교육과학기술부 Ministry of Education and Science Technology(MEST)
등록번호
TRKO201800000518
DB 구축일자
2018-11-10
키워드
초고온가스로.요소기술.흑연.가스루프.초고온재료.부식.기기.표면개질.이온빔믹싱.공정열교환기.VHTR.Very High Temperature gas-cooled Reactor.Essential Technology.Graphite.Gas Loop.Very High Temperature Material.Corrosion.Components.Surface Modification.Ion Beam Mixing.Process Heat Exchanger.
본 연구에서는 수소생산을 위한 초고온가스로의 원자로 및 초고온 기기에 적용하기 위한 고온재료 연구, 노심 소재로 사용되는 흑연 관련 연구, 초고온기기 관련 요소 기술, 공정열교환기 제작 기술, 그리고 가스루프 등 다섯 가지의 세분된 연구를 수행하였다. 고온재료 특성 평가 연구에서는 고온 배관용 슈퍼합금의 크리프 특성 평가, 원자로용기용 고크롬강 특성 평가, 노심구조물인 세라믹 복합체 제조 공정 및 특성 평가, 그리고 황산분해 공정 반응기 용 재료의 부식 특성 평가를 수행하였다. 흑연에 대해서는 흑연화 평가 기술, 비파괴 결함 탐지
본 연구에서는 수소생산을 위한 초고온가스로의 원자로 및 초고온 기기에 적용하기 위한 고온재료 연구, 노심 소재로 사용되는 흑연 관련 연구, 초고온기기 관련 요소 기술, 공정열교환기 제작 기술, 그리고 가스루프 등 다섯 가지의 세분된 연구를 수행하였다. 고온재료 특성 평가 연구에서는 고온 배관용 슈퍼합금의 크리프 특성 평가, 원자로용기용 고크롬강 특성 평가, 노심구조물인 세라믹 복합체 제조 공정 및 특성 평가, 그리고 황산분해 공정 반응기 용 재료의 부식 특성 평가를 수행하였다. 흑연에 대해서는 흑연화 평가 기술, 비파괴 결함 탐지 기초 기술 및 불순물 분석 기술을 개발하였으며, 소형 흑연 시편 시험 및 흑연 가공 현황 분석을 수행하였다. 초고온 기기 관련 요소 기술에서는 각종 기기의 기술현황을 조사하고, 중간열교환기 열적 설계, 고온가스닥트 구조 정산 및 고온 구조 해석 기술 개발을 수행하였다. 공정열교환기 제작 분야에서는 이온빔믹싱을 이용한 표면 개질 효과를 평가하고, 관련 공정을 개선시켰다. 또한, 공정 열교환기 제조 기술을 개발하고 실험용 시제품을 생산하였다. 초고온의 운전 조건 상태 모사를 통해 공정열교환기 시험을 수행하기 위한 10kW급 소형가스루프 및 150kW급 초고온헬륨루프 건조가 완료되었고, 관련 시험을 수행하였다.
(출처 : 서지정보양식 807p)
Abstract▼
The research tasks performed in this project can be classified into five categories; high temperature material of VHTR reactor and components for hydrogen production, the nuclear graphite for the core material, the essential technologies for VHTR components, Process Heat Exchanger (PHE) fabrication,
The research tasks performed in this project can be classified into five categories; high temperature material of VHTR reactor and components for hydrogen production, the nuclear graphite for the core material, the essential technologies for VHTR components, Process Heat Exchanger (PHE) fabrication, and gas loop for PHE verification tests. Research tasks on high temperature materials of VHTR reactor and components include creep properties of super alloy for high temperature components, properties of a modified 9Cr-1Mo alloy, fabrication and properties of in-core ceramic composites, and corrosion properties of the materials for the sulfuric acid decomposer. The technologies of graphitization evaluation, nondestructive defect detection, and impurity analysis were developed in field of nuclear graphites. The properties of graphites were evaluated by tests using small specimen test. The abroad status of graphite machining was reviewed. Review about the status of VHTR components, structural sizing & analysis for hot gas duct, thermal sizing of IHX were performed in the field of the essential technologies for VHTR components. The surface modification process with ion beam mixing was optimized and evaluated for the fabrication of process heat exchanger (PHE). The secondary sulfuric acid loop was designed and constructed in the gas loop. The lab-scale PHE test was performed in the gas loop.
(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 808p)
목차 Contents
표지 ... 1
제출문 ... 2
보고서 요약서 ... 3
요약문 ... 4
SUMMARY ... 10
CONTENTS ... 16
목차 ... 18
표목차 ... 24
그림목차 ... 30
제1장 연구 개발 과제의 개요 ... 50
제1절 연구 개발의 목표 ... 50
제2절 연구개발의 필요성 ... 50
제3절 연구개발의 범위 ... 53
제2장 국내외 기술 개발 현황 ... 56
제1절 국내 기술 개발 현황 ... 56
1. 초고온재료 평가 기술 개발 ... 56
2. 흑연 평가 기술 ... 57
3. 초고온가스로 기기 요소 기술 ... 58
4. 공정열교환기 제작 및 가스루프 기술 ... 58
제2절 국외 기술 개발 현황 ... 59
1. 초고온재료 평가기술 개발 ... 60
2. 흑연 평가 기술 ... 62
3. 초고온가스로 기기 요소 기술 ... 63
4. 공정열교환기 제작 및 가스루프 기술 ... 63
제3장 연구 개발 내용 ... 66
제1절 초고온재료 평가 기술 ... 66
1. 고온배관용 슈퍼알로이 (Alloy 617) 특성 평가 ... 66
가. 975℃에서의 크리프 특성 평가 ... 66
나. 900℃ 공기 및 헬륨 분위기 크리프 특성 평가 ... 72
다. Alloy 617의 용접 특성 평가 ... 94
라. Alloy 617 환경영향 피로시험 ... 130
마. 헬륨환경 노출 재료의 내부 산화 특성 개선 및 기계적 특성 평가 기술개발 ... 136
2. 원자로용기 FM강의 특성평가 ... 148
가. Mod. 9Cr-1Mo 후판 단조재의 모재 및 용접부 특성 ... 148
나. Mod. 9Cr-1Mo 후판 단조재의 조사취화 특성 ... 165
다. 원자로 압력용기 재료규격 기술 자료집 ... 172
라. FM강의 크리프-피로 특성 및 용접부의 피로특성 평가 ... 178
3. 노심 소재용 복합재 특성평가 ... 194
가. 초고온용 탄소 복합체 공기 분위기 고온 산화 특성 ... 194
나. 초고온용 탄소 복합체 산화 열화 거동 ... 199
다. 초고온용 탄소 복합체 헬륨 분위기 산화 특성 ... 206
4. 황산분해 반응기용 재료 부식거동평가 ... 210
가. 복합환경 부식평가 ... 210
나. 복합 환경 공존재료 부식평가 ... 217
다. 표면개질 기술적용성 평가 ... 224
5. 07 ~ 08년도 연구결과 요약 ... 226
가. 고온배관용 슈퍼알로이 (Alloy 617) 특성 평가 ... 226
나. 원자로 압력용기 FM강의 특성 ... 261
다. 노심 소재용 복합재 특성평가 ... 273
라. 황산분해 반응기 재료 부식특성평가 ... 277
제2절 흑연평가 기술 ... 298
1. 흑연화 평가기술개발 및 마모, 가공 기초기술 개발 ... 298
가. X-Ray, TEM 및 Raman Spectroscopy에 의한 흑연화 평가기술 개발 ... 298
나. 원자력급 흑연의 고온 강도특성 및 파괴특성 평가 ... 303
다. 원자력급 흑연의 산화율에 따른 열방사율 변화 ... 318
라. 마모 및 가공 기초기술 개발 ... 336
마. 비파괴 (UT) 결함탐지 기초기술 개발 ... 348
바. 가속기를 이용한 조사특성 평가기술 ... 361
2. 소형 흑연시편 시험 및 불순물 분석기술 개발 ... 366
가. 소형시편을 이용한 기계, 산화특성 평가기술 개발 ... 366
나. 불순물 분석기술 평가 ... 395
다. 정밀 비파괴 (UT) 결함탐지 기술 개발 (KAIST) ... 401
3. 원자력급 흑연 압축강도에 미치는 시편 크기 효과 ... 415
가. 서론 ... 415
나. 실험 ... 415
다. 결과 ... 416
라. 결론 ... 423
4. 흑연 등급에 따른 산화 후 균열진전 특성 비교 평가 ... 424
가. 서론 ... 424
나. 실험 ... 424
다. 결과 및 고찰 ... 425
라. 결론 ... 426
5. 온도에 따른 탄성계수, 압축 및 곡강도 비교평가 ... 428
가. 서론 ... 428
나. 실험 ... 428
다. 결과 ... 429
라. 결론 ... 431
6. 제조공정 및 원료에 따른 산화온도-산화기구 비교 평가 ... 436
가. 서론 ... 436
나. 실험 ... 436
다. 결과 ... 438
라. 토의 ... 445
마. 결론 ... 446
7. 압입시험법을 이용한 기계적 특성 평가 ... 447
가. 서론 ... 447
나. 실험 ... 447
다. 결과 및 고찰 ... 447
8. Core Support Structure용 흑연 미세구조 분석 및 산화특성 평가 ... 453
가. 서론 ... 453
나. 실험 ... 453
다. 결과 및 고찰 ... 455
라. 결론 ... 465
9. 조사크리프 및 조사변형특성 종합평가 ... 467
가. 서론 ... 467
나. 조사 크리프 ... 468
다. 흑연 조사 크리프 기구 (The mechanism of radiation creep in graphite) ... 469
라. 미세 결정 단위에서의 변형 모델 (Microscopic Crystallite Deformation Model) ... 471
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