KR102084102B1 - Manufacturing method of functional conductor and functional conductor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기능성 전도체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예를 따르는 기능성 전도체는 발열 판넬은, 열의 전도가 일어나는 일측면의 판; 상기 일측면의 판에 이격하여 배치되고, 열의 전도가 일어나는 타측면의 판; 상기 일측면의 판과 타측면의 판 사이에 배치되고, 일측면의 판과 타측면의 판 사이에서 밀폐된 공간을 형성하며, 열의 전도가 일어나는 격자; 상기 일측면의 판, 타측면의 판 및 격자에 의해 형성되고, 상기 일측면의 판의 내측면으로부터 타측면의 판의 내측면 방향으로 열의 복사가 일어나는 밀폐된 공간; 및 상기 밀폐된 공간에 충진되며 열의 대류 및 전도가 일어나는 유체; 를 포함하는 단위구조를 포함한다.The present invention relates to a functional conductor and a method of manufacturing the same, the functional conductor according to an embodiment of the present invention, the heating panel, the plate on one side of the heat conduction occurs; A plate disposed on the other side of the plate and spaced apart from each other to generate heat; A lattice disposed between the plate on one side and the plate on the other side, forming a closed space between the plate on one side and the plate on the other side, and conducting heat conduction; An enclosed space formed by the plate on one side, the plate on the other side, and the lattice, and radiating heat from the inner side of the plate on the one side to the inner side of the plate on the other side; And a fluid filled in the closed space and conducting heat convection and conduction. It includes a unit structure including a.

Description

기능성 전도체 및 기능성 전도체의 제조방법 {Manufacturing method of functional conductor and functional conductor}{Manufacturing method of functional conductor and functional conductor}

본 발명은 기능성 전도체 및 기능성 전도체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a functional conductor and a method for producing the functional conductor.

단열재는 표면 사이의 온도 차이를 크게 하여 열전달을 줄이기 위한 것으로 옷, 건축, 기계 등에 사용된다. 열전달은 전도, 대류, 복사에 의해서 이루어지는데, 종래의 단열재는 이러한 3가지 열전달 방식을 최대한 방해하여 단열 성능을 극대화 하는 방향으로 개발이 되었다.Insulation is used to reduce heat transfer by increasing the temperature difference between surfaces and is used in clothes, construction, and machinery. The heat transfer is conducted by conduction, convection, and radiation, and the conventional heat insulator has been developed to maximize the heat insulation performance by interfering with these three heat transfer methods as much as possible.

그런데 최근 피동형 원자로 안전 시스템의 개발에 온도에 따라서 단열 성능이 변하는 기능성 전도체가 요구된다. 예를 들어, 정상 운전 시 저온 환경에서는 기기의 보호를 위해 낮은 열전도도를 가지고, 사고 시 고온 환경에서는 시스템 전체의 방열을 위해 높은 열전도도를 가지는 전도체가 필요하다.However, in recent years, the development of a passive reactor safety system requires a functional conductor whose thermal insulation performance changes with temperature. For example, in low temperature environments in normal operation, low thermal conductivity is needed to protect the device, and in high temperature environments in an accident, a high thermal conductivity is required for heat dissipation of the entire system.

종래, 원자력 발전소는, 경제성이나 안전성 및 환경보존성 등에 있어 수력발전이나 화력발전 및 그 밖의 다양한 대체 에너지에 비해 우월한 성능을 보이며 중요한 전력 생산 수단으로 자리잡아 왔다. 이러한 원자력 발전은, 핵분열 과정에서 생긴 열을 이용하여 전기를 생산하며, 따라서 원자력 발전 시설은 발전 과정에서 발생된 방사선 물질이 외부로 누출되지 않도록 피복재, 냉각재, 원자로 용기, 격납용기에 이르는 다중 방호와 원자로 냉각 계통을 구비하고 있다.Conventionally, nuclear power plants have been superior to hydroelectric power generation, thermal power generation, and various other alternative energies in terms of economic efficiency, safety, and environmental preservation, and have been established as important power generation means. Nuclear power generation uses electricity from fission to produce electricity, so nuclear power plants have multiple protections, including cladding, coolant, reactor vessels, and containment vessels, to prevent leakage of radiation generated during power generation. It has a reactor cooling system.

더 상세하게는, 1979년 Three Mile Island(TMI) 사고와 1986년 체르노빌 사고를 계기로 원자력 발전의 안전에 대한 관심과 연구가 증대되었고, 그에 따라 원자력 안전 문화, 개량된 원자로 냉각 계통, 새로운 원자로 모형 등이 제시되었다. 그러나 2011년 일본에서 발생한 원전사고를 통해 알 수 있는 바와 같이, 현재의 원자력 발전소는, 발전소 전원상실 사고시 원자로 잔열 제거나 방사선 물질의 누출 방지에 문제점이 있음이 발견되었다.More specifically, the Three Mile Island (TMI) accident in 1979 and the Chernobyl accident in 1986 increased interest and research in the safety of nuclear power, resulting in a nuclear safety culture, an improved reactor cooling system, and a new reactor model. And the like. However, as can be seen from the 2011 nuclear accident in Japan, the present nuclear power plant has been found to have problems in removing the residual heat of the reactor and preventing the leakage of radioactive materials in the event of a power plant accident.

즉, 2011년 일본 원전 사고는, 지진 및 해일 등으로 외부전력이 공급되지 않음으로 인해 원자로 잔열을 제거하기 위한 냉각수가 원활히 주입되지 못하여 발생하였으며, 따라서 이러한 사고를 방지하기 위하여는, 외부전력을 수반하는 능동적 냉각 계통이 아닌, 자연 대류와 같은 피동형 냉각 계통이 필요함을 알 수 있다.In other words, the 2011 Japanese nuclear power plant accident occurred due to the fact that external power was not supplied due to earthquakes and tsunamis, and thus cooling water for removing residual heat of the reactor was not smoothly injected. Therefore, in order to prevent such an accident, It can be seen that passive cooling systems such as natural convection are needed, not active cooling systems.

이러한 필요에 따라, 종래, 피동형 응축 계통을 갖춘 다양한 원자로가 제시되었으며, 이미 몇몇 원자로는 상용화 단계에 들어섰다. 예를 들면, 웨스팅하우스사의 가압경수로(AP1000)형 원자력 발전소는, "Energy Procedia 7 (2011) 293-302" 저널에 기재된 바와 같이, 열전도율이 좋은 강철 격납용기를 통하여 별도의 열교환기 없이 직접 원자로의 잔열을 격납용기 밖으로 제거한다.In response to these needs, a variety of reactors with passive driven condensation systems have been proposed, and some have already entered commercialization. For example, Westinghouse's pressurized water reactor (AP1000) -type nuclear power plant, as described in the journal "Energy Procedia 7 (2011) 293-302", uses a high thermal conductivity steel containment vessel without direct heat exchanger. Remove any residual heat out of the containment vessel.

더 상세하게는, 상기한 웨스팅하우스사의 가압경수로(AP1000)형 원자력 발전소는, 격납용기 상부에 위치한 수조에서 격납용기 외부 표면에 물을 흘려 보내고 공기를 자연대류 시킴으로써 원자로의 잔열로 생성된 수증기를 격납용기 내부 표면에서 응축시키는 구성을 특징으로 하는 것으로, 이미 설계 검증을 마치고 중국에서 4기의 발전소를 건설 중에 있다.More specifically, the Westinghouse pressurized water reactor (AP1000) -type nuclear power plant, in the water tank located above the containment vessel by flowing water to the outer surface of the containment vessel and the natural convection of the air to store the steam generated by the residual heat of the reactor Featuring condensation on the inner surface of the vessel, four power plants are under construction in China.

그러나 상기한 AP1000 발전소는, 비록 그 안정성은 검증되었으나, 강철 격납용기를 사용함으로써 가격면에서 불리한 점이 있으며, 따라서 이러한 단점을 해결하기 위하여는, 가격면에서 보다 저렴한 콘크리트 격납용기를 사용하여 피동형 응축 계통을 구성한 가압경수로형 원자력 발전소를 제시하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 원자로 구조나 원자로의 구성방법은 제시되지 못하고 있는 실정이다.However, the AP1000 power plant, although its stability has been proven, has a disadvantage in terms of price by using a steel containment vessel. Therefore, in order to solve this disadvantage, a passive condensation system using a cheaper concrete containment vessel in terms of price is required. It is desirable to provide a pressurized water reactor-type nuclear power plant consisting of the present invention, but the structure of the reactor structure or the method of constructing the reactor that satisfies all such requirements is not suggested.

한편, 기존의 유리나 유리 섬유 등을 이용한 단열재는 온도의 상승에 따라 열전도도의 증가하는 경향을 보이지만, 앞서 언급한 피동형 원자로 시스템이 원하는 요구 성능에는 미치지 못한다. 더욱이 기존 단열재의 제작 방식은 열전도도 온도에 따른 증가 경향은 임의로 조절하기 어렵다. 종래의 단열재는 고온에서 높은 열전도도를 얻기 위해 밀도는 낮추어 제작하면 저온에서도 높은 열전도도를 얻게 되어 단열재로서 제 기능을 하지 못하는 현상을 초래하기 때문이다.On the other hand, existing heat insulating material using glass or glass fiber shows a tendency to increase the thermal conductivity as the temperature rises, but the above-mentioned passive reactor system does not meet the required performance. In addition, the manufacturing method of the existing insulation material is difficult to arbitrarily control the increase tendency according to the thermal conductivity temperature. This is because the conventional heat insulator has a low density in order to obtain high heat conductivity at high temperature, and thus high heat conductivity is obtained even at low temperature, thereby causing a phenomenon in which it does not function as a heat insulator.

대한민국 등록특허 제10-0804405호는 원자로 용기와 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환장치 및 그에 따른 냉각수 순환방법을 개시하고 있다. 상세하게는, 원자로 용기와 이를 감싸는 단열재 사이의 간극에 냉각수를 순환 및 공급하기 위하여 단열재에 부력에 의해 상, 하로 승/하강되는 부력장치와 부력장치의 승/하강으로 인해 개/폐 가능하게 이루어지는 냉각수 순환장치를 설치함으로써 원자로의 비정상운전 시 원자로 용기의 냉각을 위하여 원자로 공동으로 공급되는 냉각수를 원자로 용기 외벽으로 원활히 순환 및 공급할 수 있으며, 구조가 간단하고 설치가 용이할 뿐만 아니라, 패키지 또는 단품으로 설치가 가능하여 원자로에 즉각적인 적용이 가능하고, 비정상운전 시에만 개방 및 작동되도록 이루어짐으로써 장치의 오작동을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 냉각수 순환장치 및 순환방법을 개시하고 있다.Republic of Korea Patent No. 10-0804405 discloses a cooling water circulation device and a cooling water circulation method for circulating the cooling water in the gap between the reactor vessel and the heat insulating material. Specifically, in order to circulate and supply the cooling water to the gap between the reactor vessel and the heat insulating material surrounding it, the opening / closing is made possible by the buoyancy device which is lifted up / down by buoyancy and the lifting / lowering of the buoyancy device. By installing the cooling water circulation system, the cooling water supplied to the reactor vessel can be smoothly circulated and supplied to the reactor vessel outer wall for cooling the reactor vessel during abnormal operation of the reactor, and the structure is simple and easy to install, and it can be packaged or separately It can be installed immediately and can be applied to nuclear reactors, and it can be opened and operated only in abnormal operation to prevent malfunction of the device, and to disclose the coolant circulation device and circulation method to improve the reliability of the device. have.

그러나, 상기 특허문헌은 별도의 냉각수 순환장치를 설치함으로 인해 비용이 상승되는 문제점이 있고, 또한 단열재 자체로써 원자로의 정상운전시에는 단열 기능을 수행하지만, 비정상 운전시 방열기능을 수행할 수 없는 단점이 있다. However, the patent document has a problem that the cost is increased by installing a separate cooling water circulation device, and also performs a heat insulation function during the normal operation of the reactor as the heat insulating material, but a disadvantage that can not perform a heat radiation function during abnormal operation. have.

대한민국 등록특허 제10-0804405호Republic of Korea Patent No. 10-0804405

본 발명의 목적은 단열 표면 간의 전도, 대류 및 복사에 의한 열 전달을 조절하여 온도에 따른 열전도도를 조절하기 위한 기능성 전도체를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a functional conductor for controlling thermal conductivity over temperature by controlling heat transfer by conduction, convection and radiation between insulating surfaces.

또한, 저온에서는 높은 단열 성능을 가지고 있고 고온에서는 단열 성능을 크게 저하시키는 기능성 전도체의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, to provide a method for producing a functional conductor that has a high thermal insulation performance at low temperatures, and greatly reduces the thermal insulation performance at high temperatures.

본 발명의 실시 예를 따르는 기능성 전도체는, 열의 전도가 일어나는 일측면의 판; 상기 일측면의 판에 이격하여 배치되고, 열의 전도가 일어나는 타측면의 판; 상기 일측면의 판과 타측면의 판 사이에 배치되고, 일측면의 판과 타측면의 판 사이에서 밀폐된 공간을 형성하며, 열의 전도가 일어나는 격자; 상기 일측면의 판, 타측면의 판 및 격자에 의해 형성되고, 상기 일측면의 판의 내측면으로부터 타측면의 판의 내측면 방향으로 열의 복사가 일어나는 밀폐된 공간; 및 상기 밀폐된 공간에 충진되며 열의 대류 및 전도가 일어나는 유체;를 포함하는 단위구조; 를 포함한다.Functional conductor according to an embodiment of the present invention, the plate on one side of the heat conduction occurs; A plate disposed on the other side of the plate and spaced apart from each other to generate heat; A lattice disposed between the plate on one side and the plate on the other side, forming a closed space between the plate on one side and the plate on the other side, and conducting heat conduction; An enclosed space formed by the plate on one side, the plate on the other side, and the lattice, and radiating heat from the inner side of the plate on the one side to the inner side of the plate on the other side; And a fluid filled in the closed space and conducting heat convection and conduction. It includes.

본 발명의 실시 예를 따르는 기능성 전도체의 제조방법은, 일측면의 판을 준비하는 단계(단계 1); 상기 일측면의 판에 이격하여 타측면의 판을 배치하는 단계(단계 2); 상기 일측면의 판과 타측면의 판 사이에 밀폐된 공간을 형성하도록 격자를 배치하는 단계(단계 3); 및 상기 밀폐된 공간에 유체를 충진시키는 단계(단계 4); 를 포함하는 것을 특징으로 하여 단위구조를 형성한다.Method for producing a functional conductor according to an embodiment of the present invention, the step of preparing a plate of one side (step 1); Disposing the plate of the other side spaced apart from the plate of the one side (step 2); Disposing a lattice to form a closed space between the plate on one side and the plate on the other side (step 3); And filling a fluid into the closed space (step 4). It characterized in that it comprises a unit structure.

본 발명의 실시 예를 따르는 기능성 전도체 및 기능성 전도체의 제조방법은 설계 변수의 조절에 따라 온도에 따른 열전도도를 자유롭게 조정할 수 있다.The functional conductor and the method for manufacturing the functional conductor according to the embodiment of the present invention can freely adjust the thermal conductivity according to the temperature according to the control of the design parameters.

또한, 온도에 따라 다른 특성이 요구되는 플랜트 환경에서 다양하게 효과적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that can be effectively used in a variety of plant environments that require different characteristics depending on the temperature.

또한, 추가 설비 비용을 절감하고 신뢰도 높은 성능을 얻을 수 있다.In addition, additional equipment costs can be reduced and reliable performance can be obtained.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체의 단위구조를 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체를 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체의 단위구조 구성요소에 따른 열 전달 방식을 나타낸 그림이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체의 단위구조 구성요소의 열저항 다이어그램을 나타낸 그림이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체의 단위구조의 형상에 따른 집합체를 나타낸 그림이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기능성 전도체의 단위구조의 형상에 따른 집합체를 나타낸 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 전도체들의 온도에 따른 열전도율을 보여주는 그래프이다.
1 is a diagram showing a unit structure of a functional conductor according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a functional conductor according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a heat transfer method according to the unit structure components of a functional conductor according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a thermal resistance diagram of the unit structure components of the functional conductor according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the aggregate according to the shape of the unit structure of the functional conductor according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the aggregate according to the shape of the unit structure of the functional conductor according to another embodiment of the present invention.
7 is a graph showing thermal conductivity according to temperature of conductors according to examples and comparative examples of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.  또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.  따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity, and the elements represented by the same reference numerals in the drawings are the same elements. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. In addition, "comprising" any component throughout the specification means that, unless specifically stated otherwise, it may further include other components, not to exclude other components.

기능성 전도체 Functional conductor

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체의 단위구조를 나타낸 그림이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체를 나타낸 그림이다. 1 is a view showing a unit structure of a functional conductor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a functional conductor according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체(100)는, 열의 전도가 일어나는 일측면의 판(110); 상기 일측면의 판(110)에 이격하여 배치되고, 열의 전도가 일어나는 타측면의 판(120); 상기 일측면의 판(110)과 타측면의 판(120) 사이에 배치되고, 일측면의 판(110)과 타측면의 판(120) 사이에서 밀폐된 공간(140)을 형성하며, 열의 전도가 일어나는 격자(130); 상기 일측면의 판(110), 타측면의 판(120) 및 격자(130)에 의해 형성되고, 상기 일측면의 판(110)의 내측면으로부터 타측면의 판(120)의 내측면 방향으로 열의 복사가 일어나는 밀폐된 공간(140); 및 상기 밀폐된 공간(140)에 충진되며 열의 대류 및 전도가 일어나는 유체(150); 를 포함하는 단위구조(도 1)를 포함한다.1 and 2, the functional conductor 100 according to an embodiment of the present invention includes a plate 110 on one side where heat conduction occurs; A plate 120 disposed on the other side of the plate 110 and spaced apart from each other to generate heat; Disposed between the plate 110 on one side and the plate 120 on the other side, and forms a closed space 140 between the plate 110 on the one side and the plate 120 on the other side, and conducts heat. A grating 130 in which is generated; It is formed by the plate 110 of the one side, the plate 120 and the grid 130 of the other side, from the inner side of the plate 110 of the one side in the direction of the inner side of the plate 120 An enclosed space 140 in which radiation of heat occurs; And a fluid (150) filled in the closed space (140) where convection and conduction of heat occurs; It includes a unit structure including (Figure 1).

상기 일측면의 판(110) 및 타측면의 판(120)에서는 열의 전도가 일어날 수 있다. 구체적으로, 상기 일측면의 판(110)의 외측면에서 내측면으로, 상기 타측면의 판(120)의 내측면에서 외측면으로 외부에서 들어온 열의 전도(conduction)가 일어날 수 있다. 일측면의 판 및 타측면의 판에서 전도에 의한 급격한 온도 구배를 막기 위해 상기 일측면의 판 및 타측면의 판의 열전도도는 10 W/m·K 이상인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이 보다 낮은 열전도도로 생긴 측면 판의 외측면 및 내측면 사이의 급격한 온도 차이는 일측면 및 타측면의 내측면 간에서 복사 열전달을 저해하기 때문이다.The conduction of heat may occur in the plate 110 on one side and the plate 120 on the other side. Specifically, conduction of heat from outside may occur from the outer surface to the inner surface of the plate 110 of the one side, the outer surface from the inner surface of the plate 120 of the other side. The thermal conductivity of the plate on one side and the plate on the other side of the plate on one side and the plate on the other side is preferably 10 W / m · K or more. This is because the rapid temperature difference between the outer and inner surfaces of the side plates resulting from lower thermal conductivity inhibits radiant heat transfer between the inner and outer surfaces of one side and the other.

상기 일측면의 판(110) 및 타측면의 판(120)은 두께가 0.5mm 내지 5mm일 수 있고, 재질은 금속 또는 세라믹일 수 있다. 상기 일측면의 판(110) 및 타측면의 판(120)의 두께가 0.5mm미만인 경우 전도체의 구조건전성이 저하되는 문제점이 있고, 5 mm초과인 경우 전도체의 두께가 지나치게 두꺼워지는 문제점이 있다. The plate 110 on one side and the plate 120 on the other side may have a thickness of 0.5 mm to 5 mm, and the material may be metal or ceramic. If the thickness of the plate 110 on one side and the plate 120 on the other side is less than 0.5mm, there is a problem that the structural integrity of the conductor is lowered, and when the thickness of more than 5mm, the thickness of the conductor is too thick.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체의 단위구조 구성요소에 따른 열 전달 방식을 나타낸 그림이다.3 is a view showing a heat transfer method according to the unit structure components of a functional conductor according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 타측면의 판(120)은 상기 일측면의 판(110)에 이격하여 배치되어 상기 일측면의 판(110)의 내측면으로부터 상기 타측면의 판(120)의 내측면 방향으로 열의 복사가 일어 날 수 있다. 물체에서 방출된 에너지의 총량은 그 물체의 온도(절대온도) T의 4제곱에 비례한다는 슈테판-볼츠만의 법칙에 의해 고온에서는 복사 열전달의 영향을 많이 받게 된다. 복사에 의한 열의 전달방식은 대류나 열전도와 달라서, 주위에 열을 중개하는 물질 없이도 빛과 동일한 속도로 순간적으로 고온체로부터 저온체로 열이 전달될 수 있다.Referring to FIG. 3, the plate 120 of the other side is disposed spaced apart from the plate 110 of the one side, and the inside of the plate 120 of the other side from the inner side of the plate 110 of the one side. Radiation can occur in the lateral direction. The Stefan-Boltzmann law states that the total amount of energy released from an object is proportional to the square of the object's temperature (absolute temperature) T, which is affected by radiant heat transfer at high temperatures. The heat transfer method by radiation is different from convection or heat conduction, and thus heat can be transferred from a high temperature body to a low temperature body instantaneously at the same speed as light without a material that mediates heat around.

본 발명의 일 실시 예에 따르는 기능성 전도체는 복수개의 단위구조가 집합되어 형성될 수 있고, 이에 따라 한번에 복수개의 단위구조만큼의 복사 열전달을 수행하는 바 저온 환경에서는 단열기능을 수행하다가 갑작스러운 고온 환경에 노출될 경우 복사 열전달로 인한 방열 기능을 수행하여 별도의 장치 없이도 자체적으로 단열에서 방열로 전환되는 기능성을 가질 수 있다. Functional conductor according to an embodiment of the present invention may be formed by a plurality of unit structures are aggregated, thereby performing a radiant heat transfer as a plurality of unit structures at a time bar to perform a thermal insulation function in a low temperature environment suddenly high temperature environment When exposed to heat radiation by heat transfer can be performed by itself without having a separate device can have the functionality to switch from heat insulation to heat radiation.

상기 일측면의 판(110) 및 타측면의 판(120)의 내측면 및 외측면의 방사율(ε)은 0.65 내지 0.95 일 수 있다. 이를 위해 표면에 페인트를 바르거나 방사율이 높은 소재의 분말 스프레이, 예를 들어 흑연 스프레이를 도포할 수 있다. 방사율이 0.65미만인 경우 복사 열전달이 충분히 일어나지 않아 고온 환경에서 방사가 충분히 이루어지지 않는 문제점이 있고, 0.95초과인 경우 저온 환경에서도 복사가 필요 이상으로 일어나게 되어 단열 기능을 충분히 수행하지 못하게 되는 문제점이 있다. 특히 외측면의 방사율은 전도체와 보호 대상인 구조물이 빈틈없이 밀착되어 있을 때에는 열이 대부분 전도되어 무관하나, 열원 혹은 보호 대상인 구조물과 전도체가 이격되어 있을 때는 외측면 방사율이 0.8 이상이면 이격 구간에서 예상치 못한 온도의 급격한 구배를 방지할 수 있는 장점이 있다.Inner side and outer side of the plate 110 and the plate 120 of the other side Emissivity ε may be 0.65 to 0.95. To this end, it is possible to paint the surface or to apply a powder spray of high emissivity material, for example graphite spray. If the emissivity is less than 0.65 radiant heat transfer does not occur sufficiently there is a problem that the radiation is not made sufficiently in a high temperature environment, in the case of more than 0.95 there is a problem that the radiation occurs more than necessary even in a low temperature environment is not enough to perform the insulation function. In particular, the emissivity of the outer surface is irrelevant to conduction of most of the heat when the conductor and the structure to be protected are closely contacted, but when the outer surface emissivity is 0.8 or more when the structure is separated from the heat source or the conductor, it is unexpected in the spaced interval. There is an advantage that can prevent a sudden gradient of temperature.

본 발명의 일 실시 예에 따르는 기능성 전도체의 복사 열전달은 상기 일측면의 판(110) 및 타측면의 판(120)의 내측면의 노출 면적, 내측면 사이의 거리 및 일측면의 판 및 타측면의 판 두께에 의해서도 영향을 받을 수 있다. Radiation heat transfer of the functional conductor according to an embodiment of the present invention is the exposed area of the inner surface of the plate 110 and the plate 120 of the other side, the distance between the inner side and the plate and the other side of the side It can also be affected by the plate thickness.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체의 단위구조의 형상에 따른 집합체를 나타낸 그림이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기능성 전도체의 단위구조의 형상에 따른 집합체를 나타낸 그림이다.5 is a view showing the aggregate according to the shape of the unit structure of the functional conductor according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a view showing the aggregate according to the shape of the unit structure of the functional conductor according to another embodiment of the present invention to be.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 기능성 전도체의 상기 격자(130)는 상기 일측면의 판(110)과 타측면의 판(120) 사이에 배치되고, 일측면의 판(110)과 타측면의 판(120) 사이에서 밀폐된 공간(140)을 형성하며, 열의 전도가 일어날 수 있다.5 and 6, the grating 130 of the functional conductor according to an embodiment of the present invention is disposed between the plate 110 on one side and the plate 120 on the other side, A space 140 is formed between the plate 110 and the plate 120 on the other side, and heat conduction may occur.

상기 일측면의 판(110)과 타측면의 판(120)의 형상은 다각형, 특히 직사각형일 수 있고, 상기 격자(130)는 상기 일측면의 판(110)과 타측면의 판(120)의 사이에서 밀폐된 공간(140)을 형성하도록 직사각형의 형상일 수 있다. The shape of the plate 110 of one side and the plate 120 of the other side may be polygonal, in particular rectangular, the grid 130 of the plate 110 of the one side and the plate 120 of the other side It may have a rectangular shape to form a closed space 140 therebetween.

상기 격자(130)에서는 열의 전도가 일어날 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 전도체가 충분한 단열 기능을 수행하기 위해 상기 격자(130)의 열전도도는 0.1 내지 1.0 W/m·k인 것이 바람직하며, 재질은 세라믹 또는 금속일 수 있다. 열전도도가 1.0 W/m·k 초과인 경우 단열 기능을 충분히 수행하지 못하는 문제점이 있다.In the grating 130, heat conduction may occur. In order for the functional conductor according to an embodiment of the present invention to perform a sufficient thermal insulation function, the thermal conductivity of the grating 130 is preferably 0.1 to 1.0 W / m · k, and the material may be ceramic or metal. If the thermal conductivity is greater than 1.0 W / m · k, there is a problem that the thermal insulation function is not sufficiently performed.

상기 일측면 또는 타측면의 판 길이에 대한 상기 격자(130)의 길이 비는 0.2 이하인 것이 바람직하다. 도 1을 기준으로, 일측면 또는 타측면의 판 길이는 판의 수직방향 길이를 의미하고, 격자의 길이는 격자의 수평 방향 길이를 의미한다. The length ratio of the grating 130 to the plate length of the one side or the other side is preferably 0.2 or less. Referring to FIG. 1, the plate length of one side or the other side refers to the vertical length of the plate, and the length of the grating refers to the horizontal length of the grating.

상기 격자의 길이가 길어져서 상기 비가 0.2 초과인 경우에는 대류에 의한 열전달이 증가하여 단열 기능을 충분히 수행하지 못하며 중력 방향에 대한 설치 위치에 따라 성능이 달라지는 문제점이 있다. 이때 상기 격자의 길이는 10 내지 100 mm일 수 있다.If the ratio is longer than 0.2 because the length of the lattice is longer, heat transfer due to convection is increased, thereby insufficiently performing adiabatic function, and the performance varies depending on the installation position in the direction of gravity. In this case, the length of the grating may be 10 to 100 mm.

상기 격자(130)의 길이는 상기 일측면의 판(110)의 내측면으로부터 상기 타측면의 판(120)의 내측면까지의 길이와 상응하므로, 길이가 10 mm 미만인 경우 유체 층에 의한 단열이 되지 않아 저온 환경에서 단열을 충분히 수행하지 못하는 문제점이 있고, 길이가 100 mm 초과인 경우 기능성 전도체의 부피가 과도하게 커지고, 유체(150)를 충진하는 데에 어려움이 있을 수 있다.Since the length of the grating 130 corresponds to the length from the inner side of the plate 110 of the one side to the inner side of the plate 120 of the other side, if the length is less than 10 mm, insulation by the fluid layer is If not, there is a problem that the thermal insulation is not sufficiently performed in a low temperature environment, if the length is more than 100 mm, the volume of the functional conductor is excessively large, there may be a difficulty in filling the fluid 150.

본 발명의 일 실시 예에 따르는 기능성 전도체는 상기 일측면의 판(110), 타측면의 판(120) 및 격자(130)에 의해 형성되고, 상기 일측면의 판(110)의 내측면으로부터 타측면의 판(120)의 내측면 방향으로 열의 복사가 일어나는 밀폐된 공간(140)을 포함할 수 있으며, 상기 밀폐된 공간(140)에 충진되며 열의 대류 및 전도가 일어나는 유체(150)를 포함할 수 있다. Functional conductor according to an embodiment of the present invention is formed by the plate 110 of one side, the plate 120 and the grating 130 of the other side, the other side from the inner side of the plate 110 of the one side It may include an enclosed space 140 in which heat radiation occurs in the direction of the inner surface of the plate 120 of the side, and may include a fluid 150 filled in the enclosed space 140, the convection and conduction of heat occurs Can be.

상기 유체(150)는 대기, 헬륨, 질소 및 물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종일 수 있다. 보다 구체적으로, 유체(150)는 일반적인 대기 중의 환경에서 기능성 전도체로 사용을 하면 대기로 이루어지지만, 헬륨이나 질소 등 다른 가스 또는 물과 같은 액체를 충진하여 사용할 수 있다. 본 발명은 이를 특별히 한정하지 않는다.The fluid 150 may be one selected from the group consisting of air, helium, nitrogen, and water. More specifically, the fluid 150 is made of air when used as a functional conductor in a general air environment, but may be used by filling a liquid such as water or another gas such as helium or nitrogen. This invention does not specifically limit this.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체의 단위구조 구성요소의 열저항 다이어그램을 나타낸 그림이다.4 is a diagram showing a thermal resistance diagram of the unit structure components of the functional conductor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 유체(150)에서는 열의 전도 및 대류가 일어날 수 있다. 저온 환경에서는 상기 유체(150)의 열의 전도 및 대류, 상기 격자(130)의 열의 전도로 인해 단열기능을 수행하다가 갑작스러운 고온 환경에 노출될 경우 상기 일측면의 판(110)의 내측면으로부터 상기 타측면의 판(120)의 내측면으로의 복사 열전달이 주로 발생하여 방열기능을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 4, heat conduction and convection may occur in the fluid 150. In a low temperature environment, the heat conduction function is performed due to the conduction and convection of heat of the fluid 150 and the conduction of heat of the lattice 130, and then, when exposed to a sudden high temperature environment, the inner surface of the plate 110 of the one side may be Radiation heat transfer to the inner surface of the plate 120 on the other side mainly occurs to perform a heat dissipation function.

일반적인 전도체의 경우 열로부터 기기의 보호는 수행할 수 있으나, 방열이 요구되는 환경에서는 방열을 위한 추가적인 설비를 구비해야 한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능성 전도체는 자체적으로 기기의 보호와 시스템의 방열을 전환하게 되므로 추가 설비 비용을 절감할 수 있고, 신뢰도 높은 성능을 얻을 수 있다. In the case of common conductors, the protection of the device from heat may be carried out, but in environments where heat dissipation is required, additional provision for heat dissipation shall be provided. Functional conductor according to an embodiment of the present invention is to switch the protection of the device and the heat dissipation of the system by itself can reduce the additional equipment cost, it is possible to obtain a reliable performance.

본 발명의 일 실시 예에 따르는 기능성 전도체는 상기 일측면의 판(110) 및 상기 타측면의 판(120)의 내측면 및 외측면의 방사율을 조절하고, 상기 내측면의 노출 면적, 내측면 사이의 거리를 조절하여 복사 열전달을 조절할 수 있다. Functional conductor according to an embodiment of the present invention controls the emissivity of the inner and outer surfaces of the plate 110 and the plate 120 of the other side, between the exposed area, the inner surface of the inner side The radiant heat transfer can be controlled by adjusting the distance of.

또한, 상기 격자(130)의 소재, 단면적 및 두께를 조절하여 열의 전도를 조절할 수 있으며, 충진되는 유체(150)의 종류, 유체(150)층의 두께 및 길이를 조절하여 열의 대류 및 전도를 조절할 수 있다. 따라서, 원자로뿐만 아니라 온도에 따른 다른 특성이 요구되는 다양한 플랜트 환경에서 다방면으로 활용할 수 있는 장점이 있다. In addition, the conduction of heat can be controlled by adjusting the material, the cross-sectional area and the thickness of the grating 130, and the convection and conduction of heat is controlled by adjusting the type of fluid 150 and the thickness and length of the fluid 150 layer. Can be. Therefore, there is an advantage that can be utilized in various fields in a variety of plant environments that require different characteristics depending on the temperature as well as the reactor.

나아가, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 기능성 전도체는 전도체의 단위 구조를 열전달 방향과 수직하게 쌓아 전도체의 적용 면적을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 일측면의 판(110), 상기 타측면의 판(120)과 상기 격자(130)의 형상을 조절하여 곡면 구조에도 적용할 수 있다. 한편, 전도체의 단위 구조를 열전달 방향과 평행하게 쌓아 추가적인 단열 성능을 얻을 수 있다. 이때, 전도체 집합체의 성능은 그 특성상 단위 구조 개수에 정비례하지 않는다. 이는 열의 전도나 대류보다 복사 열전달의 영향을 많이 받아 온도에 따른 성능 변화 폭이 크기 때문이다. 하지만 본 발명에 따른 기능성 전도체의 성능은 단위구조의 온도에 따른 성능으로부터 예측할 수 있다.Furthermore, the functional conductor according to an embodiment of the present invention can increase the application area of the conductor by stacking the unit structure of the conductor perpendicular to the heat transfer direction. In addition, the shape of the plate 110 on one side, the plate 120 on the other side and the grating 130 may be applied to a curved structure. On the other hand, the unit structure of the conductor can be stacked in parallel with the heat transfer direction to obtain additional thermal insulation performance. At this time, the performance of the conductor assembly is not directly proportional to the number of unit structures due to its characteristics. This is due to the large change in performance with temperature due to the influence of radiant heat transfer rather than heat conduction or convection. However, the performance of the functional conductor according to the present invention can be predicted from the performance according to the temperature of the unit structure.

기능성 전도체의 제조 방법Method of making functional conductor

본 발명의 실시 예에 따르는 기능성 전도체의 제조 방법은, 일측면의 판(110)을 준비하는 단계(단계 1); 상기 일측면의 판(110)에 이격하여 타측면의 판(120)을 배치하는 단계(단계 2); 상기 일측면의 판(110)과 타측면의 판(120) 사이에 밀폐된 공간(140)을 형성하도록 격자(130)를 배치하는 단계(단계 3); 및 상기 밀폐된 공간(140)에 유체(150)를 충진시키는 단계(단계 4); 를 포함하는 것을 특징으로 하여 단위구조를 형성한다. Method for producing a functional conductor according to an embodiment of the present invention, preparing a plate 110 of one side (step 1); Disposing the plate 120 on the other side and spaced apart from the plate 110 on the one side (step 2); Disposing a grid (130) to form a closed space (140) between the plate (110) on one side and the plate (120) on the other side; And filling the sealed space 140 with the fluid 150 (step 4). It characterized in that it comprises a unit structure.

또한, 상기 일측면의 판(110) 및 타측면의 판(120)의 내측면의 방사율은 0.65 내지 0.95가 되도록 조절하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 일측면의 판(110) 및 타측면의 판(120)의 외측면의 방사율은 0.65 내지 0.95가 되도록 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the emissivity of the inner surface of the plate 110 of the one side and the plate 120 of the other side may further include adjusting to be 0.65 to 0.95, the plate 110 and the other side of the one side Emissivity of the outer surface of the plate 120 may further comprise adjusting to be 0.65 to 0.95.

상기 일측면의 판(110) 및 타측면의 판(120)의 내측면 및 외측면의 방사율(ε)은 0.65내지 0.95가 되도록 조절하기 위해 표면에 페인트를 바르거나 방사율이 높은 소재의 분말 스프레이, 예를 들어 흑연 스프레이를 도포할 수 있다. 방사율이 0.65미만인 경우 복사 열전달이 충분히 일어나지 않아 고온 환경에서 방사가 충분히 이루어지지 않는 문제점이 있고, 0.95초과인 경우 저온 환경에서도 복사가 필요 이상으로 일어나게 되어 단열 기능을 충분히 수행하지 못하게 되는 문제점이 있다. 특히 외측면의 방사율은 전도체와 보호 대상인 구조물이 빈틈없이 밀착되어 있을 때에는 열이 대부분 전도되어 무관하나, 열원 혹은 보호 대상인 구조물과 전도체가 이격되어 있을 때는 외측면 방사율이 0.8 이상이면 이격 구간에서 예상치 못한 온도의 급격한 구배를 방지할 수 있는 장점이 있다. Emissivity (ε) of the inner surface and the outer surface of the plate 110 and the plate 120 of the other side is adjusted to be 0.65 to 0.95 to apply a paint on the surface or powder spray of high emissivity material, For example, graphite spray can be applied. If the emissivity is less than 0.65 radiant heat transfer does not occur sufficiently there is a problem that the radiation is not made sufficiently in a high temperature environment, in the case of more than 0.95 there is a problem that the radiation occurs more than necessary even in a low temperature environment it is not enough to perform the insulation function. In particular, the emissivity of the outer surface is irrelevant to most of the heat conduction when the conductor and the structure to be protected are closely contacted, but when the outer surface emissivity is 0.8 or more when the structure is separated from the heat source or the conductor, it is unexpected in the spaced interval. There is an advantage that can prevent a sudden gradient of temperature.

상기 단계 1 및 단계 2를 포함하여, 상기 일측면의 판(110)의 내측면으로부터 상기 타측면의 판(120)의 내측면 방향으로 열의 복사가 일어 날 수 있다. 또한, 상기 단계 3 및 단계 4를 포함하여 상기 격자(130)에서는 열의 전도가 일어날 수 있고, 상기 유체(150)에서는 열의 대류 및 전도가 일어나 전도체로써 기능을 수행할 수 있다. Including the steps 1 and 2, heat radiation may occur from the inner surface of the plate 110 of one side to the inner surface of the plate 120 of the other side. In addition, heat conduction may occur in the grating 130 including the steps 3 and 4, and convection and conduction of heat may occur in the fluid 150 to perform a function as a conductor.

본 발명의 일 실시 예에 따르는 기능성 전도체의 제조방법에서, 상기 일측면 또는 타측면의 판 길이에 대한 상기 격자(130)의 길이 비는 0.2 이하가 되도록 조절될 수 있다. 도 1을 기준으로, 일측면 또는 타측면의 판 길이는 판의 수직방향 길이를 의미하고, 격자의 길이는 격자의 수평 방향 길이를 의미한다. 상기 격자의 길이가 길어져서 상기 비가 0.2 초과인 경우에는 대류에 의한 열전달이 증가하여 단열 기능을 충분히 수행하지 못하며 중력 방향에 대한 설치 위치에 따라 성능이 달라지는 문제점이 있다. 이때 상기 격자의 길이는 10 내지 100 mm일 수 있다.In the method of manufacturing a functional conductor according to an embodiment of the present invention, the length ratio of the grating 130 to the length of the plate on one side or the other side may be adjusted to be 0.2 or less. Referring to FIG. 1, the plate length of one side or the other side refers to the vertical length of the plate, and the length of the grating refers to the horizontal length of the grating. If the ratio is longer than 0.2 because the length of the lattice is longer, heat transfer due to convection is increased, thereby insufficiently performing adiabatic function, and the performance varies depending on the installation position in the direction of gravity. In this case, the length of the grating may be 10 to 100 mm.

상기 격자(130)의 길이는 상기 일측면의 판(110)의 내측면으로부터 상기 타측면의 판(120)의 내측면까지의 길이와 상응하므로, 길이가 10 mm 미만인 경우 유체 층이 저온 환경에서 단열을 충분히 수행하지 못하는 문제점이 있고, 길이가 100 mm 초과인 경우 기능성 전도체의 부피가 과도하게 커지고, 유체(150)를 충진하는 데에 어려움이 있을 수 있다. Since the length of the grating 130 corresponds to the length from the inner surface of the plate 110 on one side to the inner surface of the plate 120 on the other side, when the length is less than 10 mm, the fluid layer is in a low temperature environment. There is a problem that the insulation is not sufficiently performed, if the length is more than 100 mm, the volume of the functional conductor is excessively large, there may be a difficulty in filling the fluid 150.

본 발명의 일 실시 예를 따르는 기능성 전도체의 제조 방법에서, 상기 일측면의 판(110) 및 타측면의 형상은 다각형, 특히 직사각형일 수 있다. 또한, 상기 단위구조를 복수개 조합하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a functional conductor according to an embodiment of the present invention, the shape of the plate 110 and the other side of one side may be a polygon, in particular rectangular. The method may further include combining a plurality of the unit structures.

상기 단계 1 내지 단계 4로 형성된 단위구조를 상하 좌우로 쌓아 반복적으로 모여 하나의 단열 집합체를 형성할 수 있는데, 단위구조의 형상은 일반적으로 직육면체의 형상이 성능 측정을 위해서 유리하나, 구조 건전성이나 전체 성능 향상을 위해 벌집이나 축구공과 같이 다면체의 형상을 가질 수도 있다. 본 발명은 이를 특별히 한정하지 않는다. The unit structure formed by the above steps 1 to 4 can be piled up and down and left and right repeatedly to form a single heat insulation assembly. The unit structure is generally a rectangular parallelepiped shape for the performance measurement, but the structural integrity or overall To improve performance, you can have a polyhedron, such as a honeycomb or a soccer ball. This invention does not specifically limit this.

본 발명의 일 실시 예에 따르는 기능성 전도체의 제조방법은, 상기 단계 4에서 상기 유체(150)는 대기, 헬륨, 질소 및 물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종일 수 있다. 보다 구체적으로, 유체(150)는 일반적인 대기 중의 환경에서 기능성 전도체로 사용을 하면 대기로 충진되지만, 헬륨이나 질소 등 다른 가스 또는 물과 같은 액체를 충진할 수 있다. 다만, 열전도도가 낮은 유체를 사용하는 경우 단열과 방열 사이의 성능 전환이 극대화되므로, 열전도도가 낮은 유체를 사용하는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a functional conductor according to an embodiment of the present invention, in step 4, the fluid 150 may be one selected from the group consisting of air, helium, nitrogen, and water. More specifically, the fluid 150 is filled with the atmosphere when used as a functional conductor in a general atmospheric environment, but may be filled with other gases such as helium or nitrogen, or liquid such as water. However, when using a fluid with low thermal conductivity, it is preferable to use a fluid with low thermal conductivity because the performance conversion between heat insulation and heat dissipation is maximized.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. Accordingly, various forms of substitution, modification, and alteration may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, which are also within the scope of the present invention. something to do.

<실시예 1 내지 7><Examples 1 to 7>

표 1과 같이 규격을 변경시키면서 기능성 전도체를 상용 전산 유체 해석 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션을 수행하여 열전도도를 얻었다.The functional conductors were simulated using commercial computational fluid analysis software while changing specifications as shown in Table 1 to obtain thermal conductivity.

일측면과 타측면의 판은 SS 316 소재를 모사하였고 각 판의 내측 및 외측의 방사율은 0.8이었다. 서로 이격되어 배치되는 일측면의 판과 타측면의 판 사이에 배치되고 일측면의 판과 타측면의 판 사이에서 밀폐된 공간을 형성하도록 하는 직사각형의 격자로는 세라믹인 Lumiboard L-14Z를 이용하였다. 격자의 열전도도는 0.14 W/m·K였다. 상기 밀폐된 공간에는 공기(대기)가 유체로 충진되었다.The plates on one side and the other side simulated SS 316 material and the emissivity of the inside and outside of each plate was 0.8. As a rectangular grating disposed between the plate on one side and the plate on the other side spaced apart from each other and forming a closed space between the plate on the one side and the plate on the other side, a ceramic Lumiboard L-14Z was used. . The thermal conductivity of the lattice was 0.14 W / m · K. The enclosed space was filled with air (atmosphere) with fluid.

일측면의 판 및 타측면의 판 두께
(mm)
Plate thickness on one side and plate thickness on the other side
(mm)
내측면 사이 거리
(mm)
Distance between medial faces
(mm)
내측면 노출 면적
(mm2)
Medial surface area
(mm 2 )
열전도도
(W/m·K)
Thermal conductivity
(W / mK)
실시예 1Example 1 33 1919 576576 0.1350.135 실시예 2Example 2 33 1919 47614761 0.1610.161 실시예 3Example 3 33 1919 2073620736 0.1690.169 실시예 4Example 4 22 2121 47614761 0.1770.177 실시예 5Example 5 22 2121 50415041 0.18240.1824 실시예 6Example 6 1One 2323 50415041 0.20210.2021 실시예 7Example 7 1One 2323 2073620736 0.21260.2126

상기 표에 따르면, 실제로 판의 두께, 내측면 사이 거리, 내측면의 노출 면적을 조절함에 따라 기능성 전도체의 열전도도를 조절할 수 있음을 알 수 있다.According to the table, it can be seen that the thermal conductivity of the functional conductor can be adjusted by actually adjusting the thickness of the plate, the distance between the inner surface and the exposed area of the inner surface.

<실험예 1>Experimental Example 1

온도 변화에 따른 열전도도의 측정Measurement of thermal conductivity with temperature change

온도 변화에 따른 전도체의 열전도도를 확인하기 위하여 이하와 같은 실험을 수행하였다.In order to check the thermal conductivity of the conductor according to the temperature change, the following experiment was performed.

본 발명의 실시예 7에 따른 기능성 전도체를 대상으로 표준화된 보호열판법 기술 (ISO 3802, ASTM C177 기술 표준)을 사용하여 온도를 상승시키면서 열전도도를 측정하였고, 그 결과를 도 7에 나타내었고, 동일 그래프에 Kaowool사의 상용 1600 paper와 Lumiboard L-14Z의 판매사에서 제공하는 열전도도를 함께 나타내었다. 도 7에 따르면 본 발명에 따른 기능성 전도체는 상용 단열재에 비하여 열전도율이 온도 상승에 따라 급격히 상승하는 것을 알 수 있다. 구체적으로 상용 단열재들은 온도가 600 ℃이상으로 상승하여도 열전도도가 0.20 W/m·K 미만인 반면, 본 발명에 따른 실시예의 기능성 전도체는 예를 들어 약 200 ℃의 온도에서 이미 열전도도가 0.3 W/m·K을 초과하는 것을 알 수 있으며, 이를 통하여, 본 발명에 따른 기능성 전도체는 고온 환경, 예를 들어 사고 환경에서 방열 기능을 효과적으로 수행할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.The thermal conductivity of the functional conductor according to Example 7 of the present invention was measured using a standardized protective hotplate technique (ISO 3802, ASTM C177 technical standard) while increasing the temperature, and the results are shown in FIG. The same graph shows the thermal conductivity provided by Kaowool's commercial 1600 paper and Lumiboard L-14Z's sales company. According to Figure 7, the functional conductor according to the present invention can be seen that the thermal conductivity rapidly rises as the temperature rises compared to the commercial insulation. Specifically, commercial insulation materials have a thermal conductivity of less than 0.20 W / m · K even when the temperature rises above 600 ° C., while the functional conductor of the embodiment according to the present invention already has a thermal conductivity of 0.3 W, for example, at a temperature of about 200 ° C. It can be seen that exceeds / m · K, through which, it can be seen that the functional conductor according to the present invention can effectively perform the heat radiation function in a high temperature environment, for example, accident environment.

100: 기능성 전도체
110: 일측면의 판
120: 타측면의 판
130: 격자
140: 밀폐된 공간
150: 유체
100: functional conductor
110: plate on one side
120: plate on the other side
130: grid
140: closed space
150: fluid

Claims (17)

열의 전도가 일어나는 일측면의 판;
상기 일측면의 판에 이격하여 배치되고, 열의 전도가 일어나는 타측면의 판;
상기 일측면의 판과 타측면의 판 사이에 배치되고, 일측면의 판과 타측면의 판 사이에서 밀폐된 공간을 형성하며, 열의 전도가 일어나는 격자;
상기 일측면의 판, 타측면의 판 및 격자에 의해 형성되고, 상기 일측면의 판의 내측면으로부터 타측면의 판의 내측면 방향으로 열의 복사가 일어나는 밀폐된 공간; 및
상기 밀폐된 공간에 충진되며 열의 대류 및 전도가 일어나는 유체; 를 포함하는 단위구조를 포함하고,
상기 일측면의 판과 타측면의 판의 판의 내측면 및 외측면은 방사율이 0.8 내지 0.95가 되도록 처리되고,
발열체의 온도 환경에 따라 단열 또는 방열 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 기능성 전도체.
A plate on one side where heat conduction occurs;
A plate disposed on the other side of the plate and spaced apart from each other to generate heat;
A lattice disposed between the plate on one side and the plate on the other side, forming a closed space between the plate on one side and the plate on the other side, and conducting heat conduction;
An enclosed space formed by the plate on one side, the plate on the other side, and a lattice, wherein heat radiation is generated from the inner side of the plate on one side to the inner side of the plate on the other side; And
A fluid filled in the sealed space and conducting heat convection and conduction; Including a unit structure including,
The inner and outer surfaces of the plate of the one side and the plate of the plate of the other side is treated so that the emissivity is 0.8 to 0.95,
Functional conductor, characterized in that to perform the heat insulation or heat dissipation function according to the temperature environment of the heating element.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 일측면의 판 및 타측면의 판은 두께가 0.5mm 내지 5mm 이고, 재질은 금속인 기능성 전도체.
The method of claim 1,
The plate of one side and the plate of the other side is 0.5mm to 5mm in thickness, the material is a functional conductor.
제 1항에 있어서,
상기 격자는 열전도도가 0.1W/m·k 내지 1.0W/m·k 이고, 재질은 세라믹인 기능성 전도체.
The method of claim 1,
The grating has a thermal conductivity of 0.1 W / m · k to 1.0 W / m · k, and the material is ceramic.
제 1항에 있어서,
상기 일측면 또는 타측면의 판 길이에 대한 상기 격자의 길이 비는 0.2 이하인 기능성 전도체.
The method of claim 1,
Functional conductor of the lattice length to the plate length of the one side or the other side is 0.2 or less.
제 1항 있어서,
상기 일측면의 판 및 타측면의 판의 형상은 다각형인 기능성 전도체.
The method of claim 1,
The shape of the plate of one side and the plate of the other side is a functional conductor of the polygon.
제 7항에 있어서,
상기 다각형은 직사각형인 기능성 전도체.
The method of claim 7, wherein
Wherein said polygon is a rectangular functional conductor.
제 1항에 있어서,
상기 유체는 대기, 헬륨, 질소 및 물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종인 기능성 전도체.
The method of claim 1,
The fluid is one kind of functional conductor selected from the group consisting of air, helium, nitrogen, and water.
내측면 및 외측면을 처리하여 방사율이 0.8 내지 0.95인 일측면의 판을 준비하는 단계(단계 1);
내측면 및 외측면을 처리하여 방사율이 0.8 내지 0.95인 타측면의 판을 준비하여, 상기 일측면의 판에 이격하여 배치하는 단계(단계 2);
상기 일측면의 판과 타측면의 판 사이에 밀폐된 공간을 형성하도록 격자를 배치하는 단계(단계 3); 및
상기 밀폐된 공간에 유체를 충진시키는 단계(단계 4); 를 포함하는 것을 특징으로 하여 단위구조를 형성하는 발열체의 온도 환경에 따라 단열 또는 방열 기능을 수행하는 기능성 전도체의 제조방법.
Treating the inner and outer surfaces to prepare a plate of one side having an emissivity of 0.8 to 0.95 (step 1);
Treating the inner side and the outer side to prepare a plate of the other side having an emissivity of 0.8 to 0.95, and placing the plate apart from the plate of the one side (step 2);
Disposing a lattice to form a closed space between the plate on one side and the plate on the other side (step 3); And
Filling the sealed space with a fluid (step 4); Method for producing a functional conductor to perform a heat insulation or heat dissipation function according to the temperature environment of the heating element to form a unit structure comprising a.
제 10항에 있어서,
상기 단위구조를 복수개 조합하는 단계를 더 포함하는 기능성 전도체의 제조방법.
The method of claim 10,
The method of manufacturing a functional conductor further comprising the step of combining a plurality of the unit structure.
삭제delete 삭제delete 제 10항에 있어서,
상기 일측면 또는 타측면의 판 길이에 대한 상기 격자의 길이 비가 0.2 이하가 되도록 조절하는 기능성 전도체의 제조방법.
The method of claim 10,
The method of manufacturing a functional conductor to adjust so that the ratio of the length of the lattice to the plate length of the one side or the other side is 0.2 or less.
제 10항에 있어서,
상기 일측면의 판 및 타측면의 판의 형상은 다각형인 기능성 전도체의 제조방법.
The method of claim 10,
The shape of the plate of the one side and the plate of the other side is a method for producing a functional conductor is a polygon.
제 15항에 있어서,
상기 다각형은 직사각형인 기능성 전도체의 제조방법.
The method of claim 15,
Wherein the polygon is a rectangle.
제 10항에 있어서,
상기 단계 4에서 상기 유체는 대기, 헬륨, 질소 및 물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종인 기능성 전도체의 제조방법.
The method of claim 10,
The method of claim 4 wherein the fluid is one kind selected from the group consisting of air, helium, nitrogen and water.
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