초록 ▼

원자력발전소에서 사용되는 핵심 부품 및 구조물에는 부식 저항성이 우수한 재료가 사용되고 있으나, 고온.고압의 원전 가동조건에서 장시간 사용됨에 따라 각종 국부부식에 의한 많은 파손이 발생하고 있다. 이러한 파손은 결과적으로 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있다. 또한, 부품의 파손은 1차측 냉각수의 누설 및 그에 따른 방사능 오염을 유발할 수 있기 때문에 부식과 관련되는 부품의 열화는 원전의 안전성을 위협하는 한 요인이 되고 있다. 원자력발전소 1차측과 2차측의 경계를 이루는 증기발생기 전열관은 부식에 의하여 가장 많이 손상을 받는

원자력발전소에서 사용되는 핵심 부품 및 구조물에는 부식 저항성이 우수한 재료가 사용되고 있으나, 고온.고압의 원전 가동조건에서 장시간 사용됨에 따라 각종 국부부식에 의한 많은 파손이 발생하고 있다. 이러한 파손은 결과적으로 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있다. 또한, 부품의 파손은 1차측 냉각수의 누설 및 그에 따른 방사능 오염을 유발할 수 있기 때문에 부식과 관련되는 부품의 열화는 원전의 안전성을 위협하는 한 요인이 되고 있다. 원자력발전소 1차측과 2차측의 경계를 이루는 증기발생기 전열관은 부식에 의하여 가장 많이 손상을 받는 부품중의 하나이다. 따라서 원전의 안전성 확보와 가동률 향상을 위하여 전열관 부식손상 에 대한 원인규명과 대처기술 개발, 손상관리 및 수명향상기술 개발이 절실히 요구된다. 본 연구에서는 국내 가동원전 증기발생기 archive 전열관 재료에 대한 PWSCC 특성평가 자료를 생산하여 database화 하였다. 또한, Alloy 600 용접재인 Alloy 182의 PWSCC 특성을 평가하였다. 한국표준형 원전의 전열관 확관 천이부위에서 발생하고 있는 원주방향의 응력부식균열 손상원인 규명을 위하여 확관부위 잔류응력을 측정기술을 확보하였다. 증기발생기 전열관의 2차측 응력부식균열 억제기술 공정개발과 손상 전열관의 구조적 누설 안전성을 예측하기 위한 모델을 개발하였으며, 보수 공정기술을 개발하여 원전 안전가동/손상관리/수명향상을 위한 기반기술을 확보하였다. 또한 전열관의 건전성 향상을 위한 재료개량과 각종 국부부식 손상을 방지할 수 있는 Ni-도금피막기술을 개발하여 도금피막에 대한 각종 물성평가(기계적 특성, 응력부식균열 특성 등)를 수행하였다.

Abstract ▼

Main components and structures in nuclear power plants generally use materials having superior resistance to corrosion. Since the damages related to corrosion have become a menace to the safety of NPPs as well as economical loss and the steam generator tubing forming a boundary between the primary a

Main components and structures in nuclear power plants generally use materials having superior resistance to corrosion. Since the damages related to corrosion have become a menace to the safety of NPPs as well as economical loss and the steam generator tubing forming a boundary between the primary and secondary sides of NPPs is one of the main components that are most damaged by corrosion, it is strongly required to verify the mechanisms of the steam generator tubing degradations, to develop remedial techniques for the degradations, to manage the damages, and to develop techniques for the extension of the plant`s life. In this study, the PWSCC characteristics of the archived steam generator tube materials in the domestic NPPs were evaluated and the databases of the obtained results were established. Also, the PWSCC characteristics of the welding material, Alloy 182, for Alloy 600, were evaluated. To verify the damage mechanisms of the circumferential SCC occurring in the expansion transition region of the tubes in the Korean standard NPPS, the evaluation technique for the residual stresses in the expanded region was acquired. A procedure of the inhibition technique for the SCC occurring in the secondary side of steam generators and a model for estimating the safety of damaged tubes by the structural leakage were developed, by which the fundamental technologies for the safe operations of NPPs, the management of the damages, and the expansion of the plant life were acquired. The material improvement technique for the integrity enhancement of tubes was developed. Along with the development of the Ni-coating technique the evaluation of the properties such as mechanical and SCC properties of the coated film was performed.

목차 Contents

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  최종연구보고서 초록
  요약문
  summary
  contents
  목차
  표목차
  그림목차
  
  제 1 장 서 론 1
  제 2 장 국내외 기술개발 현황 4
  제 1절 부식손상 특성평가기술 개발/특성평가 자료생산/손상기구규명 및 DB 구축 4
  1. 국내가동 원전 증기발생기 전열관 신 부식손상 특성평가기술 개발 및 발생요인 분석 4
  2. 확관 부위 잔류응력 측정 기술 개발 및 자료 생산 12
  3. 국내 가동원전 archive 전열관 재료의 PWSCC 특성평가 22
  4. Alloy 600 용접재(Alloy 182)의 미세조직 분석 및 PWSCC 특성평가 25
  5. Database 구축 29
  
  제 2절 부식손상에 대한 안전성 예측모델 및 대처 기반기술 개발 30
  1. 전기화학적 방법에 의한 응력부식균열의 생성 및 성장 감시기술 개발 30
  2. 손상 전열관의 구조적 건전성 및 누설 예측모델 개발 36
  3. 손상 전열관 보수기술 개발 40
  4. 증기발생기 전열관 2차측 응력부식균열의 억제기술 개발 43
  
  제 3절 부식손상에 대한 장수명화/미래형 재료기술 개발 50
  1. 합금원소 첨가에 의한 니켈기 합금의 개량기술개발 50
  2. Serrated 열처리에 의한 니켈기 합금의 개량기술개발 53
  
  제 4절 표면개질에 의한 부식손상 방지기술 개발 55
  1. Ni-도금에 의한 Alloy 600 재료 응력부식균열 방지기술 개발 55
  
  제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 57
  제 1절 부식손상 특성평가기술 개발/특성평가 자료생산/손상기구규명 및 DB 구축 57
  1. 국내가동 원전 증기발생기 전열관 신 부식손상 특성평가기술 개발 및 발생요인 분석 57
  2. 확관 부위 잔류응력 측정 기술 개발 및 자료 생산 93
  3. 국내 가동원전 archive 전열관 재료의 PWSCC 특성평가 119
  4. Alloy 600 용접재(Alloy 182)의 미세조직 분석 및 PWSCC 특성평가 134
  5. Database 구축 215
  
  제 2절 부식손상에 대한 안전성 예측모델 및 대처 기반기술 개발 224
  1. 전기화학적 방법에 의한 응력부식균열의 생성 및 성장 감시기술 개발 224
  2. 손상 전열관의 구조적 건전성 및 누설 예측모델 개발 243
  3. 손상 전열관 보수기술 개발 261
  4. 증기발생기 전열관 2차측 응력부식균열의 억제기술 개발 328
  
  제 3절 부식손상에 대한 장수명화/미래형 재료기술개발 365
  1. 합금원소 첨가에 의한 니켈기 합금의 개량기술개발 365
  2. Serrated 열처리에 의한 니켈기 합금의 개량기술개발 390
  
  제 4절 표면개질에 의한 부식손상 방지기술 개발 424
  1. Ni-도금에 의한 Alloy 600 재료 응력부식균열 방지기술 개발 424
  
  제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도 439
  
  제 5 장 연구개발결과의 활용계획 451
  서지정보양식