분산제를 이용한 원전 증기발생기 슬러지 제거방법 개선 연구

Abstract

The sludge in a steam generator is unavoidable product no matter how clean the feed water to steam generator is. As the sludge gets deposited more, the possibility of several troubles gets higher. To solve the problem, nuclear power plants have some methods. First, steam generator blow down system gets rid of the sludge continuously during normal operation. Also SG lancing and high temperature chemical cleaning are methods which are done during an overhaul. Unfortunately, blow down system and SG lancing are not evaluated as the best ways. High temperature chemical cleaning is also a good way to remove the sludge of steam generators but expensive and complicated. Removing the sludge of SG using dispersant has been used in fossil power plants for a long time. In case of nuclear power plants, dispersant could not be used because of sulfur it contained. Recently high quality dispersant has been developed and the result from some nuclear power plants says it is effective. This study was the first application of dispersant in Korean nuclear power plants. In the study, changes of water quality, differential pressure and thermal effectiveness have been estimated and application methods of other plants have been suggested.|원자력발전소 증기발생기 2차계통에서 고온, 고압의 용수가 연속적으로 높은 유속으로 순환하여 운전되기 때문에 고순수를 사용하고 최적으로 수질관리를 하더라도 구성기기 및 배관으로부터 철산물의 용출을 피할 수 없다. 증기발생기에서는 휘발성 화학약품과 순수한 수분만이 증발하고 고형물은 농축되기 때문에 증기발생기로 유입된 철산화물은 내부의 저유속 및 고온의 전열면에 슬러지 형태로 축적되어 침적된다. 슬러지 침적량이 증가하면 여러 가지 장해를 일으키기 때문에 현재는 일부 취출계통(Blow-down)으로 배출하고 있고 계획예방정비 기간에는 사후 처리법으로써 슬러지 랜싱과 화학세정을 실시하여 제거하고 있다.

고분자 분산제는 오래 전부터 보일러 및 증기발생 설비에서의 경도성분, 실리카, 철산화물 등의 스케일 부착을 방지하기 위해 사용해 오고 있었다. 하지만, 처리제에 함유된 황 등의 불순물 때문에 고순수를 사용하고 수질관리가 엄격한 원자력발전소 증기발생계통에서는 적용되지 못하였다. 최근 황(S) 이나 부식성 이온을 함유하지 않은 고순도 분산제가 개발됨에 따라 국외 원자력발전소를 중심으로 급수 계통 적용시 취출수(Blow-down)을 통한 증기발생기 내부 슬러지 저감 효과가 매우 우수한 것으로 보고 되었고, 2009년도에는 미국 전력연구기관(EPRI)에서 발행한 PWR 원전 증기발생기 2차계통 수화학 운영지침에 분산제 처리기술을 표준 기술로써 포함시키고 있다.

본 연구는 국내 PWR 원전에 적합한 분산제 처리기술의 성능, 수질영향 검토 및 현장 적용을 위해 착수되었으며, 연구 기간에 대상 발전소 계통 조사, 분산제 적용 전후 슬러지 배출거동 조사 등이 수행되었다. 본 연구를 통해 국내원전에 분산제 가 확대 적용되어 증기발생기 내부 슬러지 제거에 대한 새로운 출발점이 될 수 있길 기대한다.