KR102334285B1 - Defect inspection method for concrete voids in reactor containment - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법은, 철판 방호벽을 균일한 열원으로 가열한 후 열화상 이미지를 촬영하고, 상기 열화상 이미지에서 국부적인 열 집중 현상이 발생된 부분을 공극이라고 판단함으로써, 시각적 결과물로 기록하고 확인할 수 있으므로, 공극의 위치 및 크기를 시각적으로 인식할 수 있으므로 검사 신뢰도가 향상될 수 있다. 또한, 공극이 없는 기준 모델을 모델링하고, 기준 모델의 열해석 이미지를 도출하여, 상기 열해석 이미지와 상기 열화상 이미지를 비교하여 공극을 판단함으로써, 보다 정확한 검사가 이루어질 수 있다. 또한, 컴퓨터가 공극의 위치, 크기 및 공극률을 산출함으로써, 검사의 신뢰도가 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 보수 작업을 줄일 수 있고, 공극률에 따라 보수 작업의 우선 순위를 설정함으로써 보다 신속하고 원활한 보수 작업이 이루어질 수 있다. In the method for inspecting concrete void defects of a nuclear reactor containment building according to the present invention, a thermal image is taken after heating an iron plate protective wall with a uniform heat source, and a portion in the thermal image where a local heat concentration phenomenon occurs is determined as a void By doing so, since it can be recorded and confirmed as a visual result, the position and size of the void can be visually recognized, so that inspection reliability can be improved. In addition, a more accurate inspection can be made by modeling a reference model without voids, deriving a thermal analysis image of the reference model, and determining voids by comparing the thermal image and the thermal image. In addition, since the computer calculates the position, size, and porosity of the voids, the reliability of inspection can be improved, and unnecessary maintenance work can be reduced, and repair work can be prioritized according to the void rate, allowing faster and smoother maintenance. work can be done.
Description
본 발명은 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철판 방호벽에 열원을 가하고 열화상 이미지를 촬영함으로써, 철판 방호벽의 외측을 둘러싼 콘크리트 방호벽 내의 공극 결함을 확인하고 공극 위치를 검출할 수 있는 열화상을 이용한 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for inspecting concrete void defects in a nuclear reactor containment building, and more particularly, by applying a heat source to the steel plate protective wall and taking a thermal image, void defects in the concrete protective wall surrounding the outside of the steel plate protective wall are identified, and the location of the voids is determined It relates to a method for inspecting concrete void defects in a nuclear reactor containment building using a detectable thermal image.
일반적으로 원자로 격납 건물은 원자력 발전소에서 원자로와 원자로 냉각재 계통이 설치되고 방사성 물질의 유출을 방지하기 위한 콘크리트로 지어진 건물이다. In general, a nuclear reactor containment building is a building in which a reactor and a reactor coolant system are installed in a nuclear power plant and constructed of concrete to prevent leakage of radioactive materials.
원자로 격납 건물은, 통상적으로 반구형 지붕을 가지며, 두께가 약 6mm인 철판 방호벽과, 상기 철판 방호벽의 외측을 둘러싸고 두께가 약 120cm 이상인 콘크리트 방호벽을 포함한다. 상기 콘크리트 방호벽은, 콘크리트를 타설하여 형성되되 내부에는 철근 등과 같은 보강재들이 구비된다. A nuclear reactor containment building typically has a hemispherical roof and includes a steel plate barrier wall having a thickness of about 6 mm, and a concrete barrier wall having a thickness of about 120 cm or more surrounding the outside of the steel plate barrier wall. The concrete barrier wall is formed by pouring concrete, the inside is provided with reinforcing materials such as reinforcing bars.
최근에는 원자로 격납 건물에서 다수의 공극이 발생되었으며, 공극들은 안전성과 신뢰도에 악영향을 미치는 요소이다. 상기 콘크리트 방호벽의 공극은, 콘크리트를 타설 공정시 상기 보강재의 하부에는 콘크리트가 채워지지 않아서 발생되며, 철판 방호벽에 의해 가려지기 때문에 육안으로 확인할 수 없는 문제점이 있다. Recently, a large number of air gaps have been generated in the reactor containment building, and the air gaps are a factor that adversely affects safety and reliability. The voids of the concrete barrier are generated because concrete is not filled in the lower part of the reinforcement during the concrete pouring process, and there is a problem that cannot be confirmed with the naked eye because it is covered by the steel plate barrier.
종래에는 초음파 두께 측정, 타음검사, 진동주파수 측정과 같은 비파괴적 검사를 통해 공극 의심부를 선정하였으나, 이들 검사 방법은 시각적 결과물을 제공하지 않기 때문에, 최종적으로는 공극 의심부로 선정된 위치를 부분 절단 등의 파괴 검사를 수행하여 콘크리트 결함을 확인하여야 하는 문제점이 있다.In the past, the suspected void part was selected through non-destructive tests such as ultrasonic thickness measurement, percussion test, and vibration frequency measurement. There is a problem in that it is necessary to check the concrete defects by performing a destructive inspection of the concrete.
본 발명의 목적은, 공극의 위치를 시각적으로 출력함으로써 검사의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a method for inspecting concrete void defects of a nuclear reactor containment building, which can further improve the reliability of inspection by visually outputting the position of the void.
본 발명에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법은, 원자로 격납 건물의 내벽을 이루며 콘크리트 타설시 거푸집 용도로 사용되는 철판 방호벽과, 상기 철판 방호벽의 외측에 타설된 콘크리트가 경화되어 상기 원자로 격납 건물의 외벽을 이루며 내부에 매입재들이 구비된 콘크리트 방호벽을 포함하는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법에 있어서, 컴퓨터가 상기 원자로 격납 건물의 설계 정보를 입력받는 설계정보 입력 단계와; 상기 컴퓨터가 상기 설계 정보를 바탕으로 내부에 공극이 없는 기준 모델을 모델링하고, 상기 기준 모델에 대해 유한요소법을 이용한 열해석을 통해 미리 설정된 열원 공급 조건으로 열원 공급시 열해석 이미지를 도출하여, 데이터베이스에 저장하는 데이터 구축 단계와; 상기 컴퓨터와 상기 검사자 중 적어도 하나가 상기 설계 정보를 이용해 상기 철판 방호벽에서 공극 결함을 검사하고자 하는 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 단계와; 상기 검사자가 상기 철판 방호벽의 표면에 상기 검사 영역을 표시하는 표시 단계와; 열원 공급장치가 상기 철판 방호벽 중에서 상기 검사 영역에 상기 열원공급 조건의 열원을 공급하여 상기 철판 방호벽을 미리 설정된 설정 시간동안 가열하는 가열 단계와; 상기 설정 시간이 경과하면, 상기 열원 공급장치를 제거하는 열원 제거 단계와; 열화상 촬영부가 상기 검사 영역의 열화상 이미지를 촬영하는 촬영 단계와; 상기 컴퓨터와 상기 검사자 중 적어도 하나가 상기 촬영 단계에서 촬영된 열화상 이미지를 상기 데이터베이스에 저장된 열해석 이미지와 비교하여, 상기 검사 영역에서 공극의 유무, 위치, 크기 및 공극률을 도출하는 공극 판단단계를 포함한다. The method for inspecting concrete void defects of a nuclear reactor containment building according to the present invention includes an iron plate protective wall that forms an inner wall of a nuclear reactor containment building and is used as a formwork when pouring concrete, and the concrete poured outside of the iron plate protective wall is hardened and the reactor containment building What is claimed is: 1. A method for inspecting a concrete void defect of a nuclear reactor containment building comprising a concrete protection wall having embedded materials inside and forming an outer wall of The computer models a reference model without voids inside based on the design information, and derives a thermal analysis image when supplying a heat source under preset heat source supply conditions through thermal analysis using the finite element method for the reference model, database data building steps to be stored in the; an inspection area setting step of setting, by at least one of the computer and the inspector, an inspection area in which void defects are to be inspected in the steel plate barrier using the design information; a display step in which the inspector displays the inspection area on the surface of the iron plate protection wall; a heating step of heating, by a heat source supplying device, a heat source of the heat source supply condition to the inspection area of the iron plate protective wall for a preset period of time; a heat source removal step of removing the heat source supply device when the set time has elapsed; a photographing step of photographing, by a thermal imager, a thermal image of the inspection area; At least one of the computer and the inspector compares the thermal image taken in the photographing step with the thermal analysis image stored in the database, and the void determination step of deriving the presence, location, size and porosity of voids in the inspection area include
상기 공극 판단단계에서는, 상기 열화상 이미지에 나타난 온도 분포와 상기 열해석 이미지에 나타난 온도 분포를 비교하고, 상기 온도 분포의 차이가 미리 설정된 설정값을 초과하는 부분에 공극이 있다고 판단한다. In the void determination step, the temperature distribution shown in the thermal image and the temperature distribution shown in the thermal analysis image are compared, and it is determined that there is a void in the portion where the difference in the temperature distribution exceeds a preset value.
상기 공극 판단단계에서는, 상기 컴퓨터가 상기 검사 영역의 넓이에 대한 상기 설정값을 초과한 부분의 넓이의 비율을 상기 공극률로 도출한다.In the void determination step, the computer derives the ratio of the area exceeding the set value to the area of the inspection area as the porosity.
상기 공극 판단단계에서는, 상기 컴퓨터가 상기 설정값을 초과하는 부분의 크기를 상기 공극의 크기로 도출한다.In the air gap determination step, the computer derives the size of the portion exceeding the set value as the size of the air gap.
본 발명의 다른 측면에 따른 원자로 격납 건물의 공극 결함 검사 방법은, 원자로 격납 건물의 내벽을 이루며 콘크리트 타설시 거푸집 용도로 사용되는 철판 방호벽과, 상기 철판 방호벽의 외측에 타설된 콘크리트가 경화되어 상기 원자로 격납 건물의 외벽을 이루며 내부에 매입재들이 구비된 콘크리트 방호벽을 포함하는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법에 있어서, 컴퓨터가 상기 원자로 격납 건물의 설계 정보를 입력받는 설계정보 입력 단계와; 상기 컴퓨터와 상기 검사자 중 적어도 하나가 상기 설계 정보를 이용해 상기 철판 방호벽에서 공극 결함을 검사하고자 하는 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 단계와; 상기 검사자가 상기 철판 방호벽의 표면에 상기 검사 영역을 표시하는 표시 단계와; 열원 공급장치가 상기 철판 방호벽 중에서 상기 검사 영역에 미리 설정된 열원공급 조건의 열원을 공급하여 상기 철판 방호벽을 미리 설정된 설정 시간동안 가열하는 가열 단계와; 상기 설정 시간이 경과하면, 상기 열원 공급장치를 제거하는 열원 제거 단계와; 열화상 촬영부가 상기 검사 영역의 열화상 이미지를 촬영하는 촬영 단계와; 상기 컴퓨터와 상기 검사자 중 적어도 하나가 상기 촬영 단계에서 검출된 열화상 이미지로부터 열집중 현상이 나타나는 부분이 있으면, 상기 콘크리트 방호벽의 내부에 공극이 있다고 판단하는 공극 판단단계를 포함한다.A method for inspecting void defects of a nuclear reactor containment building according to another aspect of the present invention includes an iron plate protective wall that forms an inner wall of a nuclear reactor containment building and is used for a formwork when pouring concrete, and the concrete poured outside of the iron plate protective wall is hardened and the reactor A method for inspecting a concrete void defect of a nuclear reactor containment building comprising a concrete protection wall forming an outer wall of the containment building and having embedded materials therein, the method comprising: a design information input step in which a computer receives design information of the reactor containment building; an inspection area setting step of setting, by at least one of the computer and the inspector, an inspection area in which void defects are to be inspected in the steel plate barrier using the design information; a display step in which the inspector displays the inspection area on the surface of the iron plate protection wall; a heating step in which a heat source supply device supplies a heat source of a preset heat source supply condition to the inspection area from among the iron plate protective walls to heat the iron plate protective wall for a preset time; a heat source removal step of removing the heat source supply device when the set time has elapsed; a photographing step of photographing, by a thermal imager, a thermal image of the inspection area; and a void determination step in which at least one of the computer and the inspector determines that there is a void in the concrete barrier wall when there is a portion in which a heat concentration phenomenon appears from the thermal image detected in the photographing step.
상기 공극 판단단계에서는, 상기 컴퓨터와 상기 검사자 중 적어도 하나는 상기 열 집중 현상이 나타난 부분의 온도가 나머지 부분의 온도보다 미리 설정된 설정 온도차 이상으로 차이가 날 경우, 상기 열 집중 현상이 나타난 부분에 공극이 있다고 판단하고, 상기 컴퓨터가 상기 검사 영역의 넓이에 대한 상기 설정 온도를 초과한 부분의 넓이의 비율을 공극률로 도출한다.In the air gap determination step, when at least one of the computer and the inspector differs from the temperature of the portion in which the heat concentration phenomenon appears by more than a preset temperature difference from the temperature of the remaining portions, there is a gap in the portion in which the heat concentration phenomenon appears It is determined that there is, and the computer derives the ratio of the area exceeding the set temperature to the area of the inspection area as the porosity.
상기 공극 판단단계에서는, 상기 컴퓨터는 상기 설정 온도차 이상으로 차이가 나는 부분의 크기를 상기 공극의 크기로 도출한다.In the air gap determination step, the computer derives the size of the part having a difference more than the set temperature difference as the size of the air gap.
상기 열원공급 조건은, 상기 설정 시간동안 동일한 열속으로 열원을 공급하는 조건을 포함한다. The heat source supply condition includes a condition in which the heat source is supplied with the same heat flux for the set time.
상기 검사 영역 설정 단계는, 상기 설계 정보로부터 상기 매입재의 위치를 판단하고, 상기 매입재의 위치로부터 소정 거리만큼 이격된 위치까지를 상기 검사 영역으로 설정한다.In the step of setting the inspection area, the position of the embedding material is determined from the design information, and a position spaced apart by a predetermined distance from the position of the embedding material is set as the inspection area.
본 발명에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법은, 철판 방호벽을 균일한 열원으로 가열한 후 열화상 이미지를 촬영하고, 상기 열화상 이미지에서 국부적인 열집중 현상이 발생된 부분을 공극이라고 판단함으로써, 시각적 결과물로 기록하고 확인할 수 있으므로, 공극의 위치 및 크기를 시각적으로 인식할 수 있으므로 검사 신뢰도가 향상될 수 있다.In the method for inspecting concrete void defects in a nuclear reactor containment building according to the present invention, a thermal image is taken after heating an iron plate protective wall with a uniform heat source, and a portion where a local heat concentration phenomenon occurs in the thermal image is determined as a void By doing so, since it can be recorded and confirmed as a visual result, the position and size of the void can be visually recognized, so that inspection reliability can be improved.
또한, 공극이 없는 기준 모델을 모델링하고, 기준 모델의 열해석 이미지를 도출하여, 상기 열해석 이미지와 상기 열화상 이미지를 비교하여 공극을 판단함으로써, 보다 정확한 검사가 이루어질 수 있다. In addition, a more accurate inspection can be made by modeling a reference model without voids, deriving a thermal analysis image of the reference model, and determining voids by comparing the thermal image and the thermal image.
또한, 컴퓨터가 공극의 위치, 크기 및 공극률을 산출함으로써, 검사의 신뢰도가 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 보수 작업을 줄일 수 있고, 공극률에 따라 보수 작업의 우선 순위를 설정함으로써 보다 신속하고 원활한 보수 작업이 이루어질 수 있다. In addition, since the computer calculates the position, size, and porosity of the voids, the reliability of inspection can be improved, and unnecessary maintenance work can be reduced, and repair work can be prioritized according to the void rate, allowing faster and smoother maintenance. work can be done.
또한, 원자로 격납 건물의 설계 정보를 이용함으로써, 매입재의 위치를 파악하여 주로 공극이 생기는 매입재 하부를 우선적으로 검사할 수 있는 이점이 있다. In addition, by using the design information of the nuclear reactor containment building, there is an advantage in that the position of the embedded material can be grasped and the lower portion of the embedded material, which mainly has voids, can be preferentially inspected.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 검증하기 위해 모델링한 3차원 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 검증하기 위해 모델링한 정면도이다.
도 6은 도 5에서 모델링한 원자로 격납 건물에 열원 공급 후 150초 경과한 시점의 열해석 결과이다.
도 7은 도 5에서 모델링한 원자로 격납 건물에 열원 공급 후 300초 경과한 시점의 열해석 결과이다.
도 8은 도 5에서 모델링한 원자로 격납 건물에 열원 공급 후 400초 경과한 시점의 열해석 결과이다.
도 9는 도 5에서 모델링한 원자로 격납 건물에 열원 공급 후 600초 경과한 시점의 열해석 결과이다.
도 10은 도 5에서 모델링한 원자로 격납 건물에 열원 공급 후 300초 경과한 시점의 조건 2와 조건 3에 대한 열해석 결과를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a view schematically showing a concrete void of a nuclear reactor containment building according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing the configuration of a concrete void defect inspection system of a nuclear reactor containment building according to the first embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method for inspecting concrete void defects of a nuclear reactor containment building according to a first embodiment of the present invention.
4 is a three-dimensional view modeled for verifying the concrete void defect inspection method of the nuclear reactor containment building according to the first embodiment of the present invention.
5 is a front view modeled to verify the concrete void defect inspection method of the nuclear reactor containment building according to the first embodiment of the present invention.
6 is a thermal analysis result when 150 seconds have elapsed after supplying a heat source to the reactor containment building modeled in FIG. 5 .
7 is a thermal analysis result when 300 seconds have elapsed after supplying a heat source to the reactor containment building modeled in FIG. 5 .
8 is a thermal analysis result when 400 seconds have elapsed after supplying a heat source to the reactor containment building modeled in FIG. 5 .
9 is a thermal analysis result when 600 seconds have elapsed after supplying a heat source to the reactor containment building modeled in FIG. 5 .
FIG. 10 is an enlarged view showing thermal analysis results for condition 2 and condition 3 when 300 seconds have elapsed after the heat source is supplied to the reactor containment building modeled in FIG. 5 .
11 is a flowchart illustrating a method for inspecting concrete void defects of a nuclear reactor containment building according to a second embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a concrete void of a nuclear reactor containment building according to a first embodiment of the present invention. 2 is a view schematically showing the configuration of a concrete void defect inspection system of a nuclear reactor containment building according to the first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물(10)은, 내벽을 이루는 철판 방호벽(11)과, 외벽을 이루는 콘크리트 방호벽(12)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the nuclear
상기 철판 방호벽(11)은, 상기 콘크리트 방호벽(12)을 만들기 위해 콘크리트를 타설시 거푸집 용도로도 사용된다. 상기 철판 방호벽(11)의 두께는 약 6mm이다. The steel plate
상기 콘크리트 방호벽(12)은, 상기 철판 방호벽(11)의 외측면을 둘러싼 형태이며, 내부에는 철근 등의 보강재, 관통부, 매설판 등을 포함하는 매입재들(13)이 구비된다. 상기 콘크리트 방호벽(12)의 두께는 약 120cm이다. The concrete
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물(10)의 콘크리트 공극 결함 검사 시스템은, 컴퓨터(20), 열원 공급장치(30), 열화상 촬영부(40), 열원 온도 측정부(50) 및 위치 마커(60)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the concrete void defect inspection system of the nuclear
상기 컴퓨터(20)는, 상기 원자로 격납 건물(10)의 설계 정보를 입력받고, 상기 설계 정보에 따라 공극이 없는 기준 모델을 모델링하고, 상기 기준 모델을 열해석한다.The
상기 컴퓨터(20)는 검사자 또는 관리자로부터 상기 설계 정보를 입력받을 수 있다. 상기 설계 정보는, 상기 철판 방호벽(11)의 설계 정보와 상기 콘크리트 방호벽(12)의 설계 정보를 포함한다. 상기 철판 방호벽(11)의 설계 정보는 면적, 두께, 재료 등을 포함한다. 상기 콘크리트 방호벽(12)의 설계 정보는, 면적, 두께, 재료, 상기 매입재(13)의 크기, 재료, 위치 등을 포함한다. The
상기 컴퓨터(20)는, 상기 기준 모델에 대해 유한요소법을 이용한 열해석을 통해 미리 설정된 열원 공급 조건으로 열원 공급시 상기 기준 모델의 열해석 이미지를 도출하여 데이터베이스에 저장한다.The
상기 열원 공급장치(30)는, 상기 철판 방호벽(11)을 직접 가열하는 열원부(31)와, 상기 열원부(31)에 전력을 공급하는 열원 전원부(32)를 포함한다. 상기 열원 전원부(32)는 상기 열원 공급 조건으로 열원이 공급되도록 상기 열원부(31)에 전원을 인가한다. 상기 열원부(31)는, 상기 철판 방호벽(11)에 밀착시켜 미리 설정된 검사 영역에 대향되도록 설치된다. 상기 열원 전원부(32)는 상기 열원부(31)와 전기적으로 연결된다. 상기 열원 전원부(32)는 상기 컴퓨터(20)와 유,무선으로 연결될 수 있다. The heat source supply device 30 includes a
상기 열화상 촬영부(40)는, 상기 철판 방호벽(11)을 향해 설치되어, 상기 철판 방호벽(11)의 열화상 이미지를 촬영한다. 상기 열화상 촬영부(40)는 상기 컴퓨터(20)와 유,무선으로 연결될 수 있다. 상기 열화상 촬영부(40)는 촬영된 열화상 이미지를 상기 컴퓨터(20)로 전송한다.The
상기 열원 온도 측정부(50)는, 상기 열원부(31)의 온도를 측정한다. 상기 열원 온도 측정부(50)에서 측정된 온도는 상기 컴퓨터(20)로 전송된다. 상기 컴퓨터(20)는 상기 열원 온도 측정부(50)에서 측정된 열원부 온도가 미리 설정된 열화온도와 비교하고, 상기 열원부 온도가 상기 열화온도 초과하면 상기 열원 공급을 중단하거나 상기 열원 전원부(32)에서 공급되는 전력량을 제어하여 상기 열원부 온도를 낮춘다. 상기 열화온도는, 상기 콘크리트 방호벽(12)의 온도가 열화 현상이 일어나지 않도록 미리 설정된 온도이다. The heat source
상기 위치 마커(60)는, 상기 검사자가 상기 철판 방호벽(11)의 표면에 공극(A) 결함을 검사하고자 하는 검사 영역을 표시하기 위해 부착하거나 설치하는 마커이다. 상기 위치 마커(60)는 상기 열원부(31)와 함께 설치된다. 상기 위치 마커(60)는 상기 검사 영역을 표시할 수 있는 것이라면 어느 것이나 사용가능하다.The
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method for inspecting concrete void defects of a nuclear reactor containment building according to a first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 3 , a method for inspecting concrete void defects of a nuclear reactor containment building according to a first embodiment of the present invention will be described as follows.
먼저, 설계정보 입력단계(S1)에서 상기 컴퓨터(20)는 검사하고자 하는 검사 대상인 원자로 격납 건물(10)의 설계 정보를 입력받는다. First, in the design information input step (S1), the
상기 설계 정보가 입력되면, 데이터 구축단계(S2)에서 상기 컴퓨터(20)는 상기 설계 정보를 바탕으로 내부에 공극이 없는 기준 모델을 모델링한다. 또한, 상기 컴퓨터(20)는 상기 기준 모델에 대해 유한요소법을 이용한 열해석을 통해 미리 설정된 열원공급 조건의 열원 공급시 열해석 이미지를 도출한다. 상기 컴퓨터(20)는 상기 공극이 없는 기준 모델에 대한 열해석 이미지를 추후 검사시 검사 데이터와 비교하기 위하여, 데이터베이스에 저장한다. When the design information is input, in the data building step (S2), the
다음으로, 상기 컴퓨터(20)와 상기 검사자 중 적어도 하나는 검사 영역 설정 단계(S3)를 수행한다.Next, at least one of the
상기 검사 영역 설정 단계(S3)에서는, 상기 컴퓨터(20)와 상기 검사자 중 적어도 하나가 상기 설계 정보를 이용해 상기 철판 방호벽(11)에서 공극 결함을 검사하고자 하는 검사 영역을 설정한다. 본 실시예에서는 상기 검사자가 설정하는 것으로 예를 들어 설명한다. In the inspection region setting step S3 , at least one of the
상기 검사자는 상기 설계 정보로부터 상기 매입재(13)의 위치를 판단하고, 상기 매입재(13)의 위치로부터 소정 거리만큼 이격된 위치까지의 범위를 하나의 검사 영역으로 설정한다. 즉, 상기 검사 영역은 상기 매입재(13)를 중심으로 상,하,좌,우 방향으로 각각 소정 거리만큼 이격된 위치까지의 영역에 해당한다. 상기 검사 영역은 상기 매입재(13)의 개수와 상기 매입재(13)의 위치에 따라 복수개가 설정될 수 있다. 상기 콘크리트 타설시 주로 상기 매입재(13)의 하측에 콘크리트가 채워지지 않아서 공극(A)이 발생되므로, 상기 매입재(13)의 개수와 위치에 따라 상기 검사 영역을 설정하는 것이 바람직하다. The inspector determines the position of the embedding
상기 검사 영역이 설정되면, 상기 검사자는 상기 철판 방호벽(11)의 표면에 상기 검사 영역을 표시하는 검사 영역 표시 단계(S4)를 수행한다. When the inspection area is set, the inspector performs an inspection area display step (S4) of displaying the inspection area on the surface of the steel plate
상기 검사 영역 표시 단계(S4)에서는 상기 위치 마커(60)를 이용해 상기 검사 영역을 표시할 수 있다.In the inspection region display step S4 , the inspection region may be displayed using the
상기 검사 영역이 표시되면, 상기 검사 영역에 대응되도록 상기 열원부(31)와 상기 열화상 촬영부(40)를 설치한다.When the inspection area is displayed, the
상기 열원부(31)는 상기 검사 영역을 가열하는 가열 단계(S5)를 수행한다. The
상기 가열 단계(S5)에서는, 상기 열원부(31)가 상기 철판 방호벽(11) 중에서 상기 검사 영역에 열원을 가하여 상기 철판 방호벽(11)을 가열한다. 이 때, 상기 열원 전원부(32)는 미리 설정된 상기 열원 공급 조건에 맞추어 상기 열원부(31)에 전원을 인가한다. 상기 열원 공급 조건은, 미리 설정된 설정 시간 동안 동일한 열속으로 열원을 공급하는 조건이다. 상기 설정 시간은, 상기 철판 방호벽(11)과 상기 콘크리트 방호벽(12)의 두께에 따라 다르게 설정될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 설정 시간은 약 300초인 것으로 예를 들어 설명한다. 또한, 상기 설정 시간동안 동일한 열속으로 열을 가할 때 상기 공극의 위치에 열집중 현상이 두드러지게 나타난다. In the heating step ( S5 ), the
상기 가열 단계(S5)에서는, 상기 열원 온도 측정부(50)가 상기 열원(31)의 온도를 측정한다. 상기 컴퓨터(20)는, 상기 가열 단계(S5)에서 측정된 상기 열원부의 온도가 미리 설정된 상기 열화온도를 초과하지 않도록 제어한다. In the heating step (S5), the heat source
상기 가열 단계(S5)는 미리 설정된 설정 시간동안 수행되고, 상기 설정 시간이 경과하면 상기 열원 공급을 종료하고 상기 열원부(31)를 제거하는 열원 제거 단계(S6)를 수행한다.The heating step (S5) is performed for a preset time, and when the set time elapses, the heat source removal step (S6) of terminating the supply of the heat source and removing the
상기 열원부(31)를 제거한 후, 상기 열화상 촬영부(40)가 상기 검사 영역의 열화상 이미지를 촬영하는 촬영 단계(S7)를 수행한다.After the
상기 열화상 촬영부(40)에서 촬영된 열화상 이미지는 상기 컴퓨터(20)로 전송된다. 상기 열화상 이미지는 상기 컴퓨터(20)의 디스플레이부(미도시)에 표시된다.The thermal image captured by the
상기 컴퓨터(20)와 상기 검사자 중 적어도 하나는 상기 열화상 이미지를 상기 열해석 이미지와 비교하여, 상기 검사 영역에서 공극의 유무를 판단하는 공극 판단단계(S8)를 수행한다. At least one of the
상기 공극 판단단계(S8)에서는 상기 촬영 단계(S7)에서 촬영된 열화상 이미지를 상기 데이터베이스에 저장된 열해석 이미지와 비교하여, 상기 검사 영역에서 공극의 유무, 크기, 위치 및 공극률을 도출한다.In the void determination step (S8), the thermal image taken in the photographing step (S7) is compared with the thermal analysis image stored in the database to derive the presence, absence, size, location, and porosity of the void in the inspection area.
이 때, 상기 열화상 이미지와 상기 열해석 이미지를 비교하는 것은 컴퓨터가 하는 것도 가능하고, 검사자가 하는 것도 물론 가능하다. In this case, the comparison between the thermal image and the thermal analysis image may be performed by a computer or by an examiner.
먼저, 상기 검사자가 하는 방법에 대해 설명한다. First, the method of the inspector will be described.
상기 검사자는 상기 열화상 이미지의 온도 분포와 상기 열해석 이미지의 온도 분포를 육안으로 비교하고, 상기 온도 분포의 차이가 있으면, 상기 콘크리트 방호벽(12)의 내부에 공극(A)이 있다고 판단한다. 또한, 상기 온도 분포의 차이가 있는 부분을 공극의 위치로 판단한다. The inspector visually compares the temperature distribution of the thermal image and the temperature distribution of the thermal analysis image, and if there is a difference in the temperature distribution, it is determined that there is an air gap (A) in the inside of the concrete barrier (12). In addition, a portion having a difference in the temperature distribution is determined as the position of the void.
상기 열해석 이미지는, 공극이 없는 기준 모델에 대한 이미지이므로 온도 분포는 고르게 나타난다. 즉, 상기 열해석 이미지는 온도에 따라 다른 색으로 표시되는 바, 상기 기준 모델에 대한 상기 열해석 이미지의 온도 분포는 차이가 거의 없기 때문에 동일한 색이나 유사한 색으로만 표시된다.Since the thermal analysis image is an image for a reference model without voids, the temperature distribution appears uniformly. That is, the thermal analysis image is displayed in different colors depending on the temperature, and since there is little difference in the temperature distribution of the thermal analysis image with respect to the reference model, only the same color or similar color is displayed.
한편, 공극이 있을 경우, 상기 열화상 이미지에서 상기 공극(A)이 있는 부분은 공기에 의한 단열 공간이 형성된 부분이므로 콘크리트가 채워진 부분보다 열이 집중되는 열 집중 현상이 나타난다. 즉, 상기 열화상 이미지에서는 상기 공극(A)이 있는 부분은 주위 나머지 부분과 다른 색으로 표시된다. 예를 들어, 온도가 높은 곳일수록 붉은 계열의 색으로 표시된다. On the other hand, when there is a void, the portion having the void (A) in the thermal image is a portion in which an insulating space is formed by air, so a heat concentration phenomenon in which heat is concentrated rather than a portion filled with concrete appears. That is, in the thermal image, the portion having the void A is displayed in a different color from the rest of the surrounding portion. For example, the higher the temperature, the more reddish the color is.
따라서, 상기 검사자는, 상기 열화상 이미지에 나타난 온도 분포와 상기 열해석 이미지에 나타난 온도 분포를 시각적으로 비교해보면, 공극의 유무를 확인할 수 있다.Accordingly, the inspector may visually compare the temperature distribution shown in the thermal image with the temperature distribution shown in the thermal analysis image to confirm the presence or absence of voids.
또한, 상기 검사자는 상기 열화상 이미지에서 온도 측정을 원하는 부분을 클릭하면, 해당 부분의 온도가 상기 열화상 이미지에 표시된다. 따라서, 상기 검사자는 상기 열화상 이미지에서 온도를 확인하고, 상기 열해석 이미지에 나타난 온도와 비교하는 것도 물론 가능하다.In addition, when the inspector clicks a portion of the thermal image for which temperature measurement is desired, the temperature of the portion is displayed on the thermal image. Accordingly, it is of course possible for the inspector to check the temperature in the thermal image and compare it with the temperature shown in the thermal analysis image.
한편, 상기 컴퓨터(20)가 공극을 확인하는 방법은 다음과 같다. On the other hand, the method for the
상기 컴퓨터(20)는, 상기 열화상 이미지에 나타난 온도 분포와 상기 열해석 이미지에 나타난 온도 분포를 비교하고, 상기 온도 분포의 차이가 미리 설정된 설정값을 초과하는 부분에 공극이 있다고 판단할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터(20)는 상기 공극의 위치를 좌표값 등으로 출력할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터(20)는 공극률도 도출할 수 있다.The
상기 컴퓨터(20)는, 상기 열해석 이미지의 온도 분포와 상기 열화상 이미지의 온도 분포가 차이나는 부분에 공극이 있다고 판단한다. 이 때, 상기 컴퓨터(20)는, 상기 온도 분포의 차이가 상기 설정값을 초과하는 부분을 산출하고, 해당 부분의 위치를 공극의 위치로 출력한다.The
또한, 상기 컴퓨터(20)는 상기 공극의 크기를 도출할 수 있다.Also, the
상기 컴퓨터(20)는, 상기 설정값을 초과하는 부분의 크기를 상기 공극의 크기로 도출할 수 있다.The
또한, 상기 컴퓨터(20)는, 상기 검사 영역의 넓이에 대한 상기 설정값을 초과하는 부분의 넓이의 비율을 산출하고, 이를 공극률로 출력한다. Also, the
상기 검사 영역은 복수개이므로, 상기 컴퓨터(20)는 상기 검사 영역마다 각각 상기 공극률을 출력할 수 있다. 상기 검사 영역별로 상기 공극률이 출력되면, 상기 검사자는 상기 공극률이 큰 순서대로 보수 작업 순위를 결정할 수 있다. Since there are a plurality of inspection regions, the
상기와 같은 공극 결함 검사 방법은, 미리 저장된 상기 열해석 이미지와 상기 열화상 이미지를 비교함으로써, 공극이 없는 경우와 공극이 있는 경우의 차이를 보다 명확하게 비교할 수 있으므로 공극의 유무를 판단하기가 보다 용이하다.In the void defect inspection method as described above, by comparing the thermal analysis image stored in advance with the thermal image image, the difference between the case without the void and the case with the void can be more clearly compared, so it is easier to determine the presence or absence of the void. Easy.
또한, 상기 검사 영역 전체가 콘크리트가 채워지지 않는 공극인 경우, 열화상 이미지에서는 상기 검사 영역 전체의 온도 분포가 고르게 나타나기 때문에, 콘크리트가 채워진 것으로 잘못 판단할 수 있다. 그러나 본 실시예에서는, 상기 열화상 이미지를 상기 열해석 이미지와 비교하기 때문에, 상기 검사 영역 전체가 콘크리트로 채워지지 않을 경우 상기 열해석 이미지에 나타난 온도 분포와 상기 열화상 이미지에 나타난 온도 분포의 차이가 크게 나타나므로, 오판하지 않고 정확하게 검출해낼 수 있다. In addition, when the entire inspection region is a void that is not filled with concrete, since the temperature distribution of the entire inspection region is uniformly displayed in the thermal image image, it may be erroneously determined that the concrete is filled. However, in this embodiment, since the thermal image is compared with the thermal analysis image, when the entire inspection area is not filled with concrete, the difference between the temperature distribution shown in the thermal analysis image and the temperature distribution shown in the thermal image image appears large, so it can be accurately detected without misjudgment.
또한, 상기 열화상 이미지는 시각적으로 표시됨으로써, 검사자가 공극의 위치 및 크기를 시각적으로 확인할 수 있으므로, 검사가 신속하면서도 신뢰를 줄 수 있다.In addition, since the thermal image is displayed visually, the inspector can visually confirm the position and size of the void, so that the inspection can be performed quickly and reliably.
또한, 상기 컴퓨터가 상기 공극률, 상기 공극의 위치 및 크기를 보다 정확하게 산출하여 출력함으로써, 검사의 신뢰도가 향상될 수 있을 뿐만 아니라 불필요한 보수 작업을 줄일 수 있으므로 보수 작업도 보다 원활하게 이루어질 수 있다. In addition, since the computer more accurately calculates and outputs the porosity, the position and size of the voids, the reliability of the inspection can be improved and unnecessary maintenance work can be reduced, so that the maintenance work can be performed more smoothly.
한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 검증한 열 해석 결과를 설명하면, 다음과 같다. On the other hand, the thermal analysis result of verifying the concrete void defect inspection method of the nuclear reactor containment building according to the first embodiment of the present invention will be described as follows.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 검증하기 위해 모델링한 3차원 도면이다. 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 검증하기 위해 모델링한 정면도이다.4 is a three-dimensional view modeled for verifying the concrete void defect inspection method of the nuclear reactor containment building according to the first embodiment of the present invention. 5 is a front view modeled to verify the concrete void defect inspection method of the nuclear reactor containment building according to the first embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 원자로 격납 건물의 일부분을 해석 모델(100)로 모델링하였다.4 and 5 , a part of the nuclear reactor containment building was modeled as an
본 해석에서는 콘크리트 방호벽의 내부에 매입된 매입물은 관통부로 적용하고, 공극이 없는 경우를 조건 1로 설정하고, 서로 다른 크기의 공극이 있는 경우를 조건 2와 조건 3으로 설정하였다. In this analysis, the embedded material embedded in the inside of the concrete barrier was applied as a penetration part, and the case where there was no void was set as condition 1, and the case where there were voids of different sizes was set as condition 2 and condition 3.
상기 해석 모델(100)은, 상기 원자로 격납 건물의 일부분이고 폭은 10m이고 높이는 8m 이며, 두께가 120cm인 콘크리트 방호벽(102)과 두께가 6mm인 철판 방호벽(101)을 포함하는 것으로 모델링하였다.The
상기 해석 모델(100)은 직경이 1m인 3개의 제1,2,3관통부(110)(120)(130)가 각각 서로 소정간격 이격되게 매입된 것으로 모델링하였다. In the
상기 조건 1은, 상기 제1관통부(110)의 하부에는 공극이 없는 것으로 설정하였다.The condition 1 was set to have no voids in the lower portion of the first through-
상기 조건 2는, 상기 제2관통부(120)의 하부에는 직경이 100mm이고, 축방향 길이가 500mm인 제2공극(121)이 있는 것으로 설정하였다. 상기 제2공극(121)의 중심은 상기 제2관통부(120)의 중심으로부터 하방향으로 650mm 이격되게 위치된 것으로 설정하였다.The condition 2 was set to have a
상기 조건 3은, 상기 제3관통부(130)의 하부에는 직경이 200mm이고, 축방향 길이가 500mm인 제3공극(131)이 있는 것으로 설정하였다. 상기 제3공극(131)의 중심은 상기 제3관통부(130)의 중심으로부터 하방향으로 650mm 이격되게 위치된 것으로 설정하였다.The condition 3 was set to have a
상기 해석 모델(100)은 ANSYS 2019 R2 프로그램을 이용하여 열해석 하였다. 열해석 방법은 과도 열해석(Transient Thermal Analysis)과 선형 해석(Linear Analysis) 방법을 이용하였다.The
상기 해석 모델(100)의 초기 온도는 22℃로 설정하였다.The initial temperature of the
해석 상세조건에서 재료 선정은 표 1과 같다.Table 1 shows material selection under detailed analysis conditions.
(kg/m3)density
(kg/m 3 )
(W/m℃)thermal conductivity
(W/m℃)
(J/kg℃)specific heat
(J/kg℃)
상기 해석 상세조건에서 열속 조건은 표 2와 같다.The heat flux conditions in the detailed analysis conditions are shown in Table 2.
상기와 같이 모델링한 후 해석 조건에 따라 과도 열해석을 수행한 바, 공극이 있는 부분의 표면 온도는 표 3과 도 6 내지 도 9와 같다. After modeling as described above, transient thermal analysis was performed according to the analysis conditions, and the surface temperature of the portion with voids is shown in Table 3 and FIGS. 6 to 9 .
표 3에 표시된 온도를 측정한 위치는 도 6 내지 도 9에 표시되었다. 검사자가 열해석 이미지에서 원하는 부분을 클릭하면, 해당 부분의 온도를 확인할 수 있다. The positions at which the temperatures indicated in Table 3 were measured are shown in FIGS. 6 to 9 . When the inspector clicks on a desired part in the thermal analysis image, the temperature of that part can be checked.
(열속유지)0 to 300 seconds
(maintaining heat flux)
(열속감소)300-400 seconds
(Reduction of heat flux)
(열속X)400-600 seconds
(Heat X)
표 3을 참조하면, 동일한 열속이 가해지는 300초 이내에는 공극이 있는 조건 2와 조건 3의 경우에 온도가 크게 증가한 것을 알 수 있다.Referring to Table 3, it can be seen that within 300 seconds when the same heat flux is applied, the temperature greatly increased in the case of condition 2 and condition 3 with voids.
즉, 초기 온도는 22℃일 때, 공극이 없는 조건 1에서는 300초인 시점에 온도가 30.5℃이므로 8.5℃ 증가하였으나, 조건 2에서는 300초인 시점에 온도가 73℃이므로 온도가 51℃ 증가하였고, 조건 3에서는 300초인 시점에 온도가 82.8℃이므로 온도가 60.8℃ 증가한 것을 알 수 있다. That is, when the initial temperature was 22°C, in condition 1 without voids, the temperature was 30.5°C at the time of 300 seconds, so the temperature increased by 8.5°C, but in condition 2, the temperature increased by 51°C because the temperature was 73°C at the time of 300 seconds, condition In 3, it can be seen that the temperature increased by 60.8°C because the temperature was 82.8°C at the time of 300 seconds.
따라서, 공극이 있는 조건 2와 조건 3에서는 온도 변화가 크게 나타났으며, 국부적으로 열집중 현상이 발생하는 것을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that the temperature change was large in condition 2 and condition 3 with voids, and a local heat concentration phenomenon occurred.
또한, 동일한 열속이 가해질 때 국부적으로 열집중 현상이 발생하는 것을 알 수 있다. 즉, 열속이 감소하는 300초를 경과한 이후에는 온도가 다시 감소하는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the local heat concentration phenomenon occurs when the same heat flux is applied. That is, it can be seen that the temperature decreases again after 300 seconds elapses when the heat flux decreases.
또한, 도 9를 참조하면, 조건 2와 조건 3의 결과를 비교해 보면, 공극의 크기가 클수록 열집중 현상이 크게 나타나는 것을 알 수 있다.Also, referring to FIG. 9 , when the results of condition 2 and condition 3 are compared, it can be seen that the larger the pore size, the greater the heat concentration phenomenon.
상기와 같은 해석 결과, 상기 철판 방호벽(101)을 국부적으로 가열했을 때, 상기 콘크리트 방호벽(102)의 내부에 공극이 있는 위치에서 열 집중 현상이 발생하며, 공극의 크기가 클수록 열 집중 면적이 더 커지는 것을 확인할 수 있었다. As a result of the above analysis, when the iron plate
따라서, 열화상 이미지를 통해서 공극의 위치, 크기를 확인하는 것이 유용하다. Therefore, it is useful to check the position and size of the void through the thermal image.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법을 나타낸 순서도이다.11 is a flowchart illustrating a method for inspecting concrete void defects of a nuclear reactor containment building according to a second embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법은, 설계정보 입력 단계(S21), 검사 영역 설정 단계(S22), 표시 단계(S23), 가열 단계(S24), 열원 제거 단계(S25), 촬영 단계(S26) 및 공극 판단단계(S27)를 포함함으로써, 기준 모델에 대한 열해석 이미지를 도출하는 데이터 구축 단계가 삭제된 것이 상기 제1실시예와 상이하고, 그 외 나머지 구성 및 작용은 상기 제1실시예와 유사하므로, 유사 구성 및 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다. 11 , the method for inspecting concrete void defects of a nuclear reactor containment building according to a second embodiment of the present invention includes a design information input step (S21), an inspection area setting step (S22), a display step (S23), and a heating step By including (S24), heat source removal step (S25), photographing step (S26) and void determination step (S27), the data building step for deriving a thermal analysis image for the reference model is deleted with the first embodiment It is different and the rest of the configuration and operation are similar to those of the first embodiment, and thus detailed description of the similar configuration and operation will be omitted.
상기 설계 정보 입력 단계(S21), 상기 검사 영역 설정 단계(S22), 상기 표시 단계(S23), 상기 가열 단계(S24), 상기 열원 제거 단계(S25), 상기 촬영 단계(S26)는 상기 제1실시예와 동일하게 적용되므로, 그에 따른 상세한 설명은 생략한다. The design information input step (S21), the inspection area setting step (S22), the display step (S23), the heating step (S24), the heat source removal step (S25), and the photographing step (S26) are the first Since it is applied in the same manner as in the embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
상기 공극 판단단계(S27)에서는, 상기 컴퓨터와 상기 검사자 중 적어도 하나가 상기 촬영 단계(S26)에서 촬영된 열화상 이미지로부터 열 집중 현상이 나타나는 부분이 있는지 확인하고, 상기 열 집중 현상이 나타나는 부분이 있으면 해당 부분에 공극이 있다고 판단한다. 상기 열 집중 현상은 상기 열화상 이미지에 나타난 온도 분포와 표시 색상으로 확인할 수 있으며, 상기 열 집중 현상이 나타난 부분은 주위보다 온도가 높게 나타난다. In the air gap determination step (S27), at least one of the computer and the inspector checks whether there is a portion in which a heat concentration phenomenon appears from the thermal image image taken in the photographing step (S26), and the portion in which the heat concentration phenomenon appears If there is, it is judged that there is a void in the corresponding part. The heat concentration phenomenon can be confirmed by the temperature distribution and display color shown in the thermal image, and the portion in which the heat concentration phenomenon appears has a higher temperature than the surrounding area.
상기 검사자가 상기 열 집중 현상을 확인하는 방법은 다음과 같다.A method for the inspector to confirm the heat concentration phenomenon is as follows.
상기 열화상 이미지에서 상기 열 집중 현상이 나타난 부분은 주위 나머지 부분과 다른 색으로 표시되므로, 상기 검사자는 육안으로 상기 열 집중 현상이 나타난 부분을 확인할 수 있다. Since the portion where the heat concentration phenomenon appears in the thermal image is displayed in a different color from the rest of the surrounding area, the inspector can visually confirm the portion where the heat concentration phenomenon appears.
또한, 검사자가 상기 열 집중 현상이 나타난 부분을 클릭하면 온도가 표시되므로, 주위 나머지 부분의 온도와 비교할 수도 있다. In addition, since the temperature is displayed when the inspector clicks on the portion in which the heat concentration phenomenon appears, it may be compared with the temperature of the rest of the surrounding area.
따라서, 상기 검사자는 상기 열 집중 현상이 나타난 부분에 공극이 있다고 판단할 수 있다. Accordingly, the inspector may determine that there is a void in the portion where the heat concentration phenomenon appears.
한편, 상기 컴퓨터(20)가 상기 열 집중 현상을 확인하는 방법은 다음과 같다.Meanwhile, a method for the
상기 컴퓨터는, 상기 열화상 이미지에서 상기 열 집중 현상이 나타난 부분의 온도가 나머지 부분의 온도보다 미리 설정된 설정 온도차 이상으로 차이가 날 경우, 상기 열 집중 현상이 나타난 부분에 공극이 있다고 판단하고, 해당 위치를 공극의 위치로 표시할 수 있다. 여기서, 상기 설정 온도차는 실험 등에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 열 집중 현상이 나타난 부분의 온도와 비교하기 위한 나머지 부분은 상기 검사 영역 전체로 설정될 수 있고, 특정 부분으로 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 부분은, 상기 열 집중 현상이 나타난 부분을 중심으로 미리 설정된 소정 거리만큼 이격된 영역을 비교하기 위한 부분으로 설정할 수 있다. The computer, in the thermal image, when the temperature of the portion where the heat concentration phenomenon appears in the thermal image differs from the temperature of the rest by more than a preset temperature difference, it is determined that there is a void in the portion where the heat concentration phenomenon appears, and the corresponding The position can be expressed as the position of the void. Here, the set temperature difference may be preset by an experiment or the like. The remaining portion for comparison with the temperature of the portion in which the heat concentration phenomenon occurs may be set to the entire inspection area or may be preset to a specific portion. For example, the specific portion may be set as a portion for comparing regions spaced apart by a predetermined distance from the portion in which the heat concentration phenomenon occurs.
또한, 상기 컴퓨터는, 상기 설정 온도차 이상으로 차이가 나는 부분의 크기를 상기 공극의 크기로 도출한다. In addition, the computer derives the size of the portion having a difference greater than or equal to the set temperature difference as the size of the void.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
10: 원자로 격납 건물 11: 철판 방호벽
12: 콘크리트 방호벽 13: 매입재
20: 컴퓨터 30: 열원 공급장치
31: 열원부 32: 열원 전원부
40: 열화상 촬영부 50: 열원 온도 측정부10: Reactor containment building 11: Steel plate barrier
12: concrete barrier 13: embedded material
20: computer 30: heat source supply
31: heat source unit 32: heat source power unit
40: thermal imaging unit 50: heat source temperature measuring unit
Claims (9)
컴퓨터가 상기 원자로 격납 건물의 설계 정보를 입력받는 설계정보 입력 단계와;
상기 컴퓨터가 상기 설계 정보를 바탕으로 내부에 공극이 없는 기준 모델을 모델링하고, 상기 기준 모델에 대해 유한요소법을 이용한 열해석을 통해 미리 설정된 열원 공급 조건으로 열원 공급시 열해석 이미지를 도출하여, 데이터베이스에 저장하는 데이터 구축 단계와;
상기 컴퓨터와 검사자 중 적어도 하나가 상기 설계 정보를 이용해 상기 철판 방호벽에서 공극 결함을 검사하고자 하는 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 단계와;
상기 검사자가 상기 철판 방호벽의 표면에 상기 검사 영역을 표시하는 표시 단계와;
열원 공급장치가 상기 철판 방호벽 중에서 상기 검사 영역에 상기 열원공급 조건의 열원을 공급하여 상기 철판 방호벽을 미리 설정된 설정 시간동안 가열하는 가열 단계와;
상기 설정 시간이 경과하면, 상기 열원 공급장치를 제거하는 열원 제거 단계와;
열화상 촬영부가 상기 검사 영역의 열화상 이미지를 촬영하는 촬영 단계와;
상기 컴퓨터와 상기 검사자 중 적어도 하나가 상기 촬영 단계에서 촬영된 열화상 이미지를 상기 데이터베이스에 저장된 열해석 이미지와 비교하여, 상기 검사 영역에서 공극의 유무, 위치, 크기 및 공극률을 도출하는 공극 판단단계를 포함하고,
상기 설계 정보로부터 상기 매입재의 위치를 판단하고, 상기 매입재의 위치로부터 소정 거리만큼 이격된 위치까지를 상기 검사 영역으로 설정하는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법.Containing a steel plate protective wall that forms the inner wall of the nuclear reactor containment building and is used for formwork when pouring concrete, and the concrete poured on the outside of the iron plate protective wall is hardened to form the outer wall of the nuclear reactor containment building and includes a concrete protective wall equipped with embedded materials inside In the concrete void defect inspection method of the reactor containment building,
a design information input step in which a computer receives design information of the nuclear reactor containment building;
The computer models a reference model without voids inside based on the design information, and derives a thermal analysis image when supplying a heat source under preset heat source supply conditions through thermal analysis using the finite element method for the reference model, database data building steps to be stored in the;
an inspection area setting step of setting, by at least one of the computer and the inspector, an inspection area in which void defects are to be inspected in the steel plate barrier using the design information;
a display step in which the inspector displays the inspection area on the surface of the iron plate protection wall;
a heating step of heating, by a heat source supplying device, a heat source of the heat source supply condition to the inspection area of the iron plate protective wall for a preset period of time;
a heat source removal step of removing the heat source supply device when the set time has elapsed;
a photographing step of photographing, by a thermal imager, a thermal image of the inspection area;
At least one of the computer and the inspector compares the thermal image taken in the photographing step with the thermal analysis image stored in the database, and the void determination step of deriving the presence, location, size and porosity of voids in the inspection area including,
Determining the location of the embedding material from the design information, and setting a location spaced apart by a predetermined distance from the location of the embedding material as the inspection area.
상기 공극 판단단계에서는,
상기 열화상 이미지에 나타난 온도 분포와 상기 열해석 이미지에 나타난 온도 분포를 비교하고,
상기 온도 분포의 차이가 미리 설정된 설정값을 초과하는 부분에 공극이 있다고 판단하는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법.The method according to claim 1,
In the void determination step,
Comparing the temperature distribution shown in the thermal image and the temperature distribution shown in the thermal analysis image,
Concrete void defect inspection method of a reactor containment building for determining that there is a void in a portion where the difference in the temperature distribution exceeds a preset set value.
상기 공극 판단단계에서는,
상기 컴퓨터가 상기 검사 영역의 넓이에 대한 상기 설정값을 초과한 부분의 넓이의 비율을 상기 공극률로 도출하는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법.3. The method according to claim 2,
In the void determination step,
Concrete void defect inspection method of a nuclear reactor containment building, wherein the computer derives the ratio of the area exceeding the set value to the area of the inspection area as the porosity.
상기 공극 판단단계에서는,
상기 컴퓨터가 상기 설정값을 초과하는 부분의 크기를 상기 공극의 크기로 도출하는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법.3. The method according to claim 2,
In the void determination step,
Concrete void defect inspection method of the nuclear reactor containment building in which the computer derives the size of the portion exceeding the set value as the size of the void.
컴퓨터가 상기 원자로 격납 건물의 설계 정보를 입력받는 설계정보 입력 단계와;
상기 컴퓨터와 검사자 중 적어도 하나가 상기 설계 정보를 이용해 상기 철판 방호벽에서 공극 결함을 검사하고자 하는 검사 영역을 설정하는 검사 영역 설정 단계와;
상기 검사자가 상기 철판 방호벽의 표면에 상기 검사 영역을 표시하는 표시 단계와;
열원 공급장치가 상기 철판 방호벽 중에서 상기 검사 영역에 미리 설정된 열원공급 조건의 열원을 공급하여 상기 철판 방호벽을 미리 설정된 설정 시간동안 가열하는 가열 단계와;
상기 설정 시간이 경과하면, 상기 열원 공급장치를 제거하는 열원 제거 단계와;
열화상 촬영부가 상기 검사 영역의 열화상 이미지를 촬영하는 촬영 단계와;
상기 컴퓨터와 상기 검사자 중 적어도 하나가 상기 촬영 단계에서 검출된 열화상 이미지로부터 열 집중 현상이 나타나는 부분이 있으면, 상기 콘크리트 방호벽의 내부에 공극이 있다고 판단하는 공극 판단단계를 포함하고,
상기 설계 정보로부터 상기 매입재의 위치를 판단하고, 상기 매입재의 위치로부터 소정 거리만큼 이격된 위치까지를 상기 검사 영역으로 설정하는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법.Containing a steel plate protective wall that forms the inner wall of the nuclear reactor containment building and is used for formwork when pouring concrete, and the concrete poured on the outside of the iron plate protective wall is hardened to form the outer wall of the nuclear reactor containment building and includes a concrete protective wall equipped with embedded materials inside In the concrete void defect inspection method of the reactor containment building,
a design information input step in which a computer receives design information of the nuclear reactor containment building;
an inspection area setting step of setting, by at least one of the computer and the inspector, an inspection area in which void defects are to be inspected in the steel plate barrier using the design information;
a display step in which the inspector displays the inspection area on the surface of the iron plate protection wall;
a heating step in which a heat source supply device supplies a heat source of a preset heat source supply condition to the inspection area from among the iron plate protective walls to heat the iron plate protective wall for a preset time;
a heat source removal step of removing the heat source supply device when the set time has elapsed;
a photographing step of photographing, by a thermal imager, a thermal image of the inspection area;
a void determination step in which at least one of the computer and the inspector determines that there is a void inside the concrete protective wall if there is a portion in which a heat concentration phenomenon appears from the thermal image detected in the photographing step;
Determining the location of the embedding material from the design information, and setting a location spaced apart by a predetermined distance from the location of the embedding material as the inspection area.
상기 공극 판단단계에서는,
상기 컴퓨터와 상기 검사자 중 적어도 하나는 상기 열 집중 현상이 나타난 부분의 온도가 나머지 부분의 온도보다 미리 설정된 설정 온도차 이상으로 차이가 날 경우, 상기 열 집중 현상이 나타난 부분에 공극이 있다고 판단하고,
상기 컴퓨터가 상기 검사 영역의 넓이에 대한 상기 설정 온도를 초과한 부분의 넓이의 비율을 공극률로 도출하는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법.6. The method of claim 5,
In the void determination step,
At least one of the computer and the inspector determines that there is a void in the portion where the heat concentration phenomenon appears, when the temperature of the portion where the heat concentration phenomenon appears differs by more than a preset temperature difference from the temperature of the remaining portions,
Concrete void defect inspection method of a nuclear reactor containment building, wherein the computer derives the ratio of the area exceeding the set temperature to the area of the inspection area as a porosity.
상기 공극 판단단계에서는,
상기 컴퓨터는 상기 설정 온도차 이상으로 차이가 나는 부분의 크기를 상기 공극의 크기로 도출하는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법.7. The method of claim 6,
In the void determination step,
The computer is a concrete void defect inspection method of a nuclear reactor containment building for deriving the size of the part that is different than the set temperature difference as the size of the void.
상기 열원공급 조건은, 상기 설정 시간동안 동일한 열속으로 열원을 공급하는 조건을 포함하는 원자로 격납 건물의 콘크리트 공극 결함 검사 방법.6. The method according to claim 1 or 5,
The heat source supply condition is a concrete void defect inspection method of a nuclear reactor containment building including a condition of supplying a heat source with the same heat flux for the set time.
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2020
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