장기가동원전 증기발생기전열관 건전성관리방안 Steam Generator Management Program 2012. 4.3 ~ 4.4 제16회원자력안전기술정보회의 KOREA HYDRO & NUCLEAR POWER
발표순서 원전및증기발생기운영현황 주요열화및고장사례 전열관건전성관리방안 1
국내원전 S/G 설치현황 W-F CE S-80 W-51B W- 53,60 CANDU 600 W/H 고리 #2,3,4 영광 #1,2 [5 기 14 대 ] OPR-1000 APR-1400 영광 #3,4,5,6 울진 #3,4,5,6 신고리 #1,2,3,4 신월성 #1,2 Framatome W/H CANDU 울진 #1,2 ( 舊 ) 고리 #1 울진 #1,2 ( 新 ) 월성 #1,2,3,4 [14 기 28 대 ] [3 기 8 대 ] [4 기 16 대 ] 2
증기발생기사양비교 K-1, U1,2 K-2,3,4 Y-3,4,5,6 구분 (RSG) Y-1,2 U-3,4 설계 제작 튜브재질 튜브수량 WH Doosan Alloy 690TT 4,934 4,689 WH Alloy 600TT CE Doosan Alloy 600HTMA U-5,6 SK -1,2 SK-3,4 W-1~4 SW-1,2 CE Dossan Alloy 690TT CE Dossan Alloy 690TT 5,626 8,214 8,340 13,102 F.W/B.W Doosan Alloy 800 3,558 3,530 외경 19.05 17.48 19.05 19.05 19.05 15.87 1.09 1.02 1.07 1.07 1.07 1.13 두께 확관방식 방식 Hydraulic Hydraulic Explosive Hydraulic Hydraulic Hard roll Hydraulic 비고 RSG 3
S/G 전열관재질별열화특성 구분 I-600(TT) I-600(HTMA) I-690(TT) I-800 적용모델 WH 모델 -F OPR-1000 (CE S-80) OPR-1000(CE S-80) APR-1400(CE S-80) CANDU-600 대상호기 고리 2,3,4 영광 1,2 울진 1,2 ( 舊 ) 영광 3,4,5,6 울진 3,4 고리 1, 울진 1,2 ( 新 ) 울진 5,6, 신월성 1,2 신고리 1,2, 3,4 월성 1,2,3,4 호기 열화형태 - 지지구조물마모 - 지지구조물마모 (AVB) - TTS SCC - TTS SCC - TSP 축균열 - 지지구조물마모 - 특성 - SCC 민감도양호 - 균열생성초기 - SCC 민감도높음 - 균열다수발생 - SCC 민감도낮음 - 열화특성없음 - SCC 발생없음 - 설계운전온도및압력낮음 비고 - 울진 1,2 호기는 * 울진 4 호기 TTS 확관천이부 TSP ODSCC 축결함증가교체 특별관리 4
Alloy 600 전열관결함및정비현황 호기마모균열전열관정비수량관막음관막음기타허용률 ( 주기 ) 전열관 ODSCC PWSCC 관막음슬리빙률 (%) (%) K2 (24) 142 26 0 204 372 0 3.31 10 K3 (20) 87 8 8 8 111 0 0.66 5 K4 (20) 88 0 0 25 113 0 0.67 5 Y1 (19) 117 1 0 5 123 0 0.73 5 Y2 (19) 136 32 1 34 203 0 1.20 5 Y3 (13) 275 48 34 8 330 1,300 2.25 8 Y4 (12) 334 94 53 45 364 1,181 2.43 8 Y5 (07) 43 2 0 5 50 0 0.30 8 Y6 (07) 85 2 0 3 90 0 0.55 8 U3 (10) 86 499 4 0 599 98 3.66 10 U4 (09) 230 342 52 0 624 0 3.80 10 합계 1,623 1,054 152 337 2,979 2,579 5
국내원전증기발생기교체현황 구분고리1호기울진1,2호기울진 3,4 호기 교체년도 1998 년 2012 년 2011 년 2013 년예정 설계개선사항 비고 교체전 교체후 I-600TT I-690TT 3,388 개 4,934 개 22.25/1.27mm 19.05/1.09mm 기계식 수압식 I-600TT I-690TT 3,330개 4,689개 22.25/1.27mm 19.05/1.09mm 기계식 수압식 I-600HTMA I-690TT 8,214 개 8,340 개 KEDO 19.05/1.07mm 19.05/1.07mm 자재활용 폭발식 폭발 (#4), 수압식 (#3) 6
증기발생기경년열화주요사례 원전가동이력증가로경년열화울진 #1,2 손상은지속적으로증가추세 SG 교체? 영광 #2 급수환 Pin Hole U#12 에방정비프랑스 EDF Cruas-4 HCF 고리 #2 Plug Pin Hole 울진 #4 SG Tube 파열 영광 #4 SG 배수노즐 PWSCC 영광 #3 SG Plug PWSCC 고리 #4 Level Oscillation 02 06 07 10~ 11 12 7
증기발생기주요고장및정비사례 SG 수위불안정사례 (K-4, 06 년 8 월 ) 관지지판유로막힘 ( 광역수위증가 ) 진단기술확립 세정및폐액처리기술개발 (ASCA 세정 ) 전열관정비사례 관판상단전열관파단사례 (U-4, 02 년 4 월 ) Tube End 용접부손상사례 (Y-2, 98 년 1 월 ) 용접식 Plug 손상 (Y-4, K-2) EDF Cruas-4 HCF 사례반영예방정비 (U-1,2) 용접식관마개누설교체정비 (K-2, 11 년 1 월, 12 년 3 월 ) 1, 2 차측정비사례 수실배수관손상정비 (Y-3) 급수환 FAC 및부식손상교체 (Y-2) 1 차습분분리기열화교체 (K-3,4, Y-2) 2 차습분분리기세정 (K-4) 습분동반율불만족에따른 2 차습분분리기베인교체 (K-3,4) 기타 균열지시전열관인출검사 (Y-4, K-3, Y-1,2, U-4) 8
증기발생기전열관건전성관리방안 1. 증기발생기관리프로그램개선 SGMP 관련업무종합관리및전담팀운영 증기발생기전문가기술역량제고 2. SGMP 검사체계및검사기술개선 전열관검사신호평가강화 검사기술개선 3. 슬러지및수질관리기술개선 슬러지관리방법개선, 화학세정적용등 4. 잔류물질관리기술개선 9
1. 증기발생기관리프로그램개선 S/G 관련업무종합관리및전담팀운영 본사설비기술처 : S/G 정책총괄 중앙연구원 : 증기발생기전담 SG기술팀신설 (16명) - 관련기술정보 (EPRI, EDF, WEC, NRC 등 ) 종합분석 - 본사 / 발전소매개체역할 증기발생기전문가기술역량제고 발전소 SG 담당자전문성강화 ( 전문원보직등 ) 세계선도기관과기술교류강화 (SGMP 운영벤치마킹 ) SGMP 통합지침서개정을통한최신기술의현장적용 - EPRI 및국 내외최신기술반영등 10
1. 증기발생기관리프로그램개선 ( 계속 ) 증기발생기기술자료검증강화 기술정보관리및조직문화개선 기술정보의공개확대및객관성제고 발전소운영및검사관련데이터의검증기능강화 건전성평가및진단요소기술최적화 구조및누설건전성평가기술불확실도개선 잔류물질, 슬러지, 정비관등평가및진단기술 전열관인출, 관마개정비기술, 현장압력시험등 11
2. SGMP 검사체계및검사기술개선 검사신호평가체계강화 NDE 전문원독립평가, QDA & SSPD 운영등 검사기술유효성검증 (Site Validation) 표준지침서작성, 적용 평가체계개선검토 - 현행 : I-690은 3단계, 그외는 5단계평가적용 - 개선 : 최종평가, 독립평가팀개선검토 12
2. SGMP 검사체계및검사기술개선 검사및평가기술개선 최신검사신기술현장적용적극추진 보빈검사신호자동평가프로그램도입추진 : 수동평가검증용으로활용 X-Probe 등배열형탐촉자검사기술개발추진 관지지판 (TSP) 축균열신호평가개선검토 보빈검사신호평가시채널 P1 을기본으로하되 Ch 3 과 Ch 5 의신호를반영하여구조물 (TSP) 신호에의한 결함신호왜곡을방지하는절차를통합지침서반영검토 특이신호관리기준평가지침서반영 (Dent, MBM 등 ) Round Robbin Test 결과 (EPRI ETSS I28413 ) 활용등 13
3. 슬러지및수질관리개선 기동시 12% 정상운전 88% SG 잔류 침적 (70%) 영향 TSP Blockage ODSCC Denting Lancing 25~30% 14 Blowdow n 약 1~2%
슬러지관리방법개선 3. 슬러지및수질관리개선 ( 계속 ) 시료채취위치변경 : 실험실현장시료채취 분석방법개선 : Grab Sample 부식생성물포집기 증기발생기 Tube 스케일두께측정 (ECT 검사자료활용 ) 초음파세정기술개발 고압수분사방식으로내부세정불가지역에대한초음파세정기술개발 수질관리기술개선 2 차계통복합아민 (NH3+ETA) 적용, ph 최적화를통한 FAC 저감 - 제어제 (ETA or NH3 NH3+ETA) 및주급수 ph (8.8 ~ 10.0) 변경 - 울진 2 호기시범적용 ( 11.2 ), 전원전확대적용예정 분산제 (Dispersant) 적용하여슬러지부양제거기술개발 - 발전소운전중미량의화학약품을주입하여슬러지를제거하는기술 - Ethanolamine 으로중화처리한 10% 의 Polyacrylate (PAA) 수용액 - 영광 6 호기시범적용후전원전확대적용예정 15
슬러지화학세정적용 3. 슬러지및수질관리개선 ( 계속 ) 구분 EPRI 공법 AREVA 공법 저농도 [ASCA] 고온저농도 [DMT] 고온 약품 EDTA 약 2% EDTA 약 20% 옥살산약 1% EDTA 약 20% 온도 82 110 121 82 90 약 165 기간 약 3일 약 7일 약 3일 약 5일 열원 1차측정지시잠열 외부열원 1차측정지시잠열 외부열원 부식률 1 mils 이내 10 mils 이내 1 mils 이내 10 mils 이내 세정효율 연성슬러지제거 경성슬러지제거 연성슬러지제거 경성슬러지제거 국내원전적용현황 ( 총 12회 ) ;ASCA 6회, 고온세정 2회 ( 울진 #3,4), 부분고온 2회 ( 영광 #3,4), 부분저온 2회 * ASCA (Advanced Scale Conditioning Agents) DMT (Deposit Minimization Treatment) 16
4. 잔류물질관리기술개선 이물질유입방지 (FME) 관리강화 잔류물질제거기술고도화 (FOSAR) 신규원전잔류물질안전성평가프로그램확장개발 잔류물질발견 육안검사 제거가능? Yes 잔류물질제거 No 잔류물질무게, 형상, 위치파악 세관유동해석 (DB) 세관진동해석 (DB) 세관수명평가 충격에너지평가 / 마모량예측 17
결론 재료 응력 기술관리 전열관건전성 강화확보환경 전열관열화발생 검사 / 평가 / 진단기술 안전운전 ( 슬러지, 잔류물질 ) 및장비개발 수명보증 18