KR101483847B1 - 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온고압 반응기 및 응력결함 성장방법 - Google Patents

고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온고압 반응기 및 응력결함 성장방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재 연결기구는 고온고압의 반응기에 관 형상의 시험재를 결합시키는 시험재 연결기구에 있어서, 상단과 하단을 연통시키는 관통공이 형성되고 시험재의 상부와 결합되는 연결플러그와, 시험재의 하부와 결합되는 밀봉플러그로 구성되며, 연결플러그와 밀봉플러그 중 어느 적어도 하나는 니켈계 합금, 스테인리스강 합금, 지르코늄 합금 또는 티이타늄 합금 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

Description

고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온고압 반응기 및 응력결함 성장방법{CONNECTION DEVICE FOR CONTROLLED STRESS CORROSION CRACKING IN REACTOR, REACTOR WITH HIGH REWWURE AND HIGH TEMPERATURE, METHOD FOR GROWING FOR STRESS CORROSION CRACK}
본 발명은 고온고압 반응기에서 시험재의 응력결함을 성장시키는 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온고압 반응기 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 원전의 원자로와 증기발생기의 관통 튜브, 파이프 노즐, 전열관 등과 같은 부분에서 발생될 수 있는 결함을 정확하게 평가할 수 있도록 자연결함과 유사한 결함을 생성할 수 있는 응력결함성장 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온 고압 반응기 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고온 고압상태에서 사용되는 부품들, 예를 들어 원전의 원자로와 증기발생기 등의 부품 등은 사용기간 및 노출되는 환경에 따라 자연적으로 결함을 발생시킨다.
원전의 경우, 이러한 결함은 원전의 가동 중 검사를 통해 결함의 유무, 결함의 위치와 깊이 등의 정보를 와전류 검사법과 같은 비파괴 검사를 통하여 평가하여 그 건전성과 안전성을 진단하고 있다.
이러한 진단에 있어 비파괴 검사방법의 결함 탐지 능력, 크기 예측 정확도를 개선하기 위하여 다양한 방법이 연구되고 있으며 그 방법 중의 하나로 현장 자연균열을 갖는 튜브, 파이프, 노즐, 전열관 등의 부품을 인출하여 검사용 표준시편으로 사용하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법의 경우, 충분한 검사용 표준시편의 확보가 어려우며, 인출하는 부품이 방사화된 경우 취급이 용이하지 않고, 연구자의 안전성을 확보하는 것이 쉽지 않은 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 전기방전가공법을 이용하여 기계적 결함을 모사한 검사용 표준시편을 사용할 수도 있으나, 이러한 검사용 표준시편을 사용하는 경우 실제 현장에서 발생되는 자연 결함의 비파괴 검사 신호 특성을 대변하지 못하는 단점이 존재하였다.
따라서 최근에는 한국등록특허 0579339호, 1063344호, 1092519호 등에서 상온에서 산성용액에 시험재를 노출시키고, 레이달 덴팅 하중인가와 함께 내압하중법과 인장하중법을 조합하여 외력을 작용시키거나, 시험재의 특정 위치에 산성용액을 노출시켜 국부적으로 응력부식균열을 생성하는 검사용 표준시편을 제작하는 뒤 비파괴검사를 실시하는 상온균열 제작법을 연구개발하였다.
이러한 상온균열 제작법은 1 ~ 4 주의 짧은 기간에 응력부식균열을 제작할 수 있으며, 상온에서 공정이 이루어지므로 균열의 크기를 제어할 수 있다는 장점이 있으나, 통상 600 ~ 700℃의 온도에서 수시간에서 수십시간 동안 예민화 열처리를 하는 단계를 거치게 되므로 시험재 내부에서 화학적 변화가 발생하게 되어 와류검사법과 같은 비파괴 검사시 왜곡되는 신호를 발생시키는 단점이 있다.
아울러 상온균열 제작법으로 제작된 검사용 표준시편의 경우 응력부식균열의 결함 내면에 형성되는 산화피막이 고온 고압의 환경에서 형성되는 산화피막과 다른 조성과 형태를 갖게 되므로 비파괴 검사 신호의 차이를 발생시키는 문제도 있었다.
자연환경에서 형성되는 산화피막의 조성과 다른 형태의 산화피막이 형성되는 문제를 해결하기 위하여 한국등록특허 1101976에서는 고온에서 응력부식균열을 형성하는 기술을 개발하였으나, 이 방법의 경우 제작기간이 수주에서 수개월로 매우 길고, 균열의 길이와 깊이 등 크기를 제어하지 못하는 단점이 있었다.
본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구 및 응력결함 성장용 고온고압 반응기는 앞에서 설명한 바와 같이 응력부식균열의 예민화 조직에 의하여 비파괴 검사시 발생되는 신호를 왜곡시키는 결함표면에 형성된 산화피막의 차이 및 응력부식균열의 크기를 제어할 수 있는 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구 및 응력결함 성장용 고온고압 반응기를 제공할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구는 고온고압의 반응기에 관 형상의 시험재를 결합시키는 시험재 연결기구에 있어서, 상단과 하단을 연통시키는 관통공이 형성되고 시험재의 상부와 결합되는 연결플러그와, 시험재의 하부와 결합되는 밀봉플러그로 구성되며, 연결플러그와 밀봉플러그 중 어느 적어도 하나는 니켈계 합금, 스테인리스강 합금, 지르코늄 합금 또는 티이타늄 합금 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온고압 반응기 및 방법은 앞에서 설명한 바와 같이 응력부식균열의 예민화 조직에 의하여 비파괴 검사시 발생되는 신호의 왜곡 문제와 결함표면에 형성된 산화피막의 차이 문제를 해결하고 동시에 응력부식균열의 크기를 제어할 수 있는 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구, 응력결함 성장용 고온고압 반응기 및 방법을 제공할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구 및 응력결함 성장용 고온고압 반응기가 사용된 응력부식균열 제어방법의 순서도이다.
도 2는 상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시단계를 거친 상온균열 개시 시험재의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함 성장 시험재 연결기구와 시험재가 결합된 상태의 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 고온고압 반응기의 응력결함 성장 시험재 연결기구와 시험재가 결합된 상태의 요부확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 응력결함 성장용 고온고압 반응기의 개략도이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구(이하 '연결기구'라 함) 및 응력결함 성장용 고온고압 반응기(이하 '반응기'라 함)에 관하여 구체적으로 설명하기에 앞서 응력부식균열 제어방법에 관하여 설명하고, 응력부식균열 제어방법에 사용되는 연결기구 및 반응기에 관하여 설명하겠다.
도 1은 본 발명에 따른 연결기구 및 반응기가 사용된 응력부식균열 제어방법의 순서도이다.
상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시단계(S1)은 관통튜브, 파이프, 노즐, 전열관 등과 같이 관형상으로 형성된 시험재(10)의 외면에 응력부식균열(11)을 생성하는 단계로 시험재(10)의 예민화단계, 시험재의 국부 면적에 산성용액을 주입하고, 시험재 내부에 가스를 주입하여 내압을 인가하는 단계로 구성되며, 내압을 인가하는 단계에서 응력부식균열(11)이 발생되는 경우 종료한다.
이러한 상온결함제작법을 통한 응력부식균열 개시단계(S1)은 상술할 바와 같이 일반적인 기술이므로, 상온결함제작법을 통한 응력부식균열 개시단계(S1)를 구성하는 각 단계들에 관한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 응력부식균열(11)의 발생은 5A의 전류를 결함 부위의 양측에 인가한 뒤 전압이 5nV 내외로 발생 증가되는 경우에 균열이 발생되는 것으로 판단하며 결함의 깊이는 0.1 ~ 0.9 mm 범위에 존재하는 것으로 판단한다. 다만, 이러한 균열의 판단은 인가하는 정전류의 크기, 전약 측정 단자간의 거리, 전압 측정 단자와 시험재의 접촉면적, 결함의 길이 등에 따라 상이하므로, 반복적으로 시험을 하여 관계를 재설정할 수 있다.
비파괴 검사 신호 취득 단계(S2)는 상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시 단계(S1)를 통하여 응력부식균열(11)이 발생된 시험재(10)를 대상으로 비파괴 검사를 수행하여 검사신호를 취득하는 것으로, 시험재(10)에 형성된 응력부식균열(11)의 길이, 깊이 및 위치와 취득된 검사신호를 비교하여 검사신호와 응력부식균열(11)의 길이, 깊이 및 위치와의 관계를 도출할 수 있다. 이때 수행하는 비파괴 검사는 일반적으로 알려진 검사방법으로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시단계를 거친 상온균열 개시 시험재의 개략도인 도 2를 참조하면 상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시단계를 거친 시험재(10)에는 도 2에 도시된 바와 같이 시험재(10)의 외면에 응력부식균열(11)이 발생된다. 도 2에 도시된 시험재(10)의 경우 속이 빈 관형상으로 형성되었으나 시험재는 관통튜브, 파이프, 노즐, 전열관 등 다양한 부품이 시험재로 사용될 수 있으며, 응력부식균열(11)도 세로 방향 외에 가로방향, 세로방향과 가로방향 및 이들 방향의 혼합된 방향 등 다양한 방향으로 형성될 수 있다.
고온결함 제작법을 통한 응력부식균열 성장단계(S3)는 상온결함 제작법을 통하여 시험재(10)의 외면에 형성된 응력부식균열(11)을 고온 고압의 모사환경에서 성장시키는 단계로 고온고압 반응기에 시험재(10)를 장착하는 단계, 응력부식균열 성장 및 고온 산화피막 형성단계, 고온 고압 결함 성장 종료단계로 구성되며, 고온결함 제작법을 통한 응력부식균열 성장단계(S3)의 세부 단계들은 연결기구 및 반응기를 설명하고 난 뒤 설명하겠다.
도 3은 본 발명에 따른 연결기구와 시험재가 결합된 상태의 개략도이며, 도 4는 도 3에 도시된 연결기구와 시험재가 결합된 상태의 요부확대도이다.
본 발명에 따른 연결기구는 고온고압의 반응기에 관 형상의 시험재(10)를 결합시키는 것으로, 상단과 하단을 연통시키는 관통공(110)이 형성되어 시험재(10)의 상부와 결합되는 연결플러그(100)와, 시험재(10)의 하부와 결합되는 밀봉플러그(200)로 구성된다.
연결플러그(100)는 후술할 반응기의 커버(510, 도 5 참조)에 결합되는 것으로, 시험재(10)의 내부에 히팅부재(517, 도 5 참조)를 삽입하고 모사 냉각수(523, 도 5 참조)를 유입시킬 수 있도록 관통공(110)이 형성된다.
연결플러그(100)는 다양한 재료를 이용하여 형성될 수 있으나, 고온 고압의 환경에서 변형, 부식 등이 발생되지 않도록 순수한 니켈(nickel), 크롬(chromium), 지르코늄(zirconium), 타이타늄(titanium)이나 니켈(nickel), 크롬(chromium), 지르코늄(zirconium), 타이타늄(titanium) 중에서 복수 개를 함유한 합금으로 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 점에서 밀봉플러그(200) 역시 니켈(nickel), 크롬(chromium), 지르코늄(zirconium), 타이타늄(titanium)으로 형성되거나 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.
연결플러그(100)의 측면에는 도 3에 도시된 바와 같이 커버(510)에 견고하게 결합될 수 있도록 나사산(103)이 형성되는 것이 바람직하며, 커버(510, 도 5 참조)에는 나사산(103)과 체결되는 나사산이 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 연결플러그(100)의 측면과 상면의 연접부 에는 도 3에 도시된 바와 같이 경사면(105)을 형성하고, 커버(510)와 연결플러그(100)의 결합시 밀봉이 효과적으로 이루어 질 수 있도록 경사면(105)의 거칠기를 낮게 형성하도록 가공하는 것이 바람직하다.
밀봉플러그(200)는 시험재(10)의 형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있으나 관 형상으로 형성된 시험재(10)의 하부에 결합되는 경우 도 4(a)와 같이 밀봉플러그(200)는 시험재(10)의 단면 중 외면에 대응되는 형상으로 형성되는 베이스부(210)와, 시험재(10)의 단면 중 내면에 대응되는 형상으로 베이스부(210)의 상부에 형성되는 삽입부(220)로 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 밀봉플러그(200)의 삽입부(220)가 시험재(10)의 내부로 삽입되어 고정될 수 있도록 삽입부(220)를 시험재(10)의 내면의 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.
밀봉플러그(200)와 시험재(10)는 다양한 방법으로 결합을 시킬 수 있으나 고온 고압환경에서 상호 분리되지 않도록 베이스부(210)와 시험재(10)를 상호 용접을 통하여 결합시키는 것이 바람직하다.
이때, 베이스부(210)의 상면 가장자리에는 용접시 용재가 안착되도록 단면이 호 형상으로 형성된 라운딩부(213)가 형성되는 것이 더욱 바람직하며, 용접된 부분이 고온 고압 환경하에서 변형, 부식되지 않도록 라운딩부(213)와 연접한 시험재(10)의 하단부와 베이스부(210)의 측면 사이에는 보호층(215)을 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
이러한 보호층(215)은 니켈, 크롬, 지르코늄, 티이타늄 중 적어도 어느 하나를 함유한 합금으로 이루어지는 것이 바람직하며, 전기 도금법(electro plating), 전해 도금법(electrolytic plating), 화학기상증착법(chemical vapor deposition), 물리적 기상 증착법(physical vapor deposition)과 같은 방법을 이용하여 형성된다.
도 4(b)를 참조하면 연결플러그(100)는 시험재(10)의 상단부가 삽입되도록 시험재(10)의 상단부의 형상에 대응하여 형성된 함몰부(120)와, 함몰부(120)의 측면에 형성되어 시험재(10)의 상단부를 감싸는 연장부(130)로 구성되어 시험재(10)의 상단부는 연결플러그(100)의 함몰부(120)에 삽입되어 결합된다.
시험재(10)와 연결플러그(100)는 다양한 방법으로 결합될 수 있으나, 밀봉플러그(210)와 시험재(10)와 같이 용접을 통하여 결합할 수도 있다. 이때, 도 4(b)와 같이 용재가 안착되는 모서리부(133)가 형성되며, 모서리부(133)에 용재가 안착되면 고온 고압 환경하에서 용접된 부분이 변형, 부식되지 않도록 모서리부(133)와 연접한 연장부(130)의 하부와 시험재(10)의 측면 상부 사이에는 보호층(135) 이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
이때 보호층(135)은 니켈, 크롬, 지르코늄, 티이타늄 중 적어도 어느 하나를 함유한 합금으로 이루어지는 것이 바람직하며, 전기 도금법(electro plating), 전해 도금법(electrolytic plating), 화학기상증착법(chemical vapor deposition), 물리적 기상 증착법(physical vapor deposition)을 이용하여 형성될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 반응기의 개략도인 도 5를 참조하면 반응기는 연결기구가 하면으로 삽입되어 결합되도록 하면과 상면이 관통된 결합공(513)이 형성된 커버(510)와, 커버(510)가 결합되는 반응조(520)와, 커버(510)의 상부에서 결합공(513)을 통해 삽입되어 결합되는 보조커버(515)로 구성되며, 보조커버(515)에는 연결플러그(100)의 관통공(110)을 통해 연결기구의 내부로 배치되는 히팅부재(517)배치된다.
앞에서 간략하게 설명한 바와 같이 연결기구의 연결플러그(110)은 커버(510)에 결합될 수 있도록 커버(510)에는 결합공(513)이 관통형성되며, 커버(510)의 상부에서 하부로 결합공(513)을 통하여 보조커버(515)가 결합된다. 이때 보조커버(515)의 외면에는 나사산이 형성되어 결합공(513)에 나사결합된다.
이러한 보조커버(515)에는 도 5에 도시된 바와 같이 시험재(10)의 내부로 배치되는 히팅부재(517)가 배치되어 히팅부재(517)에 작동시 시험재(10) 내부의 온도를 상승시킬 수 있게 된다.
또한, 반응조(520)의 내부와 시험재(10)의 내부에는 도 5에 도시된 바와 같이 1차측 모사 냉각수(523)와 2차측 모사 냉각수(524)가 배치되며, 반응조(520)의 외면에는 별도의 히팅부재(도면 미도시)가 배치된다. 이때 사용되는 모사 냉각수(523, 524)는 실시예에 따라 동일한 냉각수를 사용할 수도 있으며, 상이한 냉각수를 사용하여 고온 고압환경하에서 응력부식 균열을 성장시킬 수 있다.
예를 들어 원전의 내부의 부품과 관련한 응력부식 균열을 형성하는 경우, 반응조(520)의 내부에는 원전 2차측 모사 냉각수(524)을 채우고, 시험재(10)의 내부에는 원전 1차측 모사 냉각수(523)을 채워 응력부식균열을 성장시킬 수 있다. 이때 원전 1차측 모사 냉각수(523)는 순수한 물, 또는 수산화리튬(LiOH?H2O) 및 붕산(H3BO3) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수용액으로 구성되며, 원전 2차측 모사 냉각수(524)는 순수한 물, 또는 암모니아수(NH4OH), 하이드라진(hydrazine), 에탄올아민(ethanolamine), 몰포린(morpholine) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수용액으로 구성될 수 있으며, 고온 결함 성장을 더욱 가속하기 위해 수산화나트륨(NaOH)을 추가할 수 있다. 시험재(10) 내부의 1차측 모사 냉각수(523)의 온도는 히팅부재(517)를 이용하여 320 ~ 360 ℃로 유지하며, 100 ~ 190 atm의 압력범위에서 평형 증기압을 유지하고, 반응조(520)의 내부의 2차측 모사 냉각수(524)의 온도는 280 ~ 320℃로 유지하고 50 ~ 115 atm의 압력범위에서 평형 증기압을 유지한다.
1차측 모사 냉각수(523)와 2차측 모사 냉각수(524) 사이의 압력차이와 온도 차이에 의하여 시험재(10)의 외부 표면에 인장응력이 발생되므로 온도 차이와 압력 차이를 크게 하는 것이 유리할 수도 있으나 2차측 모사 냉각수(524)의 온도가 높을수록 응력부식균열(11)의 성장속도가 증가되므로, 상기 온도 및 압력의 범위 내에서 1차측 모사 냉각수(523)의 온도와 압력이 2차측 모사 냉각수(524) 보다 높은 범위에서 적절하게 조절하며 응력부식균열(11)을 성장시켜야 한다.
이러한 응력부식균열(11)이 원하는 크기와 깊이로 성장하면, 도 1에 도시된 바와 같이 비파괴 검사 신호 취득 단계(S4)를 통하여 취득된 비파괴 검사신호와 응력부식균열(11)과의 관계를 비교하여 보다 정밀한 데이터를 획득할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S1 : 상온결함 제작법을 통한 응력부식균열 개시단계
S2, S4 : 비파괴 검사 신호 취득단계
S3 : 고온결함 제작법을 통한 응력부식균열 성장단계
10 : 시험재 11 : 응력부식균열
100 : 연결플러그 103 : 나사산
105 : 경사면 110 : 관통공
120 : 함몰부 130 : 연장부
133 : 모서리부
135, 215 : 보호층 200 : 밀봉플러그
210 : 베이스부 213 : 라운딩부
220 : 삽입부 510 : 커버
513 : 결합공 515 : 보조커버
517 : 히팅부재 520 : 반응조
523 : 1차측 모사 냉각수 524 : 2차측 모사 냉각수

Claims (14)

  1. 고온고압의 모사환경에서 시험재(10)의 외면에 응력부식균열(11)을 성장시키기 위하여 고온고압의 반응기에 관 형상의 시험재(10)를 연결하여 결합시키는 시험재 연결기구에 있어서,
    상단과 하단을 연통시키는 관통공(110)이 형성되어 상기 시험재(10)의 상부와 결합되는 연결플러그(100); 및
    상기 시험재(10)의 하부와 결합되는 밀봉플러그(200);를 포함하여 이루어지되,
    상기 연결플러그(100)와 밀봉플러그(200)는 상기 시험재(10)와 각각 용접을 통해 결합되고, 상기 각 용접부위에는 고온고압 환경 하에서 상기 용접부위가 변형 및 부식되지 않도록 보호층(135,215)이 형성된 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결플러그(100)와 밀봉플러그(200) 중 어느 적어도 하나는 니켈계 합금, 스테인리스강 합금, 지르코늄 합금 또는 티이타늄 합금 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결플러그(100)의 측면 상부에는 나사산(103)이 형성되고,
    상기 연결플러그(100)의 측면과 상면의 연접부에는 경사면(105)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉플러그(200)는
    상기 시험재(10)의 단면 중 외면에 대응되는 형상으로 형성되는 베이스부(210)와, 상기 시험재(10)의 단면 중 내면에 대응되는 형상으로 상기 베이스부(210)의 상부에 형성되는 삽입부(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 베이스부(210)의 상면 가장자리에는 상기 밀봉플러그(200)의 삽입부(220)를 상기 시험재(10)에 삽입시키고 용접을 하는 경우 용재가 안착되는 라운딩부(213) 가 형성되고, 상기 라운딩부(213)와 연접한 상기 시험재(10)의 하단부와 베이스부(210)의 측면 사이에는 상기 라운딩부(213)에 안착된 용재를 감싸며 보호하기 위한 보호층(215)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재 연결기구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연결플러그(100)는
    상기 시험재(10)의 상단부가 삽입되도록 상기 시험재(10)의 상단부의 형상에 대응하여 형성된 함몰부(120)와,
    상기 함몰부(120)의 측면에 형성되어 상기 시험재(10)의 상단부를 감싸는 연장부(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시험재(10)의 측면 상부와 상기 연장부(130)의 하단부 사이에는 상기 시험재(10)의 상단부를 상기 삽입부(220)에 삽입하여 용접하는 경우 용재가 안착되는 모서리부(133)가 형성되며, 상기 모서리부(133)와 연접한 상기 연장부(130)의 하부와 시험재(10)의 측면 상부 사이에는 상기 모서리부(133)에 안착된 용재를 감싸며 보호하기 위한 보호층(135)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결합성장 시험재(10) 연결기구.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보호층(135, 215)은 니켈, 크롬, 지르코늄, 티이타늄 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온고압 반응기의 응력결함성장 시험재 연결기구.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보호층(135, 215)은 전기 도금법, 전해 도금법, 화학기상증착법, 물리적 기상 증착법 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 응력결함성장 시험재 연결기구.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 연결기구가 하면으로 삽입되어 결합되도록 하면과 상면이 관통된 결합공(513)이 형성된 커버(510);
    상기 커버(510)가 결합되는 반응조(520);
    상기 커버(510)의 상부에서 상기 결합공(513)을 통해 삽입되어 결합되는 보조커버(515); 및
    상기 보조커버(515)에 결합되어 상기 관통공(110)을 통해 연결기구의 내부로 배치되는 히팅부재(517)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시험재(10)의 응력결함성장용 고온고압 반응기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반응조(520)의 내부에는 2차측 모사 냉각수(524)가 배치되고, 상기 시험재 (10) 내부에는 1차측 모사 냉각수(523)가 배치되는 것을 특징으로 하는 시험재의 응력결함성장용 고온고압 반응기.
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KR102045638B1 (ko) * 2017-12-20 2019-11-15 주식회사 포스코 출선구 보수재 실험장치
CN108922641B (zh) * 2018-05-31 2021-06-11 北京广利核系统工程有限公司 高温堆核电站保护系统的定期试验装置和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100579399B1 (ko) * 2003-10-31 2006-05-12 한국전력공사 증기발생기 전열관의 시편 제작 방법
JP2007256123A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Inst Nuclear Energy Research Rocaec 応力腐食割れ試験に用いるシステム
JP2009031148A (ja) * 2007-07-27 2009-02-12 Nippon Nuclear Fuel Dev Co Ltd 燃料被覆管の試験方法および装置
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100579399B1 (ko) * 2003-10-31 2006-05-12 한국전력공사 증기발생기 전열관의 시편 제작 방법
JP2007256123A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Inst Nuclear Energy Research Rocaec 応力腐食割れ試験に用いるシステム
JP2009031148A (ja) * 2007-07-27 2009-02-12 Nippon Nuclear Fuel Dev Co Ltd 燃料被覆管の試験方法および装置
KR101083183B1 (ko) 2009-10-30 2011-11-11 한국전력공사 원자력 발전소의 고온고압환경에서 사용된 히터 슬리브 노즐 관통관에 발생되는 응력부식균열에 대한 비파괴 검사의 성능 검증용 시편 제조방법

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