Study on the Quantitative Rod Internal Pressure Design Criterion

정량적인 핵연료봉 내압 설계기준에 관한 연구

The current rod internal pressure criterion permits fuel rods to operate with internal pressures in excess of system pressure only if internal overpressure does not cause the diametral gap enlargement. In this study, the generic allowable internal gas pressure not violating this criterion is estimated as a function of rod power. The results show that the generic allowable internal gas pressure decreases linearly with the increase of rod power. Application of the generic allowable internal gas pressure for the rod internal pressure design criterion will result in the simplication of the current design procedure for checking the diametral gap enlargement caused by internal overpressure because according to the current design procedure the cladding creepout rate should be compared with the fuel swelling rate at each axial node at each time step whenever internal pressure exceeds the system pressure.

핵연료봉 내압 설계기준에 의하면 핵연료봉 갭의 증가만 발생하지 않는다면 봉내압이 계통압력을 초과할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 봉내압 설계기준에 따른 정량적이고 보수적인 허용 봉내압을 봉출력의 함수로 생산하였는 바 허용 봉내압은 봉출력의 증가에 따라 감소하였다. 한편, 본 연구에서 구한 허용 봉내압을 봉내압 설계 기준으로 적용하면 핵연료봉 압력 검증을 위한 현행 설계절차를 단순화시킨다. 왜냐하면, 봉내압이 계통압력을 초과할 경우 각각의 주어진 시간 및 축 방향 지점에서 핵연료봉 갭 증가를 계산해야 하는 현행 설계절차가 불필요하기 때문이다.