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보고서 상세정보

초음파유량계를 이용한 원자력발전소 출력증강 타당성 분석

  • 사업명

    원자력연구기반확충사업

  • 과제명

    초음파유량계를 이용한 원자력발전소 출력증강 타당성 분석

  • 주관연구기관

    경희대학교
    Kyung Hee University

  • 연구책임자

    허균영

  • 참여연구자

    김태미  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2010-04

  • 과제시작년도

    2009

  • 주관부처

    교육과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국연구재단

  • 등록번호

    TRKO201000013611

  • 과제고유번호

    1345099250

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    Power uprates are divided into three part, Measurement Uncertainty Recapture (MUR), Stretch Power Uprates (SPUs), and Extended Po...

    Power uprates are divided into three part, Measurement Uncertainty Recapture (MUR), Stretch Power Uprates (SPUs), and Extended Power Uprates (EPUs). It is categorized based on the magnitude of the power increase and the methods used to achieve the increase.
    Feedwater flowrate is an important input parameter in establishing the plant's operating power level. In Korean nuclear power plants, venturi flow meters have been used for measuring the feedwater flow of the secondary side. However, as time goes on, the fouling in venturi meters could cause measurement uncertainties to grow and that could lead to operation at less than about 2% of the licensed thermal power limit. Inorder to resolve the problem, nuclear power plants in other countries use Ultrasonic Flow Meters (UFMs) which have relatively lower measurement uncertainty (about 0.5%) instead of venturi flow meters and have reduced the errors from the fouling in venturi-type flow meters.
    This study discusses on way of MUR power uprates by replacing the existing venturi flow meters to UFM in order to reduce the errors in measurements of main feedwater. We coefficient, and the factors which influence UFM's uncertainties as well as the installation point of UFM transmitter-receiver for each fluid phase, liquid, gas and steam. There are two types of UFM which are being selected for installation in nuclear power plants. We researched that whether CROSSFLOW of Westinghouse Electric Corporation and LEFM Check Plus system of Caldon has been approved by Nuclear Regulatory Commission(NRC) or not. Moreover, we studied installation status, power uprate status and the advantages of UFM installation.
    The power uprate by using UFMs seems no effects on the safety of nuclear power plant. It is basically to reduce COLSS uncertainties which have been calculated by Modified Statistical Combination of Uncertainties(MSCU). Therefore, once it is verified that each plant satisfies it installation requirements, this method could bring many business benefits to the nuclear power industry.


    출력증강 이란 (Power uprate) 발전소 내의 크고 작은 구성요소 (component)를 교체 장착함으로써 기존에 운전 중인 발전소의 출력량을 증가시키는 방법으로 그 종류는 증가된 출력량의 정도나 그 방법에 따라 Measur...

    출력증강 이란 (Power uprate) 발전소 내의 크고 작은 구성요소 (component)를 교체 장착함으로써 기존에 운전 중인 발전소의 출력량을 증가시키는 방법으로 그 종류는 증가된 출력량의 정도나 그 방법에 따라 Measurement Uncertainty Recapture(MUR), Stretch Power Uprates(SPUs), Extended Power Uprates(EPUs) 세 가지 종류로 구분된다.
    이차계통의 주급수 유량은 원자력 발전소의 운전 중 출력 레벨을 확인하기 위한 중요한 변수로서 국내 원자력발전소에서는 이차계통의 주급수 유량을 측정하기 위해 벤츄리 유량계를 사용하고 있다. 그러나 시간이 지남에 따라 발생되는 벤츄리 유량계의 이물침적 현상은 측정 불확실성을 야기하고 이로 인해 약 2%의 발전소 출력 손실이 발생하고 있다. 해외 원자력발전소에서는 이러한 문제의 해결방안으로 벤츄리 유량계 사용 대신 상대적으로 측정 불확실성이 적은 (약 5%) 초음파 유량계를 교체 장착함으로써, 기존 벤츄리 타입 유량측정에서 발생하던 오차를 감소시키고 있다.
    본 연구에서는 기존의 벤츄리 유량계를 초음파 유량계로 교체 장착함으로써 주급수 유량 측정의 오차를 줄이는 MUR 방법에 의한 출력증강에 대해 알아보았다. 초음파 유량계의 가장 기본적인 형태인 시간전달차 방식의 초음파 유량계의 작동 원리와 유량보정계수 산정 방법, 초음파 유량계 불확실도에 영향을 주는 요소, 그리고 유체가 액체나 기체 혹은 스팀인 경우에 대한 초음파 유량계 송수신기의 설치지점에 대해 알아보았다. 출력증강을 위해 원자력 발전소 내에 초음파 유량계 장착 가능성을 의뢰한 Westinghouse Electric Corporation (WEC)의 CROSSFLOW와 Caldon사의 LEFM Check Plus 시스템의 승인 여부와 초음파 유량계 타입 별 설치 현황, 출력증강 현황등과 함께 초음파 유량계 설치에 따른 장점들을 알아보았다.
    또한 초음파 유량계를 이용한 발전소 출력증강은 안전해석 시 미치는 영향이 거의 없을 것이라고 여겨지며 단지 Modified Statistical Combination of Uncertainties (MSCU) 기법을 사용해 계산되는 노심운전제한치감시계통 (Core Operating Limit Supervisory System; COLSS) 불확실도만을 줄여준다. 따라서 각 발전소가 초음파 유량계의 설치 조건을 만족한다는 것만 확인 된다면 발전소를 운영하는 사업자 측면에서 많은 이익을 가져다 줄 것이라고 예상된다.


  • 목차(Contents) 

    1. 최종 보고서(원자력대학생용) ...1
    2. 요약 ...2
    3. 국문요약...2
    4. 영문요약...2
    5. 1. 서론 ...3
    6. 2. 출력증강과 초음파 유량계 ...3
    7. 2-1. 출력증강...3
    8. 2-2. 초음파 유량계의 원리...4
    9. 2-3. 유량보정계수 산정.....
    1. 최종 보고서(원자력대학생용) ...1
    2. 요약 ...2
    3. 국문요약...2
    4. 영문요약...2
    5. 1. 서론 ...3
    6. 2. 출력증강과 초음파 유량계 ...3
    7. 2-1. 출력증강...3
    8. 2-2. 초음파 유량계의 원리...4
    9. 2-3. 유량보정계수 산정...6
    10. 2-4. 초음파 유량계 불확실도 산출...7
    11. 2-5. 초음파 유량계 송수신기 설치 지점...7
    12. 3. 초음파 유량계 설치 현황과 출력증강의 현황 ...8
    13. 3-1. 초음파 유량계의 타입...8
    14. 3-2. 초음파 유량계 타입별 설치 현황...8
    15. 3-3. 출력증강 현황...9
    16. 3-4. 초음파 유량계 설치에 따른 장점...11
    17. 4. 결론 ...12
    18. 참고문헌 ...12
  • 참고문헌

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