원자력발전소 발전기 취약부위 분석 및 신뢰도 향상 방안 연구

Abstract

The generator is a key equipment to generate electricity in a nuclear power plant. When damaged, not only does it lead to the long failure to generate electricity that can cause huge financial losses, it can damage the reputation and reliability of the nuclear industry. As the generator has been operated for a prolonged time, by deterioration, it leads to frequent breakdowns recently. It is necessary to develop long-term measures to prevent the deterioration of the generator by the weakness analysis. To manage the generator optimally, it is important to select the area of weakness that leads to the frequent damage and the long failure to generate electricity, understand the deterioration mechanisms precisely and develop its corresponding preventive measures. The following investigates the failures and predicts the area of weakness by statistical techniques. And there is a verification through industry experience, statical analysis and precision diagnostics of Hanbit unit 3. Additionally, analyzing the deterioration mechanism and losses in performance, a review was carried out to develop measures to sustain a reliable generator. The life of a generator can be prolonged through; enhanced preventive maintenance procedure, periodical deterioration assessment, frequent review of the status monitor and predictive maintenance. Futhermore, the stator winding and rotor failure are the equipment that can prevent the generator to function for a long time. Therefore the spare parts for these equipment should be readily available to prevent losses and minimize production downtime.| 원자력발전소에서 발전기는 전력을 생산하는 핵심 설비로서, 고장 발생 시 장기간 발전정지가 불가피하여 막대한 경제적 손실을 초래할 뿐만 아니라 원전 신뢰성에 심각한 영향을 미친다. 최근 가동원전 발전기 운전년수가 증가함에 따라 경년열화 고장이 빈번하게 발생하고 있어 발전기 취약부위 분석을 통한 장기 열화관리 대책 수립을 위한 기술검토 필요성이 대두되고 있다. 발전기 최적 관리를 위해서 무엇보다 고장발생 빈도가 높고 장기간 발전정지를 유발할 수 있는 주요 취약부위를 선정하여 열화 메커니즘을 정확히 이해하고 적절한 대응 전략을 수립하는 것이 중요하다. 본 논문은 국내외 발전기 고장 사례를 조사하여 통계적 방법으로 발전기 취약부위를 예측하고, 한빛 3호기 발전기 정밀진단 및 산업계 경험, 통계 분석 등을 통해 발전기 취약부위에 대한 검증을 수행하였다. 또한 취약부위에 대한 성능저하 원인 및 열화 메커니즘을 분석하여 발전기 신뢰도를 향상시킬 수 있는 방안을 고찰하였다. 발전기 취약부위에 대해 예방정비 프로그램을 최적화하고, 주기적으로 열화평가를 수행하며, 상태감시를 강화하여 예측정비를 수행함으로써 발전기 운전수명을 연장시킬 수 있다. 또한 고정자 권선과 회전자 고장은 장기간 발전정지를 유발할 수 있는 부품으로, 발전소 호환성을 고려하여 적정 예비품을 확보함으로써 고장발생 시 발전정지 기간을 단축하여 발전 손실비용을 최소화할 수 있다.