KR101756756B1 - High-temperature gas-cooled reactor pressure vessel and manufacturing method of it - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특히 고온 강도 및 내식성과 방사선 차폐 기능을 갖는 고온가스로 압력용기 및 고온가스로 압력용기 제작방법에 관한 것으로서, 원통형상의 강재 용기와; 상기 강재 용기의 외주면에 복수 겹으로 감겨서 부착되는 권취판과; 상기 강재 용기 또는 상기 권취판 표면에 형성되는 탄화규소 코팅층, 보론층 또는 보론카바이드층; 및 상기 강재 용기의 개방된 단부에 결합되어 강재 용기를 밀폐시키는 헤드부;를 포함하되, 상기 탄화규소 코팅층 표면 입자는 상기 강재 용기 또는 권취판의 표면 입자와 서로 혼합되는 것을 특징으로 함으로써, 고온가스로 압력용기를 현재 단일 용기로 제작 가능한 크기 보다 더 크게 제작하더라도 내부의 온도와 압력을 견딜 수 있고, 고온가스로 압력용기를 현재 단일 용기로 제작 가능한 크기 보다 더 크게 제작하더라도 종래의 압력용기에 비하여 고온 내식성이 더욱 증대되며, 고온내식성을 위한 코팅층이 기질인 판재 표면 입자와 믹싱됨으로써 코팅층과 판재 사이에 발생될 수 있는 들뜸이나 박리 현상이 방지되고, 열박음 기법이 추가로 도입됨으로써 기계적 강성과 구조적 건전성이 더욱 향상되면서 또한 표면확산접합 재료를 적용함으로써 열박음 시 발생될 수 있는 진원도 차이로 인한 국부 부식 및 용기 간의 들뜸 현상이 방지되는 고온가스로 압력용기를 제공하고자 한다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pressure vessel and a method of manufacturing a pressure vessel with a high temperature gas, particularly a high temperature gas having high temperature strength, corrosion resistance, and radiation shielding function, comprising: a cylindrical steel vessel; A winder plate wound and attached to the outer peripheral surface of the steel container in a plurality of layers; A silicon carbide coating layer, a boron layer or a boron carbide layer formed on the steel container or the surface of the winding plate; And a head portion coupled to an open end of the steel material container to seal the steel material container, wherein the surface of the silicon carbide coating layer is mixed with the surface particles of the steel material container or the wind-up plate, It is possible to withstand the internal temperature and pressure even if the pressure vessel is manufactured to be larger than the size that can be produced by a single vessel at present and even when the pressure vessel is made larger than a size that can be produced by a single vessel at present, The high temperature corrosion resistance is further increased and the coating layer for high temperature corrosion resistance is mixed with the surface material of the plate material as the substrate to prevent lifting or peeling phenomenon that may be generated between the coating layer and the plate material and the mechanical stiffness and structural By further improving the integrity and by applying the surface diffusion bonding material Intended to provide a pressure vessel in roundness difference that can be generated when striking the high temperature gas that lifting phenomenon between local corrosion prevention and the container.
Description
본 발명은 고온가스로 압력용기 및 고온가스로 압력용기 제작방법에 관한 것으로, 특히 고온 강도 및 내식성과 방사선 차폐 기능을 갖는 고온가스로 압력용기 및 고온가스로 압력용기 제작방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-temperature gas pressure vessel and a method of manufacturing a pressure vessel with a high-temperature gas. More particularly, the present invention relates to a pressure vessel and a method of manufacturing a pressure vessel with high temperature gas.
고온가스로는 세라믹 피복입자 핵연료를 사용하고 흑연을 감속재로 하며 헬륨을 냉각재로 사용하는 원자로이다.The hot gas furnace is a reactor using ceramic coated particle fuel, graphite as a moderator, and helium as a coolant.
고온가스로에서는 섭씨 700도 이상의 높은 열이 안전하게 발생되므로 높은 효율의 전력생산과 공정열 재활용 및 수소생산이 가능하다.In the hot gas furnace, high heat of more than 700 degrees Celsius can be safely generated, enabling high efficiency power generation, process heat recycling and hydrogen production.
원자로의 원통부위 제조 방법은 현재는 도 1과 같이 두께 100-300mm의 두껍고 무거운 단조 구조물을 사용하거나 단조시설이 없을 경우 두꺼운 판재를 벤딩 가공 후 길이방향으로 용접을 하여 사용하고 있다.As shown in FIG. 1, thick and heavy forging structures having a thickness of 100-300 mm are used, or thick plates are bent and welded in the longitudinal direction when there is no forging facility.
고온가스로 압력용기도 동일한 방식으로 제조되는데 현재 다음의 두 가지 문제가 있다.Pressure vessels with hot gases are also manufactured in the same way.
첫째는 원자로 출력의 한계이다.The first is the limit of the reactor output.
고온가스로 압력용기는 단조를 할 수 있는 무게와 직경 제한으로 통상 세계적으로 최대직경 8m의 원자로압력용기가 제조 가능하다. 이를 이용하여 페블형 원자로에서는 약 450MWt의 열 출력, 그리고 블록형 원자로에서는 약 600MWt의 최대 출력을 가지는 고온가스로를 설계 및 제작할 수 있다. Pressure vessels with high temperature gas can be produced with reactor diameter pressure vessels of up to 8 m in diameter, usually globally, with weight and diameter limits for forging. By using this, a high-temperature gas furnace with a heat output of about 450 MWt for a pebble reactor and a maximum output of about 600 MWt for a block reactor can be designed and manufactured.
종래의 독일 고온가스로에서는 출력을 증가시켜서 큰 원자로를 만들기 위해서 프리스트레스 콘크리트를 사용하였으나 헬륨누설문제와 원자로의 피동안전성이 확보되지 못한다. In a conventional German hot gas furnace, a prestressed concrete was used to increase the output to create a large reactor, but the helium leakage problem and the passive safety of the reactor are not secured.
고온가스로는 낮은 출력밀도로 인해 원자로용기를 금속재로 설계할 경우 원자로 표면을 통한 열전달로 잔열을 제거 할 수 있는 피동안전특성을 가지고 있으나 프리스트레스 콘크리트에서는 불가능하다.Because of the low power density, the hot gas furnace has passive safety characteristics that can remove residual heat by heat transfer through the reactor surface when the reactor vessel is made of metallic material, but it is impossible in a prestressed concrete.
둘째는 스틸 판재를 이용한 고온용 압력용기의 생산에서 현재 기술로는 크기의 한계가 있는 점이다.Second, there is a limit to the size of current technology in the production of high-temperature pressure vessels using steel plates.
기존의 경수로 압력용기로는 주로 SA508 혹은 SA531소재(이는 판재를 용접한 압력용기임)로 제작되어 설계온도 371도 이하에서 사용되고 있다.Conventional light water reactor pressure vessels are mainly made of SA508 or SA531 material (which is a pressure vessel welded with plate material) and are used at a design temperature of 371 degrees or less.
고온가스로에는 Mod. 9Cr1Mo, 혹은 2 1/4크롬강이 사용되어야 하나 가격이 매우 고가이고 원자로용기와 같은 두꺼운 단조구조물이 상용으로 사용된 사례가 없다.In the high temperature gas furnace, Mod. 9 Cr 1 Mo, or 2 1/4 Cr steel, but the price is very expensive and there is no commercially available thick forging structure such as a reactor vessel.
현재는 SA508 소재를 고온가스로에 그대로 사용하면서 단시간동안 371도를 일정부분 초과할 수 있도록 설계되고 있다.Currently, the SA508 is designed to exceed 371 degrees over a short period of time while still using the material in a hot gas furnace.
이와 관련된 종래기술로서는 도 2에 도시되고, 공개특허공보 제10-2014-0108885호(공개일자: 2014. 09. 15)에 개시된 '열박음을 통한 단결정 성장용 압력용기'를 들 수 있다.A related art related to this is a pressure vessel for growing a single crystal through heat shrinkage as shown in Fig. 2 and disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2014-0108885 (published on Apr. 201, 09. 15).
상기 종래기술인 '열박음을 통한 단결정 성장용 압력용기'는 내열 합금으로 제조되는 압력용기본체(120), 내식성 소재로 제작되고, 압력용기본체의 내부에 삽입되는 라이너(110) 및 압력용기본체(120)의 하부로 관통 삽입되어 라이너(110)의 하부를 지지하는 하부지지대(130)를 포함하고, 압력용기본체(120)는 가열로를 사용하여 가열한 후 라이너(110)를 삽입하는 것을 특징으로 하여, 라이너에 귀금속이 사용되지 않고, 가격이 저렴한 내식 합금을 사용하므로 제작비용이 절감될 수 있고, 라이너 삽입 시 열박음을 실시하여 압력용기본체와 내부 라이너의 고압 고온에서의 열팽창계수 차이에 의한 응력 발생이 완화될 수 있으며, 특히, 압력용기본체와 내부 라이너의 계면에서 응력이 완화되어 쉽게 파손되지 않는 효과가 있다.The prior art 'pressure vessel for single crystal growth through heat shrinking' comprises a
다만 상기 종래기술인 '열박음을 통한 단결정 성장용 압력용기'에서는 열박음으로 인하여 발생될 수 있는 라이너와 압력용기 본체 간의 진원도 차이로 인한 들뜸 부위를 접합시킬 수 있는 수단이나 방법이 부재하며, 특히 라이너와 압력용기 본체 간의 대면 부위에서 발생될 수 있는 고온 고압 하에서의 열팽창계수 차이에 의한 응력 발생은 단지 열박음 공정을 거친 것만으로는 해결되지 않음에도 열박음 외의 실질적인 해결수단이나 해결방법의 제시가 없는 문제가 있다.However, in the conventional 'pressure vessel for single crystal growth through heat shrinkage', there is no means or method for joining the lifting portions due to the difference in roundness between the liner and the pressure vessel body, which may be caused by heat shrinkage. The stress generated by the difference of the thermal expansion coefficient under high temperature and high pressure that can be generated at the facing region between the pressure vessel body and the pressure vessel main body can not be solved only by the heat shrinking process but there is no practical solution or solution other than heat shrinkage .
따라서 큰 출력을 가지면서도 내부 압력과 열을 견딜 수 있을 만큼 구조적 건전성이 유지될 수 있는 고온가스로 압력용기는 아직 제작되고 있지 못한 실정이므로, 내부의 고온 고압 환경을 견디면서 고온 부식에도 강한 저항을 보여주고, 방사능 차폐 기능도 강화되는 고온가스로 압력용기 및 이의 제작기술이 요청된다.Therefore, since the pressure vessel is not yet manufactured by the high-temperature gas which can maintain the structural soundness enough to withstand the internal pressure and heat while having a large output, resistance against high-temperature corrosion is maintained Pressure vessels and their fabrication techniques with high temperature gas that exhibits enhanced radioactivity shielding capability.
또한 열박음으로 제작되는 경우 내부 용기와 외부 용기 간에 발생될 수 있는 진원도 차이로 인한 틈새를 효과적으로 접합시킬 수 있는 수단과 방법이 요청된다.
Also, means and a method are needed that can effectively bond the gap due to the difference in roundness that can occur between the inner container and the outer container when manufactured by heat shrinking.
공개특허공보 제10-2014-0108885호(공개일자: 2014. 09. 15)
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2014-0108885 (Publication date: 2014. 09. 15)
이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 큰 출력을 가지면서도 내부 압력과 열을 견딜 수 있을 만큼 구조적 건전성이 유지될 수 있고, 고온 부식에도 강한 저항을 보여주고, 방사능 차폐 기능도 강화되는 한편, 열박음으로 제작되는 경우 내부 용기와 외부 용기 간에 발생될 수 있는 진원도 차이로 인한 틈새를 효과적으로 접합시킬 수 있는 수단 및 방법이 구비되는 고온가스로 압력용기 및 고온가스로 압력용기 제작방법을 제공하고자 한다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method that can maintain structural integrity to withstand internal pressure and heat while having a large output, exhibit strong resistance to high temperature corrosion, A method of manufacturing a pressure vessel using a high-temperature gas and a pressure vessel using a high-temperature gas, the apparatus and method being capable of effectively bonding a gap due to a difference in roundness that may be generated between an inner vessel and an outer vessel, .
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고온가스로 압력용기는 In order to accomplish the above object, the present invention provides a high-
원통형상의 강재 용기와, 상기 강재 용기의 외주면에 복수 겹으로 감겨서 부착되는 권취판과, 상기 강재 용기 또는 상기 권취판 표면에 형성되는 탄화규소 코팅층 및 상기 강재 용기의 개방된 단부에 결합되어 강재 용기를 밀폐시키는 헤드부를 포함하되, 상기 탄화규소 코팅층 표면 입자는 상기 강재 용기 또는 권취판의 표면 입자와 서로 혼합되는 것을 특징으로 한다.A wrapping plate which is wound on the outer peripheral surface of the steel container in a plurality of layers and which is attached to the steel container or the surface of the wrapping plate and a silicon carbide coating layer which is bonded to the open end of the steel container, Wherein the surface of the silicon carbide coating layer is mixed with the surface particles of the steel container or the wind-up plate.
또는 본 발명에 따른 고온가스로 압력용기는 상기 강재 용기와 같은 형상으로서 강재 용기가 내부에 삽입 결합되는 보강 용기와, 상기 강재 용기 외주면 또는 상기 보강 용기 내주면에 형성되는 탄화규소 코팅층 및 상기 강재 용기의 개방된 단부에 결합되어 강재 용기의 단부를 밀폐시키는 헤드부를 포함하되, 상기 강재 용기는 보강 용기가 가열된 상태에서 보강 용기의 내주면에 억지 끼움으로 결합되고, 상기 탄화규소 코팅층 표면 입자는 상기 강재 용기 외주면 또는 보강 용기 내주면의 입자와 서로 혼합되는 것을 특징으로 한다.Or a high-temperature gas pressure vessel according to the present invention is provided with a reinforcing vessel having the same shape as the steel vessel and inserting the steel vessel into the inside thereof, a silicon carbide coating layer formed on the outer circumferential surface of the steel vessel or the inner circumferential surface of the reinforcing vessel, And a head portion coupled to the open end to seal the end of the steel container, wherein the steel container is coupled with the inner circumferential surface of the reinforcing container by interference fit while the reinforcing container is heated, and the surface particles of the silicon carbide coating layer are bonded to the steel container And is mixed with the particles on the outer circumferential surface or on the inner circumferential surface of the reinforcing container.
이때 바람직하게는 전자의 상기 강재 용기와 같은 형상으로서 상기 권취판이 내부에 삽입 결합되는 제2보강 용기가 더 포함될 수 있고, 상기 권취판은 제2보강 용기가 가열된 상태에서 보강 용기의 내주면에 억지 끼움으로 결합될 수 있다.In this case, preferably, the second reinforcing container may have a shape similar to that of the steel container and may be inserted and coupled to the inside of the reinforcing container. In this case, Can be combined by fitting.
이 경우 바람직하게는 상기 강재 용기와 보강 용기 사이에 발생되는 틈, 또는 상기 권취판과 제2보강 용기 사이에 발생되는 틈에는 강재 용기 외주면과 보강 용기 내주면에 확산 침투 되는 확산접합재료가 삽입될 수 있다.In this case, preferably, the diffusion bonding material to be diffused and permeated into the outer circumferential surface of the steel container and the inner circumferential surface of the reinforcing container may be inserted into the gap generated between the steel container and the reinforcing container, or between the wrapping plate and the second reinforcing container have.
여기서 바람직하게는 상기 강재 용기는 고온용 강재로 제작되며, 상기 보강 용기 또는 제2보강 용기는 중상온용 강재로 제작될 수 있다.Preferably, the steel container is made of a high-temperature steel material, and the reinforcing container or the second reinforcing container may be made of a medium-temperature steel material.
한편, 상기 모든 경우에 있어서 상기 강재 용기의 외부에 형성되는 하나 이상의 보론 카바이드 층이 더 포함될 수 있다.
In all the above cases, one or more boron carbide layers may be further formed on the outside of the steel container.
그리고 본 발명에 의한 고온가스로 압력용기 제작방법은, 원통형상의 강재 용기를 제작하는 단계와, 상기 강재 용기 외주면에 부착될 권취판을 준비하는 단계와, 상기 강재 용기 외주면 또는 권취판 표면에 탄화규소 코팅을 실시하는 단계와, 상기 탄화규소 코팅층에 이온빔을 조사하여 탄화규소 입자 일부를 상기 강재 용기 또는 권취판의 표면 입자와 혼합시키는 단계와, 상기 권취판을 강재 용기 외주면에 감는 단계 및 상기 강재 용기의 개방된 단부에 강재 용기를 밀폐시키는 헤드부를 결합시키는 단계로 이루어질 수 있다.The method for manufacturing a high-temperature gas pressure vessel according to the present invention includes the steps of: preparing a cylindrical steel container; preparing a take-up plate to be attached to the outer surface of the steel container; Coating the silicon carbide coating layer with an ion beam to mix a part of the silicon carbide particles with the surface particles of the steel container or the winding plate; winding the winding plate around the outer circumferential surface of the steel container; To the open end of the steel vessel to seal the steel vessel.
또는 본 발명에 의한 고온가스로 압력용기 제작방법은, 원통형상의 강재 용기를 제작하는 단계, 상기 강재 용기와 동일한 형상의 보강 용기를 제작하는 단계와, 상기 강재 용기의 외주면 또는 보강 용기의 내주면에 탄화규소 코팅을 실시하는 단계, 상기 탄화규소 코팅층에 이온빔을 조사하여 탄화규소 입자 일부를 상기 강재 용기 또는 보강 용기의 표면 입자와 혼합시키는 단계와, 상기 보강 용기를 고온 가열하여 보강 용기 내부에 강재 용기를 억지끼움 하는 단계 및 상기 강재 용기의 개방된 단부에 강재 용기를 밀폐시키는 헤드부를 결합시키는 단계로 이루어질 수 있다.The method of manufacturing a pressure vessel with a high-temperature gas according to the present invention includes the steps of: preparing a cylindrical steel container; fabricating a reinforcing container having the same shape as that of the steel container; forming, on the outer circumferential surface of the steel container or the inner circumferential surface of the reinforcing container, A step of irradiating the silicon carbide coating layer with an ion beam to mix a part of the silicon carbide particles with the surface particles of the steel container or the reinforcing container; heating the reinforcing container at a high temperature to apply a steel container And engaging the head portion to seal the steel container to the open end of the steel container.
이 경우 첫 번째 고온가스로 압력용기 제작방법에 있어서, 상기 권취판을 강재 용기 외주면에 감는 단계 이후에, 바람직하게는 강재 용기와 같은 형상의 제2보강 용기를 고온 가열하여 제2보강 용기 내측에 상기 권취판이 감긴 강재 용기를 억지끼움 하는 단계가 더 포함될 수 있다.In this case, in the first method for producing a pressure vessel with a high-temperature gas, after the step of winding the wind-up plate around the outer peripheral surface of the steel vessel, preferably, the second reinforcement vessel having the same shape as the steel vessel is heated at a high temperature, The step of inserting the steel container in which the winding plate is wound may further include the step of inserting the steel container.
그리고 상기 억지끼움 단계 이후에 바람직하게는 상기 강재 용기와 보강 용기 사이에 발생되는 틈, 또는 상기 권취판과 제2보강 용기 사이에 발생되는 틈에 확산접합재료를 삽입하여 고온 가열함으로써 확산접합재료로 상기 틈을 접합시키는 단계가 더 포함될 수 있다.Preferably, the diffusion bonding material is inserted into a gap generated between the steel container and the reinforcing container, or between the winding plate and the second reinforcing container, and heated at a high temperature by the diffusion bonding material The step of joining the gap may further be included.
또한 바람직하게는 상기 강재 용기는 고온용 강재로 제작하며, 상기 보강 용기 또는 제2보강 용기는 중상온용 강재로 제작할 수 있다.Also, preferably, the steel container is made of a high-temperature steel material, and the reinforcing container or the second reinforcing container can be made of a medium-temperature steel material.
한편 바람직하게는 상기 탄화규소 코팅을 실시하는 단계는 상기 강재 용기 외주면 또는 권취판의 배면에 보론 카바이드 소결층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of coating the silicon carbide coating may further include forming a boron carbide sintered layer on the outer surface of the steel container or the back surface of the winding plate.
그리고 상기 탄화규소 코팅을 실시하는 단계는 바람직하게는, 상기 강재 용기 외주면과 보강 용기 내주면 중 탄화규소 코팅을 실시하지 않는 면에 보론 카바이드 소결층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The step of coating the silicon carbide coating may further include forming a boron carbide sintered layer on the outer surface of the steel container and the inner surface of the reinforcing container on the surface not coated with silicon carbide.
본 발명에 의한 고온가스로 압력용기 및 고온가스로 압력용기 제작방법에는 다음과 같은 효과가 있다.The pressure vessel and the method of manufacturing a pressure vessel with a high-temperature gas according to the present invention have the following effects.
첫째, 고온가스로 압력용기를 현재 단일 용기로 제작 가능한 크기 보다 더 크게 제작하더라도 내부의 온도와 압력을 견딜 수 있다.First, even if the pressure vessel is made larger than the size that can be produced by a single container at a high temperature, it can withstand the internal temperature and pressure.
둘째, 고온가스로 압력용기를 현재 단일 용기로 제작 가능한 크기 보다 더 크게 제작하더라도 종래의 압력용기에 비하여 고온 내식성이 더욱 증대된다.Second, even if the pressure vessel is made larger than a size that can be produced by a single vessel at a high temperature, the corrosion resistance at high temperature is further increased as compared with a conventional pressure vessel.
셋째, 고온내식성을 위한 코팅층이 기질인 판재 표면 입자와 믹싱됨으로써 코팅층과 판재 사이에 발생될 수 있는 들뜸이나 박리 현상이 방지된다.Third, the coating layer for high temperature corrosion resistance is mixed with the surface material of the plate material to prevent lifting or peeling that may occur between the coating layer and the plate material.
넷째, 고온가스로의 중성자 차폐기능이 보론코팅층 혹은 보론카바이드코팅층의 삽입으로 향상된다.Fourth, the neutron shielding function of the hot gas furnace is improved by the insertion of the boron coating layer or the boron carbide coating layer.
다섯째, 열박음 기법이 추가로 도입됨으로써 기계적 강성과 구조적 건전성이 더욱 향상되면서 또한 표면확산접합 재료를 적용함으로써 열박음 시 발생될 수 있는 진원도 차이로 인한 국부 부식 및 용기 간의 들뜸 현상이 방지된다.
Fifth, by introducing the heat shrink technique, the mechanical stiffness and structural integrity are further improved, and by applying the surface diffusion bonding material, the local corrosion and the floating phenomenon between the containers due to the difference in roundness occurring during heat shrinkage are prevented.
도 1은 종래의 단일용기를 나타내는 사시도,
도 2는 종래기술인 열박음을 통한 단결정 성장용 압력용기의 정단면도,
도 3은 본 발명의 첫 번째 실시예를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에서 세라믹 코팅막의 믹싱 과정을 나타내는 개념도,
도 5는 본 발명에 의한 압력용기의 정단면도,
도 6은 본 발명의 두 번째 실시예를 나타내는 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 세 번째 실시예를 나타내는 분해 사시도,
도 8은 본 발명의 세 번째 실시예를 나타내는 결합 사시도,
도 9는 본 발명에서 확산접합재의 적용을 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing a conventional single container,
FIG. 2 is a front sectional view of a pressure vessel for growing a single crystal through heat shrinkage,
3 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention,
4 is a conceptual diagram showing a mixing process of a ceramic coating film in the present invention,
5 is a front sectional view of a pressure vessel according to the present invention,
6 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the present invention,
7 is an exploded perspective view showing a third embodiment of the present invention,
8 is a combined perspective view showing a third embodiment of the present invention,
9 is a perspective view showing the application of the diffusion bonding material in the present invention,
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
The specific structure or functional description presented in the embodiment of the present invention is merely illustrative for the purpose of illustrating an embodiment according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms. And should not be construed as limited to the embodiments described herein, but should be understood to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 고온가스로 압력용기는 세 가지 실시예와 한 가지 추가 실시예로 나누어서 설명하기로 한다.The pressure vessel with high temperature gas according to the present invention will be described by dividing it into three embodiments and one further embodiment.
먼저 도 3과 도 4를 참조하여 첫 번째 실시예부터 설명하기로 한다.First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.
도 3에 도시된 바와 같이 첫 번째 실시예에서의 압력용기(100)는 중심부의 원통형상의 강재용기(110)와, 강재용기(110) 외면을 둘러싸는 권취판(120)과, 강재용기(110) 또는 권취판(120) 표면의 탄화규소 코팅층(130)과, 강재용기(110)의 개방된 단부를 밀폐시키는 헤드부(140) 및, 강재용기(110)와 같은 형상으로서 권취판(120)이 내부에 삽입 결합 되는 제2보강 용기(340)로 이루어진다.3, the
강재용기(110)는 앞서 설명된 바와 마찬가지로 단조 가공된 두께 5 내지 10mm의 원통이다.The
권취판(120)은 강재용기(110)의 외부에 감겨서 강재용기(110)의 구조적 강성을 보강하는 작용을 한다. 또한 권취판(120)은 1 내지 5mm 두께로 이루어지며 여러 겹으로 감기므로 강재용기(110) 또는 권취판(120)의 어느 한 층에서 발생되는 파단이 나머지 권취판(120)으로 전달되지 않으므로 하나의 용기로 이루어질 때에 비하여 강성이 높아지게 된다.The winding
탄화규소 코팅층(130)은 강재용기(110) 또는 권취판(120)의 표면에 형성된다.The silicon
세라믹은 부식저항성이 우수하다. 그런데 세라믹 소재 자체로 압력용기가 제조될 경우에는 고온에서 열응력에 의해 파괴될 가능성이 있으므로 세라믹 자체로 압력용기를 만들기 보다는 바람직하게는 금속용기에 세라믹 코팅을 하는 방식으로 제작될 수 있다.Ceramics are excellent in corrosion resistance. However, when a pressure vessel is manufactured by a ceramic material itself, it may be destroyed by thermal stress at a high temperature. Therefore, rather than making a pressure vessel by ceramic itself, it may be manufactured by ceramic coating on a metal vessel.
하지만 일반적으로 세라믹과 금속은 서로 열팽창, 탄성율 등의 성질이 달라 고온에서의 접착성이 좋지 않아 부식되기 쉽다. 왜냐하면 금속은 고온에서 공기 중에 노출되면 표면에 산화막을 쉽게 형성하는데, 여기서 산화막은 다른 재료를 코팅하였을 경우 접착성을 저하시키기 때문이다.However, ceramic and metal generally have different properties such as thermal expansion and elastic modulus, so they are not easily adhered at high temperatures and are likely to corrode. This is because when a metal is exposed to air at a high temperature, an oxide film is easily formed on the surface, because the oxide film lowers the adhesion when other materials are coated.
따라서 세라믹 코팅, 즉 탄화규소 코팅층에 이온빔을 조사하여 모재에 해당되는 강재 용기(110) 또는 권취판(120)의 표면과 탄화규소 코팅층의 입자들을 혼합시킴이 바람직하다.Therefore, it is preferable to mix the surfaces of the
참고로 여기서 코팅의 수행은 스퍼터링법(sputtering) 또는 증착법(evaporation)을 포함하는 물리기상증착법으로 수행될 수 있다.For reference, the performance of the coating can be performed by a physical vapor deposition method including sputtering or evaporation.
그리고 탄화규소 코팅층(130)의 두께는 1 내지 수 마이크로미터일 수 있다.The thickness of the silicon
또한 도시되지는 않았으나 강재용기(110) 또는 권취판(120)과 탄화규소 코팅층(130)의 혼합을 위한 이온빔 조사장치가 구비될 수 있다.Further, although not shown, an ion beam irradiating device for mixing the
그리고 탄화규소 코팅과 이온 빔의 조사는 서로 번갈아 수행될 수 있다.And the irradiation of the silicon carbide coating and the ion beam can be carried out alternately.
즉 도 4에 도시된 바와 같이 먼저 탄화규소 코팅층(130)을 형성시킨 다음 이온빔을 조사하여 탄화규소 코팅층(130)과 강재용기(110) 또는 권취판(120) 표면 간의 입자들을 혼합시킨 후 다시 강재용기(110) 또는 권취판(120) 표면에 탄화규소 코팅층(130)을 형성시키는 순서로 코팅이 이루어질 수 있다.4, first, a silicon
그 결과 서로 다른 두 재료는 계면에서 성질을 서로 공유하는 폭이 더 커져서 외부의 응력으로 인한 계면에서의 박리 현상이 현저하게 줄어들게 된다.As a result, the two different materials have a larger width sharing the properties at the interface, and the peeling phenomenon at the interface due to the external stress is remarkably reduced.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 헤드부(140)는 강재용기(110)의 개방된 단부를 밀폐시킨다.On the other hand, as shown in FIG. 5, the
헤드부(140)는 단일 소재로 제작이 가능하다. 왜냐하면 헤드부(140)는 노심에서 상대적으로 멀리 위치되므로 중성자 조사량도 적고 온도도 낮으며 압력에 의한 응력이 원통부위의 절반이므로 두께가 통상 원통부위의 절반으로 설계될 수 있기 때문이다.The
이때 헤드부(140)의 하단에 접촉되는 강재용기(110) 및 권취판(120)의 상단과 헤드부(140)의 하단 사이는 용접으로 결합이 가능하다. 도 5에는 헤드부(140)의 하단과 강재용기(110) 및 권취판(120) 상단에 용접부위(142)가 형성된 것이 도시되어 있다.
그리고 제2보강 용기(340)는 강재 용기(110)와 같은 형상으로서 권취판(120)이 내부에 삽입 결합된다. 이 경우 권취판(120)은 제2보강 용기(340)가 가열된 상태에서 보강 용기(240)의 내주면에 억지끼움으로 결합된다.
At this time, the upper end of the
The second reinforcing
다음으로 도 6에 도시된 본 발명의 두 번째 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Next, the second embodiment of the present invention shown in FIG. 6 will be described.
본 발명의 두 번째 실시예는 강재용기(110)와, 강재용기(110)가 내포될 수 있는 보강용기(240)와, 헤드부(140) 및 강재용기(110)의 표면 또는 보강용기(240)의 표면에 형성되는 탄화규소 코팅층(230)으로 이루어진다.The second embodiment of the present invention is a method of manufacturing a
탄화규소 코팅층(230)은 앞서의 첫 번째 실시예에서와 마찬가지로 코팅 및 이온빔에 의한 계면 혼합이 반복되게 형성됨이 바람직하다.It is preferable that the silicon
헤드부(140)의 구조 및 결합방식도 첫 번째 실시예와 동일하다.The structure and the coupling method of the
여기서 두 번째 실시예의 특징은 강재용기(110)의 구조적 강성의 보강 작용이 앞서의 첫 번째 실시예에서 권취판(120)으로 이루어지는 것과 달리 강재용기(210)가 열박음 방식으로 결합되는 보강용기(240)가 마련되는 점이다.The second embodiment is characterized in that the reinforcing action of the structural rigidity of the
이때 보강용기(240)는 가열로(미도시)에서 섭씨 약 600도의 온도 영역에서 수 시간 가열되어 팽창되며, 이 때 보강용기(240)의 내부로 강재용기(110)를 삽입시키는 것이다.At this time, the reinforcing
이로써 강재용기(210) 외주면의 직경과 보강용기(240) 내주면의 직경이 서로 같고 상기 두 직경이 서로 오차범위 내에 있다면 강재용기(210)의 보강용기(240) 내부로의 삽입이 보장된다.
This ensures that the
이하에서는 도 7과 도 8을 참조하여 세 번째 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG.
세 번째 실시예는 첫 번째 실시예와 두 번째 실시예의 조합에 해당된다.The third embodiment corresponds to a combination of the first embodiment and the second embodiment.
즉 첫 번째 실시예로 형성된 강재용기(110)와 권취판(120)의 조합이 제2보강용기(340) 내부로 열박음 방식으로 삽입되어 형성되는 것이 세 번째 실시예인 것이다.That is, the third embodiment is formed by inserting the combination of the
세 번째 실시예에서도 강재용기(310) 또는 권취판(320) 또는 제2보강용기(340)의 표면에는 탄화규소 코팅층(330)이 형성되며, 앞서 설명된 바와 같이 이온빔으로 계면 혼합을 일으켜서 탄화규소 코팅층(330)이 견고하게 부착될 수 있다.
In the third embodiment, a silicon
한편, 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 부가적인 실시예로 보론층 또는 보론 카바이드 층(350)이 형성될 수 있다.8, a boron layer or a
보론층 또는 보론 카바이드 층(350)은 보론 화합물이 포함되지 않은 일반 금속 구조소재 표면에 폴리머-보론 복합분말이 코팅되어 형성됨으로써 중성자 차폐 작용을 한다.The boron layer or the
보론층 또는 보론 카바이드 층(350)은 중성자 차폐 성능을 보유한 폴리머-보론 복합분말을 용융시킴과 동시에 고속의 스프레이로, 모재에 해당되는 강재용기(310) 또는 권취판(320) 또는 제2보강용기(340) 표면에 분사시켜서 형성된다.The boron layer or the
이때 보론층 또는 보론 카바이드 층(340) 형성을 위하여 제작되는 폴리머-보론카바이드 복합분말을 화염분사 코팅 장비에 장입시킨 후 섭씨 200도 내지 300도 정도의 화염 내에서 복합분말을 분사하게 되면 폴리머가 순간적으로 용해되고 따라서 용융폴리머와 보론 카바이드 입자가 동시에 모재 표면에 코팅된다.When the polymer-boron carbide composite powder prepared for the formation of the boron layer or the
도 8에 도시된 바와 같이 보론층 또는 보론 카바이드 층(350)은 강재용기(310) 또는 권취판(320) 또는 제2보강용기(340)의 표면에 직접 형성시킬 수도 있고 또는 탄화규소 코팅층(330) 표면에 형성시킬 수도 있다.The boron layer or the
이로써 본 발명에 의한 압력용기는 고온 강성과 내식성뿐만 아니라 방사능 차폐 기능까지 갖추게 된다.
As a result, the pressure vessel according to the present invention has not only high temperature rigidity and corrosion resistance, but also radiation shielding function.
한편, 본 발명에서의 두 번째 부가 실시예가 도 9에 도시되어 있다.On the other hand, a second additional embodiment of the present invention is shown in Fig.
도 9에 도시된 바와 같이 열박음에 의한 이중 용기를 제작할 때에는 내부에 삽입되는 강재 용기(210) 외주면과 외부의 보강 용기(240) 내주면의 진원이 서로 일치되지 않아 틈(G)이 발생될 수 있다. 이러한 틈(G)으로 인하여 내부와 외부 용기 간의 분리와 이로 인한 부식문제가 발생될 수 있고, 이중용기로 얻을 수 있는 구조적 강성의 보강 효과가 약해질 수 있다.As shown in FIG. 9, when the dual container is manufactured by heat shrinking, the outer circumferential surface of the
따라서 상기 틈을 메워서 강재용기(210)와 보강용기(240)가 서로 견고하게 결합될 수 있는 기술이 필요하다.Accordingly, there is a need for a technique that enables the
확산접합은 접합모재 간의 고상확산에 의해 접합을 시키는 방법이다. 확산접합이 가능한 온도는 대략 융점의 0.3 내지 0.8의 범위이다. 따라서 확산접합의 온도는 재결정온도와 거의 일치된다.Diffusion bonding is a method of joining by diffusion of solid phase between joint base materials. The temperature at which the diffusion bonding is possible ranges from about 0.3 to 0.8 of the melting point. Therefore, the temperature of the diffusion junction almost coincides with the recrystallization temperature.
한가지 주의할 점은 접합온도가 높아질수록 확산은 촉진되지만 모재인 강재용기(210) 또는 보강용기(240)의 연화 및 취화 등 재질을 열화시킬 수 있는 점이다. 따라서 적정한 확산 온도를 설정하는 것이 필요하다.One point to note is that the diffusion is promoted as the bonding temperature is increased, but the material such as softening and embrittlement of the
이때 본 발명에서는 상기 틈(G)에 확산접합 재료를 주입하거나 또는 확산접합재료로 이루어지는 필름을 먼저 강재용기(210) 외주면에 부착시키거나 보강용기(240) 내주면에 부착시킨 후 열박음을 진행한 다음 대략 섭씨 1000도 내지 1300도의 고온으로 가열시켜 확산접합재료가 강재용기(210) 또는 보강용기(240)의 입자 속으로 침투해들어가도록 함으로써 내부와 외부간에 견고한 결합이 이루어질 수 있다.
At this time, in the present invention, a diffusion bonding material is injected into the gap G, or a film made of a diffusion bonding material is first attached to the outer peripheral surface of the
다음으로는 본 발명에 의한 고온가스로 압력용기의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.Next, a method of manufacturing a pressure vessel with a high-temperature gas according to the present invention will be described.
고온가스로 압력용기의 제조방법도 앞서의 설명과 동일하게 세 가지 실시예와 보강 실시예로 구분된다.The manufacturing method of the pressure vessel with the high-temperature gas is also classified into the three embodiments and the reinforcing embodiment as described above.
첫 번째 실시예에서의 상기 제조방법은 강재 용기(110) 외주면 또는 권취판(120) 표면에 탄화규소 코팅층(130) 형성을 실시하는 단계(S1)와, 탄화규소 코팅층(130)에 이온빔을 조사하여 탄화규소 입자 일부를 강재 용기(110) 또는 권취판(120)의 표면 입자와 혼합시키는 단계(S2)와, 권취판(120)을 강재 용기(110) 외주면에 감는 단계(S3)와, 강재 용기(110)와 같은 형상의 제2보강 용기(340)를 고온 가열하여 제2보강 용기(340) 내측에 권취판(120)이 감긴 강재 용기(240)를 억지끼움 하는 단계(S3-2) 및 강재 용기(110)의 개방된 단부에 강재 용기(110)를 밀폐시키는 헤드부(140)를 결합시키는 단계(S4)로 이루어진다.The manufacturing method according to the first embodiment includes a step S1 of forming a silicon
두 번째 실시예에서의 상기 제조방법은 원통형상의 강재 용기(210)를 제작하는 단계(R1)와, 강재 용기(210)와 동일한 형상의 보강 용기를 제작하는 단계(R2)와, 강재 용기의 외주면 또는 보강 용기의 내주면에 탄화규소 코팅을 실시하는 단계(R3)와, 탄화규소 코팅층에 이온빔을 조사하여 탄화규소 입자 일부를 상기 강재 용기 또는 보강 용기의 표면 입자와 혼합시키는 단계(R4)와, 보강 용기를 고온 가열하여 보강 용기 내부에 강재 용기를 억지끼움 하는 단계(R5) 및, 강재 용기의 개방된 단부에 강재 용기를 밀폐시키는 헤드부를 결합시키는 단계(R6)로 이루어진다.The manufacturing method of the second embodiment includes a step (R1) of manufacturing a
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이 경우 상기 첫 번째 제조방법 실시예와 두 번째 제조방법 실시예 모두 억지끼움 단계(S3-2,R5) 이후에 강재 용기와 보강 용기 사이에 발생되는 틈, 또는 권취판과 제2보강 용기 사이에 발생되는 틈에 확산접합재료를 삽입하여 고온 가열함으로써 확산접합재료로 상기 틈을 접합시키는 단계(B)를 더 포함할 수 있다.In this case, both of the first manufacturing method embodiment and the second manufacturing method embodiment are provided with a gap generated between the steel container and the reinforcing container after the forcible fitting step (S3-2, R5), or between the winding plate and the second reinforcing container And a step (B) of bonding the gap with the diffusion bonding material by inserting the diffusion bonding material into the generated gap and heating at a high temperature.
한편, 강재 용기는 고온용 강재로 제작되며, 보강 용기 또는 제2보강 용기는 중상온 강재로 제작될 수 있다.On the other hand, the steel vessel is made of high-temperature steel, and the reinforcement vessel or the second reinforcement vessel can be made of medium-high temperature steel.
또한 상기 모든 제조방법 실시예는 강재 용기 외주면과 보강 용기 내주면 중 탄화규소 코팅을 실시하지 않는 면에 보론 소결층 또는 보론 카바이드 소결층을 형성하는 단계(F)를 더 포함할 수 있다.In addition, all of the manufacturing method embodiments may further include the step (F) of forming a boron sintered layer or a boron carbide sintered layer on a surface of the steel container outer peripheral surface and the inner surface of the reinforcing container that is not coated with silicon carbide.
다만 앞서 설명한 바와 같이 탄화규소 코팅 층 표면에도 보론 카바이드 소결층을 형성시킬 수 있다.
However, as described above, a boron carbide sintered layer can also be formed on the surface of the silicon carbide coating layer.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
100: 압력 용기 110,210,310: 강재 용기
120,320: 권취판 130,230,330: 탄화규소 코팅층
132: 이온 빔 133: 믹싱 층
135: 추가 탄화규소 코팅층 140: 헤드부
142: 용접부위 240: 보강용기
340: 제2보강용기 350: 보론층 또는 보론 카바이드 층
G: 틈100:
120, 320: Winding
132: ion beam 133: mixing layer
135: additional silicon carbide coating layer 140:
142: welding site 240: reinforcing container
340: second reinforcing vessel 350: boron layer or boron carbide layer
G: Clearance
Claims (13)
상기 강재 용기의 외주면에 복수 겹으로 감겨서 부착되는 권취판과;
상기 강재 용기 또는 상기 권취판 표면에 형성되는 탄화규소 코팅층과;
상기 강재 용기의 개방된 단부에 결합되어 강재 용기를 밀폐시키는 헤드부; 및,
상기 강재 용기와 같은 형상으로서 상기 권취판이 내부에 삽입 결합되는 제2보강용기;를 포함하되,
상기 탄화규소 코팅층 표면 입자는 상기 강재 용기 또는 권취판의 표면 입자와 서로 혼합되며,
상기 권취판은 제2보강 용기가 가열된 상태에서 제2보강 용기의 내주면에 억지끼움으로 결합되는 것을 특징으로 하는 고온가스로 압력용기.A cylindrical steel vessel;
A winder plate wound and attached to the outer peripheral surface of the steel container in a plurality of layers;
A silicon carbide coating layer formed on the surface of the steel material container or the winding plate;
A head unit coupled to an open end of the steel vessel to seal the steel vessel; And
And a second reinforcing container having the same shape as that of the steel container and into which the winding plate is inserted and coupled,
The surface particles of the silicon carbide coating layer are mixed with the surface particles of the steel container or the rolled plate,
Wherein the winding plate is coupled to the inner circumferential surface of the second reinforcing container by interference fit while the second reinforcing container is heated.
상기 강재 용기와 같은 형상으로서 강재 용기가 내부에 삽입 결합되는 보강 용기와;
상기 강재 용기 외주면 또는 상기 보강 용기 내주면에 형성되는 탄화규소 코팅층; 및
상기 강재 용기의 개방된 단부에 결합되어 강재 용기의 단부를 밀폐시키는 헤드부;를 포함하되,
상기 강재 용기는 보강 용기가 가열된 상태에서 보강 용기의 내주면에 억지 끼움으로 결합되고,
상기 탄화규소 코팅층 표면 입자는 상기 강재 용기 외주면 또는 보강 용기 내주면의 입자와 서로 혼합되는 것을 특징으로 하는 고온가스로 압력용기.A cylindrical steel vessel;
A reinforcement vessel having the same shape as the steel vessel and into which the steel vessel is inserted;
A silicon carbide coating layer formed on the outer circumferential surface of the steel material container or the inner circumferential surface of the reinforcing container; And
And a head coupled to an open end of the steel vessel to seal the end of the steel vessel,
Wherein the steel container is coupled with the inner circumferential surface of the reinforcing container in a state of being heated while the reinforcing container is heated,
Wherein the surface of the silicon carbide coating layer is mixed with the particles on the outer circumferential surface of the steel material container or on the inner circumferential surface of the reinforcing container.
상기 권취판과 제2보강 용기 사이에 발생되는 틈에는 권취판 외주면과 제2보강 용기 내주면에 확산 침투 되는 확산접합재료가 삽입되고,
상기 강재 용기는 고온용 강재로 제작되며, 상기 제2보강 용기는 중상온용 강재로 제작되는 것을 특징으로 하는 고온가스로 압력용기.The method according to claim 1,
A diffusion bonding material which is diffused and permeated into the outer circumferential surface of the take-up plate and the inner circumferential surface of the second reinforcing container is inserted in the gap generated between the wind-up plate and the second reinforcing container,
Wherein the steel container is made of a high temperature steel material, and the second reinforcing container is made of a medium temperature steel material.
상기 강재용기와 보강 용기 사이에 발생되는 틈에는 강재 용기 외주면과 보강 용기 내주면에 확산 침투 되는 확산접합재료가 삽입되고,
상기 강재 용기는 고온용 강재로 제작되며, 상기 보강 용기는 중 상온용 강재로 제작되는 것을 특징으로 하는 고온가스로 압력용기.3. The method of claim 2,
A diffusion bonding material which is diffused and permeated into the outer peripheral surface of the steel container and the inner peripheral surface of the reinforcing container is inserted into the gap generated between the steel container and the reinforcing container,
Wherein the steel container is made of a high-temperature steel material, and the reinforcing container is made of a medium-temperature steel material.
상기 강재 용기의 외부에 형성되는 하나 이상의 보론 층 또는 보론 카바이드 층; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온가스로 압력용기.3. The method according to claim 1 or 2,
At least one boron layer or boron carbide layer formed outside the steel container; Further comprising a pressure vessel.
상기 강재 용기 외주면에 부착될 권취판을 준비하는 단계;
상기 강재 용기 외주면 또는 권취판 표면에 탄화규소 코팅을 실시하는 단계;
상기 탄화규소 코팅층에 이온빔을 조사하여 탄화규소 입자 일부를 상기 강재 용기 또는 권취판의 표면 입자와 혼합시키는 단계;
상기 권취판을 강재 용기 외주면에 감는 단계;
상기 강재 용기와 같은 형상의 제2보강 용기를 고온 가열하여 제2보강 용기 내측에 상기 권취판이 감긴 강재 용기를 억지끼움 하는 단계; 및
상기 강재 용기의 개방된 단부에 강재 용기를 밀폐시키는 헤드부를 결합시키는 단계;를 포함하는 고온가스로 압력용기 제작방법.Fabricating a cylindrical steel container;
Preparing a winding plate to be attached to the outer surface of the steel container;
Performing a silicon carbide coating on the outer surface of the steel container or the surface of the wind-up plate;
Irradiating the silicon carbide coating layer with an ion beam to mix a part of the silicon carbide particles with the surface particles of the steel container or the winding plate;
Winding the winding plate around the outer surface of the steel container;
Heating the second reinforcing container having the same shape as that of the steel container to a high temperature to force the steel container wrapped around the second winding container into the second reinforcing container; And
And joining a head portion that seals the steel vessel to the open end of the steel vessel.
상기 강재 용기와 동일한 형상의 보강 용기를 제작하는 단계;
상기 강재 용기의 외주면 또는 보강 용기의 내주면에 탄화규소 코팅을 실시하는 단계;
상기 탄화규소 코팅층에 이온빔을 조사하여 탄화규소 입자 일부를 상기 강재 용기 또는 보강 용기의 표면 입자와 혼합시키는 단계;
상기 보강 용기를 고온 가열하여 보강 용기 내부에 강재 용기를 억지끼움 하는 단계; 및
상기 강재 용기의 개방된 단부에 강재 용기를 밀폐시키는 헤드부를 결합시키는 단계;를 포함하는 고온가스로 압력용기 제작방법.Fabricating a cylindrical steel container;
Preparing a reinforcing container having the same shape as the steel container;
Performing a silicon carbide coating on the outer circumferential surface of the steel container or the inner circumferential surface of the reinforcing container;
Irradiating the silicon carbide coating layer with an ion beam to mix a part of the silicon carbide particles with the surface particles of the steel vessel or the reinforcing vessel;
Heating the reinforcing container at a high temperature to force the steel container into the reinforcing container; And
And joining a head portion that seals the steel vessel to the open end of the steel vessel.
상기 권취판과 제2보강 용기 사이에 발생되는 틈에 확산접합재료를 삽입하여 고온 가열함으로써 확산접합재료로 상기 틈을 접합시키는 단계;를 더 포함하고,
상기 강재 용기는 고온용 강재로 제작하며, 상기 제2보강 용기는 중 상온용 강재로 제작하는 것을 특징으로 하는 고온가스로 압력용기 제작방법.8. The method of claim 7,
Inserting a diffusion bonding material into a gap generated between the winding plate and the second reinforcing container, and bonding the gap to the diffusion bonding material by heating at a high temperature,
Wherein the steel container is made of a high-temperature steel material, and the second reinforcing container is made of a medium-temperature steel material.
상기 강재 용기와 보강 용기 사이에 발생되는 틈에 확산접합재료를 삽입하여 고온 가열함으로써 확산접합재료로 상기 틈을 접합시키는 단계;를 더 포함하고,
상기 강재 용기는 고온용 강재로 제작하며, 상기 보강 용기는 중 상온용 강재로 제작하는 것을 특징으로 하는 고온가스로 압력용기 제작방법.9. The method of claim 8,
And joining the gap with a diffusion bonding material by inserting a diffusion bonding material into a gap generated between the steel container and the reinforcing container and heating the mixture at a high temperature,
Wherein the steel container is made of a high-temperature steel material, and the reinforcing container is made of a medium-temperature steel material.
상기 탄화규소 코팅을 실시하는 단계는 상기 강재 용기 외주면 또는 권취판의 배면에 보론 소결층 또는 보론 카바이드 소결층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온가스로 압력용기 제작방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of coating the silicon carbide further comprises forming a boron sintered layer or a boron carbide sintered layer on the outer surface of the steel container or on the back surface of the winding plate.
상기 탄화규소 코팅을 실시하는 단계는 상기 강재 용기 외주면과 보강 용기 내주면 중 탄화규소 코팅을 실시하지 않는 면에 보론 소결층 또는 보론 카바이드 소결층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온가스로 압력용기 제작방법.9. The method of claim 8,
Wherein the step of coating the silicon carbide further comprises the step of forming a boron sintered layer or a boron carbide sintered layer on the outer surface of the steel container and the inner surface of the reinforcing container on the surface not coated with silicon carbide. How to make pressure vessel.
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