• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.27 no.5
• /
• pp.775-783
• /
• 1995

This study is to assess the effects of increasing wall thickness on the safety margin of pressure tube in operating and of lowering initial hydrogen concentration on the DHC growth in respect to the improvement of the reliability of pressure tube in CANDU reactors. The pressure tube with thicker wall of 5.2 mm shows much higher safety margin for flaw tolerance by 25％ than the current 4.2mmm tube. The thicker pressure tubes have a great benefit in LBB assessment including the initial crack depth at which DHC occurs, the crack length at onset of leaking and the available time for action. The resistance for the pressure tube ballooning at LOCA accident is also increased with the thicker tube. The calculations for Heq concentration after 20 years of operation as a function of wall thickness and initial hydrogen concentration show that the 5.2 mm nil thickness tube with 5 ppm initial hydrogen concentration is the most resistant to DHC. with the lower initial hydrogen concentration, TSS temperature for the precipitation or hydride decreases and the crack growth during cooldown reduces.

• Journal of the KSME
• /
• v.33 no.5
• /
• pp.449-455
• /
• 1993

지금까지의 CANDU 사고이력과 관련된 문제점을 살펴보면 핵연료 채널의 부적절한 설계 및 설치 그리고 부적절한 압력관 가동조건 등에 많은 문제점이 있었다. 이러한 의미에서 CANDU의 안전성은 압력관의 건전성으로부터 확보된다 하여도 과언이 아니다. 그러나 CANDU에서 차지 하는 중요성에 비추어 압력관의 사용환경은 매우 열약하다. 따라서 가동중 압력관 건전성 위협 요인에 대한 정기적인 검사, 시험 및 평가는 CANDU 안전성확보의 첫걸음이 된다. 특히 건전 성평가에 필요한 주요자료가 압력관 인출시험결과로부터 확보됨을 고려할 때 압력관 인출시험을 국내에서 수행할 수 있는 능력을 확보하는 것 또한 우리에게 부과된 과제라 할 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.27 no.2
• /
• pp.226-233
• /
• 1995

The wall thickness of a pressure tube is increased in order to reduce the probability of failure in a pressure tube of CANDU type reactor. It is presented here that the variation of wall thickness changes stress, hydrogen concentration and delayed hydride cracking in Zr-2.5Nb pressure tube. When the wall thickness is increased from 4.2 mm to 5.2 mm, the stress exerted on the tube and the deuterium taken up during operation are reduced by 19％. Further, the calculated allowable depth of the surface flaw over which delayed hydride cracking(DHC) is susceptible increases by 50％. DHC initiation is controlled by the stress and by the hydrogen concentration in the pressure tube. The results are therefore very significant in such a respect that increased wall thickness may reduce DHC initiation. Ac the wall thickness increases the hydrostatic tension will increase. Its impact on the acceleration of the crack growth rate of DHC deserves further studies.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1998.05b
• /
• pp.789-794
• /
• 1998

원전수명관리 측면에서 경수로와 중수로를 비교해 보면, 경수로의 경우 원자로 압력용기가 주요기기중 가장 중요한 위치에 있는 반면에 중수로는 압력관이 가장 중요한 기기이다. 압력관 손상종류는 DHC와 dimensional change로 크게 분류되는데 dimensional change는 creep, 부식마모, 처짐현상으로 구분된다. 본 논문에서는 creep과 부식마모 현상 발생시 예상되는 압력관 두께 변화를 계산하였으며, 중수로 수명관리 측면에서 가동 시작년도부터 50년까지 변화되는 두께를 ASME 허용기준과 비교하였다. creep과 부식마모에 의하여 감소 예상되는 압력관 두께는 50년까지 모두 ASME 허용 Margin안에 있음을 볼 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1998.05b
• /
• pp.93-98
• /
• 1998

CANDU 압력관의 집합조직을 원주 방향 집합조직에서 반경 방향 집합조직으로 변화시켜 $K_{IH}$ 를 평가하였다. 집합조직은 평면 변형에 의한 25% 확관 방법으로 번화시켰고 (0002) direct pole figure와 basal pole component (기저면 성분, Kearns number)로 분석하였다. 반경 방향집합조직의 압력관의 $K_{IH}$ 는 2$50^{\circ}C$에서 17MPa√m 이상으로 나타났으며, 이것은 상용 압력관의 $K_{IH}$ =8-10 MPa√m보다 70% 이상 높은 값이다. 반경 방향 집합조직의 압력관에서 나타나는 $K_{IH}$ 거동을 균열 진전면에서의 기저면 성분과 연계하여 분석하였으며, 평면 면형에 따른 집합조직의 변화는 슬립과 쌍정 기구의 작용으로 설명하였다. 본 연구의 결과는 CANDU 압책관의 delayed hydride cracking (DHC) 저항성 관점에서 반경 방향으로 집합조직을 제어하면 매우 효율적이라는 것을 보여 준다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1998.05b
• /
• pp.921-926
• /
• 1998

CANFLEX 연료봉 다발의 3000 시간 내구성 시험 기간 동안 속도센서를 사용하여 압력관 내부에 장전된 연료봉 다발의 진동을 측정하였다. 압력관 내부에 장전된 연료봉의 진동측정은 고온, 고압, 그리고 공간적 제약 때문에 가속도계나 스트레인 게이지 같은 접촉센서로는 측정할 수 없다. 비접촉 센서를 사용하면 이러한 난점을 해결하고 압력관 내부에 장전된 연료봉 다발의 진동을 측정할 수 있다. 속도센서는 비접촉 센서로서 가우스(gauss)의 크기를 감지하여 전압을 출력하는 센서이지만, 측정거리, 주파수, 그리고 속도와 가우스가 비선형이기 때문에 교정을 한 후에 사용하여야 한다. 본 본문에는 속도센서의 교정방법과 압력관 내부에 고온, 고압의 유체가 흐를 때 발생하는 연료봉 다발의 진동특성을 구하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2004.05a
• /
• pp.88-88
• /
• 2004

내압을 받는 압력관의 파괴는 원주방향의 응력이 주된 요인이므로, 압력관의 안전성을 평가를 위해서는 원주방향의 인장특성을 아는 것이 필요하다. 소형 압력관의 인장특성을 평가할 때, 정확한 원주방향의 인장특성을 알기 위해서는 관으로 가공된 후의 재료로 시험해야 하지만, 부피의 제약으로 인하여 원주방향으로의 표준 인장시험편을 제작하지 못하므로 가공하기 전의 재료의 물성치를 사용하고 있다. 이를 개선하고자 원주방향의 인장특성을 평가하기 위한 방법의 하나로 링 시험법(ring test)이 있다.(중략)

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1998.05b
• /
• pp.851-856
• /
• 1998

국내에서 상업운전중인 월성 원자로는 캐나다에서 개발한 CANDU형 원자로로 핵연료를 지지하는 핵연료 압력관이 사용되며, 핵연료 압력관은 원자로의 1차기기로 건전성확보가 매우 중요하다. 가동중 검사시 압력관에서 결함이 검출되면, 지속적인 사용을 위해서 결함의 건전성을 확보하여야하나, 그 평가절차가 매우 복잡하다. 본 연구에서는 핵연료 압력관 평가를 보다 신속하고 효율적으로 수행하기 위한 건전성 평가시스템을 개발하였다. 개발된 평가시스템은 예리한 결함 및 둔한 함에 대한 평가를 수행할 수 있으며, 피로균열평가, 지체수소균열평가, 불안정파괴평가, 파단전누설평가, 소성붕괴평가모듈을 수록하고 있다. 또한 개발된 시스템을 검증하기 위하여 캐나다 ECL에서 제시한 평가결과와 비교함으로서 본 시스템의 효용성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1997.05b
• /
• pp.61-66
• /
• 1997

월성1호기 압력관의 수소흡수 관련 자료들을 분석하였으며, 캐나다 발전소들의 결과와도 비교하였다. 압력관의 수소흡수 특성은 압력관내 위치, 사용온도, 가동이력 등에 영향을 받아 Inlet 쪽보다는 Outlet 쪽이, 사용온도가 높을수록, 또한 가동에 따른 조사량이 증가할수록 수소흡수량이 증가하였다. 한편 압력관내로의 수소흡수 거동을 규명하기 위해 Zr-2.5wt%Nb 합금의 열처리 조직 차이에 따른 수소흡수특성을 분석하였다. 수소흡수는$\alpha$-Zr 상에 비해 $\beta$-Zr, $\beta$-Nb 상에 크게 영향을 받는 것으로 보인다. 또한 합금내의 수소량 증가가 압력관 부식특성 자체에 미치는 영향을 분석하기 위하여 열처리 시편에 일정량의 수소를 charging 시킨 후 부식시험을 수행하였다. Zr-2.5wt%Nb 합금의 부식거동은 미세조직에 가장 큰 영향을 받아$\alpha$-Zr과 $\beta$-Zr 상의 시편이$\alpha$-Zr과$\beta$-Nb 상의 시편에 비해 큰 부식속도를 보였다. 또한 시편내 150ppm 이하의 수소함량은 시편의 부식거동에 별다른 영향을 없거나, 부식속도를 약간 감소시키는 것으로 추정된다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.23 no.4
• /
• pp.334-341
• /
• 2003

When the pressure tubes(f are in contact with the calandria tube(CT) in the pressurized heavy water reactor(PHWR), the temperature difference between inner and outer wall of W results in a thermal diffusion of hydrogen (deuterium) and hydride blisters are formed on the outer surface of PT. Because the hydride blisters and zirconium matrix are acoustically continuous, it is not easy to distinguish the blisters from the matrix with conventional ultrasonic method. An ultrasonic velocity ratio method was developed to detect small hydride blisters on the zirconium pressure tube. Hydride blisters were grown in the PT specimen using a steady state thermal diffusion device. The flight times of longitudinal echo and reflected shear echo from the outer surface were measured accurately. The velocity ratio of the longitudinal wave to the shear wave was calculated and displayed using contour plot. Compared to the conventional flight time method of longitudinal wave, the velocity ratio method shows superior sensitivity to detect smaller blisters as well as better images for the blister shapes. Detectable limit of the outer shape of the hydride blisters was conservatively estimated as $500{\mu}m$, with the same specifications of ultrasonic transducer used in the actual PHWR pressure tube inspection.