NITE-SiC 테스트에서 고압 유동 오토클레이브의 기능은 무엇인가요? 원자로 조건 시뮬레이션

고압 유동 오토클레이브는 원자력 발전소 냉각수 루프 내의 극한 수열 환경을 재현하도록 설계된 중요한 시뮬레이션 플랫폼 역할을 합니다. 최대 330°C의 정밀한 온도와 최대 15MPa의 압력을 유지함으로써 연구원들은 실제 원자로의 위험 없이 NITE-SiC(원자력 혁신 기술 엔지니어링 - 탄화규소)를 현실적인 작동 조건에 노출시킬 수 있습니다.

이 장비의 주요 기능은 NITE-SiC 및 소결 첨가제가 시간이 지남에 따라 어떻게 저하되는지 정량화하는 것입니다. 특히 엄격하게 제어된 물 화학 조건에서 수열 부식 저항 및 침식률을 측정하여 이를 수행합니다.

극한의 원자로 조건 재현

물리적 매개변수의 정밀 제어

경수로(LWR)를 시뮬레이션하려면 오토클레이브는 극한의 물리적 상태를 유지해야 합니다. 테스트 용액을 330°C로 가열하면서 15MPa(약 150 bar)의 압력을 가합니다.

이 조합은 물이 액체 상태를 유지하지만 1차 냉각수 회로를 모방하는 데 필요한 높은 에너지를 갖도록 합니다.

물 화학 규제

열과 압력 외에도 물의 화학적 조성은 부식 테스트의 결정적인 요소입니다. 오토클레이브는 용존 수소(DH) 및 용존 산소(DO) 수준을 정확하게 제어할 수 있습니다.

이러한 매개변수는 환경의 산화 또는 환원 특성을 결정하며, 이는 재료 표면이 어떻게 반응하는지를 직접적으로 결정합니다.

NITE-SiC 내구성 평가

수열 부식 평가

탄화규소는 일반적으로 견고하지만, 경수로의 특정 환경은 수열 부식을 유발할 수 있습니다. 오토클레이브는 장기간 고온 냉각수에 노출되었을 때 NITE-SiC의 화학적 안정성을 테스트합니다.

침식률 측정

안전을 위한 중요한 지표는 "침식률"로, 재료 표면이 환경으로 손실되는 속도를 계산합니다. 오토클레이브 데이터는 시간이 지남에 따른 재료 손실의 기준선을 설정하여 NITE-SiC 부품의 서비스 수명을 예측하는 데 도움이 됩니다.

미세 구조 진화 분석

이 테스트는 표면 손실뿐만 아니라 재료 내부 깊숙한 곳의 변화를 조사합니다. 연구원들은 이러한 스트레스 요인 하에서 소결 첨가제와 SiC 매트릭스가 미세 수준에서 어떻게 진화하거나 저하되는지 분석합니다.

절충점 이해

장기 노출의 과제

단기 테스트는 스냅샷을 제공하지만, 정확한 시뮬레이션에는 시간이 필요합니다. 더 넓은 응용 분야에서 언급했듯이, 이러한 실험은 종종 500~8000시간의 연속 작동이 필요하여 느리게 작용하는 열화 메커니즘을 밝혀냅니다.

변수 격리

오토클레이브는 화학적 및 열적 스트레스 요인을 분리하는 데 뛰어나지만, 일반적으로 중성자 조사와 같은 다른 원자로 변수와는 분리합니다. 집중된 화학적 기준선을 제공하지만, 전체 원자로 물리학의 완전한 시뮬레이션이 아닌 더 넓은 자격 부여 전략의 일부로 이해해야 합니다.

프로젝트에 적용하는 방법

고압 유동 오토클레이브 테스트 데이터를 활용할 때 특정 엔지니어링 목표에 맞춰 분석을 조정하십시오.

• 주요 초점이 부품 수명인 경우: 침식률 데이터를 우선시하십시오. 이는 수년간의 서비스 동안 재료의 물리적 얇아짐과 직접적으로 관련이 있습니다.
• 주요 초점이 재료 제형인 경우: 미세 구조 진화, 특히 다양한 소결 첨가제가 용존 산소 수준에 어떻게 반응하는지에 집중하십시오.

이러한 수열 조건을 엄격하게 시뮬레이션함으로써 선택한 NITE-SiC 재료가 예측 가능한 신뢰성으로 원자로 핵의 공격적인 화학 작용을 견딜 수 있도록 보장합니다.

요약표:

매개변수	사양/측정	NITE-SiC 테스트에서의 목적
온도	최대 330°C	1차 냉각수 열 수준 모방
압력	최대 15 MPa	고에너지 상태에서 액체 상태 유지
화학	용존 H₂/O₂	부식 연구를 위한 산화환원 환경 제어
측정	침식률	시간 경과에 따른 재료 두께 손실 예측
기간	500 – 8,000 시간	느리게 작용하는 열화 메커니즘 밝혀냄

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참고문헌

1. Chad M. Parish, Yutai Katoh. Microstructure and hydrothermal corrosion behavior of NITE-SiC with various sintering additives in LWR coolant environments. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.11.033

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