기술내용
고온의 원자로에서 가열된 1차 냉각재는 증기발생기 전열관을 가열하고 전열관은 다시 2차 냉각재를 가열시켜 증기를 발생시킨다. 고온, 고압의 부식 환경에 노출되어 있는 전열관의 균열은 방사능을 띄고 있는 1차 냉각재 유출이라는 심각한 사고로 이어질 수 있어 원전 설비의 유지 보수 분야에서 철저하게 관리되고 있다.
전열관 부식을 막기 위해 세계 원자력 재료 연구 분야에서는 2차 냉각재에 특정 화학물질을 첨가해 전열관을 부식 환경으로부터 보호하는 부식억제제 개발에 열을 올리고 있다. 정확한 부식기구 평가와 부식억제제 개발을 위해서는 원전 모사환경에서의 전열관 응력부식균열 평가를 정량적으로 분석할 수 있는 기술이 필요하다. 이와 관련하여 부식억제제 전기화학평가, 부식 시편 정밀 표면분석 기술 등 첨단 재료 평가 기술을 활용한 성능 평가 기술을 본 부서에서는 보유하고 있다.
활용결과
이 기술을 활용하여, 증기발생기 전열관의 부식을 방지하기 위해 개발하고 있는 부식억제제의 성능 시험 결과를 성공적으로 생산하였다. 이 부식억제제의 성능 평가 결과를 담은 이 보고서는 미국 전력연구소 EPRI(Electric Power Research Institute)에 제공되기로 수출 계약을 체결했다.
EPRI는 원자력을 포함한 전력 산업 관련 전 세계 40개국 1천 여개의 기업 및 기관을 회원으로 하는 대규모 연구기관으로, 세계 각국에서 수행되는 연구개발 중에서 중요하다고 판단하는 기술에 대한 신속한 현황 파악을 위해 연구 결과를 구입, 회원들과 공유하고 있다. 본 기술을 활용하여 생산한 이 결과는 2015년까지 EPRI에 제공할 계획이며,EPRI는 이번 과제를 통해 국내개발 부식억제제를 포함한 주요 후보 물질에 대한 객관적인 성능평가 DB를 구축할 예정이다. 향후 이 결과가 회원사인 세계 유수의 원전 기관에 공유되었을 때 가동 원전에 적용할 대표 후보군으로 선정될 것으로 기대하고 있다.
*위 그림에서 빨간색 테두리 내부영역은 응력부식균열(SCC, stress corrosion cracking)이 일어나지 않은 건전한 상태임. 따라서 테두리 면적이 넓을수록 응력부식균열 저항성이 좋음.
**원자력연구원 시험결과에 따르면, 억제제를 첨가하면, 응력부식균열 성장속도와 연신율이 약 2배 개선됨.