원전공기구동밸브 설계기준성능평가결과 2007. 4. 한국수력원자력 발표 : 이병의
발표순서 Ⅰ. 성능평가배경 Ⅱ. 성능평가개요 Ⅲ. 성능평가수행 Ⅳ. 성능평가결과 2
Ⅰ. 성능평가배경 국외현황 미국원전에서동력구동밸브의빈번한고장발생 TMI 원전사고시 ( 79. 3) 가압기 PORV 고착개방 USNRC GL89-10 및 GL96-05 발행 : 안전관련 MOV의설계기준성능평가및주기적성능확인요구 2000년초까지미국모든원전에서설계기준성능평가완료 주기적성능확인수행중 AOV의설계기준성능평가필요성인식 별도규제요건은없으나대부분의미국원전에서기존규제요건에따라자발적으로성능평가수행중 미국외캐나다, 일본, 프랑스등에서도동력구동밸브성능평가수행 3
Ⅰ. 성능평가배경 국내현황 안전관련 MOV의설계기준성능평가수행 과학기술부규제권고사항발행 ( 97.6) 울진 5,6호기포함전원전수행완료 ( 00.2 ~ 04.12) 전원전주기적성능확인수행중 ( 05.5 ~) AOV 설계기준성능평가관련규제요건발행 가동중시험에관한규정 : 과학기술부고시제2004-14호 ( 04.7.2) 공기구동밸브의설계기준성능평가계획별도수립하고성능평가실시 운영중원전의 AOV 설계기준성능평가를고시일로부터 6년이내에완료 ( 울진 5,6호기포함 ) 신규건설되는발전소는운영허가이전에완료 4
Ⅱ. 성능평가개요 AOV 성능평가수행현황 공기구동밸브설계기준성능평가기술개발 (2004. 12 ~ 2006. 11) 공기구동밸브설계기준성능평가수행계획과학기술부제출 (2006. 10) 전원전공기구동밸브설계기준성능평가수행 (2007. 1 ~ 2010. 7) 5
Ⅱ. 성능평가개요 설계기준성능평가흐름도 구동기성능분석 시정조치 평가대상밸브선정 / 안전중요도결정및범주분류 계통설계기준분석 요구쓰러스트 / 토크분석 운전여유도분석 정적시험 성능예측 필요시 종합평가 밸브 / 구동기취약부분석 설정치관리 동적시험 시정조치 [ 설계기준분석단계 ] [ 시험, 종합평가및정비단계 ] 6
Ⅱ. 성능평가개요 전원전평가대상밸브 호기 IST 대상밸브평가대상밸브능동밸브수동밸브총계범주1 범주2 계 고리 1 41 60 101 19 31 50 고리 2 74 80 154 18 60 78 고리 3 43 56 99 35 24 59 고리 4 43 56 99 35 24 59 영광 1 43 61 104 32 27 59 영광 2 43 61 104 32 27 59 영광 3 38 12 50 11 33 44 영광 4 38 12 50 11 33 44 영광 5 42 14 56 13 37 50 영광 6 42 14 56 13 37 50 월성 1 85 18 103 17 74 91 월성 2 131 20 151 19 120 139 월성 3 131 20 151 19 120 139 월성 4 131 20 151 19 120 139 울진 1 93 16 109 30 66 96 울진 2 93 16 109 30 66 96 울진 3 42 14 56 25 25 50 울진 4 42 14 56 25 25 50 울진 5 42 14 56 20 30 50 울진 6 42 14 56 20 30 50 합계 1,279 592 1,871 443 1,009 1,452 7
Ⅱ. 성능평가개요 호기별 / 년도별시험일정 호기 2007 년 2008 년 2009 년 2010 년합계 고리 1 37( 5/ 29~12/ 14) 13(12/ 5~12/ 25) 50 고리 2 25( 4/ 6~5/ 1) 31(5/ 28~7/ 7) 22( 미정 ) 78 고리 3 28(4/ 9~5/ 17) 31( 미정 ) 59 고리 4 22( 8/ 5~9/ 7) 18(12/ 15~1/ 22) 19( 미정 ) 59 영광 1 31( 9/ 1~10/ 25) 28( 미정 ) 59 영광 2 19(4/ 10~6/ 3) 22(9/ 12~10/ 17) 18( 미정 ) 59 영광 3 13( 5/ 23~6/ 26) 18(10.2~11/ 2) 13( 미정 ) 44 영광 4 8( 1/ 14~2/ 15) 22( 5/ 23~6/ 22) 14( 미정 ) 44 영광 5 26( 3/ 22~4/ 25) 24( 미정 ) 50 영광 6 15(8/ 4~9/ 12) 20(12/ 19~1/ 21) 15( 미정 ) 50 월성 1 16( 2/ 28~3/ 21) 75( 미정 ) 91 월성 2 16(3/ 2~3/ 30) 60(5/ 2~5/ 30) 63( 미정 ) 139 월성 3 39(5/ 3~5/ 22) 52(8/ 3~8/ 26) 48( 미정 ) 139 월성 4 12(1/ 13~2/ 1) 51(4/ 13~5/ 2) 76( 미정 ) 139 울진 1 48( 9/ 6~10/ 11) 48( 미정 ) 96 울진 2 28(4/13~5/11) 53(9/6~10/26) 15( 미정 ) 96 울진 3 10(1/ 30~3/ 4) 24( 6/ 22~7/ 21) 16( 미정 ) 50 울진 4 15( 9/ 29~10/ 29) 20( 미정 ) 15( 미정 ) 50 울진 5 25( 12/ 12~1/ 9) 25( 미정 ) 50 울진 6 15( 6/ 5~7/ 9) 20(9/ 12~10/ 10) 15( 미정 ) 50 합계 373 483 522 74 1,452 8
Ⅱ. 성능평가개요 수행방법 평가방법 설계기준분석 그룹별수행 : 계통설계기준분석, 요구쓰러스트 / 토크분석, 취약부분석구동기성능분석, 운전여유도분석 밸브별수행 : 설정치관리, 성능예측분석, 여유도개선, 종합평가 진단시험 정적진단시험 : 밸브별수행 동적진단시험 : KVAP을이용한성능예측으로대체. 단, 운전여유도개선등필요시수행 9
Ⅱ. 성능평가개요 수행방법 범주별수행방안 설정치제어 설계기준분석정적시험동적시험주기적성능확인 범주 -1 KVAP 범주 -2 KVAP * * 평가후여유도가충분한범주-2 밸브의경우주기점검을수행하지않음 ( 구체적안은추후제시 ) 10
Ⅲ. 성능평가수행 성능평가수행밸브 영광 4 호기 밸브명밸브유형구동기유형밸브크기계통 AF-V045/046 Globe 실린더형양방향 6 보조급수계통 RC-V100E/100F Globe 다이아프램단방향 3 원자로냉각재계통 IA-V020 Globe 실린더형양방향 2 압축공기계통 SD-V005/006 Gate 실린더형단방향 6 증기발생기취출수계통 CV-V239 Globe 다이아프램단방향 2 화학및체적제어계통 월성 4 호기 밸브명 밸브유형 구동기유형 밸브크기 계통 3631-PV1, 2, 3, 4 Globe 실린더형양방향 3 증기발생기취출수계통 7314-PV33/34 Ball 랙앤피니언단방향 1 원자로건물격리계통 7314-PV38/39 Ball 랙앤피니언단방향 1 원자로건물격리계통 7314-PV40/41 Ball 랙앤피니언단방향 1 원자로건물격리계통 7314-PV44/45 Ball 랙앤피니언단방향 6 원자로건물격리계통 11
Ⅲ. 성능평가수행 성능평가수행방법 설계기준분석 계획예방정비시작전수행 자료취득및정적진단시험결과반영수정 진단시험 자료취득을위한밸브분해 / 조립후시험수행 (As Found, As Left 1 차, 2 차 ) 설정치관리보고서수정 성능예측및종합평가 자료취득및정적진단시험결과반영 역여유도발생시동적진단시험및여유도개선방안제시 12
Ⅲ. 성능평가수행 자료취득수행 스템 케이지 스템 / 구동기연결부 밸브바디 Φ0.4 5.76 4.21 33.93 13
Ⅲ. 성능평가수행 자료취득수행 구동기스프링 구동기 / 스템연결부 t 0.36 13.198 21.811 2.7 2.8 10.0 볼트수량 24 개다이아 0.492 구동기스프링 구동기실린더 14
Ⅲ. 성능평가수행 진단시험수행 15
Ⅲ. 성능평가수행 진단시험수행 공기압 쓰러스트 전류 진단신호 (Baseline 시험 ) 변위 주요진단신호 16
Ⅲ. 성능평가수행 스프링프리로드 (lbs) 최대허용스프링프리로드 최소허용스프링프리로드 설정치관리 불확실성을고려한설정범위 최소허용공기압 / 최대허용스프링프리로드 1 최대허용공기압 ( 밸브 ) 최대허용공기압 ( 구동기 ) 2 Spring Preload, lbf Valve Tag No. 3631-V3 20000.0 68.4 160.0 15,256.3 15000.0 15,256.3 10000.0 9,683.4 9,683.4 9,683.4 5000.0 160.0 160.0 0.0 43.6 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 Air Pressure, psi 공기압 (psi) 설정치 Setup Box W4-PV3 Setup Box 17
Ⅲ. 성능평가수행 성능평가결과 밸브명 설계기준분석결과종합평가 OPEN CLOSE OPEN CLOSE Y 4-AF045 Self-Actuated N/ A 4910 N/ A Y 4-AF046 Self-Actuated N/ A Self-Actuated N/ A Y4-CV239 N/A 329 N/A 443 Y4-IA20 N/A 0.9 N/A 9.4 Y 4-RC100E N/ A 16 N/ A 38.9 Y 4-RC100F N/ A 16 N/ A 44.6 Y 4-SD005 N/ A 14.9 N/ A 23.6 Y 4-SD006 N/ A 14.9 N/ A 16.2 W4-PV1 N/A 6.5 N/A 36.9 W4-PV2 N/A 6.5 N/A 43.7 W4-PV3 N/A 6.5 N/A 19.7 W4-PV4 N/A 6.5 N/A 43.8 W4-PV 33 N/ A 3718 N/ A 248.5 W4-PV 34 N/ A 3718 N/ A 826.6 W4-PV 38 N/ A 9855 N/ A 648.1 W4-PV 39 N/ A 9855 N/ A 51.3 W4-PV 40 N/ A 9855 N/ A 547.7 W4-PV 41 N/ A 9855 N/ A 461.9 W4-PV44 N/A 194 N/A 29.7 W4-PV45 N/A 194 N/A 36.4 18
Ⅳ. 성능평가결과 전원전 AOV 설계기준성능평가수행현황 영광4호기, 월성4호기, 울진3호기완료 월성2호기수행중 영광2호기, 고리2호기, 울진2호기수행예정 (4월중) AOV 성능평가결과 영광4호기 (8대), 월성4호기 (12대) 최종평가결과운전여유도가충분함을확인 밸브 / 구동기설계정보부족으로설계기준분석의재수행반복 ( 자료취득및정적진단시험결과반영 ) 절차서의지속보완과수정 방법론의오류및개선은현장에바로적용 ( 추후절차서개정 ) 19