KR100558513B1 - Leak detection device for once-through steam generator by using of gas circulation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스순환에 의한 증기발생기 전열관의 누설검사장치에 관한 것으로, 그 목적은 최근에 다양하게 개발되고 있는 일체형원자로에 내장되는 관류식(직관형, 나선형) 증기발생기 및 열교환기의 전열관 누설을 손쉽게 전열관에 장착된 오리피스를 제거하지 않고 전열관의 방사능 누설을 감지할 수 있으며 직경이 매우 작은 전열관에 대해서도 적용이 가능한 방사능 누설감지 장치를 제공하는데 있다.The present invention relates to a leak inspection apparatus for a steam generator heat pipe by gas circulation, and its purpose is to prevent leakage of heat pipes of a flow-through (straight-type, spiral) steam generator and a heat exchanger built in an integrated reactor, which have been variously developed in recent years. It is to provide a radiation leakage detection device that can easily detect radiation leakage of a heat pipe without removing the orifice mounted on the heat pipe.
본 발명의 구성은 원자로에서 일차냉각재가 전열관 밖으로 흐르는 전열관에 대해 순환전가스저장탱크에 저장된 가스를 전열관에 공급하여 이차냉각재유로로 순환시켜 순환후가스저장탱크에 저장하되, 순환후가스저장탱크 전단에 방사능측정기를 설치하여 순환된 가스의 방사능을 측정토록 장치구성함으로써 원자로 운전 중에 핵연료의 손상과 확산에 의해 생성된 방사능물질, 일차냉각재에 접하고 있는 니켈합금으로부터 생성된 코발트, 그리고 일차냉각재의 용존산소 및 질소로부터 생성되는 N16등과 같이 원자로에서 일차냉각재에 생성될 수 있는 방사능 물질이 순환된 가스에 포함되는지 그 여부를 탐지하여 누설전열관을 찾아내도록 구성한 것을 특징으로 한다. The configuration of the present invention is to supply the gas stored in the pre-circulating gas storage tank to the heat transfer pipe for the heat transfer pipe flowing out of the heat transfer pipe in the reactor in the reactor to circulate to the secondary coolant flow passage to store in the after-gas storage tank, the end of the circulating gas storage tank A radiometer is installed in the unit to measure the radioactivity of the circulated gas. Radioactive material produced by damage and diffusion of nuclear fuel during reactor operation, cobalt produced from nickel alloy in contact with the primary coolant, and dissolved oxygen of the primary coolant. And detecting a leaky heat pipe by detecting whether or not the radioactive material generated in the primary coolant in the reactor is included in the circulated gas, such as N 16 generated from nitrogen.
일체형원자로, 관류식 증기발생기, 전열관, 누설검사장치, 가스순환 Integral reactor, perfusion steam generator, heat pipe, leak tester, gas circulation
Description
도 1은 본 발명 증기발생기의 전열관 누설검사장치의 계통구성도,1 is a system configuration diagram of a heat pipe leak inspection apparatus of the present invention steam generator,
도 2는 본 발명 증기발생기의 가스공급관과 전열관 연결부 설명도,2 is an explanatory view of the connection portion between the gas supply pipe and the heat transfer pipe of the steam generator according to the present invention;
도 3은 본 발명 모듈형 증기발생기의 전열관 누설검사장치 계통구성도,3 is a system configuration diagram of a heat pipe leak inspection apparatus of the present invention modular steam generator,
도 4는 본 발명 모듈형 증기발생기 누설검사장치의 보호덮개 설명도이다.4 is an explanatory view of a protective cover of the present invention modular steam generator leakage inspection device.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(1) : 순환전 가스저장탱크 (2) : 가스차단밸브 (1): Gas storage tank before circulation (2): Gas shutoff valve
(3) : 가스순환펌프 (4) : 압력계 (3): gas circulation pump (4): pressure gauge
(5) : 가스순환배관 (6) : 급수측 튜브시트 (5): Gas circulating piping (6): Water supply tube sheet
(7) : 가스공급관 연결장치 (8) : 전열관(7): Gas supply pipe connection device (8): Heat pipe
(9) : 증기측 튜브시트 (10) : 전열관 오리피스 (9): steam side tube sheet (10): heat pipe orifice
(11) : 벨로우즈 (12) : 방사능측정기 (11): Bellows (12): Radiometer
(13) : 순환후 가스저장탱크 (14) : 보호덮개(13): Gas storage tank after circulation (14): Protective cover
(15) : 모듈급수관 (16) : 모듈급수헤더 (15): Module water supply pipe (16): Module water supply header
(17) : 모듈증기헤더 (18) : 모듈증기관(17): module steam header (18): module steam engine
(19) : 원자로용기 (20) : 노심지지원통 (19): Reactor Vessel (20): Core Support Bin
(21) : 급수헤더 (22) : 증기헤더,(21): water supply header (22): steam header,
(23) : 일차냉각재유로 (24) : 증기발생기 용기 (23): Primary coolant flow path (24): Steam generator vessel
(25) : 밀봉링 (26) : 블라인드플랜지 (25): sealing ring (26): blind flange
(27) : 가스배관 연결플랜지(27): gas piping connection flange
본 발명은 가스순환에 의한 관류식 증기발생기의 누설검사장치에 관한 것으로, 자세하게는 좁은 원자로내 공간을 효율적으로 이용하기 위해서 일차냉각재가 전열관의 밖으로 흐르고 이차냉각재가 전열관의 안쪽을 흐르는 직관형과 나선형 전열관 형태를 가진 관류식 증기발생기 및 열교환기로 이루어진 원자로의 가동중검사(원자로 수명기간 중에 수행되는 검사)를 수행하기 위해 원자로를 정지(shutdown)시킨 후, 전열관의 파손여부를 조사토록 장치구성된 누설검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a leak tester for a perfusion type steam generator by gas circulation. Specifically, in order to efficiently use a narrow reactor space, a primary coolant flows out of a heat pipe and a secondary coolant flows inside a heat pipe. Leak test configured to inspect whether the heat pipe is broken after shutting down the reactor to perform the in-service test (inspection during the lifetime of the reactor) consisting of a perfusion steam generator and heat exchanger in the form of a heat pipe. Relates to a device.
현재까지 세계적으로 사용되고 있는 가압경수로에는 일차측이 전열관 내를 흐르고 이차측이 주로 전열관 밖을 흐르는 재순환식 U전열관형 증기발생기가 주로 사용되고 있다. In the pressurized water reactors used to date, the recirculating U heat exchanger type steam generator, in which the primary side flows in the heat pipe and the secondary side mainly flows out of the heat pipe, is used.
원자로에서 전열관은 방사능을 띈 일차냉각재와 방사능을 띄지 않은 이차냉 각재의 경계를 구성하므로 전열관의 검사는 엄격히 규정되고 있다. In nuclear reactors, heat pipes form a boundary between radioactive primary coolant and non-radioactive secondary coolant.
종래의 재순환식 U전열관형 증기발생기에서는 와전류 탐촉자를 전열관 튜브로 삽입하여 전열관의 결함을 조사하는 방법이 사용되고 있으며 부분적으로 초음파 탐상도 사용되고 있다. In the conventional recirculating U heat pipe type steam generator, a method of investigating defects of a heat pipe by inserting an eddy current probe into a heat pipe tube is used, and ultrasonic flaw detection is also partially used.
한편 최근에는 증기발생기와 같은 주기기를 원자로내에 장착하여 안전성을 획기적으로 향상시킨 일체형원자로가 개발되고 있는데, 일체형원자로에 사용되는 관류식 직관형 혹은 나선형 증기발생기의 경우 현재까지 상용으로 가동이 되고 있는 것이 없는 실정이므로 일체형원자로에 내장되는 증기발생기에 대한 가동중검사를 실증한 것은 없다. In recent years, integrated reactors have been developed that significantly improve safety by installing a cycler such as a steam generator. In the case of a perfusion type straight or spiral steam generator used in an integrated reactor, it has been commercially available until now. There is no evidence of in-service inspection of steam generators embedded in integral reactors.
종래의 와전류탐상법이나 초음파탐상법으로 일체형원자로에 내장되는 관류식 증기발생기의 전열관 누설여부를 검사하는 것은 다음과 같은 기술적 어려움이 있다. In the conventional eddy current inspection method or ultrasonic inspection method, there is a technical difficulty to check whether the heat exchanger tube leak of the perfusion type steam generator built in the integrated reactor.
먼저, 이차측이 전열관의 내부를 흐르는 관류식 증기발생기에서는 유동안정성을 위해 각 전열관에 매우 작은 유로를 갖는 오리피스를 설치해야 한다. First, in the flow-through steam generator in which the secondary side flows through the inside of the heat transfer pipe, an orifice having a very small flow path must be installed in each heat transfer pipe for quality during oil flow.
하지만 검사를 위해 이러한 전열관에 대해 기존의 와전류검사법이나 초음파검사를 위한 탐촉자를 전열관에 삽입하기 위해서는 오리피스를 제거해야 하므로 기술적으로 어려움이 있다. 그리고 나선형 전열관의 경우 와전류 탐촉자를 삽입하는 것이 매우 어렵다. 또한, 종래의 와전류탐촉자나 초음파탐촉자를 전열관에 넣기 위해서는 전열관의 내경이 일정한 크기 이상이어야 한다. However, there is a technical difficulty in that the orifice must be removed to insert the transducer for the heating tube for the conventional eddy current test or the ultrasonic test for the heating tube for the inspection. And it is very difficult to insert eddy current transducer in the case of spiral heat pipe. In addition, in order to put the conventional eddy current transducer or the ultrasonic transducer into the heat transfer tube, the inner diameter of the heat transfer tube should be equal to or greater than a certain size.
원자로가 가동하고 있는 동안 단순히 방사능의 누설을 측정하여 원전 전체계 통의 누설여부를 판단하는 기술은 상용로에 적용되고 있으나 원자로가 정지한 후에 일차냉각재에 포함된 방사능 물질의 반감기 기간 이내에 전열관의 누설여부 및 누설전열관의 위치를 정의하는 기술은 상용화되고 있지 못하다. While the reactor is in operation, the technology to determine the leakage of the whole nuclear power plant by simply measuring the leakage of radioactivity is applied to commercial reactors, but the leakage of the heat pipes within the half-life period of the radioactive material contained in the primary coolant after the reactor is stopped. Techniques for defining whether or not and the location of the leaky tube are not commercially available.
또한, Krypton-85와 같은 방사능가스를 압력용기에 채워서 누설을 검사하는 방법도 있으나 원자로에 장착된 증기발생기의 누설검사에는 적용할 수 없다. In addition, there is a method of checking leakage by filling a pressure vessel with a radioactive gas such as Krypton-85, but it is not applicable to leakage testing of steam generators mounted on a reactor.
이러한 방법은 방사능가스로 오염되기 쉬우므로 취급이 어려워 주로 소형이고 단품인 기밀용기의 누설검사에 사용된다.This method is difficult to handle because it is easy to be contaminated with radioactive gas, and is mainly used for leakage inspection of small and single airtight containers.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 원자로에 사용되는 관류식(직관형, 나선형) 증기발생기 및 열교환기의 전열관 누설을 손쉽게 전열관에 장착된 오리피스를 제거하지 않고 전열관의 방사능 누설을 감지할 수 있으며 직경이 매우 작은 전열관에 대해서도 적용이 가능한 방사능 누설감지 장치를 제공하는데 있다.
An object of the present invention for solving the above problems is to detect the radiation leakage of the heat pipe without removing the orifice mounted on the heat pipe easily flow-through leakage of the heat exchanger (perforated, spiral) steam generator and heat exchanger used in the reactor To provide a radiation leakage detection device that can be applied to heat pipes with a very small diameter.
상기 목적은 원자로의 가동중검사(즉, 원자로 수명기간 중에 수행되는 검사)를 수행할 때 원자로를 정지(shutdown)시킨 후, 인위적으로 가스를 순환시켜서 일차냉각재에 포함된 방사능 물질의 반감기 기간 이내에 전열관의 누설여부 및 누설전열관의 위치를 정의하는 장치를 제공함으로써 달성된다.The purpose is to shut down the reactor when performing an in-service inspection of the reactor (i.e., inspections carried out during the reactor lifetime) and then circulate the gas artificially to circulate the gas within the half-life period of the radioactive material contained in the primary coolant. By providing a device for defining whether or not to leak and the position of the leaked heat pipe.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 구성은 원자로에서 고온의 증기를 생산하는 관류식 증기발생기의 전열관 누설검사장치에 관한 것으로서 더 상세하게는 가스를 전열관내부로 순환시켜 전열관의 누설을 검사하는 장치로서 가스를 순환시키기 위한 기기와 방사능측정기로 구성된 장치로 구체적으로는 순환전의 가스를 저장하기 위한 순환전가스저장탱크(1)와 순환된 가스를 저장하는 순환후가스저장탱크(13), 순환된 가스의 방사능을 측정하는 방사능측정기(12)와 가스를 순환시키기 위한 가스순환배관(5) 및 가스공급관연결장치(7), 가스차단밸브(2) 및 압력계(4) 등으로 구성된 장치이다. The configuration of the present invention to achieve the object as described above and to solve the conventional drawbacks relates to a heat pipe leak inspection apparatus of a perfusion type steam generator for producing a high temperature steam in the reactor, and more specifically, Apparatus for circulating the inside of the heat pipe and inspecting the leakage of the heat pipe, consisting of a device for circulating the gas and a radiometer. Specifically, the pre-circulating gas storage tank (1) and the circulated gas for storing the gas before circulation After circulating
상기와 같이 구성된 장치를 이용하여 개별 전열관의 이차측 유로로 가스를 순환시킨 후 순환된 가스에 일차냉각재의 방사능물질 포함여부를 방사능측정기(12)로 측정하여 전열관의 누설여부를 식별하는 장치로, 이와 같은 본 발명의 장치는 전열관 밖으로 일차냉각재가 흐르고 전열관 안으로 이차냉각재가 순환되는 관류식 증기발생기의 전열관 누설검사에 적용이 가능하다. The device is configured to circulate the gas to the secondary side flow path of the individual heat pipe using the device configured as described above, and to measure the radioactive material included in the circulated gas by
또한 증기발생기가 하나의 압력용기로 분리된 경우뿐만 아니라 분리된 모듈로 구성되어 일체형원자로에 내장된 증기발생기에서 단위 모듈의 전열관 누설감지 및 증기를 사용하지 않는 열교환기의 전열관 누설감지도 가능한 장치이다.In addition, it is a device capable of detecting the leakage of the heat exchanger tube of the unit module and the leakage of the heat exchanger tube without using steam in the steam generator that is composed of the separated modules as well as the case where the steam generator is separated into one pressure vessel. .
원자로 일차냉각재에는 크게 세 가지 원인에 의해 방사능물질이 발생한다. There are three main sources of radioactive materials in reactor primary coolants.
첫째, 핵연료피복관의 손상이나 확산에 의해서 냉각재에 나오는 제논과 같은 방사능물질이 있다. First, there are radioactive materials, such as xenon, that appear in the coolant due to damage or diffusion of the fuel cladding.
둘째, 원자로 내부구조물에 많이 사용되는 인코넬 및 스테인레스 합금에 포함되어 있는 니켈(Ni)이 조사를 받아 생성되는 코발트(Co58, Co60)가 있다. 최근 개발 중인 일체형원자로에 내장된 증기발생기는 중성자조사에 의해 이차측에서 방사능물질이 생성되는 것을 방지하기 위해 티타늄합금으로 설계된다. Second, there is cobalt (Co 58 , Co 60 ) produced by irradiation of nickel (Ni) contained in inconel and stainless alloys, which are frequently used in reactor internal structures. The steam generator embedded in the integral reactor under development is designed with titanium alloy to prevent the generation of radioactive material on the secondary side by neutron irradiation.
셋째, 용존산소 혹은 질소가스로부터 생성되는 N16이 있다. 이중에서 N16은 반감기가 짧기 때문에 핵연료가 장전된 상태나 가동중인 경우에 검사매체로 사용할 수 있으며 코발트의 경우 반감기가 수 십일이므로 원자로 가동중 및 정지 후 수 십일 동안은 검사매체로 활용할 수 있다. Third, there is N 16 produced from dissolved oxygen or nitrogen gas. Among these, N 16 has a short half-life, so it can be used as a test medium when nuclear fuel is loaded or in operation. In the case of cobalt, it can be used as a test medium for several decades during the operation and shutdown of the reactor.
전열관의 안쪽으로 이차냉각재가 흐르는 경우에는 전열관에서 나온 이차냉각재의 방사능을 조사할 수 있지만 전열관 밖으로 이차냉각재가 흐르는 경우에는 누설 전열관을 찾아낼 수가 없다. If the secondary coolant flows inside the heat pipe, the radioactivity of the secondary coolant from the heat pipe can be investigated, but if the secondary coolant flows out of the heat pipe, the leaky heat pipe cannot be found.
기존의 상용원자로의 증기발생기처럼 전열관 밖으로 이차냉각재가 흐르는 경우에는 단순히 누설여부를 알아낼 수 있지만 누설 전열관을 찾아 낼 수는 없다.If the secondary coolant flows out of the heat pipe like conventional steam generators, it is possible to find out whether it is leaking, but cannot find the leaky heat pipe.
하지만 본 발명의 장치 구성을 이용하면 전열관에 미세한 누설이 있어 일차측 방사능 물질이 누출되는 경우, 각 전열관에 불활성 가스를 순환시켜 가스와 함께 누설된 방사능 물질이 순환되도록 하여 방사능 물질을 검출함으로써 각 전열관의 누설여부를 결정하고 누설 전열관을 찾아낼 수 있다. However, using the device configuration of the present invention, if there is a minute leakage in the heat pipes and the primary side radioactive material leaks, the inert gas is circulated in each heat pipe so that the leaked radioactive material circulates with the gas to detect the radioactive material. It is possible to determine whether or not to leak and find leaking heat pipes.
물론 아주 미세한 양의 방사능 물질이 가스와 함께 순환되어도 감지될 수 있다. Of course, even a very small amount of radioactive material can be detected if it circulates with the gas.
이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이차냉각재가 전열관의 안쪽을 흐르는 관류식 증기발생기의 전열관에 대해 누설검사를 수행하기 위한 발명으로서 그 구성은 도 1에 도시된 바와 같이 순환전의 가스를 저장하기 위한 순환전가스저장탱크(1)와 순환된 가스를 저장하는 순환후가스저장탱크(13), 순환된 가스의 방사능을 측정하는 방사능측정기(12)와 가스를 순환시키기 위한 가스순환배관(5) 및 가스공급관연결장치(7), 가스차단밸브(2) 및 압력계(4) 등으로 구성되어 있다. A secondary coolant is an invention for performing a leak test on a heat pipe of a flow-through steam generator flowing through an inner side of a heat pipe, the configuration of which includes a pre-circulation gas storage tank (1) for storing gas before circulation as shown in FIG. After circulating
상기 구성에 의해 개별 전열관의 이차측 유로로 가스를 순환시킨 후 순환된 가스에 일차냉각재의 방사능물질 포함여부를 방사능측정기(12)로 측정하여 전열관의 누설여부를 식별하게 된다.By the above configuration, after circulating the gas to the secondary side flow path of the individual heat pipes, the radioactive material is measured in the circulated gas by
상기와 같이 구성된 장치에 의해 누설여부가 검사되어지는 전열관을 가진 증기발생기는 외부를 이루는 증기발생기용기(24)와, 증기발생기용기(24) 내부에 장치된 다수의 전열관(8)과, 다수로 구성된 전열관의 하부를 지지하는 급수측튜브시트(6)와, 상부를 지지하는 증기측튜브시트(9)로 구성된다.The steam generator having the heat transfer tube to be inspected for leakage by the device configured as described above includes a
상기와 같은 장치구성을 이용하여 측정하고자 하는 특정 전열관(8)의 상하부 에 가스공급관연결장치(7)가 삽입된 상태에서의 누설검사를 하는 방법은 다음과 같다. Using the device configuration as described above, the method of the leakage test in the state in which the gas supply
방사능을 띈 일차냉각재는 전열관(8) 밖의 일차냉각재유로(23)를 통해 흐른다.The radioactive primary coolant flows through the primary
방사능에 오염되지 않은 이차냉각재는 급수헤더(21)에서 각 전열관(8)으로 분배되어 유동불안정성을 방지하기 위한 전열관 오리피스(10)를 지나 전열관(8)을 지나면서 증기로 모여 다시 증기헤더(22)에서 합쳐진다. Secondary coolant that is not contaminated with radiation is distributed from the
전열관(8)의 누설검사를 수행할 전열관의 양쪽 입구에 가스순환배관과 전열관을 연결하는 가스공급관연결장치(7)를 도 2와 같이 고정한다. Fix the gas supply pipe connecting device (7) connecting the gas circulation pipe and the heat pipes to both inlets of the heat pipes to be subjected to the leak test of the heat pipes (8) as shown in FIG.
밀봉링(25)은 누설을 방지하기 위한 목적이며 필요시 가스공급관연결장치(7)와 전열관(8) 사이에 부분적인 실리콘 밀봉을 사용할 수도 있다. The sealing
가스순환배관(5)을 각 전열관(8)에 연결하기 위해서는 배관에 유연성을 갖는 벨로우즈(11)나 이와 유사한 장치가 부착되어 있어야 한다. In order to connect the
순환전가스저장탱크(1) 출구와 순환후가스저장탱크(13) 입구에 있는 가스차단밸브(2)를 열고 가스순환펌프(3)를 가동하여 가스를 순환시킨다. The
이 때 일차측냉각재는 채워져 있는 상태이며 일차측방사능 누설을 돕기 위해 일차측을 미세하게 가압 할 수도 있다. At this time, the primary side coolant is in a filled state, and the primary side may be minutely pressurized to help the primary side radiation leakage.
순환된 가스의 방사능을 방사능측정기(12)로 측정하여 방사능 존재 여부로 전열관(8)의 누설여부를 판단할 수 있다. The radioactivity of the circulated gas may be measured by the
하나의 전열관(8)에 대해 누설검사를 수행한 후에 다시 다른 전열관(8)으로 가스공급관연결장치(7)를 옮겨서 다시 마찬가지 방법으로 누설을 검사한다. After conducting a leak test on one heat pipe (8) again, the gas supply pipe connecting device (7) to another heat pipe (8) to check the leak again in the same way.
이 때 방사능측정기(12)는 직접연결해도 되나 도 1에서와 같이 우회유로를 형성해둠으로써 편의성을 도모할 수 있다. In this case, although the
가스순환펌프(3)를 사용하지 않고 순환전가스저장탱크의 가스압력을 이용하여 가스를 순환시킬 수도 있다. The gas can be circulated using the gas pressure of the pre-circulating gas storage tank without using the gas circulation pump 3.
가스 이외의 유체의 경우에는 저항이 커서 순환시키는 것이 어렵고 가스에 비해 단점이 많지만 가스와 동일한 방법으로 사용하는 것은 가능하다. In the case of fluids other than gas, it is difficult to circulate due to the large resistance, and there are many disadvantages compared to gas, but it can be used in the same way as gas.
이하는 모듈로 구성된 증기발생기의 단위 모듈 전열관의 누설검사에 관한 설명이다. The following is a description of the leakage inspection of the unit module heat pipe of the steam generator composed of modules.
일체형원자로에는 증기발생기가 원자로에 내장된다. In an integrated reactor, a steam generator is built into the reactor.
따라서 공간적 활용성을 높이기 위해 증기발생기를 여러 개의 단위 증기발생기로 나누고 각 단위증기발생기에서도 몇 개의 모듈로 나누어 설계된다. Therefore, the steam generator is divided into several unit steam generators and each unit steam generator is divided into several modules to improve spatial utilization.
예를 들면 증기발생기는 12개의 작은 단위 증기발생기로 구성되고 하나의 단위증기발생기는 6개의 모듈로 구성되며 하나의 모듈에는 수십 개의 전열관이 연결되어 있는 형태이다. For example, a steam generator consists of 12 small unit steam generators, one unit steam generator consists of 6 modules, and one module is connected to dozens of heat pipes.
이 경우에는 단위 모듈에 대해 누설검사를 수행하고 누설이 있는 경우 단위 모듈을 밀봉하게 된다. In this case, the unit module is leak-tested, and if there is a leak, the unit module is sealed.
이러한 형태의 증기발생기에서 전열관의 누설검사를 위한 구성은 도 3에서 보는 것과 같이 순환전가스저장탱크(1), 가스차단밸브(2), 압력계(4), 가스순환배관(5), 가스공급관연결장치(7), 방사능측정기(12), 순환후가스저장탱크(13)로 구성되어 전술한 개별 전열관에 직접 순환가스를 공급하여 누설을 검사하는 장치 구성과 동일하다. In this type of steam generator, the configuration for the leakage inspection of the heat transfer pipe is a pre-circulating gas storage tank (1), gas shutoff valve (2), pressure gauge (4), gas circulation pipe (5), gas supply pipe as shown in FIG. It is composed of the connecting
상기와 같은 구성을 가진 장치를 사용하여 누설을 검사하는 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the method of inspecting the leak using the device having the above configuration as follows.
일차측유로는 원자로용기(19)와 노심지지원통(20) 사이에 위치한 증기발생기의 전열관(8) 사이로 흐른다. The primary side flow path flows between the
이차냉각재는 모듈급수관(15)을 통해 모듈급수헤더(16)로 공급되고 모듈급수헤더에서 각 전열관(8)으로 배분된다. The secondary coolant is supplied to the module water supply header 16 through the module water supply pipe 15, and is distributed to each
전열관 오리피스(10)를 지나 각 전열관(8)에서 증기가 된 후에 모듈증기헤더(17)에서 모여서 모듈증기관(18)을 지나 원자로 밖으로 나가게 된다. After passing through the heat pipe orifice (10) to the steam in each heat pipe (8) is collected in the module steam header (17) is passed out of the reactor through the module steam pipe (18).
이 경우에는 개별 전열관에 접근하는 것이 불가능하므로 단위 모듈에 가스를 순환시켜서 각 모듈에서 누설전열관의 존재여부를 판단하고 누설이 있는 경우 단위 모듈을 밀봉한다. In this case, it is impossible to access the individual heat pipes, so the gas is circulated through the unit modules to determine the presence of leaked heat pipes in each module, and the unit modules are sealed in case of leakage.
가스순환배관(5)은 전열관(8)에 연결되지 않고 모듈급수관(15)과 모듈증기관(18)에 연결된다. The
특히, 이러한 증기발생기에서는 도 3에서 보는 것과 같이 오리피스(10)가 원자로내에 있고 구조상 제거 및 재설치를 하는 것이 불가능하므로 기존의 탐상방법 을 적용할 수가 없다. In particular, in such a steam generator, as shown in Figure 3, the
이 경우에는 방사능이 밖으로 나오는 것을 차단하고 이차측의 누설을 방지하기 위하여 도 4와 같이 보호덮개(14)가 가스순환배관과 모듈관의 연결장치가 하나의 집합체로 구성된다. In this case, in order to block the radiation from coming out and to prevent leakage of the secondary side, as shown in Figure 4, the
검사를 수행하고 있는 모듈은 가스배관연결플랜지(27)를 통해 가스순환배관(5)과 연결하고 검사를 수행하지 않는 모듈은 블라인드플랜지(26)로 밀봉한다. The module performing the inspection is connected to the
하나의 모듈에 대한 검사를 완료한 후에 검사하지 않은 모듈의 블라인드플랜지(26)를 제거하고 가스순환배관(5)과 연결하여 검사를 수행한다. After the inspection of one module is completed, the
이 경우에도 가스 순환을 위한 가스순환펌프(3)를 별도로 설치하지 않고 순환전 가스저장탱크(1)의 압력을 이용하여 가스를 순환시키는 것도 가능하다.Even in this case, it is also possible to circulate the gas using the pressure of the
<본 발명의 변형 예, 응용 예><Modified example of the present invention, application example>
본 발명에서는 원자로 가동중에 생성되는 방사능이 누설되는 것을 검출하기 위해서 가스를 순환시키는데 비해 가스대신 액체를 순환시키는 것은 본 발명의 변형이라 할 수 있다. In the present invention, the circulation of the liquid instead of the gas is circulated in order to detect the leakage of the radiation generated during the operation of the reactor can be said to be a modification of the present invention.
액체를 순환시키는 경우 가스에 비해 저항이 크기 때문에 단점이 많으나 누설을 감지할 수는 있다.When circulating a liquid, there are many disadvantages because the resistance is larger than that of gas, but leakage can be detected.
본 발명에서 가스를 순환시키기 위해 펌프를 사용하는데 펌프를 사용하지 않고 가스저장탱크의 압력차를 이용하여 가스를 순환시키는 것도 동일한 발명에 포함 된다. In the present invention, the pump is used to circulate the gas, but the gas is circulated using the pressure difference of the gas storage tank without using the pump.
대부분의 원자로는 동력을 얻기 위해서 증기를 생산하며 증기를 생산하기 위한 증기발생기가 있으나 노형이나 원자로의 목적에 따라서는 증기를 생산하지 않고 단순히 일차냉각재와 이차냉각재의 열교환을 하는 경우가 있다. Most reactors produce steam for power and steam generators to produce steam. However, depending on the type of reactor or reactor, there is a case where the primary coolant and the secondary coolant are simply heat exchanged without producing steam.
이 때 열교환기의 전열관에 대한 검사도 동일한 개념과 방법을 적용할 수 있으므로 본 발명의 변형이다. In this case, the same concept and method can be applied to the inspection of the heat exchanger tube of the heat exchanger, which is a modification of the present invention.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
상기와 같은 본 발명은 누설검사에 적용할 경우 검사가 매우 짧은 시간 이내에 수행될 수 있으므로 상대적으로 방사능 조사가 심한 지역에서의 작업시간을 단축할 수 있다는 장점과,The present invention as described above can be performed within a very short time when applied to the leak test, and the advantages that can reduce the working time in a relatively radioactive area,
유동안정성을 위해 설치한 오리피스를 제거할 필요성이 없으므로 증기발생기 자체에 대한 작업이 필요 없고, 와전류 탐촉자나 초음파 탐촉자가 들어가지 않는 직경이 매우 작은 전열관에 대한 검사가 가능하다는 장점과,Since there is no need to remove the orifice installed for qualitative oil quality, there is no need to work on the steam generator itself, and it is possible to inspect a very small diameter tube without eddy current transducer or ultrasonic transducer.
종래 상용원자로에서는 방사능을 띈 일차냉각수가 전열관 내를 흐르므로 이 방법을 적용할 수 없지만 일체형원자로에 많이 사용되는 관류형 증기발생기에서는 방사능을 띈 일차냉각재가 전열관 밖을 흐르므로 전열관에 누설이 있는 경우 각 전열관에서 방사능의 누설을 검사할 수 있다는 장점과,In the conventional commercial reactors, this method cannot be applied because the primary coolant flows through the heat transfer tube in the heat exchanger tube, but in the perfusion type steam generator that is frequently used in the integral reactor, the radiation occurs in the heat transfer tube because the primary coolant flows out of the heat transfer tube. The advantage of inspecting the leakage of radiation in each heat pipe,
원자로의 용량에 따라 수 백개에서 수 천개에 해당되는 개별 전열관에 대해 전체적으로 와전류탐상이나 초음파탐상과 같은 세부적인 검사를 하지 않고 어느 전열관에 누설이 있는지 매우 쉽고 간편하게 알아낼 수 있다는 장점과,Depending on the capacity of the reactor, hundreds to thousands of individual heat pipes can be identified easily and easily without any detailed inspection such as eddy current or ultrasonic wave detection.
와전류나 초음파 탐상이 곤란한 경우에는 본 발명의 방법만을 적용하여 밀봉이 필요한 누설전열관을 찾아내는 것이 가능하다는 장점과,When eddy current or ultrasonic flaw is difficult, it is possible to find leaking heat pipes requiring sealing by applying only the method of the present invention.
특히, 본 방법으로 수천개의 전열관 중에서 누설전열관을 파악한 후에 누설이 있는 전열관에 대해 와전류탐상 및 초음파탐상을 적용하는 것도 효과적이고 경제적인 방법이라는 장점과,In particular, it is effective and economical to apply eddy current inspection and ultrasonic inspection to leaky heat pipes after identifying leaky heat pipes among thousands of heat pipes.
가스를 사용하기 때문에 방사능에 오염되어도 압축을 하면 부피가 매우 작아지기 때문에 폐기물을 처리하는 것이 용이하다는 장점과,Because of the use of gas, even if it is contaminated with radioactivity, it is very easy to dispose of waste because of its compactness.
본 발명의 경우 전열관에 배관으로 가스를 공급하는 형태이므로 대부분의 장비는 원자로에서 멀리 떨어진 곳에 두고 작업을 할 수 있으므로 작업자가 방사능지역에서 작업하는 시간이 작다는 장점과,In the case of the present invention, since the gas is supplied to the heat pipes by pipes, most of the equipment can be placed far from the reactor, so that the operator has a short time working in the radioactive area,
본 발명은 개별 전열관에 대해 적용할 수도 있지만 몇 개의 전열관이 모여서 모듈을 형성하는 형태의 증기발생기에 적용이 가능하다는 장점과,The present invention may be applied to individual heat pipes, but it is possible to apply to a steam generator in the form of a plurality of heat pipes to form a module,
다수의 전열관이 모여서 하나의 모듈을 형성하고 다수의 모듈이 하나의 증기발생기를 형성하는 경우 누설이 있는 모듈을 찾아내는데 사용할 수 있다는 등등의 장점이 있어서 산업상 이용이 크게 기대되는 유용한 발명이다.
When a plurality of heat pipes are gathered to form one module, and when a plurality of modules form one steam generator, it can be used to find a leaky module, which is a useful invention that is highly expected for industrial use.
Claims (7)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020030017565A KR100558513B1 (en) | 2003-03-20 | 2003-03-20 | Leak detection device for once-through steam generator by using of gas circulation |
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