고효율발전에 필요한 새로운 내열강기술

전문가 제언

○ 우리나라 발전소의 설비용량은 총 78,809,532kW이고 이중 화력발전은 67%를 차지한다. 화력발전의 증기터빈의 효율을 향상시키기 위하여 초임계압 발전이나 초초임계압 발전을 하고있다. 고압수증기가 통과되는 관류의 온도는 600~620℃, 압력 25MPa 정도이기 때문에 내열강이 사용되고 있으며, 특히 700℃ 초초임계압 보일러의 후보재료 선택은 중요한 과제이다.

○ 일반적으로 사용하는 내열강은 9Cr-1Mo-V-Nb, 12Cr-1Mo-V(HT9) 등이다. 초임계발전에 사용되고 있는 9~12%Cr 페라이트계 내열강은 어닐링, 템퍼링 열처리에 의하여 전위밀도가 높은 레스 및 불럭구조 중에 미세한 탄질화물을 석출시킨 템퍼링 마르탠자이트 조직에서 강화되며 복합재료와 같은 특징이 있다.

○ 0.05C-15Cr-1Mo-6W-0.2V-0.05Nb-3Co-0.04N(mass%) 강에 Ni를 2%까지 첨가하여 Ni첨가량 변화와 온도변화 및 열처리조건에 따라 샬피충격 실험하여 열처리후 노냉재료와 수냉재료의 특성을 보면, 노냉재료는 Ni 첨가량 1% 이하는 측정온도에 관계없이 충격치는 변하지 않으나 Ni 1~2%까지 첨가된 재료는 온도증가에 따라 충격치도 증가하는 현상을 보이는 특징이 있다.

○ 15Cr강은 Ni 첨가량 증가에 따라 연성취성천이온도(DBTT)값은 저하하고 Ni 2% 첨가 시에 약 50℃이다. 이 온도는 9Cr-1Mo-V-Nb나 12Cr-1Mo-V강의 DBTT는 약 100℃에 비하여 많이 낮은 온도이므로 수냉열처리와 Ni 첨가에 의하여 페라이트모상 15Cr강의 충격성을 향상시키는 특징이 있다.

○ 우리나라의 화력발전소에서도 항상 보일러 수벽관의 부식피로 균열 및 보일러 천정관 튜브의 열변형에 의해 용접부에 벤딩응력이 발생하는 등 고온 고압부에서는 문제가 있다. 따라서 화력발전용 내열강 뿐만 아니라 총발전량의 23.7%를 점유하고 있는 21기의 원자력 발전소용 내열강기술개발을 지속적으로 할 필요가 있다고 생각된다.

저자

Y.TODA, K.SAWADA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

81(8)

잡지명

金屬

과학기술
표준분류

재료

페이지

666~672

분석자

황*길

분석물

• 고효율발전에 필요한 새로운 내열강기술.pdf [237,021 byte]

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