Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.12
no.4
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pp.261-271
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2002
The fluid-elastic instability analysis of the U-tube bundle inside the steam generator is very important not only for detailed design stage of the SG but also for the change of operating condition of the nuclear powerplant. However the calculation procedure for the fluid-elastic instability was so complicated that the consolidated computer program has not been developed until now. In this study, the numerical calculation procedure and the computer program to obtain the stability ratio were developed. The thermal-hydraulic data in the region of secondary side of steam generator was obtained from executing the ATHOS3 code. The distribution of the fluid density can be calculated by using the void fraction, enthalpy, and operating pressure. The effective mass distribution along the U-tube was required to calculate natural frequency and dynamic mode shape using the ANSYS ver. 5.6 code. Finally, stability ratios for selected tubes of the CE type steam generator were computed. We considered the YGN 3.4 nuclear powerplant as the model plant, and stability ratios were investigated at the flow exit region of the U-tube. From our results, stability ratios at the central and the outside region of the tube bundle are much higher than those of other region.
Cho, Nam Cheoul;Kang, Yong Suk;Kim, Heung Nam;Lee, Kuk-Hee
Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping
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v.10
no.1
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pp.7-14
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2014
There has been extensive experience associated with the operation of SGs wherein it was believed, based on NDE, that throughwall tube indications were present within the tubesheet. The installation of the SG tubes usually involves the development of a short interference fit, referred to as the tack expansion, at the bottom of the tubesheet. The tack expansion was usually effected by a hard rolling process and thereafter, in most instance, by the expansion of a urethane plug inserted into the tube end and compressed in the axial direction. The rolling process by its very nature is considered to be intensive with regard to metalworking at the inside surface of the tube and would be expected to lead to higher residual surface stresses. Alternate repair criteria(ARC) in the tack expansion area have been developed and applied to nuclear power plants in USA, however domestic nuclear power plants have not applied ARC for tubes in tubeheet area yet. In consideration of the degradation characteristics of tubes in the Steam Generator tubesheet, this paper suggests ARC application for tubes in the steam generator tubesheet of the domestic nuclear power plants in order to assure life time of the steam generator as well as nuclear power plants.
본 논문에서는 전자기 유한요소 해석을 통하여 원전 증기 발생기(SG, Steam Generator) 세관의 결함 변화에 따른 배열와전류프로브의 와전류탐상 특성을 해석하였다. 프로브의 전자기적 특성을 위해 맥스웰 방정식을 이용하여 지배방정식을 유도하였고, 이를 3차원 전자기 유한요소법을 이용하여 문제를 해석하였다. 해석을 위한 선정한 결함은 프로브의 특성파악을 위한 표준시험편과 원전 SG세관에 발생 가능한 결함인 Pitting, SCC, Wear, Multi SCC 결함을 선정하였다. 해석 대상으로는 원자력발전소 증기발생기 세관으로 사용되고 있는 Inconel 600 도체관을 사용하였다. 본 논문으로 통하여 결함의 형상, 크기, 시험주파수의 변화에 따른 탐상신호의 변화를 확인할 수 있었다. 본 논문의 결과는 배열와전류프로브의 와전류탐상 신호 평가시 도움이 될 것이다.
The present article is concerned with the application of an electrochemical noise (EN) monitoring technique to analyze the initiation and propagation of Pb-assisted stress corrosion cracking (SCC) of an Alloy 600 material in a simulated environment of a steam generator (SG) sludge pile at high temperatures. A typical increase of electrochemical current noise (ECN) and electrochemical potential noise (EPN) was frequently recorded from the EN measurement in a caustic solution with such impurities as PbO and CuO, indicating that there are localized corrosion events occurring. With the aid of microscopic and spectral analyses, the EN data involving information on such stochastic processes as uniform corrosion and the initiation and propagation of SCC, were analyzed based on a stochastic theory.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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2001.06a
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pp.115-121
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2001
The wear test has been performed to evaluate the wear mechanism of steam generator (SG) tube materials against ferritic stainless steel in water environment. The wear rates of SG tube materials depend on the change of mechanical properties between contact surfaces during wear test. From the subsurface hardness test, Inconel 690 is more work-hardened than Inconel 600 even though these materials have similar hardness values before the wear test. Main cause is due to the difference of stacking fault energy with the chromium content. In water environment, wear mechanism is closely related with the continuous formation and fracture of deformation layers at the contact surfaces.
It was discovered in a Korean PWR that an extensive number of very short and shallow cracks in the SG tubes were undetectable by eddy current in-service-inspection because of the masking effect of sludge deposits. Axial stress corrosion cracks at the outside diameter of the steam generator tubes near the line contacts with the tube support plates are the major concern among the six identical Korean nuclear power plants having CE-type steam generators with Alloy 600 high temperature mill annealed tubes, HU3&4 and HB3~6. The tubes in HB3&4 have a less susceptible microstructure so that the onset of ODSCC was substantially delayed compared to HU3&4 whose tubes are most susceptible to ODSCC among the six units. The numbers of cracks detected by the eddy current inspection jumped drastically after the steam generators of HB4 were chemically cleaned. The purpose of the chemical cleaning was to mitigate stress corrosion cracking by removing the heavy sludge deposit, since a corrosive environment is formed in the occluded region under the sludge deposit. SGCC also enhances the detection capability of the eddy current inspection at the same time. Measurement of the size of each crack using the motorized rotating pancake coil probe indicated that the cracks in HB4 were shorter and substantially shallower than the cracks in HU3&4. It is believed that the cracks were shorter and shallower because the microstructure of the tubes in HB4 is less susceptible to ODSCC. It was readily understood from the size distribution of the cracks and the quantitative information available on the probability of detection that most cracks in HB4 had been undetected until the steam generators were chemically cleaned.
Various types of integrated steam generators, which integrate IHTS and a steam generator into a single unit of equipment for an LMR, were analyzed using an analytic solution with some simplification. The analysis showed that the undesirable reversed heat transfer, of which occurrence was previously observed only in an integrated single-region bundle type, can also occur in an integrated double-region bundle type. The mechanism of the reversed heat transfer occurrence in the double-region type is explained and it is shown the mechanism in the double-region type is completely different from that in the single-region type. Based on this finding, a method for preventing the aforementioned heat transfer is suggested. The performance of the four types of the integrated steam generators is assessed. For this assessment, a SG is actually designed for each type and the optimization in the geometric parameters and flow rate are optimized.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.21
no.5
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pp.518-525
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2001
As steam generator (SG) tubes have aged, new and subtle flaws have appeared. Most of them start growing from outside the tubes. Since signals from outer diameter (OD) defects are very weak compared to those from inner diameter (ID) defects in the conventional eddy current testing due to skin effect, this paper studies the feasibility of using remote field eddy current (RFEC) technique, which has shown equal sensitivity to ID and OD defects in the ferromagnetic pipe inspection. Finite element modeling studies show that the operating frequency needs to be increased up to a few hundred kHz in order for RFEC effects to occur in the nonmagnetic SG tube. The proper distance between exciter and sensor coils is also found to be about 1.5 OD, which is half the distance used in the ferromagnetic pipe inspection. Defect signals obtained by the designed RFEC probe show equal sensitivity to ID and OD defects and the existence of linear relationship between defect depth and phase signal strength. These results tell us that RFEC inspection is feasible even in nonmagnetic steam generator tubes.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.27
no.5
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pp.383-392
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2007
In this paper, we study the prediction of depth and width of a defect in steam generator tube in nuclear power plant using neural network. To this end, we first generate eddy current testing (ECT) signals for 4 defect patterns of SG tube: I-In type, I-Out type, V-In type, and V-Out type. In particular, we generate 400 ECT signals for various widths and depths for each defect type by the numerical analysis program based on finite element modeling. From those generated ECT signals, we extract new feature vectors for the prediction of defect size, which include the angle between the two points where the maximum impedance and half the maximum impedance are achieved. Using the extracted feature vector, multi-layer perceptron with one hidden layer is used to predict the size of defects. Through the computer simulation study, it is shown that the proposed method achieves decent prediction performance in terms of maximum error and mean absolute percentage error (MAPE).
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.29
no.1
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pp.27-35
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2009
In this paper, we study the classification of steam generator tube defects using an improved feature extraction. We consider 4 axisymmetric defect patterns of tube: I-In type, I-Out type, V-In type, and V-Out type. Through numerical analysis program based on finite element modeling, 400 ECT signals are generated by varying width and depth of each defect type. From those generated ECT signals, we propose new feature vectors that include an angle between the two points where the Maximum impedance and half the Maximum impedance, and angles between Maximum impedance point and 10%, 20%, 30%, 40% of Maximum impedance points. Also, multi-layer perceptron with one hidden layer is used to classify the defect patterns. Through the computer simulation study, it is shown that the proposed method achieves an improved defect classification performance in terms of Maximum Error and mean square Error.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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