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원전원전 공기구동밸브공기구동밸브설계기준설계기준 성능평가성능평가 결과결과
2007. 4.
한국수력원자력㈜
발표 : 이병의
2
Ⅰ. 성능평가 배경
Ⅱ. 성능평가 개요
Ⅲ. 성능평가 수행
Ⅳ. 성능평가 결과
발표순서발표순서
3
ⅠⅠ. . 성능평가성능평가 배경배경
□ 국외 현황미국 원전에서 동력구동밸브의 빈번한 고장 발생
TMI 원전사고시(‘79. 3) 가압기 PORV 고착 개방
USNRC GL89-10 및 GL96-05 발행 : 안전관련 MOV의 설계기준
성능평가 및 주기적 성능확인 요구
2000년초까지 미국 모든 원전에서 설계기준 성능평가 완료
주기적 성능 확인 수행 중
AOV의 설계기준 성능평가 필요성 인식
별도 규제요건은 없으나 대부분의 미국 원전에서 기존 규제요건에 따라
자발적으로 성능 평가 수행 중
미국외 캐나다, 일본, 프랑스 등에서도 동력구동밸브 성능 평가 수행
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ⅠⅠ. . 성능평가성능평가 배경배경
□ 국내 현황
안전관련 MOV의 설계기준 성능평가 수행
과학기술부 규제권고사항 발행 (‘97.6)
울진 5,6호기 포함 전원전 수행 완료 (‘00.2 ~ ‘04.12)
전원전 주기적 성능확인 수행중 (‘05.5 ~)
AOV 설계기준 성능평가 관련 규제 요건 발행
가동중 시험에 관한 규정 : 과학기술부 고시 제2004-14호(‘04.7.2)
• 공기구동밸브의 설계기준 성능평가 계획 별도 수립하고 성능평가 실시
• 운영중 원전의 AOV 설계기준 성능평가를 고시일로 부터 6년 이내에 완료(울진
5,6호기 포함)
• 신규 건설되는 발전소는 운영허가 이전에 완료
5
ⅡⅡ. . 성능평가성능평가 개요개요
□ AOV 성능평가 수행 현황
공기구동밸브 설계기준 성능평가 기술 개발
(2004. 12 ~ 2006. 11)
공기구동밸브 설계기준 성능평가 수행 계획 과학기술부 제출(2006. 10)
전원전 공기구동밸브 설계기준 성능평가 수행(2007. 1 ~ 2010. 7)
6
□ 설계기준 성능평가 흐름도
평가대상밸브선정/안전중요도결정 및범주분류
설정치관리
계통설계기준분석
구동기성능분석
요구쓰러스트/토크분석
밸브/구동기취약부분석
운전여유도분석
정적시험 종합평가
동적시험
시정조치
시정조치
[[설계기준분석설계기준분석 단계단계]] [[시험시험, , 종합평가종합평가 및및 정비정비 단계단계]]
필요시필요시
성능예측
ⅡⅡ. . 성능평가성능평가 개요개요
7
□ 전원전 평가대상 밸브
ⅡⅡ. . 성능평가성능평가 개요개요
능동밸브 수동밸브 총 계 범주1 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
IST 대상밸브 평가 대상밸브호 기
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□ 호기별/년도별 시험 일정
ⅡⅡ. . 성능평가성능평가 개요개요
호 기 2007년 2008년 2009년 2010년 합계
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
9
□ 수행 방법
평가 방법
설계기준 분석
• 그룹별 수행 : 계통설계기준분석, 요구쓰러스트/토크분석, 취약부분석
구동기성능분석, 운전여유도분석
• 밸브별 수행 : 설정치관리, 성능예측분석, 여유도개선, 종합평가
진단시험
• 정적진단시험 : 밸브별 수행
• 동적진단시험 : KVAP을 이용한 성능예측으로 대체. 단, 운전여유도 개선등
필요시 수행
ⅡⅡ. . 성능평가성능평가 개요개요
10
□ 수행 방법
범주별 수행 방안
* 평가후 여유도가 충분한 범주-2 밸브의 경우 주기점검을 수행하지 않음
(구체적안은 추후 제시)
ⅡⅡ. . 성능평가성능평가 개요개요
범주-1 ○ ○ ○ KVAP ○
범주-2 ○ ○ ○ KVAP △*
설정치제어 설계기준분석 정적시험 동적시험 주기적 성능확인
11
ⅢⅢ. . 성능평가성능평가 수행수행
□ 성능평가 수행 밸브
영광 4호기
월성 4호기
밸브명 밸브유형 구동기유형 밸브 크기 계통
AF-V045/046 Globe 실린더형 양방향 6 보조급수계통
RC-V100E/100F Globe 다이아프램 단방향 3 원자로냉각재계통
IA-V020 Globe 실린더형 양방향 2 압축공기계통
SD-V005/006 Gate 실린더형 단방향 6 증기발생기 취출수계통
CV-V239 Globe 다이아프램 단방향 2 화학및체적제어계통
밸브명 밸브유형 구동기유형 밸브 크기 계통
3631-PV1, 2, 3, 4 Globe 실린더형 양방향 3 증기발생기 취출수계통
7314-PV33/34 Ball 랙 앤 피니언 단방향 1 원자로건물격리계통
7314-PV38/39 Ball 랙 앤 피니언 단방향 1 원자로건물격리계통
7314-PV40/41 Ball 랙 앤 피니언 단방향 1 원자로건물격리계통
7314-PV44/45 Ball 랙 앤 피니언 단방향 6 원자로건물격리계통
12
□ 성능평가 수행 방법
설계기준분석
• 계획예방정비 시작전 수행
• 자료취득 및 정적진단시험 결과 반영 수정
진단시험
• 자료취득을 위한 밸브 분해/조립 후 시험 수행(As Found, As Left 1차, 2차)
• 설정치관리 보고서 수정
성능예측 및 종합평가
• 자료취득 및 정적진단시험 결과 반영
• 역여유도 발생시 동적진단시험 및 여유도 개선 방안 제시
ⅢⅢ. . 성능평가성능평가 수행수행
13
□ 자료취득 수행
ⅢⅢ. . 성능평가성능평가 수행수행
3
4.21
Φ0.4
3.93
5.76
스템스템
케이지케이지
스템스템//구동기연결부구동기연결부 밸브밸브 바디바디
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□ 자료취득 수행
ⅢⅢ. . 성능평가성능평가 수행수행
10.0
2.82.7
t 0.36
21.811
볼트 수량 24개다이아 0.492
13.198
구동기구동기스프링스프링
구동기스프링구동기스프링
구동기구동기//스템연결부스템연결부
구동기실린더구동기실린더
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□ 진단시험 수행
ⅢⅢ. . 성능평가성능평가 수행수행
16
□ 진단시험 수행
ⅢⅢ. . 성능평가성능평가 수행수행
진단신호진단신호((Baseline Baseline 시험시험))주요주요 진단신호진단신호
공기압공기압
쓰러스트쓰러스트
전류전류
변위변위
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□ 설정치 관리
ⅢⅢ. . 성능평가성능평가 수행수행
스프링프리로드(lbs)
공기압(psi)
최소 허용
스프링프리로드
최대 허용스프링
프리로드
불확실성을 고려한
설정범위
최대 허용 공기압 (구동기)
최대 허용 공기압 (밸브)
최소 허용 공기압 /최대 허용 스프링 프리로드
12
Valve Tag No. 3631-V3
15,256.315,256.3
160.0
160.0
9,683.49,683.4
68.4
43.6160.0
9,683.4
0.0
5000.0
10000.0
15000.0
20000.0
0.0 50.0 100.0 150.0 200.0
Air Pressure, psi
Sprin
g Pr
eloa
d, lb
f설정치설정치 Setup BoxSetup Box
W4W4--PV3 Setup BoxPV3 Setup Box
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□ 성능평가 결과
ⅢⅢ. . 성능평가성능평가 수행수행
OPEN CLOSE OPEN CLOSE
Y4-AF045 Self-Actuated N/A 4910 N/A
Y4-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
Y4-RC100E N/A 16 N/A 38.9
Y4-RC100F N/A 16 N/A 44.6
Y4-SD005 N/A 14.9 N/A 23.6
Y4-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-PV33 N/A 3718 N/A 248.5
W4-PV34 N/A 3718 N/A 826.6
W4-PV38 N/A 9855 N/A 648.1
W4-PV39 N/A 9855 N/A 51.3
W4-PV40 N/A 9855 N/A 547.7
W4-PV41 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
밸브명설계기준분석결과 종합평가
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전원전 AOV 설계기준 성능평가 수행 현황
영광4호기, 월성4호기, 울진3호기 완료
월성2호기 수행 중
영광2호기, 고리2호기, 울진2호기 수행 예정(4월중)
AOV 성능평가 결과
영광4호기(8대), 월성4호기(12대) 최종평가결과 운전여유도가
충분함을 확인
밸브/구동기 설계정보 부족으로 설계기준분석의 재수행 반복
(자료취득 및 정적진단시험 결과 반영)
절차서의 지속 보완과 수정
• 방법론의 오류 및 개선은 현장에 바로 적용(추후 절차서 개정)
ⅣⅣ. . 성능평가성능평가 결과결과
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