Experimental Study on the Determination of Heat Transfer Coefficient for the KURT

In cases of high-level radioactive waste repositories, heat load is apparent by radioactive waste decay. The safety of a waste repository would be influenced by changing circumstances caused by heat transfer through rock. Thus, a ventilation system is necessary to secure the waste repository. The first priority for building an appropriate ventilation system is completing a computer simulation research with thermal rock properties and a heat transfer coefficient. In this study, the heat transfer coefficient in KURT was calculated using the measurement of inner circumstance factors that include dry bulb and wet bulb temperature, rock surface temperature, and barometric pressure. The heater that is 2 m in length and 5 kw in capacity heats the inside of rock in the research module by $90^{\circ}C$. As a result of determining the heat transfer coefficient in the heating section, the changes of heat transfer coefficient were found to be a maximum of 7.9%. The average heat transfer coefficient is approximately 4.533 w/$m^2{\cdot}K$.

KURT 내 열전달계수 결정에 관한 실험적 연구

고준위 방사성 폐기물 처분장의 경우 폐기물의 방사성 붕괴에 의해 발열 현상이 나타나게 되며, 암반을 통한 열전달에 의해 처분장 주변 환경이 변화됨으로써 처분장의 안전성에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 처분장의 안전성 확보를 위해선 적절한 처분장 내 환기장치가 필요하다. 적절한 환기시스템의 구축을 위해서는 암반 열물성치와 처분장 내 열전달계수의 산정을 통한 컴퓨터 시뮬레이션 연구가 핵심이라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 KAERI Underground Research Tunnel(이하 KURT) 내부 환경 인자(건습구온도, 암반표면온도, 대기압)들의 측정을 통해 열전달계수를 산정하는 것에 초점을 맞추었다. KURT 내부 우측 연구모듈의 막장 벽면에 길이 2 m, 용량 5 kw의 히터가 $90^{\circ}C$로 암반 내부를 가열하고 있는 히터구간의 열전달계수 산정 결과, 태양의 위치에 따른 처분장 외부 대기의 온도변화에 의해 열전달계수의 수치 변화가 최대 7.9% 발생하였으며, 평균 열전달계수 h는 약 4.533 W/$m^2{\cdot}K$의 수치를 나타내었다.