• 제목/요약/키워드: Enrichment Zoning

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$17\times{17}$ 국산 핵연료에의 다중농축도 개념 적용 (An Application of the Enrichment Zoning Concept to $17\times{17}$ KOFA)

  • 김강석;김재학;지성균;송재웅
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제26권3호
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    • pp.337-344
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    • 1994
  • 가압경수형 원자로의 노심장전모형 선정시 제약이 되는 집합체첨두 $F_{{\Delta}H}$$^{N}$ 을 감소시키기 위하여 다중농축도 개념을 적용하여 핵연료봉의 집합체내 출력분포를 평탄화함으로써 첨두봉출력을 감소시키는 방안에 대하여 연구하였다. 다중농축도 핵연료집합체란 기존 집합체의 단일 농축도핵연료봉을 이중농축도 핵연료봉으로 대체한 집합체를 말한다. 농축도의 차이를 변화시켜가며 적절한 배치에 의하여 핵연료봉의 집합체내 배치모형을 최적화 하였고, 이러한 다중농축도 핵연료 집합체에서 첨두봉출력의 감소를 가장 크게하는 농축도의 차이는 약 0.3~0.4w/o 일때가 가장 적절한 것으로 밝혀졌다. 다중농축도 핵연료 집합체의 노심에서의 효과를 알아보기 위하여 고리 4호기를 대상으로 8주기에서 평형주기까지 계산을 수행하였으며 그 결과 약 1.5%의 $F_{{\Delta}H}$$^{N}$ 감소효과를 얻을 수 있었다.

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Axial BP Zoning for the Soluble Boron Free Operation in Medium-Sized PWR

  • Kim, Jong-Chae;Kim, Myung-Hyun
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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    • pp.59-64
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    • 1996
  • Feasibility of soluble boron free operation for the medium-sized commercial reactors was investigated. Westinghouse advanced reactor, AP-600 was chosen as a design prototype. Design modification was applied for the assembly design with gadolinia burnable poison-high Gd enrichment and axial poison zoning. CASMO and NECTA-C code system checked axial offset and peaking factors as fuels burned up. A core with complex axial burnable poison zoning satisfied design goals - small excess reactivity for 18 month cycle. Therefore, critical bank positioning for three control rod banks was sought with ease. A.O. value and Fq value were kept within the safety limit.

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APPLICATION OF A GENETIC ALGORITHM FOR THE OPTIMIZATION OF ENRICHMENT ZONING AND GADOLINIA FUEL (UO2/Gd2O3) ROD DESIGNS IN OPR1000s

  • Kwon, Tae-Je;Kim, Jong-Kyung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제44권3호
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    • pp.273-282
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    • 2012
  • A new effective methodology for optimizing the enrichment of low-enriched zones as well as gadolinia fuel ($UO_2/Gd_2O_3$) rod designs in PLUS7 fuel assemblies was developed to minimize the maximum peak power in the core and to maximize the cycle lifetime. An automated link code was developed to integrate the genetic algorithm (GA) and the core design code package of ALPHA/PHOENIX-P/ANC and to generate and evaluate the candidates to be optimized efficiently through the integrated code package. This study introduces an optimization technique for the optimization of gadolinia fuel rod designs in order to effectively reduce the peak powers for a few hot assemblies simultaneously during the cycle. Coupled with the gadolinia optimization, the optimum enrichments were determined using the same automated code package. Applying this technique to the reference core of Ulchin Unit 4 Cycle 11, the gadolinia fuel rods in each hot assembly were optimized to different numbers and positions from their original designs, and the maximum peak power was decreased by 2.5%, while the independent optimization technique showed a decrease of 1.6% for the same fuel assembly. The lower enrichments at the fuel rods adjacent to the corner gap (CG), guide tube (GT), and instrumentation tube (IT) were optimized from the current 4.1, 4.1, 4.1 w/o to 4.65, 4.2, 4.2 w/o. The increase in the cycle lifetime achieved through this methodology was 5 effective full-power days (EFPD) on an ideal equilibrium cycle basis while keeping the peak power as low as 2.3% compared with the original design.

Nuclear Design Feasibility of the Soluble Boron Free PWR Core

  • Kim, Jong-Chae;Kim, Myung-Hyun;Lee, Un-Chul;Kim, Young-Jin
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제30권4호
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    • pp.342-352
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    • 1998
  • A nuclear design feasibility of soluble boron free(SBF core for the medium-sized(600MWe) PWR was investigated. The result conformed that soluble boron free operation could be performed by using current PWR proven technologies. Westinghouse advanced reactor, AP-600 was chosen as a design prototype. Design modification was applied for the assembly design with burnable poison and control rod absorber material. In order to control excess reactivity, large amount of gadolinia integral burnable poison rods were used and B4C was used as a control rod absorber material. For control of bottom shift axial power shape due to high temperature feedback in SBF core, axial zoning of burnable poison was applied to the fuel assemblies design. The combination of enrichment and rod number zoning for burnable poison could make an excess reactivity swing flat within around 1% and these also led effective control on axial power offset and peak pin power, The safety assessment of the designed core was peformed by the calculation of MTC, FTC and shutdown margin. MTC in designed SBF core was greater around 6 times than one of Ulchin unit 3&4. Utilization of enriched BIO(up to 50w1o) in B4C shutdown control rods provided enough shutdown margin as well as subcriticality at cold refueling condition.

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선박용 소형동력로의 노심 핵설계 (Nuclear Core Design for a Marine Small Power Reactor)

  • 최유선;김종채;김명현
    • 에너지공학
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    • 제5권2호
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    • pp.146-152
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    • 1996
  • 열출력 108MW$_{th}$ 급의 소형 원자로심을 설계하였다. 설계 제한 조건으로 2년의 재장전 주기, 무붕산 운전, 저출력 밀도를 채택하였고, 핵연료의 설계는 울진 3 & 4호기의 핵연료집합체 사양을 그대로 채택하였다. 노심 출력준위 제어는 제어봉만으로 가능하도록 하였으며, CASMO-3와 KINS-3를 통해 설계된 초기노심이 주기길이, 첨두계수, 감속재 온도계수, 출력계수 등의 설계 한계치를 만족하는지 확인하였다. 설계 결과, 한국형 표준원전 핵연료집합체를 장전하는 유조선급의 선박용 소형원자로를 무붕산 운전 조건으로 설계 가능함을 알 수 있었다. 단 가연성 독봉을 축방향으로 농축도를 달리하여 장전할 필요가 있으며, 독봉과 제어봉을 설계 한계까지 사용하여야 함을 알았다. 충분한 정지 반응도를 얻기위해 3개의 제어봉군 이외에 추가적인 정지제어봉군이 노심 외곽에 배치되는 안이 제기되었다.

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무주 수왕광산에서 산출되는 섬아연석의 황동석 병변에 관한 연구 (Chalcopyrite Disease in Sphalerite: A Case of the Soowang Ore Deposits in Muju, Republic of Korea)

  • 윤석태
    • 한국지구과학회지
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    • 제29권7호
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    • pp.551-558
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    • 2008
  • 수왕광상은 중생대 백악기 중기의 반상화강암이나 선캄브리아기의 소백산 편마암 복합체에 발달한 열극을 충진한 석영맥에서 산출된다. 광물 공생군에 대한 연구 결과 광화작용은 4차례에 걸쳐 일어났다. 섬아연석은 광화작용이 진행되는 동안 광화 I, II, III기에 각각 정출하였다. 현미경 관찰과 전자현미분석 결과 섬아연석에서 나타나는 황동석 점적과 황동석 병변은 광화 III기 초에 열수용액의 교대작용에 의하여 생성되었을 것으로 생각된다. 황동석 병변의 생성과정은 아래와 같다. (1) Fe가 풍부한 용액이 Fe가 결핍된 섬아연석의 가장자리나 틈을 통해 Fe부화 (2)광화 II기에 Fe가 결핍된 섬아연석에 황동석 점적을 형성하고 Cu를 함유한 용액에 의해 황동석 점적 주변의 섬아연석에 Fe 감소 (3)광화 III기 초에 황동석 병변을 형성하였다.

옥천변성대 북서부 계명산층 내 변성화성암류의 지구화학 및 지구연대학적 연구와 그 지구조적 의의 (Geochemical and Geochronological Studies on Metaigneous Rocks in the Gyemyeongsan Formation, Northwestern Okcheon Metamorphic Belt and their Tectonic Implication)

  • 박종길;김성원;오창환;김형식
    • 암석학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.155-169
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    • 2003
  • 옥천변성대의 북서부 충주지역에 분포하는 계명산층 내 변성화성암은 기존에 보고 된 동일 인근 지역 내 문주리층의 변성화성암에 비해 주성분 원소, 미량 원소 및 희토류 원소들이 넓은 성분범위를 나타내며 대륙내 열개환경에 따른 쌍모식 화성활동을 잘 반영하지 않는다. 그리고 문주리층 내의 변성화성암은 단일 마그마로부터 진화된 경향을 잘 보여주나 계명산층 내의 변성화성암은 다양한 마그마로부터 형성되었을 가능성이 높다. 계명산층의 산성 변성화산암의 지화학적 특징은 문주리층 내 산성 변성화산암과 비교할 때 Eu의 부(-) 이상정도가 작으나 LREE와 HREE의 경사의 기울기는 거의 비슷하다. 그리고 문주리층의 염기성 변성화성암이 Eu의 이상치를 보여주지 않는 반면 계명산층에서는 중간정도의 부(-)부터 정(+)까의 이상정도(0.59