가동중 원자력 발전소들에서는 압력격리밸브들에 대한 기술지침서 감시시험요건과 가동중 시험 규제요건을 충족시키기 위하여 누설시험을 일정 주기로 수행하고 있다. 동 주기시험은 ASME Ba&PV Code Sec. Xl IWV-3420 또는 ASME ON Code ISTC(Part 10) 4.2.2절의 운전에 부합되는 방법과 절차에 따라 이루어지도록 규정되어 있다. 이러한 주기시험의 근본 목적과 시험방법 및 절차요건에 대한 기술적 근거의 이해는 동 시험활동의 성과를 높이는데 큰 도움이 될 것임에 틀림없다. 따라서, 본 논문에서는 압력격리 밸브들에 대한 누설시험 목적 및 시험요건의 기술적 근거를 소개하였으며, 잠재적 문제점들을 도출하여 분석 검토하고 적절한 대처 방안을 제시하였다
원자력 발전소의 안전계통은 요구된 신뢰도를 확보하기 위하여 각 트립 변수(공정계통 및 핵관련 총11개)회로의 센서 및 트립로직으로 구성된 각자의 채널에 대하여 주기적으로 운전중에 운전원에 의해 수동으로 수행하므로 안전계통에 대한 신뢰도를 화보하고 있다. 안전계통에 대한 시험자동화는 컴퓨터에 의해 시험 신호의 발생과 시험 결과의 표시 및 기록이 자동적으로 프로그램에 의해서 수행되는 것을 의미하며, 시험 자동화에 의해 주기 시험에 따른 시험시간 단축과 운전원의 심리적 부담을 경감하여 운전원에 의한 인적 실수 방지 및 계통 신뢰도 향상에 기여하는 것은 물론 계통을 단순화하고 기기경비의 절감 효과를 가져온다. 현재 기존 중수로 발전소는 직접 시험 방식에 의해 모의 신호를 시험 대상 채널의 센서부분에 보내어 안전 계통을 시험하여 해당 루프에 대한 건전성을 점검하고 있는데, 이 방식은 시험회로가 복잡하여 이로인한 기기의 설치 경비 상승, 유지 보수의 부담 증가 및 운전원의 주기 시험에 대한부담감으로 인적 실수를 유발하는등 계통 신뢰도 저하의 문제점이 지적되어 개선이 요구된다.
원자력발전소에서 사용하는 ASME 코드펌프는 관련법규 및 기술기준에 따라 주기적으로 가동중 시험을 수행함으로써 펌프의 운전가능성(operability)을 확인하도록 되어 있으며, 이러한 내용이 최종 안전성분석보고서의 기술지침서에 명시되어 있다. 고리 1호기의 경우, ASME Sec. XI의 관련 규정이 1979년 Winter Addenda에서 변경되어 이를 따를 경우 매 3개월마다 가동중 시험을 수행하면 되도록 되어 있으나, 이러한 사항이 기술지침서에 명시적으로 반영 되어있지 않아 현재까지 종전 규정에 따라 매월 가동중 시험을 수행하고 있다. 따라서 본 보고서는 고리 1호기 ASME 펌프의 가동중 시험주기를 1개월에서 3개월로 완화시키기 위한 기술적인 근거를 확보하기 위하여 10 CFR 50, ASME 코드 Sec. XI 및 III 등 관련 법규 및 기술기준과 고리 1호기를 비롯한 유사발전소치 기술지침서, 표준기술지침서 및 지침서 개선연구결과 등과 고리 1호기 현장에서의 시험기록을 조사검토하였다. 이러한 검토를 통하여 가동중시험주기를 매 3개월 마다로 완화하는 것이 타당하다는 결론을 얻었으며, 그 근거로는 법규 및 기술기준에의 적합성, 유사발전소 및 표준기술지침서에서의 3개월 주기 적용 사례, NRC의 개선연구결과의 권고사항 및 현상시험기록자료의 안정성 등을 들 수 있다.
선박의 안정성에서 복원성은 매우 밀접한 관계를 가진다. 선박의 복원성을 알기위해서는 GM을 알아야 한다. GM을 구하는 방법은 출항 후 횡요주기로 구하는 방법, 경사시험에 의한 방법, 배수량 등곡선도를 이용하여 계산하여 구할 수 있다. 본 연구에서는 GM을 구하는 방법들 중 출항 후 횡요주기로 구하는 방법과 경사시험에 의한 방법 간의 오차범위를 확인하며 설계된 데이터와 비교하여 정확도를 분석하고자 한다. 시험에 사용되는 모형선박은 KVLCC2이며, 모형선박의 무게, 무게중심과 관성모멘트를 변경하면서 정확도를 분석하였다.
원자력발전소에서 사용하는 ASME 코드펌프는 관련법규 및 기술기준에 따라 주기적으로 가동중시험을 수행함으로써 펌프의 운전가능성(operability)을 확인하도록 되어 있으며, 이러한 내용이 최종안전성분석보고서의 기술지침서에 명시되어 있다. 고리 1호기의 경우, ASME Sec. XI의 관련 규정이 1979년 Winer Addenda에서 변경되어 이를 따를 경우 매 3개월마다 가동중 시험을 수행하면 되도록 되어 있으나, 이러한 사항이 기술지침서에 명시적으로 반영 되어있지 않아 현재까지 종전 규정에 따라 매월 가동중 시험을 수행하고 있다. 따라서 본 연구는 고리 1호기 ASME 펌프의 가동중 시험주기를 1개월에서 3개월로 완화시키기 위한 기술적인 근거를 확보하기 위하여 10 CFR 50, ASME 코드 Sec. XI 및 III등 관련 법규 및 기술기준과 고리 1호기를 비롯한 유사발전소의 기술지침서, 표준기술지침서 및 지침서 개선연구결과 등과 고리 1호기 현장에서의 시험기록을 조사하였다. 이러한 검토를 통하여 가동중 시험주기를 매 3개월마다로 완화하는 것이 타당하다는 결론을 얻었으며, 그 근거로는 법규 및 기술기준에의 적합성, 유사발전소 및 표준기술지침서에서의 적용 사례, NRC의 개선연구결과의 권고사항 및 현장시험기록자료의 안정성 등을 들 수 있다.
안전계통의 이용불능도 및 최적시험주기 평가에 있어서 주기적인 시험과 관련된 인간실수의 영향을 고려하였다. 시험 및 보수와 관련된 인간실수는 건전한 계통이 시험 후 잘못된 상태에 놓이게 될 가능성과(Type A인간실수)건전하지 못한 계통이 시험시 감지되지 못할 가능성(Type B인간실수)이다. 계통이용불능도 및 최적시험주기에 미치는 인간실수의 영향을 결정하기 위하여 안전계통의 이용불능도를 계산하기 위한 사상수목모델이 개발되었다. 또한 안전주입계통의 신뢰도 분석을 통하여 계통전체에 미치는 영향을 평가하였다. 다양한 민감도 분석 결과, (1) 계통이용불능도는 인간실수의 확률이 커질수록 증가하며 Type A인간실수의 영향이 훨씬 크다. (2) 최적시험주기 는 Type A 인간실수가 커 질수록 약간 증가하나, Type B 인간실수가 커 질수록 감소한다. (3) 안전주입펌프의 시험주기를 고정시키면 안전주입계통의 이용불능도는 Type A인간실수가 커질수록 크게 증가하나 Type B 인간실수가 커지더라도 약간 증가한다. 따라서 인간실수의 영향을 고려 할 때 계통의 이용불능도를 일정 수준으로 유지하기 위해서는 시험주기(최적시험주기가 아님 )를 줄여야 한다. 그리고 시험 및 보수시 Type A 인간실수는 계통의 이용불능도에 미치는 영향이 크므로, 특히 TyPe A 인간실수를 줄이기 위한 노력이 필요하다.
전력량계가 기계식에서 전자식으로 변화되면서 전력량계 교체주기의 재설정이 요구되고 있다. 현재까지는 기계식 전력량계의 교체주기를 적용하여 7년으로 교체주기를 정하고 있으나 기계식과 전자식은 차이가 있으므로 전자식 전력량계의 적정한 교체주기를 결정하여야 한다. 적정한 교체주기를 결정하기 위해서는 전자식 전력량계의 수명평가가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 전자식 전력량계의 부품 분석을 통하여 전자식 전력량계의 수명에 영향을 미칠 수 있는 부품을 선정하고, 선정된 부품에 대하여 가속수명시험을 실시하였다. 가속수명시험 결과로부터 부품들의 수명을 추정하고, 수명이 가장 짧아서 전자식 전력량계의 수명을 결정하는 부품의 종류를 확인하였다. 전력량계의 수명은 가장 짧은 수명을 갖는 부품의 수명에 의존하므로 부품들의 수명 추정 결과로부터 전력량계의 수명을 평가할 수 있었다. 또한, 수명이 가장 짧은 부품에 대하여 목표 수명 이상의 수명을 가짐을 보증하기 위한 시험기준을 설계하였다.
경희대학교와 UC Berkeley, Imperial College London에서 공동으로 진행하는 TRIO-CINEMA Mission(TRiplet Ionosphere Observatory-Cubesat for Ion, Neutral, Electron and MAgnetic fields)은 총 3기의 초소형 위성으로 구성되어 있다. 3기의 위성은 고도 650~800km 상공의 태양동주기 궤도운동을 예상하고 있으며, 지구 근접공간의 입자 검출과 자기장 측정의 과학 임무를 맡게 된다. TRIO-CINEMA 비행 모델(Flight Model)의 환경시험은 진동시험과 열진공시험으로 진행되었다. 진동시험은 X, Y, Z 세 축에 대해 Sine 과 Random 모드로 진행되었다. TRIO-CINEMA가 탑재 될 러시아의 드네프르 로켓의 요구사항은 각 축에서 20Hz 이상의 고유진동수, Sine의 경우 최대 0.8G와 4oct/min Sweep Rate, Random의 경우 5.2Grms 와 35초의 지속시간에서의 안정성을 만족하는 것이다. 시험 결과 TRIO-CINEMA가 요구사항을 모두 만족시키는 것을 확인하였다. 또한, 열 주기 시험(Thermal Cycling Test)을 진행하여 우주공간에서 위성 시스템이 정상 동작하는지에 대한 신뢰성을 검증하였다. 열주기 시험은 미국 MIL표준 값을 참고하여 $10^{-6}Torr$에서 $-20{\sim}30^{\circ}C$의 온도를 주었으며, 시험을 진행하는 동안과 시험 후에 위성이 정상작동 함을 확인하였다. 이에 본 연구의 시험 방법과 그 결과를 기술하였다.
계류된 FPSO와 DP로 위치를 유지하는 셔틀탱커에 있어 장주기 표류운동의 특성은 매우 중요하다. 장주기 공진 운동 해석에 있어 표류감쇠력의 중요성은 아무리 강조해도 지나침이 없으나 감쇠력 발생의 원인이 너무도 다양하기 때문에 아직까지 이론에 의해 정확한 감쇠력을 추정하기가 어렵다. 따라서 모형시험을 통한 표류감쇠력을 이용하는 것이 시뮬레이션에서 장주기 운동예측치의 신뢰성을 높이는 방법이다. 본 논문에서는 FPSO, 셔틀탱커 등의 표류감쇠력의 실험 예측치를 구하기 위해 탱커 선형의 장주기 표류운동 감쇠력을 계측하였다. 파도, 바람, 조류 등에 의한 영향을 살펴보았으며 추진기 작동유무에 따른 장주기 운동감쇠력의 변화를 고찰하였다.
폴리아크릴로나트릴(PAN)계 탄소섬유 및 안정화 PAN섬유를 사용하여 제조한 페놀수지 복합재료의 열주기 산화저항성에 섬유표면의 인산코팅 유.무가 미치는 영향을 조사하였다. 각 복합재료의 열주기 산화저항성은 열중량분석기의 원리를 응용하여, 공기중에서 hot zone과 cold zone을 주기적으로 반복이동하는 열충격조건에 노출되면서 초래되는 복합재료의 중량변화를 측정하여 비교하였다. 시험변수로는 hot zone에 노출된 온도, 시간 및 싸이클횟수를 선정하였다. 이 시험방법은 비교적 단순하며, 작은 크기의 시편으로도 가능하고, 중량변화가 온-라인 모니터에서 직접 감지되므로 데이타의 신뢰성이 \ulcorner다. 각 시험조건에서 인산코팅한 섬유를 사용한 복합재료가 그렇지 않은 재료보다 고온에서의 높은 산화저항성 때문에 우수한 열주기저항성을 보여 주었다. 또한 인산코팅의 존재 여부가 열주기시험 후의 탄소섬유-페놀수지 및 안정화 PAN섬유-페놀수지 복합재료의 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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