• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.10a
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• pp.344-351
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• 1995

증기발생기가 원자로압력용기안에 위치한 일체형원자로의 개발을 위해서 가장먼저 개발되어야 할 요소기술은 관류형 증기발생기의 설계기술이다. 증기발생기는 기존의 상용로에서 사용되고 있는 재순환형 증기발생기와 관류형 증기발생기로 분류 할 수 있는데, U-튜브를 사용하는 재순환형 중기발생기의 경우 습분분리기와 증기건조기 등이 많은 공간을 요구하고 있고, 또한 중기발생기를 압력용기 안에 위치시킬 경우 일차측과 이차측의 냉각수 유로형태, 유동장의 안정성 등의 문제 때문에 일체형원자로에서는 관류형 증기발생기의 도입이 일반화 되어있기 때문이다. 본 연구에서는 관류형(직관 및 나선 전열관형) 증기발생기의 열수력학적 설계 및 성능분석을 위한 프로그램, ONCESG를 개발했다. 개발된 모델링 및 컴퓨터코드의 검증을 위해 외국의 관류형 중기발생기(직관형:미국/영국의 SIR, 나선형:일본의 MRX, SPWR)의 설계자료를 ONCESG프로그램을 사용해 모사한 결과와 이미 발표된 설계자료와의 비교분석을 수행했다. 모사결과 계산된 관류형 증기발생기의 열전달면적, 압력 및 온도분포가 외국의 발표된 설계자료와 잘 일치했으며, 개발된 ONCESG코드를 일체형 신형원자로의 개념설계시 다양한 목적으로 활용할 수 있음을 보였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05a
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• pp.735-740
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• 1995

일체형 원자로에는 노심지지원통과 원자로용기 내벽사이의 환형 공간을 나선으로 감는 형태인 일체형 관류식 나선형 증기발생기와 증기발생기를 여러 개의 모듈로 나누어 환형 공간에 배치하는 형태인 모듈형 관류식 직관형증기 발생기가 가장 적합한 것으로 판단되어 두 가지 형태에 대한 개념을 설정하였다. 일체형 관류식 나선형 증기발생기는 전열관 집합체, 지지구조물, 하강유로, 그리고 증기 및 급수 헤더로 구성되어 있다. 모듈형 관류식 직관형 증기발생기는 개개의 모듈이 별도로 운전될 수 있는 12개의 모듈로 구성되며, 원자로용기를 관통하는 배관의 수를 줄이기 위해서 급수관이 증기관의 안쪽에 있는이중배관 개념을 사용한 것이 특징이다. 모듈형 관류식 직관헝 증기발생기가설계 및 제작이 용이하지만 높이를 줄이기 위한 방안으로 두 가지 개념이 조합된 모듈형 관류식 나선형 증기발생기도 검토하였다.

• Nuclear industry
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• v.30 no.3
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• pp.52-56
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• 2010

증기발생기 2차측 상태는 발전소 운영에 있어 중요한 역할을 수행한다. 기기, 배관 및 열교환기에서 발생되는 침적물은 증기발생기 튜브의 부식 원인이 될 수 있으며, 튜브와 튜브 지지판 사이의 공간을 차단한다. 2차측 침적물에 의한 튜브 파손으로 인해 일부 발전소에서는 강제적으로 발전을 정지하는 사례가 발생하였다. 또한 튜브 지지판의 침적물 축적으로 인해 정상 운전 동안 전력 생산을 감소하게 되는 결과를 초래한 발전소도 있었다. 따라서 증기발생기 2차측 상태 감시와 더불어 증기발생기 부품의 청결 유지는 필수 항목이라 할 수 있다. 웨스팅하우스에서는 증기발생기를 초기 제작 상태로 복구하고 2차측 침적물을 제거하기 위해 EPRI SGOG 증기발생기 화학 세정을 수 년간 이용하고 있다. 본고는 35개 이상의 발전소에서 성공적으로 이용하고 있는 화학 세정 프로세스 개요 및 프로세스를 적용하면서 취득한 경험을 요약한 것이다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 2004.10a
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• pp.799-800
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• 2004

한전전력연구원에서는 한국표준형 원전 증기발생기인 시스템 80 모델의 튜브시트 상부에 침전된 슬러지를 제거하기 위한 고압 분사식 슬러지 세정장비를 개발하였다. 국내에는 영광 3,4,5,6 호기 및 울진 3,4,5,6 호기 등 총 8 기의 한국표준형 원전이 운전중에 있으나 기 사용하고 있던 증기발생기 세정 장비가 자동화가 미흡하여 작업자의 방사선 쪼임량이 과대하고 장비가 전열관에 충돌하여 전열관이 손상될 가능성이 상존하며 세정 방식이 증기발생기 가장자리인 annulus 에서 중앙의 center stay cylinder 로 향해 슬러지가 증기발생기 중앙 부분에 집중적으로 침적될 가능성이 있는 등 문제점을 해결하기 위하여 개발에 착수하였다. 개발된 증기발생기 세정 장비는 2004 년 4 월 중 울진 3 호기 증기발생기 세정 작업에 성공적으로 활용되었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.369-373
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• 1998

증기발생기에서 부식에 의한 전열관 손상은 전열관과 관판사이의 틈새에서 대부분 발생되고 이 틈새에서의 수질환경에 좌우된다. 틈새에서는 과열도가 높아 미량의 불순물이 농축되면서 틈새수화학 (crevice chemistry)은 증기발생기 내부수 수화학과는 달라진다. 전열관 손상을 억제하기 위해서는 틈새수질을 적절히 제어하여야 하는데 이는 틈새수화학을 정확히 분석평가할 수 있는 기술을 기반으로 하여야 한다. .기존의 틈새수질을 계산하는 방법으로는 증기발생기 내부수에 비해 틈새에서 화학종들이 얼마나 농축되는지를 가정하는 농축도 (concentration factor) 방법이 있으나 가정에 의한 불확실성으로 인해 틈새수질을 정확히 해석할 수 없었다. 그러나 원전 증기발생기의 잠복불순물 방출시험 자료로부터 틈새수질을 보다 정확히 평가할 수 있는 새로운 개념의 몰비지수(molar ratio index) 방법이 최근 EPRI에서 제시되었고 EPRI 산하의 많은 발전소에서 적용중이다. 본 연구에서는 PWR 원전 증기발생기의 틈새수화학을 평가할 수 있는 기술을 개발하기 위해 잠복불순물 방출시험 자료로부터 틈새에서의 몰비지수를 계산할 수 있는 CRAP (CRevice-chemistry Analysis Program) 전산프로그램을 작성하였다 CRAP를 국내원전에 적용하여 증기발생기 및 그 틈새에서의 수화학을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 1997.10a
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• pp.441-444
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• 1997

증기 발생기 수위 제어기의 성능 향상은 발전소의 정기 횟수를 줄여 발전소 신뢰도 및 가동률을 향상시키고 또한 기타 여러 부품의 수명에도 영향을 주어 경제적으로 보다 효율적인 발전소 운영에 기여한다. 이러한 수위 제어의 발전을 위해서 본 연구에서는 E. Irvingd의 모델을 사용하였다. E. Irving이 모델이 단순화한 관계로 단점을 가지고는 있으나 프로그램화가 편리하고, 또한 증기 발생기의 특성을 잘 표현하기 때문에 이용하였다. 먼저 시스템의 출력, 즉 증기 발생기의 수위를 안정화시키기 위하여 퍼지 제어기를 Case by Case로 선정하여 제어를 하였으며, 그 다음으로 시스템의 두 입력, 증기량과 퍼지 제어기에서 선택되어진 급수 유량, 그리고 전 단계의 출력인 증기 발생기의 수위를 입력으로 하는 신경 회로망을 이용하여 시스템을 규명하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2002.10c
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• pp.271-273
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• 2002

증기발생기(SG : Steam Generator)는 다수의 세관으로 구성되어 원자로에서 발생한 열을 이용하여 발전기 터빈을 구동시키는 원동력인 증기를 생성해 주는 기능을 하는 원자력발전소의 핵심 설비이다. 증기발생기 세관의 건전성을 확보하기 위해 매주기 계획예방정비, 즉 가동중 검사마다 정기적인 와전류 검사를 수행하고, 검사결과에 따라 전열관 보수 등과 같은 제반 조치를 취하고 있다. 현재 검사데이터 DB 구축은 일부 발전소에 개발되어 운영 중에 있고, 세관 DB와는 별도로 통계정보만을 관리하는 증기발생기 성능관리시스템이 운영되고 있으며, 또한 각 발전소마다 수질을 계측하여 수화학 성분을 감시하는 수질관리시스템이 운용되고 있다. 이러한 이원화된 DB 및 시스템을 통합하고 연계하여 전 원전의 증기발생기를 종합적으로 관리 할 수 있는 시스템의 필요성이 대두되었다. 따라서 본 논문에서는 현장에 보관되어 있는 모든 세관 검사데이터를 취득하여 대용량 데이터베이스를 설계 및 구축하고 이기종의 분산된 수질관리시스템 DB를 연계하여, 증기발생기의 설계/제작부터 검사결과 Mapping, 추이 분석을 통한 수명 평가에 이르는 전 과정을 통합 관리할 수 있는 시스템을 설계하고 그 구현방안을 제시한다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.617-622
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• 1998

일체형원자로인 SMART에서는 증기발생기와 주순환펌프가 배관으로 연결되어 있지 않고 주순환펌프를 통과한 냉각수가 압력헤더를 통하여 12개의 증기발생기 카세트로 흐르게 된다. 각 증기발생기 카세트를 통과하는 냉각수 유량분포의 비균일도를 운전모드에 따라 계산하여 이 압력헤더가 각 증기발생기 카세트로 흐르는 냉각수 유동분포에 미치는 영향을 분석하고 SMART 주순환펌프 압력헤더의 설계가 설계기준을 만족시키는 지를 검증하였다. 검증계산 결과 비균일도가 정상운전시는 0.8%. 비정상 운전시는 7.1%로 설계기준을 만족시키는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.10a
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• pp.437-443
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• 1995

국내, 외에서 원자력발전소의 주요 구성 기기인 증기발생기의 세관 건전성과 관련 설계개선을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다[2,3,4,5,6]. 현재 가동중인 발전소에서는 개선된 증기발생기로 교체하고자 하는 검토가 이루어지고 있으며, 설계중인 발전소에서는 중기발생기의 건전성을 향상시키기 위한 노력이 진행되고 있다. 본 논문에서 기존에 조사되고 검토된 자료를 바탕으로 [2] 현재까지 주로 사용되어온 증기발생기의 세관 재질을 인코넬 600 MA(mill annealed)로 사용할 때 40년 수명동안 증기발생기의 건전성을 보장할 수 있는 고온관의 온도를 분석한 결과 적절한 온도가 607$^{\circ}$F(319.4$^{\circ}C$)임을 알았다. 그리고 이 온도를 반영할 때 계통설계에 영향을 주는 설계사항에 대하여 검토하였고, 추가로 인코넬 600 MA보다 고온조건에서 건전성이 양호한 인코넬 690 TT(thermal treatment)를 사용할 때 설계에 미치는 영향도 검토하였다. 이러한 분석결과는 추후 국내 원자력발전소에서 보다 증기발생기의 건전성을 보장하기 위해 설계개선을 하고자 할 때 기초 자료가 되리라 판단한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.29 no.6
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• pp.42-48
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• 1997

원자로 냉각재 계통의 주요 구성요소중의 하나인 증기발생기는 원자로의 정상운전 과정에서 발생되는 고온의 열에너지를 2차 측으로 전달하여 터빈을 구동하기 위한 증기를 생산하는 역할을 하게 된다. 동적하중으로부터 증기발생기를 보호하고, 정상운전시 고온 고압에 의해 발생하는 열팽창을 흡수하기 위하여 유압식 스너버를 이용하여 증기발생기를 지지한다. 본 연구에서는 증기발생기 스너버의 이동거리를 해석하기 위한 링크장치의 기하학적 계통을 모델링하여 제시하고, 스너버의 이동거리 해석에 영향을 미치는 인자를 추출하여 검토하였다. 또한 스너버의 강성값 결정 과정에서 요구되는 레버기구의 하중분담율을 해석할 수 있는 방법을 개발하였다. 해석 결과의 타당성을 검토하기 위하여 현재 건설중인 1000Mwe급 표준 가압형 경수로 발전소의 고온 성능시험과정에서 실측한 결과와 비교 검토하였다.