CANDU 압력관의 냉각전이 중 DHC 평가를 위한 확률론적 파괴역학

전문가 제언

○ 1980년대에 일부 CANDU 발전소의 핵연료압력관 엔드피팅 이음부에서 균열이 발생하여 다량의 냉각재가 누설된 바 있었으며, 피커링원전에서는 핵연료압력관이 터져 무려 1.8 m이나 균열되는 사고가 있었다.

○ 또한, 1986년 체르노빌 원자로는 CANDU와 동일한 ‘positive void coefficient' 설계특징을 지녔던바, 그 대형사고가 노심 내 압력관의 파손에 의해 야기되었거나 증폭되었을 가능성이 있다고 지적되고 있다.

○ 이러한 중대형 사고를 가정할 경우, 월성 1호기에 장전되는 중수 손실은, 위스키 값과 유사하여서, 대략 1000억원/800톤/호기에 육박한다. 더욱 중요한 것은 압력관 파손 시 냉각재 손실로 인한 원자로 기능상실과 방사능 누출 등의 매우 심각한 중대사고가 초래된다는 점이다.

○ 상술한 사고들의 원인은 압력관의 지연-수소화물-균열(DHC, Delayed Hydride Cracking) 개시?전개?누적 후에 발생하는 파손현상에 기인한다고 평가되고 있다. 이 압력관 파손에 대한 정밀한 예측은, 중대사고 방지는 물론, 적절한 시기에 파손가능 압력관을 교체하여 원전 운전수명을 연장하는 막대한 이익 등의 중대한 경제효과를 가져다준다.

○ 본 문헌은, 보다 정밀한 CANDU 압력관 구조건전성 평가를 위하여, 냉각주기 중 DHC 균열 및 이로 인한 압력관 파손의 보다 정밀한 평가에 적용될 수 있는 확률론적 접근방법을 보여주고 있다.

○ 즉, Canadian Standard N285.8 및 R6 British Procedure의 FAD(파손평가도해) 예비인자에 근거하여, 냉각주기 중 DHC에 의한 불안정한 파손과 소성붕괴에 대한 극한상태함수들을 정의하고, 수명 및 평가기간 범위에서의 DHC 파손확률 값들을 구하여 그 결과를 해석하였다.

○ 확률론적 파괴역학 원리에 근거한 이 DHC 평가방법은, 지금보다 훨씬 정밀한 파손기준 관련 데이터를 제공함으로써, 향후 CANDU 압력관의 운전기간 연장과 운전안전성 확보 및 필요시 압력관 적기교체 등에 크게 기여할 것으로 추정된다.

저자

Vasile Radu, Maria Roth

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2012

권(호)

253

잡지명

Nuclear Engineering and Design

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

211~218

분석자

성*웅

분석물

• CANDU 압력관의 냉각전이 중 DHC 평가를 위한 확률론적 파괴역학.pdf [318,998 byte]

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