Abstract
Domestically developed concrete storage casks include an internal canister to maintain the confinement integrity of radio-active materials. In this study, we analyzed the depth of flaws caused by loads that propagate canister weld cracks under normal, off-normal and accident conditions, and evaluated the maximum allowable weld flaw depth needed to secure the structural integrity of the canister weld and to reduce the welding time of the internal canister lid of the concrete storage cask. Structural analyses for normal, off-normal and accident conditions were performed using the general-purpose finite element analysis program ABAQUS; the allowable flaw depth was assessed according to ASME B&PV Code Section XI. Evaluation results revealed an allowable canister weld flaw depth of 18.75 mm for the concrete storage cask, which satisfies the critical flaw depth recommended in NUREG-1536.
국내에서 개발중인 콘크리트 저장용기는 방사성 물질의 격납 건전성을 유지하기 위하여 내부에 캐니스터를 포함하고 있다. 본 논문에서는 콘크리트 저장용기 내부 캐니스터의 뚜껑 용접시, 용접시간 저감과 이에 따른 캐니스터 용접부의 구조적 건전성을 확보하기 위한 방안으로, 정상, 비정상 및 사고조건에서 캐니스터 용접부 균열을 진전시키는 하중에 의해 발생되는 균열 깊이를 분석하여, 용접부의 최대 허용결함깊이를 평가하였다. 정상, 비정상 및 사고조건에서의 구조해석은 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하였으며, 허용결함깊이는 ASME B&PV Code Section XI에 따라 막응력과 조합하중에 대해 평가하였다. 평가결과 콘크리트 저장용기의 캐니스터 용접부의 허용결함깊이는 18.75 mm로 평가되었으며, 이는 NUREG-1536에서 권고하고 있는 임계결함깊이를 만족하고 있는 것으로 나타났다.
