Recently, many efforts to solve the durability problem of PEM fuel cell are carried on constantly. However, despite this attention, durability researches of gas diffusion layer (GDL) are not much reported yet. Generally, GDL of PEM fuel cell experiences three external attacks, which are dissolution of water, erosion of gas flow, corrosion of electric potential. In this study, among these degradation factors, carbon corrosion of electric potential was focused and investigated with accelerated carbon corrosion test. Through the test, it is confirmed that carbon corrosion occurred at GDL, and corroded GDL decreased a performance of operating fuel cell. The property changes of GDL were measured with various methods such as air permeability meter, pore distribution analyzer, thermo gravimetric analyzer, and tensile stress test to discover the effects of carbon corrosion. Carbon corrosion caused not only loss of weight and thickness, but also degradation of mechanical strength of GDL. In addition, to analysis the reason of GDL property changes, a surface and a cross section of GDL were observed with scanning electron microscope. After 100 hours test, the GDL showed serious damage in center of layer.
유동가속부식에 의해 배관이 파손된 500 MW급 A 복합발전소 배열회수보일러 저압증기발생기 배관을 모델로 삼아 배관급수 내의 용존산소 부족이 유동가속부식의 주요 원인임을 도출하고 용존산소를 증가시키기 위해 적용된 하이드라이진 차단 수처리에 대한 적용효과를 분석하였다. 수처리 적용 1년 후 급수의 용존산소는 0.15 ppb에서 3~5 ppb로 상승되고, 산화환원전위도 -245 mV에서 170 mV로 산화성으로 상승되었다. 또한 유동가속부식에 의한 부식생성물인 철분함유량은 18.5 ppb에서 5~7 ppb로 감소되었다. 따라서 하이드라이진 차단 수처리로 급수의 용존산소가 증가되며 유동가속부식에 의한 배관의 부식생성물인 철분함유량이 감소됨을 확인하였다.
Operating experience of the various components in the nuclear power plants has shown that a variety of degradation mechanisms can occur during operation. Therefore, the accurate lifetime evaluation and systematic management are very important for the safe as well as the economical operation of the nuclear power plants. In this paper, the characteristics of a total of 17 degradation mechanisms were reviewed and the plausible degradation mechanisms such as stress corrosion cracking, fatigue, irradiation embrittlement, and so on, were identified. Also, the lifetime evaluation technologies which have been developed for the application to the domestic nuclear power plants are described. In addition, a total of 48 aging management programs which have been established for the safe operation of the various components are explained.
Pipe wall-thinning by flow-accelerated corrosion and various types of erosion is significant damage in secondary system piping of nuclear power plants(NPPs). All NPPs in Korea have management programs to ensure pipe integrity from degradation mechanisms. Ultrasonic test(UT) is widely used for pipe wall thickness measurement. Numerous UT measurements have been performed during scheduled outages. Wall-thinning rates are determined conservatively according to several evaluation methods developed by Electric Power Research Institute(EPRI). The issue of reliability caused by measurement error should be considered in the process of evaluation. The reliability analysis method was developed for single and multiple measurement data in the previous researches. This paper describes the application results of reliability analysis method to real measurement data during scheduled outage and proved its benefits.
Safety is a major concern in Nuclear Power Plants (NPPs). Piping systems in NPPs are very complex and composed of many components such as tees, elbows, expanders and straight pipes. The high pressure and high temperature water flows inside piping components. As high speed water flows inside piping, the pipe wall thinning occurs in various reasons such as FAC (Flow Accelerated Corrosion), LDIE (Liquid Droplet Impingement Erosion) and Flashing. To inspect the wall thinning phenomenon and protect the piping from damages, piping components are checked by UT measurement in every overhaul. During every overhaul, approximately 200~300 components (40,000~60,000 UT data) are examined in NPPs. There are some methods from EPRI for evaluating wear rate of components. However, only few studies have been conducted to find out the raw data reliability for the wear rate evaluation. Securing the reliable raw data is the key factor for a reasonable evaluation. This paper suggests the reliability analysis method for the repeatedly measured data for wear rate evaluation.
While engine room arranging pipe which is used from the vessel, It measured the internal flow of 90 degree elbow which is used from the main condenser. Fluid flow in elbow of 90 degree is measured by PIV and Dewetron system. The Reynolds number adopts 50000 and experimental study of flow field in the elbow.
Flow Accelerated Corrosion is an active degradation mechanism of CANDU feeder. The tight bend downstream to Gray loc weld connection, close to reactor face, suffers significant wall thinning by FAC. Extensive in-service inspection of feeder wall thinning is very difficult because of the intense radiation field, complex geometry, and space restrictions. Development of a knowledge-based inspection program is important in order to guarantee that adequate wall thickness is maintained throughout the whole life of feeder. Research results and plant experiences are reviewed, and the plant inspection databases from Wolsong Units One to Four are analyzed in order to support developing such a knowledge-based inspection program. The initial thickness before wall thinning is highly non-uniform because of bending during manufacturing stage, and the thinning rate is non-uniform because of the mass transfer coefficient distributed non-uniformly depending on local hydraulics. It is obvious that the knowledge-based feeder inspection program should focus on both fastest thinning locations and thinnest locations. The feeder wall thinning rate is found to be correlated proportionately with QV of each channel. A statistical model is proposed to assess the remaining life of each feeder using the QV correlation and the measured thicknesses. W-1 feeder suffered significant thinning so that the shortest remaining life barely exceeded one year at the end of operation before replacement. W-2 feeder showed far slower thinning than W-1 feeder despite the faster coolant flow. It is believed that slower thinning in W-2 is because of higher chromium content in the carbon steel feeder material. The average Cr content of W-2 feeder is 0.051%, while that value is 0.02% for W-1 feeder. It is to be noted that FAC is reduced substantially even though the Cr content of W-2 feeder is still very low.
The component cooling water heat exchangers are critical components in a nuclear power plant. As the operation years of the heat exchanger go by, the maintenance costs required for continuous operation also increase. Most heat exchangers have carbon steel shells, tube support plates and flow baffles. The titanium tube is susceptible to flow induced vibration. The damage on carbon steel tube support rod and titanium tube around cooling water entrance area is inevitable. Therefore, analysis of internal flow around the component cooling water entrance and tube channel is a good opportunity to seek for failure prevention practice and maintenance method. The numerical study was carried out by FLUENT code to find out the causes of tube failure and its location.
탄소강은 가공성과 용접성이 우수하기 때문에 각종 산업설비의 배관재로 많이 사용되고 있으며, 특히 가압중수로형 원전의 1차측 배관과 가압경수로형 원전의 2차측 배관에 주로 사용되고 있다. 그러나 탄소강 배관은 부식에 취약하므로 유동가속부식(FAC, Flow Accelerated Corrosion) 현상에 의한 배관의 두께가 감소하는 감육 손상이 중요하게 대두되고 있는 실정이다. 이러한 감육현상은 다른 어떤 설비보다 안전성의 확보가 강조되고 있는 원전 배관의 경우에 있어서는 특히 중요한 건전성 저해요인으로 인식되고 있다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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