• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.42-48
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• 2020

The effect of improving the tensile and J-R fracture toughness properties of SA508 Gr.1a on the LBB margin for the main steam pipe is investigated. The material properties and microstructure images of the existing main steam piping material SA106 Gr.C used in domestic nuclear power plants and the newly selected material SA508 Gr.1a were compared. For each material, LBB margins were calculated and compared through finite element analysis and crack instability evaluation. The LBB margin of the improved SA508 Gr.1a is found to be greatly improved compared to that of the existing SA106 Gr.C and SA508 Gr.1a. This is because of the increased material's strength and J-R fracture toughness compared to the previous materials. In order to analyze the effect of physical property change on the LBB margin, the sensitivity of each LBB margin according to the variation of tensile strength and J-R fracture toughness was analyzed. The effect of the change in tensile strength was found to be greater than that of the change in fracture toughness. Therefore, an increase in strength significantly influenced the improvement of the LBB margin of the improved SA508 Gr.1a.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권6호
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• pp.1862-1871
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• 1996

The puopose of this paper is sto modify the current LBB criteria. The validity of current LBB criteria and current standard LBB analysis mehtod are evaluated using linear elastic fracture mechanics and elastic-plastic fracture mechanics. The results of evaluation demonstrate that the current LBB driteria are very conservative and some level of margins already exist in the standard LBB analysis method. Thus, the margin on load .root. and margin on crack size 2 can be eliminated to extend LBB application for the samller diameter pipe.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권6호
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• pp.651-659
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• 2011

최근 열출력이 향상된 신규 원자력발전소의 개발이 증가하고 있으며 배관계에 가해지는 모멘트 및 하중의 크기도 증가하는 경향이므로 배관의 파단전누설(LBB) 적용조건 여유도가 작아질 수 있다. 본 논문에서는 이러한 배관에서 LBB 적용조건을 만족시키기 위한 추가적인 여유도 확보의 한 방법으로써 균열의 비선형과 재료물성치를 고려하는 방법을 제시하였다. 균열 및 재료의 비선형을 고려하기 위하여 유한요소해석과 보(beam) 이론을 병용하였다. 원자력 배관을 모델로 하여 본 논문에서 제안한 방법으로 LBB 균열안정성 해석을 수행하였으며, LBB 여유도가 낮은 위치에서 균열 및 재료 비선형을 고려함으로 써 추가적인 LBB 여유도를 확보할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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• pp.67-72
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• 2001

The LBB behavior and the crack opening displacement after a crack penetrated wall thickness of statically indeterminate piping system were investigated in this study, compared with statically determinate piping system. The reduction of ultimate strength caused by a crack was relatively small in the statically indeterminate piping system. The statically indeterminate piping system has more safety margin for LBB behavior than the statically determinate piping system. The crack opening displacement could be evaluated by using the plastic rotation angle proposed to evaluate the crack opening displacement after crack penetration in pipe with a non-penetrating crack.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.19-25
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• 2022

Nuclear Power Plants (NPP) should be designed to have sufficient safety margins and to ensure seismic safety against earthquake that may occur during the plant life time. After the 9.12 Gyeongju earthquake accident, the structural integrity of nuclear power plants due to the beyond design basis earthquake is one of key safety issues. Accordingly, it is necessary to conduct structural integrity evaluations for domestic NPPs under beyond design basis earthquake. In this study, the Level 3 LBB (Leak Before Break) evaluation was performed by considering the beyond design basis earthquake for the surge line of a OPR1000 plant of which design basis earthquake was set to be 0.2g. The beyond design basis earthquake corresponding to peak ground acceleration 0.4g at the maximum stress point of the surge line was considered. It was confirmed that the moment behaviors of the hot leg and pressurized surge nozzle were lower than the maximum allowable loading in moment-rotation curve. It was also confirmed that the LBB margin could be secured by comparing the LBB margin through the Level 2 method. It was judged that the margin was secured by reducing the load generated through the compliance of the pipe.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권5호
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• pp.775-783
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• 1995

CANDU원자로에서 압력관의 건전성을 향상시키기 위한 방안으로 압력관의 두께를 증가시키는 방법과 압력관 제조공정에서 초기수소농도를 줄이는 방법이 연구중에 있다. 본 연구에서는 압력관 두께증가가 가동중 압력관의 안전여유도에 미치는 영향과 새로운 압력관의 낮은 수소농도가 파손의 주원인인 DHC에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 가동중 압력관에 날카로운 결함이 발생할 경우 5.2mm두꺼운 압력관은 안전여유도 관점에서 현행 2mm 압력 관에 비해 25% 증가효과를 보이는 것으로 나타났다. LBB평가에서도 두꺼운 압력관은 DHC 발생에 필요한 초기균열 길이 (a), 중수누설 감지 시점에서의 균열길이 (Lp), 중수누설후 압력관 파단까지의 허용시간(t)등에서 많은 이점이 있는 것으로 평가되었으며, 또한 LOCA시 압력관 파단관점에서도 유익한 것으로 나타났다. 여러가지 다른 두께 및 다른 초기수소농도를 갖는 압력관을 대상으로 20년 가동후의 총 누적 수소량을 계산한 결과, 5ppm의 초기 수소량을 갖고 두께가 5.2 mm인 압력관이 가장 우수한 저항성을 보였다. 결함 성장평가에 있어서 초기에 낮은 수소량을 갖는 압력관은 20년 가동후에도 수소화물의 석출이 일어나는 TSS 도달 온도가 낮게 유지되며 냉각시 균열성장량도 매우 적은 것으로 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.287-292
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• 2008

The applicability of stainless steel type 316N to the PZR surge-lines of OPR1000 and APR1400 is investigated. So far, strainless steel type 347 has been used for the OPR1000 surge-lines. The degree of improvement in the leak-before-break(LBB) and component design margin is evaluated when stainless steel type 347 is substituted by type 316N. For the study, the tensile and J-R tests on type 316N and type 347 stainless steels were performed at 316 and the microstructure of both types was examined. Stainless steel type 316N shows the higher values on the stress-strain curves, J-R curves and stress intensity, Sm, compared to those of type 347. Therefore, stainless steel type 316N ensures the higher LBB and component design margins. As a result, this study shows that stainless steel type 316N could substitute type 347 for the surge-lines of OPR1000 and APR1400.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.725-730
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• 2010

부정정계 배관의 두께 관통 후 파단전누설 거동과 균열개구변위는 정정계 배관과 비교하여 연구 하였다. 부정정 배관은 균열 발생으로 인한 최대 강도의 감소가 비교적 적었다. 부정정 배관계의 파단 전누설 거동은 정정계 배관보다 더 안전 하였다. 균열개구변위는 미관통균열을 가지는 배관에서 균열 관통 후 평가하기 위하여 제안된 소성힌지를 사용하여 평가하였다.