• 원자력산업
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• 제30권3호
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• pp.52-56
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• 2010

증기발생기 2차측 상태는 발전소 운영에 있어 중요한 역할을 수행한다. 기기, 배관 및 열교환기에서 발생되는 침적물은 증기발생기 튜브의 부식 원인이 될 수 있으며, 튜브와 튜브 지지판 사이의 공간을 차단한다. 2차측 침적물에 의한 튜브 파손으로 인해 일부 발전소에서는 강제적으로 발전을 정지하는 사례가 발생하였다. 또한 튜브 지지판의 침적물 축적으로 인해 정상 운전 동안 전력 생산을 감소하게 되는 결과를 초래한 발전소도 있었다. 따라서 증기발생기 2차측 상태 감시와 더불어 증기발생기 부품의 청결 유지는 필수 항목이라 할 수 있다. 웨스팅하우스에서는 증기발생기를 초기 제작 상태로 복구하고 2차측 침적물을 제거하기 위해 EPRI SGOG 증기발생기 화학 세정을 수 년간 이용하고 있다. 본고는 35개 이상의 발전소에서 성공적으로 이용하고 있는 화학 세정 프로세스 개요 및 프로세스를 적용하면서 취득한 경험을 요약한 것이다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2008년도 추계학술발표논문집
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• pp.347-349
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• 2008

발전소 물/증기 순환계통의 주요 기기인 증기발생기/보일러는 금속산화물과 각종 불순물이 축적되면 전열관이 손상되므로, 증기발생기/보일러 내부로 최소의 슬러지가 유입되고, 증기발생기 내부에서 금속산화물 입자가 형성되는 것을 억제하기 위해 수질관리를 하고 있으며, 증기발생기 내부에 존재하는 슬러지를 배출하기 위해 Blowdown 및 Sludge Lancing 등의 물리적 방법을 이용하는 기술이 개발되어 있다. 그러나 이러한 관리에도 불구하고 슬러지 성분인 금속산화물 농도는 운전 조건에 따라 매우 다르며(불순물 잠복 및 방출 현상), 아직까지 잠복현상에 대한 기본적인 메커니즘은 완전히 규명되고 있지 않다. 본 연구에서는 물/증기 순환계통 부식생성물의 물성 평가를 하기 위해 순환계통 기기들과 배관 부식생성물의 대부분인 철분이 부식에 가장 큰 영향을 미치기 때문에, 수화학 조건 및 금속합금 종류에 따라 생성되는 부식생성물을 철분을 중심으로 하여 실험하였고, 또한 부식생성물은 온도에 의해서도 영향을 많이 받기 때문에 다양한 온도에서도 부식생성물 생성 실험을 하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(2)
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• pp.711-716
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• 1996

발전소 정상운전 및 정지기간 중 2차측 급수를 통하여 증기발생기 안으로 불순물이 유입되며, 운전중에 과열도가 높은 중기발생기 세관과 튜브쉬트등의 틈새에는 불순물의 농축도가 심해지며 이로인해 전열관이 부식손상을 입는다. 잠복불순물은 출력감발 및 정지기간 중에 증기발생기 급수의 냉각에 따라 불순물의 용해도차로 인해 재방출된다. 본 연구에선 89년부터 94년사이에 행하여진 원전 현장의 잠복불순물 방출시험자료를 이용하여 데이터베이스를 작성하였으며, 이중의 일부를 입력자료로 사용하여 Framona 전산코드작업을 수행한 결과 틈새의 pH 변화를 년도별로 비교할 수 있었다. 비교결과 년도가 지날 수록 증기발생기의 틈새에서의 pH는 낮아짐을 볼 수 있었으며 현장의 년도별 증기발생기 세관 관막 음수 증가 경향과 잘 일치하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1051-1060
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• 2010

고화 입자 크기의 관점에서 TROI 용융물-냉각수 반응 실험의 결과에 대한 물질 효과를 분석하였다. 고화 입자 크기를 분석하면 용융물-냉각수 반응에서 초기 조건, 혼합, 폭발을 기적으로 해석할 수 있다. 증기 폭발이 발생한 경우와 폭발이 발생하지 않는 경우의 고화 입자 크기를 분석한 결과 증기 폭발이 발생한 경우에는 미세 입자가 많고 비교적 큰 입자는 적은 것으로 나타났다. 또한, 혼합 과정에 대한 정보를 보존할 수 있는 증기 폭발이 발생하지 않은 용융물-냉각수 반응을 이용하여 용융물 입자 크기에 대한 물질 효과를 분석하였다. 증기 폭발이 잘 발생하는 용융물은 증기 폭발에 참여할 수 있는 큰 입자를 많이 포함하고 있었고, 증기 폭발이 잘 발생하지 않는 용융물은 증기 폭발보다는 냉각되기 쉬운 작은 입자 혹은 미세 입자를 많이 포함하고 있었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.369-373
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• 1998

증기발생기에서 부식에 의한 전열관 손상은 전열관과 관판사이의 틈새에서 대부분 발생되고 이 틈새에서의 수질환경에 좌우된다. 틈새에서는 과열도가 높아 미량의 불순물이 농축되면서 틈새수화학 (crevice chemistry)은 증기발생기 내부수 수화학과는 달라진다. 전열관 손상을 억제하기 위해서는 틈새수질을 적절히 제어하여야 하는데 이는 틈새수화학을 정확히 분석평가할 수 있는 기술을 기반으로 하여야 한다. .기존의 틈새수질을 계산하는 방법으로는 증기발생기 내부수에 비해 틈새에서 화학종들이 얼마나 농축되는지를 가정하는 농축도 (concentration factor) 방법이 있으나 가정에 의한 불확실성으로 인해 틈새수질을 정확히 해석할 수 없었다. 그러나 원전 증기발생기의 잠복불순물 방출시험 자료로부터 틈새수질을 보다 정확히 평가할 수 있는 새로운 개념의 몰비지수(molar ratio index) 방법이 최근 EPRI에서 제시되었고 EPRI 산하의 많은 발전소에서 적용중이다. 본 연구에서는 PWR 원전 증기발생기의 틈새수화학을 평가할 수 있는 기술을 개발하기 위해 잠복불순물 방출시험 자료로부터 틈새에서의 몰비지수를 계산할 수 있는 CRAP (CRevice-chemistry Analysis Program) 전산프로그램을 작성하였다 CRAP를 국내원전에 적용하여 증기발생기 및 그 틈새에서의 수화학을 평가하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.541-546
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• 1998

증기 제트 응축에서 발생하는 응축하중을 실험적으로 고찰하였다. 네 가지 서로 다른 직경의 노즐 (5, 10, 15, 20mm) 과 증기분사기를 응축실험에 사용하였으며, 증기 질량유속과 물온도를 변화하면서 동압을 측정하였다. 실험결과에 의하면 압력파의 진폭은 노즐 직경이 작을수록 작았다. 한편 압력파의 진폭은 일반적으로 물온도가 증가할수록 증가하나 물온도가 어느 한도 이상으로 증가하면 오히려 감소하는 경향을 보였다. 그러나 물온도가 아주 높고 증기 질량유속이 큰 경우에는 불안정한 압력파가 발생할 가능성이 관찰되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권3호
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• pp.388-403
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• 2018

본 연구는 소듐냉각고속로 원형로 소듐-물 반응 압력완화계통의 소듐, 물, 가스 배출배관 설계에 필요한 요건 도출을 목적으로 한다. 증기발생기의 전열관 파단에 의한 대규모 물 누출 사고 발생 시, 증기발생기 전열관 측의 물과 전열관 외측의 소듐 및 반응생성물을 물배출조와 소듐배출조로 신속하게 배출하기 위해 증기발생기의 소듐 배출배관 파열판 면적, 소듐배출조의 가스 방출배관 직경, 물배출조의 기체 방출배관 직경, 증기발생기의 물 배출배관 직경 등을 설정하기 위한 계산을 수행하였다. 이를 바탕으로 대규모 물 누출 사고 발생 시 증기발생기 내 유체 배출 소요시간 및 압력거동 해석을 수행하였고, 증기발생기 물 배출배관 격리밸브의 차단 설정압력 등의 설계인자를 도출하였다. 본 연구에서 도출된 설계인자들은 소듐냉각고속로 원형로 소듐-물 반응 압력완화계통 설계에 기초자료로 활용할 예정이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권2호
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• pp.257-264
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• 1994

원자력발전소 중대사고시 용융된 노심과 잔류냉각수가 증기폭발을 일으켜 원자로 격납용기의 건전성을 위협할 수 있다. 본 연구에서는 증기폭발을 모사할 수 있는 실험 장치를 제작하고, 물과 프레온을 사용하여 증기폭발실험을 수행하였다. 이때 고속카메라를 사용하여 폭발현상을 관측하였고, 동압측정기와 압력분출관을 이용하여 생성되는 폭발압력과 기계적인 에너지를 계측하였다. 이를 토대로 증기폭발의 중요인자들(물의 온도, 물의 주입속도, 물의 주입 시간, 그리고 냉매의 깊이)에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 그리고, 압력용기 바닥의 구조물이 용융/냉각재의 반응에 미치는 영향을 살펴보기위하여 실험용기 내부에 그리드를 설치하여 폭발실험을 실시하였다. 물/프레온의 폭발실험에서 계측된 기계적에너지를 이용한 에너지효율은 0.5∼l.6%인 것으로 계산되었다.

• 에너지공학
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• 제10권4호
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• pp.349-356
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• 2001

물과 증기의 직접접촉에 의한 응축 열전달은 움직이는 증기/물 경계면에서 열 및 물질 전달이 이루어지는 현상으로서, 매우 큰 열전달계수를 수반하는 특징이 있기 때문에 이를 응용한 설계가 산업계에서 광범위하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 단일 수평 배관을 통해 과냉각수가 있는 응축탱크로 안정된 증기제트가 방출될 때, 증기제트 형상을 예측하는 간단한 응축해석모델을 제시하였다. 해석모델은 축대칭 좌표계에서 질량, 운동량 및 에너지 방정식과 증기/물 경계면에서 의 응축 특성을 고려한 열평형 방정식을 사용하여 유도하였다. 증기/물 경계에서의 매우 큰 열전달율은 기존의 실험을 근거로 한 유효열전도계수에 의해 반영되었다. 해석결과는 실험결과와 비교하였고, 제시된 해석 모델은 실험에서 관찰된 바와 같이 증기 질량유속과 수조 온도가 증가할수록 증기제트 크기(반경 및 길이)가 증가하는 경향을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.63-71
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• 2010

본 논문은 프리캐스트 콘크리트 구조물의 조기강도를 촉진시키기 위한 양생공법 중에서 증기양생에 대한 연구내용으로서, 콘크리트 원주형 공시체와 목업체의 실험을 통하여 초기재령에서 요구되는 강도가 발현될 수 있는 증기양생주기와 최고온도를 정량화하여 최적 증기양생온도주기를 고찰하였다. 또한 고온의 증기양생으로 인하여 발생된 콘크리트의 높은 온도와 거푸집 제거시에 발생되는 균열의 발생원인과 대책에 대하여 기술하였으며, 궁극적으로는 PC 부재를 생산하는 과정에서의 조기강도발현과 품질확보를 동시에 만족하면서 경제성 있는 제작방법을 제시하였다.