Abstract
The heat exchanger tube in nuclear power plants is mainly fabricated from nonferromagnetic material such as a copper, titanium, and inconel alloy, but the moisture separator & reheater tube in the turbine system is fabricated from ferromagnetic material such as a carbon steel or ferrite stainless steel which has a good mechanical properties in harsh environments of high pressure and temperature. Especially, the moisture separator & reheater tubes, which use steam as a heat transfer media, typically employ a tubing with integral fins to furnish higher heat transfer rates. The ferromagnetic tube typically shows superior properties in high pressure and temperature environments than a nonferromagnetic material, but can make a trouble during the normal operation of power plants because the ferrous tube has service-induced damage forms including a steam cutting, erosion, mechanical wear, stress corrosion cracking, etc. Therefore, nondestructive examination is periodically performed to evaluate the tube integrity. Now, the remote field testing(RFT) technique is one of the solution for examination of ferromagnetic tube because the conventional eddy current technique typically can not be applied to ferromagnetic tube such as a ferrite stainless steel due to the high electrical permeability of ferrous tube. In this study, we have designed RFT probes, calibration standards, artificial flaw specimen, and probe pusher-puller necessary for field application, and have successfully carry out RFT examination of the moisture separator & reheater tube of nuclear power plants.
원자력발전소 열교환기 튜브의 대부분은 구리, 티타늄, 인코넬합금 등의 비자성체로 제작되어 있으나 2차 터빈계통의 습분분리재열기(moisture separator & reheater), 급수가열기 등의 튜브는 고압, 고온 등의 열악한 운전조건에서 상대적으로 고온 강도가 우수한 탄소강 또는 페라이트계열 스테인레스강 등의 자성체로 제작되어 있다. 특히 습분분리재열기 튜브와 같은 열교환 매체가 증기인 경우 열전달 능력을 증가시키기 위해서 핀 튜브를 사용한다. 탄소강 또는 페라이트계열 스테인레스강 등의 자성체 튜브는 고온, 고압에서 강도가 우수하지만 운전 중에 증기 커팅, 침식, 기계적 진동 마모, 응력부식균열 등의 사용 중 결함이 발생하여 발전소 정상운전에 지장을 초래할 수 있기 때문에 전열관의 건전성 평가를 위한 주기적인 비파괴검사의 수행이 필요하다. 하지만 자성체 열교환기 튜브는 투자율이 높은 전기적 특성으로 인하여 기존의 와전류검사기술로는 비파괴검사가 어렵기 때문에 원격장검사기술을 적용해야 한다. 따라서 본 연구에서는 원자력발전소 습분분리재열기세관의 현장적용에 필요한 검사기술을 개발하기 위해서 원격장탐촉자, 인공결함 시험편 및 탐촉자 구동장치를 설계하였으며, 이를 활용하여 발전소 현장 검사에 적용하였다.
