[논문자료] 증기발생기 열성능에 미치는 분산제 첨가효과

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원자력발전소 공급수를 통해 2차 계통으로 들어가는 부식생성물은 증기발생기와 이와 연계한 내부 표면에 부착하곤 한다. 이러한 침전물은 열전달을 방해하고, 튜브 받침을 차단하거나, 부식성 불순물 이 축적될 수 있는 틈새를 형성하기도 한다. 적절한 조치를 취하지 않으면, 응력부식 균열과 튜브 파손으로 이어질 수 있다. 절연성 스케일의 형성뿐 아니라 부식으로 인해 사용 중인 튜브를 제거할 경우 증기발생기 성능에 영향을 준다. 현재까지 증기발생기 내부 표면에 침전물 생성을 최소화하기 위한 방법으로 일반적으로 화학세정이나 고압세척이 사용된다.

 

이러한 방법들은 효과적이긴 하나, 비용부담이 크고 운전정지 기간연장 및 불완전한 세정 등의 모험을 감수해야 한다. 최근 이러한 방식을 보완할 목적으로 분산제 주입방식이 주목받고 있다. 이 방식은 증기발생기 표면에 부식생성물이 들어붙는 것을 방지하는 고분자 분산제를 온라인상에 투입하여 증기발생기 내부표면에 부식생성물의 침전의 최소화를 목적한다1).

 

논문 출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201118552488293

국내 가압경수로 원자력발전소 2차계통의 효율 적인 열성능 개선을 위해, 증기발생기 계통 부식억제용 고분자 분산제 PAA가 계통재질에 미치는 영향을 파악하기 위한 무게감소 시험, SEM 시험, 전 기화학 시험 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.

 

1) 탄소강 및 니켈 합금은, 고압반응기의 부식 환경에서 분산제가 첨가되지 않은 경우, 금속면에 산화물이 지속적으로 축적되어 산화막이 증가하며, 이로 인해 금속시편의 무게가 증가하는 현상이 발생하여, 열전달 효율이 감소하게 된다.

 

2) 분산제를 첨가한 경우, 부식 환경에서 형성된 산화막 일부가 분산제와 반응하여, 탈착 가능한 산화막을 생성한 후 탈착되어, 산화막 두께가 얇아 지는 현상이 일어난다.

 

3) 분산제가 첨가된 경우, 부정적인 산화막 성장이 저지되고, 균질하고 긍정적인 산화층이 얇게 형성되어, 금속의 산화가 진행되는 것을 방지하는 보호막 역할을 한다.

 

4) 동전위분극 시험결과, 분산제 PAA 화학성분에 의한 금속면 국부부식이 발생하지 않는 것으로 확인 되었다.

 

5) 고분자 분산제 사용으로, 금속시편의 산화막이 보호막 형태로 최소화되고 부식이 차단되기 때 문에, 원전 2차 계통 전열관 열전달계수가, 분산제를 사용되지 않는 경우와 1차수 이상 차이가 발생하므로, 증기발생기 열성능이 훨씬 우수해 지는 장점을 갖는다.

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대형 나노디스퍼져(NH시리즈)

고압분산기는 분산을 이용한 분산 및 균질장치로 액적의 분산, 균질, 에멀전, 세포벽 파괴 등에 사용됩니다. 사용 목적이나 용도, 적용분야에 따라 고압분산기, 중·대형분산기로 분류합니다. 나노 디스퍼져(Nano Disperser)는 'Nano Technology'와 분산기(균질기)의 'Disperser'의 약자로 당사의 초고압 분산(High Pressure Homogenizer, 초고압 균질)장비의 Brand Name입니다.

초고압 분산기 '나노 디스퍼져'는 Orifice Module의 원리를 이용한 Diacell에서 고압의 유체가 가속되어 발생하는 전단력(Shear)과 충격(Impact), 케비테이션(Cavitation) 작용이 수반되며 균질성 및 분산성이 좋은 제품이 만들어 집니다.

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