안전관련열교환기의성능관리 방안및적용 Leading Tomorrow, NETEC I. 개요 미국NRC...

Leading Tomorrow, NETEC

안전관련 열교환기의 성능관리방안 및 적용

2009. 4. 6

한수원(주) 원자력발전기술원

제 14회 원자력안전기술 정보회의

발표자: 원세열

Leading Tomorrow, NETEC2

목 차

개요I

열교환기 성능평가 방법론 개발II

열교환기 현황III

판정기준 설정Ⅳ

성능시험절차서 개발 및 시험결과Ⅴ

결론 및 향후 계획Ⅵ


I. 개 요

미국 NRC GL 89-13 및 EPRI NP-7552S

모든 안전관련 열교환기에 대하여 성능시험 수행 요구

NUREG-1801 및 KINS 계속운전 심사지침서

밀폐/개방형 냉각수 순환계통의 열교환기에 대한 열성능 관리 요구

현황

잔열제거(정지냉각) 및 기기냉각수 열교환기만 성능점검 수행

기존 절차서의 문제점

시험주기결정의 부정확, 일부 계산식 오류, 성능점검 시점 및

판정기준 부적절

주기적안전성평가(PSR) 및 고리1호기 계속운전 후속조치 이행

PSR : 고리3,4호기, 영광1,2호기, 영광3,4호기, 울진1,2호기

월성2호기

계속운전 : 고리1호기


II. 성능평가 방법론 개발 (1)

열교환기 성능평가 방법론

최적성능평가 방법 선정성능시험이 발전소 운전에 영향 최소화

시험조건 임의 선정가능 방법

열전달 시험방법론

시험조건을 설정

시험조건에서 열교환기의 온도 및 유량을 측정

측정자료를 바탕으로 오염저항(Fouling Resistance)을 평가함

오염저항값을 사용하여 제한조건에서의 열교환기 열전달 성능 계산

성능 평가 방법 및 제한요소 (근거 : EPRI TR-107397)

기능시험방법 (Functional Test Method) 시험조건의 온도, 유량은 제한조건의 온도, 유량과 일치

열전달시험방법열전달시험방법 (Heat Transfer Test Method)(Heat Transfer Test Method) 상변화상변화, , 층층//난류영역난류영역 변화가변화가 없는없는 한한 시험조건의시험조건의 제한은제한은 없음없음

온도유효성시험방법 (Temp. Effectiveness Test Method) 시험조건의 유량은 제한조건의유량과 일치

온도차감시방법 (Temp. Difference Monitoring Method)

정성적인 평가방법으로 보조적인 방법임압력손실감시방법 (Pressure Loss Monitoring Method)

육안검사방법 (Visual Inspection Method)



기존 방법론과 비교

주요항목 기존 평가방법 현 평가방법 비고

성능시험변수- 동체 및 전열관 측의 입구/출구온도, 유량

- 동체 및 전열관 측의 입구/출구온도, 유량 동일함

측정횟수 - 1회 또는 3회 - 14회 불확실도 평가관련

주요계산식

시험조건

- 열부하, Q = M*Cp*ΔT- 열전달계수, U = Q/(A*F*LMTD)

- 오염계수, Rf = 1/ Utest - Aeff/Ao/hs –

Rw - Aeff/Ai/ht오염계수추가

제한조건

- 고려하지 않음

- 제한조건의 입구온도 및 유량- 제한조건의 출구온도 : Iteration으로 최적 출구온도산정- 열전달계수, U = 1 / (Aeff/Ao/hs +Rf + Rw + Aeff/Ai/ht)

- 열전달량, Q = U*A*F*LMTD

설계조건에서의성능평가

사용기간증가에따른 성능추이분석

불확실도 - 고려하지 않음

- 측정데이터[유량,온도]의 평균값, 분산- 계측기기의 불확실도- 측정데이터 의 불확실도- 민감도 분석- 최종 불확실도, Qu

최종 열전달량, QfQf = Q- Qu

판정기준 -열전달량, 열전달계수 - 열전달량, 열전달계수, 오염계수 오염계수추가


열전달시험방법에 의한 열교환기 성능평가 흐름도(1)열전달시험방법에열전달시험방법에 의한의한 열교환기열교환기 성능평가성능평가 흐름도흐름도(1)(1)

Optimized ?

열교환기성능평가과정열교환기성능평가과정

시험조건에서의 Fouling Resistance시험조건에서의 Fouling Resistance

시험조건의데이터시험조건의데이터

열전달계수계산열전달계수계산

1. 시험데이터입력2. 시험조건에서의유체물성치(밀도, 점도, 열전도도, 비열)3. 시험조건에서의질량유량계산(동체측)4. 시험조건에서의질량유량계산(전열관측)5. 유효평균온도차및수정계수계산 [EMTD, F]6. 시험조건에서의열전달계수계산

1. 셀측열전달계수계산 by Delaware Method2. 튜브측열전달계수계산 by Petukhov-Kirllov Correlation

Fouling Resistance = 1 / 시험열전달율 -셀측저항 -튜브측벽저항 -튜브측저항

•성능시험절차서

•성능시험수행-시험조건설정

•성능시험절차서

•성능시험수행-시험조건설정



제한조건에서의데이터제한조건에서의데이터

반복계산반복계산

제한조건에서의출구온도계산제한조건에서의출구온도계산

제한조건에서의유체물성치제한조건에서의유체물성치

유효평균온도차및수정계수계산유효평균온도차및수정계수계산

-셀측물성치: 평균온도, 밀도, 동점성계수, 열전도도, 비열-튜브측물성치: 평균온도, 밀도, 동점성계수, 열전도도, 비열

-셀측출구온도: 입구온도 -열전달율 / [질량유량×비열]-튜브측출구온도: 입구온도 + 열전달율 / [질량유량×비열]

열전달율[Q1] -제한조건의요구열전달율

1. 제한조건에서의데이터2. 한계조건에서의질량유량계산

- EMTD = F[P, R]×LMTD-수정계수: F[P, R]

•제한조건설정

•판정기준설정

•제한조건설정

•판정기준설정




Yes

No

1. 셀측열전달계수계산 by Delaware Method2. 튜브측열전달계수계산 by Petukhov-Kirllov Correlation

-전열전달계수[Overall Heat Transfer]전열전달계수 = 1 / [셀측저항 + 벽측저항 + 튜브측저항 + 오염계수

-열전달율[Q2]열전달율 = 전열전달계수×유효면적×EMTD

- [열전달율[Q2] -열전달율[Q1] < 0.001×열전달율[Q1]

-열평형오차[HBE,%]열평형오차 = (Qh - Qc)/Qc×100

-열평형불확실도[UHBE]

-온도증분: 0.01-유량증분: 0.035 × 유량측정치-민감도계수 = 증분에따른열전달율 / 증분량

열전달계수계산열전달계수계산

제한조건에서의열전달율계산제한조건에서의열전달율계산

열평형평가열평형평가

민감도계수평가민감도계수평가

Q1←Q1+0.1×(Q2-Q1)

동체측 유량, 입구 및 출구온도 각각 1회 반복 계산전열관측 유량, 입구 및 출구온도 각각 1회 반복 계산




Acceptance 여부평가(열전달량, 열전달계수, 오염계수)

Acceptance 여부평가(열전달량, 열전달계수, 오염계수)

최종성능평가결과≤판정기준최종성능평가결과≤판정기준

Jt=0.7 및 Jt=0.4 일때반복계산

불활실도계수계산불활실도계수계산

최종열전달량계산최종열전달량계산

-편향불확실도, BE편향불확실도 = 유량·온도계측기기불확실도×민감도계수 / 열전달율[Q1]

- Precision 불확실도, PE Precision 불확실도 = 표준편차 ×민감도계수/열전달율[Q1]

∑ ∑ ×++= 222 )179.2( - PEBsysBE불확실도최종

-최종열전달량 = 한계조건에서의열전달량× (1-최종불확실도 / 100)-최종열전달계수 = 최종열전달량/(유효면적×EMTD)

-보정계수차이에의한불확실도, Bsys

0.4)Q(Jt0.4)Q(Jt-0.7)Q(Jt Bsys

===

=




성능평가 방법 분석 및 채택

▶ 열전달시험방법의성능평가과정 및 현장운전

데이터적용

▶ 불확실도 평가과정 및 적용

기본자료 분석

▶ 열교환기 기능 및운전조건분석

▶ 열전달시험방법적용을 위한 열교환기 변수 분석

▶ 제한조건 분석

▶ 판정기준 분석 및설정

▶ 성능데이터 측정을 위한 계측기기 분석

설계여유도 분석

▶ 계통여유도 분석

▶ 제작여유도 분석

▶ 관막음여유도 분석

자료수집

▶ 최종안전성 분석보고서 (FSAR)

▶ 설계사양서 Data Sheet

▶ P&ID

▶ Vendor 열정산 Sheet

▶ Vendor 도면 등

▶ 현장 성능점검 절차서

▶ 운전 데이터 및 성능평가 보고서 (기존)

▶ 현장 계통운전절차서

▶ 기술문서 (TEMA, EPRI 자료, Handbook)

▶ 현장의 열교환기운전 현황및 데이터취득

III. 열교환기 현황 (1)


호기 종류열교환기 Type

A B C D E F G H I

고리 1 7 재생 유출 - SFPC - RHR CCW 밀봉수 과잉유출

고리 2 9 재생 유출 유출재열 SFPC RCDT RHR CCW 밀봉수 과잉유출

고리 3,4 9 재생 유출 유출재열 SFPC RCDT RHR CCW 밀봉수 과잉유출

영광 1,2 9 재생 유출 유출재열 SFPC RCDT RHR CCW 밀봉수 과잉유출

영광 3,4 5 재생 유출 - SFPC - 정지냉각 CCW - -

영광 5,6 5 재생 유출 - SFPC - 정지냉각 CCW - -

울진 1,2 7 재생 유출 - SFPC - RHR CCW 밀봉수 예비유출

울진 3,4 5 재생 유출 - SFPC - 정지냉각 CCW - -

울진 5,6 5 재생 유출 - SFPC - 정지냉각 CCW - -

호기 종류열교환기 Type

J K L M N F

월성 1 5 감속재 감속재정화 탈기냉각SFPC

(CANDU)정화냉각 -

월성 2 6 감속재 감속재정화 탈기냉각SFPC

(CANDU)정화냉각 정지냉각

월성 3,4 6 감속재 감속재정화 탈기냉각SFPC

(CANDU)정화냉각 정지냉각


대상 열교환기(총 78종 129개 열교환기)


변 수 단위 고리1호기 고리2호기 고리3,4호기

전열관측 유체 물 물 물

동체측 유체 물 물 물

유로 수 (동체/전열관) 3 (1 / 2) 2 (1 / 1) 2 (1 / 1)

전열관 수, Nt 252 254 254

전열관 외경, do inch 0.5 0.375 0.375

전열관 두께, Th inch 0.083 0.065 0.065

전열관 내경, di inch 0.334 0.245 0.245

유효전열관길이, Leff ft 7.4575 13.835 13.84

전열관 Pitch, p inch 0.625 0.53125 0.53125

동체측 내경, Di inch 7.75 7.189 7.189

유효면적, Aeff ft² 246 345 345

전열관 재질SA213

TP306

SA213

TP304

SA213

TP304

전열관 열전도도, Kw Btu/hr-ft-℉ 8.6 8.6 8.6

Baffle 간격, Ls inch 4.875 5.875 5.875

동체측 오염계수, Rs hr-ft-℉/Btu 0.0003 0.0003 0.0003

전열관측 오염계수, Rt hr-ft-℉/Btu 0.0003 0.0003 0.0003

고리 1호기개략도

고리 2 및고리 3,4호기개략도

재 생 열교환기 변수

고리 1호기다중동체 열교환기로써 3개가 평행하게 배치

1-2 Pass의 U형 전열관을 가지는 열교환기

고리 2호기 2개의 동체가 평형하게 배치

1-1 Pass의 열교환기고리 3,4호기



1. 계통여유도 평가

계통여유도 평가방법

▶ FSAR 및 설계사양서 Data Sheet의 설계 총괄열전달량을 기준으로 평가

- Q(FSAR) : FSAR의 설계 총괄열전달량, BTU/hr

- Q(DS) : 설계사양서 Data Sheet의 설계 총괄열전달량, BTU/hr

IV. 판정기준 설정 (1)

100Q(FSAR)

Q(FSAR)-Q(DS)계통여유도(%) ×=

여유도 평가

계통 여유도 평가

제작 여유도 평가

관막음 여유도 평가


1. 계통여유도 평가(계속)

계통여유도 평가결과 고리 1호기 고리 2호기 고리 3,4호기

유출

설계사양서 Heat Load(BTU/hr) 10.2 x 106 16.0 x 106 16.0 x 106

FSAR Heat Load(BTU/hr) 10.2 x 106 16.1 x 106 16.0 x 106

계통여유도, % 0.0 0.0 0.0

사용후

연료저장조



계통여유도, % 0.0 0.0 0.0

잔열제거



계통여유도, % 0.0 0.0 0.0

기기냉각수



계통여유도, % 0.0 0.0 0.0



1. 계통여유도 평가(계속)

계통여유도 평가결과 고리 1호기 고리 2호기 고리 3,4호기

밀봉수



계통여유도, % 0.0 0.0 0.0

과잉유출



계통여유도, % 4.03 0.0 0.0

유출재열

설계사양서 Heat Load(BTU/hr) N/A 1.49 x 106 1.49 x 106

FSAR Heat Load(BTU/hr) N/A 1.49 x 106 1.49 x 106

계통여유도, % N/A 0.0 0.0

원자로

냉각재배수

설계사양서 Heat Load(BTU/hr) N/A 2.23 x 106 2.6 x 106

FSAR Heat Load(BTU/hr) N/A - -

계통여유도, % N/A 0.0(주) 0.0(주)

주 : FSAR 자료가없으므로계통여유도는없다고가정함.



2. 제작여유도 평가

제작여유도 평가방법

▶평가 방법

○ 방법 1 : Data Sheet와 Vendor Data Sheet의 설계 총괄열전달량 차이 비교

- Q(DS) : 설계사양서 Data Sheet의 설계 총괄열전달량, BTU/hr

- Q(Vendor) : Vendor Data Sheet의 설계 총괄열전달량, BTU/hr

○ 방법 2 : Vendor의 설계자료인 Vendor Data Sheet의 유효열전달면적과 도면의 전열관수,

길이 및 외경으로부터 계산된 열전달면적을 비교

- Aeff : Vendor Data Sheet의 유효열전달면적,

- Adwg : 도면에서 구한 열전달면적( )

- Nt : 전열관 수

- do : 전열관 외경, ft

- Ltube : 전열관 길이

100Q(DS)

Q(DS)- Q(Vendor)% 제작여유도(DS) ×=

100Aeff

Aeff- Adwg 제작여유도(%) ×=

LtubedoNt ×××= π Adwg


LtubedoNt ×××= π Adwg


2. 제작여유도 평가 (방법1)

제작여유도 평가결과 고리 1호기 고리 2호기 고리 3,4호기

유출

설계 총괄열전달량, Q(DS) 10.2 x 106 16.0 x 106 16.0 x 106

설계총괄열전달량, Q(Vendor) 10.2 x 106 15.9 x 106 15.9 x 106

제작여유도(DS) 0.0 % 0.0 % 0.0 %

사용후

연료저장조

설계 총괄열전달량, Q(DS) 6.29 x 106 11.97 x 106 48.3 x 106

설계총괄열전달량, Q(Vendor) - 11.97 x 106 48.3 x 106

제작여유도(DS) 0.0 % 0.0 % 0.0 %

잔열제거

설계 총괄열전달량, Q(DS) 18.8 x 106 23.3 x 106 31.2 x 106

설계총괄열전달량, Q(Vendor) 18.9 x 106 24.1 x 106 31.11 x 106

제작여유도(DS) 0.0 % 3.28 % 0.0 %

기기냉각수

설계 총괄열전달량, Q(DS) 18.6 x 106 54.7 x 106 70.0 x 106

설계총괄열전달량, Q(Vendor) - 54.7 x 106 70.5 x 106

제작여유도(DS) 0.0 % 0.0 % 0.0 %



2. 제작여유도 평가(방법2)

제작여유도 평가결과 고리 1호기 고리 2호기 고리 3,4호기

유출

열전달면적(Vendor), Aeff 293 ft2 780 ft2 780 ft2

열전달면적(도면), Adwg 290 ft2 778 ft2 778 ft2

제작 여유도(도면), % 0.0 % 0.0 % 0.0 %

사용후

연료저장조

열전달면적(Vendor), Aeff - 1,310 ft2 5,397 ft2

열전달면적(도면), Adwg - 1,374 ft2 5,444 ft2

제작 여유도(도면), % - 4.87 % 0.9 %

잔열제거

열전달면적(Vendor), Aeff 1,700 ft2 2,598 ft2 5,300 ft2

열전달면적(도면), Adwg 1,700 ft2 2,603 ft2 5,305 ft2

제작 여유도(도면), % 0.0 % 0.0 % 0.0 %

기기냉각수

열전달면적(Vendor), Aeff - 21,980 ft2 30,131 ft2

열전달면적(도면), Adwg 6,491.2 ft2 21,991 ft2 30,342 ft2

제작 여유도(도면), % 0.0 % 0.0 % 0.7 %



3. 관막음 여유도 평가

관막음여유도

▶관막음 여유도 평가 방법

○ 기본 변수 계산

- 관막음율에 따른 유효한 열전달면적 및 유로 단면적 계산

- 튜브열저항, 전열관측 및 동체측 유로면적, 전열관 내외부 면적

○ 동체측 및 전열관측 열전달계수(Film Heat Transfer Coefficient)

○ 오염계수값 계산(Limiting Condition에서 계산됨)

○ 열전달계수(U) 산출식에 면적 및 오염계수값 적용

- 1 / U = Aeff / Ao / hs + Rw + Aeff /Ai / ht + Rf

○ 재평가된 설계값(열전달계수값)과 관막음시 계산된 열전달계수값의 비교



3. 관막음 여유도 평가 (계속)

열교환기명 변수 단위 고리1호기 고리2호기 고리3,4호기

재생 열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 247.25 (227.87) 362.57 (336.02) 362.45 (335.96)

유출 열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 160.78 (148.06) 184.19 (168.93) 184.19 (168.99)

잔열제거 열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 404.72 (371.19) 399.37 (367.06) 368.4 (337.64)

기기냉각수 열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 184.17 (192.24) 314.66 (287.82) 218.76 (199.82)

밀봉수 열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 271.51 (253.31) 301.1 (278.96) 301.1 (278.96)

과잉유출 열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 327.43 (304.22) 340.96 (316.17) 340.96 (316.17)

사용후연료저장조 열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 154.33 (162.80) 329.14 (301.19) 317.42 (293.45)

유출재열 열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ N/A 430.05 (397.89) 430.05 (397.89)

원자로냉각재배수 열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ N/A 350.83 (322.06) 306.76 (281.68)

▶ 관막음이 5%에 따른 열전달계수

( ) : 판정기준



4. 판정기준 설정

판정기준 설정

▶ 판정 기준 : 제한조건(Limiting Condition)에서 열교환기의 계통안전요건

만족여부를 확인하는 기준

- 제한조건으로 사용할 수 있는 기술기준 문서

: EPRI -107397

: 기술사양서(Technical Specification)

: 최종안전성분석보고서(Final Safety Analysis Reports)

: 설계기준사고분석 및 다른 계통수행요건에 대한 기술평가

: 관련 시험 허용기준 또는 시험 자료



4. 판정기준 설정(계속)

판정기준 설정 방법

- Ao : 전열관 외부 총면적

- Ai : 전열관 내부 총면적

- Aw : 전열관 총 벽면적

- F : 보정계수 (TEMA Figure T-3.2)

- hs : 제한조건 유량 및 온도 기준 동체측 열전달계수

- ht : 제한조건 유량 및 온도 기준 전열관측 열전달계수

- Rw : 전열관 열전도도

Sheet)Data (Vendor 총괄열전달량 설계0.9열전달량 ×=

LMTD)F(A

Sheet)Data ndor 총괄열전달량(Ve 설계0.9

가) 총괄열전달계수(재평 설계0.9 열전달계수

0 ×××

=

×=

Rw)/ht/AA/h/A(ALMTD))F 총괄열전달량/(A (설계

1

Uclean

1

Uservice

1 오염계수

ieffsOeff

O

++−××

=

−=



4. 판정기준 평가(계속)

열교환기명 변수 단위 고리1호기 고리2호기 고리3,4호기

재생열교환기

열전달량 BTU/hr 4,878,000 1,0161,000 1,0161,000

열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 227.871 336.042 335.916

오염저항 hr·ft2·℉/BTU 0.001213 0.0004263 0.0004278

유출열교환기

열전달량 BTU/hr 3,060,000 5,877,000 5,877,000

열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 148.059 168.993 168.99

오염저항 hr·ft2·℉/BTU 0.003304 0.003115 0.003115

잔열제거

열교환기

열전달량 BTU/hr 17,010,000 21,681,000 27,999,000

열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 371.187 367.056 337.635

오염저항 hr·ft2·℉/BTU 0.001048 0.001008 0.001258

기기냉각수

열교환기

열전달량 BTU/hr 16,740,000 49,239,000 63,450,000

열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 192.24 287.802 199.872

오염저항 hr·ft2·℉/BTU 0.001769 0.001897 0.003021

밀봉수

열교환기

열전달량 BTU/hr 553,500 2,164,860 2,160,000

열전달계수 BTU/hr·ft2·℉ 253.305 278.964 278.964

오염저항 hr·ft2·℉/BTU 0.001639 0.0009574 0.0009574


Leading Tomorrow, NETEC

주요 신규 사항

성능평가성능평가 과정과정 열전달시험방법론 사용

시험데이터시험데이터 취득취득 횟수횟수 1회/분씩 14회 → 경향성이 적은 데이터 2개 제외하고 12개의 데이터를 선정

불확실도불확실도 평가평가 민감도분석을 통해 최종 불확실도 계산

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1. 신규 성능관리 절차서 개발현황

V. 성능시험절차서 개발 및 시험결과 (1)

주요 보완 사항

시시 험험 주주 기기

[오염계수 기준으로계산식 설정]

rt,A: 허용기준 오염계수, ㎡․hr․℃/Kcal

rt,C: 평가시점의 오염계수, ㎡․hr․℃/Kcal

rt,1: 1회 평가시의 오염계수, ㎡․hr․℃/Kcal

rt,2: 1회 이후의 평균과 최종값 중큰 오염계수

Rt: 단위시간 당 오염률, ㎡․℃/Kcal

S.F.: 안전율(Safety Factor, 1.5) D : 실제 운전기간, hr

보정계수보정계수 TEMA 자료를 바탕으로 열교환기 Type에 맞는 도표를 이용하여 보정계수 적용

판정기준값판정기준값 설계 재평가를 통해얻어진 값을 기준으로 적용

오염계수오염계수 오염계수값을 판정기준으로 추가적용

2. 기존 성능관리 절차서 보완내용

760,8..,,

××−

=FSR

rrD

t

CtAtR

Drr

R ttt

1,2, −=


3. 열교환기 성능평가 프로그램

FORTRAN 프로그램을 이용하여 코딩함

성능평가 과정은 성능평가 방법론의 흐름도와 일치

프로그램 주요변수

NCASE : LMTD 보정계수

NHX : 열교환기 종류

NHOGI : 대상 발전소 호기

NHX : 대상 열교환기 관막음

기타변수

열교환기 변수, 제한조건, 물성치, 열전달계수등은 프로그램에 기 입력됨



3. 열교환기 성능평가 프로그램 (계속)

밀봉수 열교환기 (예시)

HX Performance Testing.exe 실행





● 열교환기 및 해당 호기 선택 ● 열교환기 변수에서 취득한 온도 및

유량값 입력





● Calculation 클릭후 결과 취득



수행 발전소고리1,2호기(’08.11)

데이터 취득 방법

원격(실시간)취득 : 소내 전산시스템(PI) 이용

주제어실에서 실시간 취득

현장 취득

성능평가 결과

판정기준 대비 여유도

총괄열전달량 : 8-20%(고리1호기), 4-15%(고리2호기)

총괄열전달계수 : 17-40%(고리1호기), 10-27%(고리2호기)

오염저항 : 22-45%(고리1호기), 19-41%(고리2호기)

4. 열교환기 성능평가 시험 결과



1. 결론

요 약

▶열교환기 성능평가 방법론 개발

○ 정량적인 3 방법 및 정성적인 3 방법 등 성능평가 방법 비교 → 열전달시험방법 채택

○ 열교환기 성능평가 과정 및 불확실도 계산 과정 (EPRI TR-107397 Appendix C & G)

○ 열평형 평가(열평형 오차 vs 열평형 불확실도)

▶ 성능평가 판정기준 개발

○ 오염계수, 열전달량 및 총괄열전달계수의 3가지 변수를 판정기준으로 설정

○ 고리 1,2,3,4 및 월성1호기 안전관련 열교환기 총 30종에 대해 판정기준 설정

▶성능관리 절차서 개발

○ 최적의 열교환기 성능평가 방법 적용

○ 성능시험결과의 신뢰성여부 파악을 위한 불확실도 평가 실시

○ 기존 절차서의 보완 필요사항 반영 (시험주기, 보정계수, 취득 데이타횟수, 판정기준등)

VI. 결론 및 향후계획 (1)


1. 결론 (계속)

요 약

▶열교환기 성능평가 프로그램

○ FORTRAN 프로그램으로 코딩됨

○ 주요 열교환기 변수, 제한조건, 물성치, 열전달계수값은 기 입력됨

○ 주요 프로그램 변수

- 해당 호기, 해당 열교환기, 관막음 개수, 측정된 온도 및 유량값

○ 결과값

- 성능시험의 만족여부

- 판정기준(오염계수, 열전달계수, 열전달량) 대비 성능 여유도 분석결과 제시



1. 결론 (계속)

요 약

▶열교환기 성능시험 수행

○ 고리 1,2 호기 12종 총 16개의 열교환기에 성능시험 수행

○ 성능평가 결과 판정기준을 모두 만족

○ 시험주기를 결정하는 주요변수인 오염계수의 잉여여유도는 거의 20%를 초과함

○ 따라서 고리 1,2호기의 운전연수를 고려할 때 현장의 보수유지관리는 아주 양호함



2. 향후 계획

열교환기 성능관리

▶ 열교환기 성능평가 방법론 (판형) 개발

○대상 열교환기

- 울진1,2 및 울진5,6 호기 1차 기기냉각수 열교환기

○열교환기 성능평가 과정 및 불확실도 평가방법 개발

▶ 고리 2 ,3,4 및 월성 1호기

○성능관리절차서 작성완료, 성능시험 수행예정

▶ 영광 1-6 , 울진 1-6 및 월성 2-4호기

○ 판정기준 설정, 성능관리절차서 개발

○ 성능시험 수행



감사합니다.

Q & A

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