Microsoft PowerPoint - OPR 1000 SG 설계개선 현황 및 적용결과 (DRM).ppt

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수호 설
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2 목 차 1. OPR1 SG 설계특성 2.SG 설계개선현황 2.1 Tube Support 2.2 Tube Material and Expansion Method 2.3 기타개선 3. 설계개선적용결과 4. 결론 2

1. OPR1 SG 설계특성 구조적특성 Economizer/ 삼각전열관배열채택으로관다발크기최소화 Stay Cylinder 채택으로전체중량감소 전열관지지대최적화로 Sludge 누적및유동유발진동최소화 성능적측면 높은운전온도로열적성능최대화 Sys 8 Separator/ Double Hook Vane Dryer 로높은증기건도실현 운전중문제점 중앙공동부

3 1. OPR1 SG 설계특성 구조적특성 Economizer/ 삼각전열관배열채택으로관다발크기최소화 Stay Cylinder 채택으로전체중량감소 전열관지지대최적화로 Sludge 누적및유동유발진동최소화 성능적측면 높은운전온도로열적성능최대화 Sys 8 Separator/ Double Hook Vane Dryer 로높은증기건도실현 운전중문제점 중앙공동부 (Central Cavity) 상단마모집중발생 전열관 SCC 발생 Steam Dryer Secondary Manway Moisture Separator UBend Tube Support (Batwing) Stay Cylinder Tube Secondary Handhole Primary Inlet Nozzle Steam Outlet Nozzle Recirculation Nozzle Downcomer Feedwater Nozzle Feedring Tube Support (Eggcrate) Economizer Feedwater Nozzle Primary Outlet Nozzle 3

4 Project 별설계개선적용항목 구 분 영광 5/6 울진 5/6 신고리 1/2 Tube Support EFDP 미적용 적용 적용 Tube Support UBS 개선없음 개선없음 추가 Tube Material I6 HTMA I69 TT I69 TT Tube Expansion Method Explosive Explosive Hydraulic Dryer Support Welded Type Welded Type Sliding Type Separator Material A57 Gr.5 & A622 A57 Gr.5 & A622 A387 Gr.12 Cl.1 4

5 2.1 Tube Support 배경 현재운전중인한국표준형원전증기발생기 ( 영광 3,4,5,6호기, 울진 3,4호기 ) 의가동후전열관검사결과특정부위 ( 전열관다발내부중앙공동상단 ) 에서전열관마모현상이다수발생하였음. 전열관마모의주요원인은, 중앙공동영역으로유입된높은에너지의유동과, Horizontal Bar가지지하지않는전열관 (Tube Row 22 4) 의낮은고유진동수때문인것으로밝혀짐. 5

6 설계개선내용 EFDP(Eggcrate Flow Distribution Plate) 설치 Central Cavity상단 Tube Bend 영역의높은유동에너지감소를위해, 최상단 2개의 Full Eggcrate 중앙빈공간에유량배분판 (EFDP) 설치 열수력해석결과, Dynamic Pressure 감소효과확인 6

7 EFDP 설치 ( 계속 ) 영광 5/6 까지 울진 5/6 이후 Full Eggcrate Central Cavity Eggcrate Flow Distribution Plate 7

8 EFDP 설치 ( 계속 ) P=1.875 & D=.75 인경우유동에너지감소에효과적임. 8

9 EFDP 설치 ( 계속 ) EFDP 를 2 개이상설치할경우차이가없음. 2 개설치 9

10 UBS(Upper Bundle Support) 추가설치 울진 5/6 증기발생기보다설계여유를추가로확보하기위하여전열관다발중앙에Vertical Strip 및 Horizontal Strip을추가 (Tube Row 22 4) 하여, 고유진동수가낮은전열관의발생을근원적으로제거함. 울진 5/6 까지 신고리 1/2 이후 유동유발진동평가결과, EFDP 단독설치보다현저한개선효과를 얻음 1

11 설계개선효과 열수력해석 유동유발진동해석에직접적인영향을미치는열수력해석결과는 Dynamic Pressure 기준으로 42% 개선효과가있음 구 분 영광 5/6 울진 5/6, 신고리 1/2 증감율 (%) Density, lb/ft Velocity, ft/sec Mass Flux, lbm/ft 2 sec Dynamic Pressure, psi

12 설계개선효과 유동유발진동해석 유체탄성불안정성 구 분 Tube Row 고유진동수 (Hz) Stability Ratio 설계목표치 개선효과 (%) 설계개선전 ( 영광 5/6) 설계개선후 ( 울진 5/6) 설계개선후 ( 신고리 1/2) 랜덤난류진동 구분 Tube Row Type of Mode Shape 고유진동수 (Hz) 최대변위 (mils) 개선효과 (%) 설계개선전 ( 영광 5/6) 41 Frame 설계개선후 ( 울진 5/6) 41 Frame 설계개선후 ( 신고리 1/2) 41 Out of Plane

13 2.2 Tube material & Expansion Method 배경 미국내 CE형증기발생기에사용한 I6 HTMA 재질사용 Sludge File 형성, 높은운전온도등 SCC 환경형성 Fretting Wear 운전초기에 SCC 발생 폭발확관공정에의한 SCC 가속화문제점제기 수압확관공정개발및적용필요성대두 수압 / 폭발확관등확관공정별 SCC의연관성연구필요 ODSCC PWSCC Foreign Object [Plugging 원인및발생위치 ] 13

재질변경 (I6 HTMA I69 TT) 전열관재질요건개발 열전달성능만족을위해전열관길이및수량증가로전열면적 5% 증가 전열관다발길이증가로인한 Eggcrate 재배치및 FIV 평가수행 전열관다발직경변화를수용하기위한 Shroud, Lower Shell 직경조정 이차측계통의영향을최소화하기위해내부구조물설계최적화를통해이차측유체질량증가최소화 (.

14 재질변경 (I6 HTMA I69 TT) 전열관재질요건개발 열전달성능만족을위해전열관길이및수량증가로전열면적 5% 증가 전열관다발길이증가로인한 Eggcrate 재배치및 FIV 평가수행 전열관다발직경변화를수용하기위한 Shroud, Lower Shell 직경조정 이차측계통의영향을최소화하기위해내부구조물설계최적화를통해이차측유체질량증가최소화 (.4% 증가 ) 습분동반율평가수행 / 요건만족확인 전열관수량증가 전열관다발높이 Separator Deck 상단높이 Shell 내경 구 전열관수량 8,214 8,34 분 선행호기울진 5,6 Shell 내경 Shroud 내경 예열기높이 전열관다발높이

15 수압확관공정개발 폭발확관 신고리 1,2 호기부터확관방식을변경적용 Primercord 하기위하여수압확관공정을개발 Polyethylene Sheath 확관공정의개발은 Qualification Mockup Test와생산적용 Mockup Test로구분시행 End Cap Qualification Mockup Test는설계요건의만족여부를확인함. Hydraulic Pressure Dwell Time Crevice Requirement Surface Condition 생산적용 Mockup Test는실작업을위한장비와공정적용성확인을위해수행 수압확관 Urethane ORing Mandrel ORing Trunk Line Metal Ring Clad =.25 in. Tubesheet Thickness = 21.5 in. Explansion Charge Depth of Expansion Crevice 15

16 2.3 기타개선 Dryer Support 변경 개선전 : 울진 5/6 까지 배경 Dryer Support Plate와 Dryer Bank간의밀봉용접부가 Top Head 열처리시, 온도편차에의한하중으로미세 Crack이발생되며, 운전중 Crack이진전되는현상발생 개선내용 Seal Plate의 Seal 용접대신에 Slip Joint로변경하여열처리시발생하는하중을흡수하도록개선하여 Crack 발생원인을제거 개선후 : 신고리 1/2 부터 16

Moisture Separator 재질변경 배경금속의부식에영향을미치는주요인자인재질, Water Chemistry, Flow Variable중재질개선을통해부식에대한저항성향상 개선내용내부식성이강한 Cr 성분이선행호기대비 4~6배증가된합금강 (A387 Gr.12 Cl.

17 Moisture Separator 재질변경 배경금속의부식에영향을미치는주요인자인재질, Water Chemistry, Flow Variable중재질개선을통해부식에대한저항성향상 개선내용내부식성이강한 Cr 성분이선행호기대비 4~6배증가된합금강 (A387 Gr.12 Cl.1) 을사용함으로써부식저항성을높인소재로제작 개선전 : 울진 5/6 까지 A57 Gr.5 & A622 Heat Analysis :.15 Max. Product Analysis :.19 Max. 개선후 : 신고리 1/2 부터 A387 Gr.12 Cl.1 Heat Analysis :.8 ~ 1.15 Product Analysis :.74 ~

18 3. 설계개선적용결과 WEAR 검사현황 18

19 3. 설계개선적용결과 WEAR 검사현황 19

20 3. 설계개선적용결과 WEAR 검사현황 2

21 3. 설계개선적용결과 WEAR 검사현황 21

22 3. 설계개선적용결과 설계개선전후전열관마모현황 ( 영광 5,6 호기대비울진 5,6 호기 ) (1) 영광 5,6 호기 울진 5,6 호기 구분 영광 5 호기 영광 6 호기 울진 5 호기 울진 6 호기 SG1 SG2 SG1 SG2 SG1 SG2 SG1 SG2 1~2% 8 (17) 14 (21) 19 (24) 24 (29) () () (1) (1) 1 차 ISI 2~3% 4 (5) 9 (1) 12 (12) 6 (6) () () () () 3% 이상 1 (1) 2 (2) 1 (1) () () () () () 1~2% 34 (77) 23 (4) 27 (36) 12 (16) (3) (2) 2 차 ISI 2~3% 9 (14) 2 (23) 33 (38) 37 (43) () (1) 3% 이상 1 (1) () 11 (11) 5 (5) () () 1~2% 37 (117) 36 (75) 32 (76) 3 (42) 3 차 ISI 2~3% 14 (24) 17 (22) 4 (48) 27 (31) 3% 이상 2 (2) 13 (13) 3 (3) 5 (5) (1) 유량배분판추가설치로영향을받는전열관기준으로작성되었으며, 괄호안의전열관마모수량은전체전열관다발에서발생한마모수량임. 22

23 3. 설계개선적용결과 설계개선결과평가 유량배분판추가설치로영향받는전열관에서현재까지전열관마모발생은관찰된사례가없음. 울진5,6호기증기발생기부터적용된유량배분판설계개선으로인한전열관마모억제대책은유효한것으로평가됨. 지속관찰 현재까지확인된마모사례는없으나, 울진 5/6 호기증기발생기의설계개선은부분적으로적용되었으므로, 장기간운전시전열관마모발생가능성을완전히배제하기어려우므로지속적인관찰이필요함. 23

24 4. 결론 현재까지추진되어온설계개선사례는운전중인발전소의사례를참조하여반영된것으로서, 지속적인개선효과가기대됨. 설계개선에따른발전소의실제운전효과확인은장기간이소요되어설계개선으로즉각적인반영이어려움. 문제점개선및운전효율향상을위한효율적인설계개선을위해서는발전소운전이력의정확한 Feedback 이지속적으로이루어져야가능함. 기기설계자단독의정보입수는한계가있으므로, 원자력관련기관의사례정보제공이요구되며, 이는보다효율적인설계개선으로연결될것임. 24

25 END OF DOCUMENT 25

기능.PDF

기능.PDF 1 1) 1 2) SK COMPLEX 1 Heating Cooling 3) 1 2 2 3 1) 2 2) 3 4 1) Floating Type Heat Exchanger 8 2) Fixed Type Heat Exchanger 11 3) U-Type Heat Exchanger 13 4) Air Fan Cooler 15 5) Double Pipe Heat Exchanger