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2008. 04.2008. 04.

한국수력원자력㈜한국수력원자력㈜ 정비기획처정비기획처

이이 병병 의의

제 13회 원자력 안전기술 정보회의

2 / 572 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

1. 1. 과제과제 개요개요

� 과제명 : 역지밸브 성능 추이 분석 및 감시 기법 개발

� 연구수행기간 : 2005.10.1. ~ 2008.3.31. (총 30개월)

� 주관기관 : 정비기획처 원자로기술부

� 위탁기관 : 전력연구원 원자력발전연구소 원전신뢰성그룹

� 재위탁기관 : 한국전력기술㈜

� 최종 목표 : 역지밸브 가동중 시험주기 연장 및 분해 점검 최소화를

위한 방법 개발 � 역지밸브 상태감시프로그램 개발

<상태감시 프로그램 = 상태감시계획 = Condition Monitoring Program (CMP)>

� 가동중시험의 대체 수단

� 밸브 군의 성능 및 운전조건을 근거로 사업자가 시험, 점검 및 예방정비활동의 종류와 주기를 결정

� 근거

• 과학기술부 고시 제2004-14호

• ASME OM 코드 Appendix II 또는 전력산업기술기준 MOC 부록 1 체크밸브 상태감시계획


� 가동중시험 대상 역지밸브 현황

* 전력산업기술기준 (2000년판 요건 반영)

2. 2. 추진추진 배경배경 및및 필요성필요성

<가동중시험>

� 성능기반이 아닌 일정주기의 전

유량 및 역류시험 수행

� 전유량 또는 역류시험 불가시,

일정주기의 분해점검 수행

* 기준 : 과학기술부 고시 제2004-

14호 및 ASME OM 코드 또는

전력산업기술기준 MOC

<가동중시험>

� 성능기반이 아닌 일정주기의 전

유량 및 역류시험 수행

� 전유량 또는 역류시험 불가시,

일정주기의 분해점검 수행

* 기준 : 과학기술부 고시 제2004-

14호 및 ASME OM 코드 또는

전력산업기술기준 MOC

호기가동중시험

대상밸브

시험 또는 분해점검 시기

정상운전 저온정지 연료 재장전

고리 1 81 40 22 50

고리 2 112 59 29 24

고리 3/4 (*) 200 64 32 127

영광 1/2 (*) 201 60 26 126

영광 3/4 (*) 160 86 33 90

영광 5/6 202 139 31 78

울진 1/2 112 41 16 84

울진 3/4 209 148 45 70

울진 5/6 218 159 28 72

월성 1 39 14 - 25

월성 2 38 13 - 25

월성 3/4 40 16 - 24

합계 2,954 1,566 473 1,466



� 가동중시험 대체적용 현황

* * 전력산업기술기준 MO 2000년판 요건 반영시, 표본분해점검에 대한 별도의 대체적용은 필요 없음.

호기 가동중시험 대상밸브 대체적용 밸브

고리 1 81 19

고리 2 112 10

고리 3/4 (*) 200 83

영광 1/2 (*) 201 51

영광 3/4 (*) 160 51

영광 5/6 202 32

울진 1/2 112 11

울진 3/4 209 32

울진 5/6 218 22

월성 1 39 12

월성 2 38 12

월성 3/4 40 12

합계 2,954 641

<대체적용 주요 사유>

� 유량형성 또는 측정 불가

� 과도상태 유발

� 격납용기내 살수 불가

� 펌프, 배관 등 손상 불가

� 계통오염

� 역류시험 불가

� 닫힘시험시 안전기능 상실

� 원자로 정지 유발 등

<대체적용 주요 사유>

� 유량형성 또는 측정 불가

� 과도상태 유발

� 격납용기내 살수 불가

� 펌프, 배관 등 손상 불가

� 계통오염

� 역류시험 불가

� 닫힘시험시 안전기능 상실

� 원자로 정지 유발 등


� 역지밸브 상태감시 프로그램 수행 현황

� 역지밸브에 대한 IST 보완 필요성 대두 : INPO SOER 86-03 발행

� 상태감시 프로그램 요건 최초 반영 : ASME OMa-1996 Appendix II

� 상태감시 프로그램 허용 : 미국 NRC(1999.9)

� 상태감시 프로그램 적용 현황

• Byron, Catawba, Palisades 등 30여개 원전에서 상태감시 프로그램 도입

• 가동중시험계획서 개정시 도입 원전 증가 예상

� 국내 현황

� 전력산업기술기준 MOC(2000년판) : 역지밸브 상태감시계획 요건 반영

� 과학기술부 고시 제2004-14호 : 역지밸브 상태감시 프로그램 허용

(2004.7)

� ‘체크밸브 성능평가 규제기술 개발’ 과제 수행 – KINS (2007.2)

• 체크밸브 상태감시계획 규제지침(안) 제시



� 필요성

� 역지밸브 IST vs. CMP

CMP대상밸브

CMP 적용

IST 대상밸브

IST 대상밸브(CMP 미적용)

<역지밸브 가동중시험(IST)>

• IST 계획에 따라 일정주기의 시험

• 분해점검에 상당한 부담

• 양방향 시험 의무화

• 성능 기반이 아닌 일정주기에 근거

• PM은 별도로 수행

<역지밸브 상태감시계획 (CMP)>

• IST/PM 통합

• 시험 횟수 감소(미국 원전의 예 : 평균약 2,300회(IST) � 1주기 후 약 200회 � 2주기 후 약 100회)

• LLRT와 동일주기로 열림시험 가능

• 밸브 분해점검 주기 연장 가능

• 인력 및 방사선 피폭선량 감소

• 고장 발생 예방 및 신뢰성 제고



� IST와 CMP 수행 관련 문서 비교


IST CMP

근거

과학기술부 고시 2004-14호전력산업기술기준 MOC (2000년판)ASME OM Code, ISTC (‘95년판 및 추록)KINS 가동중시험 지침

과학기술부 고시 2004-14호전력산업기술기준 MOC (2000년판) 부록 1ASME OM Code, ISTC Appendix II (‘95년판 및추록)KINS 가동중시험 지침체크밸브 상태감시계획 규제지침(안)

계획서가동중시험계획서가동중시험 기술배경서

가동중시험계획서 (개정)상태감시계획서 (신규작성)상태감시 기술배경서 (신규작성)

계획서개정

10년 마다 개정 매2년마다 개정

절차서

밸브 시험절차서 3종

한전기공 정비절차서

펌프 시험절차서 11종

기존 절차서 (필요시 개정)신규 시험절차서 (시험항목 추가시 신규작성)신규 표준기행절차서 (신규작성)

결과관리

각종 시험결과 기록지 및 보고서DREAMS

각종 시험결과 기록지 및 보고서DREAMS/역지밸브 성능관리 DB


CMP-01 CMP-01

CMP-03

CMP-04 CMP-05

CMP-01CMP-03CMP-04

CMP-03

� 역지밸브 상태감시프로그램 개발 절차

3. 3. 상태감시프로그램상태감시프로그램 개발개발

<역지밸브 상태감시계획 업무 지침>CMP-01, 대상밸브 선정 및 군 분류CMP-02, 상태감시방법 및 주기 결정CMP-03, 상태감시 기술배경서 작성CMP-04, 상태감시계획서 작성CMP-05, 전문가위원회 운영


� CMP 대상밸브 선정기준 (CMP-01)

가동중시험 대상 역지밸브 중

1) 대체적용 밸브

2) 고장 또는 비정상 운전이력이 있는 밸브

3) 발전사업자가 성능을 개선하거나 관련 활동을 최적화하기로 한 밸브

� 군 분류 기준 (CMP-01)

� 군 분류시 상태감시계획의 취지 고려

� 시험결과 및 보수 이력 분석 결과 고려

� 설계특성, 적용 및 사용조건이 유사

� 밸브 군의 밸브 수는 4대 이하로 제한

� 가동중시험계획서의 표본분해점검을 위한 군 분류 기준 만족


10 / 5710 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 대상밸브 예비 선정 결과


호기 대체적용 밸브고장 수리 이력 밸브(대체적용 밸브 외)

CMP 대상밸브

고리 1 19 55 74

고리 2 10 82 92

고리 3/4 83 38 121

영광 1/2 51 56 107

영광 3/4 51 25 76

영광 5/6 32 12 44

울진 1/2 11 46 57

울진 3/4 32 36 68

울진 5/6 22 - 22

월성 1 12 1 13

월성 2 12 - 12

월성 3/4 12 8 20

합계 641 580 1,221

11 / 5711 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 역지밸브 상태감시방법의 예 (CMP-02)


방법 감시 대상 감시 변수

유량 시험

(전유량/부분유량)

닫힘고착 및 동작제한 유량 또는 차압

역류 시험 열림고작 및 동작제한 유량, 차압, 펌프 역회전, 탱크 수위/압력

분해점검 고장 및 성능저하 상태 육안검사 또는 측정

계통변수 감시 열림고착, 다량의 내부누설 또는 닫힘고착 계통변수 (압력, 온도, 온도, 수위) 또는계통 상태

Radiography(RT) 열림고착, 닫힘고착, 동작제한, 부품파손 Radiograph 해석

누설 시험 열림고착, 마모 및 시트 상태,

다량의 내부 누설

압력강하 또는 Mass Make-up

비해체

진단

음향탐지 열림고착, 닫힘고착, 다량의 내부누설,

심각한 마모

Impact 시간, 파형/주파수 분석

초음파 열림고착, 닫힘고착, 동작제한, 부품이탈 초음파신호 분석

와전류 열림고착, 닫힘고착, 동작제한, 부품이탈 Delta Volts/와전류 신호 분석

비해체진단 방법 조합 예: 음향탐지+초음파, 음향탐지+와전류, 비해체진단 + 유량시험 또는 분해점검

12 / 5712 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 고장모드에 따른 역지밸브 상태감시 방법의 유효성 (CMP-02)

� 밸브 그룹별 상태감시 방법 선정에 활용

� 해당 방법의 상대적 유효성은 높음, 보통, 낮음의 3단계로 구분

<예 : 내부 누설>


고장모드 상태감시방법

고장검출 성능저하감시

측정 인자가능

여부유효성

가능

여부유효성

내부누설

계통변수감시 O 감시변수 및 방법에 따라 다름 : 계통/압력/유량/온도/수위 등

분해점검 O 높음 O 높음 육안검사 및 측정

음향탐지 O 보통 O 보통 파형 및 주파수 분석

음향탐지/DC Magnetics O 보통 O 보통 파형 및 주파수 분석

Thermography O 보통 O 보통 온도분포

시트누설시험(LT) O 높음 O 높음 압력 또는 Mass Make-up

음향탐지/와전류 O 보통 O 보통 파형 및 주파수 분석

음향탐지/초음파 O 보통 O 보통 파형 및 주파수 분석

13 / 5713 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 역지밸브 상태감시방법 결정기준(CMP-02)

� 역지밸브 상태감시 대상은 고장모드 분석 결과로부터 결정

� 상태감시 대상에 대하여 상태감시방법과 적절한 상태감시주기 결정

� 상태감시방법 결정시, 상태감시 목적(고장검출/성능저하 감시) 고려

� 고장모드와 해당방법의 상대적 유효성 기준 참조

� 상태감시방법은 상태감시주기와 더불어 각 발전소의 전문가위원회에서최종 결정

� 비해체진단기법(NIT) 도입시, 아래 사항 고려

• NIT 이외 적용가능한 상태감시방법의 효과

• NIT 적용 대상 밸브 또는 밸브 군의 수

• 진단 가능한 업체에의 외주 용역 가능성

• 장비 관리 및 보수 계획

• 인력 확보 및 유지 계획

– 장비 운영 및 자료 취득

– 시험결과 분석

• 2가지 이상의 진단방법을 조합하여 이용


14 / 5714 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 역지밸브 상태감시주기 결정기준(CMP-02)

� 최초 주기

• 최대, 2회의 핵연료 교체주기 혹은 3년 중 짧은 주기

� 주기 연장 기준

• 1회의 핵연료 교체주기 이내로 단계별로 연장하되, 최대 주기는 10년

• 기준시험 이후, 동일 밸브 군의 모든 밸브에 대한 시험을 순차적으로 수행하

되, 동일 밸브 군의 특정 밸브에 대한 연속적인 시험결과가 있어야 함.

• 기준시험 이후의 시험 결과, 허용기준 만족 및 성능저하 경향이 없어야 함

� 주기 단축 기준

• 성능저하 경향이 있을 경우

– 동일 밸브 군의 다른 밸브들의 성능 저하 가능성 검토

– 성능저하 경향이 없는 것으로 판정하였던 직전의 상태감시주기로 단축

• 운전 중 고장 또는 성능 이상 발생시, 동일 밸브 군의 다른 밸브들의 성능 저

하 가능성 및 주기 단축 고려


15 / 5715 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 상태감시 주기 연장 개념 (15개월 운전 가정, 최대 주기는 8주기)

• 최초 시험주기 : 계획예방정비주기로 가정

• 시험 결과 : 만족 가정


A O O O O

B O O O O

A O O O O

B O O O O

C O O O

A O O O O X

B O O O

C O O O

D O O O

BL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

A O O O O O O

최대주기(8)

최대주기(8)

최대주기(8)

밸브군의밸브 수

가동중시험

상태감시 시험횟수감소

1 16 6 10

2 32 8 24

3 48 11 37

4 64 13 51

계 160 38 122

밸브 군의 밸브 수 = 1대




시험 횟수 비교

16 / 5716 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 역지밸브 상태감시 기술배경서 작성 절차 (CMP-03)


• PUMAS DB/ERP • NRC GN 및 IN• NIC Check Valve DB• LER/OE notices• INPO EPIX DB

• EPRI PM Templates• 기타 해외 원전 사례• 제작사 자료 등

17 / 5717 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 시범원전 역지밸브 상태감시 프로그램 개발

� 시범원전 : 고리 2발전소

� 대상밸브 선정 및 그룹핑 (CMP-01)

• 48개 밸브 군, 121대

� 상태감시 기술배경서(안) 작성 (CMP-03)

• 대상 밸브 : 48개 밸브 군 (121대)

• 상태감시 기술배경서(안)의 내용

– 밸브 군 정보 : 군 분류 목적, 밸브 목록, 밸브 정보, 군 분류 근거

– 밸브별 이력 분석 : 시험 및 검사 이력, 고장정비 이력

– 국내외 유사밸브 고장정비 이력

– 공통 고장모드 및 원인 분석 결과

– 상태감시 방법 및 주기 : 각 상태감시 방법의 유효성

– 전문가위원회 의견 및 조치 결과

� 상태감시계획서(안) 작성 (CMP-04) : 상태감시계획서 템플릿 활용


18 / 5718 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 시범원전 역지밸브 상태감시 기술배경서(안)


19 / 5719 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 시범원전 역지밸브 상태감시 기술배경서(안)


20 / 5720 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 역지밸브 상태감시계획서(안)의 내용

� 상태감시 개요

� 상태감시방법

� 상태감시 대상밸브 선정 및 군 분류

� 상태감시전략 수립

� 상태감시방법 선정

� 상태감시주기 결정

� 상태감시방법 개발

� 상태감시 이행

� 고장분석

� 전문가위원회 검토

� 기록관리

* 별첨 : 상태감시 기술배경서


21 / 5721 / 21제 13회 원자력 안전기술 정보회의

� 요약

� 상태감시계획서 작성에 필요한 업무 지침 개발

• 대상밸브 선정 및 군 분류

• 상태감시방법 및 주기 결정

• 상태감시 기술배경서 작성

• 상태감시계획서 작성

• 전문가위원회 운영

� 시범원전 상태감시 기술배경서(안) 및 상태감시계획서(안) 작성

� 향후 계획

� 상태감시계획 적용에 필요한 인허가 절차 협의

� 상태감시계획 시범 적용

• 상태감시계획서(안) 승인

• 가동중시험계획서 개정

• 가동중시험 절차서 개정 및 절차서 신규 개발

� 상태감시계획 시범 적용 후 전 원전 확대 적용 추진

4. 4. 향후향후 계획계획

제13회원자력안전기술정보회의 - kins.re.kr ·...

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