KR101101976B1 - Fabrication device and method of tubing with stress corrosion cracking at high temperature - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A fabrication device and a method of tubing with stress corrosion cracking at high temperature are provided to compares real cracks and implement a prediction model by measuring explosion pressure through a leakage and rupture experiment. CONSTITUTION: A heat pipe(10) receives and discharges aqueous solution and hydrogen. A main heater(20) heats the aqueous solution and forms a corrosion environment inside the heat pipe. A hydrogen injection member(30) flows the hydrogen inside the heat pipe. A hydrogen partial pressure monitoring member(40) monitors the partial pressure of the hydrogen which is flown the outside of electric heat pipe. A first supplementary heater(50) heats the hydrogen and induces the diffusion of the hydrogen. A second supplementary heater(60) heats the aqueous solution in advance before the aqueous solution flows into the heat pipe inside. A heater controller individually controls the temperature of the inside of the heat pipe.

Description

고온 응력부식균열 전열관 제조 장치 및 방법{fabrication device and method of tubing with stress corrosion cracking at high temperature}Fabrication device and method of tubing with stress corrosion cracking at high temperature}

본 발명은 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서 증기발생기 전열관의 내면에서 실제 발생하는 현장 균열과 유사한 형태, 비파괴 신호 특성을 가지는 순수한 입계응력부식균열을 인위적으로 짧은 시간에 가속화하여 제작할 수 있는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube, which can be manufactured by accelerating a pure grain boundary stress corrosion cracking in a short time artificially with a morphology similar to a site crack that actually occurs on the inner surface of a steam generator tube. The present invention relates to a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube manufacturing apparatus and method.

국내 원전 증기발생기 전열관에서 다양한 형태의 응력부식균열이 발생하고 있다. 이러한 결함 전열관의 파열압력을 예측하는 일은 원전 안전 운전 방안 확립에 필수적인 항목이다.Various types of stress corrosion cracking are occurring in steam generator tube of nuclear power plant in Korea. Predicting the burst pressure of the defective heat pipe is an essential item in establishing a safe operation plan for nuclear power plants.

결함 전열관의 파열압력을 예측하기 위해서는 현장 결함 전열관의 가동 중 비파괴 검사 결과를 토대로 누설 및 파열 실험을 통해 파열압력을 측정하고, 파열된 전열관의 파괴검사를 통해 취득한 실제 균열의 정보를 비교 분석하여 예측모델을 수립하여야 한다.In order to predict the burst pressure of a defective heat pipe, the burst pressure is measured through leakage and burst tests based on the results of the non-destructive inspection during operation of the field fault heat pipe, and the actual crack information obtained through the fracture test of the broken heat pipe is compared and predicted. A model must be established.

이를 위해서는 현장의 전열관에서 발생한 자연결함의 견본이 다량 요구되지만 누설 및 파열 실험중 연구자의 피폭 문제뿐만 아니라 충분한 견본 수량 확보가 매우 어렵다는 한계가 있다.
To this end, a large number of samples of natural defects occurring in the heat transfer pipe are required, but there is a limitation that it is very difficult to secure sufficient sample quantity as well as the researcher's exposure problem during the leakage and rupture experiment.

일반적으로, 취급 및 제작이 용이한 전기방전가공법 등의 기계적 방법으로 제작된 결함 전열관의 경우, 실제 자연결함의 비파괴 검사 신호 및 파열압력 특성을 대변하지 못하는 단점이 있다. 따라서 실제 자연결함과 유사한 특성을 가진 인공결함을 고온/고압 환경에서 구현 및 제작하는 기술 개발이 요구된다.
In general, in the case of a defective heat pipe manufactured by a mechanical method such as an electric discharge processing method, which is easy to handle and manufacture, there is a disadvantage in that it does not represent the non-destructive test signal and burst pressure characteristic of the actual natural defect. Therefore, there is a need to develop a technology for realizing and manufacturing artificial defects having high temperature and high pressure similar to those of natural defects.

증기발생기 전열관 자연결함을 모사하기 위해 다양한 실험방법 개발이 선행된 바 있는데, 대표적인 것이 상온균열 제작기술이다.The development of various experimental methods has been preceded to simulate the natural defects of the steam generator heat pipe, and the representative one is the room temperature crack production technology.

상온균열제작 방법은 상온에서 전열관의 내면 또는 외면의 일부를 산성의 부식용액에 노출시키고, 전열관의 내부에 100 기압 이상의 가스를 주입하여 인장응력을 인가함으로써 응력부식균열을 제작하는 기술이다.Room temperature crack production method is a technique of producing a stress corrosion cracking by exposing a portion of the inner surface or the outer surface of the heat transfer tube to the acidic corrosion solution at room temperature, by applying a tensile stress by injecting a gas of 100 atm or more into the inside of the heat transfer tube.

상온균열제작법을 활용한 특허로는 상온에서 산성용액을 전열관에 노출시키고 전열관 내부에 고압을 인가하여 응력부식균열을 조장하는 대한민국특허 공개번호 제2005-0041790호 및 전열관의 특정 위치에 상기 산성용액을 노출시켜 국부적으로 응력부식균열을 조장하는 대한민국특허 출원번호 제2009-0049057호가 있다.
Patents utilizing the room temperature crack production method include the acid solution at a room temperature and the acid solution at the specific position of the heat transfer tube and the Korean Patent Publication No. 2005-0041790 to promote stress corrosion cracking by applying a high pressure inside the heat transfer tube There is a Korean Patent Application No. 2009-0049057 which exposes locally to promote stress corrosion cracking.

상기의 발명에서는 대략 2~4주의 기간이면 응력부식균열을 제작할 수 있다는 장점이 있으나, 산성의 부식환경에서 응력부식균열 민감도를 키우기 위해 통상적으로 전열관 재료를 예민화 열처리하므로, 자연결함과는 달리 응력부식균열 주위에 체적성 결함인 입계부식도 동시에 발생하여 비파괴검사 신호를 왜곡할 수 있고, 누설율 및 파열압력 실험결과에 영향을 준다는 문제점이 있다.
In the above invention, there is an advantage that stress corrosion cracking can be produced in a period of about 2 to 4 weeks, but in order to increase the stress corrosion cracking sensitivity in an acidic corrosive environment, the heat pipe material is usually subjected to sensitization. At the same time, there is a problem that grain boundary corrosion, which is a volumetric defect around the corrosion crack, may distort the non-destructive test signal and affect the leakage rate and burst pressure test results.

한편, 고온에서 전열관에 응력부식균열을 형성하는 종래 기술로서, 대한민국특허 등록번호 제10-0909118호가 있으나, 여기서는 전열관의 가열 방법, 구속 방법 및 온도와 압력 제어 방법만을 제시한 것으로 응력부식균열을 효과적으로 가속화하는 방법에 대한 기술설명이 없다는 문제점이 있다.
On the other hand, as a conventional technique for forming a stress corrosion crack in the heat transfer tube at a high temperature, there is a Korean Patent Registration No. 10-0909118, but here, only the heating method, the restraint method and the temperature and pressure control method of the heat transfer tube to present the stress corrosion crack effectively The problem is that there is no technical description of how to accelerate.

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 종래의 상온균열제작법에 비해 체적성 결함 등 현장 균열과 다른 비파괴 신호특성을 원천적으로 배제할 수 있으며, 실제 발전소 현장에서 수십년 운전후 발생하는 응력부식균열을 갖는 복수의 전열관을 동시에 수주에서 수개월의 빠른 시간내에 인위적으로 제작할 수 있는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, and compared to the conventional room temperature cracking method, it is possible to rule out on-site cracking and other non-destructive signal characteristics such as volumetric defects, and after decades of operation in the actual plant site It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for manufacturing a high temperature stress corrosion cracking heat transfer tube that can artificially produce a plurality of heat transfer tubes having stress corrosion cracks generated at the same time in several weeks to several months.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치는 내부에 수용액 및 수소가 유출입되는 적어도 하나 이상의 전열관과, 상기 전열관의 내부 또는 외부에 설치되되 상기 수용액을 가열하여 상기 전열관 내부에 부식환경을 형성하는 주 히터 및 상기 전열관의 입구에 설치되어 상기 전열관 내부로 수소를 유입시키는 수소 주입용 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the apparatus for manufacturing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube according to the present invention includes at least one heat exchanger tube into which an aqueous solution and hydrogen flow in and out, and is installed inside or outside the heat transfer tube to heat the aqueous solution. It is characterized in that it comprises a main heater for forming a corrosive environment inside the heat pipe and the hydrogen injection member is installed at the inlet of the heat pipe to introduce hydrogen into the heat pipe.

또한, 상기 전열관의 출구에 설치되어 상기 전열관 외부로 유출되는 수소의 분압을 모니터링하는 수소분압 모니터링용 부재를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a hydrogen partial pressure monitoring member installed at an outlet of the heat transfer tube to monitor a partial pressure of hydrogen flowing out of the heat transfer tube.

또한, 상기 수소 주입용 부재 및 수소분압 모니터링용 부재는 Pd-Ag 멤브레인으로 이루어질 수 있다.In addition, the hydrogen injection member and the hydrogen partial pressure monitoring member may be made of a Pd-Ag membrane.

또한, 상기 수소 주입용 부재는 상기 수소를 가열하여 수소의 확산을 유도하는 제 1보조 히터를 구비할 수 있다.In addition, the hydrogen injection member may be provided with a first auxiliary heater for heating the hydrogen to induce the diffusion of hydrogen.

또한, 상기 전열관 내부로 수용액이 유입되기 전에 상기 수용액을 미리 가열시키는 제 2보조 히터를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a second auxiliary heater for heating the aqueous solution in advance before the aqueous solution is introduced into the heat transfer tube.

또한, 상기 수용액은 SO4 -, F-, NO3 -, Cl- 이온을 포함하는 소듐염, 무기염 또는 유기염을 적어도 하나 이상을 함유할 수 있다.Further, the aqueous solution of SO 4 - and may contain a sodium salt comprising the ions, inorganic salt or at least one organic salt -, F -, NO 3 - , Cl.

또한, 상기 염은 그 농도가 1ppm 내지 10,000ppm일 수 있다.In addition, the salt may have a concentration of 1 ppm to 10,000 ppm.

또한, 상기 전열관은 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다.In addition, the heat pipes may be connected in series, in parallel or in parallel.

또한, 상기 전열관 내부의 수용액의 온도와 상기 주 히터의 온도를 개별적으로 측정하여 히터 입력 전력을 조정함으로써 상기 전열관 내부의 온도를 개별적으로 조절하는 히터 제어기를 더 포함할 수 있다.
The apparatus may further include a heater controller for individually controlling the temperature of the heat pipe by individually measuring the temperature of the aqueous solution inside the heat pipe and the temperature of the main heater to adjust the heater input power.

또한, 본 발명에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법은 적어도 하나 이상의 전열관 내부에 수용액 및 수소를 유입시키는 수용액 및 수소 유입 단계와, 상기 전열관의 내부 또는 외부에 설치된 주 히터를 이용하여 상기 수용액을 가열하여 상기 전열관 내부에 부식환경을 형성하는 부식환경 형성 단계 및 상기 전열관의 표면 중 원하는 위치에 응력부식균열을 제작하는 응력부식균열 제작 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for producing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube according to the present invention heats the aqueous solution using an aqueous solution and hydrogen inflow step of introducing an aqueous solution and hydrogen into at least one heat transfer tube, and a main heater installed inside or outside the heat transfer tube. And a corrosion corrosion forming step of forming a corrosion environment in the heat transfer tube and producing a stress corrosion crack at a desired position among the surfaces of the heat transfer tube.

또한, 상기 전열관의 응력부식균열이 제작될 위치를 제외한 나머지 표면을 미리 코팅하여 산화 보호막을 형성하는 코팅막 형성 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a coating film forming step of forming an oxide protective film by pre-coating the remaining surface except for the position where the stress corrosion crack of the heat transfer tube is to be manufactured.

또한, 상기 전열관 내부로 수소를 유입하기 전에 수소 투과용 Pd-Ag 멤브레인을 미리 가열하여 가열에 따른 수소의 확산을 유도하는 수소 가열 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a hydrogen heating step of heating the hydrogen permeable Pd-Ag membrane in advance before introducing hydrogen into the heat transfer tube to induce diffusion of hydrogen according to heating.

또한, 상기 전열관 내부로 수용액을 유입하기 전에 상기 수용액을 미리 가열하는 수용액 가열 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include an aqueous solution heating step of heating the aqueous solution in advance before introducing the aqueous solution into the heat transfer tube.

또한, 상기 부식환경 형성 단계는 상기 전열관 내부의 수용액의 온도와 상기 주 히터의 온도를 개별적으로 측정하여 히터 입력 전력을 조정함으로써 상기 전열관 내부의 온도를 개별적으로 조절할 수 있다.In addition, the forming of the corrosive environment may individually adjust the temperature inside the heat pipe by adjusting the heater input power by measuring the temperature of the aqueous solution inside the heat pipe and the temperature of the main heater separately.

또한, 상기 응력부식균열 제작 단계는 상기 전열관의 표면에 스크래치, 덴트, 확관 중 적어도 하나 이상의 방법을 이용하여 상기 응력부식균열 제작을 가속할 수 있다.In addition, the stress corrosion crack production step may accelerate the stress corrosion crack production by using at least one method of scratch, dent, expansion pipe on the surface of the heat transfer pipe.

또한, 상기 코팅막 형성 단계는 상기 코팅막 재료로 고온 고압의 부식환경에서 산화 보호막을 형성하는 Ni, Cr, Ti, Zr 중에서 적어도 하나 이상 사용하여 무전해 도금, 전기 도금 등의 방법으로 코팅할 수 있다.In addition, the coating film forming step may be coated using a method such as electroless plating, electroplating using at least one of Ni, Cr, Ti, Zr to form an oxide protective film in a corrosion environment of high temperature and high pressure as the coating film material.

또한, 상기 코팅막 형성 단계는 상기 코팅막 재료로 미리 산화된 형태인 Ni, Cr, Ti, Zr 산화물 중에서 적어도 하나 이상을 플라즈마 스프레이 방법 등으로 코팅할 수 있다.
In addition, the forming of the coating film may coat at least one or more of Ni, Cr, Ti, and Zr oxides, which are pre-oxidized with the coating film material, by a plasma spray method.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치 및 방법에 의하면, 현장 결함 전열관의 가동중 비파괴 검사 결과를 토대로 누설 및 파열 실험을 통해 파열 압력을 측정하고, 파열된 전열관의 파괴검사를 통해 취득한 실제 균열 정보를 비교 분석하여 예측 모델 수립에 활용할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the apparatus and method for manufacturing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube according to the present invention, the burst pressure is measured through a leakage and rupture test based on a non-destructive test result during operation of a field defect heat exchanger tube, and the fracture inspection of the ruptured heat exchanger tube is performed. It can be used to establish a predictive model by comparing and analyzing the actual crack information obtained through the analysis.

또한, 본 발명에 따르면, 원전 증기발생기 전열관 가동중 검사를 위한 비파괴검사 기술과 균열탐지능력 개발을 위한 표준시편으로도 활용할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect that can be utilized as a standard specimen for the non-destructive testing technology and crack detection capability for the inspection of the nuclear power plant steam generator tube.

더불어, 본 발명에 따르면, 국내 원전 증기발생기 전열관의 구조 건전성 평가 기술을 개선하고, 대체정비기준 개발에 활용함으로써 가동중 검사 주기 개선 및 기간 단축 등 효율적 운전에 활용할 수 있는 효과가 있다.
In addition, according to the present invention, by improving the structural integrity evaluation technology of the steam generator tube of the nuclear power plant in Korea, it is effective in the efficient operation, such as improving the inspection cycle and shorten the period of operation by utilizing in the development of alternative maintenance standards.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치의 개략도.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 전열관과 주 히터의 구성을 나타내는 도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법의 제 1블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법의 제 2블록도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법의 제 3블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법의 제 4블록도.1 is a schematic view of a high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 are views showing the configuration of the heat transfer tube and the main heater according to the present invention.
Figure 5 is a first block diagram of a method for producing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a second block diagram of a high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a third block diagram of a high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
8 is a fourth block diagram of a method for manufacturing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치의 개략도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 전열관과 주 히터의 구성을 나타내는 도이다.
1 is a schematic view of a high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figures 2 to 4 is a view showing the configuration of the heat transfer tube and the main heater according to the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 전열관(10)과, 주 히터(20) 및 수소주입용 부재(30)를 포함한다.
High temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 to 4, at least one heat pipe 10, the main heater 20 and the hydrogen injection member 30 Include.

상기 전열관(10)은 내부에 수용액 및 수소가 유출입될 수 있다.
The heat transfer tube 10 may be an aqueous solution and hydrogen flow in and out.

구체적으로, 상기 전열관(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 전열관(10)이 직렬로 연결될 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 병렬로 연결될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 직병렬로 연결될 수 있다.Specifically, the heat pipe 10 may be connected in series with at least one heat pipe 10, as shown in Figure 2, as shown in Figure 3, may be connected in parallel, as shown in FIG. Likewise, they can be connected in series.

이때, 상기 전열관(10) 내부를 관통하여 흐르는 수용액은 SO4 -, F-, NO3 -, Cl- 이온을 포함하는 소듐염, 무기염 또는 유기염을 적어도 하나 이상 함유할 수 있고, 상기 소듐염, 무기염 또는 유기염은 그 농도가 1ppm 내지 10,000ppm일 수 있다. 예를 들어, 상기 수용액으로 Na2SO4, NaF, NaNO3, NaCl 염을 각 이온의 농도가 100ppm이 되도록 물에 용해하여 사용할 수 있다.
At this time, the aqueous solution flowing through the inside of the heat transfer tube 10 SO 4 -, F -, NO 3 -, Cl - , sodium salt containing ions, and inorganic salts or organic salts may contain at least one, the sodium Salts, inorganic salts or organic salts may have a concentration of 1 ppm to 10,000 ppm. For example, the Na 2 SO 4 , NaF, NaNO 3 , NaCl salt in the aqueous solution can be used by dissolving in water so that the concentration of each ion is 100ppm.

상기 주 히터(20)는 상기 전열관(10)의 내부 또는 외부에 설치되되 상기 수용액을 가열하여 상기 전열관(10) 내부에 부식환경을 형성할 수 있다.
The main heater 20 may be installed inside or outside the heat transfer tube 10 to heat the aqueous solution to form a corrosive environment inside the heat transfer tube 10.

구체적으로, 상기 주 히터(20)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전열관(10)의 외부를 감싸는 형태로 설치되거나, 도시되지 않았지만 상기 전열관(10)의 내부에 설치되어 상기 전열관(10) 입구로 유입되는 수용액을 초가열 증기로 가열시킴으로써 효율적인 응력부식균열을 조장할 수 있다.Specifically, as shown in Figures 2 to 4, the main heater 20 is installed in a form surrounding the outside of the heat pipe 10, or is not shown but is installed inside the heat pipe 10 is the heat pipe (10) Efficient stress corrosion cracking can be promoted by heating the aqueous solution entering the inlet with super heated steam.

즉, 상기 부식환경은 SO4 -, F-, NO3 -, Cl- 이온을 포함하는 염을 적어도 하나 이상 함유하는 수용액을 상기 주 히터(20)로 가열하여 400도 내지 500도, 20.7MPa 이하의 초가열 증기분위기로 형성됨으로써 응력부식균열을 조장할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 초가열 증기분위기 부식환경을 지속적으로 유지하기 위해 후압력조정기(back pressure regulator), 고압펌프(80), 수용액 탱크(70), 압력계, 냉각 코일(90)로 구성된 순환 루프(loop)가 구비될 수 있다.That is, the corrosive environment are SO 4 -, F -, NO 3 -, Cl - heated to a salt containing an ion solution containing at least one to the main heater 20 is 400 degrees to 500 degrees, to 20.7MPa or less By forming the superheated steam atmosphere of the to promote stress corrosion cracking, as shown in Figure 1, in order to continuously maintain the superheated steam atmosphere corrosion environment, a back pressure regulator, a high pressure pump ( 80), an aqueous tank 70, a pressure gauge, a cooling loop (90) consisting of a cooling coil (loop) may be provided.

여기서, 시스템의 압력은 상기 고압펌프(80) 및 후압력조정기(back pressure regulator)로 조절할 수 있는데, 그 압력이 20.7MPa 이상이 되면 초가열 증기분위기가 아니라 초임계상이 되므로 이보다 낮은 압력을 유지해야 할 필요가 있다.
Here, the pressure of the system can be controlled by the high pressure pump 80 and the back pressure regulator. When the pressure is 20.7 MPa or more, the pressure of the system is supercritical rather than the superheated steam atmosphere. Needs to be.

상기 수소 주입용 부재(30)는 상기 전열관(10)의 입구에 설치되어 상기 전열관(10) 내부로 수소를 유입시킬 수 있다.
The hydrogen injection member 30 may be installed at an inlet of the heat transfer tube 10 to introduce hydrogen into the heat transfer tube 10.

구체적으로, 상기 수소 주입용 부재(30)는 상기 전열관(10) 내의 초가열 증기분위기의 수소 분압을 제어하기 위해 Pd-Ag 멤브레인으로 이루어질 수 있고, 상기 수소를 200도 이상 가열하여 원활한 수소확산을 유도하는 제 1보조 히터(50)를 구비할 수 있다.
Specifically, the hydrogen injection member 30 may be made of a Pd-Ag membrane to control the hydrogen partial pressure of the superheated vapor atmosphere in the heat transfer tube 10, and the hydrogen is heated by 200 degrees or more to facilitate hydrogen diffusion. It may be provided with a first auxiliary heater 50 to induce.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 수소분압 모니터링용 부재(40)를 더 포함할 수 있다.
On the other hand, the high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a hydrogen partial pressure monitoring member 40, as shown in FIG.

상기 수소분압 모니터링용 부재(40)는 상기 전열관(10)의 출구에 설치되어 상기 전열관(10) 외부로 유출되는 수소의 분압을 모니터링할 수 있다.
The hydrogen partial pressure monitoring member 40 may be installed at the outlet of the heat pipe 10 to monitor the partial pressure of hydrogen flowing out of the heat pipe 10.

구체적으로, 상기 수소분압 모니터링용 부재(40)는 상기 수소 주입용 부재(30)와 동일하게 상기 전열관(10) 내의 초가열 증기분위기의 수소 분압을 제어하기 위해 Pd-Ag 멤브레인으로 이루어질 수 있다.Specifically, the hydrogen partial pressure monitoring member 40 may be made of a Pd-Ag membrane to control the hydrogen partial pressure of the superheated steam atmosphere in the heat transfer tube 10 in the same manner as the hydrogen injection member 30.

한편, 상기 수소 주입용 부재(30)와 수소분압 모니터링용 부재(40)는 상술한 바와 같이, Pd-Ag 멤브레인으로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 Pd-Ag 멤브레인 이외에 동일 기능이 가능한 다른 장치를 사용해도 무방하다.
On the other hand, the hydrogen injection member 30 and the hydrogen partial pressure monitoring member 40 is preferably made of a Pd-Ag membrane, as described above, it is possible to use other devices capable of the same function in addition to the Pd-Ag membrane It's okay.

상술한 바와 같이, 수소의 주입은 상기 수소 주입용 부재(30)의 입구를 통해 이루어지며, 입구에 구비된 압력계로 주입되는 수소의 압력을 측정할 수 있고, 출구에 유량계를 구비하여 유량을 측정할 수 있다.As described above, the injection of hydrogen is made through the inlet of the hydrogen injection member 30, it is possible to measure the pressure of hydrogen injected into the pressure gauge provided at the inlet, the flow rate is provided with a flow meter at the outlet can do.

또한, 상기 전열관(10)의 출구에 구비된 상기 수소분압 모니터링용 부재(40)를 통해 상기 전열관(10) 내의 초가열 증기분위기의 수소 분압을 실시간으로 측정할 수 있다.In addition, the hydrogen partial pressure of the superheated steam atmosphere in the heat transfer tube 10 may be measured in real time through the hydrogen partial pressure monitoring member 40 provided at the outlet of the heat transfer tube 10.

즉, 상기 수소분압 모니터링용 부재(40)의 입구를 막고, 그 출구에 진공펌프를 설치하여 진공 상태를 형성한 후 수시간이 경과하는 경우, 안정화된 진공 게이지의 압력이 상기 초가열 증기분위기의 수소 분압에 해당할 수 있다. 이때, 주입되는 수소의 압력과 초가열 증기 내부의 수소 분압의 관계를 이미 알고 있는 경우에는 수소분압 모니터링용 Pd-Ag 멤브레인은 구비하지 않아도 무방하다.
That is, when several hours have elapsed after the inlet of the hydrogen partial pressure monitoring member 40 is formed and a vacuum pump is installed at the outlet, the pressure of the stabilized vacuum gauge is reduced to It may correspond to a hydrogen partial pressure. At this time, if the relationship between the pressure of the injected hydrogen and the hydrogen partial pressure in the super heated steam is already known, the hydrogen partial pressure monitoring Pd-Ag membrane may not be provided.

구체적으로, 상기 전열관(10)의 내면에 응력부식균열을 가속하여 제작하기 위해서 상기 수용액에 용해되어 있는 수소 농도는 초가열 증기분위기에서 수소분압으로 제어할 수 있는데, 니켈계 합금으로 제작된 전열관(10)에 대해 Ni/NiO 및 H2/H2O의 평형반응에 대한 하기의 [식 1]을 고려하면, 평형상태에서 NiO의 형성자유에너지(△G0 NIO )와 수소의 분압(PH2) 및 물의 분압(PH2O)의 관계식인 하기의 [식 2]를 구할 수 있다.
Specifically, in order to accelerate the stress corrosion cracking on the inner surface of the heat pipe 10, the dissolved hydrogen concentration in the aqueous solution can be controlled by hydrogen partial pressure in a super heated steam atmosphere, a heat pipe made of a nickel-based alloy ( Considering the following Equation 1 for the equilibrium reaction of Ni / NiO and H 2 / H 2 O with respect to 10), the free energy of NiO formation at equilibrium (ΔG 0 NIO ) And the partial pressure of hydrogen (P H2 ) and the partial pressure of water (P H2O ) can be obtained.

[식 1][Equation 1]

Ni + H2O = NiO + H2 Ni + H 2 O = NiO + H 2

[식 2][Equation 2]

△G0 NIO = - RT ln(PH2/PH20)△ G 0 NIO =-RT ln (P H2 / P H20 )

(R은 기체 상수, T는 절대온도)
(R is gas constant, T is absolute temperature)

여기서, NiO의 형성자유에너지(△G0 NIO )는 알려진 값이므로, [식 2]를 이용하여 수소의 분압(PH2)을 계산할 수 있는데, 예를 들어, 400도, 450도, 500도의 초가열 증기분위기에서 각각 83kPa, 85kPa, 86kPa의 수소 분압을 계산할 수 있다.Here, the free energy of formation of NiO (ΔG 0 NIO ) Is a known value, so the partial pressure of hydrogen (P H2 ) can be calculated using [Equation 2]. For example, hydrogen of 83 kPa, 85 kPa, 86 kPa, respectively, in a superheated steam atmosphere at 400, 450, and 500 degrees. The partial pressure can be calculated.

상기 수소 분압은 수용액에 용해되어 있는 수소 농도를 제어하여 초가열 분위기에서 니켈계 합금의 주요 원소인 Ni와 그 산화물인 NiO의 평형 상태를 유지할 수 있도록 하여 전열관(10) 내면의 응력부식균열을 가속할 수 있으며, 이때, 400도 내지 500도의 온도 범위에서 실제 제어 오차를 고려하여 50kPa 내지 200kPa 범위로 수소 분압을 제어할 수 있다.
The partial pressure of hydrogen accelerates the stress corrosion cracking of the inner surface of the heat pipe 10 by controlling the concentration of hydrogen dissolved in the aqueous solution to maintain the equilibrium state of Ni and NiO, which are the main elements of the nickel-based alloy, in a superheated atmosphere. In this case, the partial pressure of hydrogen may be controlled in the range of 50 kPa to 200 kPa in consideration of the actual control error in the temperature range of 400 degrees to 500 degrees.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 제 2보조 히터(60)를 더 포함할 수 있다.
On the other hand, the high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a second auxiliary heater 60, as shown in FIG.

상기 제 2보조 히터(60)는 상기 전열관(10) 내부로 수용액이 유입되기 전에 상기 수용액을 미리 가열시킬 수 있다.The second auxiliary heater 60 may heat the aqueous solution in advance before the aqueous solution is introduced into the heat transfer tube 10.

즉, 상기 수용액을 400도의 초가열 증기로 가열하기 위한 주 히터(20)의 열용량이 부족한 경우, 상기 제 2보조 히터(60)를 사용하여 상기 수용액을 상기 전열관(10) 내부로 유입되기 전에 미리 가열시킬 수 있다.
That is, when the heat capacity of the main heater 20 for heating the aqueous solution to 400 degrees superheated steam is insufficient, before the aqueous solution is introduced into the heat transfer tube 10 using the second auxiliary heater 60. Can be heated.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치는 도시되지 않았지만, 히터 제어기를 더 포함할 수 있다.
In addition, the apparatus for manufacturing a high temperature stress corrosion cracking heat transfer tube according to an embodiment of the present invention may further include a heater controller.

상기 히터 제어기는 상기 전열관(10) 내부의 수용액의 온도와 상기 주 히터(20)의 온도를 개별적으로 측정하여 히터 입력 전력을 조정함으로써 상기 전열관(10) 내부의 온도를 개별적으로 조절할 수 있다.The heater controller may individually adjust the temperature inside the heat pipe 10 by adjusting the heater input power by separately measuring the temperature of the aqueous solution inside the heat pipe 10 and the temperature of the main heater 20.

구체적으로, 상기 히터 제어기를 이용함으로써, 상기 전열관(10) 내부의 초가열 증기의 온도는 전열관(10)의 외부를 감싸는 주 히터(20)를 가열함에 있어서, 전열관(10)의 내부에 구비된 열전대(미도시)로 온도를 측정하며 주 히터(20)의 입력 전력을 조절하여 400도 내지 500도의 범위에서 제어할 수 있고, 다중 전열관 제작이 이루어질 경우에는 각 전열관(10) 내부의 온도를 개별적으로 조절할 수 있다.
Specifically, by using the heater controller, the temperature of the super heated steam inside the heat pipe 10 is heated in the heat pipe 10 in the heating the main heater 20 surrounding the outside of the heat pipe 10. By measuring the temperature with a thermocouple (not shown) and by controlling the input power of the main heater 20 can be controlled in the range of 400 degrees to 500 degrees, when the production of multiple heat pipes is made, the temperature inside each heat pipe 10 is individually Can be adjusted.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법을 상세히 설명한다.
Hereinafter, a high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법의 제 1블록도이다.
5 is a first block diagram of a method for manufacturing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 수용액 및 수소 유입 단계(S40)와, 부식환경 형성 단계(S50) 및 응력부식균열 제작 단계(S60)를 포함한다.
High temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 5, the aqueous solution and hydrogen inlet step (S40), the corrosion environment forming step (S50) and the stress corrosion cracking production step (S60) It includes.

상기 수용액 및 수소 유입 단계(S40)는 적어도 하나 이상의 전열관 내부에 수용액 및 수소를 유입시키는 단계이다.The aqueous solution and hydrogen inflow step (S40) is a step of introducing the aqueous solution and hydrogen into at least one heat pipe.

구체적으로 상기 수용액 및 수소 유입 단계(S40)에서는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 직병렬로 연결될 수 있는 다중 전열관에 SO4 -, F-, NO3 -, Cl- 이온을 포함하는 소듐염, 무기염 또는 유기염을 적어도 하나 이상 함유하는 수용액과 수소가 유입된다.
As specifically shown in the aqueous solution and hydrogen flowing step (S40) in Fig. 2 to 4, or in series, SO 4 in multiple heat transfer tubes in or connected in parallel can be connected in parallel -, F -, NO An aqueous solution containing at least one sodium salt, an inorganic salt or an organic salt containing 3 − , Cl − ions and hydrogen are introduced.

상기 부식환경 형성 단계(S50)는 상기 전열관의 내부 또는 외부에 설치된 주 히터를 이용하여 상기 수용액을 가열하여 상기 전열관 내부에 부식환경을 형성하는 단계이다.The corrosive environment forming step (S50) is a step of forming a corrosive environment inside the heat pipe by heating the aqueous solution using a main heater installed inside or outside the heat pipe.

구체적으로, 상기 부식환경 형성 단계(S50)에서는 상기 수용액을 주 히터로 가열하여 400도 내지 500도, 20.7MPa 이하의 초가열 증기분위기의 부식환경을 형성함으로써 응력부식균열을 조장할 수 있고, 이때, 상기 전열관 내부의 수용액의 온도와 상기 주 히터의 온도를 개별적으로 측정하여 히터 입력 전력을 조정함으로써 상기 전열관 내부의 온도를 개별적으로 조절할 수 있다.
Specifically, in the corrosion environment forming step (S50) by heating the aqueous solution with a main heater to form a corrosion environment of the super heated steam atmosphere of 400 degrees to 500 degrees, 20.7MPa or less, it is possible to promote stress corrosion cracking, By adjusting the temperature of the aqueous solution inside the heat pipe and the temperature of the main heater individually, the temperature inside the heat pipe can be individually adjusted by adjusting the heater input power.

상기 응력부식균열 제작 단계(S60)는 상기 전열관의 표면 중 원하는 위치에 응력부식균열을 제작하는 단계이다.The stress corrosion crack production step (S60) is a step of producing a stress corrosion crack at a desired position of the surface of the heat transfer pipe.

구체적으로, 상기 전열관의 내면에 응력부식균열을 가속하여 제작하기 위해서는 상기 부식용액과 고온, 고압 이외에도 전열관 내면에 인장응력을 부가해야 하는데, 상기 응력부식균열 제작 단계(S40)에서는 상기 전열관의 표면에 스크래치, 덴트, 확관 중 적어도 하나 이상의 방법을 이용하여 원하는 위치에 상기 응력부식균열 제작을 가속할 수 있다.
Specifically, in order to accelerate and produce a stress corrosion crack on the inner surface of the heat pipe, a tensile stress must be added to the inner surface of the heat pipe in addition to the corrosion solution, high temperature, and high pressure. At least one method of scratching, denting and expansion can be used to accelerate the production of stress corrosion cracking at a desired location.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법의 제 2블록도이다.
Figure 6 is a second block diagram of a method for producing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube according to an embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 코팅막 형성 단계(S10)를 더 포함할 수 있다.
On the other hand, the high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include a coating film forming step (S10), as shown in FIG.

상기 코팅막 형성 단계(S10)는 상기 전열관의 응력부식균열이 제작될 위치를 제외한 나머지 표면을 미리 코팅하여 산화 보호막을 형성하는 단계이다.The coating film forming step (S10) is a step of forming an oxide protective film by coating the remaining surface in advance except for the position where the stress corrosion cracking of the heat pipe is to be manufactured.

구체적으로, 상기 코팅막 형성 단계(S10)에서는 전기도금 또는 무전해도금 방법을 이용하여 상기 산화 보호막을 형성할 수 있으며, 이때, 부식용액에 노출되어도 안정한 산화 보호막을 형성할 수 있는 다른 재료 및 코팅방법을 사용할 수도 있다.Specifically, in the coating film forming step (S10), it is possible to form the oxide protective film using an electroplating or electroless plating method, and at this time, other materials and coating methods that can form a stable oxide protective film even when exposed to the corrosion solution. You can also use

즉, 상기 코팅막 형성 단계(S10)에서는 상기 코팅막 재료로 고온 고압의 부식환경에서 산화 보호막을 형성하는 Ni, Cr, Ti, Zr 중에서 적어도 하나 이상 사용하여 무전해 도금, 전기 도금 등의 방법으로 코팅하거나, 상기 코팅막 재료로 미리 산화된 형태인 Ni, Cr, Ti, Zr 산화물 중에서 적어도 하나 이상을 플라즈마 스프레이 방법 등으로 코팅할 수 있다.
That is, in the coating film forming step (S10) by using at least one of Ni, Cr, Ti, Zr to form an oxide protective film in a corrosion environment of high temperature and high pressure as the coating film material or coating by electroless plating, electroplating or the like method At least one of Ni, Cr, Ti, and Zr oxides, which are preoxidized to the coating film material, may be coated by a plasma spray method.

한편, 상기 코팅막 형성 단계(S10)에서 코팅막을 형성하는 것은 원하는 특정 위치에 특정 형상으로 균열을 제작하기 위한 것으로 본 발명에 의하면 코팅막 형성 단계(S10)는 생략해도 무방하다.
On the other hand, forming the coating film in the coating film forming step (S10) is to produce a crack in a specific shape at a desired specific location, according to the present invention, the coating film forming step (S10) may be omitted.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법의 제 3블록도이다.
7 is a third block diagram of a method for manufacturing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube according to an embodiment of the present invention.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 수소 가열 단계(S30)를 더 포함할 수 있다.
In addition, the high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include a hydrogen heating step (S30) as shown in FIG.

상기 수소 가열 단계(S30)는 상기 전열관 내부로 수소를 유입하기 전에 수소 투과용 Pd-Ag 멤브레인을 미리 가열하여 가열에 따른 수소의 확산을 유도하는 단계이다.The hydrogen heating step (S30) is a step of inducing diffusion of hydrogen by heating by heating the Pd-Ag membrane for hydrogen permeation in advance before introducing hydrogen into the heat pipe.

구체적으로, 상기 수소 가열 단계(S30)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 수소 주입용 부재(30), 즉, Pd-Ag 멤브레인에 구비된 제 1보조 히터(50)에 의해 상기 Pd-Ag 멤브레인을 200도 이상으로 가열함으로써 수소 가열에 따른 원활한 수소확산을 유도할 수 있다.
Specifically, in the hydrogen heating step (S30), as shown in Figure 1, the Pd-Ag membrane by the hydrogen injection member 30, that is, the first auxiliary heater 50 provided in the Pd-Ag membrane By heating to 200 degrees or more, smooth hydrogen diffusion by hydrogen heating can be induced.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법의 제 4블록도이다.
8 is a fourth block diagram of a method for manufacturing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube according to an embodiment of the present invention.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 수용액 가열 단계(S20)를 더 포함할 수 있다.
In addition, the high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include an aqueous solution heating step (S20), as shown in FIG.

상기 수용액 가열 단계(S20)는 상기 전열관 내부로 수용액을 유입하기 전에 상기 수용액을 미리 가열하는 단계이다.The aqueous solution heating step (S20) is a step of heating the aqueous solution in advance before introducing the aqueous solution into the heat transfer tube.

구체적으로, 상기 수용액 가열 단계(S20)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 수용액을 400도의 초가열 증기로 가열하기 위한 주 히터(20)의 열용량이 부족한 경우, 제 2보조 히터(60)를 사용하여 상기 수용액을 상기 전열관 내부로 유입되기 전에 미리 가열시킬 수 있다.
Specifically, in the aqueous solution heating step (S20), as shown in Figure 1, when the heat capacity of the main heater 20 for heating the aqueous solution to 400 degrees superheated steam is insufficient, the second auxiliary heater 60 The aqueous solution may be preheated before being introduced into the heat pipe.

한편, 상기 초가열 증기분위기에 노출된 전열관을 주기적으로 인출한 후, 와전류탐지법으로 비파괴 검사하여 고온 균열의 유무를 진단할 수 있는데, 이때, 상기 와전류탐지법 이외에 초음파탐지법 등 다른 비파괴 검사를 사용하여 상기 전열관의 고온 균열의 유무를 진단할 수 있다.
On the other hand, after the withdrawal of the heat pipe exposed to the super-heated steam atmosphere periodically, non-destructive inspection can be diagnosed by eddy current detection method to diagnose the presence of high temperature crack, at this time, other non-destructive tests such as ultrasonic detection method in addition to the eddy current detection method Can be used to diagnose the presence of hot cracks in the heat pipe.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치 및 방법에 의하면 현장 결함 전열관의 가동중 비파괴 검사 결과를 토대로 누설 및 파열 실험을 통해 파열 압력을 측정하고 파열된 전열관의 파괴검사를 통해 취득한 실제 균열 정보를 비교 분석하여 예측 모델 수립에 활용할 수 있고, 원전 증기발생기 전열관 가동중 검사를 위한 비파괴검사 기술과 균열탐지능력 개발을 위한 표준시편으로도 활용할 수 있으며, 국내 원전 증기발생기 전열관의 구조 건전성 평가 기술을 개선하고 대체정비기준 개발에 활용함으로써 가동중 검사 주기 개선 및 기간 단축 등 효율적 운전에 활용할 수 있다.
As described above, according to the apparatus and method for manufacturing a high temperature stress corrosion cracking heat exchanger tube according to the present invention, the burst pressure was measured through a leakage and burst test based on the results of non-destructive testing during operation of the field defect heat exchanger tube, and the fractured heat exchanger tube was obtained through the fracture test of the ruptured heat exchanger tube. It can be used to establish a predictive model by comparing and analyzing actual crack information, and can also be used as a non-destructive testing technology for inspecting in operation of nuclear power plant steam pipes and a standard specimen for developing crack detection capability. By improving the evaluation technology and developing alternative maintenance standards, it can be used for efficient operation such as improving the inspection cycle and shortening the period during operation.

이상과 같이 본 발명에 따른 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치 및 방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
As described above with reference to the drawings illustrating an apparatus and method for producing a high temperature stress corrosion cracking tube according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, the technical idea of the present invention Of course, various modifications may be made by those skilled in the art within the scope.

10:전열관 20:주 히터
30:수소 주입용 부재 40:수소분압 모니터링용 부재
50:제 1보조 히터 60:제 2보조 히터
70:수용액 탱크 80:고압펌프
90:냉각 코일
S10:코팅막 형성 단계
S20:수용액 가열 단계
S30:수소 가열 단계
S40:수용액 및 수소 유입 단계
S50:부식환경 형성 단계
S60:응력부식균열 제작 단계10: heat pipe 20: main heater
30: hydrogen injection member 40: hydrogen partial pressure monitoring member
50: first auxiliary heater 60: second auxiliary heater
70: aqueous solution tank 80: high pressure pump
90: cooling coil
S10: coating film forming step
S20: aqueous solution heating step
S30: hydrogen heating stage
S40: Aqueous and hydrogen inlet stage
S50: Corrosion Environment Formation Step
S60: Stress Corrosion Cracking Production Step

Claims (17)

내부에 수용액 및 수소가 유출입되는 적어도 하나 이상의 전열관;
상기 전열관의 내부 또는 외부에 설치되되 상기 수용액을 가열하여 상기 전열관 내부에 부식환경을 형성하는 주 히터; 및
상기 전열관의 입구에 설치되어 상기 전열관 내부로 수소를 유입시키는 수소 주입용 부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치.
At least one heat transfer tube through which an aqueous solution and hydrogen flow in and out;
A main heater installed inside or outside the heat transfer tube to heat the aqueous solution to form a corrosive environment in the heat transfer tube; And
A hydrogen injection member installed at an inlet of the heat transfer tube to introduce hydrogen into the heat transfer tube;
High temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 전열관의 출구에 설치되어 상기 전열관 외부로 유출되는 수소의 분압을 모니터링하는 수소분압 모니터링용 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치.
The method of claim 1,
And a hydrogen partial pressure monitoring member installed at an outlet of the heat transfer tube and monitoring a partial pressure of hydrogen flowing out of the heat transfer tube.
제 2항에 있어서,
상기 수소 주입용 부재 및 수소분압 모니터링용 부재는 Pd-Ag 멤브레인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치.
The method of claim 2,
The hydrogen injection member and the hydrogen partial pressure monitoring member is a high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus, characterized in that consisting of a Pd-Ag membrane.
제 1항에 있어서,
상기 수소 주입용 부재는 상기 수소를 가열하여 수소의 확산을 유도하는 제 1보조 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치.
The method of claim 1,
The hydrogen injection member is a high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus characterized in that it comprises a first auxiliary heater for heating the hydrogen to induce the diffusion of hydrogen.
제 4항에 있어서,
상기 전열관 내부로 수용액이 유입되기 전에 상기 수용액을 미리 가열시키는 제 2보조 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치.
The method of claim 4, wherein
High temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus characterized in that it further comprises a second auxiliary heater for heating the aqueous solution in advance before the aqueous solution is introduced into the heat pipe.
제 1항에 있어서,
상기 수용액은 SO4 -, F-, NO3 -, Cl- 이온을 포함하는 소듐염, 무기염 또는 유기염을 적어도 하나 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치.
The method of claim 1,
The aqueous solution is SO 4 -, F -, NO 3 -, Cl - ions, sodium salt, high-temperature stress corrosion cracking in the heat transfer pipe manufacturing apparatus, an inorganic salt or an organic salt, characterized in that it contains at least one or more, including.
제 6항에 있어서,
상기 염은 그 농도가 1ppm 내지 10,000ppm인 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치.
The method of claim 6,
The salt is a high temperature corrosion corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus, characterized in that the concentration of 1ppm to 10,000ppm.
제 1항에 있어서,
상기 전열관은 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치.
The method of claim 1,
The heat pipe is a high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing apparatus, characterized in that connected in series, parallel or series.
제 1항에 있어서,
상기 전열관 내부의 수용액의 온도와 상기 주 히터의 온도를 개별적으로 측정하여 히터 입력 전력을 조정함으로써 상기 전열관 내부의 온도를 개별적으로 조절하는 히터 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 장치.
The method of claim 1,
High temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method characterized in that it further comprises a heater controller for individually adjusting the temperature of the heat pipe by adjusting the heater input power by measuring the temperature of the aqueous solution inside the heat pipe and the temperature of the main heater separately. Device.
적어도 하나 이상의 전열관 내부에 수용액 및 수소를 유입시키는 수용액 및 수소 유입 단계;
상기 전열관의 내부 또는 외부에 설치된 주 히터를 이용하여 상기 수용액을 가열하여 상기 전열관 내부에 부식환경을 형성하는 부식환경 형성 단계; 및
상기 전열관의 표면 중 원하는 위치에 응력부식균열을 제작하는 응력부식균열 제작 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법.
An aqueous solution and hydrogen inflow step of introducing an aqueous solution and hydrogen into at least one heat pipe;
Forming a corrosive environment in the heat pipe by heating the aqueous solution using a main heater installed inside or outside the heat pipe; And
High temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method comprising the step of producing a stress corrosion cracking stress corrosion cracking at a desired position of the surface of the heat transfer pipe.
제 10항에 있어서,
상기 전열관의 응력부식균열이 제작된 위치를 제외한 나머지 표면을 코팅하여 산화 보호막을 형성하는 코팅막 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법.
The method of claim 10,
High temperature stress corrosion cracking tube manufacturing method characterized in that it further comprises a coating film forming step of forming an oxide protective film by coating the remaining surface except for the position where the stress corrosion cracking of the heat pipe is produced.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,
상기 전열관 내부로 수소를 유입하기 전에 수소 투과용 Pd-Ag 멤브레인을 미리 가열하여 가열에 따른 수소의 확산을 유도하는 수소 가열 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법.
The method according to claim 10 or 11,
And a hydrogen heating step of heating the hydrogen permeable Pd-Ag membrane in advance before introducing hydrogen into the heat transfer tube to induce the diffusion of hydrogen according to the heating.
제 12항에 있어서,
상기 전열관 내부로 수용액을 유입하기 전에 상기 수용액을 미리 가열하는 수용액 가열 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법.
The method of claim 12,
High temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method characterized in that it further comprises an aqueous solution heating step of heating the aqueous solution in advance before introducing the aqueous solution into the heat pipe.
제 10항에 있어서,
상기 부식환경 형성 단계는 상기 전열관 내부의 수용액의 온도와 상기 주 히터의 온도를 개별적으로 측정하여 히터 입력 전력을 조정함으로써 상기 전열관 내부의 온도를 개별적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법.
The method of claim 10,
In the forming of the corrosive environment, the high temperature stress corrosion cracking tube is manufactured by individually adjusting the temperature of the aqueous solution inside the heat pipe and the temperature of the main heater to individually adjust the temperature of the heat pipe by adjusting the heater input power. Way.
제 10항에 있어서,
상기 응력부식균열 제작 단계는 상기 전열관의 표면에 스크래치, 덴트, 확관 중 적어도 하나 이상의 방법을 이용하여 상기 응력부식균열 제작을 가속하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법.
The method of claim 10,
The stress corrosion cracking manufacturing step is a high temperature stress corrosion cracking heat pipe manufacturing method characterized in that to accelerate the stress corrosion cracking production by using at least one method of scratch, dent, expansion pipe on the surface of the heat transfer pipe.
제 11항에 있어서,
상기 코팅막 형성 단계는 상기 코팅막 재료로 고온 고압의 부식환경에서 산화 보호막을 형성하는 Ni, Cr, Ti, Zr 중에서 적어도 하나 이상 사용하여 무전해 도금, 전기 도금 등의 방법으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The coating film forming step is a high temperature, characterized in that the coating film using a method such as electroless plating, electroplating using at least one of Ni, Cr, Ti, Zr to form an oxide protective film in a corrosive environment of high temperature and high pressure Method for manufacturing stress corrosion cracking heat pipe.
제 11항에 있어서,
상기 코팅막 형성 단계는 상기 코팅막 재료로 미리 산화된 형태인 Ni, Cr, Ti, Zr 산화물 중에서 적어도 하나 이상을 플라즈마 스프레이 방법 등으로 코팅하는 것을 특징으로 하는 고온 응력부식균열 전열관 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The coating film forming step is a method for producing a high temperature stress corrosion cracking tube, characterized in that for coating at least one or more of the oxide, Ni, Cr, Ti, Zr oxide in the form of pre-oxidized with the coating film material.
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