기술내용
증기발생기에서 부식에 의한 전열관 손상은 전열관과 관판, 관지지판 또는 슬러지 사이의 틈새(Crevice)에서 대부분 발생되며 틈새수질에 좌우된다. 틈새에서는 과열도가 높아 불순물들이 농축되면서 틈새의 수화학 환경이 증기발생기 내부수의 환경과는 달라지게 된다. 전열관의 손상을 억제하기 위해서는 이 틈새에서의 수화학 환경을 정확히 감시.평가하는 기술이 필요하다. 실증시험 장치 고온고압하의 원전 증기발생기 틈새 수화학 환경과 유사한 분위기에서 불순물 농축시험, 전열관 부식시험과 부식억제제 성능시험 등을 할 수 있도록 고온고압용 증기발생기 틈새환경 실증시험 장치(그림 1)를 설계.제작하였다. 본 장치는 고온고압의 오토클레이브, 일차측 냉각수가 흐르는 전열관, 2차측냉각수관, 틈새지지링 등을 포함하여 이루어진다. 이 구성에 의해 본 장치는 실제 증기 발생기의 전열관과 지지부재 사이의 틈새에서 불순물이 비등농축되는 틈새환경의 모사가 가능하고, 농축에 의한 비점상승, 부식전위와 pH 등의 틈새수화학 환경을 on-line으로 감시할 수 있고 평가 자료를 생산할 수 있게 된다.
그림 1. 증기발생기 틈새환경 실증시험 장치
적용분야
본 장치는 국내 원전 2차계통 수화학 조건을 반영한 운전이 가능하므로, 증기발생기 전열관의 파울링을 저감시켜 전열관의 열전달 성능을 제고하는 데에, 원전 계통 표면의 산화피막 및 틈새농축 제어를 통해 계통부식을 저감시키는 데에 활용될 수 있다. 나노화된 응력부식억제제를 개발하여 틈새에서의 부식손상을 억제하는 기술은 화력 및 기타 고온 보일러 등이 이용되는 산업체에 응용 가능하다.
적용사례
일본의 Takamatsu 등 OHI 1호기에 증기발생기 전열관의 부식현상을 평가하기 위해 모델 보일러를 설치하였으며, 이 모델 보일러를 이용하여 이차측 환경에서의 부식전위와 pH를 측정하였다. 특정한 증기발생기 수화학 조건을 얻기 위하여 운전 중인 발전소의 급수와 증기발생기 취출수를 모델 보일러에 사용하였다. OHI-1호기에 설치된 모델 보일러의 가열된 틈새로부터 농축된 용액시료를 채취하여 분석함으로써 증기발생기의 틈새 환경을 평가하였다.