The corrosion on steam generator tubes of the secondary side of pressurized water reactor inhibits heat transfer. One of the most efficient techniques improving the heat transfer performance of a nuclear electric generation is a corrosion control. The environmental parameters mostly affecting corros...
The corrosion on steam generator tubes of the secondary side of pressurized water reactor inhibits heat transfer. One of the most efficient techniques improving the heat transfer performance of a nuclear electric generation is a corrosion control. The environmental parameters mostly affecting corrosion are materials and chemical additives. It seems that no further corrosion occurs in steels with Polyacrylic acid polymer dispersant treatment. Polyacrylic acid forms a protective coating with uniform thickness on metal surface. Polyacrylic treatment appears to be the most convenient way to enhance the thermal performance by the thermal conductivity improvement in steam generators.
The corrosion on steam generator tubes of the secondary side of pressurized water reactor inhibits heat transfer. One of the most efficient techniques improving the heat transfer performance of a nuclear electric generation is a corrosion control. The environmental parameters mostly affecting corrosion are materials and chemical additives. It seems that no further corrosion occurs in steels with Polyacrylic acid polymer dispersant treatment. Polyacrylic acid forms a protective coating with uniform thickness on metal surface. Polyacrylic treatment appears to be the most convenient way to enhance the thermal performance by the thermal conductivity improvement in steam generators.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구는 원자력발전소 증기발생기 성능을 개선 하고 증기발생기 내부 튜브의 부식반응을 제어할 목적으로 주입하는 PAA 분산제가 원전 2차계통인 증기발생기 구성 재질에 대한 부식영향을 평가하여 증기발생기 수명연장과 열성능 향상을 도모하는 것을 목적으로 한다.
제안 방법
">측정하였 다. 1차 무게측정 후 시편을 아세톤을 사용하여 5분간 초음파세척 하여 비부착성 산화물을 제거하여 2차 측정하였다. 이때 부식반응에 관여한 산소무게 만큼 무게가 증가하게 된다.
후)내부 온도를">내부온도를 300℃까지 상승시킨 후에 Eocp 전압을 측정한다. Eocp 기준으로 -300mV 이상에서 cathodic charging을 30분간 실시한 후에 주사율 1mV/sec로 동전위 분극 시험을 수행하였다. 실험에 사용된
국내 가압경수로 원자력발전소 2차계통의 효율적인 열성능 개선을 위해, 증기발생기 계통 부식억제용 고분자 분산제 PAA가 계통재질에 미치는 영향을 파악하기 위한 무게감소 시험, SEM 시험, 전기화학 시험 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
8을 조성하고, 100ppb PAA, 25 ppb N2H4, 용액을 제조하였다. 부식용액은 분산제인 PAA가 첨가된 수용액과 분산제가 없는 수용액으로 구분하여 2개의 고압반응기에 각각 주입한 후 순도 99.999% 질소를 2.5 liter/min의 속도로 3시간 탈기한 후 300℃까지 가열하였다. Fig.
시편과 시편홀더와의 갈바닉 부식을 방지하기 위해 stainless steel wire에 열수축 테프론 튜브를 싸서 열처리한 후 시편걸이를 만들어 시편을 시편홀더에 장착하였다. 시험용액을 만들기 위해 100ppm PAA, 0.
시험기간은 2단계로 진행하였는데 1단계에선 3 종류 시편을 사용하여 10일간 진행하여 시편재료에 따른 분산제 산화막 영향을 검토하고, 2단계에선 부식이 비교적 잘 일어나는 탄소강 SA106만을 사용하여 산화막이 형성되는 충분한 시간을 주기위해 30일로 연장하여 시험하였다. 시험기간이 끝난 시편은 2개의
시험용액을 만들기 위해 100ppm PAA, 0.1 M ETA, 100ppm N2H4의 저장용액을 미리 준비하고, 이들 저장용액을 이용하되 용액 pH는 ETA로 pH 9.7∼9.8을 조성하고, 100ppb PAA, 25 ppb N2H4, 용액을 제조하였다.
후)전 처리">전처리 하였다. 연마한 시편은 아세톤에서 초음파 세척하여 건조한 후, 전자저울로 무게를 측정하였다.
후)원자력발전소증기발생기">원자력발전소 증기발생기 배관재질인 니켈 합금강 Inconel 600 HTMA의 300℃ AVT 조건에서 동적전이 스캔(Potentiodynamic Scan)을 수행하였다. 동적전이 스캔은, 수화학 환경 속 산화막의 전기화학적 성질이 분산제 투입의 경우와 분산제를 사용하지 않은 경우에 다소 차이가 있음을 보여준다.
탄소강 시편은 3.5cm × 1.27cm × 0.15cm 크기로 잘라 600, 800, 1200 SiC paper로 연마한 후 1㎛ 알루미나 paste로 마무리 하였다.
대상 데이터
Alloy 600 HTMA 시편은 19.05mm OD × 1.09mm 두께의 튜브를 그대로 사용 하였으며 800, 1200 SiC paper로 전처리 하였다.
후)무게 감소">무게감소 실험에 사용한 시편은 탄소강(SA106, SA516-70)과 Inconel(Alloy 600 HTMA)이였다. 탄소강 시편은 3.
본 실험은 원자력발전소 2차 계통 구조재에 대한 분산제 영향을 파악하기 위해 증기발생기 전열관 재료 Inconel600 HTMA 합금의 시편을 제작하였으며, 탄소강 시편의 표면적은 2.4cm2이고, 합금의 표면적은 11.5cm2이다. 수화학 조건은 ETA와 hydrazine을 이용한 all volatile treatment(AVT) 조건이 사용되었으며, ETA로 중화된 PAA에 의한 pH 변화를 보상하기 위해 ETA 량을 조절하여 pH 범위를 9.
후)분극시험을">분극 시험을 수행하였다. 실험에 사용된 기준전극은 external pressure balanced Ag/AgCl(0.01 N KCl) 전극이며, 상대전극은 백금선을 사용하였다.
성능/효과
1) 탄소강 및 니켈 합금은, 고압반응기의 부식 환경에서 분산제가 첨가되지 않은 경우, 금속면에 산화물이 지속적으로 축적되어 산화막이 증가하며, 이로 인해 금속시편의 무게가 증가하는 현상이 발생하여, 열전달 효율이 감소하게 된다.
2) 분산제를 첨가한 경우, 부식 환경에서 형성된 산화막 일부가 분산제와 반응하여, 탈착 가능한 산화막을 생성한 후 탈착되어, 산화막 두께가 얇아지는 현상이 일어난다.
3) 분산제가 첨가된 경우, 부정적인 산화막 성장이 저지되고, 균질하고 긍정적인 산화층이 얇게 형성되어, 금속의 산화가 진행되는 것을 방지하는 보호막 역할을 한다.
4) 동전위분극 시험결과, 분산제 PAA 화학성분에 의한 금속면 국부부식이 발생하지 않는 것으로 확인 되었다.
5) 고분자 분산제 사용으로, 금속시편의 산화막이 보호막 형태로 최소화되고 부식이 차단되기 때문에, 원전 2차 계통 전열관 열전달계수가, 분산제를 사용되지 않는 경우와 1차수 이상 차이가 발생하므로, 증기발생기 열성능이 훨씬 우수해지는 장점을 갖는다.
후)본부식실험에서">본 부식실험에서 산화 부식반응이 진행되면 철산화물인 마그네타이트에 산소량이 증가하여 일부가 헤마타이트로 전환하며 마그네타이트 상부에 새로운 층을 형성하므로 이론적으로 시편무게가 증가하는 현상은 당연한 결과이다. 다만 이는
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현재 사용하는 화학세정이나 고압세척을 보완하는 방식은 무엇인가?
이러한 방법들은 효과적이긴 하나, 비용부담이 크고 운전정지 기간연장 및 불완전한 세정 등의 모험을 감수해야 한다. 최근 이러한 방식을 보완할 목적으로 분산제 주입방식이 주목받고 있다. 이 방식은 증기발생기 표면에 부식생성물이 들어붙는 것을 방지하는 고분자 분산제를 온라인상에 투입하여 증기발생기 내부표면에 부식생성물의 침전의 최소화를 목적한다1).
원자력발전소 공급수를 통해 들어가는 부식생성물이 부착된 침전물은 어떤 문제를 일으키는가?
원자력발전소 공급수를 통해 2차 계통으로 들어 가는 부식생성물은 증기발생기와 이와 연계한 내부 표면에 부착하곤 한다. 이러한 침전물은 열전달을 방해하고, 튜브 받침을 차단하거나, 부식성 불순물이 축적될 수 있는 틈새를 형성하기도 한다. 적절한 조치를 취하지 않으면, 응력부식 균열과 튜브 파손으로 이어질 수 있다. 절연성 스케일의 형성뿐 아니라 부식으로 인해 사용 중인 튜브를 제거할 경우 증기발생기 성능에 영향을 준다.
분산제는 무엇인가?
분산제는 입자분리와 침전과 응집을 방지하기 위해 현탁액 특히 콜로이드에 투입하는 표면활성제나 비표면활성제이다. 이러한 분산제는 한 가지 또는 여러 가지 계면활성제로 구성된다.
참고문헌 (10)
K. Fruzzetti, "Reducing Deposits in Steam Generators", Nuclear Plant Journal, March 2009, pp. 42-44.
I. Piirma, et al., "Polymeric Surfactants", Marcel Dekker, New York, 1992, pp. 36-124.
K. Fruzzetti, et al., "Dispersant Application for Mitigation of Steam Generator Fouling", Paper presented at International Conference on Water Chemistry of Nuclear Reactor System, September 2008, pp. 1-8.
D. A. Jones, "Principles and Prevention of Corrosion", Prentice Hall, New Jersey, 1996, pp. 5-34.
Rohrbark Cosasco Systems, "Corrater User Manual", California, 2004, pp. 19-23.
J. jevec, et al., "The effect of Polymer Dispersant on the Oxidation of steels in All-Volatile Treatment Water", Paper presented at American Nuclear Society's 11th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Systems, August, 2003, pp. 1-8.
이재근, 문전수, "발전성능 향상을 위한 에너지 효율 연구", 한국수소 및 신에너지학회 논문집, Vol. 21, No. 3, 2010, pp. 220-226.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.