소개 : 안전한 에너지의 중추

가압 된 물 반응기 (pwr)에서 증기 발생기는 핵 코어와 2 차 터빈 시스템 사이의 임계 장벽으로서 기능한다. 이 거대한 열 교환기는 1 차 회로 열을 증기로 변환하여 전기 생산을 유도하는 동시에 압력 용기 및 방사선 방패 역할을합니다.

그들의 중요한 구성 요소 중 욕조 및 타이로드- 수천 개의 열 전달 튜브를 제자리에 고정하는 원조 조립품. 이러한 맥락에서, 물질적 실패는 비용이 많이 들지 않고 핵 안전 문제입니다.

그것이 이유입니다 합금 690 막대 현대 원자력 공학의 초석이되었습니다. 우수한 부식 저항, 기계적 강도 및 장기 신뢰성을 제공하여 핵 인프라 중심부의 오래된 합금을 대체하고 있습니다.

 

원자력 증기 발생기의 부식 도전

pwr 증기 발생기는 다음과 같이 작동합니다.

• 고압, 고온 조건 (최대 15 mpa 및 320 ° c)

• 초고 물 화학 불순물을 최소화합니다

• 공격적인 흐름 에어로 부식특히 틈새 근처

• 1 차 물 응력 부식 균열의 위험 (pwscc)특히 레거시 자료에서

응력 부식 균열은 다음과 같이 트리거됩니다.

1. 인장 응력 재료에 존재합니다

2. 부식제소량으로도 보호 필름이 침투합니다

3. 감수성 미세 구조 (감작 또는 위상 분리) 존재합니다

이전의 증기 생성기 합금 600 막대 및 지지대고통을 겪은 :

• 용접 및 열 영향 구역에서의 균열

• 단단한 형상에서의 틈새 부식

• 장기 열 분해

 

합금 소개 690 : 원자력 세기를 위해 설계되었습니다

합금 690 (uns n06690) a니켈-염소-아이언 합금 핵 환경에서 합금 600의 약점을 극복하기 위해 특별히 개발되었습니다.

구성:

• 니켈 (ni) : ~ 58%

• 크롬 (cr) : 27–31%

• 철 (fe) : 7–11%

• 추적 : ti, si, mn

주요 강점 :

• 높은 크롬 함량 pwscc에 대한 탁월한 저항을 제공합니다

• 안정적인 감마기 매트릭스, 높은 온도에서의 위상 변환 제한

• 저탄소 함량은 방지합니다 입자 경계에서의 감작

• 우수한 열 안정성 및 기계적 강도

오늘날 합금 690 막대는 표준입니다 교체 증기 발생기 (rsg) 전 세계적으로 다음에 사용됩니다.

• 욕조 타이로드

• 측면 튜브지지 플레이트

• 낮은지지 그리드로드

• 다웰 핀 및로드 베어링 커넥터

 

사례 연구 : 한국 원자력 발전소

한국의 주요 원자력 운영자는 pwr 유닛의 증기 발생기 구조를 개조하여 합금 600로드를 대체했습니다. 합금 690 막대 넥타이 구성 요소. 목표는 다음과 같습니다.

• 조기 균열을 제거하십시오

• 검사 빈도를 줄입니다

• 구성 요소 교체없이 운영 라이센스를 확장합니다

10 년에 걸친 결과 :

• pwscc 또는 표면 공격의 증거는 없습니다

• 기계적 검사가 보여 주었다 <2% 치수 편차

• 규제 승인 급유 중단 간격을 확장합니다

• 공장으로 이동할 수 있습니다 90 일 검사 간격 60 대신

공장 관리자는 다음과 같이 언급했습니다.

"alloy 690은 안전을 손상시키지 않고 검사 경계를 추진할 수있는 자신감을주었습니다."

 

pwscc 및 틈새 저항 : 합금 690이 어떻게 흡입되는지

합금 600의 응력 부식은 다음과 같습니다.

• 입자 경계 탄화물

• cr 및 ni의 국부 고갈 구역

• 용접이 불량한 후에도 영향을받는 구역

합금 690은 이것에 의해 저항합니다.

• 입자 간 감작을 방지하기 위해 저탄소 (<0.02%)를 사용합니다

• 유지 단상 감마 미세 구조 용접 중

• 형성 a 밀도가 높고 안정적인 크롬 산화 크롬 필름 일차 냉각수 화학 하에서조차도

열 순환 및 틈새 노출에서 :

• 최대 350 ° c의 부식 저항을 유지합니다

• 균열 개시없이 10+ 응력 사이클을 견딜 수 있습니다

• 지지 접촉 지점에서 현지화 된 가늘어지는 것을 피합니다

 

핵 응용 분야의 제조 및 qa

합금 690 막대가 만나야합니다 원자력 품질 보증 프로토콜 :

• 해결책이 어닐링되고 스트레스가 해제됩니다 곡물 안정성을 보장합니다

• 정밀 모반 단단한 공차 실 및 표면 마감재 (ra <0.4 μm)

• gtaw (tig)를 사용하여 용접 또는 합금 52 충전제 금속으로 전자 빔 용접

• 확인 초음파, 염료 침투제 및 와상 전류 ndt 기법

• 인증 당 asme iii, rcc-m 및 kepic 핵 코드

 

다른 튜브지지 합금과 비교

재산	합금 600	합금 800	이중 ss	합금 690
pwscc 저항	가난한	보통의	보통의	훌륭한
열 노화 안정성	가난한	보통의	좋은	훌륭한
틈새 부식 저항	보통의	보통의	좋은	훌륭한
규제 수락	거절	제한된	제한된	우선의
용접성 (핵 qa)	보통의	좋은	공정한	훌륭한
디자인 생활 (년)	10–20	20–25	~25	40+

 

고급 핵 시스템에서의 사용 확대

원자력이 진화함에 따라 모듈 식 및 고급 반응기, 합금 690의 역할 확장 :

• 작은 모듈 식 반응기 (smrs) : 소형 증기 발전기, 적분지 지지대

• 고온 가스 원자로 (htgrs) : 냉각수 호환성 산화

• 용융 소금 반응기 : 합금 690의 cr 함량은 할라이드 유발 부식에 대한 기본 저항성을 제공합니다.

• 퓨전 반응기 담요 : alloy 690은 헬륨 냉각 지원 시스템의 타이로드에 대한 검토 중입니다.

다목적 성과 입증 된 기록은 그것을 만듭니다 고지성 핵 어셈블리를위한 첫 번째 선택 물질.

 

결론 : 핵 신뢰, 구체화

원자력에서 가장 작은 균열은 가장 큰 결과를 초래할 수 있습니다. 증기 발생기 내부의 막대와 구조적 요소는 단순히지지하는 것이 아닙니다. 실패에 대한 장벽.

합금 690 막대는 조용한 수호자로 서 있습니다: 수십 년간의 열 응력, 방사선 노출 및 화학 공격을 타협하지 않고 견딜 수 있도록 설계했습니다.

차세대 원자로와 차세대 엔지니어의 경우합금 690은 안전, 강도 및 안정성을 의미합니다.