A Study on the Buckling Characteristics of Spacer Grids in Pressurized Water Reactor Fuel Assembly

This study contains the static buckling tests and static buckling analyses for small size grids and full size grids. The buckling tests and finite element analyses were performed to evaluate the buckling characteristics of the spacer grids in a pressurized water reactor fuel assembly and to evaluate the possibility of the prediction lot the buckling strength of spacer grids. The buckling tests were performed for small size grids and full size grids, and the correlations between buckling strength and the number of straps and the correlations between buckling strength and the number of rows are derived based on the test results. The static buckling analyses were performed to identify the effect of the number of rows and the number of columns on the buckling strength of spacer grid by a finite element method using ANSYS program and the results were compared with the buckling test results.

경수로용 핵연료집합체 지지격자의 좌굴특성에 관한 연구

본 연구에서는 경수로용 핵연료집합체의 전체지지격자(Full Size Grid)와 부분지지격자(Small Size Grid)에 대한 정적 좌굴강도 실험과 전체 지지격자와 부분지지격자를 구성하는 지지격자판(Grid Strap)에 대한 정적 좌굴해석을 수행하여 지지격자의 좌굴특성을 분석하였으며, 분석결과를 이용하여 전체지지격자와 부분지지격자에 대한 좌굴하중값의 예측 가능성을 평가하였다. 좌굴강도 실험은 웨스팅하우스형 연료의 $17{\times}17$셀을 갖는 전체지지격자와 $1{\times}1,\;1{\times}2,\;1{\times}3,\;1{\times}4,\;1{\times}5,\;1{\times}17\;,2{\times}1,\;2{\times}2,\;2{\times}3,\;2{\times}9,\;2{\times}17,\;3{\times}17$ 등의 셀을 갖는 부분지지격자에 대하여 수행하였으며, 실험결과를 이용하여 지지격자의 좌굴강도와 지지격자의 행(rows)과 열(columns) 사이의 관계식을 제시하였다. 좌굴강도 해석은 범용 유한요소해석코드인 ANSYS를 이용하여 수행하였으며, 해석결과를 이용하여 지지격자의 좌굴특성을 분석하고 실험결과와 비교평가 하였다.