|
원자로 1차계통 배관(PRIMARY PIPING)
1. PRIMARY PIPING 개요
원자로 압력용기 (REACTOR VESSEL) 내에서 핵분열 에너지에 의해 고온으로 가열된 1차 계통 냉각수(COOLANT)는 증기발생기 (STEAM GENERATOR)로 보내져 열교환을 통하여 다른 순환수 (2차계통)을 끓여 증기를 발생시키며, 이 증기가 발전기를 돌려 발전을 하게 된다.
증기발생기에서 열교환을 끝낸 1차 계통 냉각수는 펌프를 통해 원자로로 다시 유입되는데, 이때 1차계통내의 각 기기, 즉 원자로 압력용기, 증기발생기, 펌프, 가압기 (PRESSURIZER)등을 연결시켜 냉각수의 유로를 제공하는 것이 1차 계통 배관 (PRIMARY PIPING)이다.
2. PROJECT 일반사항
가. 개 요
PJT NO.* | SUB-PJT NO.* | WT (ton) (2 UNIT) | 계약납기 | |
영광 5/6 (N11N00) | P/PPG (N11N30/31) | 228 | #5 : 99.02.28 #6 : 99.09.30 | |
울진 5/6 (N01N00) | P/PPG (N01N30/31) | 228 | #5 : 01.04.30 #6 : 02.04.30 | |
* PJT 및 SUB-PJT NO.는 BaaN CODE임. |
나. 업무 SCOPE
SCOPE PJT | OWNER | 계통설계자 (SEE NOTE-1) | 기기설계자 (SEE NOTE-2) | 기기공급자 (SEE NOTE-3) |
영광 3/4 | KEPCO | ABB-CE | ABB-CE | HANJUNG |
울진 3/4 | KEPCO | KAERI | HANJUNG | HANJUNG |
영광 5/6 | KEPCO | KAERI | HANJUNG | HANJUNG |
울진 5/6 | KEPCO | KOPEC | HANJUNG | HANJUNG |
NOTE 1. 계통설계자 (SD, System Designer) : 발전소 내의 NSSS System 설계를 책임지며, 각 기기의 설계시 기준이 되는 설계시방서 (Design Specification)를 작성한다. 2. 기기설계자 (CD, Component Designer) : 계통설계자에 의해 작성된 설계시방서의 요건에 따라 Primary Piping 의 구조해석(Structure Analysis) / 열해석(Thermal Analysis)을 수행하여 설계보고서(Design Report)를 작성하며, Design Drawing 및 Instruction Manual등을 작성한다. 3. 기기공급자 (ES, Equipment Supplier) : 기기설계자가 작성한 설계도면에 따라 기기를 제작, 납품한다. |
3. 설계요건 및 DESIGN DATA
가. 주요적용 CODES & STANDARD :
- ASME B & PV CODE SECTION II, III, V & IX
- KEPIC (KOREA ELECTRIC POWER INDUSTRY CODE) MNA, MNB & MNZ
나. DESIGN DATA
DESIGN DATA | 울진-5/6 | |
항목 | 단위 | |
전기출력 열출력 | MWe MWt | 1000 2825 |
설계수명 | YEAR | 40 |
설계압력 설계온도 - HOT & COLD LEG - SURGE LINE | PSIA ℉ | 2500 650 700 |
운전압력 운전온도 - HOT LEG (TH) - COLD LEG (TC) - SURGE LINE HOT LEG END - SURGE LINE PRESSURIZER END 냉각재유량 | PSIA ℉ LB/HR | 2250 621.2 564.5 621.2 652.7 121.5 ´ 106 |
수압시험 압력 | PSIA | 3125 |
주요재질 - HOT & COLD LEG PIPE - ELBOW PLATE - SURGE LINE PIPE - SURGE LINE ELBOW | N/A | SA508 GR. 1A SA516 GR 70 SA312 TP347 SA403 WP347 |
4. 각 부품의 구성 및 기능(그림1-1,1-2 & 표4-1,4-2 참조)
가. HOT LEG PIPE
1) 기 능
HOT LEG PIPE는 REACTOR VESSEL의 OUTLET NOZZLE과 STEAM GENERATOR의 INLET NOZZLE을 연결시켜 핵분열 ENERGY에 의해 HEATING된 1차 계통 냉각수를 REACTOR VESSEL에서 STEAM GENERATOR로 순환시켜 TUBE를 통하여 1차계통과 2차계통사이에 열교환이 이루어 질수 있도록 한다.
2) 소 재
PIPE는 SA508 GR. 1A CARBON STEEL (FORGING)을 사용하며, ELBOW는 SA516 GR.70 CARBON STEEL (PLATE)를 사용한다. 1차 계통 냉각수와 접촉하는 INSIDE는 녹이 발생하지 않도록 최소 3.2mm 두께의 STAINLESS STEEL로 CLADDING(피복용접) 한다.
3) 구 성
가) P-1 PIPE ASSEMBLY
P-1 PIPE ASSEMBLY는 PIPE & ELBOW 및 아래의 NOZZLE들로 구성된다.
(1) SHUTDOWN COOLING OUTLET NOZZLE (1개) :
SHUTDOWN COOLING OUTLET NOZZLE은 발전소 냉각기간중 원자로 냉각재 계통의 잔열(RESIDUAL HEAT)과 핵연료의 붕괴열을 제거하며 냉각재 계통의 열을 감소시키기 위해 설치된다.
크기는 16” SCH 160 (406mm ID x 40.5t)이고, MATERIAL은 SA182 GR. F1 ALLOY STEEL로 제작되며, 노즐의 끝에는 SA182 F316 STAINLESS STEEL을 사용한 SAFE END가 용접 되어 있다.
SAFE END는 SITE 에서 연결될 PIPE MATERIAL과 동일한 자재를 NOZZLE 끝에 미리 용접하여 SITE에서의 용접성을 좋게하기 위해 설치된다.
(2) RTD NOZZLE (5개) :
RTD (RESISTANCE TEMPERATURE DETECTOR) NOZZLE은 1차 계통내의 온도를 감지하여 냉각재의 과열/과압을 방지하기 위해 설치되며, INCONEL ROUND BAR로 제작한다. RTD NOZZLE에는 열우물(THERMOWELL)이 설치되고 THERMOWELL 속의 저항온도 측정기가 운전중 냉각수의 온도를 MONITORING 한다.
(3) PRESSURE MEASUREMENT OR SAMPLING NOZZLE (5개) :
1차 계통내의 냉각수 압력을 감지하고, 냉각수의 방사선량 및 화학성분 조사를 위한 시료 채취를 위해 설치되며, INCONEL (SB166 NO6690) ROUND BAR로 제작한다.
크기는 3/4” SCH 160 (26.7mm ID x 5.56 t)이다.
나) P-10 PIPE ASSEMBLY
P-10 PIPE ASSEMBLY는 P-1 ASSEMBLY와 동일하나 SURGE NOZZLE이 추가된다.
(1) SHUTDOWN COOLING OUTLET NOZZLE (1개) :
(2) RTD NOZZLE (5개) :
(3) PRESSURE MEASUREMENT OR SAMPLING NOZZLE (4개) :
(4) SURGE NOZZLE (1개)
SURGE NOZZLE은 1차 계통 PIPE와 가압기(PRESSURIZER)를 연결시켜 1차 계통내의 압력을 조절하기 위해 설치된다.
크기는 12” SCH 160 (324mm ID x 33.3 t)이고, MATERIAL은 SA508 GR. 1A CARBON STEEL로 제작되며, 노즐의 끝에는 SA182 F347 STAINLESS STEEL을 사용한 SAFE END가 용접 되어 있다.
가압기를 통해 유입되는 COOLANT와 PIPE내의 COOLANT와의 온도차이로 인한 열충격을 방지하기 위해 INCONEL PLATE (SB-167)로 열소매 (THERMAL SLEEVE)를 설치한다.
4) 크기 및 무게
INSIDE DIAMETER는 1073.2mm (42”) 이며 THICKNESS는 102.6mm (4”)이다.
ELBOW의 CENTER POINT에서 PIPE END 까지의 길이는 4305.6mm (169.5”)이다.
무게는 P-1 PIPE의 경우 약 14 TON 이며 P-10 PIPE의 경우 약 14.5 TON 이다.
나. COLD LEG PIPE
1) 기 능
COLD LEG PIPE는 PUMP와 REACTOR VESSEL INLET NOZZLE을 연결시켜 STEAM GENERATOR에서 열교환 후 압력 및 온도가 낮아진 1차 계통 냉각수를 다시 REACTOR VESSEL로 순환시킨다.
2) 소 재
PIPE는 SA508 GR.1A CARBON STEEL (FORGING)을 사용하며, ELBOW는 SA516 GR. 70 CARBON STEEL (PLATE)를 사용한다. 1차 계통 냉각수와 접촉하는 INSIDE는 녹이 발생하지 않도록 최소 3.2mm 두께의 STAINLESS STEEL로 CLADDING(피복용접) 한다.
3) 구 성
가) P-5 PIPE ASSEMBLY
P-5 PIPE ASSEMBLY는 PIPE & ELBOW 및 아래의 NOZZLE들로 구성된다.
(1) SAFETY INJECTION NOZZLE (1개) :
SAFETY INJECTION NOZZLE은 냉각재 상실사고 (LOCA : LOSS OF COOLANT ACCIDENT)로 인한 노심의 형태변화 및 연료 용융 등을 방지하기 위한 COOLANT 강제 주입용 NOZZLE이다.
크기는 14” SCH 160 (356mm ID x 35.7 t)이고, MATERIAL은 SA182 GR.F1 ALLOY STEEL로 제작되며, 노즐의 끝에는 SA182 F316 STAINLESS STEEL을 사용한 SAFE END가 용접 되어 있다.
온도차이로 인한 열충격을 방지하기 위해 INCONEL PLATE (SB-167)로 열소매 (THERMAL SLEEVE)를 설치한다.
(2) RTD NOZZLE (3개) :
(3) CHARGING INLET NOZZLE (1개) :
발전소 운전중 냉각수의 유량을 일정하게 유지해 주며 비상사고시 고농도의 붕산수를 강제 주입시켜 핵분열을 제어하여 노심용융을 방지하기 위한 NOZZLE이다. SA182 F1 ALLOY STEEL에 SA182 F316 SAFE END를 사용하며, 크기는 2” SCH 160 (60.3mm ID x 8.74 t)이다.
나) P-14 PIPE ASSEMBLY
P-14 PIPE ASSEMBLY는 PIPE & ELBOW 및 아래의 NOZZLE들로 구성된다.
(1) SAFETY INJECTION NOZZLE (1개) :
(2) RTD NOZZLE (3개) :
(3) SPRAY NOZZLE (1개) :
PRESSURIZER의 살수계통 (SPRAY)으로 냉각수를 공급해 주기 위한 NOZZLE로써 SA508 GR. 1A CARBON STEEL에 SA182 F316 SAFE END를 사용하며, 크기는 3” SCH 160 (88.9mm ID x 11.13 t)이다.
다) P-9 PIPE ASSEMBLY
P-9 PIPE ASSEMBLY는 PIPE & ELBOW 및 아래의 NOZZLE들로 구성된다.
(1) SAFETY INJECTION NOZZLE (1개) :
(2) RTD NOZZLE (3개) :
라). P-18 PIPE ASSEMBLY
P-18 PIPE ASSEMBLY는 PIPE & ELBOW 및 아래의 NOZZLE들로 구성된다.
(1) SAFETY INJECTION NOZZLE (1개) :
(2) RTD NOZZLE (3개) :
(3) SPRAY NOZZLE (1개) :
4) 크기 및 무게
INSIDE DIAMETER는 771.7mm (30”)이며 THICKNESS는 80.4mm (3.2”)이다.
ELBOW의 CENTER POINT에서 PIPE END까지의 길이는 5630.2mm (221.7”)이며 각 PIPE의 무게는 약 10.9 TON이다.
다. LOOP CLOSURE PIPE
1) 기 능
LOOP CLOSURE PIPE는 STEAM GENERATOR와 PUMP를 연결시켜 열교환 후 압력 및 온도가 낮아진 STEAM GENERATOR내의 1차 계통 냉각수를 PUMP로 순환 시킨다.
2) 소 재
PIPE는 SA508 GR.1A CARBON STEEL (FORGING)을 사용하며, ELBOW는 SA516 GR. 70 CARBON STEEL (PLATE)를 사용한다. 1차 계통 냉각수와 접촉하는 INSIDE는 녹이 발생하지 않도록 최소 3.2mm 두께의 STAINLESS STEEL로 CLADDING(피복용접) 한다.
3) 구 성
가) P-2, 6, 11, 15 PIPE ASSEMBLY
P-2, 6, 11, 15 PIPE ASSEMBLY는 한 개의 ELBOW 및 EXTENSION PIPE로 구성된다. 별도의 NOZZLE은 없음.
나) P-4, 8, 13, 17 PIPE ASSEMBLY
P-4, 8, 13, 17 PIPE ASSEMBLY는 한 개의 ELBOW로 구성된다. 별도의 NOZZLE은 없음.
다) P-3, 7, 12, 16 PIPE ASSEMBLY
P-3, 7, 12, 16 PIPE ASSEMBLY는 PIPE & ELBOW 및 냉각재 과다 유입으로 인한 고압시 COOLANT를 DRAIN 시켜주는 역할을 하는 한 개의 LETDOWN AND DRAIN NOZZLE OR DRAIN NOZZLE (2” SCH 160, SA508 GR. 1A)로 구성된다.
P-3, 7, 12, 16 PIPE ASSEMBLY는 2”의 가공여유를 가지고 있으며, 각 기기가 SITE에서 설치되고 난 후 AS-BUILT 치수에 따라 추가 가공하여 공급하게 된다.
4) 크기 및 무게
INSIDE DIAMETER는 771.7mm (30”) 이며 THICKNESS는 67.6mm (2.7”) 이다.
무게는 P-2, 6, 11, 15 PIPE ASSEMBLY의 경우 약 2.8 TON이며 P-4, 8, 13, 17 PIPE ASSEMBLY의 경우 약 3.5 TON 이고 P-3, 7, 12, 16 PIPE ASSEMBLY는 약 6.9 TON 이다.
라. SURGE LINE PIPE
1) 기 능
SURGE LINE PIPE (가압밀림관)는 HOT LEG PIPE (P-10)와 PRESSURIZER를 연결시켜 1차 계통내의 압력을 조절 가능케 한다.
2) 소 재
PIPE는 SA312 TP347 STAINLESS STEEL 을 사용하며, ELBOW는 SA403 WP347 STAINLESS STEEL 을 사용한다. 크기는 12” SCH 160 이다.
3) 구 성
P-19, 20, 21, 22, 23 PIPE ASSMBLY의 5 SPOOL로 SURGE LINE을 구성한다
표 4-1. 각 Nozzle의 Size, Location & Quantity
Nozzle | Size | Total Q’ty | Quantity Per Pipe Assembly –P– | ||||||||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | |||
Surge | 12” SCH160 | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||||
Safety Injection & Shutdown Cooling Inlet | 14” SCH160 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||
Shutdown Cooling Outlet | 16” SCH160 | 2 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||
Charging Inlet | 2” SCH160 | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||||
Letdown & Drain | 2” SCH160 | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||||
Drain | 2” SCH160 | 3 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||
Spray | 3” SCH160 | 2 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||
Sampling | 3/4” SCH160 | 2 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||
Temperature Measurement (RTD) | 1” Socket | 23 | 5 | 3 | 3 | 5 | 3 | 3 | 1 | ||||||||||||||||
Pressure Measurement | 3/4” SCH160 | 8 | 4 | 4 |
표 4-2. APPLIED MATERIAL LIST (그림1-1 & 1-2 참조)
ITEM NO. | DESCRIPTION | MATERIAL | MPS NO. |
1 | HOT LEG PIPE | SA508 GR. 1A | UE-MPS21-024 |
2 | HOT LEG ELBOW | SA516 GR. 70 | UE-MPS21-032 |
3 | CLOSURE PIPE | SA508 GR. 1A | UE-MPS21-024 |
4 | CLOSURE ELBOW | SA516 GR. 70 | UE-MPS21-032 |
5 | COLD LEG PIPE | SA508 GR. 1A | UE-MPS21-024 |
6 | COLD LEG ELBOW | SA516 GR. 70 | UE-MPS21-032 |
7 | SURGE NOZZLE | SA508 GR. 1A | UE-MPS21-046 |
8 | SURGE NOZZLE SAFE END | SA182 F347 | UE-MPS21-071 |
9 | SURGE NOZZLE THERMAL SLEEVE | SB168 (NO6690) | UE-MPS21-045 |
10 | SHUTDOWN COOLING OUTLET NOZZLE | SA182 F1 | UE-MPS21-044 |
11 | SHUTDOWN COOLING OUTLET NOZZLE SAFE END | SA182 F316 | UE-MPS21-068 |
12 | LETDOWN AND DRAIN OR DRAIN NOZZLE | SA508 GR. 1A | UE-MPS21-042 |
13 | LETDOWN AND DRAIN OR DRAIN NOZZLE SAFE END | SA182 F316 | UE-MPS21-068 |
14 | SAFETY INJECTION NOZZLE | SA182 F1 | UE-MPS21-044 |
15 | SAFETY INJECTION NOZZLE SAFE END | SA182 F316 | UE-MPS21-068 |
16 | SAFETY INJECTION NOZZLE THERMAL SLEEVE | SB168 (NO6690) | UE-MPS21-045 |
17 | SPRAY NOZZLE | SA508 GR.1A | UE-MPS21-042 |
18 | SPRAY NOZZLE SAFE END | SA182 F316 | UE-MPS21-068 |
19 | CHARGING INLET NOZZLE | SA182 F1 | UE-MPS21-044 |
20 | CHARGING INLET NOZZLE SAFE END | SA182 F316 | UE-MPS21-068 |
21 | CHARGING INLET NOZZLE THERMAL SLEEVE | SB166 (NO6690) | UE-MPS21-034 |
22 | RTD NOZZLE | SB166 (NO6690) | UE-MPS21-034 |
23 | PRESSURE MEASUREMENT OR SAMPLING NOZZLE | SB166 (NO6690) | UE-MPS21-034 |
24 | PRESSURE MEASUREMENT OR SAMPLING NOZZLE SAFE END | SA182 F316 | UE-MPS21-068 |
25 | SURGE LINE PIPE | SA312 TP347 | UE-MPS21-069 |
26 | SURGE LINE ELBOW | SA403 WP347 | UE-MPS21-070 |
27 | SURGE LINE SAMPLING NOZZLE | SA182 F316 | UE-MPS21-068 |
28 | SURGE LINE RTD NOZZLE | SA182 F316 | UE-MPS21-068 |
5.PRIMARY PIPING 제작순서
|