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시스템사업부 사업4팀 김형문차장

ISO9001-KSA9001 Excellent Korean Technology

Excellent Korean Technology New Technology Superior New-Tech.

표준형 RCP진동 분석장비 개발

㈜우리기술

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RCP 진동분석장비(RCP-VMAS) 란 - 3 1

RCP 전용 진단분석장비의 하드웨어 - 11

RCP 전용 진단분석장비의 소프트웨어 - 13

▣ 목 차

4

5

맺음말 - 20 6

RCP 진동분석장비 제작 추진경위 - 5 2

RCP 전용 진단분석장비의 주요기능 - 9 3


1. 원자로냉각재펌프-진동감시시스템(RCP-VMAS) 란?

원자로냉각재펌프-진동감시시스템(RCP-VMAS)

진동 가속도 센서 및 비접촉 변위센서를 이용해서 원자로냉각재펌프 회전축의 이상

상태 및 지지 베어링의 결함을 온라인으로 조기에 감시하는 시스템이다.


1. 원자로냉각재펌프-진동감시시스템(RCP-VMAS) 란?

기존설비의 RCPVMS 개략

주요기능: 실시간 진동측정, 분석(시간,주파수)및 경보발생

입력범위: 0~200G (가속도계), 0~200mils (변위계)

설치수량: 가속도계4개(모터3개, 펌프1개), 변위계 2개(축변위)

샘플링RATE : 2 KHz (총28 채널) , NI-6031E DAQ(100kS/s)사용

진동측정: 10초간 진동 데이타 평균 (2초마다 NEW DATA 갱신)

감시화면 REFRESH : 2초마다

설정 값 이상에서 고진동 경보발생

주기적으로 데이터저장(분~ 일 주기로설정가능)

저장된 데이터의 트렌드 분석 기능제공

REALTIME TREND 기능 없음


2. RCP 진동분석장비 제작 추진경위

신고리1호기 POST-HFT 기간 중 RCP 02A/02B 고진동 경보발생

• 현장 실측결과는 이상 없음(진동전문가측정)

• 이후RCP 고진동 경보가 빈번히 발생함(2010.6.6~)

신고리2호기 RCP 01A 고 진동에 의한 펌프 손상 경험(2010.11.22)

• 빈번한 오경보로 RCPVMS 진동 측정값의 신뢰성 저하

• 대외기관 후속 조치 보고로 RCP 진동분석장비 개발 필요

신고리1,2호기 RCPVMS 오신호에 대한 근본 원인 분석 필요



기존설비의 RCPVMS

1. 낮은 샘플링주파수

RCPVMS 의 샘플링 주파수는 2kHz로서 일반적으로 20Hz의 진동을 측정하는데는 충분하

지만, 2KHz이상의 고주파수를 차단하기에는 비교적 낮은 샘플링 주파수로 판단됨

2. 하드웨어 필터의 부재

신호 처리모듈(SCM)내에 하드웨어필터가 없으므로 고주파 성분의 노이즈가 신호와 함께

전달되고 있음

3. 운전중인 RCP에서는 고주파 노이즈가 발생

RCP가 운전중 일 때는 전기적 성분의 고주파 노이즈가 상시 발생하고 있으며, 그 값은 펌프

별로 특성을 갖고 있음

4. 신호 Ground 와 시스템 Ground간에 전기적 Isolation 안됨

캐비닛 I-Ground 를 통한 고주파 노이즈 유입 시 전체 신호가 오지시 할 가능성 있음



RCPVMS 오신호

정상 운전 중 고 진동 경보가 간헐적으로 발생함

고주파 노이즈가 저주파수로 인식되는 ALIASING(위신호) 현상 때문임

RCP 베어링 및 내장 품 등에서 기계적인 진동이 발생할 시는 20 ~ 280Hz의 저주파수가

발생하는 것으로 알려져 있으며, RCP 정상 운전 중에는 모터 회전수인 20Hz 만이 나타나는

것이 정상임

RCP 주요 진동은 1X (20Hz) 및 2X (40Hz)에서 발생하며, 고진동 경보도 1X, 2X 진동에

만 설정 되어 있음

RCP 1A

Xm

2kHz



하드웨어 필터의 부재

신호 처리 모듈(SCM)내에 하드웨어 필터가 없으므로 고주파 성분의 노이즈가 신

호와 함께 전달되고 있음

SCM (signal conditioning module)

제작사: National Instrument

용도: 신호 처리 및 필터링

신호처리:

Accel. : Differential 저항접지

Obital Probe : LPF (1kHz)

Key Phaser: Output Pulse측정

(RCP Speed)


3. RCP 전용 진단분석장비의 주요기능

우리기술 표준형 RCP진동 분석장비 개략 주요 기능: 기존설비의 RCPVMS 문제점 개선 , 소프트웨어 기능 추가

신고리2호기, 월성3발 1,2호기 설치 사용 중

입력범위: 0~200G (가속도계), 0~200mils (변위계)

설치수량: 가속도계4개(모터3개, 펌프1개), 변위계 2개(축변위)

하드웨어필터 없음 -> 하드웨어필터(1KHZ, ISOLATION)

샘플링RATE : 100kS/s -> 1.25MS/s 사용

진동측정: 10초간 진동 데이타 평균 (2초마다 NEW DATA 갱신)

-> 1초간 진동 데이터 평균 (1초마다 NEWDATA 갱신)

감시화면 REFRESH : 2초마다 -> 1초마다

설정 값 이상에서 고진동 경보발생

주기적으로 데이터저장(분~ 일 주기로설정가능) -> 상시 저장(1주기)

저장된 데이터의 트렌드 분석 기능제공 -> 일반PC에서도 분석 가능

REALTIME TREND 기능 없음 -> REALTIME TREND(RAW DATA & FFT)


3. RCP 전용 진단분석장비의 주요기능

신호 처리 모듈 (Signal Conditioning Module)에 Hardware Filter 를 채택하여 1kHz 이상의

고주파성분을 근원적으로 제거

Hardware Filter 추가

고속 샘플링으로 노이즈에 의한 고주파수를 고주파수로 인식하게 한 후, 소프트웨어필터로

제거한다.

높은 샘플링주파수로 ALIASING 원천 차단

Isolation 기능 추가

RCP 진동의 실시간 트렌드 화면, 장기간 데이터 저장 , 분석기능 제공 현재의 RCPVMS 와 유사한 화면구성으로 사용자 편이성 증대 실시간 및 과거 트렌드를 초단위로 분석가능, 저장 AUTO TRIGGER 및 경보발생 기능 등

Software 기능 추가


4. RCP 전용 진단분석장비의 하드웨어

장비 LAYOUT

현장 설치 사진 외형 사진


4. RCP 전용 진단분석장비의 하드웨어

전체 구성도

개선 및 추가 분

고속 샘플링 AI Card 1.25MS/s

SCM (H/W Filter & Isolation)


5. RCP 전용 진단분석장비의 소프트웨어 Monitor(Main) Screen Layout

PUMP NO NAME.

PUMP SPEEDS.

ALARM POINT. CURRENT VALUE.

ALARM SETPOINT

CURRENT VALUE.

ALARM SETPOINT

SENSOR CH NAME.

FILTER ORDER

X1(19~21Hz)

X2(38~42Hz)

BB(0.1~900Hz)

UNIT.

Acceleration(GS)

Velocity(In/Sec)

Displacement(mils p-p)

FILTER ORDER

X1(19~21Hz)

X2(38~42Hz)

BB(0.1~900Hz)

UNIT.

Displacement(mils p-p)

ALARM POINT.

장기간 데이터 저장

(1주기 이상)

1초마다

NEWDATA 갱신


5. RCP 전용 진단분석장비의 소프트웨어 Trend Layout

PUMP NO NAME.

RCP 1A

RCP 1B

RCP 2A

RCP 2B

PUMP SPEEDS.

SENSOR CH NAME.

CURRENT VALUE.

CURRENT VALUE.

CURRENT VALUE.

ALARM SETPOINT

ALARM SETPOINT

ALARM SETPOINT

CURRENT VALUE.

실시간 트랜드

분석도구


5. RCP 전용 진단분석장비의 소프트웨어 Setup Screen Layout

Alarm Setpoint

Control

Setup Data

Control

Calibration

Sample Rate

User 등록 및 관리

Title 관리

경보 설정


5. RCP 전용 진단분석장비의 소프트웨어 Alarm Layout

ALARM SETPOINT

ALARM SETPOINT

ALARM SETPOINT

ALARM SETPOINT

센서 상태 표시


5. RCP 전용 진단분석장비의 소프트웨어 Time & Frequency Layout

RAW DATA

실시간 확인

FFT

실시간 확인

주파수 범위 설정


5. RCP 전용 진단분석장비의 소프트웨어 Event Log Layout

검색 조건


5. RCP 전용 진단분석장비의 소프트웨어 Historical Analysis :Time+Freq

데이터 불러 오기

시험기 외

다른 PC에서

설치사용가능

FFT 값 표시

진동 DATA 값 표시

분석도구


6. 맺음말

감사합니다.

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