• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권3호
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• pp.356-367
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• 2018

A series of tests dedicated to station blackout (SBO) accident scenarios have been recently performed at the $Prim{\ddot{a}}rkreislauf-Versuchsanlage$ (primary coolant loop test facility; PKL) facility in the framework of the OECD/NEA PKL-3 project. These investigations address current safety issues related to beyond design basis accident transients with significant core heat up. This work presents a detailed analysis using the best estimate thermal-hydraulic code TRACE (v5.0 Patch4) of different SBO scenarios conducted at the PKL facility; failures of high- and low-pressure safety injection systems together with steam generator (SG) feedwater supply are considered, thus calling for adequate accident management actions and timely implementation of alternative emergency cooling procedures to prevent core meltdown. The presented analysis evaluates the capability of the applied TRACE model of the PKL facility to correctly capture the sequences of events in the different SBO scenarios, namely the SBO tests H2.1, H2.2 run 1 and H2.2 run 2, including symmetric or asymmetric secondary side depressurization, primary side depressurization, accumulator (ACC) injection in the cold legs and secondary side feeding with mobile pump and/or primary side emergency core coolant injection from the fuel pool cooling pump. This study is focused specifically on the prediction of the core exit temperature, which drives the execution of the most relevant accident management actions. This work presents, in particular, the key improvements made to the TRACE model that helped to improve the code predictions, including the modeling of dynamical heat losses, the nodalization of SGs' heat exchanger tubes and the ACCs. Another relevant aspect of this work is to evaluate how well the model simulations of the three different scenarios qualitatively and quantitatively capture the trends and results exhibited by the actual experiments. For instance, how the number of SGs considered for secondary side depressurization affects the heat transfer from primary side; how the discharge capacity of the pressurizer relief valve affects the dynamics of the transient; how ACC initial pressure and nitrogen release affect the grace time between ACC injection and subsequent core heat up; and how well the alternative feeding modes of the secondary and/or primary side with mobile injection pumps affect core quenching and ensure stable long-term core cooling under controlled boiling conditions.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권3호
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• pp.191-204
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• 1998

복합재 연소관의 수압/AE 시험의 성공적 수행을 위한 핵심 과제중의 하나는 수압으로 인해 방출되어 연소관을 통해 전파하는 탄성파의 특성을 분석함으로써 수압/AE 시험시 감지해야할 탄성파의 최적 성분을 결정하는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 대칭 적층 구조를 갖는 복합재 연소관에 광대역 초음파를 발진시키고 전파방항과 거리를 변화시킨 105지점에서 광대역 음향방출 센서를 이용하여 복합재 내를 전파한 탄성파를 수신하고, 그 특성(주파수, 전파거리, 전파속도)을 분석하였다. 이와 같은 실험을 내부가 비어 있는 연소관과 내부를 물로 채우고 수압을 가한 연소관에 대해 반복 수행함으로써, 수압이 탄성파의 전파특성에 미치는 영향을 분석하고, 이를 바탕으로 수압/AE 시험시 검출할 탄성파의 최적 성분을 결정하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.414-423
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• 2006

Many construction projects adopt grouting technology to prevent the leakage of groundwater or to improve the shear strength of the ground. Recognition as a feasible field procedure dates back to 1925, Since then, developments and field use have increased rapidly. According to improvement of grout materials, theoretical study on grout penetration characteristics is demanded. Fluid of grout always tends to flow from higher hydraulic potential to lower and the motion of grout is also a function of formation permeability. Viscosity of grout is changed by chemical action while grout moves through pores. Due to the increment of viscosity, permeability is decreased. Permeability is also reduced by grout particle deposits to the soil aggregates. In this thesis, characteristics of new cement grout material that is developed recently is studied: injectable volume of new grout material is tested in two different sizes of sands, and the method to calculate injectable volume of grout is suggested with consideration of change in viscosity and clogging phenomena. The calculated values are compared with injection test results. Viscosity of new grout material is found to be an exponential function of time. And lumped parameter $\theta$ of new grout material to be used for assessing deposition characteristics is estimated by comparing deposit theory with injection test results considering different soil types and different injection pressure.

• 한국생산제조학회지
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• 제9권3호
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• pp.83-89
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• 2000

In hydraulic control system turbine and gear motor type flowmeters are widely used to measure the flow rate under steady flow conditions. With the recent growth of interest in the measurement of instantaneous values of unsteady flow rate the test of the transient response of these flowmeters are in some significance. however an unsteady flow rate mea-surment and its calibration method with a fast response and a high accuracy have not beendeveloped. In this research particularly the dynamic characteristics of turbine and gear motor type flowmeters are investigated experimentally and simple mathematical models are proposed. The measured flow rate waveforms are compared with those by remote instan-taneous flow rate measurement method(RIFM) which has been developed by author and used for calibration As the result of frequency response test gain and phase between the measured flow rate waveforms by turbine type flowmeter and those estimated by RIFM are in good agreement up to 70Hz For the gear motor type flowmeter th simulated results by a math-ematical model proposed here agree well with the experiment nearly up to 100Hz. Also it if sound that the pressure drop across the flowmeter is increased in proportion to the frequency of the flow rate variation in a high frequency region of more than 100Hz. It can be explained that the dealy of gear motor type flowmeter in high frequency regionis mainly attributed to a first order delay consisting of the inertia of gears and internal leakage of the gear motor.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제21권4호
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• pp.259-266
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• 1989

LOFT L2-5 대형 냉각재상실사고 모사실험에 대해 RELAP5/MOD2/Cycle 36.04로부터 개선된 코드를 이용, 코드평가를 수행하였다. 강수관(Downcomer)모델 및 노심유로모델에 따른 코드 민감도분석을 위해 보충계산을 수행하였다. 계산결과는 1차계통의 압력, 파단부를 통과하는 질량유량, 노심 고온부의 피복재 온도등에 대해서 실험결과와 비교 분석되었다. 분석결과 RELAP5/MOD2 계산에 의해 1차계통의 수력학적 거동은 잘 묘사될 수 있으며, 단일 노심유로 모델을 이용한 계산에서는 사고발생이후 감압기간동안 노심이 과대 냉각되는 현상이 발견되었다. 노심의 고온유로에서의 수력학적 거동을 잘 묘사할 수 있는 이중 노심유로 모델계산을 이용하여 이 현상을 극복하고 실험치에 근사하는 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권2호
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• pp.176-183
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• 2014

음향방출법은 차량 내부에 장착된 실린더의 경우 분해없이 동작중에 실시간으로 측정이 가능하므로 다른 비파괴평가 방법보다 많은 장점을 가지고 있다. 이러한 장점을 가지고 음향방출법은 미국 교통부(DOT)로부터 수압시험의 대체로 압력용기의 안정성 평가 방법으로 승인되었다. 본 논문은 압력용기 제조사로부터 UT 결함용기 및 결함이 있는 이음매 없는 압력용기인 Type 1과 Type 2에 대한 정량적인 평가기준에 대한 연구를 수행하였다. Type 1의 경우, ASTM E 1419-02를 기준으로 113L 규격의 준비된 용기로 피로반복시험을 통해 크랙의 성장부터 누설까지 경향을 파악하였다. Type 2의 경우, ASTM E 2191-02를 기준으로 119L 건전한 용기와 수압가압으로 불량용기를 용기에 slow-fill 방법으로 검증하였다. 본 연구에서 음향방출법을 이용한 Type 1과 Type 2의 시험은 불량용기와 건전한 용기를 효과적으로 구분할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.275-283
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• 2013

차세대 로켓 엔진의 추진제중 하나로 부각되어지고 있는 메탄 엔진의 연소 특성을 파악하기 위하여 가스메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 로켓 엔진의 인젝터를 설계/제작 하였다. 동축 스월/전단형 인젝터를 채택하여 제작하였으며, 상용 해석 프로그램인 Fluent를 사용하여 유동해석을 수행한 결과를 바탕으로 인젝터의 주요 변수들을 선정하였다. 제작된 인젝터는 수류실험을 통하여 미립화와 분무특성을 파악하였고, 설계점에서의 연소실험을 수행하여 점화 및 연소 안정성을 확인하였다. 또한, 혼합비(O/F ratio)를 변화시켜가며 연소 실험을 수행하여 특성 속도($C^*$)와 연소실 압력 섭동 값을 이용하여 연소 특성 및 안정성을 평가하였다. 실험 결과 모든 혼합비 영역에서 평균적으로 90% 이상의 높은 연소 효율을 보였고, 압력 섭동 값이 2% 미만으로 연소안정성을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권1호
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• pp.54-70
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• 2017

The accumulator is a passive safety injection device for emergency core cooling systems. As an important safety feature for providing a high-speed injection flow to the core by compressed nitrogen gas pressure during a loss-of-coolant accident (LOCA), the accumulator injects its precharged nitrogen into the system after its coolant has been emptied. Attention has been drawn to the possible negative effects caused by such a nitrogen injection in passive safety nuclear power plants. Although some experimental work on the nitrogen injection has been done, there have been no comparative tests in which the effects on the system responses and the core safety have been clearly assessed. In this study, a new thermal hydraulic integral test facility-the advanced core-cooling mechanism experiment (ACME)-was designed and constructed to support the CAP1400 safety review. The ACME test facility was used to study the nitrogen injection effects on the system responses to the small break loss-of-coolant accident LOCA (SBLOCA) transient. Two comparison test groups-a 2-inch cold leg break and a double-ended direct-vessel-injection (DEDVI) line break-were conducted. Each group consists of a nitrogen injection test and a nitrogen isolation comparison test with the same break conditions. To assess the nitrogen injection effects, the experimental data that are representative of the system responses and the core safety were compared and analyzed. The results of the comparison show that the effects of nitrogen injection on system responses and core safety are significantly different between the 2-inch and DEDVI breaks. The mechanisms of the different effects on the transient were also investigated. The amount of nitrogen injected, along with its heat absorption, was likewise evaluated in order to assess its effect on the system depressurization process. The results of the comparison and analyses in this study are important for recognizing and understanding the potential negative effects on the passive core cooling performance caused by nitrogen injection during the SBLOCA transient.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.643-659
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• 2022

최근 지중저장기술(예, 온실가스 심지층 처분, 인공지열저류층 발전 등)이 활발히 수행됨에 따라, 유체 주입과 저장부지 안정성 사이의 역학적 관계에 관한 정량적 이해의 중요성이 인지되고 있다. 지중 유체 주입은 공극압 및 지중응력 교란과 지층의 역학적 불안정성을 야기할 수 있어, 유체 주입에 대한 다공탄성 수치 모형 구축이 요구된다. 본 연구에서는 순차적인 COMSOL-PyLith-COMSOL 유체 주입-유발지진 다공탄성 수치 모사를 수행한다. 유한요소 상용 소프트웨어인 COMSOL을 이용해 단층에 가해지는 쿨롱 파괴 응력(CFS) 변화를 시간에 따라 추적하였고, CFS 변화량이 임계값(예, 0.1 MPa)을 초과할 경우, 모형의 정보(기하구조, 물성 등)를 유한요소 오픈소스 코드인 PyLith로 이동시키는 알고리즘을 구축했다. PyLith는 단층의 미끄러짐을 모사하고, 미끌림에 의한 변위장을 획득한다. 이후 변위장을 COMSOL로 이동시켜 지진에 의한 응력 및 표면 변위를 계산한다. 수치 모사 결과, 주입 기간 중엔 주입정 근거리에서 큰 변화(공극압, CFS 변화 등)를 보였고, 주입 종류 후에는 잔류 응력이 원거리 영역으로 확산하는 양상이 나타났다. 이는 주입 종료 후 지속적인 모니터링의 필요성을 제안한다. 또한, 단층과 주입층 물성(예, 투수계수, Biot-Willis 계수)에 따른 CFS 변화량 비교는 주입정 위치 선정 시 주입층 및 주변 지층에 대한 물성 파악이 중요함을 의미한다. 단층 미끄러짐 양에 따른 표면 변위 및 이암층에 가해지는 편차응력은 다양한 단층 미끌림 시나리오 설정의 필요성을 지시한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.39-49
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• 2022

확장형 강관말뚝은 강관말뚝 내부에 확관장비를 삽입하여 강관을 확관하여 강관의 단면적을 증가시키는 공법으로 기존에 사용되는 마이크로파일과 비교하여 말뚝의 성능을 향상시킬 수 있는 공법이다. 본 연구에서는 실제 현장에서 강관의 확관이 가능한 확관장비를 개발하였다. 일련의 실내시험 및 현장시험을 통해 개발된 확관 장비의 강관 확장 성능을 확인하였다. 확관장치의 강관확관능력과 확관이 가능한 범위를 평가하기 위해 강관 확관장치의 최대압력에 대한 변형량과 확관시간을 측정한 결과, 강관두께가 얇을수록 변형량이 크게 발생하였으며 확관시간은 증가하였다. 두께 4.0mm 강관의 경우 두께 2.9mm 강관과 비교하여 변형량은 약 30% 적게 발생하였으나, 확관시간이 줄어드는 효과(약 40% 감소)를 얻을 수 있었다. 그리고 실제 지중에서 강관의 확관이 가능한지 확인하기 위해 현장 확관시험을 수행하였으며 지중에서 확관 후 확관 상태를 확인한 결과, 본 연구에서 개발한 강관 확관장치는 지중응력 조건에서도 강관 확관 성능을 발휘할 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 확관하기 전 원상태의 강관과 확관 후 강관의 재료성능을 비교하여 확관형 강관말뚝의 역학적 안정성을 검증하였다.