KR101708793B1 - 원자력발전소의 가동전·중검사 모니터링을 위한 프로그램 - Google Patents

원자력발전소의 가동전·중검사 모니터링을 위한 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 원자력발전소의 가동전·중검사 모니터링을 위한 프로그램에 있어서, 원자력발전소의 호기별 가동전·중검사(PSI/ISI) 데이터가 저장된 데이터베이스부와, 가동전·중검사 데이터로부터 원자력발전소의 호기별 이상 유무를 추출하는 프로세서와, 표시부가 구비된 컴퓨터에, 데이터베이스부로부터 원자력발전소의 호기별 가동전·중검사 데이터를 취합한 종합 데이터베이스를 로드하는 (a)단계; 프로세서가 종합 데이터베이스로부터 결함과 관련된 검사항목을 추출하여 주요기기의 이상징후 여부를 판단하는 (b)단계; (b)단계에서 이상징후로 판단된 경우, 프로세서가 종합 데이터베이스로부터 환경적 요소의 검사항목을 추출하여 FMA(Fracture Mechanics Analysis)의 적합성을 판단하는 (c)단계; 및 표시부가 (b)단계 및 (c)단계의 결과를 디스플레이하는 (d)단계를 실행시킨다.
본 발명에 따르면, 원자력발전소 가동전·중검사 현황 정보의 검색시 수작업으로 종합 보고서를 작성해야하는 업무의 불편함이 해소되고 작업량이 현저히 감소되는 이점이 있다. 또한, 주요기기의 결함 여부 및 위험성을 판단함에 있어 인적 실수가 배제되며 PSI/ISI의 과거 및 현재까지의 상황의 종합적인 모니터링이 가능하고 다음 차수 ISI 검사 시에 주의되어야 할 검사 대상을 예측할 수 있으며 궁극적으로는 원자력발전소의 유효성에 대한 신뢰를 기대할 수 있다.

Description

원자력발전소의 가동전·중검사 모니터링을 위한 프로그램{PROGRAM FOR PSI/ISI MONITORING}
본 발명은 원자력발전소의 가동전·중검사 모니터링을 위한 프로그램에 관한 것으로서, 특히 원자력 법령에 따라 시행하는 법정검사인 원전 가동전ㅇ중검사(PIS/ISI)의 결과를 손쉽게 모니터링할 수 있는 프로그램에 관한 것이다.
원자력발전소 등 원자력시설은 안전성을 중시하기 때문에 통상의 운전휴지기간중에 비파괴검사를 실시하여 기기에서 요구되는 안전상의 기능을 확인하고 있다. 이와 같은 검사로서, 가동중검사(ISI)는 원자로의 가동기간 동안 시간의 경과에 따른 안전관련 설비의 취약화 정도를 감시 평가하기 위하여 발전용 원자로 운영자가 수행하는 비파괴검사, 압력시험, 안전관련 설비의 보수 및 교체, 예상되지 않은 운전중 사건 평가 등을 말하며, 발전소 운영 전에 수행하는 가동전검사(PSI)를 포함한다.
가동중검사에 관한 구체적 방침은 1970년에 미국의 ASME 코드에서 정해진 것이 최초이며, 일본에서는 전기기술규정 JEAC 4205가 발행되고 있으며 검사범위, 검사정도, 검사방법 등이 상세히 정해져 있다. 한국수력원자력에서는 LTP(Long-Term-Plan)에 따라 원자력발전소 가동중검사 부위인 배관 용접부에 대한 검사를 수행하고 있다. 용접부 검사는 UT, VT, PT, MT 등 다양한 비파괴검사방법을 이용하여 수행되며, 이에 대한 결과는 보고서 책자로 발간된다.
종래의 경우, 원자력발전소 가동중검사 현황을 파악하기 위해서는 통합 NDE 결함 이력 데이터베이스를 참조하여 과거 발전소 이상 유무 추이를 검출하고, 각 원자력발전소의 가동중검사 현황에서 발생하는 이상 유무를 취합하여 종합 보고서를 만들었다. 도 1은 종래의 원자력발전소 가동중검사 현황 모니터링 과정을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 관리자는 각 원자력발전소 담당자와 통화한 후 이들이 작성하여 올려주는 해당 발전소의 가동중검사 현황 파악 보고서를 이메일로 받아서 취합하고 종합 분석 보고서를 작성한다. 이와 같은 업무 프로세스는 각 원자력발전소 담당자 및 본사 담당자 등 여러 사람과의 업무 순환 단계가 요구되어 발전소의 안전성 평가를 위한 취합, 분석 및 보고 과정이 비효율적이게 된다.
그 밖에, 종래의 원자력발전소 모니터링 시스템은 본사 담당자가 각 발전소에서 보내주는 보고서를 취합하여 수작업으로 종합 보고서를 작성하기 때문에 인적오류를 내재함은 물론, 긴급을 요하는 국회 및 규제기관의 PSI/ISI 현황자료 요청시에도 해당 발전소 담당자로부터 전화와 이메일로 자료를 취합하는 시간이 소요되어 적시에 제출할 수 없는 문제점이 있다.
전술한 바와 같이 종래에는 원자력발전소의 효과적인 PSI/ISI 모니터링을 위한 시스템이 전무하였다. 이러한 문제점에 착안하여 본 출원인은 PSI/ISI 종합 현황 정보를 출력하여 발전소 주요 부위에 대한 이상 유무 추이의 모니터링이 가능한 프로그램을 고안하게 되었다.
한국공개특허 제2013-0084495호
본 발명은 원자력발전소의 가동전·중검사에 대한 데이터를 종합하여 검사의 결과 및 주요기기의 이상유무 추이를 손쉽게 모니터링할 수 있는 프로그램을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 원자력발전소의 가동전·중검사 모니터링을 위한 프로그램에 있어서, 원자력발전소의 호기별 가동전·중검사(PSI/ISI) 데이터가 저장된 데이터베이스부와, 가동전·중검사 데이터로부터 원자력발전소의 호기별 이상 유무를 추출하는 프로세서와, 표시부가 구비된 컴퓨터에, 데이터베이스부로부터 원자력발전소의 호기별 가동전·중검사 데이터를 취합한 종합 데이터베이스를 로드하는 (a)단계; 프로세서가 종합 데이터베이스로부터 결함과 관련된 검사항목을 추출하여 주요기기의 이상징후 여부를 판단하는 (b)단계; (b)단계에서 이상징후로 판단된 경우, 프로세서가 종합 데이터베이스로부터 환경적 요소의 검사항목을 추출하여 FMA(Fracture Mechanics Analysis)의 적합성을 판단하는 (c)단계; 및 표시부가 (b)단계 및 (c)단계의 결과를 디스플레이하는 (d)단계를 실행시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 (a)단계는 프로세서가 배관의 용접부를 대상으로 검사한, 재질, 온도, 압력, 크기, 결함의 깊이, 결함의 길이, 결함의 형태 중 어느 한 항목 이상을 포함한 가동 검사 데이터를 원자력발전소의 호기별로 취합하여 종합 데이터베이스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 (b)단계는 종합 데이터베이스로부터 결함과 관련된 검사항목을 추출하고, 추출된 검사항목의 결과값이 원자력 법령에 의거한 기준값 미만인지 비교하여 주요기기의 이상징후 여부를 판단할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 (c)단계는 종합 데이터베이스로부터 환경적 요소의 검사항목을 추출하고, 추출된 검사항목의 결과값을 입력 변수로 하나 이상의 파괴 모드를 시뮬레이션하여 그 결과가 원자력 법령에 의거한 기준을 충족하는지 여부를 판단하여 FMA의 적합성을 판단할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 (d)단계는 (b)단계 및 (c)단계의 결과를 3분류하여 서로 다른 색으로 디스플레이할 수 있다.
본 발명에 따르면, 원자력발전소 가동전·중검사 현황 정보의 검색 시 수작업으로 종합 보고서를 작성해 야하는 업무의 불편함이 해소되고 작업량이 현저히 감소되는 이점이 있다. 또한, 주요기기의 결함 여부 및 위험성을 판단함에 있어 인적 실수가 배제되며 PSI/ISI의 과거와 현재의 검사결과를 통해 원자력발전소 주요기기에 대한 종합적인 모니터링이 가능하고 다음 차수 ISI 검사 시에 주의되어야 할 검사 대상을 예측할 수 있으며 궁극적으로는 원자력발전소의 유효성에 대한 신뢰를 기대할 수 있다.
도 1은 종래의 원자력발전소 가동중검사 현황 모니터링 과정을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원자력발전소의 가동전·중검사 모니터링을 위한 프로그램의 수행 순서도를 나타낸다.
도 3은 (b)단계와 (c)단계의 수행 결과를 'Green', 'Yellow', 'Red'로 색상을 3분류하여 디스플레이한 실시예를 나타낸다.
도 4는 표시부에서 추가적인 텍스트 정보가 팝업되는 실시예를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원자력발전소의 가동전·중검사 모니터링을 위한 프로그램의 수행 순서도를 나타낸다. 원자력발전소의 가동전·중검사 모니터링을 위한 프로그램은 원자력발전소의 호기별 가동전·중검사(PSI/ISI) 데이터가 저장된 데이터베이스부와, 상기 가동전·중검사 데이터로부터 원자력발전소의 호기별 이상 유무를 추출하는 프로세서와, 모니터와 같은 표시부가 구비된 컴퓨터에서 구동될 수 있다.
본 실시예로 원전의 가동전·중검사는 배관의 용접부에 대한 검사일 수 있고, 용접부 검사는 UT, VT, PT, MT 등 다양한 비파괴검사방법을 이용하여 수행될 수 있다. 원전의 가동전·중검사는 호기별로 수행되며 검사 데이터에는 수행된 비파괴검사의 결과가 기록된다. 상기 데이터베이스부에서는 호기별로 수행된 원전의 가동전·중검사 데이터가 저장될 수 있다.
도 2를 참조하면, 원자력발전소의 가동전·중검사 모니터링을 위한 프로그램은 데이터베이스를 로드하는 (a)단계(S10), 주요기기의 이상징후를 판단하는 (b)단계(S30), FMA 적합성을 판단하는 (c)단계(S50), 및 디스플레이하는 (d)단계(S70)를 실행시킬 수 있다.
(a)단계(S10)는 데이터베이스부로부터 원자력발전소의 호기별 가동전·중검사 데이터를 취합한 종합 데이터베이스를 로드할 수 있다.
(a)단계(S10)는 프로세서가 배관의 용접부를 대상으로 검사한, 재질, 온도, 압력, 크기, 결함의 깊이, 결함의 길이, 결함의 형태 중 어느 한 항목 이상을 포함한 가동 검사 데이터를 원자력발전소의 호기별로 취합하여 종합 데이터베이스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
원자력발전소의 가동전·중검사 데이터에서 비파괴검사에 따른 결과는 크게 결함과 관련된 검사항목과, 환경적 요소의 검사항목으로 분류될 수 있다. 결함과 관련된 검사항목으로는 용접부에 발견된 결함의 깊이, 결함의 길이, 결함의 형태가 될 수 있다. 환경적 요소의 검사항목으로는 용접부 주위의 온도, 압력, 배관의 크기, 재질 등이 될 수 있다.
이러한 원자력발전소의 가동전·중검사 데이터는 (a)단계(S10)에서 종합 데이터베이스에 취합되고, 종합 데이터베이스를 이용하여 관심 있는 발전소 만을 분류하여 검사결과를 확인할 수 있고, 전 원자력발전소의 검사결과를 확인할 수도 있다.
(b)단계(S30)는 프로세서가 종합 데이터베이스로부터 결함과 관련된 검사항목을 추출하여 주요기기의 이상징후 여부를 판단할 수 있다.
(b)단계는(S30)는 종합 데이터베이스로부터 결함과 관련된 검사항목을 추출하고, 추출된 검사항목의 결과값이 원자력 법령에 의거한 기준값 미만인지 비교하여 주요기기의 이상징후 여부를 판단할 수 있다. 결함과 관련된 검사항목은 전술한 바와 같이 결함의 크기, 깊이, 형태와 관련된 항목들이 된다.
(b)단계(S30)에서 원자력 법령에 의거한 기준값을 충족시켜 주요기기의 이상이 없다고 판단되면, 후술하게 될 (d)단계(S50)에서 'Green' 색상으로 분류될 수 있으며, 본 명세서에서는 이를 CP(Code Pass: 코드합격)로 약어화 하여 명명한다. 따라서, 출력 과정에서 CP 코드로 표기된 대상은 주요기기의 이상 결함이 없음을 의미하며, 'Greed'색상으로 가시화된다.
코드합격 여부의 검사 수행시, 불합격으로 판정된 경우는 하기의 (c)단계(S50)가 수행된다. 코드 불합격의 단계부터는 작업자 또는 관리자의 주의가 요구되는 것으로 이해될 수 있다.
(c)단계(S50)는 (b)단계(S30)에서 이상징후로 판단된 경우, 프로세서가 종합 데이터베이스로부터 환경적 요소의 검사항목을 추출하여 FMA(Fracture Mechanics Analysis)의 적합성을 판단할 수 있다.
(c)단계(S50)는 결함이 있는 주요기기가 주의를 요하는 단계인지 또는 이를 넘어서 수리나 교체가 요구되는 단계인지 판단하는 과정을 의미한다. 본 명세서에서는 단순히 주의를 요구하는 단계로 판단된 경우 이를 AP(Analytical Pass: 해석적 합격)로 약어화 하여 표현한다. 출력 과정에서, AP 코드로 표기된 대상은 수리나 교체가 요구되지는 않으나 지속적 주의 관찰이 요구되는 대상으로 표시부에서 'Yellow' 색상으로 디스플레이 될 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 주의 단계를 넘어 교체가 요구되는 단계를 R&R(Repair&Replacement: 수리 및 교체)로 약어화 하여 표현한다. 출력 과정에서, R&R 코드로 표기된 대상은 수리나 교체가 즉시 요구되는 것으로 표시부에서 'Red' 색상으로 디스플레이 될 수 있다.
(c)단계(S50)는 종합 데이터베이스로부터 환경적 요소의 검사항목을 추출하고, 추출된 검사항목의 결과값을 입력 변수로 하나 이상의 파괴 모드를 시뮬레이션하여 그 결과가 원자력 법령에 의거한 기준을 충족하는지 여부를 판단하여 FMA의 적합성을 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이 FMA의 적합성은 'Yellow' 또는 'Red'의 결과로 출력된다. FMA는 검사대상의 크랙의 진행이나 물리적 인장 변형 등을 실험하는 것으로 종래의 해석 툴이 이용될 수 있다.
(d)단계(S70)는 표시부가 (b)단계(S30) 및 상기 (c)단계(S50)의 결과를 디스플레이할 수 있다. (d)단계(S70)는 (b)단계(S30) 및 (c)단계(S50)의 결과를 3분류하여 서로 다른 색으로 디스플레이할 수 있다. 도 3은 (b)단계(S30)와 (c)단계(S50)의 수행 결과를 'Green', 'Yellow', 'Red'로 색상을 3분류하여 디스플레이한 실시예를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 한빛 1호기의 이상유무를 가시적으로 손쉽게 파악할 수 있다.
또한, (d)단계(S70)는 원자력발전소의 검사현황 정보를 종합적으로 파악할 수 있도록 텍스트 정보를 표시부에 함께 디스플레이 할 수 있다. 이는 전술한 'CP', 'AP', 'R&R'의 코드와 함께 병기되어 표시될 수 있다. 본 실시예로, 상기 텍스트 정보는 검사부위 개소와 전체 검출지시 수에 대한 정보일 수 있다. 도 3에서 5-5라는 표기에서 좌측의 5는, 하나의 검사대상을 다양한 비파괴검사를 수행했을 때 결함으로 판단된 수를 나타내며, 우측의 5는 결함이 검출된 전체 주요기기의 개수를 의미할 수 있다. 이와같은 분류 및 체계화로, 관리자는 전체 결함의 개수와 결함으로 판단된 신뢰성을 손쉽게 파악할 수 있다.
(d)단계(S70)에서는 그 밖에 추가적인 사항을 확인할 수 있도록, 별도의 팝업창을 생성하여 해당 지시의 호기, 검출년도, 계통, 용접부, 검사방법, 지시위치, 지시형상, 평가결과 등의 출력을 표시할 수 있다. 도 4는 표시부에서 추가적인 텍스트 정보가 팝업되는 실시예를 나타낸다.
이상에서와 같이 본 실시 예에 따른 가동전·중검사 프로그램은 원자력법령에 의거하여 원전 주요기기의 해당 검사부위 및 비파괴검사방법을 명시한 LTP(Long-Term Plan)에 근거를 두고 검사한 주요부위 이상 유무정보를 각 발전소 호기별 등으로 분류하여 저장한 후 PSI/ISI 종합 현황 정보를 표시부에 출력한다. 이와 같은 플랫폼은 전 원자력발전소 및 관심 대상인 발전소를 분류하여 출력할 수 있으며, 3가지의 색상으로 현재 상태를 표시하여 신속 정확한 PSI/ISI 현황 인지가 가능하다. 본 실시 예에 따른 프로그램을 이용하면 PSI/ISI 검사 현황 정보를 검색할 시에 수작업으로 종합 보고서를 작성해야 하는 불편함이 없고, 각 발전소 담당자에게 현재 상황을 파악하여 본사 담당자에게 보고하는 노력이 단축되며, 인적 오류의 가능성이 배제될 수 있다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
S10: 데이터베이스를 로드하는 단계
S30: 주요기기의 이상징후 판단 단계
S50: FMA 적합성 판단 단계
S70: 디스플레이 단계

Claims (5)

  1. 원자력발전소의 호기별 가동전·중검사(PSI/ISI) 데이터가 저장된 데이터베이스부와, 상기 가동전·중검사 데이터로부터 원자력발전소의 호기별 이상 유무를 추출하는 프로세서와, 표시부가 구비된 컴퓨터에,
    (a) 상기 데이터베이스부로부터 원자력발전소의 호기별 가동전·중검사 데이터를 취합한 종합 데이터베이스를 로드하는 단계;
    (b) 상기 프로세서가 상기 종합 데이터베이스로부터 결함과 관련된 검사항목을 추출하여 주요기기의 이상징후 여부를 판단하는 단계;
    (c) 상기 (b)단계에서 이상징후로 판단된 경우, 상기 프로세서가 상기 종합 데이터베이스로부터 환경적 요소의 검사항목을 추출하여 FMA(Fracture Mechanics Analysis)의 적합성을 판단하는 단계; 및
    (d) 상기 표시부가 상기 (b)단계 및 상기 (c)단계의 결과를 디스플레이하는 단계를 실행시키기 위한 것을 포함하되,
    상기 (c)단계는,
    상기 종합 데이터베이스로부터 상기 환경적 요소의 검사항목을 추출하고, 추출된 검사항목의 결과값을 입력 변수로 하나 이상의 파괴 모드를 시뮬레이션하여 그 결과가 원자력 법령에 의거한 기준을 충족하는지 여부를 판단하여 FMA의 적합성을 판단하고,
    상기 (d)단계는,
    상기 (b)단계 및 상기 (c)단계의 결과를 3분류하여 서로 다른 색으로 디스플레이하며,
    원자력발전소의 검사현황 정보를 종합적으로 파악할 수 있도록 텍스트 정보를 상기 표시부에 디스플레이 하는 것을 특징으로 하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)단계는,
    상기 프로세서가 배관의 용접부를 대상으로 검사한, 재질, 온도, 압력, 크기, 결함의 깊이, 결함의 길이, 결함의 형태 중 어느 한 항목 이상을 포함한 가동 검사 데이터를 원자력발전소의 호기별로 취합하여 상기 종합 데이터베이스를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    상기 종합 데이터베이스로부터 상기 결함과 관련된 검사항목을 추출하고, 추출된 검사항목의 결과값이 원자력 법령에 의거한 기준값 미만인지 비교하여 주요기기의 이상징후 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  4. 삭제
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