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본 한국원자력연구원에서는 국제열핵융합실험로(ITER)의 일차벽을 개발하기 위해 그라파이트 히터를 이용한 고열부하 시험 시설 KoHLT-1(Korea Heat Load Test facility-1)을 구축하였으며, 현재 정상적으로 가동되고 있다. KoHLT-1의 주목적은 Be-CuCrZr-SS의 이종 금속이 HIP 방법에 의해 접합된 ITER 일차벽 mockup의 접합 건전성을 확인하는데 있다. KoHLT-1은 판형 그라파이트 히터, 냉각 jacket이 부착된 상자형 시험용기, 직류 전원, 냉각계통, He 기체 공급계통과 각종 진단계통으로 구성되어 있으며, 이 모든 시설은 Be 처리가 가능한 특수 정화계통이 설치된 실험실에 설치되었다. 그라파이트 히터는 두 개의 시험 대상물 사이에 설치되며, 시험대상물과의 거리는 2~3 mm이다. 시험 대상물의 크기와 요구되는 열유속에 따라 여러 가지의 그라파이트 히터를 설계, 제작하였으며, 전기 저항은 고온 운전 중에 0.2~0.5 Ω이 되도록 하였다. 히터는 100 V/400 A의 직류전원에 연결되어 있으며, PC와 multi function module로 구성된 전류 조정계통에 의해 미리 프로그램되어 있는 패턴으로 전류를 자동 조절하게 된다. 두 시험대상물에 인가되는 열유속은 calorimetry법에 의해 냉각수의 입, 출구 온도와 유량을 측정하여 얻게 된다. 여러 가지 형태의 ITER 일차벽 Be mockups에 대해 고열부하 시험을 수행하였으며, 시험을 통하여 KoHLT-1 고열부하 시험 시설의 성능이 확인되었고, 24시간 이상의 연속 운전에 있어서도 그 신뢰성이 입증되었다.

A high heat flux test facility using a graphite heating panel was constructed and is presently in operation at Korea Atomic Energy Research Institute, which is called KoHLT-1. Its major purpose is to carry out a thermal cycle test to verify the integrity of a HIP (hot isostatic pressing) bonded Be mockups which were fabricated for developing HIP joining technology to bond different metals, i.e., Be-to-CuCrZr and CuCrZr-to-SS316L, for the ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) first wall. The KoHLT-1 consists of a graphite heating panel, a box-type test chamber with water-cooling jackets, an electrical DC power supply, a water-cooling system, an evacuation system, an He gas system, and some diagnostics, which are equipped in an authorized laboratory with a special ventilation system for the Be treatment. The graphite heater is placed between two mockups, and the gap distance between the heater and the mockup is adjusted to 2~3 mm. We designed and fabricated several graphite heating panels to have various heating areas depending on the tested mockups, and to have the electrical resistances of 0.2~0.5 ohms during high temperature operation. The heater is connected to an electrical DC power supply of 100 V/400 A. The heat flux is easily controlled by the pre-programmed control system which consists of a personal computer and a multi function module. The heat fluxes on the two mockups are deduced from the flow rate and the coolant inlet/out temperatures by a calorimetric method. We have carried out the thermal cycle tests of various Be mockups, and the reliability of the KoHLT-1 for long time operation at a high heat flux was verified, and its broad applicability is promising.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
고분해능 XRD 분석에 의한 InAs/GaSb 응력초격자 구조의 성장 최적화 연구 김준오 ;신현욱 ;최정우 ;이상준 ;김창수 ;노삼규 pp.245-253

이리듐 합성물 기반의 인광 고분자 발광 소자 김성진 pp.254-258

단결정 산화아연 나노선의 기초 물성 연구 라현욱 ;리즈완 칸 ;김진태 ;여찬혁 ;임연호 pp.259-265

GaAs 기반 1300 nm 파장대역 InAs 양자점 레이저 다이오드의 발진 특성 김광웅 ;조남기 ;송진동 ;이정일 ;박정호 ;이유종 ;최원준 pp.266-271

원판형 분자 드래그펌프 다단 회전자에 대한 압력분포 측정 권명근 ;황영규 pp.272-280

X-선 광전자분광법을 이용한 MgO/Mg 표면에 증착된 Pd의 분석 태위승 ;서현욱 ;김광대 ;김영독 pp.281-287

확산펌프 기반의 BCl₃축전결합 플라즈마를 이용한 GaAs와 AlGaAs의 건식 식각 이성현 ;박주홍 ;노호섭 ;최경훈 ;송한정 ;조관식 ;이제원 pp.288-295

자기제한적 표면반응에 의한 ZnO 박막성장 및 기판온도에 따른 박막특성 이두형 ;권새롬 ;이석관 ;노승정 pp.296-301

쇼트키 장벽 관통 트랜지스터 구조를 적용한 실리콘 나노점 부유 게이트 비휘발성 메모리 특성 손대호 ;김은겸 ;김정호 ;이경수 ;임태경 ;안승만 ;원성환 ;석중현 ;홍완식 ; pp.302-309

다구찌 방법을 이용한 BGA 현상 공정용 수직 습식 장비의 공정 최적화 유선중 pp.310-317

핵융합로부품 시험을 위한 고열부하 시험시설 KoHLT-1 구축 배영덕 ;김석권 ;이동원 ;신희윤 ;홍봉근 pp.318-330

참고문헌 (17건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 http://www.iter.org/. 미소장
2 T. Hirai, K. Ezato, and P. Majerus, ITER Relevant High Heat Flux Testing on Plasma Facing Surfaces, Material Transactions 46 (2005) pp. 412-424. 미소장
3 M. Ulrickson, Plasma Facing Components, FESAC Development Path Meeting, January 13-14, 2003, San Diego, CA. 미소장
4 V. Barabash and P. Chappuis, “Specification for Manufacturing of First Wall Qualification Mockups,” ID: ITER_D_24KTBS v2.0, 2008. 미소장
5 O. Zlamal, “Testing Status-EU: BESTH Device,” ITER Blanket Progress Meeting, Prague, 03-06 June, 2008. 미소장
6 P. Majerus, R. Duwe, T. Hirai, W. Kühnlein, J. Linke, and M. Rödig, The New Electron Beam Test Facility JUDITHⅡ for High Heat Flux Experiments on Plasma Facing Components, Fusion Engineering and Design 75-79 (2005) pp. 365-369. 미소장
7 J. M. McDonald, T. J. Lutz, D. L. Youchison, F. J. Bauer, K. P. Troncosa, and R. E. Nygren, The Sandia Plasma Materials Test Facility in 2007, Fusion Engineering and Design 83 (2008) pp. 1087-1091. 미소장
8 이동원 외 7명, ITER 블랑켓 일차벽 접합법 검증을 위한 50×50 Be/Cu mockup의 고열부하 시험, KAERI/TR-3600/2008. 2008. 8. 미소장
9 이동원 외 7명, ITER 블랑켓 일차벽 접합법 검증을 위한 80×80×1 Be/Cu/SS mockup의 고열부하 시험, KAERI/TR-3606/2008. 2008. 11. 미소장
10 이동원 외 7명, ITER 블랑켓 일차벽 접합법 검증을 위한 80×80×3 Be/Cu/SS mockup의 고열부하 시험, KAERI/TR-3735/2009. 2009. 2. 미소장
11 K. Togawa, A. Higashiya, and T. Shintake, Graphite Heater Optimized for a Low-Emittance CeB6 Cathode, Proceedings of PAC07, Albuquerque, USA, pp. 1013-1015, 2007. 미소장
12 F. Zang and P. Chappuis, “Specification Heat Flux Test of First Wall Qualification Mockups,” ID: ITER_D_28322A v1.2, 2008. 미소장
13 J. P. Holman, Heat Transfer, McGraw-Hill Company, 1986, p. 402. 미소장
14 배영덕 외 4명, 핵융합로부품 시험을 위한 고열부하 시험시설 KoHLT-1 개발, KAERI/TR-3744/2009. 2009. 04. 미소장
15 D. L. Youchison, S. H. Goods, J. D. Puskar, W. A. DeLong, T. T. Martin, M. Narula, A. Ying, M. A. Ulrickson, T. J. Lutz, and J. M. McDonald, Thermal Fatigue Cycling of Be/Cu Joining Mock- ups, Fusion Engineering and Design 84 (2009) pp. 2008-2014. 미소장
16 Private communication with Wolfgang Lenarz in SGL Carbon Group, January 13, 2009. 미소장
17 대형 진공용기의 헬륨 누설검사 방법에 대한 고찰 소장

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