전력연구원

전략기술연구소

니켈합금프로그램 개발 및 적용 방안

원자력안전기술정보회의

2008년 4월 10일

정 한섭

전력연구원 전략기술연구소

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니켈합금 기기 PWSCC 대처 방안

니켈합금 통합지침 (현장 업무)

통합지침 본문

부속문서

니켈합금 database

MRP 기술검토보고서

기술개발

기계 해석 및 민감도 평가

기량검증검사

예방정비기술 (용접, 피닝 등)

수질관리 PWSCC 저감효과 검증

기반연구: 균열성장속도, 저온균열성장, 붕산부식 등

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니켈합금 통합지침 본문

1. 서론: 목적, 배경, 업무체계, 조직 별 역할과 책임

2. 니켈합금 기기 목록

3. 니켈합금 PWSCC 안전성 평가 (Safety Significance)

4. 검사프로그램

5. 정비기준

6. 예방정비

7. 수질관리

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니켈합금공학팀

호기 별, 주기 별 열화평가 문서

문서 작성 및 검토/승인 체계

기술정보 총괄 관리

통합지침 작성 및 개정

Database & 주요 문서 update

Workshop, 교육훈련, 기술교류

공학적 평가 업무 (필요 시)

정비기준, 건전성평가, root cause 분석 등

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열화평가 문서

Alloy 600 기기 개요

검사 및 정비이력

주요 현안

규제 및 지침, 주요 사례, 기술개발, 설비개선, 예방정비 등

검사 지침

ISI & BAC

개선 사항

예방정비, 설비개선, 수질관리, 누설관리 등

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PWSCC 안전성평가

MRP-113 (2005년4월)

원주균열의 성장: NDE 탐지 균열 → 누설 → 파손

건설 당시 용접정비가 결정적인 원인 제공 (인장잔류응력)

MRP-139, 검사 및 평가 지침 (2005년9월)

건설 당시 용접정비 이력은 불확실한 것으로 간주!

검사를 강화하도록 지침을 제시

이종금속 맞대기 용접노즐 PWSCC

견본, MRP-113

견본, MRP-113

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기량검증 검사 시한 제시

가압기 노즐 2007년

고온관 노즐 2009년

저온관 노즐 2010년

검사빈도를 강화

예방정비 option 제시 (추가 option 필요)

Weld Inlay 또는 교체

Full Structural Weld Overlay

Mechanical Stress Improvement Process

MRP-139

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기량검증 검사를 수행하지 않는 경우

Full Structural Weld Overlay

기량검증 검사를 수행하는 경우

Full Structural Weld Overlay

Mechanical Stress Improvement Process

None

가압기 노즐 예방정비 (4 options)

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대부분 기량검증검사 가능 예상!

MRP-139 개정 필요

예방정비 option 추가

Designed Weld Overlay (MRP-169)

PWSCC 저감 수질관리 (아연주입운전)

More (?)

다양한 option 가능, 미국 시장판도 불확실

고온관/저온관 노즐 예방정비

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기량검증 검사 곤란 배관은 예방정비

2011/2012년 시한으로 단계적으로 시행

Designed Weld Overlay 또는 Weld Inlay가 유력한 방안

기량검증 검사 가능 배관은 추후 아래 사항을 반영하여 검토

MRP-139 개정(안) (MRP-169 포함)

LBB 적용배관에 대한 규제 정책

PWSCC 저감 수질관리

해외 원전 예방정비 시행 실적

국내 원전 저온관/고온관 예방정비 방안 (초안)

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BMI, CRDM 관통관 피닝 예방정비 검토 필요

소 구경 관통관 일부 예방정비 추진 중

증기발생기 일차측 수실 배수 및 계측 노즐 용접 정비

고리 2,3, 영광 1,2,3,4,5,6, 울진 3,4호기 81개소

2008년도 계획예방정비부터 순차적으로 시행

기타 예방정비

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Full Structural Weld Overlay

기존 배관이 360° 관통 절단되어도

구조 건전성확보

기량검증검사가 곤란한 경우,

유력한 예방정비

시공 후 기량검증 검사 가능 (기존

배관의 25% 깊이까지 검사)

PWSCC 가능성 배제 (Code 검사)

대형배관은 부담

(공기는 용접 부피에 비례)

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Mechanical Stress Improvement Process

검증된 기술

NUREG-0313, Rev.2, NRC Information Letter No.149

1986년이래 1450곳의 적용 사례

30% 깊이 균열까지 적용가능

기량검증검사가 곤란한 배관 적용 의문

Pre-SI Inspection Requirement

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Ringhals 3&4 원자로 고온관 노즐 적용사례

Alloy 52M weld inlay

13 day critical path for 3 nozzles

WEC 상품명: SAFEPLAY

대 구경 butt weld에 대한

유력한 예방정비기술로 제안

WEC, Areva, MHI 등

Weld Inlay

W SAFEPLAY 개념도

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Designed Weld Overlay

기존 배관 75% 깊이, 360° 원주

균열 건전성 확보

대형배관 용접두께 절반 이상 감소

Leak Before Break 지속을 위한

대안으로 제시 (MRP-169)

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피닝 기술 개발

일본: 다수 원전 적용 사례

BMI

일부 butt weld (원자로입구 노즐 외)

미국(MRP)

2단계 실증시험 완료 후, 현장적용

추진 예상 (2008년 말)

BMI가 일차적인 적용 대상

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니켈합금프로그램 추진 중

예방정비 추진 현황

가압기 노즐 Full Structural Weld Overlay 추진 중

고온관/저온관 노즐에 대한 예방정비는 추후 검토

일부 소 구경 관통관 용접 정비 추진 중

CRDM, BMI 관통노즐에 대한 피닝 예방정비 검토 필요

결 론