• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1998.05a
• /
• pp.175-180
• /
• 1998

중수로에 0.88 w/o 의 순환 핵연료를 사용하여 기존 중수로의 출력을 증강시키는 방안이 모색되었다. 기존 중수로와 양립하여야 하므로, 37봉 핵연료 다발과 CANFLEX 핵연료다발에 대한 격자 특성 계산과 노심 계산을 수행하였다. 열수력 여유도 증가와 고연소도 핵연료를 위하여 개발한 개량 핵연료 (CANFLEX)를 사용하면 원자로의 임계채널출력 (CCP)이 5 % 이상 증대하므로, 기존 원자로의 총 출력을 같은 열수력 한계 내에서 5 % 증가시킬 수 있다. 또한 개량 핵연료 다발에 순환우라늄을 사용하면 기존 월성 원자로의 구조 변화 없이 노심 출력분포의 재 분포에 의하여 15 % 까지 출력을 증강할 수 있다고 평가되었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1995.05a
• /
• pp.741-746
• /
• 1995

일체형원자로는 노심, 증기발생기, 가압기, 펌프 등 1차측 주기기들을 하나의 압력용기 안에 모두 포함하고 있고 또 1차측 냉각재가 원자로 안에서만 순환하므로 기존의 분리 형에 비해 구조특성상 상당히 다른 설계개념이 필요하다. 본 연구에서 개발중에 있는 일체형 열병합원자로에서 채택한 설계개념은, 먼저 증기발생기는 많은 수의 전열관들이 나사선처럼 노심지지원통을 감고 올라가는 일체형 관류식 나선형을 사용하였으며, CEDM은 지진하중과 같은 동적하중에 의한 영향을 최소화하기 위하여 원자로용기 외부로의 돌출부분을 최소화하는 설계개념을 채택하였다. 또한 가압기는 별도의 부품없이 원자로용기 헤드의 빈공간을 활용한 자기가압방식으로 대체하였고 냉각재 펑프는 Canned Motor Pump를 원자로벽에 직접 부착하는 개념을 사용하였다. 본 논문에서는 예비개념설계된 일체형 신형원자로의 기계구조설계상의 특징들을 설명하고 앞으로의 연구방향을 간략히 소개한다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1995.10a
• /
• pp.97-102
• /
• 1995

벨기에, 독일 및 프랑스를 비롯한 유럽의 여러 나라와 일본은 플루토늄을 혼합핵연료로 만들어 경수로에 부분적으로 장전하여 재순환시키는 방법에 대한 연구를 오래전부터 계속하여 현재는 이를 상용화하는 단계까지 왔다. 이전의 혼합핵연료의 경수로에의 이용이 핵연료 자원을 효과적으로 이용하는 측면이 중시되었으나, 최근에는 잉여 플루토늄 처리 및 혼합핵연료의 사용을 일부 원자로에 국한하는 목적으로 혼합핵연료를 노심 전체에 장전하여 사용하는 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 혼합핵연료를 가압경수로 노심 전체에 장전하는 개념에 대하여 플루토늄의 소모 및 노심의 핵특성 관점에서 검토하였다. 그 결과 기존의 가압경수로에 혼합핵연료로 전노심을 구성하여 연소시킬 경우 fissile 플루토늄 원소의 초기 장전량이 방출시에는 약 60% 수준으로, 플루토늄의 총량은 약 70% 수준으로 감소하고 있다. 기존의 경수로에 혼합핵연료를 전체적으로 장전하면 900 ㎿급 원자로 1기당 년간 약 1톤가량의 플루토늄이 소요되며, 이를 실현하기 위해서는 제어봉 계통의 추가 설치 및 붕산계통의 고붕산화 등의 설비의 변경과 핵특성 변화에 따른 안전성 분석 등이 필요할 것이다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1998.05a
• /
• pp.33-39
• /
• 1998

기존 가압형 경수로에서 전체 반응도가의 상당부분을 제어하고 있는 붕산수를 사용하지 않고 가연성독봉 및 쟤어봉을 확대 사용하는 전략으로 1300MWe급 차세대원자로(KNGR)를 대상으로 무붕산 노심 개념설계를 수행하였다. 가연성독봉으로는 기존 PYREX 독붕의 독물질을 농축한 농축 PYREX 독봉을 도입하여 주기초 반응도 제어효과 및 전 주기동안 평평한 잉여반응도 유지에 매우 효과적인 결과를 도출하였다. 또한, 무붕산 노심이 필연적으로 갖게되는 축방향 출력분포의 노심 하단부치중현상을 제어하기 위하여 부분장 제어봉(Part Length Control Red)을 보조적으로 사용, 매우 간단한 형태의 핵연료집합체 축방향 zoning 설계를 수행하였다. 부분장 제어봉의 사용으로 모든 핵연료집합체를 축방향으로 zoning 하지 않고도 축방향 출력분포를 효과적으로 제어할 수 있었다. 제어봉으로는 큼 제어봉가를 확보하기 위하여 B$_4$C를 재질로하는 Checkerboard 형태의 제어봉 설계를 수행하였고, 효과적인 제어봉 운영을 통하여 무붕산 노심의 잉여반응도 및 출력분포 제어가 가능하였으며 제어봉이 운전중에 상당부분 삽입될지라도 약 7%$\delta$p 의 충분한 운전정지 여유도를 확보할 수 있다는 가능성을 확인할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.23 no.3
• /
• pp.340-351
• /
• 1991

Experimental studies were conducted on a l/5.03 scale reactor flow model of the Yong-gwang Nuclear Units 3 and 4. The purpose of the flow model test was to estimate the hydraulic effect in the reactor vessel due to the relative size difference between the ABB-CE's System 80 and the YGN 3&4 reactors. The flow model was designed according to the principle of similarity. Obtained from the test were the core inlet flow distribution, the core exit pressure deviations, and the segmental and overall pressure losses across the flow path from the reactor vessel inlet to outlet nozzle. These data will be used to provide input data for the core thermal margin analysis and to verify the analytical hydraulic design method.

• Journal of the KSME
• /
• v.33 no.5
• /
• pp.405-413
• /
• 1993

원자로용기의 노심대와 노즐의 압력 . 온도 곡선에 대한 배경 및 적용을 살펴보았다. 그러나 원 자로 용기의 실제 압력 . 온도 곡선은 노심대와 노즐 이외에도 플랜지, 수압 및 수밀시험, 노심 임계, 최저운전온도, 계기오차 등을 고려해야 한다. 이 글에서는 시간당 100.deg. F의 가열 및 냉 각에 대서만 고려하였으나 시간당 10.deg. F, 40.deg. F 등 다른 가열 및 냉각률에 대해서도 고 려하여야 한다. 따라서 원자로용기의 실제 압력 . 온도 곡선은 이 글에서 기술한 것보다 훨씬 복 잡하다. 그러나 어느 경우에라도 압력 . 온도 곡선을 구하는 기본적인 이론 및 방법은 이 글에서 기술한 내용에 기초를 두고 있다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1997.05a
• /
• pp.430-436
• /
• 1997

피동형 원자로에서 냉각수 펌프의 작동불능시나 계통 내의 강제 순환이 충분치 못할 경우, 냉각수와 분리된 비상 저온 고농축의 붕산수를 노심에 피동으로 주입시키고 자연 대류에 의한 잔열 제거가 이루어져야 한다. PIUS형 원자로나 SPWR형 원자로에서는 Honeycomb구조의 Density Lock을 사용하여 Shutdown 및 잔열 제거 기능을 수행하며 정상운전시에는Primary Coolant(고온, 저농축 붕산수)와 Pool Water(저온, 고농축 붕산수)를 분리하고 있다. Density Lock을 사용할 경우, 기동 운전이나 출력 변경과 같은 비정상 운전시 Density Lock을 통하여 노심으로 Pool Water가 유입될 수가 있다. 따라서 불필요한 Pool Water의 유입을 방지하고 피동형 원자로의 설계 개념을 만족시키며, 피동적으로 강제 순환으로부터 자연 순환으로의 경로를 열어 줄 수 있는 Hydraulic Valve에 대한 이론적 해석을 수행하여 실제 밸브를 제작하여 실험을 통해 이론과 비교하고 Valve의 특성곡선을 개발한다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1995.10a
• /
• pp.469-474
• /
• 1995

피동형 원자로에서 냉각수 펌프의 작동불능시나 계통내의 강제순환이 충분치 못할 경우, 냉각수와 분리된 비상저온 고농축의 붕산수를 노심에 피동으로 주입시키고 자연대류에 의한 잔열제거가 이루어져야 한다. PIUS형 원자로나 SPWR형 원자로에서는 Honeycomb구조의 Density Lock을 사용하여 Shutdown 및 잔열제거기능을 수행하며 정상운전시에는 Primary Coolant(고온, 저농축 붕산수)와 Pool Water(저온, 고농축 붕산수)를 분리하고 있다. Density Lock을 사용할 경우 기동운전이나 출력변경과 같은 비정상 운전시 Density Lock의 경계가 불안정하고 제어가 용이치 않으므로 Pool의 저온, 고농축 보론수가 Density Lock을 통하여 노심으로 유입될 수 있다. 따라서 불필요한 Pool Water의 유입을 방지하고 피동형 원자로의 설계개념을 만족시키며, 피동적으로 강제순환으로부터 자연순환으로의 경로를 열어줄 수 있는 Hydraulic Valve에 대한 이론적 해석을 수행하여 모델밸브의 주요변수와 제원을 결정하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1996.05b
• /
• pp.179-185
• /
• 1996

피동형 원자로에서 냉각수 펌프의 작동불능시나 계통 내의 강제 순환이 충분치 못할 경우, 냉각수와 분리된 비상저온 고농축의 붕산수를 노심에 피동으로 주입시키고 자연 대류에 의한 잔열 제거가 이루어져야 한다. PIUS형 원자로나 SPWR형 원자로에서는 Honeycomb구조의 Density Lock을 사용하여 Shutdown 및 잔열 제거 기능을 수행하며 정상운전시에는 Primary Coolant(고온, 저농축 붕산수)와 Pool Water(저온, 고농축 붕산수)를 분리하고 있다. Density Lock을 사용할 경우, 기동 운전이나 출력 변경과 같은 비정상 운전시 Density Lock을 통하여 노심으로 Pool Water가 유입될 수가 있다. 따라서 불필요한 Pool Water의 유입을 방지하고 피동형 원자로의 설계 개념을 만족시키며, 피동적으로 강제 순환으로부터 자연 순환으로의 경로를 열어 줄 수 있는 Hydrauric Valve에 대한 이론적 해석을 수행하여 실제 밸브를 제작하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 1995.05a
• /
• pp.117-122
• /
• 1995

원자력의 이용 분야 확대를 위하여 선박용 소형 동력로를 설계하였다. 본 연구에서는 다음의 제한 조건 및 설계 조건을 설정하여 핵적 개념 설계를 수행하였다. 노심의 부피는 국내 제작가능한 VLCC기종 유조선 기관실내에 배치 가능하도록 제한하였고, 선박의 정기 점검 기간에 맞춘 핵연료 재장전 주기 길이, 무붕산 노심 운전, 상용 가압경수로 보다 낮은 선출력과 출력 밀도, MUTSU호와 같은 1차 계통 열수력 조건, 등의 설계 조건을 설정하였다. 울진 3＆4의 핵연료 집합체의 길이만을 짧게 하여 사용하는 것에 대한 타당성 모색을 핵적 개념 설계 목표로 삼았다. 핵연료 집합체의 설계 및 반응단면적 생산은 CASMO-3 코트를, 노심 전체의 분석은 3차원 노달 코드인 KINS-3코트를 사용하였다. 개념 설계 결과, 노심 주기길이 690일을 달성할 수 있는 핵연료 집합체의 농축도와 갯수는 1.88%의 17개, 3.3%의 20개로 결정하였고, F$_{Q}$는 2.833이였고, 운전 상태에서의 감속재 온도 개수는 -24.8 pcm/$^{\circ}C$로 나타나서 한국형 원자로용 핵연료 집합체를 그대로 선박용 원자로에 사용 가능함을 볼 수 있었다.