1

원자로설비 기기설계 및 제작 운전경험반영

제6회 원전 운전경험반영 Workshop2008.12.11, 무주리조트

2

목 차

1. 일반사항

2. 운전경험반영 시스템 운영현황

3. OPR 1000 원자로설비 운전경험반영 사례

3

1. 일반사항

운영 원전의 안전성 제고

원전 경제성 확보

- 최적 성능 확보 및 운전신뢰성 향상

- 유지 및 보수성 개선

운전경험반영 설계개선 등 계약 요건

계약 수행 중 원전 운전경험반영 요청

적용 법규, 규정, 규제지침, 기술기준 변경 또는 추가

- 반기별 검토 후 고객과 협의

다른 원자로형 적용사례 벤치마킹

신기술 적용 등

운전경험

반영목적

운전경험

반영동기

4

2. 운전경험반영 시스템 운영현황

원자력사업품질보증계획 및 원자력제품 품질관리시스템

원자력사업관리시스템

선행호기 경험사례를 회사 Portal/ERP의 등재 후 활용

주요절차서

관련사항

설계관리절차서

- 선행호기 경험사례 반영

설계변경심의절차서

- 주요한 설계개선은 동 절차에 따라 심의 후 추진

제작착수 전 품질점검절차서

- 선행호기 현장문제점 사례 반영사항 확인

- 선행호기 대비 설계변경사항 확인

중대결함관리절차서

- 원전 안전에 영향을 있는 결함은 동 절차에 따라 조치 및 재발방지 시행

사외부적합처리절차서

- 현장불만족사항은 동 절차에 따라 조치 및 재발방지 시행

초도품관리절차서

- 외주 제작 및 구매품도 자체 제작분과 동일절차가 적용되도록 관리

해당시스템

5

2. 운전경험반영 시스템 운영현황 (계속)

운전경험반영

고려사항

기기설계 개선방안 도출 및 타당성 확인

제작성 확인 또는 검증

성능 및 운전신뢰성 검증 또는 실증

유지 및 보수 편의성

운전경험

반영방법

주요한 설계개선은 설계변경심의위원회에서 심의후 추진

제작 착수전 품질점검 실시

- 최초 제작품은 초도품수행계획에 선행호기 경험 및 변경 사례를 반영

- 기타 품목은 품질재점검계획에 선행호기 경험사례 및 변경 사례 반영

현장불만족사항 조치 후 재발방지대책을 수립하여 시행

외주 제작 및 구매품도 자체 제작분과 동일절차가 적용되도록 관리

경험사례를 회사 Portal에 등재 후 활용

- Lessons Learned에 개선사례 등록하여 활용

- ERP 활용하여 품질문제점 조치 및 재발방지에 활용

6

증기발생기 설계개선

원자로용기헤드 단열재

일체형 상부구조물 채택

핵연료 취급계통

영구수조밀봉체 개선

안전주입노즐 설계개선

발전소 감시 및 경보계통

노외핵제어계통

3. OPR 1000 원자로설비 기기 운전경험반영 사례

7

Tube Rows 22-40의 전열관 다발 중앙에 Vertical 및 Horizontal Strip 을

추가하여 전열관 진동으로 인한 마모 발생방지

Full Eggcrate #4 &5의 중앙 공동부에 Eggcrate Flow Distribution

Plate(EDFP) 설치로 유동유발진동에 의한 전열관 마모 발생방지

Tube 구매 및 제작에 대한 종합적인 품질확보방안을 적용하여 Tube 건전성

확보를 통한 원전의 운전신뢰성 향상

증기발생기(SG) 설계개선

항 목 KSNP OPR 1000

Vertical Support Strip 수

Vertical Support Strip 간격

Horizontal Support Strip 위치

EFDP

Tube 확관

세관건전성 확보수단

4 개

26 – 28 In

Tube Row 44 ~ 138

없음

폭발 확관

개별절차서 적용

5 개

22 In

Tube Row 22 ~138

2개

수압 확관

종합 품질확보방안 적용

및 검사 강화

개선 전/후 특성

개선 개요 및 효과

8

증기발생기(S/G) 설계개선

U-Bend Support 추가

OPR 1000KSNP

개선 전/후 특성

9

Eggcrate Flow Distribution Plate 설

치

KSNP

OPR 1000

증기발생기(S/G) 설계개선

10

원자로용기헤드 단열재(RV Head Insulation)

미국 Davis Besse 원전 원자로용기헤드 손상 후속조치 반영

- CEDM 노즐 주변에 손상 발생 확인

- 원자력안전전문위원회 조치 요구사항(2002-8차) 반영

원자로용기헤드에 대한 검사장비 및 검사원의 접근성과 편의성 향상

원자로용기헤드 관통부 CEDM 노즐 검사 소요시간 단축

작업자 피폭선량 감소

개선 전/후 특성

항 목 KSNP OPR 1000

검사전 작

업

단열재 전체 제거후 검사 출입구 단열재 제거후 검사

검사 방법 육안 로봇 카메라로 원격감시

개선 개요 및 효과

11울진5,6호기OPR 1000

원자로용기헤드 단열재(RV Head Insulation)

KSNP+(개선제안)

선행호기(개선전)

울진5,6호기(개선후)

12

원자로 상부의 복잡한 구조물을 일체형으로 단순화

분해 조립/소요시간 단축으로 재장전 기간 단축

내진 요건 완화 및 보관 장소의 최적화

작업자 방사선 피폭량 80% 이상 감소

개선 전/후 특성

일체형원자로 상부구조물(IHA)

항 목 KSNP OPR 1000

구성 8종류의 기기로 구성

- RV Closure Head Lift Rig, CEDM

Cooling Maninfold, HACTs, CEDM

AHU, Cooling Duct, Chilled Water

Piping, RDP, Missile Shield

IHA로 통합 및 단순화

설치/해체 5 ~6 일 1 ~ 2 일

내진 요건 최대 250 g 최대 80g

개선 개요 및 효과

13

Lower Cooling Shroud Assembly

Middle Cooling Shroud Assembly

Upper Cooling Shroud Assembly

IHA SeismicSupportSystem

Lifting System

Air Plenum

CEDM Cooling Fan

Cable SupportSystem

일체형원자로 상부구조물(IHA)

OPR 1000KSNP

14

영구수조밀봉체

반복적인 설치 및 제거 작업에 따른 밀봉체의 손상 및 재장전수 누수 가능성 감소

재장전 운전기간 단축 및 작업자 피폭선량 감소

전 운전모드 (Access Hole Cover 제외)

운전모드 6설치 기간

RV Seal Ledge 및 Embedment Ring에 고정된 영구 구조물

탈착식 밀봉체설계 개념

OPR 1000KSNP구분

개선 개요 및 효과

개선 전/후 비교

15

영구수조밀봉체 (계속)

Outer flex. seal

Seal plate

Embed. ring

Support

Concrete structure

Seal ledge

Reactor cavity

Inner flex. seal

2.5"

Reactor

KSNP OPR 1000

Access Hole

Plug Hole

16

안전주입 노즐(SI Nozzle) 설계개선

개선 개요 및 효과

내부 형상을 직선형으로 단순화

피로하중에 대한 영향 감소로 열충격완충판 불필요

열충격완충판이 없어 운전신뢰성 향상

개선 전후 특성

항 목 KSNP OPR 1000

형상 내부형상이 곡선으로 복잡 내부 형상이 직선으로 단순화

내경 10.82 in 11.2 in

누적피로계수 0.6759(TS설치시)/0.8407 0.5567

열충격완충판 설치후 제거 불필요

17

안전주입 노즐(SI Nozzle) 설계개선

OPR 1000KSNP

열충격완충판 포함 열충격완충판 제외

18

핵연료 취급계통(Fuel Handling System)

핵연료집합체 이송능력 개선(3 6개/시간)으로 재장전기간 단축

자동정밀제어 적용 및 재장전 인력 최소화

기기의 신뢰성 향상 및 유지보수 용이

작업자 방사선 피폭량 감소

Simulator 적용 : 운전원 훈련 용이 및 운전능력 향상

개선 전후 특성

항 목핵연료 장전기(RM)

사용후연료취급기(SFHM)핵연료이송계통(FTS)

KSNP OPR 1000

PLC 제어반자동 / 수동운전

컴퓨터 제어(표시기능 보강된PLC)

연료 이송이력 기록 가능자동정밀제어 / 수동운전

Simulator

Supervisory Console

없 음

운전원 훈련용2개 호기당 1 Set

주제어실에 감시기능 설치

개선 개요 및 효과

19

케이블

MCR Supervisory Console Local Control Console

OPR 1000 핵연료취급계통

핵연료 취급계통(Fuel Handling System)

20

핵연료 취급계통(Fuel Handling System)

위치제어 개선

KSNP OPR 1000

자동정밀위치 제어

21

발전소 감시 및 경보계통(PMAS)

표준형원전(KSNP)의 발전소감시계통(PMS)과 발전소경보계통 통합

PMS와 PAS의 기기/신호의 중복을 제거하여 최적화

발전소 표준 시각 장치를 이용한 시각 동기화

운전지원 기능 개선 : 입력 해상도(SOE, AI 입력 등), HDSR 기능 등

현장 운전원의 검토의견 및 요구 기능 최대한 반영

개선 개요 및 효과

22

개선 전후 비교

발전소 감시 및 경보계통(PMAS)

구분 KSNP KSNP+

계통구성 PMS(PDAS 및 PCS 로 구성)와 PAS 가 독립적으로 구성 PMS 와 PAS 기능을 PMAS 로 통합하여 최적화된 구조 및 기능 제공

SOE 설계

- PDAS N1, N2, N3 에서 분산 처리

- 일부 SOE신호는 PAS 의 Aux. Relay Cabinet을 경

유하여 PDAS 로 입력

- SOE용 최대 신호처리 수량은 512개

- SOE 신호를 PAS 에서 처리하므로 Aux. Relay Cabinet 제거

- SOE용 최대 신호처리 수량이 800 개로 증가

- SOE 신호처리 해상도를 1 msec 로 향상

시각 동기 직렬통신 방식을 이용한 자체 시각동기화 기능

- 발전소표준시각설비 및 전용서버(Time Server)를 이용한 시각동기

화

- 모든 PMAS 설비는 발전소표준시각설비에 대해 동기됨.

PCS 구성 이중화된 단일 서버에서 모든 PCS 기능을 집중 처리 이중화된 시스템서버, 데이터서버, 애플리케이션서버에서 PCS 기능을

분산 처리

PDAS 설

계

- 3 개의 비안전등급 PDAS Cabinet

- PDAS CPU에 단일 전원 사용

- 신호 Scan 주기

아날로그 : 1 sec

디지털 : 1 sec

SOE : 4 msec

- 14bit A/D 변환 해상도

- 2개의 비안전등급 PDAS Cabinet

- PDAS CPU에 이중화 전원 사용

- 신호 Scan 주기

아날로그 : 최대100 msec

디지털 : 10 msec

SOE : 1 msec

- 16bit A/D 변환 해상도

PAS 설계

- SOE 신호처리 기능 불포함

- Remote MUX Cabinet 입력신호가 직렬통신으로

PAS System Cabinet을 경유하여 Annunciator로

연결

- SOE 신호처리 기능 포함

- Remote MUX Cabinet 입력신호가 입력 네트워크를 통해

Annunciator로 직접 연결

23KSNP PMS & PAS

발전소 감시 및 경보계통(PMAS)

OPR 1000 PMAS

24

노외핵제어계통(ENFMS) 설계개선

개선 개요 및 효과

4 비안전/4 안전 채널에서 4 안전채널로 변경하여 동일한 기능유지

검출기를 3종류에서 Fission Chamber로 단일화하여 예비품 보유량 감소

설계수명을 40년으로 연장하여 유지관리 용이성 및 운전신뢰성 증가

개선 전/후 특성

항 목 개선전(KSNP) 개선후((KSNP +)

구성 및

검출기 종류

2 기동채널(비안전): BF3

2 제어채널(비안전) : Ion

4 안전채널 : Fission

4 안전채널 : Fission

설계수명 기동/제어채널 : 10 년

안전채널 : 40 년

40 년

캐비닛 기동/제어채널 : RMC 에 설치

안전채널 : PPSC에 설치

전용 캐비닛 사용

25

노외핵제어계통(ENFMS)설계개선

제어채널(UIC)

X Y

시운전 채널(BF3 COUNTER)

안전채널(FISSION CHAMBERS)

PREAMP

PREAMP

PREAMP

PREAMP

PREAMP

PREAMP

X Y A B C D

CONTWALL

SPD SPD SPD SPD

Ch A Ch B Ch C Ch D

DPPS CabinetRadiation Monitoring Cabinet (RMC)

안전채널(FISSION CHAMBERS)

PREAMP

PREAMP

PREAMP

PREAMP

A B C D

CONTWALL

SPD SPD SPD SPD

CHA CHB CHC CHD

ENFMS Cabinet

SPD

SPDISOL

ISOL

SU/

CONTROL

SU/

CONTROL

SPDSU/

CONTROL

SPDSU/

CONTROL

KSNPKSNP OPR 1000

UIC : Uncompensated Ion Chamber DPPS : Digital Plant Protection SystemPRE AMP : Pre Amplifier Sys ENFMS : Excore Neutron Flux Monitoring SPD : Signal Processing Drawer S/U : Start Up ISOL : Isolator