수소를 대량으로 생산하기 위한 원자력수소생산시스템에서 공정열교환기(PHE)는 초고온가스로로 부터 생성된 초고온 열을 화학반응공정으로 전달하는 핵심기기이다. 한국원자력연구원에 구축되어 있는 소형 질소가스루프에서 Hastelloy-X로 제작된 소형 및 중형 PHE 시제품들에 대한 성능시험이 수행되고 있다. 그동안 PHE 시제품에 대한 거시적 고온구조해석은 용접 물성치의 부재로 인해 모재의 물성치만을 사용한 해석이 주로 수행되었으나 본 연구에서는 계장형 압입시험법으로부터 얻은 용접부 기계적 물성치를 이용하여 거시적 고온구조해석을 수행하고 그 결과를 비교, 분석하였다.
A process heat exchanger (PHE) in a nuclear hydrogen system is a key component that transfers the large amount of heat generated in a very high temperature reactor (VHTR) to a chemical reaction that yields a large quantity of hydrogen. A performance test on a small-scale and a medium-scale PHE prototype made of Hastelloy$^{(R)}$-X is being conducted on in a small-scale nitrogen gas loop at the Korea Atomic Energy Research Institute. Previous research on the macroscopic high-temperature structural analysis of PHE prototypes had been performed using base material properties owing to a lack of weld material properties. In this study, macroscopic high-temperature structural analyses considering the weld material properties were performed and the results were compared with those of a previous study.
