구동장치 22 : 예비노즐
23 : 소켓 24 : 수압호스
25 : 압력게이지 30 : 압력장치

Claims (4)

  1. 원자로 내부구조물 종합진동평가를 위하여 원자로 내부구조물에 진동센서를 설치하고, 측정케이블을 예비노즐을 통해서 원자로 외부와 연결하여 진동 측정을 한 후, 상기 측정케이블 제거 후 상기 예비노즐의 상단부를 용접 밀봉시켜 복원시킬 때에 상기 예비노즐의 밀봉 건전성을 평가하는 방법에 있어서,
    제어봉 구동장치(21)의 예비노즐(22) 하부 끝에 수압호스(24)가 연결된 소켓(23)으로 연결하고, 상기 수압호스(24)를 압력게이지(25)가 설치된 압력장치(30)에 연결한 후, 상기 압력장치(30)를 통해 원자로 운영 지침으로 설정된 원자로 운영압력 + 운영압력의 10 ~ 30% 압력까지 상승시켜 수압시험을 수행하여 상기 제어봉 구동장치(21) 예비 노즐(22)의 밀봉 건전성을 수압시험으로 평가하는 것을 특징으로 하는 원자로 내부구조물 종합진동평가의 측정을 위한 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성 평가방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 예비노즐 밀봉과정은,
    원자로 내부구조물 진동종합평가가 완료된 뒤, 원자로 상온수압시험을 수행한 이후에, 제어봉 구동장치 예비노즐(22)을 밀봉하여 수압시험을 수행하는 것을 특징으로 하는 원자로 내부구조물 종합진동평가의 측정을 위한 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성 평가방법.
  3. 삭제
  4. 원자로 내부구조물 종합진동평가를 위하여 원자로 내부구조물에 진동센서를 설치하고, 측정케이블을 예비노즐을 통해서 원자로 외부와 연결하여 진동 측정을 한 후, 상기 측정케이블 제거 후 상기 예비노즐의 상단부를 용접 밀봉시켜 복원시킬 때에 상기 예비노즐의 밀봉 건전성을 평가하는 장치에 있어서,
    제어봉 구동장치의 노즐 중 상부 끝단을 용접시켜 밀봉한 예비노즐(22)의 하부 끝단에 연결시켜 장착하는 수압호스(24)가 연결된 소켓(23)과;
    상기 수압호스(24)를 연결하여 미리 설정한 시험 압력까지 가압하면서 예비노즐의 밀봉 건전성 평가를 위한 수압시험을 하기 위한 압력장치(30)와;
    상기 압력장치(30)에 설치되어 가압되는 압력을 확인하기 위한 압력게이지(25)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원자로 내부구조물 종합진동평가의 측정을 위한 제어봉 구동장치 노즐의 밀봉 건전성 평가장치.
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