Boric acid has been widely used in primary water of pressurized water reactors (PWR) for homogeneous reactivity control. However, dissolving boric acid in primary water has unfavorable safety features; no immediate reactivity control, positive shift of moderator temperature coefficient, acidic and corrosive primary water, and axial offset anomaly (AOA). Due to unfavorable safety features by using boric acid in primary water, a soluble boronfree primary water system provides potential advantages. A pH control agent of soluble boron-free primary water is necessary because pure water becomes mildly acidic. Potassium hydroxide is regarded as a good pH control agent instead of lithium hydroxide. The steam generator tube with the largest surface area in the primary water system is readily exposed to corrosion. Therefore, a corrosion of steam generator tube is a major concern in the management of primary water chemistry. In this dissertation, the corrosion behavior of Alloy 690TT was investigated in soluble boron-free primary water using potassium hydroxide. Corrosion tests were performed for 100, 500, and 1000 hrs with varying pHT 6.9, 7.2, and 7.5. The characterization of oxide films was conducted by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and secondary ion mass spectrometry.
가압경수로 냉각수에 사용되는 붕산은 즉각적인 반응도 제어 불가, 양의 값으로 감속재 온도 계수 변화, 냉각수의 산성화로 인한 재료 부식 증가, 비정상출력분포와 같은 문제들을 일으킨다. 즉, 무붕산 가압경수로는 이 같은 문제들이 발생하지 않는 잠재적 이점들을 갖고 있다. 또한, 무붕산 가압경수로의 경우 1차수에 사용되는 수산화리튬을 다른 pH 조절제로 대체할 수 있다. 본 논문에서는 무붕산 가압경수로 냉각수 환경에서 수산화칼륨을 pH 조절제로 사용하여 Alloy 690TT의 부식 실험을 수행하였다. 최적화된 무붕산 냉각수 조건을 찾기 위해서 재료 부식 평가는 필수적이며 냉각수와 접촉면적이 가장 넓은 전열관 재료가 가장 큰 영향을 미친다. 가압경수로 냉각수를 모사할 수 있는 루프를 구축하고 냉각수의 일반적인 조건인 pHT 6.9, 7.2, 7.5에서 각각 최대 1000시간의 부식 실험을 진행하였으며 부식된 Alloy 690TT 시편은 100, 500, 1000시간 마다 획득하여 분석하였다. 부식 산화막 형성 및 특성은 주사전자현미경, 투과전지현미경, X-ray 회절, 라만 분광, 이차이온질량 분석으로 평가되었다. 본 논문에서 제시한 Alloy 690TT의 부식 거동은 향후 무붕산 가압경수로 개발시 냉각수 수화학관리에 기초자료로써 활용될 것으로 기대된다.
