• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권5호
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• pp.738-744
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• 2018

Fuel failure due to debris is a major cause of failure in pressurized water reactors. Fuel vendors have developed various filtering devices to reduce debris-induced failure and have evaluated filtering performance with their own test facilities and methods. Because of the different test facilities and methods, it is difficult to compare filtering performances objectively. This study presents an improved filtering test and an efficiency calculation method to fairly compare fuel-filtering efficiency regardless of the vendor's filtering features. To enhance the reliability of our evaluation, we established requirements for the test method and had a facility constructed according to the requirements. This article describes the debris specimens, the amount of debris, and the replicates for the proposed test method. A calculation method of comprehensive debris-filtering efficiency using a weighted mean is proposed. The test method was verified by repeated tests, and the tests were carried out using the PLUS7 and 17ACE7 test fuels to calculate the comprehensive debris-filtering efficiencies. The evaluation results revealed that the filtering performance of PLUS7 is better than that of 17ACE7. The proposed method can be used on any kind of debris-filtering devices and is appropriate for use as a standard.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.149-156
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• 2017

핵연료는 고도의 신뢰성과 안전성이 요구되는 구조물로서 손상유발 이물질이 유입되지 않도록 이물질여과 기구를 포함하고 있다. 핵연료의 이물질여과 성능은 건전성에 가장 중요한 영향 인자로 합리적이고 객관적으로 평가되어야 하는 지표이다. 본 연구에서는 표준 여과효율 성능지수를 수립하고자 가중평균을 이용하여 종합 이물질여과 효율 계산 방법을 제시하였다. 제안된 방법의 적합성을 확인하기 위해 대표 이물질 시편을 선정하고 이물질여과 실험을 통해 가중평균 여과 효율을 산술평균 여과 효율과 비교하였다. 가중평균법은 성능의 변별력을 강화하고자 이물질의 통과 가능 정도를 가중인자로 사용하였다. 부가적으로 이물질 시편의 크기와 여과 기구의 주요 치수에 따른 상용 핵연료의 여과 거동 분석을 수행하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2003년도 춘계학술발표대회 요약집
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• pp.261.1-261.1
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• 2003

• 한국세라믹학회지
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• 제41권7호
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• pp.518-527
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• 2004

본 연구에서는 다공성 알루미나 기판의 기공 형상 개질을 통해서 필터의 집진 효율, 성능 및 내구성 향상을 위한 공정에 대해서 다루었다. 탄화규소 휘스커를 통한 기공 개질을 위해서 모재의 표면뿐만 아니라 기공 내부에까지 균일한 탄화규소 휘스커를 얻고자 화학 기상 침착법(Chemical Vapor Infiltration： CVI)을 사용하여 실험을 진행하였다. 실험결과 증착 온도와 증착 위치 및 입력 기체비와 같은 공정 조건의 변화에 따라 증착 경향에 확연한 차이를 나타내는 것을 알 수 있다. 다시 말해 첫째, 시편의 관찰 위치가 표면에서 내부로 들어갈수록 “반응 기체의 고갈 효과”로 인해 휘스커가 점점 세선화 되는 것을 볼 수 있으며 두 번째로 증착 온도에 따라서 debris, whisker, film등과 같이 증착물의 형상이 변화하게 된다. 이러한 형상의 변화는 여러 가지 물성의 변화를 가져오게 되는데 그 중에서, film이 증착 되는 경우에는 기판의 강도가 박 115.7% 가량 현저하게 증가하는 반면에 비표면적과 기체 투과율은 감소하게 되지만, 휘스커의 경우에는 강도가 95%, 비표면적은 33.5% 정도가 증가하며 기체 투과율 감소를 최소화 할 수 있다. 따라서 다공성 알루미나 기판 내부 기공에 휘스커를 증착 하면 필터로 인한 압력 저하를 최소화하면서 기공의 크기보다 작은 미세 분진들을 걸러 낼 수 있게 되므로 차세대 필터 재료로 기대된다.