초록 ▼

초임계CO₂(CO₂)사이클은 기존 SFR개념의 주요 현안인 증기발생기에서의 소듐-물 반응 가능성을 원천적으로 제거할 수 있기 때문에 SFR의 신개념 출력변환계통으로 선정되었으며, 초임계CO₂사이클의 SFR 적용을 위한 기술현안 실증을 위해 다음과 같은 실험적 연구가 이루어졌다.

- Na+CO₂ 반응특성 (plugging, wastage) 실험
• Na+CO₂ 반응의 주 반응생성물인 Na₂CO

초임계CO₂(CO₂)사이클은 기존 SFR개념의 주요 현안인 증기발생기에서의 소듐-물 반응 가능성을 원천적으로 제거할 수 있기 때문에 SFR의 신개념 출력변환계통으로 선정되었으며, 초임계CO₂사이클의 SFR 적용을 위한 기술현안 실증을 위해 다음과 같은 실험적 연구가 이루어졌다.

- Na+CO₂ 반응특성 (plugging, wastage) 실험
• Na+CO₂ 반응의 주 반응생성물인 Na₂CO₃에 의해 PCHE 소듐유로에서의 plugging 현상발생 조건을 분석하고, PCHE 최소 소듐유로 크기 선정을 위한 설계기준 data를 생산함
• 열교환기에 상대적으로 큰 균열이 발생해 고압의 CO₂가 분출되는 것을 모사하여 후보재료 종류, 운전온도, 노즐직경, 노즐-시편 간 거리 등 다양한 운전조건에 따른 시편재료의 건전성을 검증함

- CO₂ 누출탐지 성능 시험
• Na+CO₂ 화학반응의 중간생성물인 CO gas의 검출기법을 이용하여 반응(CO) 또는 미반응 (CO₂)의 가스의 탐지 개념을 설정하였으며, 선정된 탐지기법의 적용성을 평가함
• 소듐속에 포함된 Na₂CO₃ 탐지를 위한 전기전도도센서를 제작하고, 실제조건에서의 유용성 평가를 위한 성능시험을 실시함

- Na+CO₂ 반응생성물 제거 특성실험
• 고체반응생성물인 Na₂CO₃의 제거방법 개발을 위해 소듐화합물을 활용한 세정 및 용해 특성 실험을 수행함

(출처 : 서지정보양식 129p)

Abstract ▼

The supercritical CO₂ Brayton cycle was selected as an alternative power conversion system because it can eliminate the SWR occurence in steam generator which has been regarded as a critical and unavoidable issue. For the demonstration of key technical issues for applying supercritical CO

The supercritical CO₂ Brayton cycle was selected as an alternative power conversion system because it can eliminate the SWR occurence in steam generator which has been regarded as a critical and unavoidable issue. For the demonstration of key technical issues for applying supercritical CO₂ Brayton cycle to SFRs, following experimental studies were perfomed ;

- Experimental study for Na+CO₂ interaction
• Plugging test in a condition of micro cracks resulting in a slow loss of CO₂ inventory into a sodium channel was carried out to provide design database for PCHE including the minimum size of sodium flow path.
• Wastage test combined by the corrosion/erosion effect of high pressure of CO₂ was done to confirm the material integrity on the kinds of conditions, operation temperature, and nozzle diameter

- Performance tests of CO₂ leak detection technologies
• CO₂ leak detection means were established by detecting the interim reaction product(CO gas) or un-reacted gas(CO₂) after the interaction between Na and CO₂. and then performance tests were down to assess the applicability of candidated leak detection means.
• Electrical conductivity sensors for use of detecting Na₂CO₃ in sodium mixture were manufactured and then performance tests of the sensors were performed to assess the their usefulness in the actual condition.

- Experimental study to evaluate the performance of Na+CO₂ reaction product removal from sodium loop
• Na₂CO₃ cleaning test by chemical means using the various sodium based compounds were performed to find a method to remove the solid reaction product from Na and CO₂ interaction.

(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 130p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 13
• 표목차 ... 15
• 그림목차 ... 17
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 23
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 23
• 제 2 절 연구개발 목표 및 내용 ... 24
• 1. 최종목표 ... 24
• 2. 단계 목표 및 내용 ... 24
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 제 1 절 국외 기술개발 현황 ... 26
• 제 2 절 국내 기술개발 현황 ... 27
• 제 3 절 국내․외 기술개발 현황에서 차지하는 위치 ... 28
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 29
• 제 1절 SFR 안전성 향상을 위한 신개념 타당성 평가 ... 29
• 1. 초임계CO2 사이클 특성평가 ... 29
• 2. 이중벽전열관(DWT) 증기발생기 특성 ... 31
• 3. 나노유체형 소듐냉각재 개발 ... 40
• 제 2 절 초임계CO2사이클 SFR적용성 평가 ... 44
• 1. Na-CO2 반응특성 실험 ... 44
• 2. CO2 누출탐지성능실험 ... 62
• 3. Na+CO2 반응생성물 제거 특성실험장치 제작 ... 84
• 4. Na-CO2반응 전산해석 코드개발 ... 101
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 121
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 123
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 124
• 제7장 참고문헌 ... 125
• 서지정보양식 ... 129
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 130
• 끝페이지 ... 134