• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권3호
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• pp.401-414
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• 2013

HTR50S is a small modular reactor system based on HTGR. It is designed for a triad of applications to be implemented in successive stages. In the first stage, a base plant for heat and power is constructed of the fuel proven in JAEA's $950^{\circ}C$, 30MWt test reactor HTTR and a conventional steam turbine to minimize development risk. While the outlet temperature is lowered to $750^{\circ}C$ for the steam turbine, thermal power is raised to 50MWt by enabling 40% greater power density in 20% taller core than the HTTR. However the fuel temperature limit and reactor pressure vessel diameter are kept. In second stage, a new fuel that is currently under development at JAEA will allow the core outlet temperature to be raised to $900^{\circ}C$ for the purpose of demonstrating more efficient gas turbine power generation and high temperature heat supply. The third stage adds a demonstration of nuclear-heated hydrogen production by a thermochemical process. A licensing approach to coupling high temperature industrial process to nuclear reactor will be developed. The low initial risk and the high longer-term potential for performance expansion attract development of the HTR50S as a multipurpose industrial or distributed energy source.

• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.147-152
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• 2022

이 논문은 Type 4 압력용기 라이너의 회전 성형 시 내부온도 조건에 따른 저온 특성 평가에 관한 연구이다. 회전 성형의 경우 온도 조건에 따라 라이너의 성형성에 민감한 영향을 주기 때문에 사용 소재인 폴리아미드에 대한 온도 조건을 정확히 설정해야 한다. 라이너 소재인 폴리아미드(Polyamide)의 구조적 변화는 AFM(Atomic Force Microscope)으로 표면을 분석하였으며, DSC(Differential Scanning Calorimeter)로 결정화도를 측정하여 저온에서의 기계적 강도 값에 변화를 줄 것인지를 평가하였다. 또한, 라이너 내부의 황색도를 관찰하여 라이너의 성형성을 확인하였다. 그 결과, 내부온도의 용융 범위가 넓을수록 낮은 황색도를 나타냈으며, 저온에서의 연신율 및 충격 특성은 향상됐다. 또한, AFM과 DSC에 의해 폴리아미드의 구조가 균일하고 높은 결정화도를 가진 것을 확인하였다. 따라서, 이와 같은 실험 결과는 회전 성형 시 온도 조건의 변화가 저온에서의 물성 향상에 기여함을 입증했으며, 향후 기밀성 평가를 통해 실 제품으로의 적용성 검증이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.86-89
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• 2006

고온 특성이 매우 우수한 탄소섬유와 상대적으로 내열성능이 취약한 Epoxy수지로 구성된 CFRP재의 고온 환경 하에서의 인장강도 특성에 관한 실험적 및 해석적 연구가 수행되었다. 특히, CFRP재의 인장 강도특성에 결정적으로 작용하는 섬유와 Epoxy 수지와의 계면의 특성에 초점을 맞추었으며, 고온 환경하에서 점차적으로 저하되는 계면 강도의 변화가 CFRP재의 인장강도에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 이를 위해, Strand 인장 및 Short Beam 시험을 고온 환경 하에서 실시하였으며, Curtin-Takeda Model를 도입하여 이론해석을 실시하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권11호
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• pp.4348-4358
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• 2022

The thermal-hydraulics phenomena in a containment during an accident will necessarily include radiative heat transfer (i) within the gas mixture due to the high radiative absorption and emission of steam and (ii) between the gas mixture and the surrounding structures. The analysis of some previous PANDA experiments (PSI, Switzerland) demonstrated the importance of the proper modelling of radiation for the benefit of numerical simulations. These results together with dedicated scoping calculations conducted for the present experiments indicated that the radiative heat transfer is considerable, even for a very low amount of steam (≈2%). The H2P2 series conducted in the large-scale PANDA facility at the Paul-Scherrer-Institut (PSI) in the framework of the OECD/NEA HYMERES-2 project is intended to enhance the understanding of thermal radiation phenomena and to provide a benchmark for corresponding numerical simulations. Thus, the test matrix was tailored around the two opposite extremes: either gas compositions with small steam content such that radiative heat transfer phenomena can be neglected. Or gas mixtures containing larger amounts of steam, so that radiative heat transfer is expected to play a dominant role. The H2P2 series consists of 5 experiments designed to isolate the radiation phenomena from convective and diffusive effects as much as possible. One vessel with a diameter of 4 m and a height of 8 m was preconditioned with different mixtures of air / steam at room and elevated temperatures. This was followed by the build-up of a stable helium stratification at constant pressure in the upper part of the vessel. After that, helium was injected from the top into the vessel which leads to an increase of the vessel pressure and a corresponding elevation-dependent and transient rise of the gas temperature. It is shown that even the addition of small amounts of steam in the initial gas atmosphere considerably impacts the radiative heat transport throughout all phases of the experiments and markedly influences i) the monitored gas peak temperature, ii) the temperature history during the compression and iii) the following relaxation phase after the compression was stopped. These PANDA experiments are the first of its kind conducted in a large scale thermal-hydraulic facility.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권9호
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• pp.533-541
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• 2009

Materials used for a reactor pressure vessel(RPV) are required high strength and toughness, which determine the safety margin and life of a reactor. Ni-Mo-Cr low alloy steel shows better mechanical properties than existing RPV steels due to higher Ni and Cr contents compared to the existing RPV steels. The present study focuses on effects of Ni, Cr contents on the cleavage fracture toughness of Ni-Mo-Cr low alloy steels in the transition temperature region. The fracture toughness was characterized by a 3-point bend test of precracked Charpy V-notch(PCVN) specimens based on ASTM E1921-08. The test results indicated that the fracture toughness was considerably improved with an increase of Ni and Cr contents. Especially, control of Cr content was more effective in improving fracture toughness than manipulating Ni content, though Charpy impact toughness was changed more extensively by adjusting Ni content. These differences between changes in the fracture toughness and that in the impact toughness were derived from microstructural features, such as martensite lath size and carbide precipitation behavior.

• 한국분말재료학회지
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• 제21권6호
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• pp.434-440
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• 2014

Silicon carbide(SiC) layer is particularly important tri-isotropic (TRISO) coating layers because it acts as a miniature pressure vessel and a diffusion barrier to gaseous and metallic fission products in the TRISO coated particle. The high temperature deposition of SiC layer normally performed at $1500-1650^{\circ}C$ has a negative effect on the property of IPyC layer by increasing its anisotropy. To investigate the feasibility of lower temperature SiC deposition, the influence of deposition temperature on the property of SiC layer are examined in this study. While the SiC layer coated at $1500^{\circ}C$ obtains nearly stoichiometric composition, the composition of the SiC layer coated at $1300-1400^{\circ}C$ shows discrepancy from stoichiometric ratio(1:1). $3-7{\mu}m$ grain size of SiC layer coated at $1500^{\circ}C$ is decreased to sub-micrometer (< $1{\mu}m$) $-2{\mu}m$ grain size when coated at $1400^{\circ}C$, and further decreased to nano grain size when coated at $1300-1350^{\circ}C$. Moreover, the high density of SiC layer (${\geq}3.19g/cm^3$) which is easily obtained at $1500^{\circ}C$ coating is difficult to achieve at lower temperature owing to nano size pores. the density is remarkably decreased with decreasing SiC deposition temperature.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권2호
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• pp.250-256
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• 2013

휘발유는 온도 및 햇빛 노출 등의 저장환경에 따라 산화에 의해 유기산 및 중축합 고분자 물질(검질)이 생성되어 금속재료의 부식과 고무수지 등의 열화 및 연료공급 시스템의 축적물로 남아 차량 문제를 유발시킬 수 있다. 최근에 LPG와 휘발유 겸용 차량에서 장기간 사용하지 않은 휘발유가 차량문제를 유발하거나, 옥탄가가 비이상적으로 낮은 연료들이 출현하고 있지만 명확한 원인규명이 되지 않은 상황이다. 이에, 휘발유의 산화에 대한 명확한 규명을 통해 저장환경, 품질변화 추정 등 관리방안을 제시하고자 하였다. 휘발유의 산화특성 규명을 위해 현재 유통되고 있는 자동차용 휘발유와 향후 보급가능 바이오에탄올 혼합연료(바이오에탄올 10%)에 대해 저장용기(차량 연료탱크, 폴리에틸렌(PE) 재질 및 철재 용기) 별, 저장환경(햇빛 노출(옥상), 햇빛 비노출(창고)), 대기 중 공기노출 등에 대한 산화열화 영향을 산화가 일어나기 쉬운 여름철(6월~10월)에 18주간 저장평가하여 실제 품질기준 항목에 미치는 영향을 분석하였다. 폴리에틸렌(PE) 재질 용기의 경우 마개 틈 또는 표면으로의 고옥탄가 저비점 성분의 증발로 옥탄가의 품질기준이 벗어나는 경우가 있었다. 특히 햇빛 노출의 상태에서는 휘발유 산화와 저비점 성분의 증발로 옥탄가 및 증기압이 급격히 감소하였고, 검(gum)질도 과량 생성되었다. 바이오에탄올 혼합연료도 유사한 결과를 나타내었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제40권2호
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• pp.117-126
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• 2008

In this paper, a new reactor core design is proposed on the basis of a mixed core concept consisting of a thermal zone and a fast zone. The geometric structure of the fuel assembly of the thermal zone is similar to that of a conventional thermal supercritical water-cooled reactor(SCWR) core with two fuel pin rows between the moderator channels. In spite of the counter-current flow mode, the co-current flow mode is used to simplify the design of the reactor core and the fuel assembly. The water temperature at the exit of the thermal zone is much lower than the water temperature at the outlet of the pressure vessel. This lower temperature reduces the maximum cladding temperature of the thermal zone. Furthermore, due to the high velocity of the fast zone, a wider lattice can be used in the fuel assembly and the nonuniformity of the local heat transfer can be minimized. This mixed core, which combines the merits of some existing thermal SCWR cores and fast SCWR cores, is proposed for further detailed analysis.

• 청정기술
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• 제13권1호
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• pp.34-45
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• 2007

고지혈증 치료제로 잘 알려져 있는 난용성 약물인 심바스타틴(simvastatin)을 대상으로 디클로로메탄을 용매로 사용하고 초임계 이산화탄소를 역용매로 사용하는 초임계 역용매 재결정법에 의해 약물 미세입자를 제조할 때, 운전 조건을 설정하는데 활용될 수 있는 가이드 라인을 제공하기 위하여 simvastatin/디클로로메탄/초임계 이산화탄소 3성분계 혼합물의 상거동을 연구하였다. 가변부피 투시 셀이 장착된 고압 상평형 장치를 사용하여 여러 가지 조건에서 3성분계 혼합물의 구름점(cloud point)을 측정함으로서 디클로로메탄과 초임계 이산화탄소의 혼합용매에서 simvastatin의 용해도를 온도, 압력, 용매 조성의 함수로 결정하였다. 주어진 온도에서 Simvastatin 약물의 용해도는 디클로로메탄의 조성과 압력이 증가할수록 온도가 감소할수록 증가하였다. 상거동 데이터를 바탕으로 교반기가 설치된 실린더 모양의 고압 용기에서 초임계 역용매 재결정 공정을 이용하여 simvastatin 약물을 미세입자로 제조하는 연구를 수행하였다. 운전 조건인 압력 ($8{\sim}12\;MPa$), 온도(303.15 K, 313.15 K), 이산화탄소 공급 속도, 교반 속도 (최대 3,000 rpm)를 변화시키면서 simvastatin 미세입자를 제조함으로써 재결정되는 약물 입자의 크기와 모양에 미치는 공정 변수들의 영향을 관찰하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권2호
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• pp.257-264
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• 1994

원자력발전소 중대사고시 용융된 노심과 잔류냉각수가 증기폭발을 일으켜 원자로 격납용기의 건전성을 위협할 수 있다. 본 연구에서는 증기폭발을 모사할 수 있는 실험 장치를 제작하고, 물과 프레온을 사용하여 증기폭발실험을 수행하였다. 이때 고속카메라를 사용하여 폭발현상을 관측하였고, 동압측정기와 압력분출관을 이용하여 생성되는 폭발압력과 기계적인 에너지를 계측하였다. 이를 토대로 증기폭발의 중요인자들(물의 온도, 물의 주입속도, 물의 주입 시간, 그리고 냉매의 깊이)에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 그리고, 압력용기 바닥의 구조물이 용융/냉각재의 반응에 미치는 영향을 살펴보기위하여 실험용기 내부에 그리드를 설치하여 폭발실험을 실시하였다. 물/프레온의 폭발실험에서 계측된 기계적에너지를 이용한 에너지효율은 0.5∼l.6%인 것으로 계산되었다.