한전기공 원자력정비기술센터

1

안전안전안전안전 및및및및 압력방출밸브압력방출밸브압력방출밸브압력방출밸브

IN SITU TEST IN SITU TEST IN SITU TEST IN SITU TEST 기법기법기법기법 개발개발개발개발

2004. 4. 9

한전기공 원자력 정비기술센터2

발표발표발표발표 순서순서순서순서

1.1.1.1. 개개개개 요요요요

2.2.2.2. 안전안전안전안전 및및및및 방출밸브의방출밸브의방출밸브의방출밸브의 구조구조구조구조

3.3.3.3. 동작동작동작동작 원리원리원리원리

4.4.4.4. 설정압력설정압력설정압력설정압력 시험시험시험시험 현황현황현황현황

5.5.5.5. In Situ Test In Situ Test In Situ Test In Situ Test 장비장비장비장비 개발개발개발개발

6.6.6.6. 적용적용적용적용 범위범위범위범위

7.7.7.7. 기대기대기대기대 효과효과효과효과

한전기공 원자력 정비기술센터3

• 규제규제규제규제 요건요건요건요건– ANSI/ASME PTCANSI/ASME PTCANSI/ASME PTCANSI/ASME PTC----25.625.625.625.6

– ISTCISTCISTCISTC

– KEPIC MODKEPIC MODKEPIC MODKEPIC MOD

• 시험시험시험시험 내용내용내용내용– 설정설정설정설정 압력압력압력압력– 누설누설누설누설 시험시험시험시험

• 안전안전안전안전 밸브의밸브의밸브의밸브의 중요성중요성중요성중요성

- 압력용기의압력용기의압력용기의압력용기의 압력압력압력압력,,,,체적제어체적제어체적제어체적제어 실패실패실패실패 시시시시 과과과과 압력으로부압력으로부압력으로부압력으로부터터터터 압력용기압력용기압력용기압력용기 및및및및 계통계통계통계통 보호보호보호보호

1. 1. 1. 1. 개개개개 요요요요

한전기공 원자력 정비기술센터4

2222----1. 1. 1. 1. 안전밸브안전밸브안전밸브안전밸브((((Safety Valve)Safety Valve)Safety Valve)Safety Valve)

한전기공 원자력 정비기술센터5

2222----2. 2. 2. 2. 압력방출밸브압력방출밸브압력방출밸브압력방출밸브((((Pressure Relief valve)Pressure Relief valve)Pressure Relief valve)Pressure Relief valve)

한전기공 원자력 정비기술센터6

3. 3. 3. 3. 동작동작동작동작 원리원리원리원리

한전기공 원자력 정비기술센터7

현재현재현재현재 설정압력설정압력설정압력설정압력 확인확인확인확인 시험시험시험시험 실태실태실태실태

• 작업자의작업자의작업자의작업자의 시각시각시각시각 청각에청각에청각에청각에 의존의존의존의존

• 순간적인순간적인순간적인순간적인 압력계의압력계의압력계의압력계의 지시를지시를지시를지시를 육안으로육안으로육안으로육안으로 확인확인확인확인

• As foundAs foundAs foundAs found와와와와 As leftAs leftAs leftAs left에에에에 대한대한대한대한 증빙증빙증빙증빙 자료자료자료자료 없음없음없음없음

• 심머링심머링심머링심머링,,,,채터링채터링채터링채터링,,,,플로터링플로터링플로터링플로터링 등등등등 안전밸브의안전밸브의안전밸브의안전밸브의 중요중요중요중요 성능에성능에성능에성능에 대한대한대한대한 확인확인확인확인 기법기법기법기법 없음없음없음없음

4. 4. 4. 4. 설정압력설정압력설정압력설정압력 시험시험시험시험 현황현황현황현황

Air Supply

한전기공 원자력 정비기술센터8

5. 5. 5. 5. In Situ Test In Situ Test In Situ Test In Situ Test 장비장비장비장비 개발개발개발개발

•원전원전원전원전 가동중시험가동중시험가동중시험가동중시험 대상대상대상대상 안전밸브안전밸브안전밸브안전밸브 및및및및 압력방출밸브압력방출밸브압력방출밸브압력방출밸브 : : : : 약약약약 1,526 1,526 1,526 1,526 대대대대

•표본조사표본조사표본조사표본조사 결과결과결과결과

단위 : lbs

•산자부산자부산자부산자부 연구과제로연구과제로연구과제로연구과제로 수행수행수행수행 중중중중 : 2003. 5: 2003. 5: 2003. 5: 2003. 5월월월월 ~~~~

한전기공 원자력 정비기술센터9

장비개발을장비개발을장비개발을장비개발을 위한위한위한위한 신호신호신호신호 적용성적용성적용성적용성 시험시험시험시험(주증기주증기주증기주증기안전밸브안전밸브안전밸브안전밸브 No. 521-V1309, 521-V1311, 521-V1313)

- Pressure TransducerPressure TransducerPressure TransducerPressure Transducer : 0 ~ 2,000(psi) : 0 ~ 2,000(psi) : 0 ~ 2,000(psi) : 0 ~ 2,000(psi) ---- Load Cell : 0 ~ 10,000(lbs) Load Cell : 0 ~ 10,000(lbs) Load Cell : 0 ~ 10,000(lbs) Load Cell : 0 ~ 10,000(lbs) ---- Displacement Sensor (Houston String Encoder) : 0 ~ 30(inch) Displacement Sensor (Houston String Encoder) : 0 ~ 30(inch) Displacement Sensor (Houston String Encoder) : 0 ~ 30(inch) Displacement Sensor (Houston String Encoder) : 0 ~ 30(inch) ---- Acoustic Sensor (B&K Type 4382) Acoustic Sensor (B&K Type 4382) Acoustic Sensor (B&K Type 4382) Acoustic Sensor (B&K Type 4382)

UDS 실행실행실행실행

한전기공 원자력 정비기술센터10

In Situ test In Situ test In Situ test In Situ test 신호신호신호신호

• AE Sensor 신호

• Displacement 신호

• Load cell Load cell Load cell Load cell 신호신호신호신호

Simmer (521-V1309) : 파핑 압력보다 낮고 측정할 만한 유량 방출이 없는 상태에서 유체가빠져나가는 것이 청각적 또는 시각적으로 감지되는 현상

• Simmer

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Set up Performance DiagramSet up Performance DiagramSet up Performance DiagramSet up Performance Diagram

• Reseating

• Popping

• Assist Force at PoppingAssist Force at PoppingAssist Force at PoppingAssist Force at Popping

4,223.6 (lbs)4,223.6 (lbs)4,223.6 (lbs)4,223.6 (lbs)

• Assist Force at ReseatingAssist Force at ReseatingAssist Force at ReseatingAssist Force at Reseating

2,717 (lbs) 2,717 (lbs) 2,717 (lbs) 2,717 (lbs)

• Active Seat Area 19.3 (inActive Seat Area 19.3 (inActive Seat Area 19.3 (inActive Seat Area 19.3 (in2222) ) ) )

• System Pressure 998.9 (System Pressure 998.9 (System Pressure 998.9 (System Pressure 998.9 (psipsipsipsi))))

Set up Performance DiagramSet up Performance DiagramSet up Performance DiagramSet up Performance Diagram

CALCULATIONCALCULATIONCALCULATIONCALCULATION

한전기공 원자력 정비기술센터12

= 6.4 (%)= 6.4 (%)= 6.4 (%)= 6.4 (%)

Active Seat Area Active Seat Area Active Seat Area Active Seat Area 결정결정결정결정

• Active Seat Diameter(Active Seat Diameter(Active Seat Diameter(Active Seat Diameter(제작사제작사제작사제작사 제공제공제공제공 값값값값) ) ) ) AAAAACTIVEACTIVEACTIVEACTIVE= PI() * (D= PI() * (D= PI() * (D= PI() * (DACTIVEACTIVEACTIVEACTIVE))))2222/4/4/4/4

• Inner / Outer Diameter AInner / Outer Diameter AInner / Outer Diameter AInner / Outer Diameter AACTIVEACTIVEACTIVEACTIVE= PI() * {(D= PI() * {(D= PI() * {(D= PI() * {(DOUTOUTOUTOUT----DDDDININININ)/2})/2})/2})/2}2222/4/4/4/4

• Two test calculation ATwo test calculation ATwo test calculation ATwo test calculation AACTIVEACTIVEACTIVEACTIVE= (F= (F= (F= (FASIST1ASIST1ASIST1ASIST1----FFFFASIST2ASIST2ASIST2ASIST2)/(P)/(P)/(P)/(P2222----PPPP1111))))

In Situ test In Situ test In Situ test In Situ test 기법기법기법기법

한전기공 원자력 정비기술센터13

Two test calculation Two test calculation Two test calculation Two test calculation

AAAAACTIVEACTIVEACTIVEACTIVE= (F= (F= (F= (FASSIST1ASSIST1ASSIST1ASSIST1----FFFFASSIST2ASSIST2ASSIST2ASSIST2)/(P)/(P)/(P)/(P2222----PPPP1111))))

설정압력의설정압력의설정압력의설정압력의 75% 75% 75% 75% 이상에서이상에서이상에서이상에서 10%10%10%10%이상이상이상이상 차이가차이가차이가차이가 나는나는나는나는 2222개의개의개의개의 압력압력압력압력 점에서점에서점에서점에서 Popping Popping Popping Popping 시험한시험한시험한시험한 결과를결과를결과를결과를 이용이용이용이용

FFFFASIST1ASIST1ASIST1ASIST1 : : : : 계통압력계통압력계통압력계통압력 P1P1P1P1에서에서에서에서 Popping Popping Popping Popping 시의시의시의시의 Lifting ThrustLifting ThrustLifting ThrustLifting Thrust

FFFFASIST2ASIST2ASIST2ASIST2 : : : : 계통압력계통압력계통압력계통압력 P2P2P2P2에서에서에서에서 Popping Popping Popping Popping 시의시의시의시의 Lifting ThrustLifting ThrustLifting ThrustLifting Thrust

시험시험시험시험 시시시시 계통압력계통압력계통압력계통압력((((P1/P2)P1/P2)P1/P2)P1/P2)

Assist ForceAssist ForceAssist ForceAssist Force

한전기공 원자력 정비기술센터14

상부상부상부상부 CAP CAP CAP CAP 및및및및 수동레버수동레버수동레버수동레버 제거제거제거제거

설정치 봉인 CAP 및 수동레버

Hydraulic Lifting Device 설치를설치를설치를설치를위함위함위함위함

한전기공 원자력 정비기술센터15

Hydraulic Lifting DeviceHydraulic Lifting DeviceHydraulic Lifting DeviceHydraulic Lifting Device의의의의 설치설치설치설치

Lifting device Lifting device Lifting device Lifting device

•Double Acting Hydraulic CylinderDouble Acting Hydraulic CylinderDouble Acting Hydraulic CylinderDouble Acting Hydraulic Cylinder

•로드로드로드로드 셀셀셀셀

• LVDT LVDT LVDT LVDT

• Acoustic SensorsAcoustic SensorsAcoustic SensorsAcoustic Sensors

• Pressure Sensor (Pressure Sensor (Pressure Sensor (Pressure Sensor (계통압력계통압력계통압력계통압력 신호용신호용신호용신호용))))

Hydraulic control sysHydraulic control sysHydraulic control sysHydraulic control sys

Data acquisition sysData acquisition sysData acquisition sysData acquisition sys

Acquire Signature Acquire Signature Acquire Signature Acquire Signature

<<<<수집수집수집수집 신호신호신호신호>>>>

• Assist ForceAssist ForceAssist ForceAssist Force

• Spindle DisplacementSpindle DisplacementSpindle DisplacementSpindle Displacement

• Bonnet SoundBonnet SoundBonnet SoundBonnet Sound

• System PressureSystem PressureSystem PressureSystem Pressure

한전기공 원자력 정비기술센터 20

한전기공 원자력 정비기술센터17

Hydraulic Lifting DeviceHydraulic Lifting DeviceHydraulic Lifting DeviceHydraulic Lifting Device• Hydraulic Cylinder• Force Sensor• Lift Sensor• Pressure Sensor• Acoustic Sensor

Hydraulic control BoxHydraulic control BoxHydraulic control BoxHydraulic control Box• Control Power• Hydraulic Motor & Pump• Hydraulic Valves- Proportional valves- Relief valves- Check valves

NotebookNotebookNotebookNotebook• Acquire• Store• Display• Analyze

DataDataDataData

Test Test Test Test 장비장비장비장비 구성구성구성구성

한전기공 원자력 정비기술센터18

Air control Box

Data acquisition sys

Hydraulic control Box

Air Supply

주증기 안전밸브 및 가압기 안전밸브와 같이 전용의Air Lifting Device 가 있는 경우는 DAQ와 Air Control Box를 연결하여 PC에 의해 Lifting Device제어

Air Lifting DeviceAir Lifting DeviceAir Lifting DeviceAir Lifting Device를를를를 사용한사용한사용한사용한 Test Test Test Test

한전기공 원자력 정비기술센터19

DIAGNOSISDIAGNOSISDIAGNOSISDIAGNOSIS

• 심머링

• 채터링

• 프로터링

• 설정압력

• 재닫힘압력

• 이상신호 분석

DATA BASEDATA BASEDATA BASEDATA BASE• 시험관리• 신호 DATABASE 관리• 시험보고서 출력

HELPHELPHELPHELP

• 정비지원• 시험지원• 이상신호지원• 온라인 서비스 지원

6. 6. 6. 6. 적용적용적용적용 범위범위범위범위

<<<<적용적용적용적용 플랜트플랜트플랜트플랜트>>>>

•수수수수, , , , 화력화력화력화력 발전소발전소발전소발전소

• 원자력원자력원자력원자력 발전소발전소발전소발전소 1,21,21,21,2차측차측차측차측

• 석유석유석유석유, , , , 화학화학화학화학 및및및및 중공업중공업중공업중공업 Plant Plant Plant Plant

한전기공 원자력 정비기술센터20

7. 7. 7. 7. 기대기대기대기대 효과효과효과효과

물리물리물리물리 신호신호신호신호 분석에분석에분석에분석에 의한의한의한의한 안전밸브안전밸브안전밸브안전밸브 성능성능성능성능 확인확인확인확인

열림열림열림열림 설정설정설정설정 압력압력압력압력 및및및및 닫힘닫힘닫힘닫힘 압력의압력의압력의압력의 증빙자료증빙자료증빙자료증빙자료 취득취득취득취득

안전밸브안전밸브안전밸브안전밸브 기술기준기술기준기술기준기술기준 요건요건요건요건 만족만족만족만족

주기적주기적주기적주기적 시험시험시험시험 관리의관리의관리의관리의 효율성효율성효율성효율성 제고제고제고제고

가동가동가동가동 전전전전, , , , 가동가동가동가동 중중중중 시험의시험의시험의시험의 합리성합리성합리성합리성 제고제고제고제고

정비비용정비비용정비비용정비비용 절감절감절감절감 및및및및 경제적경제적경제적경제적 효과효과효과효과

타분야타분야타분야타분야 또는또는또는또는 유사분야에유사분야에유사분야에유사분야에 대한대한대한대한 대체대체대체대체 기술제고기술제고기술제고기술제고