가압형 경수로 원자로의 압력용기 상부헤드 관통노즐 J-groove 용접부 주변에서 일차수응력부식균열(PWSCC)로 인한 냉각수 누설사례가 발생하고 있다. 본 연구에서는 PWSCC 의 주요 원인 중 하나인 용접 잔류응력을 유한요소 해석을 이용해 평가하고 원자력 발전소의 정상가동 조건을 해석에 반영하는 방법이 용접잔류응력 분포에 미치는 영향에 대한 분석을 수행하였다. 또한 반복되는 원자력 발전소의 가동 주기가 용접잔류응력 분포에 미치는 영향을 확인하여 정상가동조건에서의 정확한 용접 잔류응력을 예측할 수 있는 방법을 분석하였다.
In pressurized water nuclear reactors (PWRs), the reactor pressure vessel (RPV) upper head contains penetration nozzles that use a control rod drive mechanism (CRDM). The penetration nozzle uses J-groove weld geometry. Recently, the occurrence of cracking in alloy 600 CRDM penetration nozzle has increased. This is attributable to primary water stress corrosion cracking (PWSCC). PWSCC is known to be susceptible to the welding residual stress and operational stress. Generally, the tensile residual stress is the main factor contributing to crack growth. Therefore, this study investigates the effect on weld residual stress through different analysis methods for normal operating conditions using finite element analysis. In addition, this study also considers the effect of repeated normal operating condition cycles on the weld residual stress. Based on the analysis result, this paper presents a normal operating condition analysis method.
