ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템 전력연구원

목 차목 차목 차목 차 I. 목적 1. 기존설비 검토 2. 감지방법 검토 II. 개요 1. 기본원리 2. 구성도 3. 구성 및 기능 III. 현황 1. 국내 화력발전소 2. 국내 원자력 발전소 IV. 검토의견 ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템

I. 목적 ○ Steam 의 손실 열효율 및 발전량의 감소 ○ 원자력발전소 - 밸브의 개폐상태 및 누설감지 : 방사능 유출 조기발견 ○ Turbine Bypass Valve, Relief Valve, Check Valve 등의 Packing, Seat 및 Stem 등의 손상으로 인한 누설 및 동작상태 감지 계획정비 ○ On-Line Valve Leak Monitoring 밸브의 신뢰성 확보, 열 손실의 극소화 및 설비의 안정적 운전 확보, 불필요한 정비감소로 인한 경비절감

○ 현황 1) TMI-2 원전 사고 - 주원인 : 가압기 보호밸브의 개방상태를 운전 원이 알지 못하여 냉각재의 유출 - 미국 원자력 규제 위원회 : NUREG-0660,0737 및 Reg. Guide 1.97 에 의해 가압기 보호밸브와 안전밸브의 누설 감지설비의 설치를 의무화 하도록 규제 2) 기존설비 - 온도감지기 : 온도상승에 의한 간접적인 밸브상태감지 밸브의 개폐상태를 정확하게 전달하지못함 3) 감지방법 - 밸브 Stem 위치 감지 : Limit switch 기존밸브 적용 및 누설량 측정이 어려움 - 밸브출구 유량감지 : 배관내부에 감지기 설치 - 음향 누설 감지 : 배관외부에 Sounding Rod 설치 누설량에 비례하는 음향측정 밸브의 개폐 및 누설을 감지하는 최적의 시스템 ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템

II. 개요 1. 기본원리

2. 구성도 ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템 PREAMP #1-1 PREAMP #1-2 PREAMP #48-2 PREAMP #48-1 신호 처리부 상태 감시부 RS-485 or 4-20mA

3. 구성 및 기능 1) Acoustic Emission Sensor (HT5-023) - 누설 음향신호 취득 - 특수 제작한 고감도 음향 Sensor - Frequency : kHz - Operating temp. : -55 ℃ to 250 ℃ 2) High Temp. Cables - Model : HTC-10 - Length : 10M ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템

3) Preamplifier & Enclosure Box - 센서에서 감지된 신호를 증폭 - Model : HPR-15 & NEMA4X - Temp. range : ℃ 4) Signal Processing equipment (1) Amplifier / Filter Module - Preamplifier 에서 증폭된 신호를 Filtering (2) Power Supply Modules(HPS-3) (3) Amplifier Module Assembly(HAA-1) (4) Power Supply / Alarm Assembly(HPA-1) ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템

(5) D/A, I/O Module(HAD-4) - 각 채널의 측정치를 4-20 mA 로 변환 (6) A/D, I/O Card(PCI-9113) (7) Digital & Aux. I/O Serial Interface board(HAUX-8) - 밸브의 Close/Open, 보조입력을 수신 (8) D/A Output Interface board - D/A, I/O Module 에서 4-20 mA 로 변환된 신호를 DCS 로 보내는 Interface PCB Board (9) RF-Box(Multi Input Module) 5) Remote Equipment - Software 를 통해 data 를 저장 및 분석, Display - 17” LCD Monitor, PC(Pentium IV 2.0GHz), Software package - Coaxial cable, Printer, Modem, Cybex receiver & transmitter ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템

III. 현황 1. 국내 화력발전소 ○ 태안화력 #4 시험설치 (’03.2.) - HP Bypass Valve SH PCV 02 A, B, C, D ○ 잦은 밸브 누설 발생 ○ On-Line 밸브누설 감시 시스템 적용 필요성 인식 ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템

2. 국내 원자력 발전소 ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템 원전명 감시장치명 센서 위치 및 개수비 고 고리 #1,2 ALMS 가압기 안전 및 방출 밸브 : 4 개 고리 #3,4 ALMS (Westinghouse) 가압기 안전 및 방출 밸브 : 6 개 kHz 영광 #1,2 ALMS (Westinghouse) Rx 상부헤드 :3 개,Rx 하부헤드 :1 개, SG:3 개, Hot Leg:3 개, Cold Leg:3 개, RCP:3 개 kHz 영광 #3,4NIMS (GE) Rx 상부헤드 :3 개,Rx 하부헤드 :1 개, SG:2 개, Hot Leg:2 개, Cold Leg:4 개, RCP:4 개, 가압기 안전밸브 :3 개 kHz(Crack Detection during Hydrotesting:6sensor of Hot & Cold Leg) 울진 #1,2 VAMS (Framatome) Rx 상부헤드 :4 개,Rx 하부헤드 :3 개, SG:6 개, RCP:3 개 kHz (Accelerometer:8 개 ) 울진 #3,4NIMS (GE) Rx 상부헤드 :3 개,Rx 하부헤드 :1 개, SG:2 개, Hot Leg:2 개, Cold Leg:4 개, RCP:4 개, 가압기 안전밸브 :3 개 kHz

3. 해외 원자력 발전소 ○ PECO Energy - 미국 ○ 미국 전력 연구원 (EPRI) 보고서 PECO Energy 는 연간 4MW 의 출력증대로 약 3 억 5 천만원 정도의 부가가치 창출 ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템

IV. 검토의견 ○ 밸브 동작상태 및 밸브위치, 밸브 Packing 및 Seat 의 손상탐지로 고장확대 방지 ○ 누설량 저감으로 인한 열손실 및 발전효율 향상 ○ 밸브의 상태분석으로 계획 예방정비가 가능하고 유지보수 비용 절감 ○ 분석의 완전 자동화로 설비 신뢰성 확보 및 근무여건 향상 ON-LINE 밸브 누설 감시 시스템

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