모터구동밸브 성능평가용감지기개발 - KINS · 밸브진단시험센서성능시험장치연계시스템구축 밸브성능평가지수(토오크, 쓰러스트) 구현장치고안

[2008년 제13회 원자력안전기술정보회의

영광원자력본부

제1발전소 방극진

모터구동밸브성능평가용 감지기 개발

2쪽영광원자력본부 정비기술그룹

Ⅰ. 개발 배경 및 목적

Ⅱ. 현상 파악 및 적용기준 검토

Ⅲ. 추진내용

Ⅳ. 추진결과

Ⅴ. 추진결과에 대한 후속조치 계획

Ⅵ. 추진결과에 대한 기대효과

Ⅶ. 향후 추진계획

3쪽영광원자력본부 정비기술그룹

1-1 개발 배경

1-2 개발 과정

문제점 수집

품질활동 관련

문제점 수집

문제점 파악

문제점 선별

수집안건 제출

제출안건 문제점

설명

안건 토의

안건 적합성 검토

가중치 부여

주제 선정

분임원 투표에

의한 주제선정

결과 점수환산

문제점 수집

전문가 활동안건

현장문제점 파악

국내외기술동향

문제점 선별

현장직결 문제점

공동대응 문제점

경험사례 적용성

안건 토의

전문가 문제해결

회사 기여도

신기술 개발노력

주제 선정

전문가그룹 심의

창의성, 경재성

실현성, 지속성

과기부 고시(제 2004-14호)에 의거 MOV/AOV 안전성평가 지속 시행

밸브 정비시 부착형 센서의 불가피한 취외로 센서 손상가중(재사용 곤란)센서 제작사 사용수명 권고주기(3~5회)에 미달

부착형 센서 접착제의 경화시간(최소12시간 이상) 유지로 적기 시험 곤란

부착형 센서 취급으로 인한 작업 효율성 저하로 O/H 공기준수 어려움 가중

센서 조달비용 급증(매 O/H시 1억2천만원 상당/호기별)

센서 성능시험장치 개발 필요

I. 개발 배경 및 목적

4쪽영광원자력본부 정비기술그룹

1-3 개발 목적

구 분영광#1,2

영광#3,4

영광#5,6 타본부 총계

MOV시험 220 137 128 1,594 2,079

AOV시험 118 88 100 1,299 1,605

총계 338 225 228 2,893 3,684

[전 원전 MOV/AOV 시험수량] (단 위: 개)

[탈부착형 센서 성능시험장치개발]

◎작업효율성 향상(신기술 개발)

◎센서 조달비용 절감(1억 이상/매 O/H 별)

◎시험조건 단축으로 O/H 공기준수 도모

◎부착제 경화시간 단축(최소12시간 ⇒ 2시간 이내)

I. 주제선정 배경 및 목적

5쪽영광원자력본부 정비기술그룹

밸브 부착센서 센서 밸브

▷부착 후12시간 유지 필요

▷O/H 핵심공기 적기 준수 곤란

▷취외시 신뢰도 저하로

재사용 곤란

▷센서 소모 과다(예산낭비)

Ⅱ. 현상파악 및 적용기준 검토

1-1 현상파악

6쪽영광원자력본부 정비기술그룹

규정,고시

관련규정

인허가 요건

과제 적용기준

센서기술

개발동향

인터넷망

제작자

기술기준

사양서

사용자적용기술

지침서절차서

▷ 국내외 신기술

▷ 국내외 기술정보

과제 검토내용

▷ 적용 코드, 법령

▷ 해외원전 적용기준

▷ 제작자 메뉴얼

▷ 제작 품질서류

▷ 관련 절차서

▷ 정비경험사례

Ⅱ. 현상파악 및 적용기준 검토

1-3 적용기준 검토1-2 적용기준 검토

7쪽영광원자력본부 정비기술그룹

2007년 2008년비 고

3 6 9 12 1 2 3 4 5 6 12

현상파악

원인분석및

목표설정

연구개발

시범적용

문제해결

시험적용

월

단계

#2,제17차O/H시 적용

계획: 실적:

Ⅲ. 추진내용

1-1 추진계획

’07.04 #2 제16차 시험 적용’07.09 #1 제17차 시험 적용

8쪽영광원자력본부 정비기술그룹

관련규정, 인허가요건

사용자 기술기준제작자 기술기준

장비노후 한계 센서 부착 장시간 소요

센서 설치기법 고안

센서기술 개발동향

센서특성 파악적용기준 준수

제작기술 파악 센서 사용빈도저감

센서취급 기술개발

센

서

성

능

평

가

시

스

템

개

발

국내외 적용사례 파악

센서특성 한계

적용센서 다양

센서 실용기술 한계

적용 기준, 절차 엄중 반영

센서 반복사용 한계

센서 취외제 없음

Ⅲ. 추진내용

1-2 목표설정

9쪽영광원자력본부 정비기술그룹

부착형 밸브센서를 사용함으로써 분해정비후 재활용 곤란O/H 공기준수 부담, 작업효율 저해, 센서조달비용 막대

문

제

점

P 방법) 부착형 센서를 탈부착식으로 개선 설치

D

개 선 後

Ⅲ. 추진내용내용1-3 대책실시(1)

개 선 前

부착식 센서설치 탈부착식 센서설치

10쪽영광원자력본부 정비기술그룹

C

A

센서 설치방법을 부착식에서 탈부착식으로 개선하여

시험한 결과 상기 그림과 같이 거의 완벽한 신호값을

취득하였으므로, 이때 적용한 탈부착식 클램프(사진)

를 정형화하여 사용하기로 함

센서(부착식: 탈부착식) 특성값 비교 시험(’06.10.21)

1-2 대책실시[1]

특성 시험장비(선반) 센서특성 비교시험 특성 비교시험 결과(만족)

Ⅲ. 추진내용

11쪽영광원자력본부 정비기술그룹

센서 성능시험장치가 없어 취외된 센서를 재활용할 수 없음

문

제

점

P 방법) 센서 성능시험장치를 개발하여 센서의 신뢰도 입증

D개 선 後

1-3 대책실시[2]

개 선 前

시험장비 없음 센서 성능시험장치 모형

Ⅲ. 추진내용

12쪽영광원자력본부 정비기술그룹

【O/H 핵심공기 단축】 【센서 조달비용 절감(영#2)】 【발전경비 절감액(영#2)】

개선전

-

목 표

2일

구 분

공기단축

1500-

100-

발전경비

절감액

개선후

2일

개선전

12

목 표

2

구 분

소요시간

15-

10-

5-

시간

접착제

경화요구시간

개선후

2

개선전

67개

목 표

10개

구 분

센서수량

100-

50-

10-

백만원

센서

조달

비용

개선후

10개

Ⅲ. 추진내용

1-4 효과파악[유형]

백만원

50-

13쪽영광원자력본부 정비기술그룹

원전설비 부식환경노출 방지

용존산소 저감설비운전부담 해소

고품질 기준만족발전용수 공급

방사능 및방사성 폐기물감소

무형효과

원전설비 신뢰도평가기반 선도

작업효율성 향상정비품질 확보

신기술 개발적용지적브랜드 창출

전문가 입지구축노하우 공유

무형효과

Ⅲ. 추진내용

1-5 효과파악[무형]

14쪽영광원자력본부 정비기술그룹

1. 연구개발 수요제안과제 상정(본사심의: ’06.10.30)

- 심의결과 : 불채택(조건부)

(재심의 요청 : 원제작사 장비보유 확인 후 재상정)

Ⅳ. 추진결과

추 진 내 역

2. 시제품 제작 시험 수행

- 발전소별 밸브 센서 시험결과 및 문제점 파악 논의(’06.09.21)

- 시험장비 구매발주 (‘07.11.31)

- 시제품 제작시험 결과 : 만족(영광1호기 제17차 O/H시 시현‘07.10.12)

3. 산업재산권 출원(’08.03 .25 출원심의 승인)

- 산업재산권 출원구분 : 실용신안

- 특허 출원 고안자 : 영광본부 밸브전문가그룹(방극진외 5명공동출원)

15쪽영광원자력본부 정비기술그룹

1. 연구개발 수요제안과제 상정(2008.04)

- 원제작사 유사장비 보유여부 확인결과 없음(전문회신)

- 기능적 H/W 시험장비에 성능평가시스템(S/W체계) 구축

Ⅴ. 활동결과에 대한 후속조치 계획

2. 현장 적용준비

- 관련 사용절차서 개발 및 승인

- 장비 검교정 : 국가공인시험기관 인증시험 필

- 시범적용 : 영광2호기 제17차 O/H시(’08.10월) 시범적용

3. 산업재산권 출원 등록(2008.11)

- 산업재산권 출원 : 특허

- 개발명칭 : 모터 및 공기구동밸브 성능평가시스템 개발

16쪽영광원자력본부 정비기술그룹

1. 밸브 안전성 평가 신뢰도 향상

- 취외 센서에 대한 성능입증 후 사용으로 평가 신뢰도 향상됨

- 센서별 성능입증 데이타베이스 구축으로 센서성능 수명 보전

Ⅵ. 추진결과에 대한 기대효과

2. 밸브 센서 조달비용 절감 기여

- 각 밸브에 부착된 센서를 탈부착식으로 개선시 센서 반복 사용 가능

- 센서 사용 최소화로 막대한 조달비용 절감(약9억 상당/호 기별)

3. 작업효율성 향상 및 O/H 핵심 공기단축 도모

- 현재 부착식 센서의 경화유지시간(12시간)을 2시간으로 단축

- 다량의 MOV/AOV 평가대상밸브(총70대) 시험시 O/H 공기단축 기여

4. 산업재산권 취득으로 기술경쟁력 확보

- 산업재산권 선 등록으로 업체 용역시행에 유리

- 본부 전문가그룹 차원의 공동 수행과제 추진으로 노하우 공유

17쪽영광원자력본부 정비기술그룹

Ⅶ. 향후 추진계획(연구개발 과제)

최종 목표

2008년도

수행기간

협조부서

2008년도H/W SolutionS/W

센서 설치형태별 불확실도 예측 및 설계/ 자료 DB화

프로그램 구축(성능시험장치/알고리즘)

센서 건정성 입증 및 사용센서 재활용

시제품 제작,검증/시범적용/문제점 해결/현장활용

전력연구원, 한전KPS㈜

2008년 06월 ~ 2009년 05월(12개월)

완성 센서 성능평가시스템 개발 (2009년 6월)

18쪽영광원자력본부 정비기술그룹

1. 관련 규제기준 및 기술기준(Code & Standard)

○ 과기부 고시 제2004-14호(2004.07.02)

○ NRC, GL89-10(Safety Related MOV Testing and Surveillance)

센서 성능평가시스템 개발/ 센서 건전성입증

○ 밸브 진단시험센서 성능시험장치 기술개발

○ 밸브 진단시험센서 고정장치 기술개발

○ 센서 성능평가 알고리즘 및 프로그램 개발

○ 개발품에 대한 기술사양 및 절차서 개발

○ 산업재산권 취득 및 기술경쟁력 확보

2. 연구내용

연구개발과제 주요 추진내용

19쪽영광원자력본부 정비기술그룹

연구과제 보충 설명

밸브진단시험 센서 고정장치 연계 시스템 구축▷ 현재 영구 접착방식(12시간 이상 경화 필요) → 탈부착 방식

▷ 센서 형태별 표준시편 제작 및 불확실도 검증 프로그램 구현

밸브진단시험 센서 성능시험장치 연계 시스템 구축▷ 밸브 성능 평가 지수(토오크, 쓰러스트) 구현장치 고안

- 동력장치 : 모터, 유압기, 감속기, 클러치, 제어함, 조정함- 감지장치 : 로드셀, 리밋스위치, 센서바(Sensor Bar), 지시함

센서 성능평가 알고리즘 및 프로그램 개발▷ 센서 건전성 입증 프로그램 구현

기술사양,절차서 개발 및 산업재산권 취득▷ 관련 사양서, 절차서 작성

▷ 산업재산권 출원(특허 또는 실용신안)

연구개발과제 주요 추진내용

20쪽영광원자력본부 정비기술그룹

연구성과물 활용분야 활용시 필요사항활용부서

성능 시험장치

교육

센서 고정장치

대량검증

정비기간 단축

센서 불확실도

검증프로그램해외영업

산업재산권 기술개발

정비/ 원전

정비/타원전

정비

한수원/타원전

한수원

센서성능 입증 정비/ 원전 성능시험결과 확보

장비사용법 확보

시험절차서 확립

시험절차서 확보

성능시험 프로그램

산업재산권

센서 성능시험

프로그램시스템 구축 타원전 성능시험 프로그램

연구과제 성과물 활용계획

21쪽영광원자력본부 정비기술그룹

감 사 합 니 다