연구목표

1. 주관연구개발기관(우진) o HJTC 조립체 시험품(기기검증 시험용) 제작 o HJTC 기기검증 시험 o HJTC 압력경계 구조건전성 평가 보고서 작성 o 밀봉부 누설시험 2. 공동연구개발기관1(한국원자력연구원) o HJTC 열수력 설계확인 시험 수행 (정상, 천이, 2-상 상태 조건) o HJTC 열수력 설계확인 실험결과 보고서 작성 3. 공동연구개발기관2(대한전기협회) o HJTC 관련 KEPIC 신규 표준 개발 o KEPIC 인증제도 적용방안 KEPIC 위원회 심의 4. 공동연구개발기관3(숙명여자대학교 산학협력단) o 비정상상태 해석최적화(단순 경계조건) o 해석 방법 개발(복합 경계조건) o 개발 센서 기초시험 o 해석/실험 비교 → 해석 방법 개선

연구범위

1. 주관연구개발기관(우진) o 센서 시험품 제작 및 기능시험 - 센서 제작 - 센서 시험/검사: 교정시험, 도선저항, 절연저항 등 필수 특성 확인 o 커넥터 시험품 제작 및 기능시험 - 커넥터 제작 - 커넥터 시험/검사: 헬륨 누설 검사, 수압기밀시험, 절연저항 등 필수 특성 확인 o 주요부품(Drive Nut、Seal Plug、Header、Adaptor、Splash Shield) 제작 및 시험/검사 o HJTC 조립체 시험품(기기검증 시험용) 제작 및 기능시험 - HJTC 조립체 제작 - HJTC 조립체 시험/검사: ΔT시험, 열전대 교정, 절연저항, 비파괴 시험, 수압시험 등 o HJTC 기기검증시험 시험절차서 작성 o HJTC 기기검증시험(원자력 안전 재단에 등록된 외부 전문 공인기관을 통해 실시) - Radiation & Thermal Aging Test - Mechanical Cycling Test (Mate-Demate Test) - Vibration Aging Test - Seismic Test - LOCA / MSLB(Main Steam Line Break, 이하 MSLB) Test o 압력경계 구조건전성 평가 보고서 작성 o 밀봉부 누설시험 시험절차서 작성 및 시험 2. 공동연구개발기관1(한국원자력연구원) o HJTC 열수력 설계확인 시험 수행 - HJTC 열수력 설계확인 정상(Steady-state)상태 시험 수행 ○ 계통 압력에 따른 HJTC 출력 변화에 따른 센서부 냉각재 노출 유/무에 따른 온도차 측정 결과 도출 - HJTC 열수력 설계확인 천이(Transient)상태 시험 수행 ○ 계통 충수/배수 속도에 따른 센서부 냉각재 노출 시 온도차 측정 결과 도출 - HJTC 열수력 설계확인 2-상(Two-phase)상태 시험 수행 ○ 공극률 변화에 따른 응축 수위 측정 결과 도출 o HJTC 열수력 설계확인 실험결과 보고서 작성 - 설계확인 실험결과 보고서 3. 공동연구개발기관2(대한전기협회)] o HJTC 관련 KEPIC 신규 표준 개발 - KEPIC 관련 기술 분과/전문위원회 신규 제정(안) 상정 - KEPIC 발행 절차에 따라 분과/전문위원회 운영 o HJTC 관련 KEPIC 표준 발행 o KEPIC 인증제도 적용방안 KEPIC 소관 위원회(분과/전문위원회) 심의 4. 공동연구개발기관3(숙명여자대학교 산학협력단) o 비정상상태 해석최적화(단순 경계조건) - 3차년도 결과를 바탕으로 단순경계조건에서의 해석의 최적화 과정을 진행 o 해석 방법 개발(복합 경계조건) - 3상 초임계 상태인 복합경계조건에서의 센서 작동을 모사할 수 있는 해석 방법 개발 o 개발 센서 기초시험 - 개발 센서의 기초 시험을 수행하여 기존 센서의 기초 시험 특성과 비교 o 해석/실험 비교 → 해석 방법 개선 - 개발 센서 기초 시험 결과와 해석 결과를 비교하여 해석의 정확도를 판단하고, 개선하기 위한 방법을 모색

기대효과

본 개발은 수입대체효과, 고용창출효과 뿐만 아니라 향후, 차세대한국형원전 APR+ 및 소형모듈원전 SMR 연구개발에 있어 노내 냉각제 수위를 계측하기 위한 기반기술 및 검증기술을 제공함으로써, 원전산업 전반에 기술적 파급효과가 클 것으로 예상됨. [예상되는 연구개발 주요 성과] o 가압경수로 Small Break LOCA 발생 시의 원자로내 고온/고압환경에서의 물-증기 2상 혼합물 상태에서 냉각재의 응축수위를 측정할 수 있는 기술 확보 - Heated Junction Thermocouple Sensor 설계 기술 확보 - Splash Shield 설계 기술 확보 - Separate Tube 설계 기술 확보 o 압력경계 설계 기술 확보 - 설계압력 180kgf/cm2, 설계온도 350℃, 지진하중 500m/sec2에 견디는 압력경계부 설계 기술 확보 o OPR100, APR1400 원자로의 Small Break LOCA 발생 시의 원자로 냉각재 응축수위계측기에 대한 열수력시험 시험요건 확립 o OPR100, APR1400 원자로의 Small LOCA 발생 시의 원자로내 열수력 상황을 구현할 수 있는 기술 확보 o 원자로 냉각재 응축수위계측기에 대한 설계, 제작, 검증 등 국내 기술표준 확립 o 고온/고압 물-증기 상태에서 HJTC 센서 열전달 메커니즘 모델링 기술 확보 [과학ㆍ기술적 측면] o 원자로내 냉각재 응축 수위 측정 기술 - 원자력 산업분야의 APR+ 및 SMART 원전, 해상원전 SMR, 혁신형 SMR 등의 소형모듈원전 등에서 수위 계측 기술에 기여 o 액체-기체 2상 혼합물 상태에서 액체의 응축 수위를 측정할 수 있는 계측 기술 -가스 및 조선산업에 사용되는 LNG 저장 탱크, 석유화학산업에 사용되는 수소반응로 등, 저장장치내의 액체-기체 2상 혼합물의 액체응축수위 및 온도를 측정할 수 있는 계측 기술에 기여 [경제적ㆍ산업적 측면] o 현재까지는 제품 수입에 상당기간이 소요되고 긴급한 수요가 발생할 경우 비용증가는 물론, 적시에 제품을 공급받는데 어려움이 있어 왔으나, 국산화를 통해 적시에 안정적인 제품 및 기술지원을 공급받을 수 있는 기반이 확보될 수 있음. o 또한 전량 수입에 의존하는 HJTC의 국산화 개발을 통해 459억원의 수입대체 효과 및 153억원의 비용절감의 효과를 기대할 수 있음. - 소요수량 : 102EA - 수입단가 : 4.5억/EA - 국산화제품 판매목표단가 : 3억/EA [사회적 측면] 해외 제작사에 의존적인 시장에서 벗어날 수 있음은 물론 설계, 제작, 검증 등 완전한 국산화를 통해 한국형 원전의 부적절한 노심 냉각 감시계통의 안정적인 운영에 기여할 수 있으며 다음과 같은 사회적 가치 창출효과를 기대. o 원전 주기기 기술의 국산화 및 성능 향상을 통한 원전 안전성 강화 o 원전 주기기에 대한 해외 의존도를 벗어나 국가 원자력 기술 경쟁력 확보 o 우수 인력 양성 및 양질의 일자리 창출 기대 o 수요자인 대기업과 공급자인 중소ㆍ중견기업 간의 상생과 협력 o 원자력 산업 발전의 최대 저해 요인인 부품단종 및 공급망 붕괴 문제를 해결하기 위한 정부의 원전 산업 정책에 부응 o 기자재 공급망 경쟁력 강화로 내수 시장 활성화 및 해외진출 기반을 마련함으로써 원자력 생태계 활성화에 기여 o 원자력 산업의 사회적 인식 개선 및 원전 안전에 대한 불안감 해소 o 산학연 협력을 통한 연구 시너지 효과를 극대화함으로써 사회적 일자리 창출 및 우수한 연구결과를 확보

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