자기영상 기술을 이용한 원자로 제어봉 집합체 손상평가 장비 개발 (Development of a Nondestructive Evaluation System for a Rod Cluster Control Assembly Using Magnetic Imaging Technology)

본 논��에서는 경수로에서 사용되는 제어봉 집합체의 봉다발에 대한 전자기 비파괴 시험 시스템을 제시하였다. 이 시스템은 제어봉 수에 상당하는 여러 개의 외삽형 자기 카메라들을 사용하는데, 각각의 센서 프로브는 제어봉에 외삽형으로 원주방향으로 배열되는 홀 센서 어레이(EHaS)왿� 보빈 코일로 구성된다. 보빈 코일에 의해서 결함 주변에 자기장이 유도되며, EHaS 내에 있는 15개의 홀 센서 소자들을 통해 반경 방향의 자기장 분포를 측정하게 된다. 본 연구를 통하여 홀 센서 소자를 제어봉 집합체 튜브 외부 표면의 결함 검사를 위해 탐촉자의 원주 방향으로 배열하여 결함의 정량적 평가를 수행하였다. 그리고, Ag-In-Cd 재질의 흡수체왿� STS304 피복관으로 구성된 원전에서 실제 사용되는 동일한 RCCA 제어봉에서 검증실험을 수행하였다. 제어봉 피복관에 인위적으로 제작된 짧은 간격의 원주방향 그루브(SCG) 및 부분 원주방향 균열(PCC)을 성공적으로 판별하여 본 검사시스템의 성능을 검증하였다.

This paper presents an electromagnetic testing system for rod cluster control assemblies (RCCAs) used in pressurized-water reactors. This system uses several encircling-type magnetic cameras that are equivalent in number to the control rods. Each sensor probe comprises an encircling Hall sensor array (EHaS) and a bobbin coil. The EHaS has 15 Hall sensor elements that measure the electromagnetic field distribution in the radial direction of the control rod induced by the bobbin coil for the detection of defects. In this study, a quantitative evaluation of defects are performed by arranging the Hall sensor element in the circumferential direction of the probe to inspect the outer surface of the RCCA tube. Verification tests are carried out on an RCCA control rod that is used in nuclear power plants consisting of Ag-In-Cd absorbers and STS304 cladding tubes. To verify the inspection system, short-circumferential grooves and partial-circumferential cracks are successively detected on the RCCA sheath tube.