KR100643787B1 - Wear properties tester of material under steam/water mixed environment - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력 발전소의 증기 발생기와 같은 고온(300℃이하) 및 고압(150bar) 환경하에서 증기 발생부를 통해 증기와 물의 혼합된 2상(기상+액상) 유체를 시험용 챔버 내부로 분출시킴으로써, 기계구조물의 상호 작용에 의한 마모와 같은 기계적 성질에 대한 시험 평가를 증기/물 혼합 환경하에서 수행할 수 있는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for testing abrasion of steam / water mixed environmental materials, and more specifically, to mixing steam and water through a steam generator under a high temperature (below 300 ° C.) and high pressure (150 bar) environment such as a steam generator of a nuclear power plant. By ejecting a two-phase (gas + liquid) fluid into a test chamber, a device is capable of performing a test evaluation on mechanical properties, such as abrasion due to interaction of a mechanical structure, in a vapor / water mixed environment.

즉, 본 발명은 내부에 구비된 시험편을 고정하는 고정 지그(Jig)가 마련되고 시험 상황을 모의적으로 제공하며 외주면 양측에 순환수의 온도를 조절할 수 있는 냉각/히터부가 마련되는 시험용 챔버; 상기 챔버 내에 구비된 시험편의 양측에 설치되어 시험시 상기 시험편에 하중과 변위를 발생시키는 구동부; 상기 챔버의 하면에 연통되게 설치되어 챔버 내부에 고온/고압의 증기를 공급하는 증기 발생부; 상기 증기 발생부와 연결되어 상기 챔버 내부에서 고온/고압의 시험 환경이 일정하게 유지되도록 하는 수화학 조절장치; 상기 수화학 조절장치 및 구동부와 전기적으로 연결되어 각각을 제어하되 상기 구동부의 일률을 산출하여 표시 및 조절할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치를 제공한다.That is, the present invention is provided with a test jig provided with a fixed jig (Jig) for fixing the test piece provided therein and simulated providing a test situation, the cooling / heater for adjusting the temperature of the circulating water on both sides of the outer peripheral surface; A driving unit installed at both sides of a test piece provided in the chamber to generate a load and a displacement on the test piece during the test; A steam generator which is installed to communicate with a lower surface of the chamber and supplies high temperature / high pressure steam to the inside of the chamber; A hydrochemical control device connected to the steam generator to maintain a high temperature / high pressure test environment in the chamber; And a control unit electrically connected to the hydrochemical control unit and the driving unit to control each of the driving units and to calculate and display the power of the driving unit. to provide.

기계적 성질, 마모 시험장치, 고온/고압, 증기/물, 증기 발생부Mechanical property, abrasion tester, high temperature / high pressure, steam / water, steam generator

Description

증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치{Wear properties tester of material under steam/water mixed environment}Wear properties tester of material under steam / water mixed environment

도 1은 본 발명에 따른 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치에 따른 전체 시스템을 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the entire system according to the wear test apparatus of the vapor / water mixed environmental material according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치를 도시한 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating an abrasion test apparatus for a vapor / water mixed environmental material according to the present invention.

도 3은 도 2의 증기발생부에서 발생된 2상의 유체로 시험편과 고정 지그의 기계적 성질을 시험하는 상태를 도시한 부분 확대도이다.3 is a partially enlarged view showing a state in which the mechanical properties of the test piece and the fixing jig are tested with the two-phase fluid generated in the steam generator of FIG. 2.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 기계적 성질 시험장치 110 : 챔버100: mechanical property test apparatus 110: chamber

112 : 냉각/히터부 114 : 측정센서112: cooling / heater 114: measuring sensor

116, 117 : 시험편 118, 119 : 고정지그(Jig)116, 117: test pieces 118, 119: fixing jig (Jig)

120 : 증기 발생부 124 : 히터부120: steam generator 124: heater

130 : 구동부 140 : 제어부130: driving unit 140: control unit

150 : 수화학 조절장치150: hydrochemical control device

본 발명은 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자력 발전소의 증기 발생기와 같은 고온(300℃이하) 및 고압(150bar) 환경하에서 증기 발생부를 통해 증기와 물의 혼합된 2상(기상+액상) 유체를 시험용 챔버 내부로 분출시킴으로써, 기계구조물의 상호 작용에 의한 마모와 같은 기계적 성질에 대한 시험 평가를 증기/물 혼합 환경하에서 수행할 수 있는 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for testing abrasion of steam / water mixed environmental materials, and more specifically, to mixing steam and water through a steam generator under a high temperature (below 300 ° C.) and high pressure (150 bar) environment such as a steam generator of a nuclear power plant. By ejecting a two-phase (gas + liquid) fluid into the test chamber, it is possible to perform a test evaluation on mechanical properties, such as abrasion due to interaction of the mechanical structure, in a steam / water mixed environment material. A wear test apparatus.

일반적으로, 기계 구조물은 수많은 부품으로 이루어지고 상대적인 운동에 의하여 마찰 또는 충격을 시행함에 따라 마모가 발생되며, 상기 기계 구조물은 보통 대기압 하에서 사용되지만 해양과 같은 수중(해수포함)환경, 우주와 같은 저온/진동 환경, 원자력 발전소의 증기발생기와 같은 고온/고압 환경 등과 같은 다양한 극한 환경에서 사용되는 경우가 많다. 이와 같은 특수한 환경에서 기계 구조물의 기계적 성질을 평가하기 위해서는 시험용 챔버를 이용하여 필요한 환경을 모의적으로 제공한 상태에서 시험이 수행된다.In general, a mechanical structure is composed of a large number of parts and wear occurs as a result of friction or shock due to relative movement, and the mechanical structure is usually used under atmospheric pressure, but it is used in aquatic (including seawater) environments such as the ocean and low temperatures such as space. Often used in a variety of extreme environments, such as vibration / vibration environments, high temperature / high pressure environments such as steam generators in nuclear power plants. To evaluate the mechanical properties of a mechanical structure in this particular environment, the test is performed with the test chamber simulated to provide the required environment.

이때, 챔버 내부는 주로 공기 또는 물과 같은 단일상의 환경조건에 온도 또는 압력의 환경조건을 더하여 기계적 성질 시험 평가를 수행한다. 그러나, 원자력 발전소의 증기발생기는 원자로에서 발생하는 열에너지를 전기에너지로 바꾸기 위한 열교환기로서 300℃에 이르는 고온과 150bar의 고압의 환경에서 사용되고 있다. At this time, the inside of the chamber is mainly subjected to mechanical property test evaluation by adding environmental conditions of temperature or pressure to environmental conditions of a single phase such as air or water. However, the steam generator of a nuclear power plant is used as a heat exchanger for converting thermal energy generated from a nuclear reactor into electrical energy in a high temperature of 300 ° C. and a high pressure of 150 bar.

그리고, 원자력 발전소의 증기발생기 내부에서 열교환이 이루어지면 전열관 표면에는 많은 양의 증기가 발생하여 고온/고압의 냉각수와 함께 혼합되어 유동한 다. In addition, when heat exchange is performed in the steam generator of the nuclear power plant, a large amount of steam is generated on the surface of the heat pipe and mixed with the high temperature / high pressure cooling water to flow.

또한, 증기의 양은 상부로 올라갈수록 증가하여 전열관의 최상부에서 70～90% 까지 이르게 되며, 최대 유속은 7～8m/sec에 이르게 된다. 이와 같은 증기/물이 혼합된 유체의 유동에 의해 증기발생기의 전열관과 전열관을 고정하는 지지대는 진동을 하게 되고 전열관과 지지대의 상대적인 운동에 의하여 전열관에 마모가 발생되는 것이다. In addition, the amount of steam increases to the upper part and reaches 70 to 90% at the top of the heat pipe, and the maximum flow rate reaches 7 to 8 m / sec. The support for fixing the heat exchanger tube and the heat exchanger tube of the steam generator by virtue of the flow of the steam / water mixture such that the vibration is vibrated and wear occurs in the heat transfer tube due to the relative movement of the heat transfer tube and the support.

종래의 기계적 성질 시험장치는 증기 발생기 내부 유체의 유동에 의한 진동을 제공할 수 있는 구동장치와, 증기 발생기의 냉각수를 모사할 수 있는 수화학 제어장치와, 고온/고압의 증기발생기 내부환경을 모사하는 챔버로 이루어지며, 시험편의 상대적 운동을 제공할 수 있는 구동장치로는 캠 제어 방식, 유압 진동 방식, 마그네틱 선형모터 방식, 피에조 방식 등의 장치로 시험편과 고정 지그의 상대적인 운동의 재현이 가능하며, 수화학 제어장치에서 제공되는 원자력발전소 냉각수의 조건과 유사한 수화학 조건의 재현이 가능하나, 시험이 실시되는 챔버 내부에서 원자력 발전소의 증기발생기 전열관에 적용되는 열역학 조건인 증기와 물이 혼합된 2상(기상+액상) 유체에 대한 실증 환경의 재현이 불가능한 문제점이 있었다.Conventional mechanical property testing apparatus simulates a driving device that can provide vibration by the flow of fluid inside the steam generator, a hydrochemical control device that can simulate the cooling water of the steam generator, and a high temperature / high pressure steam generator internal environment. The driving device that can provide the relative motion of the test piece is a cam control method, a hydraulic vibration method, a magnetic linear motor method, a piezo method, etc., and the relative motion of the test piece and the fixed jig can be reproduced. It is possible to reproduce the hydrochemical conditions similar to those of the nuclear power plant cooling water provided by the hydrochemical control system, but the mixture of steam and water, which is a thermodynamic condition applied to the steam generator heat pipe of the nuclear power plant, is performed inside the chamber under test. There was a problem that it was impossible to reproduce the demonstration environment for phase (gas + liquid) fluids.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 원자력 발전소의 증기발생기 내부 환경과 동일한 고온/고압 상태에서 증기/물의 혼합 유체를 생성하여 마모와 같은 기계적 성질 시험에 제공함으로써, 실제 원자력 발전소의 증기발생기 내부환경과 동일한 환경에서 기계적 성질을 시험할 수 있게 한 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to produce a mixed fluid of steam / water in the same high temperature / high pressure state as the environment of the steam generator of a nuclear power plant to provide for mechanical properties such as abrasion, The present invention provides a device for testing the wear of a steam / water mixed environmental material that enables the mechanical properties to be tested in the same environment as the steam generator inside a nuclear power plant.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 구비된 시험편을 고정하는 고정 지그(Jig)가 마련되고 시험 상황을 모의적으로 제공하며 외주면 양측에 순환수의 온도를 조절할 수 있는 냉각/히터부가 마련되는 시험용 챔버; 상기 챔버 내에 구비된 시험편의 양측에 설치되어 시험시 상기 시험편에 하중과 변위를 발생시키는 구동부; 상기 챔버의 하면에 연통되게 설치되어 챔버 내부에 고온/고압의 증기를 공급하는 증기 발생부; 상기 증기 발생부와 연결되어 상기 챔버 내부에서 고온/고압의 시험 환경이 일정하게 유지되도록 하는 수화학 조절장치; 상기 수화학 조절장치 및 구동부와 전기적으로 연결되어 각각을 제어하되 상기 구동부의 일률을 산출하여 표시 및 조절할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하여 이루어짐으로써, 재료의 마모 특성 시험시 원자력 발전소의 증기발생기 내부환경과 유사한 환경에서 마모와 같은 기계적 성질을 시험할 수 있으므로 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fixing jig (Jig) for fixing the test piece provided therein, provides a test situation mock and cooling / heater portion that can adjust the temperature of the circulating water on both sides of the outer peripheral surface A test chamber provided; A driving unit installed at both sides of a test piece provided in the chamber to generate a load and a displacement on the test piece during the test; A steam generator which is installed to communicate with a lower surface of the chamber and supplies high temperature / high pressure steam to the inside of the chamber; A hydrochemical control device connected to the steam generator to maintain a high temperature / high pressure test environment in the chamber; Control unit electrically connected to the hydrochemical control device and the driving unit to control each of the control unit to calculate the power of the driving unit and to display and adjust, so that the internal environment of the steam generator of the nuclear power plant when testing the wear characteristics of the material It is desirable because it can test mechanical properties such as wear in an environment similar to

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예의 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 시험 상황을 모의적으로 제공하며 내부에 시험편(116, 117)이 고정되는 고정 지그(118, 119)가 구비된 챔버(110)와, 상기 챔버(110)의 양측에 수평 방향으로 설치되어 시험편(116, 117)의 시험시 필요한 하중과 변위를 발생시키는 한 쌍의 구동부(130)와, 상기 챔버(110)의 하면에 연통되게 설치되어 고온/고압 상태인 챔버(110)에 증기를 공급하는 증기 발생부(120)와, 상기 챔버(110)의 내부와 연통되어 이 챔버(110)에 유입되는 물의 화학적 성분을 조절하고 증기 발생부(120)에 증기화 할 수 있는 물을 제공하는 수화학 조절장치(150)와, 상기 수화학 조절장치(150)와 구동부(130)를 전기적으로 연결시켜 각각 제어하며 챔버(110)내에 상기 구동부(130)에 의한 하중과 변위에 따른 일률 등을 산출하여 표시 및 제어하는 제어부(140)로 이루어진다.The wear test apparatus 100 of the vapor / water mixed environmental material of the embodiment of the present invention simulates the test situation as shown in FIG. 1 and has a fixed jig 118 to which the test pieces 116 and 117 are fixed therein. 119 is provided with a chamber 110, a pair of drive unit 130 is installed in both sides of the chamber 110 in the horizontal direction to generate the load and displacement required during the test of the test piece (116, 117), and It is installed in communication with the lower surface of the chamber 110 and the steam generator 120 for supplying steam to the chamber 110 in a high temperature / high pressure state, and communicates with the interior of the chamber 110 flows into the chamber 110 Hydrochemical control device 150 to control the chemical composition of the water to be vaporized to the steam generating unit 120 and to provide a water that can be vaporized, the hydrochemical control device 150 and the drive unit 130 by electrically connecting Each control and the same according to the load and displacement by the drive unit 130 in the chamber 110 Calculated comprises a control unit 140 to display and control.

상기 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치(100)에 적용되는 챔버(110)를 더욱 상세히 설명하면 도 2에 도시된 바와 같이 개폐가 가능하며 시험편(116, 117)의 기계적 성질 시험이 이루어지는 공간으로 원자력 발전소의 증기발생기 내부와 같은 고온/고압과 같은 극한 환경이 수행되며, 300℃의 고온과 150bar의 압력에서 재료의 기계적 특성평가를 수행하는 공간으로 시험편(116, 117)을 고정할 수 있는 고정 지그(118, 119)가 전후 또는 상하로 왕복 운동할 수 있도록 외주면 양측에 구동부(130)가 설치된다.The chamber 110 applied to the wear test apparatus 100 of the vapor / water mixed environment material is described in more detail as shown in FIG. 2, and the chamber 110 is opened and opened, and a space in which the mechanical properties of the test pieces 116 and 117 are tested. In this case, extreme environments such as high temperature / high pressure, such as the steam generator of a nuclear power plant, are performed, and the specimens 116 and 117 can be fixed to a space for performing mechanical property evaluation of the material at a high temperature of 300 ° C. and a pressure of 150 bar. The driving units 130 are installed at both sides of the outer circumferential surface of the fixing jig 118 and 119 to reciprocate back and forth or up and down.

또한, 상기 시험편(116, 117)이 고정된 고정지그(118, 119)의 중심 하부에서 챔버(110)와 연통된 상태로 설치되어 증기를 발생시키는 증기 발생부(120)가 설치되며, 상기 증기 발생부(120)와 이격된 챔버(110)의 상부 중심부에 증기 발생부(120)에서 발생된 증기의 함유량을 검출하는 측정센서(114)가 구비된다.In addition, a vapor generating unit 120 is installed in communication with the chamber 110 at a lower portion of the center of the fixed jig 118, 119 to which the test pieces 116 and 117 are fixed. A measurement sensor 114 for detecting a content of steam generated by the steam generator 120 is provided at an upper center of the chamber 110 spaced apart from the generator 120.

여기서, 상기 고정지그(118, 119)는 시험편(116, 117)을 고정하고 시험에 필요한 하중과 변위를 구동부(130)의 구동축(132) 구동력으로 시험편(116, 117)에 전달하는 기구로써 판상의 시험편(116)을 고정하는 고정 지그(118)와 튜브(Tube)형상의 시험편(117)을 고정할 수 있도록 반원 형상의 장착홈이 형성된 고정 지그(119)로 구분된다.Here, the fixing jig 118, 119 is a plate-like mechanism for fixing the test piece (116, 117) and transmits the load and displacement necessary for the test to the test piece (116, 117) by the driving force of the drive shaft 132 of the drive unit 130. The fixing jig 118 for fixing the test piece 116 and the fixing jig 119 in which a semicircular mounting groove is formed to fix the test piece 117 in a tube shape.

상기 측정센서(114)에 의해 센싱(Sensing)된 증기량의 출력값을 제어하는 보조제어부(142)가 더 마련된다.An auxiliary control unit 142 is further provided to control an output value of the amount of steam sensed by the measuring sensor 114.

상기 구동부(130)는 챔버(10)의 내부까지 연장된 구동축(132)의 운동에 의해 고정지그(118, 119)에 고정된 시험편(116, 117)을 상하 또는 전후로 왕복 운동시켜 상기 시험편(116, 117)에 가해지는 하중 및 변위를 제공할 수 있도록 구동된다.
즉, 상기 챔버(110)의 양측에 구비되는 상기 구동부(130)가 모두 구동되면 상기 고정지그(118, 119)에 고정된 시험편(116, 117)이 전진하다가 서로 충돌하고 가압하여 설정치만큼 하중을 가하게 되며, 상기 시험편(116, 117)이 밀착된 상태에서 적어도 어느 하나가 설정치에 따른 변위만큼 상하 운동하면 마찰하게 되어 결국 마모가 발생된다.The driving unit 130 reciprocates the test pieces 116 and 117 fixed to the fixing jig 118 and 119 by the movement of the drive shaft 132 extending to the inside of the chamber 10 up and down or back and forth to the test piece 116. And 117 to provide the load and displacement applied to it.
That is, when the driving unit 130 provided at both sides of the chamber 110 is driven, the test pieces 116 and 117 fixed to the fixing jig 118 and 119 move forward, collide with each other, pressurize each other, and load the load by a set value. When the test pieces 116 and 117 are in close contact with each other, the at least one of the test pieces 116 and 117 moves up and down by a displacement according to a set value, thereby rubbing and eventually causing wear.

상기 증기 발생부(120)는 챔버(110)의 하면에 연통되게 설치되어 고온/고압 상태인 챔버(110)에 증기를 공급하되 내부가 중공인 하우징(122)과, 상기 하우징(122)의 내주면에 설치되어 하우징(122)에 충진된 순환수를 가열하는 다수개의 히터부(124)와, 상기 하우징(122)의 상부에 설치되어 증기를 배출시키는 노즐부(126)로 이루어지며, 증기인 기상(氣相)을 생성시켜 노즐(126)을 통해 액상(液相)의 물이 있는 챔브(110)내로 분사되어 재료시험부인 시험편(116, 117) 사이에서 기상(氣相)과 액상(液相)이 혼합된 유체 분위기를 생성한다. 여기서, 배출구멍이 다른 노즐부(126)로 교체함으로써 증기/물로 생성된 혼합 유체의 유속을 저속 또는 고속으로 조절할 수 있다.The steam generator 120 is installed in communication with the lower surface of the chamber 110 to supply steam to the chamber 110 at a high temperature / high pressure, but the housing 122 is hollow inside, and the inner circumferential surface of the housing 122. A plurality of heaters 124 installed in the housing 122 to heat the circulating water filled in the housing 122, and a nozzle unit 126 installed in the upper portion of the housing 122 to discharge steam, which is steam A gas phase and a liquid phase are generated between the test pieces 116 and 117, which are the material test parts, by being injected into the chamber 110 with the liquid water through the nozzle 126. ) Creates a mixed fluid atmosphere. Here, by replacing the discharge hole with another nozzle portion 126, it is possible to adjust the flow rate of the mixed fluid generated by the steam / water at a low or high speed.

상기 수화학 조절장치(150)는 챔버(110) 내부에 원자력 발전소의 증기발생기(미도시) 내부환경을 인위적으로 형성시켜 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험이 수행되는 동안 수화학 환경을 일정하게 유지하여 챔버(110)에 유입되는 유입수의 화학적 성분을 조절하는 장치로, 챔버(110)에 유입되는 물의 화학적 성분을 조절하여 원자력 발전소의 증기발생기 내부 상황과 유사한 수화학 조건이 형성, 유지된다.The hydrochemical control device 150 artificially forms an internal environment of a steam generator (not shown) of the nuclear power plant inside the chamber 110 to uniformly maintain the hydrochemical environment while the abrasion test of the steam / water mixed environmental material is performed. By maintaining the device to control the chemical composition of the inflow water flowing into the chamber 110, by adjusting the chemical composition of the water flowing into the chamber 110, a hydrochemical condition similar to the situation inside the steam generator of the nuclear power plant is formed and maintained.

상기 제어부(140)는 챔버(110)의 외주면에 구비된 냉각/히터부(112)와, 구동부(130)와, 증기 발생부(120)의 히터부(124)와, 수화학 조절장치(150)를 제어하며, 시험 조건인 하중과 변위량을 설정하는 한편, 시험중에 검출되는 하중과 변위에 따른 에너지량을 산출하고 시각적으로 표시하는 장치이다.The control unit 140 includes a cooling / heater unit 112, a driving unit 130, a heater unit 124 of the steam generator 120, and a hydrochemical control unit 150 provided on an outer circumferential surface of the chamber 110. ) Is used to set the load and displacement, which are the test conditions, and to calculate and visually display the amount of energy according to the load and the displacement detected during the test.

상기 증기 발생부(120)에 의해 발생된 증기를 시험편(116, 117)이 고정된 고정지그(118, 119) 방향으로 배출시키는 과정은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 시험편(116, 117)이 고정된 고정지그(118, 119)의 중심 하부에 노즐부(126)가 설치되어 상기 노즐부(126)에 의해 배출된 증기는 물과 혼합됨으로써 기상과 액상의 혼합 유체가 생성된다. 여기서, 도 2에 도시된 바와 같이 챔버(110)의 양측에 설치된 구동부(130)에 의해 고정지그(118, 119)에 하중과 변위가 전달되어 원자력 발전소의 증기발생기와 동일한 상황에서 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 특성을 시험하는 것이다.The process of discharging the steam generated by the steam generating unit 120 in the direction of the fixing jig 118, 119 to which the test pieces 116, 117 are fixed is as shown in FIG. The nozzle unit 126 is installed below the center of the fixed fixing jig 118 and 119, and the vapor discharged by the nozzle unit 126 is mixed with water to generate a mixed fluid of the gas phase and the liquid phase. Here, as shown in FIG. 2, loads and displacements are transmitted to the fixing jigs 118 and 119 by the driving units 130 installed at both sides of the chamber 110, so that steam / water mixing is performed in the same situation as the steam generator of the nuclear power plant. To test the wear characteristics of environmental materials.

본 발명의 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 먼저, 시험편(116, 117)을 고정지그(118, 119)에 장착한 후 챔버(110) 내부를 밀폐시키고 수화학 조절장치(150)를 가동시켜 챔버(110) 내부에 순환수를 유입시키고, 가열 장치인 히터부(124) 및 냉각/히터부(112)에 의해 시험을 하기 위한 온도까지 가열한다. As shown in FIG. 1, the wear test apparatus 100 of the vapor / water mixed environmental material of the present invention first mounts the test pieces 116 and 117 to the fixing jig 118 and 119, and then moves the inside of the chamber 110. It is sealed and the circulating water is introduced into the chamber 110 by operating the hydrochemical regulator 150, and heated to a temperature for testing by the heater unit 124 and the cooling / heater unit 112, which are heating devices. .

그리고, 챔버(110)와 증기 발생부(120)의 하우징(122) 내부가 일정 온도에 도달하면 증기 발생부(120)의 히터부(124)를 작동시켜 증기 발생부(120) 내부의 순환수를 포화수증기압 이상의 온도가 되도록 가열하면 증기 발생부(120) 내부에 증기가 발생한다. When the inside of the housing 122 of the chamber 110 and the steam generator 120 reaches a predetermined temperature, the heater 124 of the steam generator 120 is operated to circulate water in the steam generator 120. When heated to a temperature equal to or higher than the saturated steam pressure, steam is generated in the steam generator 120.

이때, 발생된 증기를 증기 발생부(120)의 노즐부(126)에서 시험편(116, 117)을 향해 분사하며, 챔버(110)로 분사된 증기는 순환수와 혼합됨으로써 증기/물이 혼합된 2상(기상, 액상)의 유체가 되어 시험편(116, 117) 사이를 통과하게 되며, 이때 증기 발생부(120) 상부에 부착된 노즐(126)의 교체에 따라 증기/물 혼합유체의 속도를 조절할 수 있으며, 챔브(110) 내부는 냉각/히터부(112)를 작동하여 챔버(110)내부 온도를 과냉각 온도를 유지하게 제어함으로 챔버(110) 내부의 과냉각 액상을 유지할 수 있다.At this time, the generated steam is injected from the nozzle unit 126 of the steam generator 120 toward the test pieces 116 and 117, and the steam injected into the chamber 110 is mixed with the circulating water to mix steam / water. It becomes a two-phase (gas, liquid) fluid and passes between the test pieces 116 and 117. At this time, the speed of the steam / water mixed fluid is increased by replacing the nozzle 126 attached to the upper portion of the steam generator 120. The inside of the chamber 110 may be controlled to operate the cooling / heater 112 to maintain the supercooling temperature of the chamber 110 to maintain the supercooled liquid inside the chamber 110.

여기서, 시험편(116, 117) 사이를 통과하는 증기의 함유량은 시험편(116, 117) 상부에 마련된 측정 센서(114)에 의해 측정되며, 상기 측정 센서(114) 센싱된 증기 함유량에 대한 출력값에 따라 증기량을 조절하는 보조제어부(142)가 구비된다.Herein, the content of the steam passing between the test pieces 116 and 117 is measured by the measurement sensor 114 provided on the test pieces 116 and 117 and according to the output value for the steam content sensed by the measurement sensor 114. An auxiliary control unit 142 for adjusting the amount of steam is provided.

그러므로, 원자력 발전소의 증기발생기와 동일한 상황으로 시험 상황이 설정되면 구동부(130)의 구동에 의해 시험편(116, 117)이 고정된 고정지그(118, 119)를 상하 방향과 좌우 방향으로 변위와 하중을 가하여 마모 시험을 실시한다.Therefore, when the test situation is set to the same situation as the steam generator of the nuclear power plant, displacement and load of the fixed jig 118, 119 in which the test pieces 116, 117 are fixed by driving of the drive unit 130 in the vertical and horizontal directions. The wear test is carried out by adding

이와 같은 본 발명의 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치는 마모 시험시 챔버 내부에 원자력 발전소의 증기발생기와 동일한 환경을 제공하여 고온/고압의 챔버 내부에 구비된 시험편에 증기를 분사하여 원자력 발전소의 증기발생기와 동일한 상황에서 재료의 기계적 성질을 시험할 수 있으므로, 증기 발생부의 온도를 챔버와 동일하게 유지하는 기존의 고온/고압 하에서의 마모 시험뿐만 아니라 증기/물의 혼합된 환경에서의 재료에 대한 마모 시험을 할 수 있는 효과가 있다.The wear test apparatus of the steam / water mixed environmental material of the present invention provides the same environment as the steam generator of the nuclear power plant during the abrasion test, and injects steam to a test piece provided inside the chamber of a high temperature / high pressure nuclear power plant. It is possible to test the mechanical properties of the material under the same conditions as the steam generator of the present invention, so that the wear of the material in the mixed environment of steam / water as well as the existing wear test under high temperature / high pressure to keep the temperature of the steam generator at the same temperature as the chamber. It is effective to test.

Claims (5)

내부에 구비된 시험편을 고정하는 고정 지그(Jig)가 마련되고 시험 상황을 모의적으로 제공하며 외주면 양측에 순환수의 온도를 조절할 수 있는 냉각/히터부가 마련되는 시험용 챔버;A test chamber provided with a fixing jig (Jig) for fixing the test piece provided therein to simulate the test situation, and having a cooling / heater unit for controlling the temperature of the circulating water on both sides of the outer circumferential surface; 상기 챔버 내에 구비된 시험편의 양측에 설치되어 시험시 상기 시험편에 하중과 변위를 발생시키는 구동부;A driving unit installed at both sides of a test piece provided in the chamber to generate a load and a displacement on the test piece during the test; 상기 챔버의 하면에 연통되게 설치되어 챔버 내부에 고온/고압의 증기를 공급하는 증기 발생부;A steam generator which is installed to communicate with a lower surface of the chamber and supplies high temperature / high pressure steam to the inside of the chamber; 상기 증기 발생부와 연결되어 상기 챔버 내부에서 고온/고압의 시험 환경이 일정하게 유지되도록 하는 수화학 조절장치; 및A hydrochemical control device connected to the steam generator to maintain a high temperature / high pressure test environment in the chamber; And 상기 수화학 조절장치 및 구동부와 전기적으로 연결되어 각각을 제어하되 상기 구동부의 일률을 산출하여 표시 및 조절할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치.And a control unit electrically connected to the hydrochemical control unit and the driving unit to control each of the driving unit and calculate and display and adjust the power of the driving unit. 삭제delete 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 챔버내에 설치된 증기 발생부와 동일선상의 상부에 설치되어 증기의 함유량을 측정할 수 있는 측정센서가 더 마련된 것을 특징으로 하는 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치.The wear test apparatus of the steam / water mixed environmental material, characterized in that the measurement sensor which is installed on the same line as the steam generating unit installed in the chamber to measure the content of steam is further provided. 제 1항에 있어서, 상기 증기 발생부는,The method of claim 1, wherein the steam generating unit, 내부가 중공인 하우징;과 상기 하우징의 내주면에 설치되어 하우징에 충진된 순환수를 가열하는 다수개의 히터부;와 상기 하우징의 상부에 설치되어 증기를 배출시키는 노즐부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치.A housing having a hollow interior; and a plurality of heaters installed on an inner circumferential surface of the housing to heat circulating water filled in the housing; and a nozzle unit installed on the housing to discharge steam; Abrasion test device for environmental / water mixed environmental materials. 제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 노즐부의 교체에 따라 시험부에서의 증기/물과 같은 혼합유체의 유속을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 증기/물 혼합 환경 재료의 마모 시험장치.The wear test apparatus of the steam / water mixed environmental material, characterized in that the flow rate of the mixed fluid, such as steam / water in the test section can be adjusted according to the replacement of the nozzle.
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