The 84m discharge line of moisture separator reheater(MSR) in Kori-2 had been suffered by excessive vibration from the beginning of power generation. In 1993, a complementary measure was taken to reduce the vibration level by adding several supports in the MSR pipeline. However, the piping vibration was beyond the allowable limit and an appropriate countermeasure was required to prevent the fatigue failure of the pipeline from the abnormal vibration. In this study, the vibrational characteristics of MSR pipeline and the countermeasure for abnormal vibration was investigated. Among the several vibration reduction methods, piping layout change by smoothing the pipeline was applied to the MSR pipeline in Kori-2. Applying the countermeasure, the vibration level was found to dramatically reduce from 17cm/sec to l.0cm/sec at the full-power operation condition.
This paper presents the thermomechanical and fracture mechanics evaluation procedure of thermal striping damage on the secondary piping of LMFR using Green's function method and standard FEM. The thermohydraulic loading conditions used in the present analysis are simplified sinusoidal thermal loads and the random type data thermal load. The thermomechainical fatigue damage was evaluated according to ASME code subsectionNH. The analysis results of fatigue for the sinusoidal and random load cases show that fatigue failure would occur at a geometrically discontinuous location during 90,000 hours of operation The fracture mechanics analysis showed that the crack would be initiated at an early stage of the operation. The fatigue crack was evaluated to propagate up to 5 ㎜ along the thickness direction during the first 944 and 1083 hours of operation for the sinusoidal and the random loading cases, respectively.
Welding and/or fusion in polyethylene(PE) system made on site is focused on the control of the welding or fusion process to follow proper procedure. The process control is important, but it is not sufficient for the long term reliability of a pipe system. To achieve the rate of failure close to zero, Non Destructive Testing(NDT) is necessary in addition to joining process control. For electrofusion joints several non-destructive testing methods are available. The ultrasonic phased array technique is possible to detect various defects including wire deviations and regions with lack of fusion. In this studies, testing was carried to detect the defect after electrofusion joining of polyethylene piping is utilized by the ultrasonic phased array technique. From testing data, ultrasonic phased array technique is recommended as a reliable non-destructive testing method.
A case history is presented pertaining to piping fatigue by vibrations and sustain stresses in the hydraulic oil supply system for control valves in a 200MW thermal power plant that ultimately resulted in pipe rupture. The Piping was designed to supply the hydraulic oil for turbine control valves. Testing and analyses were performed on the system to develop solution to repair work on failures.
The objective of this study is to classify the geometry of wall-thinning defect that causes a circumferential crack in the pipe elbows subjected to internal pressure. For this objective, first of all a criterion to determine the occurrence of circumferential cracking at wall-thinned area was developed based on finite element simulation for burst tests of pipe elbow specimens that showed axial and circumferential cracking at wall-thinned area. In addition, parametric finite element analysis including various wall-thinning geometries, locations, and pipe geometries was conducted and the wall-thinning geometries that initiate circumferential crack were determined by applying the criterion to the results of parametric analysis. It showed that the circumferential crack occurs at wall-thinning defect, which has a deep, wide, and short geometry. Also, it is indicated that the pipe elbows with larger radius to thickness ratio are more susceptible to circumferential cracking at wall-thinned area.
We diagnosed the defect using the data obtained from the nuclear power plant simulator. In this paper, we diagnosed faults in the nuclear power plant system for discovery instead of the traditional single-component or device unit. We created the six fault scenarios and used a fault simulator to obtain the fault data. It was extracted pattern from acquired failure data. Neural network model was trained and simple pattern matching algorithm was applied. We presented a simulation result and confirmed that the applied algorithm works correctly.
In this study, an application of crack morphology variables in the Leak-Before-Break(LBB) evaluation for nuclear piping systems is investigated, including influences on the leakage crack size and crack instability loads. The crack surface roughness and the number of flow turns as a function of the crack opening displacement are applied to LBB evaluations for KSNP pressurizer surge line, for which fatigue and stress corrosion cracking are considered as failure mechanisms. As a result, there would be a significant impact on safety margins to acceptance criteria for the surge line if crack morphology variables are applied additionally to the current regulatory guide without re-analyses for justification of safety factors being applied on the leakage crack size and piping loads for evaluations.
The RCP is one of the main components in nuclear power plants and plays an important role in circulating coolant to the RCS system. Currently, nuclear plants are monitored using various monitoring systems. However, since they operate independently according to their functional purpose, it is not able to analyze vibration and operation/performance information comprehensively, and thus failure diagnosis accuracy is limited. In addition, these systems do not provide some important information (such as fault type, parts and cause) necessary for emergency actions, but provide only alarm information. To improve these technical problems, this study proposes a diagnosis technique (M/L, Rule-based model, Data-driven model, Narrow band model) and methodology for comprehensive analysis.
Failure of a pipeline due to local wall thinning is getting more attention in the nuclear power plant industry. Although guidelines such as ANSI/ASME B31G and ASME Code Case N597 are still useful fer assessing the integrity of a wall thinned pipeline, there are some limitations in these guidelines. For instance, these guidelines consider only pressure loading and thus neglect bending loading. However, most Pipelines in nuclear power plants are subjected to internal pressure and bending moment due to dead-weight loads and seismic loads. Therefore, an assessment procedure for locally wall thinned pipeline subjected to combined loading is needed. In this paper, three-dimensional finite element(FE) analyses were performed to simulate full-scale pipe tests conducted for various shapes of wall thinned area under internal pressure and bending moment. Maximum moments based on true ultimate stress(${\alpha}$$\sub$u,t/) were obtained from FE results to predict the failure of the pipe. These results were compared with test results, which showed good agreement. Additional finite element analyses were performed to investigate the effect of key parameters, such as wall thinned depth, wall thinned angle and wall thinned length, on maximum moment. Also, the effect of internal pressure on maximum moment was investigated. Change of internal pressure did not show significant effect on the maximum moment.
In this study, to evaluate conservatism of various fatigue life evaluation procedures, fatigue tests were conducted using compact tension (CT) specimens with a round notch, made of A516 Gr.70 carbon steel and A240 TP304 stainless steel, under load-controlled cyclic condition. Experimental fatigue failure cycles were measured and compared with predicted fatigue lives using two different life evaluation methods; (1) Design-By-Analysis (DBA) procedure given in ASME B&PV Code, Sec. III, Div. 1, Subsec. NB-3200 and (2) structural stress-based approach provided in ASME B&PV Code, Sec. VIII, Div. 2, Part 5. To predict fatigue failure cycles, three-dimensional elastic finite element analysis was conducted. Fatigue lives were predicted by both design fatigue curve given in ASME B&PV Code, Sec. III, Div. 1, Appendices and best-fit fatigue curve suggested in NUREG/CR-6815 for the DBA procedure. Finally, fatigue lives evaluated by various methods were compared with test results, and then conservatism between each evaluation procedure was discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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