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원자로 냉각계통 내 열전달 특성 향상을 위한 금속 표면처리용 대기압 저온 플라즈마 기술 연구
Atmospheric-pressure Plasma Treatment of Metal Surface for Heat Transfer Improvement by Enhancing Hydrophilic Properties in Nuclear Reactor Cooling System

  • 과제명

    원자로 냉각계통 내 열전달 특성 향상을 위한 금속 표면처리용 대기압 저온 플라즈마 기술 연구

  • 주관연구기관

    서울대학교
    Seoul National University

  • 연구책임자

    홍상희

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2010-03

  • 과제시작년도

    2008

  • 주관부처

    교육과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국과학재단
    Korea Science and Engineering Foundtion

  • 등록번호

    TRKO201000013147

  • 과제고유번호

    1345075247

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    ...


    - 원자로 냉각계통의 열전달 효율 개선은 발전 효율과 원전의 경제성 제고 등에 밀접하게 연관되어있어, 이를 향상시키기 위해서 새로운 노심 설계 및 계통 도입 등의 다양한 노력이 필요하다. 이러한 열교환 시스템 상의 연구와 더불어, ...

    - 원자로 냉각계통의 열전달 효율 개선은 발전 효율과 원전의 경제성 제고 등에 밀접하게 연관되어있어, 이를 향상시키기 위해서 새로운 노심 설계 및 계통 도입 등의 다양한 노력이 필요하다. 이러한 열교환 시스템 상의 연구와 더불어, 최근에는 친수화된 금속이 열전달 효율을 향상시킨다는 연구가 주목을 받으면서 이를 열역학적 현상과 연계하여 해석하려는 시도가 이루어지고 있다. 특히 친수화 처리는 금속의 임계 열유속(CHF, critical heat flux)을 높여 열전달 효율과 전력용 열기관의 최대 발전량을 향상시키는 효과를 기대할 수 있어, 원자로 연료봉 및 증기 발생장치 표면처리 등의 적용 가능성이 논의되고 있다. 그러나, 다양한 친수화 기술이 제안되고 있음에도 불구하고, 현재로서는 경제성과 대면적화 등의 문제로 산업적으로 활용은 어려운 실정이다.
    - 한편, ' 90년대 후반부터 재조명되고 있는 대기압 플라즈마 기술은 소재자체의 본질적인 성질을 유지하면서도 표면 특성만 바꾸어주는 기능성 처리를 통해 금속의 친수화가 가능하다. 이러한 대기압 플라즈마에 의한 금속 친수화 처리를 통해 원자로 냉각계통의 열전달 특성 향상에 적용하기 위해, 대기압 플라즈마원에 대한 이론적 해석, 진단 및 계측을 통한 플라즈마 특성 연구와 친수화 메커니즘에 대한 체계적인 이해에 바탕을 둔 실용적 연구가 필요하다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ...1
    2. 목차 ...2
    3. 평가용 최종보고서(단위과제용) ...3
    4. 1. 과제개요 ...3
    5. 2. 연구개발의 필요성 ...4
    6. 3. 국내외 기술개발 현황 ...5
    7. 4. 연구개발 목표 및 달성도 ...6
    8. 가. 최종 목표 ...6
    9. 나. ...
    1. 표지 ...1
    2. 목차 ...2
    3. 평가용 최종보고서(단위과제용) ...3
    4. 1. 과제개요 ...3
    5. 2. 연구개발의 필요성 ...4
    6. 3. 국내외 기술개발 현황 ...5
    7. 4. 연구개발 목표 및 달성도 ...6
    8. 가. 최종 목표 ...6
    9. 나. 세부연구목표 및 달성도 ...6
    10. 다. 세부연구목표별 주요연구내용 및 결과 ...7
    11. 라. 참여연구원별 연구활동 및 주요연구실적 ...12
    12. 마. 자체평가의견서 ...13
    13. 5. 연구개발결과 기대성과 및 활용방안 ...14
    14. 6. 연구성과 ...15
    15. 가. 총괄표 ...15
    16. 나. 세부목록 ...15
    17. 7. 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ...17
    18. 표지 ...19
    19. 목차 ...20
    20. 그림목차 ...22
    21. 표목차 ...24
    22. 제1장 연구개발과제의 개요 ...25
    23. 제1절 연구개발의 필요성 ...25
    24. 1. 기술적 측면 ...25
    25. 2. 경제.산업적 측면 ...26
    26. 제2절 연구개발 목표 및 내용 ...27
    27. 1. 연구개발의 최종목표 및 내용 ...27
    28. 2. 상세 연구목표 및 내용 ...27
    29. 제2장 국내외 기술개발 현황 ...28
    30. 제1절 기술 분야별 현황 ...28
    31. 1. 친수화 금속에 대한 열수력학적 특성 연구 ...28
    32. 2. 대기압 플라즈마 발생 연구 ...28
    33. 3. 대기압 플라즈마를 이용한 금속처리 연구 ...29
    34. 제2절 현기술상태의 취약성 및 향후 전망 ...30
    35. 1. 친수화 금속에 대한 열수력학적 특성 ...30
    36. 2. 대기압 플라즈마 발생 연구 ...30
    37. 3. 대기압 플라즈마를 이용한 금속처리 연구 ...30
    38. 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...31
    39. 제1절 대기압 플라즈마 발생장치 ...31
    40. 1. 플라즈마 발생장치의 개발 ...31
    41. 2. 플라즈마 발생장치의 구동 ...34
    42. 제2절 대기압 플라즈마 수치 해석 및 진단 ...35
    43. 1. 대기압 플라즈마 수치 해석 ...35
    44. 2. 대기압 플라즈마 진단 기법 ...38
    45. 3. 내부 조사형 플라즈마의 수치 해석 및 진단 결과 ...41
    46. 4. 외부 분사형 플라즈마의 수치 해석 및 진단 결과 ...57
    47. 제3절 대기압 플라즈마 금속 친수화 ...63
    48. 1. 금속 표면의 친수화 처리 및 분석 방법 ...63
    49. 2. 내부 조사형 플라즈마를 이용한 친수화 처리 금속 특성 ...66
    50. 3. 외부 분사형 플라즈마를 이용한 친수화 처리 금속 특성 ...78
    51. 4. 플라즈마를 이용한 금속 친수화의 메커니즘 ...82
    52. 제4절 기초 비등 실험 ...88
    53. 1. 비등 실험장치의 제작 ...88
    54. 2. 친수화 표면의 기포 비등 영향에 대한 이론적 해석 ...91
    55. 3. 플라즈마 처리 금속의 비등 실험 ...93
    56. 4. 플라즈마 친수화 처리된 금속의 임계 열유속 증진 메커니즘 ...96
    57. 제5절 결론 ...98
    58. 제4장 연구개발과정에서 수집한 과학기술 정보 ...101
    59. 부 록 ...103
  • 참고문헌

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