Remote field Eddy Current Technique Development for Gap Measurement of Neighboring Tubes of Nuclear Fuel Channel in Pressurized Heavy Water Reactor

중수로 핵연료채널과 인접관의 간격측정을 위한 원거리장 와전류검사 기술개발

  • Jung, H.K. (Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Lee, D.H. (Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Lee, Y.S. (Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Huh, H (Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Cheong, Y.M. (Korea Atomic Energy Research Institute)
  • Published : 2004.04.30

Abstract

Liquid Injection Nozzle(LIN) tube and Calandria tube(CT) in pressurized Heavy Water Reactor (PHWR) are .ross-aligned horizontally. These neighboring tubes can contact each other due to the sag of the calandria tube resulting from the irradiation creep and thermal creep, and fuel load, etc. In order to judge the contact which might be the safety concern, the remote field eddy current (RFEC) technology is applied for the gap measurement in this paper. LIN can be detected by inserting the RFEC probe into pressure tube (PT) at the crossing point directly. To obtain the optimal conditions of the RFEC inspection, the sensitivity, penetration and noise signals are considered simultaneously. The optimal frequency and coil spacing are 1kHz and 200mm respectively. Possible noises during LIN signal acquisition are caused by lift-off, PT thickness variation, and gap variation between PT and CT. The simulated noise signals were investigated by the Volume Integral Method(VIM). Signal analysis on the voltage plane describes the amplitude and shape of LIN and possible defects at several frequencies. All the RFEC measurements in the laboratory were done in variance with the CT/LIN gap and showed the relationship between the LIN gap and the signal parameters by analyzing the voltage plane signals.

중수로 내부구조물 중 칼란드리아관(CT)와 액체주입노즐관(LIN)은 서로 수평으로 90도 교차되게 배열되어 있으며 원자로 내의 열, 방사선, 하중에 의해 creep 현상이 발생되어 처짐이 일어난다. 칼란드리아관은 액체주입노즐관과 동일 재료이나 운전 온도와 방사선 조사량으로 인해 액체주입노즐관에 비해 상당히 열악한 조건에 노출되어 있으므로 처짐이 심각할 것으로 예상된다. 만약 두 관의 접촉이 발생되면 원전 안전성에 영향을 미칠 것이므로 인접관에 대한 접촉여부 점검은 중수로 안전현안 중 하나이다. 이러한 접촉여부를 확인하기 위하여 핵연료채널 내부로 탐촉자를 삽입하여 인접관과의 교차점에서 간격을 직접측정하기 위한 방법으로 원거리장 와전류검사 (RFECT) 기술을 적용하였다. 핵연료채널 인접관인 액체주입노즐관 신호 취득시 발생 가능한 잡음 신호(두께변화, Lift-off, 수축)에 대해 체적적분법에 의한 모델링으로 조사하였고, 신호와 잡음과의 분리 가능한 조건을 확인하였다. 원거리장 와전류검사 적정 조건은 민감도와 투과력 그리고 잡음신호 등을 동시에 고려하여 주파수 1kHz와 코일간격 200m로서 결정하였다. 원거리장 와전류검사 실험 결과 칼란드리아관과 액체주입노즐관 사이의 간격 변화에 대한 신호 특성을 전압평면을 이용하여 상관관계를 도출하였다.

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